JP5359145B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にスタッドピンを埋設するようにした空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、スタッドピンの保持能力を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

北欧やロシア等の厳冬地域では、冬季タイヤとしてスタッドタイヤが主に使用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。従来、スタッドタイヤにおいては、トレッド部にスタッドピンを埋設するための複数の植え込み穴を設け、これら植え込み穴に対してスタッドピンを埋設するようにしている。植え込み穴は、通常、円筒状に形成されている。一方、スタッドピンとしては、円柱状の胴部の底側に該胴部よりも膨らんだフランジ部を備えたシングルフランジタイプのスタッドピンと、円柱状の胴部の踏面側と底側にそれぞれ該胴部よりも膨らんだフランジ部を備えたダブルフランジタイプのスタッドピンがあるが、近年ではダブルフランジタイプのスタッドピンが主流となっている。

スタッドタイヤの性能は、トレッド部に埋め込まれたスタッドピンによって発揮されるが、スタッドピンが脱落すると氷上性能の低下が顕著になるので、そのピン抜けに対する対策が重要な課題になっている。
国際公開第ＷＯ２００４／１０３７３８号のパンフレット 特開２００８−２４２１３号公報

本発明の目的は、スタッドピンの保持能力を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にスタッドピンを埋設するための複数の植え込み穴を設け、これら植え込み穴に対して円柱状の胴部の踏面側と底側にそれぞれ該胴部よりも膨らんだフランジ部を備えたスタッドピンを埋設するようにした空気入りタイヤにおいて、
前記植え込み穴に前記スタッドピンの踏面側フランジ部に対応する位置に配置された上側円筒部と前記スタッドピンの胴部に対応する位置に配置された下側円筒部とを設け、前記上側円筒部の内径よりも前記下側円筒部の内径を小さくし、前記植え込み穴の上側円筒部の内径を前記スタッドピンの踏面側フランジ部の外径の３０％〜５０％とし、前記植え込み穴の下側円筒部の内径を前記スタッドピンの胴部の外径の３０％〜５０％とし、前記スタッドピンの踏面側フランジ部の外径に対する前記植え込み穴の上側円筒部の内径の比率と前記スタッドピンの胴部の外径に対する前記植え込み穴の下側円筒部の内径の比率との差を５％以下とすると共に、
前記植え込み穴の底部の最大内径を該植え込み穴の下側円筒部の内径よりも大きくし、前記植え込み穴の底部の最大内径を前記スタッドピンの底側フランジ部の最大外径の３０％〜５０％としたことを特徴とするものである。

本発明者は、スタッドタイヤにおけるピン抜けの要因について鋭意研究した結果、スタッドピンに対する締付力がスタッドピンの長手方向に沿って不均一であると、スタッドピンが植え込み穴から脱落し易いことを知見し、本発明に至ったのである。

本発明では、トレッド部の植え込み穴にダブルフランジタイプのスタッドピンを埋設することが想定される空気入りタイヤにおいて、植え込み穴にスタッドピンの踏面側フランジ部に対応する位置に配置された上側円筒部とスタッドピンの胴部に対応する位置に配置された下側円筒部とを設け、上側円筒部の内径よりも下側円筒部の内径を小さくすることにより、ダブルフランジタイプのスタッドピンに対する締付力を均一化し、スタッドピンの保持能力を向上することができる。

植え込み穴の上側円筒部と下側円筒部との間に形成される屈曲点はトレッド部の踏面から植え込み穴の深さの３０％〜７０％の位置に配置することが好ましい。これにより、形状や寸法が異なる種々のスタッドピンに適合することができる。

植え込み穴の下側円筒部の内径は植え込み穴の上側円筒部の内径の７０％〜９０％の範囲に設定することが好ましい。そして、植え込み穴の上側円筒部の内径はスタッドピンの踏面側フランジ部の外径の３０％〜５０％とし、植え込み穴の下側円筒部の内径はスタッドピンの胴部の外径の３０％〜５０％とすることが好ましい。更に、スタッドピンの踏面側フランジ部の外径に対する植え込み穴の上側円筒部の内径の比率とスタッドピンの胴部の外径に対する植え込み穴の下側円筒部の内径の比率との差は５％以下とすることが好ましい。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピンに対して適度な締付力を与えることができる。

植え込み穴の底部の最大内径は植え込み穴の下側円筒部の内径よりも大きくすることが好ましい。これにより、植え込み穴へのスタッドピンの収まりが良くなり、スタッドピンの保持能力を更に向上することができる。この場合、植え込み穴の底部の最大内径は植え込み穴の下側円筒部の内径の１４０％〜２００％の範囲に設定することが好ましい。そして、植え込み穴の底部の最大内径はスタッドピンの底側フランジ部の最大外径の３０％〜５０％とすることが好ましい。更に、スタッドピンの底側フランジ部の最大外径に対する植え込み穴の底部の最大内径の比率とスタッドピンの胴部の外径に対する植え込み穴の下側円筒部の内径の比率との差は５％以下とすることが好ましい。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピンに対して適度な締付力を与えることができる。

本発明は、各種のスタッドタイヤに適用可能であるが、より具体的には、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝を設け、これら縦溝及び横溝により複数のブロックを区画し、該ブロックに対して複数本のサイプと共に植え込み穴を設けた空気入りタイヤに適用することが好ましい。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターン（スタッドピン打ち込み前）を示し、図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターン（スタッドピン打ち込み後）を示すものである。

図１及び図２に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向にジグザグ状に延びる複数本の縦溝２とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３とが形成され、これら縦溝２及び横溝３により複数のブロック４からなるトレッドセンター側のブロック列４０と複数のブロック５からなるショルダー側のブロック列５０が区画されている。

トレッドセンター側のブロック列４０のブロック４及びショルダー側のブロック列５０のブロック５の各々には、タイヤ幅方向にジグザグ状に延びる複数本のサイプ６が形成されている。更に、ショルダー側のブロック列５０のブロック５に対しては複数本のサイプ６と共にスタッドピン用の植え込み穴１０が形成されている。なお、サイプ６は植え込み穴１０を避けた部位に配置されている。図２において、各植え込み穴１０にはスタッドピン２０が埋設されている。スタッドピン２０の埋設は、植え込み穴１０を拡張した状態で該植え込み穴１０内にスタッドピン２０を挿入した後、植え込み穴１０の拡張を解除することで行われる。

図３は本発明におけるダブルフランジタイプのスタッドピンを示す側面図であり、図４は本発明における植え込み穴を示す断面図であり、図５は図３のスタッドピンを図４の植え込み穴に埋設した状態を示す断面図である。図３に示すように、スタッドピン２０は、円柱状の胴部２１と、該胴部２１の踏面側において該胴部２１よりも膨らんだフランジ部２２と、該胴部２１の底側において該胴部２１よりも膨らんだフランジ部２３と、踏面側のフランジ部２２からピン軸方向に突き出したチップ部２４とから構成されている。

一方、植え込み穴１０は、スタッドピン２０の踏面側のフランジ部２２に対応する位置に配置された上側円筒部１１と、スタッドピン２０の胴部２１に対応する位置に配置された下側円筒部１２と、該下側円筒部１２に隣接する底部１２とを備え、上側円筒部１１の内径Ａよりも下側円筒部１２の内径Ｂの方が小さくなっている。

このようにトレッド部１の植え込み穴１０にダブルフランジタイプのスタッドピン２０を植え込むようにした空気入りタイヤにおいて、植え込み穴１０にスタッドピン２０の踏面側フランジ部２２に当接する上側円筒部１１とスタッドピン２０の胴部２１に当接する下側円筒部１２とを設け、上側円筒部１１の内径Ａよりも下側円筒部１２の内径Ｂを小さくすることにより、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対する締付力を該スタッドピン２０の長手方向に沿って均一化し、スタッドピン２０の保持能力を向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、植え込み穴１０の上側円筒部１１と下側円筒部１２との間に形成される屈曲点Ｐ１，Ｐ２はトレッド部１の踏面Ｓから植え込み穴１０の深さＬの３０％〜７０％の位置に配置すると良い。これにより、形状や寸法が異なる種々のスタッドピンに適合することができる。屈曲点Ｐ１，Ｐ２の位置が上記範囲から外れると、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対して適度な締付力を与えることが困難になる場合がある。

下側円筒部１２の内径Ｂは上側円筒部１１の内径Ａの７０％〜９０％の範囲に設定すると良い。そして、上側円筒部１１の内径Ａはスタッドピン２０の踏面側フランジ部２２の外径Ａ’の３０％〜５０％の範囲に設定し、下側円筒部１２の内径Ｂはスタッドピン２０の胴部２１の外径Ｂ’の３０％〜５０％に設定すると良い。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対して適度な締付力を与えることができる。

ここで、スタッドピン２０の踏面側フランジ部２２の外径Ａ’に対する植え込み穴１０の上側円筒部１１の内径Ａの比率が３０％未満であるとスタッドピン２０に対する締付力は大きくなるがスタッドピン２０の植え込み作業が困難になり、逆に５０％を超えるとスタッドピン２０の植え込み作業は容易であるがスタッドピン２０に対する締付力が不十分になる。

同様に、スタッドピン２０の胴部２１の外径Ｂ’に対する植え込み穴１０の下側円筒部１２の内径Ｂの比率が３０％未満であるとスタッドピン２０に対する締付力は大きくなるがスタッドピン２０の植え込み作業が困難になり、逆に５０％を超えるとスタッドピン２０の植え込み作業は容易になるがスタッドピン２０に対する締付力が不十分になる。

更に、スタッドピン２０の踏面側フランジ部２２の外径Ａ’に対する植え込み穴１０の上側円筒部１１の内径Ａの比率とスタッドピン２０の胴部２１の外径Ｂ’に対する植え込み穴１０の下側円筒部１２の内径Ｂの比率との差は５％以下に設定すると良い。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対して適度な締付力を与えることができる。この差が大き過ぎると締付力の均一化が不十分になる。

植え込み穴１０の底部１３の最大内径Ｃは下側円筒部１２の内径Ｂよりも大きくすると良い。これにより、植え込み穴１０へのスタッドピン２０の収まりが良くなり、スタッドピン２０の保持能力を更に向上することができる。つまり、下側円筒部１２を植え込み穴１０の底まで延在させた場合、スタッドピン２０の収まりが悪化し、植え込み穴１０の底まで挿入することが困難になり、その結果、スタッドピン２０の踏面Ｓからの突出量が増加したり、スタッドピン２０がタイヤ径方向に対して傾斜した状態で埋設されるといった不都合を生じることがある。

植え込み穴１０の底部１３の最大内径Ｃは下側円筒部１２の内径Ｂの１４０％〜２００％の範囲に設定すると良い。そして、植え込み穴１０の底部１３の最大内径Ｃはスタッドピン２０の底側フランジ部２３の最大外径Ｃ’の３０％〜５０％の範囲に設定すると良い。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対して適度な締付力を与えることができる。

ここで、スタッドピン２０の底側フランジ部２３の最大外径Ｃ’に対する植え込み穴１０の底部１３の最大内径Ｃの比率が３０％未満であるとスタッドピン２０に対する締付力は大きくなるがスタッドピン２０を植え込み穴１０の底位置まで挿入することが困難になり、逆に５０％を超えるとスタッドピン２０の植え込み作業は容易であるがスタッドピン２０に対する締付力が不十分になる。

更に、スタッドピン２０の底側フランジ部２３の最大外径Ｃ’に対する植え込み穴１０の底部１３の最大内径Ｃの比率とスタッドピン２０の胴部２１の外径Ｂ’に対する植え込み穴１０の下側円筒部１２の内径Ｂの比率との差は５％以下に設定すると良い。これにより、ダブルフランジタイプのスタッドピン２０に対して適度な締付力を与えることができる。この差が大き過ぎると締付力の均一化が不十分になる。

タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６であって、トレッド部にスタッドピンを埋設するための複数の植え込み穴を設け、これら植え込み穴に対してダブルフランジタイプのスタッドピンを埋設するようにした空気入りタイヤにおいて、植え込み穴に上側円筒部と下側円筒部と底部とを設け、上側円筒部の内径Ａ、下側円筒部の内径Ｂ、底部の最大内径Ｃを表１のように設定した実施例１〜３のタイヤを作製した。比較のため、植え込み穴を直径２．５ｍｍの円筒状に形成した従来例のタイヤを用意した。なお、スタッドピンとしては、踏面側フランジ部の外径Ａ’が６．５ｍｍであり、胴部の外径Ｂ’が５．０ｍｍであり、底側フランジ部の最大外径Ｃ’が８．０ｍｍであるものを用いた。

これらタイヤについて、下記の評価方法により、スタッドピン保持能力、スタッドピン打ち込み易さを評価し、その結果を表１に併せて示した。

スタッドピン保持能力：
スタッドピンを植え込んだ試験タイヤを排気量２５００ｃｃクラスの車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとして、一般道を１００００ｋｍ走行した後、トレッド部から脱落したスタッドピンの本数を数えた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどスタッドピン保持能力が優れていることを意味する。

スタッドピン打ち込み易さ：
試験タイヤに１００本のスタッドピンを植え込むに際して、良好な状態で植え込まれた場合を合格とし、良好ではない状態で植え込まれた場合を不合格とし、その合格率を求めた。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどスタッドピンを打ち込み易いことを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜３のタイヤはいずれも従来例に比べてスタッドピン保持能力が優れており、しかもスタッドピンを打ち込み易いものであった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターン（スタッドピン打ち込み前）を示す展開図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターン（スタッドピン打ち込み後）を示す展開図である。 本発明におけるダブルフランジタイプのスタッドピンを示す側面図である。 本発明における植え込み穴を示す断面図である。 図３のスタッドピンを図４の植え込み穴に埋設した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ 縦溝
３ 横溝
４，５ ブロック
６ サイプ
１０ 植え込み穴
１１ 上側円筒部
１２ 下側円筒部
１３ 底部
２０ スタッドピン
２１ 胴部
２２ 踏面側フランジ部
２３ 底側フランジ部
２４ チップ部

Claims (6)

1. トレッド部にスタッドピンを埋設するための複数の植え込み穴を設け、これら植え込み穴に対して円柱状の胴部の踏面側と底側にそれぞれ該胴部よりも膨らんだフランジ部を備えたスタッドピンを埋設するようにした空気入りタイヤにおいて、
   前記植え込み穴に前記スタッドピンの踏面側フランジ部に対応する位置に配置された上側円筒部と前記スタッドピンの胴部に対応する位置に配置された下側円筒部とを設け、前記上側円筒部の内径よりも前記下側円筒部の内径を小さくし、前記植え込み穴の上側円筒部の内径を前記スタッドピンの踏面側フランジ部の外径の３０％〜５０％とし、前記植え込み穴の下側円筒部の内径を前記スタッドピンの胴部の外径の３０％〜５０％とし、前記スタッドピンの踏面側フランジ部の外径に対する前記植え込み穴の上側円筒部の内径の比率と前記スタッドピンの胴部の外径に対する前記植え込み穴の下側円筒部の内径の比率との差を５％以下とすると共に、
   前記植え込み穴の底部の最大内径を該植え込み穴の下側円筒部の内径よりも大きくし、前記植え込み穴の底部の最大内径を前記スタッドピンの底側フランジ部の最大外径の３０％〜５０％としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記植え込み穴の上側円筒部と下側円筒部との間に形成される屈曲点を前記トレッド部の踏面から該植え込み穴の深さの３０％〜７０％の位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記植え込み穴の下側円筒部の内径を該植え込み穴の上側円筒部の内径の７０％〜９０％の範囲に設定したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記植え込み穴の底部の最大内径を該植え込み穴の下側円筒部の内径の１４０％〜２００％の範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記スタッドピンの底側フランジ部の最大外径に対する前記植え込み穴の底部の最大内径の比率と前記スタッドピンの胴部の外径に対する前記植え込み穴の下側円筒部の内径の比率との差を５％以下としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の縦溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝を設け、これら縦溝及び横溝により複数のブロックを区画し、該ブロックに対して複数本のサイプと共に前記植え込み穴を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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