JP5702817B2 - スタッドピンおよびこれを用いたタイヤ - Google Patents

Description

本発明はスタッドピンおよびこれを用いたタイヤに関し、詳しくは、特に氷雪路面上での走行に適したスタッダブルタイヤ用のスタッドピン、および、これを用いたスタッダブルタイヤに関する。

従来、主として冬用タイヤとして、トレッド表面に金属製のスタッドピンを配設したスタッダブルタイヤが知られている。スタッダブルタイヤに使用されるスタッドピンは、一般に、トレッド表面から突出するピン部分と、トレッド内部に埋設される本体部分とからなり、走行時にはトレッド表面から突出したピン部分が路面に食い込むことで、路面とタイヤとの間の摩擦力を向上して、これにより、氷雪路面上での操縦安定性能を確保することができるものである。

スタッドピンに関する改良技術としては、例えば、特許文献１に、平面図で丸くない細長い板状スパイク根元を備え、その最大延長部が長手軸線を形成し、平面図で丸くない細長いスパイク上部分を備え、その最大延長部が長手軸線を形成し、スパイク根元とスパイク上部分とが相互に交差されて、スパイク根元の長手軸線がスパイク上部分の長手軸線と零と相違する角度を形成する車両タイヤ用のスパイクが開示されている。また、従来の一般的なスタッドピンの端部表面の形状は、平坦面または少し盛り上がったラウンド形状であって、切欠き部等のない１つの連続面から構成されているものが一般的であった。

特許第４０８８０５５号公報（特開２００２−１２０５１７号公報）

スタッダブルタイヤにおいては、氷雪路面上での駆動性能および制動性能に加えて、耐スタッドオフ性能（スタッドピンの脱落防止性能）が重要となる。このため、スタッドピンの形状およびそのタイヤへの配置条件については従来より種々検討されてきているが、例えば、上記特許文献１に記載の技術についても、スパイク根元の短径方向の向きに倒れる路面入力があった際にスタッドオフが生じ易いとも考えられるなど、未だ十分なものではなかった。よって、上記要求性能をより高度に両立できるスタッドピンおよびこれを用いたタイヤの実現が望まれていた。そこで本発明の目的は、氷雪路面上での駆動性能および制動性能と、耐スタッドオフ性能とをともに向上したスタッドピンおよびこれを用いたタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のスタッドピンは、タイヤトレッドの表面に配設して用いられるタイヤ用のスタッドピンであって、前記タイヤトレッドの内部に埋設されるボディ部分と、該ボディ部分の一端に突設され該タイヤトレッドの表面から突出するピン部分と、を備え、該ボディ部分が、該ピン部分が突設された一端側に形成されたボディ本体部と、該ピン部分が突設されているのとは反対の他端側に形成されたフランジ部とを含み、スタッドピンの軸方向に直交する断面内において、前記ボディ本体部が直交する２つの対称軸Ａ，Ｂを有する線対称形状を呈し、前記フランジ部が少なくとも１つの対称軸を有する線対称形状を呈し、該フランジ部の対称軸のうち軸方向における該フランジ部の長さが最大のものを長手対称軸Ｃとしたとき、該長手対称軸Ｃに直交する方向における該フランジ部の長さの最大値が該長手対称軸Ｃ上の該フランジ部の長さよりも小さく、前記ボディ本体部の対称軸Ａ，Ｂ上の該ボディ本体部の長さをＬａ，ＬｂとしたときＬａ≧Ｌｂを満足する対称軸Ａと、該フランジ部の長手対称軸Ｃとの方向が略一致しており、かつ、前記ピン部分の、スタッドピンの軸方向における端部表面に、端部表面を横切る溝が少なくとも１本形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明のタイヤは、上記本発明のスタッドピンが、トレッド陸部に配設されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、特には、スタッドピンの総重量を維持しつつ、または軽量化させつつ、制駆動性能を向上させることができ、氷雪路面上での駆動性能および制動性能と、耐スタッドオフ性能とをともに向上したスタッドピンおよびこれを用いたタイヤを実現することが可能となった。

本発明のスタッドピンの一例を示す説明図である。 本発明に係るフランジ部の断面形状の具体例を示す概略断面図である。 本発明に係るボディ本体部の断面形状の具体例を示す概略断面図である。 本発明のスタッドピンの他の例を示す上面図である。 本発明に係るピン部分の断面形状の具体例を示す概略断面図である。 本発明のスタッドピンにおけるボディ部分とピン部分との連結部構造の具体例を示す説明図である。 本発明のタイヤの一例のトレッド表面を示す部分展開図である。 本発明のタイヤの他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図である。 本発明のスタッドピンの他の例における孔部の形成状態を示す説明図である。 本発明のタイヤのさらに他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図である。 本発明のタイヤのさらに他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図である。 従来例に係るフランジ部、ボディ本体部およびピン部分の形状を示す概略断面図である。 本発明のタイヤのさらに他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、タイヤトレッドの表面に配設して用いられるタイヤ用のスタッドピンの改良に係るものである。図１は、本発明のスタッドピンの一例を示す（ａ）上面図、（ｂ）（ａ）中のＸ方向から見た側面図、（ｃ）ボディ本体部の断面図、（ｄ）フランジ部の断面図、並びに、ピン部分の（ｅ）上面図および（ｆ）側面図である。図示するように、本発明のスタッドピンは、タイヤトレッドの内部に埋設されるボディ部分１と、その一端に突設されタイヤトレッドの表面から突出するピン部分２と、を備えている。また、ボディ部分１は、ピン部分２が突設された一端側に形成されたボディ本体部３と、ピン部分２が突設されているのとは反対の他端側に形成されたフランジ部４とを含んでいる。

本発明においては、スタッドピンの軸方向Ｙに直交する断面内において、ボディ本体部３が直交する２つの対称軸Ａ，Ｂを有する線対称形状を呈している（図中の（ｃ）参照）。また、本発明において、フランジ部４は、少なくとも１つの対称軸、図示例では互いに直交する２つの対称軸Ｃ１，Ｃ２を有する線対称形状を呈しており、その対称軸のうち軸方向におけるフランジ部４の長さが最大のもの、図中では長さＬｃ１（＞Ｌｃ２）を有する対称軸Ｃ１を長手対称軸Ｃとしたとき、長手対称軸Ｃに直交する方向におけるフランジ部４の長さの最大値Ｌｃ２ｍａｘ（＝Ｌｃ２）が、長手対称軸Ｃ上のフランジ部の長さＬｃ１よりも小さくなっている（図中の（ｄ）参照）。

さらに、本発明においては、ボディ本体部３の対称軸Ａ，Ｂ上のボディ本体部３の長さをＬａ，ＬｂとしたときＬａ≧Ｌｂを満足する対称軸Ａと、フランジ部４の長手対称軸Ｃとの方向が略一致している（図中の（ａ）参照、この場合Ｌａ＝Ｌｂ）。ここで、ボディ本体部３の対称軸Ａとフランジ部４の長手対称軸Ｃとの方向が略一致しているとは、対称軸Ａと長手対称軸Ｃとの方向が一致している場合を含み、製造誤差を許容するという意味であり、具体的には、対称軸Ａと長手対称軸Ｃとのなす角度が±１０度以内、特には±５度以内であることを意味する。

スタッドオフ、すなわち、スタッドピンの脱落は、車両の加速発進時または制動時に起こる。本発明においては、まず、フランジ部４について上記条件を満足する形状としたことで、フランジ部４の長手対称軸Ｃがタイヤ周方向に沿う方向になるようスタッドピンをタイヤに配置した際に、フランジ部４が引っ掛かりを生じやすくなって、耐スタッドオフ性能が向上する。また、この場合、フランジ部４の長手対称軸Ｃに直交する方向がタイヤ幅方向を向くことになるが、車両の旋回時においてタイヤ幅方向にかかる力は、加速発進時または制動時にタイヤ周方向に発生する力に比べるとかなり小さい。そのため、タイヤ幅方向に作用する力によりスタッドオフが生ずるおそれは低く、むしろフランジ部４のタイヤ幅方向に沿う長さを短くすることで、旋回時に若干傾いてより路面に食い込むことができるので、旋回性能において有利となる。なお、スタッドピンについては多くの国において重量規制があるが、本発明においては、フランジ部４の断面長さを長手対称軸Ｃの方向に大きくすることによる重量の増加を、これと直交する方向の断面長さを小さくすることで相殺できるメリットもある。

また、本発明においては、ボディ本体部３について上記条件を満足する形状としたことで、フランジ部４の長手対称軸Ｃがタイヤ周方向に沿う方向になるようスタッドピンをタイヤに配置した際に、長手対称軸Ｃの方向と略一致するボディ本体部３の対称軸Ａについてもタイヤ周方向に沿うものとなる。ボディ本体部３のエッヂ部は路面と接することでエッヂ効果を生むが、ボディ本体部３は、対称軸Ａ上の長さが、これと直交する対称軸Ｂ上の長さと同じかそれよりも大きく形成されているので、ボディ本体部のエッヂ部は中心軸からタイヤ周方向に離れることとなり、これにより、より大きなモーメントがかかることでエッヂ効果が増して、氷上性能を向上する効果が得られる。

図２に、本発明に係るフランジ部の断面形状の他の具体例を示す。本発明において、フランジ部４の具体的断面形状としては、図１に示すような、長方形の角部を丸めた略長方形形状の他、図２中の（ａ）台形形状や、（ｂ）その角部を丸めた略台形形状、（ｃ）楕円形形状、図示はしないが長方形形状などが挙げられる。このうち図１，図２（ｃ）は２つの対称軸を有する形状であり、図２（ａ），（ｂ）は１つの対称軸を有する形状である。中でも、本発明において、フランジ部４の断面形状としては、対称軸として長手対称軸Ｃのみを有し、長手対称軸Ｃに直交する方向におけるフランジ部４の長さのうち最大値Ｌｃ２ｍａｘおよび最小値Ｌｃ２ｍｉｎに相当する部位が、長手対称軸Ｃ上のフランジ部４の長さ中心点Ｐに対してそれぞれ反対側に位置する、方向性を有する形状であることが好ましい。これにより、スタッドピンのボディ重量を大きく増加させることなく、耐スタッドオフ性能の向上と制動駆動性能の向上とを両立させる効果を得ることができる。

本発明においては、フランジ部４の長手対称軸Ｃ上のフランジ部の長さＬｃ１と、長手対称軸Ｃに直交する方向におけるフランジ部４の長さの最大値Ｌｃ２ｍａｘとが、下記式、
１．０＜Ｌｃ１／Ｌｃ２ｍａｘ≦１．５
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌｃ１／Ｌｃ２ｍａｘ＝１．０であると、従来一般的な等方性のフランジ断面形状となって、本発明の要件を満足せず、耐スタッドオフ性能の向上効果は得られない。一方、１．５＜Ｌｃ１／Ｌｃ２ｍａｘであると、発進・加速時などの駆動力作用時における耐スタッドオフ性能についてはＬｃ１の値の増大に略比例して向上する反面、Ｌｃ２ｍａｘの値が小さすぎるために、横力作用時における耐スタッドオフ性能が悪化してしまい、トータルとしてのメリットが小さくなる。

また、本発明においては、フランジ部４の長手対称軸Ｃに直交する方向におけるフランジ部４の長さが最大値および最小値を持つ場合、これら最大値Ｌｃ２ｍａｘおよび最小値Ｌｃ２ｍｉｎが、下記式、
１．０＜Ｌｃ２ｍａｘ／Ｌｃ２ｍｉｎ≦２．０
で示される関係を満足することが好ましい。２．０＜Ｌｃ２ｍａｘ／Ｌｃ２ｍｉｎであると、フランジ部４の長さのうち最小値Ｌｃ２ｍｉｎが相対的に狭すぎるために、この巾狭で尖った側のフランジ先端部がトレッドブロック内部に繰返し突き刺さって、ゴムの早期破壊により結果として耐スタッドオフ性能が悪化してしまうおそれがある。

図３に、本発明に係るボディ本体部の断面形状の他の具体例を示す。本発明において、ボディ本体部３の具体的断面形状としては、図１に示すような、正方形の角部を丸めた略正方形形状の他、図３中の（ａ）長方形の角部を丸めた略長方形形状や、（ｂ）楕円形形状、図示はしないが正方形形状および長方形形状などが挙げられる。このうち図１はＬａ＝Ｌｂの例であり、図３（ａ），（ｂ）はＬａ＞Ｌｂの例である。

本発明においては、ボディ本体部３の対称軸Ａ上のボディ本体部３の長さＬａと、対称軸Ｂ上のボディ本体部３の長さＬｂとが、下記式、
１．０≦Ｌａ／Ｌｂ≦１．５
で示される関係を満足することが好ましい。１．５＜Ｌａ／Ｌｂであると、発進・加速時などの駆動力作用時における耐スタッドオフ性能についてはＬａの値の増大に略比例して向上する反面、Ｌｂの値が小さすぎるためにトレッドブロックゴム間の接触圧が低下して、横力作用時における耐スタッドオフ性能が悪化してしまい、トータルとしてのメリットが小さくなる。

また、本発明においてピン部分２は、図１に示すように、スタッドピンの軸方向に直交する断面内において、少なくとも１つの対称軸、図示例では２つの対称軸Ｄ１，Ｄ２を有する線対称形状を呈しており、その対称軸のうち、ピン部分２を当該対称軸方向に投影した長さが最大のもの、図中では長さＬｄ１（＞Ｌｄ２）を有する対称軸Ｄ１を対称軸Ｄとしたとき、ピン部分２の対称軸Ｄに直交する方向と、フランジ部４の長手対称軸Ｃの方向とが交差していることが好ましい。ここで、対称軸Ｄに直交する方向と長手対称軸Ｃの方向とが交差しているとは、対称軸Ｄに直交する方向と長手対称軸Ｃの方向とのなす角度が少なくとも０度を超え１８０度未満であって、好適には５０度〜１３０度、より好適には９０度±２５度であり、最も好ましくは直交していることを意味する。図４（ａ）に、対称軸Ｄに直交する方向と長手対称軸Ｃの方向とのなす角度が異なる本発明のスタッドピンの他の例を示す。

ピン部分２について上記条件を満足する形状としたことで、フランジ部４の長手対称軸Ｃがタイヤ周方向に沿う方向になるようスタッドピンをタイヤに配置した際には、長手対称軸Ｃの方向と交差する、ピン部分２の対称軸Ｄに直交する方向についても、タイヤ周方向と交差するものとなる。本発明においてピン部分２の投影長さは、対称軸Ｄに直交する方向に沿って最大となっているので、ピン部分２の最大投影長さ方向がタイヤ周方向と交差し、好適にはタイヤ幅方向を向くことで、ピン部分２のエッヂ効果がより高くなるとともに、ピン部分２により削られた氷粉が効率よく排出されるものとなる。

図５に、本発明に係るピン部分の断面形状の他の具体例を示す。本発明において、ピン部分２の具体的断面形状としては、図１に示すような長方形形状の他、図５中の（ａ）（逆）Ｖ字型形状や、（ｂ）円弧形状、（ｃ）僅かに湾曲した円弧の角部を丸めた変形円弧形状、（ｄ）楕円形形状、（ｅ）円弧または楕円弧の組合せにより形成された変形楕円形形状、（ｆ）二等辺三角形形状、（ｇ）半楕円形形状、（ｈ）丸形ダンベル型形状、（ｉ）角形ダンベル型形状、（ｊ）矢羽根形状などが挙げられる。中でも、本発明においてピン部分２の断面形状は、図５（ａ）〜（ｃ）、（ｊ）に示すような、１つの対称軸Ｄのみを有する方向性を有する形状であって、対称軸Ｄ方向における一方側に凹部２Ａを有する形状、または、図５（ｅ）〜（ｇ）に示すような、対称軸Ｄに沿う方向におけるその最大投影長さＬｄ１に対応する部位が、対称軸Ｄに直交する方向の投影長さＬｄ２の中点からずれている形状とすることが好ましい。これにより、制動性能を向上する効果を得ることが可能となる。なお、図４（ｂ）は、フランジ部として図２（ｂ）の略台形形状４ａ、ボディ本体部として図１と同じ略正方形形状３ａ、ピン部分として図５（ｊ）の矢羽根形状２ａを採用した、本発明のスタッドピンの他の例を示す上面図である。

本発明においては、ピン部分２の最大投影長さＬｄ１と、これに直交する方向の投影長さＬｄ２とが、下記式、
１．０＜Ｌｄ１／Ｌｄ２≦３．０、特には、１．２≦Ｌｄ１／Ｌｄ２≦３．０
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌｄ１／Ｌｄ２＜１．２であると、従来一般的な等方性のピン断面形状と比較して、制動性能における明確なメリットが得られない。一方、３．０＜Ｌｄ１／Ｌｄ２であると、スタッドピンの重量が同一の場合、肉厚不足による剛性低下によりピン欠け性が悪化して、制動性能の低下に繋がるおそれがある。

また、本発明においては、ピン部分２の断面形状を、図５（ａ）〜（ｃ），（ｊ）に示すような方向性形状であって対称軸Ｄ方向における一方側に凹部１２を有する形状とした場合には、この凹部１２の対称軸Ｄ方向に沿う長さＬｄ３が、ピン部分２の最大投影長さＬｄ１との間で、下記式、
０．１≦Ｌｄ３／Ｌｄ１≦０．４
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌｄ３／Ｌｄ１＜０．１であると、ピン部分の断面に凹部１２を設けない場合（Ｌｄ３＝０）と比較して、制動性能の向上における十分なメリットが得られない。一方、０．４＜Ｌｄ３／Ｌｄ１であると、凹部１２が深すぎて、スタッドピンの重量が同一の場合、肉厚不足による剛性低下によりピン欠け性が悪化して、制動性能の低下に繋がるおそれがある。

図１，４に示すように、本発明においては、ピン部分２，２ａの、スタッドピンの軸方向における端部表面に、端部表面を横切る溝５，５ａが形成されていることが好ましい。ピン部分に溝を、特には、スタッドピンをタイヤのトレッドブロックに配置した際に溝の延在方向がタイヤ周方向に沿うよう設けることで、路面上を滑っている際に、ピン部分の先端で引掻かれ削られた氷粉が滞留せずに溝を通って引き摺られ、後方に排出されやすくなるため、好ましい。溝は、少なくとも１本設ければ所期の効果を得ることができ、好適には、１〜３本にて設ける。溝が４本以上では、ピン部分の端部表面の陸部１個あたりの大きさが小さくなりすぎて、剛性の低下によりピン欠け性が悪化し、制動性能の低下に繋がるおそれがある。

この場合、溝５の深さＬｄ４が、ピン部分２の最大投影長さＬｄ１との間で、下記式、
０．１５≦Ｌｄ４／Ｌｄ１≦０．５
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌｄ４／Ｌｄ１＜０．１５であると、従来一般的なピン部分の表面に溝を設けない場合と比較して、制動性能の向上における十分なメリットが得られない。一方、０．５＜Ｌｄ４／Ｌｄ１であると、溝深さが深すぎて、ピン部分の表面陸部の剛性が低下するためにピン欠け性が悪化し、制動性能の低下に繋がるおそれがある。

また、溝５の、延在方向に対し直交する方向に測った幅Ｌｄ５が、ピン部分２の最大投影長さＬｄ１との間で、下記式、
０．１５≦Ｌｄ５／Ｌｄ１≦０．５
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌｄ５／Ｌｄ１＜０．１５であると、氷上でピンが引き摺られた場合に、溝５の幅が狭すぎて、エッジとしての効果が十分発現されないおそれがあり、結果として、従来一般的な溝を設けない場合と比較して、明確な性能向上メリットを得ることができない。一方、０．５＜Ｌｄ５／Ｌｄ１であると、ピン部分の表面陸部が小さくなり過ぎて強度が不足してしまい、結果として、氷上でピンが引き摺られた場合はもちろん、乾燥路面上での通常走行時にもピン部分（上端陸部）の欠けが発生し易くなってしまう。ピン欠けによりピン部分のエッジ長さが減少すると、氷上制動性能のメリットを得ることができなくなるため、好ましくない。

図６に、本発明のスタッドピンにおけるボディ部分とピン部分との連結部構造の具体例を示す。図中の（ａ）はボディ部分１ｂの上面図、（ｂ）は（ａ）中のＺ方向から見たボディ部分１ｂの側面図、（ｃ）はピン部分２ｂの斜視図である。図示するように、本発明においては、ボディ部分１ｂとピン部分２ｂとを別体として作製して、これらを、例えば、ピン部分２ｂをボディ本体部３ｂに設けられた孔部６に嵌着することにより組み立てることで、スタッドピンを製造することができる。この場合、ピン部分を嵌着する孔部は、開口部がボディ本体部３ｂの中心軸Ｑと一致する位置にくるよう形成してもよいが、図示するように、開口部がボディ本体部３の中心軸Ｑからオフセットされた位置にくるよう形成することが好ましい。これにより、車両の加速発進時または制動時にタイヤ周方向に発生する力に対してスタッドピンを効果的に対抗させることができ、氷上性能および耐スタッドオフ性能を向上させることができる。この場合、孔部の形成位置を、加速発進時にタイヤ進行方向に力がかかるセンター部と、制動時にタイヤ進行方向と逆向きに力がかかるショルダー部とで、逆方向にオフセットさせることが、より効果的である。

また、ピン部分を嵌着する孔部６は、スタッドピンの軸方向に平行に形成してもよいが、図示するように、スタッドピンの軸に対し傾斜した方向に形成することが好ましい。この場合も、上記と同様に、車両の加速発進時または制動時にタイヤ周方向に発生する力に対してスタッドピンを効果的に対抗させることができ、氷上性能および耐スタッドオフ性能を向上させることができる。但し、孔部６を傾斜させて形成する場合、図示するように、ピン部分２ｂの、孔部６へ挿し込む挿入部７についても傾斜させる必要があるので、ピン部分の製造時におけるモールド引抜きの困難性が高まる難点がある。ここで、孔部６の傾斜方向は、スタッドピンの軸方向Ｙとのなす角度αで、例えば、±２０度以内、特には、３度〜１５度とすることができる。なお、図１中の（ｆ）に示すように、ピン部分２は、スタッドピンの軸および対称軸Ｄを通る断面における形状が、孔部に差し込まれるピン深さ方向に向かい先細りになった形状を有するものとすることも好ましい。この場合、ピン部分２の、スタッドピンの軸方向に直交する断面の形状は、スタッドピンの軸方向のいずれの部位においても、ほぼ相似の形状となる。図５（ａ）〜（ｊ）に示すピン部分の他の具体例についても同様に、図１（ｆ）に示すような先細り形状、または、図６（ｃ）に示すような挿入部７を有する形状の、いずれの形状とすることもできる。

なお、本発明のスタッドピンは、ピン部分とボディ部分とを異なる材質で形成してもよく、また、全体を同一材質で形成することもできる。

本発明のタイヤは、本発明の上記スタッドピンがトレッド陸部に配設されている点に特徴を有するものであり、これにより、氷雪路面上での良好な駆動性能および制動性能と、良好な耐スタッドオフ性能とを両立させることができるものである。図７に、本発明のタイヤの一例のトレッド表面を示す部分展開図を示す。図示するタイヤのトレッド表面には、複数本の溝２１により画成された複数列の陸部２２ａ〜２２ｃが形成されており、陸部２２ｂ，２２ｃに、それぞれ、適宜ピッチにて、スタッドピン１０が配設されている。本発明のタイヤにおいては、トレッド表面に形成されたトレッドパターンおよびスタッドピンの配置パターンについては、特に制限はなく、所望に応じ、要求性能に基づいて適宜設計することが可能である。

本発明のタイヤにおいて、上記スタッドピンは、前述したように、フランジ部４の長手対称軸Ｃがタイヤ周方向に沿う方向となるようトレッドブロックに配置することが好ましい。これにより、フランジ部４が引っ掛かりを生じやすくなるので、耐スタッドオフ性能を向上することができる。また、本発明のタイヤにおいて、上記スタッドピンは、ピン部分２の対称軸Ｄの方向がタイヤ周方向に沿う方向になるよう、トレッドブロックに配置することも好ましい。これにより、氷上性能を向上することができる。

図８に、本発明のタイヤの他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図を示す。図示するタイヤのトレッド表面には、複数本の溝３１により画成された複数列の陸部３２ａ〜３２ｃが形成されており、陸部３２ｂ，３２ｃに、それぞれ、適宜ピッチにて、フランジ部４Ａが方向性を有するスタッドピン１０Ａが配設されている。本発明において、フランジ部が方向性を有するスタッドピンを用いる場合には、図示するように、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについては、フランジ部４Ａの長さの最大値Ｌｃ２ｍａｘ側がブロック踏込側を向くようにトレッドブロックに配置することが好ましい。一方で、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％以上の領域に配置されるスタッドピンについては、フランジ部４Ａの長さの最大値Ｌｃ２ｍａｘ側がブロック蹴出側を向くようにトレッドブロックに配置することが好ましい。これにより、加速発進時および制動時の双方において、スタッドピンの配置による効果を良好に得ることができる。

図９（ａ），（ｂ）に、本発明のスタッドピンの他の例における孔部の形成状態を示す説明図を示す。前述したように、本発明において、スタッドピンのピン部分を嵌着する孔部をボディ本体部の中心軸Ｑからオフセットされた位置に形成する場合には、孔部の形成位置を、加速発進時にタイヤ進行方向に力がかかるセンター部と、制動時にタイヤ進行方向と逆向きに力がかかるショルダー部とで、逆方向にオフセットさせることが好ましい。具体的には、図示するように、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについては、孔部の配置位置を、ボディ本体部３Ａの中心軸Ｑよりも踏込側に、距離Ｌ１だけオフセットさせることが好ましい（図中の（ａ））。一方で、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％以上の領域に配置されるスタッドピンについては、孔部の配置位置を、ボディ本体部３Ａの中心軸Ｑよりも、蹴出側に距離Ｌ２だけオフセットさせることが好ましい（図中の（ｂ））。これにより、１種類のスタッドピンを用いて、タイヤ幅方向の部位に応じて孔部の形成位置を変えることで、制駆動性能と耐スタッドオフ性能とを高次元で両立させることが可能となる。

この場合、距離Ｌ１，Ｌ２は、ボディ本体部の長さＬａとの間で、下記式、
０．０５≦Ｌ１／Ｌａ≦０．２５ ， ０．０５≦Ｌ２／Ｌａ≦０．２５
で示される関係を満足することが好ましい。Ｌ１／Ｌａ＜０．０５であると、従来一般的なボディ本体部の中心位置にピン部分を配置する場合（Ｌ１＝０）と比較して、駆動性能における明確なメリットが得られない。また、Ｌ２／Ｌａ＜０．０５であると、従来一般的なボディ本体部の中心位置にピン部分を配置する場合（Ｌ２＝０）と比較して、制動性能における明確なメリットが得られない。一方、０．２５＜（Ｌ１，Ｌ２）／Ｌａであると、ピン部分の配置位置がボディ本体部のエッジに近すぎるために、繰返し接地によるボディ本体部のエッジ摩滅により、ピン部分の脱落に対する耐久性である耐スタッドオフ性能が悪化してしまう。

また、本発明において、孔部を傾斜させて形成する場合には、図示するように、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについては、孔部６Ａの形成方向を、開口部側が踏込側にオフセットされるように、具体的にはスタッドピンの軸方向Ｙに対してなす角度βで、傾斜させることが好ましい（図中の（ａ））。一方で、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％以上の領域に配置されるスタッドピンについては、孔部６Ａの形成方向を、開口部側が蹴出側にオフセットされるように、具体的にはスタッドピンの軸方向Ｙに対してなす角度γで、傾斜させることが好ましい（図中の（ｂ））。これにより、１種類のスタッドピンを用いて、タイヤ幅方向の部位に応じて孔部の形成方向を変えることで、制駆動性能と耐スタッドオフ性能とを高次元で両立させることが可能となる。

この場合、角度β，γは、３度≦β≦１５度、および、３度≦γ≦１５度の関係を満足することが好ましい。β＜３度であると、従来一般的なスタッドピンの軸方向Ｙに沿ってピン部分を配置する場合（β＝０）と比較して、駆動性能における明確なメリットが得られない。また、γ＜３度であると、従来一般的なスタッドピンの軸方向Ｙに沿ってピン部分を配置する場合（γ＝０）と比較して、制動性能における明確なメリットが得られない。一方で、１５度＜β，γであると、ボディ本体部の材質（一般的にはアルミ）がピン部分の材質（一般的にはタングステンカーバイト）と比較して非常に軟らかいために、繰返し接地によるピン部分回りのボディ部分の摩滅により、耐ピンオフ性が悪化してしまい、好ましくない。

図１０に、本発明のタイヤのさらに他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図を示す。図示するタイヤのトレッドパターンは図８に示すものと同様であり、陸部３２ｂ，３２ｃに、それぞれ、適宜ピッチにて、ピン部分２Ｂが方向性を有するスタッドピン１０Ｂが配設されている。本発明において、ピン部分が方向性を有するスタッドピン１０Ｂを用いる場合には、図示するように、スタッドピンを、ピン部分２Ｂの、Ｖ字型形状や円弧形状、変形円弧形状における凹部側、または、対称軸Ｄに沿う方向におけるその最大投影長さＬｄ１に対応する側が、ブロック蹴出側となるようにトレッドブロックに配置することが好ましい。これにより、他性能をほとんど低下させることなく、特に制動性能を向上させる効果を得ることができる。

図１１に、本発明のタイヤのさらに他の例のトレッド表面を示す概略部分展開図を示す。図示するタイヤのトレッドパターンは図８に示すものと同様であり、陸部３２ｂ，３２ｃに、それぞれ、適宜ピッチにて、ピン部分２Ｃが方向性を有するスタッドピン１０Ｃが配設されている。本発明において、ピン部分が方向性を有するスタッドピンを用いる場合には、図示するように、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについては、ピン部分の、Ｖ字型形状や円弧形状、変形円弧形状における凹部側、または、対称軸Ｄに沿う方向におけるその最大投影長さＬｄ１に対応する側が、ブロック踏込側となるようにトレッドブロックに配置することも好ましい。これにより、制動性能をほとんど低下させることなく、駆動性能のみをさらに向上させる効果を得ることができる。

本発明のタイヤにおいては、本発明の上記スタッドピンがトレッド陸部に配設されている点のみが重要であり、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、それ以外のタイヤ構造および各部材の材質等の詳細については特に制限されない。本発明のタイヤは、特に、冬用タイヤとして好適に使用されるスタッダブルタイヤとして有用である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記表中に示す条件に従い、ボディ部分とピン部分とを備え、ボディ部分が、ピン部分が突設された一端側に形成されたボディ本体部と、ピン部分が突設されているのとは反対の他端側に形成されたフランジ部とを含むスタッドピンを作製した。各従来例、実施例および比較例のスタッドピンにおいて、フランジ部の対称軸のうち軸方向におけるフランジ部の長さが最大のものを長手対称軸Ｃとしたとき、このフランジ部の長手対称軸Ｃと、ボディ本体部の対称軸Ａ，Ｂ上のボディ本体部の長さをＬａ，ＬｂとしたときＬａ≧Ｌｂを満足する対称軸Ａとの方向は略一致していた。また、スタッドピンの軸方向に直交する断面内において、ピン部分は図１（ｅ）中に示すような形状（長方形）を有しており、ピン部分の対称軸のうち、ピン部分を対称軸方向に投影した長さが最大のものを対称軸Ｄとしたとき、ピン部分の対称軸Ｄに直交する方向と、フランジ部の長手対称軸Ｃの方向とはなす角９０度で交差していた。さらに、ピン部分は、ボディ本体部に設けられた孔部に嵌着されていた。

得られた各スタッドピンを、下記表中に示す条件に従い、図７に示すようなトレッドパターンを有するトレッド陸部に配設して、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のスタッダブルタイヤを作製した。得られた各供試タイヤに内圧２３０ｋＰａを充填して、下記に従い、性能評価を行った。その結果を、下記の表中に併せて示す。

＜制動性能指数＞
制動性能の評価は、氷路面のコース上において、テストドライバーが車両を初速度２０ｋｍ／時から急制動させて、車両が静止状態になるまでの制動距離を測定することにより行った。測定された制動距離に基づき、タイヤの氷上制動性能を評価した。具体的には、従来例１の制動距離を１００とする指数を算出した。指数が大きいほど、氷路面における制動性能が高いことを示す。

＜駆動性能指数＞
駆動性能の評価は、氷路面のコース上において、テストドライバーが車両を停止状態から急発進させて速度２０ｋｍ／時に到達するまでの時間を測定することにより行った。具体的には、従来例１の到達時間を１００とする指数を算出した。指数が大きいほど、氷路面における駆動性能が高いことを示す。

＜耐スタッドオフ性能数＞
氷雪および乾燥路面の一般道を、新品タイヤ時から３０，０００ｋｍ走行させた。その後、走行後に脱落したスタッドピンの本数を計測し、脱落したスタッドピンの本数（Ａ）と、当初のスタッドピンの本数（Ｂ）とから、割合（Ｂ／Ａ）を算出して、タイヤにおけるスタッドピン抜け性を評価した。具体的には、従来例１の割合を１００とする指数を算出した。指数が大きいほど、脱落したスタッドピンの本数が少なく耐スタッドオフ性が良好であることを示す。

＊１）タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについて、孔部の開口部の配置位置を、ボディ本体部の中心軸Ｑよりも踏込側に距離Ｌ１だけオフセットしたことを示す。
＊２）タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％以上の領域に配置されるスタッドピンについて、孔部の開口部の配置位置を、ボディ本体部の中心軸Ｑよりも蹴出側に距離Ｌ２だけオフセットしたことを示す。
＊３）タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％未満の領域に配置されるスタッドピンについて、孔部の形成方向を、開口部側が踏込側にオフセットされるように、スタッドピンの軸方向に対し角度βで傾斜させたことを示す。
＊４）タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ接地幅の半幅ＳＷの６０％以上の領域に配置されるスタッドピンについて、孔部の形成方向を、開口部側が蹴出側にオフセットされるように、スタッドピンの軸方向に対し角度γで傾斜させたことを示す。

下記表中に示す条件に従い、ボディ部分とピン部分とを備え、ボディ部分が、ピン部分が突設された一端側に形成されたボディ本体部と、ピン部分が突設されているのとは反対の他端側に形成されたフランジ部とを含むスタッドピンを作製した。各従来例、実施例および比較例のスタッドピンにおいて、ボディ本体部およびフランジ部については上記実施例３と同様とした。また、ピン部分の対称軸のうち、ピン部分を対称軸方向に投影した長さが最大のものを対称軸Ｄとしたとき、ピン部分の対称軸Ｄに直交する方向と、フランジ部の長手対称軸Ｃの方向とはなす角９０度で交差していた。さらに、ピン部分の、スタッドピンの軸方向における端部表面には、端部表面を横切る溝が、最大投影長さＬｄ１の中央部であって対称軸Ｄに沿う方向に１本形成されていた。さらにまた、ピン部分は、ボディ本体部に設けられた孔部に嵌着されていた。

得られた各スタッドピンを、下記表中に示す条件に従いトレッド陸部に配設して、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のスタッダブルタイヤを作製した。得られた各供試タイヤに内圧２３０ｋＰａを充填して、基準を参考例２５とした以外は上記と同様にして、性能評価を行った。その結果を、下記の表中に併せて示す。

上記表中に示したように、ボディ本体部とフランジ部との断面形状が本発明に係る条件を満足する各実施例のスタッドピンおよびタイヤにおいては、氷雪路面上での駆動性能および制動性能と、耐スタッドオフ性能とをともに向上できることが確かめられた。また、ピン部分の条件を最適化することで、氷上性能をより向上できることも確認された。

１、１ａ、１ｂ ボディ部分，２、２ａ、２ｂ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ ピン部分，３、３ａ、３ｂ、３Ｄ ボディ本体部，４、４ａ、４Ａ、４Ｄ フランジ部，５、５ａ 溝，６、６Ａ 孔部，７ 挿入部，１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ スタッドピン，１２ 凹部，２１、３１ 溝，２２ａ〜２２ｃ、３２ａ〜３２ｃ 陸部

Claims (5)

1. タイヤトレッドの表面に配設して用いられるタイヤ用のスタッドピンであって、
   前記タイヤトレッドの内部に埋設されるボディ部分と、該ボディ部分の一端に突設され該タイヤトレッドの表面から突出するピン部分と、を備え、該ボディ部分が、該ピン部分が突設された一端側に形成されたボディ本体部と、該ピン部分が突設されているのとは反対の他端側に形成されたフランジ部とを含み、
   スタッドピンの軸方向に直交する断面内において、前記ボディ本体部が直交する２つの対称軸Ａ，Ｂを有する線対称形状を呈し、前記フランジ部が少なくとも１つの対称軸を有する線対称形状を呈し、該フランジ部の対称軸のうち軸方向における該フランジ部の長さが最大のものを長手対称軸Ｃとしたとき、該長手対称軸Ｃに直交する方向における該フランジ部の長さの最大値が該長手対称軸Ｃ上の該フランジ部の長さよりも小さく、前記ボディ本体部の対称軸Ａ，Ｂ上の該ボディ本体部の長さをＬａ，ＬｂとしたときＬａ≧Ｌｂを満足する対称軸Ａと、該フランジ部の長手対称軸Ｃとの方向が略一致しており、かつ、
   前記ピン部分の、スタッドピンの軸方向における端部表面に、端部表面を横切る溝が少なくとも１本形成されていることを特徴とするスタッドピン。
2. スタッドピンの軸方向に直交する断面内において、前記ピン部分が少なくとも１つの対称軸を有する線対称形状を呈し、該ピン部分の対称軸のうち、該ピン部分を該対称軸方向に投影した長さが最大のものを対称軸Ｄとしたとき、該ピン部分の対称軸Ｄに直交する方向と、前記フランジ部の長手対称軸Ｃの方向とが交差している請求項１記載のスタッドピン。
3. 前記ピン部分が、前記ボディ本体部に設けられた孔部に嵌着されてなり、該孔部の開口部が、該ボディ本体部の中心軸からオフセットされた位置に形成されている請求項１または２記載のスタッドピン。
4. 前記ピン部分が、前記ボディ本体部に設けられた孔部に嵌着されてなり、該孔部の形成方向が、スタッドピンの軸方向に対し傾斜している請求項１〜３のうちいずれか一項記載のスタッドピン。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項記載のスタッドピンが、トレッド陸部に配設されていることを特徴とするタイヤ。

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