JP6304399B2 - 空気入りタイヤ及びスタッドピン - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤのトレッド部に装着するスタッドピン及びこのスタッドピンを装着した空気入りタイヤに関する。

従来、氷雪路用タイヤでは、タイヤのトレッド部にスタッドピンが装着され、氷上路面においてグリップが得られるようになっている。
一般に、スタッドピンは、トレッド部に設けられたスタッドピン取付用孔に埋め込まれる。スタッドピン取付用孔にスタッドピンを埋め込むとき、孔径を拡張したスタッドピン取付用孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンがスタッドピン取付用孔にきつく埋め込まれ、タイヤ転動中に路面から受ける制駆動力や横力によるスタッドピンのスタッドピン取付用孔からの抜け落ちを防いでいる。

従来スタッドピンの先端チップの先端面形状は、円形状であったが、最近先端面形状は、四角形形状等の多角形形状にしてエッジ成分を多くする技術が提案されている。さらに、先端チップの先端面形状を大きくすることで、氷上性能を向上させることができる。しかし、エッジ成分の増加により、さらに先端面形状の大型化によるスタッドピンの重量増加により、路面が摩耗し易くなるといった不都合が発生する。

例えば、スタッドピン（チップ）は、平面視して、少なくとも１つの軸に対して非対称なピン形状を備え、以下の構成を備えるタイヤが知られている（特許文献１）。
具体的には、ピン（チップ）の第１の側面は、少なくとも１つの尖った先端が設けられたプロファイルを有し、第１の側面に対向する第２の側面は、実質的に平面プロファイルをなしている。ピンの先端面の形状は、凹７角形である。この第１の側面に設けられる先端は、タイヤの進行方向に対して反対の方向に向くように、タイヤに設けられている（特許文献１）。

国際公開第２０１４／１２２５７０号

しかし、上記ピンを有するスタッドピンは、タイヤの氷雪性路面における操縦性能を向上させるが、優れた氷上性能を備えつつ路面摩耗を低減させることはできなかった。

そこで、本発明は、優れた氷上性能を車両に提供しつつ、路面摩耗を低減させることができるスタッドピンおよび空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、スタッドピンをトレッド部に装着した、タイヤ回転方向が指定された空気入りタイヤである。
前記スタッドピンは、
路面と接触する、線対称形状の先端面を有するチップと、
前記チップを保持する胴体部と、を有し、
前記チップの路面と接触する先端面は、
前記線対称形状を定める対称軸と、
前記先端面が前記対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記軸方向の第１の側にずれている前記先端面の形状の図心と、
前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側に最も遠く位置する第１最先端部と、前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側と反対側の第２の側に最も遠く位置する第２最先端部との間の前記先端面の外周に設けられた前記先端面の内側に凹んだ凹部と、を有し、
前記第２の側は、前記第１の側に比べてタイヤ回転方向前方側となるように、前記スタッドピンが装着されている。

本発明の他の一態様は、空気入りタイヤのトレッド部に装着するスタッドピンである。前記スタッドピンは、
路面と接触する先端面を有するチップと、
前記チップを保持する胴体部と、を有し、
前記チップの路面と接触する先端面は、
線対称形状を定める対称軸と、
前記先端面が前記対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記軸方向の第１の側にずれている前記先端面の形状の図心と、
前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側に最も遠く位置する第１最先端部と、前記図心から前記第１の側と反対側の第２の側に最も遠く位置する第２最先端部との間の前記先端面の外周に設けられた前記先端面の内側に凹んだ凹部と、を有する。
前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の外周の第２の長さは、前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の外周の第１の長さよりも短い。

前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の部分の、前記軸方向と直交する方向の第１の最大幅は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の部分の、前記軸方向と直交する方向の第２の最大幅に比べて大きい、ことが好ましい。

前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の部分の第１の面積は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の部分の第２の面積に比べて大きい、ことが好ましい。

前記凹部の底の前記軸方向における位置は、前記図心よりも前記第２の側に位置する、ことが好ましい。

前記凹部に対して前記第１の側にある前記先端面の外周形状は、前記軸方向と直交する第１の直交線分を含み、前記凹部に対して前記第２の側にある前記先端面の外周形状は、前記軸方向と直交する第２の直交線分を含まないか、前記第２の直交線分を含んでも、前記第２の直交線分の長さは、前記第１の直交線分の長さよりも短い、ことが好ましい。

前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の第１の外周形状は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の第２の外周形状を所定倍率拡大した拡大形状と、部分的に同一の形状を成している、ことが好ましい。

前記第１の外周形状及び前記拡大形状は、真円、楕円、あるいは、多角形の一部である、ことが好ましい。

前記凹部の底の前記軸方向の位置と前記第１最先端部との間の距離Ｌ１の、前記凹部の底の前記軸方向の位置と前記第２最先端部との間の距離Ｌ２に対する比Ｌ１／Ｌ２は、１．０以上５．０以下である、ことが好ましい。

前記胴体部は、前記チップが突出するように設けられる、線対称形状の上端面を含み、前記上端面は、
前記線対称形状を定める上端面対称軸と、
前記上端面が前記上端面対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記第１の側にずれている前記上端面の形状の上端面図心と、
前記上端面の外周のうち、前記上端面図心から前記第１の側に最も遠く位置する、前記上端面対称軸上の第３最先端部と、前記第２の側に、前記上端面図心から最も遠く位置する前記上端面対称軸上の第４最先端部との間の前記上端面の外周に設けられた前記上端面の内側に凹んだ上端面凹部と、を有する、ことが好ましい。

上述の態様のスタッドピンおよび空気入りタイヤによれば、優れた氷上性能を車両に提供しつつ、路面摩耗を低減させることができる。

本実施形態の空気入りタイヤの断面の一例を示すタイヤ断面図である。 本実施形態のタイヤのトレッドパターンの一例を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のスタッドピンの一例を示す図である。 本実施形態のスタッドピンのチップに備える凹部が氷の屑で埋まった状態を示す図である。 （ａ）〜（ｋ）は、本実施形態のチップの先端面の形状の例を示す図である。 本実施形態のスタッドピンに用いるチップにおける距離を説明する図である。 本実施形態のスタッドピンの胴体部の上端面の形状の一例を説明する図である。

（タイヤの全体説明）
以下、本実施形態の空気入りタイヤについて説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤ（以降、タイヤという）１０の断面の一例を示すタイヤ断面図である。タイヤ１０は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれるスタッドタイヤである。図１は、スタッドピンがない状態を示している。
タイヤ１０は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2012（日本自動車タイヤ協会規格）のＡ章に定められるタイヤをいう。この他、Ｂ章に定められる小型トラック用タイヤおよびＣ章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。
以降で具体的に説明する各パターン要素の寸法の数値は、乗用車用タイヤにおける数値例であり、空気入リタイヤはこれらの数値例に限定されない。

以降で説明するタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心にタイヤ１０を回転させたとき、トレッド面の回転する方向（両回転方向）をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に対して直交して延びる放射方向をいい、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸からタイヤ径方向に離れる側をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸方向に平行な方向をいい、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ１０のタイヤセンターラインＣＬから離れる両側をいう。

（タイヤ構造）
タイヤ１０は、骨格材として、カーカスプライ層１２と、ベルト層１４と、ビードコア１６とを有する。タイヤ１０は、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材１８と、サイドゴム部材２０と、ビードフィラーゴム部材２２と、リムクッションゴム部材２４と、インナーライナゴム部材２６と、を主に有する。

カーカスプライ層１２は、一対の円環状のビードコア１６の間を巻きまわしてトロイダル形状を成した、有機繊維をゴムで被覆したカーカスプライ材１２ａ，１２ｂを含む。図１に示すタイヤ１０では、カーカスプライ層１２は、カーカスプライ材１２ａ，１２ｂで構成されているが、１つのカーカスプライ材で構成されてもよい。カーカスプライ層１２のタイヤ径方向外側に２枚のベルト材１４ａ，１４ｂで構成されるベルト層１４が設けられている。ベルト層１４は、タイヤ周方向に対して、所定の角度、例えば２０〜３０度傾斜して配されたスチールコードにゴムを被覆した部材であり、下層のベルト材１４ａのタイヤ幅方向の幅が上層のベルト材１４ｂの幅に比べて広い。２層のベルト材１４ａ，１４ｂのスチールコードの傾斜方向はタイヤ周方向からタイヤ幅方向に向かって互いに異なる側に傾いている。このため、ベルト材１４ａ，１４ｂは、交錯層となっており、充填された空気圧によるカーカスプライ層１２の膨張を抑制する。

ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム部材１８が設けられ、トレッドゴム部材１８の両端部には、サイドゴム部材２０が接続されてサイドウォール部を形成している。トレッドゴム部材１８は２層のゴム部材で構成され、タイヤ径方向外側に設けられる上層トレッドゴム部材１８ａとタイヤ径方向内側に設けられる下層トレッドゴム部材１８ｂとを有する。サイドゴム部材２０のタイヤ径方向内側の端には、リムクッションゴム部材２４が設けられ、タイヤ１０を装着するリムと接触する。ビードコア１６のタイヤ径方向外側には、ビードコア１６の周りに巻きまわす前のカーカスプライ層１２の部分と、ビードコア１６の周りに巻きまわした後のカーカスプライ層１２の部分との間に挟まれるようにビードフィラーゴム部材２２が設けられている。タイヤ１０とリムとで囲まれる空気を充填するタイヤ空洞領域に面するタイヤ１０の内表面には、インナーライナゴム部材２６が設けられている。
この他に、タイヤ１０は、ベルト層１４のタイヤ径方向外側からベルト層１４を覆う、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層２８を備える。

タイヤ１０は、このようなタイヤ構造を有するが、本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ構造は、図１に示すタイヤ構造に限定されない。

（トレッドパターン）
図２は、タイヤ１０の、一例であるトレッドパターン３０を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。タイヤ１０は図２に示されるように、タイヤ周方向の一方の向きを示す回転方向Ｒが指定されている。回転方向Ｒの向きの情報は、タイヤ１０のサイドウォール表面に設けられた数字、記号等の情報表示部に示されている。図２では、トレッド部に装着されるスタッドピンの図示は省略されている。スタッドピン（図３（ａ）参照）は、図２に示されるピン取付用孔（図２中の黒丸部分）に装着される。

トレッドパターン３０は、周方向主溝３２，３４と、第１傾斜溝３６と、第２傾斜溝３８と、第３傾斜溝４０と、を有する。第１傾斜溝３６と、第２傾斜溝３８と、第３傾斜溝４０は、タイヤ周方向（図２の上下方向）に所定の間隔で複数形成されている。

周方向主溝３２，３４は、タイヤセンターラインＣＬからタイヤ幅方向外側に同じ距離離間した位置に設けられ、タイヤ周方向に直線状に延びている。

第１傾斜溝３６は、周方向主溝３２，３４の間のタイヤ陸部の領域からタイヤ周方向の一方向であるタイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、かつタイヤ幅方向外側に延びている。第１傾斜溝３６は、トレッド部のタイヤショルダー領域まで、溝幅を徐々に拡げて延び、タイヤショルダー領域から急激に傾斜角度を変えてタイヤ周方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向に向けて延び、パターンエンドＥに至る。

第２傾斜溝３８は、周方向主溝３２，３４のタイヤ幅方向外側の陸部の領域から、タイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、かつタイヤ幅方向外側に延びる。第２傾斜溝３８は、第１傾斜溝３６と並行するように形成されている。第２傾斜溝３８は、トレッド部のタイヤショルダー領域まで、溝幅を徐々に拡げ延び、タイヤショルダー領域から急激に傾斜角度を変えてタイヤ周方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向に向けて延び、パターンエンドＥに至る。第２傾斜溝３８は、タイヤ周方向に隣り合って設けられた２つの第１傾斜溝３６の間に設けられる。
第３傾斜溝４０は、第１傾斜溝３６の途中から、タイヤ周方向に隣り合う第２傾斜溝３８を横切って、さらに、タイヤ周方向において第２傾斜溝３８に隣り合う第１傾斜溝３６を横切って、タイヤショルダー領域で閉塞する。第３傾斜溝４０は、タイヤ周方向の一方向、すなわち、タイヤ回転方向Ｒと逆方向（図２では、上方向）に延び、かつタイヤ幅方向外側に延びている。
このようなトレッドパターン３０において、スタッドピン取付用孔（図２中の黒丸部分）に、後述するスタッドピン５０が装着される。
第１周方向主溝３２，３４、第１傾斜溝３６、第２傾斜溝３８、及び第３傾斜溝４０の溝深さは、例えば８．５〜１０．５ｍｍであり、溝幅は、最大１２ｍｍである。図２に示すトレッドパターンは一例であり、本実施形態のスタッドピンを装着するタイヤのトレッドパターンは、図２に示す形態に限定されない。

（スタッドピン）
図３（ａ）は、本実施形態のスタッドピン５０の正面図であり、図３（ｂ）は、スタッドピン５０の平面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の紙面上側からスタッドピン５０を見た側面図である。

スタッドピン５０は、チップ５２と、胴体部５４とを備える。チップ５２は、タイヤ路面と接触するチップ先端面５２ａを有する。チップ５２は、タングステンカーバイト等の超鋼合金で構成される。このほかに、チップ５２は、サーメット材料で構成することもできる。チップ５２は、胴体部５４の上端面に設けられた孔に嵌合して固定される。このスタッドピン５０がタイヤ１０に装着された時、スタッドピン５０のチップ５２がトレッド表面から突出するように構成されている。

胴体部５４は、一方向に延びて、タイヤ１０に装着時、ピン取付用孔のトレッドゴムの側壁と接触して胴体部５４がトレッドゴムにより締め付けられることによりスタッドピン５０をタイヤ１０に固定する部分である。胴体部５４は、上部フランジ５６と下部フランジ５８とシャンク６０とを備える。下部フランジ５８は、ピン取付用孔の底部に設けられた広幅の穴底部にフィットするようにフランジ形状を成している。上部フランジ５６は、下部フランジ５８から延びるシャンク６０の端に設けられ、フランジ形状を成している。上部フランジ５６の上端には上端面５４ａが形成され、上端面５４ａは、タイヤ１０に装着されるとき、上端面５４ａがトレッド表面と面一になるように形成されている。胴体部５４の材料は特に制限されないが、例えば、スタッドピン５０の軽量化のためにアルミニウム合金等で構成されている。

スタッドピン５０の路面と接触するチップ５２の先端面５２ａは、以下の形状を備える。すなわち、先端面５２ａは、図３（ｂ）に示すように、線対称形状を定める対称軸６２と、先端面５２ａが対称軸６２の軸方向に占める範囲の、対称軸６２上の中心位置６４に対して軸方向の第１の側にずれている先端面５２ａの形状の図心６６と、を備える。
さらに、先端面５２ａは、先端面５２ａの対称軸６２上の、図心６６から第１の側に最も遠く位置する第１最先端部６８と、先端面５２ａの対称軸６２上の、第１の側と反対側の第２の側に、図心６６から最も遠く位置する第２最先端部７０との間の先端面の外周に設けられた先端面５２ａの内側に凹んだ凹部７２と、を有する。凹部７２は、対称軸６２の両側に設けられる。
このような先端面５２ａの形状に関して、凹部７２からみて第１の側にある第１の部分の大きさは、凹部７２からみて第２の側にある第２の部分に比べて大きい。

タイヤを装着する車両には、路面に対するスリップを改良するためにＡＢＳ（Antilock Brake System）が設けられている。車両の制動時、ＡＢＳの動作による制動時、タイヤは路面に対して細かなロックと回転を繰り返す。
したがって、先端面５２ａの第２最先端部７０の側（第２の側）をタイヤ１０の回転方向Ｒの前方側に一致させることにより、ＡＢＳ動作中の回転時、チップ５２の氷路面に対する相対移動により、チップ５２の大きさの小さい第２の部分は氷路面内部に食い込み易くなる。一方、ＡＢＳ動作中のロック時、チップ５２の氷路面に対する相対移動により、チップ５２の大きな第１の部分は氷路面を削りながら大きな抗力を発生する。すなわち、チップ５２の第１の部分の大きさは、氷路面への引っ掛かりを大きくするために、第２の部分に比べて大きい。チップ５２の第２の部分の大きさは、氷路面の内部の氷に食い込み易くするために、第１の部分に比べて小さい。

このように、本実施形態では、第２の側の形状を小さくしてチップ５２を氷路面に食い込み易くし、第１の側の形状を大きくしてチップ５２の氷路面への引っ掛かりを大きくする。すなわち、チップ５２では、上述した細かなロック及び回転に対応して、第１の側と第２の側で先端面５２ａの形状の大きさを異ならせている。

一方、タイヤ１０では、コーナリングやワイピングによってトレッド表面は、路面に対してタイヤ幅方向に相対的に移動しようとする。特に、氷路面では摩擦係数が低いため、チップ５０は氷路面に対して相対的にタイヤ幅方向に微小のスリップが生じ易い。この場合、チップ５０は、氷を削りながら移動するが、チップ５０の凹部７２は削った氷を溜める。このため、凹部７２は削った氷の屑で埋まる。図４は、凹部７２が氷の屑で埋まった状態を示す図である。図の矢印は、氷路面がチップ５２に対して相対移動する方向を示している。氷の屑７４が凹部７２に溜まることにより、チップ５２には新たな壁面７６が形成される。この壁面７６が、さらに氷路面を削る作用をするので、チップ５２は、氷路面への引っ掛かりを大きくし、抗力を大きくする。

また、チップ５２は、凹部７２を有するので、チップ５２の体積の増加を抑えることができる。チップ５２の体積の増加を抑えることは、チップ５２の質量を軽減することになるため、チップ５２が路面に打撃を与えて路面に損傷を与えるエネルギを小さくすることができる。このため、凹部７２を有するチップ５２は、路面摩耗を抑制することができる。
したがって、チップ５２を有するスタッドピン５０は、タイヤに優れた氷上性能を車両に提供しつつ、路面摩耗を低減させることができる。

本実施形態のチップ５２では、凹部７２の底に対して第２の側にある先端面５２ａの外周の第２の長さは、凹部７２の底に対して第１の側にある先端面５２の外周の第１の長さよりも短いことが好ましい。
ここで、凹部７２の底に対して第１の側にある先端面５２の外周とは、両側の凹部７２の最も凹んだ一対の底の間を結ぶ２つの外周のうち、第１最先端部６８を経由する外周をいい、凹部７２に対して第２の側にある先端面５２の外周とは、上記２つの外周のうち、第２最先端部７０を経由する外周をいう。したがって、第１の長さ、第２の長さは、両側の凹部７２の最も凹んだ一対の底のうち一方の底から、凹部７２に対して第１最先端部６８、第２最先端部７０をそれぞれ経由して、他方の底に至るペリフェリ長をいう。ここで、底とは、チップ５２の対称軸６２に対して±３０度の範囲内で傾斜させた直線であって、先端面５２ａの輪郭線に少なくとも２箇所で接する接線に対して、２箇所の接点の間にある最も離れた輪郭線上の位置をいう。

また、本実施形態のチップ５２では、凹部７２に対して第１の側にある先端面５２ａの第１の部分の、対象軸６２の軸方向と直交する方向の第１の最大幅は、凹部７２に対して第２の側にある先端面５２ａの第２の部分の、対象軸６２の軸方向と直交する方向の第２の最大幅に比べて大きい、ことが好ましい。ここで、第１の部分とは、両側の凹部７２の最も凹んだ一対の底の位置を基準として第１の側にある部分をいい、第２の部分とは、両側の凹部７２の最も凹んだ一対の底の位置を基準として第２の側にある部分をいう。第１の最大幅を第２の最大幅より大きくすることにより、第１の部分では、氷路面を削りながら大きな抗力を発生する効果は増大し、第２の部分では、氷路面内部の氷への食い込みの効果を増大させることができる。
なお、上記説明では、ＡＢＳ作動中繰り返し生じる細かなロック及び回転時のチップ５２の動作について説明したが、車両が停止する時、発進する時にも上述したチップ５２の効果が生じる他、一定速度で車両が走行する時でも、トレッド部の接地面の踏み込み側部分では駆動が、蹴り出し側部分では制動が生じるので、上述したチップ５２の効果は生じる。

凹部７２の底に対して第１の側にある先端面５２ａの第１の部分の第１の面積は、凹部７２の底に対して第２の側にある先端面５２ａの第２の部分の第２の面積に比べて大きい、ことが好ましい。
また、凹部７２の底の対称軸６２の軸方向における位置は、図心６６よりも第２の側に位置する、ことが好ましい。

また、凹部７２の底に対して第１の側にある先端面５２ａの外周形状は、対称軸６２の軸方向と直交する第１の直交線分を含み、凹部７２の底に対して第２の側にある先端面５２ａの外周形状は、対象軸６２の軸方向と直交する第２の直交線分を含まないか、第２の直交線分を含んでも、第２の直交線分の長さは、第１の直交線分の長さよりも短い、ことが好ましい。ここで、直交線分とは、対象軸６２の軸方向と直交する方向に延びる直線の辺をいう。これにより、第２の側をタイヤ１０の回転方向Ｒの前方側に一致させたとき、氷路面における引っ掛かりを大きくすることができる。

本実施形態のチップ５２の先端面５２ａでは、凹部７２の底に対して第１の側にある先端面５２ａの第１の部分の外周形状は、凹部７２の底に対して第２の側にある先端面５２ａの第２の部分の外周形状を所定倍率拡大した拡大形状と、部分的に同一の形状を成している、ことが好ましい。図３（ｂ）に示す例では、第２の部分は、三角形形状であり、第１の部分は、三角形形状の１つの頂点を含む先端部分がない形状、いわゆる台形形状である。この２つの形状の１つの拡大形状は、他方の形状と部分的に一致するように、先端面５２ａの形状は構成されている。いいかえると、相似形の２つの三角形のうち、大きな方の三角形の頂点の１つを含む部分を除去した台形形状に、線対称形状になるように、小さな三角形を繋ぎ合わせた形状ということもできる。

ここで、上記第１の部分の外周形状及び上記拡大形状は、例えば、真円、楕円、あるいは、多角形の一部とすることが好ましい。図５（ａ）〜（ｋ）は、本実施形態のチップ５２の先端面５２ａの形状の例を示す図である。多角形は、三角形、四角形、五角形、六角形を含むことが好ましい。

さらに、凹部７２の底の対称軸６２の軸方向の位置と第１最先端部６８との間の距離Ｌ１の、先端面５２ａの凹部７２の底の対称軸６２の軸方向の位置と第２最先端部７０との間の距離Ｌ２に対する比Ｌ１／Ｌ２は、１．０以上５．０以下であることが好ましい。図６は、距離Ｌ１，Ｌ２を説明する図である。比Ｌ１／Ｌ２が１．０未満であると、図心６６が第２の側に寄り過ぎて、チップ５２の第２の部分が路面に食い込み易くなり、路面摩耗を増大させる。比Ｌ１／Ｌ２が５．０より大きいと、図心６６が第１の側に寄り過ぎて、氷路面を削りながら大きな抗力を発生する効果が十分に得られない。比Ｌ１／Ｌ２は、１．５以上３．０以下が好ましい。

また、図３（ｂ）に示すように、胴体部５４の上端面５４ａの輪郭形状も、チップ５２の先端面５２ａの上記構成の形状と同様の形状を成していることが好ましい。図７は、上端面５４ａの形状の一例を説明する図である。
具体的には、胴体部５４の、チップ５２が突出するように設けられる上端面５４ａは、上端面対称軸８２と、上端面図心８６と、上端面凹部９２と、を備える。
上端面対称軸８２は、上端面５４ａの輪郭形状における線対称軸であり、上端面５４ａの形状が線対称形状であることを定めている。上端面図心８６は、上端面５４ａが上端面対称軸８２の軸方向に占める範囲の、上端面対称軸８２上の上端面中心位置８４に対して第１の側にずれている、端面５４ａの形状の図心である。
上端面凹部９２は、上端面対称軸８２上の、上端面図心８６から第１の側に最も遠く位置する第３最先端部８８と、上端面対称軸８２上の、上端面図心８６から第２の側に最も遠く位置する第４最先端部９０との間の上端面５４ａの外周に設けられた、上端面５４ａの内側に凹んだ部分である。
このように、胴体部５４の上端面５４ａの形状を上記のようにするのは、上端面５４ａも、接地時、路面と接触してチップ５２と同じような作用を路面に対して行なう場合があるからである。したがって、上記の形状を有する胴体部５４の上端面５４ａも、チップ５２と同じ効果を発揮する。

このようなチップ５２及び胴体部５４を備えるスタッドピン５０は、タイヤ回転方向が指定された空気入りタイヤに装着される。この場合、第２の側は、第１の側に比べてタイヤ回転方向前方側となるように、スタッドピンは装着される。本実施形態では、このような空気入りタイヤを提供することができる。

（実験例）
本実施形態の効果を確認するために、種々の先端面の形状を持つチップを作製してスタッドピンを作製した（実施例１〜６、従来例）。実施例１〜５のスタッドピンは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すスタッドピンを用いて、先端面５２ａの三角形状及び台形形状の大きさを種々変化させた。従来例のスタッドピンは、チップの先端面の形状は正方形形状（４つの角部は丸くしている）とし、胴体部の上端面の形状及び下部フランジの形状も正方形形状（４つの角部は丸くしている）とした。さらに、実施例６の先端面５２ａの形状は、図５（ａ）に示す円形状の一部を重ねた形状とし、上端面５４ａの形状も、先端面５２ａの形状と同様に、円形状の一部を重ねた形状とし、下部フランジの輪郭形状は、長方形形状（４つの角部は丸くしている）とした。従来例、実施例のいずれも、先端面の面積は同じにした。
作製したスタッドピンを図１，２に示すタイヤに装着し、そのタイヤを車両に装着した。タイヤのタイヤサイズは２０５／５０Ｒ１６であり、リムサイズ６．５インチのリムに装着し、空気の充填圧は２３０ｋＰａとした。車両は、排気量２０００ｃｃの前輪駆動のＡＢＳを備える乗用車（ＦＦ車）を用いた。

スタッドピンの性能評価のために、上記車両を走行させ、氷路面における制動距離の計測と、路面摩耗量の計測を行なった。具体的には、氷路面を速度４０ｋｍ／時で走行させた状態からフルブレーキでＡＢＳを作動させながら制動させて、そのときの制動距離を計測した。一方、路面摩耗量は、上記車両を路面に設置した花崗岩の上を速度１００ｋｍ／時で２００回走行させて、摩耗量を試験前後の花崗岩の重量差によって計測して、路面摩耗量を計測した。
下記表１は、その評価結果を示す。評価結果における値は、制動距離及び路面摩耗量の逆数の値を求め、その値のうち従来例の値を１００とした指数で表した。したがって、指数が高いほど、優れた制動性能（氷上性能）及び耐路面摩耗性を有することを意味する。表１における“←”は、左欄の内容と同じであることを示す。

表１の従来例と実施例１〜６の比較より、本実施形態のスタッドピン及び空気入りタイヤは、優れた制動性能を車両に提供しつつ、路面摩耗を低減させることがわかる。
また、比Ｌ１／Ｌ２は、１．０以上５．０以下であることが好ましいことがわかる。

以上、本発明の空気入りタイヤ及びスタッドピンについて詳細に説明したが、本発明の空気入りタイヤ及びスタッドピンは上記実施形態、実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 空気入りタイヤ
１２ カーカスプライ層
１４ ベルト層
１４ａ，１４ｂ ベルト材
１５ ベルトカバー層
１６ ビードコア
１８ トレッドゴム部材
１８ａ 上層トレッドゴム部材
１８ｂ 下層トレッドゴム部材
２０ サイドゴム部材
２２ ビードフィラーゴム部材
２４ リムクッションゴム部材
２６ インナーライナゴム部材
３０ トレッドパターン
３２，３４ 周方向主溝
３６ 第１傾斜溝
３８ 第２傾斜溝
４０ 第３傾斜溝
５０ スタッドピン
５２ チップ
５２ａ チップ先端面
５４ 胴体部
５４ａ 上端面
５６ 上部フランジ
５８ 下部フランジ
６０ シャンク
６２ 対称軸
６４ 中心位置
６６ 図心
６８ 第１最先端部
７０ 第２最先端部
７２ 凹部
７４ 氷の屑
７６ 壁面
８２ 上端面対称軸
８４ 上端面中心位置
８６ 上端面図心
８８ 第３最先端部
９０ 第４最先端部
９２ 上端面凹部

Claims (10)

1. スタッドピンをトレッド部に装着した、タイヤ回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
   前記スタッドピンは、
   路面と接触する、線対称形状の先端面を有するチップと、
   前記チップを保持する胴体部と、を有し、
   前記チップの路面と接触する先端面は、
   前記線対称形状を定める対称軸と、
   前記先端面が前記対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記軸方向の第１の側にずれている前記先端面の形状の図心と、
   前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側に最も遠く位置する第１最先端部と、前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側と反対側の第２の側に最も遠く位置する第２最先端部との間の前記先端面の外周に設けられた前記先端面の内側に凹んだ凹部と、を有し、
   前記第２の側は、前記第１の側に比べてタイヤ回転方向前方側となるように、前記スタッドピンが装着された、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 空気入りタイヤのトレッド部に装着するスタッドピンであって、
   路面と接触するチップ先端面を有するチップと、
   前記チップを保持する胴体部と、を有し、
   前記チップの路面と接触する先端面は、
   線対称形状を定める対称軸と、
   前記先端面が前記対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記軸方向の第１の側にずれている前記先端面の形状の図心と、
   前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側に最も遠く位置する第１最先端部と、前記先端面の前記対称軸上の、前記図心から前記第１の側と反対側の第２の側に最も遠く位置する第２最先端部との間の前記先端面の外周に設けられた前記先端面の内側に凹んだ凹部と、を有し、
   前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の外周の第２の長さは、前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の外周の第１の長さよりも短い、ことを特徴とするスタッドピン。
3. 前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の部分の、前記軸方向と直交する方向の第１の最大幅は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の部分の、前記軸方向と直交する方向の第２の最大幅に比べて大きい、請求項２に記載のスタッドピン。
4. 前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の部分の第１の面積は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の部分の第２の面積に比べて大きい、請求項２または３に記載のスタッドピン。
5. 前記凹部の底の前記軸方向における位置は、前記図心よりも前記第２の側に位置する、請求項２〜４のいずれか１項に記載のスタッドピン。
6. 前記凹部に対して前記第１の側にある前記先端面の外周形状は、前記軸方向と直交する第１の直交線分を含み、
   前記凹部に対して前記第２の側にある前記先端面の外周形状は、前記軸方向と直交する第２の直交線分を含まないか、前記第２の直交線分を含んでも、前記第２の直交線分の長さは、前記第１の直交線分の長さよりも短い、請求項２〜５のいずれか１項に記載のスタッドピン。
7. 前記凹部の底に対して前記第１の側にある前記先端面の第１の外周形状は、前記凹部の底に対して前記第２の側にある前記先端面の第２の外周形状を所定倍率拡大した拡大形状と、部分的に同一の形状を成している、請求項２〜６のいずれか１項に記載のスタッドピン。
8. 前記第１の外周形状及び前記拡大形状は、真円、楕円、あるいは、多角形の一部である、請求項７に記載のスタッドピン。
9. 前記凹部の底の前記軸方向の位置と前記第１最先端部との間の距離Ｌ１の、前記凹部の底の前記軸方向の位置と前記第２最先端部との間の距離Ｌ２に対する比Ｌ１／Ｌ２は、１．０以上５．０以下である、請求項２〜８のいずれか１項に記載のスタッドピン。
10. 前記胴体部は、前記チップが突出するように設けられる、線対称形状の上端面を含み、前記上端面は、
    前記線対称形状を定める上端面対称軸と、
    前記上端面が前記上端面対称軸の軸方向に占める範囲の中心位置に対して前記第１の側にずれている前記上端面の形状の上端面図心と、
    前記上端面の外周のうち、前記上端面図心から前記第１の側に最も遠く位置する、前記上端面対称軸上の第３最先端部と、前記上端面図心から前記第２の側に最も遠く位置する前記上端面対称軸上の第４最先端部との間の前記上端面の外周に設けられた前記上端面の内側に凹んだ上端面凹部と、を有する請求項２〜９のいずれか１項に記載のスタッドピン。

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