JP7063350B2 - Stud pins and tires with them - Google Patents
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Description
本発明は、スタッドピン及びそれを備えたタイヤに関し、更に詳しくは、エッジ効果を高めて氷上性能を改善することを可能にしたスタッドピン及びそれを備えたタイヤに関する。 The present invention relates to a stud pin and a tire provided with the stud pin, and more particularly to a stud pin capable of enhancing the edge effect and improving the performance on ice and a tire provided with the stud pin.
氷雪路面上での走行性能を改善した空気入りタイヤにおいて、トレッド部にスタッドピンが打ち込まれたスタッドタイヤ(スパイクタイヤ)が知られている(例えば、特許文献1~3参照)。スタッドピンは、タイヤのトレッド部に埋設される埋設基部と、該埋設基部の先端側に位置していて路面と接触する先端部とを有している。そして、スタッドタイヤの走行時には、スタッドピンの先端部のエッジが氷路面と接触し、そのエッジ効果を発揮することにより優れた氷上性能を発揮する。 Among pneumatic tires having improved running performance on ice and snow road surfaces, stud tires (spike tires) in which stud pins are driven into the tread portion are known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). The stud pin has a buried base embedded in the tread portion of the tire and a tip portion located on the distal end side of the embedded base portion and in contact with the road surface. When the stud tire is running, the edge of the tip of the stud pin comes into contact with the icy road surface, and the edge effect is exerted to exhibit excellent on-ice performance.
しかしながら、従来のスタッドピン及びそれを備えたタイヤでは、個々のスタッドピンのエッジ効果が十分ではないため、氷上性能が必ずしも十分ではない。そのため、氷上性能の更なる改善が求められている。 However, conventional stud pins and tires equipped with them do not necessarily have sufficient on-ice performance because the edge effect of each stud pin is not sufficient. Therefore, further improvement of on-ice performance is required.
本発明の目的は、エッジ効果を高めて氷上性能を改善することを可能にしたスタッドピン及びそれを備えたタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stud pin capable of enhancing the edge effect and improving the performance on ice and a tire provided with the stud pin.
上記目的を達成するための本発明のスタッドピンは、タイヤのトレッド部に埋設される埋設基部と、該埋設基部の先端側に位置していて路面と接触する先端部とを有し、前記先端部を構成する金属材料が前記埋設基部を構成する金属材料よりも硬く、前記埋設基部及び前記先端部が一体的に加工されているスタッドピンにおいて、前記先端部が、環状に形成された外郭と、該外郭により囲まれた内郭と、前記外郭と前記内郭との間に介在する溝部とを備え、前記溝部が前記内郭の周囲で環状に連続することを特徴とするものである。 The stud pin of the present invention for achieving the above object has a buried base embedded in the tread portion of the tire and a tip portion located on the tip end side of the buried base portion and in contact with the road surface. In a stud pin in which the metal material constituting the portion is harder than the metal material constituting the buried base and the buried base portion and the tip portion are integrally processed , the tip portion is formed with an outer shell formed in an annular shape. It is characterized in that it includes an inner shell surrounded by the outer shell and a groove portion interposed between the outer shell and the inner shell, and the groove portion is continuous in an annular shape around the inner shell .
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤは、上述のスタッドピンがトレッド部に配設されていることを特徴とするものである。 Further, the tire of the present invention for achieving the above object is characterized in that the above-mentioned stud pin is arranged in the tread portion.
本発明では、スタッドピンの先端部が、環状に形成された外郭と、該外郭により囲まれた内郭と、その間に介在する溝部とを備えることにより、外郭及び内郭がそれぞれエッジを形成するので、スタッドピンのエッジ効果を格段に高めてタイヤの氷上性能を効果的に改善することができる。特に、スタッドピンの先端部を環状の外郭及びそれに囲まれた内郭で構成した場合、外郭及び内郭の各々に十分な強度を確保することが可能である。 In the present invention, the tip of the stud pin is provided with an outer shell formed in an annular shape, an inner shell surrounded by the outer shell, and a groove portion interposed between the outer shells, whereby the outer shell and the inner shell each form an edge. Therefore, the edge effect of the stud pin can be significantly enhanced and the on-ice performance of the tire can be effectively improved. In particular, when the tip of the stud pin is composed of an annular outer shell and an inner shell surrounded by the annular outer shell, it is possible to secure sufficient strength for each of the outer shell and the inner shell.
本発明において、溝部は内郭の周囲で環状に連続することが好ましい。この場合、エッジ効果を高めて氷上性能を効果的に改善することができる。 In the present invention, it is preferable that the groove portion is continuous in an annular shape around the inner shell. In this case, the edge effect can be enhanced and the performance on ice can be effectively improved .
内郭はその外周縁に沿って延びる内側溝部を有することが好ましい。この場合、エッジ量が更に増加するので、氷上性能を効果的に改善することができる。 The inner shell preferably has an inner groove extending along the outer peripheral edge thereof. In this case, since the amount of edges is further increased, the performance on ice can be effectively improved.
外郭の内周形状と内郭の外周形状とは互いに異なることが好ましい。この場合、スタッドピンの先端部の排雪氷性を改善すると共に、エッジ量の増加により氷上性能の更に改善することができる。外郭の内周形状と内郭の外周形状とは互いに相似していても良い。この場合も、十分なエッジ効果を期待することができる。 It is preferable that the inner peripheral shape of the outer shell and the outer peripheral shape of the inner shell are different from each other. In this case, the snow-removing ice property of the tip of the stud pin can be improved, and the on-ice performance can be further improved by increasing the amount of edges. The inner peripheral shape of the outer shell and the outer peripheral shape of the inner shell may be similar to each other. In this case as well, sufficient edge effect can be expected.
スタッドピン中心軸と直交する方向に測定される外郭と内郭との間隔Lyはスタッドピン中心軸と直交する方向に測定される外郭の寸法Lxの10%~35%の範囲にあることが好ましい。これにより、スタッドピンの強度を十分に確保すると共に、排雪氷性及び加工性の悪化を回避することができる。 The distance Ly between the outer shell and the inner shell measured in the direction orthogonal to the stud pin central axis is preferably in the range of 10% to 35% of the outer shell dimension Lx measured in the direction orthogonal to the stud pin central axis. .. As a result, the strength of the stud pin can be sufficiently ensured, and deterioration of snow-removal ice-removing property and workability can be avoided.
また、内郭は最内側に位置する内郭本体を含み、スタッドピン中心軸と直交する方向に測定される内郭本体の寸法Lzがスタッドピン中心軸と直交する方向に測定される外郭の寸法Lxの10%~60%の範囲にあることが好ましい。これにより、スタッドピンの強度を十分に確保すると共に、排雪氷性及び加工性の悪化を回避することができる。 Further, the inner hull includes the inner hull body located on the innermost side, and the dimension Lz of the inner hull body measured in the direction orthogonal to the stud pin central axis is the dimension of the outer hull measured in the direction orthogonal to the stud pin central axis. It is preferably in the range of 10% to 60% of Lx. As a result, the strength of the stud pin can be sufficiently ensured, and deterioration of snow-removal ice-removing property and workability can be avoided.
本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであっても良い。空気入りタイヤの場合、その内部には空気、窒素等の不活性ガス又はその他の気体を充填することができる。 The tire of the present invention is preferably a pneumatic tire, but may be a non-pneumatic tire. In the case of a pneumatic tire, the inside thereof can be filled with an inert gas such as air or nitrogen or other gas.
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~図4は本発明の実施形態からなるスタッドピンを示すものである。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show stud pins according to an embodiment of the present invention.
図1~図4に示すように、本実施形態のスタッドピンPは、タイヤのトレッド部に埋設される埋設基部10と、該埋設基部10の先端側に位置していて路面と接触する先端部20とを備えている。埋設基部10は、円柱状の胴体部11と、該胴体部11に連接されていて該胴体部11よりも小径となる円柱状のシャンク部12と、該シャンク部12に連接されていて該シャンク部12よりも大径となる円柱状の底部13とから構成されている。先端部20を構成する金属材料は埋設基部10を構成する金属材料よりも高硬度であり、これら埋設基部10及び先端部20は一体的に加工されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the stud pin P of the present embodiment has a buried
上記スタッドピンPにおいて、先端部20は、円環状に形成された外郭21と、該外郭21により囲まれた円柱状の内郭22と、これら外郭21と内郭22との間に介在する溝部23とを備えている。つまり、外郭21の接地面での外周端及び内周端にはそれぞれエッジが形成され、内郭22の接地面での外周端にもエッジが形成されている。
In the stud pin P, the
このようにスタッドピンPの先端部20が、環状に形成された外郭21と、該外郭21により囲まれた内郭22と、その間に介在する溝部23とを備えることにより、外郭21及び内郭22がそれぞれエッジを形成するので、スタッドピンPのエッジ効果を格段に高めてタイヤの氷上性能を効果的に改善することができる。特に、スタッドピンPの先端部を環状の外郭21及びそれに囲まれた内郭22で構成した場合、外郭21及び内郭22の各々に十分な強度を確保することが可能である。
As described above, the
図2に示すように、スタッドピンPにおいて、溝部23は内郭22の周囲で環状に連続していると良い。この場合、外郭21の内周端及び内郭22の外周端におけるエッジ量を最大化し、そのエッジ効果を高めて氷上性能を効果的に改善することができる。
As shown in FIG. 2, in the stud pin P, the
図5はスタッドピンの変形例を示すものである。図5において、スタッドピンPの先端部20は、外郭21と内郭22とを互いに連結する複数の繋ぎ部24を備えている。これら繋ぎ部24は、スタッドピンPの中心軸に対して放射状に延在するように配置されている。また、外郭21と内郭22との間に繋ぎ部24を設けるにあたって、溝部23の内周側の長さの総和が内郭22の外周長の50%以上であると良い。例えば、図5において、繋ぎ部24により分断された溝部23の4つの分割片の内周側の長さをL1,L2,L3,L4とし、その総和をLa(La=L1+L2+L3+L4)とし、内郭22の外周長(繋ぎ部24が存在しないと想定したときの外周長)をLbとしたとき、La≧0.5×Lbであるとことが好ましい。この場合、スタッドピンPの強度を増大させることができる。ここで、溝部23の内周側の長さの総和が内郭22の外周長の50%未満であると、エッジ量の減少により氷上性能の改善効果が低下することになる。
FIG. 5 shows a modified example of the stud pin. In FIG. 5, the
図6~図8はそれぞれスタッドピンの他の変形例を示すものである。図6において、内郭22はその外周縁に沿って環状に延びる内側溝部22Cを有し、それによって、内郭22が最内側に位置する内郭本体22Aとその外周側に位置する内郭外縁部22Bとに区画されている。このように内郭22を内郭本体22Aと内郭外縁部22Bとに区画することにより、エッジ量が更に増加するので、氷上性能を効果的に改善することができる。
6 to 8 show other modifications of the stud pin, respectively. In FIG. 6, the
図7及び図8において、外郭21の内周形状と内郭22の外周形状とは互いに異なっている。図7では、外郭21の内周形状は円形であるが、内郭22の外周形状は正方形になっている。図8では、外郭21の内周形状は円形であるが、内郭22の外周形状は楕円形になっている。このように外郭21の内周形状と内郭22の外周形状とは互いに異ならせることにより、スタッドピンPの先端部20の排雪氷性を改善すると共に、エッジ量の増加により氷上性能の更に改善することができる。
In FIGS. 7 and 8, the inner peripheral shape of the
なお、外郭21の内周形状と内郭22の外周形状とは互いに相似していても良い(図2参照)。この場合も、十分なエッジ効果を期待することができる。外郭21の内周形状及び内郭22の外周形状は、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、四角形を含む多角形等の種々の形状を採用することが可能である。
The inner peripheral shape of the
図4に示すように、スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される外郭21と内郭22との間隔Lyは、スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される外郭21の寸法Lxの10%~35%の範囲、より好ましくは、15%~30%の範囲にあると良い。これにより、スタッドピンPの強度を十分に確保すると共に、排雪氷性及び加工性の悪化を回避することができる。ここで、外郭21と内郭22との間隔Lyが小さ過ぎると排雪氷性や加工性が悪化し、逆に大き過ぎるとスタッドピンPの強度が低下する。
As shown in FIG. 4, the distance Ly between the
また、内郭22において最内側に位置する内郭本体22Aについて、スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される内郭本体22Aの寸法Lzは、スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される外郭21の寸法Lxの10%~60%の範囲、より好ましくは、20%~40%の範囲にあると良い。これにより、スタッドピンPの強度を十分に確保すると共に、排雪氷性及び加工性の悪化を回避することができる。ここで、内郭本体22Aの寸法Lzが小さ過ぎるとスタッドピンPの強度が低下し、逆に大き過ぎると排雪氷性や加工性が悪化する。
Further, for the inner shell
スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される外郭21の寸法Lxは、2mm~4mmの範囲に設定されることが好ましい。また、スタッドピンPの中心軸Oと直交する方向に測定される外郭21の厚さtは、0.3mm~0.6mmの範囲に設定されることが好ましい。これにより、スタッドピンPの強度を十分に確保すると共に、排雪氷性及び加工性の悪化を回避することができる。
The dimension Lx of the
上述した外郭21の寸法Lx、外郭21と内郭22との間隔Ly、内郭本体22Aの寸法Lz及び外郭21の厚さtは、外郭21と内郭22とが溝部23によって分断される位置であって、スタッドピンPの中心軸Oの周りの任意の位置で測定されるものである。また、外郭21又は内郭22が面取り加工されている場合、その面取り部は存在しないものとして寸法が測定される。
The above-mentioned dimension Lx of the
図9は本発明の空気入りタイヤの一例を示すものである。図5に示すように、空気入りタイヤTは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部31と、該トレッド部31の両側に配置された一対のサイドウォール部32,32と、これらサイドウォール部32のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部33,33とを備えている。
FIG. 9 shows an example of the pneumatic tire of the present invention. As shown in FIG. 5, the pneumatic tire T includes a
一対のビード部33,33間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層34は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部33に配置されたビードコア35の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア35の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー36が配置されている。
A carcass layer 4 is mounted between the pair of
一方、トレッド部31におけるカーカス層34の外周側には複数層のベルト層37が埋設されている。これらベルト層37はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層37において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°~40°の範囲に設定されている。ベルト層37の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層37の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層38が配置されている。ベルトカバー層38の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
On the other hand, a plurality of belt layers 37 are embedded on the outer peripheral side of the
上記空気入りタイヤTにおいて、トレッド部31には、タイヤ周方向に延びる主溝41が形成されており、これら主溝41により複数の陸部42が区画されている。トレッド部31の陸部42には、スタッドピンPを植え込みための複数の植え込み穴43が形成されている。スタッドピンPは、その埋設基部10が植え込み穴43に挿入され、先端部20がトレッド部31から突き出すようにトレッド部31に配設されている。植え込み穴43の内径はスタッドピンPの外径よりも若干小さくなっており、植え込み穴43に植え込まれたスタッドピンPはトレッド部31に対して強固に保持される。
In the pneumatic tire T, a
上述のように空気入りタイヤTのトレッド部31に所定の構造を有するスタッドピンPを配設することにより、スタッドピンPのエッジ効果に基づいて優れた氷上性能を発揮することが可能となる。
By disposing the stud pin P having a predetermined structure on the
なお、図9に示す空気入りタイヤTの補強構造は代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。また、空気入りタイヤTのトレッド部31に形成されるトレッドパターンも特に限定されるものではない。
The reinforcing structure of the pneumatic tire T shown in FIG. 9 shows a typical example, but is not limited thereto. Further, the tread pattern formed on the
タイヤサイズ205/55R16 94Tである空気入りタイヤにおいて、トレッド部に配設されるスタッドピンの構造だけを異ならせた従来例及び実施例1~4のタイヤを製作した。 In the pneumatic tire having a tire size of 205 / 55R16 94T, the conventional tires and the tires of Examples 1 to 4 in which only the structure of the stud pin arranged in the tread portion is different were manufactured.
従来例では、埋設基部と先端部とを有し、先端部が円柱状に加工されたスタッドピンを使用した。実施例1~4では、埋設基部と先端部とを有し、先端部が環状の外郭とそれによって囲まれた内郭と両者間に介在する溝部を備えたスタッドピンを使用した。実施例1~4について、内郭における内側溝部の有無、外郭の内周形状、内郭の外周形状を表1のように設定した。 In the conventional example, a stud pin having a buried base portion and a tip portion and having a tip portion processed into a columnar shape was used. In Examples 1 to 4, a stud pin having a buried base portion and a tip portion, the tip portion having an annular outer shell, an inner shell surrounded by the outer shell, and a groove portion interposed between the two was used. For Examples 1 to 4, the presence or absence of the inner groove portion in the inner shell, the inner peripheral shape of the outer shell, and the outer peripheral shape of the inner shell were set as shown in Table 1.
これら試験タイヤについて、下記試験方法により、氷上性能を評価し、その結果を表1に併せて示した。 The performance on ice of these test tires was evaluated by the following test method, and the results are also shown in Table 1.
氷上性能:
各試験タイヤをリムサイズ16×6.5Jのホイールに組み付けて排気量1400ccの前輪駆動車に装着し、空気圧を250kPaとし、氷上において20km/hの走行状態から制動し、停止するまでの距離を計測した。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氷上性能が優れていることを意味する。
Performance on ice:
Each test tire is attached to a wheel with a rim size of 16 x 6.5J and mounted on a front-wheel drive vehicle with a displacement of 1400cc. The air pressure is set to 250kPa, and the distance from a running state of 20km / h on ice to braking and stopping is measured. bottom. The evaluation result is shown by an index of 100 in the conventional example using the reciprocal of the measured value. The larger this index value is, the better the performance on ice is.
この表1から判るように、実施例1~4では、スタッドピンの先端部が環状の外郭とそれによって囲まれた内郭と両者間に介在する溝部を備えているため、従来例との対比において、改良されたスタッドピンのエッジ効果に基づいて優れた氷上性能を発揮することができた。 As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 4, the tip of the stud pin has an annular outer shell, an inner shell surrounded by the annular outer shell, and a groove portion interposed between the two, so that the comparison with the conventional example is made. Was able to demonstrate excellent on-ice performance based on the improved edge effect of the stud pins.
10 埋設基部
11 胴体部
12 シャンク部
13 底部
20 先端部
21 外郭
22 内郭
22A 内郭本体
22B 内郭外縁部
22C 内側溝部
23 溝部
24 繋ぎ部
31 トレッド部
P スタッドピン
T 空気入りタイヤ
10
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