JPWO2017061316A1 - 空気入りタイヤ及びスタッドピン - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (11)
- 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。 - 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、を有することを特徴とするスタッドピン。 - 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、請求項2に記載のスタッドピン。
- 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又は3に記載のスタッドピン。
- 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2〜4のいずれか1項に記載のスタッドピン。
- 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2〜5のいずれか1項に記載のスタッドピン。
- 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2〜6のいずれか1項に記載のスタッドピン。 - 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2〜7のいずれか1項に記載のスタッドピン。
- 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8に記載のスタッドピン。
- 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2〜9のいずれか1項に記載のスタッドピン。
- 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2〜10のいずれか1項に記載のスタッドピン。
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