(57)【要約】【課題】氷が溶けやすい氷上路面を走行する場合であっても、氷上摩擦が高く、氷上性能が向上する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本実施形態の空気入りタイヤは、前記トレッド部は、路面と接する陸部を有している。前記路面と接する前記陸部の表面は、下記のゴム片の表面の一部の領域と同じ表面性状を有している。ゴム片の表面の一部の領域は、透明な平板に２００ｋＰａの面圧で当該ゴム片を押し付けて前記平板越しに観察した前記ゴム片の接触面の中から選択した領域である。前記一部の領域において、前記ゴム片の見かけ上の接触領域の面積Ｘに対する、前記平板と接触する前記ゴム片の領域の面積Ｙの比Ｙ／Ｘは０．２〜０．５を満たす。【選択図】図４
2020049961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部を備える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部は、路面と接する陸部を有し、
前記路面と接する前記陸部の表面は、下記のゴム片の表面の一部の領域と同じ表面性状を有し、
ゴム片の表面の一部の領域は、透明な平板に２００ｋＰａの面圧で当該ゴム片を押し付けて前記平板越しに観察した前記ゴム片の接触面の中から選択した領域であり、
前記一部の領域において、前記ゴム片の見かけ上の接触領域の面積Ｘに対する、前記平板と接触する前記ゴム片の領域の面積Ｙの比Ｙ／Ｘは０．２〜０．５を満たす、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記接触面は、水を散布した前記平板に前記ゴム片を押し付けた状態で観察される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記平板は、前記平板の板厚方向と平行な回転軸の周りに回転し、
前記ゴム片は円筒形状を有し、
前記接触面は、回転する前記平板上で前記ゴム片を回転させながら観察される、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記接触面は、前記ゴム片を一定の減速度で制動しながら観察され、
前記比Ｙ／Ｘは、前記ゴム片と前記平板との間の摩擦力が最大となるとき、０．２〜０．５を満たす、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記一部の領域において、前記平板と接触しない前記ゴム片の領域は、前記ゴム片の回転方向に沿った前記一部の領域の長さの５０％以上の範囲にわたって連続している、請求項３又は４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記一部の領域において、前記ゴム片の前記表面の最大高さ粗さＲｚは２５〜１８０μｍである、請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記陸部をなす前記トレッド部のゴム部材の比重は０．９〜１．２である、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記一部の領域において、前記平板と接触する前記ゴム片の領域は、前記平板と接触しない前記ゴム片の領域に囲まれ、分散して配置されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
路面と接する陸部をトレッド部に有する空気入りタイヤであって、
前記陸部を透明な平板に２００ｋＰａの面圧で押し付けて前記平板越しに観察した前記陸部の接触面に基づいて求められる比であって、前記接触面の中から選択した少なくとも一部の領域において、前記陸部の見かけ上の接触領域の面積Ａに対する、前記平板と接触する前記陸部の領域の面積Ｂの比Ｂ／Ａが０．２〜０．５である、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項１０】
前記トレッド部は、さらに、前記陸部と接する複数の溝を有し、
前記陸部は、前記複数の溝のうち、互いに接しない２本の溝に挟まれており、
前記一部の領域において、前記平板と接触しない前記陸部の領域は、前記２本の溝の間を連続している、請求項１から９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面と接する陸部をトレッド部に有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
雪道や凍結路を走行可能なスタッドレスタイヤは、氷上路面との間の摩擦（氷上摩擦）が大きいほど、制動距離が短くなる。従来、氷上摩擦を高めるために、トレッド部の接地面積を大きくし、氷上路面との間の凝着摩擦力を向上させることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、トレッド部の接地面積が大きくても、氷の温度が高く、溶けやすい氷上路面では、タイヤが路面を踏み込んだときに、トレッド部と路面の間で水が発生しやすく、このことに起因して、氷上摩擦が十分に向上しない場合がある。このため、氷上性能が不十分となる場合がある。
【０００５】
本発明は、氷が溶けやすい氷上路面を走行する場合であっても、氷上摩擦が高く、氷上性能が向上する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、トレッド部を備える空気入りタイヤである。
当該空気入りタイヤは、
前記トレッド部は、路面と接する陸部を有し、
前記路面と接する前記陸部の表面は、下記のゴム片の表面の一部の領域と同じ表面性状を有し、
ゴム片の表面の一部の領域は、透明な平板に２００ｋＰａの面圧で当該ゴム片を押し付けて前記平板越しに観察した前記ゴム片の接触面の中から選択した領域であり、
前記一部の領域において、前記ゴム片の見かけ上の接触領域の面積Ｘに対する、前記平板と接触する前記ゴム片の領域の面積Ｙの比Ｙ／Ｘは０．２〜０．５を満たす、ことを特徴とする。
【０００７】
前記接触面は、水を散布した前記平板に前記ゴム片を押し付けた状態で観察されることが好ましい。
【０００８】
前記平板は、前記平板の板厚方向と平行な回転軸の周りに回転し、
前記ゴム片は円筒形状を有し、
前記接触面は、回転する前記平板上で前記ゴム片を回転させながら観察されることが好ましい。
【０００９】
前記接触面は、前記ゴム片を一定の減速度で制動しながら観察され、
前記比Ｙ／Ｘは、前記ゴム片と前記平板との間の摩擦力が最大となるとき、０．２〜０．５を満たすことが好ましい。
【００１０】
前記一部の領域において、前記平板と接触しない前記ゴム片の領域は、前記ゴム片の回転方向に沿った前記一部の領域の長さの５０％以上の範囲にわたって連続していることが好ましい。
【００１１】
前記一部の領域において、前記ゴム片の前記表面の最大高さ粗さＲｚは２５〜１８０μｍであることが好ましい。
【００１２】
前記陸部をなす前記トレッド部のゴム部材の比重は０．９〜１．２であることが好ましい。
【００１３】
前記一部の領域において、前記平板と接触する前記ゴム片の領域は、前記平板と接触しない前記ゴム片の領域に囲まれ、分散して配置されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の別の一態様は、路面と接する陸部をトレッド部に有する空気入りタイヤである。
当該空気入りタイヤは、
前記陸部を透明な平板に２００ｋＰａの面圧で押し付けて前記平板越しに観察した前記陸部の接触面に基づいて求められる比であって、前記接触面の中から選択した少なくとも一部の領域において、前記陸部の見かけ上の接触領域の面積Ａに対する、前記平板と接触する前記陸部の領域の面積Ｂの比Ｂ／Ａが０．２〜０．５である、ことを特徴とする。
【００１５】
前記トレッド部は、さらに、前記陸部と接する複数の溝を有し、
前記陸部は、前記複数の溝のうち、互いに接しない２本の溝に挟まれており、
前記一部の領域において、前記平板と接触しない前記陸部の領域は、前記２本の溝の間を連続していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
上記態様の空気入りタイヤによれば、氷が溶けやすい氷上路面を走行する場合であっても、氷上摩擦が高く、氷上性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の空気入りタイヤの断面を示すタイヤ断面図である。
【図２】本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。
【図３】ゴム片の接触面を観察する装置を説明する図である。
【図４】ゴム片の接触面を撮影した画像を示す図である。
【図５】本実施形態の比Ｙ／Ｘを求める処理を説明する図である。
【図６】粗さ断面積の負荷率を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態の空気入りタイヤについて説明する。本実施形態には、後述する種々の実施形態が含まれる。
【００１９】
（本実施形態の概略説明）
本実施形態の空気入りタイヤ（以降、単にタイヤともいう）は、トレッド部を備え、トレッド部は、路面と接する陸部を有し、路面と接する陸部の表面は、下記のゴム片の表面の一部の領域と同じ表面性状を有する。ゴム片の表面の一部の領域は、透明な平板に２００ｋＰａの面圧で当該ゴム片を押し付けて平板越しに観察したゴム片の接触面の中から選択した領域であり、当該一部の領域（以降、観察領域ともいう）において、ゴム片の見かけ上の接触領域の面積Ｘに対する、平板と接触するゴム片の領域の面積Ｙの比Ｙ／Ｘは０．２〜０．５を満たす。
氷の温度が高く（例えば−３℃以上）、溶けやすい氷上路面では、タイヤが路面を踏み込んだときに、陸部と路面との間で水が発生しやすい。このため、トレッド部の接地面積が大きいと、発生した水が接地面内に閉じ込められやすく、氷上摩擦が高くなり難い。本実施形態の空気入りタイヤでは、陸部の表面が、上記ゴム片の観察領域と同じ表面性状を有している。このような陸部の表面は、路面に接地したときに路面と接触しない領域が多く、路面との間に隙間が形成される。このため、陸部と路面との間で発生した水は、陸部と路面の間から排水されやすく、路面と接触する陸部の領域と路面との間の氷上摩擦が高い。このため、氷が溶けやすい氷上路面であっても、氷上性能（例えば、氷上制動性能）が向上する。
【００２０】
（タイヤ構造）
図１は、本実施形態のタイヤ１０のプロファイル断面図を示す。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とを有し、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。
【００２１】
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で構成されている。カーカスプライ層１２のタイヤ径方向外側には、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。
ベルト材１４ａのタイヤ径方向外側には、トレッドゴム部材１８が設けられている。トレッドゴム部材１８は、最表層となる第１トレッドゴム部材１８ａと第１トレッドゴム部材１８ａのタイヤ径方向内側に設けられる第２トレッドゴム部材１８ｂとを有する。
この他に、ベルト層１４のタイヤ径方向外側からベルト層１４を覆いベルト層１４を補強する、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層１５を備える。
【００２２】
タイヤ１０は、このようなタイヤ構造を有するが、本発明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。
【００２３】
（トレッドパターン）
タイヤ１０のタイヤトレッド部には、トレッドパターン５０が形成されている。図２は、図１に示すタイヤ１０のトレッド部に形成されるトレッドパターン５０のタイヤ周上の一部分を平面上に展開した一例のパターン展開図である。
【００２４】
トレッドパターン５０は、周方向主溝６２，６４，６６，６８と、ラグ溝７０，７２，７４，７５と、ショルダーラグ溝７６ａ，７６ｂ，７８と、多数のサイプと、を備える。周方向主溝６２と周方向主溝６４との間に、タイヤセンターラインＣＬが通る。
周方向主溝６２，６４，６６，６８の間には、それぞれ陸部８０，８２，８４が形成されている。周方向主溝６２，６４，６８は、タイヤ周方向Ｃに向かって直線状に延びる直線溝である。
【００２５】
ラグ溝７０，７２は、タイヤセンターラインＣＬが通過する陸部８０をタイヤ幅方向Ｌに通過する溝である。ラグ溝７０，７２は、タイヤ周方向Ｃに交互に設けられている。
ラグ溝７０は、周方向主溝６２からタイヤセンターラインＣＬを横切って図２中の左側に延び、周方向主溝６４，６６を横切るように形成されている。
ラグ溝７２は、周方向主溝６２からタイヤセンターラインＣＬを横切って図２中の左側に延び、周方向主溝６４を横切るが、陸部８２の領域の途中で閉塞して終了している。
ラグ溝７４は、陸部８２の領域を横切るラグ溝である。
ラグ溝７５は、周方向主溝６２と周方向主溝６８との間の陸部８４の領域を横切る溝である。
【００２６】
ショルダーラグ溝７６ａは、タイヤショルダー部においてタイヤ周方向Ｃに設けられたラグ溝７０，７４間に挟まれるように設けられる。
ショルダーラグ溝７６ｂは、タイヤショルダー部において、タイヤ周方向に設けられたラグ溝７０，７４との間に挟まれるように設けられる。
ショルダーラグ溝７８は、周方向主溝６８と図１中のタイヤ幅方向Ｌの右側に位置するパターンエンドＥとの間を延びるラグ溝である。
【００２７】
また、タイヤ幅方向の両側のショルダーの陸部８６，８８、及び陸部８０，８２，８４のそれぞれには、複数のサイプが設けられている。また、ショルダーの陸部８６，８８、及び陸部８０，８２，８４のそれぞれは、タイヤ周方向に隣り合う２つのショルダーラグ溝あるいはラグ溝に挟まれたブロックが並んだブロック列を有している。
【００２８】
タイヤ１０は、このようなトレッドパターン５０を有するが、本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンは、図２に示すトレッドパターンに限定されない。
【００２９】
（陸部の表面性状）
上述したように、タイヤ１０の陸部の表面は、ゴム片の観察領域と同じ表面性状を有している。「ゴム片の観察領域と同じ表面性状」とは、ゴム片の観察領域と同じ表面粗さを有していることを意味する。同じ表面粗さを有する態様として、ある指標で表した表面粗さが同一である場合のほか、ある指標で表した表面粗さのずれの大きさが、小さい方の表面粗さの１０％以内である態様が含まれる。
ゴム片の観察領域の比Ｙ／Ｘが０．２〜０．５を満たしていると、上述したように、氷が溶けやすい氷上路面であっても、氷上摩擦が高く、氷上性能が向上する。比Ｙ／Ｘが０．２未満であると、路面と接触する陸部の領域の面積（接触面積）が小さすぎ、氷上摩擦が小さくなる。また、比Ｙ／Ｘが０．５を超えると、接触面積は大きくなる反面、陸部と路面との間の隙間が小さく、陸部と路面との間で発生した水が閉じ込められやすく、却って氷上摩擦が小さくなる。
なお、比Ｙ／Ｘが０．５を超えていても、制動時にタイヤがロックした場合、氷上性能が向上する場合がある。これは、接触面積が大きいと、ワイパー効果によって、路面上の水分が掻き出されやすいためである。しかし、アンチロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）を搭載した車両のように、制動時にタイヤがロックしない場合、比Ｙ／Ｘが０．５を超えると、氷上性能が低下してしまう。これは、路面に対する踏み込みが断続的に行われることで、踏み込まれるたびに路面の氷が溶けて水が発生し、しかも接触面積が大きいことで、水が閉じ込められやすく、陸部が路面から浮いた状態になりやすいためと考えられる。
【００３０】
なお、トレッド部の接地面に含まれる溝の面積の割合を表す溝面積比（％）という指標が周知である。ここで、比Ｙ／Ｘを、見かけ上の接触領域の面積に占める、平板と接触しないゴム片の領域の面積（非接触面積）の比（％）で表すと、その比は５０〜８０％になる。この比は、空気入りタイヤの一般的な溝面積比と比べ大きい。
【００３１】
次に、ゴム片の接触面を観察する装置を説明する。
比Ｙ／Ｘは、透明な平板に２００ｋＰａの面圧でゴム片を押し付けて平板越しに観察したゴム片の接触面に基づいて求められる。ゴム片の形態は、特に制限されないが、平板上で転動させることができる点で、円筒形状のものが好ましく用いられる。ゴム片の接触面の観察は、例えば、図３に示す装置２を用いて行うことができる。図３は、ゴム片の接触面を観察する装置２を説明する図である。装置２は、回転台３と、カメラ５と、を備える。
【００３２】
装置２は、円筒形状のゴム片１を支持する、図示されない支持装置を備えており、ゴム片１は、支持装置の回転軸に、軸周りに回転するよう取り付けられる。支持装置は、ゴム片１のサイズに応じた大きさの荷重を、回転軸を介してゴム片１に付与し、これにより、面圧２００ｋＰａで天板３ａに押し付ける。荷重の大きさは、例えば４０Ｎである。ゴム片１を面圧２００ｋＰａで押し付けることで、タイヤ１０を装着した車両が路面を走行するときと近い条件で接触面を観察することができる。装置２は、例えば、ゴム片１を支持装置のモータ（不図示）で回転させ、回転台３を後述する駆動装置のモータ（不図示）で回転させることで、天板３ａ上でゴム片１を回転させる。このとき、装置２は、ゴム片１と天板３ａの回転速度が同期した状態から一定の減速度でゴム片１に制動力を作用させ、ゴム片１の回転速度を徐々に遅くする。
【００３３】
回転台３は、図４に示す例において、円錐台形状の部材であり、円錐台の回転軸Ｌの周りに回転するよう、図示されない駆動装置によって駆動される。なお、回転台３の形状は、円錐台形状に制限されず、円筒形状等、他の形状であってもよい。回転台３は、アクリル樹脂又はガラス製の透明な板状部材を組み合わせてつくられ、このうち、円錐台の底面をなす天板３ａに、ゴム片１は押し付けられる。天板３ａは、氷上路面を模擬した平滑面を有している。平滑面の表面粗さは、ゴム片１の表面（外周側面）の表面粗さよりも小さい。回転台３は、駆動装置によって、ゴム片１が押し付けられる部分の回転速度が例えば１０ｋｍ／時となるよう回転駆動される。
【００３４】
カメラ５は、回転台３の天板３ａに押し付けられたゴム片１の接触面を撮影する。具体的に、カメラ５は、光源からゴム片１の接触面に照射され、反射した光を受光し、受光量に基づいて画像データを生成する。この画像データをカメラ５は出力する。カメラ５は、天板３ａに押し付けられたゴム片１を回転台３越しに撮影するよう、天板３ａの下方の位置に配置される。カメラ５の配置位置は、天板３ａの下方であれば、ゴム片１の真下であってもよく、真下以外の位置であってもよい。カメラ５には、回転するゴム片１の接触面を観察する観点から、高速度カメラ（例えばフレームレート１００００〜１００００００ｆｐｓ）、あるいは、短い露光時間（例えば１／１０００〜１／１００００００秒）で撮影できるカメラを用いることが好ましい。
【００３５】
一実施形態によれば、ゴム片１の接触面は、水を散布した天板３ａにゴム片１を押し付けた状態で観察されることが好ましい。これにより、氷が溶けやすい氷上路面をタイヤ１０が踏み込んで水が発生したときに近い状況で、ゴム片１の接触領域を観察できる。
【００３６】
一実施形態によれば、ゴム片１の接触面は、上述したように、回転する天板３ａ上でゴム片１を回転させるとともに、一定の減速度で制動しながら観察され、比Ｙ／Ｘは、ゴム片に作用する制動力が最大となるとき、０．２〜０．５を満たすことが好ましい。例えばＡＢＳによって制動が行われると、タイヤ１０と路面との間の制動力（摩擦力）は最大あるいはその付近の大きさに維持される。したがって、比Ｙ／Ｘが、ゴム片１に作用する制動力が最大となるときに上記範囲を満たしていると、タイヤ１０がＡＢＳによって制動されるときにも上記範囲を満たしやすく、氷上性能を向上させやすい。
【００３７】
次に、比Ｙ／Ｘの計算を行う処理装置を説明する。
処理装置は、カメラ５が出力した画像データを取得し、処理する。具体的に、処理装置は、ＣＰＵおよび記憶部を有するコンピュータで構成されている。ＣＰＵが記憶部に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、比Ｙ／Ｘの計算を含む、処理を行う。図４に、ゴム片１の接触面の画像データを元に処理装置が作成した処理画像１１を示す。処理画像１１には、枠７が付加されている。枠７で囲まれた処理画像１１の領域は、上記観察領域における、ゴム片１の天板３ａとの見かけ上の接触領域１３である。見かけ上の接触領域１３は、ゴム片１が天板３ａに接触した領域（接触領域）１３ａと、接触しない領域（非接触領域）１３ｂとからなる。図４に示す処理画像１１において、領域１３ａは色の濃い領域として、領域１３ｂは色の薄い領域として表されている。枠７は、ゴム片１の観察領域の外縁を示す。ゴム片１の観察領域は、例えば、ゴム片１の接触面の処理画像の中から、オペレータが任意に選択することができる。また、例えば、予め設定した大きさの面積の領域を、処理装置が無作為に選択することができる。観察領域は、接触面の一部であってもよく、接触面の全部であってもよい。接触面の一部である観察領域は、例えば、面積が２ｍｍ2以上の長方形状の領域として選択される。また、観察領域が接触面の一部である場合、観察領域は、複数個選択されてもよい。
【００３８】
上述したように、比Ｙ／Ｘは、観察領域における、ゴム片１の見かけ上の接触領域の面積Ｘに対する、天板３ａと接触するゴム片１の領域の面積Ｙの比Ｙ／Ｘである。ここで、図５を参照して、比Ｙ／Ｘの計算方法について説明する。図５は、比Ｙ／Ｘを計算に際して行われる処理を説明する図である。処理装置は、具体的に、処理画像１１のデータから、画像解析ソフトウェアを用いて、輝度値を横軸、画素数を縦軸とする輝度値ヒストグラムを得る。輝度値ヒストグラムに関して、処理装置は、最小二乗法による正規分布へのフィッティング及び波形分離を行い、図５に示すように、接触領域１３ａの輝度値の分布を示す波形ａと、非接触領域１３ｂの輝度値の分布を示す波形ｂとを得る。図５には、波形ａ，ｂと合わせて、フィッティングにより正規化したヒストグラムの頂点を示すプロットｃを示す。処理装置は、得られた２つの波形ａ，ｂの面積（波形ａの面積Ｙ、及び波形ｂの面積Ｚ）から、下記式に基づいて比Ｙ／Ｘを求める。なお、観察領域が複数個選択された場合、比Ｙ／Ｘは、すべての観察領域のデータに基づいて計算される。
Ｙ／Ｘ＝Ｙ／（Ｙ＋Ｚ）
【００３９】
一実施形態によれば、ゴム片１を押し付ける面圧を１５０〜２５０Ｐａの範囲で変化させたときの比Ｙ／Ｘの変化率（％）は、±３０％以内であることが好ましい。比Ｙ／Ｘの変化率が上記範囲にある場合、タイヤ１０が受ける荷重の大きさによって、氷上摩擦が低下し難く、氷上性能の低下が抑制される。
【００４０】
比Ｙ／Ｘを満たす表面を備えるゴム片１は、表面が粗面化されたゴム片１を作製することで得られる。例えば、このようなゴム片１は、ゴム片１の表面を形成する内壁面が粗面化された金型を用いることにより得られる。内壁面の粗面化は、例えば、ブラスト処理を粒度を調整して行うことができる。また、上記ゴム片１は、金型の平滑な内壁面に、紙やすり等、研磨材を塗布したシートを配置し、成型を行うことによっても得られる。また、上記ゴム片１は、成形されたゴム片の表面を、やすりや、ブラスト処理を用いて粗面化することによっても得られる。
【００４１】
また、比Ｙ／Ｘを満たすゴム片１を得やすい手法として、ゴム片１のゴム材料として、微小な気泡を多数形成する配合剤を配合したものを用いることが挙げられる。そのような配合剤として、例えば、発泡剤、熱膨張性マイクロカプセルが挙げられる。
【００４２】
発泡剤には、従来公知の化学反応型の有機系発泡剤を用いることができ、その具体例としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミン、オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ベンゼンスルフォニルヒドラジド誘導体、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、窒素を発生するトルエンスルホニルヒドラジド、Ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、ニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソフタルアミド、Ｐ，Ｐ′−オキシービス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
熱膨張性マイクロカプセルは、熱によって気化または膨張して気体を発生させる物質（例えば、液状の低沸点の炭化水素）を内包した熱可塑性樹脂粒子からなる。熱膨張性マイクロカプセルは、上記物質の気化または膨張開始温度以上の温度（例えば、１４０〜１９０℃、好ましくは１５０〜１８０℃）で加熱することにより、上記熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体が封入されたマイクロカプセルとなる。
熱膨張性マイクロカプセルの粒子径は特に限定されないが、膨張前において、５〜３００μｍであるのが好ましく、１０〜２００μｍであるのがより好ましい。
このような熱膨張性マイクロカプセルは、例えば、スウェーデンのＥＸＰＡＮＣＥＬ社製の商品名「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」や「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」、松本油脂製薬社製の商品名「マツモトマイクロスフェアーＦ−８５」や「マツモトマイクロスフェアーＦ−１００」等として入手可能である。
【００４４】
発泡剤、熱膨張性マイクロカプセルの配合量はそれぞれ、ジエン系ゴム１００質量部に対し、例えば、１〜２０質量部、３〜２０質量部である。
ここで、熱膨張性マイクロカプセルなどをゴム材料に配合しても、金型で加硫成型後のゴムの表面に、熱膨張性マイクロカプセルは殆ど露出せず、所望の表面性状は得られない。このため、加硫成型したゴムのうち、表面から０．５ｍｍ以上の深さ領域の部分（表層部分）を除去することによって、所望の表面性状を得ることが好ましい。表層部分の除去は、例えば、砥石ややすりを用いて削ること、あるいは、ナイフ等を用いて表層のゴムをスライスすることによって行うことができる。
他の添加剤として、カーボンブラック、シリカ等の充填剤、シランカップリング剤、オイル等、が挙げられる。例えば、カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、例えば、１〜８０質量部である。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、例えば、５〜１００質量部である。
【００４５】
なお、上記配合剤の配合量を調整することだけで、比Ｙ／Ｘを上記範囲に調整しようとすると、ゴム中の気泡が多くなることで、ゴムの比重が小さくなる。そのようなゴムを、タイヤ１０のトレッドゴム部材１８ａとして用いると、トレッド部の剛性が不足し、例えば、制動力が最大となったときに、陸部の表面の凹凸形状が潰れやすくなる。このため、氷上摩擦が低下し、氷上性能が向上しない場合がある。また、トレッド部の剛性が不足することで、氷上路面に対するエッジ効果が低下する場合がある。
また、比Ｙ／Ｘを、熱膨張性マイクロカプセルの配合量を調整することだけで、上記範囲に調整すると、陸部の表面の凸形状が、陸部の表面に露出した熱可塑性樹脂の殻の形状に依存したものとなり、接地圧の大きさによる比の変化率が大きくなり、氷上路面での操縦安定性が低下する場合がある。
【００４６】
比Ｙ／Ｘが０．２〜０．５を満たすゴム片１の表面の表面性状として、例えば、下記の表面粗さが挙げられる。
ゴム片１の観察領域の最大高さ粗さＲｚは２５〜１８０μｍである。Ｒｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に準拠した最大高さ粗さＲｚを意味する。Ｒｚが２５μｍ未満であると、陸部と路面との間の空隙が小さく、路面を踏み込んだときに発生した水を排出する効果（排水性）が十分でない。このため、氷上性能が向上しない。また、Ｒｚが１８０μｍを超えると、接地圧の大きさによる比の変化率が大きくなり、氷上路面での操縦安定性が低下する場合がある。最大高さ粗さＲｚは、好ましくは３５〜１１０である。
【００４７】
ゴム片１の観察領域の算術平均粗さＲａは５〜３０μｍである。Ｒａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に準拠した算術平均粗さＲａを意味する。Ｒａが５μｍ未満であると、陸部と路面との間の空隙が小さく、路面を踏み込んだときに発生した水を排出する効果（排水性）が十分でない。このため、氷上性能が向上しない。また、Ｒａが３０μｍを超えると、制動力が最大となるときに凸形状が潰れやすくなる。接地圧の大きさによる比の変化率が大きくなり、氷上路面での操縦安定性が低下する場合がある。
【００４８】
また、上記表面粗さ以外に、比Ｙ／Ｘが０．２〜０．５を満たすゴム片１の表面の表面性状として、例えば、ゴム片１の表面粗さを測定したときに得られる粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が５０％であるときの粗さ百分率が５０％以下であることが好ましい。粗さ百分率は、以下に説明するゴム片１の表面の粗さ断面積の負荷率曲線から求められる。なお、粗さ断面積の負荷率曲線は、ベアリングカーブとも呼ばれる。
【００４９】
ここで、「粗さ百分率」とは、対象となる物体の表面近傍領域の表面形状の測定結果（または表面形状の測定データ）において、ある高さにおいて、当該表面の巨視的形状を作る面に平行な平面で、上記物体の表面近傍領域を切断することを想定したときに、上記切断する平面が当該表面近傍領域において最大に突出した最大突出部分に接する切断高さのレベル（切断レベル）を最高高さ０％とし、ゴム片１の表面近傍領域において最も深く凹んだ最深谷部に接する切断高さのレベル（切断レベル）を最低高さ１００％としたときの、切断高さのレベルをパーセントで表示した値である。「粗さ断面積の負荷率」とは、特定の切断レベル（例えば５０％）において当該表面近傍領域を切断する切断面の面積の、当該物体の表面近傍領域が切断面上に存在する（投影された）エリアの面積（すなわち、切断面に直交する方向からみたときの当該物体の表面近傍領域の面積であって、当該表面の凹凸に沿った表面積ではない。）に対する割合をパーセントで表示した値である。「粗さ断面積の負荷率」は、図６に示す一次元の表面形状の例では、切断長さＬ０に対する、物体の表面近傍領域を切断する領域の長さＬ１，Ｌ２の合計長さ（Ｌ１＋Ｌ２）の割合のパーセント表示の値である。図６は、粗さ断面積の負荷率を説明する図である。
「粗さ断面積の負荷率曲線」とは、対象となる表面近傍領域について、縦軸を粗さ百分率の軸とし、横軸を粗さ断面積の負荷率の軸としたときの、両者の関係を表した曲線であり、例えば、特開２０１７−１３０２４９号公報に記載されるように周知である。
【００５０】
ゴム片１の観察領域の上記粗さ百分率が５０％以下である形状は、陸部と路面との間の空隙が大きく、排水性に優れる。このため、氷上摩擦が向上する。上記粗さ百分率は、好ましくは６０％以下である。
【００５１】
算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚの値、及び粗さ断面積の負荷率曲線を求めるために行なうゴム片１の表面性状の計測は、レーザ顕微鏡を用いて行うことができる。
なお、ゴム片１は、上記説明した最大高さ粗さＲｚの上限値を超える表面形状（例えば、空気入りタイヤのトレッド部の表面に形成される溝、サイプを模擬した凹部）を有しない。
【００５２】
ゴム片１の接触面において、天板３ａと接触するゴム片１の領域１３ａは、天板３ａと接触しないゴム片１の領域１３ｂに囲まれ、分散して配置されていることが好ましい。このように、接触領域１３ａを島、非接触領域１３ｂを海とする海島構造を有していることで、排水性が良好になる。
【００５３】
この場合に、接触領域１３ａのサイズ（ゴム片１を押し付ける方向と平行な方向に見たときのサイズ）は、１０〜１０００μｍであることが好ましい。ここでいうサイズは、接触面内で無作為に抽出した１０個以上の接触領域１３ａの最大長さの平均値を意味する。接触領域１３ａのサイズは、好ましくは２０〜５００μｍである。
【００５４】
また、ゴム片１の接地面において、天板３ａと接触するゴム片１の隣り合う２つの領域１３ａの間隔は、０．５ｍｍ未満であることが好ましい。ここでいう間隔は、接触面内で無作為に抽出した１０対以上の隣り合う２つの領域の間隔の平均値を意味する。間隔が０．５ｍｍ以上であると、タイヤ１０の接地面内の陸部と路面との間の隙間の分布ができやすく、排水性に悪影響を与える場合がある。一方で、間隔の下限値は、例えば、０．０２ｍｍ以上である。
【００５５】
また、ゴム片１の接触面において、非接触領域１３ｂは、ゴム片１の回転方向に沿った接触領域の長さの５０％以上の範囲にわたって連続していることが好ましい。このような形態によれば、陸部と路面との間に形成される水の流路が長く、排水性が良好になる。連続する非接触領域１３ｂの流路は、ゴム片１の回転方向に沿って直線状でなくてもよく、接触領域１３ａによって寸断されることなく連続していれば、途中で湾曲あるいは屈曲していてもよく、また、回転方向と反対側に連続する部分を有していてもよい。なお、ゴム片１の回転方向は、図４に示す例において、上方から下方に向かう方向である。非接触領域１３ｂは、好ましくは、ゴム片１の回転方向に沿った長さの好ましくは８０％以上の範囲にわたって連続し、より好ましくは１００％の範囲にわたって連続していること、すなわち、接触面を貫通する隙間（流路）が形成されていることが好ましい。
【００５６】
陸部をなすトレッドゴム部材１８ａの比重は、０．９〜１．２であることが好ましい。比重が上記範囲にあるゴム部材は、剛性が高く、接地圧の変化による比の変化率が小さい。このため、氷上性能が維持されやすい。
【００５７】
陸部をなすトレッドゴム部材１８ａのＪＩＳ  Ｋ−６２５３に準拠したデュロメータ硬さ（以降、単に硬さという）は、４５〜６０であることが好ましい。比Ｙ／Ｘが０．２〜０．５であるゴム片１の表面では、接触領域１３ａの合計の面積は、非接触領域１３ｂの面積より狭いが、硬さが上記範囲にあると、陸部が接地したときに接触領域１３ａの部分が潰れ難くなる。上記硬さは、好ましくは５０〜５８である。
【００５８】
タイヤ１０のトレッドゴム部材１８ａは、表面が比Ｙ／Ｘ＝０．２〜０．５を満たすゴム片１を作製したゴム材料と同じゴム材料で作製されることが好ましい。
【００５９】
本実施形態のタイヤ１０は、路面と接する陸部の表面が、上記比Ｙ／Ｘが０．２〜０．５を満たすゴム片の観察領域と同じ表面性状を有しているため、路面と陸部との間に適度な大きさの隙間が形成され、踏み込んで溶けた氷の水が排水されやすい。このため、氷が溶けやすい氷上路面を走行する場合であっても、陸部と路面との間の摩擦力が高く、氷上性能が向上する。特に、ＡＢＳによって最大摩擦力が維持されるような制動が行われると、路面が踏み込まれるたびに路面の氷が溶けて水が発生し、ロックした場合と比べ、陸部と路面の間に水が介在しやすいが、本実施形態によれば、効果的に排水されるため、氷上摩擦の高さが維持され、氷上性能が向上する。
また、本実施形態によれば、ゴム片１を用いて比Ｙ／Ｘの大きさを測定することにより、氷上性能が向上する表面性状、あるいは、そのような表面性状をもたらすことに寄与するゴム材料のスクリーニングを簡易に行うことができる。
【００６０】
次に、本発明の別の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。当該空気入りタイヤ（以降、単にタイヤという）は、路面と接する陸部をトレッド部に有し、陸部を透明な平板に２００ｋＰａの面圧で押し付けて平板越しに観察した陸部の接触領域に基づいて求められる比であって、接触面の中から選択した少なくとも一部の領域において、陸部の見かけ上の接触領域の面積Ａに対する、平板と接触する陸部の領域の面積Ｂの比Ｂ／Ａが０．２〜０．５である、ことを特徴とする。このようなタイヤも、陸部と路面との間に適度な大きさの隙間が形成されるので、上記説明したタイヤ１０と同様に、氷が溶けやすい氷上路面を走行する場合であっても、氷上摩擦が高く、氷上性能を向上させる。接触領域の観察は、図３に示したのと同様の装置を用いて行うことができる。この実施形態では、上記説明した観察方法において、ゴム片１の外周側面に代えて、タイヤのトレッド表面が天板３ａに押し付けられ、例えば、回転する回転台３の天板３ａ上で回転する。
【００６１】
比Ｂ／Ａが０．２〜０．５である陸部は、タイヤに含まれる複数の陸部のうちの少なくとも１つの陸部である。例えば、図２に示すトレッドパターンを備えるタイヤである場合、陸部８２，８０，８４、８６，８８のうち少なくとも１つの陸部が、比Ｂ／Ａ＝０．２〜０．５を満たし、また、当該少なくとも１つの陸部のうち、少なくとも１つのブロックが、比Ｂ／Ａ＝０．２〜０．５を満たす。この実施形態において、陸部とは、周方向主溝６２，６４，６６，６８、ラグ溝７０，７２，７４，７５，７６ａ，７６ｂ、７８によって画定される領域をいう。したがって、陸部の見かけ上の接触領域は、図４に示す１つのブロックの見かけ上の接触領域を意味する。ブロックの見かけ上の接触領域には、サイプが開口した領域も含まれる。
比Ｂ／Ａが０．２〜０．５を満たす陸部は、接地圧の高い陸部８０に設けられることが好ましく、陸部８０，８２，８４に設けられることがより好ましく、陸部８０，８２，８４，８６，８８のすべてに設けられることが特に好ましい。
【００６２】
この実施形態のタイヤでは、接触面において、平板と接触しない陸部の領域は、互いに接しない２本の溝の間を連続していることが好ましい。互いに接しない２本の溝とは、図４に示すトレッドパターンでは、陸部８０をタイヤ周方向に挟むラグ溝７０，７２のように、互いに接しない溝同士を意味する。このような形態によれば、陸部と路面との間の水を効率よく排水でき、氷上性能を向上する効果が増す。上記領域が２本の溝の間を連続する方向は、接触面のうち、踏み込み側と蹴り出し側とを結ぶ方向であることが好ましい。
【００６３】
（実験例）
本発明の効果を調べるために、表１に示す組成のゴム材料を用いてゴム片を作製し、比Ｙ／Ｘを計算するとともに、作製したゴム片の観察領域と同じ表面を有する陸部の表面を備えるタイヤを作製し、氷上性能を測定した
ゴム片は、直径８０ｍｍ、中心軸の長さ１６ｍｍの円筒形状とした。ゴム片の表面の表面性状は、気泡を形成する配合剤の配合量を調整し、ゴム片の成型金型の内壁面に紙やすり（粒度♯８０〜４００）を配置することにより調整した。ゴム片の接触面の観察は、図３に示す装置を用いて行った。
表１に示した原料には、タイヤのゴム材料として一般的に用いられる市販のものを用いた。表１中の値は、質量部を表す。また、表１に示さないが、各実験例に共通する配合として、ジエン系ゴム１００質量部に対し、亜鉛華３質量部、硫黄１．８部、加硫促進剤２質量部を配合した。
【００６４】
作製したゴム片を、２００ｋＰａの面圧で、回転台３の乾いた天板３ａに押し付け、ゴム片及び回転台３をそれぞれ回転駆動し、ゴム片が押し付けられる位置でのゴム片及び天板３ａの回転速度を１０ｋｍ／時に同期させた状態から、一定の減速度でゴム片の回転速度を徐々に下げ、その間、回転台３の外側であってゴム片の真下の位置に配置した高速度カメラを用いて、シャッター速度１／１０００００秒でゴム片の接触面を撮影した。並行してμ−Ｓ特性を測定し、摩擦係数μが最大となった時間に撮影した画像のデータを用いて、上記説明した処理装置を用いて比Ｙ／Ｘを計算した。観察領域には、接触面の中から面積１６ｍｍ2の長方形状の領域１つを任意に選択した。結果を表１に示す。
【００６５】
なお、最大高さ粗さＲｚ、算術平均粗さＲａを測定したところ、実験例２，３のＲｚはいずれも、２５〜１８０μｍであり、実験例２，３のＲａはいずれも、５〜３０μｍだった。最大高さ粗さＲｚ及び算術平均粗さＲａの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に準拠し、共焦点型レーザ顕微鏡を用いて、５００μｍ四方の評価領域にて行なった。
【００６６】
次いで、各ゴム片と同じ表面性状を有する陸部の表面を有するタイヤを作製し、下記の要領で氷上性能を調べた。タイヤのトレッドパターンは、図２に示すトレッドパターンを基調とし、陸部８０，８２，８４，８６，８８のすべてにおいて、同じ比Ｙ／Ｘの値となるよう調整した。
ＡＢＳを搭載しない車両で、−１℃の氷路上を、５０ｋｍ／時で走行した状態から、ブレーキペダルを最深位置まで踏み込んでロックさせ、停止するまでの距離（制動距離）を５回計測し、その平均値の逆数を用いて、比較例１を１００として指数化した。同じ条件で、ＡＢＳを搭載した車両を用いて制動距離を計測した。いずれの結果も、指数が大きいほど距離が短く、氷上性能に優れることを示す。指数が１０５以上である場合を、氷上性能に優れると評価した。
【００６７】
【表１】
2020049961.tif 000003
【００６８】
実験例２，３と実験例１，４，５の比較から、陸部の表面が、比Ｙ／Ｘ＝０．２〜０．５を満たすゴム片１の表面と同じ表面性状を有する場合は、ＡＢＳを搭載しない場合だけでなく、ＡＢＳを搭載した車両に装着して走行した場合も、氷上性能に優れることがわかる。
【００６９】
以上、本発明の空気入りタイヤについて説明したが、本発明は上記実施形態及び実験例に限定されず、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。
【符号の説明】
【００７０】
１  ゴム片
２  装置
３  回転台
３ａ  天板（平板）
５  カメラ
７  枠
１０  空気入りタイヤ
１１  処理画像データ
１３  見かけ上の接触領域
１３ａ  接触領域
１３ｂ  非接触領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020049961.tif 000006
【図４】
2020049961.tif 000007
【図５】
2020049961.tif 000008
【図６】
2020049961.tif 000009