(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤであって、
前記トレッドの少なくとも接地部分は、踏面と直交する一断面において耐摩耗性の異なるゴム層がタイヤ幅方向、又はタイヤ周方向に沿って互いに隣り合い、
前記ゴム層は１０mm当たり２層以上積層され、かつ前記２層以上積層されたゴム層のうち最も耐摩耗性の高いゴム層及び最も耐摩耗性の低いゴム層が無数の微小空洞を有し、最も耐摩耗性の高いゴム層と最も耐摩耗性の低いゴム層の空洞率の差が２０％以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム層のうち最も耐摩耗性の高いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２〜２０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ゴム層のうち最も耐摩耗性の低いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２１〜７０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
最も耐摩耗性の高いゴム層に含まれる微小空洞のうちの少なくとも一部の微小空洞とゴムとの間に保護層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
少なくとも最も耐摩耗性の高いゴム層が無数の短繊維を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
少なくとも最も耐摩耗性の高いゴム層が無数の粒子を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、氷上及び雪上の性能を高めたタイヤとしてスタッドレスタイヤが使用されている。
【０００３】
この種のスタッドレスタイヤのトレッドには、雪上性能を高めるために複数のブロックからなるブロップパターンが形成されている。
【０００４】
他方、氷上性能を高めるために、この種のスタッドレスタイヤのトレッドには、氷路面との摩擦力を得るために通常のタイヤと比較して柔軟なゴム材を使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
氷上性能を高めるために、トレッドのゴム材をより柔らかくすることも考えられるが、ブロック剛性の低下、耐摩耗性の低下等の問題が生じるので限度がある。また、サイプを多用することも考えられるが、偏摩耗やブロック剛性の低下につながるため、サイプの多用にも限界がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、他性能を低下させること無く氷上性能を高めることのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤであって、前記トレッドの少なくとも接地部分は、踏面と直交する一断面において耐摩耗性の異なるゴム層がタイヤ幅方向、又はタイヤ周方向に沿って互いに隣り合い、前記ゴム層は１０mm当たり２層以上積層され、かつ前記２層以上積層されたゴム層のうち最も耐摩耗性の高いゴム層及び最も耐摩耗性の低いゴム層が無数の微小空洞を有し、最も耐摩耗性の高いゴム層と最も耐摩耗性の低いゴム層の空洞率の差が２０％以上であることを特徴としている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
耐摩耗性の高いゴム層と耐摩耗性の低いゴム層とを比較すると、耐摩耗性の低いゴム層の方が摩耗の進展速度が早い。したがって、走行によりトレッド表面（踏面）が摩耗すると、耐摩耗性の高いゴム層部分に比較して耐摩耗性の低いゴム層部分が低くなり、トレッド表面に比較的深さが浅く細い溝が多数出現する。このようにして出現した溝により、排水性及びエッジ効果が得られ、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上する。
【０００９】
また、摩耗初期のみならず、摩耗が進行してもこの状態を維持することが可能であるため、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能の向上を継続的に図ることができる。
【００１０】
ここで、耐摩耗性の高いゴム層が無数の微小空洞を有する場合、溝で排水できない水をゴム層の表面に表れた無数の微小空洞で吸収することができるので、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をより一層向上させることができる。
【００１１】
一方、耐摩耗性の低いゴム層が無数の微小空洞を有する場合、その耐摩耗性の低いゴム層が一層摩耗し易くなり、溝をより一層深くすることができる。
【００１２】
また、最も耐摩耗性の高いゴム層及び最も耐摩耗性の低いゴム層が無数の微小空洞を有するので、最も耐摩耗性の低いゴム層を摩耗を促進させて踏面に確実に溝を形成することができるようになり、かつまた、溝で排出できなかった水膜を、最も耐摩耗性の高いゴム層の表面に表れた無数の微小空洞で吸収することができ、より高い氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が得られる。
また、最も耐摩耗性の高いゴム層と最も耐摩耗性の低いゴム層の空洞率の差を２０％以上としたので、最も耐摩耗性の低いゴム層を摩耗させて踏面に確実に溝を形成することができるようになる。
ここで、最も耐摩耗性の高いゴム層と最も耐摩耗性の低いゴム層の空洞率の差が２０％未満の場合は、踏面に溝を形成することが困難となる。
さらに、耐摩耗性の異なるゴム層がタイヤ幅方向に沿って互いに隣り合う場合には、摩耗により出現した溝の方向がタイヤ周方向となるので、路面の水膜を蹴りだし側へ排水する性能、即ち排水性を向上でき、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる。また、横方向の摩擦係数を増大させることもでき、コーナリング性能を向上させることもできる。
一方、耐摩耗性の異なるゴム層がタイヤ周方向に沿って互いに隣り合う場合には、摩耗により出現した溝の方向がタイヤ幅方向となるので、幅方向に延びるエッジ成分の水切り作用により、特に氷上トラクション性能が向上する。
なお、トレッドの接地する部分がこのような耐摩耗性の異なるゴム層の積層構造となっていれば良く、必ずしもトレッド全体を耐摩耗性の異なるゴム層の積層構造としなくても良い。例えば、トレッドがキャップ・ベース構造である場合には、キャップ部のみをこのような積層構造とすれば良い。
【００１３】
また、耐摩耗性の高いゴム層と耐摩耗性の低いゴム層とを交互に積層した場合、耐摩耗性の低いゴム層の厚さは、耐摩耗性の高いゴム層の厚さよりも薄い事が好ましい。耐摩耗性の高いゴム層が厚くなり過ぎると、水が溝まで届きにくくなり、排水性が向上せず氷上性能が向上しない。逆に、耐摩耗性の低いゴム層が増加しすぎてしまう場合には、耐摩耗性の高いゴム層が少なくなるので実接地面積の減少により氷上性能と耐摩耗性が低下する。したがって、トレッドの接地面にあらわれる耐摩耗性の高いゴム層の厚さと耐摩耗性の低いゴム層の厚さとの比率は、耐摩耗性の高いゴム層を１００とした場合、耐摩耗性の低いゴム層を５〜４０にすることが好ましい。
【００１４】
また、耐摩耗性の低いゴム層の厚さを０．０５ｍｍ未満にするとトレッド表面が摩耗してもトレッド表面に溝が生じ難くなり、耐摩耗性の高いゴム層の厚さを５．０ｍｍ以上にすると、耐摩耗性の高いゴム層が厚いため、溝までの距離が長くなり、水が溝まで届きにくく、氷上性能が向上しない。
【００１５】
隣接するゴム層同士で耐摩耗性に差をつける方法としては、各々のゴム層の硬度を変える方法を上げることができるが、各々のゴム層のゴム種を変えても良い。
【００１６】
なお、ゴムの耐摩耗性の高い低いは、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ６２６４に従って、ランボーン試験を標準試験条件（速度８０ｍ／ｍｉｎ、スリップ率３０％、負荷加重４０Ｎ、落砂量２０ｇ／ｍｉｎ）で行って測定することができる。
【００１７】
また、隣接するゴム層同士で硬度差をつける場合には、隣接するゴム層同士で３度（ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準拠し、室温にて測定した値。）以上の硬度差を付けることが好ましく、５度以上の硬度差を付ける事がさらに好ましい。
【００１８】
また、トレッドは、ブロックパターン、リブパターン、ラグパターン等の何れのパターンであっても良く、パターン無し（溝無し）であっても良い。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ゴム層のうち最も耐摩耗性の高いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２〜２０％であることを特徴としている。
【００２０】
次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項２に記載の空気入りタイヤは、凸部分となる最も耐摩耗性の高いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２〜２０％であるため、踏面に形成された溝で排出できなかった水膜を、最も耐摩耗性の高いゴム層の表面に表れた無数の微小空洞で吸収することができ、高い氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が得られる。
【００２１】
ここで、空洞率をＶｓとすると、Ｖｓ＝（ρ０  ／ρ１  −１）×１００（％）で表される。なお、ρ１  は微小空洞を有するゴムの密度（ｇ／ｃｍ３  ）、ρ０  は微小空洞を有するゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ３  ）である。なお、発泡ゴムの発泡率Ｖｓが大きくなると耐摩耗性が低下する。
【００２２】
また、水膜を効率的に吸収するためには、微小空洞の平均空洞径は５〜１５０μｍが望ましく、好ましくは１０〜１００μｍである。
【００２３】
なお、最も耐摩耗性の高いゴム層の空洞率が２％未満では、溝で排出できなかった水を吸収する効果が得られない。一方、最も耐摩耗性の高いゴム層の空洞率が２０％を越えると、耐摩耗性が低下して耐摩耗性の低いゴム層の耐摩耗性に近くなる。このため、踏面にあらわれる溝を深くすることができなくなり、排水性が低下する。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ゴム層のうち最も耐摩耗性の低いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２１〜７０％であることを特徴としている。
【００２５】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
ゴムに無数の微小空洞を設けること、即ち、発泡ゴムとすることによってゴムの耐摩耗性を低下させることができる。この請求項３に記載の空気入りタイヤは、最も耐摩耗性の低いゴム層が有する無数の微小空洞の空洞率が２１〜７０％とされている。このため、最も耐摩耗性の低いゴム層の耐摩耗性を一層低下させることができ、最も耐摩耗性の低いゴム層を摩耗を促進させて踏面に確実に溝を形成することができるようになる。
【００２６】
なお、最も耐摩耗性能の低いゴム層の空洞率が２１％未満では、無数の微小空洞によってゴムの耐摩耗性を低下させる、という効果が少なくなり、最も耐摩耗性の低いゴム層の耐摩耗性を十分低下させることができず、摩耗差によって得られる溝の形成が困難となる。
【００２７】
一方、最も耐摩耗性能の低いゴム層の空洞率が７０％を越えると、踏面全体の耐摩耗性が低下する。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、最も耐摩耗性の高いゴム層に含まれる微小空洞のうちの少なくとも一部の微小空洞とゴムとの間に保護層を有することを特徴としている。
【００３４】
次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項４に記載の空気入りタイヤでは、ゴムとの間に保護層を有する一部の微小空洞は、この保護層によって外力による微小空洞の潰れが防止される。また、保護層によって耐摩耗性が向上する。
【００３５】
空気入りタイヤを走行させてトレッドを摩耗させると、微小空洞による凹部が接地表面に形成され、この凹部により水分の吸収が可能となるが、保護層を有する微小空洞で形成された凹部は接地圧による潰れが防止されるので、高荷重時においても接地面内の水分を確実に吸収することができる。さらに、保護層はゴムよりも硬いので、保護層のエッジはゴムのエッジよりも路面に対する引っ掛かりが大きく、氷上性能が向上する。
【００３６】
ここで、保護層の樹脂の具体例としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＳＰＢ樹脂（結晶性シンジオタクティック−１，２−ポリブタジエン樹脂）等を上げることができるが、ゴムよりも硬ければこれら以外であっても良い。
【００３７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、少なくとも最も耐摩耗性の高いゴム層が無数の短繊維を有することを特徴としている。
【００３８】
次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項５に記載の空気入りタイヤは、最も耐摩耗性の高いゴム層、即ち、摩耗したときに摩耗した踏面の凹凸の凸部となる層が短繊維を有している。走行によって踏面が摩耗すると踏面に無数の短繊維が表れ、踏面に表れたこれら無数の短繊維が氷面を引っかき、氷上ブレーキ性能及び氷上トラクション性能を向上させることができる。
【００３９】
また、踏面に表れたこれら無数の短繊維が路面との摩擦等によってゴムから脱落すると、短繊維の脱落したところには微小な凹部が形成される。踏面に形成された無数の凹部は踏面と路面との間の水分を吸収するので、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能を向上させることができる。
【００４０】
即ち、本発明では、踏面に突出した短繊維の引っかき効果と、短繊維の脱落したあとの凹部による吸水効果が得られる。
【００４１】
短繊維の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートに代表されるポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等を上げることができるが、これら以外の繊維であっても良い。
【００４２】
また、短繊維の径は１０μｍ〜１．０ｍｍが好ましく、短繊維の長さは２〜５０ｍｍが好ましい。さらに、短繊維の長さと短繊維の径との比率は、（短繊維の長さ／短繊維の径）＞１０とすることが好ましい。
【００４３】
なお、短繊維の含有率を増やすと氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上するが、耐摩耗性は低下する。
【００４４】
このため、短繊維の含有率は、１〜１５重量％が好ましい。短繊維の含有率が１重量％未満では氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上せず、１５重量％を越えると耐摩耗性が低下する。
【００４５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、少なくとも最も耐摩耗性の高いゴム層が無数の粒子を有することを特徴としている。
【００４６】
次に、請求項６に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項６に記載の空気入りタイヤは、最も耐摩耗性の高いゴム層、即ち、摩耗したときに摩耗した踏面の凹凸の凸部となる層が無数の粒子を有している。走行によって踏面が摩耗すると、踏面に無数の粒子が表れ、踏面に表れたこれら無数の粒子が氷面を引っかき、氷上ブレーキ性能及び氷上トラクション性能を向上させることができる。
【００４７】
また、踏面に表れたこれら無数の粒子が路面との摩擦等によってゴムから脱落すると、粒子の脱落したところには微小な凹部が形成される。踏面に形成された無数の凹部は踏面と路面との間の水分を吸収するので、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能を向上させることができる。
【００４８】
即ち、本発明では、踏面に突出した粒子の引っかき効果と、粒子の脱落したあとの凹部による吸水効果が得られる。
【００４９】
粒子の具体例としては、表面にアルミニウム結合水酸基及びケイ素結合水酸基を有するもの（一例として昭和電工製のハイジライト（商品名））、ＳＰＢ樹脂（結晶性シンジオタクティック−１，２−ポリブタジエン樹脂）等が好ましいが、これら以外のものであっても良い。また、粒子の径は、５μｍ〜２５０μｍが好ましい。なお、粒子の形状は特に問わない。
【００５０】
粒子の含有率を増やすと氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上するが、耐摩耗性は低下する。このため、粒子の含有率は、１重量％〜１５重量％が好ましい。粒子の含有率が１重量％未満では氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上せず、１５重量％を越えると耐摩耗性が低下する。
【００６０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図１乃至図５にしたがって説明する。
【００６１】
本実施形態の空気入りタイヤ（サイズ：１８５／７０Ｒ１３、リム：５１／２Ｊ−１３、内圧１．９ｋｇ／ｃｍ２）１０は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層としてのベルトとトレッドとを順次配置したラジアル構造の空気入りタイヤである。なお、トレッド以外の内部構造は、一般のラジアルタイヤの構造と変わりないので説明は省略する。
【００６２】
図１に示すように、トレッド１２には、複数本の周方向溝１４及びこの周方向溝１４と交差する複数本の横溝１６とによって複数のブロック１８が形成されている。
【００６３】
各ブロック１８には、タイヤ幅方向に沿って直線状に延びるサイプ１９がタイヤ周方向に等間隔で４本形成されており、各々の両端はブロック１８の側面に開口している。なお、ブロック１８は、タイヤ周方向の長さが２５ｍｍ、タイヤ軸方向の幅が２０ｍｍである。また、サイプ１９は幅が０．４ｍｍであり、タイヤ周方向に約５ｍｍ間隔で形成されている。
【００６４】
図２に示すように、トレッド１２は、直接路面に接地する上層のキャップ部１２Ａと、このキャップ部１２Ａのタイヤ内方に隣接して配置される下層のベース部１２Ｂとから構成されており、いわゆるキャップ・ベース構造とされている。
【００６５】
キャップ部１２Ａは、耐摩耗性の低いゴム層２０と耐摩耗性の高いゴム層２２とがタイヤ幅方向に交互に積層されている。
【００６６】
ここで、図３に示すように、耐摩耗性の低いゴム層２０には通常の発泡されていないゴムが用いられており、耐摩耗性の高いゴム層２２には微小空洞としての球状独立気泡２３が無数に含まれた、いわゆる発泡ゴムが用いられている。
【００６７】
このようなトレッド１２を備えた空気入りタイヤ１０は、図４に示すような耐摩耗性の低いゴム層２０と発泡剤を含む耐摩耗性の高いゴム層２２とを幅方向に交互に積層した生（未加硫）のゴム帯状物２４を形成し、これを生タイヤの外周に貼り付けてモールドで加硫することで形成することができる。
（作用）
次に本実施形態の作用を説明する。
【００６８】
走行によりトレッド１２の表面が摩耗すると、耐摩耗性の低いゴム層２０が耐摩耗性の高いゴム層２２よりも摩耗が進展するので、図５に示すように、耐摩耗性の高いゴム層２２部分に比較して耐摩耗性の低いゴム層２０部分が低くなり、トレッド１２表面に比較的深さが浅く細い溝２６が多数出現する。
【００６９】
このようにして出現する溝２６はタイヤ周方向に沿って延びた形状となり、複数出現した溝２６により排水性が得られ、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能が向上し、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００７０】
また、耐摩耗性の高いゴム層２２の球状独立気泡２３が、溝２６で排水できない水を吸収できるので、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をより一層向上させることができる。
【００７１】
なお、摩耗初期のみならず、摩耗が進行してもこの状態を維持することが可能であるため、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能の向上を継続的に図ることができる。
【００７２】
また、踏面にタイヤ周方向に沿って延びる溝２６が出現するのでコーナリング時の横滑り防止効果も得られる。
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図６にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００７３】
図６に示すように、この第２の実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、キャップ部１２Ａが、耐摩耗性の低いゴム層２０と耐摩耗性の高いゴム層２２とがタイヤ周方向（図６の矢印Ａ方向）に交互に積層されている。
【００７４】
次に本実施形態の作用を説明する。
走行によりトレッド１２の表面が摩耗すると、前記第１の実施形態で説明したように、耐摩耗性の高いゴム層２２部分に比較して耐摩耗性の低いゴム層２０部分が低くなるが、本実施形態では、トレッド１２表面にタイヤ幅方向に沿って延る溝２６が複数出現する。出現した溝２６の方向がタイヤ幅方向となるので、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、幅方向に延びるエッジ成分の水切り作用により特に氷上トラクション性能が向上する。
【００７５】
また、耐摩耗性の高いゴム層２２の球状独立気泡２３（図６では図示せず。）が、路面との間の水を吸収するので、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をより一層向上させることができる。
【００８４】
（試験例）
従来タイヤ２種、本発明の適用された実施例タイヤ２０種、比較例タイヤ１種を用い、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及び耐摩耗性能を比較した。
【００８５】
次に氷上ブレーキ性能の試験方法を説明する。
タイヤを実車に装着して氷上平坦路を走行させ、時速２０ｋｍ／ｈの時点でブレーキを踏んでタイヤをロックさせ、停止するまでの距離を測定した。結果は、距離の逆数を従来タイヤ１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど氷上ブレーキ性能が良いことを示す。
【００８６】
氷上トラクション性能の試験方法
タイヤを実車に装着し、氷上平坦路を停止した状態から車を発進させ、５０ｍの距離までに到達した時間の逆数を従来タイヤ１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど氷上トラクション性能が良いことを示す。
【００８７】
耐摩耗性能の試験方法
タイヤを実車に装着し、１００００ｋｍ走行後の摩耗量（摩耗した溝深さ）を測定し、摩耗量の逆数を従来タイヤ１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど耐摩耗性能が良いことを示す。
【００８８】
次に供試タイヤの説明をする。
各供試タイヤ共に、図１に示すブロックパターンを有しており、タイヤ幅方向に４個、タイヤ周方向に５０ｍｍピッチでブロックが配列されている。また、ブロックのサイズはタイヤ周方向の寸法が２５ｍｍ、タイヤ幅方向の寸法が２０ｍｍである。
【００８９】
耐摩耗性の低いゴム層には硬度が３８度のゴムを用い、耐摩耗性の高いゴム層には硬度が５０度のゴムを用いた。
【００９０】
実施例１〜１１のタイヤは、耐摩耗性の低いゴム層及び又は耐摩耗性の高いゴム層に発泡ゴムを用いたタイヤである。
【００９１】
実施例１２〜１４のタイヤは、球状独立気泡の内の何割かが保護層で補強されているタイヤである。
【００９２】
なお、保護層で補強された球状独立気泡を得る方法を以下に説明する。
保護層で補強された気泡を有する発泡ゴムは、特定のカーボンブラックを特定の重量部用いたゴム配合物に発泡剤と、融点が空気入りタイヤの加硫温度以下の低融点粒子と、を加えて通常のタイヤ製造方にしたがって加熱加圧することで形成される。
【００９３】
実施例の空気入りタイヤの加硫温度は１６５°Ｃであり、低融点粒子にはポリエチレン（融点１３５°Ｃ）が用いられている。
【００９４】
低融点粒子は、所定量のゴム、配合剤、発泡剤等と共に、例えば、バンバリーミキサーを用いて混練すれば良い。
【００９５】
発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラアミンに尿素を併用した系、また、ベンゼンスルフォニルヒドラジド誘導体、中でもオキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなどが製造加工性を考慮すると好ましい。
【００９６】
また、ゴム成分は、例えば天然ゴム、ポリイソプロピレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、低スチレン含有のスチレン・ブタジエン共重合ゴムの単独、または、これからの重合物の２種以上の混合物である。これらの重合物を用いることによりトレッドは低温において充分にゴム弾性を有することができる。
【００９７】
図７（Ａ）に示すように、低融点粒子、所定量のゴム、配合剤、発泡剤等とが混練されてできたゴム組成物が金型内で加熱されると、発泡剤によってガス３４（のちに気泡となる）が発生し始める。
【００９８】
ゴム組成物が低融点粒子３２の融点に達し、低融点粒子３２が融解すると、図７（Ｂ）に示すように低融点粒子３２の周囲に発生したガス３４が融解した低融点粒子３２の中へと移動する。
【００９９】
最終的には、溶解した低融点粒子３２のなかに移動したガス３４の気泡同士がつながって球形の空間が形成され、低融点粒子３２から離れた部位で発生したガス３４はその位置に止まり、冷却後には図７（Ｃ）に示すように外周部分が保護層３６（低融点粒子３２が融解して再び固化したもの）で補強された球状独立気泡２３Ａと保護層３６のない球状独立気泡２３とが形成される。
【０１００】
ここで、保護層３６で補強された球状独立気泡２３Ａの平均中空径（＝保護層３６の内径。）は、１０．０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
【０１０１】
球状独立気泡２３Ａの平均中空径ｄが１０．０μｍ未満になると、吸水力が低下するため好ましくない。一方、球状独立気泡２３Ａの平均中空径ｄが２００μｍよりも大きくなると、乾燥路面での耐摩耗性や操縦安定性が悪化するため好ましくない。
【０１０２】
保護層３６の硬度は、ゴムの硬度（ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準拠し、室温にて測定したもの。）よりも１０度以上高いことが好ましい。
【０１０３】
ここで、保護層３６の硬度とゴムの硬度との差が１０度未満になると、接地圧による球状独立気泡２３の潰れを抑制できなくなる。
【０１０４】
なお、保護層３６の硬度がゴムの硬度よりも２０度以上高い場合には、保護層３６のミクロ的な、いわゆるエッジ効果が発揮されるため更に好ましい。
【０１０５】
また、保護層３６の厚さは、０．１μｍ以上とすることが好ましい。保護層３６の厚さが０．１μｍ未満になると、球状独立気泡２３Ａの潰れ防止効果が低下する。
【０１０６】
なお、実施例１２〜１４のタイヤの保護層３６は、平均厚さ４μｍのＰＥ（ポリエチレン）で形成されており、内径が７０μｍである。
【０１０７】
実施例１５、１６、１９、２０のタイヤは、耐摩耗性の高いゴム層に短繊維を混入させたタイヤである。短繊維には平均径５０μｍ、長さ２０００μｍとされた円柱状のＰＥＴが用いられている。なお、短繊維の含有率は以下の表１〜３に示す通りである。
【０１０８】
実施例１７、１８のタイヤは、無数の粒子を耐摩耗性の高いゴム層に含有させたタイヤである。なお、粒子には平均径５０μｍのＳＰＢ樹脂を用いた。なお、粒子の含有率は以下の表１〜３に示す通りである。
【０１０９】
実施例２０のタイヤは、ブロックに耐摩耗性の高いゴム層と耐摩耗性の低いゴム層とが年輪状に積層されたタイヤである。なお、表内に記載されている積層数はブロックに表れる最大の層数であり、厚さは平均値である。
【０１１０】
比較例のタイヤは、共に発泡されていない耐摩耗性の低いゴム層と耐摩耗性の高いゴム層とがタイヤ幅方向に交互に積層されたタイヤである。ゴム層の硬度、サイプ、ブロックのサイズ及び配置は実施例タイヤ１と同様である。なお、ゴム層の厚さ及び積層数は以下の表１に示す通りである。
【０１１１】
従来例１のタイヤは、トレッドのキャップ部が全て発泡ゴムで形成されたタイヤである。なお、サイプ、ブロックのサイズ及び配置は実施例１のタイヤと同様である。
【０１１２】
従来例２のタイヤは、トレッドのキャップ部が全て耐摩耗性の高いゴム（硬度５０度）で形成されたタイヤである。なお、サイプ、ブロックのサイズ及び配置は実施例１のタイヤと同様である。
【０１１３】
ゴム層の積層数、厚さ、形態、空洞率、空洞率の差、気泡全体に占める保護層を有した気泡の比率、氷上ブレーキ性能の試験結果、氷上トラクション性能の試験結果、耐摩耗性能の試験結果は以下の表１〜３に示す通りである。
【０１１４】
なお、試験には、ならし走行を行ってトレッド表面に溝が出現したタイヤを使用した。
【０１１５】
【表１】
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【０１１６】
【表２】
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【０１１７】
【表３】
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【０１１８】
保護層＊１＝材質：ＰＥ（ポリエチレン）  平均厚さ４μｍ。
短繊維＊２＝材質：ＰＥＴ、平均径：５０μｍ、平均長さ：２０００μｍである円柱体。
粒  子＊３＝材質：ＳＰＢ樹脂、平均径：５０μｍである球体。
【０１１９】
上記の表１〜３に示すように、ゴム層の積層方向をタイヤ周方向とした実施例タイヤ１９は氷上トラクション性能が従来タイヤに比較して特に向上し、ゴム層の積層方向をタイヤ幅方向とした実施例タイヤ１〜１８は氷上ブレーキ性能が従来タイヤに比較して特に向上した。また、ゴム層を年輪状にした実施例タイヤ２０は、氷上ブレーキ性能及び氷上トラクション性能の両方が向上した。
【０１２０】
なお、耐摩耗性に関しては、指数９０以上あれば実用上で特には問題にならないレベルである。
【０１２１】
ところで、前記実施形態の空気入りタイヤ１０は、新品時にはトレッド表面に溝２６が出現していないため、極めて短い距離ではあるが慣らし走行が必要となる。このため、新品時から高い氷上性能を得るために、ゴムの摩耗差によってこの溝２６が出現するまでの間、摩耗差により出現する溝２６とほぼ同じ寸法で、且つ、この溝２６が出現した際に消滅するような浅い細溝をトレッド１２の表面に多数形成しておいても良い。
【０１２２】
また、前記第１の実施形態及び第２の実施形態の空気入りタイヤ１０では、耐摩耗性の低いゴム層２０及び耐摩耗性の高いゴム層２２が、トレッド１２の表面で直線状となっていたが、波状やジグザグ状となっていても良い。
【０１２３】
なお、実施例１２〜１４のタイヤでは、ゴム中に保護層３６で補強された球状独立気泡２３Ａと保護層３６のない球状独立気泡２３とが形成されていたが、保護層３６で補強される独立気泡の形状は球形以外であっても良い。
【０１２４】
例えば、低融点粒子３２の代わりに、図８に示すように低融点繊維４０（低融点粒子と同じ材質）を有したゴム組成物を金型内で加熱すると、先ず発泡剤によってガス３４が発生し始める。
【０１２５】
ゴム組成物が低融点繊維４０の融点に達し、低融点繊維４０が融解すると、図８（Ｂ）に示すように低融点繊維４０の周囲に発生したガス３４が融解した低融点繊維４０の中へと移動する。
【０１２６】
最終的には、溶解した低融点繊維４０のなかに移動したガス３４の気泡同士がつながって球形の空間が形成され、低融点繊維４０から離れた部位で発生したガス３４はその位置に止まり、冷却後には図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示すように外周部分が管状の保護層３８（低融点繊維４０が融解して再び固化したもの）で補強された長尺状独立気泡４４と保護層３８のない球状独立気泡２３とが形成される。
【０１２７】
ここで、管状の保護層３８で補強された長尺状独立気泡４４と保護層のない独立気泡２３とを有するゴムが摩耗すると、図９に示すように、略球形の球状独立気泡２３による凹部２３Ａと長尺状独立気泡４４による溝状の凹部４４Ａとが摩耗の極めて初期の段階で接地面に現れる。
【０１２８】
この空気入りタイヤ１０を氷上で走行させると、接地圧によってタイヤと氷上との間に水膜が生じるが、トレッド１２の接地面に形成された無数の凹部２３Ａ，４４Ａによって接地面内の水分は素早く吸収される。
【０１２９】
ここで、溝状の凹部４４Ａの長手方向をタイヤ周方向（図９の矢印Ａ方向）とすれば、溝状の凹部４４Ａによって接地面内のタイヤ回転方向後側への排水性を向上することができ、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッド表面に比較的深さが浅く細い溝を多数出現させ、これらの溝の排水作用及びエッジ効果により氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能を向上できる、という優れた効果を有する。さらに、摩耗初期のみならず、摩耗が進行してもこの状態を維持することが可能であるため、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能の向上を継続的に図ることができる、という優れた効果を有する。
また、最も耐摩耗性の低いゴム層の摩耗を促進させて踏面に確実に溝を形成することができ、かつまた、溝で排出できなかった水膜を最も耐摩耗性の高いゴム層の表面に表れた無数の微小空洞で吸収するので、より高い氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能を得ることができる、という優れた効果を有する。
また、最も耐摩耗性の高いゴム層と最も耐摩耗性の低いゴム層の空洞率の差を２０％以上としたので、最も耐摩耗性の低いゴム層を摩耗させて踏面に確実に溝を形成することができる、という優れた効果を有する。
また、ゴム層の積層方向をタイヤ幅方向とすることにより、摩耗により出現した溝の方向がタイヤ周方向となるので、路面の水膜を蹴りだし側へ排水する性能、即ち排水性を向上でき、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。また、横方向の摩擦係数を増大させることもでき、コーナリング性能を向上させることもできる。
一方、ゴム層の積層方向をタイヤ周方向とすることにより、摩耗により出現した溝の方向がタイヤ幅方向となるので、幅方向に延びるエッジ成分の水切り作用により、特に氷上トラクション性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【０１３１】
請求項２に記載の空気入りタイヤは、踏面に形成された溝で排出できなかった水膜を、最も耐摩耗性の高いゴム層の表面に表れた無数の微小空洞で吸収することができ、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をさらに向上できる、という優れた効果を有する。
【０１３２】
請求項３に記載の空気入りタイヤは、最も耐摩耗性の低いゴム層の摩耗を促進させて踏面に確実に溝を形成することができ、高い氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能を確保できる、という優れた効果を有する。
【０１３４】
請求項４に記載の空気入りタイヤは、保護層によって外力による微小空洞の潰れを防止でき、高荷重時においても微小空洞は接地面内の水分を確実に吸収することができる。即ち、高荷重時においても微小空洞の水分吸収作用による氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能の向上効果を確実に得ることができる、という優れた効果を有する。
【０１３５】
さらに、保護層のエッジはゴムのエッジよりも路面に対する引っ掛かりが大きく、氷上性能が向上する。
【０１３６】
請求項５に記載の空気入りタイヤは、摩耗した踏面の凹凸の凸となる最も耐摩耗性の高いゴム層の踏面に表れた無数の短繊維が氷面を引っかく作用により氷上ブレーキ性能及び氷上トラクション性能をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。さらに、踏面に表れた短繊維がゴムから脱落したあとに形成される微小な凹部が、踏面に形成された溝で排出できなかった水膜を吸収することができ、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。
【０１３７】
請求項６に記載の空気入りタイヤは、摩耗した踏面の凹凸の凸となる最も耐摩耗性の高いゴム層の踏面に表れた無数の粒子が氷面を引っかく作用により氷上ブレーキ性能及び氷上トラクション性能をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。さらに、踏面に表れた粒子がゴムから脱落したあとに形成される微小な凹部が、踏面に形成された溝で排出できなかった水膜を吸収することができ、これにより氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能及びウエット性能をさらに向上できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図２】図１に示すトレッドのタイヤ幅方向に沿った断面図である。
【図３】図２に示すトレッドの拡大図である。
【図４】後に図２に示すトレッドのキャップ部分となるゴム帯状物の斜視図である。
【図５】摩耗後のトレッドの断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドのタイヤ周方向に沿った断面図である。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は、気泡の生成過程を説明する断面図である。
【図８】（Ａ）乃至（Ｄ）は、気泡の生成過程を説明する断面図であり、（Ｄ）は長尺状独立気泡の軸直角断面図である。
【図９】摩耗したトレッド接地面付近の拡大断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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