(57)【要約】【課題】氷上制動性能をさらに向上し得るタイヤを提供する。【解決手段】トレッド踏面に、タイヤ周方向に延びる周方向溝と該周方向溝に対して傾斜して延びる幅方向溝とによって区画形成された、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下である、複数のブロックを具え、前記複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックと他のブロックとの間、又は、少なくとも１つのブロックの一領域と該ブロックの他の一領域との間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド踏面に、タイヤ周方向に延びる周方向溝と該周方向溝に対して傾斜して延びる幅方向溝とによって区画形成された、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下である、複数のブロックを具え、
前記複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックと他のブロックとの間、又は、少なくとも１つのブロックの一領域と該ブロックの他の一領域との間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なることを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記複数のブロックのうち、前記ブロックの少なくとも一領域の接地面の算術平均粗さＲａが４μｍ以下であり、該ブロック又は他のブロックの少なくとも一領域の接地面の算術平均粗さＲａが６μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記複数のブロックが１本以上のサイプを有し、前記ブロックに、該ブロックよりさらに細かい小ブロックが区画されるとともに、少なくとも１つの小ブロックと他の小ブロックとの間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なる、請求項１又は２に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷上制動性能に優れたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冬用のタイヤにおいては、氷上制動性能を向上させるべく様々な工夫がなされてきた。例えば、特許文献１には、タイヤのトレッド表面のＲｓｋ（粗さ曲線のスキューネス）を０以上として、路面と該路面に接地するトレッド表面との間に微細な空隙が生じるようにすることにより、使用初期から高い制動性能を得ることを所期したタイヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６７３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のタイヤでは、氷上制動性能の向上に一定の効果が認められるものの、氷上温度によっては、氷上制動性能の向上が十分に認められない場合があることが分かった。
そこで、本発明は、様々な氷上温度に対して優れた氷上制動性能を発揮し得る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】
【０００５】
発明者らは、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、摩擦係数がピークとなるときのトレッドの表面粗さが氷上温度によって異なる、という知見を得て、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）本発明のタイヤは、トレッド踏面に、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下である複数のブロックを具え、前記複数のブロックのうち、少なくとも１つのブロックと他のブロックとの間、又は、少なくとも１つのブロックの一領域と該ブロックの他の一領域との間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成の本発明タイヤによれば、氷上制動性能の温度依存性を低減し、様々な氷上温度に対して優れた氷上制動性能を発揮することができる。ここで、「算術平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１年）に規定の「算術平均粗さＲａ」を意味する。なお、Ｒａは、単位長さを１ｍｍとして求めたものである。
【０００８】
（２）本発明のタイヤは、複数のブロックのうち、ブロックの少なくとも一領域の接地面の算術平均粗さＲａが４μｍ以下であり、該ブロック又は他のブロックの少なくとも一領域の接地面の算術平均粗さＲａが６μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、様々な氷上温度において、氷上制動性能を十分に向上させることができる。
【０００９】
（３）本発明のタイヤは、複数のブロックが１本以上のサイプを有し、ブロックに、該ブロックよりさらに細かい小ブロックが区画されるとともに、少なくとも１つの小ブロックと他の小ブロックとの間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なることが好ましい。この構成によれば、様々な氷上温度において、氷上制動性能をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、氷上制動性能の温度依存性を低減し、様々な氷上温度に対して優れた氷上制動性能を発揮し得るタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッド踏面を模式的に示す部分展開図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係るタイヤの同部分展開図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態に係るタイヤの同部分展開図である。
【図５】図１に示すタイヤのトレッド踏面の一部を拡大して模式的に示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）はタイヤ幅方向断面図である。
【図６】図１に示すタイヤのトレッド踏面の一部の顕微鏡像である。
【図７】本発明のトレッド踏面の算術平均粗さと摩擦係数の関係を示すグラフである。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係るタイヤのトレッド踏面の一部を拡大して模式的に示すタイヤ幅方向断面図である。
【図９】（ａ）は、比較例タイヤの荷重無負荷状態におけるトレッド踏面を、拡大して模式的に示す断面図である。（ｂ）は、比較例タイヤの荷重負荷状態における同断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明のタイヤを、その実施形態を例示して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ２０のタイヤ幅方向断面図である。このタイヤ２０は、一対のビード部４と、各ビード部４からそれぞれタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部５と、該サイドウォール部５間に跨って延びるトレッド部６とを有している。また、タイヤ１０は、一対のビード部４に埋設された一対のビードコア４ａ間にトロイダル状に跨るカーカス７と、該カーカス７のタイヤ径方向外側に配設された２層のベルト層８ａ、８ｂからなるベルト８とを有している。さらに、ベルト８のタイヤ径方向外側にはトレッドゴムが配設されている。
【００１３】
また、図２に、トレッド部６のトレッド踏面６ａの部分展開図を模式的に示すように、このトレッド踏面６ａには、タイヤ周方向溝に延びる周方向溝１と、該周方向溝１に対し傾斜して延びる幅方向溝２とによって複数のブロックＢ（Ｂ１〜Ｂ１６）が区画形成されている。なお、周方向溝１は、図示例では直線状であるが、例えば、ジグザグ状、鋸歯状、波状等の非直線状であってもよい。また、幅方向溝２は、図示例ではタイヤ幅方向と完全に平行、換言すればタイヤ周方向に対して垂直な方向に直線状に延在しているが、幅方向溝２は、タイヤ周方向に対し傾斜して存在していてもよく、また、例えば、ジグザグ状、鋸歯状、波状等の非直線状であってもよい。
【００１４】
さらに、タイヤ２０には、トレッド踏面６ａの少なくとも一部（本実施形態では全体）に、所定形状の微小な突起部９（以下、単に突起部９）が形成されている。具体的には、図５（ａ）にトレッド踏面６ａの拡大平面図を示し、図５（ｂ）にトレッド踏面６ａ近傍のタイヤ幅方向に沿う拡大断面図を示し、図６にトレッド踏面６ａの顕微鏡写真を示すように、トレッド踏面６ａの少なくとも一部に、タイヤ径方向外側に凸な形状の（図示例では半球状の）突起部９が多数形成されている。
タイヤ２０では、この突起部９の直径、高さ、及び密度などによってトレッド踏面６ａの表面粗さが決定されていて、例えば、図２に示す複数のブロックＢ１〜Ｂ１６のうち、ハッチ掛けされたブロックＢ５〜Ｂ１２は、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下の表面粗さを有している。なお、ブロックＢ５は、他のブロックＢ６〜Ｂ１２と接地面の算術平均粗さＲａが異なるブロックである。
【００１５】
また、図３は、本発明の別の実施形態に係るタイヤ３０の、トレッド踏面６ａの部分展開図を模式的に示している。このタイヤ３０では、タイヤ２０と同様に、トレッド踏面６ａの少なくとも一部（本実施形態では全体）に半球状の突起部９が形成され、かかる突起部９の直径、高さ、及び密度などによってトレッド踏面６ａの表面粗さが決定されている。例えば、図３に示す複数のブロックＢ１〜Ｂ１６のうち、ハッチが掛けられたブロックＢ５〜Ｂ１２は、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下の表面粗さを有している。また、これらのブロックＢ５〜Ｂ１２は、ブロックＢ単位での算術平均粗さＲａは同様であるが、タイヤ周方向中央部においてタイヤ幅方向に延びる境界線（図３に、破線で示す）を境にして、算術平均粗さＲａが異なる領域ｂｒ１とｂｒ２とを有している。
【００１６】
ここにおいて、本発明に係るタイヤでは、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下である、複数のブロックＢを具え、これらの複数のブロックＢのうち、少なくとも１つのブロックＢと他のブロックＢとの間、又は、少なくとも１つのブロックＢの一領域ｂｒ１と該ブロックＢの他の一領域ｂｒ２との間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なっていることが肝要である。
すなわち、図２を用いて説明すると、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下であるブロックＢ５〜Ｂ１２において、少なくとも１つのブロックＢ（図２では、Ｂ５）とその他のブロックＢ（図２では、Ｂ６〜Ｂ１２）との間の算術平均粗さＲａが異なる、ということである。
また、図３を用いて説明すると、例えば、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下であるブロックＢ５〜Ｂ１２において、各ブロックＢ５〜Ｂ１２の接地面の算術平均粗さＲａがブロック単位で同一であっても、例えば、少なくとも１つのブロックＢ（図３では、ブロックＢ５〜Ｂ１２のすべて）の一領域ｂｒ１と他の一領域ｂｒ２との間で接地面の算術平均粗さＲａが異なっている、ということである。
【００１７】
以上のように、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下となるブロックＢを複数設ければ、タイヤのトレッド踏面６ａの、ブロック剛性の低下や除水性の低下を抑制して、タイヤの氷上制動性能を向上させることができる。すなわち、タイヤのブロックＢの接地面の算術平均粗さＲａを１μｍ以上として、タイヤと路面との間に除水用の空間を確保することができ、一方、接地面の算術平均粗さＲａを５０μｍ以下として、タイヤと路面との摩擦力を確保することができる。
さらに、複数のブロックＢのうち、少なくとも１つのブロックＢと他のブロックＢとの間、又は、少なくとも１つのブロックＢの一領域ｂｒと該ブロックＢの他の一領域ｂｒとの間で、接地面の算術平均粗さＲａを相互に異にすることにより、氷上制動性能の温度依存性を低減して、多様な氷上温度に対して優れた氷上制動性能を確保することができる。
【００１８】
より詳しく説明すると、氷上路面を走行するにあっては、氷上温度の高低に起因して、タイヤと路面との間の水の湧き易さが異なる。この点において、氷上制動性能を向上させる観点から言えば、氷上温度が低く、タイヤと路面との間に水が湧き難い環境下では、トレッド踏面６ａのゴムの表面性状は滑らかな方が好ましく、一方、氷上温度が高く、かかる水が湧き易い環境下では、トレッド踏面６ａのゴムの表面性状は粗い方が好ましい。これは、氷上温度が低い場合は、トレッド踏面６ａの接地面積の大きさが要因となる凝着摩擦によって氷上路面での制動性能が得られるのに対し、氷上温度が高い場合は、排水性が主体となる潤滑摩擦によって氷上路面での制動性能が得られるためである。そこで、本発明に係るタイヤでは、トレッド踏面６ａを一様な表面粗さとするのではなく、算術平均粗さＲａを異にする複数のブロックＢから構成することにより、タイヤのロバスト性を確保して、様々な氷上温度に対して氷上制動性能を向上させることができる。
【００１９】
なお、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下となるブロックＢの接地面積は、トレッド踏面６ａ全体の接地面積の８０％以上であることが、タイヤの氷上制動性能を向上させる観点から好ましく、９０％以上であることが同観点からさらに好ましい。
【００２０】
ここでいう「トレッド踏面６ａ」とは、タイヤを適用リムに組み付け、所定内圧を充填し、平板に対して垂直において、下記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に相当する荷重を負荷した際に、平板と接触することとなるトレッド全周にわたるタイヤ幅方向の領域をいう。
なお、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ  ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム（又は、Ａｐｐｒｏｖｅｄ  Ｒｉｍ、Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｒｉｍ）をいう。
また、「所定内圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとする。
【００２１】
なお、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下となるブロックＢの配置について、図２及び３では、タイヤ幅方向に整列する４つのブロックＢを１列の幅方向ブロック列として、隣り合う２列の幅方向ブロック列（ブロックＢ５〜Ｂ８からなるブロック列と、ブロックＢ９〜Ｂ１２からなるブロック列）を、算術平均粗さＲａが１〜５０μｍとなるブロックＢとしているが、かような表面粗さを有するブロックＢは、トレッド踏面６ａに存在していればよく、図２及び３に示す配置に限らない。
例えば、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下となるブロックＢは、トレッド踏面６ａにランダムに配置してもいいし、千鳥状に配置してもよい。または、上記の幅方向ブロック列として１列ずつ、かつ１列おきに配置してもいいし、タイヤ周方向に整列するブロックＢを１列の周方向ブロック列（例えば、ブロックＢ１、Ｂ５、Ｂ９、Ｂ１３からなるブロック列）として、１列ずつ、かつ１列おきに配置することもできる。
【００２２】
また、図３のタイヤ３０のように、ブロックＢを、接地面の算術平均粗さＲａが異なる２以上の領域ｂｒ１およびｂｒ２から構成する場合、境界線（図３に破線で示す）の引き方は、図３に示すものに限られない。例えば、タイヤ周方向に延びる境界線としてもいいし、タイヤ周方向および幅方向に傾斜して延びる境界線とすることもできる。また、直線状のみならず、曲線状、鋸歯状、波状等の非曲線状とすることもできる。さらに、２本以上の複数の境界線を設けて、ブロックＢの接地面をより多くの領域ｂｒに分割することもできる。
【００２３】
また、トレッド踏面６ａに形成される突起部９について、図５では、突起部９が半球状である場合を示しているが、突起部９は、裁頭円錐状、裁頭角錐上といった図８（ａ）に示すような断面台形上のものや、円柱上、角柱上といった図８（ｂ）に示すような断面長方形状のものや、図８（ｃ）に示すような裁頭半球状のものなど、様々な形状のものとすることができる。
【００２４】
突起部９を上記のような形状とすると好ましいのは、例えば、図９に示す比較例タイヤのように先端が尖った突起部９′をトレッド部６′の表面に設けると、突起部９′が低剛性であることに起因して、図９（ｂ）に示すように突起部９′が路面Ｔとの接触により潰れ易く、すると除水用の空隙Ｖの体積が減少して除水性が低下する場合があったので、その点について改善するためである。図５及び８に示す本発明に係るタイヤのように、突起部９の形状を潰れ難くすれば、トレッド踏面６ａの剛性及び除水性を確保して、氷上制動性能が向上する。
【００２５】
なお、タイヤのトレッド踏面６ａの算術平均粗さＲａを調整するにあたっては、上述したような突起部９を設けるほか、トレッド踏面６ａの表面に発泡ゴムを用いる方法や、トレッド踏面６ａの表面に微細な溝を施すなど、他の様々な方法を用いることができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るタイヤにおいては、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下である複数のブロックＢのうち、ブロックＢの少なくとも一領域ｂｒの接地面の算術平均粗さＲａが４μｍ以下であり、該ブロックＢ又は他のブロックＢの少なくとも一領域ｂｒの接地面の算術平均粗さＲａが６μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
なお、算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下であるブロックＢの接地面積に対して、算術平均粗さＲａが４μｍ以下となる領域は４０％以上であり、算術平均粗さＲａが６μｍ以上２０μｍ以下となる領域は４０％以上であることが、タイヤの氷上制動性能をより確実に向上させる観点から好ましい。
【００２８】
さらに、図４に示すように、本発明のさらに別の実施形態に係るタイヤ３０では、複数のブロックＢが１本以上のサイプ３を有し、ブロックＢに、該ブロックＢよりさらに細かい小ブロックｂが区画されるとともに、少なくとも１つの小ブロックｂと他の小ブロックｂとの間で、接地面の算術平均粗さＲａが相互に異なることが好ましい。
すなわち、図３のタイヤ３０における境界線と同様に、サイプ３が隔てる少なくとも１つの小ブロックｂと他の小ブロックｂとの間で接地面の算術平均粗さＲａを異にする、ということである。例えば、図４では、小ブロックｂ１（領域ｂｒ１）と、その他の小ブロックｂ２〜ｂ５（領域ｂｒ２〜ｂｒ５）との間で算術平均粗さＲａが異なっている。
この構成によれば、トレッド踏面６ａの表面粗さをさらに多様にして、より幅広い氷上温度に対応することができるので、様々な氷上温度において、氷上制動性能をさらに向上させることができる。
【００２９】
なお、ブロックＢに区画形成された小ブロックｂ１〜ｂ５について、例えば、図４に示すように、少なくとも１つの小ブロックｂ１における算術平均粗さＲａが他の小ブロックｂ２〜ｂ５と異なっていればよく、例えば、２つの隣接する小ブロックｂ２及びｂ３の算術平均粗さＲａを同値にすることや、５つの小ブロックｂ１〜ｂ５の全てにおける算術平均粗さＲａを異なる値にすることもできる。
【００３０】
また、図４に示すサイプ３は、タイヤ幅方向に延び、タイヤ周方向の一方と他方に振幅するジグザグ状であるが、鋸歯状もしくは波状、又は直線状などとすることもできる。
また、図４に示すブロックＢは、４本のサイプ３が配設されることにより５つの小ブロックｂ１〜ｂ５が区画形成されているが、これより多くの、又は少数の小ブロックｂを形成することができる。場合によっては、タイヤ幅方向に傾斜して延びるサイプ３や、タイヤ周方向に延びるサイプ３を設けて、小ブロックｂを区画形成することもできる。
なお、サイプ３の一端、又は両端がブロックＢ内で終端している場合、サイプ３の端部から、該サイプの延在方向に引いた延長線をもって小ブロックｂ間の境界線とするか、又は、サイプ３が鋸歯状もしくは波状など、任意の形状を繰り返すものであるならば、該サイプ３の端部からブロックＢ端まで当該形状を繰り返して引かれた仮想線を、小ブロックｂ間の境界線とする。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。発明例タイヤ及び比較例タイヤ（ともに、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５）を表１に示す仕様のもと試作し、氷上制動性能を評価した。
【００３２】
各供試タイヤは、図１に示すタイヤ構造を有するタイヤである。
発明例タイヤ１は、トレッド踏面に図５に示す半球状の突起部を有し、接地面の算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下であるブロックＢを有し、ブロックＢの算術平均粗さＲａがブロックごとに様々であり、算術平均粗さＲａが１μｍ以上５０μｍ以下となるブロックの接地面積がトレッド踏面６ａ全体の接地面積に占める割合が、９０％のタイヤである。
比較例タイヤ１は、トレッド踏面全体の接地面積の９０％を占めるブロックにおける、ブロックごとの算術平均粗さＲａの平均が、一律に３μｍであるタイヤである。
発明例タイヤ２〜７は、発明例タイヤ１を、表１に示すように変化させたタイヤである。なお、発明例タイヤ５〜７は、図４に示すレッドパターンを有するタイヤ、すなわち、ブロックＢが４本のサイプ３を有し、従って該ブロックＢに５つの少ブロックｂ１〜ｂ５が区画されたタイヤである。
【００３３】
（氷上制動性能）
各供試タイヤを適用リムに組み付け、内圧２００ｋＰａを付与した後、車両に装着し、氷上温度が−１５℃または−２℃である氷上路面を時速４０ｋｍ／ｈからフル制動したときの制動距離をそれぞれ測定した。結果を、表１に示す。
【００３４】
【表１】
2014231268.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、発明例タイヤ１〜７はいずれも、氷上温度が−１５℃の路面における制動距離と、氷上温度が−２℃の路面における制動距離との平均が比較例タイヤ１のそれよりも短く、氷上制動性能が向上していることが分かる。
また、発明例タイヤ１〜７のいずれにおいても、氷上温度が−１５℃の路面と−２℃の路面とにおける制動距離の差の絶対値が、比較例タイヤ１のそれよりも小さいことから、氷上制動性能の温度依存性を低減したことが分かる。
【符号の説明】
【００３６】
１：タイヤ周方向溝  ２：タイヤ幅方向溝  ３：サイプ  ４：ビード部
４ａ：ビードコア  ５：サイドウォール部  ６：トレッド部  ６ａ：トレッド踏面
７：カーカス  ８：ベルト  ８ａ、８ｂ：ベルト層  ９、９′：突起部
２０、３０、４０：タイヤ  Ｂ、Ｂ１〜Ｂ１６：ブロック  ＣＬ：タイヤ赤道面
ｂ、ｂ１〜ｂ５：小ブロック  ｂｒ、ｂｒ１〜ｂｒ５：領域  Ｔ：踏面  Ｖ：空隙
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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