(57)【要約】  本発明は、スタッド付きタイヤ（１０）に関し、このタイヤのトレッド（２０）は、路面と接触する第１の部分（２０１）と、第１の部分の半径方向内側に配置された第２の部分（２０２）とを含み、少なくとも１つのスタッド（３０）がトレッド（２０）から突出しており、スタッドの頭部（７０）は、トレッド（２０）の第２の部分（２０２）内に全体が固定され、トレッド（２０）の第１の部分（２０１）を形成するゴム組成物の複素弾性率Ｇ*（０℃）は、１．５ＭＰａ未満であり、トレッド（２０）の第２の部分（２０２）を形成するゴム組成物の複素弾性率Ｇ*は、Ｇ*（５℃）が５ＭＰａ以上であり、Ｇ*（２０℃）が０．５Ｇ*（５℃）以下となるように、温度によって変化する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷で覆われていることがある路面に沿って走行することが意図されたタイヤ（１０）であって、
路面と接触する第１の部分（２０１）と前記第１の部分の半径方向内側に配置された少なくとも１つの第２の部分（２０２）とを備え、前記第１の部分は第１のゴム組成物から形成され、前記第２の部分は第１のゴム組成物とは異なる第２のゴム組成物から形成されているトレッド（２０）と、
少なくとも１つのスタッド（３０）と、を備え、
前記少なくとも１つのスタッド（３０）は、
最大寸法ＤＴを有し、前記スタッドを前記トレッド（２０）内に固定することが意図された頭部（７０）と、
氷と接触することが意図された突起部（６０）と、
前記頭部（７０）と前記突起部（６０）とを接続し対称軸を有する本体（８０）であって、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）と前記本体（８０）とによって形成される組立体が半径方向高さＨＡを有する本体（８０）と、
前記本体（８０）の前記対称軸を通る長手方向軸（１００）と、を有し、
前記少なくとも１つのスタッド（３０）は、その前記長手方向軸（１００）が半径方向に対してほぼ平行となり、前記スタッド（３０）が路面と接触していないとき、前記スタッド（３０）の前記突起部（６０）が前記トレッド（２０）から突出し、前記スタッド（３０）の前記本体（８０）が、前記トレッド（２０）の前記第１の部分（２０１）と少なくとも部分的に接触し、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）が、前記トレッド（２０）の前記第２の部分（２０２）内に全体が固定される、ように前記トレッド（２０）内に配置され、
前記トレッド（２０）の前記少なくとも１つの第２の部分（２０２）は、前記少なくとも１つのスタッド（３０）の前記頭部（７０）を取り囲み、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の半径方向内側に、前記スタッド（３０）の半径方向で最も内側の点から、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の前記最大寸法ＤＴの４０％以上である距離ＤＩ（ＤＩ≧０．４ＤＴ／２）にわたって延び、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の半径方向外側に、前記スタッド（３０）の半径方向で最も内側の点から、前記半径方向高さＨＡの４０％以上である距離ＤＥにわたって延び、前記スタッド（３０）の前記長手方向軸（１００）に対して垂直な全ての方向に、前記スタッド（３０）の前記長手方向軸（１００）から、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の前記最大寸法ＤＴ以上である距離ＤＰにわたって延びており、
前記少なくとも１つのスタッド（３０）と、前記トレッド（２０）の前記少なくとも１つの第２の部分（２０２）との間に、前記第１のゴム組成物から形成されたスキン（２０１０）が配置されていてもよく、前記スタッド（３０）の表面に対して垂直に測定された前記スキン（２０１０）の厚さは、１ｍｍ以下であり、
前記第１のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*（０℃）は、１．５ＭＰａ未満であり、
前記第２のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*は、Ｇ*（５℃）が５ＭＰａ以上であってＧ*（２０℃）が０．５Ｇ*（５℃）以下となるように、温度によって変化する、
ことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記タイヤ（１０）が複数の前記スタッド（３０）を備え、前記タイヤ内で前記トレッド（２０）が、前記第２のゴム組成物から形成された複数の前記第２の部分（２０２）を備え、各々のスタッド（３０）の前記頭部（７０）が、前記トレッド（２０）の別々の第２の部分（２０２）内に全体が固定される、
請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記タイヤ（１０）が複数の前記スタッド（３０）を備え、前記タイヤ内で前記トレッド（２０）が、前記第２のゴム組成物から形成された単一の前記第２の部分（２０２）を備え、全ての前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）がこの第２の部分（２０２）内に固定される、
請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記半径方向高さＨＡは、９ｍｍ以上であるが１０ｍｍ以下である、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記距離ＤＥは、前記半径方向高さＨＡの６０％以上である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の前記最大寸法ＤＴは、８ｍｍ以上であるが１０ｍｍ以下である、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項７】
前記距離ＤＩは、４ｍｍ以上であるが４．５ｍｍ以下である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項８】
前記距離ＤＰは、１．５ＤＴ以上であるが２．５ＤＴ以下である（１．５ＤＴ≦ＤＰ≦２．５ＤＴ）、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項９】
前記距離ＤＰは、前記スタッド（３０）の前記頭部（７０）の前記最大距離ＤＴの２倍に等しい（ＤＰ＝２ＤＴ）、
請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのスタッド（３０）は、アルミニウム又は銅で作られたものである、
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷上を走行するためのスタッドを含むタイヤ（即ち「スタッド付きタイヤ」）に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッド付きタイヤは、例えば凍結路での運転など、冬期運転条件における挙動に関して有利であることは否定できない。氷との接触、より具体的にはスタッドが氷の中に突き刺さることで、タイヤのトレッド・パターン要素のグリップの観測される低下が補償される。スタッドは氷を引っかき、氷上で付加的な力を発生させる。
【０００３】
スタッド付きタイヤを使用する上での難点の１つは、こうしたタイヤを凍結していない道路上で用いると、道路の路面条件を劣化させ、車道の摩耗を早めるという事実である。そのため、多くの国では、スタッド付きタイヤは禁止されており、又はその使用が特定の型式の車両及び／又は限られた期間に限定されている。
【０００４】
スタッドを、半径方向の力がスタッドにかかったときに変形するゴム組成物で作製された支持要素と組み合わせることによりこの問題を軽減することが提案されている（特許文献１を参照）。これらの支持要素を作製するゴム組成物は、その温度が低下したときに変形抵抗が高まるように選択される。タイヤが氷上走行している場合、支持要素の温度は低く、その変形抵抗は高い。その結果、支持要素は、スタッドによって伝達される力に抗し、トレッドから突出し、氷を引っかくようになる。対照的に、凍結していない車道上をタイヤが走行しているとき、支持要素の温度はより高くなり、より低い変形抵抗を有するようになる。その結果、スタッドは、道路と接触するたびにトレッド内に引っ込んで姿を消すようにすることができる。
【０００５】
この手法は車道に対するスタッド付きタイヤの悪影響を減らすことを可能にしてはいるが、本出願人は、この提案された解決法ではスタッド付きタイヤの動作点が最適化されていないので、いまだ十分でないことを見いだした。
【０００６】
ゴム組成物の立方体の中に入れたスタッドを第１段階で加硫し、この複合体をトレッド内に差し込む又は加硫することも提案されている（特許文献２）。本発明の技術的背景を明らかにする他の文献を知りたいと望む読者は、有益な特許文献３及び特許文献４を参考にされたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２９７１０９号公報
【特許文献２】特開昭５８−０５１１３４号公報
【特許文献３】欧州特許第１  ０５５  ５０９号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０１５９３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的の１つは、氷に対する優れたグリップを有し、その一方でアスファルトに与える衝撃が依然として小さい、スタッド付きタイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、氷で覆われていることがある路面に沿って走行することが意図されたタイヤによって達成され、このタイヤは、
第１のゴム組成物から形成された、路面と接触する第１の部分と、第１のゴム組成物とは異なる第２のゴム組成物から形成された、第１の部分の半径方向内側に配置された少なくとも１つの第２の部分とを含むトレッドと、少なくとも１つのスタッドとを備え、
この少なくとも１つのスタッドは、最大寸法ＤＴを有し、スタッドをトレッド内に固定することが意図された頭部と、氷と接触することが意図された突起部と、頭部と突起部とを接続し対称軸を有る本体であって、スタッドの頭部と本体とによって形成される組立体が半径方向高さＨＡを有する本体と、本体の対称軸を通る長手方向軸と、を有し、
この少なくとも１つのスタッドは、その長手方向軸が半径方向に対してほぼ平行となり、スタッドが路面と接触していないとき、スタッドの突起部がトレッドから突出し、スタッドの本体が、トレッドの第１の部分と少なくとも部分的に接触し、スタッドの頭部が、トレッドの第２の部分内に全体が固定されるようにトレッド内に配置され、
トレッドの少なくとも１つの第２の部分は、少なくとも１つのスタッドの頭部を取り囲み、かつ、スタッドの頭部の半径方向内側に、スタッドの半径方向で最も内側の点から、スタッドの頭部の最大寸法ＤＴの４０％以上である距離ＤＩ（ＤＩ≧０．４ＤＴ／２）にわたって延び、スタッドの頭部の半径方向外側に、スタッドの半径方向で最も内側の点から、半径方向高さＨＡの４０％以上である距離ＤＥにわたって延び、スタッドの長手方向軸に対して垂直な全ての方向に、スタッドの長手方向軸から、スタッド（３０）の頭部（７０）の最大寸法ＤＴ以上である距離ＤＰにわたって延び、
第１のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*（０℃）は、１．５ＭＰａ未満であり、
第２のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*は、Ｇ*（５℃）が５ＭＰａ以上であってＧ*（２０℃）が０．５Ｇ*（５℃）以下となるように、温度によって変化する。
【００１０】
出願人が行った試験は、この構成が、氷上でのグリップと、スタッドの悪影響（道路の摩耗及び車両内の騒音に関する）との間の妥協点を、かなり実質的に改善することを実証した。
【００１１】
少なくとも１つのスタッドと、トレッドの少なくとも１つの第２の部分との間に、第１のゴム組成物から形成されたスキンが配置されていてもよく、スタッドの表面に対して垂直に測定されたスキンの厚さは、１ｍｍ以下である。
【００１２】
１つの特定の実施形態によると、タイヤは複数のスタッドを含み、このタイヤ内で、トレッドは、第２のゴム組成物から形成された複数の第２の部分を含み、各々のスタッドの頭部は、トレッドの別々の第２の部分内に全体が固定される。この実施形態は、第２のゴム組成物の量を減らすことを可能にし、このことは、このゴム組成物が高価である場合、又は、他の考慮事項からトレッドの深い内部に他のゴム組成物を設けることが望ましい場合には有利であり得る。これは、トレッドの摩耗が進行したときにタイヤが良好なグリップを維持することも可能にする。
【００１３】
代替的な実施形態によると、タイヤは複数のスタッドを含み、このタイヤ内で、トレッドは、第２のゴム組成物から形成された単一の第２の部分を含み、全てのスタッドの頭部がこの第２の部分内に固定される。この実施形態は、製造プロセスの複雑さを軽減するので有利である。
【００１４】
第１の好ましい選択肢によると、半径方向高さＨＡは、９ｍｍ以上であるが１０ｍｍ以下である。従って、スタッドは、トレッド内に良好に固定され、摩耗の観点から適切な寿命が得られる。
【００１５】
第２の好ましい選択肢によると、スタッド頭部の最大寸法ＤＴは、８ｍｍ以上であるが１０ｍｍ以下である。これらの寸法は、スタッド組み込みの容易さと、トレッド内でのスタッド保持との間の好適な妥協点を実現することを可能にする。
【００１６】
第３の好ましい選択肢によると、距離ＤＩは、４ｍｍ以上であるが４．５ｍｍ以下である。この距離は、クラウン補強部の酸化のリスクを減少させる一方で、妥当なトレッド厚を依然として維持することを可能にする。
【００１７】
第４の好ましい選択肢によると、距離ＤＰは、１．５ＤＴ以上であるが、２．５ＤＴ以下である（１．５ＤＴ≦ＤＰ≦２．５ＤＴ）。より具体的には、ＤＰ＝２ＤＴであることが好ましい。これにより、第２のゴム組成物の効果が最適化される。
【００１８】
第５の好ましい選択肢によると、少なくとも１つのスタッドは、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料で作製される。アルミニウム、金、銅、銀、又はダイヤモンドでさえ、全てこのような材料である。
【００１９】
好ましくは、第２のゴム組成物は、−２５℃以上であるが＋２０℃未満の（「非常に高いＴｇ」）のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、かつ、３０ｐｈｒ以上であるが６０ｐｈｒ未満の含有量を有する第１のＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）エラストマーと、さらに、４０ｐｈｒ以上であるが７０ｐｈｒ未満の含有量を有する少なくとも１つの他のジエンエラストマーとを含む。
【００２０】
より好ましくは、前述の第１のＳＢＲエラストマーは、−２０℃以上であるが＋１０℃未満のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、さらに、−１５℃以上であるが＋０℃未満のガラス転移温度（Ｔｇ）を有することがより好ましい。
【００２１】
好ましくは、前述の他のジエンエラストマーは、ポリブタジエン、天然ゴム、合成ポリイソプレン、及びこれらのエラストマーの混合物によって形成される群から選択される。
【００２２】
好ましい実施形態によると、第２のゴム組成物は、非常に高いＴｇを有する、３０ｐｈｒ以上であるが６０ｐｈｒ未満の含有量を有するＳＢＲエラストマーと、５ｐｈｒ以上であるが５０ｐｈｒ未満の含有量を有するＢＲ（ポリブタジエン）と、１０ｐｈｒ以上であるが６０ｐｈｒ未満の含有量を有する天然ゴムとを含む、総含有量が１００ｐｈｒに等しい、エラストマーの混合物を含む。
【００２３】
好ましい実施形態によると、第２のゴム組成物は、少なくとも１つのシリカ充填剤と、少なくとも１つのカーボンブラックとを含み、少なくとも１つのシリカ充填剤の含有量は、７０ｐｈｒ以上であるが１００ｐｈｒ未満であり、少なくとも１つのカーボンブラックの含有量は、１ｐｈｒ以上であるが１０ｐｈｒ未満である。
【００２４】
別の好ましい実施形態によると、第２のゴム組成物は、少なくとも１つのシリカ充填剤と、少なくとも１つのカーボンブラックとを含み、少なくとも１つのシリカ充填剤の含有量は、１０ｐｈｒ以上であるが３０ｐｈｒ未満であり、少なくとも１つのカーボンブラックの含有量は、６０ｐｈｒ以上であるが８０ｐｈｒ未満である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来技術によるスタッド付きタイヤを示す。
【図２】従来技術によるスタッドを示す。
【図３】従来技術によるキャビティを示す。
【図４】従来技術による、キャビティ内に挿入されたスタッドを示す。
【図５】偏心した突起部を有するスタッドを概略的に示す。
【図６】本発明によるタイヤの部分を示す。
【図７】本発明によるタイヤの部分を示す。
【図８】本発明によるタイヤの部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
「半径（方向）／放射状（ラジアル）」という用語を用いるとき、当業者によるこの語のいくつかの異なる用法を区別するべきである。第一に、この表現は、タイヤの半径のことを意味する。この意味で、点Ｐ１が、タイヤの回転軸に対して点Ｐ２より近くにある場合、点Ｐ１は、点Ｐ２に対して「半径方向内方」（又は、点Ｐ２の「半径方向内側」）にあるといわれる。反対に、点Ｐ３が、タイヤの回転軸から点４より遠くにある場合、点Ｐ４に対して「半径方向外方」（又は、点Ｐ４の「半径方向外側」）にあるといわれる。ある方向が、より小さい（又は、より大きい）半径に向かうものである場合、その方向は、「半径方向内向き（又は外向き）」であるといわれる。半径方向の距離の問題である場合にも、用語のこの意味が適用される。
【００２７】
第二に、補強部のスレッド又は補強要素が周方向に対して８０°以上であるが９０°以下の角度を成すときに、そのスレッド又は補強部は「放射状（ラジアル）」であるといわれる。本文書において、「スレッド」という用語は、もっぱら一般的な意味に理解されるべきであり、スレッドの構成材料、又はゴムに対するスレッドの結合を促進するために施された表面処理に関係なく、モノフィラメント、マルチフィラメント、コード、撚糸又は同等の集成体の形態のスレッドを含むことに留意されたい。
【００２８】
最後に、「半径方向断面」又は「半径方向横断面」という用語は、本明細書においては、タイヤの回転軸を含む平面における断面又は横断面を意味するものと理解される。
【００２９】
「軸」方向は、タイヤの回転軸に対して平行な方向である。点Ｐ５は、タイヤの中心面に対して点Ｐ６より近くにある場合は、点Ｐ６に対して「軸方向内方」（又は、点Ｐ６「の軸方向内側」）にあるといわれる。反対に、点Ｐ７は、タイヤの中心面から点Ｐ８より遠くにある場合、点Ｐ８に対して「軸方向外方」（又は、点Ｐ８の「軸方向外側」）にあるといわれる。タイヤの「中心面」は、タイヤの回転軸に対して垂直であり、かつ、各々のビードの環状補強構造体から等距離のところにある面である。中心面がいずれかの半径方向断面においてタイヤを２つの「タイヤの半部分」に分けると述べられている場合、これは、その中心面が必ずしもタイヤの対称面を構成することを意味するものではない。この場合の「タイヤの半部分」という表現は、より広い意味を有しており、タイヤの軸方向幅の半分に近い軸方向幅を有するタイヤの部分を表す。
「周」方向は、タイヤの半径方向及び軸方向の両方に対して垂直な方向である。
【００３０】
トレッドの「転がり面」は、本明細書においては、その整備圧力（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）まで膨張した、スタッドの付いていない状態のタイヤが路面に沿って走行するときに、路面と接触することになるトレッド上の全ての点を表す。
【００３１】
本明細書では、「ゴム組成物」という表現は、少なくとも１つのエラストマーと、少なくとも１つの充填剤とを含むゴム組成物を表す。
本明細書では、「弾性率（ｅｌａｓｔｉｃ  ｍｏｄｕｌｕｓ）Ｇ’」及び「粘性率（ｖｉｓｃｏｕｓ  ｍｏｄｕｌｕｓ）Ｇ”」という用語は、当業者には周知の動的特性を示す。これらの特性は、Ｍｅｔｒａｖｉｂ  ＶＡ４０００型ビスコアナライザーを用いて、未硬化組成物から成形された試験片に対して測定される。ＡＳＴＭ  Ｄ  ５９９２（１９９６）規格（２００６年９月に発行された版であるが、最初に認可されたのは１９９６年）において図Ｘ２．１（円形の実施形態）に記載されているような試験片を用いる。試験片の直径「ｄ」は１０ｍｍであり（従って、７８．５ｍｍ2の円形断面積を有する）、ゴム組成物の各々の部分の厚さ「Ｌ」は２ｍｍであり、「ｄ／Ｌ比」は５となる（このＡＳＴＭ規格のＸ２．４節において言及されているＩＳＯ２８５６規格ではｄ／Ｌ値は２を推奨しており、これとは異なる）。
【００３２】
周波数１０Ｈｚの交流単純せん断の正弦波応力を受けている加硫ゴム組成物の試料の応答を記録する。試験片に対して、その平衡位置に関して対称に、負荷応力（０．７ＭＰａ）を用いて１０Ｈｚの正弦波せん断で応力をかける。
【００３３】
測定の前に、試験片の調節を行う。次に、試験片に、室温にて、１００％最高最低振幅変形で、１０Ｈｚの正弦波せん断で応力をかける。
【００３４】
測定は、材料のガラス転移温度（Ｔg）を下回る温度Ｔminから、材料のゴム状プラトーに対応し得る温度Ｔmaxまで、毎分１．５℃ずつ昇温して行われる。走査を開始する前に、試料内部が均一な温度になるように、試料を温度Ｔminで２０分間安定化させる。使用される結果は、選択された温度での（この場合は、０℃、５℃及び２０℃での）動的弾性せん断弾性率（Ｇ’）及び粘性せん断弾性率（Ｇ”）である。
【００３５】
複素弾性率Ｇ*は、以下のように、弾性率Ｇ’及び粘性率Ｇ”の複素和（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｕｍ）の絶対値として定義される。
【数１】
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【００３６】
図１は、従来技術によるタイヤ１０を概略的に示し、そのトレッド２０は、複数のスタッド３０を含む。スタッド３０は、転がり面の幅全体にわたって、トレッド２０のゴム・ブロック４０内に配置される。当然、トレッドの中央リブ５０にもスタッド３０を設けることができる。スタッド３０は、タイヤの周囲の回りの多数の位置に配置されており、スタッドがいかなる時点でもタイヤが走行している路面と接触するようになっている。
【００３７】
図２は、従来技術によるスタッド３０を概略的に示す。スタッド３０は、スタッド３０をトレッド内に固定することが意図された頭部７０を有し、頭部７０は、最大寸法ＤＴを有する。スタッド３０は、該スタッド３０を氷で覆われた路面上を走行するタイヤに取り付けた場合に氷と接触することを意図した突起部６０をさらに含む。かなり多くの場合、突起部６０はスタッド３０の残りの部分の材料とは異なる材料を用いて作製され、そのことにより、非常に高い機械的応力を受けるこの部分のためにより硬い材料を用いることが可能になる。本体８０が頭部を突起部に接続する。本体は、対称軸１００を有し、これはまた、スタッド３０の「長手方向軸」も定める。スタッドの頭部７０と本体８０とによって形成される組立体は、ここでは９．５ｍｍである、半径方向高さＨＡを有する。
【００３８】
図３は、タイヤ１０のトレッド２０の一部を概略的に示す。このトレッド２０には、キャビティ９０が設けられ、各キャビティは、タイヤ１０のトレッド２０の外側に対して開いた、スタッド３０と協働するように設計された円筒形部分を有する。
【００３９】
図４は、スタッド３０を挿入した後のトレッド２０の同じ部分を（その転がり面２５と共に）概略的に示す。トレッド２０を形成するゴム組成物の弾性により、トレッド２０はスタッド３０を完全に取り囲み、これをタイヤ内にしっかりと固定する。
【００４０】
用いられるスタッドは、必ずしも図２に示されるスタッド３０のような対称軸を有するスタッドである必要はない。図５に示されるスタッドのような偏心した突起部６０を有するスタッド３０を用いることも全く可能である。
【００４１】
図６は、本発明によるタイヤの部分を示す。ここでは、路面と接触する（参照符号２５によって示される転がり面による）第１の部分２０１と、第１の部分２０１の半径方向内側に配置された第２の部分２０２とを含むトレッド２０の部分が示されている。トレッド２０の第１の部分２０１は、第１のゴム組成物から形成され、トレッドの第２の部分は、第１のゴム組成物とは異なる第２のゴム組成物から形成される。これらのゴム組成物の性質は、後で説明する。
【００４２】
タイヤは、スタッドを含み、このスタッドは、スタッド３０をトレッド内に固定することが意図された、最大寸法ＤＴを有する頭部７０と、氷と接触することが意図された突起部６０とを有する。本体８０は、頭部７０を突起部６０に接続する。本体８０は、回転対称軸を有する。スタッド３０の「長手方向軸」１００は、この対称軸と一致する。スタッドの頭部７０と本体８０とによって形成される組立体は、半径方向高さＨＡ（ここでは９．５ｍｍ）を有する。
【００４３】
スタッド３０は、その長手方向軸１００が半径方向に対してほぼ平行となり、スタッドが路面と接触していないときにはスタッド３０の突起部６０がトレッド２０から突出するように（図６の場合のように）、トレッド２０内に配置される。スタッドの本体８０は、トレッド２０の第１の部分２０１と少なくとも部分的に接触している。しかしながら、スタッド３０の頭部７０は、トレッド２０の第２の部分２０２内に全体が固定されている。従って、トレッド２０の第２の部分２０２は、スタッドの頭部７０を取り囲み、かつ、スタッド頭部の半径方向内側に、スタッドの半径方向で最も内側の点から距離ＤＩにわたって延びており、距離ＤＩは、スタッド頭部の最大寸法ＤＴの４０％以上である（ＤＩ≧０．４ＤＴ／２）。この事例では、ＤＩ＝４．２ｍｍ、ＤＴ＝９ｍｍである。従って、ＤＩは最大寸法ＤＴの４７％に等しい。トレッド２０の第２の部分２０２は、スタッド３０の頭部７０の半径方向外側に、スタッド３０の半径方向で最も内側の点から距離ＤＥにわたって延びており、距離ＤＥは、前述の半径方向高さＨＡの４０％以上である。この事例では、ＤＥ＝６．５ｍｍ、ＤＥ／ＨＡ＝６８％である。最後に、トレッド２０の第２の部分２０２は、スタッドの長手方向軸１００に対して垂直な全ての方向に、スタッドの長手方向軸から距離ＤＰにわたって延びており、距離ＤＰは、スタッド頭部の最大寸法ＤＴ以上である。図６に示された事例では、ＤＴ＝９ｍｍ、ＤＰ＝９ｍｍである。ＤＰの方が長く、ＤＴの２倍に相当することが理想的である。
【００４４】
ここで、第１のゴム組成物（トレッド２０の第１の部分２０１を形成する）及び第２のゴム組成物（トレッド２０の第２の部分２０２を形成する）に戻る。
【００４５】
本発明の基本的な思想は、氷上を走行するスタッド付きタイヤのトレッド内部の不均一な温度分布から利益を得ることである。タイヤに用いられるゴム組成物は、その低い熱伝導率（典型的には、約０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））によって特色付けられる。これは、スタッドを作製する、例えば軟鋼（４６Ｗ／（ｍ・Ｋ））、Ａｌ−ＳｉＣ（１７５Ｗ／（ｍ・Ｋ））又はアルミニウム（２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ））といった材料の熱伝導率に比べてはるかに低い。スタッドが氷と接触していると、スタッドは急速に氷の温度を帯びるようになり、スタッドを取り囲むゴム組成物との間で（特に、熱交換のための表面積が大きいその頭部において）熱が移動する。従って、スタッドの頭部を取り囲むゴム組成物、即ち、トレッド２０の第２の部分２０２は、トレッドの大部分（特に、トレッド２０の第１の部分２０１）の温度より低い温度になる。しかしながら、氷上でのグリップは、氷と直接接触するトレッド２０の第１の部分２０１によってもっぱら決定される。トレッド２０の第１の部分２０１及び第２の部分２０２を形成するゴム組成物を慎重に選択することによって、氷に対して優れたグリップを有し、走行する路面の温度に応じて機械的挙動が変化するタイヤを得ることが可能である。低温では剛性であるが、高温ではより軟らかくなる第２のゴム組成物（トレッド２０の第２の部分２０２を形成するゴム組成物）が選択されると、スタッドは、路面が冷たい（タイヤが氷上を走行している）ときにはトレッドから突出したままであり、路面がより暖かい（タイヤが氷で覆われていないアスファルト上を走行している）ときには、スタッドを取り囲むゴム組成物が変形することにより傾斜する傾向を有することになる。出願人は、第１のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*（０℃）が１．５ＭＰａ未満であり、かつ、第２のゴム組成物の複素弾性率Ｇ*が、Ｇ*（５℃）が５ＭＰａ以上であってＧ*（２０℃）が０．５Ｇ*（５℃）以下となるように温度によって変化するときに、この効果が最適化されることを発見した。
【００４６】
表Ｉは、このような性能を得るための第１及び第２のゴム組成物の配合を一例として与える。配合は、ｐｈｒ（「ゴム１００部当たり」）、つまり、ゴム１００重量部当たりの重量部で与えられる。対応する複素弾性率も示す。
表Ｉ
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【００４７】
表Ｉ内の注釈は、以下の通りである。
（１）１６％のスチレンユニット及びブタジエン部分の２４％の１，２−ユニットを有する、ＳＢＲ溶液（Ｔg＝−６５℃）、
（２）４％の１，２−ユニット及び９３％のシス−１，４−ユニットを有する、ポリブタジエン（Ｔg＝−１６０℃）、
（３）天然ゴム、
（４）４４％のスチレンユニット及びブタジエン部分の４１％の１，２−ユニットを有し（Ｔg＝−１２℃）、エラストマー鎖の末端にシラノール官能基を持つ、ＳＢＲ溶液（Ｔg＝−１２℃）、
（５）Ｒｈｏｄｉａ社製「Ｚｅｏｓｉｌ  １１６５  ＭＰ」シリカ（「ＨＤＳ」（高分散シリカ）タイプ）、
（６）ＴＥＳＰＴシランカップリング剤（Ｅｖｏｎｉｋ社製「Ｓ１６９」）、
（７）ＡＳＴＭ  Ｎ２３４等級カーボンブラック（Ｃａｂｏｔ社製）、
（８）ＭＥＳオイル（Ｓｈｅｌｌ社製「Ｃａｔｅｎｅｘ  ＳＮＲ」）、
（９）Ｃ５／Ｃ９樹脂（Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ社製「Ｅｓｃｏｒｅｚ  ＥＣＲ−３７３」）、
（１０）Ｆｌｅｘｓｙｓ社製、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、
（１１）ジフェニルグアニジン（Ｆｌｅｘｓｙｓ社製「Ｐｅｒｋａｃｉｔ  ＤＰＧ」）、
（１２）Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（Ｆｌｅｘｓｙｓ社製「Ｓａｎｔｏｃｕｒｅ  ＣＢＳ」）
【００４８】
ゴム化合物は、少なくとも１つのジエンエラストマーと、少なくとも１つの補強充填剤と、少なくとも１つの架橋系とに基づくものであることが好ましい。
【００４９】
「ジエン」エラストマー（又はゴム）という用語は、知られている通り、ジエンモノマー、即ち、共役であるかどうかに関わらず２つの炭素−炭素二重結合を持つモノマーから少なくとも部分的に得られるエラストマー（即ち、ホモポリマー又は共重合体）を意味するものと理解される。用いられるジエンエラストマーは、ポリブタジエン（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ブタジエン−イソプレン共重合体（ＢＩＲ）、スチレン−イソプレン共重合体（ＳＩＲ）、スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合体（ＳＢＩＲ）及びこれらのエラストマーの混合物によって形成される群から選択されることが好ましい。
【００５０】
好ましい実施形態は、「イソプレン」エラストマー、即ち、イソプレンホモポリマー又は共重合体、つまり、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、種々のイソプレン共重合体、及びこれらのエラストマーの混合物によって形成される群から選択されるジエンエラストマーを用いることにある。
イソプレンエラストマーは、天然ゴム、又はシス−１，４型の合成ポリイソプレンであることが好ましい。これらの合成ポリイソプレンの中でも、シス−１，４結合を（ｍｏｌ％で）９０％より多く、より好ましくはさらに９８％より多くの量で有するポリイソプレンを用いることが好ましい。他の好ましい実施形態によると、ジエンエラストマーは、可能であれば別の例えばＢＲ型のエラストマーと混合された、例えばＳＢＲエラストマー（Ｅ−ＳＢＲ又はＳ−ＳＢＲ）などの別のジエンエラストマーで、全体的又は部分的に構成することができる。
【００５１】
ゴム組成物はまた、タイヤの製造用に意図されたゴムマトリックスにおいて従来用いられている添加剤、例えば、補強充填剤、例えばカーボンブラック、又はシリカなどの無機充填剤；無機充填剤を結合するためのカップリング剤；老化防止剤；酸化防止剤；可塑剤又はエキステンダ油（後者は、芳香族性であるか非芳香族性であるかにかかわらない（特に、３０℃を上回る高いＴgを有する樹脂を可塑化する、例えばナフテン系又はパラフィン系などの、高粘度又は好ましくは低粘度を有する、非芳香族性又はごくわずかに芳香族性の油、ＭＥＳ又はＴＤＡＥ油））；未熟成（ｇｒｅｅｎ  ｓｔａｔｅ）組成物の加工をより容易にする加工助剤；粘着付与樹脂；硫黄若しくは無硫黄加硫剤（ｓｕｌｐｈｕｒ  ｄｏｎｏｒ)のいずれかに基づく架橋系、及び／又は過酸化物に基づく架橋系；促進剤；加硫活性剤又は遅延剤；加硫戻り防止剤；メチレン受容体及び供与体、例えば、ＨＭＴ（ヘキサメチレンテトラミン）又はＨ３Ｍ（ヘキサメトキシメチルメラミン）；補強樹脂（レゾルシノール又はビスマレイミドなど）；並びに、例えば金属塩、特にコバルト塩又はニッケル塩タイプの既知の接着促進系、の全て又はいくつかを含むこともできる。
【００５２】
組成物は、適切な混練機の中で、当業者には周知の２つの連続的な調製段階、即ち、１１０℃から１９０℃までの間、好ましくは１３０℃から１８０℃までの間の最高温度に達する高温での第１の熱機械加工又は混練段階（「非生産的（ｎｏｎ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ）」段階と呼ばれる）と、それに続く、典型的には１１０℃未満の、より低い温度に達し、その仕上げ段階の間に架橋系が配合される、第２の機械加工段階（「生産的（ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ）」段階と呼ばれる）を用いて製造される。
【００５３】
一例を挙げれば、非生産的段階は、数分間（例えば、２分間と１０分間との間）続く単一の熱機械工程で行われ、その間に、架橋系又は加硫系を除く全ての必要な基本成分及びその他の添加剤が標準的な密閉式混練機のような適切な混練機内に導入される。このようにして得られた混合物が冷却された後、次に、低温（例えば、３０℃と１００℃との間）に維持された開放型二本ロール機のような外部混練機内で加硫系が配合される。その後、全ての原料を（生産的段階の間に）数分間（例えば、５分間と１５分間との間）混練する。
【００５４】
このようにして得られた最終組成物は、次にカレンダー加工して、例えば特性決定のためにシート又はプラーク形状にされるか、さもなければ、押出加工して、本発明によるタイヤで用いられる外側トレッドを形成するようにされる。
【００５５】
次に、加硫（又は硬化）を既知の方法で、一般的には１３０℃と２００℃との間の温度で、好ましくは圧力下で、十分な時間、特に硬化温度、採用される加硫系、及び問題の組成物の加硫速度に依存して例えば５分間と９０分間との間で変化し得る時間にわたって、行うことができる。
【００５６】
図６に示す実施形態は、各スタッドの頭部が、トレッドの別々の第２の部分内に全体が固定されている場合に対応する。この実施形態は、第２のゴム組成物の量を減らすことを可能にし、このことは、このゴム組成物が高価である場合、又は、他の考慮事項からトレッドの深い内部に他のゴム組成物を設けることが望ましい場合には有利であり得る。
【００５７】
しかしながら、他の有利な実施形態がある。具体的には、トレッド２０は、第２のゴム組成物から形成された単一の第２の部分２０２を含むことが可能であり、全てのスタッド３０の頭部７０は、この第２の部分２０２内に固定される。図７に概略的に示されるこの実施形態は、製造プロセスの複雑さを軽減する限りにおいて有利である。これは、第２の部分２０２をタイヤのクラウン補強部上に単に配置することによって施工することが可能であることによる。
【００５８】
図８に概略的に示すように、スタッド３０とトレッドの第２の部分２０２との間に、第１のゴム組成物から形成されたスキン２０１０が配置されることがあることを指摘しておくべきであろう。これは、実のところ望ましい構成ではないが、トレッド内にキャビティを成形することにより、キャビティの成形のために設けられた要素が未硬化のトレッドを貫通して、第１のゴム組成物の少量の部分をキャビティの下部に向かってクリープさせたときに、生じることがある。このクリープは、従ってスタッドとトレッドの第２の部分との間に第１のゴム組成物から形成された薄いスキンの形成をもたらしかねないが、スタッドの表面に対して垂直に測定したスキンの厚さが１ｍｍ以下であるならば、本発明によるタイヤの性能に顕著な影響を与えない。
【００５９】
出願人は、Ａｕｄｉ（アウディ）Ａ４車両に装着した２０５／５５  Ｒ１６サイズのタイヤを用いて、氷上及びアスファルト上で比較試運転を行った。図７に示す型式のタイヤ（表Ｉのゴム組成物を使用）を、トレッド２０の第２の部分２０２をトレッドの第１の部分２０１と同じ組成物、つまり表Ｉの第１のゴム組成物から作製したことが唯一の違いである、同等のタイヤと比較した。
表ＩＩ
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【００６０】
これは、本発明によるタイヤが、道路の摩耗に全く影響を及ぼすことなく、より良好な氷上でのグリップを有することを示す。
【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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【国際調査報告】
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