JP2013136281A - タイヤおよびタイヤ成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、氷上性能および雪上性能を向上させたタイヤ、並びに、該タイヤの製造に用いるタイヤ成形用金型を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のタイヤは、トレッド部踏面の少なくとも一部に、所定の範囲の曲率半径を有する突起部を多数形成したものである。また、本発明のタイヤ成形用金型は、踏面成形面の少なくとも一部に、所定の範囲の曲率半径を有する凹部を多数形成したものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤおよびタイヤ成形用金型に関し、特には、氷上性能および雪上性能に優れるタイヤ、および、該タイヤの製造に用いるタイヤ成形用金型に関するものである。

従来、冬用のタイヤでは、氷上性能および雪上性能の向上を図るため、様々な工夫がなされてきた。
例えば、特許文献１では、トレッド部に形成した各ブロックに複数のサイプを設けることにより、接地面内のエッジ成分を増大させると共に、雪噛み効果を向上させて、タイヤの氷雪路面（凍結路面や積雪路面）上での走行性能を向上させる技術が提案されている。
また、例えば、特許文献２では、キャップゴムとベースゴムとからなる、いわゆるキャップアンドベース構造のトレッドゴムを有するタイヤにおいて、キャップゴムとして発泡ゴムを用いることにより、除水性を大幅に向上させ、タイヤの氷上性能および雪上性能を向上させる技術が提案されている。

更に、例えば、特許文献３では、図１（ａ）に示すように、タイヤのトレッド部１の表面性状に関し、先端が尖った形状の突起部２をトレッド部の表面に設けることにより、表面粗さを増大させ、タイヤ表面と路面との間の摩擦力を増大させて、タイヤの氷上性能および雪上性能を向上させる技術が提案されている。

特開２００２−１９２９１４号公報 特開平１１−３０１２１７号公報 特開２００９−６７３７８号公報

しかし、特許文献１に記載の、ブロックにサイプを設ける技術には、サイプ数を増加しすぎると、ブロック剛性が低下してブロックの倒れこみが発生しやすくなるため、接地面積が減少し、却って氷上性能および雪上性能が低下するという問題があった。
また、特許文献２に記載の、キャップゴムに発泡ゴムを用いる技術では、発泡ゴムの使用によりブロック全体の剛性が低下する場合があり、タイヤの耐摩耗性が必ずしも十分ではなかった。
更に、特許文献３に記載の、先端が尖った突起部をトレッド部の表面に設ける技術では、突起部の剛性が低いため、特に車両のノーズダイブによる前輪への荷重増大時など、タイヤに大きな荷重が負荷された際に、突起部が潰れて所望の性能が得られなくなる場合があった。即ち、先端が尖った突起部をトレッド部の表面に設ける技術では、図１（ｂ）に示すように、路面Ｔとの接触により突起部２が潰れ、除水用の空隙３の体積が減少し、除水性が低下してしまう結果、所望の氷上性能および雪上性能が得られない場合があった。従って、特許文献３に記載の技術には、氷上性能および雪上性能をさらに向上させる余地があった。
更にまた、特許文献１〜３に記載の技術を採用したタイヤについて発明者が検討を重ねた結果、それらの従来のタイヤには、原因は明らかでないが、特に新品時に十分な氷上性能および雪上性能が得られないという問題点があることも分かった。そのため、特許文献１〜３に記載の技術には、特にタイヤ新品時の氷上性能および雪上性能を改善する余地があった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、氷上性能および雪上性能を向上させたタイヤ、並びに、該タイヤの製造（成形）に用いるタイヤ成形用金型を提供することを目的とする。

発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。
その結果、本発明者は、トレッド部踏面に所定の微細構造を形成すれば、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性能および雪上性能をさらに向上させ得ること、並びに、タイヤ新品時であっても十分な氷上性能および雪上性能を発揮させ得ることを見出し、本発明を完成させた。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
本発明のタイヤは、トレッド部踏面の少なくとも一部に、タイヤ径方向外側に凸な形状の突起部を多数形成し、該突起部は、前記トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、前記突起部の曲率半径は、１μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする。
このように、トレッド部踏面（走行時に路面と接地する面）の少なくとも一部に多数の突起部を形成すれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、タイヤ表面と路面との間の摩擦力を増大させて、タイヤの氷上性能および雪上性能を向上させることができる。また、突起部が、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、突起部の曲率半径が１μｍ以上であることにより、突起部が剛性の高い形状となる。一方で、突起部の曲率半径を７０μｍ以下とすることにより、除水性の低下を抑制することができる。
ここで、本発明において、「曲率半径」とは、タイヤ幅方向断面視における突起部の最大径の０．５倍をいうものとする。ただし、当該曲率半径が最大となる断面で見るものとする。そして、「曲率半径」は、例えば、突起部の断面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。なお、「タイヤ径方向に凸な形状」とは、例えば、半球状、裁頭半球状などの形状が含まれる。

また、本発明のタイヤ成形用金型は、タイヤ成形用の金型であって、タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面を有し、該踏面成形面の少なくとも一部に、凹部を多数形成し、該凹部は、前記金型の外部に曲率中心を有し、前記凹部の曲率半径が１μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする。
このように、踏面成形面の少なくとも一部に、金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が、１μｍ以上７０μｍ以下の凹部を多数形成することにより、トレッド部踏面の少なくとも一部に、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が、１μｍ以上７０μｍ以下の突起部を多数有する、氷上性能および雪上性能に優れるタイヤを成形することができるからである。
ここで、本発明において、「曲率半径」とは、タイヤ幅方向断面視における凹部の最大径の０．５倍をいうものとする。ただし、当該曲率半径が最大となる断面で見るものとする。そして、「曲率半径」は、例えば、凹部の断面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。また、本発明において、「凹部」には、例えば、半球状、裁頭半球状などの凹部が含まれる。

本発明によれば、氷上性能および雪上性能を向上させたタイヤ、並びに、該タイヤを成形し得るタイヤ成形用金型を提供することができる。

（ａ）従来のタイヤのトレッド部踏面を模式的に示す概略断面図である。（ｂ）タイヤの負荷荷重時に、タイヤのトレッド部踏面と路面とが接触する様子を模式的に示す概略断面図である。 本発明の一実施形態にかかるタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 図２に示すタイヤのトレッド部踏面の一部の形状を拡大して模式的に示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はタイヤ幅方向断面図である。 本発明のタイヤの一例のトレッド部踏面のＳＥＭ像（走査型電子顕微鏡像）である。 本発明の一実施形態にかかるタイヤ成形用金型の一部を模式的に示す概略部分斜視図である。 図５に示すタイヤ成形用金型の踏面成形面の一部の形状を拡大して模式的に示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は幅方向断面図である。 タイヤのトレッド部踏面の一部の形状の他の例である。

以下、本発明のタイヤおよびタイヤ成形用金型について説明する。本発明のタイヤは、トレッド部の踏面（路面と接地する面）の少なくとも一部に所定の微細構造を形成し、トレッド部の表面性状（踏面性状）を所定の性状としたことを特徴とする。そして、本発明のタイヤ成形用金型は、本発明のタイヤの製造に用いられ、金型内表面、具体的にはタイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面の少なくとも一部に、所定の微細構造を形成して踏面成形面の表面性状を所定の性状としたことを特徴とする。

＜タイヤ＞
図２は、本発明のタイヤの一実施形態のタイヤ幅方向断面図である。
図２に示すように、本実施形態のタイヤ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方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、本実施形態のタイヤ２０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。更に、ベルト８のタイヤ径方向外側には、非発泡ゴムよりなるトレッドゴムが配設されている。

ここで、このタイヤ２０では、トレッド部踏面の少なくとも一部（この実施形態では全部）に、所定形状の微小突起部が形成されている。具体的には、図３（ａ）にトレッド部踏面６ａの拡大平面図を示し、図３（ｂ）にトレッド部踏面６ａ側のタイヤ幅方向に沿う拡大断面図を示し、図４にトレッド部踏面のＳＥＭ写真を示すように、本実施形態にかかるタイヤでは、トレッド部踏面６ａの全体に、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ以上７０μｍ以下の、タイヤ径方向外側に凸な形状の（図示例では半球状の）微小突起部９が多数形成されている。
なお、図３では、突起部９が半球状の突起部である場合を示しているが、本発明のタイヤでは、突起部は、図７に示すような裁頭半球状のものなど、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有する様々な形状のものとすることができる。

そして、このタイヤ２０では、トレッド部の踏面に突起部９が多数形成されているので、ブロック剛性の低下や除水性の低下を抑制しつつ、タイヤの氷上性能および雪上性能を十分に向上させることができる。
即ち、このタイヤ２０では、多数の突起部９を形成しているので、路面との接地時に、突起部９間の空隙を利用して路面上の水膜を除去する（除水性を発揮する）ことができる。また、トレッド部踏面と路面との間の摩擦力を増大させて、タイヤの氷上性能および雪上性能を向上させることができる。
更に、このタイヤ２０では、突起部９が、タイヤ径方向外側に凸な形状（図示例では半球状）であって、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、さらに突起部９の曲率半径が１μｍ以上であるため、突起部が剛性の高い形状となる。
更にまた、突起部の曲率半径が７０μｍ以下であるので、突起部９間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
なお、このタイヤ２０では、所定の形状を有する微小突起部９の形成により除水性の低下の抑制および氷上性能および雪上性能の向上を達成しているので、過剰な数のサイプを形成したり、発泡ゴムを使用したりする必要がない。
また、このタイヤ２０では、原因は明らかではないが、新品時（未使用状態）であっても十分な氷上性能および雪上性能を発揮することができる。

従って、このタイヤ２０によれば、ブロック剛性の低下や除水性の低下を抑制して、新品時であっても、タイヤの氷上性能および雪上性能をさらに向上させることができる。なお、本発明のタイヤでは、トレッド部踏面に、該トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の突起部が形成されていても良いが、その場合、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の突起部の個数は、突起部の全個数の１０％以下であることが好ましい。トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の突起部が全突起部の１０％以下であれば、突起部の形成により得られる効果を十分に大きくすることができるからである。
なお、「曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の突起部の個数」は、トレッド部を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。

ここで、このタイヤ２０では、突起部９の曲率半径が１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。突起部９の曲率半径を１μｍ以上とすれば、突起部９の剛性を大きくして、十分な除水性を確保することができるからである。また、突起部９の曲率半径を５０μｍ以下とすれば、多数の突起部９を形成した場合であっても、突起部９間の空隙の体積を十分に確保して、除水性を高めることができるからである。

また、このタイヤ２０では、突起部９の形状が半球状であることが好ましい。突起部９の形状が半球状であれば、突起部９が潰れ難くなり、除水性を確保することができるからである。

更に、このタイヤ２０では、トレッド部踏面に形成した突起部９の高さＨが１〜５０μｍであることが好ましい。突起部９の高さＨを１μｍ以上とすれば、突起部９間の空隙の体積を十分に確保して、除水性を高めることができるからである。また、突起部９の高さＨを５０μｍ以下とすれば、突起部９の剛性を大きくして、十分な除水性を確保することができるからである。
ここで、突起部９の高さは、突起部９の先端（タイヤ径方向外端）を通って延びるタイヤ径方向線に直交する第１仮想平面と、突起部９の外輪郭線に接し且つ前記タイヤ径方向線に直交する仮想平面のうち前記第１仮想平面に最も近い第２仮想平面との間のタイヤ径方向に沿う距離をいうものとする。
なお、突起部９の高さは、ＳＥＭ、マイクロスコープにより測定することができる。

また、本発明にあっては、トレッド部踏面の少なくとも一部に形成する多数の突起部が、外径Ｄが５〜７０μｍの中実泡状突起部であることが好ましい。このように、トレッド部踏面（走行時に路面と接地する面）の少なくとも一部に多数の中実泡状突起部を形成すれば、ブロック剛性の低下をさらに抑制しつつ、タイヤ表面と路面との間の摩擦力をさらに増大させて、タイヤの氷上性能および雪上性能をさらに向上させることができる。また、中実泡状突起部の外径を５〜７０μｍの範囲内とすれば、除水性の低下をさらに抑制することができる。すなわち、多数の中実泡状突起部を形成することにより、路面との接地時に、中実泡状突起部間の空隙を利用して路面上の水膜を除去する（除水性を発揮する）ことができる。また、トレッド部踏面と路面との間の摩擦力を増大させて、タイヤの氷上性能および雪上性能をさらに向上させることができる。
更に、中実泡状突起部の形状が中実の泡状（例えば、半球状）であるので、中実泡状突起部に力が均等に加わりやすく、タイヤに大きな荷重が負荷された際であっても、中実泡状突起部が潰れ難く、さらに除水性を確保することができる。
また、中実泡状突起部の外径Ｄが５μｍ以上であるので、中実泡状突起部の剛性を確保することができ、タイヤに大きな荷重が負荷された際であっても、中実泡状突起部が潰れ難く、除水性を確保することができる。更に、中実泡状突起部の外径Ｄが７０μｍ以下であるので、多数の突起部を形成した場合であっても中実泡状突起部間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
同様の理由により、本発明では、中実泡状突起部の外径Ｄが１０〜２０μｍであることがより好ましい。すなわち、中実泡状突起部の外径を１０μｍ以上とすれば、中実泡状突起部の剛性をさらに大きくして、十分な除水性を確保することができるからである。また、中実泡状突起部の外径Ｄを２０μｍ以下とすれば、多数の中実泡状突起部を形成した場合であっても、中実泡状突起部間の空隙の体積をさらに十分に確保して、除水性を高めることができるからである。
ここで、本発明において、「外径」とは、図３（ａ）に示すように、平面視における、中実泡状突起部の最大径を指す。そして、「外径」は、例えば、トレッド部踏面をレーザー顕微鏡や電子顕微鏡で撮影して測定することができる。また、本発明において、「中実泡状突起部」とは、中実の泡状体よりなる突起部であり、「中実泡状」には、上述の通り、例えば、半球状、裁頭半球状などの形状が含まれる。

ここで、本発明のタイヤにおいては、トレッド部踏面の少なくとも一部に形成する複数の突起部の外径Ｄが、５〜７０μｍであり、且つ、突起部間の距離Ｌの０倍超１００倍以下であることが好ましい。このように、トレッド部踏面（走行時に路面と接地する面）の少なくとも一部に複数の突起部を形成すれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、タイヤ表面と路面との間の摩擦力をさらに増大させて、さらにタイヤの氷上性能および雪上性能を向上させることができる。また、突起部の外径を、５〜７０μｍの範囲内、且つ、突起部間の距離の０倍超１００倍以下とすれば、除水性の低下を抑制することができる。すなわち、上述したとおり、突起部の外径Ｄが５μｍ以上であるので、突起部の剛性を確保することができ、タイヤに大きな荷重が負荷された際であっても、突起部が潰れ難く、除水性を確保することができる。更に、突起部の外径Ｄが７０μｍ以下であるので、多数の突起部を形成した場合であっても突起部間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
また、突起部の外径Ｄが互いに隣接する突起部間の最短距離Ｌの０倍超であるので、トレッド部踏面と路面との間の摩擦力を十分に増大させることができると共に、突起部の剛性を確保して除水性を高めることができる。更に、突起部の外径Ｄが突起部間の最短距離Ｌの１００倍以下であるので、突起部間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
このとき、同様の理由により、突起部の外径を１０〜２０μｍとすることがさらに好ましい。
ここで、本発明のタイヤにあっては、突起部の外径Ｄが、突起部間の最短距離Ｌの３０〜１００倍であることがさらに好ましい。突起部の外径Ｄを最短距離Ｌの３０倍以上とすれば、トレッド部踏面と路面との間の摩擦力をさらに十分に増大させることができると共に、突起部の剛性を確保して除水性を高めることができるからである。また、突起部の外径Ｄを最短距離Ｌの１００倍以下とすれば、上述のように、突起部間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができるからである。
ここで、本発明において、「突起部間の距離」とは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、互いに隣接する突起部間の最短距離を指す。そして、「突起部間の距離」は、例えば、トレッド部踏面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。

また、本発明のタイヤでは、トレッド部踏面の少なくとも一部に、外径Ｄが７０μｍ以下の突起部を均一に多数形成することが好ましい。
このように、トレッド部踏面（走行時に路面と接地する面）の少なくとも一部に多数の突起部を均一に形成すれば、あらゆる方向で見た場合においても、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、タイヤ表面と路面との間の摩擦力を増大させて、さらにタイヤの氷上性能および雪上性能を向上させることができる。また、突起部の外径を７０μｍ以下とすれば、除水性の低下を抑制することができる。
すなわち、多数の突起部を均一に形成することにより、あらゆる方向に対して、上述した除水性や摩擦力の向上を図ることができる。更に、突起部の外径を７０μｍ以下とすることにより、上述したように、突起部間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
なお、「均一」とは、トレッド部踏面をどの断面で見ても突起部の個数密度が同程度であることを指す。具体的には、「均一」とは、個数密度が最大となる断面で見た場合の突起部の個数密度が、個数密度が最小となる断面で見た場合の突起部の個数密度の３倍以下であることを指す。

ここで、半球状の突起部によるタイヤのトレッド部踏面の十点平均粗さＲｚは、１．０〜５０μｍであることが好ましい。
なぜなら、Ｒｚが１．０μｍ以上であることにより、除水用の空隙を確保することができ、一方で、Ｒｚが５０μｍ以下であることにより、路面との接触面積を確保することができるからであり、これらにより、タイヤの氷上性能及び雪上性能をさらに向上させることができるからである。
ここで、「十点平均粗さＲｚ」とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４年）の規定に準拠して測定されるものであり、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４ｍｍとして求めたものである。

また、タイヤのトレッド部踏面に形成した突起部９の局部山頂の平均間隔Ｓは、５．０〜１００μｍであることが好ましい。
なぜなら、間隔Ｓが５．０μｍ以上であることにより、除水用の空隙を確保することができ、一方で、間隔Ｓが１００μｍ以下であることにより、路面との接触面積を確保することができるからであり、これらにより、タイヤの氷上性能及び雪上性能をさらに向上させることができるからである。
ここで、「局部山頂の平均間隔」は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４年）に準拠して計測されるものであり、基準長さを０．８ｍｍ、評価長さを４ｍｍとして求めるものとする。

また、突起部の外径の分布は、個数基準で、外径５μｍ以上３０μｍ未満の突起部が５０〜６０％、外径３０μｍ以上５０μｍ未満の突起部が１５〜２０％、外径５０μｍ以上７０μｍ以下の突起部が１０〜２０％であることが好ましい。
このようにすれば、突起部を密に配設することができ、これにより接地面積を増大させて、タイヤの氷上性能及び雪上性能を向上させることができるからである。
なお、外径５μｍ未満又は７０μｍ超の突起部が含まれていてもよいが、全体の個数の１０％以下であることが好ましい。

そして、上述したタイヤは、特に限定されることなく以下のタイヤ成形用金型を用いて製造することができる。なお、下記のタイヤ成形用金型を用いたタイヤの成形は常法に従い行うことができる。

＜タイヤ成形用金型＞
図５は、本発明のタイヤを成形するのに用いるタイヤ成形用金型の一部を示す概略部分斜視図である。
図５に示すように、この金型１０は、タイヤを加硫成形する成形面１１を有する。
この成形面１１は、トレッド部踏面を形成する踏面成形面１１ａを有し、図示例では、サイドウォール部の外表面を成形するサイドウォール成形面１１ｂ、及びビード部の外表面を成形するビード部成形面１１ｃも有する。
この成形面１１は、特には限定しないが、例えばアルミニウムで形成することができる。
本発明のタイヤの、上述した表面性状を有するトレッド部踏面は、当該表面性状に対応した表面性状を有する踏面成形面１１ａを備えるタイヤ加硫金型１０によって形成することができる。具体的には、図６（ａ）に踏面成形面１１ａの拡大平面図を示し、図６（ｂ）に金型１０の踏面成形面１１ａ側の幅方向に沿う拡大断面図を示すように、本実施形態にかかるタイヤ成形用金型１０は、タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面１１ａの全体に、凹部１２を多数有している。そして、該凹部１２は、金型１０の外部（円環状の金型１０の径方向内側）に曲率中心を有し、凹部１２の曲率半径は、１μｍ以上７０μｍ以下である。なお、図６では、凹部１２が半球状の凹部である場合を示しているが、本発明のタイヤでは、凹部１２は、例えば、裁頭半球状の凹部などであっても良い。
すなわち、この金型１０を用いた、タイヤの加硫工程では、金型１０の踏面成形面１１ａの表面形状が、タイヤのトレッド部踏面の表面形状として転写される。そして、製造されたタイヤのトレッド部踏面には、タイヤ径方向外側に凸な形状（本実施形態では半球状）で、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径は、１μｍ以上７０μｍ以下である突起部９が多数形成される。従って、氷上性能および雪上性能に優れたタイヤを成形することができる。なお、本発明の金型では、該金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の凹部が形成されていても良いが、その場合、金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の凹部の個数は、凹部の全個数の１０％以下であることが好ましい。金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の凹部が全凹部の１０％以下であれば、タイヤのトレッド部踏面に十分な数の突起部を形成することができるからである。
因みに、「曲率半径が１μｍ未満または７０μｍ超の凹部の個数」は、踏面成形面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。
以下、金型１０の踏面成形面１１ａを形成する方法について説明する。

上記踏面成形面１１ａは、特定の形状の投射材を投射して成形面に衝突させる、投射材投射工程によって形成することができる。そして、この投射材投射工程を経て得られるタイヤ成形用金型は、踏面成形面が、上記のような、金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が１〜７０μｍである凹部１２を多数有するものとなるため、この金型を用いて加硫成形されるタイヤのトレッド部踏面が、上記のような、タイヤ径方向に凸な形状であり、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率半径を有し、曲率半径が１〜７０μｍの突起部を多数有するものとなる。
ここで、この投射材投射工程において、上記踏面成形面１１ａ（全面又は一部）は、真球度１５μｍ以下の球形の投射材を投射して衝突させることにより形成することが好ましい。
なぜなら、投射材の真球度を１５μｍ以下とすることにより、金型の踏面成形面に、所望の性状の凹部を多数形成することができるからであり、この金型を用いて成形するタイヤのトレッド部踏面を所望の表面形状とすることができるからである。

なお、投射材の真球度は、１０μｍ以下であることがより好ましい。
投射材の真球度を１０μｍ以下とすれば、金型の踏面成形面に、所望の性状の凹部を容易に多数形成することができるので、その金型を用いて形成したタイヤのトレッド部踏面に所望の形状の突起部を多数形成して、氷上性能および雪上性能にさらに優れたタイヤを成形することができるからである。
また、投射材の真球度は、５μｍ以下であることがさらに好ましい。
これにより、金型の踏面成形面に、所望の性状の凹部をより容易に形成することができるからである。

ここで、投射材投射工程に用いる投射材の平均粒径は、１０μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。
なぜなら、投射材の平均粒径を１０μｍ以上とすることにより、踏面成形面に所望の凹部形状を有する金型が得やすくなり、また、投射材投射工程において、高圧下での投射の際に、投射材が周囲に飛散するのを抑制することができ、一方で、投射材の平均粒径を１ｍｍ以下とすることにより、金型表面を早期に摩耗させるのを抑制することができるからである。
同様の理由により、投射材の平均粒径は、２０μｍ〜０．７ｍｍとするのがより好ましく、３０μｍ〜０．５ｍｍとするのがさらに好ましい。
ここで、「平均粒径」とは、ＳＥＭにより投射材の写真を撮影し、投射材を任意に１０個取り出し、それぞれの投射材に接する内接円の直径と外接円の直径との平均を求め、これらを当該１０個の投射材で平均した値をいうものとする。

また、投射材のモース硬度は、２〜１０とするのが好ましい。
なぜなら、投射材のモース硬度を２以上とすることにより、踏面成形面に所望の凹部形状を有する金型が得やすくなるからである。一方、投射材のモース硬度を１０以下とすることにより、金型が早期に痛むのを軽減することができるからである。
同様の理由により、投射材のモース硬度は、３．０〜９．０とするのがより好ましく、５．０〜９．０とするのがさらに好ましい。
また、タイヤ成形用金型のモース硬度は、２．０〜５．０であることが好ましく、タイヤ成形用金型と、投射材とのモース硬度の差は、３．０〜５．０であることが好ましい。

さらに、投射材の比重は、０．５〜２０とするのが好ましい。
なぜなら、投射材の比重を０．５以上とすることにより、投射工程における投射材の飛散を抑制して作業性を向上させることができるからである。一方、投射材の比重を２０以下とすることにより、投射材を加速するためのエネルギーを低減することができ、また、金型の早期の摩耗を抑制することができるからである。
同様の理由により、投射材の比重は、０．８〜１８とするのがより好ましく、１．２〜１５とするのがさらに好ましい。

ここで、投射材の材料は特には限定しないが、例えば、ジリコン、鉄、鋳鋼、セラミックス等を用いることが好ましい。

また、投射材投射工程においては、投射材を、上記金型の踏面成形面に、１００〜１０００ｋＰａの高圧空気で、３０秒間〜１０分間投射するのが好ましい。
なぜなら、投射材を１００ｋＰａ以上で、３０秒以上投射することにより、踏面成形面を満遍なく、上記した所望の形状にすることができ、一方で、投射材を１０００ｋＰａ以下で、１０分以下投射することにより、踏面成形面を損傷させるのを抑制することができるからである。
なお、投射材の比重や投射圧力を調整して、投射材の投射速度を０．３〜１０（ｍ／ｓ）とするのが好ましく、０．５〜７（ｍ／ｓ）とするのがより好ましい。
このとき、投射材の投射用のノズルと、タイヤ成形用金型との距離を、５０〜２００（ｍｍ）とすることが好ましい。
ここで、上記投射材の投射時間とは、金型１個当たりの投射時間をいい、例えば金型９個でタイヤを成形する場合には、１個のタイヤを成形する金型９個の踏面成形面に、合計２７０秒間〜９０分間投射することが好ましい。
なお、金型１個の踏面成形面への投射材の投射は、金型の形状等を考慮しながら、作業者が投射する位置をずらしつつ行うことができる。このようにすれば、投射材をより均一に投射することができる。

ここで、この金型１０では、凹部１２が金型の外部に曲率中心を有し、曲率半径が１μｍ以上５０μｍ以下の凹部を多数有することが好ましい。形成したタイヤのトレッド部踏面の少なくとも一部が、トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、曲率半径が、１μｍ以上５０μｍ以下である、タイヤ径方向外側に凸な形状の突起部を多数有するようにタイヤを成形することができ、タイヤの氷上性能および雪上性能にさらに優れたタイヤを成形することができるからである。なお、凹部１２の曲率半径は、投射材の粒径、投射角度などを調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の粒径を大きくすると、曲率半径を大きくすることができる。

また、この金型１０では、凹部１２の形状が半球状であることが好ましい。凹部１２の形状が半球状であれば、タイヤのトレッド部踏面に半球状の突起部９を形成することができるからである。なお、凹部１２の形状は、投射材の粒径及び噴射速度、投射角度を調整することにより、制御することができる。

更に、この金型１０では、凹部１２の深さｈが１〜５０μｍであることが好ましい。凹部１２の深さｈを１〜５０μｍとすれば、タイヤのトレッド部踏面に高さが１〜５０μｍの突起部９を形成することができるからである。なお、凹部１２の深さｈは、投射材の投射速度を調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の投射速度を大きくすると、深さｈを大きくすることができる。
ここで、凹部１２の深さは、凹部１２の最深部（径方向内端）を通って延びる径方向線に直交する第３仮想平面と、凹部１２の外輪郭線に接し且つ前記径方向線に直交する仮想平面のうち前記第３仮想平面に最も近い第４仮想平面との間の径方向に沿う距離をいうものとする。因みに、「径方向」とは、円環状の踏面成形面の径方向、即ち、金型１０を用いて成形されるタイヤのタイヤ径方向に対応する方向を指す。
なお、凹部１２の深さは、ＳＥＭ、マイクロスコープにより測定することができる。

ここでまた、本発明の金型にあっては、タイヤ成形用の金型であって、タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面を有し、前記踏面成形面の少なくとも一部が、外径が５〜７０μｍの破泡状凹部を多数有することが好ましい。このように、踏面成形面の少なくとも一部に外径が５〜７０μｍの破泡状凹部を多数形成すれば、トレッド部踏面の少なくとも一部に外径が５〜７０μｍの中実泡状突起部を多数有する、氷上性能および雪上性能に優れるタイヤを成形することができるからである。
ここで、「外径」とは、平面視における、破泡状凹部の最大径を指す。そして、「外径」は、例えば、金型の踏面成形面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。また、本発明において、「破泡状凹部」とは、泡状体が破泡した際に該泡状体が位置していた場所に形成される、泡状体の外形に対応した形状の凹部を指す。そして、「破泡状凹部」には、例えば、半球状、裁頭半球状などの凹部が含まれる。
なお、本発明の金型では、踏面成形面に、外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の破泡状凹部が形成されていても良いが、その場合、外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の破泡状凹部の個数は、破泡状凹部の全個数の１０％以下であることが好ましい。外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の破泡状凹部が全破泡状凹部の１０％以下であれば、タイヤのトレッド部踏面に十分な数の中実泡状突起部を形成することができるからである。
ここで、この金型１０では、破泡状凹部１２の外径ｄが１０〜２０μｍであることが好ましい。破泡状凹部１２の外径ｄを１０〜２０μｍとすれば、タイヤのトレッド部踏面に外径Ｄが１０〜２０μｍの中実泡状突起部９を形成することができるからである。
なお、破泡状凹部１２の外径ｄは、投射材の粒径を調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の粒径を大きくすると、外径ｄを大きくすることができる。
因みに、「外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の破泡状凹部の個数」は、踏面成形面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。
また、この金型１０では、破泡状凹部１２の形状が半球状であることが好ましい。破泡状凹部１２の形状が半球状であれば、タイヤのトレッド部踏面に半球状の中実泡状突起部９を形成することができるからである。なお、破泡状凹部１２の形状は、投射材の粒径、投射角度を調整することにより、制御することができる。

さらに、本発明の金型にあっては、タイヤ成形用の金型であって、タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面を有し、踏面成形面の少なくとも一部に、複数の凹部を形成してなり、凹部の外径ｄが、５〜７０μｍであり、且つ、凹部間の距離ｌの０倍超１００倍以下であることが好ましい。
このように、踏面成形面の少なくとも一部に複数の凹部を形成し、更に、該凹部の外径ｄを、５〜７０μｍの範囲内、且つ、凹部間の距離ｌの０倍超１００倍以下とすれば、トレッド部踏面の少なくとも一部に所定の外径の突起部を多数有する、氷上性能および雪上性能に優れるタイヤを成形することができるからである。即ち、この金型を用いたタイヤの加硫工程では、金型の踏面成形面の凹部形状が、タイヤのトレッド部踏面の突起部形状として転写される。そして、製造されたタイヤのトレッド部踏面には、外径Ｄが、５〜７０μｍ、且つ、互いに隣接する突起部間の距離Ｌの０倍超１００倍以下である突起部が形成される。
なお、本発明の金型では、踏面成形面に、外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の凹部が形成されていても良いが、その場合、外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の凹部の個数は、凹部の全個数の１０％以下であることが好ましい。外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の凹部が全凹部の１０％以下であれば、タイヤのトレッド部踏面に十分な数の突起部を形成することができるからである。因みに、本発明のタイヤでは、踏面成形面に、外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の凹部が形成されている場合、全ての凹部において、外径ｄが、凹部間の最短距離ｌの０倍超１００倍以下であることが好ましい。全ての凹部において外径ｄを最短距離ｌの０倍超１００倍以下とすれば、タイヤのトレッド部踏面に突起部を適切な間隔で形成することができるからである。ここで、この金型では、凹部の外径ｄが１０〜２０μｍであることが好ましい。凹部の外径ｄを１０〜２０μｍとすれば、タイヤのトレッド部踏面に外径Ｄが１０〜２０μｍの突起部を形成することができるからである。なお、凹部の外径ｄは、投射材の粒径などを調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の粒径を大きくすると、外径ｄを大きくすることができる。
更に、この金型では、凹部の外径ｄが、凹部間の最短距離ｌの３０倍以上１００倍以下であることが好ましい。凹部の外径ｄを最短距離ｌの３０倍以上１００倍以下とすれば、タイヤのトレッド部踏面に、外径Ｄが突起部間の最短距離Ｌの３０倍以上１００倍以下の突起部を形成することができるからである。なお、凹部間の最短距離ｌは投射材の粒径などを調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の粒径を大きくすると、距離ｌを小さくすることができる。
なお、「外径ｄが５μｍ未満または７０μｍ超の破泡状凹部の個数」は、踏面成形面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。
ここで、本発明において、「外径」とは、上述のように、平面視における凹部の最大径を指す。また、本発明において、「凹部間の距離」とは、互いに隣接する凹部間の最短距離を指す。そして、「外径」および「凹部間の距離」は、例えば、トレッド部踏面を電子顕微鏡で撮影して測定することができる。

さらにまた、本発明のタイヤ成形用金型は、タイヤ成形用の金型であって、タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面を有し、該踏面成形面の少なくとも一部が、外径が７０μｍ以下の凹部を均一に多数有することが好ましい。
このように、踏面成形面の少なくとも一部に外径が７０μｍ以下の凹部を均一に多数形成すれば、トレッド部踏面の少なくとも一部に外径が７０μｍ以下の突起部を多数有する、氷上性能および雪上性能に優れるタイヤを成形することができるからである。
ここで、金型の踏面成形面は、踏面成形面の少なくとも一部に、外径が２０μｍ以下の凹部を多数有することが好ましい。このようにすれば、形成したタイヤのトレッド部踏面の少なくとも一部に、外径が２０μｍ以下の突起部を均一に多数成形することができ、氷上性能および雪上性能に優れたタイヤを成形することができるからである。
ここで、本発明において、「均一」とは、踏面成形面をどの断面で見ても凹部の個数密度が同程度であることを指す。具体的には、「均一」とは、個数密度が最大となる断面で見た場合の個数密度が、個数密度が最小となる断面で見た場合の個数密度の３倍以下であることをいうものとする。
凹部１２の外径ｄは、投射材の粒径を調整することにより、制御することができる。具体的には、投射材の粒径を大きくすると、外径ｄを大きくすることができる。
また、踏面成形面に凹部を均一に形成するのは、投射材の粒径を小さくすることにより、制御することができる。

ここで、金型の踏面成形面の十点平均粗さＲｚは、１．０〜５０μｍであることが好ましい。トレッド部踏面の十点平均粗さＲｚが、１．０〜５０μｍであるタイヤを成形することができるからである。
なお、投射材投射工程において用いる投射材の平均粒径を５０〜４００μｍとすることにより、上記の範囲の十点平均粗さＲｚを有する踏面成形面を備えるタイヤ成形用金型を得ることができる。

また、金型の踏面成形面の凹部の局部山頂の平均間隔は、５．０〜１００μｍであることが好ましい。タイヤのトレッド部踏面に形成した突起部の局部山頂の平均間隔Ｓが５．０〜１００μｍである、タイヤを成形することができるからである。
なお、投射材投射工程において用いる投射材の平均粒径を５０〜４００μｍとすることにより、上記の範囲の平均間隔Ｓを有する踏面成形面を備えるタイヤ成形用金型を得ることができる。

また、金型の踏面成形面の凹部の外径の分布は、個数基準で、外径５μｍ以上３０μｍ未満の凹部が５０〜６０％、外径３０μｍ以上５０μｍ未満の凹部が１５〜２０％、外径５０μｍ以上７０μｍ以下の凹部が１０〜２０％であることが好ましい。なお、外径が５μｍ未満又は７０μｍ超の凹部を有していてもよいが、全体の個数の１０％以下であることが好ましい。
突起部の外径の分布が、外径５μｍ以上３０μｍ未満の突起部が５０〜６０％、外径３０μｍ以上５０μｍ未満の突起部が１５〜２０％、外径５０μｍ以上７０μｍ以下の突起部が１０〜２０％となるようなタイヤを成形することができるからである。
なお、投射材投射工程において用いる投射材の粒径の分布を、個数基準で、５０μｍ以上２００μｍ未満の投射材を１０〜２０％、２００μｍ以上３００μｍ未満の投射材を５０〜６０％、３００μｍ以上４００μｍ以下の投射材を１０〜２０％とすることにより、上記の範囲の外径分布の凹部を有する踏面成形面を備えるタイヤ成形用金型を得ることができる。なお、平均粒径が、５０μｍ未満、４００μｍ超の投射材を含んでいても良い。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（タイヤ成形用金型の製造）
アルミニウム製のタイヤ成形用金型の踏面成形面に対し、投射条件（投射圧力、投射速度など）を変更して投射材（セラミック系）を投射し、表１に示す表面性状の踏面成形面を有するタイヤ成形用金型１〜５を製造した。なお、作製した金型の踏面成形面の表面性状は、ＳＥＭおよびマイクロスコープを用いて測定した。

（タイヤの製造）
作製したタイヤ成形用金型１〜５をそれぞれ用いて、常法に従いタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤ１〜５をそれぞれ製造した。そして、作製したタイヤのトレッド部踏面の表面性状をＳＥＭおよびマイクロスコープを用いて測定した。結果を表２に示す。
また、作製した各タイヤの氷上性能および雪上性能を下記の評価方法で評価した。結果を表２に示す。

＜氷上性能＞
作製直後のタイヤを適用リムに組み込み、ＪＡＴＭＡに規定の正規内圧を充填して車両に装着した。そして、前輪１輪当たりの荷重を４．３ｋＮとして、凍結路において、速度３０ｋｍ／ｈの条件下で氷上摩擦係数を測定した。タイヤ１の氷上摩擦係数を１００として各タイヤの氷上摩擦係数を指数評価した。表２に結果を示す。表２中、数値が大きいほど氷上摩擦係数が大きく、氷上性能が優れていることを示す。
＜雪上性能＞
作製直後のタイヤを適用リムに組み込み、ＪＡＴＭＡに規定の正規内圧を充填して車両に装着した。そして、前輪１輪当たりの荷重を４．３ｋＮとして、積雪路において、速度３０ｋｍ／ｈの条件下で雪上摩擦係数を測定した。タイヤ１の雪上摩擦係数を１００として各タイヤの雪上摩擦係数を指数評価した。表２に結果を示す。表２中、数値が大きいほど雪上摩擦係数が大きく、雪上性能が優れていることを示す。

表２に示すように、実施例にかかるタイヤは、比較例及び従来例にかかるタイヤよりも氷上性能及び雪上性能に優れていることがわかる。

本発明によれば、氷上性能および雪上性能を向上させたタイヤ、並びに、該タイヤを成形し得るタイヤ成形用金型を提供することができる。

１ トレッド部
２ 突起部
３ 空隙
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
７ カーカス
８ ベルト
８ａ、８ｂ ベルト層
９ 突起部
１０ 金型
１１ 成形面
１１ａ 踏面成形面
１１ｂ サイドウォール部成形面
１１ｃ ビード部成形面
１２ 凹部
２０ タイヤ
Ｔ 路面

Claims (2)

1. トレッド部踏面の少なくとも一部に、タイヤ径方向外側に凸な形状の突起部を多数形成し、該突起部は、前記トレッド部踏面よりタイヤ径方向内側に曲率中心を有し、前記突起部の曲率半径は、１μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする、タイヤ。
2. タイヤ成形用の金型であって、
   タイヤのトレッド部踏面を成形する踏面成形面を有し、該踏面成形面の少なくとも一部に、凹部を多数形成し、該凹部は、前記金型の外部に曲率中心を有し、前記凹部の曲率半径が１μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする、タイヤ成形用金型。