JP2013136334A - タイヤおよびタイヤ成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】氷上性能および雪上性能を向上させたタイヤ、並びに、そのタイヤの製造（成形）に用いるタイヤ成形用金型を提供する。
【解決手段】トレッド部踏面の少なくとも一部に、複数の突起部を８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したタイヤである。また、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８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したタイヤ成形用金型である。
【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、原因は明らかではないが、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、トレッド部の表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、複数の突起部を８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したことを特徴とする。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８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で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、３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で突起部を形成すれば、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、「突起部の個数密度」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、前記踏面成形面の少なくとも一部に、複数の凹部を８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したことを特徴とする。このように、踏面成形面の少なくとも一部に複数の凹部を８０〜３２０個／ｍｍ^２の個数密度で形成すれば、トレッド部踏面の少なくとも一部に複数の突起部を個数密度８０〜３２０個／ｍｍ^２で有する、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、「凹部の個数密度」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。

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）は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り、（ｂ）は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。 （ａ）〜（ｃ）は、タイヤのトレッド部踏面の一部の形状の他の例である。 （ａ），（ｂ）は、突起部の体積および寸法について説明するための図である。

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６の表面６ａの拡大平面図を示し、図３（ｂ）にトレッド部６の表面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表面のＳＥＭ写真を示すように、本実施形態にかかるタイヤは、トレッド部６の表面６ａの全体に、微小な突起部９を所定の個数密度（８０〜３２０個／ｍｍ^２）で有している。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、裁頭円錐状、裁頭角錐状といった、図７（ａ）に示すような断面台形状のものや、円柱状、角柱状といった、図７（ｂ）に示すような断面矩形状のものや、図７（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。

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８０〜３２０個／ｍｍ^２の個数密度で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、突起部９を個数密度８０／ｍｍ^２以上で形成しているので、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。
また、このタイヤ２０では、突起部９の個数密度が３２０個／ｍｍ^２以下であるので、突起部９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９が潰れ難く、除水性を確保することができる。
更に、このタイヤ２０では、突起部９の個数密度が３２０個／ｍｍ^２以下であるので、多数の突起部９を形成した場合であっても、突起部９間の空隙の体積を確保して、除水性を高めることができる。
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、トレッド部踏面の９０％以上の範囲に亘って突起部が８０〜３２０個／ｍｍ^２の個数密度で形成されていることが好ましい。トレッド部踏面の９０％以上の範囲に亘って所定の個数密度で突起部を形成すれば、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。

ここで、このタイヤ２０では、突起部９は個数密度１５０〜２５０個／ｍｍ^２で形成されていることが好ましい。突起部９の個数密度を１５０個／ｍｍ^２以上とすれば、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からである。また、突起部９の個数密度を２５０個／ｍｍ^２以下とすれば、突起部９の剛性および突起部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。

さらに、このタイヤ２０は、トレッド部踏面の少なくとも一部に、体積が４×１０^５μｍ^３以上の突起部を８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で形成し、それぞれの突起部における最大幅を第１の幅ｘ（μｍ）として、該第１の幅を計測する方向に対して、直交する方向における突起部の最大幅を第２の幅ｙ（μｍ）、高さをｚ（μｍ）としたとき、ｘ≦２００μｍ、ｙ≦２００μｍ、且つ、ｚ≦５０μｍを満たすことが好ましい。ただし、ｘ、ｙはｚに垂直であるものとする（図８（ａ），（ｂ）参照）。
これにより、ブロック剛性の低下を更に抑制しつつ、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向上させることができる。即ち、このタイヤ２０では、トレッド部踏面に、体積が４×１０^５μｍ^３以上で、それぞれの突起部における最大幅を第１の幅ｘ（μｍ）として、該第１の幅を計測する方向に対して、直交する方向における突起部の最大幅を第２の幅ｙ（μｍ）、高さをｚ（μｍ）としたとき、ｘ≦２００μｍ、ｙ≦２００μｍ、且つ、ｚ≦５０μｍを満たす突起部を８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で形成したため、ブロック剛性の低下や徐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、トレッド部踏面の表面性状について、図８（ａ）に示す、仮想する所定の直方体（２００μｍ×２００μｍ×５０μｍ）の範囲内で４×１０^５μｍ^３以上の体積を有する突起部が、トレッド部踏面の少なくとも一部に、８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で形成されているため、突起部間に除水用の空間を確保することができるとともに、各突起部が比較的均等に路面と接触し、突起部の接地面積を確保することができる。
なお、本発明のタイヤでは、トレッド部踏面に、体積が、４×１０^５μｍ^３未満の突起部、または、形状が、ｘ≦２００μｍ、ｙ≦２００μｍ、且つ、ｚ≦５０μｍを満たさない突起部が形成されていても良いが、その場合、上記の条件を満たさない突起部の個数は、突起部の全個数の１０％以下であることが好ましい。そのような突起部が１０％以下であれば充分に上記の作用効果を発揮することができるからである。
なお、このタイヤ２０は、突起部９が形成されている部分は、同様の理由により、体積が４×１０^５μｍ^３以上で、ｘ≦２００μｍ、ｙ≦２００μｍ、且つ、ｚ≦５０μｍを満たす突起部の個数密度が、１５０個／ｍｍ^２以上となることが好ましく、より好適には、１５０個／ｍｍ^２以上、２５０個／ｍｍ^２未満となることが望ましい。また、突起部の体積は、５×１０^５μｍ^３以上であることが好ましい。
なお、本発明において「突起部の体積」及び「突起部の幅ｘ、ｙ、および高さｚ」は、例えば、トレッド部踏面を電子顕微鏡により拡大して測定することができる。

更にまた、このタイヤ２０は、トレッド部踏面の少なくとも一部に、網の目状に延びる凹部にて区画される凸部（突起部）を多数有し、この凹部の幅が５０μｍ以下であることが好ましい。
なお、凹部３０の幅は、５μｍ以上であることが好ましい。
このように、トレッド部踏面の少なくとも一部に網の目状に延びる凹部にて区画される多数の突起部を形成すれば、除水性を向上させつつ、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、凹部の幅Ｌを５０μｍ以下とすれば、凹部により除水性を高めつつ、さらに突起部の剛性を確保して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。そして、トレッド部の踏面に網の目状に延びる凹部にて区画される微小な突起部（凸部）が形成されているので、除水性を向上させつつ、タイヤの氷上性能および雪上性能をさらに十分に向上させることができる。
即ち、凹部を形成しているので、路面との接地時に、凹部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、多数の突起部が形成されているので、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、凹部の幅Ｌを５０μｍ以下とすれば、凹部の幅、即ち隣接する突起部間の距離が大きくなり過ぎない。そのため、除水性を高めつつ、突起部の剛性を確保して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。
また、凹部３０の幅Ｌを５μｍ以上とすれば、凹部３０の空隙を確保して、除水性を確保することができる。
ここで、網の目状に延びる凹部にて区画される突起部（凸部）の外径Ｄは、５μｍ〜７０μｍであることが好ましい。突起部の外径Ｄを５μｍ以上とすれば、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９が潰れ難く、除水性を確保することができる。また、突起部の外径Ｄを７０μｍ以下とすれば、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。
ここで、「凹部の幅」とは、図３（ａ）に示すように、トレッド部踏面の平面視において互いに隣接する突起部間にある凹部の最短距離を指す。また、「突起部の外径」とは、図３（ａ）に示すように、トレッド部踏面の平面視における、突起部の最大径を指す。そして、この「凹部の幅」および「突起部の外径」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。

ここで、半球状の突起部を形成した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る。これらにより、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。
ここで、「十点平均粗さＲｚ」とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）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、平均間隔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、平均間隔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る。これらにより、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。
ここで、「局部山頂の平均間隔」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）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。

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を備えるタイヤ成形用金型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、金型１０の踏面成形面１１ａの全体に、微小な凹部１２を所定の個数密度（８０〜３２０個／ｍｍ^２）で有している。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、本発明の金型では、凹部１２は、裁頭半球状、裁頭円錐状、裁頭角錐状、円柱状または角柱状の凹部であっても良い。
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の半球状の凹部形状が、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、半球状の突起部９が個数密度８０〜３２０個／ｍｍ^２で形成される。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、踏面成形面の９０％以上の範囲に亘って凹部が８０〜３２０個／ｍｍ^２の個数密度で形成されていることが好ましい。踏面成形面の面積の９０％以上の範囲に亘って所定の個数密度で凹部を形成すれば、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。
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、半球状の凹部１２を個数密度８０〜３２０個／ｍｍ^２で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、半球状の突起部９を個数密度８０〜３２０個／ｍｍ^２で有するものとなる。
ここで、この投射材投射工程において、上記踏面成形面１１ａ（全面または一部）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より得やすくなり、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るからである。一方、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より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、金型が早期に傷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踏面成形面のモース硬度は、２．０〜５．０であることが好ましく、タイヤ成形用金型の踏面成形面と、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、例えば金型を９個用いてタイヤを成形する場合には、１個のタイヤを成形する９個の金型の踏面成形面に、投射材を合計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の個数密度が１５０〜２５０個／ｍｍ^２であることが好ましい。凹部１２の個数密度を１５０〜２５０個／ｍｍ^２とすれば、タイヤのトレッド部踏面に突起部９を個数密度１５０〜２５０個／ｍｍ^２で形成することができるからである。なお、凹部１２の個数密度は、投射材の粒径や個数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、投射材の個数を多くすると、個数密度を大きくすることができる。また、投射材の粒径を大きくすると、個数密度を小さ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、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（径方向外端）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。

さらに、金型１０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、体積が４×１０^５μｍ^３以上の凹部を８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で形成し、それぞれの前記凹部における最大幅を第１の幅ｘ´（μｍ）として、該第１の幅を計測する方向に対して、直交する方向における凹部の最大幅を第２の幅ｙ´（μｍ）、深さをｚ´（μｍ）としたとき、ｘ´≦２００μｍ、ｙ´≦２００μｍ、且つ、ｚ´≦５０μｍを満たすことが好ましい。
これにより、上記した、トレッド部踏面の少なくとも一部に、体積が４×１０^５μｍ^３以上で、ｘ≦２００μｍ、ｙ≦２００μｍ、且つ、ｚ≦５０μｍを満たす突起部を８０個／ｍｍ^２以上の個数密度で形成し、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。なお、凹部の個数密度は、投射材の粒径や個数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、投射材の個数を多くすると、個数密度を大きくすることができる。また、投射材の粒径を大きくすると、個数密度を小さくすることができる。
また、凹部１２の体積は、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、体積を大きくすることができる。
なお、この金型は、凹部１２が形成されている部分は、同様の理由により、それぞれ体積が４×１０^５μｍ^３以上で、ｘ´≦２００μｍ、ｙ´≦２００μｍ、且つ、ｚ´≦５０μｍを満たす凹部の個数密度が、１５０個／ｍｍ^２以上となることが好ましく、より好適には、１５０個／ｍｍ^２以上、２５０個／ｍｍ^２未満となることが望ましい。また、凹部の体積は、５×１０^５μｍ^３以上であることが好ましい。
なお、本発明において「凹部の体積」及び「凹部の幅ｘ´、ｙ´、および高さｚ´」は、例えば、踏面成形面を電子顕微鏡により拡大して測定することができる。

さらにまた、金型１０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、網の目状に延びる突起部にて区画される凹部を多数形成し、突起部の幅が５０μｍ以下であることが好ましい。
また、踏面成形面の突起部の幅ｌは、５μｍ以上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、網の目状に延びる突起部にて区画される凹部を多数形成し、更に突起部の幅ｌを５０μｍ以下とすれば、トレッド部踏面の少なくとも一部に、所定の幅（５０μｍ以下）を備え、網の目状に延びる凹部を有する、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。
また、踏面成形面の突起部の幅ｌを、５μｍ以上とすれば、製造されたタイヤのトレッド部踏面における凹部３０の空隙を確保して、除水性を確保することができるからである。
なお、金型１０では、凹部の外径ｄは、５μｍ〜７０μｍであることが好ましい。凹部の外径ｄを上記範囲とすれば、タイヤのトレッド部踏面において、突起部の剛性を確保しつつ、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。
ここで、金型の踏面成形面の突起部の幅は、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、突起部の幅を小さくすることができる。また、凹部の外径は、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、凹部の外径を大きくすることができる。
因みに、「突起部の幅」とは、踏面成形面の平面視における、互いに隣接する凹部間にある突起部の最短距離を指す。また、「凹部の外径」とは、踏面成形面の平面視における、凹部の最大径を指す。そして、この「突起部の幅」及び「凹部の外径」は、例えば、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、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。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明のタイヤおよびタイヤ成形用金型は上述した例に限定されることは無く、本発明のタイヤおよびタイヤ成形用金型には適宜変更を加えることができる。

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、比較例および従来例にかかるタイヤよりも氷上性能およ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
６ａ 表面
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
３０ （網の目状）凹部
Ｔ 路面

Claims (2)

1. トレッド部踏面の少なくとも一部に、複数の突起部を８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したことを特徴とする、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、
   前記踏面成形面の少なくとも一部に、複数の凹部を８０個／ｍｍ^２以上３２０個／ｍｍ^２以下の個数密度で形成したことを特徴とする、タイヤ成形用金型。