JP2017105298A

JP2017105298A - タイヤ

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Publication number: JP2017105298A
Application number: JP2015240088A
Authority: JP
Inventors: 大雅石原; Taiga Ishihara; 辰作片山; Shinsaku Katayama; 二弥斎藤; Tsugiya Saito
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-15
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: JP6523938B2

Abstract

【課題】トレッド部の外表面に形成された溝における、空気中のオゾンに起因するクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることのできるタイヤを提供する。
【解決手段】溝２３を保護する保護膜１００は、溝側壁膜部１０２における踏面部２２側の端部１０２ａが、踏面部２２から溝の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置する。さらに、溝底膜部１０１を、溝側壁膜部１０２よりも平均厚さが厚くなるように設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレッド部に形成されている溝の表面に保護膜を有するタイヤに関する。

従来、タイヤのトレッド部等の外表面側は、ゴム部材で構成されている。ゴム部材は空気中のオゾンに触れると劣化するため、経年したタイヤ外表面には劣化による微小なクラックが発生しやすく、製品外観が損なわれる場合がある。トレッド部の外表面(トレッド表面)には踏面部と溝とが形成されている。トレッド表面において路面と接する踏面部は、走行中に路面と接触を繰り返しており、徐々に摩耗が進行するためクラックが発生しにくいが、トレッド表面おける路面と接しない溝にはクラックが発生しやすい。特に、溝の溝底部にクラックが発生しやすい傾向にある。

トレッド表面に形成された溝のクラックの発生を抑制する技術としては、溝の表面に、トレッドゴム(トレッドを構成するゴム)よりも高弾性の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分とをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなる保護膜を設ける技術（例えば、特許文献１）が知られている。

特開２０１０−４７０７２号公報

ここで、クラックの発生抑制効果を上げるため、トレッド表面に形成された溝において、その溝の表面全面に設ける保護膜の厚さを単に厚くすると、走行時において次のような問題が発生することが分かった。溝の溝側壁部における踏面部との境界部で、保護膜が剥離しやすくなり、剥離した保護膜によって、タイヤの外観が損なわれる場合があった。例えば、保護膜とトレッドゴムとは色が異なる場合が多く、溝側壁部の踏面部との境界部から剥離した保護膜や、露出した溝側壁部の表面が目立つことがあった。また、境界部で保護膜が剥離すると、溝表面の全面から保護膜が剥離しすくなる場合もあった。

本発明は、トレッド部の外表面に形成された溝における、空気中のオゾンに起因するクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることのできるタイヤを提供することを目的とする。

(１) 本発明に係るタイヤは、路面と接する踏面部と路面と接しない溝とがゴム部材の外表面に形成されているトレッド部を備えるタイヤであって、前記トレッド部の外表面において、前記溝の表面を保護する保護膜を設け、前記保護膜は、オゾンに対する耐性を有する非ゴム系の材料を用いて形成され、前記溝の溝底部に設けられた溝底膜部と、前記溝の溝側壁部に設けられた溝側壁膜部とを有し、前記溝側壁膜部は前記溝底膜部に連なり、前記溝側壁膜部における前記踏面部側の端部は、前記踏面部から前記溝の深さの５０％以内の範囲に相当する前記溝側壁部の表面に位置し、前記溝底膜部は、前記溝側壁膜部よりも平均厚さが厚いことを特徴とする。
(２) 上記(１)に記載のタイヤであって、前記溝底部は、前記溝側壁部との連結部分を形成している曲面状の第１底部と、前記第１底部よりも曲率が小さく前記第１底部に連なる第２底部とを有し、前記溝底膜部は、前記第１底部を覆う第１底膜部と前記第２底部を覆う第２底膜部とを有することを特徴とする。
(３) 上記(１)または(２)に記載のタイヤであって、前記保護膜は、発泡性を有する前記非ゴム系の材料を用いて形成されていることを特徴とする。
(４) 上記(３)に記載のタイヤであって、前記保護膜は、前記踏面部の外表面を構成する踏面膜部を有することを特徴とする。
(５) 上記(４)に記載のタイヤであって、前記保護膜は、前記溝側壁膜部、前記踏面膜部、前記溝底膜部の順に平均厚さが厚くなっていることを特徴とする。

本発明によれば、トレッド部の外表面に形成された溝における、空気中のオゾンに起因するクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることのできるタイヤを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るタイヤの一部斜視図である。図２は、第１実施形態のタイヤ幅方向に沿った一部断面図である。図３は、第１実施形態のトレッド部外表面に形成された溝のタイヤ幅方向に沿った断面図である。図４は、保護膜の剥離について説明するための図である。図５は、第１実施形態における溝と保護膜との構成について説明するための図である。図６は、第２実施形態のトレッド部外表面に形成された溝のタイヤ幅方向に沿った断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るタイヤについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

図１に、第１実施形態に係るタイヤ１０の一部斜視図を示す。図２に、第１実施形態に係るタイヤ１０の幅方向に沿った一部断面図を示す。なお、図２では、タイヤ赤道線ＣＬを基準としたタイヤ幅方向におけるタイヤ１０の半分のみが図示されている。

図１及び図２に示すように、タイヤ１０は、路面と接するトレッド部２０を備えている。具体的には、トレッド部２０は、ゴム部材であるトレッドゴムによって構成される。トレッドゴムは、タイヤ１０に要求される性能に応じて、適切なゴム系の材料に配合剤を調合したゴムが用いられる。

トレッド部２０は、その外表面であるトレッド表面２１に、路面と接する踏面部２２と、路面と接しない溝２３とを有する。溝２３は、タイヤ周方向に延びる周方向溝である。

踏面部２２と溝２３とによるパターンは、図１に示したパターンに限定されないが、ウエット性能を確保するため、トレッド表面２１に対して一定比率を占める溝２３が形成される。

また、タイヤ１０は、空気入りタイヤであり、タイヤ１０の骨格を形成するカーカス３０を有する。カーカス３０は、有機繊維または金属のコードによって形成され、一対のビード４０に係止される。カーカス３０の構造は、特に限定されないが、一般的には、ラジアル構造が好適に用いられる。

ビード４０は、リムホイール（不図示）と組み合わされる部分であり、タイヤ１０をリムホイールに固定する。ビード４０は、ビードコア及びビードフィラーによって構成される。ビードコアは複数のワイヤーで形成され、ビードフィラーは、ビードコアで折り返されたカーカス３０と、ビードコアとの空隙を埋める。

トレッド部２０とカーカス３０との間には、ベルト層５０が設けられる。ベルト層５０は、カーカス３０によるタイヤ１０の骨格を補強する。ベルト層５０には、タイヤ１０の用途に応じた適切な構造が適用される。一般的には、ベルト層５０は、タイヤコード（不図示）が交錯する一対の交錯ベルト層と、交錯ベルト層のタイヤ幅方向の端部に配置されるキャップ層とによって構成される。

上述したように、タイヤ１０の具体的な構造は用途によって変化するが、タイヤ１０は、図２に示す通り、トレッド表面２１に形成されている溝２３の表面を保護する保護膜１００を有している。

保護膜１００は、オゾンに対する耐性を有する非ゴム系の材料で形成される。保護膜１００は、溝２３の表面のゴムにクラックが発生することを防止するため、このゴム(特に溝底部のゴム)がオゾンに直接触れることを抑制する。

保護膜１００には、オゾンに対する耐性を有し、オゾンによるダメージを受けず、オゾンに対するクラック発生防止効果、耐久性に優れた非ゴム系の成分を主体とする薄膜を用いる。この非ゴム系の成分は発泡性を有するものでもよい。ここでは、オゾンに対する耐性を有するウレタンを用いて形成される保護膜であるウレタン膜を用いた。保護膜１００に用いるオゾンに対する耐性を有する成分としては、ウレタン以外に、ポリエチレン、ポリプロピレン等がある。

次に、保護膜１００の構成について、具体的に説明する。図３は、トレッド表面２１に形成されている溝２３のタイヤ幅方向に沿った断面図である。図３に示すように、保護膜１００は、溝２３の溝底部２３ａに設けられた溝底膜部１０１と、溝２３の溝側壁部２３ｂに設けられた溝側壁膜部１０２とを有している。

溝側壁膜部１０２は溝底膜部１０１に連なって形成されている。溝側壁膜部１０２における踏面部２２側の端部１０２ａは、踏面部２２から溝２３の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するように、保護膜１００を設ける。より好ましくは、踏面部２２側の端部１０２ａは、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するように、保護膜１００を設ける。さらに、保護膜１００は、溝側壁膜部１０２よりも溝底膜部１０１の方が、平均厚さが厚くなるように設けられている。なお、溝側壁膜部１０２は、溝底膜部１０１に向かって、厚みが厚くなるように設けてもよい。

ここで、走行中の保護膜の剥離について、その説明図である図４と共に説明する。クラックの発生抑制効果を上げるため、溝２３の表面全面に設ける保護膜１１０の厚さを単に厚くすると、溝側壁部２３ｂの踏面部２２との境界部２３ｃで、保護膜１１０が剥離しやすくなる。これは、保護膜１１０の端部１１２ａが、踏面部２２と同一面上に露出しており、路面と接する端部１１２ａの露出面の面積が、保護膜１１０の厚さが厚くなるにつれて増大するためである。保護膜１１０が剥離すると、例えば、図４に破線で示すように、境界部２３ｃ付近で、保護膜１１０がめくれた状態となる。

一般的に、溝側壁部２３ｂは溝底部２３ａに比べてクラックの発生が少ない。そこで、溝側壁部２３ｂの踏面部２２との境界部２３ｃを起点とする、保護膜１１０の剥離を防止するために、溝底部２３ａには保護膜１１０を設けるが、溝側壁部２３ｂに保護膜１１０を設けないことも考えられる。しかし、溝底部２３ａのみに保護膜を設けた場合には、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間に剛性段差が生じ、やはり溝底部２３ａで保護膜１１０が剥離しやすくなることが分かった。剥離が発生すると、溝側壁部２３ｂの踏面部２２との境界部２３ｃでの剥離発生時と同様に、タイヤの外観が損なわれる場合があった。さらには、クラックの発生が多い溝底部２３ａに対するクラック発生抑制効果が減少することがあった。

本実施形態のタイヤ１０においては、前述したように、保護膜１００の端部１０２ａ(溝側壁膜部１０２における踏面部２２側の端部)が、踏面部２２から溝２３の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するように、保護膜１００を設けている。５０％以内の範囲とすることで、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１００の剥離発生についても抑制している。

本実施形態のタイヤ１０においては、さらに、保護膜１００を、溝側壁膜部１０２よりも溝底膜部１０１の方が、平均厚さが厚くなるように設けている。溝底膜部１０１の平均厚さを厚くすることにより、溝側壁部２３ｂよりもクラックの発生が多い溝底部２３ａにおいて、クラックの発生を十分に抑制でき、溝２３におけるクラックの発生を効果的に抑制できる。また、溝底膜部１０１の膜厚を厚くして、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａが踏面部２２と同一面上に露出するように保護膜１００を設けても、溝側壁膜部１０２の膜厚は薄くなっている。よって、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａにける路面と接する露出面の面積を狭くでき、この露出面が路面から受ける影響を低減できる。これにより、本実施形態においては、溝底膜部１０１の膜厚を厚くした場合においても、溝側壁部２３ｂの踏面部２２との境界部２３ｃを起点とする保護膜１００の剥離抑制も含めて、溝２３の表面から保護膜１００が剥離することを的確に抑制できる。

このようにして、本実施形態のタイヤ１０においては、クラックの発生が多い溝底部２３ａに対するクラック発生抑制効果を上げるため、溝底膜部１０１の膜厚を厚くした場合においても、保護膜１００が剥離することを抑制できる。従って、本実施形態のタイヤ１０は、トレッド部２０の外表面であるトレッド表面２１に形成された溝２３における、空気中のオゾンに起因するクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることができる。

なお、保護膜１００の端部１０２ａは、踏面部２２から溝２３の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するようにしている。より好ましくは、保護膜１００の端部１０２ａは、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内(０％は含まない)の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するようにする。即ち、端部１０２ａが、踏面部２２と同一面上に位置する状態を除いて、端部１０２ａが、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するようにする。２０％以内(０％は含まない)の範囲とすることにより、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１００の剥離発生を、より一層良好に抑制でき、クラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたりより一層安定して両立させることができる。

クラック発生を抑制する効果を得るための保護膜の厚みは、３０μｍ〜４００μｍ程度が好適である。３０μｍよりも小さいと抑制効果が弱く、４００μｍよりも大では抑制効果はほぼ一定ではほとんど増加しなくなる。

溝底部２３ａに比べてクラックの発生が少ない溝側壁部２３ｂに設けられる溝側壁膜部１０２は、クラック発生抑制効果が溝底膜部１０１より弱いものでよい。さらには、保護膜１００の剥離防止の観点からも、溝側壁膜部１０２の平均厚さは、溝底膜部１０１よりも薄くする必要がある。溝側壁膜部１０２の平均厚さの取り得る範囲は、３０μｍ以下が好適である。

溝側壁部２３ｂよりもクラックの発生が多い溝底部２３ａを覆う溝底膜部１０１の平均厚さは、溝側壁膜部１０２の平均厚さよりも厚くする。溝底膜部１０１の平均厚さの取り得る範囲は、３０μｍ〜４００μｍが好適である。３０μｍ未満ではクラック発生を抑制する効果が弱く、４００μｍよりも大では、溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する剥離が発生しやすくなる。溝底膜部１０１の平均厚さは、より好ましくは、３０μｍ〜２００μｍであり、この範囲では、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１００の剥離発生をより一層良好に抑制できる。

ここで、本実施形態において、保護膜１００の各部の平均厚さは、次のようにして測定した値である。まず、タイヤをタイヤ幅方向に切断し、タイヤ幅方向断面を撮影する。得られた画像において、トレッドゴムと保護膜１００との界面上の２点ａ、ｂを線分ａｂの長さが１ｍｍとなるようにそれぞれ定め、上記２点ａ、ｂ間の保護膜の厚さの平均値を測定した。

保護膜１００の形成方法について説明する。タイヤ製造時の加硫工程において、加硫前のタイヤの外表面の所定部分(溝２３が形成される部分)に、スポンジ状態のウレタン(発泡ウレタン)を巻き付ける。または、加硫装置に備える加硫用金型(Mold)の内面において、溝２３に対応する部分に、スポンジ状態のウレタン部材を配置する。その後加硫を行い、ウレタンを薄膜化して溝２３表面の所定部分に所定厚さの保護膜１００を形成する。別の方法としては、ウレタンと同組成の液体をタイヤ外表面の所定部分に塗布し乾燥させて、溝２３表面の所定部分に所定厚さの保護膜１００を形成する。

保護膜１００の形成に、タイヤ製造時の加硫工程において発泡ウレタンを用いた場合、ウレタン膜(保護膜１００)は加硫後においても表面に微細な凹凸が残るため、加硫用金型(Mold)とタイヤ外表面との間のエア抜け性を向上させ、エアだまり現象の発生を抑制できる。これにより、保護膜１００は溝２３のゴム表面荒れの発生をも抑制できる。

次に、溝２３の形状と保護膜１００の構成について、さらに具体的に説明する。図５は、第１実施形態における溝２３と保護膜１００との構成について説明するための図であり、溝２３のタイヤ幅方向に沿った端面図ある。溝２３は、前述したように、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとを有している。溝底部２３ａは、溝側壁部２３ｂとの連結部分を形成している曲面状の第１底部２３ｄと、第１底部２３ｄよりも曲率が小さく第１底部２３ｄに連なる第２底部２３ｅとを有している。溝底部２３ａの第２底部２３ｅと、溝側壁部２３ｂとは曲率が略ゼロの略平面形状である。第２底部２３ｅと、溝側壁部２３ｂとは、曲率が第１底部２３ｄよりも小さい曲面形状のものでもよい。第２底部２３ｅと、溝側壁部２３ｂとが曲面形状の場合には、第２底部２３ｅよりも溝側壁部２３ｂの方が曲率が小さいものとする。なお、トレッドウェアインジケーターの高さｈ(一例として溝底から１．６mmの高さ)までの部分を、溝底部２３ａと見なしてもよい。即ち、第１底部２３ｄの溝側壁部２３ｂ側の端部をトレッドウェアインジケーターの高さｈの位置と見なしてもよい。

保護膜１００は前述したように、溝底部２３ａに設けられた溝底膜部１０１と、溝側壁部２３ｂに設けられた溝側壁膜部１０２とを有している。溝底膜部１０１は、第１底部２３ｄを覆う第１底膜部１０１ｄと、第２底部２３ｅを覆う第２底膜部１０１ｅとを有している。なお、トレッドウェアインジケーターの高さｈまでの部分を、溝底膜部１０１と見なしてもよい。即ち、第１底膜部１０１ｄの溝側壁膜部１０２側の端部をトレッドウェアインジケーターの高さｈの位置と見なしてもよい。

保護膜１００のない状態の溝２３では、溝側壁部２３ｂに比べて溝底部２３ａでクラックの発生が相当に多い。特に、溝側壁部２３ｂとの連結部分を形成している第１底部２３ｄでクラックの発生が多い。これは、第１底部２３ｄは大きな曲率を持つために、タイヤ転動時に表面のひずみが大きくなり、オゾンにより発生した微小なクラックを成長させやすいためである。また、第２底部２３ｅについては、タイヤ転動時に路面の表面凹凸や小石などによる入力を受け、微小なクラックを成長させやすい。溝側壁部２３ｂでは大きな曲率による表面ひずみの発生はなく、タイヤ転動時の入力も小さいため、溝底部２３ａに比べてクラックは相当に成長しにくい。

本実施形態では、溝底部２３ａの表面全面を保護膜１００で覆っている。そして、溝底部２３ａを成す第１底部２３ｄ、第２底部２３ｅにおいて、それぞれを覆う第１底膜部１０１ｄ、第２底膜部１０１ｅの平均厚みを、溝側壁膜部１０２の平均厚みよりも厚くしている。よって、溝２３において、効果的にクラックの発生を抑制できる。

次に、第２実施形態に係るタイヤについて図６と共に説明する。図６は、第２実施形態に係るタイヤのトレッド表面に形成されている溝のタイヤ幅方向に沿った断面図である。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その部分の詳しい説明は省略する。この第２実施形態のタイヤ１０ａは、保護膜１２０が踏面部２２ａの外表面を構成する踏面膜部１２３を有する点が第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同様である。

保護膜１２０は、第１実施形態における保護膜１００と同様に、オゾンに対する耐性を有する非ゴム系の材料で形成される。保護膜１２０は、第１実施形態における保護膜１００と同様に、溝２３の溝底部２３ａに設けられた溝底膜部１２１と、溝２３の溝側壁部２３ｂに設けられた溝側壁膜部１２２とを有している。溝底膜部１２１と溝側壁膜部１２２とは、それぞれ第１実施形態における溝底膜部１０１と溝側壁膜部１０２とに対応している。

保護膜１２０は、さらに、踏面部２２ａの外表面を構成する踏面膜部１２３を有している。即ち、踏面部２２ａにおいては、トレッドゴムの外表面に保護膜１２０の踏面膜部１２３が設けられている。この踏面膜部１２３は踏面部２２ａにおけるゴム表面荒れを抑制するために設けられている。ゴム表面荒れの抑制効果については、後述する。

溝側壁膜部１２２は溝底膜部１２１に連なって形成されている。第１実施形態の保護膜１００と同様に、溝側壁膜部１２２における踏面部２２ａ側の端部１２２ａが、踏面部２２ａから溝２３の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するように、保護膜１２０を設けている。５０％以内の範囲とすることで、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１２０の剥離発生についても抑制している。さらに、保護膜１２０は、溝側壁膜部１２２よりも溝底膜部１２１の方が、平均厚さが厚くなるように設けられている。これにより、本実施形態においても、溝側壁部２３ｂの踏面部２２ａとの境界部２３ｃを起点とする保護膜１２０の剥離抑制も含めて、溝２３の表面から保護膜１２０が剥離することを的確に抑制できる。

より好ましくは、踏面部２２ａ側の端部１２２ａは、踏面部２２ａから溝２３の深さＤの２０％以内(０％は含まない)の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するように、保護膜１２０を設ける。即ち、端部１２２ａが、踏面部２２ａと同一面上に位置する状態を除いて、端部１２２ａが、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置するようにする。２０％以内(０％は含まない)の範囲とすることにより、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１２０の剥離発生を、より一層良好に抑制でき、クラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたりより一層安定して両立させることができる。

次に、保護膜１２０の形成方法について説明する。タイヤ製造時の加硫工程において、加硫前のタイヤの外表面の所定部分(踏面部２２ａと溝２３とが形成される部分(トレッド表面部分))に、スポンジ状態のウレタン(発泡ウレタン)を巻き付ける。または、加硫装置に備える加硫用金型(Mold)の内面において、踏面部２２ａに対応する部分と溝２３に対応する部分とに(トレッド表面に対応する部分に)、スポンジ状態のウレタン部材を配置する。その後加硫を行い、ウレタンを薄膜化して踏面部２２ａと溝２３表面の所定部分とに、所定厚さの保護膜１２０を形成する。この場合、ウレタン膜(保護膜１２０)は加硫後においても表面に微細な凹凸が残るため、加硫用金型(Mold)とタイヤ外表面との間のエア抜け性を向上させ、エアだまり現象の発生を抑制できる。これにより、保護膜１２０は踏面部２２ａ及び溝２３の(即ちトレッド表面２１の)ゴム表面荒れの発生をも抑制できる。

各膜部の厚さであるが、溝側壁膜部１２２の平均厚さの取り得る範囲は、第１実施形態と同様に、３０μｍ以下が好適である。溝底膜部１２１の平均厚さの取り得る範囲は、第１実施形態と同様に、３０μｍ〜４００μｍが好適である。より好ましくは、３０μｍ〜２００μｍであり、この範囲では、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１２０の剥離発生をより一層良好に抑制できる。

ここで、ウレタン膜である保護膜１２０の硬度は、トレッド部２０を構成するトレッドゴムの外表面側の硬度よりも高い。よって、保護膜１２０が有する踏面膜部１２３の厚さによっては、踏面部２２ａにおいて踏面膜部１２３により、踏面部２２ａのウエット時の摩擦係数(μ)が低下することもあり、制動距離の増加につながる場合も考えられる。踏面膜部１２３はタイヤ１０ａを車両に装着してある程度の距離を走行させることにより、摩耗してなくなる。踏面膜部１２３が摩耗してなくなれば、トレッド部２０のトレッドゴムによる通常の良好なウエット時の摩擦係数(μ)に回復する。

上述したように、溝側壁膜部１２２よりも溝底膜部１２１の方が平均厚さが厚いという条件がある。この条件のもとで、踏面部２２ａにおいて、所定走行距離以内でウエット時の摩擦係数(μ)が、保護膜１２０(踏面膜部１２３)がない状態の良好な値に早期に回復するためには、溝側壁膜部１２２、踏面膜部１２３、前記溝底膜部１２１の順に平均厚さが厚くなるようにする。

また、踏面部２２ａにおいて、所定走行距離以内でウエット時の摩擦係数(μ)が、保護膜１２０(踏面膜部１２３)がない状態の良好な値に回復し、かつ、上記したゴム表面荒れの抑制効果も得られる踏面膜部１２３の平均厚さとしては、３０μｍ〜２００μｍが好適である。３０μｍ未満では、ゴム表面荒れの抑制効果が低下する場合があり、２００μｍよりも厚いと、所定走行距離以内で良好なウエット時の摩擦係数(μ)に回復しない場合がある。

このように、第２実施形態のタイヤ１０ａは、第１実施形態のタイヤ１０と同様に、クラックの発生が多い溝底部２３ａに対するクラック発生抑制効果を上げるため、溝底膜部１２１の膜厚を厚くした場合においても、保護膜１２０が剥離することを抑制できる。従って、本実施形態のタイヤ１０ａは、トレッド部２０の外表面であるトレッド表面２１に形成された溝２３における、空気中のオゾンに起因するクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることができる。さらに、本実施形態のタイヤ１０ａは、トレッド表面２１のゴム表面荒れの発生をも抑制できる。また、本実施形態のタイヤ１０ａは、踏面部２２ａにおいて、ウエット時の摩擦係数(μ)を、保護膜１２０(踏面膜部１２３)がない状態の良好な値に早期に回復させることができる。

次に、実施形態に関する実施例と比較例とについて説明する。各実施例、比較例のタイヤサイズは何れも１９５／６５Ｒ１５である。

[実施例１] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２と同一面上としたものである。

[実施例２] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの１０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例３] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例４] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの４０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例５] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの５０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例６] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを３０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２と同一面上としたものである。

[実施例７] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを３０μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例８] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを２００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを３０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例９] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを３００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例１０] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを４００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

[実施例１１] 第１実施形態において、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを４０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２と同一面上としたものである。

[比較例１] 保護膜１００の各部の平均厚み以外は第１実施形態と同様の構造を有するタイヤであり、溝底膜部１０１の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２と同一面上としたものである。

[比較例２] 保護膜１００の各部の平均厚み以外は第１実施形態と同様の構造を有するタイヤであり、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２と同一面上としたものである。

[比較例３] 保護膜１００の各部の平均厚み以外は第１実施形態と同様の構造を有するタイヤであり、溝底膜部１０１の平均厚さを１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さを２０μｍ、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの６０％に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。

これらの実施例、比較例の各試験タイヤについて、以下の各評価を行った結果を表１に示す。

[クラック発生の抑制評価]
試験タイヤを車両で規定される内圧にて装着し、３年間に相当する走行をさせる。そして、トレッド表面２１に形成されている溝２３でのクラックの発生レベルを目視で評価した。レベルとしては０(クラック発生無し)から５(タイヤ交換要)までの６段階で評価した。数字が低いレベルほど、クラック発生の抑制効果が高い。今回は、２以下の発生レベルで、所定レベル以上のクラックの発生抑制効果が得られるものとする。

[外観評価(剥離発生の抑制評価)]
試験タイヤを車両で規定される内圧にて装着し、２か月間に相当する走行をさせる。そして、トレッド表面２１に形成されている溝２３における保護膜剥離の発生レベルを目視で評価した。１(全く問題なし)、２(ＯＫレベル)、３(許容限度レベル)、４(やや難あり)の４段階で評価した。数字が低い発生レベルほど、剥離発生の抑制効果が高い。今回は、３以下の発生レベルで、所定レベル以上の保護膜剥離の発生抑制効果が得られるものとする。

表１に示す通り、実施例１〜１１の各タイヤは、所定レベル以上のクラックの発生抑制効果が得られ、かつ、所定レベル以上の保護膜剥離の発生抑制効果が得られる。これに対して、比較例１〜３のタイヤは、所定レベル以上のクラックの発生抑制効果が得られないか、所定レベル以上の保護膜剥離の発生抑制効果が得られていない。

表１に示すように、各実施例は、溝側壁膜部１０２における踏面部２２側の端部１０２ａが、踏面部２２から溝の深さＤの５０％以内の範囲に相当する溝側壁部２３ｂの表面に位置し、溝底膜部１０１は、溝側壁膜部１０２よりも平均厚さが厚い。これにより、各実施例は、空気中のオゾンに起因する溝２３におけるクラックの発生抑制と、良好な外観維持とを長期間にわたり安定して両立させることができる。

次に、各実施例の特徴について説明する。まず、実施例２、３のタイヤと実施例４、５のタイヤとを比較する。実施例２、３は溝側壁膜部１０２の端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内(０％は含まない)に相当する位置(溝側壁部２３ｂの表面上での位置)としたものである。実施例２、３では端部１０２ａの位置を、それぞれ１０％に相当する位置と、２０％に相当する位置としたものである。実施例４、５は端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの５０％以内に相当する位置(４０％に相当する位置と、５０％に相当する位置)としたものである。なお、実施例２、３、４、５とも、溝底膜部１０１の平均厚さは１００μｍ、溝側壁膜部１０２の平均厚さは２０μｍである。実施例２、３の方が、実施例４、５よりも、外観評価において一層良好な評価が得られている。これは、端部１０２ａの位置を、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％以内(０％は含まない)に相当する位置とすることにより、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１００の剥離発生を、より一層良好に抑制できることによるものと考える。

次に、実施例３、７、８のタイヤと実施例９、１０のタイヤとを比較する。実施例３、７、８は溝底膜部１０１の平均厚さが３０μｍ〜２００μｍであり、実施例９、１０は溝底膜部１０１の平均厚さが３００μｍと４００μｍである。なお、実施例３、７〜１０とも、溝側壁膜部１０２の平均厚さは３０μｍ以下であり、端部１０２ａの位置は、踏面部２２から溝２３の深さＤの２０％に相当する位置である。実施例３、７、８の方が、実施例９、１０よりも、外観評価において一層良好な評価が得られている。これは、溝底膜部１０１の平均厚さを３０μｍ〜２００μｍとすることにより、溝底部２３ａと溝側壁部２３ｂとの間の剛性段差に起因する保護膜１００の剥離発生を、より一層良好に抑制できることによるものと考える。

さらに、実施例１、６のタイヤと、実施例１１のタイヤとを比較する。実施例１、６は、溝側壁膜部１０２の平均厚さがそれぞれ２０μｍと３０μｍである。実施例１１は、溝側壁膜部１０２の平均厚さが４０μｍである。なお、実施例１、６、１１とも、端部１０２ａの位置は踏面部２２と同一面上である。実施例１、６の方が、実施例１１よりも、外観評価において一層良好な評価が得られている。これは、溝側壁膜部１０２の平均厚さを３０μｍ以下とすることにより、溝側壁膜部１０２の端部１０２ａが路面と接する場合においても、溝側壁部２３ｂの踏面部２２との境界部２３ｃを起点とする保護膜１００の剥離発生を、より一層良好に抑制できることによるものと考える。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

１０，１０ａタイヤ
２０トレッド部
２１トレッド表面
２２，２２ａ踏面部
２３溝
２３ａ溝底部
２３ｂ溝側壁部
２３ｃ境界部
２３ｄ第１底部
２３ｅ第２底部
３０カーカス
４０ビード
５０ベルト層
１００，１１０，１２０保護膜
１０１，１２１溝底膜部
１０１ｄ第１底膜部
１０１ｅ第２底膜部
１０２，１２２溝側壁膜部
１０２ａ，１１２ａ，１２２ａ端部
１２３踏面膜部

Claims

路面と接する踏面部と路面と接しない溝とがゴム部材の外表面に形成されているトレッド部を備えるタイヤであって、
前記トレッド部の外表面において、前記溝の表面を保護する保護膜を設け、
前記保護膜は、
オゾンに対する耐性を有する非ゴム系の材料を用いて形成され、
前記溝の溝底部に設けられた溝底膜部と、前記溝の溝側壁部に設けられた溝側壁膜部とを有し、
前記溝側壁膜部は前記溝底膜部に連なり、前記溝側壁膜部における前記踏面部側の端部は、前記踏面部から前記溝の深さの５０％以内の範囲に相当する前記溝側壁部の表面に位置し、
前記溝底膜部は、前記溝側壁膜部よりも平均厚さが厚いことを特徴とするタイヤ。
請求項１に記載のタイヤであって、
前記溝底部は、前記溝側壁部との連結部分を形成している曲面状の第１底部と、前記第１底部よりも曲率が小さく前記第１底部に連なる第２底部とを有し、
前記溝底膜部は、前記第１底部を覆う第１底膜部と前記第２底部を覆う第２底膜部とを有することを特徴とするタイヤ。
請求項１または２に記載のタイヤであって、
前記保護膜は、発泡性を有する前記非ゴム系の材料を用いて形成されていることを特徴とするタイヤ。
請求項３に記載のタイヤであって、
前記保護膜は、前記踏面部の外表面を構成する踏面膜部を有することを特徴とするタイヤ。
請求項４に記載のタイヤであって、
前記保護膜は、前記溝側壁膜部、前記踏面膜部、前記溝底膜部の順に平均厚さが厚くなっていることを特徴とするタイヤ。