JPH0274404A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気入りタイヤ、例えば冬期の氷雪路面上を走
行する際の氷上性能および雪上性能等氷雪性能を改良し
た空気入りタイヤに関する。

（従来の技術） 従来、冬期の氷雪路面上を走行する際の氷上性能、雪上
性能を確保するため、トレッドにスパイクを打ち込んだ
スノースパイクタイヤが用いられている。近年、スパイ
クによる道路損傷、粉塵問題があり、スノースパイクタ
イヤに代わって、スパイクを用いないスタッドレスタイ
ヤが採用される傾向にある。

また、氷雪性能を向上させる手段として、空気入りタイ
ヤのトレッドに天然ゴムまたは合成ゴム等を有する弾性
部材にセラミックス等の弾性部材と硬度の異なる粒子ま
たは微少な気泡等を多数分散させたものを用いたものが
ある。これはトレッドが摩耗時に、弾性部材からこの粒
子の突出または気泡による凹部が形成され、これらの凹
凸により、弾性部材と路面との間の摩擦力が増加し、制
動力の増加に有効であるからである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらのものは、新品時には、タイヤの
外表面、特にトレッド表面は加硫金型のトレッド内表面
の仕上り面により形成されるので、トレッド表面には粒
子の突出はなく、また、気泡の凹部の露出もなく薄い皮
膜等があるのみで、加硫金型の内表面の仕上がり面と同
様に滑らかである。このため、新品時には、駆動時、制
動時のトランクションが作用したとき、摩擦力は増加せ
ず弾性部材中の粒子または気泡等の分散の効果は得られ
ない。この分散効果を十分に得るためには、例えば、乾
燥した舗装路を１００ｋ１１１程度走行してトレッド表
面に粒子または気泡等を露出させねばならないという問
題点がある。

そこで本発明は、粒子または気泡等分散させた弾性部材
からなるトレッドを有するタイヤにおいて、このトレッ
ド表面に十分な粗さを設けることにより新品時から十分
な氷雪性能を有する空気入りタイヤを提供することを目
的する。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る空気入りタイヤは、金型の少なくともトレ
ッド内表面の表面粗さＲａが次式％式％ で示される加硫モールドにより加硫成形した外表面部に
有することを特徴としている。また、外表面部の少なく
とも溝底部分の溝底からの高さで１ｍｍ以下の範囲に対
応する金型の範囲の表面粗さＲａが次式 ％式％ で示されることが好ましい。また、金型の少なくともト
レッド内表面にセラミックスを溶射することにより薄い
層を形成することもできる。

ここで、表面粗さＲａとはＪ［Ｓ表面粗さ（ＢＯ２０１
）に規定する「中心線平均粗さ（Ｒａ）」であり、表面
粗さの測定はＪＩＳに準じて実施した。試験は株式会社
小坂研究所製の表面粗さ測定器５Ｅ−３０Ｄを用い、測
定器の触針を金型のトレッド内表面に対応するタイヤの
トレッドの外表面の、複数の測定個所に接触させて触針
を測定方向に所定距離だけ移動させ、その時の表面粗さ
Ｒａを測定し平均した。

また、トレッドの表面粗さの測定方向は、制動時のタイ
ヤと路面の間に発生する摩擦力がタイヤの周方向に発生
することから、タイヤの周方向が好ましい。

また、表面粗さＲａは次式８μｍ≦Ｒａ≦２００μｍの
範囲にあるのが望ましく、好ましくはＩＯμｍ≦Ｒａ≦
３０μｍである。ここに、８μ町≦Ｒａ≦２００μｍと
したのは、８μｍ未満では本発明の効果が得られず、２
００μｍを超えると、制動性能は飽和し、トレッドの摩
耗が早くなりタイヤとして実用的でないからである。

また、溝底部分の表面粗さＲａを小さくするのは、溝底
部分の表面の凹凸がタイヤ転勤による溝の屈曲によるく
り返し疲労に対し、亀裂核となる可能性が有るためであ
る。

また、トレッドは、通常、周方向溝および／または横方
向溝を組合わせたいわゆるリブタイプ、ラグタイプ、リ
プ・ラグタイプおよびブロックタイプのトレッド模様を
存しているが、本発明に係る空気入リタイヤのトレッド
は前記のいずれのトレッド模様であってもよい。

また、タイヤの外表面部であるトレッドの外表面は路面
に接地するトレッドの陵部の外表面のみでも十分な効果
を得るが、さらに、圧雪路面または轍の形成された路面
上の走行を考え、トレッドの両側のショルダーの近傍の
外表面およびサイドウオールの外表面を加えてもよいし
、また、トレッドの陵部の外表面の一部のみであっても
よい。

また、金型の材質としては、通常、金型に用いられてい
る全ての金属が使用できる。特に鉄、ステンレス、アル
ミニウムが好ましい。また、金型の内表面に溶射する溶
射材料である金属およびセラミックスのうち、金属溶射
材料としては、／ｌ、Ｆ　ｅ　１Ｃｒ　−、Ｎ　ｉ　−
、Ｔ　ｉ−、Ｂ　１Ｍ　ｏ　−、Ｔ　ａ　％　Ｓ　＋　
１Ｗ、Ｃｏ、Ｚ　ｎ　％　Ｃｕ　ｓ　Ｙ等あるいはこれ
らの合金、例えばステンレス、ブロンズが挙げられる。

また、セラミックス溶射材料としては、上述した金属の
酸化物、窒化物、炭化物、硼化物等が挙げられる。より
具体的には、金属酸化物としてはＡ１２　　Ｃ１＋　　
、Ｔｉ０ｚ　　、Ｃｒｚ　　ｏ３　、ＳｉＯ２、Ｚｒ　
Ｏｔ　、Ｙｚ　０３　、Ｍ　ｇ　０１ＣａＯ等、金属窒
化物としてはＡＩＩＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ：＋　Ｎ４、Ｚｒ
Ｎ、ＢＮ等、金属炭化物としてはＴｉＣ，ＳｉＣ，ＷＣ
，ＺｒＣ，Ｃｒ、Ｃ２、Ｂ、Ｃ等、金属硼化物としては
ＴｉＢｚ　、ＺｒＢｚ　、ＭｏＢｚ等が使用し得る。こ
れらの金属、セラミックスは、１種を単独で或は２種以
上を組合せて用いることができる。さらに、金属とセラ
ミックスとを併用しても良い。

特に、本発明においては、表面粗さの粗い薄い層である
溶射被膜層を得るためにアルミニウムまたはステンレス
が溶射材料として好ましい。また耐摩擦性およびゴムに
対する離型性に優れていることから、重量成分の１０％
以上、より好ましくは３０％以上が酸化チタンその他は
酸化アルミニウム等からなっているものが好ましい。

また、溶射材料の形状としては特に制限はなく、粉末、
ワイヤー及び棒状等、溶射装置に適したものであれば良
い。

溶射法としても特に制限はなく、プラズマ溶射法、アー
ク溶射法、ガスフレーム溶射法、爆発溶射法等を採用す
ることができる。

溶射により形成される溶射被膜層の厚みは、薄すぎると
本発明による改善効果が低く、また厚すぎると剥離等の
問題が発生する恐れがあることから、一般には、２０〜
１０００μｍ１特に５０〜３００μｍとするのが好まし
い。また、溶射被膜層の表面は、溶射の際のブラスト材
、ブラスト材の粒度、ブラスト条件、溶射法、溶射材料
の粒径及び溶射条件等によっても異なるが、相当に高い
表面粗さＲａとなる。溶射被膜層の表面粗さＲａは１０
〜１００μ…程度が好ましい。

（作用） 本発明に係る空気入りタイヤのトレッドの外表面は、金
型のトレッド内表面の表面粗さＲａが特定の範囲内にあ
る加硫モールドにより加硫成形されているので、加硫、
成形される際に、未加硫のタイヤのトレッドが加熱、加
圧されて軟化し金型のトレッド内表面に押圧されて、金
型のトレッド内表面の表面粗さＲａにほぼ等しい表面粗
さＲａを有するトレッドとなる。このため、このような
新品の空気入りタイヤが氷雪路面を走行すると、トレッ
ドの粗い外表面と氷雪路面とは相互の凹凸により周方向
および横方向に大きい摩擦力が発生して大きい制動力が
発生する。

また、タイヤの溝底部分の溝底から高さＩＩＩＩＩ１１
以下の範囲に対応する金型の範囲の表面粗さＲｅが１０
μｎ＋＞Ｒａであると、タイヤの溝底は表面粗さが小さ
く、タイヤ転勤時に溝が繰返し屈曲を受けた場合の耐亀
裂発生性は通常の金型により加硫成形したタイヤと同レ
ベルである。

また、金型のトレッド内表面にセラミックを溶射した薄
い層である溶射被膜層が形成されていると、この溶射被
膜層の耐摩擦性は優れ、金型の長期使用ができるととも
に、タイヤを加硫成形するときのタイヤの離型性が優れ
ている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る空気入りタイヤの一実施例を
示す図である。

第１．２図に示す空気入りタイヤＩはタイヤサイズ１０
．００　Ｒ２０のスノータイヤである。空気入りタイヤ
ｌは、路面に接する環状のトレッド２と、トレッド２の
両側端のショルダ一部２ａに連なりタイヤの側部をショ
ルダ一部２ａからビード部３まで覆うサイドウオール５
を有している。タイヤの外表面部であるトレッド２の路
面に接する陵部２ｂおよびショルダ一部２ａの外表面部
２Ｃの表面粗さＲａは、加硫後の新品時において、タイ
ヤの周方向に測ってともに１５μｍである。また、トレ
ッド２の溝底２ｄからの高さ２ｍｍの表面粗さＲａは９
μｍで外表面部２Ｃより滑らかであった。

第１図には表面粗さＲａの粗い部分を斜線にて示してい
る。この空気入りタイヤを加硫、成形する際には、第３
図に示す加硫モールド１１により加硫される。加硫モー
ルド１１のトレッド内表面１１ｃ、すなわちタイヤの陵
部２ｂに対応する加硫モールド１１のトレッド内周表面
１１ｂおよびタイヤのショルダ一部２ａに対応する加硫
モールド１１のトレッド内・側表面１１ａの表面粗さＲ
ａはともにほぼ１５μｍである。また、溝底２ｄに対応
する金型の範囲ｌｉｄの表面粗さＲａはほぼ９μ…であ
る。

これらのトレッド内周表面ｆｌｂおよびトレッド内・側
表面１１ａの粗さ加工はセラミックスを溶射することに
より形成された。また、これらの粗さ加工はサンドブラ
スト等のように加硫モールド１１の内表面を粗くする方
法によってもよい。このような加硫モールド１１を用い
未加硫のタイヤを加熱、加圧して加硫すると、未加硫の
トレッド剛材は軟化し金型のトレッド内表面ｌｉｅに押
圧されて金型のトレッド内表面の表面粗さＲａにほぼ等
しい表面粗さＲａからなるトレッドを有する空気入りタ
イヤとなる。加硫終了後に空気入りタイヤを取り出す際
、金型からの離型は極めて良好であった。

前述以外の構成は通常のタイヤと同じであり、詳細な説
明は省略する。

トレッド２の表面粗さの粗い外表面部２Ｃは氷雪路面と
の間に大きい摩擦力を発生し、大きい制動力を生ずる。

また、ショルダ一部２ａの外表面部２ｃの表面粗さＲａ
が粗いので、圧雪路面の轍を走行時にもショルダ一部２
ａと轍の側面との摩擦力が増加し、轍の乗り越しが安易
となる。このため、氷雪性能は大幅に向上する。また、
長期間走行しても溝底に亀裂の発生等はなく、タイヤの
耐久性能も十分であった。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第４図は本発明に係る空気入りタイヤの第２実施例のタ
イヤ２Ｊを示す、第１実施例と同じ構成には同じ符号を
つける。

本発明の第２実施例においては、第４図に示すように空
気入りタイヤのトレッド２の路面に接する陵部２ｂの外
表面部２ｃのみが表面粗さＲａｌＯμｍの粗さを有して
いる。

前述以外の構成、作用および効果は第１実施例と同じで
ある。

次に、本発明の第３実施例について説明する。

第５図は本発明に係る・空気入りタイヤの第３実施例の
タイヤ３１を示す、第１実施例と同じ構成には同じ符号
をつける。

本発明の第３実施例においては、第５図に示すように、
空気入リタイヤのトレッド２の中央部２ｄの路面に接す
る陵部２ｂの外表面部２ｃのみが表面粗さＲａ２５μｍ
の大きい粗さを有している。

前述以外の構成、作用および効果は第１実施例と同じで
ある。

次に、本発明の第４実施例について説明する。

第６図は本発明に係る空気入りタイヤの第４実施例のタ
イヤ４１を示す、第１実施例と同じ構成には同じ符号を
つける。

本発明の第４実施例においては、第６図に示すように空
気入りタイヤ４１のトレッド２の両側端部２ｅの路面に
接する陵部２ｂの外表面部２ｃおよびショルダ一部２ａ
の外表面部２ｃ並びにサイドウオール５の外表面部５ｃ
がともに表面粗さＲａ１５μｍの粗さを有しており、よ
り深い轍の走行および乗り越しに好適である。前述以外
の構成、作用および効果は第１実施例と同じである。

次に、本発明の第５実施例について説明する。

第７図は本発明に係る空気入リタイヤの第５実施例のタ
イヤ５１を示す、第１実施例と同じ構成には同じ符号を
つける。

本発明の第５実施例においては、第７図に示すように空
気入りタイヤ５１のトレッド２の路面に接する陵部２ｂ
の外表面部２ｃが表面粗さＲａ　１５μｍ、かつ、ショ
ルダ一部２ａの外表面部２ｃが表面粗さＲａ３０μｌ　
（表面粗さの粗い部分は交差線にて示している）を有し
ている。前述以外の構成、作用および効果は第１実施例
と同じである。次に本発明の第６実施例について説明す
る。

、第８図は本発明に係る空気入りタイヤの第６実施例の
タイヤ６１を示す、第１実施例と同じ構成には同じ符号
をつける。

本発明の第６実施例においては、第８図に示すように空
気入りタイヤ６１のトレッド２の中央部２ｄおよび両側
端部２ｅの路面に接する陵部２ｂの外表面部２ｃが、そ
れぞれ表面粗さＲａ３０μｍ、１０μ鋤で、かつ、ショ
ルダ一部２ａの外表面部２Ｃが表面粗さＲａｌＯμｍを
有しており、より太きい制動力を発生するのに好適であ
る。前述以外の構成、作用および効果は第１実施例と同
じである。

次に、試験タイヤにより、本発明の効果を確認したので
説明する。

試験は氷上制動性能および轍乗り越し性能について実施
した。試験車両は積載荷重８トンの試験トラック（２−
Ｄ車）に１００％積載荷重を負荷し、後輪軸に試験タイ
ヤを装着した。

氷上制動性能試験は気温−２°Ｃ１風速０の氷上路面上
を試験車が速度４Ｑｋｍ／Ｈから車輪をロックさせたま
ま惰行させて車両が停止するまでの停止距離を測定し比
較した。比較タイヤ１のものを１００として指数にて表
示した。数値は大きい方が良いことを示す。

試験タイヤを６種類（供試タイヤ３種、比較タイヤ３種
）準備した。供試タイヤｌは、第４図に示す第２実施例
（表面粗さＲａが１０μｍ）と同し、供試タイヤ２は、
第２実施例において、表面粗さＲａが２５μｍのもの、
供試タイヤ３は、第２実施例において、表面粗さＲａが
１８０μｍのものである。比較タイヤ１はトレッド２の
外表面部２Ｃに表面粗さＲａの加工をしないもの、比較
タイヤ２は、第２実施例において、表面粗さＲａが６μ
ｍのもの、比較タイヤ３は比較タイヤ１の表面粗さ加工
をしないものを一般路面で１５０　ｋｍ走行したもので
、トレッド２の外表面部２Ｃには弾性部材の気泡の凹部
が露出している。

試験結果は比較タイヤ１が１ＯＯ１比較タイヤ２がｌＯ
２、供試タイヤ１が１１２、供試タイヤ２が１３４およ
び比較タイヤ３が１２８、供試タイヤ３が１４０であり
、供試タイヤ１．２．３は比較タイヤ１１２に比較して
大幅に氷上制動性能が向上している。

また、轍乗り越し性能試験は、気温−５°Ｃ，微風の圧
雪路面上で轍乗り越し性、能について、前述の比較タイ
ヤｌを基準にして３点評価法によるフィーリングで比較
した。評価は零が性能の差なし、＋１または−ｌがそれ
ぞれ微小な良好な差、または劣る差あり、＋２または−
２が明確な良好、または劣る差異を有することを示す。

試験タイヤを４種類（供試タイヤ３種、比較タイヤ１種
）準備した。供試タイヤｌ、２は前述のものと同じ、供
試タイヤ３は前述の第１図に示す第１実施例は同じ、比
較タイヤ１は前述のものと同しである。

試験結果は供試タイヤ１が零、供試タイヤ２が＋１、供
試タイヤ３が＋２であり、供試タイヤ２．３は比較タイ
ヤ１に比較して轍乗り越し性能が大幅に向上している。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、粒子または気泡
等分散させた弾性部材からなるトレ・ノドを有する空気
入リタイヤの少なくともトレ・ノドの外表面部に適正な
粗さを設けることにより、新品時から十分な氷上性能お
よび雪上路面上での轍乗り越し性能を有し、大幅に氷雪
性能が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る空気入りタイヤの第１実施例
を示す図であり、第１図はその斜視概念図、第２図はそ
の一部断面図、第３図はそれを加硫成形するための加硫
モールドの一部断面図である。第４〜８図はそれぞれ本
発明に係る空気入りタイヤの第２〜６実施例を示す斜視
概念図である。 ｌ、２１．３１．４１．５Ｌ　６１・・・・・・空気入
りタイヤ、２・・・・・・トレッド、 ２Ｃ・・・・・・外表面部、 １１・・・・・・加硫モールド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型の少なくともトレッド内表面の表面粗さＲａ
   が次式 ８μｍ≦Ｒａ で示される加硫モールドにより加硫成形した外表面部を
   有する空気入りタイヤ。
2. （２）外表面部の少なくとも溝底部分の溝底からの高さ
   で１ｍｍ以下の範囲に対応する金型の範囲の表面粗さＲ
   ａが次式 １０μｍ＞Ｒａ で示される請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. （３）金型の少なくともトレッド内表面にセラミックス
   を溶射することにより薄い層を形成した請求項１または
   ２記載の空気入りタイヤ。