JP2008068716A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 各種空気入りタイヤにおいて劣化が生じる部位の効率的な温度低減を図って、耐久性を更に向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 タイヤサイド部にタイヤ径方向に沿って細長い形状となるように突堤部を延在させた空気入りタイヤであって、少なくとも突堤部２０のタイヤ径方向ｒ内側の端部２０Ａに、タイヤサイド部３の面より立ち上がる起立面２２が形成され、起立面２２と突堤部２０の上面２３とが交差する部分に頂部２４を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特に劣化が生じやすいタイヤサイド部の温度低減を図ることができる空気入りタイヤに関する。

一般的に空気入りタイヤの温度の上昇は、材料物性の変化等の経時的変化を促進したり、高速走行時にはトレッドの破損などの原因になり、耐久性の観点から好ましくない。特に、重荷重での使用となるオフザロードラジアル（ＯＲＲ）タイヤ、トラックバスラジアル（ＴＢＲ）タイヤや、パンク走行時（内圧０ｋＰａ走行時）のランフラットタイヤにおいては、耐久性を向上させるためにタイヤ温度を低減させることが大きな課題となっている。例えば三日月形補強ゴムを有するランフラットタイヤでは、パンク走行時に補強ゴムに径方向の変形が集中してこの部分が非常に高温に達し、耐久性に多大な影響を与える。

このようなタイヤの温度低減手法としては、補強部材の追加によりタイヤ構成部材の歪みを低減或いは抑制して発熱を抑制する手法が多くを占める。しかし、この補強部材の使用により意図しない新たな故障の発生が懸念される。また、特にランフラットタイヤでは通常内圧走行時の縦バネが高まり乗り心地を悪化させるという通常性能への影響が懸念される。従って、通常性能を損なわない新たな温度低減手法が求められている。

そこで、空気入りタイヤの放熱を促進させる技術として、リムガードを備えた偏平空気入りタイヤのリムガード上に多数のリッジを配置して、表面積を増やして放熱促進を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２８２２１８号公報（第１〜４頁、図３，５，１０，１１，１２）

しかしながら、上述した空気入りタイヤの放熱を促進させる技術は、タイヤの表面積を増やして放熱を促進させるものであるが、更なる放熱効率の向上が望まれている。

本発明の目的は、各種空気入りタイヤにおいて劣化が生じる部位の効率的な温度低減を図って、耐久性を更に向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

発明者はタイヤの表面形状を変化させることにより放熱効率を向上させる観点から鋭意研究した結果、タイヤ外側面及びタイヤ内側面に突堤部をタイヤ径方向に配置すると共にタイヤ径方向内側の端部の形状を特定することで放熱効率が更に向上する知見を得た。

請求項１記載の発明は、タイヤサイド部にタイヤ径方向に沿って細長い形状となるように突堤部を延在させた空気入りタイヤであって、少なくとも前記突堤部のタイヤ径方向内側の端部に、タイヤサイド部の面より立ち上がる起立面が形成され、前記起立面と前記突堤部の上面とが交差する部分に頂部を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の空気入りタイヤであって、前記タイヤサイド部に、タイヤ径方向に沿って複数の前記突堤部が分離して配置されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載された空気入りタイヤであって、前記突堤部の幅方向の少なくとも一方の側壁面と、前記突堤部の仮想底面と、のなす角度θ１が、４５°≦θ１≦１３５°であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された空気入りタイヤであって、前記起立面と、前記突堤部の仮想底面と、のなす角度θ２が、４５°≦θ２≦１３５°であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された空気入りタイヤであって、前記突部の高さ（ｈ）が０．５≦ｈ≦７、幅（ｗ）が０．３≦ｗ≦４であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、タイヤ径方向に沿って形成された突堤部がタイヤの回転に伴ってこの突堤部を乗り越える空気に乱流を発生させて、この乱流でタイヤサイド部の熱を奪って放熱させる効果がある。

また、この発明によれば、上記放熱効果に加えて、突堤部のタイヤ径方向内側の端部に形成された頂部が空気の流れを剥離させて旋回しながらタイヤ径方向外側へ遠心力の作用を受けながら流れ去る乱流を発生させるため、タイヤサイド部の放熱をさらに高める効果がある。

請求項２記載の発明によれば、タイヤ径方向に沿って複数の突堤部が分離して配置されているため、タイヤサイド部のタイヤ径方向に亘って複数の頂部が存在する。このため、頂部に起因する乱流の発生箇所を複数箇所にすることができ、放熱効率を更に高める効果がある。

請求項３記載の発明によれば、突堤部の幅方向の少なくとも一方の側壁面と、突堤部の仮想底面と、のなす角度θ１が、４５°≦θ１≦１３５°とすることで、頂部が尖端状となることにより、頂部での空気の剥離作用を高めて旋回性の乱流を発生させ易くする効果がある。

請求項４記載の発明によれば、起立面と、突堤部の仮想底面と、のなす角度θ２が、４５°≦θ２≦１３５°とすることで、頂部が尖端状となることにより、頂部での空気の剥離作用を高めて旋回性の乱流を発生させ易くする効果がある。

請求項５記載の発明によれば、突堤部の高さ及び幅寸法の範囲を規定したことにより、突堤部の耐久性を高める効果がある。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（第１の実施の形態）
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤとしてのランフラットタイヤ１を示している。図１はランフラットタイヤの要部斜視図、図２はランフラットタイヤ１のタイヤサイド部の要部側面図、図３は図２のＡ−Ａ断面説明図、図４は図２のＢ−Ｂ断面説明図、図５はランフラットタイヤのタイヤサイド部の側面図、図６は突堤部での乱流の発生状態を模式的に示す斜視図、図７は突堤部での乱流の発生状態を模式的に示す平面図である。

〈ランフラットタイヤの概略構成〉
図１に示すように、ランフラットタイヤ１は、路面と接触するトレッド部２と、タイヤ両側のタイヤサイド部３と、それぞれのタイヤサイド部３の開口縁に沿って設けられたビード部４と、を備えている。ビード部４は、タイヤサイド部３の開口部の縁部に沿って周回するように設けられた、ビードコア６Ａ及びビードフィラー６Ｂを備えている。ビードコア６Ａとしては、具体的にスチールコードなどが用いられている。

また、ランフラットタイヤ１は、タイヤの骨格となるカーカス層７を有している。タイヤサイド部３に位置するカーカス層７の内側（タイヤ幅方向内側）には、タイヤサイド部３を補強するサイドウォール補強層８が設けられている。このサイドウォール補強層８は、タイヤ幅方向断面において三日月形状のゴムストックによって形成されている。

タイヤサイド部３には、図１に示すように複数の突堤部２０がが周方向に沿って間欠的に設けられている。なお、突堤部２０を形成するタイヤサイド部３の範囲（加工範囲）としては、リム（図示省略する）のベースラインから断面高さ（ＳＨ）の１０〜９０％の範囲である。

カーカス層７のタイヤ径方向外側には、複数層のベルト層（スチールベルト補強層９，１０、周方向補強層１１）が設けられている。周方向補強層１１のタイヤ径方向外側には、路面と接地する上記トレッド部２が設けられている。

〈突堤部の構成〉
突堤部２０は、タイヤサイド部３の外側表面３Ａに径方向ｒに沿って細長い形状に形成されている。本実施の形態では、図２及び図５に示すように、突堤部２０同士はタイヤ周方向に沿って等間隔に配置されている。また、これら突堤部２０の高さは均一に設定されている。

図２、図４、図６、及び図７によれば、突堤部２０は、タイヤ径方向ｒの内側の端部２０Ａに、タイヤサイド部３の外側面３Ａより立ち上がる起立面２２が形成され、この起立面２２と突堤部２０の上面２３と側面２１とが交わる部分に頂部２３，２３を有する。

突堤部２０の側面２１と、この突堤部２０の仮想底面２５とのなす角度θ１（図３参照）は、４５°≦θ１≦１３５°範囲であることが好ましい。また、起立面２２と仮想底面２５とのなす角度θ２（図４参照）は、４５°≦θ２≦１３５°の範囲であることが好ましい。なお、仮想底面とは、タイヤサイド部３の外側面３Ａと突堤部２０との境界線で囲まれた平面であり、外側面３Ａとほぼ面一の仮想の平面である。

なお、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１では、突堤部２０の延在方向とタイヤ径方向ｒと一致するように設定したが、突堤部２０の延在方向がタイヤ径方向ｒとなす角度をθとした場合、−７０°≦θ≦７０°の範囲にあることが好ましい。ランフラットタイヤ１は、回転体であるため、そのタイヤサイド部３表面の空気流れはわずかであるが遠心力により径方向外側に向かっている。また、突堤部２０の空気の流入に対し背部にある側の澱み部分を低減し放熱を向上させるため、径方向ｒに対して上記角度範囲で傾斜させることが好ましい。

ここで、突堤部２０の上記高さ（ｈ）と上記ピッチ（ｐ）と幅（ｗ）との間に、１．０≦ｐ／ｈ≦５０．０の関係があり、且つ１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満足するように設定している。好ましくは、突部のピッチ（ｐ）と高さ（ｈ）の比の値（ｐ／ｈ）は２．０≦ｐ／ｈ≦２４．０、更に好ましくは、１０．０≦ｐ／ｈ≦２０．０の範囲に規定することにより、タイヤサイド部表面の熱伝達率をより向上させることができる。

本実施の形態では、劣化の発生が他の部分に比較して起こり易いタイヤサイド部３に上記頂部２４を有する突堤部２０を設けたことにより、この突堤部２０で発生した空気の乱流でタイヤサイド部３の放熱を促進させることができる。これは、タイヤを構成するゴムは熱伝導性の悪い材料であるため、放熱面積を拡大して放熱を促進させるよりも、乱流の発生を促進させて空気の乱流を直接タイヤサイド部に当てることによる放熱効果が大きくなると考えられる。

以下、本実施の形態に係るランフラットタイヤ１における突堤部２０の作用について、図５〜７を用いて説明する。

本実施の形態のランフラットタイヤ１では、図５に示すように、タイヤが矢印Ｒの回転方向に回転した場合、図６及び図７に示すように、突堤部２０が形成されていないタイヤサイド部３の外側面３Ａに接触していた空気の流れＣが突堤部２０で外側面３Ａから剥離されて突堤部２０を乗りこえる。そして、空気の流れＣは、次の突堤部２０との間の底部（側面図３Ａ）に再付着して、次の突堤部２０で再び剥離される。このように、側面図３Ａに乱流の接触を多くすることで放熱率を高めることができる。

また、図６及び図７に示すように、本実施の形態のランフラットタイヤ１では、突堤部２０におけるタイヤ径方向ｒの内側に位置する端部２０Ａに頂部２４を有するため、この頂部２４を起点として剥離した空気流Ｄが旋回しながら遠心力の作用を受けてタイヤ径方向外側へ流れ去ると推測される。なお、図６及び図７に示す矢印Ｊは遠心力が作用する方向を示す。このため、この頂部２４を最も温度低減したい箇所よりもタイヤ径方向内側に配置することで、タイヤサイド部３を選択的に放熱をより高めることができる。

このように、本実施の形態では、タイヤ径方向に沿って細長く形成された突堤部２０がタイヤの回転に伴ってこの突堤部２０を乗り越える空気に乱流Ｃを発生させて、この乱流Ｃでタイヤサイド部の熱を奪って放熱させる効果に加えて、突堤部２０のタイヤ径方向内側の端部２０Ａに形成された頂部２４が空気の流れを剥離させて旋回しながらタイヤ径方向外側へ遠心力の作用を受けながら流れ去る乱流Ｄを発生させるため、タイヤサイド部３の放熱をさらに高める効果がある。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係るランフラットタイヤの突堤部３０を示す斜視図である。本実施の形態では、タイヤ径方向ｒに、２つの突堤部３０を分離して配置している。それぞれの突堤部３０は、タイヤ径方向ｒの内側の端部に起立面３２を有し、この起立面３２と側面３１と上面３３とが交わる部分に頂部３４が形成されている。

本実施の形態のように、突堤部３０をタイヤ径方向に沿って分断する構造とすることにより、タイヤ径方向ｒに沿って頂部３４が複数配置されることになるため、頂部３４を起点とする空気の旋回流が多く発生してより放熱を図る領域を拡大することが可能である。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態を示す斜視図である。本実施の形態では、タイヤ径方向ｒに沿って細長い形状に形成された第１突堤部４０のタイヤ径方向ｒの中間の部分にさらに突出する第２突堤部４０Ａを形成したものである。第１突堤部４０のタイヤ径方向ｒの内側端部には、起立面４２と側面４１と上面４３とが交わる部分に頂部４４が形成され、第２突堤部４０Ａのタイヤ径方向ｒの内側の端部にも頂部４５が形成されている。

本実施の形態では、第１突堤部４０のタイヤ径方向ｒの内側の端部に設けられた頂部４４を起点とする乱流の発生と、第２突堤部４０Ａの頂部４５を起点とする乱流の発生とが起こるため、より放熱を図ることが可能となる。

（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記した各実施の形態では、空気入りタイヤとしてランフラットタイヤを適用したが、オフザロードラジアル（ＯＲＲ）タイヤ、トラックバスラジアル（ＴＢＲ）タイヤなどの他のタイプのタイヤに適用できることは勿論である。

また、上記した各実施の形態では、突堤部をタイヤサイド部３の外側面３Ａに形成したが、図１０に示すように、タイヤサイド部３の内側面３Ｂに突堤部５０を形成してもよい。なお、図１０に示すランフラットタイヤ１Ａでは、タイヤサイド部３の内側面３Ｂに設けられているインナーライナの表面に突堤部５０を設けているが、サイドウォール補強層８の表面に突堤部５０を設けた後、インナーライナで覆うように形成してもよい。

（実施例）
次に、実施例について説明する。実施例及び比較例では、以下の条件で耐久ドラム試験を行った。実施例は、下表１及び下表２に示すように、上記した第１の実施の形態と同様な構成の突堤部のθ１、θ２を変えたものを用いている。なお、耐久ドラム試験の結果（耐久性評価）は、故障発生までの耐久距離を指数化したものを下表１及び下表２に示す。

タイヤサイズ：２８５／５０Ｒ２０
使用リム：８ＪＪ×２０
内圧：０ｋＰａ
荷重：９．８ｋＮ
速度：９０ｋｍ／ｈ
なお、θ１、θ２の定義は、上記した通りである。

上記表１から、θ１は４５°≦θ１≦１３５°の範囲（実施例２〜４）で耐久性が高いことが判る。また、上記表２から、θ２は４５°≦θ１≦１３５°の範囲（実施例７〜９）で耐久性が高いことが判る。

また、図１１は、この耐久ドラム試験において突堤部の高さ（ｈ）を振ったときの耐久力を示すグラフであり、図１２は、突堤部の幅（ｗ）を振ったときの耐久力を示すグラフである。ここで、突堤部のピッチ（ｐ）と高さ（ｈ）の比の値（ｐ／ｈ）は１５に設定し、θ１は９０°に設定した。

図１１から、突部の高さ（ｈ）は０．５〜７．０ｍｍの範囲、さらには０．５〜３．０ｍｍの範囲が好ましいことが判る。また、幅（２）は０．３〜４．０ｍｍ、さらには０．３〜３．０ｍｍの範囲が好ましいことが判る。

本発明の第１の実施の形態に係るランフラットタイヤの要部斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るランフラットタイヤの要部側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るランフラットタイヤのタイヤサイド部の側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るランフラットタイヤにおける突堤部の作用を説明する斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るランフラットタイヤにおける突堤部の作用を説明する平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るランフラットタイヤにおける突堤部の斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係るランフラットタイヤにおける突堤部の斜視図である。 本発明のその他の実施の形態を示す要部斜視図である。 耐久ドラム試験において突堤部の高さ（ｈ）を振ったときの耐久力を示すグラフである。 耐久ドラム試験において突堤部の幅（ｗ）を振ったときの耐久力を示すグラフである。

符号の説明

１…ランフラットタイヤ
１Ａ…ランフラットタイヤ
３…タイヤサイド部
３Ａ…外側面
３Ｂ…内側面
２０…突堤部
２０Ａ…端部
２１…側面
２２…起立面
２３…上面
２３…頂部
２４…頂部
２５…仮想底面
３０…突堤部
３２…起立面
３３…上面
３４…頂部
４０…第１突堤部
４０Ａ…第２突堤部
４１…側面
４２…起立面
４３…上面
４４…頂部
４５…頂部
５０…突堤部

Claims (5)

1. タイヤサイド部にタイヤ径方向に沿って細長い形状となるように突堤部を延在させた空気入りタイヤであって、
   少なくとも前記突堤部のタイヤ径方向内側の端部に、タイヤサイド部の面より立ち上がる起立面が形成され、前記起立面と前記突堤部の上面とが交差する部分に頂部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤサイド部に、タイヤ径方向に沿って複数の前記突堤部が分離して配置されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突堤部の幅方向の少なくとも一方の側壁面と、前記突堤部の仮想底面と、のなす角度θ１が、４５°≦θ１≦１３５°であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された空気入りタイヤ。
4. 前記起立面と、前記突堤部の仮想底面と、のなす角度θ２が、４５°≦θ２≦１３５°であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載された空気入りタイヤ。
5. 前記突部の高さ（ｈ）が０．５≦ｈ≦７、幅（ｗ）が０．３≦ｗ≦４であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載された空気入りタイヤ。

Images