JP2009160991A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 本発明は、タイヤ表面９の少なくとも一部に、乱流を発生させる乱流発生用突起１１が設けられる空気入りタイヤ１であって、乱流発生用突起１１が、タイヤ径方向へ向けて直線状又は曲線状で変位する複数の屈曲部１１ａを有するとともに、乱流発生用突起１１の延在方向に対して略直交する幅である突起幅（ｗ）が延在方向で同一であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、タイヤ表面の少なくとも一部に、乱流を発生させる乱流発生用突起が設けられる空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤにおけるタイヤ温度の上昇は、材料物性の変化などの経時的変化を促進したり、高速走行時にはトレッド部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とされている。特に、重荷重での使用となるオフザロードラジアルタイヤ（ＯＲＲ）や、トラック・バスラジアルタイヤ（ＴＢＲ）、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、タイヤの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、ビード部がリムフランジと接する位置の近傍での厚さをトレッド幅方向外側へ厚くし、かつ、この厚くした補強部がリムフランジを包み込む形状（いわゆる、リムガード）で構成されていることにより、サイドウォール部におけるタイヤ表面（特に、ビード部）の撓みを抑制してタイヤ温度を低減させる空気入りタイヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７６４３１号公報（第２〜５頁）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、ビード部が厚いことによって、該ビード部での温度が上昇してしまうため、荷重時の倒れ込みにより補強部が破壊されることがあり、この破壊で生じたクラック等の進展によりビード部近傍が故障してしまうという問題があった。

特に、重荷重用タイヤでは、荷重時の倒れ込みが大きいため、補強部を設けることが懸念されている。しかし、この重荷重用タイヤでは、ビード部に補強部が設けられていなくても、他のサイドウォール部におけるタイヤ表面と比べてビード部は元々厚く形成されていることにより、該ビード部での温度が上昇してしまい、ビード部の耐久性のみならず、タイヤの耐久性が低下してしまう。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した状況に基づいて、発明者らは、タイヤ温度を効率的に低減させることについて分析した。この結果、車両の走行に伴って車両前方から発生する風（走行風）の速度や、空気入りタイヤの回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風の速度を速くして、ビード部の温度上昇を抑制することが、タイヤ温度の放熱率を高めることが判明した。

そこで、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴に係る発明は、タイヤ表面の少なくとも一部に、乱流を発生させる乱流発生用突起が設けられる空気入りタイヤであって、乱流発生用突起が、タイヤ径方向へ向けて直線状又は曲線状で変位する複数の屈曲部を有するとともに、乱流発生用突起の延在方向に対して略直交する幅である突起幅（ｗ）が延在方向で同一であることを要旨とする。

なお、タイヤ表面は、タイヤ外面（例えば、トレッド部やサイドウォール部の外表面）及びタイヤ内面（例えば、インナーライナーの内表面）を含むものとする。

かかる特徴によれば、乱流発生用突起が、タイヤ径方向へ向けて直線状又は曲線状で変位する複数の屈曲部を有するとともに、乱流発生用突起の延在方向に対して略直交する幅である突起幅（ｗ）が延在方向で同一であることによって、車両の走行に伴って車両前方から発生する走行風、及び、空気入りタイヤの回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風が乱流発生用突起を乗り越える際に、乱流発生用突起の前側で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起を通過する走行風及び回転風の流れを加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。この加速した走行風及び回転風により、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

また、乱流発生用突起が、タイヤ径方向へ向けて直線状又は曲線状で変位する複数の屈曲部を有することによって、荷重等により空気入りタイヤのサイド部が圧縮すると、屈曲部により乱流発生用突起がタイヤ径方向へ撓みやすくなっているため、乱流発生用突起自体の耐久性を向上させることができる。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことを要旨とする。

かかる特徴によれば、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値が１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことによって、この乱流発生用突起を乗り越えて加速した走行風で、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減させる効果が高くなる。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置（Ｐ１）からビードトゥまでの距離である内側端部距離（Ｄ１）が、ビードトゥからトレッド最外位置までのタイヤ高さ（ＳＨ）に対して１０％以上であることを要旨とする。

なお、内側端部距離（Ｄ１）は、正規リムに装着された状態で正規内圧が充填された際（正規荷重が負荷された際も含む）で計測された値であるものとする。この「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。また、上記「正規内圧」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。また、上記「正規荷重」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起の最もタイヤ径方向外側である突起最外位置（Ｐ２）が、タイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向内側に位置することを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さ（ｈ）が、３〜２０ｍｍであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、突起高さ（ｈ）が、７．５〜１５ｍｍであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、突起幅（ｗ）が、２〜１０ｍｍであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、トレッド幅方向断面において、乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置（Ｐ１）から、リムフランジの最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置（Ｐ４）までの距離である突起リム距離（ｄ）が、３０〜２００ｍｍであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突部では、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突部では、延在方向に略直交する断面形状が略台形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突部では、延在方向に略直交する断面形状が略三角形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突部では、延在方向に略直交する断面形状が段差を有する段付き形状で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起には、延在方向に略直交する方向に貫通する貫通孔が形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、乱流発生用突起間のピッチを“ｐ”、突起幅を“ｗ”でとしたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことを要旨とする。

なお、「ｐ／ｈ」とは、乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側（突起最内位置（Ｐ１））から乱流発生用突起の最もタイヤ径方向外側（突起最外位置（Ｐ２））まで中間の位置で測定されるものとする。すなわち、図３に示すように、「ｐ／ｈ」は、乱流発生用突起の中間線（ＭＬ）上で測定されるものとする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ径方向から傾く乱流発生用突起の傾斜角度（θ）が、±７０度であることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、重荷重用タイヤであることを要旨とする。

本発明によれば、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、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、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法など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］
（空気入りタイヤの構成）
まず、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図であり、図２は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図であり、図３は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部側面図（図２のＡ矢視図）である。なお、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤは、重荷重用タイヤであるものとする。

図１〜図３に示すように、空気入りタイヤ１は、ビードコア３ａ、ビードフィラー３ｂ及びビードトゥ３ｃを少なくとも含む一対のビード部３と、該ビードコア３ａで折り返すカーカス層５とを備えている。

このカーカス層５の内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー７が設けられている。また、カーカス層５のトレッド幅方向外側、すなわち、サイドウォール部におけるタイヤ表面９（タイヤサイド表面）には、乱流を発生させる乱流発生用突起１１が設けられている。

カーカス層５のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド部１３が設けられている。また、カーカス層５とトレッド部１３との間には、トレッド部１３を補強する複数のベルト層１５が設けられている。

（乱流発生用突起の構成）
次に、乱流発生用突起１１の構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、図４は、第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す斜視図であり、図５は、第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す断面図である。

図１〜図５に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が略四角形で形成されている。この乱流発生用突起１１は、タイヤ径方向へ向けて直線状で変位する複数の屈曲部１１ａを有している。すなわち、長手方向における乱流発生用突起１１の側面である突起側面には、複数の面により複数の屈曲部１１ａが形成されている。なお、乱流発生用突起１１は、複数の屈曲部１１ａによりタイヤ径方向に対して交互に傾いている。

乱流発生用突起１１の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置（Ｐ１）からビードトゥ３ｃまでの距離である内側端部距離（Ｄ１）は、ビードトゥ３ｃからトレッド最外位置１３ａまでのタイヤ高さ（ＳＨ）に対して１０％以上である。この内側端部距離（Ｄ１）は、ビード部３に配置されてタイヤ最大幅（ＴＷ）の位置にかからなくするために、タイヤ高さ（ＳＨ）に対して３５％以下がさらに好ましい。

なお、内側端部距離（Ｄ１）がタイヤ高さ（ＳＨ）に対して１０％よりも短いと、リムフランジ１７との接触により、乱流発生用突起１１が削れてしまうことがあり、該乱流発生用突起１１の耐久性が低下してしまう場合がある。

具体的には、突起最内位置（Ｐ１）からリムフランジ１７の最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置（Ｐ３）までの距離である突起リム距離（ｄ）は、３０〜２００ｍｍであることが好ましい。なお、突起リム距離（ｄ）が３０ｍｍよりも小さいと、リムフランジ１７との接触により、乱流発生用突起１１が削れてしまうことがあり、該乱流発生用突起の耐久性が低下してしまうことがある。一方、突起リム距離（ｄ）が２００ｍｍよりも大きいと、他のサイドウォール部におけるタイヤ表面９と比べて元々厚く形成されるビード部３近傍の温度を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

また、乱流発生用突起１１の最もタイヤ径方向外側である突起最外位置（Ｐ２）は、トレッドショルダー端部ＴＳ（いわゆる、ハンプ部）よりもタイヤ径方向内側に設けられている。この突起最外位置（Ｐ２）は、ビード部３全体に該乱流発生用突起１１を配置させたいため、トレッド最外位置１３ａからタイヤ高さ（ＳＨ）に対して５７％の位置よりもタイヤ径方向外側に設けられることが好ましい。すなわち、突起最外位置（Ｐ２）は、ビードトゥ３ｃからタイヤ高さ（ＳＨ）に対して４３％の位置から、トレッドショルダー端部ＴＳまでの範囲（Ｒ）に設けられることが好ましい。

突起最外位置（Ｐ２）がトレッドショルダー端部ＴＳよりもタイヤ径方向外側に設けられると、乱流発生用突起１１が路面と接して削れてしまうことがあり、該乱流発生用突起１１の耐久性が低下してしまう場合がある。

具体的には、突起最外位置（Ｐ２）は、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度の低減を図るために、タイヤ最大幅（ＴＷ）の位置よりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましいが、トレッドショルダー端部ＴＳ近傍の温度を低下させたい場合には、トレッドショルダー端部ＴＳ付近まで位置していてもよい。

ここで、乱流発生用突起１１の延在方向に対して略直交する幅である突起幅（ｗ）は、延在方向で同一である。具体的には、図４及び図５に示すように、乱流発生用突起１１は、タイヤ表面９から乱流発生用突起１１の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、突起幅を“ｗ”でとしたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たす。

なお、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値（ｈ／ｗ）が１．０よりも小さいと、乱流発生用突起１１を乗り越える走行風の流れを加速させるには不十分であり、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度を効率的に低減させることができない場合がある。一方、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値（ｈ／ｗ）が１０よりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

より具体的には、突起高さ（ｈ）は、３〜２０ｍｍであることが好ましい。特に、突起高さ（ｈ）は、７．５〜１５ｍｍであることが好ましい。

なお、突起高さ（ｈ）が３ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１１を乗り越える走行風の流れを加速させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。一方、突起高さ（ｈ）が２０ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であるとともに、乱流発生用突起１１の強度が弱くなりすぎてしまい、上述した問題が発生する場合がある。

また、突起幅（ｗ）は、２〜１０ｍｍであることが好ましい。なお、突起幅（ｗ）が２ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１１の強度が弱くなりすぎてしまい、走行風により乱流発生用突起１１が振動してしまい、乱流発生用突起１１自体の耐久性が低下してしまう場合がある。一方、突起幅（ｗ）が１０ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

図４及び図５に示すように、上述した突起高さを“ｈ”、互いに隣接する乱流発生用突起１１同士の間隔のピッチを“ｐ”、突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことが好ましい。

特に、２．０≦ｐ／ｈ≦１５．０の関係に設定することが好ましく、４．０≦ｐ／ｈ≦１０．０の関係に設定することがさらに好ましい。また、５．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦７０．０の関係に設定することが好ましく、１０．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦３０．０の関係に設定することがさらに好ましい。なお、ピッチ（ｐ）は、各乱流発生用突起１１の延在方向の中央における幅を２等分した互いの点間の距離とする。

上記のように、ｐ／ｈで規定される空気の流れ（乱流）は、ピッチ（ｐ）を細かく刻み過ぎると、すなわちピッチ（ｐ）を狭くすると、溝底部に空気の流れが入り込まず、ピッチ（ｐ）を広げすぎると乱流発生用突起１１の形状加工が無い場合と同等となってしまうため、上記した数値範囲に設定することが好ましい。

また、（ｐ−ｗ）／ｗは、ピッチ（ｐ）に対する突部の幅の割合を示すものであり、これが小さすぎることは、放熱を向上させたい面の面積に対する乱流発生用突起１１の表面積の割合が等しくなることと同様である。乱流発生用突起１１は、ゴムでなり表面積増加による放熱向上効果が期待できないため、（ｐ−ｗ）／ｗの最小値を１．０に規定している。

前記タイヤ径方向から傾く乱流発生用突起１１の傾斜角度（θ）は、±７０°（−７０°≦θ≦７０°）で設定されることが好ましい（図３参照）。空気入りタイヤ１は、回転体であるため、サイドウォール部におけるタイヤ表面９の空気の流れは、遠心力により径方向外側に向かっている。つまり、乱流発生用突起１１の空気の流入に対し背面側の澱み部分を低減し放熱を向上させるため、乱流発生用突起１１の傾斜角度（θ）を上記角度範囲に設定することが好ましい。

なお、乱流発生用突起１１の傾斜角度（θ）は、回転体である空気入りタイヤのタイヤ径方向位置により空気の流れの速度が若干異なるため、各乱流発生用突起１１が異なる傾斜角度（θ）に設定してもよい。

加えて、乱流発生用突起１１は、延在方向に沿って不連続に分割されている構成であってもよく、タイヤ周方向に沿って不均一に配置された構成であってもよい。サイドウォール部におけるタイヤ表面９に設けられる乱流発生用突起１１の空気の流入に対して、タイヤ回転方向に対する後側（すなわち、背面側）では澱みが生じて、該乱流発生用突起１１が設けられていない場合と比べて、放熱効果が悪化する部分が生じる。この放熱効果が悪化する部分を削減して平均的な熱伝達率を向上させるには、乱流発生用突起１１が延在方向に不連続に分割されていることが有効となる。

（第１の実施の形態に係る変更例）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１１は、複数の屈曲部１１ａによりタイヤ径方向に対して交互に傾いているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図６は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの変更例を示す一部断面斜視図であり、図７は、第１の実施の形態例に係る空気入りタイヤの変更例を示す一部側面図である。

図６及び図７に示すように、乱流発生用突起１１は、複数の屈曲部１１ａによりタイヤ径方向に対して傾く部分である傾斜部分１１Ａと、タイヤ径方向に対して平行な部分である平行部分１１Ｂとによって構成されている。これらの傾斜部分１１Ａと平行部分１１Ｂとは、一定の等間隔で設けられている。

（第１の実施の形態に係る作用・効果）
以上説明した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１１が屈曲部１１ａを有するとともに、突起幅（ｗ）が延在方向で同一であることによって、車両の走行に伴って車両前方から発生する走行風、及び、空気入りタイヤ１の回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風が乱流発生用突起１１を乗り越える際に、乱流発生用突起１１を乗り越える該乱流発生用突起１１の前側で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起１１を通過する走行風及び回転風の流れを加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。この加速した走行風及び回転風により、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

具体的には、図５に示すように、走行風及び回転風（以下、主流Ｓ１）は、乱流発生用突起１１よりタイヤ表面９から剥離されて乱流発生用突起１１の前方側のエッジ部Ｅを乗り越えて、乱流発生用突起の背面側（後側）へ向けて加速する。

そして、加速した主流Ｓ１は、乱流発生用突起１１の背面側でタイヤ表面９に対して鉛直方向に流れる（いわゆる、下降流）。このとき、主流Ｓ１の流れが滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ２は、乱流発生用突起１１の背面側で滞留する熱を奪って主流Ｓ１に再び流れ、この主流１は、次の乱流発生用突起１１のエッジ部Ｅを乗り越えて加速する。

さらに、次の乱流発生用突起１１のタイヤ回転方向に対する前側（前面側）では、主流Ｓ１が滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ３は、乱流発生用突起１１の前面側で滞留する熱を奪って主流Ｓ１に再び流れる。

つまり、主流Ｓ１がエッジ部Ｅを乗り超えて加速し、かつ、流体Ｓ２，Ｓ３が熱を奪って主流Ｓ１に再び流れることによって、広範囲でタイヤ温度を低減させることができ、特に、乱流発生用突起１１の根元部分や、主流Ｓ１が鉛直方向で接触する領域を低減させることができる。

また、乱流発生用突起１１が、タイヤ径方向へ向けて直線状で等間隔に変位する複数の屈曲部１１ａを有することによって、荷重等により空気入りタイヤのサイド部が圧縮すると、屈曲部により乱流発生用突起がタイヤ径方向へ撓みやすくなっているため、乱流発生用突起１１自体の耐久性を向上させることができる。

また、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値が１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことによって、この乱流発生用突起１１を乗り越えて加速した走行風及び回転風で、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度の低減させる効果が高くなる。

また、乱流発生用突起１１の傾斜角度（θ）が±７０°（−７０°≦θ≦７０°）で設定されることによって、走行風を利用してタイヤ温度の低減を図ることは勿論、空気入りタイヤの回転に伴って発生する回転風をも利用してタイヤ温度の低減をさらに図ることが可能となる。

特に、建設車両（例えば、ダンプトラックやクレーダー、トラクター、トレーラー）等は、タイヤを覆うタイヤカバー（フェンダー等）が設けられていないため、該建設車両等に装着される重荷重タイヤに上記乱流発生用突起１１を適用することによって、車両速度が遅い場合（例えば、１０〜５０ｋｍ／ｈ）であっても、乱流発生用突起１１を乗り越える走行風及び回転風の流れを加速させることができ、タイヤ温度を低減させることができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤ１に設けられる乱流発生用突起１１の構成について、図８及び図９を参照しながら説明する。なお、上述した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図８は、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図であり、図９は、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部側面図である。

図８及び図９に示すように、乱流発生用突起１１は、タイヤ径方向へ向けて曲線状で等間隔に変位する複数の屈曲部１１ｂを有している。なお、乱流発生用突起１１は、複数の屈曲部１１ｂによりタイヤ径方向に対して交互に傾いている。

（第２の実施の形態に係る作用・効果）
以上説明した第２の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、第１の実施の形態と同様に、走行風及び回転風が乱流発生用突起１１を乗り越える際に、乱流発生用突起１１を乗り越える該乱流発生用突起１１の前側で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起１１を通過する走行風及び回転風の流れを加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。この加速した走行風及び回転風により、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

また、乱流発生用突起１１が、タイヤ径方向へ向けて曲線状で等間隔に変位する複数の屈曲部１１ｂを有することによって、荷重等により空気入りタイヤのサイド部が圧縮すると、屈曲部により乱流発生用突起がタイヤ径方向へ撓みやすくなっているため、乱流発生用突起１１自体の耐久性を向上させることができる。

［乱流発生用突起の変形例］
上述した第１の実施の形態及び第２の実施形態に係る乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が略四角形で形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。

（変形例１）
まず、乱流発生用突起１１の変形例１について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、変形例１に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が略台形で形成されている。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ１）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ２）は、必ずしも同じ角度である必要はない。

（変形例２）
次に、乱流発生用突起１１の変形例２について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、変形例２に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が略三角形で形成されている。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ１）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ２）は、必ずしも同じ角度である必要はない。

（変形例３）
次に、乱流発生用突起１１の変形例３について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、変形例３に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が段差１９を有する段付き形状で形成されている。この段差１９は、図１２（ａ）に示すように、乱流発生用突起１１の両方の側面に設けられていてもよく、図１２（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１の一方の側面に設けられていてもよい。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ１）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θ２）は、必ずしも直角である必要はなく、かつ、同じ角度である必要はない。また、段差１９の一方の面と他方の面とは、図１２に示すように、交差角度（θ３）が略直角のみに限定されるものではなく、傾斜していても勿論よい。

（変形例４）
次に、乱流発生用突起１１の変形例４について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向（すなわち、略タイヤ周方向）に略直交する断面形状が略四角形で形成されている。この乱流発生用突起１１には、乱流発生用突起１１自体の放熱率を高めるために、延在方向に略直交する方向（すなわち、略タイヤ径方向）に貫通する貫通孔２１が形成されている。

なお、貫通孔２１が形成される乱流発生用突起１１では、必ずしも延在方向に略直交する断面形状が略四角形である必要はなく、例えば、図１３（ｃ）に示すように、略台形であってもよく、図１３（ｄ）に示すように、略三角形であってもよく、図１３（ｅ）に示すように、段差１９を有する段付き形状であってもよい。

［その他の実施の形態］
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、乱流発生用突起１１は、タイヤ表面９と略平行な上面及びタイヤ表面９（底面）が平面である場合、この対向する面が必ずしも平行に形成されている必要はなく、例えば、タイヤ回転方向（車両走行方向）に向けて傾斜（上昇・下降）していてもよく、対向する面が非対称であってもよい。

また、空気入りタイヤ１は、重荷重用タイヤであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、一般の乗用車用ラジアルタイヤ、バイアスタイヤ等であっても勿論よい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の従来例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

従来例及び実施例に係る空気入りタイヤの構成及びビード部の温度上昇試験について、表１を参照しながら説明する。なお、ビード部の温度上昇試験は、タイヤサイズ：５３／８０Ｒ６３、正規内圧、正規荷重の条件下（建設車両用タイヤ）で行う。

表１に示すように、従来例に係る空気入りタイヤには、乱流発生用突起１１が設けられていない。実施例に係る空気入りタイヤには、乱流発生用突起１１が設けられている（図３参照）。

＜ビード部の温度上昇試験＞
各空気入りタイヤを正規リムに組んで上記条件下のもと、３６０トンのダンプの前輪に装着して、速度１５ｋｍ／ｈで２４時間走行した後、リムフランジと接するビード部のタイヤ径方向外側の位置であるビード外側位置（Ｐ１）内の温度上昇を計測した。なお、このビード外側位置（Ｐ１）内の温度は、タイヤ周方向で６箇所均等に計測した平均値である。

この結果、実施例に係る空気入りタイヤは、従来例に係る空気入りタイヤと比べて、ビード部の温度上昇が少ないため、該ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。すなわち、実施例に係る空気入りタイヤは、乱流発生用突起が設けられているため、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。

＜耐久性試験＞
次に、乱流発生用突起のｐ／ｈ、（ｐ−ｗ）／ｗ、傾斜角度を変えたものを用いて、耐久性試験の結果を図１４〜図１６に示す。なお、図１４〜図１６のグラフの縦軸は、ヒータに定電圧を印加して一定の熱量を発生させ、それを送風機で送ったときのタイヤ表面の温度と風速を測定して求めた熱伝達率である。すなわち、この熱伝達率が大きいほど、冷却効果が高く、耐久性に優れている。ここでは、乱流発生用突起が設けられていない空気入りタイヤ（従来例）の熱伝達率を“１００”に設定している。

なお、この熱伝達率測定試験は、以下の条件下（建設車両用タイヤ）で行った。

・ タイヤサイズ ： ５３／８０Ｒ６３
・ ホイールサイズ ： ３６．００／５．０
・ 内圧条件 ： ６００ｋＰａ
・ 荷重条件 ： ８３．６ｔ
・ 速度条件 ： ２０ｋｍ／ｈ
図１４に示すように、乱流発生用突起の間隔（ｐ）と高さ（ｈ）の比の値（ｐ／ｈ）と、耐久性能との関係は、ｐ／ｈが１．０以上で、かつ２０．０以下の範囲内であることにより熱伝達率が高まっている。ｐ／ｈは、２．０から１５．０の範囲に設定することで、さらに熱伝達率が良く耐久性が高くなっている。このため、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０の範囲に設定することがよく、特に、２．０≦ｐ／ｈ≦１５．０の範囲に設定することが好ましく、４．０≦ｐ／ｈ≦１０．０の範囲に設定することがさらに好ましいことが分かる。

図１５に示すように、（ｐ−ｗ）／ｗと熱伝達率（上記熱伝達率と同様の方法で測定）との関係は、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の範囲内であることにより熱伝達率が高まっている。特に、５．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦７０．０の範囲に設定することが好ましく、１０．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦３０．０の範囲に設定することがさらに好ましいことが分かる。

図１６に示すように、タイヤ径方向から傾く乱流発生用突起の傾斜角度（θ）は、０〜７０°の範囲内であることが好ましいことが分かる。また、タイヤ径方向から傾く乱流発生用突起の傾斜角度（θ）が０〜−７０°の範囲に設定しても同様の熱伝達率を示すものと考えられる。

第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図である。 第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部側面図である。 第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの変更例を示す一部断面斜視図である。 第１の実施の形態例に係る空気入りタイヤの変更例を示す一部側面図である。 第１の実施の形態に係る乱流発生用突起の作用・効果を説明するための図である。 第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図である。 第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部側面図である。 変形例１に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。 変形例２に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。 変形例３に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。 実施例における空気入りタイヤの熱伝達率を示すグラフである（その１）。 実施例における空気入りタイヤの熱伝達率を示すグラフである（その２）。 実施例における空気入りタイヤの熱伝達率を示すグラフである（その３）。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、３…ビード部、３ａ…ビードコア、３ｂ…ビードフィラー、３ｃ…ビードトゥ、５…カーカス層、７…インナーライナー、９…タイヤ表面、１１…乱流発生用突起、１１Ａ…傾斜部分、１１Ｂ…平行部分、１１ａ，１１ｂ…屈曲部、１３…トレッド部、１５…ベルト層、１７…リムフランジ、１９…段差、２１…貫通孔

Claims (16)

1. タイヤ表面の少なくとも一部に、乱流を発生させる乱流発生用突起が設けられる空気入りタイヤであって、
   前記乱流発生用突起は、前記タイヤ径方向へ向けて直線状又は曲線状で変位する複数の屈曲部を有するとともに、前記乱流発生用突起の延在方向に対して略直交する幅である突起幅（ｗ）が前記延在方向で同一であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、前記突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置（Ｐ１）からビードトゥまでの距離である内側端部距離（Ｄ１）は、前記ビードトゥからトレッド最外位置までのタイヤ高さ（ＳＨ）に対して１０％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記乱流発生用突起の最もタイヤ径方向外側である突起最外位置（Ｐ２）は、タイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向内側に位置することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さ（ｈ）は、３〜２０ｍｍ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１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記突起高さ（ｈ）は、７．５〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記突起幅（ｗ）は、２〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. トレッド幅方向断面において、前記乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置（Ｐ１）から、リムフランジの最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置（Ｐ３）までの距離である突起リム距離（ｄ）は、３０〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記乱流発生用突部は、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記乱流発生用突部は、延在方向に略直交する断面形状が略台形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記乱流発生用突部は、延在方向に略直交する断面形状が略三角形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記乱流発生用突部は、延在方向に略直交する断面形状が段差を有する段付き形状で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
13. 前記乱流発生用突起には、延在方向に略直交する方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
14. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、互いに隣接する前記乱流発生用突起同士の間隔のピッチを“ｐ”、前記突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
15. 前記タイヤ径方向から傾く前記乱流発生用突起の傾斜角度（θ）は、±７０度であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
16. 重荷重用タイヤであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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