JP2010167998A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤサイド部にフィンを設けた場合に、タイヤサイド部の更なる冷却効率の向上を図ることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤサイド部７にタイヤ幅方向に突出してタイヤ径方向に延びる乱流発生用フィン２０を配設したランフラットタイヤ１である。乱流発生用フィン２０には、乱流発生用フィン２０の延在方向に交差して延びる貫通孔３０を形成している。走行風が貫通孔３０の内面に当たりながら、貫通孔３０を通過することによって乱流発生用フィン２０を冷却し、併せてタイヤサイド部７の冷却効率を向上させることができる。
【選択図】 図３

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。

空気入りタイヤにおいては温度が上昇すると、材料物性の変化という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るため、耐久性の観点から好ましくない。特に、重荷重で使用され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（内圧が０ｋＰａでの走行時）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。例えば断面が三日月形に形成された補強ゴムを設けた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。

従来、空気入りタイヤの放熱を促進させる技術として、タイヤ本体の側部にタイヤ幅方向に突出するフィンを複数設け、タイヤ回転時にフィン近傍で空気の乱流を発生させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＷＯ２００７／０３２４０５号公報

しかしながら、前述したフィンを設けた空気入りタイヤにおいては、車両走行によってフィンに熱が蓄積されると、タイヤサイド部の冷却効率が低下するおそれがあった。

本発明の目的は、タイヤサイド部にフィンを設けた場合に、タイヤサイド部の更なる冷却効率の向上を図ることができる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、タイヤの側面に配置されたタイヤサイド部（タイヤサイド部７）に、タイヤ径方向（タイヤ径方向Ｄ）に延設されると共にタイヤ幅方向に突出する乱流発生用フィン（乱流発生用フィン２０）をタイヤ周方向（タイヤ周方向Ｓ）に所定間隔をおいて複数配設した空気入りタイヤ（ランフラットタイヤ１）であって、前記乱流発生用フィンに、前記乱流発生用フィンの延在方向に交差する方向に延びて乱流発生用フィンを貫通する貫通孔（貫通孔３０）を形成したことを要旨とする。

第１の特徴によれば、前記乱流発生用フィンに、前記乱流発生用フィンの延在方向（タイヤ径方向）に交差する方向に延びて乱流発生用フィンを貫通する貫通孔を形成している。このため、タイヤ周方向に沿って流れてきた空気は、貫通孔の内面のうち、タイヤ径方向外側の面に当たって乱流となり、該乱流は貫通孔を長手方向に進みながら排出される。

従って、乱流発生用フィンを冷却して蓄熱を防止することができる。また、車両走行時に走行風を受ける表面積が、貫通孔の内面の分だけ増加するため、貫通孔を設けない場合よりも冷却効率が向上する。さらに、貫通孔を設けた分だけ、タイヤ全体の重量が軽減される。

その他の特徴では、前記貫通孔（貫通孔３０）は、タイヤ周方向（タイヤ周方向Ｓ）に対して所定角度（角度θ）傾斜して延設されていることを要旨とする。

その他の特徴では、前記貫通孔（貫通孔３０）は、一つの乱流発生用フィン（乱流発生用フィン２０）について複数形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、タイヤサイド部にフィンを設けた場合に、タイヤサイド部の更なる冷却効率の向上を図ることができる空気入りタイヤを提供できる。

本発明の実施の形態に係るランフラットタイヤの側面図である。 本発明の実施の形態に係るランフラットタイヤの要部断面を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る乱流発生用フィンを示す斜視図である。 図３をタイヤ幅方向外側から見た平面図である。 図３をタイヤ径方向内側から見た側面図である。 貫通孔がない乱流発生用フィンによる乱流発生状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る乱流発生用フィンに形成した貫通孔内を通る空気の流れを示す断面図である。

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。

〈ランフラットタイヤの概略構成〉
図１は本発明の実施の形態に係るランフラットタイヤの側面図、図２は本発明の実施の形態に係るランフラットタイヤの要部断面を示す斜視図である。

図１および図２に示すように、空気入りタイヤであるランフラットタイヤ１は、タイヤ幅方向に離間して配置された一対の円環状のビードコア２，２と、これらのビードコア同士２，２をクラウン状に結び、タイヤの骨格となるカーカス３と、該カーカス３の頂部上に配置されたベルト層４と、カーカス３の頂部に設けられたトレッド部５と、該トレッド部５のタイヤ幅方向両側に形成されたショルダー部６と、タイヤ側面を構成するタイヤサイド部７とを備えている。前記トレッド部５には、タイヤ周方向に延びる周方向溝８が形成され、前記ビードコア２には、例えばスチールコードが用いられる。

また、タイヤサイド部７に対応するカーカス３のタイヤ幅方向内側には、タイヤサイド部７を補強するサイドウォール補強層９が設けられている。このサイドウォール補強層９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。

前記ビードコア２のタイヤ径方向外側には、ビードフィラー１１が配設されており、これらのビードコア２とビードフィラー１１とによってビード部１２が構成されている。

タイヤサイド部７には、乱流発生用フィン２０が設けられている。該乱流発生用フィン２０は、ビード部１２の近傍からショルダー部６にかけてタイヤ径方向に延びており、タイヤ幅方向外側に突出している。また、図１に示すように、乱流発生用フィン２０は、周方向に沿って複数（本実施形態では８つ）近接して１つのフィン群を形成し、このフィン群が周方向に沿って間欠的に５つずつ設けられている。

〈乱流発生用フィンの構成〉
図３は本発明の実施の形態に係る乱流発生用フィンを示す斜視図、図４は図３をタイヤ幅方向外側から見た平面図、図５は図３をタイヤ径方向内側から見た側面図である。なお、これらの図に示す乱流発生用フィンは、タイヤ径方向内側の端部近傍を拡大して示している。

これらの図に示すように、乱流発生用フィン２０は、タイヤ幅方向外側に配置された頂壁面２１と、該頂壁面２１に対向配置された底壁面２２と、タイヤ周方向両側に配置されてタイヤ径方向に延びる径方向壁面２３，２４と、タイヤ径方向両側に配置されてタイヤ周方向に延びる周方向壁面２５とから画成されている。

図５に示すように、周方向壁面２５はタイヤ径方向内側から見ると台形状に形成されており、径方向壁面２３，２４の双方は、タイヤ幅方向外側に向かうにつれて互いに近づくように斜め方向に延びている。

また、円筒状に形成された複数の貫通孔３０が、これらの径方向壁面同士２３，２４を結ぶように乱流発生用フィン２０をタイヤ周方向に貫通して形成されている。図５に示すように、貫通孔３０は、径方向壁面２３，２４のうち、底壁面２２の近く（即ち、乱流発生用フィン２０におけるタイヤ幅方向内側の端部近傍）に形成されている。また、図４に示すように、貫通孔３０の延在方向Ｐは、乱流発生用フィン２０の延在方向（タイヤ径方向Ｄ）に交差する方向に延びており、かつ、タイヤ周方向Ｓに対して所定角度θだけ傾斜して延びている。この所定角度θは、１５〜７５°が好ましく、３０〜６０°が更に好ましい。

〈乱流の発生の説明〉
次に、乱流の発生の状態を説明する。

図６は、貫通孔がない乱流発生用フィンによる乱流発生状態を示す説明図、図７は本発明の実施の形態に係る乱流発生用フィンに形成した貫通孔内を通る空気の流れを示す断面図である。

図６に示すように、ランフラットタイヤ１の回転に伴い、乱流発生用フィン２０が形成されていないタイヤサイド部７の一般面７ａに接触していた空気の流れＳ１が乱流発生用フィン２０で一般面７ａから剥離されて乱流発生用フィン２０を乗りこえることによって乱流となる。このとき、乱流発生用フィン２０の流れ方向の背面側には、空気の流れが滞留する部分（領域）Ｓ２が生じる。そして、空気の流れ（乱流）Ｓ１は、次の乱流発生用フィン２０との間の底部（一般面７ａ）に再付着して、次の乱流発生用フィン２０で再び剥離される。このとき、空気の流れＳ１と次の乱流発生用フィン２０との間には、空気の流れが滞留する領域Ｓ３が生じる。ここで、乱流Ｓ１が接触する領域上の速度を大きくすることが放熱率を高めるために優位となると考えられる。

ここで、本発明では、乱流発生用フィン２０に貫通孔３０を形成している。従って、図７に示すように、タイヤ周方向Ｓに沿って流れてきた空気Ｓ１は、貫通孔３０の内面３１のうち、タイヤ径方向外側の面に当たって乱流Ｓ４となり、該乱流Ｓ４は貫通孔３０を長手方向に進みながら排出される。この排出された空気流Ｓ４は、タイヤ周方向に沿って隣の乱流発生用フィン２０に向けて流れる。

<作用効果>
（１）本実施形態では、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７に乱流発生用フィン２０を設けたことにより、この乱流発生用フィン２０で発生した空気の乱流Ｓ１でタイヤサイド部７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７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。

特に、重荷重用タイヤ（ＯＲＲ）や、三日月形補強ゴムが設けられたタイヤサイド部７を有するランフラットタイヤ１やＴＢＲ（トラックバスラジアル）のように、長期使用において他の部分に比較してタイヤサイド部７に損傷が発生し易い空気入りタイヤにおいて、タイヤサイド部７の温度を低減させる効果が高くなる。

（２）本実施形態では、前記乱流発生用フィン２０に、該乱流発生用フィン２０の延在方向（タイヤ径方向Ｄ）に交差する方向に延びて乱流発生用フィン２０を貫通する貫通孔３０を形成している。このため、タイヤ周方向Ｓに沿って流れてきた空気Ｓ１は、貫通孔３０の内面３１のうち、タイヤ径方向外側の面に当たって乱流Ｓ４となり、該乱流Ｓ４は貫通孔３０を長手方向に進みながら排出される。

従って、乱流発生用フィン２０を冷却して蓄熱を防止することができる。また、車両走行時に走行風を受ける表面積が、貫通孔３０の内面３１の分だけ増加するため、貫通孔３０を設けない場合よりも冷却効率が向上する。さらに、貫通孔３０を設けた分だけ、タイヤ全体の重量が軽減される。

（３）前記貫通孔３０は、タイヤ周方向Ｓに対して所定角度（θ）傾斜して延設されている。従って、貫通孔３０がタイヤ周方向Ｓに沿って延設されている場合よりも、タイヤ周方向Ｓに流れる空気流が当たる貫通孔３０の内面３１の面積が向上するため、乱流発生用フィン２０の畜熱を防止してタイヤサイド部７の冷却を効率的に行うことができる。また、タイヤ周方向Ｓに沿って延設されている場合よりも、貫通孔３０の長さが長くなり、重量軽減効果も向上する。

（４）前記貫通孔３０は、一つの乱流発生用フィン２０について複数形成されているため、タイヤサイド７の冷却効率が更に向上すると共に、更なる重量軽減効果が得られる。

[その他の実施の形態]
前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、前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１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、貫通孔３０を乱流発生用フィン２０におけるタイヤ幅方向内側の端部近傍に形成したが、タイヤ幅方向の中央部に形成しても良い。さらに、本実施形態では、貫通孔３０の数は特に限定されず、複数設けることが好ましい。

以下に、実施例を通して本発明を更に具体的に説明する。

従来例、比較例、および本発明例に係る空気入りタイヤは、ともに、タイヤサイズが２１５／４０Ｒ１７とした。タイヤ重量および温度は、表１に示すように、従来例のタイヤを１００として相対的な数値を表示した。従来例の空気入りタイヤでは、乱流発生用フィンがなく、従来例の空気入りタイヤでは、乱流発生用フィンを○○個形成した。また、本発明例の空気入りタイヤでは、乱流発生用フィンを８３個形成し、かつ、乱流発生用フィンにタイヤ周方向に対して角度４５°だけ傾斜した貫通孔を一つのフィンにつき、３個設けた。

これらの空気入りタイヤを車両に搭載して、タイヤサイド部の温度を測定した。

表１に示すように、本発明例の空気入りタイヤは、比較例の空気入りタイヤよりも重量が小さくなった。また、本発明例の空気入りタイヤは、従来例および比較例の空気入りタイヤよりもタイヤサイド部の温度上昇が抑制された。

θ…所定角度
Ｄ…タイヤ径方向
Ｐ…フィンの延在方向
Ｓ…タイヤ周方向
１…ランフラットタイヤ（空気入りタイヤ）
７…タイヤサイド部
２０…乱流発生用フィン
３０…貫通孔

Claims (3)

1. タイヤの側面に配置されたタイヤサイド部に、タイヤ径方向に延設されると共にタイヤ幅方向に突出する乱流発生用フィンをタイヤ周方向に所定間隔をおいて複数配設した空気入りタイヤであって、
   前記乱流発生用フィンに、前記乱流発生用フィンの延在方向に交差する方向に延びて乱流発生用フィンを貫通する貫通孔を形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記貫通孔は、タイヤ周方向に対して所定角度傾斜して延設されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記貫通孔は、一つの乱流発生用フィンについて複数形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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