JP2010168001A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤサイド部にフィンを設ける場合に、タイヤ製造時におけるベア（空気溜まり）の抑制効果、および、乱流の発生効果が高いタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤサイド部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である。乱流発生用フィンの頂部２３に、タイヤ幅方向に起伏しながらタイヤ径方向に沿って延びる凹凸面２４を複数形成している。これにより、タイヤ製造時におけるベアの抑制効果、および、乱流の発生効果を高めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明はタイヤに関し、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タイヤに関する。

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、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）。

特に、特許文献１に記載されたタイヤでは、フィンの頂部に凸部を形成することにより、空気流れの乱流を拡大している。

特開２００８−６８７１６号公報

しかしながら、前述したフィンを設けたタイヤにおいては、フィンの頂部に設けた凸部の数が一つであるため、タイヤ製造時におけるベア（空気溜まり）の抑制効果、および、乱流の発生効果が十分でないおそれがあった。

本発明の目的は、タイヤサイド部にフィンを設ける場合に、タイヤ製造時におけるベア（空気溜まり）の抑制効果、および、乱流の発生効果が高い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２０，３０）をタイヤ周方向に所定間隔をおいて複数配設したタイヤ（ランフラットタイヤ１）であって、前記乱流発生用フィンの頂部（頂部２３，３３）に、タイヤ幅方向に起伏しながらタイヤ径方向に沿って延びる凹凸面（凹凸面２４，３４）を複数形成したことを要旨とする。

この第１の特徴によれば、頂部が平坦な乱流発生用フィンに比較して、本発明による凹凸面を有する乱流発生用フィンの方が、発生する乱流が大きくなるため、タイヤサイド部を冷却する効果が増大する。また、頂部が平坦な乱流発生用フィンの場合は、タイヤを加硫する際に、金型内におけるフィンの頂部の部分に溜まった空気が抵抗なく容易に移動するため、ベア（空気溜まり）が生じやすいという問題がある。しかし、本発明によれば、タイヤを加硫する際に、金型内におけるフィンの頂部の部分に溜まった空気が移動しにくくなるため、ベアが発生しにくくなり、また、仮に発生した場合でも、頂部の凹凸面があるため目立ちにくくなって、ベアによる外観の低下を抑制することができる。

その他の特徴では、前記凹凸面（凹凸面２４，３４）の起伏高さ（起伏高さ（Ｈ１−Ｈ２））は、前記乱流発生用フィン（乱流発生用フィン２０，３０）の高さ（高さＨ１）の２０％〜７０％であることを要旨とする。

その他の特徴では、前記凹凸面（凹凸面２４，３４）は、断面略三角形をタイヤ径方向に連続して並べた形状であ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る場合に、タイヤ製造時におけるベア（空気溜まり）の抑制効果、および、乱流の発生効果が高いタイヤが得られる。

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に示す乱流発生用フィンをタイヤ周方向から見た正面図である。 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。 本発明の他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６に示す乱流発生用フィンをタイヤ周方向から見た正面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る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、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）近接配置されて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拡大斜視図、図４は図３をタイヤ周方向から見た正面図である。

これらの図に示すように、乱流発生用フィン２０は、タイヤ径方向Ｄの内側の端部に設けられた底壁面２１と、タイヤ周方向Ｓの両側に設けられた一対の側壁面２２，２２と、タイヤ幅方向外側に設けられた頂部２３とから画成されている。

前記側壁面２２は、タイヤ径方向に沿って平坦に延びており、一対の側壁面同士２２，２２は所定距離をおいて配置されている。

また、前記頂部２３は、タイヤ幅方向に起伏を繰り返す凹凸面２４に形成されている。この凹凸面２４を構成する一つの凹凸部２５は、具体的には、タイヤ径方向外側（図３，４の紙面の上側）に向かうにつれてタイヤ幅方向外側に傾斜する第１の傾斜面（登り面）２６と、タイヤ径方向外側（図３，４の紙面の上側）に向かうにつれてタイヤ幅方向内側に傾斜する第２の傾斜面（下り面）２７とから、断面略三角状に形成されている。そして、この凹凸部２５が、乱流発生用フィン２０の頂部２３にタイヤ径方向に沿って連続して複数形成されることにより、頂部２３が凹凸面２４に形成されている。

また、図４に示すように、第２の傾斜面２７と該第２の傾斜面２７の隣の第１の傾斜面２６との境界部分は谷点２８となり、該谷点２８の断面形状は、小さい曲率半径で湾曲して形成されている。同様に、第１の傾斜面２６から第２の傾斜面２７に移り変わる頂点２９においても、該頂点２９の断面形状は、小さい曲率半径で湾曲して形成されている。

そして、凹凸面２４の高さ、即ち、頂点２９とタイヤサイド部７の面とのタイヤ幅方向に沿った距離をＨ１とする。一方、谷点２８の高さ、即ち、谷点２８とタイヤサイド部７の面とのタイヤ幅方向に沿った距離をＨ２とする。ここで、凹凸面２４の起伏高さは（Ｈ１−Ｈ２）であり、乱流発生用フィン２０の高さはＨ１である。凹凸面２４の起伏高さ（Ｈ１−Ｈ２）は、乱流発生用フィン２０の高さＨ１の２０％〜７０％であることが好ましい。

〈乱流の発生の説明〉
次に、乱流の発生の状態を説明する。

図５は、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。

図５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。

<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の頂部に、タイヤ幅方向に起伏しながらタイヤ径方向に沿って延びる凹凸面２４を複数形成している。

従って、頂部が平坦な乱流発生用フィンに比較して、本実施形態による凹凸面２４を有する乱流発生用フィン２０の方が、発生する乱流Ｓ１が大きくなるため、タイヤサイド部７を冷却する効果が増大する。また、頂部が平坦な乱流発生用フィンの場合は、タイヤを加硫する際に、金型内におけるフィンの頂部の部分に溜まった空気が抵抗なく容易に移動するため、ベア（空気溜まり）が生じやすいという問題がある。しかし、本発明の実施形態によれば、タイヤを加硫する際に、金型内におけるフィン２０の頂部の部分に溜まった空気が移動しにくくなるため、ベアが発生しにくくなり、また、仮に発生した場合でも、頂部の凹凸面２４があるため目立ちにくくなって、ベアによる外観の低下を抑制することができる。なお、乱流を大きくしてタイヤサイド部７の冷却効果を高めるには、凹凸の数が多い方が好ましい。

（３）前記凹凸面２４の起伏高さ（Ｈ１−Ｈ２）は、前記乱流発生用フィン２０の高さＨ１の２０％〜７０％である。このように、凹凸面２４の起伏高さ（Ｈ１−Ｈ２）を所定値に抑えることによって、ベアの発生を更に抑制することができる。

（４）前記凹凸面２４は、断面略三角形をタイヤ径方向に連続して並べた形状であり、比較的単純な形状であるため、金型の構造が容易になるという効果がある。

[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、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、前記実施形態では、凹凸面２４を、比較的大きな断面三角形を連続して並べた凹凸部２５から構成した。しかし、図６および図７に示すように、比較的小さな断面三角形を連続して並べた凹凸部３５から凹凸面３４を構成しても良い。

具体的には、図６，７に示すように、頂部３３は、タイヤ幅方向に起伏を繰り返す凹凸面３４に形成されている。この凹凸面３４を構成する一つの凹凸部３５は、具体的には、タイヤ径方向外側（図６，７の紙面の上側）に向かうにつれてタイヤ幅方向外側に傾斜する第１の傾斜面（登り面）３６と、タイヤ径方向外側（図６，７の紙面の上側）に向かうにつれてタイヤ幅方向内側に傾斜する第２の傾斜面（下り面）３７とから、断面略三角状に形成されている。そして、この凹凸部３５が、乱流発生用フィン３０の頂部３３にタイヤ径方向に沿って連続して複数形成されることにより、頂部３３が凹凸面３４に形成されている。

さらに、凹凸面は、断面略半円状を繰り返す形状でも良く、正弦波状やパルス状の断面形状を繰り返す形状でも良い。

以下に、実施例を通して本発明を更に具体的に説明する。

比較例に係るタイヤでは、タイヤサイド部に乱流発生用フィンを設けたが、該乱流発生用フィンの頂部は平坦な形状であり、凹凸面を形成しなかった。また、実施例に係るタイヤでは、タイヤサイド部に乱流発生用フィンを設け、該乱流発生用フィンの頂部には、連続する複数の断面略三角形からなる凹凸面を形成した。

上述した比較例及び実施例に係るタイヤを用いた評価結果について、表１を参照しながら説明する。なお、測定結果は、比較例に係るタイヤの放熱特性を１００として指数表示した。指数値が大きい程、タイヤの温度上昇が低いことを示す。同様に測定結果は、比較例に係るタイヤのベア特性を１００として指数表示した。指数値が小さい程、ベアの発生が少ないことを示す。

これらの生タイヤを加硫したとき、比較例のタイヤでは、外観上で明確に判別できるベアが発生した。しかし、本発明例のタイヤでは、外観上で明確に判別できるベアが発生せず、小さなベアが少し発生したが、凹凸面があるために外観上目立ちにくかった。

また、実際に車両にそれぞれのタイヤを組み付けて走行した結果、比較例のタイヤよりも、本発明例のタイヤの方がタイヤサイド部の温度上昇が小さかった。これにより、本発明例の乱流発生用フィンの方が冷却効果が高いことが判明した。

１…ランフラットタイヤ
７…タイヤサイド部
２０，３０…乱流発生用フィン
２３，３３…頂部
２４，３４…凹凸面

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タイヤであって、
   前記乱流発生用フィンの頂部に、タイヤ幅方向に起伏しながらタイヤ径方向に沿って延びる凹凸面を複数形成したことを特徴とするタイヤ。
2. 前記凹凸面の起伏高さは、前記乱流発生用フィンの高さの２０％〜７０％であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記凹凸面は、断面略三角形をタイヤ径方向に連続して並べた形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。

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