JP5007173B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、放熱機能を有する空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire having a heat dissipation function.
一般に空気入りタイヤのタイヤ温度の上昇は、材料物性の変化といった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、乗用車においてパンク走行時(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。 In general, an increase in the tire temperature of a pneumatic tire is not preferable from the viewpoint of durability because it promotes a change over time such as a change in material properties, or causes a tread breakage during high-speed running. In particular, in a run flat tire during puncture traveling (when traveling at an internal pressure of 0 kPa) in a passenger car, it is a major issue to reduce the tire temperature in order to improve durability. For example, in a run flat tire having a crescent-shaped reinforcing rubber, radial deformation concentrates on the reinforcing rubber during puncturing, and this portion reaches a very high temperature, which greatly affects the durability.
このようなタイヤ温度低減手段としては、タイヤ構成部材の歪低減や抑制を目的とした補強部材の使用により発熱を抑制するという手段がある。しかし、この補強部材の使用によって意図しない故障の発生や、特にランフラットタイヤでは通常内圧走行時の縦バネを高めて乗り心地を悪化させるといった通常性能への影響がある。このため、通常性能を損なわない新たなタイヤ温度低減手段が求められていた。 As such tire temperature reducing means, there is means for suppressing heat generation by using a reinforcing member for the purpose of reducing or suppressing distortion of the tire constituent member. However, the use of the reinforcing member has an influence on normal performance such as occurrence of an unintended failure, and particularly in a run-flat tire, the vertical spring during normal internal pressure running is increased to deteriorate the riding comfort. For this reason, a new tire temperature reduction means that does not impair normal performance has been demanded.
その新たなタイヤ温度低減手段として、タイヤサイド部にタイヤ径方向に沿って乱流発生用突条を形成することで、タイヤ表面における流速の速い乱流を発生若しくは促進させて、冷却効果を向上させたものがある(特許文献1参照)。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、放熱面積を拡大させて冷却効果を狙うよりも、乱流発生を促進することによる冷却効果のほうが有効であることが知られている。
しかしながら、タイヤサイド部表面の全体に亘って乱流発生用突条を高密度で配置すると、ややタイヤ重量が重くなることや、乱流発生用突条により空気抵抗がやや大きくなり転がり抵抗が増大することが判った。 However, if the turbulent flow generating ridges are arranged at a high density over the entire surface of the tire side portion, the tire weight is slightly increased, and the air resistance is slightly increased by the turbulent flow generating ridges, thereby increasing the rolling resistance. I found out that
そこで、本発明の目的は、タイヤサイド部の温度低減効果を高く維持しつつ、タイヤ重量や転がり抵抗の増大を抑制できる空気入りタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of suppressing an increase in tire weight and rolling resistance while maintaining a high temperature reduction effect at the tire side portion.
タイヤ温度低減手段としての乱流発生用突条の効果的な配置を究明するために、タイヤの回転時の空気の流れを詳細に解析した結果、空気の流れは、タイヤの回転方向とは逆向きにタイヤ周方向に沿って発生すると共に、タイヤの回転に伴う遠心力の影響により、タイヤ径方向内側(リムと接触する開口縁側)からタイヤ径方向外側(トレッド部側)に向かう流れも発生していることが判った。そして、このような空気の流れの解析結果をもとに、乱流発生用突条のタイヤ径方向位置の適正な配置を検討した結果、個々の乱流発生用突条の側壁面積(乱流発生用突条のタイヤサイド部表面から立ち上がる側壁面の面積であり、ここでは、特に側壁面をタイヤ周方向から見たときの投影面積を側壁面積という。)を同じにした場合、乱流発生用突条をタイヤ径方向外側よりもタイヤ径方向内側に重点的に配置した方が、タイヤサイド部の温度低減を図る上でより効果的であることが判った。その理由は、以下の通りである。 As a result of a detailed analysis of the air flow during tire rotation in order to investigate the effective arrangement of the turbulent flow generating ridge as a tire temperature reducing means, the air flow is opposite to the tire rotation direction. It occurs along the tire circumferential direction, and also flows from the tire radial inner side (opening edge side in contact with the rim) to the tire radial outer side (tread part side) due to the influence of the centrifugal force accompanying the rotation of the tire I found out. Based on the analysis results of the air flow, the proper arrangement of the turbulent flow generating ridges in the radial direction of the tire was examined. As a result, the side wall area of each turbulent flow generating ridge (turbulent flow Turbulence is generated when the area of the side wall surface rising from the surface of the tire side portion of the generating ridge is the same, and in this case, the projected area when the side wall surface is viewed from the tire circumferential direction is called the side wall area. It has been found that it is more effective to reduce the temperature of the tire side portion by placing the protrusions on the inner side in the tire radial direction than on the outer side in the tire radial direction. The reason is as follows.
すなわち、タイヤ径方向内側に乱流発生用突条を配置することで、タイヤ回転中の空気の流れの上流部分で乱流促進による冷却効果が発生し、タイヤ径方向内側のタイヤサイド部表面の温度は低下する。その温度低下したタイヤサイド部表面を通過して冷却された空気が、遠心力の影響でタイヤ径方向外側を通過することになるため、タイヤ径方向外側のタイヤサイド部表面も温度が低下する。 In other words, by arranging the turbulent flow generating ridge on the inner side in the tire radial direction, a cooling effect by promoting turbulence occurs in the upstream portion of the air flow during tire rotation, and the surface of the tire side portion on the inner side in the tire radial direction is generated. The temperature drops. Since the air cooled by passing through the tire side portion surface whose temperature has been lowered passes through the outer side in the tire radial direction due to the influence of centrifugal force, the temperature of the tire side portion surface on the outer side in the tire radial direction is also lowered.
一方、タイヤサイド部表面のタイヤ径方向外側だけに乱流発生用突条を配置した場合は、タイヤ径方向内側では乱流促進効果が無いため全く温度低下が発生せず、タイヤ径方向外側のみしか冷却効果が発生しないことが判った。 On the other hand, when the turbulent flow generating ridge is arranged only on the tire radial direction outer side of the tire side surface, there is no turbulent flow promoting effect on the inner side in the tire radial direction, and no temperature decrease occurs, only the outer side in the tire radial direction. Only a cooling effect has been found.
つまり、同じ側面積を有する乱流発生用突条であれば、同じ数の乱流発生用突条を配置する場合に、タイヤ径方向内側に重点的に乱流発生用突条を配置することが温度低減には効果的であることが判った。 In other words, if the turbulent flow generating ridges have the same side area, when the same number of turbulent flow generating ridges are arranged, the turbulent flow generating ridges should be arranged on the inner side in the tire radial direction. Has been found to be effective in reducing temperature.
また、走行抵抗に関しては、流速に依存することが知られていることから空気の流れの速いタイヤ径方向外側(流速は、半径×角速度であるためタイヤ径方向外側の方が速い)に乱流発生用突条を配置すると、走行抵抗が大きくなることが判った。 In addition, it is known that the running resistance depends on the flow speed, so turbulent flow in the tire radial direction outside where the air flow is fast (the flow speed is radius x angular velocity, so the outside in the tire radial direction is faster). It has been found that the running resistance increases when the generating protrusions are arranged.
これらの検討結果から、タイヤサイド部表面をタイヤの最大幅位置を基準にタイヤ径方向内側とタイヤ径方向外側とで区分した場合、タイヤ径方向内側に乱流発生用突条を多く配置することが好ましいことが判った。ここで、乱流発生用突条の多さを表現する方法としては、乱流の発生メカニズムと走行抵抗の発生メカニズムとに着目すると、乱流発生用突条の側壁面積(乱流発生用突条のタイヤサイド部表面から立ち上がる側壁面をタイヤ周方向から見たときの投影面積)の総和で表すことが有効である。 From these examination results, when the tire side surface is divided into the tire radial inner side and the tire radial outer side on the basis of the maximum width position of the tire, many turbulent flow generating ridges should be arranged on the tire radial inner side. Was found to be preferable. Here, as a method of expressing the number of turbulent flow generating ridges, focusing on the turbulent flow generating mechanism and the running resistance generating mechanism, the side wall area of the turbulent flow generating ridge (the turbulent flow generating protrusion) It is effective to represent the sum of the side wall surfaces rising from the tire side surface of the strip as viewed from the tire circumferential direction).
そこで、請求項1に記載の発明は、タイヤサイド部の表面に、タイヤ径方向に沿って延在され、且つタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて配置された複数の乱流発生用突条を備える空気入りタイヤであって、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する全ての前記乱流発生用突条の側壁面積の総和をSiとし、前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する全ての前記乱流発生用突条の側壁面積の総和をSoとしたときに、Si>Soの関係を満足することを特徴とする。
Therefore, the invention according to
請求項1に記載の発明では、乱流の発生を促進することによるタイヤサイド部表面における温度低減効果は、乱流発生用突条をタイヤ径方向内側に配置した方が良い結果であり、逆に走行抵抗も小さくなることから、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向の内側と外側で区分し、タイヤ径方向内側に位置する全ての乱流発生用突条の側壁面積の総和Siと、タイヤ径方向外側に位置する全ての乱流発生用突条の側壁面積の総和Soとを比較した場合に、Si>Soの関係を満たすように、タイヤサイド部表面における乱流発生用突条の配置を規定している。具体的な例としては、タイヤ径方向内側に位置する全ての乱流発生用突条の側壁面積の総和Siに対して、タイヤ径方向外側に位置する全ての乱流発生用突条の側壁面積の総和Soが、30〜80%の範囲とすることが有効である。 In the first aspect of the invention, the temperature reduction effect on the surface of the tire side portion by promoting the generation of turbulent flow is a better result when the turbulent flow generating ridges are arranged on the inner side in the tire radial direction. Since the running resistance also decreases, the tire is divided into the inner and outer sides in the tire radial direction from the tire maximum width position, and the total side wall area Si of all the turbulent flow generating ridges located on the inner side in the tire radial direction, and the tire Arrangement of turbulent flow generating ridges on the surface of the tire side portion so as to satisfy the relationship of Si> So when compared with the sum So of the side wall areas of all the turbulent flow generating ridges located on the radially outer side Is stipulated. As a specific example, the side wall area of all the turbulent flow generating ridges positioned on the outer side in the tire radial direction with respect to the sum Si of the side wall areas of all the turbulent flow generating ridges positioned on the inner side in the tire radial direction. It is effective for the total sum So to be in the range of 30 to 80%.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する前記乱流発生用突条の数が、前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する前記乱流発生用突条の数よりも多いことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明では、タイヤ径方向内側に位置する乱流発生用突条の数を、タイヤ径方向外側に位置する乱流発生用突条の数よりも多くする形態とすることで、Si>Soの関係を満足するようにしており、タイヤ径方向外側に配置する乱流発生用突条の数が少なくなるため、乱流発生用突条を配置しないスペースに、文字や記号などのタイヤに必要な文字情報やデザインを付することが可能となる。
In the invention according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する前記乱流発生用突条は、タイヤ周方向に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明では、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配置された乱流発生用突条は、タイヤサイド部表面の温度低減に非常に重要な機能を果たすことから、乱流発生用突条を適正な間隔で規則的に配置するようにしており、これにより乱流の発生や乱流の促進を周方向全域に亘って図ることができる。
In the invention described in
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置し、タイヤ周方向に沿って等間隔に配置された前記乱流発生用突条は、各乱流発生用突条の前記タイヤサイド部表面からの最大高さをhとし、互いに隣接する乱流発生用突条の最大高さhとなる位置同士の間隔をpとしたときに、1.0≦p/h≦50.0の関係を満足することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the pneumatic tire according to
請求項4に記載の発明では、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する乱流発生用突条を適正な間隔および高さで配置することが重要であることから、各乱流発生用突条の最大高さをh、隣接する乱流発生用突条の最大高さhとなる位置同士の間隔をpとしたときに、p/hが2〜24の範囲となるようにhとpの関係を規定している。p/hの値が1.0より小さいと、乱流発生用突条同士の間隔が狭すぎて発生した乱流がタイヤサイド部表面にうまくぶつかる(再付着する)ことができずタイヤサイド部表面の温度低減作用が低くなり、逆にp/hが50.0よりも大きくなると、間隔pが広すぎて乱流発生用突条で発生した乱流で冷やせない領域が発生して冷却効果が不十分となる。 In the invention according to claim 4, since it is important to arrange the turbulent flow generating ridges located on the inner side in the tire radial direction from the tire maximum width position at an appropriate interval and height, each turbulent flow generation H so that the maximum height of the projecting ridge is h, and the interval between the positions where the adjacent turbulent flow generating ridge is the maximum height h is p, p / h is in the range of 2-24. And p. If the value of p / h is smaller than 1.0, the distance between the turbulent flow generating ridges is too narrow so that the generated turbulent flow cannot strike (reattach) the tire side portion surface, and the tire side portion. If the surface temperature reducing action is reduced and conversely, p / h is larger than 50.0, the interval p is too wide, and a region that cannot be cooled by the turbulent flow generated by the turbulent flow generating ridges is generated, resulting in a cooling effect. Is insufficient.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤサイド部表面の前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する領域で前記乱流発生用突条が形成されない部分の最大範囲が、タイヤ回転軸を中心とする90°の範囲以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the pneumatic tire according to any one of
請求項5に記載の発明では、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する領域において乱流発生用突条が形成されない範囲が大きすぎると、タイヤ径方向外側の領域において所望の温度低減効果が得られなくなることから、乱流発生用突条が形成されない部分の最大範囲をタイヤ回転軸を中心とする90°の範囲以下とすることで、タイヤ径方向外側においても所望の温度低減効果が得られるようにしている。 According to the fifth aspect of the present invention, if the range in which the turbulent flow generating ridge is not formed in the region positioned on the outer side in the tire radial direction from the tire maximum width position is too large, a desired temperature reduction is performed in the region on the outer side in the tire radial direction. Since the effect cannot be obtained, the desired temperature reduction effect can be achieved even on the outer side in the tire radial direction by setting the maximum range of the portion where the ridge for generating turbulent flow is not more than 90 ° centering on the tire rotation axis. Is to be obtained.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記乱流発生用突条は、タイヤ径方向の両端部において高さが漸次低くなるように形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the pneumatic tire according to any one of
請求項6に記載の発明では、乱流発生用突条の形状をこのような形状としたことにより、乱流発生用突条を成型する際に、製造上ベアなどの発生を抑制でき、形状不良や外観不良になる可能性を低くすることができる。 In the invention according to claim 6, by forming the shape of the turbulent flow generating ridge in such a shape, when forming the turbulent flow generating ridge, it is possible to suppress the production of bears and the like in manufacturing, It is possible to reduce the possibility of being defective or defective in appearance.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記乱流発生用突条は、前記タイヤサイド部表面からの最大高さが、1mm〜5mmであることを特徴とする。
The invention according to
請求項7に記載の発明では、特に乗用車用のタイヤへの適用を考えた場合に、乱流発生用突条の最大高さが1mmより低い場合は乱流発生促進効果が小さくなり、5mmより高い場合は乱流発生用突条の可撓性が高まり剛性が低下して乱流発生や乱流促進の効果が低下するとともに走行抵抗が大きくなることから、乱流発生用突条の最大高さを1mm〜5mmの範囲内とすることで、乗用車用のタイヤに有効に適用できるようにしている。
In the invention according to
また、請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記タイヤサイド部は、タイヤ径方向の断面形状が三日月形状の補強ゴムを備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項8に記載の発明では、タイヤサイド部に三日月形状の補強ゴムを備えるランフラットタイヤでは特にタイヤサイド部での温度低減が求められることから、このようなランフラットタイヤに適用してタイヤサイド部での温度低減効果が得られるようにしている。
In the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、タイヤサイド部の温度低減効果を高く維持しつつ、タイヤ重量や転がり抵抗の増大を抑制できる。 According to the first aspect of the invention, it is possible to suppress an increase in tire weight and rolling resistance while maintaining a high temperature reduction effect at the tire side portion.
また、請求項2に記載の発明によれば、タイヤ径方向外側に配置する乱流発生用突条の数が少ないため、走行抵抗を小さくできると共に、乱流発生用突条を配置しないスペースに、文字や記号などのタイヤに必要な文字情報やデザインを付することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, since the number of turbulent flow generating ridges arranged on the outer side in the tire radial direction is small, the running resistance can be reduced, and the space where the turbulent flow generating ridges are not arranged. It is possible to attach character information and design necessary for the tire such as characters and symbols.
また、請求項3に記載の発明によれば、乱流の発生や乱流の促進を周方向全域に亘って図ることができ、タイヤサイド部表面の温度を効率的に低減させることができる。
Further, according to the invention described in
また、請求項4に記載の発明によれば、タイヤサイド部表面の温度低減効果をさらに高めることができる。 Moreover, according to the invention of Claim 4, the temperature reduction effect of the tire side part surface can further be heightened.
また、請求項5に記載の発明によれば、タイヤ径方向外側の領域において、乱流発生用突条による走行抵抗の増大を極力抑制しながら、所望の温度低減効果を得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a desired temperature reduction effect can be obtained while suppressing an increase in running resistance due to the turbulent flow generating ridge as much as possible in the outer region in the tire radial direction.
また、請求項6に記載の発明によれば、乱流発生用突条を成型する際に、製造上ベアなどの発生を抑制でき、形状不良や外観不良になる可能性を低くすることができる。 Further, according to the invention described in claim 6, when forming the turbulent flow generating ridge, it is possible to suppress the production of bares and the like in manufacturing, and it is possible to reduce the possibility of shape failure and appearance failure. .
また、請求項7に記載の発明によれば、特に乗用車用のタイヤにおいて乱流の発生や乱流の促進による温度低減を効果的に実現できるとともに、走行抵抗を抑えることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to effectively realize temperature reduction by generating turbulent flow and promoting turbulent flow, particularly in tires for passenger cars, and suppressing running resistance.
また、請求項8に記載の発明によれば、ランフラットタイヤの補強ゴムを有するタイヤサイド部の温度を効果的に低減させて耐久性を高めることができるとともに、タイヤ重量や転がり抵抗の増大を抑制できる。
According to the invention described in
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。 Hereinafter, details of a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図4は、本発明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およびその要部を示している。図1はランフラットタイヤ1の側面図、図2は図1のII−II断面を示す要部断面図、図3は乱流発生用突条をタイヤ周方向で切断した断面説明図、図4はタイヤ最大幅位置を挟んでタイヤ径方向内側に位置する乱流発生用突条とタイヤ径方向外側に位置する乱流発生用突条の配置例を示す要部斜視図である。
1 to 4 show a run-
〈ランフラットタイヤの概略構成〉
図1および図2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、を備えて大略構成されている。そして、図1に示すように、タイヤサイド部3の外側表面には、複数の乱流発生用突条20が、タイヤ径方向に沿って延在し、且つタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて配置されている。ここで、乱流発生用突条20は、ランフラットタイヤ1の回転時にタイヤサイド部3の外周表面に乱流を発生させる、若しくはタイヤサイド部3の外周表面における乱流を促進させるための長尺状の突起である。
<Schematic configuration of run-flat tire>
As shown in FIGS. 1 and 2, the run-
図2に示すように、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およびビードフィラー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。
As shown in FIG. 2, the bead portion 4 includes a bead core 6 </ b> A and a bead filler 6 </ b> B provided so as to go around along the edge of the opening of the
また、図2に示すように、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、補強ゴムとしての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。
As shown in FIG. 2, the run
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。
A plurality of belt layers (steel
〈乱流発生用突条の構成〉
本実施形態のように、三日月形補強ゴムでなるサイドウォール補強層8が設けられたタイヤサイド部3を有するランフラットタイヤ1においては、特にタイヤサイド部3の温度を低減させることが、耐久性向上の観点から有効になる。そこで、本実施形態のランフラットタイヤ1では、上述したように、タイヤサイド部3の外側表面に複数の乱流発生用突条20を突設して乱流を発生させる若しくは乱流を促進することによって、このタイヤサイド部3における冷却効果を高めるようにしている。
<Structure of turbulent ridges>
In the run-
複数の乱流発生用突条20は、図1に示すように、タイヤサイド部3の外側表面に、タイヤ回転軸を中心として放射状に配置されている。各乱流発生用突条20のそれぞれは、長手方向がタイヤ径方向に沿うように延在しており、タイヤ周方向に隣り合う乱流発生用突条20との間には間隔が設けられている。この乱流発生用突条20のタイヤ周方向の断面は、図3に示すように、矩形状に形成されている。
As shown in FIG. 1, the plurality of turbulent
ここで、図3を用いて乱流の発生のメカニズムを説明する。ランフラットタイヤ1の回転に伴い、乱流発生用突条20が形成されていないタイヤサイド部3に接触していた空気の流れS1が乱流発生用突条20でタイヤサイド部3から剥離されて乱流発生用突条20を乗りこえる。このとき、この乱流発生用突条20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S1は、次の乱流発生用突条20との間の底部に再付着して、次の乱流発生用突条20で再び剥離される。このとき、空気の流れS1と次の乱流発生用突条20との間には、空気の流れが滞留する部分(領域)S3が生じる。ここで、乱流S1が接触する領域上の速度勾配(速度)を速くすることが冷却効果を高めるために優位となると考えられる。つまり、タイヤサイド部3の外側表面に乱流発生用突条20を突設し、流速の速い空気の流れS1と滞留部分S2,S3を生じさせて、タイヤサイド部3の外側表面において乱流の発生を促進させることによって、タイヤサイド部3の冷却効果が高められる。
Here, the mechanism of turbulent flow generation will be described with reference to FIG. With the rotation of the run-
乱流発生用突条20は、以上のように、ランフラットタイヤ1の回転時にタイヤサイド部3の外側表面に乱流を発生若しくは促進させて、タイヤサイド部4における冷却効果を高めるためのものであるが、特に、本実施形態では、図1、図2および図4に示すように、この乱流発生用突条20を、タイヤ最大幅位置Wmaxを基準としてタイヤ径方向内側に位置する乱流発生用突条(以下、内側突条20aという。)と、タイヤ最大幅位置Wmaxを基準としてタイヤ径方向外側に位置する乱流発生用突条(以下、外側突条20bという。)とに区分し、外側突条20bと比較して内側突条20aの方が多く配置される構成としている。
As described above, the turbulent
これは、ランフラットタイヤ1の回転時における遠心力の影響でタイヤ径方向の内側から外側へと向かう空気の流れが生じ、タイヤ径方向内側に設けた乱流発生用突条20がタイヤ径方向外側における放熱にも寄与するので、乱流発生用突条20をタイヤ径方向内側に重点的に配置した方が、タイヤサイド部3表面の全域における冷却効果をより効率良く高めることができ、また、タイヤ径方向外側の乱流発生用突条20を減らすことで走行抵抗の低減の効果も期待できるという知見に基づくものである。
This is because an air flow from the inner side to the outer side in the tire radial direction occurs due to the centrifugal force during the rotation of the run-
ここで、乱流発生用突条20の機能としてはタイヤサイド部3表面から立ち上がった側壁面による作用が支配的であることから、ここでは、乱流発生用突条20の多さを表現する方法として、この乱流発生用突条20の側壁面をタイヤ径方向から見たときの投影面積である側壁面積の総和を用いる。すなわち、本実施形態のランフラットタイヤ1においては、タイヤ最大幅位置Wmaxよりもタイヤ径方向内側に位置する全ての内側突条20aの側壁面積の総和をSiとし、タイヤ最大幅位置Wmaxよりもタイヤ径方向外側に位置する全ての外側突条20bの側壁面積の総和をSoとしたときに、Si>Soの関係を満足する構成としている。具体的には、例えば、全ての内側突条20aの側壁面積の総和Siに対して、全ての外側突条20bの側壁面積の総和Soが、30〜80%の範囲となるようにしている。
Here, as the function of the turbulent
全ての内側突条20aの側壁面積の総和Siを全ての外側突条20bの側壁面積の総和Soよりも大きくする具体的手法としては、例えば、内側突条20aの数を、外側突条20bの数よりも多くすることが考えられる。この場合、タイヤサイド部3の外周表面において、タイヤ最大幅位置Wmaxよりもタイヤ径方向外側に配置される外側突条20bの数が少なくなるため、外側突条20bが配置されないスペースを有効利用して、例えば文字や記号などのタイヤに必要な文字情報やデザインを付することが可能となる。
As a specific method for making the total sum Si of the side wall areas of all the
また、本実施形態のランフラットタイヤ1では、タイヤサイド部3の外側表面に形成される乱流発生用突条20のうち、特に内側突条20aについては、タイヤ周方向に沿って等間隔に配置される構成としている。内側突条20aは、上述したように、タイヤサイド部3の外側表面の温度低減に非常に重要な機能を果たすものである。そこで、本実施形態では、特にこの内側突条20aについては適正な間隔で規則的に配置するようにしており、これにより、タイヤサイド部3の外側表面における周方向全域に亘って乱流を発生させる、若しく乱流の促進を図れるようにして、タイヤサイド部3の温度を効率的に低減できるようにしている。
Further, in the run
なお、外側突条20bについては、必ずしも等間隔で規則的に配置しなくとも、上述した遠心力の影響でタイヤ径方向外側に向かう空気の流れにより、十分な温度低減効果が得られと考えられるが、外側突条20bについても周方向に沿って等間隔に配置される構成とすれば、周方向全域に亘ってばらつきを生じさせずに均一に温度低減を図ることが可能となる。
In addition, about the
ここで、タイヤサイド部3の外側表面における温度低減を効果的に図るためには、タイヤ周方向に沿って等間隔で配置される内側突条20aの間隔および高さを適正な状態とすることが特に重要である。タイヤ周方向に隣り合う内側突条20a同士の間隔が、内側突条20aとの高さとの関係で過度に狭い状態となっていると、内側突条20aの作用で発生した乱流がタイヤサイド部3表面にうまくぶつかる(再付着する)ことができずに、タイヤサイド部3表面における温度低減効果が低くなり、逆にタイヤ周方向に隣り合う内側突条20a同士の間隔が、内側突条20aとの高さとの関係で過度に広い状態となっていると、内側突条20aの作用で発生した乱流で冷やせない領域が発生して、タイヤサイド部3表面における温度低減効果が不十分となる。
Here, in order to effectively reduce the temperature on the outer surface of the
このような観点から、本実施形態では、タイヤ周方向に沿って等間隔で配置される内側突条20aの間隔と高さとの関係を以下のように規定することで、タイヤサイド部3の外側表面における温度低減効果が十分に発揮されるようにしている。すなわち、図4に示すように、各内側突条20aのタイヤサイド部3表面からの最大高さをhとし、互いに隣接する内側突条20aの最大高さhとなる位置同士の間隔をpとしたときに、1.0≦p/h≦50.0の関係を満足する構成としている。これは、内側突条20aの適正な間隔と高さについての検討を行った中で、p/hの値が1.0より小さいと隣り合う内側突条20a同士の間隔が狭くなりすぎてタイヤサイド部3表面の温度低減効果が急激に低下し、また、p/hの値が50.0より大きいと逆に隣り合う内側突条20a同士の間隔が広くなりすぎてタイヤサイド部3表面の温度低減効果が急激に低下することが判明したため、1.0≦p/h≦50.0の関係を満足する構成とすることで、タイヤサイド部3表面における温度低減効果を十分に発揮できるようにしたものである。
From such a viewpoint, in the present embodiment, the outer side of the
ところで、本実施形態のランフラットタイヤ1では、上述したように、外側突条20bと比較して内側突条20aの方が多く配置される構成としているが、タイヤサイド部3の外側表面におけるタイヤ径方向外側の領域で、外側突条20bが形成されない部分の範囲が大きすぎると、その部分では温度低減効果が全く得られない状態となることが懸念される。タイヤ径方向外側の領域における外側突条20bの配置と温度低減効果との関係を検討したところ、外側突条20bが形成されない範囲が全周の1/4、すなわちタイヤ回転軸を中心とする90°の範囲を超えると、その部分で温度低減効果が得られなくなることが判明した。そこで、本実施形態では、タイヤサイド部3の外側表面におけるタイヤ径方向外側の領域で、外側突条20bが形成されない部分の最大範囲が、タイヤ回転軸を中心とする90°の範囲以下となるように、外側突条20bを配置するようにしている。これにより、タイヤ径方向外側の領域においても、外側突条20bを設けたことによる走行抵抗の増大を極力抑制しながら、所望の温度低減効果を得ることができる。
By the way, in the run-
本実施形態のランフラットタイヤ1において、乱流発生用突条20(内側突条20aおよび外側突条20b)は、上述したように周方向の断面が矩形状に形成されているが、タイヤ径方向の両端部においても同じ断面形状となる矩形ブロックとすると、成型の際に製造上ベアなどが発生しやすく、形状不良や外観不良となる可能性が高い。そこで、乱流発生用突条20(内側突条20aおよび外側突条20b)は、図4に示すように、タイヤ径方向の両端部において高さが漸次低くなるように形成されていることが望ましい。これにより、成型の際に製造上ベアなどの発生を抑制でき、形状不良や外観不良になる可能性を低くすることができる。
In the run-
また、本実施形態のランフラットタイヤ1において、乱流発生用突条20(内側突条20aおよび外側突条20b)のタイヤサイド部表面からの最大高さは、1mm〜5mmの範囲とすることが望ましい。本実施形態のランフラットタイヤ1を特に乗用車で使用することを考えた場合、乱流発生用突条20(内側突条20aおよび外側突条20b)の最大高さが1mmより低い場合は乱流の発生若しくは促進の効果が小さくなり、5mmより高い場合は乱流発生用突条20の可撓性が高まり剛性が低下して乱流の発生若しくは促進の効果が低下するとともに走行抵抗が大きくなる。乱流発生用突条20の最大高さを1mm〜5mmの範囲内とすれば、乗用車用のタイヤとして使用する場合でも適用できるようにしている。乱流発生によるタイヤサイド部3の温度低減を効果的に実現できるとともに、走行抵抗を抑えることができる。
In the run-
〈乱流発生用突条の配置パターンの変形例〉
本実施形態のランフラットタイヤ1においては、タイヤサイド部3の外側表面に形成される乱流発生用突条20を、タイヤ最大幅位置Wmaxを基準としてタイヤ径方向内側に位置する内側突条20aと、タイヤ最大幅位置Wmaxを基準としてタイヤ径方向外側に位置する外側突条20bとに区分し、外側突条20bと比較して内側突条20aの方が多く配置される構成としているが、内側突条20aおよび外側突条20bの具体的な配置パターンとしては、図1および図4で例示したようなパターン以外にも、様々なバリエーションが考えられる。
<Modification example of arrangement pattern of ridge for generating turbulent flow>
In the run
例えば、図5および図6に示すように、タイヤサイド部3の外側表面のビード部4に隣接する位置に円環状の連結部20cを配置し、タイヤ回転軸を中心として放射状に配置された複数の内側突条20aを、そのタイヤ径方向の内側の端部において円環状の連結部20cで連結して一体化したパターンとしてもよい。
For example, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of annular connecting
また、図7および図8に示すように、複数の内側突条20aをそのタイヤ径方向の内側の端部において円環状の連結部20cで連結して一体化することに加え、さらに、外側突条20bを内側突条20aのタイヤ径方向の外側の端部と連続させて、内側突条20aと外側突条20bの全てを一体化したパターンとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, in addition to connecting and integrating the plurality of
さらにまた、図9、図10に示すように、外側突条20bをタイヤ周方向に沿って均等ではなく離散的に配置したパターンとしてもよい。ただし、このように外側突条20bが離散的に配置されるパターンとする場合は、上述したように、外側突条20bが形成されない部分の最大範囲をタイヤ回転軸を中心とする90°の範囲以下となるようにすることが望ましい。
Furthermore, as shown in FIGS. 9 and 10, the
〈実施例〉
本発明の効果を確認すべく、下記表1に示すパラメータで実施例1〜7のランフラットタイヤと、比較例1〜3のランフラットタイヤとをそれぞれ試作し、これらの試作品について以下の条件で耐久ドラム試験を行って、それぞれの耐久性と転がり抵抗を評価した。評価結果を下記表1に合わせて示している。
In order to confirm the effects of the present invention, the run-flat tires of Examples 1 to 7 and the run-flat tires of Comparative Examples 1 to 3 were prototyped with the parameters shown in Table 1 below. Durability drum tests were conducted to evaluate the durability and rolling resistance of each. The evaluation results are shown in Table 1 below.
なお、比較例1は乱流発生用突条20が無いランフラットタイヤ、比較例2は内側突条20aの側壁面積の総和と外側突条20bの側壁面積の総和が等しいランフラットタイヤ、比較例3は内側突条20aの側壁面積の総和よりも外側突条20bの側壁面積の総和の方が大きいランフラットタイヤである。また、実施例1〜7は、外側突条20bの側壁面積の総和よりも内側突条20aの側壁面積の総和の方が大きいランフラットタイヤであり、各実施例ごとに、内側突条20aの側壁面積の総和に対する外側側壁20bの側壁面積の総和の割合を変化させている。また、実施例1〜7と比較例2および比較例3のランフラットタイヤでは、外側突条20bが形成されない部分の最大範囲の割合(タイヤ径方向外側の全体の領域に対する割合)も変化させている。なお、実施例1〜7と比較例2および比較例3において、内側突条20aおよび外側突条20bの最大高さhは2mmで統一させており、また、内側突条20aの最大高さhに対する幅pの割合(p/h)は12で統一させている。
Comparative Example 1 is a run flat tire without the turbulent
実施例1〜7および比較例1〜3のランフラットタイヤのその他の設定条件は以下の通りである。 Other setting conditions of the run flat tires of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 are as follows.
タイヤサイズ:285/50R20
使用リム:8JJ×20
(耐久力試験)
内圧:0kPa
荷重:9.8kN
速度:90km/h
このような条件で耐久ドラム試験での故障までの耐久距離を指数化した。
Tire size: 285 / 50R20
Rim used: 8JJ × 20
(Durability test)
Internal pressure: 0 kPa
Load: 9.8kN
Speed: 90km / h
Under such conditions, the durability distance until failure in the durability drum test was indexed.
(転がり抵抗)
内圧:230kPa
荷重:10.3kN
このような条件でドラムにおける転がり抵抗値を確認した。
(Rolling resistance)
Internal pressure: 230 kPa
Load: 10.3kN
Under such conditions, the rolling resistance value in the drum was confirmed.
表1に示した比較例1の評価結果とその他の評価結果から分かるように、ランフラットタイヤは乱流発生用突条20を設けることで耐久性が大幅に向上する。これは、乱流発生用突条20の作用で乱流の発生が促進されることでタイヤサイド部3における冷却性能が向上し、タイヤサイド部3の温度低減が図られることによるものである。また、比較例3の評価結果と実施例1〜7の評価結果とを対比すると明らかなように、乱流発生用突条20のうち、タイヤ最大幅位置よりも内側に位置する内側突条20aの側壁面積の総和を、タイヤ最大幅位置よりも外側に位置する外側突条20bの側壁面積の総和よりも大きくすることで、タイヤサイド部3の温度低減効果がより向上し、耐久性がさらに向上することが分かる。
As can be seen from the evaluation results of Comparative Example 1 shown in Table 1 and the other evaluation results, the run-flat tire is significantly improved in durability by providing the turbulent
また、比較例2の評価結果と実施例1〜7の評価結果とを対比すると明らかなように、乱流発生用突条20のうちで、特に外側突条20bを少なくすることにより、転がり抵抗を小さくすることができ、走行抵抗を低減させることが可能となる。
Further, as apparent from the comparison between the evaluation result of Comparative Example 2 and the evaluation results of Examples 1 to 7, the rolling resistance is reduced by reducing the
なお、実施例1〜7の評価結果の対比から、内側突条20aの側壁面積の総和に対する外側突条20bの側壁面積の総和の割合を大きくすると温度低減効果が高まって耐久性は向上する反面、転がり抵抗が若干増加する傾向にあることが分かる。したがって、内側突条20aの側壁面積の総和に対する外側突条20bの側壁面積の総和の割合は、両者の兼ね合いから最適な値とすることが望ましい。また、外側突条20bが形成されない部分の最大範囲の割合が大きくなると温度低減効果が若干低下することで耐久性が若干劣ることになるので、外側突条20bを多くすることによる転がり抵抗の増加との兼ね合いも考慮しながら、外側突条20bが形成されない部分の最大範囲はできるだけ小さくすることが望ましい。
From the comparison of the evaluation results of Examples 1 to 7, when the ratio of the sum of the side wall areas of the
次に、タイヤ周方向に等間隔で配置された内側突条20aの最大高さhに対する間隔pの割合であるp/hのパラメータを変えたものと、内側突条20aの幅pと間隔wとの割合である(p−w)/wのパラメータを変えたものとを用いて実施した熱伝達率測定試験の結果を図11および図12に示す。図11および図12のグラフの縦軸は、タイヤ表面に貼り付けたヒータに定電圧を印加して一定の熱量を発生させ、タイヤを回転させたときのタイヤ表面の温度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ということは、冷却効果が高いことを表している。ここでは、乱流発生用突条20が無いランフラットタイヤの熱伝達率を100としている。
Next, the parameter p / h, which is the ratio of the interval p to the maximum height h of the
なお、この熱伝達率測定試験は、以下の条件で行った。 This heat transfer coefficient measurement test was performed under the following conditions.
タイヤサイズ:285/50R20
使用リム:8JJ×20
内圧:0kPa
荷重:0.5kN
速度:90km/h
図11に示す結果から、p/hが1.0から50.0の範囲内で熱伝達率が高くなっており、p/hをこの範囲内に設定することによって、耐久性が向上することが分かる。
Tire size: 285 / 50R20
Rim used: 8JJ × 20
Internal pressure: 0 kPa
Load: 0.5kN
Speed: 90km / h
From the results shown in FIG. 11, the heat transfer coefficient is high when p / h is in the range of 1.0 to 50.0, and durability is improved by setting p / h within this range. I understand.
また、図12に示す結果から、(p−w)/wが1.0から100.0の範囲で熱伝達率が高くなっており、(p−w)/wをこの範囲内に設定することによって、耐久性が向上することが分かる。 Moreover, from the result shown in FIG. 12, the heat transfer coefficient is high when (pw) / w is in the range of 1.0 to 100.0, and (pw) / w is set within this range. This shows that the durability is improved.
〈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。
<Other embodiments>
It should not be understood that the descriptions and drawings which form part of the disclosure of the above-described embodiments limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上述した実施の形態では、乱流発生用突条20の形状が細長い直方体形状としたが、タイヤ周方向の断面形状が台形状や他の形状であってもよい。また、乱流発生用突条20は、ほぼタイヤ径方向に沿って延在されているが、タイヤ径方向に対して斜めに傾斜した角度を有するように配置してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the shape of the turbulent
また、上述した実施の形態では、空気入りタイヤとしてランフラットタイヤへの適用を例示したが、オフザロードラジアル(ORR)タイヤ、トラックバスラジアルタイヤ(TBR)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。 Moreover, in embodiment mentioned above, although application to a run flat tire was illustrated as a pneumatic tire, it can apply to other types of tires, such as an off-the-road radial (ORR) tire and a truck bus radial tire (TBR). Of course.
1 ランフラットタイヤ
3 タイヤサイド部
8 サイドウォール補強層
20 乱流発生用突条
20a 内側突条
20b 外側突条
Wmax タイヤ最大幅位置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する全ての前記乱流発生用突条の側壁面積の総和をSiとし、
前記タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に位置する全ての前記乱流発生用突条の側壁面積の総和をSoとしたときに、
Si>Soの関係を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire provided with a plurality of turbulent flow generating ridges extending along the tire radial direction and arranged at intervals along the tire circumferential direction on the surface of the tire side portion,
Si is the sum of the side wall areas of all the turbulent flow generating ridges located on the inner side in the tire radial direction from the tire maximum width position,
When the sum of the sidewall areas of all the turbulent flow generating ridges located on the outer side in the tire radial direction from the tire maximum width position is defined as So,
A pneumatic tire characterized by satisfying a relationship of Si> So.
1.0≦p/h≦50.0の関係を満足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。 The ridges for generating turbulent flow located on the inner side in the tire radial direction from the position of the maximum tire width and arranged at equal intervals along the tire circumferential direction are formed from the surface of the tire side portion of each ridge for generating turbulent flow. Where h is the maximum height and p is the distance between the positions where the ridges for generating turbulent flow adjacent to each other become the maximum height h.
The pneumatic tire according to claim 3, wherein a relationship of 1.0 ≦ p / h ≦ 50.0 is satisfied.
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