JP5242965B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、ランフラットタイヤ等の空気入りタイヤに係わり、特に、耐久性(ランフラット耐久性を含む)に優れた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サイド部は、走行中の温度上昇によって劣化し易く、特に、ランフラットタイヤにおけるタイヤサイド部は、ランフラット走行(内圧0の状態の走行)中の温度上昇が激しく、ランフラット走行中における劣化の進行が早いものである。
前述の事態を踏まえて、近年、ランフラットタイヤ等の空気入りタイヤの分野においては、走行中における空気入りタイヤのタイヤサイド部の温度上昇を抑えるために種々の開発がなされており、本願の出願人も走行中におけるタイヤサイド部の温度上昇を抑える空気入りタイヤを出願して、その出願内容も公開されている(特許文献1参照)。そして、先行技術に係る空気入りタイヤについて簡単に説明すると、次のようになる。
即ち、先行技術に係る空気入りタイヤはランフラットタイヤであって、このランフラットタイヤにおけるタイヤサイド部の表面には、タイヤ径方向へ延在した複数の乱流発生用突条がタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成されている。そのため、ランフラットタイヤの走行中に、タイヤサイド部の表面側に乱流を発生させることができ、ランフラットタイヤの走行(ランフラット走行を含む)中に、タイヤサイド部の表面から剥離した空気は、タイヤサイド部の表面から離れた冷たい空気をタイヤサイド部の表面側に巻き込みながら、タイヤサイド部の表面に対して剥離と衝突(付着)を繰り返すようになる。これにより、タイヤサイド部の冷却性を高めて、走行中におけるタイヤサイド部の温度上昇を抑えることができ、ランフラットタイヤの耐久性を向上させることができる。
国際公開第2007/032405号パンフレット
ところで、先行技術に係る空気入りタイヤにあっては、乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置における乱流発生用突条の高さとピッチとの関係性については十分な検討がなされているものの、乱流発生用突条の幅と長さとの関係性について十分な検討がなされていない。そのため、乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置における乱流発生用突条の高さとピッチが適正な関係であっても、乱流発生用突条の長さが短すぎると、タイヤサイド部の表面から剥離した空気が乱流発生用突条のタイヤ径方向の端部側から回り込み易くなり、タイヤサイド部の冷却性を十分に高めることができず、空気入りタイヤの耐久性を高いレベルで向上させることが困難になる。一方、乱流発生用突条の長さが長すぎると、タイヤサイド部が縁石等に擦った際に、乱流発生用突条に欠けが発生し易くなり、乱流発生用突条の耐欠け性が低下する。
つまり、先行技術に係る空気入りタイヤにあっては、乱流発生用突条の耐欠け性を維持しつつ、空気入りタイヤの耐久性を高いレベルで向上させることは困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の発明者は、前述の問題を解決するために、種々の実験を繰り返した結果、各乱流発生用突条について、乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置における乱流発生用突条の高さに対する乱流発生用突条のピッチの比が5.0以上でかつ25.0の関係を満たした上で、乱流発生用突条20において、上記高さhと上記間隔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、乱流発生用突条20の間隔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の範囲を満たしたときに、乱流発生用突条に欠けの発生を抑えつつ、タイヤサイド部の表面から剥離した空気が乱流発生用突条のタイヤ径方向の端部側から回り込むことを抑えて、タイヤサイド部の冷却性を十分に高めることができるという、新規な知見を得ることができ、本発明を完成するに至った。なお、前述の新規な知見を補足すると、特に、半数以上の乱流発生用突条について、乱流発生用突条の長さに対する乱流発生用突条の幅の比が20以上でかつ50以下であることを満たしたときに、タイヤサイド部の性をより一層高めることができる。
請求項1に記載の発明の特徴は、タイヤサイド部の表面にタイヤ径方向へ延在した複数の乱流発生用突条がタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成された空気入りタイヤであって、前記乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置における前記乱流発生用突条の高さをh、前記中心位置における前記乱流発生用突条のピッチをp、前記乱流発生用突条の幅をw、前記乱流発生用突条の長さをmとしたときに、各乱流発生用突条は、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、乱流発生用突条20の間隔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関係を満足し、半数以上の前記乱流発生用突条は、10≦m/w≦60の関係を満足するようになっていることを要旨とする。
請求項1に記載の発明の特徴によると、前記タイヤサイド部の表面にタイヤ径方向へ延在した複数の前記乱流発生用突条がタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成されているため、前記空気入りタイヤの走行中に、タイヤサイド部の表面側に乱流を発生させることができ、前記空気入りタイヤの走行中に、前記タイヤサイド部の表面から剥離した空気は、前記タイヤサイド部の表面から離れた冷たい空気を前記タイヤサイド部の表面側に巻き込みながら、前記タイヤサイド部の表面に対して剥離と衝突(付着)を繰り返すようになる。具体的には、前記空気入りタイヤの走行中に、前記タイヤサイド部の表面から剥離した空気は、前記乱流発生用突条を乗り越えて、前記タイヤサイド部の表面から離れた冷たい空気を前記タイヤサイド部の表面側に巻き込みながら、前記タイヤサイド部の表面に衝突する。続いて、前記タイヤサイド部の表面に衝突した空気は、前記タイヤサイド部の表面から剥離して、次の前記乱流発生用突条を乗り越えて、再び、前記タイヤサイド部の表面から離れた冷たい空気を巻き込みながら、前記タイヤサイド部の表面に衝突する。
そして、各乱流発生用突条が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、乱流発生用突条20の間隔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関係をの関係を満足し、半数以上の前記乱流発生用突条が10≦m/w≦60の関係を満足するようになっているため、前述の新規な知見を考慮すると、前記乱流発生用突条に欠けの発生を抑えつつ、前記タイヤサイド部の表面から剥離した空気が前記乱流発生用突条のタイヤ径方向の端部側から回り込むことを抑えて、前記タイヤサイド部の冷却性を十分に高めることができる。
請求項2に記載の発明の特徴は、第1の特徴に加えて、半数以上の前記乱流発生用突条は、20≦m/w≦50の関係を満足するようになっていることを要旨とする。
請求項2に記載の発明の特徴によると、半数以上の前記乱流発生用突条が20≦m/w≦50の関係を満足するようになっているため、前述の新規な知見を考慮すると、前記タイヤサイド部の冷却性をより一層高めることができる。
請求項3記載の発明の特徴は、前記乱流発生用突条は、タイヤサイド部の一方側のみに配置されていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明の特徴によると、例えば冷たい外気に触れやすいタイヤ外側に対し、タイヤ内側にのみ配置することで、効率的に冷却し、軽量化も達成できる。また、タイヤサイド部の外側の欠けやすさも気にしないですみ、文字の大きさも気にしないですむという利点がある。
請求項3に記載の発明の特徴は、第1の特徴又は第2の特徴に加えて、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サイド補強ゴム層を備えていることを要旨とする。
請求項3に記載の発明の特徴は、前記タイヤサイド部が前記サイド補強ゴム層を備えているため、前記空気入りタイヤはランフラット走行に適している。
請求項1に記載の発明によれば、前記乱流発生用突条に欠けの発生を抑えつつ、前記タイヤサイド部の冷却性を十分に高めることができるため、前記乱流発生用突条の耐欠け性を維持しつつ、走行中における前記空気入りタイヤの温度上昇を十分に抑えて、前記空気入りタイヤの耐久性を高いレベルで向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、前記タイヤサイド部の冷却性をより一層高めることができるため、請求項1に記載の発明の効果を更に高めることができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する他に、前記空気入りタイヤはランフラット走行に適しいているため、前記空気入りタイヤのランフラット耐久性を高いレベルで向上させることができる。
本発明の実施形態について図1から図3を参照して説明する。
ここで、図1は、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤの断面図、図2は、タイヤサイド部の一部分を示す斜視図、図3は、乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置を基準に断面してあって、乱流発生用突条のピッチ、幅、及びタイヤサイド部の表面から剥離した空気の流れを説明する図である。
図1に示すように、本発明の実施形態に係るランフラットタイヤ1は、空気入りタイヤの一例であって、リム(図示省略)に嵌合可能な一対(1つのみ図示)のビード部2を具備している。また、各ビード部2は、ビードコア3と、このビードコア3のタイヤ径方向R外側に配設されたビードヒィラー4とをそれぞれ備えている。
一対のビードコア3の間には、1層のカーカス層5がトロイド状に延びるように設けられており、このカーカス層5は、ラジアル方向に延在しかつ複数本のスチールコード又は有機繊維コード(図示省略)をゴム被覆してなるものであって、カーカス層5の両端部は、対応するビード部2におけるビードコア3に折り返すようにそれぞれ係留されている。なお、カーカス層5は、1層でなく、2層以上であっても構わない。
カーカス層5のクラウン領域のタイヤ径方向R外側には、トレッド部6が設けられており、このトレッド部6の表面には、タイヤ周方向Cへ延在した複数本の周方向主溝7が形成されている。また、トレッド部6とカーカス層5との間には、所謂たが効果を発揮する3層のベルト層8が設けられており、ベルト層8は、タイヤ周方向Cに対して傾斜する方向へ延在しかつ複数本のスチールコード(図示省略)をゴム被覆してなるものである。なお、ベルト層8は、3層でなく、1又は2層であっても構わない。
ベルト層8の外側面全体には、1層のベルト補強層9が設けられており、ベルト補強層9は、タイヤ周方向Cへ延在しかつ複数本のスチールコード10をゴム被覆してなるものである。なお、ベルト層8の外側面全体に1層のベルト補強層9が設けられる代わりに、ベルト層8の両端部に1層のベルト補強層が設けられるようにしても構わなく、ベルト補強層9は、1層でなく、2層以上であっても構わない。
一方のビード部2とトレッド部6の間、及び他方のビード部2とトレッド部6の間には、タイヤサイド部(サイドウォール部)11がそれぞれ設けられており、各タイヤサイド部11は、タイヤ径方向Rの断面形状が三日月形状のサイド補強ゴム層12をそれぞれ備えている。なお、各タイヤサイド部11がサイド補強ゴム層12をそれぞれ備える代わりに、いずれかのタイヤサイド部11のみがサイド補強ゴム層12を備えるようにしても構わない。
カーカス層5の内面には、空気の漏れを防ぐインナーライナー13が設けられている。
続いて、本発明の実施形態の要部について説明する。
図2及び図3に示すように、各タイヤサイド部11の表面には、タイヤ径方向Rへ延在した複数の乱流発生用突条14がタイヤ周方向Cに沿って間隔を隔てて形成されている。これにより、ランフラットタイヤ1の走行(ランフラット走行を含む)中に、タイヤサイド部11の表面側に乱流を発生させることができ、ランフラットタイヤ1の走行中に、タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1は、タイヤサイド部11の表面から離れた冷たい空気A2をタイヤサイド部11の表面側に巻き込みながら、タイヤサイド部11の表面に対して剥離と衝突を繰り返すようになる。なお、各タイヤサイド部11の表面に複数の乱流発生用突条14が形成される代わりに、いずれかのタイヤサイド部11の表面のみに複数の乱流発生用突条14が形成されるようにしても構わない。
そして、乱流発生用突条14のタイヤ径方向Rの中心位置における乱流発生用突条14の高さをh、乱流発生用突条14のタイヤ径方向Rの中心位置における乱流発生用突条14のピッチをpとしたときに、前述の新規な知見に基づいて、各乱流発生用突条は、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、乱流発生用突条20の間隔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関係を満足するようになっている。なお、本発明の実施形態にあっては、乱流発生用突条14のタイヤ径方向Rの中心位置は、タイヤ最大幅位置と略同じ位置になっている。
ここで、各乱流発生用突条14について5.0≦p/hとしたのは、p/hが5.0未満であると、ランフラットタイヤ1の走行中に、タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1がタイヤサイド部11の表面に衝突する際に、タイヤサイド部11の表面から離れた冷たい空気A2を、隣接する乱流発生用突条14間におけるタイヤサイド部11の表面側に巻き込むことが困難になるからである。一方、各乱流発生用突条14についてp/h≦25.0としたのは、p/hが25.0を越えると、タイヤサイド部11の表面に乱流発生用突条14が形成されていない場合と同等になってしまうからである。
更に、乱流発生用突条14の幅をw、乱流発生用突条14の長さをmとしたときに、前述の新規な知見に基づいて、半数以上の乱流発生用突条14は、10≦m/w≦60の関係を満足するようになっており、好ましくは、20≦m/w≦50関係を満足するようになっている。なお、本発明の実施形態にあっては、各乱流発生用突条14が10≦m/w≦60の関係を満足するようになっている。
ここで、半数以上の乱流発生用突条14について10≦m/wとしたのは、m/wを10未満であると、 タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1が乱流発生用突条14のタイヤ径方向Rの端部側から回り込み易く、タイヤサイド部11の冷却性を十分に高めることが困難になるからである。一方、半数以上の乱流発生用突条14についてm/w≦60としたのは、m/wが60を越えると、タイヤサイド部11が縁石等に擦った際に、乱流発生用突条14に欠け等が発生し易くなるからである。
なお、図1及び図2に示すように、各乱流発生用突条14のタイヤ径方向R外側の端部は、なだらかに傾斜している。
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
タイヤサイド部11の表面にタイヤ径方向Rへ延在した複数の乱流発生用突条14がタイヤ周方向Cに沿って間隔を隔てて形成されているため、前述のように、ランフラットタイヤ1の走行中に、タイヤサイド部11の表面側に乱流を発生させることができ、ランフラットタイヤ1の走行中に、タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1は、タイヤサイド部11の表面から離れた冷たい空気A2をタイヤサイド部11の表面側に巻き込みながら、タイヤサイド部11の表面に対して剥離と衝突を繰り返すようになる。具体的には、図3に示すように、ランフラットタイヤ1の走行中に、タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1は、乱流発生用突条14を乗り越えて、タイヤサイド部11の表面から離れた冷たい空気A2をタイヤサイド部11の表面側に巻き込みながら、タイヤサイド部11の表面に衝突する。続いて、タイヤサイド部11の表面に衝突した空気A1は、タイヤサイド部11の表面から剥離して、次の乱流発生用突条14を乗り越えて、再び、タイヤサイド部11の表面から離れた冷たい空気A2を巻き込みながら、タイヤサイド部11の表面に衝突する。
そして、各乱流発生用突条14が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、乱流発生用突条20の間隔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関係を満足し、半数以上の乱流発生用突条14が10≦m/w≦60の関係を満足するようになっているため、前述の新規な知見を考慮すると、乱流発生用突条14に欠けの発生を抑えつつ、タイヤサイド部11の表面から剥離した空気A1が乱流発生用突条14のタイヤ径方向Rの端部側から回り込むことを抑えて、タイヤサイド部11の冷却性を十分に高めることができる。
従って、本発明の実施形態によれば、乱流発生用突条14の耐欠け性を維持しつつ、走行中におけるランフラットタイヤ1の温度上昇を十分に抑えて、ランフラットタイヤ1の耐久性(ランフラット耐久性を含む)を高いレベルで向上させることができる。
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
(実施例)
次に、実施例について説明する。
実施例1としてm/w=10のランフラットタイヤ(発明品1)、実施例2としてm/w=15のランフラットタイヤ(発明品2)、実施例3としてm/w=30のランフラットタイヤ(発明品3)、実施例4としてm/w=40のランフラットタイヤ(発明品4)、実施例5としてm/w=55のランフラットタイヤ(発明品5)、実施例6としてm/w=60のランフラットタイヤ(発明品6)、比較例1としてm/w=5のランフラットタイヤ(比較品1)、比較例2としてm/w=65のランフラットタイヤ(比較品2)、従来例として乱流発生用突条なしのランフラットタイヤ(従来品)を所定のタイヤサイズ(285/50R20)でそれぞれ試作する。なお、発明品1〜発明品6、比較品1、比較品2において、p/hは15.0に設定している。
続いて、発明品1〜発明品6、比較品1、比較品2、従来品を8JJ×20のリムに組み付ける。そして、内圧が0KPaの状態の下で、発明品1〜発明品6、比較品1、比較品2、従来品をドラムの外周面に9.8kNでそれぞれ押し付けつつ、ドラムを時速90km/hで回転させることにより、耐久ドラム試験を行い、故障発生まで距離を求めると共に、乱流発生用突条の欠けの有無を調べる。耐久ドラム試験の結果をまとめると、後記の表1及び図4に示すようになる。なお、図4は、m/wとランフラット耐久性の関係を示す図であって、表1及び図4におけるランフラット耐久性は、故障発生までの耐久距離を指数化したものである。
また、表1における乱流発生用突条の耐欠け性の項目中の○は、乱流発生用突条の欠けが無いことを示し、表1における乱流発生用突条の耐欠け性の項目中の×は、乱流発生用突条の欠けが有ることを示している。
Figure 0005242965
即ち、表1及び図4に示すように、発明品1〜発明品6は、比較品1、比較品2、及び従来品に比べて、乱流発生用突条の耐欠け性を維持しつつ、ランフラット耐久性を高いレベルで向上させることができることが確認された。特に、発明品3及び発明品4は、ランフラット耐久性をより高いレベルで向上させることができることが確認された。
次に、乱流発生用突条20のp/h、(p−w)/w、を変えたものを用いて、熱伝達率を求めた結果を図5および図6に示す。図5および図6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を有しないランフラットタイヤの熱伝達率を100に設定している。
なお、この熱伝達率測定試験は、以下の条件で行った。
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5は、乱流発生用突条20の間隔(p)と高さ(h)の比の値(p/h)と、耐久性能との関係を示す図であり、p/hが1.0以上で、且つ50.0以下で熱伝達率が高まっていることを示している。図5からp/hが2.0から24.0の範囲でさらに熱伝達率が良く耐久性が高くなることを示している。このため、乱流発生用凹凸部では、1.0≦p/h≦50.0の範囲が良く、好ましくは2.0≦p/h≦24.0の範囲、更に好ましくは10.0≦p/h≦20.0の範囲がよい。
また、図6は、(p−w)/wと熱伝達率(上記熱伝達率と同様の方法で測定)との関係を示した図であり、1.0≦(p−w)/w≦100.0、好ましくは4.0≦(p−w)/w≦39.0の関係を満足することが熱伝達率を高めていることが判る。
本発明の実施形態に係るランフラットタイヤの断面図である。 タイヤサイド部の一部分を示す斜視図である。 乱流発生用突条のタイヤ径方向の中心位置を基準に断面してあって、乱流発生用突条のピッチ、幅、及びタイヤサイド部の表面から剥離した空気の流れを説明する図である。 m/wとランフラット耐久性の関係を示す図である。 p/hと熱伝達率との関係を示す図である。 (p−w)/wと熱伝達率との関係を示す図である。
符号の説明
1…ランフラットタイヤ
2…ビード部
3…ビードコア
4…ビードヒィラー
5…カーカス層
6…トレッド部
7…周方向主溝
8…ベルト層
9…ベルト補強層
10…スチールコード
11…カーカス層
11…タイヤサイド部
12…サイド補強ゴム層
13…インナーライナー
14…乱流発生用突条

Claims (4)

  1. タイヤサイド部の内側にのみ配置され、タイヤ径方向へ延在した複数の乱流発生突条がタイヤ周方向に沿って間隔を隔てて形成された空気入りタイヤであって、
    前記乱流発生突条のタイヤ径方向の中心位置における前記乱流発生突条の高さをh、前記中心位置における前記乱流発生突条のピッチをp、前記乱流発生突条の幅をw、前記乱流発生突条の長さをmとしたときに、
    半数以上の前記乱流発生突条は、10≦m/w≦60の関係を満足するようになっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 半数以上の前記乱流発生用突条は、20≦m/w≦50の関係を満足するようになっ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サイド補強ゴム層を備えてい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. 各乱流発生突条は、1.0≦p/h≦50.0、且つ1.0≦(p−w)/h≦100.0の関係を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載された空気入りタイヤ。
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