JP6593438B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来、特許文献１は、曲線突出部が形成されるサイドウォールを備える車両用タイヤが開示されている。この特許文献１には、サイドウォールに入る空気の流れは、サイドウォールを自然に通らず、車のホイールハウスの内側に移動し、タイヤのトレッド上端を押し下げるダウンフォースを発生させることが示されている。なお、ダウンフォースが発生すると、車両が上方に持ち上げられる力であるリフトが低減される。

また、特許文献２は、少なくとも一方のタイヤサイド部に、多数の凸部を有し、凸部が所定方向に長手状の突条として形成されており、当該凸部を有する領域がタイヤ径方向内側に設けられていることが開示されている。この特許文献２には、凸部によって空気の流れを乱流化させるため、凸部を有する領域に乱流境界層が発生し、通過する空気の広がりがより抑えられるので、車両の空気抵抗が低減し燃費が向上することが示されている。

特開２０１３−１８４７４号公報 特開２０１３−７１６５０号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の空気入りタイヤは、突出部や突条や周方向凸部によりタイヤ周方向の均一性が低下する場合がありユニフォミティを良好に保つことができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユニフォミティを良好に保ちつつ、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空気入りタイヤは、タイヤサイド部のタイヤサイド面に沿ってタイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差して延在する複数の凸部を備え、前記凸部は、延在方向における中間部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最大位置を含み、かつ前記中間部の延在方向の両端側に設けられた各先端部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最小位置を含んでおり、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側にのみ、少なくとも前記中間部が配置されることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、車両の走行時に回転移動する凸部が空気を乱流化させて空気入りタイヤの周辺の空気の流れのよどみを改善する。具体的に、空気入りタイヤの回転時の下部では、車両の底部を流れる空気流速を増加することで、下方から上方に向かう空気の流れが低減され、上方への空気の圧力が抑制される。この結果、リフトを抑制することができ、空気入りタイヤの接地性を向上させ、車両の走行性能である操縦安定性能の向上に寄与する。一方、空気入りタイヤの回転時の上部では、乱流境界層が発生し、空気入りタイヤにおける空気の流れが促進される。この結果、通過する空気の広がりが抑えられ、空気入りタイヤの空気抵抗を低減することができる。空気抵抗の低減は、車両の燃費の向上に寄与する。

しかも、この空気入りタイヤによれば、凸部は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差する延在方向における中間部がタイヤサイド面からの突出高さの最大位置を含み、かつ中間部の延在方向の両端側に設けられた各先端部がタイヤサイド面からの突出高さの最小位置を含んでいるため、先端部において凸部の質量が少なくなる。この結果、凸部の先端部付近においてタイヤサイド面側との急激な質量変化が抑えられるので、タイヤ周方向の均一性が向上するため、ユニフォミティを向上することができる。

しかも、この空気入りタイヤによれば、凸部は、突出高さの最大位置を含む中間部がタイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側にのみ配置されるため、最もタイヤ幅方向に張り出して空気抵抗が大きくなるタイヤ最大幅位置での空気抵抗が低減されるので、空気抵抗をより低減することができる。

従って、この空気入りタイヤによれば、ユニフォミティを良好に保ちつつ、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部は、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側に前記中間部および前記先端部が配置されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、先端部がタイヤ最大幅位置を超えないため、最もタイヤ幅方向に張り出して空気抵抗が大きくなるタイヤ最大幅位置での空気抵抗が低減されるので、空気抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に１ｄｅｇあたりの各前記凸部の質量のタイヤ周方向での変動量が０．１ｇ／ｄｅｇ以下であることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、凸部を含むタイヤ周方向での質量の変動を規定することでタイヤ周方向の均一性が向上するため、ユニフォミティを向上する効果を顕著に得ることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部は、前記中間部の突出高さが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする。

中間部の突出高さが１ｍｍ未満であると、車両の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用が得難くなる。一方、中間部の突出高さが１０ｍｍを超えると、凸部に衝突する空気の流れが増加することで空気抵抗が増加する傾向となる。このため、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減する効果を顕著に得るうえで、中間部の突出高さを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部は、正規リムに組み込んで正規内圧を充填した場合の無負荷状態の子午断面において、タイヤ最大幅位置におけるタイヤ断面幅からタイヤ幅方向外側に５ｍｍ以下の範囲で突出して設けられていることを特徴とする。

タイヤ最大幅位置におけるタイヤ断面幅からタイヤ幅方向外側に５ｍｍの範囲を超えて凸部が設けられると、凸部に衝突する空気の流れが増加することから、凸部が空気抵抗となり易い。従って、凸部のタイヤ最大幅位置におけるタイヤ断面幅からタイヤ幅方向外側への配置範囲を規定することで、凸部に起因する空気抵抗の増加を抑えつつ、凸部による空気の流れのよどみを改善する効果を顕著に得ることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部の表面に溝を形成することを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、溝が形成されていることにより、凸部の剛性が低下するため、凸部によりタイヤサイド部が剛構造となることによる乗り心地性の低下を抑えることができる。しかも、溝が形成されていることにより、凸部の質量を低下させるため、凸部によりタイヤサイド部の質量増加によるユニフォミティの低下を抑えることができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部の表面に凹部を形成することを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、凹部が形成されていることにより、凸部の剛性が低下するため、凸部によりタイヤサイド部が剛構造となることによる乗り心地性の低下を抑えることができる。しかも、凹部が形成されていることにより、凸部の質量が低下するため、凸部によりタイヤサイド部の質量増加によるユニフォミティの低下を抑えることができる。また、凹部および溝が形成されていることで、上記効果をより向上することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、各前記凸部のタイヤ周方向における間隔が不均一であることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、タイヤサイド部のタイヤサイド面に沿う空気流に対して各凸部のタイヤ周方向の周期性を打ち消すことから、各凸部から発生する音圧が周波数の違いにより互いに分散されたり打ち消されたりするため、騒音を低減することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、車両装着時での車両内外の向きが指定されており、少なくとも車両外側となるタイヤサイド部に前記凸部が形成されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、車両外側のタイヤサイド部は、車両への装着時にタイヤハウスから外側に現れるため、この車両外側のタイヤサイド部に凸部を設けることで、空気の流れを車両外側に押し出すことができるので、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、ユニフォミティを良好に保ちつつ、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの子午断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの側面図である。 図３は、凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。 図４は、凸部の側面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの他の例の側面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの他の例の側面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの他の例の側面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの他の例の側面図である。 図９は、凸部の短手方向の断面図である。 図１０は、凸部の短手方向の断面図である。 図１１は、凸部の短手方向の断面図である。 図１２は、凸部の短手方向の断面図である。 図１３は、凸部の短手方向の断面図である。 図１４は、凸部の短手方向の断面図である。 図１５は、凸部の短手方向の断面図である。 図１６は、凸部の短手方向の断面図である。 図１７は、凸部の短手方向の断面図である。 図１８は、凸部の短手方向の断面図である。 図１９は、凸部の短手方向の断面図である。 図２０は、凸部の短手方向の断面図である。 図２１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの作用の説明図である。 図２２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの作用の説明図である。 図２３は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部の子午断面図である。 図２４は、溝が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。 図２５は、図２４におけるＡ−Ａ断面図である。 図２６は、溝が形成された凸部の他の例を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。 図２７は、凹部が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。 図２８は、図２７におけるＢ−Ｂ断面図である。 図２９は、溝および凹部が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。 図３０は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図３１は、従来例に係る空気入りタイヤの一部の側面図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの子午断面図である。

以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸Ｐ（図２など参照）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸Ｐに向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸Ｐから離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、回転軸Ｐを中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、回転軸Ｐと平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面（タイヤ赤道線）ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸Ｐに直交するとともに、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤ１のタイヤ周方向に沿う線をいう。本実施形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「ＣＬ」を付す。

空気入りタイヤ１は、図１に示すように、トレッド部２と、その両側のショルダー部３と、各ショルダー部３から順次連続するサイドウォール部４およびビード部５とを有している。また、この空気入りタイヤ１は、カーカス層６と、ベルト層７と、ベルト補強層８とを備えている。

トレッド部２は、ゴム材（トレッドゴム）からなり、空気入りタイヤ１のタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤ１の輪郭となる。トレッド部２の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面２１が形成されている。トレッド面２１は、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行なストレート主溝である複数（本実施形態では４本）の主溝２２が設けられている。そして、トレッド面２１は、これら複数の主溝２２により、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道線ＣＬと平行なリブ状の陸部２３が複数形成されている。また、図には明示しないが、トレッド面２１は、各陸部２３において、主溝２２に交差するラグ溝が設けられている。陸部２３は、ラグ溝によってタイヤ周方向で複数に分割されている。また、ラグ溝は、トレッド部２のタイヤ幅方向最外側でタイヤ幅方向外側に開口して形成されている。なお、ラグ溝は、主溝２２に連通している形態、または主溝２２に連通していない形態の何れであってもよい。

ショルダー部３は、トレッド部２のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部４は、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出したものである。また、ビード部５は、ビードコア５１とビードフィラー５２とを有する。ビードコア５１は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー５２は、カーカス層６のタイヤ幅方向端部がビードコア５１の位置で折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。

カーカス層６は、各タイヤ幅方向端部が、一対のビードコア５１でタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス層６は、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向にある角度を持って複数並設されたカーカスコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。カーカスコードは、有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。このカーカス層６は、少なくとも１層で設けられている。

ベルト層７は、少なくとも２層のベルト７１，７２を積層した多層構造をなし、トレッド部２においてカーカス層６の外周であるタイヤ径方向外側に配置され、カーカス層６をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト７１，７２は、タイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、２０°〜３０°）で複数並設されたコード（図示せず）が、コートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。また、重なり合うベルト７１，７２は、互いのコードが交差するように配置されている。

ベルト補強層８は、ベルト層７の外周であるタイヤ径方向外側に配置されてベルト層７をタイヤ周方向に覆うものである。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に略平行（±５°）でタイヤ幅方向に複数並設されたコード（図示せず）がコートゴムで被覆されたものである。コードは、スチールまたは有機繊維（ポリエステルやレーヨンやナイロンなど）からなる。図１で示すベルト補強層８は、ベルト層７のタイヤ幅方向端部を覆うように配置されている。ベルト補強層８の構成は、上記に限らず、図には明示しないが、ベルト層７全体を覆うように配置された構成、または、例えば２層の補強層を有し、タイヤ径方向内側の補強層がベルト層７よりもタイヤ幅方向で大きく形成されてベルト層７全体を覆うように配置され、タイヤ径方向外側の補強層がベルト層７のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置されている構成、あるいは、例えば２層の補強層を有し、各補強層がベルト層７のタイヤ幅方向端部のみを覆うように配置されている構成であってもよい。すなわち、ベルト補強層８は、ベルト層７の少なくともタイヤ幅方向端部に重なるものである。また、ベルト補強層８は、帯状（例えば幅１０［ｍｍ］）のストリップ材をタイヤ周方向に巻き付けて設けられている。

図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの側面図である。図３は、凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。図４は、凸部の側面図である。図５〜図８は、本実施形態に係る空気入りタイヤの他の例の側面図である。図９〜図２０は、凸部の短手方向の断面図である。図２１および図２２は、本実施形態に係る空気入りタイヤの作用の説明図である。図２３は、本実施形態に係る空気入りタイヤの一部の子午断面図である。図２４は、溝が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。図２５は、図２４におけるＡ−Ａ断面図である。図２６は、溝が形成された凸部の他の例を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。図２７は、凹部が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。図２８は、図２７におけるＢ−Ｂ断面図である。図２９は、溝および凹部が形成された凸部を空気入りタイヤの側面から視た拡大図である。

以下の説明において、タイヤサイド部Ｓとは、図１に示すように、トレッド部２の接地端Ｔからタイヤ幅方向外側であってリムチェックラインＲからタイヤ径方向外側の範囲で一様に連続する面をいう。また、接地端Ｔとは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、かつ正規内圧を充填するとともに正規荷重の７０％をかけたとき、この空気入りタイヤ１のトレッド部２のトレッド面２１が路面と接地する領域において、タイヤ幅方向の両最外端をいい、タイヤ周方向に連続する。また、リムチェックラインＲとは、タイヤのリム組みが正常に行われているか否かを確認するためのラインであり、一般には、ビード部５の表側面において、リムフランジよりもタイヤ径方向外側であってリムフランジ近傍となる部分に沿ってタイヤ周方向に連続する環状の凸線として示されている。

また、タイヤ最大幅位置Ｈとは、図１に示すように、タイヤ断面幅ＨＷの端となり、最もタイヤ幅方向の大きい位置である。タイヤ断面幅ＨＷとは、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、かつ正規内圧を充填した無負荷状態のときに、最もタイヤ幅方向の大きいタイヤ総幅からタイヤ側面の模様・文字などを除いた幅である。なお、リムを保護するリムプロテクトバー（タイヤ周方向に沿って設けられてタイヤ幅方向外側に突出するもの）が設けられたタイヤにおいては、当該リムプロテクトバーが最もタイヤ幅方向の大きい部分となるが、本実施形態で定義するタイヤ断面幅ＨＷは、リムプロテクトバーを除外する。

なお、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいは、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、図２〜図４に示すように、少なくとも一方のタイヤサイド部Ｓにおいて、当該タイヤサイド部Ｓの表面のプロファイルであるタイヤサイド面Ｓａよりタイヤの外側に突出する凸部９が設けられている。凸部９は、ゴム材（タイヤサイド部Ｓを構成するゴム材であっても、当該ゴム材とは異なるゴム材であってもよい）からなり、タイヤサイド部Ｓのタイヤサイド面Ｓａに沿ってタイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差して延在する突条として形成されている。本実施形態において、各図に示す凸部９は、空気入りタイヤ１の側面視でＣ字状に湾曲して形成されている。凸部９は、湾曲に限らず、空気入りタイヤ１の側面視で直線状に形成されていても、くの字に屈曲して形成されていても、Ｓ字状に形成されていても、蛇行して構成されていても、ジグザグ状に形成されていてもよい。

また、凸部９は、図３および図４に示すように、延在方向における中間部９Ａ、および中間部９Ａの延在方向の両側に連続して設けられた各先端部９Ｂで構成されている。中間部９Ａは、凸部９の延在方向の長さＬの中央９Ｃから延在方向の両側に長さＬの２５％の範囲の部分である。先端部９Ｂは、中間部９Ａの延在方向の両側にさらに延在して設けられ、延在方向の各端９Ｄから凸部９の延在方向の長さＬの５％を除く範囲の部分である。凸部９の延在方向の長さＬは、凸部９の各端９Ｄ間の最短距離とする。

そして、中間部９Ａは、タイヤサイド面Ｓａからの突出高さｈの最大位置ｈＨを含む。また、先端部９Ｂは、タイヤサイド面Ｓａからの突出高さｈの最小位置ｈＬを含む。図４では、凸部９の延在方向の突出高さｈは、一方の端９Ｄから中央９Ｃに向かって徐々に高くなり、中央９Ｃから他方の端９Ｄに向かって徐々に低くなっている。この場合、突出高さｈの最大位置ｈＨは中央９Ｃに一致し、最小位置ｈＬは端９Ｄから長さＬの５％の位置であって先端部９Ｂの端に一致する。なお、図４において、凸部９の延在方向の突出高さｈは、円弧状に変化して示しているが、この限りではなく、直線状に変化していてもよい。また、最大位置ｈＨは、中間部９Ａ全体であってもよく、この場合に先端部９Ｂは中間部９Ａから徐々に突出高さｈが低くなる。

また、凸部９は、図２に示すように、タイヤサイド部Ｓの範囲において、タイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向内側に配置される。凸部９は、タイヤ周方向に所定間隔をおいて多数配置されている。

なお、凸部９は、図５に示すように、その一部がタイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向外側に延在してもよい。この場合、中間部９Ａは、タイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向内側に配置され、少なくとも一方の先端部９Ｂ（または端９Ｄから長さＬの５％の範囲）がタイヤ最大幅位置Ｈを超えてタイヤ径方向外側に延在する。また、図５では、全ての凸部９の一部がタイヤ最大幅位置Ｈを超えてタイヤ径方向外側に延在しているが、多数のうちの一部であってもよい。従って、凸部９は、タイヤサイド部Ｓの範囲において、主（中間部９Ａ）がタイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向内側に配置される。

なお、凸部９は、リムプロテクトバーが設けられたタイヤにおいて、タイヤ径方向内側の端部がリムプロテクトバーに至らない構成、タイヤ径方向内側の端部がリムプロテクトバーの突出の途中まで至る構成、タイヤ径方向内側の端部がリムプロテクトバーの頂部まで至る構成などがある。

凸部９の配置について、図２および図６や、図７および図８に示すように、タイヤ周方向における凸部９の数に限定はない。また、図７および図８に示すように、各凸部９は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対する延在方向の傾きが異なっていてもよい。

凸部９の延在方向に直交する短手方向の断面形状について、図９に示す凸部９は、短手方向の断面形状が四角形状とされている。図１０に示す凸部９は、短手方向の断面形状が三角形状とされている。図１１に示す凸部９は、短手方向の断面形状が台形状とされている。

また、凸部９の短手方向の断面形状は、曲線を基にした外形であってもよい。図１２に示す凸部９は、短手方向の断面形状が半円形状とされている。その他、図には明示しないが、凸部９の短手方向の断面形状は、例えば、半楕円形状であったり、半長円形状であったりする様々な円弧に基づく形状であってもよい。

また、凸部９の短手方向の断面形状は、直線および曲線を組み合わせた外形であってもよい。図１３に示す凸部９は、短手方向の断面形状が四角形状の角を曲線とされている。図１４に示す凸部９は、短手方向の断面形状が三角形状の角を曲線とされている。また、凸部９の短手方向の断面形状は、図１３〜図１５に示すように、タイヤサイド部Ｓから突出する根元部分を曲線とした形状とされていてもよい。

また、凸部９の短手方向の断面形状は、様々な形状の組み合わせであってもよい。図１６に示す凸部９は、四角形状の頂部が複数（図１６では２つ）の三角形状でジグザグ状とされている。図１７に示す凸部９は、四角形状の頂部が１つの三角形状で尖って形成されている。図１８に示す凸部９は、四角形状の頂部が四角形状に凹んで形成されている。図１９に示す凸部９は、四角形状の頂部が四角形に凹んで形成され、凹みの両側が突出高さを変えて形成されている。図２０に示す凸部９は、四角形状の台部９ａがタイヤサイド部Ｓから突出形成され、その台部９ａの上部に四角形状が複数（図２０では２つ）突出形成されている。その他、図には明示しないが、凸部９の短手方向の断面形状は、四角形状の頂部が波形であったりする様々な形状であってもよい。

そして、上述したような凸部９の短手方向の断面形状において、本実施形態では、中間部９Ａにおける突出高さｈの最大位置ｈＨで断面積が最も大きく、先端部９Ｂにおける突出高さｈの最小位置ｈＬで断面積が小さい。そして、短手方向の幅Ｗは、突出高さｈの変化に合わせて最大位置ｈＨで最も大きく、最小位置ｈＬで小さくなるように変化しても、変化しなくてもよい。

空気入りタイヤ１の作用について、図２１に示すように、空気入りタイヤ１は、リム５０に組み込んで車両１００に装着した場合、車両１００のタイヤハウス１０１内に配置される。この状態において、空気入りタイヤ１が回転方向Ｙ１で回転すると、車両１００は方向Ｙ２に向かって走行する。この車両１００の走行時に、空気入りタイヤ１の周辺において空気の流れがよどむことになる。そして、このよどみを避けるようにタイヤハウス１０１内の下方から上方に向かう空気の流れが生じることで、車両１００が上方に持ち上げられる力であるリフトが発生する。一方で、よどみを避けるように、タイヤハウス１０１の外側で車両１００から離れる空気の膨らみが生じることで、空気抵抗となる。

このような現象に対し、本実施形態の空気入りタイヤ１によれば、車両１００の走行時に、方向Ｙ１に回転移動する凸部９が、その周辺の空気を乱流化させて上述した空気の流れのよどみを改善する。具体的に、空気入りタイヤ１の回転時の下部（回転軸Ｐより下側）では、車両１００の底部を流れる空気流速を増加することで、タイヤハウス１０１内で下方から上方に向かう空気の流れが低減され、上方への空気の圧力が抑制される。この結果、リフトを抑制することができる。このリフトの抑制（リフト低減性能）は、ダウンフォースを増加させることになり、空気入りタイヤ１の接地性を向上させ、車両１００の走行性能である操縦安定性能の向上に寄与する。一方、空気入りタイヤ１の回転時の上部（回転軸Ｐより上側）では、乱流境界層が発生し、空気入りタイヤ１における空気の流れが促進される。この結果、通過する空気の広がりが抑えられ、空気入りタイヤ１の空気抵抗を低減することができる。この空気抵抗の低減は、車両１００の燃費の向上に寄与する。このような作用は、図２２に示すように、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に対する凸部９の傾きが図２１とは逆に反転しても得ることが可能である。

しかも、本実施形態の空気入りタイヤ１によれば、凸部９は、タイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差する延在方向における中間部９Ａがタイヤサイド面Ｓａからの突出高さｈの最大位置ｈＨを含み、かつ中間部９Ａの延在方向の両端側に設けられた各先端部９Ｂがタイヤサイド面Ｓａからの突出高さｈの最小位置ｈＬを含んでいるため、先端部９Ｂにおいて凸部９の質量が少なくなる。この結果、凸部９の先端部９Ｂ付近においてタイヤサイド面Ｓａ側との急激な質量変化が抑えられるので、タイヤ周方向の均一性が向上するため、ユニフォミティを向上することができる。

しかも、本実施形態の空気入りタイヤ１によれば、凸部９は、突出高さｈの最大位置ｈＨを含む中間部９Ａがタイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向内側にのみ配置されるため、最もタイヤ幅方向に張り出して空気抵抗が大きくなるタイヤ最大幅位置Ｈでの空気抵抗が低減されるので、空気抵抗をより低減することができる。

従って、本実施形態の空気入りタイヤ１によれば、ユニフォミティを良好に保ちつつ、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、凸部９は、タイヤ最大幅位置Ｈよりタイヤ径方向内側に中間部９Ａおよび先端部９Ｂが配置されていることが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、先端部９Ｂがタイヤ最大幅位置Ｈを超えないため、最もタイヤ幅方向に張り出して空気抵抗が大きくなるタイヤ最大幅位置Ｈでの空気抵抗が低減されるので、空気抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図２に示すように、回転軸Ｐからタイヤ径方向に切断したタイヤ周方向に１ｄｅｇあたりの凸部９の質量のタイヤ周方向での変動量が０．１ｇ／ｄｅｇ以下であることが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、凸部９を含むタイヤ周方向での質量の変動を規定することでタイヤ周方向の均一性が向上するため、ユニフォミティを向上する効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、凸部９は、中間部９Ａの突出高さｈが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

中間部９Ａの突出高さｈが１ｍｍ未満であると、車両１００の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用が得難くなる。一方、中間部９Ａの突出高さｈが１０ｍｍを超えると、凸部９に衝突する空気の流れが増加することで空気抵抗が増加する傾向となる。このため、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減する効果を顕著に得るうえで、中間部９Ａの突出高さｈを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、凸部９は、正規リムに組み込んで正規内圧を充填した場合の無負荷状態の子午断面において、図１に示すように、タイヤ最大幅位置Ｈにおけるタイヤ断面幅ＨＷからタイヤ幅方向外側に５ｍｍ以下の範囲で突出して設けられていることが好ましい。言い換えると、図２３に示すように、タイヤ最大幅位置Ｈでのタイヤサイド面Ｓａを基準としたタイヤ径方向に延在する基準線ＨＬからタイヤ幅方向外側への凸部９の突出寸法Ｇが５ｍｍ以下であることが好ましい。

タイヤ最大幅位置Ｈにおけるタイヤ断面幅ＨＷからタイヤ幅方向外側に５ｍｍの範囲を超えて凸部９が設けられると、凸部９に衝突する空気の流れが増加することから、凸部９が空気抵抗となり易い。従って、凸部９のタイヤ最大幅位置Ｈにおけるタイヤ断面幅ＨＷからタイヤ幅方向外側への配置範囲を規定することで、凸部９に起因する空気抵抗の増加を抑えつつ、凸部９による空気の流れのよどみを改善する効果を顕著に得ることができる。この効果を顕著に得るため、タイヤ最大幅位置Ｈにおけるタイヤ断面幅ＨＷからタイヤ幅方向外側へ突出しないことが好ましく、０ｍｍ以下であってもよい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図２４〜図２６に示すように、凸部９の表面に溝９Ｅを形成することが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、溝９Ｅが形成されていることにより、凸部９の剛性が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓが剛構造となることによる乗り心地性の低下を抑えることができる。しかも、溝９Ｅが形成されていることにより、凸部９の質量が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓの質量増加によるユニフォミティの低下を抑えることができる。

なお、溝９Ｅは、図２４に示すように、凸部９の延在方向に交差するように長さＬに対して所定間隔で複数設けられている。また、溝９Ｅは、凸部９の延在方向に対して交差する角度θは特に規定がないが、各溝９Ｅで同じくすることが、凸部９の延在方向での極度の質量変化を抑える上で好ましい。また、溝９Ｅは、図２６に示すように、凸部９の短手方向の中央を通過する中心線ＳＬの接線ＧＬに対して同じ角度θ（例えば、θ＝９０°）とすることが、凸部９の延在方向での極度の質量変化を抑える上で好ましい。また、溝９Ｅは、溝幅が２ｍｍ以下とされていることが、空力的な影響、即ち、車両１００の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用に影響が少なく好ましい。また、溝９Ｅは、図２５に示すように、溝深さｄ１が、凸部９の突出高さｈ以下であることが、凸部９を途中で分断せずに車両１００の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用を得るうえで好ましい。溝９Ｅの溝深さｄ１は、例えば、凸部９の突出高さｈの９０％以下であることが好ましい。なお、図２５における凸部９の短手方向の断面の三角形状は一例である。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図２７および図２８に示すように、凸部９の表面に凹部９Ｆを形成することが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、凹部９Ｆが形成されていることにより、凸部９の剛性が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓが剛構造となることによる乗り心地性の低下を抑えることができる。しかも、凹部９Ｆが形成されていることにより、凸部９の質量が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓの質量増加によるユニフォミティの低下を抑えることができる。

なお、凹部９Ｆは、図２７に示すように、凸部９の延在方向に沿って所定間隔で複数設けられている。また、凹部９Ｆは、凸部９の幅Ｗが延在方向で変化する場合、幅Ｗの変化に応じて大きさを変化することが、凸部９の延在方向での極度の質量変化を抑える上で好ましい。また、凹部９Ｆは、開口径が２ｍｍ以下とされていることが、空力的な影響、即ち、車両１００の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用に影響が少なく好ましい。また、凹部９Ｆは、図２８に示すように、溝深さｄ２が、凸部９の突出高さｈ以下であることが、凸部９を途中で分断せずに車両１００の底部を流れる空気流速を増加させたり、乱流境界層を発生させたりする作用を得るうえで好ましい。凹部９Ｆの溝深さｄ２は、例えば、凸部９の突出高さｈの９０％以下であることが好ましい。なお、図２８における凸部９の短手方向の断面の三角形状は一例である。また、凹部９Ｆを設ける位置は、凸部９の頂部に限らず側部であってもよい。また、凹部９Ｆの開口形状や深さ形状は、円形状に限らず、様々な形状であってもよい。ただし、円弧で開口縁や底部が形成されているほうが、凸部９へのクラックの発生する要素を除くことができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、図２９に示すように、凸部９の表面に溝９Ｅおよび凹部９Ｆを形成することが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、溝９Ｅおよび凹部９Ｆが形成されていることにより、凸部９の剛性が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓが剛構造となることによる乗り心地性の低下を抑えることができる。しかも、溝９Ｅおよび凹部９Ｆが形成されていることにより、凸部９の質量が低下するため、凸部９によりタイヤサイド部Ｓの質量増加によるユニフォミティの低下を抑えることができる。

なお、溝９Ｅおよび凹部９Ｆは、図２９において凸部９の延在方向に沿って交互に設けられているが、これに限らず、適宜混在して配置してもよい。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、各凸部９のタイヤ周方向における間隔が不均一であることが好ましい。

この空気入りタイヤ１によれば、タイヤサイド部Ｓのタイヤサイド面Ｓａに沿う空気流に対して各凸部９のタイヤ周方向の周期性を打ち消すことから、各凸部９から発生する音圧が周波数の違いにより互いに分散されたり打ち消されたりするため、騒音（音圧レベル）を低減することができる。

なお、凸部９の間隔とは、空気入りタイヤ１の側面視において、凸部９の端９Ｄからタイヤ径方向に補助線（図示せず）を引き、各凸部９での補助線間の回転軸Ｐを中心とする角度として示される。そして、各凸部９の間隔を不均一にするには、凸部９の形状（突出高さｈや、幅Ｗや、延在方向の長さＬ）やタイヤ周方向やタイヤ径方向に交差する傾きを同じくしてタイヤ周方向のピッチを変えること、形状（突出高さｈや、幅Ｗや、延在方向の長さＬ）を変えること、タイヤ周方向やタイヤ径方向に交差する傾きを変えること、などにより実施することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１では、車両装着時での車両内外の向きが指定されており、少なくとも車両外側となるタイヤサイド部Ｓに凸部９が形成されていることが好ましい。

即ち、本実施形態の空気入りタイヤ１は、車両１００（図２１および図２２参照）に装着した場合、タイヤ幅方向において、車両１００の内側および外側に対する向きが指定されている。向きの指定は、図には明示しないが、例えば、サイドウォール部４に設けられた指標により示される。このため、車両１００に装着した場合に車両１００の内側に向く側が車両内側となり、車両１００の外側に向く側が車両外側となる。なお、車両内側および車両外側の指定は、車両１００に装着した場合に限らない。例えば、リム組みした場合に、タイヤ幅方向において、車両１００の内側および外側に対するリム５０（図２１および図２２参照）の向きが決まっている。このため、空気入りタイヤ１は、リム組みした場合、タイヤ幅方向において、車両内側および車両外側に対する向きが指定される。

車両外側のタイヤサイド部Ｓは、車両１００への装着時にタイヤハウス１０１から外側に現れるため、この車両外側のタイヤサイド部Ｓに凸部９を設けることで、空気の流れを車両外側に押し出すことができるので、リフトを低減すると共に空気抵抗を低減する効果を顕著に得ることができる。

なお、上述した実施形態の空気入りタイヤ１において、凸部９の短手方向の幅Ｗは、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とされていることが好ましい。凸部９の短手方向の幅Ｗが上記範囲未満であると、凸部９が空気の流れに接触する範囲が小さいことから、凸部９による空気の流れのよどみを改善する効果が得難くなる。一方、凸部９の短手方向の幅Ｗが上記範囲を超えると、凸部９が空気の流れに接触する範囲が大きいことから、凸部９が空気抵抗の増加の原因となったり、タイヤ重量の増加の原因になったりし得る。従って、凸部９の短手方向の幅Ｗを適正化することで、凸部９による空気の流れのよどみを改善する効果を顕著に得ることができる。

また、凸部９は、タイヤ周方向でのピッチが、トレッド部２のラグ溝のタイヤ周方向でのピッチに対して等ピッチでも、異なるピッチでもよい。凸部９のタイヤ周方向でのピッチを、トレッド部２のラグ溝のタイヤ周方向でのピッチに対して異ならせると、凸部９から発生する音圧と、ラグ溝による音圧とが周波数の違いにより互いに分散や打ち消しされるため、ラグ溝により発生するパターンノイズを低減することができる。なお、凸部９のタイヤ周方向でのピッチを異ならせるラグ溝は、複数の主溝２２によりタイヤ幅方向に複数区画形成されたリブ状の陸部２３における全てのラグ溝を含む。ただし、ラグ溝により発生するパターンノイズを低減する効果を顕著に得るには、凸部９に最も近くに配置されるタイヤ幅方向最外側のラグ溝のピッチに対して凸部９のタイヤ周方向でのピッチを異ならせることが好ましい。

本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、リフト低減性能、空気抵抗低減性能、ユニフォミティ、凸部耐久性能、乗り心地性能、および音圧レベル低減性能に関する試験が行われた（図３０参照）。

リフト低減性能および空気抵抗低減性能の試験は、モータアシスト付き乗用車のボディモデルに１９５／６５Ｒ１５のタイヤサイズのタイヤモデルを装着した車両モデルのシミュレーションにおいて、走行速度８０ｋｍ／ｈ相当で走行した場合の風洞試験を行い、その空力抵抗係数により格子ボルツマン法による流体解析ソフトウェアを用いて空力特性（リフト低減性能および空気抵抗低減性能）を算出し、算出結果に基づいて、従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。これらの指数評価は、数値が大きいほどリフト低減性能、および空気抵抗低減性能が優れていることを示している。

ユニフォミティの試験は、１９５／６５Ｒ１５のタイヤサイズの試験タイヤを、正規リム（１５×６Ｊ）にリム組みし、正規内圧を充填した。そして、上記試験タイヤにおいて、タイヤユニフォミティＪＡＳＯ Ｃ６０７「自動車タイヤのユニフォミティ試験法」に規定の方法に準じてラジアルフォースバリエーション（ＬＦＶ）を測定する。そして、この測定結果に基づいて、従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど均一性がよくユニフォミティが優れていることを示している。

室内ドラム耐久試験により上記試験タイヤを時速２４０ｋｍ／ｈで所定時間転動させ、凸部の状態を観察する。そして、凸部にクラックや破壊の発生がないことが要求され、凸部にクラックや破壊の発生がない場合を○、凸部にクラックや破壊の発生がある場合を×として評価される。

乗り心地性能の試験は、上記試験タイヤを上記試験車両に装着し、段差１０ｍｍの凹凸を有する直進テストコースを５０ｋｍ／ｈで実車走行し、パネラー３人による乗り心地のフィーリングテストを実施する。そして、テスト結果３回の平均を、従来例を基準（１００）とした指数で示した指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど乗り心地性能が優れていることを示している。

音圧レベル低減性能の試験は、上記試験タイヤを上記試験車両に装着し、走行速度８０ｋｍ／ｈ相当で走行した場合の車外騒音の音圧レベル（音圧レベル低減性能）を計測し、計測結果に基づいて、従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この係数評価は、数値が大きいほど音圧レベル低減性能が優れていることを示している。

図３０において、従来例の空気入りタイヤは、図３１に示す形態であり、タイヤサイド部Ｓに凸部１０が設けられているが、この凸部１０は、短手方向の断面形状が図１０に示す三角形状であって、タイヤ径方向に沿って延在して、突出高さおよび短手方向の幅が延在方向で均一に形成されてタイヤ最大幅位置Ｈに交差して設けられ、タイヤ周方向に等間隔で配置されている。

一方、図３０において、実施例１〜実施例１１の空気入りタイヤは、図２に示す形態であり、凸部の短手方向の断面形状が図１０に示す三角形状であって、図４に示す凸部を備える。実施例１２の空気入りタイヤは、図５に示す形態であり、凸部の短手方向の断面形状が図１０に示す三角形状であって、図４に示す凸部を備える。その他、各実施例は、適宜規定がなされている。

そして、図３０の試験結果に示すように、各実施例の空気入りタイヤは、リフト低減性能、空気抵抗低減性能、ユニフォミティ、凸部耐久性能、乗り心地性能、および音圧レベル低減性能が改善していることが分かる。

１ 空気入りタイヤ
９ 凸部
９Ａ 中間部
９Ｂ 先端部
９Ｅ 溝
９Ｆ 凹部
Ｓ タイヤサイド部
Ｓａ タイヤサイド面

Claims (9)

1. タイヤサイド部のタイヤサイド面に沿ってタイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差して延在する複数の凸部を備え、
   前記凸部は、延在方向における中間部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最大位置を含み、かつ前記中間部の延在方向の両端側に設けられた各先端部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最小位置を含んでおり、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側にのみ、少なくとも前記中間部が配置され、
   前記中間部は、前記凸部の延在方向の長さＬの中央から延在方向の両側に前記長さＬの２５％の範囲の部分として定義され、
   前記先端部は、前記凸部の延在方向の各端から前記凸部の長さＬの５％を除く範囲の部分として定義され、
   前記先端部における前記最小位置が、前記凸部の前記端から前記凸部の長さＬの５％の位置にあり、
   前記最小位置における前記凸部の前記突出高さが、前記最大位置における前記凸部の前記突出高さより小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤサイド部のタイヤサイド面に沿ってタイヤ周方向およびタイヤ径方向に交差して延在する複数の凸部を備え、
   前記凸部は、延在方向における中間部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最大位置を含み、かつ前記中間部の延在方向の両端側に設けられた各先端部が前記タイヤサイド面からの突出高さの最小位置を含んでおり、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側にのみ、少なくとも前記中間部が配置され、
   前記中間部は、前記凸部の延在方向の長さＬの中央から延在方向の両側に前記長さＬの２５％の範囲の部分として定義され、
   前記先端部は、前記凸部の延在方向の各端から前記凸部の長さＬの５％を除く範囲の部分として定義され、
   前記先端部における前記最小位置が、前記凸部の前記端から前記凸部の長さＬの５％の位置にあり、
   前記最小位置における前記凸部の前記突出高さが、前記最大位置における前記凸部の前記突出高さより小さく、
   タイヤ周方向に１ｄｅｇあたりの各前記凸部の質量のタイヤ周方向での変動量が０．１ｇ／ｄｅｇ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記凸部は、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側に前記中間部および前記先端部が配置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。
4. 前記凸部は、前記中間部の突出高さが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記凸部は、正規リムに組み込んで正規内圧を充填した場合の無負荷状態の子午断面において、タイヤ最大幅位置におけるタイヤ断面幅からタイヤ幅方向外側に５ｍｍ以下の範囲で突出して設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記凸部の表面に溝を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記凸部の表面に凹部を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
8. 各前記凸部のタイヤ周方向における間隔が不均一であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
9. 車両装着時での車両内外の向きが指定されており、少なくとも車両外側となるタイヤサイド部に前記凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。

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