JPWO2008096879A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
(空気入りタイヤの構成)
まず、第1の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、第1の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部分解斜視図であり、図2は、第1の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。なお、本実施の形態では、空気入りタイヤは、乗用車用ラジアルタイヤ(PCR)であるものとする。
次に、上述した突起17の構成(配列・密度を含む)について、図3〜図9を参照しながら説明する。図3及び図4は、第1の実施の形態に係る突起の配列状態を示す要部平面図であり、図5及び図6は、第1の実施の形態に係る突起を示す斜視図であり、図7(a)及び図8は、第1の実施の形態に係る突起のタイヤ径方向視を示す側面図(図5のA矢視図)であり、図7(b)及び図9は、第1の実施の形態に係る突起を示す上面図(図5のB−B断面図)である。
まず、上述した各関係式により求められる突起17を有する空気入りタイヤ1が回転すると、図6に示すように、タイヤ表面15の近傍にはタイヤ回転方向とは逆方向の流体(以下、主流S1)が相対的に流れる。この主流S1は、各突起17に突き当たる。
上述した第1の実施の形態に係る突起17は、ほぼ円柱形状であるものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第1の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
突起は、ゴム製で、主に円柱形状、角柱形状である。突起は、突起径方向長さ(L)が0.3mm〜15mm範囲内の各種寸法のものを用意した。実験方法は、一定熱量を発する平面ヒータ上に上記突起を配置し、該表面に送風機から風を送る。この時の表面温度と雰囲気温度から熱伝達率を算出した。突起のない単なる平板の熱伝達率を100として評価し、図12に示す特性線図が得られた。
・ ホイールサイズ : 8JJ×20
・ 内圧条件 : 0kPa(パンク状態)
・ 荷重条件 : 0.5kN
・ 速度条件 : 90km/h
図13に示すように、タイヤ半径(R)と突起最大高さ(H)との関係では、0.015≦H/√R≦0.64を満たすことによって、熱伝達率が高まっている。すなわち、タイヤの大きさにより突起最大高さ(H)を規定することが好ましいことが分かった。特に、0.03≦H/√R≦0.26の範囲に設定することが好ましいことが分かる。
・ ホイールサイズ : 8JJ×20
・ 内圧条件 : 0kPa(パンク状態)
・ 荷重条件 : 9.8kN
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラム試験機に装着し、一定の速度(90km/h)で転動させて突起17のない空気入りタイヤが故障するまでの耐久距離を100とし、突起17のある空気入りタイヤの耐久性を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、耐久性、つまり、温度低減特性が優れている。
次に、第2の実施の形態に係る突起17の構成について、図19及び図20を参照しながら説明する。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。つまり、空気入りタイヤ1の構成や突起17の配列・配置密度など重複する箇所は省略するが、一部重複する場合もある。
以上説明した第2の実施の形態に係る空気入りタイヤ1によれば、突起17にエッジ部Eが形成され、かつ、突起17の平均配置密度(ρ)が0.1〜13個/cm2であることによって、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。
上述した第2の実施の形態に係る突起17を構成する前方面17Cは、1つの面で形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第2の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
上述した第2の実施の形態に係る突起17では、後方面17D(後方部分)が突起径方向中心線CLと略平行に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第2の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第2の実施の形態に係る突起17は、タイヤ径方向視において平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第2の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第2の実施の形態に係る突起17は、タイヤ回転方向視において平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第2の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
・ ホイールサイズ : 8JJ×20
・ 内圧条件 : 0kPa(パンク状態)
・ 荷重条件 : 9.8kN
各空気入りタイヤの耐久性試験を行うために、下表3〜6に示すように、試験タイヤA、試験タイヤB、試験タイヤC、試験タイヤDを用意した。比較例1〜4に係る空気入りタイヤは、突起を有していない。実施例1〜36に係る空気入りタイヤは、突起を有しており、下表3〜6に示すように、突起の構成(形状、突起径方向長さ(L)、突起最大高さ(H)など)が異なるものである。
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラム試験機に装着し、一定の速度(90km/h)で転動させて比較例1〜4に係る空気入りタイヤが故障するまでの耐久距離を‘100’とし、その他の空気入りタイヤの耐久性を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。
次に、第3の実施の形態に係る突起17の構成について、図38及び図39を参照しながら説明する。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。つまり、空気入りタイヤ1の構成や突起17の配列・配置密度など重複する箇所は省略するが、一部重複する場合もある。
以上説明した第3の実施の形態に係る空気入りタイヤ1によれば、突起径方向中心線CLよりもタイヤ回転方向前側に前方凸部37が設けられていることによって、突起17のタイヤ回転方向に対する前側(前方面17C)で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、突起17の周囲を通過する流体の流れを加速させる(すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める)ことができる。これにより、新たな故障が発生することなく、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。
上述した第3の実施の形態に係る突起17を構成する前方面17Cは、同一の大きさを有しているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第3の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
上述した第3の実施の形態に係る突起17では、後方面17Dが突起径方向中心線CLと略平行に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第3の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第3の実施の形態に係る突起17は、タイヤ径方向視(B−B断面図)で平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第3の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第3の実施の形態に係る突起17は、タイヤ回転方向視(C矢視図)で平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第3の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
・ ホイールサイズ : 8JJ×20
・ 内圧条件 : 0kPa(パンク状態)
・ 荷重条件 : 9.8kN
各空気入りタイヤの耐久性試験を行うために、下表7〜9に示すように、試験タイヤA、試験タイヤB、試験タイヤCを用意した。比較例1〜3に係る空気入りタイヤは、突起を有していない。実施例1〜23に係る空気入りタイヤは、突起を有しており、下表10〜12に示すように、突起の構成(形状、突起径方向長さ(L)、突起最大高さ(H)など)が異なるものである。
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラム試験機に装着し、一定の速度(90km/h)で転動させて比較例1〜3に係る空気入りタイヤが故障するまでの耐久距離を‘100’とし、その他の空気入りタイヤの耐久性を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。
次に、第4の実施の形態に係る突起17の構成について、図55及び図56を参照しながら説明する。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。つまり、空気入りタイヤ1の構成や突起17の配列・配置密度など重複する箇所は省略するが、一部重複する場合もある。
以上説明した第4の実施の形態に係る空気入りタイヤ1によれば、前方内側点(Q1)が前方外側点(Q2)よりもタイヤ回転方向に対する前側に位置している(前方面17C(突起前方線FL)が突起径方向中心線CLに対して傾斜している)ことによって、突起17のタイヤ回転方向に対する前側(前方面17C)で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、突起17の周囲を通過する流体の流れを加速させる(すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める)ことができる。これにより、新たな故障が発生することなく、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。
上述した第4の実施の形態に係る突起17を構成する内側面17A及び外側面17Bは、突起径方向中心線CLと略直角に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第4の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。
上述した第4の実施の形態に係る突起17では、後方面17Dが突起径方向中心線CLと略平行に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第4の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第4の実施の形態に係る突起17は、タイヤ径方向視(B−B断面図)で平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第4の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
上述した第4の実施の形態に係る突起17は、タイヤ回転方向視(C矢視図)において平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第4の実施の形態に係る突起17と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
・ ホイールサイズ : 8JJ×20
・ 内圧条件 : 0kPa(パンク状態)
・ 荷重条件 : 9.8kN
各空気入りタイヤの耐久性試験を行うために、下表10〜12に示すように、試験タイヤA、試験タイヤB、試験タイヤCを用意した。比較例1〜3に係る空気入りタイヤは、突起を有していない。実施例1〜23に係る空気入りタイヤは、突起を有しており、下表13〜15に示すように、突起の構成(形状、突起径方向長さ(L)、突起最大高さ(H)など)が異なるものである。
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラム試験機に装着し、一定の速度(90km/h)で転動させて比較例1〜3に係る空気入りタイヤが故障するまでの耐久距離を‘100’とし、その他の空気入りタイヤの耐久性を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。
次に、第5の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図72を参照しながら説明する。図72は、第5の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分(同一構成)には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
以上説明した第5の実施の形態に係る空気入りタイヤ100によれば、乗用車用ラジアルタイヤ(PCR)以外のタイヤであっても、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。
次に、第6の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図75を参照しながら説明する。図75(a)は、第6の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す一部拡大斜視図であり、図75(b)は、第6の実施の形態に係る空気入りタイヤの溝近傍断面図である。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
以上説明した第6の実施の形態に係る空気入りタイヤ1によれば、突起17がトレッド部13に形成される溝13Aの底面13a及び側面13bの少なくとも一方に設けられていることによって、セパレーション(剥離)や亀裂が発生しやすいベルト層11の端部に最も近いトレッド部13に形成される溝13A近傍でタイヤ温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。
次に、第7の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図81を参照しながら説明する。図81は、第7の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。なお、上述した第1の実施の形態に係る空気入りタイヤ1と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。
以上説明した第7の実施の形態に係る空気入りタイヤ1によれば、突起17がタイヤ内面に設けられていることによって、タイヤ内面、特に、パンク状態におけるタイヤ内面の温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
Claims (12)
- 鋭利なエッジ部が形成される乱流発生用突起をタイヤ表面に備え、
リム中心からトレッド径方向最外位置までのタイヤ半径を“R”、前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起最大高さを“H”、タイヤ回転方向に隣接する前記乱流発生用突起の間隔である突起周方向間隔を“p”、前記タイヤ回転方向と略直交する回転直交方向に隣接する前記乱流発生用突起の間隔である突起径方向間隔を“e”、前記回転直交方向における最大長さである突起径方向長さを“L”、前記タイヤ回転方向における最大長さである突起周方向長さを“w”としたときに、
0.015≦H/√R≦0.64
1.0≦p/H≦50.0
0.1≦H/e≦3.0
1.0≦L/H≦50.0
1.0≦(p−w)/w≦100.0
の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 乱流発生用突起の平均配置密度(ρ)は、0.0008〜13個/cm2であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記乱流発生用突起の平均配置密度(ρ)は、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって除々に減少することを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記乱流発生用突起は、前記タイヤ回転方向に逆行する前記乱流の発生方向及び前記乱流の直交方向にぞれぞれ所定の間隔を置いて配置され、かつ、前記乱流の発生方向に隣接するもの同士が互いにシフトした位置に配列された千鳥配列であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ回転方向に隣接する前記乱流発生用突起の互いの中心点を結ぶ突起周方向中心線(CL’)は、タイヤ回転方向前側からタイヤ回転方向後側でかつタイヤ径方向外側に向かって、前記タイヤ回転方向に対して10〜20度傾斜することを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
- 前記乱流発生用突起を上面から見た状態である突起上面視において、突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向前側に位置する前方面の少なくとも一部は、湾曲しており、
前記前方面と前記タイヤ表面とがなす角度である前方角度(θ1)、及び、突起径方向中心線(CL)よりも前記タイヤ回転方向後側に位置する後方面と前記タイヤ表面とがなす角度である後方角度(θ2)は、45度〜135度であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記乱流発生用突起を上面から見た状態である突起上面視において、前記突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向前側には、タイヤ回転方向前側に向かって突出する前方凸部が設けら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。
- 前記乱流発生用突起を上面から見た状態である突起上面視において、前記突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向前側に位置する前方面におけるタイヤ径方向の最も内側に位置する前方内側点(Q1)は、前記前方面におけるタイヤ径方向の最も外側に位置する前方外側点(Q2)よりもタイヤ回転方向前側に位置し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。
- 前記乱流発生用突起を上面から見た状態である突起上面視において、前記突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向後側には、タイヤ回転方向後側に向かって突出する後方凸部、及び、タイヤ回転方向前側に向かってへこむ後方凹部の少なくとも一方が設けら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。
- タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面と前記タイヤ表面とがなす角度である内側角度(θ3)、及び、前記タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面と前記タイヤ表面とがなす角度である外側角度(θ4)は、45度〜135度であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向前側に位置する前方面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である前方最大角度(θ5)、及び、前記突起径方向中心線(CL)よりもタイヤ回転方向後側に位置する後方面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記最大突出位置とのなす角度である後方最大角度(θ6)は、45度〜135度であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- タイヤ径方向の最も内側に位置する内側部分及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である内側最大角度(θ7)、及び、前記タイヤ径方向の最も外側に位置する外側部分及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記最大突出位置とのなす角度である外側最大角度(θ8)は、45度〜135度であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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