KR101108289B1

KR101108289B1 - 공기입 타이어

Info

Publication number: KR101108289B1
Application number: KR1020097019310A
Authority: KR
Inventors: 마사시 야마구찌
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2012-01-25
Also published as: EP2141031B1; CN101631686A; WO2008114668A1; JP5636482B2; KR20090113332A; ES2571030T3; JP5374362B2; EP2141031A1; JPWO2008114668A1; US20100038001A1; JP2013249065A; US20130333818A1; CN101631686B; EP2141031A4; US9174499B2

Abstract

본 발명은 타이어 사이드부(3)의 타이어 표면인 외주면(3a)에, 내주측으로부터 외주측을 향해 연장되는 난류 발생용 돌기(10)를 타이어 둘레 방향으로 간격을 두어 설치한 공기입 타이어(1)이며, 난류 발생용 돌기(10)가 연장 방향에 대한 직교 방향으로 절단한 단면 형상(돌기 폭 단면 형상)에서 보았을 때 에지부(10g)를 갖고, 공기류가 충돌하는 난류 발생용 돌기(10)의 전방 벽면(10a)과 타이어 표면[외주면(3a)]이 이루는 전방 벽 각도(θ1)가 70°내지 110°의 범위로 설정되는 것을 특징으로 한다.

공기입 타이어, 트레드부, 림, 비드부, 카커스층, 사이드월 보강층

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 특히 열화가 발생하기 쉬운 타이어 사이드부의 온도 저감을 도모할 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 공기입 타이어에 있어서의 타이어 온도의 상승은 재료 물성의 변화 등의 경시적 변화를 촉진하거나, 고속 주행시에는 트레드부의 파손 등의 원인이 되어, 내구성의 관점에서 바람직하지 않다고 되어 있다. 특히, 중하중에서 사용되는 오프 더 로드 레이디얼 타이어(ORR)나 트럭ㆍ버스 레이디얼 타이어(TBR), 펑크 주행시(내압 0㎪ 주행시)의 런플랫 타이어에 있어서는, 내구성을 향상시키기 위해 타이어 온도를 저감시키는 것이 큰 과제로 되어 있다.

예를 들어, 트레드 폭 방향의 단면 형상이 초승달 형상인 사이드월 보강층을 갖는 런플랫 타이어에서는, 펑크 주행시에 타이어 직경 방향의 변형이 사이드월 보강층에 집중하여, 상기 사이드월 보강층이 매우 고온에 도달하게 되어, 내구성에 큰 영향을 미치고 있다.

이와 같은 공기입 타이어에 있어서의 타이어 온도, 특히 타이어 사이드부의 온도를 저감시키는 수단으로서, 공기입 타이어의 각 구성 부재(특히, 사이드월부에 위치하는 카커스층이나 비드부 등)의 왜곡을 저감하는 보강 부재를 설치하는 기술 이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제2006-76431호 공보).

또한, 공기입 타이어에 있어서의 타이어 온도를 저감시키는 다른 수단으로서, 림과 접하는 비드부의 트레드 폭 방향 외측에, 다수의 리지가 배치되는 림 가드를 구비한 공기입 타이어도 알려져 있다.

그러나, 상술한 보강 부재가 설치되는 종래의 공기입 타이어의 경우, 보강 부재가 설치됨으로써, 타이어 중량의 증가에 의해 보강 부재에서 세퍼레이션(박리) 등 의도하지 않은 새로운 고장이 발생하게 된다. 이에 의해, 조종 안정성이나 승차감 등의 통상 주행 성능을 악화시켜 버린다는 문제가 있었다. 특히, 런플랫 타이어에서는, 통상 내압 주행시의 종탄성(타이어 종방향의 탄력성)이 높아져, 통상 주행 성능을 악화시키는 것이 우려되어, 이 통상 주행 성능을 손상시키지 않는 방법이 요구되고 있었다.

한편, 림 가드가 설치되는 공기입 타이어의 경우, 타이어의 표면적을 늘려 방열을 촉진시키지만, 공기입 타이어의 외주측은 열전도성이 낮은 고무재가 배치되어 있으므로, 단순히 타이어 표면적을 증가시킨 것만으로는 효율적으로 타이어 사이드부를 방열시킬 수 없었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 효율이 좋은 방열에 의해 타이어 온도, 특히 타이어 사이드부 내의 온도 저감을 도모하여, 내구성을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 우선, 본 발명의 제1 특징에 관한 발명은 타이어 표면에 내주측으로부터 외주측을 향해 연장되는 난류 발생용 돌기를 타이어 둘레 방향으로 간격을 두어 설치한 공기입 타이어이며, 난류 발생용 돌기가, 연장 방향에 대한 직교 방향으로 절단한 단면 형상에서 보았을 때 에지부를 갖고, 공기류가 충돌하는 난류 발생용 돌기의 전방 벽면과 타이어 표면이 이루는 전방 벽 각도가 70°내지 110°의 범위로 설정되는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 공기입 타이어가 회전하면, 타이어 표면에는 상대적으로 대략 타이어 둘레 방향을 따라 흐르는 공기류가 발생한다. 이 공기류는 난류 발생용 돌기에 의해 난류가 되어 타이어 표면을 흐르고, 상기 타이어 표면과 적극적인 열교환을 행한다.

타이어 표면을 흐르는 난류의 흐름을 상세하게 설명하면, 공기류는 난류 발생용 돌기의 위치에서는 상승하고, 난류 발생용 돌기가 존재하지 않는 위치에서는 하강하는 상하 난류가 된다. 특히, 난류 발생용 돌기가 에지부를 갖고 있음으로써, 공기입 타이어의 회전에 수반하여 공기류가 난류 발생용 돌기를 타고 넘을 때, 타이어 표면으로부터 박리되기 쉽다. 이로 인해, 타이어 표면으로부터 일단 박리된 공기류는 난류 발생용 돌기의 타이어 회전 방향 후방측(하류측)에서 발생하는 부압에 의해 급격하게 타이어 표면으로 하강하여 충돌하는 난류가 되고, 타이어 표면과의 열교환을 촉진시킬 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기의 전방 벽 각도(θ1)가 70°내지 110°의 범위로 설정됨으로써, 상하 난류는 에지부에서 박리되는 공기의 각도를 어느 정도 크게 할 수 있고, 난류 발생용 돌기의 하류측에서 심한 하강류로 되어 타이어 표면에 충돌하므로, 타이어 표면과 적극적인 열교환이 행해진다. 이에 의해, 타이어 표면에 형성된 난류 발생용 돌기에 의해 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 좌우 대칭형인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 돌기 폭 단면 형상이 좌우 대칭형인 것에 의해, 돌기 폭 단면에 있어서의 난류 발생용 돌기의 중심 위치로부터 난류 발생용 돌기의 표면까지의 거리가 좌우 균등해지므로, 난류 발생용 돌기 내의 축열량을 최대한 작게 할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 타이어 회전 방향에 대해 전방 벽면의 후방에 위치하는 후방 벽면과 타이어 표면이 이루는 후방 벽 각도가 90°이상인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 상하 난류의 발생에 영향이 없는 후방 벽면의 후방 벽 각도(θ2)가 90°이상으로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기의 고무 두께를 높이 방향을 향해 서서히 삭감할 수 있으므로, 하변 폭의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 좌우 비대칭형인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 좌우 비대칭형인 것에 의해, 난류가 발생하기 위해 가장 적합한 전방 벽 각도(θ1)를 설정할 수 있고, 또한 후방 벽면측에서 난류 발생용 돌기 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상에 있어서의 하변 폭이 0.5㎜ 내지 5㎜의 범위로 설정되는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 하변 폭이 0.5㎜ 내지 5㎜의 범위로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기 내의 축열량이 지나치게 많아지는 것을 최대한 방지하면서, 방열 특성의 향상을 도모할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 높이를 h, 타이어 반경을 R로 하면, 0.03≤h/R^1/2≤0.64의 관계를 만족하는 것을 요지로 한다. 특히, 0.05≤h/R^1/2≤0.64의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

이러한 특징에 따르면, h/R^1/2의 값이 0.03≤h/R^1/2≤0.64(특히, 0.05≤h/R^1/2≤0.64)의 범위로 설정됨으로써, 타이어 사이즈에 따라서 난류 발생용 돌기의 높이를 가변시킬 수 있으므로, 타이어 사이즈에 관계없이 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 사다리꼴인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 돌기 폭 단면 형상이 사다리꼴인 것에 의해, 난류 발생용 돌기에 90°이상의 코너부가 없어지므로, 코너부의 열화에 의한 균열 발생을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 하변 폭의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 삼각형인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 돌기 폭 단면 형상이 삼각형인 것에 의해, 하변 폭의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상에 있어서의 전방 벽면이 플랫면이며, 난류 발생용 돌기의 단면 형상에 있어서, 타이어 회전 방향에 대해 전방 벽면의 후방에 위치하는 후방 벽면이 원호면인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 돌기 폭 단면 형상에 있어서의 후방 벽면이 원호면인 것에 의해, 난류 발생용 돌기의 하류측은 부압 영역이 되어 와류가 발생하지만, 이 와류를 원호면에 의해 원활하게 주류로 복귀시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 단면 형상이 단차를 갖는 단차식 형상인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 돌기 폭 단면 형상이 단차식인 것에 의해, 하변 폭의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기에는, 연장 방향에 대한 직교 방향으로 관통한 관통 구멍이 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기에 관통 구멍이 형성되어 있음으로써, 관통 구멍에 공기류가 유입하여, 난류 발생용 돌기의 내부를 방열시킬 수 있다. 따라서, 난류 발생용 돌기 내의 축열을 더욱 저감시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 높이를 h, 타이어 회전 방향에 인접하는 상기 난류 발생용 돌기의 피치를 p, 단면 형상에 있어서의 난류 발생용 돌기의 하변 폭을 w로 하였을 때에, 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, p/h값이 1.0≤p/h≤50.0의 범위로 설정되고, 또한 (p-w)/w값이 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 범위로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기가 존재하지 않는 위치에서 타이어 표면과 적극적인 열교환이 행해지는 동시에, 난류 발생용 돌기 내의 축열량을 최대한 작게 할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 타이어 직경 방향에 대해 경사지는 각도인 경사각(θ)이 -70°≤θ≤70°의 범위로 설정되는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기의 경사각(θ)이 -70°≤θ≤70의 범위로 설정됨으로써, 공기입 타이어의 회전에 의해 상대적으로 발생하는 공기류가 난류 발생용 돌기의 전방 벽면에 확실하게 충돌하므로, 상기한 난류에 의한 방열 효과를 기대할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기가 타이어 사이드부에 형성되는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기가 타이어 사이드부에 형성됨으로써, 타이어 사이드부와 적극적인 열교환을 행할 수 있고, 타이어 사이드부에 있어서의 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 타이어 사이드부에는 타이어 사이드부를 보강하는 사이드월 보강층이 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 타이어 사이드부에 사이드월 보강층이 형성되어 있음으로써, 휨 등에 의해 온도의 상승이 심해지는 부분(예를 들어, 펑크 상태에 있어서의 사이드월 보강층의 외측)에서 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 중하중용 타이어인 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 공기입 타이어가 중하중용 타이어인 것에 의해, 중하중용 타이어가 장착되는 차량의 속도가 느린 경우(예를 들어, 10 내지 50㎞/h)에도, 타이어 표면과 적극적인 열교환을 행할 수 있어, 타이어 온도의 저감을 도모할 수 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기가 트레드부에 형성되는 홈에 형성되는 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 난류 발생용 돌기가 트레드부에 형성되는 홈에 형성됨으로써, 트레드부에 형성되는 홈과 적극적인 열교환을 행할 수 있어, 트레드부에 있어서의 타이어 온도의 저감을 도모할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 일부를 도시하는 분해 사시도이다.

도 2는 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 트레드 폭 방향 단면도이다.

도 3은 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 부분 측면도이다.

도 4는 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기의 일부를 도시하는 사시도이다.

도 5는 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기의 단면을 도시하는 측면도이다(첫 번째).

도 6은 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기의 단면을 도시하는 측면도이다(두 번째).

도 7은 변형예1에 관한 난류 발생용 돌기(10A)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 8은 변형예2에 관한 난류 발생용 돌기(10B)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 9는 변형예3에 관한 난류 발생용 돌기(10C)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 10은 변형예4에 관한 난류 발생용 돌기(10D)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 11은 변형예5에 관한 난류 발생용 돌기(10E)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 12는 변형예6에 관한 난류 발생용 돌기(10F)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 13은 변형예7에 관한 난류 발생용 돌기(10G)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 14는 변형예8에 관한 난류 발생용 돌기(10H)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 15는 변형예9에 관한 난류 발생용 돌기(10I)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 16은 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 일부 분해 사시도이다(첫 번째).

도 17은 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 일부 분해 사시도이다(두 번째).

도 18은 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 일부 분해 사시도이다(세 번째).

도 19는 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시ㆍ단면도이다(첫 번째).

도 20은 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시ㆍ단면도이다(두 번째).

도 21은 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시ㆍ단면도이다(세 번째).

도 22는 그 밖의 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 트레드 폭 방향 단면도이다.

도 23은 실시예에 있어서의 난류 발생용 돌기의 전방 벽 각도와 내구성의 관계를 도시하는 도면이다.

도 24는 실시예에 있어서의 난류 발생용 돌기의 높이ㆍ반경과 내구성의 관계를 도시하는 도면이다.

도 25는 실시예에 있어서의 난류 발생용 돌기의 후방 벽 각도와 내구성의 관계를 도시하는 도면이다.

도 26은 실시예에 있어서의 난류 발생용 돌기의 h/R^1/2에 대한 열전달 향상 지수를 나타내는 그래프이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

[제1 실시 형태]

다음에, 본 발명에 관한 공기입 타이어의 일례에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사 부분에는 동일 또는 유사 부호를 부여하고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등 은 현실의 것과는 다른 것을 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있다.

(공기입 타이어의 구성)

우선, 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 일부를 도시하는 분해 사시도이며, 도 2는 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 트레드 폭 방향 단면도이며, 도 3은 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 부분 측면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 공기입 타이어(1)는 승용차용 레이디얼 타이어(PCR)인 것으로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)는 노면과 접촉하는 트레드부(2)와, 타이어 양측의 타이어 사이드부(3)와, 각각의 타이어 사이드부(3)의 개구 가장자리를 따라 설치된 비드부(4)를 구비하고 있다.

또한, 타이어 사이드부(3)는 노면과 접하는 트레드부(2)의 트레드 폭 방향 단부로부터, 림(도시하지 않음)과 접하는 비드부(4)의 타이어 직경 방향 외측의 위치까지를 나타낸다.

비드부(4)는 타이어 사이드부(3)의 개구부의 가장자리부를 따라 주회하는 비드 코어(6A) 및 비드 필러(6B)를 구비하고 있다. 이 비드 코어(6A)에는 스틸 코드 등이 사용된다.

트레드부(2), 한 쌍의 타이어 사이드부(3) 및 한 쌍의 비드부(4)의 내측에 는, 타이어의 골격이 되는 카커스층(7)이 형성되어 있다. 타이어 사이드부(3)에 위치하는 카커스층(7)의 내측(타이어 폭 방향 내측)에는, 타이어 사이드부(3)를 보강하는 사이드월 보강층(8)이 형성되어 있다. 이 사이드월 보강층(8)은 트레드 폭 방향의 단면 형상이 초승달 형상인 고무스톡에 의해 형성되어 있다.

트레드부(2)의 내주측에서, 또한 카커스층(7)의 외주측[즉, 트레드부(2)와 카커스층(7) 사이]에는, 복수층의 벨트층[스틸 벨트 보강층(9A, 9B), 둘레 방향 보강층(9C)]이 형성되어 있다. 또한, 내주측이라 함은, 타이어 직경 방향 내측을 의미하고, 외주측이라 함은, 타이어 직경 방향 외측을 의미한다.

각 타이어 사이드부(3)의 타이어 표면인 외주면(3a)에는, 내주측으로부터 외주측을 향해 연장되는 난류 발생용 돌기(10)가 타이어 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 이 난류 발생용 돌기(10)의 타이어 직경 방향(r)에 대해 경사지는 각도인 경사각(θ)은, 도 3에 도시한 바와 같이, -70°≤θ≤70°의 범위로 설정되어 있다. 특히, 경사각(θ)은 -30°≤θ≤30°의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

공기입 타이어(1)는 회전체이므로, 타이어 사이드부(3)의 외주면(3a)을 통과하는 공기류는 상기 공기입 타이어(1)의 회전 및 원심력에 수반하여 내주측으로부터 외주측을 향하고 있다. 즉, 난류 발생용 돌기(10)의 하류측[인접하는 난류 발생용 돌기(10) 사이]에서, 외주면(3a)과의 열교환을 촉진시키므로, 난류 발생용 돌기(10)의 경사각(θ)을 상기 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

<난류 발생용 돌기의 구성>

다음에, 상술한 난류 발생용 돌기(10)의 구성에 대해, 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 4는 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기의 일부를 도시하는 사시도이며, 도 5는 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10)는 연장 방향에 대한 직교 방향(A)으로 절단한 단면 형상(이하, 돌기 폭 단면 형상)이 좌우 대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10)는 외주면(3a)으로부터 트레드 폭 방향 외측을 향해 돌출하고, 또한 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 연속해서 (막대 형상으로) 연장되어 있다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10)는 타이어 회전 방향 전방[즉, 공기입 타이어(1)의 회전에 의해 발생하는 공기류가 충돌하는 측]에 위치하는 전방 벽면(10a)과, 타이어 회전 방향에 대해 전방 벽면(10a)의 후방에 위치하는 후방 벽면(10b)과, 타이어 직경 방향 내측에 위치하는 내측면(10c)과, 타이어 직경 방향 외측에 위치하는 외측면(10d)과, 외주면(3a)으로부터 가장 돌출되는 상면(10e)으로 구성되어 있다.

이 난류 발생용 돌기(10)는 트레드 폭 방향 단면에서 보았을 때에 에지부(10f)를 갖고 있다(도 1 및 도 3 참조). 즉, 에지부(10f)는 난류 발생용 돌기(10)의 내측면(10c)과 상면(10e)에 의해 형성되어 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)는 연장 방향에 대한 직교 방향(A)으로 절단한 단면(이하, 돌기 폭 단면)에서 보았을 때에 에지부(10g)를 갖고 있다. 즉, 에지 부(10g)는, 난류 발생용 돌기(10)의 전방 벽면(10a)과 상면(10e)에 의해 형성되어 있다.

또한, 에지부(10f, 10f)는, 날카롭고 뾰족하게 되어 있는 것이 바람직하지만, 반드시 날카롭고 뾰족하게 되어 있을 필요는 없고, 제조상 둥근 형상을 띠고 있어도 되고, 미리 미소하게 둥글게 한 것도 포함하는 것은 물론이다.

난류 발생용 돌기(10)의 전방 벽면(10a)과 외주면(3a)(타이어 표면)이 이루는 전방 벽 각도(θ1)가 70°내지 110°의 범위로 설정되어 있다.

또한, 전방 벽 각도(θ1)가 70°미만이면, 전방 벽면(10a)에 충돌하여 상방으로 튀어오르게 되는 공기의 흐름이 적어져, 에지부(10g)에서 박리되는 공기의 각도(β)(도 6 참조)가 작아지게 되므로, 난류 발생용 돌기(10)의 하류측에서 완만한 하강류만 발생한다. 한편, 난류 발생용 돌기(10) 전방 벽 각도(θ1)가 110°를 초과하면, 에지부(10g)에서 박리되는 공기의 각도(β)가 작아지고, 전방 벽면(10a)에 충돌하여 상방으로 튀어오르게 되는 공기의 유속이 느려지게 되므로, 외주면(3a)과의 열교환을 촉진시킬 수 없다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상이 사각형이고, 전방 벽 각도(θ1)가 90°로 설정되어 있다. 즉, 난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상이 좌우 대칭이므로, 타이어 회전 방향에 대해 전방 벽면(10a)의 후방에 위치하는 후방 벽면(10b)과 외주면(3a)(타이어 표면)이 이루는 후방 벽 각도(θ2)는 전방 벽 각도(θ1)와 동일 각도(90°)로 설정되어 있다. 물론, 도 6에 도시한 바와 같이, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90 °보다도 작은 각도이어도 된다.

난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상에 있어서의 하변 폭(w)[난류 발생용 돌기(10)의 연장 방향에 직교하는 가장 외주면(3a)측의 폭]은 0.5㎜ 내지 5㎜의 범위로 설정되어 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10) 하변 폭(w)이 0.5㎜ 미만이면, 난류 발생용 돌기(10)가 공기류에 의해 진동하여, 강도적으로 약해져 버리는 경우가 있다. 한편, 난류 발생용 돌기(10)의 하변 폭(w)이 5㎜를 초과하면, 난류 발생용 돌기(10) 내의 축열량[난류 발생용 돌기(10)의 돌기 근원부에서의 축열량]이 지나치게 많아지게 되는 경우가 있다.

여기서, 각 난류 발생용 돌기(10)의 구성[상술한 하변 폭(w)이나 후술하는 높이(h), 타이어 반경(R), 피치(p) 등]은 모두 밀리미터(㎜)로 통일되어 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 높이[외주면(3a)으로부터 난류 발생용 돌기의 가장 돌출된 위치까지의 최대 높이]를 타이어 사이즈에 의해 설정하는 것을 고려하고, 난류 발생용 돌기(10)의 높이를 h, 타이어 반경을 R로 하면, 0.03≤h/R^1/2≤0.64의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 특히, h/R^1/2의 값은, 0.05≤h/R^1/2≤0.64의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, h/R^1/2의 값이 0.03보다 작으면, 속도가 느린 공기류의 층에 난류 발생용 돌기(10)가 매립되어 버려, 그 상방에 흐르는 빠른 속도의 공기류를 충분히 끌 어들일 수 없어, 활발한 열교환을 기대할 수 없다. 한편, h/R^1/2의 값이 0.64를 초과하면, 난류 발생용 돌기(10)의 높이가 지나치게 높아, 난류 발생용 돌기(10) 내의 축열량이 지나치게 많아지게 되는 경우가 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 높이를 h, 타이어 회전 방향에 인접하는 난류 발생용 돌기(10)의 피치[난류 발생용 돌기(10)의 연장 방향에 직교하는 폭을 2등분한 서로의 점간의 거리]를 p, 난류 발생용 돌기(10)의 하변 폭을 w로 하였을 때, 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 특히, p/h의 값은, 10.0≤p/h≤20.0의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, (p-w)/w의 값은, 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, p/h값이 1.0보다도 작으면, 인접하는 난류 발생용 돌기(10) 사이의 외주면(3a)에 공기류가 충돌하지 않아, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, p/h의 값이 50.0보다도 크면, 인접하는 난류 발생용 돌기(10) 사이에서 공기류의 속도가 저감되어, 난류 발생용 돌기(11)의 형상 가공이 없는 경우와 동등하게 되는 경우가 있다.

또한, (p-w)/w의 값이 1.0보다도 작으면, 방열시키는 면적에 대한 난류 발생용 돌기(10)의 표면적이 동등하거나 혹은 커져, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, (p-w)/w의 값이 100.0보다도 크면, 인접하는 난류 발생용 돌기(10) 사이에서 공기류의 속도가 저감되어, 난류 발생용 돌기(11)의 형상 가공이 없는 경우와 동등하게 되는 경우가 있다.

(제1 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

상기 구성에 있어서, 공기입 타이어(1)가 회전하면, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 타이어 사이드부(3)의 외주면(3a)에는 상대적으로 대략 타이어 둘레 방향을 따라 흐르는 공기류(a)가 발생한다. 이 공기류(a)는 난류 발생용 돌기(10)에 의해 난류로 되어 외주면(3a)을 흘러, 상기 외주면(3a)과 적극적인 열교환을 행한다.

외주면(3a)을 흐르는 난류의 흐름을 상세하게 설명하면, 공기류(a)는 난류 발생용 돌기(10)의 위치에서는 상승하고, 난류 발생용 돌기(10)가 존재하지 않는 위치에서는 하강하는 상하 난류(a1)가 된다.

특히, 난류 발생용 돌기(10)가 에지부(10f)를 갖고 있음으로써, 공기입 타이어(1)의 회전에 수반하여 내주측으로부터 외주측으로 원심력에 의해 흐르는 공기류를 박리시키는 작용이 있다. 이 박리된 공기류가 하강류가 되어 타이어 사이드부(3)에 충돌하여 열교환을 촉진시킬 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)가 에지부(10g)를 갖고 있음으로써, 공기입 타이어(1)의 회전에 수반하여 공기류가 난류 발생용 돌기(10)를 타고 넘을 때에, 타이어 사이드부(3)로부터 박리되기 쉽다. 이로 인해, 타이어 사이드부(3)로부터 일단 박리된 공기류는 난류 발생용 돌기(10)의 타이어 회전 방향 후방측(하류측)에서 발생하는 부압에 의해 급격하게 타이어 사이드부(3)로 하강하여 충돌하는 난류가 되어, 타이어 사이드부(3)와의 열교환을 촉진시킬 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 전방 벽 각도(θ1)가 70°내지 110°의 범위 로 설정됨으로써, 상하 난류(a1)는 에지부(10g)에서 박리되는 공기의 각도(β)를 어느 정도 크게 할 수 있고, 난류 발생용 돌기(10)의 하류측에서 심한 하강류가 되어 외주면(3a)에 충돌하므로, 타이어 표면과 적극적인 열교환이 행해진다. 이에 의해, 외주면(3a)에 형성된 난류 발생용 돌기(10)에 의해 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상이 좌우 대칭형인 것에 의해, 돌기 폭 단면에 있어서의 난류 발생용 돌기(10)의 중심 위치로부터 난류 발생용 돌기(10)의 표면까지의 거리가 좌우 균등해지므로, 난류 발생용 돌기(10) 내의 축열량을 최대한 작게 할 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 하변 폭(w)이 0.5㎜ 내지 5㎜의 범위로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기(10) 내의 축열량이 지나치게 많아지는 것을 최대한 방지하면서, 방열 특성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, h/R^1/2의 값이 0.03≤h/R^1/2≤0.64(특히, 0.05≤h/R^1/2≤0.64)의 범위로 설정됨으로써, 타이어 사이즈에 따라서 난류 발생용 돌기(10)의 높이(h)를 가변시킬 수 있으므로, 타이어 사이즈에 관계없이, 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, p/h값이, 1.0≤p/h≤50.0(특히, 10.0≤p/h≤20.0)의 범위로 설정되고, 또한 (p-w)/w값이 1.0≤(p-w)/w≤100.0[특히, 4.0≤(p-w)/w≤39.0]의 범위로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기(10)가 존재하지 않는 위치에서 외주면(3a)과 적극적인 열교환이 행해지는 동시에, 난류 발생용 돌기(10) 내의 축열량을 최대한 작게 할 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)의 경사각(θ)이 -70°≤θ≤70°(특히, -30°≤θ≤30°)의 범위로 설정됨으로써, 공기입 타이어(1)의 회전에 의해 상대적으로 발생하는 공기류(a)가 난류 발생용 돌기(10)의 전방 벽면(10a)에 확실하게 충돌하므로, 상기한 난류에 의한 방열 효과를 기대할 수 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)가 타이어 사이드부(3)에 형성됨으로써, 타이어 사이드부(3)와 적극적인 열교환을 행할 수 있어, 타이어 사이드부(3)에 있어서의 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있다.

또한, 사이드월 보강층(8)이 형성되고, 난류 발생용 돌기(10)가 타이어 사이드부(3)에 형성되어 있음으로써, 휨 등에 의해 온도의 상승이 심해지는 부분(예를 들어, 펑크 상태에 있어서의 사이드월 보강층의 외측)에서 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.

[난류 발생용 돌기의 변형예 A]

다음에, 상술한 제1 실시 형태에 관한 난류 발생용 돌기(10)에서는, 난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상이 사각형인 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다.

(변형예1)

우선, 변형예1에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은 변형예1에 관한 난류 발생용 돌기(10A)의 단면을 도시하는 측면도이 다.

도 7에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10A)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10A)의 돌기 폭 단면 형상은 사다리꼴이다. 또한, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90°를 초과한 각도로 설정되어 있다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10A)의 돌기 폭 단면 형상이 사다리꼴인 것에 의해, 난류 발생용 돌기(10A)에 90°이상의 코너부가 없어지므로, 코너부의 열화에 의한 균열 발생을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10A)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10A) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10A)의 고무량을 삭감할 수 있다.

(변형예2)

다음에, 변형예2에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 8을 참조하면서 설명한다. 도 8은 변형예2에 관한 난류 발생용 돌기(10B)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10B)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10B)의 돌기 폭 단면 형상은 삼각형이다. 즉, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90°를 초과한 각도로 설정되어 있다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10B)는 전방 벽면(10a)과, 후방 벽면(10b)과, 내측면(10c)과, 외측면(10d)으로 구성되고, 상면(10e)을 갖고 있지 않다. 즉, 에지부(10g)는 난류 발생용 돌기(10B)의 전방 벽면(10a)과 후방 벽면(10b)에 의해 형성되어 있다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10B)의 돌기 폭 단면 형상이 삼각형인 것에 의해, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10B)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10B) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10B)의 고무량을 삭감시킬 수 있다.

(변형예3)

다음에, 변형예3에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 변형예3에 관한 난류 발생용 돌기(10C)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10C)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10C)의 돌기 폭 단면 형상은 단차를 갖는 단차식 형상(크랭크 형상)이다. 즉, 전방 벽면(10a) 및 후방 벽면(10b)은 단차를 갖는 단차면이 마련되어 있다. 또한, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90°로 설정되어 있다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10C)의 돌기 폭 단면 형상이 단차식인 것에 의해, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10C)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10C) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10C)의 고무량을 삭감할 수 있다.

(변형예4)

다음에, 변형예4에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10은 변형예4에 관한 난류 발생용 돌기(10D)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10D)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10D)의 돌기 폭 단면 형상은 사각형이다. 즉, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90°로 설정되어 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10D)에는, 연장 방향에 대한 직교 방향으로 관통하는 관통 구멍(20)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(20)은 반드시 연장 방향에 대해 직교 방향으로 난류 발생용 돌기(10D)를 관통할 필요는 없고, 예를 들어 연장 방향에 대해 경사시켜 난류 발생용 돌기(10D)를 관통해도 된다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10D)에 관통 구멍(20)이 형성되어 있음으로써, 관통 구멍(20)에 공기류가 유입하여, 난류 발생용 돌기(10D)의 내부를 방열시킬 수 있다. 따라서, 난류 발생용 돌기(10D) 내의 축열을 더욱 저감시킬 수 있다.

[난류 발생용 돌기의 변형예 B]

다음에, 상술한 제1 실시 형태 및 변형예 A에 관한 난류 발생용 돌기(11)에서는, 난류 발생용 돌기(10)의 돌기 폭 단면 형상이 좌우 대칭형인 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다.

(변형예5)

우선, 변형예5에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 11을 참조하면서 설명한다. 도 11은 변형예5에 관한 난류 발생용 돌기(10E)의 단면을 도시하는 측면도이 다.

도 11에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10E)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 비대칭형이다. 이 경우에도, 난류 발생용 돌기(10E)는 에지부(10f) 및 에지부(10g)를 갖고 있다(도 1 및 도 3 참조).

난류 발생용 돌기(10E)의 돌기 폭 단면 형상은 사다리꼴이다. 또한, 전방 벽 각도(θ1)는 90°로 설정되어 있다. 또한, 후방 벽 각도(θ2)는 90°를 초과한 각도로 설정되어 있다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10E)의 돌기 폭 단면 형상이 좌우 비대칭형인 것에 의해, 난류가 발생하기 위해 가장 적합한 전방 벽 각도(θ1)를 설정할 수 있고, 또한 후방 벽면(10b)측에서 난류 발생용 돌기(10A) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기의 고무량을 삭감할 수 있다.

또한, 상하 난류(a1)의 발생에 영향이 없는 후방 벽면(10b)의 후방 벽 각도(θ2)가 90°를 초과하는 각도로 설정됨으로써, 난류 발생용 돌기(10E)의 고무 두께를 높이 방향을 향해 서서히 삭감할 수 있으므로, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10E)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10E) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10E)의 고무량을 삭감할 수 있다.

(변형예6)

다음에, 변형예6에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 12를 참조하면서 설명한다. 도 12는 변형예6에 관한 난류 발생용 돌기(10F)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10F)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 비대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10F)의 돌기 폭 단면 형상은 삼각형이다. 또한, 전방 벽 각도(θ1)는 90°로 설정되어 있다. 또한, 후방 벽 각도(θ2)는 90°를 훨씬 초과한 각도로 설정되어 있다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10F)는 전방 벽면(10a)과, 후방 벽면(10b)과, 내측면(10c)과, 외측면(10d)으로 구성되고, 상면(10e)을 갖고 있지 않다. 즉, 에지부(10g)는 난류 발생용 돌기(10F)의 전방 벽면(10a)과 후방 벽면(10b)에 의해 형성되어 있다.

이와 같이, 돌기 폭 단면 형상이 삼각형이며, 또한 상하 난류(a1)의 발생에 영향이 없는 후방 벽면(10b)의 후방 벽 각도(θ2)가 90°를 초과하는 각도로 설정됨으로써, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10F)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10F) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10F)의 고무량을 삭감할 수 있다.

(변형예7)

다음에, 변형예7에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 13을 참조하면서 설명한다. 도 13은 변형예7에 관한 난류 발생용 돌기(10G)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 13에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10G)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 비대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10G)의 돌기 폭 단면 형상은 대략 삼각형이다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10G)의 돌기 폭 단면 형상에 있어서의 전방 벽면(10a)은 플랫면이다. 또한, 난류 발생용 돌기(10G)의 돌기 폭 단면 형상에 있어서의 후방 벽면(10b)은 원호면이다. 즉, 전방 벽 각도(θ1)는 90°로 설정되어 있다. 또한, 후방 벽 각도(θ2)는 90°로부터 만곡된 각도로 설정되어 있다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10G)는 전방 벽면(10a)과, 후방 벽면(10b)과, 내측면(10c)과, 외측면(10d)으로 구성되고, 상면(10e)을 갖고 있지 않다. 즉, 에지부(10g)는 난류 발생용 돌기(10G)의 전방 벽면(10a)과 후방 벽면(10b)에 의해 형성되어 있다.

이와 같이, 돌기 폭 단면 형상이 대략 삼각형이며, 또한 상하 난류(a1)의 발생에 영향이 없는 후방 벽면(10b)의 후방 벽 각도(θ2)가 90°를 초과하는 각도로 설정됨으로써, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10G)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10G) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10G)의 고무량을 삭감할 수 있다.

또한, 돌기 폭 단면 형상에 있어서의 후방 벽면(10b)이 원호면인 것에 의해, 난류 발생용 돌기(10G)의 하류측은 부압 영역이 되어 와류가 발생하지만, 이 와류를 원호면에 의해 원활하게 주류로 복귀시킬 수 있다.

(변형예8)

다음에, 변형예8에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 14를 참조하면서 설명한다. 도 14는 변형예8에 관한 난류 발생용 돌기(10H)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 14에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10H)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 비대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10H)의 돌기 폭 단면 형상은 단차를 갖는 단차식 형상(크랭크 형상)이다. 즉, 후방 벽면(10b)은 단차를 갖는 단차면이 마련되어 있다. 또한, 전방 벽 각도(θ1) 및 후방 벽 각도(θ2)는 모두 90°로 설정되어 있다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10H)의 돌기 폭 단면 형상이 단차식이며, 또한 상하 난류(a1)의 발생에 영향이 없는 후방 벽면(10b)의 후방 벽 각도(θ2)가 90°를 초과하는 각도로 설정됨으로써, 하변 폭(w)의 치수를 확보하여 난류 발생용 돌기(10H)의 강성을 유지하면서, 난류 발생용 돌기(10H) 내의 축열을 저감시킬 수 있는 동시에 난류 발생용 돌기(10H)의 고무량을 삭감할 수 있다.

(변형예9)

다음에, 변형예9에 관한 난류 발생용 돌기에 대해, 도 15를 참조하면서 설명한다. 도 15는 변형예9에 관한 난류 발생용 돌기(10I)의 단면을 도시하는 측면도이다.

도 15에 도시한 바와 같이, 난류 발생용 돌기(10I)의 돌기 폭 단면 형상은 좌우 비대칭형이다. 이 난류 발생용 돌기(10I)의 돌기 폭 단면 형상은 단차를 갖는 단차식 형상(크랭크 형상)이다. 또한, 후방 벽면(10b)에 단차를 갖는 단차식 형상이 마련되어 있다.

또한, 난류 발생용 돌기(10I)에는, 연장 방향에 대한 직교 방향으로 관통하는 관통 구멍(20)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(20)은 반드시 연장 방향에 대해 직교 방향으로 난류 발생용 돌기(10f)를 관통할 필요는 없고, 예를 들어 연장 방향에 대해 경사시켜 난류 발생용 돌기(10f)를 관통해도 된다.

이와 같이, 난류 발생용 돌기(10H)의 돌기 폭 단면 형상이 단차식이며, 또한 난류 발생용 돌기(10I)에 관통 구멍(20)이 형성되어 있음으로써, 상술한 변형예8의 작용ㆍ효과에 부가하여, 관통 구멍(20)에 공기류가 유입하여, 난류 발생용 돌기(10I)의 내부를 방열시킬 수 있다. 따라서, 난류 발생용 돌기(10I) 내의 축열을 더욱 저감시킬 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에, 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 16을 참조하면서 설명한다. 도 16은 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어를 도시하는 일부 분해 사시도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분(동일 구성)에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 16에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)는 트레드부(2)에 리브(2A)가 형성되는 트럭ㆍ버스용 레이디얼 타이어(TBR)이다. 이 공기입 타이어(1)는 제1 실시 형태에서 설명한 승용차용 레이디얼 타이어(PCR)보다도 벨트층(9)의 매수가 많고 타이어 반경이 크다.

공기입 타이어(1)에 형성되는 난류 발생용 돌기(10)는 비드부(4)의 표면을 방열시키고자 하는 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 내측[즉, 비드부(4)측]에 배치되어도 좋고, 벨트층(9)의 단부측을 방열시키고자 하는 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 외측[즉, 트레드부(2) 측]에 배치되어도 된다.

여기서, 공기입 타이어(1)는 제1 실시 형태에서 설명한 승용차용 레이디얼 타이어(PCR)나, 본 실시 형태에서 설명한 트럭ㆍ버스용 레이디얼 타이어(TBR)에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 17에 도시한 바와 같이, 트레드부(2)에 러그(2B)만이 형성되는 건설 차량용 레이디얼 타이어(그레이더나 셔블 로더 등)나, 도 18에 도시한 바와 같이, 트레드부(2)에 리브(2A) 및 러그(2B)가 형성되는 건설 차량용 레이디얼 타이어(덤프 트럭이나 크레인 등) 등의 중하중용 타이어라도 좋고, 반드시 레이디얼 타이어일 필요는 없고, 바이어스 타이어라도 물론 좋다.

(제2 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 중하중용 타이어가 장착되는 차량의 속도가 느린 경우(예를 들어, 10 내지 50㎞/h)에도, 외주면(3a)과 적극적인 열교환을 행할 수 있어, 타이어 온도의 저감을 도모할 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음에, 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 19를 참조하면서 설명한다. 도 19의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도이며, 도 19의 (b)는 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 홈 근방 단면도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 19의 (a) 및 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 트레드부(2)에 형성되는 홈(2')에는, 타이어 표면[홈(2') 내]으로부터 돌출되고, 난류를 발생시키는 복수의 난류 발생용 돌기(10)가 형성되어 있다. 또한, 홈(2')은 제2 실시 형태에서 설명한 리브(2A)나 러그(2B)를 포함하는 것으로 한다.

이 난류 발생용 돌기(10)는 홈(2')의 저면(2a)으로부터 측면(2b)에 연결하여 형성되어 있다. 또한, 난류 발생용 돌기(10)는 반드시 홈(2')의 저면(2a)으로부터 측면(2b)에 형성되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 도 20에 도시한 바와 같이, 홈(2')의 적어도 한쪽의 측면(2b)에만 형성되어 있어도 되고, 도 21에 도시한 바와 같이 홈(2')의 저면(2a)에만 형성되어 있어도 된다.

(제3 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 난류 발생용 돌기(10)가 트레드부에 형성되는 홈(2')에 형성됨으로써, 트레드부(2)에 형성되는 홈(2')과 적극적인 열교환을 행할 수 있고, 트레드부(2)에 있어서의 타이어 온도의 저감을 도모할 수 있다.

[그 밖의 실시 형태]

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태를 통해 본 발명의 내용을 개시하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안 된다.

구체적으로는, 난류 발생용 돌기(10)는 타이어 사이드부(3)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 타이어 사이드부(3)의 일부 영역에만 형성되어도 된다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)는 타이어 사이드부(3)의 타이어 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 타이어 둘레 방향에 불균일한 간격으로 형성되어도 된다.

또한, 난류 발생용 돌기(10)는 타이어 사이드부(3)의 외주면(3a)에 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 22에 도시한 바와 같이, 타이어 사이드부(3)의 타이어 표면인 내주면[소위, 공기입 타이어(1)의 가장 내주면인 이너 라이너]에 형성되어도 된다. 이 경우, 난류 발생용 돌기(10)는 내주면으로부터 트레드 폭 방향 내측을 향해 돌출된다.

이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명백해지는 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 설명으로부터 타당한 특허청구의 범위에 관한 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.

다음에, 실시예에 대해 설명한다. 실시예 및 비교예에서는, 이하의 조건에서 내구 드럼 시험을 행하였다. 또한, 각 공기입 타이어에 관한 데이터는, 이하에 나타내는 조건에 있어서 측정되었다.

ㆍ타이어 사이즈 : 255/55R18

ㆍ휠 사이즈 : 8.5JJ×18

ㆍ내압 조건 : 0㎪

ㆍ하중 조건 : 6.57kN

ㆍ속도 조건 : 80㎞/h

*p/h, (p-w)/w, θ 등의 정의는, 상기한 바와 같다.

우선, 난류 발생용 돌기의 전방 벽 각도(θ1)를 바꾼 공기입 타이어의 내구성에 대해, 도 23을 참조하면서 설명한다. 도 23에 도시한 바와 같이, 비교예1에 관한 공기입 타이어는 난류 발생용 돌기가 형성되어 있지 않다. 비교예2, 비교예3 및 실시예1, 실시예2, 실시예3에 관한 공기입 타이어는 상술한 제1 실시 형태와 같은 구성의 난류 발생용 돌기부가 형성되어 있다. 이 비교예2, 비교예3 및 실시예1, 실시예2, 실시예3에 관한 공기입 타이어에서는, 전방 벽 각도(θ1)가 각각 다르다.

내구 드럼 시험의 결과(내구성 평가)는 고장이 발생할 때까지의 내구 거리를 지수화한 것이다. 도 23으로부터, 난류 발생용 돌기의 전방 벽 각도(θ1)가 70°내지 110°의 범위로 설정되면, 내구성이 높아지는 것을 알 수 있다.

다음에, 난류 발생용 돌기의 (p-w)/w의 값, h/R^1/2의 값을 바꾼 공기입 타이어의 내구성에 대해, 도 24를 참조하면서 설명한다. 도 24에 도시한 바와 같이, 비교예1에 관한 공기입 타이어는 난류 발생용 돌기가 형성되어 있지 않다. 비교예2, 비교예3 및 실시예1, 실시예2, 실시예3에 관한 공기입 타이어는 상술한 실시 형태와 같은 구성의 난류 발생용 돌기부가 형성되어 있다. 이 비교예2, 비교예3 및 실시예1, 실시예2, 실시예3에 관한 공기입 타이어에서는, p/h=12로 하고, (p-w)/w의 값, h/R^1/2의 값이 각각 다르다.

내구 드럼 시험의 결과(내구성 평가)는 상술한 내구 드럼 시험과 마찬가지로, 고장이 발생할 때까지의 내구 거리를 지수화한 것이다. 도 24로부터, 1.0 ≤(p-w)/w≤100.0의 범위로 설정되고, 또한 0.03≤h/R^1/2≤0.64의 범위로 설정되면, 내구성이 높아지는 것을 알 수 있다.

다음에, 난류 발생용 돌기의 후방 벽 각도(θ2)를 바꾼 공기입 타이어의 내구성에 대해, 도 25를 참조하면서 설명한다. 도 25에 도시한 바와 같이, 비교예 및 실시예1에 관한 공기입 타이어는 상술한 실시 형태와 같은 구성의 난류 발생용 돌기부가 형성되어 있다. 이 비교예 및 실시예1, 실시예2에 관한 공기입 타이어에서는, 난류 발생용 돌기의 전방 벽 각도(θ1)가 90°이고, 후방 벽 각도(θ2)가 각각 다르다.

내구 드럼 시험의 결과(내구성 평가)는 상술한 내구 드럼 시험과 마찬가지로, 고장이 발생할 때까지의 내구 거리를 지수화한 것이다. 도 25로부터, 난류 발생용 돌기의 후방 벽 각도(θ2)가 90°내지 110°의 범위로 설정되면, 후방 벽 각도(θ2)를 90°미만으로 하는 경우에 비해, 내구성이 높아지는 것을 알 수 있다.

마지막으로, p/h=12로 하였을 때의 h/R^1/2에 대한 열전달률 향상 지수에 대해, 도 26을 참조하면서 설명한다. 또한, 열전달률 향상 지수는 난류 발생용 돌기가 형성되어 있지 않은 공기입 타이어를 100으로 하고 있다.

도 26으로부터, 0.03≤h/R^1/2≤0.64의 범위로 설정되면, 내구성이 높아지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 26으로부터, 0.05≤h/R^1/2≤0.64인 것이 바람직한 것도 알 수 있다.

난류 발생용 돌기(10)에 의한 방열 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 난류 발생용 돌기(10)를 설치하는 장소에서의 속도 경계층(벽면에서의 속도가 느린 층) 두께와 동등 정도의 돌기 높이를 갖는 것이 중요하고, 이에 의해 충분한 유체의 혼합 작용을 발휘한다. 일정 속도를 가정하면 속도 경계층 두께는 타이어 직경의 평방근에 의해 규정되므로, 그것과 돌기 높이의 비가 방열 효과의 지표가 될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 공기입 타이어는 효율이 좋은 방열에 의해 타이어 온도, 특히 타이어 사이드부 내의 온도 저감을 도모하고, 내구성을 향상시킬 수 있으므로, 공기입 타이어의 제조 기술 등에 있어서 유용하다.

Claims

타이어 표면에, 내주측으로부터 외주측을 향해 연장되는 난류 발생용 돌기를 타이어 둘레 방향으로 간격을 두어 설치한 공기입 타이어이며,

상기 난류 발생용 돌기는 연장 방향에 대한 직교 방향으로 절단한 단면 형상에서 보았을 때 에지부를 갖고,

공기류가 충돌하는 상기 난류 발생용 돌기의 전방 벽면과 상기 타이어 표면이 이루는 전방 벽 각도는 70°내지 110°의 범위로 설정되고,

상기 난류 발생용 돌기의 높이를 h, 타이어 회전 방향에 인접하는 상기 난류 발생용 돌기의 피치를 p, 상기 단면 형상에 있어서의 상기 난류 발생용 돌기의 하변 폭을 w로 하였을 때에, 10.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상은 좌우 대칭형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 타이어 회전 방향에 대해 상기 전방 벽면의 후방에 위치하는 후방 벽면과 상기 타이어 표면이 이루는 후방 벽 각도는 90°이상인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제3항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상은 좌우 비대칭형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상에 있어서의 하변 폭은 0.5㎜ 내지 5㎜의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 높이를 h, 타이어 반경을 R로 하면, 0.03≤h/R^1/2≤0.64의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제6항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 높이를 h, 타이어 반경을 R로 하면, 0.05≤h/R^1/2≤0.64의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상은 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상은 삼각형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상에 있어서의 상기 전방 벽면은 플랫면이며,

상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상에 있어서, 타이어 회전 방향에 대해 상기 전방 벽면의 후방에 위치하는 후방 벽면은 원호면인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 상기 단면 형상은 단차를 갖는 단차식 형상인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기에는, 연장 방향에 대한 직교 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 타이어 직경 방향에 대해 경사지는 각도인 경사각(θ)은 -70°≤θ≤70°의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기는 타이어 사이드부에 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제14항에 있어서, 상기 타이어 사이드부에는 상기 타이어 사이드부를 보강하는 사이드월 보강층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 중하중용 타이어인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기는 트레드부에 형성되는 홈에 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
삭제