KR20090099577A

KR20090099577A - 공기입 타이어

Info

Publication number: KR20090099577A
Application number: KR1020097016505A
Authority: KR
Inventors: 마사시 야마구찌
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-09-22
Also published as: WO2008096879A1; JPWO2008096879A1; EP2127911B1; JP5222736B2; US20100180994A1; BRPI0807111A2; KR101046518B1; EP2644409B1; EP2644409A1; CN101605666B; EP2127911A1; EP2127911A4; CN101605666A; US9266398B2

Abstract

본 발명에 관한 공기입 타이어(1)는 예리한 에지부가 형성되는 난류 발생용 돌기를 타이어 표면에 구비하고, 타이어 반경을 "R", 돌기 최대 높이를 "H", 돌기 둘레 방향 간격을 "p", 돌기 직경 방향 간격을 "e", 돌기 직경 방향 길이를 "L", 돌기 둘레 방향 길이를 "A"라 할 때, 0.015≤H/√R≤0.64, 또한 1.0≤p/H≤50.0, 0.1≤H/e≤3.0, 1.0≤L/H≤50.0, 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 한다.

공기입 타이어, 비드 코어, 카커스층, 사이드월 보강층, 레이디얼 타이어

Description

공기입 타이어 {PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 특히 난류를 발생시키는 난류 발생용 돌기를 구비하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

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

예를 들어, 초승달 형상의 사이드월 보강층을 갖는 런플랫 타이어에서는, 펑크 주행 시에 타이어 직경 방향의 변형이 사이드월 보강층에 집중하여, 그 사이드월 보강층이 매우 고온에 도달하게 되어 내구성에 큰 영향을 미친다.

이와 같은 공기입 타이어에 있어서 타이어 온도를 저감시키는 기술로서, 공기입 타이어의 각 구성 부재(특히, 사이드월부에 위치하는 카커스층이나 비드부 등)의 왜곡을 저감ㆍ억제하는 보강 부재를 설치하는 기술이 개시되어 있다(일본 특허 공개 제2006-76431호 공보).

그러나, 상술한 종래의 공기입 타이어에서는, 보강 부재가 설치됨으로써 타이어 중량의 증가나 보강 부재에서의 세퍼레이션(박리) 등 의도하지 않은 새로운 고장이 발생하게 되는 경우가 있어, 조종 안정성이나 승차감 등의 통상 주행 성능을 악화시키게 된다고 하는 문제가 있었다. 특히, 런플랫 타이어에서는, 통상 내압 주행 시의 종탄성(타이어 종방향의 탄력성)이 높아져, 통상 주행 성능을 악화시키는 것이 우려되어, 이 통상 주행 성능을 손상시키지 않는 방법이 요구되고 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 상황에 비추어 이루어진 것이며, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 상황에 기초하여, 발명자들은 타이어 온도를 효율적으로 저감시키는 것에 대해 분석하였다. 이 결과, 공기입 타이어의 회전에 수반하여, 그 공기입 타이어의 주위에 발생하는 유체의 속도 구배(속도)를 높이는 것이, 타이어 온도의 방열률을 높이는 것으로 판명되었다.

그래서, 본 발명은 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 우선, 본 발명의 제1 특징에 관한 발명은, 예리한 에지부가 형성되는 난류 발생용 돌기를 타이어 표면에 구비하고, 림 중심으로부터 트레드 직경 방향 최외각 위치까지의 타이어 반경을 "R", 타이어 표면으로부터 난류 발생용 돌기가 가장 돌출되는 위치까지의 돌기 최대 높이를 "H", 타이어 회전 방향에 인접하는 난류 발생용 돌기의 간격인 돌기 둘레 방향 간격을 "p", 타이어 회전 방향과 대략 직교하는 회전 직교 방향에 인접하는 난류 발생용 돌기의 간격인 돌기 직경 방향 간격을 "e", 회전 직교 방향에 있어서의 최대 길이인 돌기 직경 방향 길이를 "L", 타이어 회전 방향에 있어서의 최대 길이인 돌기 둘레 방향 길이를 "A"라 할 때, 0.015≤H/√R≤0.64, 0.0005≤H/√R≤0.02, 1.0≤p/H≤50.0, 0.1≤H/e≤3.0, 1.0≤L/H≤50.0, 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 충족시키는 것을 요지로 한다.

또한, 타이어 표면은 타이어 외면(예를 들어, 트레드부나 사이드월부의 외표면) 및 타이어 내면(예를 들어, 이너 라이너의 내표면)을 포함하는 것으로 한다. 또한, 각 돌기의 구성은 모두 밀리미터(㎜)로 통일하고 있다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 평균 배치 밀도(ρ)가 0.0008 내지 13개/㎠인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기의 평균 배치 밀도(ρ)가 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 서서히 감소하는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기가 타이어 회전 방향에 역행하는 난류의 발생 방향 및 난류의 직교 방향으로 각각 소정의 간격을 두고 배치되고, 또한 난류의 발생 방향에 인접하는 것끼리 서로 시프트한 위치에 배열된 지그재그 배열인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 타이어 회전 방향에 인접하는 난류 발생용 돌기의 서로의 중심점을 연결하는 돌기 둘레 방향 중심선(CL')은 타이어 회전 방향 전방측으로부터 타이어 회전 방향 후방측이며 또한 타이어 직경 방향 외측을 향해, 타이어 회전 방향에 대해 10 내지 20도 경사지는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면의 적어도 일부가 만곡되어 있고, 전방면과 타이어 표면이 이루는 각도인 전방 각도(θ1), 및 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 위치하는 후방면과 타이어 표면이 이루는 각도인 후방 각도(θ2)가 45도 내지 135도인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에는, 타이어 회전 방향 전방측을 향해 돌출되는 전방 볼록부가 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 전방 내측점(Q1)이, 상기 전방면에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하고 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 타이어 회전 방향 후방측을 향해 돌출되는 후방 볼록부, 및 타이어 회전 방향 전방측을 향해 오목해지는 후방 오목부 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측면과 타이어 표면이 이루는 각도인 내측 각도(θ3), 및 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측면과 타이어 표면이 이루는 각도인 외측 각도(θ4)가 45도 내지 135도인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면 및 타이어 표면의 교차 위치와, 타이어 표면에 대해 가장 돌출된 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 전방 최대 각도(θ5), 및 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 위치하는 후방면 및 타이어 표면의 교차 위치와, 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 후방 최대 각도(θ6)가 45도 내지 135도인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징에 관한 발명은, 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측 부분 및 타이어 표면의 교차 위치와, 타이어 표면에 대해 가장 돌출된 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 내측 최대 각도(θ7), 및 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측 부분 및 타이어 표면의 교차 위치와, 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 외측 최대 각도(θ8)가 45도 내지 135도인 것을 요지로 한다.

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

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

도 3은 제1 실시 형태에 관한 돌기의 배열 상태를 나타내는 주요부 평면도(첫 번째)이다.

도 4는 제1 실시 형태에 관한 돌기의 배열 상태를 나타내는 주요부 평면도(두 번째)이다.

도 5는 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도(첫 번째)이다.

도 6은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도(두 번째)이다.

도 7은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 측면도ㆍ상면도(첫 번째)이다.

도 8은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 측면도이다.

도 9는 제1 실시 형태에 관한 돌기 근방을 도시하는 상면도이다.

도 10은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면 모식도이다.

도 11은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도(세 번째)이다.

도 12는 제1 실시 형태에 있어서의 실험에 의해 얻어진 돌기의 평균 배치 밀도ㆍ열전달률 향상도를 나타내는 특성선도이다.

도 13은 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(첫 번째)이다.

도 14는 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(두 번째)이다.

도 15는 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(세 번째)이다.

도 16은 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(네 번째)이다.

도 17은 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(다섯 번째)이다.

도 18은 제1 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(여섯 번째)이다.

도 19는 제2 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 20은 제2 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 21은 제2 실시 형태에 관한 돌기의 작용ㆍ효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 22는 제2 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 23은 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 24는 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 25는 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 26은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 27은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ측면ㆍ정면도이다.

도 28은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(첫 번째)이다.

도 29는 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(두 번째)이다.

도 30은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(세 번째)이다.

도 31은 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 32는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 33은 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(첫 번째)이다.

도 34는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(두 번째)이다.

도 35는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(두 번째)이다.

도 36은 제2 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 내구성을 나타내는 그래프(첫 번째)이다.

도 37은 제2 실시 형태에 관한 실시예에 있어서의 공기입 타이어의 내구성을 나타내는 그래프(두 번째)이다.

도 38은 제3 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 39는 제3 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 40은 제3 실시 형태에 관한 돌기의 작용ㆍ효과를 설명하기 위한 도면이 다.

도 41은 제3 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 42는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 43은 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 44는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 45는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 46은 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 47은 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(첫 번째)이다.

도 48은 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(두 번째)이다.

도 49는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ상면ㆍ측면도(세 번째)이다.

도 50은 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 51은 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 52는 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(첫 번째)이다.

도 53은 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도 (두 번째)이다.

도 54는 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ상면ㆍ정면도(세 번째)이다.

도 55는 제4 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 56은 제4 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 57은 제4 실시 형태에 관한 돌기의 작용ㆍ효과를 설명하기 위한 도면이다.

도 58은 제4 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 59는 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 60은 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도이다.

도 61은 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다.

도 62는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 63은 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ측면ㆍ정면도(첫 번째)이다.

도 64는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(첫 번째)이다.

도 65는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ측면도(두 번째)이다.

도 66은 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ상면ㆍ 측면도(두 번째)이다.

도 67은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다.

도 68은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면ㆍ단면ㆍ정면도(첫 번째)이다.

도 69는 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(첫 번째)이다.

도 70은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ정면도(두 번째)이다.

도 71은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시ㆍ상면ㆍ정면도(두 번째)이다.

도 72는 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 일부 분해 사시도(첫 번째)이다.

도 73은 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 일부 분해 사시도(두 번째)이다.

도 74는 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 일부 분해 사시도(세 번째)이다.

도 75는 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(첫 번째)이다.

도 76은 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(두 번째)이다.

도 77은 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(세 번째)이다.

도 78은 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(네 번째)이다.

도 79는 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(다섯 번째)이다.

도 80은 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도ㆍ홈 근방 단면도(여섯 번째)이다.

도 81은 제7 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드 폭 방향 단면도이다.

다음에, 본 발명에 관한 공기입 타이어의 일례에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사 부분에는 동일 또는 유사한 번호를 부여한다. 단, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실과는 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.

[제1 실시 형태]

(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 일부 분해 사시도이며, 도 2는 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드 폭 방향 단면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 공기입 타이어는 승용차용 레이디얼 타이어(PCR)인 것으로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)는 비드 코어(3a) 및 비드 필러(3b), 비드 토우(3c)를 적어도 포함하는 한 쌍의 비드부(3)를 갖고 있다. 또한, 공기입 타이어(1)는 비드 코어(3a)의 둘레에서 트레드 폭 방향 내측으로부터 트레드 폭 방향 외측을 향해 되접혀, 사이드월부(SW)를 경유하여 토로이드 형상으로 연장되는 카커스층(5)을 갖고 있다.

카커스층(5)의 트레드 폭 방향 내측에는, 트레드 폭 방향 단면에 있어서, 사이드월부(SW)를 보강하는 초승달 형상의 사이드월 보강층(7)이 형성되어 있다. 사이드월 보강층(7)의 트레드 폭 방향 내측에는, 튜브에 상당하는 기밀성이 높은 고무층인 이너 라이너(9)가 설치되어 있다.

카커스층(5)의 타이어 직경 방향 외측에는, 코드가 타이어 둘레 방향에 대해 경사져 배치되는 제1 벨트층(11a), 제2 벨트층(11b), 및 코드가 타이어 둘레 방향에 대해 대략 평행하게 배치되는 둘레 방향 벨트층(11c)으로 구성되는 벨트층(11)이 형성되어 있다.

벨트층(11)의 타이어 직경 방향 외측에는, 노면과 접하는 트레드부(13)가 설치되어 있다. 또한, 사이드월부(SW)에는, 타이어 표면(15)[사이드월부(SW) 표면]으로부터 돌출되고, 난류를 발생시키는 복수의 난류 발생용 돌기[이하, 돌기(17)]가 형성되어 있다.

(돌기의 구성)

다음에, 상술한 돌기(17)의 구성(배열ㆍ밀도를 포함함)에 대해, 도 3 내지 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 3 및 도 4는 제1 실시 형태에 관한 돌기의 배열 상태를 나타내는 주요부 평면도이며, 도 5 및 도 6은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 7의 (a) 및 도 8은 제1 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 측면도(도 5의 A 화살표도)이며, 도 7의 (b) 및 도 9는 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면도(도 5의 B-B 단면도)이다.

도 3 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 각 돌기(17)는 예리한 에지부(E)가 형성되고, 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 타이어 회전 방향에 역행하는 난류(주류(S1))의 발생 방향 및 난류의 직교 방향으로 각각 소정의 간격[후술하는 둘레 방향 간격(p)(피치)]을 두고 배치되고, 또한 난류의 발생 방향에 인접하는 것끼리 서로 시프트(도면에서는, e/2 간격 시프트)한 위치에 배열되어 있다. 즉, 돌기(17)는 지그재그 배열을 이루어 배치되어 있다.

특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어의 회전에 수반하여 주류(S1)에 원심력이 가해지는 것을 고려하면, 타이어 회전 방향에 인접하는 돌기(17)의 서로의 중심점을 연결하는 돌기 둘레 방향 중심선(CL')은 타이어 회전 방향 전방측으로부터 타이어 회전 방향 후방측이며 또한 타이어 직경 방향 외측을 향해 타이어 회전 방향에 대해 10 내지 20도 경사지는 것이 바람직하다.

이 돌기(17)는 비드부(3)의 표면만을 방열시키고 싶은 경우에는, 타이어 최 대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 내측[즉, 비드부(3)측]에만 배치되어도 되고, 매수가 많은 벨트층(11) 근방만을 방열시키고 싶은 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 외측[즉, 트레드부(13)측]에만 배치되어도 된다.

여기서, 돌기(17)에서는, 림 중심으로부터 트레드 직경 방향 최외각 위치까지의 타이어 반경(R)과, 타이어 표면(15)부터 그 타이어 표면(15)에 대해 가장 돌출되는 최대 돌출 위치[돌출면(17E)]까지의 높이인 돌기 최대 높이(H)의 관계가 설정되어 있다. 즉, 타이어 반경을 "R", 돌기 최대 높이를 "H"라 할 때, 0.015≤H/√R≤0.64의 관계를 충족시킨다. 특히, 0.03≤H/√R≤0.26의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

이때, 돌기 최대 높이(H)는 돌기(17)의 특성이나 내구성을 살리기 위해, 0.3㎜ 내지 15㎜로 설정되는(0.3≤H≤15) 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다(도 37 참조). 특히, 돌기 최대 높이(H)는 돌기(17)의 근원 부분(T1)[도 7의 (a) 참조]의 온도를 타이어 표면(15)으로 내보내기 쉽고, 또한 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기 쉽게 하기 위해, 0.5㎜ 내지 5㎜로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜보다도 작으면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다. 또한, 돌기 최대 높이(H)가 15㎜보다도 크면, 돌기(17)의 근원 부분(T1)의 온도 상승을 저감시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다.

즉, 0.015≤H/√R≤0.64의 관계식에, 돌기 최대 높이(H)의 최소값(0.3㎜)이나 최대값(15㎜)을 각각 대입함으로써, 공기입 타이어(1)의 타이어 반경(R)을 구하는 것이 가능하다. 즉, 공기입 타이어(1)의 타이어 반경(R)으로부터, 그 공기입 타이어(1)에 적합한 돌기 최대 높이(H)의 최소값ㆍ최대값을 구하는 것이 가능하다. 또한, 타이어 반경(R)에는, 승용차용 레이디얼 타이어(PCR) 이외에도, 트럭ㆍ버스용 레이디얼 타이어(TBR)나 건설 차량용 레이디얼 타이어(ORR) 등의 중하중용 타이어가 포함된다.

또한, 돌기(17)에서는, 상술한 돌기 최대 높이(H)와, 타이어 회전 방향에 인접하는 돌기(17)의 간격인 돌기 둘레 방향 간격(p)의 관계가 설정되어 있다. 즉, 돌기 최대 높이를 "H", 돌기 둘레 방향 간격을 "p"라 할 때, 1.0≤p/H≤50.0의 관계를 충족시킨다. 특히, 2.0≤p/H≤24.0의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

이 돌기 둘레 방향 간격(p)은 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌기(17)의 중앙에 있어서의 폭을 2등분한 서로의 점 사이의 거리를 나타낸다. 즉,「p/H」는, 돌기(17)의 타이어 회전 방향 폭의 중심을 지나고 또한 타이어 회전 방향에 대해 대략 수직인 선인 돌기 직경 방향 중심선(CL) 상에 있어서, 돌기(17)의 가장 타이어 직경 방향 내측부터 돌기(17)의 가장 타이어 직경 방향 외측까지 중간의 위치에서 측정되는 것으로 한다.

또한, 돌기 둘레 방향 간격(p)에 대한 돌기 최대 높이(H)의 비의 값(p/H)이 1.0보다도 작으면, 타이어 표면(15)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 난류(소위, 하강류)가 돌기(17) 사이의 타이어 표면(15)에 충돌하지 않아 타이어 온도를 효율 적으로 저감시킬 수 없다. 한편, 돌기 둘레 방향 간격(p)에 대한 돌기 최대 높이(H)의 비의 값(p/H)이 20.0보다도 크면, 최초의 돌기(17)를 타고 넘은 난류의 가속이 돌기(17) 사이에서 저감되어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없다.

즉, 1.0≤p/H≤50.0의 관계식에, 돌기 최대 높이(H)의 최소값(0.3㎜)이나 최대값(15㎜)을 각각 대입함으로써, 돌기 둘레 방향 간격(p)을 구할 수 있다. 즉, 1.0H≤p≤50.0H의 관계를 충족시킨다. 또한, 돌기 둘레 방향 간격(p)은 돌기 최대 높이(H)가 최대값인 경우[즉, 타이어 반경(R)이 큰 경우]에는, 15≤p≤750의 범위를 포함하는 것은 물론이다.

또한, 돌기(17)에서는, 상술한 돌기 최대 높이(H)와, 타이어 회전 방향과 대략 직교하는 회전 직교 방향에 인접하는 돌기(17)의 간격인 돌기 직경 방향 간격(e)의 관계가 설정되어 있다. 즉, 돌기 최대 높이를 "H", 돌기 직경 방향 간격을 "e"로 할 때에, 0.1≤H/e≤3.0의 관계를 충족시킨다. 이 돌기 직경 방향 간격(e)은, 한쪽 돌기(17)의 돌기 직경 방향 중심선(CL) 상에 있어서의 단부와, 다른 쪽 돌기(17)의 돌기 직경 방향 중심선(CL) 상에 있어서의 단부의 거리를 나타낸다.

또한, 돌기 최대 높이(H)에 대한 돌기 직경 방향 간격(e)의 비의 값(H/e)이 0.1보다도 작으면, 타이어 표면(15)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 난류(소위, 하강류)가 돌기(17) 사이의 타이어 표면(15)에 충돌하지 않아 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없다. 한편, 돌기 최대 높이(H)에 대한 돌기 직경 방향 간격(e)의 비의 값(H/e)이 3.0보다도 크면, 최초의 돌기(17)를 타고 넘은 난류의 가속이 돌기(17) 사이에서 저감되어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없다.

즉, 0.1≤H/e≤3.0의 관계식에, 돌기 최대 높이(H)의 최소값(0.3㎜)이나 최대값(15㎜)을 각각 대입함으로써, 돌기 직경 방향 간격(e)을 구할 수 있다. 즉, 0.1/H≤e≤3.0/H의 관계를 충족시킨다.

또한, 돌기(17)에서는, 상술한 돌기 최대 높이(H)와, 회전 직교 방향(타이어 직경 방향)에 있어서의 최대 길이인 돌기 직경 방향 길이(L)의 관계가 설정되어 있다. 즉, 돌기 최대 높이를 "H", 돌기 직경 방향 길이를 "L"이라 할 때, 1.0≤L/H≤50.0의 관계를 충족시킨다. 특히, 1.0≤L/H≤20.0의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 돌기 직경 방향 길이(L)에 대한 돌기 최대 높이(H)의 비의 값(L/H)이1.0보다도 작으면, 돌기(17)의 강도가 너무 약해져, 난류에 의해 돌기(17)가 진동하게 되어, 돌기(17) 자체의 내구성이 저하된다. 한편, 돌기 직경 방향 길이(L)에 대한 돌기 최대 높이(H)의 비의 값(L/H)이 50.0보다도 크면, 돌기(17)가 회전 직교 방향으로 길어지게 되어, 돌기(17)의 근원 부분(T1)[도 7의 (a) 참조]의 온도 상승을 저감시키기에는 불충분하여 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없다.

즉, 1.0≤L/H≤50.0의 관계식에, 돌기 최대 높이(H)의 최소값(0.3㎜)이나 최대값(15㎜)을 각각 대입함으로써, 돌기 직경 방향 길이(L)를 구할 수 있다. 즉, 0.1H≤L≤50.0H의 관계를 충족시킨다. 물론, 돌기 직경 방향 길이(L)는, 돌기 최대 높이(H)가 최대값인 경우[즉, 타이어 반경(R)이 큰 경우]에는, 15≤L≤750의 범위를 포함한다.

또한, 돌기(17)에서는, 상술한 돌기 둘레 방향 간격(p)과, 타이어 회전 방향 에 있어서의 최대 길이인 돌기 둘레 방향 길이(w)의 관계가 설정되어 있다. 즉, 돌기 둘레 방향 간격을 "p", 돌기 둘레 방향 길이를 "w"라 할 때, 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 충족시킨다. 특히, 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 「p/H」라 함은, 돌기 직경 방향 중심선(CL) 상에 있어서의 돌기(17)의 가장 타이어 직경 방향 내측으로부터 돌기(17)의 가장 타이어 직경 방향 외측까지 중간 위치에서 측정되는 것으로 한다.

또한, 돌기 둘레 방향 간격(p)과 돌기 둘레 방향 길이(w)의 관계가 1.0보다도 작으면, 방열시키는 면적에 대한 돌기(17)의 표면적이 동등에 근접하여, 돌기(17) 내의 온도(축열 온도)를 저감시킬 수 없다. 한편, 돌기 둘레 방향 간격(p)과 돌기 둘레 방향 길이(w)의 관계가 100.0보다도 크면, 최초의 돌기(17)를 타고 넘은 난류의 가속이 돌기(17) 사이에서 저감되어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없다.

다음에, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)에 대해, 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10은 제1 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면 모식도이다. 또한, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)라 함은, 트레드 폭 방향 단면에 있어서의 비드 토우(3c)부터 트레드 최외각 위치(13a)까지의 타이어 높이(TH)에 대해 10％의 위치부터 90％의 위치까지에 상당하는 영역과, 트레드부(13)에 형성되는 홈(13A) 내의 영역을 합친 면적에 대해 배치되는 돌기(17)의 평균 밀도(즉, 노면과 접하는 트레드 최외각 위치 이외의 평균 밀도)를 나타낸다.

도 10에 도시한 바와 같이, 1개의 돌기(17)에 의해 발생하는 난류에서 방열 (냉각)시키고 싶은 방열 효과 영역(S)은, 돌기 직경 방향 길이(L)와 돌기 직경 방향 간격(e)을 더함으로써 구해진 값에 돌기 둘레 방향 간격(p)을 승산한 값으로 된다. 즉, S=(L+e)p의 관계를 충족시킨다.

그리고, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)는 1개의 돌기(17)에 대해 방열 효과 영역(S)의 비의 값이다. 즉, ρ=1/S의 관계가 있다. 이 관계식에, 상술한 방열 효과 영역(S)의 관계식을 더하면, ρ=1/(L+e)p로 된다.

여기서, 상술한 바와 같이, 1.0≤p/H≤50.0의 관계식으로부터 돌기 둘레 방향 간격(p)이 구해진다. 마찬가지로, 0.1≤H/e≤3.0의 관계식으로부터 돌기 직경 방향 간격(e)의 값이 구해진다. 이로 인해, 발명자들은 돌기 둘레 방향 간격(p)이나 돌기 직경 방향 간격(e)을 ρ=1/(L+e)p에 포함함으로써, 돌기(17)는 1/{50H(L+10H)}≤ρ≤1/{H(L+H/3)}의 관계를 발견하였다.

즉, 상술한 바와 같이, 돌기 최대 높이(H) 및 돌기 직경 방향 길이(L)가 구해지므로, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)는 0.0008 내지 13개/㎠로 설정되는 것이 바람직하다. 특히, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)는 0.1 내지 13개/㎠의 범위인 것이 바람직하고, 또한 0.5 내지 5개/㎠의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 0.0008개/㎠보다도 작으면, 타이어 표면(15)의 면적에 대해 돌기에 의한 난류 영역이 너무 작아 돌기(17)에 의한 방열 효과를 거의 기대할 수 없다. 한편, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 13개/㎠보다도 크면, 돌기(17)에 의한 방열 효과보다 돌기(17)에 의한 축열 효과 쪽이 커진다.

이와 같은 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)는 배치 영역 전체적으로 균일해도 되지만, 예를 들어 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 서서히 감소하는 것이어도 되고, 다양한 배열 패턴을 채용하는 것이 가능하다.

(제1 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

우선, 상술한 각 관계식에 의해 구해지는 돌기(17)를 갖는 공기입 타이어(1)가 회전하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 타이어 표면(15)의 근방에는 타이어 회전 방향과는 역방향의 유체[이하, 주류(S1)]가 상대적으로 흐른다. 이 주류(S1)는 각 돌기(17)에 충돌한다.

돌기(17)의 전방 벽면(17a)에 충돌한 주류(S1)는 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 상벽면(17b)보다 상방으로 흐르는 상방 주류(s1)와, 좌우 측벽면(17c)을 따라 흐르는 한 쌍의 측방 주류(s2)로 주로 분류되어, 난류로 된다.

즉, 전방 벽면(17a)과 돌출면(17E)의 연결 부분이나, 측벽면(17c)과 돌출면(17E)의 연결 부분 등에 의해, 예리한 에지부(E)가 형성되어 있으므로 난류를 발생시킬 수 있다. 또한, 예리함이라 함은, 반드시 날카롭고 뾰족할 필요는 없고, 제조상 다소 둥근 형상을 띠고 있어도 되는 것은 물론이다.

이와 같이 타이어 표면(15)을 흐르는 주류(S1)가 난류로 되므로, 타이어 표면(16)을 규칙적으로 원활하게 흐르는 유체와 비교하여, 타이어 표면(15)과의 사이에서 적극적으로 열교환이 행해진다.

돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 0.0008 내지 13개/㎠인 것에 의해, 타이어 표면(15)에 충분히 큰 범위에서 방열 효과 영역(S)을 발생시킬 수 있고, 게다가 돌 기(17)에 의한 축열도 어느 정도 작게 억제할 수 있다.

또한, 돌기(17)가 지그재그 배열을 이루어 배치되어 있음으로써, 연직 방향으로 흐르는 유체가 다소 어긋나도, 다음에 통과하는 유체가 돌기(17)의 타이어 회전 방향 전방측[전방 벽면(17a)]에서 타이어 표면(15)에 확실하게 충돌하여, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있다. 특히, 돌기 둘레 방향 중심선(CL')이 타이어 회전 방향에 대해 10 내지 20도 경사지면, 공기입 타이어의 회전에 수반하여 원심력이 가해진 주류(S1)의 방향을 고려할 수 있다.

즉, 주류(S1)(난류)의 직교 방향에 비해 주류(S1)의 방향에 대해 돌기(17)의 간격을 2배로 할 수 있다. 돌기(17)에 충돌한 주류(S1) 중, 돌기(17)의 상방을 향해 흐르는 상방 주류(S1)는 상술한 바와 같이 돌기(17)의 하류에서 하강류를 형성하지만, 그 하강류의 위치가 다소 하류로 어긋나도 하류측 돌기(17)의 전방에서 확실하게 타이어 표면(15)에 충돌하므로, 하강류에 의한 온도 저감을 확실하게 도모할 수 있다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 단일 돌기(17)에 의한 방열 효과 영역(S)은, 주류(S1)에 대해 직교하는 방향으로 돌기 최대 높이(H)의 3배의 길이 3H이며, 주류(S1)의 방향에 대해 돌기 최대 높이(H)의 10배의 길이 10H인 것이 실험적으로도, 수치 계산 결과로부터도 얻을 수 있었다.

또한, 복수의 돌기(17)의 방열 효과 영역(S)이 겹친 경우에는, 방열의 상승 효과가 나타나지 않고, 또한 돌기(17)의 수는 축열 방지의 관점에서 최대한 적은 쪽이 좋다. 이상으로부터, 주류(S1)에 대해 직교하는 방향에 대해 3H의 간격이고, 주류(S1)의 방향에 대해 10H의 간격으로 되는 배치 밀도로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 주류(S1)에 대해 직교하는 방향에 대해 2H 내지 3H의 간격이 바람직하고, 주류(S1)에 대해 직교하는 방향에 대해 6H 내지 10H의 간격으로 되는 배치 밀도이다. 이와 같은 돌기(17)의 배치 밀도가 가장 열교환 효율이 좋은 배치 밀도이다.

유체가 원심력에 의해 타이어 직경 방향 외측을 향해 경사져 흐르고, 즉 타이어 직경 방향 외측에 위치하는 돌기(17)를 향해 흐름과 함께, 유체의 온도가 돌기(17)를 통과할 때마다 서서히 상승한다. 이로 인해, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 서서히 감소하는 경우, 저온 상태의 유체가 통과하는 타이어 직경 방향 내측에 위치하는 돌기(17)와, 저온 상태보다도 약간 온도가 상승한 유체가 통과하는 타이어 직경 방향 외측에 위치하는 돌기(17)에 의해, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시키는 것이 가능해진다.

그리고, 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)에 더하여, 타이어 반경(R)이나 돌기 최대 높이(H), 돌기 둘레 방향 간격(p), 돌기 직경 방향 간격(e), 돌기 직경 방향 길이(L), 돌기 둘레 방향 길이(w)가 상기 관계를 충족시킴으로써, 도 10에 도시한 바와 같이, 돌기 둘레 방향 간격(p) 및 돌기 직경 방향 간격(e) 전체에 주류가 널리 퍼져, 타이어 표면(15)에서 열교환을 적극적으로 촉진시키고, 또한 돌기(17)에 의한 축열도 작게 억제할 수 있다. 또한, 도 10의 돌기(17)는 방열 효과 영역(S)을 알기 쉽게 하기 위해 모식적으로 도시하고 있다.

또한, 전방 각도(θ1)가 70도 내지 110도인 것에 의해, 상방 주류(S1)는 돌기(17)와의 박리 각도(β)가 적절하므로, 돌기(17)의 하류측에 하강류로 되어 복귀되어 타이어 표면(15)에 충돌하기 때문에, 타이어 표면(15)과의 사이에서 유효한 열교환이 이루어진다. 이로 인해, 타이어 표면(15)에 형성된 돌기(17)에 의한 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있다.

또한, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)가 70도 내지 110도인 것에 의해, 돌기(17)에 충돌한 주류 내에서 돌기(17)의 측방을 향해 흐르는 측방 주류(s2)는 돌기(17)의 하류측에서 복귀류를 형성하고, 돌기(17)의 주위에 소정의 방열 효과를 기대할 수 있는 방열 효과 영역(S)을 형성하고, 또한 돌기(17)에 의한 축열도 작게 억제할 수 있다. 이로 인해, 타이어 표면(15)에 형성된 돌기(17)에 의한 타이어 온도의 저감을 확실하게 도모할 수 있다.

또한, 돌기(17)는 대략 원기둥 형상이기 때문에, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 전방 각도(θ1)와 동일 각도, 즉 70도 내지 110도의 범위로 설정되어 있다. 그러나, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 70도 내지 110도의 범위이면 전방 각도(θ1)와 다른 각도로 설정해도 된다.

또한, 사이드월 보강층(7)을 구비하고, 또한 돌기(17)가 사이드월부(SW)에 형성되어 있음으로써, 휨 등에 의해 온도의 상승이 심해지는 부분(예를 들어, 펑크 상태에 있어서의 사이드월 보강층의 외측)에서 타이어 온도를 효율적으로 저감시키는 것이 가능해져, 내구성도 향상시킬 수 있다.

(제1 실시 형태에 관한 제1 변형예)

상술한 제1 실시 형태에 관한 돌기(17)는 대략 원기둥 형상인 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 11은 제1 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 돌기(17A)는 사각기둥 형상이다. 또한, 돌기(17)는 원기둥 형상이나 사각기둥 형상 이외에 그 밖에 다양한 형상을 채용하는 것이 가능하고, 이하의 제2 실시 형태 이후에서 구체적으로 설명한다.

제1 실시 형태에 관한 실시예

<돌기의 배치 밀도에 관한 실험>

돌기는 고무제이고, 주로 원기둥 형상, 각기둥 형상이다. 돌기는 돌기 직경 방향 길이(L)가 0.3㎜ 내지 15㎜ 범위 내의 각종 치수의 것을 준비하였다. 실험 방법은 일정 열량을 발하는 평면 히터 상에 상기 돌기를 배치하고, 그 표면에 송풍기로부터 바람을 보낸다. 이때의 표면 온도와 분위기 온도로부터 열전달률을 산출하였다. 돌기가 없는 단순한 평판의 열전달률을 100으로서 평가하여, 도 12에 나타내는 특성선도가 얻어졌다.

발명자는 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 1/{50H(L+10H)}≤ρ≤1/{H(L+H/3)}의 관계를 충족시킴으로써, 열전달률이 비약적으로 향상된다는 것을 발견하였다. 즉, 도 12에 나타내는 바와 같이, 열전달률 향상도가 130에 달하는 평균 배치 밀도(ρ)로서는, 0.0008개 내지 13개/㎠의 범위이다. 이 범위의 평균 배치 밀도(ρ)에 의해 돌기(17)에 의한 타이어 온도의 저감이 확인되었다.

또한, 도 12에서는, 돌기 직경 방향 길이(L)가 0.3㎜, 0.5㎜, 2㎜, 5㎜, 10㎜, 15㎜인 경우(a 내지 f)에 있어서의 평균 배치 밀도(ρ)를 나타내고 있다.

다음에, 난류 발생용 돌조의 H/√R이나 p/H, H/e, L/H, (p-w)/w, 지그재그 배열의 경사각을 바꾼 것을 사용하여, 내구성 시험의 결과를 도 13 내지 도 18에 나타낸다. 또한, 도 13 내지 도 18의 그래프의 종축은 히터에 정전압을 인가하여 일정 열량을 발생시키고, 그것을 송풍기로 보냈을 때의 타이어 표면의 온도를 측정하여 구한 열전달률이다. 즉, 이 열전달률이 클수록, 냉각 효과가 높고 내구성이 우수하다. 여기서는, 난류 발생용 돌조가 형성되어 있지 않은 공기입 타이어(종래예)의 열전달률을 "100"으로 설정하고 있다.

또한, 각 공기입 타이어에 관한 데이터는, 이하에 나타내는 조건에서 측정되었다.

ㆍ타이어 사이즈 : 285/50R20

ㆍ휠 사이즈 : 8JJ×20

ㆍ내압 조건 : 0㎪(펑크 상태)

ㆍ하중 조건 : 0.5kN

ㆍ속도 조건 : 90㎞/h

도 13에 나타낸 바와 같이, 타이어 반경(R)과 돌기 최대 높이(H)의 관계에서는, 0.015≤H/√R≤0.64를 충족시킴으로써, 열전달률이 높아지고 있다. 즉, 타이어의 크기에 의해 돌기 최대 높이(H)를 규정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다. 특히, 0.03≤H/√R≤0.26의 범위로 설정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)와 돌기 둘레 방향 간격(p)의 관계(p/H)에서는, 1.0≤p/H≤50.0을 충족시킴으로써, 열전달률이 높아지고 있다. 특히, 2.0≤p/H≤24.0의 범위로 설정함으로써, 더욱 열전달률이 좋고 내구성이 높아지고 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)와 돌기 직경 방향 간격(e)의 관계(H/e)에서는, 0.1≤H/e≤3.0을 충족시킴으로써, 열전달률이 높아지고 있다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)와 돌기 직경 방향 길이(L)의 관계(L/H)에서는, 1.0≤L/H≤50.0을 충족시킴으로써, 열전달률이 높아지고 있다. 특히, 1.0≤L/H≤20.0의 범위로 설정함으로써, 더욱 열전달률이 좋고 내구성이 높아지고 있다.

도 17에 나타낸 바와 같이, (p-w)/w와 열전달률(상기 열전달률과 마찬가지의 방법으로 측정)의 관계는, 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 범위 내인 것에 의해 열전달률이 높아지고 있다. 특히, 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 범위로 설정함으로써, 더욱 열전달률이 좋고 내구성이 높아지고 있다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 돌기 둘레 방향 중심선(CL')은 타이어 회전 방향 전방측으로부터 타이어 회전 방향 후방측이면서 타이어 직경 방향 외측을 향해, 타이어 회전 방향에 대해 10 내지 20도 경사짐으로써, 공기입 타이어의 회전에 수반하는 원심력에 의해 주류가 가속되어 열전달률이 향상되는 것을 알 수 있다.

다음에, 돌기의 폭과 전방 벽면의 각도에 관한 실험을 행하였다. 돌기는 원기둥 형상이며, 돌기 직경 방향 길이(L)가 2㎜, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜ 내지 15㎜ 범위의 각종 치수나, 전방 벽면ㆍ측벽면의 각 벽면 각도(θ)[전방 각도(θ1), 내측 각도(θ3), 외측 각도(θ4)]가 90도, 배치 밀도(ρ)가 0.8개/㎠이다.

각 공기입 타이어에 관한 데이터는 이하에 나타내는 조건에서 측정되었다.

ㆍ타이어 사이즈 : 285/50R20

ㆍ휠 사이즈 : 8JJ×20

ㆍ내압 조건 : 0㎪(펑크 상태)

ㆍ하중 조건 : 9.8kN

각 공기입 타이어를 실내에 설치된 드럼 시험기에 장착하고, 일정 속도(90㎞/h)로 구름 이동시켜 돌기(17)가 없는 공기입 타이어가 고장날 때까지의 내구 거리를 100으로 하고, 돌기(17)가 있는 공기입 타이어의 내구성을 상대값으로 평가하였다. 또한, 지수가 클수록, 내구성, 즉 온도 저감 특성이 우수하다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 1.0≤L/H≤50.0의 관계를 충족시킴으로써, 내구성(방열 특성)의 향상이 확인되었다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 각 벽면 각도(θ)[전방 각도(θ1), 내측 각도(θ3), 외측 각도(θ4)]가 70도 내지 110도의 범위에서 돌기에 의한 내구성(방열 특성)의 향상이 실험에서 확인되었다.

[제2 실시 형태]

다음에, 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)의 구성에 대해, 도 19 및 도 20을 참조하면서 설명한다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다. 즉, 공기입 타이어(1)의 구성이나 돌기(17)의 배열ㆍ배치 밀도 등 중복된 개소는 생략하지만, 일부 중복되는 경우도 있다.

도 19는 제2 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 20의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면도(도 19의 A 화살표도)이며, 도 20의 (b)는 제2 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 19의 B-B 단면도)이며, 도 20의 (c)는 제2 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 19의 C 화살표도)이다.

도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측면(17A)(내측 부분)과, 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측면(17B)(외측 부분)과, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면(17C)과, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 위치하는 후방면(17D)과, 타이어 표면(15)에 대해 돌출되는 돌출면(17E)으로 구성되어 있다.

이 돌기(17)는 돌기(17)를 타이어 직경 방향으로부터 본 상태인 타이어 직경 방향시[도 20의 (b) 참조] 및 돌기(17)를 타이어 회전 방향의 전방측으로부터 본 상태인 타이어 회전 방향시[도 20의 (c) 참조]에 있어서 평행사변 형상으로 형성되어 있다.

즉, 돌기(17)에는, 내측면(17A)과 돌출면(17E)의 연결 부분이나, 외측면(17B)과 돌출면(17E)의 연결 부분, 전방면(17C)과 돌출면(17E)의 연결 부분, 후방면(17D)과 돌출면(17E)의 연결 부분 등에 의해, 예리한 에지부(E)가 형성되어 있다.

도 20의 (a)에 도시한 바와 같이, 내측면(17A), 외측면(17B), 후방면(17D) 및 돌출면(17E)은 평면으로 형성되어 있다. 또한, 전방면(17C)은 타이어 회전 방향 전방측을 향해 만곡되어 있다.

구체적으로는, 내측면(17A) 및 외측면(17B)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 직각으로 형성되어 있다. 또한, 후방면(17D)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있다. 또한, 돌출면(17E)은 타이어 표면(15)과 대략 평행하게 형성되어 있다.

도 20의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방면(17C)과 타이어 표면(15)이 이루는 각도인 전방 각도(θ1), 및 후방면(17D)과 타이어 표면(15)이 이루는 각도인 후방 각도(θ2)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)가 45도보다도 작으면, 타이어 표면(15) 상(방열면 상)에서 유체의 흐름이 멈추게 되어, 압력차에 의한 유체를 가속시킬 수 없는 경우가 있다. 또한, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)가 135도보다도 크면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다.

도 20의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측면(17A)과 타이어 표면(15)이 이루는 각도인 내측 각도(θ3), 및 외측면(17B)과 타이어 표면(15)이 이루는 각도인 외측 각도(θ4)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)가 45도보다도 작으면, 타이어 표면(15) 상(방열면 상)에서 유체의 흐름이 멈추게 되어, 압력차에 의한 유체를 가속시킬 수 없는 경우가 있다. 또한, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)가 135도보다도 크면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다.

(제2 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제2 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)에 에지부(E)가 형성되고, 또한 돌기(17)의 평균 배치 밀도(ρ)가 0.1 내지 13개/㎠인 것에 의해, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

구체적으로는, 전방면(17C)이 만곡되어 있고, 또한 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 돌기(17)의 타이어 회전 방향 전방측[전방면(17C)]에서 압력을 상승시킬 수 있고, 이 압력 상승에 수반하여, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬(즉, 타이어 온도의 방열률을 높일) 수 있다. 이에 의해, 새로운 고장이 발생하는 일 없이, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

보다 구체적으로는, 도 21에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)의 회전에 수반하여, 타이어 표면(15)[사이드월부(SW)]에 접촉하고 있던 유체[이하, 주류(S1)]는 돌기(17)보다 사이드월부(SW)로부터 박리되어 돌기(17)의 에지(E)(전방측 에지)를 타고 넘어, 타이어 회전 방향에 대한 후방측(즉, 후방측)을 향해 가속된다.

그리고, 가속된 주류(S1)는 후방면(17D)의 배면측에서 타이어 표면(15)에 대해 연직 방향으로 흐른다. 이때, 유체의 흐름이 체류하는 부분(영역)에서 흐르는 유체(S3)는 후방면(17D)의 배면측에서 체류하는 열을 빼앗아 주류(S1)로 다시 흐른다.

주류(S1)가 에지(E)를 타고 넘어 가속되고, 또한 유체(S3)가 열을 빼앗아 주류(S1)로 다시 흐름으로써, 광범위하게 타이어 온도를 저감시킬 수 있고, 특히 돌기(17)의 근원 부분(T1)이나, 주류(S1)가 연직 방향에서 접촉하는 영역(T2)을 저감시킬 수 있다.

또한, 돌기(17)가 지그재그 배열을 이루어 배치되어 있음으로써, 연직 방향으로 흐르는 유체가 다소 어긋나도, 다음에 통과하는 유체가 돌기(17)의 타이어 회전 방향 전방측[전방면(17C)]에서 타이어 표면(15)에 확실하게 충돌하여, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜ 내지 15㎜인 것에 의해, 돌기(17)의 근원 부분(T1)의 온도 상승을 저감시킬 수 있음과 함께, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 더욱 가속시키는 것이 가능해진다.

또한, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 전방면(17C)에 충돌하는 유체의 흐름에 의해 그 전방면(17C)에서 압력을 상승시킬 수 있어, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 더욱 가속시키는 것이 가능해진다.

또한, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 유체가 전방면(17C)에 충돌하여 돌기(17)의 주위에 박리될(퍼질) 때, 이 돌기(17)의 주위에 퍼지는 유체의 흐름을 확실하게 가속시키는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태에 관한 제1 변형예)

상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)를 구성하는 전방면(17C)은 1개의 면으로 형성되는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 22는 제2 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다. 도 22의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기(17)를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에는, 곡선 형상으로 형성되어 있는 2군데의 전방 볼록부(17C-1)와, 곡선 형상으로 형성되어 있는 1군데의 전방 오목부(17C-2)가 형성되어 있다. 즉, 전방면(17C)의 적어도 일부는 만곡되어 있다.

여기서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에는, 2군데의 전방 볼록부(17C-1)와, 1군데의 전방 오목부(17C-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 22의 (b)에 나타낸 바와 같이, 3군데의 전방 볼록부(17C-1)와, 2군데의 전방 오목부(17C-2)가 형성되어 있어도 되고, 전방 볼록부(17C-1) 및 전방 오목부(17C-22) 중 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있으면 된다.

이와 같은 제2 실시 형태에 관한 제1 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제2 실시 형태에 관한 제2 변형예)

상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)에서는, 후방면(17D)(후방 부분)이 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 23은 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 24의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 23의 A 화살표도)이며, 도 24의 (b)는 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 23의 B-B 단면도)이며, 도 24의 (c)는 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 23의 C 화살표도)이다.

도 23 및 도 24에 도시한 바와 같이, 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 타이어 회전 방향의 후방측을 향해 돌출되는 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 타이어 회전 방향을 향해 오목해지는 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있다. 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)는 도 24의 (a)에 도시한 바와 같이, 직선 형상으로 형성되어 있다.

여기서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 후방 볼록부(17D-1)와 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 25의 (a)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만 형성되어 있어도 되고, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2) 중 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있으면 된다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 25의 (b)에 도시한 바와 같이, 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 2군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있어도 된다.

또한, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)는 직선 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 25의 (c)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만 곡선 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 25의 (d)에 도시한 바와 같이, 선단이 곡선 형상인 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 선단이 곡선 형상인 2군데의 후방 오목부(17D-2)가 곡선 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 25의 (e)에 도시한 바와 같이, 2군데의 후방 볼록부(17D-1) 사이에 곡선 형상의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있어도 물론 된다.

이와 같은 제2 실시 형태에 관한 제2 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1)가 형성되어 있음으로써, 역류해 오는 유체를 주류에 원활하게 복귀시킬 수 있으므로, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 체적이 적어지고, 또한 돌기(17)의 근원 부분과 타이어 표면(15)의 거리가 짧아지므로, 돌기(17)의 근원 부분의 온도 상승을 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1)와 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 돌기(17)의 근원 부분의 온도 상승도 저감시키는 것이 가능해져, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제2 실시 형태에 관한 제3 변형예)

상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 직경 방향시에 있어서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 26은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 27의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 26의 A 화살표도)이며, 도 27의 (b)는 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 측면도(도 26의 B 화살표도)이며, 도 27의 (c)는 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 26의 C 화살표도)이다.

도 26 및 도 27에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 27의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 돌기 최대 높이(H)는 타이어 표면(15)으로부터 그 타이어 표면(15)에 대해 가장 돌출되는 최대 돌출 위치(21)까지의 높이이다.

도 27의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방 최대 각도(θ5) 및 후방 최대 각도(θ6)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 최대 각도(θ5) 및 후방 최대 각도(θ6)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

여기서, 전방 최대 각도(θ5)라 함은, 전방 부분(19A) 및 타이어 표면(15)의 교차 위치(23)와 최대 돌출 위치(21)가 이루는 각도이다. 또한, 후방 최대 각도(θ6)라 함은, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향에 대해 가장 후방측에 위치하는 후방 부분(19B) 및 타이어 표면(15)의 교차 위치(25)와 최대 돌출 위치(21)가 이루는 각도이다.

또한, 전방 최대 각도(θ5) 및 후방 최대 각도(θ6)가 45도보다도 작으면, 타이어 표면(15) 상(방열면 상)에서 유체의 흐름을 멈추게 하여, 압력차에 의한 유체의 흐름을 가속시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 전방 최대 각도(θ5) 및 후방 최대 각도(θ6)가 135도보다도 크면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 28에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 29에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면[타이어 표면(15)에 접하는 돌기(17)의 저면]이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 30에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제2 실시 형태에 관한 제3 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 전방 최대 각도(θ5) 및 후방 최대 각도(θ6)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 전방 부분(19A)[돌출면(17E)의 전방측]에 충돌하는 유체의 흐름에 의해 전방 부분(19A) 근방에서 압력을 상승시킬 수 있어, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 더욱 가속시키는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태에 관한 제4 변형예)

상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 회전 방향시에 있어서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제2 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 31은 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 32의 (a)는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 31의 A 화살표도)이며, 도 32의 (b)는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 31의 B-B 단면도)이며, 도 32의 (c)는 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 31의 C 화살표도)이다.

도 31 및 도 32에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 전방면(17C)과, 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 돌기 최대 높이(H)는 타이어 표면(15)으로부터 상기 타이어 표면(15)에 대해 가장 돌출되는 최대 돌출 위치(27)까지의 높이이다.

도 32의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

여기서, 내측 최대 각도(θ7)라 함은, 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측 부분(19C) 및 타이어 표면(15)의 교차 위치(29)와 최대 돌출 위치(27)가 이루는 각도이다. 또한, 외측 최대 각도(θ8)는 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측 부분(19D) 및 타이어 표면(15)의 교차 위치(31)와 최대 돌출 위치(27)가 이루는 각도이다.

또한, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)가 45도보다도 작으면, 타이어 표면(15) 상(방열면 상)에서 유체의 흐름이 멈추게 되어, 압력차에 의한 유체의 흐름을 가속시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)가 135도보다도 크면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 변화시키기에는 불충분하여, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 없는 경우가 있다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 33에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 34에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 35에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제2 실시 형태에 관한 제4 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 유체가 전방면(17C)에 충돌하여 돌기(17)의 주위에 퍼질 때, 이 돌기(17)의 주위에 박리되는(퍼지는) 유체의 흐름을 확실하게 가속시키는 것이 가능해진다.

제2 실시 형태에 관한 실시예

다음에, 제2 실시 형태에 관한 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위해, 이하의 각 공기입 타이어를 사용하여 행한 시험 결과에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.

각 공기입 타이어에 관한 데이터는, 이하에 나타내는 조건에서 측정되었다.

ㆍ타이어 사이즈 : 285/50R20

ㆍ휠 사이즈 : 8JJ×20

ㆍ내압 조건 : 0㎪(펑크 상태)

ㆍ하중 조건 : 9.8kN

각 공기입 타이어의 내구성 시험을 행하기 위해, 하기 표 3 내지 표 6에 나타낸 바와 같이, 시험 타이어 A, 시험 타이어 B, 시험 타이어 C, 시험 타이어 D를 준비하였다. 제1 비교예 내지 제4 비교예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있지 않다. 제1 실시예 내지 제36 실시예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있고, 하기 표 3 내지 표 6에 나타낸 바와 같이, 돌기의 구성[형상, 돌기 직경 방향 길이(L), 돌기 최대 높이(H) 등]이 다른 것이다.

<내구성>

각 공기입 타이어를 실내에 설치된 드럼 시험기에 장착하고, 일정한 속도(90㎞/h)로 구름 이동시켜 제1 비교예 내지 제4 비교예에 관한 공기입 타이어가 고장 날 때까지의 내구 거리를 '100'으로 하고, 그 밖의 공기입 타이어의 내구성을 상대값으로 평가하였다. 또한, 지수가 클수록 내구성이 우수하다.

이 결과, 표 3 내지 표 6에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예 내지 제36 실시예에 관한 공기입 타이어는 제1 비교예 내지 제4 비교예에 관한 공기입 타이어에 비해, 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다. 특히, 도 36에 도시한 바와 같이, 1.0≤L/H≤50.0의 관계를 충족시키는 공기입 타이어나, 도 37에 도시한 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜ 내지 15㎜인 공기입 타이어는 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다.

[제3 실시 형태]

다음에, 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)의 구성에 대해, 도 38 및 도 39를 참조하면서 설명한다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다. 즉, 공기입 타이어(1)의 구성이나 돌기(17)의 배열ㆍ배치 밀도 등 중복되는 개소는 생략하지만, 일부 중복되는 경우도 있다.

도 38은 제3 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 39의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면도(도 38의 A 화살표도)이며, 도 39의 (b)는 제3 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 38의 B-B 단면도)이며, 도 39의 (c)는 제3 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 38의 C 화살표도)이다.

도 38 및 도 39에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 2개의 전방면(17C)과, 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다.

도 39의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기 상면시에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에는, 타이어 회전 방향을 향해 삼각 형상으로 돌출되는 전방 볼록부(37)가 형성되어 있다. 이 전방 볼록부(37)를 형성하는 2개의 전방면(17C)은 동일 크기를 갖고 있다.

돌기(17)는 돌기 상면시에 있어서, 내측면(17A), 외측면(17B), 전방면(17C), 후방면(17D)이 모두 직선 형상(평면)으로 형성되어 있다. 도 39의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 타이어 직경 방향시에 있어서 평행사변형 형상으로 형성되어 있고, 도 39의 (c)에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서도 평행사변형 형상으로 형성되어 있다.

이와 같이, 내측면(17A) 및 외측면(17B)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 직각으로 형성되어 있다. 또한, 후방면(17D)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있다. 또한, 돌출면(17E)은 타이어 표면(15)과 대략 평행하게 형성되어 있다.

도 39의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)는 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

도 39의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

(제3 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제3 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 전방 볼록부(37)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 타이어 회전 방향에 대한 전방측[전방면(17C)]에서 압력을 상승시킬 수 있고, 이 압력 상승에 수반하여, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬(즉, 타이어 온도의 방열률을 높일) 수 있다. 이에 의해, 새로운 고장이 발생하지 않고, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

구체적으로는, 도 40에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)의 회전에 수반하여, 타이어 표면(15)[사이드월부(SW)]에 접촉하고 있던 유체[이하, 주류(S1)]는 돌기(17)보다 사이드월부(SW)로부터 박리되어 돌기(17)의 에지(E)를 타고 넘어, 타이어 회전 방향에 대한 후방측(즉, 후방측)을 향해 가속된다.

돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 날카로운 전방 볼록부(37)가 형성되어 있음으로써, 주류(S1)는 에지(E)를 타고 넘기 전에, 한쪽 전방면(17C)과 다른 쪽 전방면(17C)이 교차하는 정상점으로부터 박리되므로, 에지(E)를 타고 넘을 때에 가속되게 된다.

그리고, 가속된 주류(S1)는 후방면(17D)의 배면측에서 타이어 표면(15)에 대해 연직 방향으로 흐른다. 이때, 유체의 흐름이 체류하는 부분(영역)에서 흐르는 유체(S3)는, 후방면(17D)의 배면측에서 체류하는 열을 빼앗아 주류(S1)에 다시 흐른다.

주류(S1)가 에지(E)를 타고 넘어 가속되고, 또한 유체(S3)가 열을 빼앗아 주류(S1)에 다시 흐름으로써, 광범위하게 타이어 온도를 저감시킬 수 있고, 특히 돌기(17)의 근원 부분(T1)이나, 주류(S1)가 연직 방향에서 접촉하는 영역(T2)을 저감시킬 수 있다.

(제3 실시 형태에 관한 제1 변형예)

상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)를 구성하는 전방면(17C)은 동일 크기를 갖고 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 41은 제3 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다. 도 41에 도시한 바와 같이, 2개의 전방면(17C)은 다른 크기를 갖고 있다.

이와 같은 제3 실시 형태에 관한 제1 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 유체가 원심력에 의해 타이어 직경 방향 외측을 향해 경사져 흐르는 것을 고려할 수 있고, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제3 실시 형태에 관한 제2 변형예)

상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)에서는, 후방면(17D)이 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 42는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 43의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 42의 A 화살표도)이며, 도 43의 (b)는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 42의 B-B 단면도)이며, 도 43의 (c)는 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 42의 C 화살표도)이다.

도 42 및 도 43에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 2개의 전방면(17C)과, 2개의 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다.

돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 타이어 회전 방향의 후방측을 향해 돌출되는 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 타이어 회전 방향을 향해 오목해지는 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있다.

후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)는 도 43의 (a)에 도시한 바와 같이, 직선 형상으로 형성되어 있다. 2개의 후방면(17D)은 동일한 크기를 갖고 있다. 또한, 2개의 후방면(17D)은 동일 크기를 갖고 있는 것에 한정되지 않고, 다른 크기를 갖고 있어도 물론 된다.

여기서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 44의 (a)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만 형성되어 있어도 되고, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2) 중 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있으면 된다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 44의 (b)에 도시한 바와 같이, 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 2군데의 후방 오목부(17D-2)로 구성되어 있어도 된다.

또한, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)는 직선 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 도 44의 (c)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만이 곡선 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 44의 (d)에 도시한 바와 같이, 선단이 곡선 형상인 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 선단이 곡선 형상인 2군데의 후방 오목부(17D-1)가 형성되어 있어도 되고, 도 44의 (e)에 도시한 바와 같이, 2군데의 후방 볼록부(17D-1) 사이에 곡선 형상의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있어도 물론 된다.

이와 같은 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1)가 형성되어 있음으로써, 역류해 오는 유체를 주류에 원활하게 복귀시킬 수 있으므로, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 돌기(17)의 근원 부분의 온도 상승도 저감시키는 것이 가능해져, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제3 실시 형태에 관한 제3 변형예)

상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 직경 방향시(B-B 단면도)에서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 45는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 46의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 45의 A 화살표도)이며, 도 46의 (b)는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 측면도(도 45의 B 화살표도)이며, 도 46의 (c)는 제3 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 45의 C 화살표도)이다.

도 45 및 도 46에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 46의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방 돌출 각도(θ5) 및 후방 돌출 각도(θ6)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 돌출 각도(θ5) 및 후방 돌출 각도(θ6)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도로 설정되는 것이 바람직하다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 47에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 48에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면[타이어 표면(15)에 접하는 돌기(17)의 저면]이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 49에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제3 실시 형태에 관한 제2 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 전방 돌출 각도(θ5) 및 후방 돌출 각도(θ6)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 전방 부분(19A)[돌출면(17E)의 전방측]에 충돌하는 유체의 흐름에 의해 전방 부분(19A) 근방에서 압력을 상승시킬 수 있어, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 더욱 가속시키는 것이 가능해진다.

(제3 실시 형태에 관한 제4 변형예)

상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 회전 방향시(C 화살표도)에서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제3 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 50은 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 51의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 50의 A 화살표도)이며, 도 51의 (b)는 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 50의 B-B 단면도)이며, 도 51의 (c)는 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 50의 C 화살표도)이다.

도 50 및 도 51에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 2개의 전방면(17C)과, 후방면(17D)과, 2개의 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 51의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 최대 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도인 것이 바람직하다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 52에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 53에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 54에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제3 실시 형태에 관한 제4 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

제3 실시 형태에 관한 실시예

다음에, 본 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위해, 이하의 제1 비교예 내지 제3 비교예 및 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어를 사용하여 행한 시험 결과에 대해 설명한다. 또한, 본 발명이 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

ㆍ타이어 사이즈 : 285/50R20

ㆍ휠 사이즈 : 8JJ×20

ㆍ내압 조건 : 0㎪(펑크 상태)

ㆍ하중 조건 : 9.8kN

각 공기입 타이어의 내구성 시험을 행하기 위해, 하기 표 7 내지 표 9에 나타낸 바와 같이, 시험 타이어 A, 시험 타이어 B, 시험 타이어 C를 준비하였다. 제1 비교예 내지 제3 비교예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있지 않다. 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있고, 하기 표 10 내지 표 12에 나타낸 바와 같이, 돌기의 구성[형상, 돌기 직경 방향 길이(L), 돌기 최대 높이(H) 등]이 다른 것이다.

<내구성>

각 공기입 타이어를 실내에 설치된 드럼 시험기에 장착하고, 일정 속도(90㎞/h)로 구름 이동시켜 제1 비교예 내지 제3 비교예에 관한 공기입 타이어가 고장날 때까지의 내구 거리를 '100'으로 하고, 그 밖의 공기입 타이어의 내구성을 상대값으로 평가하였다. 또한, 지수가 클수록 내구성이 우수하다.

이 결과, 표 7 내지 표 9에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어는 제1 비교예 내지 제3 비교예에 관한 공기입 타이어에 비해, 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 제2 실시 형태에 관한 실시예와 마찬가지로, 도 36에 도시한 바와 같이, 1.0≤L/H≤50.0의 관계를 충족시키는 공기입 타이어나, 도 37에 도시한 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜ 내지 15㎜인 공기입 타이어는 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[제4 실시 형태]

다음에, 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)의 구성에 대해, 도 55 및 도 56을 참조하면서 설명한다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다. 즉, 공기입 타이어(1)의 구성이나 돌기(17)의 배열ㆍ배치 밀도 등 중복되는 개소는 생략하지만, 일부 중복되는 경우도 있다.

도 55는 제4 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 56의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 돌기를 도시하는 상면도(도 55의 A 화살표도)이며, 도 56의 (b)는 제4 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 55의 B-B 단면도)이며, 도 56의 (c)는 제4 실시 형태에 관한 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 55의 C 화살표도)이다.

도 55 및 도 56에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 전방면(17C)과, 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다.

도 56의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기 상면시에 있어서, 전방면(17C)에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 전방 내측점(Q1)은 전방면(17C)에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하고 있다. 즉, 전방 내측점(Q1)과 전방 외측점(Q2)을 연결하는 돌기 전방선(FL)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다.

이 돌기(17)는 돌기 상면시에 있어서, 내측면(17A), 외측면(17B), 전방면(17C), 후방면(17D)이 모두 직선 형상(평면)으로 형성되어 있다.

또한, 돌기(17)는 도 56의 (b)에 도시한 바와 같이, 돌기(17)를 타이어 직경 방향으로부터 본 상태인 타이어 직경 방향시에 있어서 평행사변형 형상으로 형성되어 있고, 도 56의 (c)에 도시한 바와 같이, 돌기(17)를 타이어 회전 방향의 전방측으로부터 본 상태인 타이어 회전 방향시에 있어서도 평행사변형 형상으로 형성되어 있다.

이와 같이, 내측면(17A) 및 외측면(17B)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 직각으로 형성되어 있다. 또한, 전방면(17C)[돌기 전방선(FL)]은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다. 또한, 후방면(17D)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있다. 또한, 돌출면(17E)은 타이어 표면(15)과 대략 평행하게 형성되어 있다.

도 56의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 각도(θ1) 및 후방 각도(θ2)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도인 것이 바람직하다.

도 56의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 각도(θ3) 및 외측 각도(θ4)는 70도 내지 110도인 것이 바람직하다.

(제4 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제4 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 전방 내측점(Q1)이 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하고 있음{전방면(17C)[돌기 전방선(FL)]이 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있음}으로써, 돌기(17)의 타이어 회전 방향에 대한 전방측[전방면(17C)]에서 압력을 상승시킬 수 있고, 이 압력 상승에 수반하여, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬(즉, 타이어 온도의 방열률을 높일) 수 있다. 이에 의해, 새로운 고장이 발생하지 않고, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

구체적으로는, 도 57에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(1)의 회전에 수반하여, 타이어 표면(15)[사이드월부(SW)]에 접촉하고 있던 유체[이하, 주류(S1)]는, 돌기(17)보다 사이드월부(SW)로부터 박리되어 돌기(17)의 에지(E)를 타고 넘어, 타이어 회전 방향에 대한 후방측(즉, 후방측)을 향해 가속된다.

전방면(17C)[돌기 전방선(FL)]이 돌기 직경 방향 중심선(C1)에 대해 경사져 있음으로써, 주류(S1)는 에지(E)를 타고 넘기 전에, 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하는 전방 내측점(Q1)으로부터 박리되므로, 에지(E)를 타고 넘을 때에 가속되게 된다.

(제4 실시 형태에 관한 제1 변형예)

상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)를 구성하는 내측면(17A) 및 외측면(17B)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 직각으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고, 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 58은 제4 실시 형태에 관한 제1 변형예의 돌기를 도시하는 상면도이다. 도 58의 (a) 및 도 58의 (b)에 도시한 바와 같이, 내측면(17A) 및 외측면(17B)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다. 이 경우에서도, 전방 내측점(Q1)은 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하고 있다. 즉, 전방면(17C)[돌기 전방선(FL)]은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다.

이와 같은 제4 실시 형태에 관한 제1 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제4 실시 형태에 관한 제2 변형예)

상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)에서는, 후방면(17D)이 돌기 직경 방향 중심선(CL)과 대략 평행하게 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 59는 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 60의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 59의 A 화살표도)이며, 도 60의 (b)는 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 59의 B-B 단면도)이며, 도 60의 (c)는 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 59의 C 화살표도)이다.

도 59 및 도 60에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 전방면(17C)과, 2개의 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다.

돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에는, 타이어 회전 방향의 후방측을 향해 돌출되는 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 타이어 회전 방향을 향해 오목해지는 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있다.

후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)는 직선 형상으로 형성되어 있다. 또한, 2개의 후방면(17D)은 동일한 크기를 갖고 있지만, 반드시 동일 크기를 갖고 있는 것에 한정되지 않고, 다른 크기를 갖고 있어도 물론 된다.

여기서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에는, 후방 부분에 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 61의 (a)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만 형성되어 있어도 되고, 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2) 중 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있으면 된다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에는, 2군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 1군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 61의 (b)에 도시한 바와 같이, 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 2군데의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있어도 된다.

또한, 돌기(17)는 직선 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 61의 (c)에 도시한 바와 같이, 후방 볼록부(17D-1)만 곡선 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 61의 (d)에 도시하는 바와 같이, 선단이 곡선 형상인 3군데의 후방 볼록부(17D-1)와, 선단이 곡선 형상인 2군데의 후방 오목부(17D-1)가 곡선 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 61의 (e)에 도시한 바와 같이, 2군데의 후방 볼록부(17D-1) 사이에 곡선 형상의 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제4 실시 형태에 관한 제2 변형예에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1)가 형성되어 있음으로써, 역류해 오는 유체를 주류에 원활하게 복귀시킬 수 있으므로, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 체적이 적어지고, 또한 돌기(17)의 근원 부분과 타이어 표면(15)의 거리가 짧아지므로, 돌기(17)의 근원 부분의 온도 상승을 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 돌기 직경 방향 중심선(CL)의 타이어 회전 방향 후방측에 후방 볼록부(17D-1) 및 후방 오목부(17D-2)가 형성되어 있음으로써, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 가속시킬 수 있을 뿐만 아니라, 돌기(17)의 근원 부분의 온도 상승도 저감시키는 것이 가능해져, 타이어 온도를 더욱 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제4 실시 형태에 관한 제3 변형예)

상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 직경 방향시(B-B 단면도)에서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 62는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 63의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 62의 A 화살표도)이며, 도 63의 (b)는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 측면도(도 62의 B 화살표도)이며, 도 63의 (c)는 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 62의 C 화살표도)이다.

도 62 및 도 63에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 내측면(17A)과, 외측면(17B)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 63의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기 상면시에 있어서, 전방 부분(35)(전방면)에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 전방 내측점(Q1)은 전방 부분(35)에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하고 있다. 즉, 전방 내측점(Q1)과 전방 외측점(Q2)을 연결하는 돌기 전방선(FL)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다.

도 63의 (b)에 도시한 바와 같이, 전방 돌출 각도(θ5) 및 후방 돌출 각도(θ6)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 전방 돌출 각도(θ5) 및 후방 돌출 각도(θ6)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도인 것이 바람직하다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 직경 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 64에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 65에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면[타이어 표면(15)에 접하는 돌기(17)의 저면]이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 66에 도시한 바와 같이, 타이어 직경 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제4 실시 형태에 관한 제3 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체의 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

(제4 실시 형태에 관한 제4 변형예)

상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)는 타이어 회전 방향시(C 화살표도)에 있어서 평행사변형 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이하와 같이 변형해도 된다. 또한, 상술한 제4 실시 형태에 관한 돌기(17)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 67은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 사시도이며, 도 68의 (a)는 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기를 도시하는 상면도(도 67의 A 화살표도)이며, 도 68의 (b)는 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 직경 방향시를 도시하는 단면도(도 67의 B-B 단면도)이며, 도 68의 (c)는 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 돌기의 타이어 회전 방향시를 도시하는 정면도(도 67의 C 화살표도)이다.

도 67 및 도 68에 도시한 바와 같이, 돌기(17)는 전방면(17C)과, 후방면(17D)과, 돌출면(17E)으로 구성되어 있다. 이 돌출면(17E)은 만곡되어 있다. 즉, 돌기(17)는 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있다.

도 68의 (a)에 도시한 바와 같이, 돌기 상면시에 있어서, 전방 내측점(Q1)은 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향에 대한 전방측에 위치하고 있다. 즉, 전방 내측점(Q1)과 전방 외측점(Q2)을 연결하는 돌기 전방선(FL)은 돌기 직경 방향 중심선(CL)에 대해 경사져 있다.

도 68의 (c)에 도시한 바와 같이, 내측 돌출 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 45도 내지 135도로 설정된다. 특히, 내측 돌출 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)는 타이어 온도를 효율적으로 저감시키기 위해, 70도 내지 110도인 것이 바람직하다.

여기서, 돌기(17)에서는, 타이어 회전 방향시에 있어서 반원 구 형상으로 형성되어 있는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 69에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 삼각 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 70에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 넓은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 되고, 도 71에 도시한 바와 같이, 타이어 회전 방향시에 있어서 저면이 돌출면(17E)보다도 좁은 사다리꼴 형상으로 형성되어 있어도 된다.

이와 같은 제4 실시 형태에 관한 제4 변형예의 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)의 주위를 통과하는 유체 흐름을 원활하게 가속시킬 수 있어, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 내측 돌출 각도(θ7) 및 외측 최대 각도(θ8)가 45도 내지 135도인 것에 의해, 유체가 전방면(17C)에 충돌하여 돌기(17)의 주위에 퍼질 때에, 이 돌기(17)의 주위에 박리되는(퍼지는) 유체의 흐름을 확실하게 가속시키는 것이 가능해진다.

제4 실시 형태에 관한 실시예

다음에, 본 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위해, 이하의 제1 비교예 내지 제3 비교예 및 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어를 사용하여 행한 시험 결과에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이들의 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.

ㆍ타이어 사이즈 : 285/50R20

ㆍ휠 사이즈 : 8JJ×20

ㆍ내압 조건 : 0㎪(펑크 상태)

ㆍ하중 조건 : 9.8kN

각 공기입 타이어의 내구성 시험을 행하기 위해, 하기 표 10 내지 표 12에 나타내는 바와 같이, 시험 타이어 A, 시험 타이어 B, 시험 타이어 C를 준비하였다. 제1 비교예 내지 제3 비교예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있지 않다. 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어는 돌기를 갖고 있고, 하기 표 13 내지 표 15에 나타낸 바와 같이, 돌기의 구성[형상, 돌기 직경 방향 길이(L), 돌기 최대 높이(H) 등]이 다른 것이다.

<내구성>

이 결과, 표 10 내지 표 12에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예 내지 제23 실시예에 관한 공기입 타이어는 제1 비교예 내지 제3 비교예에 관한 공기입 타이어에 비해, 내구성이 우수한 것을 알 수 있었다. 특히, 제2 실시 형태에 관한 실시예와 마찬가지로, 도 36에 도시한 바와 같이, 1.0≤L/H≤50.0의 관계를 충족시키는 공기입 타이어나, 도 37에 도시한 바와 같이, 돌기 최대 높이(H)가 0.3㎜ 내지 15㎜인 공기입 타이어는 내구성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[제5 실시 형태]

다음에, 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 72를 참조하면서 설명한다. 도 72는 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드 폭 방향 단면도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분(동일 구성)에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 72에 도시한 바와 같이, 공기입 타이어(100)는 트레드부(13)에 리브(130A)가 형성되는 트럭ㆍ버스용 레이디얼 타이어(TBR)이다. 이 공기입 타이어(100)는 제1 실시 형태에서 설명한 승용차용 레이디얼 타이어(PCR)보다도 벨트층(11)의 매수가 많고, 타이어 반경이 크다.

공기입 타이어(100)에 형성되는 돌기(17)는 비드부(3)의 표면을 방열시키고 싶은 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 내측[즉, 비드부(3)측]에 배치되어도 되고, 벨트층(11)의 매수가 많은 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 외측[즉, 트레드부(13)측]에 배치되어도 된다.

여기서, 공기입 타이어(100)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 73에 도시한 바와 같이, 트레드부(13)에 러그(130B)만 형성되는 건설 차량용 레이디얼 타이어(크레이더 및 셔블 로더 등)나, 도 74에 도시한 바와 같이, 트레드부(13)에 리브(130A) 및 러그(130B)가 형성되는 건설 차량용 레이디얼 타이어(덤프 트럭이나 크레인 등) 등의 중하중용 타이어라도 되고, 반드시 레이디얼 타이어일 필요는 없으며, 바이어스 타이어라도 물론 된다.

(제5 실시의 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제5 실시 형태에 관한 공기입 타이어(100)에 따르면, 승용차용 레이디얼 타이어(PCR) 이외의 타이어라도, 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.

[제6 실시 형태]

다음에, 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 75를 참조하면서 설명한다. 도 75의 (a)는 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드부를 도시하는 일부 확대 사시도이며, 도 75의 (b)는 제6 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 75의 (a) 및 도 75의 (b)에 도시한 바와 같이, 트레드부(13)에 형성되는 홈(13A)에는, 타이어 표면(15)[홈(13A) 내]으로부터 돌출되고, 난류를 발생시키는 복수의 돌기(17)가 형성되어 있다. 또한, 홈(13A)은 제5 실시 형태에서 설명한 리브(130A)나 러그(130B)를 포함하는 것으로 한다.

이 돌기(17)는 홈(13A)의 저면(13b)으로부터 측면(13c)에 연결하여 형성되어 있다. 또한, 돌기(17)는 반드시 홈(13A)의 저면(13b)으로부터 측면(13c)에 연결하여 형성되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 도 76에 도시한 바와 같이, 소정의 간격으로 분단되어 있어도 된다.

또한, 돌기(17)는 반드시 홈(13A)의 저면(13b) 및 측면(13c)에 형성되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 도 77에 도시한 바와 같이, 홈(13A)의 적어도 한쪽 측면(13b)에만 연결하여 형성되어 있어도 되고, 도 78에 도시한 바와 같이, 홈(13A)의 적어도 한쪽 측면(13b)에만 소정 간격으로 분단되어 있어도 된다.

또한, 돌기(17)는 도 79의 (a)에 도시한 바와 같이, 홈(13A)의 저면(13c)에만 연결하여 형성되어 있어도 되고, 도 79의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈(13A)의 저면(13c)에만 소정 간격으로 분단되어 있어도 된다. 이 돌기(17)는 도 80에 도시한 바와 같이, 러그 홈(13B)에만 형성되어 있는 경우에도 물론 적용하는 것이 가능하다.

(제6 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제6 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)가 트레드부(13)에 형성되는 홈(13A)의 저면(13a) 및 측면(13b)의 적어도 한쪽에 형성되어 있음으로써, 세퍼레이션(박리)이나 균열이 발생하기 쉬운 벨트층(11)의 단부에 가장 가까운 트레드부(13)에 형성되는 홈(13A) 근방에서 타이어 온도를 저감시키는 것이 가능해져, 내구성도 향상시킬 수 있다.

[제7 실시 형태]

다음에, 제7 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 구성에 대해, 도 81을 참조하면서 설명한다. 도 81은 제7 실시 형태에 관한 공기입 타이어의 트레드 폭 방향 단면도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 81에 도시한 바와 같이, 이너 라이너(9)의 트레드 폭 방향 내측에는, 타이어 내면[이너 라이너(9)]으로부터 돌출되어, 난류를 발생시키는 복수의 돌기(17)가 형성되어 있다.

이 돌기(17)는 비드부(3)의 표면을 방열시키고 싶은 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 내측[즉, 비드부(3)측]에 배치되어도 되고, 벨트층(11)의 매수가 많은 경우에는, 타이어 최대 폭의 위치보다도 타이어 직경 방향 외측[즉, 트레드부(13) 이면측 등]에 배치되어도 된다.

(제7 실시 형태에 관한 작용ㆍ효과)

이상 설명한 제7 실시 형태에 관한 공기입 타이어(1)에 따르면, 돌기(17)가 타이어 내면에 형성되어 있음으로써, 타이어 내면, 특히 펑크 상태에 있어서의 타이어 내면의 온도를 저감시키는 것이 가능해져, 내구성도 향상시킬 수 있다.

구체적으로는, 공기입 타이어(1)가 펑크 상태로 되면, 공기입 타이어(1)에 빈 구멍을 통해 타이어 내부의 유체(내기)와 타이어 외부의 유체(외기)가 열교환한다. 이때, 돌기(17)를 타이어 내면에 형성함으로써, 타이어 내부의 유체를 가속시키는 것이 가능해져, 열교환을 원활하게 행할 수 있으므로, 펑크 상태에 있어서의 타이어 내면의 온도를 저감시키는 것이 가능해진다.

특히, 사이드월 보강층(7)이 형성되는 공기입 타이어(런플랫 타이어)에서는, 사이드월 보강층(7)이 형성되어 있지 않은 타이어와 비교하여, 펑크 상태로 되면 타이어 내부의 온도가 높아지게 된다. 이로 인해, 돌기(17)를 타이어 내면에 형성함으로써, 타이어 내부의 온도를 저감시켜, 내구성도 향상시킬 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, 공기입 타이어(1)는, 사이드월 보강층(7)을 갖고 있는 것(즉, 런플랫 타이어)으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 사이드월 보강층(7)을 갖고 있지 않은 것이라도 물론 된다.

또한, 돌기(17)는 제1 내지 제7 실시 형태에서 설명한 다양한 형상을 조합하는 것이 가능하고, 도시하지 않은 형상도 포함하는 것은 물론이다.

또한, 돌기(17)는 대향하는 면{예를 들어, 내측면(17A) 및 외측면(17B), 전방면(17C) 및 후방면(17D), 돌출면(17E) 및 저면[타이어 표면(15)]}이 평면인 경우, 이 대향하는 면이 반드시 평행하게 형성될 필요는 없고, 예를 들어 전방면(17C)으로부터 후방면(17D)을 향해 경사(상승ㆍ하강)져 있어도 되고, 대향하는 면이 비대칭이라도 물론 된다.

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.

이상과 같이, 본 발명에 관한 공기입 타이어는 통상 주행 성능을 유지함과 동시에, 타이어 온도를 효율적으로 저감시킬 수 있으므로, 공기입 타이어의 제조 기술 등에 있어서 유용하다.

Claims

예리한 에지부가 형성되는 난류 발생용 돌기를 타이어 표면에 구비하고,

림 중심으로부터 트레드 직경 방향 최외각 위치까지의 타이어 반경을 "R", 상기 타이어 표면으로부터 상기 난류 발생용 돌기의 가장 돌출되는 위치까지의 돌기 최대 높이를 "H", 타이어 회전 방향에 인접하는 상기 난류 발생용 돌기의 간격인 돌기 둘레 방향 간격을 "p", 상기 타이어 회전 방향과 대략 직교하는 회전 직교 방향에 인접하는 상기 난류 발생용 돌기의 간격인 돌기 직경 방향 간격을 "e", 상기 회전 직교 방향에 있어서의 최대 길이인 돌기 직경 방향 길이를 "L", 상기 타이어 회전 방향에 있어서의 최대 길이인 돌기 둘레 방향 길이를 "w"라 할 때,

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

의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 난류 발생용 돌기의 평균 배치 밀도(ρ)는 0.0008 내지 13개/㎠인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제2항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기의 평균 배치 밀도(ρ)는 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 서서히 감소하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기는 상기 타이어 회전 방향에 역행하는 상기 난류의 발생 방향 및 상기 난류의 직교 방향으로 각각 소정의 간격을 두고 배치되고, 또한 상기 난류의 발생 방향에 인접하는 것끼리 서로 시프트한 위치에 배열된 지그재그 배열인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제4항에 있어서, 상기 타이어 회전 방향에 인접하는 상기 난류 발생용 돌기의 서로의 중심점을 연결하는 돌기 둘레 방향 중심선(CL')은 타이어 회전 방향 전방측으로부터 타이어 회전 방향 후방측이며 또한 타이어 직경 방향 외측을 향해, 상기 타이어 회전 방향에 대해 10 내지 20도 경사지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시(上面視)에 있어서, 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면의 적어도 일부는 만곡되어 있고,

상기 전방면과 상기 타이어 표면이 이루는 각도인 전방 각도(θ1), 및 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 상기 타이어 회전 방향 후방측에 위치하는 후방면과 상기 타이어 표면이 이루는 각도인 후방 각도(θ2)는 45도 내지 135도인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 상기 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에는, 타이어 회전 방향 전방측을 향해 돌출되는 전방 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 상기 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 전방 내측점(Q1)은 상기 전방면에 있어서의 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 전방 외측점(Q2)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 난류 발생용 돌기를 상면으로부터 본 상태인 돌기 상면시에 있어서, 상기 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에는, 타이어 회전 방향 후방측을 향해 돌출되는 후방 볼록부, 및 타이어 회전 방향 전방측을 향해 오목해지는 후방 오목부 중 적어도 한쪽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측면과 상기 타이어 표면이 이루는 각도인 내측 각도(θ3), 및 상기 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측면과 상기 타이어 표면이 이루는 각도인 외측 각도(θ4)는 45도 내지 135도인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 상기 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 전방측에 위치하는 전방면 및 상기 타이어 표면의 교차 위치와, 상기 타이어 표면에 대해 가장 돌출되는 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 전방 최대 각도(θ5), 및 상기 돌기 직경 방향 중심선(CL)보다도 타이어 회전 방향 후방측에 위치하는 후방면 및 상기 타이어 표면의 교차 위치와, 상기 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 후방 최대 각도(θ6)는 45도 내지 135도인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서, 타이어 직경 방향의 가장 내측에 위치하는 내측 부분 및 상기 타이어 표면의 교차 위치와, 상기 타이어 표면에 대해 가장 돌출되는 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 내측 최대 각도(θ7), 및 상기 타이어 직경 방향의 가장 외측에 위치하는 외측 부분 및 상기 타이어 표면의 교차 위치와, 상기 최대 돌출 위치가 이루는 각도인 외측 최대 각도(θ8)는 45도 내지 135도인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.