KR20110000584A

KR20110000584A - 공기 타이어

Info

Publication number: KR20110000584A
Application number: KR1020107025923A
Authority: KR
Inventors: 다께시 와따나베
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2011-01-03
Also published as: US20110088826A1; JP5285698B2; EP2287017A1; CN102026830A; WO2009142127A1; CN102026830B; EP2287017A4; JPWO2009142127A1; US8689847B2; EP2287017B1

Abstract

본 발명은, 타이어 표면(31)에 있어서 타이어 직경 방향을 따라 연장되어 있고 타이어 표면(31)으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 복수의 직경 방향 돌기(60)를 구비하고, 복수의 직경 방향 돌기(60)가 타이어 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 형성되어 있고, 복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각이 낮은 돌기 부분(63) 및 높은 돌기 부분(64)을 갖고 있고, 낮은 돌기 높이(hs)가 높은 돌기 부분(h)의 높이보다 낮은 것을 특징으로 한다.

Description

공기 타이어 {PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 타이어 표면에 있어서 타이어 직경 방향을 따라 연장되는 복수의 직경 방향 돌기를 구비한 공기 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 타이어의 온도 상승은 공기 타이어를 구성하는 재료의 경시적 변화를 촉진한다. 재료의 경시적 변화에는, 예를 들어, 물성의 변화를 들 수 있다. 또한, 공기 타이어의 온도 상승은 고속 주행시에 있어서 트레드부의 파손의 원인으로도 된다. 따라서, 공기 타이어의 온도 상승은 공기 타이어의 내구성의 관점에서 바람직하지 않다.

특히, 중하중이 가해지는 오프로드 레이디얼 타이어(ORR), 트럭ㆍ버스 레이디얼 타이어(TBR), 펑크 주행시(타이어 내압 0kPa 주행시)의 런 플랫 타이어에서는, 내구성의 향상이 중요하다. 따라서, 이들 타이어에서는, 공기 타이어의 온도 상승을 경감시키는 것이 중요하다.

예를 들어, 런 플랫 타이어에는, 타이어 사이드부를 보강하는 사이드월 보강층이 형성된다. 사이드월 보강층은 타이어 폭 방향을 따른 단면에 있어서 초생달 모양의 형상을 갖는다. 펑크 주행시에서는, 타이어 직경 방향의 변형이 사이드월 보강층에 집중된다. 이에 의해, 사이드월 보강층이 고온이 되어, 런 플랫 타이어의 내구성이 열화된다.

이에 대해, 공기 타이어의 왜곡을 억제하는 보강 부재를 카커스층이나 비드부에 설치하는 기술(이하, 제1 기술)이 제안되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1). 제1 기술에서는, 특히, 타이어 사이드부를 구성하는 카커스층이나 비드부에, 타이어 사이드부의 왜곡을 억제하는 보강 부재가 설치된다. 이에 의해, 공기 타이어의 온도 상승, 특히, 타이어 사이드부의 온도 상승이 억제된다.

림과 접하는 비드부의 타이어 폭 방향 외측에, 다수의 릿지를 갖는 림 가드를 설치하는 기술(이하, 제2 기술)이 알려져 있다. 림 가드에 설치된 다수의 릿지에 의해 공기 타이어의 표면적이 증대된다. 따라서, 공기 타이어에 발생하는 열의 방열성이 향상된다.

일본 특허 공개 제2006-76431호 공보

발명의 개요

상술한 제1 기술에서는, 공기 타이어에 가해지는 하중에 기인하여, 보강 부재의 세퍼레이션 등을 발생시킬 우려가 있다. 즉, 보강 부재가 새로운 고장의 요인으로 될 우려가 있다.

또한, 타이어 사이드부에 보강 부재를 설치함으로써, 타이어 사이드부의 강성이 향상되기 때문에, 공기 타이어가 튀기 쉬워진다. 따라서, 조종 안정성이나 승차감 등이 악화될 우려가 있다. 특히, 런 플랫 타이어에서는, 타이어 사이드부의 강성이 더 높기 때문에, 승차감 등이 악화될 우려가 있다.

상술한 제2 기술에서는, 상술한 바와 같이, 공기 타이어의 표면적의 증대에 의해 방열성의 향상을 의도하고 있다. 한편, 공기 타이어의 외면은 공기 타이어와 노면 사이에서 발생하는 마찰열의 전도를 억제하기 위해, 열전도성이 낮은 고무재로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 단순히 공기 타이어의 표면적을 증대시켜도, 타이어 사이드부의 온도 상승을 충분히 억제할 수 없다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 타이어 사이드부의 온도 상승을 충분히 억제하는 것을 가능하게 하는 공기 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 특징을 갖고 있다. 우선, 제1 특징은, 타이어 표면(타이어 표면(31))에 있어서 타이어 직경 방향을 따라 연장되어 있고 타이어 표면으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 복수의 직경 방향 돌기(직경 방향 돌기(60))를 구비하고, 복수의 직경 방향 돌기가 타이어 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 형성되어 있고, 복수의 직경 방향 돌기의 각각이 낮은 돌기 부분(낮은 돌기 부분(63)) 및 높은 돌기 부분(높은 돌기 부분(64))을 갖고 있고, 타이어 폭 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분의 높이(낮은 돌기 높이(hs))가, 타이어 폭 방향에 있어서의 높은 돌기 부분의 최대 높이(높은 돌기 높이(h))보다 낮은 것을 요지로 한다.

이러한 특징에 따르면, 공기 타이어는 타이어 표면으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 복수의 직경 방향 돌기를 구비한다. 이것에 따르면, 공기류는 직경 방향 돌기를 타고넘어, 직경 방향 돌기의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 타이어 표면에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다. 타이어 표면에 대해 대략 직각 방향으로 흐른 공기류는 타이어 표면에 격하게 충돌한다. 따라서, 공기류와 타이어 표면이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(타이어 표면)의 온도 상승이 충분히 억제된다. 그 결과, 타이어 내구성이 향상된다.

타이어 직경 방향 내측의 원주보다 타이어 직경 방향 외측의 원주의 쪽이 길다. 이로 인해, 타이어 사이드부에 있어서, 타이어 최대 폭의 위치보다 타이어 직경 방향 내측을 흐르는 공기류(내측 공기류)의 속도는, 타이어 최대 폭의 위치보다 타이어 직경 방향 외측을 흐르는 공기류(외측 공기류)의 속도보다 느리다.

따라서, 내측 공기류는 외측 공기류에 휩쓸리게 됨과 함께, 원심력에 의해 타이어 직경 방향 외측을 향하고 있다. 구체적으로는, 타이어 회전축에 가까울수록 타이어 원주의 접선에 대한 공기류의 경사각이 커진다. 즉, 내측 공기류는 외측 공기류에 비해 타이어 직경 방향을 향하는 직경 방향 성분이 크고 타이어 둘레 방향을 향하는 둘레 방향 성분이 작다.

공기 타이어는 타이어 폭 방향 단면에 있어서 곡률을 갖는 형상을 갖고 있다. 이로 인해, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 직경 방향을 향해 타이어 표면으로부터 박리되기 쉽다(타이어 표면으로부터 이격되기 쉬움).

이것을 고려하여, 직경 방향 돌기는 낮은 돌기 부분과 높은 돌기 부분을 구비한다. 이것에 따르면, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 직경 방향 돌기가 모두 동일한 높이를 갖고 있는 경우에 비교하여 낮은 돌기 부분을 타고넘기 쉬워진다. 낮은 돌기 부분을 타고넘은 공기류는 낮은 돌기 부분의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다.

따라서, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 표면으로부터 박리되기 어려워진다. 이 결과, 공기류를 타이어 표면으로부터 빠져나가게 하지 않고, 공기류와 타이어 표면이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다.

그 밖의 특징은, 낮은 돌기 부분은 타이어 표면 중 타이어 폭 방향에 있어서의 타이어 최대 폭(타이어 최대 폭(TW)) 부분(최대 폭 부분(T))에 형성되어 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 타이어 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라 연장되어 있고 타이어 표면으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 원주 방향 돌기(원주 방향 돌기(100))를 더 구비하고, 원주 방향 돌기의 일부는 복수의 직경 방향 돌기의 각각에 형성된 낮은 돌기 부분을 구성하는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 타이어 폭 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분의 높이는, 타이어 폭 방향에 있어서의 높은 돌기 부분의 최대 높이에 대해 0.2배 이상 0.8배 이하인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 타이어 직경 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분의 길이(낮은 돌기 길이(B))는 2mm 이상 22mm 이하인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 복수의 직경 방향 돌기의 각각이 높은 돌기 부분의 상면과 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면(경사면(65))을 갖고 있고, 경사면과 낮은 돌기 부분의 상면이 이루는 각도는 둔각인 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 복수의 직경 방향 돌기의 각각이 높은 돌기 부분의 상면과 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면을 갖고 있고, 높은 돌기 부분의 상면과 경사면의 경계선은 둥글게 되어 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 복수의 직경 방향 돌기의 각각이 높은 돌기 부분의 상면과 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면을 갖고 있고, 낮은 돌기 부분의 상면과 경사면의 경계선은 둥글게 되어 있는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 복수의 직경 방향 돌기의 각각이 높은 돌기 부분의 상면과 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 벽면을 갖고 있고, 벽면이 높은 돌기 부분의 상면 및 낮은 돌기 부분의 상면과 대략 직각을 형성하는 것을 요지로 한다.

그 밖의 특징은, 높은 돌기 부분의 최대 높이를 "h", 타이어 직경 방향에 대해 직교하는 직경 방향 돌기의 폭을 "w", 인접하는 직경 방향 돌기(60)의 피치를 "p"로 했을 때에, 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 것을 요지로 한다.

본 발명에 따르면, 타이어 사이드부의 온도 상승을 충분히 억제하는 것을 가능하게 하는 공기 타이어를 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도.
도 2는, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 일부 단면 사시도.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 타이어 폭 방향 단면도.
도 4는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 사시도.
도 5는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도면.
도 6은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도.
도 7은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기의 일부를 도시하는 사시도.
도 8은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 단면도(도 7의 C-C 단면도).
도 9는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 10은, 제1 실시 형태의 변경예 1에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도.
도 11은, 제1 실시 형태의 변경예 2에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도.
도 12는, 제1 실시 형태의 변경예 3에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도.
도 13은, 제1 실시 형태의 변경예 4에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도.
도 14는, 제1 실시 형태의 변경예 5에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도.
도 15는, 제1 실시 형태의 변경예 6에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도.
도 16은, 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어의 일부를 도시하는 측면도.
도 17은, 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도면.
도 18은, 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘은 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 19는, 제2 실시 형태의 변경예 1에 관한 원주 방향 돌기(낮은 돌기 부분)를 도시하는 확대 측면도.
도 20은, 제2 실시 형태의 변경예 2에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도.
도 21은, 제2 실시 형태의 변경예 3에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도.
도 22는, 실시예에 있어서의 공기 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(첫번째).
도 23은, 실시예에 있어서의 공기 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(두번째).
도 24는, 실시예에 있어서의 공기 타이어의 열전달률을 나타내는 그래프(세번째).

본 발명에 관한 공기 타이어의 일례에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 부여하고 있다.

단, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것을 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.

[제1 실시 형태]

(공기 타이어의 구성)

제1 실시 형태에 관한 공기 타이어의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도이다. 도 2는, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 일부 단면 사시도이다. 도 3은, 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어를 도시하는 타이어 폭 방향 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 공기 타이어(1)는 한 쌍의 비드부(10)와 카커스층(20)을 구비하고 있다. 한 쌍의 비드부(10)는 비드 코어(10a) 및 비드 필러(10b)를 적어도 포함한다. 카커스층(20)은, 타이어 폭 방향에 있어서, 한 쌍의 비드 코어(10a) 사이에서 환상체 형상으로 형성됨과 함께, 비드 코어(10a)의 외주를 따라 타이어 폭 방향 내측으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 되접힌다.

카커스층(20)의 내측에는, 타이어 폭 방향 단면에 있어서, 타이어 사이드부(30)를 보강하는 초생달 형상의 고무 스톡으로 이루어지는 사이드 보강층(40)이 형성되어 있다. 또한, 타이어 사이드부(30)는, 후술하는 트레드부(80)의 단부인 트레드 숄더(81)로부터 비드부(10)에 걸쳐 설치되는 것을 유의해야 한다.

사이드 보강층(40)의 타이어 폭 방향 내측에는, 튜브에 상당하는 기밀성이 높은 고무층인 내측 라이너(50)가 설치되어 있다. 카커스층(20)의 타이어 폭 방향 외측, 즉, 타이어 사이드부(30)의 표면(이하, 타이어 표면(31))에는, 타이어 직경 방향을 따라 직선 형상으로 연장된 직경 방향 돌기(60)가 형성되어 있다. 직경 방향 돌기(60)는 타이어 표면(31)으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖고 있다. 복수의 직경 방향 돌기(60)는 타이어 회전축(S)을 중심으로 하여 방사상으로 형성되어 있다. 또한, 직경 방향 돌기(60)의 상세에 대해서는 후술한다.

비드부(10)에 있어서의 카커스층(20)의 타이어 폭 방향 외측에는, 타이어 표면(31)으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 림 가드(70)가 설치되어 있다.

카커스층(20)의 타이어 직경 방향 외측에는, 노면과 접하는 트레드부(80)가 설치되어 있다. 카커스층(20)과 트레드부(80) 사이에는, 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해, 제1 벨트층(90A) 및 제2 벨트층(90B)이 형성되어 있다.

(직경 방향 돌기의 구성)

다음에, 상술한 직경 방향 돌기(60)의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 사시도이다. 도 5는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도면이다.

도 5의 (a)는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도 4의 A방향 화살표도이다. 도 5의 (b)는, 제1 실시 형태에 관한 낮은 돌기 부분을 도시하는 확대 측면도이다. 도 5의 (c)는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도 4의 B방향 화살표도이다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 직경 방향 돌기(60)는 타이어 직경 방향(즉, 돌기 연장 방향)에 대략 직교하는 단면 형상이 대략 사각형으로 형성되어 있다. 복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각은 타이어 직경 방향 내측의 단부인 내측 단부(61)와, 타이어 직경 방향 외측의 단부인 외측 단부(62)를 갖고 있다.

내측 단부(61)는 림 가드(70)의 표면과 매끄럽게 이어진다. 한편, 외측 단부(62)는 경사져 타이어 표면(31)과 매끄럽게 이어진다. 외측 단부(62)는 타이어 직경 방향 외측에 단부면(62A)을 갖고 있다. 이 단부면(62A)은 타이어 표면(31)에 대해 경사(α1)진다. 직경 방향 돌기(60)의 상면(60A)과 단부면(62A)의 경계선은 둥글게 되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각은 낮은 돌기 부분(63) 및 높은 돌기 부분(64)을 갖고 있다. 낮은 돌기 부분(63)은 타이어 표면(31) 중 타이어 폭 방향에 있어서의 타이어 최대 폭(TW) 부분(이하, 최대 폭 부분(T))에 형성되어 있다. 최대 폭 부분(T)은 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)를 중심으로, 타이어 직경 방향 내측 및 타이어 직경 방향 외측을 향해 각각 10mm의 범위이다(도 3 참조).

구체적으로는, 타이어 폭 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분(63)의 높이(이하, 낮은 돌기 높이(hs))는, 타이어 폭 방향에 있어서의 높은 돌기 부분(64)의 최대 높이(이하, 높은 돌기 높이(h))보다 낮다. 낮은 돌기 높이(hs)는 높은 돌기 높이(h)에 대해 0.2배 이상 0.8배 이하인 것이 바람직하다.

낮은 돌기 높이(hs)가 높은 돌기 높이(h)에 대해 0.2배 이상인 것에 의해, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류가 낮은 돌기 부분을 타고넘는다. 타고넘은 공기류는 낮은 돌기 부분의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다. 따라서, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류는 타이어 표면(31)으로부터 박리되는 것이 억제된다. 이에 의해, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 충분히 억제된다. 한편, 낮은 돌기 높이(hs)가 높은 돌기 높이(h)에 대해 0.8배 이하인 것에 의해, 낮은 돌기 높이(hs)가 높은 돌기 높이(h)보다 높아지는 일은 없다. 즉, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류는 높은 돌기 부분보다 낮은 돌기 부분을 타고넘기 쉽다. 따라서, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류 타이어 표면(31)으로부터 박리되는 것이 억제된다.

복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각은 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)으로 이어지는 경사면(65)을 갖고 있다. 경사면(65)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)이 이루는 각도는 둔각(α2)이다.

타이어 직경 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분(63)의 길이(이하, 낮은 돌기 길이(B))는 2mm 이상 22mm 이하인 것이 바람직하다. 이 낮은 돌기 길이(B)는 높은 돌기 부분(64)을 제외한 부분이다. 즉, 낮은 돌기 길이(B)는 경사면(65)의 타이어 직경 방향에 있어서의 길이를 포함한다.

낮은 돌기 길이(B)가 2mm 이상인 것에 의해, 낮은 돌기 부분(63)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기류(소위, 하강류)가 발생한다. 이에 의해, 타이어 사이드부(30)(타이어 표면(31))의 온도 상승이 충분히 억제된다. 한편, 낮은 돌기 길이(B)가 22mm 이하인 것에 의해, 높은 돌기 부분(64)의 영역이 확보된다. 그로 인해, 최대 폭 부분(T) 이외의 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 충분히 억제된다.

높은 돌기 높이(h)는 0.5mm 이상 7mm 이하인 것이 바람직하다. 특히, 높은 돌기 높이(h)는 0.5mm 이상 3mm 이하인 것이 바람직하다.

높은 돌기 높이(h)가 0.5mm 이상인 것에 의해, 공기류가 직경 방향 돌기(60)를 타고넘어, 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다. 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기류(소위, 하강류)가 직경 방향 돌기(60) 사이의 타이어 표면(31)에 격하게 충돌하여, 공기류와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다. 이에 의해, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승을 효율적으로 억제할 수 있다. 한편, 높은 돌기 높이(h)가 7mm 이하인 것에 의해, 직경 방향 돌기(60)의 강도를 확보할 수 있다. 이에 의해, 직경 방향 돌기(60) 자체의 내구성이 더 향상된다.

타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 직경 방향 돌기(60)의 폭(이하, 돌기 폭(w))은, 타이어 직경 방향을 향해 일정하다. 돌기 폭(w)은 0.3mm 이상 4mm 이하인 것이 바람직하다. 특히, 돌기 폭(w)은 0.5mm 이상 3mm 이하인 것이 바람직하다.

돌기 폭(w)이 0.3mm 이상인 것에 의해, 직경 방향 돌기(60)의 강도를 확보할 수 있다. 이에 의해, 직경 방향 돌기(60) 자체의 내구성이 더 향상된다. 한편, 돌기 폭(w)이 4mm 이하인 것에 의해, 직경 방향 돌기(60)의 내부 온도(축열 온도)가 더 저감됨으로써, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승을 효율적으로 억제할 수 있다.

다음에, 직경 방향 돌기(60)가 연장되는 방향에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 6은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 직경 방향 돌기(60)의 타이어 직경 방향에 대한 연장 방향 각도(θ)는 -70°≤θ≤70°의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

공기 타이어(1)에서는, 타이어 직경 방향 내측보다 타이어 직경 방향 외측의 쪽이 원주가 길다. 이로 인해, 타이어 직경 방향 내측을 흐르는 공기류(내측 공기류)의 속도는, 타이어 직경 방향 외측을 흐르는 공기류(외측 공기류)의 속도보다 느리다. 따라서, 내측 공기류는 외측 공기류에 휩쓸리게 됨과 함께, 원심력에 의해 직경 방향 외측을 향하고 있다.

연장 방향 각도(θ)가 상기 범위로 설정되기 때문에, 낮은 돌기 부분(63)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기류(소위, 하강류)가 발생한다. 그 결과, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승을 효율적으로 억제할 수 있다.

다음에, 타이어 둘레 방향에 대해 인접하는 직경 방향 돌기(60)의 관계에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 7은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기의 일부를 도시하는 사시도이다. 도 8은, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 단면도(도 7의 C-C 단면도)이다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 높은 돌기 부분의 최대 높이를 "h", 타이어 직경 방향에 대해 직교하는 직경 방향 돌기(60)의 폭을 "w", 인접하는 직경 방향 돌기(60)의 피치를 "p"로 했을 때에, 직경 방향 돌기(60)는 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다. 피치(p)는 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)에 있어서, 낮은 돌기 부분(63)의 돌기 폭(w)의 중심으로부터 인접하는 낮은 돌기 부분(63)의 돌기 폭(w)의 중심까지의 거리를 나타낸다.

특히, 직경 방향 돌기(60)는 2.0≤p/h≤24.0, 또한 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 관계를 만족하도록 형성되는 것이 바람직하다. 직경 방향 돌기(60)는 10.0≤p/h≤20.0, 또한 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 관계를 만족하도록 형성되는 것이 더 바람직하다.

피치(p)와 높은 돌기 높이(h)의 비의 값(p/h)이 1.0보다 큰 것에 의해, 직경 방향 돌기(60)를 타고넘어 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기(소위, 하강류)가 직경 방향 돌기(60) 사이의 타이어 표면(31)에 격하게 충돌하기 쉬워진다. 그 결과, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 더 억제된다. 한편, 피치(p)와 높은 돌기 높이(h)의 비의 값(p/h)이 20.0보다 작은 것에 의해, 직경 방향 돌기(60)를 타고넘어 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기(소위, 하강류)의 발생이 방열 면적에 대해 증대된다. 그 결과, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 더 억제된다.

피치(p)와 돌기 폭(w)의 차와 돌기 폭(w)의 비의 값((p-w)/w)이 1.0보다 큰 것에 의해, 방열 면적은 직경 방향 돌기(60)(상면(60A))의 표면적보다 커진다. 그 결과, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 억제된다. 한편, 피치(p)와 돌기 폭(w)의 차와 돌기 폭(w)의 비의 값((p-w)/w)이 100.0보다 작은 경우는, ((p-w)/w)가 100.0보다 큰 경우에 비해, 직경 방향 돌기(60)를 타고넘어 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기류(소위, 하강류)의 비율이 증대된다. 그 결과, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 더 억제된다.

(공기의 흐름)

다음에, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는 공기의 흐름에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 9는, 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 타이어 사이드부(30)에 있어서, 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)보다 타이어 직경 방향 내측을 흐르는 공기류(내측 공기류)의 속도는, 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)보다 타이어 직경 방향 외측을 흐르는 공기(외측 공기)의 속도보다 느리다. 타이어 직경 방향 내측의 원주보다 타이어 직경 방향 외측의 원주의 쪽이 길기 때문이다.

따라서, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 내측 공기류는 외측 공기류에 휩쓸리게 됨과 함께, 원심력에 의해 타이어 직경 방향 외측을 향하고 있다. 구체적으로는, 타이어 회전축(S)에 가까울수록 타이어 원주의 접선에 대한 공기류의 경사각(θ)이 커진다. 즉, 내측 공기류는 외측 공기류에 비해 타이어 직경 방향을 향하는 직경 방향 성분이 크고 타이어 둘레 방향을 향하는 둘레 방향 성분이 작다.

도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 공기 타이어(1)는 타이어 폭 방향 단면에 있어서 곡률을 갖는 형상을 갖고 있다. 그로 인해, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 직경 방향을 향해 타이어 표면(31)으로부터 박리되기 쉽다(타이어 표면(31)으로부터 이격되기 쉬움).

이것을 고려하여, 직경 방향 돌기(60)는 낮은 돌기 부분(63)과 높은 돌기 부분(64)을 구비한다. 낮은 돌기 부분(63)이 최대 폭 부분(T)에 형성된다. 이것에 따르면, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 직경 방향 돌기(60)가 모두 동일한 높이를 갖고 있는 경우와 비교하여 낮은 돌기 부분(63)을 타고넘기 쉬워진다. 낮은 돌기 부분(63)을 타고넘은 공기류는 낮은 돌기 부분(63)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다(소위, 하강류로 됨).

따라서, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 표면(31)으로부터 박리되기 어려워진다. 즉, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류는 타이어 최대 폭(TW) 근방에서 타이어 표면(31)에 부착되기 쉬워진다.

한편, 둘레 방향 성분을 갖는 공기류는 복수의 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는다. 구체적으로는, 도 8에 도시한 바와 같이, 공기 타이어(1)의 회전에 수반하여 발생하는 공기류(S1)는 직경 방향 돌기(60)에 의해 타이어 표면(31)으로부터 박리된다. 타이어 표면(31)으로부터 박리된 공기류(S1)는 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 전방측의 에지부(E)를 타고넘는다. 직경 방향 돌기(60)를 타고넘은 공기류(S1)는 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다(소위, 하강류로 됨). 그리고, 공기류(S1)는 타이어 표면(31)에 격하게 충돌하여 인접하는 직경 방향 돌기(60)를 향한다.

이때, 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 체류하는 유체(S2)는 당해 후방측에서 체류하는 열을 빼앗아 공기류(S1)에 합류한다. 한편, 인접하는 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 전방측에서 체류하는 유체(S3)는 당해 전방측에서 체류하는 열을 빼앗아 공기류(S1)에 다시 합류한다.

이와 같이, 공기류(S1)는 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흘러 타이어 표면(31)에 격하게 충돌한다. 또한, 공기류(S1)에는, 열을 빼앗은 유체(S2, S3)가 합류한다. 따라서, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 넓은 범위에서 저감된다.

(작용ㆍ효과)

제1 실시 형태에서는, 공기 타이어(1)는 타이어 표면(31)으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 복수의 직경 방향 돌기(60)를 구비한다. 이것에 따르면, 공기류(S1)는 직경 방향 돌기(60)를 타고넘어, 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다. 그 후, 공기류(S1)는 타이어 표면(31)에 격하게 충돌한다. 따라서, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(30)(타이어 표면(31))의 온도 상승이 충분히 억제된다. 이에 의해, 타이어 내구성이 향상된다.

타이어 직경 방향 내측의 원주보다 타이어 직경 방향 외측의 원주의 쪽이 길다. 이로 인해, 타이어 사이드부(30)에 있어서, 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)보다 타이어 직경 방향 내측을 흐르는 공기류(내측 공기류)의 속도는, 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)보다 타이어 직경 방향 외측을 흐르는 공기류(외측 공기류)의 속도보다 느리다.

따라서, 내측 공기류는 외측 공기류에 휩쓸리게 됨과 함께, 원심력에 의해 타이어 직경 방향 외측을 향하고 있다. 구체적으로는, 타이어 회전축(S)에 가까울수록 타이어 원주의 접선에 대한 공기류의 경사각(θ)이 커진다. 즉, 내측 공기류는 외측 공기류에 비해 타이어 직경 방향을 향하는 직경 방향 성분이 크고 타이어 둘레 방향을 향하는 둘레 방향 성분이 작다.

공기 타이어(1)는 타이어 폭 방향 단면에 있어서 곡률을 갖는 형상을 갖고 있다. 그로 인해, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 직경 방향을 향해 타이어 표면(31)으로부터 박리되기 쉽다(타이어 표면(31)으로부터 이격되기 쉬움).

이것을 고려하여, 제1 실시 형태에서는, 직경 방향 돌기(60)는 낮은 돌기 부분(63)과 높은 돌기 부분(64)을 구비한다. 이것에 따르면, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 직경 방향 돌기(60)가 모두 동일한 높이를 갖고 있는 경우와 비교하여 낮은 돌기 부분(63)을 타고넘기 쉬워진다. 낮은 돌기 부분(63)을 타고넘은 공기류는, 낮은 돌기 부분(63)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다.

따라서, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 표면(31)으로부터 박리되기 어려워진다. 이 결과, 공기류를 타이어 표면(31)으로부터 빠져나가게 하는 일이 없다. 그로 인해, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다.

또한, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류(즉, 최대 폭 부분을 흐르는 공기류)는 타이어 표면으로부터 가장 박리되기 쉽다(타이어 표면으로부터 이격되기 쉬움).

이것을 고려하여, 제1 실시 형태에서는, 낮은 돌기 부분이 타이어 표면 중 타이어 폭 방향에 있어서의 타이어 최대 폭(타이어 최대 폭(TW)) 부분(최대 폭 부분(T))에 형성되어 있다. 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류(즉, 최대 폭 부분을 흐르는 공기류)는 높은 돌기 부분보다 낮은 돌기 부분을 타고넘기 쉽다. 낮은 돌기 부분을 타고넘은 공기류는 낮은 돌기 부분의 타이어 회전 방향에 대한 후방측(하류측)에서 타이어 표면에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다. 따라서, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 타이어 표면으로부터 박리되기 어려워진다. 즉, 최대 폭 부분을 흐르는 공기류는 타이어 최대 폭 근방에서 타이어 표면에 부착되기 쉬워진다. 이 결과, 최대 폭 부분을 흐르는 공기류를 타이어 표면으로부터 빠져나가게 하지 않고, 공기류와 타이어 표면이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 낮은 돌기 높이(hs)는 높은 돌기 높이(h)에 대해 0.2배 이상 0.8배 이하이다. 낮은 돌기 길이(B)는 2mm 이상 22mm 이하이다. 따라서, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류(S1)를 타이어 표면(31)으로부터 빠져나가게 하는 일이 없다. 그로 인해, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 높은 돌기 높이(h)는 0.5mm 이상 7mm 이하이고, 돌기 폭(w)은 0.3mm 이상 3mm 이하이다. 이것에 따르면, 직경 방향 돌기(60)의 타이어 회전 방향에 대한 후방측에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흘러 공기류(S1)(하강류)가 타이어 표면(31)에 격하게 충돌한다. 따라서, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 더 억제된다.

제1 실시 형태에서는, 연장 방향 각도(θ)는 -70°≤θ≤70°의 범위로 설정된다. 이것에 따르면, 둘레 방향 성분을 갖는 공기류(S1)가 복수의 직경 방향 돌기(60)를 타고넘기 쉬워진다. 따라서, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 더 억제된다.

제1 실시 형태에서는, 직경 방향 돌기(60)는 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하도록 형성된다. 따라서, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행하기 때문에, 타이어 사이드부(30)의 온도 상승이 넓은 범위에서 저감된다.

(제1 실시 형태: 변경예 1)

상술한 제1 실시 형태에 관한 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)은, 경사면(65)에 의해 이어지는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 10은, 변경예 1에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다. 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각은 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)으로 이어지는 경사면(65)을 갖고 있다. 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 경사면(65)의 경계선은 둥글게 되어 있다. 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)과 경사면(65)의 경계선은 둥글게 되어 있다.

높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 경사면(65)의 경계선, 및 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)과 경사면(65)의 경계선은 반드시 둥글게 될 필요는 없다. 예를 들어, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 경사면(65)의 경계선만이 둥글게 되어 있어도 된다. 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)과 경사면(65)의 경계선만이 둥글게 되어 있어도 된다.

(제1 실시 형태: 변경예 2)

도 11은, 변경예 2에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 복수의 직경 방향 돌기(60)의 각각은 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)으로 이어지는 벽면(66)을 갖고 있다. 벽면(66)은 높은 돌기 부분(64)의 상면(64A) 및 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)과 대략 직각을 형성한다.

(제1 실시 형태: 변경예 3)

상술한 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)의 상면(60A)과 단부면(62A)의 경계선은, 둥글게 되어 있는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 12는, 변경예 3에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 외측 단부(62)는 타이어 직경 방향 외측에 단부면(62A)을 갖고 있다. 이 단부면(62A)은 타이어 표면(31)에 대해 경사(α1)진다. 직경 방향 돌기(60)의 상면(60A)과 단부면(62A)의 경계선은 둥글게 되어 있지 않다.

(제1 실시 형태: 변경예 4)

상술한 제1 실시 형태에 관한 외측 단부(62)의 단부면(62A)은, 타이어 표면(31)에 대해 경사(α1)지는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 13은, 변경예 4에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 외측 단부(62)는 타이어 직경 방향 외측에 단부면(62A)을 갖고 있다. 이 단부면(62A)은 타이어 표면(31)에 대해 직각(α3)을 이루고 있다.

(제1 실시 형태: 변경예 5)

상술한 제1 실시 형태에 관한 돌기 폭(w)은, 타이어 직경 방향을 향해 일정한 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 14는, 변경예 5에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 돌기 폭(w)은 타이어 직경 방향을 향해 일정하지 않다.

구체적으로는, 타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 내측 단부(61)의 폭은, 타이어 직경 방향 중앙 부분에 위치하는 직경 방향 돌기(60)의 직경 방향 돌기 폭(w)보다 넓다. 또한, 타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 외측 단부(62)의 폭은, 타이어 직경 방향 중앙 부분에 위치하는 직경 방향 돌기(60)의 직경 방향 돌기 폭(w)보다 넓다.

타이어 직경 방향에 대해 대략 직교하는 낮은 돌기 부분(63)의 폭이 타이어 직경 방향을 향해 일정하지 않아도 된다.

(제1 실시 형태: 변경예 6)

상술한 제1 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)는, 타이어 직경 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 15는, 변경예 6에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 직경 방향 돌기(60)는 타이어 직경 방향을 향해 만곡하고 있다. 즉, 연장 방향 각도(θ)는 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 크게 변화하고 있다.

연장 방향 각도(θ)는 반드시 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 크게 변화할 필요는 없다. 연장 방향 각도(θ)는 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 작게 변화하고 있어도 된다.

[제2 실시 형태]

이하에 있어서, 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어의 구성에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 16은, 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어의 일부를 도시하는 측면도이다. 도 17은, 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 도면이다. 상술한 제1 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 공기 타이어(1)는 직경 방향 돌기(60) 에 부가하여 원주 방향 돌기(100)를 더 구비하고 있다. 원주 방향 돌기(100)는 타이어 회전축(S)을 중심으로 하는 원주를 따라 연장되어 있고, 타이어 표면(31)으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는다. 원주 방향 돌기(100)의 일부는 복수의 직경 방향 돌기의 각각에 형성된 낮은 돌기 부분(63)을 구성한다.

즉, 타이어 폭 방향에 있어서의 원주 방향 돌기(100)의 높이(hs')는, 낮은 돌기 높이(hs)와 대략 동등하다. 또한, 타이어 둘레 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 원주 방향 돌기의 타이어 둘레 방향에 있어서의 폭(ws)은 타이어 직경 방향에 있어서의 낮은 돌기 부분(63)의 상면의 길이(경사면(65)을 제외한 낮은 돌기 길이(B))와 대략 동일하다.

도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 원주 방향 돌기(100)는 타이어 둘레 방향(즉, 돌기 연장 방향)에 대략 직교하는 단면 형상이 대략 사각형으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 원주 방향 돌기(100)는 타이어 직경 방향 내측의 내측면(101)과, 타이어 직경 방향 외측의 외측면(102)을 갖고 있다.

내측면(101)은 타이어 표면(31)에 대해 90°의 각도(직각면)를 이루고 있다. 즉, 내측면(101)은 직경 방향 돌기(60)와 타이어 표면에 대해 직각으로 이어져 있다. 외측면(102)은 타이어 표면(31)에 대해 90°의 각도(직각면)를 이루고 있다. 즉, 외측면(102)은 직경 방향 돌기(60)와 타이어 표면에 대해 직각으로 이어져 있다.

(공기의 흐름)

다음에, 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는 공기의 흐름에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 18은, 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)를 타고넘는 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

도 18에 도시한 바와 같이, 내측 공기는 외측 공기에 휩쓸리게 됨과 함께, 원심력에 의해 직경 방향 외측을 향하고 있다. 직경 방향 돌기(60) 및 원주 방향 돌기(100)를 타고넘은 공기류는, 직경 방향 돌기(60) 및 원주 방향 돌기(100)의 타이어 직경 방향 외측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다(하강류로 됨).

따라서, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류(즉, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류)는 타이어 표면(31)으로부터 박리되기 어려워진다. 즉, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류는 타이어 최대 폭(TW) 근방에서 타이어 표면(31)에 부착되기 쉬워진다.

(작용ㆍ효과)

제2 실시 형태에서는, 공기 타이어(1)는 원주 방향을 따라 연장되는 원주 방향 돌기(100)를 더 구비한다. 원주 방향 돌기(100)의 일부가 낮은 돌기 부분(63)을 구성한다. 이것에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 직경 방향 성분이 큰 내측 공기류는 직경 방향 돌기(60)가 모두 동일한 높이를 갖고 있는 경우와 비교하여 원주 방향 돌기(100)를 타고넘기 쉬워진다. 원주 방향 돌기(100)를 타고넘은 공기류는, 원주 방향 돌기(100)의 타이어 직경 방향 외측(하류측)에서 타이어 표면(31)에 대해 대략 직각 방향으로 흐른다(하강류로 됨).

이 결과, 최대 폭 부분(T)을 흐르는 공기류를 타이어 표면(31)으로부터 더 빠져나가게 하는 일이 없다. 또한, 원주 방향 돌기(100)에 의해 대략 직각 방향으로 흐르는 공기류(하강류)가 증대된다. 그 결과, 공기류(S1)와 타이어 표면(31)이 적극적으로 열교환을 행할 수 있다.

(제2 실시 형태: 변경예 1)

상술한 제2 실시 형태에 관한 원주 방향 돌기(100)는, 타이어 둘레 방향(즉, 돌기 연장 방향)에 대략 직교하는 단면 형상이 대략 사각형으로 형성되어 있는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 19는, 변경예 1에 관한 직경 방향 돌기를 도시하는 확대 측면도이다. 도 19의 (a)에 도시한 바와 같이, 원주 방향 돌기(100)는 타이어 둘레 방향(즉, 돌기 연장 방향)에 대략 직교하는 단면 형상이 대략 사다리꼴로 형성되어 있다.

구체적으로는, 내측면(101)은 타이어 표면(31)에 대해 0°보다 크고 90°보다 작은 각도(경사면)를 이루고 있다. 즉, 내측면(101)은 직경 방향 돌기(60)와 타이어 표면에 대해 경사져 이어져 있다. 외측면(102)은 타이어 표면(31)에 대해 0°보다 크고 90°보다 작은 각도(경사면)를 이루고 있다. 즉, 외측면(102)은 직경 방향 돌기(60)와 타이어 표면에 대해 경사져 이어져 있다.

내측면(101) 및 외측면(102)은 반드시 경사면일 필요는 없다. 예를 들어, 도 19의 (b)에 도시한 바와 같이, 내측면(101)만이 타이어 표면(31)에 대해 경사져 있어도 된다. 도 19의 (c)에 도시한 바와 같이, 외측면(102)만이 타이어 표면(31)에 대해 경사져 있어도 된다.

(제2 실시 형태: 변경예 2)

상술한 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기 폭(w)은, 타이어 둘레 방향을 향해 일정한 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 20은, 변경예 2에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도이다. 도 20에 도시한 바와 같이, 직경 방향 돌기 폭(w)은 타이어 직경 방향을 향해 일정하지 않다.

구체적으로는, 타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 내측 단부(61)의 폭은, 내측 단부(61)로부터 최대 폭 부분(T)까지의 중간 부분에 위치하는 직경 방향 돌기(60)의 직경 방향 돌기 폭(w)보다 넓다. 즉, 내측 단부(61)는 림 가드(70)와 넓은 폭에서 이어진다.

타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대해 대략 직교하는 외측 단부(62)의 폭은, 내측 단부(61)로부터 최대 폭 부분(T)까지의 중간 부분에 위치하는 직경 방향 돌기(60)의 직경 방향 돌기 폭(w)보다 넓다. 즉, 외측 단부(62)는 타이어 표면(31)과 넓은 폭에서 이어진다.

최대 폭 부분(T)에 있어서, 타이어 직경 방향에 대해 대략 직교하는 낮은 돌기 부분(63)의 폭은 원주 방향 돌기(100)와 넓은 폭에서 이어져도 된다.

(제2 실시 형태: 변경예 3)

상술한 제2 실시 형태에 관한 직경 방향 돌기(60)는, 타이어 직경 방향을 따라 직선 형상으로 연장되는 것으로서 설명했지만, 이하와 같이 변경해도 된다. 상술한 제2 실시 형태에 관한 공기 타이어(1)와 동일 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상이한 부분을 주로 설명한다.

도 21은, 변경예 3에 관한 공기 타이어를 도시하는 측면도이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 직경 방향 돌기(60)는 타이어 직경 방향을 향해 만곡하고 있다. 즉, 연장 방향 각도(θ)는 타이어 직경 방향 내측으로부터 타이어 직경 방향 외측을 향해 크게 변화하고 있다.

[그 밖의 실시 형태]

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

구체적으로는, 복수의 직경 방향 돌기(60)의 내측 단부(61)는, 림 가드(70)와 매끄럽게 이어지는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 복수의 직경 방향 돌기(60)의 내측 단부(61)는 림 가드(70)와 이격되어 있어도 된다. 즉, 림 가드(70)는 반드시 타이어 표면(31)에 설치될 필요는 없다.

경사면(65)은, 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)이 이루는 각도는 둔각(α2)인 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 경사면(65)과 낮은 돌기 부분(63)의 상면(63A)이 이루는 각도는 예각이어도 된다.

복수의 직경 방향 돌기(60)는, 타이어 직경 방향(돌기 연장 방향)에 대략 직교하는 단면 형상이 대략 사각형으로 형성되어 있는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 직경 방향 돌기(60)는 대략 삼각형이나 대략 사다리꼴로 형성되어 있어도 된다.

또한, 직경 방향 돌기(60)(돌기 높이(h))나 원주 방향 돌기(100)(원주 방향 돌기의 높이(hs'))는 반드시 동일한 높이일 필요는 없다. 예를 들어, 타이어 직경 방향 내측(내측 단부(61)나 내측면(101))과 타이어 직경 방향 외측(외측 단부(62)나 외측면(102))이 상이한 높이여도 된다.

공기 타이어(1)는 사이드 보강층(40)을 갖고 있는(즉, 런 플랫 타이어) 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 공기 타이어(1)는 사이드 보강층(40)을 갖고 있지 않아도 물론 된다.

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

실시예

다음에, 본 발명의 효과를 더 명확하게 하기 위해, 이하의 비교예 및 실시예에 관한 공기 타이어를 사용하여 행한 시험 결과에 대해 설명한다. 본 발명은 이들의 예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 각 공기 타이어에 관한 데이터는, 이하에 나타내는 조건에 있어서 측정되었다.

ㆍ타이어 크기: 285/50R20

ㆍ휠 크기: 8JJ×20

ㆍ내압 조건: 0kPa(펑크 상태)

ㆍ하중 조건: 9.8kN

ㆍ속도 조건: 90km/h

각 공기 타이어의 구성 및 시험 결과(내구성)에 대해, 표 1 내지 표 3을 참조하면서 설명한다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1에 관한 공기 타이어는 타이어 표면에 돌기(직경 방향 돌기(60) 및 원주 방향 돌기(100))를 구비하고 있지 않다. 비교예 2에 관한 공기 타이어는 낮은 돌기 부분이 형성되어 있지 않고 높은 돌기 부분만으로 이루어지는 직경 방향 돌기를 구비하고 있다. 비교예 3에 관한 공기 타이어는 타이어 최대 폭(TW)의 위치(TWP)를 경계로 분단되는 직경 방향 돌기를 구비하고 있다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 5에 관한 공기 타이어는 제1 실시 형태에서 설명한 직경 방향 돌기(60)를 구비하고 있다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 6 내지 11에 관한 공기 타이어는 직경 방향 돌기(60)에 부가하여 제2 실시 형태에서 설명한 원주 방향 돌기(100)를 구비하고 있다.

<내구성>

각 공기 타이어를 시험 드럼에 장착하고, 공기 타이어가 고장날 때까지(예를 들어, 사이드 보강층 근방에 발생하는 세퍼레이션이 발생할 때까지)의 내구 거리를 지수화했다. 비교예 2에 관한 공기 타이어의 내구성을 100으로 하고, 그 밖의 공기 타이어의 내구성을 평가했다. 수치가 클수록 내구성이 우수하다.

이 결과, 실시예 1 내지 11에 관한 공기 타이어는, 비교예 1 내지 3에 관한 공기 타이어에 비해 타이어 사이드부의 온도의 방열 효과가 높기 때문에, 공기 타이어 자체의 내구성이 향상되는 것을 알았다.

특히, 낮은 돌기 높이(hs)가 높은 돌기 높이(h)에 대해 0.2배 이상 0.8배 이하인 공기 타이어나, 낮은 돌기 길이(B)가 2mm 이상 22mm 이하인 공기 타이어는, 타이어 사이드부의 온도의 방열 효과가 우수한 것을 알았다. 또한, 직경 방향 돌기(60)에 부가하여 원주 방향 돌기(100)가 형성되는 공기 타이어는, 타이어 사이드부의 온도의 방열 효과가 더 우수한 것도 알았다.

다음에, 난류 발생용 돌기의 p/h, (p-w)/w, 연장 방향 각도(θ)를 바꾼 것을 사용하여, 내구성 시험의 결과를 도 22 내지 도 24에 나타낸다. 도 22 내지 도 24의 그래프의 종축은 열전달률을 나타내고 있다. 열전달률은 히터에 정전압을 인가하여 일정한 열량을 발생시키고 그것을 송풍기에 의해 보냈을 때의 타이어 표면의 온도와 풍속을 측정하여 구하고 있다. 즉, 이 열전달률이 클수록 타이어 사이드부의 방열 효과가 높아 내구성이 우수하다. 여기서는, 직경 방향 돌기(60) 및 원주 방향 돌기(100)가 형성되어 있지 않은 공기 타이어(상술한 비교예 1)의 열전달률을 "100"으로 설정하고 있다. 이 열전달률 측정 시험은 이하의 조건에서 행했다.

ㆍ타이어 크기: 285/50R20

ㆍ휠 크기: 8JJ×20

ㆍ내압 조건: 0kPa(펑크 상태)

ㆍ하중 조건: 0.5kN

ㆍ속도 조건: 90km/h

도 22에 나타낸 바와 같이, 직경 방향 돌기의 피치(p)와 높은 돌기 높이(h)의 비의 값(p/h)과 열전달률의 관계는, p/h가 1.0 이상이고, 또한 50.0 이하에서 열전달률이 높아지고 있다. p/h는, 2.0 내지 24.0의 범위에서 열전달률이 더 좋아지고 있다. 이로 인해, 1.0≤p/h≤50.0의 관계를 만족하는 직경 방향 돌기를 형성하는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 특히, 2.0≤p/h≤24.0의 관계를 만족하는 직경 방향 돌기를 형성하는 범위로 설정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 10.0≤p/h≤20.0의 관계를 만족하는 직경 방향 돌기를 형성하는 것이 더 바람직한 것을 알 수 있다.

도 23에 나타낸 바와 같이, (p-w)/w와 열전달률(상기 열전달률과 마찬가지의 방법으로 측정)과의 관계로부터, 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 직경 방향 돌기를 형성하는 것이 좋은 것을 알 수 있다. 특히, 4.0≤(p-w)/w≤39.0의 관계를 만족하는 직경 방향 돌기를 형성하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

도 24에 나타낸 바와 같이, 연장 방향 각도(θ)가 0 내지 70°의 범위로 되도록 직경 방향 돌기를 형성하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다. 또한, 연장 방향 각도(θ)가 0 내지 -70°의 범위로 설정되어도 마찬가지의 열전달률을 나타내는 것이라 생각할 수 있다.

또한, 일본 특허 출원 제2008-132255호(2008년 5월 20일 출원)의 전체 내용이, 참조에 의해 본원 명세서에 포함되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 공기 타이어는, 타이어 사이드부의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있기 때문에, 공기 타이어의 제조 기술 등에 있어서 유용하다.

1: 공기 타이어
10: 비드부
10a: 비드 코어
10b: 비드 필러
20: 카커스층
30: 타이어 사이드부
31: 타이어 표면
40: 사이드 보강층
50: 내측 라이너
60: 직경 방향 돌기
61: 내측 단부
62: 외측 단부
62A: 단부면
63: 낮은 돌기 부분
63A: 낮은 돌기 부분의 상면
64: 높은 돌기 부분
64A: 높은 돌기 부분의 상면
65: 경사면
66: 벽면
70: 림 가드
80: 트레드부
81: 트레드 숄더
90A: 제1 벨트층
90B: 제2 벨트층
100: 원주 방향 돌기
101: 내측면
102: 외측면

Claims

타이어 표면에 있어서 타이어 직경 방향을 따라 연장되어 있고 상기 타이어 표면으로부터 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 복수의 직경 방향 돌기를 구비하고,
상기 복수의 직경 방향 돌기는 타이어 회전축을 중심으로 하여 방사상으로 형성되어 있고,
상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각은 낮은 돌기 부분 및 높은 돌기 부분을 갖고 있고,
상기 타이어 폭 방향에 있어서의 상기 낮은 돌기 부분의 높이는, 상기 타이어 폭 방향에 있어서의 상기 높은 돌기 부분의 최대 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 낮은 돌기 부분은 상기 타이어 표면 중 상기 타이어 폭 방향에 있어서의 타이어 최대 폭 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 타이어 회전축을 중심으로 하는 원주를 따라 연장되어 있고 상기 타이어 표면으로부터 상기 타이어 폭 방향 외측으로 돌출되는 형상을 갖는 원주 방향 돌기를 더 구비하고,
상기 원주 방향 돌기의 일부는 상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각에 형성된 상기 낮은 돌기 부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 타이어 폭 방향에 있어서의 상기 낮은 돌기 부분의 높이는, 상기 타이어 폭 방향에 있어서의 상기 높은 돌기 부분의 최대 높이에 대해 0.2배 이상 0.8배 이하인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 타이어 직경 방향에 있어서의 상기 낮은 돌기 부분의 길이는 2mm 이상 22mm 이하인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각은 상기 높은 돌기 부분의 상면과 상기 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면을 갖고 있고,
상기 경사면과 상기 낮은 돌기 부분의 상면이 이루는 각도는 둔각인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제6항에 있어서, 상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각은 상기 높은 돌기 부분의 상면과 상기 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면을 갖고 있고,
상기 높은 돌기 부분의 상면과 상기 경사면의 경계선은 둥글게 되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제6항에 있어서, 상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각은 상기 높은 돌기 부분의 상면과 상기 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 경사면을 갖고 있고,
상기 낮은 돌기 부분의 상면과 상기 경사면의 경계선은 둥글게 되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 복수의 직경 방향 돌기의 각각은 상기 높은 돌기 부분의 상면과 상기 낮은 돌기 부분의 상면으로 이어지는 벽면을 갖고 있고,
상기 벽면은 상기 높은 돌기 부분의 상면 및 상기 낮은 돌기 부분의 상면과 대략 직각을 형성하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 높은 돌기 부분의 최대 높이를 "h", 상기 타이어 직경 방향에 대해 직교하는 상기 직경 방향 돌기의 폭을 "w", 인접하는 상기 직경 방향 돌기의 피치를 "p"로 했을 때에, 1.0≤p/h≤50.0, 또한 1.0≤(p-w)/w≤100.0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.