JP2009160992A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 本発明は、タイヤ表面９におけるタイヤ最大幅の位置であるタイヤ幅最大位置から、リムフランジと接するビード部３のタイヤ径方向外側の位置であるビード外側位置までの範囲に設けられ、乱流を発生させる乱流発生用突起１１を少なくとも備え、乱流発生用突起１１が、タイヤ径方向に沿って延在する複数の径方向突起１１Ａと、タイヤ周方向に沿って略円弧状に延在する複数の周方向突起１１Ｂとを有することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、タイヤ表面の少なくとも一部に、乱流を発生させる乱流発生用突起が設けられる空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤにおけるタイヤ温度の上昇は、材料物性の変化などの経時的変化を促進したり、高速走行時にはトレッド部の破損などの原因になり、耐久性の観点から好ましくないとされている。特に、重荷重での使用となるオフザロードラジアルタイヤ（ＯＲＲ）や、トラック・バスラジアルタイヤ（ＴＢＲ）、パンク走行時（内圧０ｋＰａ走行時）のランフラットタイヤにおいては、タイヤの耐久性を向上させるために、タイヤ温度を低減させることが大きな課題となっている。

例えば、ビード部がリムフランジと接する位置の近傍での厚さをトレッド幅方向外側へ厚くし、かつ、この厚くした補強部がリムフランジを包み込む形状（いわゆる、リムガード）で構成されていることにより、サイドウォール部におけるタイヤ表面（特に、ビード部）の撓みを抑制してタイヤ温度を低減させる空気入りタイヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７６４３１号公報（第２〜５頁）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、ビード部が厚いことによって、該ビード部での温度が上昇してしまうため、荷重時の倒れ込みにより補強部が破壊されることがあり、この破壊で生じたクラック等の進展によりビード部近傍が故障してしまうという問題があった。

特に、重荷重用タイヤでは、荷重時の倒れ込みが大きいため、補強部を設けることが懸念されている。しかし、この重荷重用タイヤでは、ビード部に補強部が設けられていなくても、他のサイドウォール部におけるタイヤ表面と比べてビード部は元々厚く形成されていることにより、該ビード部での温度が上昇してしまい、ビード部の耐久性のみならず、タイヤの耐久性が低下してしまう。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した状況に基づいて、発明者らは、タイヤ温度を効率的に低減させることについて分析した。この結果、空気入りタイヤの回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風の速度や、車両の走行に伴って車両前方から発生する風（走行風）の速度を速くして、タイヤ表面、特にビード部の温度上昇を抑制することが、タイヤ温度の放熱率を高めることが判明した。

そこで、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴に係る発明は、タイヤ表面におけるタイヤ最大幅の位置であるタイヤ幅最大位置から、リムフランジと接するビード部のタイヤ径方向外側の位置であるビード外側位置までの範囲に設けられ、乱流を発生させる乱流発生用突起を少なくとも備え、乱流発生用突起が、タイヤ径方向に沿って延在する複数の径方向突起と、タイヤ周方向に沿って略円弧状に延在する複数の周方向突起とを有することを要旨とする。

なお、タイヤ表面は、タイヤ外面（例えば、トレッド部やサイドウォール部の外表面）及びタイヤ内面（例えば、インナーライナーの内表面）を含むものとする。

かかる特徴によれば、空気入りタイヤの回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風の流れを複数の径方向突起により加速させ、車両の走行に伴って車両前方から発生する走行風を複数の周方向突起により加速させることができるため、タイヤ温度の放熱率を高めることができる。つまり、加速した回転風及び走行風によって、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

その他の特徴に係る発明は、径方向突起と周方向突起とが、分離して設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、径方向突起と周方向突起とが、分離して設けられていることによって、径方向突起と周方向突起とが連続して設けられている場合と比べて、乱流発生用突起を乗り越えた風（回転風及び走行風）とタイヤ表面との熱交換が促進され、タイヤ温度の放熱率をさらに高めることができる。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起の延在方向に略直交する断面形状における下側辺の幅である突起幅（ｗ）が、２〜１０ｍｍに設定されることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さ（ｈ）が、３〜２０ｍｍに設定されることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、突起高さ（ｈ）が、７．５〜１５ｍｍに設定されることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、トレッド幅方向断面において、周方向突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置から、リムフランジの最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置までの距離である突起リム距離（ｄ）が、３０〜２００ｍｍに設定されることを要旨とする。

なお、突起リム距離（ｄ）は、正規リムに装着された状態で正規内圧が充填された際（正規荷重が負荷された際も含む）で計測された値であるものとする。この「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。また、上記「正規内圧」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。また、上記「正規荷重」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起では、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起では、延在方向に略直交する断面形状が略台形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起では、延在方向に略直交する断面形状が略三角形で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起では、延在方向に略直交する断面形状が段差を有する段付き形状で形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起には、延在方向に略直交する方向に貫通する貫通孔が形成されていることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、互いに隣接する乱流発生用突起同士の間隔のピッチを“ｐ”、突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことを要旨とする。

なお、「ｐ／ｈ」とは、乱流発生用突起の最もタイヤ径方向内側（突起最内位置（Ｐ１））から乱流発生用突起の最もタイヤ径方向外側（突起最外位置（Ｐ２））まで中間の位置で測定されるものとする。

その他の特徴に係る発明は、径方向突起の前記タイヤ径方向に対する径方向突起傾斜角（θ１）が、−３０°≦θ１≦３０°の範囲を満たすことを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、周方向突起の前記タイヤ径方向に対する周方向突起傾斜角（θ２）が、６０°≦θ２≦１２０°の範囲を満たすことを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、乱流発生用突起の延在方向に略直交する断面形状における下側辺の幅である突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、重荷重用タイヤであることを要旨とする。

本発明によれば、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（空気入りタイヤの構成）
まず、本実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤを示す側面図であり、図２は、本実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。なお、本実施の形態に係る空気入りタイヤは、重荷重用タイヤであるものとする。

図１〜図３に示すように、空気入りタイヤ１は、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを少なくとも含む一対のビード部３と、該ビードコア３ａで折り返すカーカス層５とを備えている。

このカーカス層５の内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー７が設けられている。また、カーカス層５のトレッド幅方向外側、すなわち、サイドウォール部におけるタイヤ表面９（タイヤサイド表面）には、乱流を発生させる乱流発生用突起１１が設けられている。

カーカス層５のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド部１３が設けられている。また、カーカス層５とトレッド部１３との間には、トレッド部１３を補強する複数のベルト層１５が設けられている。

（乱流発生用突起の構成）
次に、乱流発生用突起１１の構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、図４は、本実施の形態に係る乱流発生用突起を示す斜視図であり、図５（ａ）は、本実施の形態に係る径方向突起を示す拡大側面図であり、図５（ｂ）は、本実施の形態に係る周方向突起を示す拡大側面図である。

図１〜図３に示すように、乱流発生用突起１１は、タイヤ表面９におけるタイヤ最大幅ＴＷの位置であるタイヤ幅最大位置Ｐ１から、リムフランジ１７と接するビード部３のタイヤ径方向外側の位置であるビード外側位置Ｐ２までの範囲Ｒに設けられている。

具体的には、乱流発生用突起１１は、タイヤ径方向（すなわち、ラジアル方向）に沿って直線状で連続して延在する複数の径方向突起１１Ａと、タイヤ径方向に１列で配置され、かつ、タイヤ周方向（すなわち、タイヤ回転方向）に沿って略円弧状に延在する複数の周方向突起１１Ｂとを有している。

この径方向突起１１Ａと周方向突起１１Ｂとは、分離して設けられている。また、乱流発生用突起１１（径方向突起１１Ａ及び周方向突起１１Ｂ）は、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されている。

図３に示すように、トレッド幅方向断面において、周方向突起１１Ｂの最もタイヤ径方向内側である突起最内位置Ｐ３から、リムフランジ１７の最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置Ｐ４までの距離である突起リム距離（ｄ）は、３０〜２００ｍｍで設定されることが好ましい。

なお、突起リム距離（ｄ）が３０ｍｍよりも小さいと、リムフランジ１７との接触により、乱流発生用突起１１が削れてしまうことがあり、該乱流発生用突起１１の耐久性が低下してしまうことがある。一方、突起リム距離（ｄ）が２００ｍｍよりも大きいと、他のサイドウォール部におけるタイヤ表面９と比べて元々厚く形成されるビード部３近傍の温度を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

図４に示すように、乱流発生用突起（径方向突起１１Ａ及び周方向突起１１Ｂ）の延在方向に略直交する断面形状における下側辺の幅である突起幅（ｗ）は、２〜１０ｍｍに設定されている。

なお、突起幅（ｗ）が２ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１１の強度が弱くなりすぎてしまい、回転風や走行風により乱流発生用突起１１が振動してしまい、乱流発生用突起１１自体の耐久性が低下してしまう場合がある。一方、突起幅（ｗ）が１０ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

タイヤ表面９から乱流発生用突起１１の最も突出する位置までの突起高さ（ｈ）は、３〜２０ｍｍで設定されている。特に、突起高さ（ｈ）は、７．５〜１５ｍｍに設定されることが好ましい。

なお、突起高さ（ｈ）が３ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１１を乗り越える回転風や走行風の流れを加速させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。一方、突起高さ（ｈ）が２０ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であるとともに、乱流発生用突起１１の強度が弱くなりすぎてしまい、上述した問題が発生する場合がある。

ここで、上述した突起高さを“ｈ”、互いに隣接する乱流発生用突起１１同士の間隔のピッチを“ｐ”、突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことが好ましい。

特に、２．０≦ｐ／ｈ≦１５．０の関係に設定することが好ましく、４．０≦ｐ／ｈ≦１０．０の関係に設定することがさらに好ましい。また、５．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦７０．０の関係に設定することが好ましく、１０．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦３０．０の関係に設定することがさらに好ましい。なお、ピッチ（ｐ）は、各乱流発生用突起１１の延在方向の中央における幅を２等分した互いの点間の距離とする。

上記のように、回転風や走行風（乱流）は、ピッチ（ｐ）を細かく刻み過ぎると、すなわちピッチ（ｐ）を狭くすると、乱流発生用突起１１間のタイヤ表面９（溝底部）に回転風や走行風が入り込まず、ピッチ（ｐ）を広げすぎると乱流発生用突起１１の形状加工が無い場合と同等となってしまうため、上記した数値範囲に設定することが好ましい。

また、（ｐ−ｗ）／ｗは、ピッチ（ｐ）に対する突起幅の割合を示すものであり、これが小さすぎることは、放熱を向上させたい面の面積に対する乱流発生用突起１１の表面積の割合が等しくなることと同様である。乱流発生用突起１１は、ゴムでなり表面積増加による放熱向上効果が期待できないため、（ｐ−ｗ）／ｗの最小値を１．０に規定している。

さらに、乱流発生用突起１１は、上記突起高さを“ｈ”、突起幅を“ｗ”でとしたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことが好ましい。

なお、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値（ｈ／ｗ）が１．０よりも小さいと、乱流発生用突起１１を乗り越える回転風や走行風を加速させるには不十分であり、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度を効率的に低減させることができない場合がある。一方、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値（ｈ／ｗ）が１０よりも大きいと、乱流発生用突起１１内の温度（蓄熱温度）を低減させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合がある。

図５（ａ）に示すように、径方向突起１１Ａのタイヤ径方向に対する径方向突起傾斜角（θ１）は、−３０°≦θ１≦３０°の範囲を満たすことが好ましい。空気入りタイヤ１は、回転体であるため、サイドウォール部におけるタイヤ表面９の回転風や走行風は、遠心力により径方向外側に向かっている。つまり、乱流発生用突起１１の空気の流入に対し背面側の澱み部分を低減し放熱を向上させるため、径方向突起傾斜角（θ１）を上記角度範囲に設定することが好ましい。

なお、径方向突起１１Ａは、必ずしも径方向突起傾斜角（θ１）が全て等しく設定される必要はなく、径方向突起傾斜角（θ１）が上記範囲内であれば、それぞれ異なる径方向突起傾斜角（θ１）であってもよく、それぞれ異なる傾斜方向であっても勿論よい。

図５（ｂ）に示すように、周方向突起１１Ｂのタイヤ周方向に対する周方向突起傾斜角（θ２）は、−２０°≦θ２≦２０°の範囲を満たすことが好ましい。車両の走行に伴って車両前方から発生する走行風が乱流発生用突起１１に対して傾斜して突き当たるため、乱流発生用突起１１に対して略直交で流れるときと比べて、乱流発生用突起１１を乗り越える走行風を加速させるには不十分であり、タイヤ温度を効率的に低減させることができない場合があるため、周方向突起傾斜角（θ２）を上記角度範囲に設定することが好ましい。

（変更例１）
上述した実施の形態に係る周方向突起１１Ｂは、タイヤ径方向に１列で配置されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図６は、変更例１に係る空気入りタイヤを示す側面図である。図６に示すように、周方向突起１１Ｂは、タイヤ径方向に３列で配置され、かつ、タイヤ周方向に沿って略円弧状に延在する。なお、周方向突起１１Ｂは、必ずしもタイヤ径方向に３列で配置される必要はなく、上述した実施の形態のように、１列に配置されてもよく、複数列に配置されてもよいことは勿論である。

（変更例２）
上述した実施の形態に係る径方向突起１１Ａは、タイヤ径方向に沿って直線状で連続して延在するものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図７は、変更例２に係る空気入りタイヤを示す側面図である。図７に示すように、径方向突起１１Ａは、タイヤ径方向に沿って延在する。また、径方向突起１１Ａは、タイヤ径方向に向かって複数分離（図面では３つに分離）して設けられている。なお、径方向突起１１Ａは、必ずしも同数に分離している必要はなく、異なる数に分離していてもよいことは勿論である。

また、周方向突起１１Ｂは、タイヤ径方向に３列で配置され、かつ、タイヤ周方向に沿って略円弧状に延在する。なお、周方向突起１１Ｂは、必ずしもタイヤ径方向に３列で配置される必要はなく、上述した実施の形態のように、１列に配置されてもよく、複数列に配置されてもよいことは勿論である。

（変更例３）
上述した実施の形態に係る径方向突起１１Ａは、タイヤ径方向に沿って直線状で延在するものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図８は、変更例３に係る空気入りタイヤを示す側面図である。図８に示すように、径方向突起１１Ａは、タイヤ径方向へ向けて曲線状で等間隔に変位する屈曲部２１を有している。この径方向突起１１Ａは、複数の屈曲部２１によりタイヤ径方向に対して交互に傾いている。

なお、径方向突起１１Ａは、必ずしもタイヤ径方向へ向けて曲線状で変位する必要はなく、図９に示すように、タイヤ径方向へ向けて直線状で変位していても勿論よい。

（変更例４）
上述した実施の形態に係る乱流発生用突起１１は、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図１０〜図１３は、変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、乱流発生用突起１１は、角部分の劣化によるクラックの発生を防止するために、延在方向に略直交する断面形状が略台形で形成されていてもよい。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θａ）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θｂ）は、必ずしも同じ角度である必要はない。

また、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、略四角形である場合と比べて、下側辺の寸法や剛性を確保しつつ、ゴムの使用量を減らすために、延在方向に略直交する断面形状が略三角形で形成されていてもよい。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θｃ）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θｄ）は、必ずしも同じ角度である必要はない。

また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、略三角形である場合と同様に、下側辺の寸法や剛性を確保しつつ、ゴムの使用量を減らすために、延在方向に略直交する断面形状が段差２３を有する段付き形状で形成されていてもよい。この場合、段差２３は、図１２（ａ）に示すように、乱流発生用突起１１の両方の側面に設けられていてもよく、図１２（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１の一方の側面に設けられていてもよい。なお、この断面形状において、乱流発生用突起１１の一方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θｅ）、及び、乱流発生用突起１１の他方の側面とタイヤ表面９との傾斜角度（θｆ）は、必ずしも直角である必要はなく、かつ、同じ角度である必要はない。また、段差２３の一方の面と他方の面とは、交差角度（θｇ）が略直角のみに限定されるものではなく、傾斜していても勿論よい。

さらに、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、乱流発生用突起１１は、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されており、該乱流発生用突起１１には、乱流発生用突起１１自体の放熱率を高めるために、延在方向に略直交する方向に貫通する複数の貫通孔２５が形成されていてもよい。

なお、貫通孔２５が形成される乱流発生用突起１１では、必ずしも延在方向に略直交する断面形状が略四角形である必要はなく、例えば、図１３（ｃ）に示すように、略台形であってもよく、図１３（ｄ）に示すように、略三角形であってもよく、図１３（ｅ）に示すように、段差２３を有する段付き形状であってもよい。

［その他の実施の形態］
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、乱流発生用突起１１は、タイヤ表面９と略平行な上面及びタイヤ表面９（底面）が平面である場合、この対向する面が必ずしも平行に形成されている必要はなく、例えば、タイヤ回転方向（車両走行方向）に向けて傾斜（上昇・下降）していてもよく、対向する面が非対称であってもよい。

また、径方向突起１１Ａと周方向突起１１Ｂとは、分離して設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、連続して設けられていてもよい。

さらに、空気入りタイヤ１は、重荷重用タイヤであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、一般の乗用車用ラジアルタイヤ、バイアスタイヤ等であっても勿論よい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

（作用・効果）
以上説明した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、空気入りタイヤ１の回転に伴ってタイヤ回転方向前方から発生する回転風の流れを複数の径方向突起１１Ａにより加速させ、車両の走行に伴って車両前方から発生する走行風を複数の周方向突起１１Ｂにより加速させることができるため、タイヤ温度の放熱率を高めることができる。つまり、加速した回転風及び走行風によって、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

具体的には、図１４（ａ）に示すように、回転風Ｓ１は、径方向突起１１Ａよりタイヤ表面９から剥離されて径方向突起１１Ａの前方側のエッジ部Ｅを乗り越えて、径方向突起１１Ａの背面側（後側）へ向けて加速する。

そして、加速した回転風Ｓ１は、径方向突起１１Ａの背面側でタイヤ表面９に対して鉛直方向に流れる（いわゆる、下降流）。このとき、回転風Ｓ１の流れが滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ２は、径方向突起１１Ａの背面側で滞留する熱を奪って回転風Ｓ１に再び流れ、この回転風Ｓ１は、次の径方向突起１１Ａのエッジ部Ｅを乗り越えて加速する。

さらに、次の径方向突起１１Ａのタイヤ回転方向に対する前側（前面側）では、回転風Ｓ１が滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ３は、径方向突起１１Ａの前面側で滞留する熱を奪って回転風Ｓ１に再び流れる。

つまり、回転風Ｓ１がエッジ部Ｅを乗り超えて加速し、かつ、流体Ｓ２，Ｓ３が熱を奪って回転風Ｓ１に再び流れることによって、広範囲でタイヤ温度を低減させることができ、特に、径方向突起１１Ａの根元部分や、回転風Ｓ１が鉛直方向で接触する領域を低減させることができる。

なお、周方向突起１１Ｂがタイヤ径方向に複数列で配置されている場合は、上述した回転風Ｓ１と走行風とが同じ原理となる。一方、周方向突起１１Ｂがタイヤ径方向に１列で配置されている場合は、図１４（ｂ）に示すように、空気入りタイヤ１の回転に伴って車両前方から発生する走行風Ｓ１０は、周方向突起１１Ｂよりタイヤ表面１５から剥離されて周方向突起１１Ｂの前方側のエッジ部Ｅを乗り越えて、車両後方へ向けて加速する。

そして、加速した走行風Ｓ１０は、周方向突起１１Ｂの後側でタイヤ表面１５に対して略直角方向に流れる（いわゆる、下降流）。このとき、走行風Ｓ１０の流れが滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ２０は、周方向突起１１Ｂの後側で滞留する熱を奪って走行風Ｓ１０に再び流れる。

すなわち、走行風Ｓ１０が周方向突起１１Ｂの前方側のエッジ部Ｅを乗り越えて加速し、かつ、加速した走行風Ｓ１０（下降流）及び流体Ｓ２０が熱を奪って走行風Ｓ１０に再び流れることによって、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度の低減を図ることができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

また、径方向突起１１Ａと周方向突起１１Ｂとが、分離して設けられていることによって、径方向突起１１Ａと周方向突起１１Ｂとが連続して設けられている場合と比べて、乱流発生用突起を１１乗り越えた回転風及び走行風とタイヤ表面９との熱交換が促進され、タイヤ温度の放熱率をさらに高めることができる。

また、径方向突起傾斜角（θ１）が−３０°≦θ１≦３０°の範囲を満たすことや、周方向突起傾斜角（θ２）が−２０°≦θ２≦２０°の範囲を満たすことによって、回転風及び走行風によりタイヤ温度の放熱率を効率的に高めることが可能となる。

また、突起高さ（ｈ）に対する突起幅（ｗ）の比の値が１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことによって、この乱流発生用突起１１を乗り越えて加速した走行風及び回転風で、タイヤ温度、特に、ビード部３近傍の温度の低減させる効果が高くなる。

特に、建設車両（例えば、ダンプトラックやクレーダー、トラクター、トレーラー）等は、タイヤを覆うタイヤカバー（フェンダー等）が設けられていないため、該建設車両等に装着される重荷重タイヤに上記乱流発生用突起１１を適用することによって、車両速度が遅い場合（例えば、１０〜５０ｋｍ／ｈ）であっても、乱流発生用突起１１を乗り越える走行風及び回転風の流れを加速させることができ、タイヤ温度を低減させることができる。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例１〜３及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

比較例１〜３及び実施例に係る空気入りタイヤの構成及びビード部の温度上昇試験について、表１を参照しながら説明する。なお、ビード部の温度上昇試験は、タイヤサイズ：５３／８０Ｒ６３、正規内圧、正規荷重の条件下（建設車両用タイヤ）で行う。

表１に示すように、比較例１に係る空気入りタイヤには、乱流発生用突起が設けられていない。比較例２に係る空気入りタイヤには、径方向突起が設けられ、周方向突起が設けられていない。比較例３に係る空気入りタイヤには、径方向突起が設けられていなく、周方向突起が設けられる。実施例に係る空気入りタイヤには、径方向突起及び周方向突起（図１〜図３参照）が設けられている。

＜ビード部の温度上昇試験＞
各空気入りタイヤを正規リムに組んで上記条件下のもと、３２０トンのダンプの前輪に装着して、速度１５ｋｍ／ｈで２４時間走行した後、リムフランジの上で約２０ｍｍかつカーカス層のトレッド幅方向外側で約５ｍｍの位置の温度上昇を計測した。なお、この温度は、タイヤ周方向で６箇所均等に計測した平均値である。

この結果、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３に係る空気入りタイヤと比べて、ビード部の温度上昇が少ないため、該ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。すなわち、実施例に係る空気入りタイヤは、径方向突起及び周方向突起が設けられているため、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。

この結果、実施例に係る空気入りタイヤは、従来例に係る空気入りタイヤと比べて、ビード部の温度上昇が少ないため、該ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。すなわち、実施例に係る空気入りタイヤは、乱流発生用突起が設けられているため、タイヤ温度、特に、ビード部近傍の温度の低減を図ることができると分かった。

＜耐久性試験＞
次に、乱流発生用突起のｐ／ｈ、（ｐ−ｗ）／ｗを変えたものを用いて、耐久性試験の結果を図１５，図１６に示す。なお、図１５，図１６のグラフの縦軸は、ヒータに定電圧を印加して一定の熱量を発生させ、それを送風機で送ったときのタイヤ表面の温度と風速を測定して求めた熱伝達率である。すなわち、この熱伝達率が大きいほど、冷却効果が高く、耐久性に優れている。ここでは、乱流発生用突起が設けられていない空気入りタイヤ（従来例）の熱伝達率を“１００”に設定している。

なお、この熱伝達率測定試験は、以下の条件下（建設車両用タイヤ）で行った。

・ タイヤサイズ ： ５３／８０Ｒ６３
・ ホイールサイズ ： ３６．００／５．０
・ 内圧条件 ： ６００ｋＰａ
・ 荷重条件 ： ８３．６ｔ
・ 速度条件 ： ２０ｋｍ／ｈ
図１５に示すように、乱流発生用突起の間隔（ｐ）と高さ（ｈ）の比の値（ｐ／ｈ）と、耐久性能との関係は、ｐ／ｈが１．０以上で、かつ２０．０以下の範囲内であることにより熱伝達率が高まっている。ｐ／ｈは、２．０から１５．０の範囲に設定することで、さらに熱伝達率が良く耐久性が高くなっている。このため、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０の範囲に設定することがよく、特に、２．０≦ｐ／ｈ≦１５．０の範囲に設定することが好ましく、４．０≦ｐ／ｈ≦１０．０の範囲に設定することがさらに好ましいことが分かる。

図１６に示すように、（ｐ−ｗ）／ｗと熱伝達率（上記熱伝達率と同様の方法で測定）との関係は、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の範囲内であることにより熱伝達率が高まっている。特に、５．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦７０．０の範囲に設定することが好ましく、１０．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦３０．０の範囲に設定することがさらに好ましいことが分かる。

本実施の形態に係る空気入りタイヤを示す側面図である。 本実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部断面斜視図である。 本実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 本実施の形態に係る乱流発生用突起を示す斜視図である。 本実施の形態に係る径方向突起・周方向突起を示す拡大側面図である。 変更例１に係る空気入りタイヤを示す側面図である。 変更例２に係る空気入りタイヤを示す側面図である。 変更例３に係る空気入りタイヤを示す側面図である（その１）。 変更例３に係る空気入りタイヤを示す側面図である（その２）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である（その１）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である（その２）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である（その３）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す延在方向断面図である（その４）。 本実施の形態に係る乱流発生用突起の作用・効果を説明するための図である。 実施例における空気入りタイヤの熱伝達率を示すグラフである（その１）。 実施例における空気入りタイヤの熱伝達率を示すグラフである（その２）。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、３…ビード部、３ａ…ビードコア、３ｂ…ビードフィラー、５…カーカス層、７…インナーライナー、９…タイヤ表面、１１…乱流発生用突起、１１Ａ…径方向突起、１１Ｂ…周方向突起、１３…トレッド部、１５…ベルト層、１７…リムフランジ、１９Ａ…第１部分、１９Ｂ…第２部分、２１…屈曲部、２３…段差、２５…貫通孔

Claims (16)

1. タイヤ表面におけるタイヤ最大幅の位置であるタイヤ幅最大位置から、リムフランジと接するビード部のタイヤ径方向外側の位置であるビード外側位置までの範囲に設けられ、乱流を発生させる乱流発生用突起を少なくとも備え、
   前記乱流発生用突起は、タイヤ径方向に沿って延在する複数の径方向突起と、タイヤ周方向に沿って略円弧状に延在する複数の周方向突起とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記径方向突起と前記周方向突起とは、分離して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記乱流発生用突起の延在方向に略直交する断面形状における下側辺の幅である突起幅（ｗ）は、２〜１０ｍｍに設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さ（ｈ）は、３〜２０ｍｍに設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突起高さ（ｈ）は、７．５〜１５ｍｍに設定されることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド幅方向断面において、前記周方向突起の最もタイヤ径方向内側である突起最内位置から、前記リムフランジの最もタイヤ径方向外側であるリム最外位置までの距離である突起リム距離（ｄ）は、３０〜２００ｍｍに設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記乱流発生用突起は、延在方向に略直交する断面形状が略四角形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記乱流発生用突起は、延在方向に略直交する断面形状が略台形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記乱流発生用突起は、延在方向に略直交する断面形状が略三角形で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記乱流発生用突起は、延在方向に略直交する断面形状が段差を有する段付き形状で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記乱流発生用突起には、延在方向に略直交する方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、互いに隣接する前記乱流発生用突起同士の間隔のピッチを“ｐ”、前記突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｐ／ｈ≦２０．０、かつ、１．０≦（ｐ−ｗ）／ｗ≦１００．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
13. 前記径方向突起の前記タイヤ径方向に対する径方向突起傾斜角（θ１）は、−３０°≦θ１≦３０°の範囲を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
14. 前記周方向突起の前記タイヤ周方向に対する周方向突起傾斜角（θ２）は、−２０°≦θ２≦２０°の範囲を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
15. 前記タイヤ表面から前記乱流発生用突起の最も突出する位置までの突起高さを“ｈ”、前記乱流発生用突起の延在方向に略直交する断面形状における下側辺の幅である突起幅を“ｗ”としたときに、１．０≦ｈ／ｗ≦１０の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
16. 重荷重用タイヤであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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