JP5243015B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、乱流を発生させる乱流発生用突起を備え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、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、三日月状のサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤでは、パンク走行時にタイヤ径方向の変形がサイドウォール補強層に集中して、該サイドウォール補強層が非常に高温に達してしまい、耐久性に多大な影響を与えている。

このような空気入りタイヤにおけるタイヤ温度を低減させる技術として、空気入りタイヤの各構成部材（特に、サイドウォール部に位置するカーカス層やビード部など）の歪みを低減・抑制する補強部材を設ける技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−７６４３１号公報（第１〜４頁、図３，５，１０，１１，１２）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、補強部材が設けられることによって、タイヤ重量の増加や補強部材でのセパレーション（剥離）など意図しない新たな故障の発生してしまうことがあり、操縦安定性や乗り心地性等の通常走行性能を悪化させてしまうという問題があった。特に、ランフラットタイヤでは、通常内圧走行時の縦バネ（タイヤ縦方向の弾力性）が高まり、通常走行性能を悪化させることが懸念され、この通常走行性能を損なわない手法が求められていた。

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、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる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い、該空気入りタイヤの周り発生する流体の速度勾配（速度）を速くすることが、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、乱流を発生させる乱流発生用突起をタイヤ表面に備える空気入りタイヤであって、乱流発生用突起が、乱流発生用突起のタイヤ回転方向幅の中心を通りかつタイヤ回転方向に対して垂直な突起中心線よりも前側に、タイヤ回転方向に向かって凹凸する前方凹凸部を備え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、乱流発生用突起が前方凹凸部を備えることによって、乱流発生用突起のタイヤ回転方向の前側で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起の周囲の流体を加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。これにより、新たな故障が発生することなく、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

その他の特徴に係る発明は、突起中心線上において、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面と、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面との長さである突起径方向長さ（Ｄ）が、０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突起径方向長さ（Ｄ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることによって、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇を低減させることができるとともに、乱流発生用突起の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ表面から、タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置までの高さである突起最大高さ（Ｈ）が、０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突起最大高さ（Ｈ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることによって、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇を低減させることができるとともに、乱流発生用突起の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起が、突起中心線よりも後側に、タイヤ回転方向の後側に向かって突出する後方凸部、及び、タイヤ回転方向に向かってへこむ後方凹部の少なくとも一方を備えることを要旨とする。

かかる特徴によれば、乱流発生用突起が後方凸部を備えることによって、乱流発生用突起のタイヤ回転方向の後側で圧力を低減させることができ、逆流してくる流体を主流にスムーズに戻すことができるため、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

また、乱流発生用突起が後方凹部を備えることによって、乱流発生用突起の体積を少なくなり、かつ、乱流発生用突起の根元部分とタイヤ表面との距離が短くなるため、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇を低減させることが可能となる。

さらに、乱流発生用突起が後方凸部及び後方凹部を備えることによって、乱流発生用突起の周囲の流体を加速させることができるのみではなく、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇をも低減させることが可能となり、タイヤ温度をさらに効率的に低減させることができる。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面とタイヤ表面とがなす角度である前方角度（θ１）、及び、タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面とタイヤ表面とがなす角度である後方角度（θ２）が、４５度〜１３５度であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、前方角度（θ１）及び後方角度（θ２）が４５度〜１３５度であることによって、前方面に衝突する流体の流れにより該前方面で圧力を上昇させることができ、乱流発生用突起の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面とタイヤ表面とがなす角度である内側角度（θ３）、及び、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面とタイヤ表面とがなす角度である外側角度（θ４）が、４５度〜１３５度であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、内側角度（θ３）及び外側角度（θ４）が４５度〜１３５度であることによって、流体が前方面に衝突して乱流発生用突起の周囲に広がる際に、この乱流発生用突起の周囲に剥離する（広がる）流体を確実に加速させること可能となる。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面及びタイヤ表面の交差位置と、タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である前方最大角度（θ５）、及び、タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面及びタイヤ表面の交差位置と、最大突出位置とのなす角度である後方最大角度（θ６）が、４５度〜１３５度であることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面及びタイヤ表面の交差位置と、タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である内側最大角度（θ７）、及び、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面及びタイヤ表面の交差位置と、最大突出位置とのなす角度である外側最大角度（θ８）が、４５度〜１３５度であることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起が、サイドウォール部に設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、乱流発生用突起がサイドウォール部に設けられていることによって、撓みなどにより温度の上昇が激しいとされる部分（例えば、ランフラットタイヤの場合、パンク状態におけるサイドウォール補強層の外側）でタイヤ温度を効率的に低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起が、トレッド部に形成される溝の底面及び側面の少なくとも一方に設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、乱流発生用突起がトレッド部に形成される溝の底面及び側面の少なくとも一方に設けられていることによって、セパレーション（剥離）や亀裂が発生しやすいベルト層の端部に最も近いトレッド部に形成される溝近傍でタイヤ温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

その他の特徴に係る発明は、乱流発生用突起が、タイヤ内面に設けられていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、乱流発生用突起がタイヤ内面に設けられていることによって、タイヤ内面、特に、パンク状態におけるタイヤ内面の温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

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、サイドウォール部を補強する三日月状のサイドウォール補強層をさらに備えていることを要旨とする。

かかる特徴によれば、サイドウォール補強層をさらに備えていることによって、温度の上昇が激しいとされるサイドウォール部でのタイヤ温度を低減させることもでき、耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる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。

［第１の実施の形態］
（空気入りタイヤの構成）
まず、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部分解斜視図であり、図２は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。

図１及び図２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を有している。また、空気入りタイヤ１は、ビードコア３ａの周りでトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へ向けて折り返され、サイドウォール部ＳＷを経由してトロイド状に延びるカーカス層５を有している。

カーカス層５のトレッド幅方向内側には、トレッド幅方向断面において、サイドウォール部ＳＷを補強する三日月状のサイドウォール補強層７が設けられている。サイドウォール補強層７のトレッド幅方向内側には、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９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、タイヤ周方向に対してコードが傾いて配置される第１ベルト層１１ａ，第２ベルト層１１ｂと、タイヤ周方向に対してコードが略平行に配置される周方向ベルト層１１ｃとによって構成されるベルト層１１が設けられている。

ベルト層１１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、サイドウォール部ＳＷには、タイヤ表面１５（サイドウォール部ＳＷ表面）から突出し、乱流を発生させる複数の乱流発生用突起１７がタイヤ周方向に沿って設けられている。なお、複数の乱流発生用突起１７は、任意の間隔で配置することが可能である。

（乱流発生用突起１７の構成）
次に、乱流発生用突起１７の構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、第１の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４（ａ）は、第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す上面図（図３のＡ矢視図）であり、図４（ｂ）は、第１の実施の形態に係る乱流発生用突起のタイヤ径方向視を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）であり、図４（ｃ）は、第１の実施の形態に係る乱流発生用突起のタイヤ回転方向視を示す正面図（図３のＣ矢視図）である。

図３及び図４に示すように、乱流発生用突起１７は、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面１７Ａと、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面１７Ｂと、タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面１７Ｃと、タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面１７Ｄと、タイヤ表面１５に対して最も突出する突出面１７Ｅとによって構成されている。

この乱流発生用突起１７は、タイヤ径方向から見た状態であるタイヤ径方向視（図４（ｂ）参照）及び乱流発生用突起１７をタイヤ回転方向の前方側から見た状態であるタイヤ回転方向視（図４（ｃ）参照）で平行四辺形状に形成されている。

乱流発生用突起１７は、該乱流発生用突起１７のタイヤ回転方向幅の中心を通りかつタイヤ回転方向に対して垂直な突起中心線ＣＬよりも前側（すなわち、前方面１７Ｃ）に、タイヤ回転方向に向かって凹凸する前方凹凸部１９を備えている。

図４（ａ）に示すように、前方凹凸部１９は、２箇所の前方凸部１９Ａと、１箇所の前方凹部１９Ｂとによって構成されている。また、前方凹凸部１９（前方凸部１９Ａ及び前方凹部１９Ｂ）は、直線状で形成されている。

また、突起中心線ＣＬにおいて、内側面１７Ａと外側面１７Ｂとの最大の長さである突起径方向長さ（Ｄ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍで設定される。特に、突起径方向長さ（Ｄ）は、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１（図５（ａ）参照）の温度をタイヤ表面１５に逃がしやすく、かつ、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化させやすくするために、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

なお、突起径方向長さ（Ｄ）が０．３ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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。また、突起径方向長さ（Ｄ）が１５ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１の温度上昇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（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、タイヤ表面１５から、該タイヤ表面１５に対して最も突出する最大突出位置（すなわち、突出面１７Ｅ）までの高さである突起最大高さ（Ｈ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍで設定される。特に、突起最大高さ（Ｈ）は、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１（図５（ａ）参照）の温度をタイヤ表面１５に逃がしやすく、かつ、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化させやすくするために、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

なお、突起最大高さ（Ｈ）が０．３ｍｍよりも小さいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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。また、突起最大高さ（Ｈ）が１５ｍｍよりも大きいと、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１の温度上昇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（ｂ）に示すように、前方面１７Ｃとタイヤ表面１５とがなす角度である前方角度（θ１）、及び、後方面１７Ｄとタイヤ表面１５とがなす角度である後方角度（θ２）は、４５度〜１３５度で設定される。特に、前方角度（θ１）及び後方角度（θ２）は、タイヤ温度を効率的に低減させるために、７０度〜１１０度であることが好ましい。

なお、前方角度（θ１）及び後方角度（θ２）が４５度よりも小さいと、タイヤ表面１５上（放熱面上）で流体の流れを止めてしまい、圧力差による流体の加速させることができない場合がある。また、前方角度（θ１）及び後方角度（θ２）が１３５度よりも大きいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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（ｃ）に示すように、内側面１７Ａとタイヤ表面１５とがなす角度である内側角度（θ３）、及び、外側面１７Ｂとタイヤ表面１５とがなす角度である外側角度（θ４）は、４５度〜１３５度で設定される。特に、内側角度（θ３）及び外側角度（θ４）は、タイヤ温度を効率的に低減させるために、７０度〜１１０度であることが好ましい。

なお、内側角度（θ３）及び外側角度（θ４）が４５度よりも小さいと、タイヤ表面１５上（放熱面上）で流体の流れを止めてしまい、圧力差による流体の加速させることができない場合がある。また、内側角度（θ３）及び外側角度（θ４）が１３５度よりも大きいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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。

（第１の実施の形態に係る作用・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、乱流発生用突起１７が前方凹凸部１９を備えることによって、乱流発生用突起１７のタイヤ回転方向の前側（前方面１７Ｃ）で圧力を上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起１７の周囲の流体を加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。これにより、新たな故障が発生することなく、通常走行性能を維持するとともに、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

具体的には、図５に示すように、空気入りタイヤ１の回転に伴い、乱流発生用突起１７が形成されていないサイドウォール部ＳＷに接触していた流体（以下、主流Ｓ１）は、サイドウォール部ＳＷから剥離されて乱流発生用突起１７の前方エッジ２１を乗りこえて、タイヤ回転方向の逆側（すなわち、後方側）へ向けて加速する。

そして、加速した主流Ｓ１は、後方面１７Ｄの背面側でタイヤ表面１５に対して鉛直方向に流れる。このとき、流体の流れが滞留する部分（領域）で流れる流体Ｓ３は、後方面１７Ｄの背面側で滞留する熱を奪って主流Ｓ１に再び流れる。

主流Ｓ１が前方エッジ２１を乗りこえて加速し、かつ、流体Ｓ３が熱を奪って主流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、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１や、主流Ｓ１が鉛直方向で接触する領域Ｔ２を低減させることができる。

また、突起径方向長さ（Ｄ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることや、突起最大高さ（Ｈ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることによって、乱流発生用突起１７の根元部分Ｔ１の温度上昇を低減させることができるとともに、乱流発生用突起の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

また、前方角度（θ１）及び後方角度（θ２）が４５度〜１３５度であることによって、前方面１７Ｃに衝突する流体の流れにより該前方面１７Ｃで圧力を上昇させることができ、乱流発生用突起１７の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

また、内側角度（θ３）及び外側角度（θ４）が４５度〜１３５度であることによって、流体が前方面１７Ｃに衝突して乱流発生用突起１７の周囲に剥離する（広がる）際に、この乱流発生用突起１７の周囲に広がる流体を確実に加速させること可能となる。

また、前方凹凸部１９（前方凸部１９Ａ及び前方凹部１９Ｂ）が直線状で形成されていることによって、前方エッジ２１の方向へ流れを集中させることができ、乱流発生用突起１７の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

さらに、サイドウォール補強層７を備え、かつ、乱流発生用突起がサイドウォール部に設けられていることによって、撓みなどにより温度の上昇が激しいとされる部分（例えば、パンク状態におけるサイドウォール補強層の外側）でタイヤ温度を効率的に低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

（変形例１）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７を構成する前方凹凸部１９は、直線状で形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図６は、変形例１に係る乱流発生用突起を示す上面図である。図６（ａ）に示すように、前方凹凸部１９は、２箇所の前方凸部１９Ａと、１箇所の前方凹部１９Ｂとによって構成されている。また、前方凹凸部１９（前方凸部１９Ａ及び前方凹部１９Ｂ）は、曲線状で形成されている。

ここで、前方凹凸部１９は、曲線状で形成さ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、例えば、図６（ｂ）に示すように、２箇所の前方凸部１９Ａの間に曲線状の前方凹部１９Ｂが形成されていても勿論よい。

このような変形例１に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７の周囲の流体をスムーズに加速させるできて、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

（変形例２）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７を構成する前方凹凸部１９は、２箇所の前方凸部１９Ａと、１箇所の前方凹部１９Ｂとによって構成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

図７は、変形例２に係る乱流発生用突起を示す上面図である。図７（ａ）に示すように、前方凹凸部１９は、３箇所の前方凸部１９Ａと、２箇所の前方凹部１９Ｂとによって構成されている。また、前方凹凸部１９（前方凸部１９Ａ及び前方凹部１９Ｂ）は、直線状で形成されている。

ここで、前方凹凸部１９は、３箇所の前方凸部１９Ａと、２箇所の前方凹部１９Ｂとが直線状で形成さ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、例えば、図７（ｂ）に示すように、３箇所の前方凸部１９Ａと、２箇所の前方凹部１９Ｂとが曲線状で形成されていても勿論よい。

このような変形例２に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７のタイヤ回転方向の前側（前方面１７Ｃ）で圧力をさらに上昇させることができ、この圧力上昇に伴い、乱流発生用突起１７の周囲の流体をさらに加速させる（すなわち、タイヤ温度の放熱率を高める）ことができる。

（変形例３）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７は、前方凹凸部１９のみを備えているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。

図８は、変形例３に係る乱流発生用突起を示す斜視図であり、図９（ａ）は、変形例３に係る乱流発生用突起を示す上面図（図８のＡ矢視図）であり、図９（ｂ）は、変形例３に係る乱流発生用突起のタイヤ径方向視を示す断面図（図８のＢ−Ｂ断面図）であり、図９（ｃ）は、変形例３に係る乱流発生用突起のタイヤ回転方向視を示す正面図（図８のＣ矢視図）である。

図８及び図９に示すように、乱流発生用突起１７は、突起中心線ＣＬよりも後側（すなわち、後方面１７Ｄ）に、タイヤ回転方向の後側に向かって突出する後方凸部２３Ａ、及び、タイヤ回転方向に向かってへこむ後方凹部２３Ｂを備えている。後方凸部２３Ａ及び後方凹部２３Ｂは、図９（ａ）に示すように、直線状で形成されている。

ここで、乱流発生用突起１７は、後方凸部２３Ａ及び後方凹部２３Ｂを備え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、例えば、図１０（ａ）に示すように、後方凸部２３Ａのみを備えていてもよく、少なくともいずれか一方を備えていればよい。

また、乱流発生用突起１７は、２箇所の後方凸部２３Ａと、１箇所の後方凹部２３Ｂとによって構成さ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、例えば、図１０（ｂ）に示すように、３箇所の後方凸部２３Ａと、２箇所の後方凹部２３Ｂとによって構成されていてもよい。

さらに、後方凸部２３Ａ及び後方凹部２３Ｂは、直線状で形成さ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、例えば、図１０（ｃ）に示すように、後方凸部２３Ａのみが曲線状で形成されていてもよく、図１０（ｄ）に示すように、３箇所の後方凸部２３Ａと、２箇所の後方凹部２３Ｂとが曲線状で形成されていてもよく、図１０（ｅ）に示すように、２箇所の後方凸部２３Ａの間に曲線状の後方凹部２３Ｂが形成されていても勿論よい。

このような変形例３に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７が後方凸部２３Ａを備えることによって、乱流発生用突起１７のタイヤ回転方向の後側で圧力を低減させることができ、逆流してくる流体を主流にスムーズに戻すことができるため、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

また、乱流発生用突起１７が後方凹部２３Ｂを備えることによって、乱流発生用突起の体積を少なくなり、かつ、乱流発生用突起の根元部分とタイヤ表面との距離が短くなるため、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇を低減させることが可能となる。

さらに、乱流発生用突起１７が後方凸部２３Ａ及び後方凹部２３Ｂを備えることによって、乱流発生用突起１７の周囲の流体を加速させることができるのみではなく、乱流発生用突起の根元部分の温度上昇をも低減させることが可能となり、タイヤ温度をさらに効率的に低減させることができる。

（変形例４）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７は、タイヤ径方向視で平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。

図１１は、変形例４に係る乱流発生用突起を示す斜視図であり、図１２（ａ）は、変形例４に係る乱流発生用突起を示す上面図（図１１のＡ矢視図）であり、図１２（ｂ）は、変形例４に係る乱流発生用突起のタイヤ径方向視を示す断面図（図１１のＢ矢視図）であり、図１２（ｃ）は、変形例４に係る乱流発生用突起のタイヤ回転方向視を示す正面図（図１１のＣ矢視図）である。

図１１及び図１２に示すように、乱流発生用突起１７は、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面１７Ａと、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面１７Ｂと、タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面１７Ｃと、タイヤ表面１５に対して最も突出する突出面１７Ｅとによって構成されている。

この突出面１７Ｅは、タイヤ表面１５上でタイヤ回転方向に向けて湾曲している。すなわち、乱流発生用突起１７は、タイヤ径方向視で半円球状に形成されている。

図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、タイヤ表面１５から、該タイヤ表面１５に対して最も突出する最大突出位置２５までの高さである突起最大高さ（Ｈ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍで設定される。特に、突起最大高さ（Ｈ）は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

図１２（ｂ）に示すように、前方突出角度（θ５）及び後方突出角度（θ６）は、４５度〜１３５度で設定される。特に、前方突出角度（θ５）及び後方突出角度（θ６）は、タイヤ温度を効率的に低減させるために、７０度〜１１０度であることが好ましい。

ここで、前方突出角度（θ５）とは、タイヤ回転方向の最も内側位置する前方面（すなわち、突出面１７Ｅの前側）及びタイヤ表面１５の交差位置２７と最大突出位置２５とのなす角度である。また、後方突出角度（θ６）とは、タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面（すなわち、突出面１７Ｅの後方側）及びタイヤ表面１５の交差位置２９と最大突出位置２５とのなす角度である。

なお、前方突出角度（θ５）及び後方突出角度（θ６）が４５度よりも小さいと、タイヤ表面１５上（放熱面上）で流体の流れを止めてしまい、圧力差による流体の加速させることができない場合がある。また、前方突出角度（θ５）及び後方突出角度（θ６）が１３５度よりも大きいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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。

ここで、乱流発生用突起１７では、タイヤ径方向視で半円球状に形成さ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、例えば、図１３に示すように、タイヤ径方向視で三角形状に形成されていてもよく、図１４に示すように、タイヤ径方向視で底面（タイヤ表面１５に接する乱流発生用突起１７の底面）が突出面１７Ｅよりも広い台形状に形成されていてもよく、図１５に示すように、タイヤ径方向視で底面が突出面１７Ｅよりも狭い台形状に形成されていてもよい。

このような変形例４に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７の周囲の流体をスムーズに加速させるできて、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

また、前方突出角度（θ５）及び後方突出角度（θ６）が４５度〜１３５度であることによって、突出面１７Ｅの前方側に衝突する流体の流れにより該突出面１７Ｅの前方側で圧力を上昇させることができ、乱流発生用突起１７の周囲の流体をさらに加速させることが可能となる。

（変形例５）
上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７は、タイヤ回転方向視で平行四辺形状に形成されているものとして説明したが、以下のように変形してもよい。なお、上述した第１の実施の形態に係る乱流発生用突起１７と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。

図１６は、変形例５に係る乱流発生用突起を示す斜視図であり、図１７（ａ）は、変形例５に係る乱流発生用突起を示す上面図（図１６のＡ矢視図）であり、図１７（ｂ）は、変形例５に係る乱流発生用突起のタイヤ径方向視を示す断面図（図１６のＢ−Ｂ断面図）であり、図１７（ｃ）は、変形例５に係る乱流発生用突起のタイヤ回転方向視を示す正面図（図１６のＣ矢視図）である。

図１６及び図１７に示すように、乱流発生用突起１７は、タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面１７Ｃと、タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面１７Ｄと、タイヤ表面１５に対して最も突出する突出面１７Ｅとによって構成されている。

この突出面１７Ｅは、タイヤ表面１５上でタイヤ径方向に向けて湾曲している。すなわち、乱流発生用突起１７は、タイヤ回転方向視で半円球状に形成されている。

図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）に示すように、タイヤ表面１５から、該タイヤ表面１５に対して最も突出する最大突出位置３１までの高さである突起最大高さ（Ｈ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍで設定される。特に、突起最大高さ（Ｈ）は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。

図１７（ｃ）に示すように、内側突出角度（θ７）及び外側最大角度（θ８）は、４５度〜１３５度で設定される。特に、内側突出角度（θ７）及び外側最大角度（θ８）は、タイヤ温度を効率的に低減させるために、７０度〜１１０度であることが好ましい。

ここで、内側突出角度（θ７）とは、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面（すなわち、突出面１７Ｅのタイヤ径方向内側）及びタイヤ表面１５の交差位置３３と最大突出位置２５とのなす角度である。また、外側最大角度（θ８）は、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面（すなわち、突出面１７Ｅのタイヤ径方向外側）及びタイヤ表面１５の交差位置３５と最大突出位置２７とのなす角度である。

なお、内側突出角度（θ７）及び外側最大角度（θ８）が４５度よりも小さいと、タイヤ表面１５上（放熱面上）で流体の流れを止めてしまい、圧力差による流体の加速させることができない場合がある。また、内側突出角度（θ７）及び外側最大角度（θ８）が１３５度よりも大きいと、乱流発生用突起１７の周囲に流れる流体を変化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。

ここで、乱流発生用突起１７では、タイヤ回転方向視で半円球状に形成さ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、例えば、図１８に示すように、タイヤ回転方向視で三角形状に形成されていてもよく、図１９に示すように、タイヤ回転方向視で底面が突出面１７Ｅよりも広い台形状に形成されていてもよく、図２０に示すように、タイヤ回転方向視で底面が突出面１７Ｅよりも狭い台形状に形成されていてもよい。

このような変形例５に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７の周囲の流体をスムーズに加速させるできて、タイヤ温度を効率的に低減させることができる。

また、内側突出角度（θ７）及び外側最大角度（θ８）が４５度〜１３５度であることによって、流体が前方面に衝突して乱流発生用突起１７の周囲に広がる際に、この乱流発生用突起１７の周囲に剥離する（広がる）流体を確実に加速させること可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図２１を参照しながら説明する。図２１は、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。なお、上述した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。

図２１に示すように、トレッド部１３に形成される溝１３Ａには、タイヤ表面１５（溝１３Ａ表面）から突出し、乱流を発生させる複数の乱流発生用突起１７が設けられている。なお、複数の乱流発生用突起１７は、任意の間隔で配置することが可能である。

この乱流発生用突起は、図２１（ａ）に示すように、溝１３Ａの底面１３ａに設けられている。なお、乱流発生用突起１７は、必ずしも溝１３Ａの底面１３ａに設けられている必要はなく、例えば、図２１（ｂ）に示すように、溝の側面１３ｂに設けられていてもよく、溝の底面１３ａ及び側面１３ｂの少なくとも一方に設けられていればよい。

（第２の実施の形態に係る作用・効果）
以上説明した第２の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７がトレッド部１３に形成される溝１３Ａの底面１３ａ及び側面１３ｂの少なくとも一方に設けられていることによって、セパレーション（剥離）や亀裂が発生しやすいベルト層１１の端部に最も近いトレッド部１３に形成される溝１３Ａ近傍でタイヤ温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図２２を参照しながら説明する。図２２は、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。なお、上述した第１の実施の形態や第２の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して相違する部分を主として説明する。

図２２に示すように、インナーライナー９のトレッド幅方向内側には、タイヤ内面（インナーライナー９）から突出し、乱流を発生させる複数の乱流発生用突起１７が設けられている。なお、複数の乱流発生用突起１７は、任意の間隔で配置することが可能である。

（第３の実施の形態に係る作用・効果）
以上説明した第３の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、乱流発生用突起１７がタイヤ内面に設けられていることによって、タイヤ内面、特に、パンク状態におけるタイヤ内面の温度を低減させることが可能となり、耐久性をも向上させることができる。

具体的には、空気入りタイヤ１がパンク状態となると、空気入りタイヤ１に空いた穴を介してタイヤ内部の流体（内気）とタイヤ外部の流体（外気）とが熱交換する。このとき、乱流発生用突起１７をタイヤ内面に設けることで、タイヤ内部の流体を加速させることが可能となり、熱交換をスムーズに行うことができるため、パンク状態におけるタイヤ内面の温度を低減させることが可能となる。

特に、サイドウォール補強層７が設けられる空気入りタイヤ（ランフラットタイヤ）では、サイドウォール補強層７が設けられていないタイヤと比べて、パンク状態となるとタイヤ内部の温度が高くなってしまう。このため、乱流発生用突起１７をタイヤ内面に設けることで、タイヤ内部の温度を低減させて、耐久性をも向上させることができる。

［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、空気入りタイヤ１は、サイドウォール補強層７を有しているもの（すなわち、ランフラットタイヤ）として説明しがが、これに限定されるものではなく、サイドウォール補強層７を有していないもの（例えば、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））であっても勿論よい。

また、乱流発生用突起１７は、第１〜３の実施の形態及び変形例１〜５で説明した様々な形状を組合せることが可能であり、少なくとも前方凹凸部１９を備えていればよく、前方凹凸部１９や後方面１７Ｄ（後方凸部２３Ａや後方凹部２３Ｂ）の図示していない形状も含むことは勿論である。

さらに、乱流発生用突起１７は、対向する面（例えば、内側面１７Ａ及び外側面１７Ｂ、前方面１７Ｃ及び後方面１７Ｄ、突出面１７Ｅ及び底面（タイヤ表面１５））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、前方面１７Ｃから後方面１７Ｂ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。

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１〜１９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。

各空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ２８５／５０Ｒ２０
・ ホイールサイズ ： ８ＪＪ×２０
・ 内圧条件 ： ０ｋＰａ（パンク状態）
・ 荷重条件 ： ９．８ｋＮ
各空気入りタイヤの耐久性試験を行うために、下表１〜３に示すように、試験タイヤＡ、試験タイヤＢ、試験タイヤＣを用意した。比較例１〜３に係る空気入りタイヤは、乱流発生用突起を有していない。実施例１〜１９に係る空気入りタイヤは、乱流発生用突起を有しており、下表１〜３に示すように、乱流発生用突起の構成（形状、突起径方向長さ（Ｄ）、突起最大高さ（Ｈ）など）が異なるものである。

＜耐久性＞
各空気入りタイヤを室内に設置されたドラム試験機に装着し、一定の速度（９０ｋｍ／ｈ）で転動させて比較例１に係る空気入りタイヤが故障するまでの耐久距離を‘１００’とし、その他の空気入りタイヤの耐久性を相対値で評価した。なお、指数が大きいほど、耐久性が優れている。

この結果、表１に示すように、実施例１〜１９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に比べ、耐久性に優れていることが分かった。特に、図２３に示すように、突起径方向長さ（Ｄ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍである空気入りタイヤや、図２４に示すように、突起最大高さ（Ｈ）が０．３ｍｍ〜１５ｍｍである空気入りタイヤは、耐久性に優れていることが分かった。さらに、突起径方向長さ（Ｄ）や突起最大高さ（Ｈ）は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましいことも分かった。

第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部分解斜視図である。 第１の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。 第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る乱流発生用突起を示す上面・側面・正面図である。 第１の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。 変形例１に係る乱流発生用突起を示す上面図である。 変形例２に係る乱流発生用突起を示す上面図である。 変形例３に係る乱流発生用突起を示す斜視図である（その１）。 変形例３に係る乱流発生用突起を示す上面・側面・正面図である（その１）。 変形例３に係る乱流発生用突起を示す上面図である（その２）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す斜視図である（その１）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す上面・側面・正面図である（その１）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その２）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その３）。 変形例４に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その４）。 変形例５に係る乱流発生用突起を示す斜視図である（その１）。 変形例５に係る乱流発生用突起を示す上面・側面・正面図である（その１）。 変形例５に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その２）。 変形例５に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その３）。 変形例５に係る乱流発生用突起を示す斜視・正面図である（その４）。 第２の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。 第３の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。 実施例における空気入りタイヤの耐久性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耐久性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…サイドウォール補強層、９…インナーライナー、１１…ベルト層、１１ａ…第１ベルト層、１１ｂ…第２ベルト層、１１ｃ…周方向ベルト層、１３…トレッド部、１３Ａ…溝、１３ａ…底面、１３ｂ…側面、１５…タイヤ表面、１７…乱流発生用突起、１７Ａ…内側面、１７Ｂ…外側面、１７Ｃ…前方面、１７Ｄ…後方面、１７Ｅ…突出面、１９…前方凹凸部、１９Ａ…前方凸部、１９Ｂ…前方凹部、２１…前方エッジ、２３Ａ…後方凸部、２３Ｂ…後方凹部、２５…突出位置、２７，２９…交差位置、３１…突出位置、３３，３５…交差位置、ＣＬ…中心線、ＳＷ…サイドウォール部

Claims (11)

1. 乱流を発生させる複数の乱流発生用突起をタイヤ表面に備える空気入りタイヤであって、
   前記複数の乱流発生用突起のそれぞれは、前記乱流発生用突起のタイヤ回転方向幅の中心を通りかつタイヤ回転方向に対して垂直な突起中心線よりも前側に、タイヤ回転方向に向かって凹凸する前方凹凸部を備えており、
   前記複数の乱流発生用突起は、サイドウォール部において間隔を空けて互いに独立して設けられており、
   前記空気入りタイヤは、前記トレッド幅方向断面において、サイドウォール部を補強する三日月状のサイドウォール補強層をさらに備えたランフラットタイヤであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突起中心線上において、タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面と、タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面との長さである突起径方向長さ（Ｄ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突起径方向長さ（Ｄ）は、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記タイヤ表面から、前記タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置までの高さである突起最大高さ（Ｈ）は、０．３ｍｍ〜１５ｍｍであ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. 前記乱流発生用突起は、前記突起中心線よりも後側に、前記タイヤ回転方向の後側に向かって突出する後方凸部、及び、前記タイヤ回転方向に向かってへこむ後方凹部の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面と前記タイヤ表面とがなす角度である前方角度（θ１）、及び、前記タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面と前記タイヤ表面とがなす角度である後方角度（θ２）は、４５度〜１３５度であることを特徴とする請求項１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. タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面と前記タイヤ表面とがなす角度である内側角度（θ３）、及び、前記タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面と前記タイヤ表面とがなす角度である外側角度（θ４）は、４５度〜１３５度であることを特徴とする請求項１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. 前記タイヤ回転方向の最も前側に位置する前方面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である前方最大角度（θ５）、及び、前記タイヤ回転方向の最も後側に位置する後方面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記最大突出位置とのなす角度である後方最大角度（θ６）は、４５度〜１３５度であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. タイヤ径方向の最も内側に位置する内側面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記タイヤ表面に対して最も突出する最大突出位置とのなす角度である内側最大角度（θ７）、及び、前記タイヤ径方向の最も外側に位置する外側面及び前記タイヤ表面の交差位置と、前記最大突出位置とのなす角度である外側最大角度（θ８）は、４５度〜１３５度であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 乱流を発生させる複数の乱流発生用突起をタイヤ表面に備える空気入りタイヤであって、
    前記複数の乱流発生用突起のそれぞれは、前記乱流発生用突起のタイヤ回転方向幅の中心を通りかつタイヤ回転方向に対して垂直な突起中心線よりも前側に、タイヤ回転方向に向かって凹凸する前方凹凸部を備えており、
    前記複数の乱流発生用突起は、トレッド部に形成される溝の底面において間隔を空けて互いに独立して設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
11. 乱流を発生させる乱流発生用突起をタイヤ表面に備える空気入りタイヤであって、
    前記複数の乱流発生用突起のそれぞれは、前記乱流発生用突起のタイヤ回転方向幅の中心を通りかつタイヤ回転方向に対して垂直な突起中心線よりも前側に、タイヤ回転方向に向かって凹凸する前方凹凸部を備えており、
    前記複数の乱流発生用突起は、タイヤ内面において間隔を空けて互いに独立して設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。

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