JP2017144787A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire.
特許文献1,2には、空冷のための複数の突起がタイヤサイド部に形成されたランフラットタイヤが開示されている。これらの突起は、タイヤの回転に伴うタイヤサイド部表面の空気流の乱流化を意図している。乱流化によって、タイヤサイド部表面近傍における空気流の速度勾配が大きくなり、放熱性向上が向上する。
特許文献1,2には、タイヤサイド部表面近傍の空気流の乱流化以外の手法による放熱性向上は、教示されていない。
本発明は、空冷による放熱を効果的に促進することで、空気入りタイヤの耐久性を向上することを課題とする。 An object of the present invention is to improve the durability of a pneumatic tire by effectively promoting heat dissipation by air cooling.
本発明者は、タイヤサイド部表面近傍の空気流の速度勾配の最大化について、種々検討した。物体(例えば平板)が流体の流れの中に配置された場合、流体の粘性によって物体表面近傍では流体の速度が急激に低下することが知られている。流体の速度が急変する領域(境界層)の外側に、流体の速度が粘性の影響を受けない領域が形成される。境界層の厚さは物体の前縁から下流側に向けて増大する。物体の前縁付近の境界層は層流であるが(層流境界層)、下流側に向け、遷移領域を経て、乱流となる(乱流境界層)。本発明者は、層流境界層では流体の速度勾配が大きいため物体から流体への放熱効率が高いことに着目し、本発明を完成した。つまり、本発明者は、層流境界層における高い放熱性を、空気入りタイヤの空冷に適用することを着想した。本発明は、かかる新たな着想に基づく。 The inventor conducted various studies on maximization of the air flow velocity gradient in the vicinity of the tire side surface. When an object (for example, a flat plate) is disposed in a fluid flow, it is known that the fluid velocity abruptly decreases near the object surface due to the viscosity of the fluid. A region where the fluid velocity is not affected by the viscosity is formed outside the region (boundary layer) where the fluid velocity changes suddenly. The thickness of the boundary layer increases from the front edge of the object toward the downstream side. The boundary layer near the front edge of the object is laminar (laminar boundary layer), but becomes turbulent (turbulent boundary layer) through the transition region toward the downstream side. The present inventor has completed the present invention by paying attention to the fact that the heat dissipation efficiency from the object to the fluid is high because the fluid velocity gradient is large in the laminar boundary layer. That is, the present inventor has conceived that high heat dissipation in the laminar boundary layer is applied to air cooling of a pneumatic tire. The present invention is based on such a new idea.
本発明は、タイヤサイド部の表面に設けられた突起を備え、前記突起は、頂面と、タイヤ回転方向前側の側面である前側面と、前記頂面と前記前側面とが交わる前辺部とを備え、前記タイヤサイド部の前記表面から前記突起の前記頂面までの距離である前記突起の厚さは、前記頂面のタイヤ周方向の寸法である前記突起の幅よりも小さく、前記突起の前記幅は10mm以上であり、前記前辺部における前記頂面のタイヤ周方向の勾配は、前記前辺部から離れるに伴って前記突起の厚さが大きくなるように設定されている、空気入りタイヤを提供する。 The present invention includes a protrusion provided on a surface of a tire side portion, and the protrusion includes a top surface, a front side surface that is a front side surface in the tire rotation direction, and a front side portion where the top surface and the front side surface intersect. The thickness of the protrusion, which is the distance from the surface of the tire side portion to the top surface of the protrusion, is smaller than the width of the protrusion, which is the dimension in the tire circumferential direction of the top surface, The width of the protrusion is 10 mm or more, and the gradient in the tire circumferential direction of the top surface at the front side portion is set so that the thickness of the protrusion increases as the distance from the front side portion increases. Provide pneumatic tires.
突起は厚さが幅よりも小さい形状を有し、空気入りタイヤの回転時に、突起の頂面近傍の空気流は層流となる。層流(層流境界)の空気流は速度勾配が大きいため、突起の頂面の空冷による放熱が効果的に促進される。また、突起の幅は10mm以上に設定しているので、層流が形成されることによる突起の放熱面積が十分に確保される。前辺部における突起の頂面のタイヤ周方向の勾配は、前辺部から離れるに伴って突起の厚さが大きくなるように設定されている。この勾配により、前辺部付近の頂面における空気流の剥離を抑制ないし防止でき、層流による放熱促進が確実に得られる。 The protrusion has a shape whose thickness is smaller than the width, and the air flow near the top surface of the protrusion becomes a laminar flow when the pneumatic tire rotates. Since the air flow of the laminar flow (laminar flow boundary) has a large velocity gradient, heat dissipation by air cooling of the top surface of the protrusion is effectively promoted. In addition, since the width of the protrusion is set to 10 mm or more, a sufficient heat radiation area of the protrusion due to the laminar flow is ensured. The gradient in the tire circumferential direction of the top surface of the protrusion on the front side is set so that the thickness of the protrusion increases as the distance from the front side increases. This gradient can suppress or prevent the separation of the air flow at the top surface near the front side, and can surely promote heat dissipation by laminar flow.
本発明の空気入りタイヤによれば、回転時に、タイヤサイド部の表面に形成された突起の頂面の空気流が層流となることで、空冷による放熱が効果的に促進され、耐久性が向上する。また、前辺部における突起の頂面のタイヤ周方向の勾配は、前辺部から離れるに伴って突起の厚さが大きくなるように設定しているので、前辺部付近の頂面における空気流の剥離を抑制ないし防止でき、層流による放熱促進が確実に得られる。 According to the pneumatic tire of the present invention, when rotating, the air flow on the top surface of the protrusion formed on the surface of the tire side portion becomes a laminar flow, so that heat dissipation by air cooling is effectively promoted and durability is improved. improves. In addition, since the gradient in the tire circumferential direction of the top surface of the protrusion on the front side portion is set so that the thickness of the protrusion increases as the distance from the front side portion increases, the air on the top surface near the front side portion The separation of the flow can be suppressed or prevented, and the promotion of heat dissipation by the laminar flow can be surely obtained.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るゴム製の空気入りタイヤ(以下、タイヤという)1を示す。本実施形態のタイヤ1はサイズ245/40R18のランフラットタイヤである。本発明は、異なるサイズのタイヤにも適用できる。また、本発明は、ランフラットタイヤの範疇に含まれないタイヤにも適用できる。タイヤ1は、回転方向が指定されている。指定された回転方向を図3に矢印RDで示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a rubber pneumatic tire (hereinafter referred to as a tire) 1 according to a first embodiment of the present invention. The
タイヤ1は、トレッド部2、一対のタイヤサイド部3、及び一対のビード部4を備える。個々のビード部4は、タイヤサイド部3のタイヤ径方向の内側端部(トレッド部2とは反対側の端部)に設けられている。一対のビード部4間には、カーカス5が設けられている。カーカス5と、タイヤ1の最内周面のインナーライナー6との間には、補強ゴム7が配置されている。カーカス5とトレッド部2の踏面との間には、ベルト層8が設けられている。言い換えれば、トレッド部2では、カーカス5のタイヤ径方向外側にベルト層8が設けられている。
The
図2及び図3を参照すると、タイヤサイド部3の表面には、複数の突起11がタイヤ周方向に間隔をあけて設けられている。本実施形態では、これらの突起11の形状、寸法、及び姿勢は同じである。図1では、リム(図示せず)の最外周位置P1からトレッド部1のタイヤ径方向の最も外側の位置までの距離(タイヤ高さ)が符号THで示されている。突起11は、リムの最外周位置P1からタイヤ高さTHの0.05倍以上0.7倍以下の範囲に設けることができる。
2 and 3, a plurality of
本明細書では、タイヤ幅方向から見た突起11の形状に関して「平面視」又はそれに類する用語を使用する場合があり、後述する内端面15側から見た突起11の形状に関して「端面視」又はそれに類する用語を使用する場合がある。
In the present specification, “plan view” or a similar term may be used for the shape of the
図4及び図5を参照すると、突起11は、タイヤサイド部3の表面に沿って拡がる面である頂面12を備える。本実施形態では、頂面12は端面視において翼断面形状を有する。また、突起11は、タイヤ周方向に対向する一対の側面、すなわち前側面13と後側面14とを備える。前側面13はタイヤ回転方向RDの前方側に位置し、後側面14はタイヤ回転方向RDの後方側に位置する。さらに、突起11は、タイヤ径方向に対向する一対の端面、すなわちタイヤ径方向内側の内端面15と、タイヤ径方向外側の外端面16とを有する。後に詳述するように、本実施形態における前側面13は、タイヤサイド部3の表面及び頂面12に対して傾斜した平坦面である。本実施形態における後側面14、内端面15、及び外端面16は、タイヤサイド部3の表面に対して概ね垂直に延びる平坦面である。
Referring to FIGS. 4 and 5, the
前辺部17は頂面12と前側面13とが互いに交わる部分であり、後辺部18は頂面12と後側面14とが互いに交わる部分である。内辺部19は頂面12と内端面15とが互いに交わる部分であり、外辺部20は頂面12と外端面16とが互いに交わる部分である。前辺部17、後辺部18、内辺部19、及び外辺部20は、本実施形態のように鋭いないしは明瞭なエッジであってもよいが、端面視である程度湾曲した形状を有していてもよい。本実施形態では、前辺部17、後辺部18、内辺部19、及び外辺部20の平面視での形状は、いずれも直線状である。しかし、これらの平面視での形状は、円弧及び楕円弧を含む曲線状であってもよく、複数の直線から構成された折れ線であってもよく、直線と曲線の組み合わせであってもよい。
The
図3を参照すると、前辺部17は、平面視において、前辺部17を通るタイヤ径方向に延びる直線に対して傾斜している。言い換えれば、前辺部17はタイヤ径方向に対して傾斜している。前辺部17のタイヤ径方向に対する傾斜角度a1は、前辺部17のタイヤ回転方向RDで最前方側の位置を通り、かつタイヤ径方向に延びる基準直線Lsと、前辺部17が延びる方向(本実施形態では直線である前辺部17自体)とがなす角度(平面視で時計回りを正とする)として定義される。
Referring to FIG. 3, the
本実施形態における前辺部17は、平面視で右上がりに延びている。図16及び図17に示すように、突起11は前辺部17が平面視で右下がりに延びる形状であってもよい。本実施形態の後辺部18は、平面視で前辺部17と概ね平行に延びている。また、本実施形態の内辺部19と外辺部20は、平面視で互いに平行に延びている。
The
図3を参照すると、符号Rはタイヤ半径を示し、符号Rpは突起11のタイヤ径方向の任意の位置のタイヤ回転中心からの距離を示す。また、図3の符号Rpcは突起11の中心pc(例えば平面視での頂面12の図心)のタイヤ回転中心からの距離を示す。さらに、図3の符号hRpは、タイヤ径方向の任意の位置における、突起11のタイヤ周方向の寸法、すなわち突起11の幅を示す。また、図3の符号hRpcは突起の中心pcにおける、突起11の幅を示している。
Referring to FIG. 3, the symbol R represents the tire radius, and the symbol Rp represents the distance from the tire rotation center at an arbitrary position of the
図5及び図7を参照すると、端面視では、突起11の頂面12はタイヤ幅方向外側(タイヤサイド部3の表面から離れる方向)に向けて突出ないしは膨出した形状を有する。具体的には、前述のように、本実施形態の突起11の端面は、端面視において翼断面形状を有する。そのため、突起11のタイヤ径方向の任意の位置における突起11の厚みtRpは、タイヤ周方向に分布を有する。つまり、突起11の厚みtRpは前側面13(前辺部17)から後側面14(後辺部18)までの間で変化している。図5及び図7では、端面視で頂面12のうち厚みtRpが最も大きい位置を符号P3で示している。
Referring to FIGS. 5 and 7, the
図7を参照すると、突起11の頂面12のうち前辺部17から位置P3までの領域では、頂面12のタイヤ周方向の勾配は、前辺部17から離れるのに伴って(位置P3に近づくのに伴って)、突起11の厚さhRpが漸増するように設定されている。また、突起11の頂面12のうち位置P3から後辺部18までの領域では、頂面12のタイヤ周方向の勾配は、位置P3から離れるのに伴って(後辺18に近づくのに伴って)、突起11の厚さhRpが漸減するように設定されている。位置P3では、頂面12のタイヤ周方向の勾配は0°である。特に、前辺部17における頂面12のタイヤ周方向の勾配θ1は、前辺部17から位置P3側に向けて上向きに設定されている。具体的には、この勾配θ1は5°以上85°以下に設定できる。また、後辺部18における頂面12のタイヤ周方向の勾配θ2は、位置P3側から後辺部18に向けて下向きに設定されている。具体的には、この勾配θ2は、−30°以上−5°以下に設定できる。突起11の頂面12のタイヤ周方向の勾配は、端面視で、勾配を測る頂面12の上の一点を通るタイヤ径方向に延びる垂線(水平線Lh)に対する傾斜角度として定義される。また、勾配の符号は、図7に示すように、タイヤ径方向内側から突起11の内端面15を見たときに、反時計回りを正としている。
Referring to FIG. 7, in the region from the
本実施形態では、頂面12のタイヤ径方向の任意の位置における突起11の厚みtRpは、内端面15から外端面16まで一定である。つまり、突起11の厚みtRpはタイヤ径方向には一様である。
In the present embodiment, the thickness tRp of the
図5及び図6を参照すると、端面視では、前辺部17において突起11の頂面12と前側面13とがある角度(先端角度a2)をなしている。本実施形態における前側面13は、頂面12と前側面13とが前辺部17に向けて間隔が狭まるテーパ形状となるような傾斜を有している。言い換えれば、前側面13の傾斜は、端面視において、前側面13の下端が前辺部17よりもタイヤ回転方向RDの後方側に位置するように設定されている。前側面13がこのような傾斜を有することで、本実施形態の突起11の先端角度a2は鋭角(45°)である。先端角度a2の具体的な定義は後述する。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
図8から図10を参照すると、タイヤ1を装着した車両の走行時には、矢印AF0で概念的に示すように、前辺部17側から突起11に流入する空気流がタイヤサイド部3の表面近傍に生じる。図8を参照すると、タイヤサイド部3の表面の特定の位置P2における空気流AF0は、位置P2を通るタイヤ径方向に延びる直線に対して引いた垂線(水平線Lh)に対する角度(流入角度afl)を有する。本発明者が行った解析によると、タイヤサイド245/40R18、突起11の中心Pcのタイヤ回転中心からの距離Rpcが550mm、車両の走行速度80km/hという条件下では、流入角度aflは12°である。また、走行速度が40〜120km/hの範囲で変化すると、流入角度aflには±1°程度の変化がある。実際の使用時には、走行速度に加え、向かい風、車両の構造等を含む種々の要因による影響があるので、前述の条件下における流入角度aflは12±10°程度とみなせる。
Referring to FIGS. 8 to 10, when the vehicle equipped with the
引き続き図8から図10を参照すると、空気流AF1は前辺部17から突起11に流入し、この流入時に2つの空気流に分断される。図8に最も明瞭に示すように、一方の空気流AF1は、前側面13から頂面12に乗り上がり、前辺部17から後辺部18に向けて頂面12に沿って流れる(主たる空気流)。他方の空気流AF2は、前側面13に案内されてタイヤサイド部3の表面に沿ってタイヤ径方向外側へ流れる(従たる空気流)。図12及び図13に示すように前辺部17が平面視で右下がりの場合、空気流AF2は前側面13に案内されてタイヤサイド部3の表面に沿ってタイヤ径方向内側へ流れる。
Still referring to FIGS. 8 to 10, the air flow AF1 flows into the
図11を併せて参照すると、突起11の頂面12に沿って流れる空気流AF1は層流となっている。つまり、突起11の頂面12近傍には層流境界層LBが形成される。図11において、符号Vaは空気流AF0、空気流AF1のタイヤサイド部3の表面近傍と突起11の頂面12近傍での速度勾配を概念的に示している。層流である空気流AF1は速度勾配が大きいので、突起11の頂面12から空気流AF1へ高効率で放熱がなされる。言い換えれば、突起11の頂面12の空気流AF2が層流となることで、空冷による放熱が効果的に促進される。効果的に空冷することで、タイヤ1の耐久性が向上する。
Referring also to FIG. 11, the air flow AF1 flowing along the
図10において矢印AF3で示すように、頂面12を通過して後辺部18から下流側へ流れる空気流は、頂面12からタイヤサイド部3の表面に向かって落下する。空気流AF3はタイヤサイド部3の表面に衝突する。その結果、隣接する突起11,11間では、タイヤサイド部3の表面近傍の領域TAの空気流は乱流となる。この領域TAでは、空気流の乱流化による速度勾配の増大によって、タイヤサイド部3の表面からの放熱が促進される。
As indicated by an arrow AF <b> 3 in FIG. 10, the air flow passing through the
以上のように、本実施形態のタイヤ1では、突起11の頂面12の空気流AF1の層流化と、突起11,11間の空気流AF3の乱流化の両方によってタイヤ1の放熱性を向上している。
As described above, in the
後に詳述するように、タイヤ回転中心からの距離Rpにおける突起11の幅hRp(図3参照)は、突起11の頂面12の後辺部18まで層流境界層LBとなるように設定することが好ましい。しかし、図12に概念的に示すように、突起11の幅hRpは、突起11の頂面12の後辺部18側で、速度境界層が遷移領域TRや乱流境界層TBとなるような比較的長い寸法にすることも許容される。このような場合でも、突起11の頂面12のうち層流境界層LBが形成される領域では、大きな速度勾配により放熱性向上の利点が得られる。
As will be described in detail later, the width hRp (see FIG. 3) of the
図13及び図14を参照すると、タイヤ径方向から見ると、突起11に流入する空気流AF0の向きは、タイヤサイド部3の表面に対して平行ではなく、やや上向き、つまりタイヤサイド3の表面から離れる向きに少し傾斜している。そのため、図13に示すように、仮に突起11の頂面12がタイヤサイド部3の表面に沿って平行に拡がる平坦面であると、頂面12を流れる空気流AF1が前辺部17の近傍で剥離PEを生じる可能性がある。剥離PEが生じると空気流AF1が乱流となり、頂面12からの放熱効率が低下する。図7及び図14を参照すると、本実施形態では、前述のように前辺部17における頂面12の勾配θ1が上向きに設定されているので、前辺部17から位置P3に向けて、空気流AF1が頂面12に沿って円滑に流れ、剥離PEを抑制ないし防止できる。従って、前辺部17における頂面12の勾配θ1が上向きに設定することで、層流による放熱促進が確実に得られる。図5を併せて参照すると、空気流AF1の剥離を確実に防止するには、頂面12の勾配が0となる位置P3を突起12の幅hRpの半分よりも前辺部17側に設定することが好ましい。
Referring to FIGS. 13 and 14, when viewed from the tire radial direction, the direction of the air flow AF0 flowing into the
図7及び図14を参照すると、前述のように後辺部18における頂面12の勾配θ2は下向きに設定されている。そのため、後辺部18を超えて下流側へ流れる空気流AF3は、確実に頂面12からタイヤサイド部3の表面に向かって落下する(図10参照)。その結果、隣接する突起11,11間に乱流の領域TAが確実に形成され、空気流AF3の乱流化によるタイヤサイド部3の表面からの放熱促進が確実に得られる。
Referring to FIGS. 7 and 14, as described above, the gradient θ2 of the
前述した突起11への流入時の空気流AF0の空気流AF1,AF2への分断を生じさせるためには、突起11の厚さtRp、特に前辺部17の部分における厚さtRpが突起11の幅hp(幅hpが一定でない場合は最小幅)よりも小さいことが好ましい。
In order to cause the air flow AF0 to be divided into the air flows AF1 and AF2 when flowing into the
前述のように突起11へ流入する空気流AF0は流入角度aflを有する。空気流AF0の空気流AF1,AF2への分断を生じさせるためには、平面視での突起11の前辺部17の傾斜角度a1を、前辺部17に対する空気流AF0の進入角度が90°とならないように設定する必要がある。言い換えれば、平面視において、空気流AF0に対して突起11の前辺部17を傾ける必要がある。
As described above, the air flow AF0 flowing into the
図3を参照すると、本実施形態のように、前辺部17が平面視で右上がりである場合、前辺部17は、前辺部17に流入する空気流AF0に対して45°で交差するように設定するのがより好ましい。この場合、上述したように、空気流AF0の流入角度aflは12±10°程度とみなせるので、前辺部17の傾斜角度a1は、以下の式(1)で規定される範囲内に設定することが好ましい。
Referring to FIG. 3, when the
図17を参照すると、前辺部17が右下がりである場合、前辺部17の傾斜角度a1は、前辺部17に流入する空気流AF0に対して45°で交差するように設定するのが好ましく、以下の式(2)で規定される範囲内に設定することが好ましい。
Referring to FIG. 17, when the
要するに、前辺部17の傾斜角度は、式(1)又は(2)を満たすように設定することが好ましい。
In short, it is preferable that the inclination angle of the
図5及び図6を参照すると、突起11への流入時の空気流AF0の空気流AF1,AF2への分断を生じさせるためには、突起11の先端角度a2は過度に大きく設定しない必要がある。具体的には、先端角度a2は100°以下に設定することが好ましい。より好ましくは、先端角度a2は、鋭角、つまり90°未満に設定される。先端角度a2が過度に小さいことは、前辺部17付近における突起11の強度低下の原因となるので好ましくない。そのため、先端角度a2は、特に45°以上65°以下の範囲に設定することが好ましい。
Referring to FIGS. 5 and 6, in order to cause the air flow AF0 when flowing into the
図3を参照すると、タイヤ径方向の任意の位置における突起11の幅hRpが過度に狭いと、頂面12近傍の層流境界層LBによる突起11からの放熱面積が不足し、層流による放熱促進効果が十分に得られない。そのため、突起11の幅hRpは10mm以上に設定することが好ましい。
Referring to FIG. 3, if the width hRp of the
引き続き図3を参照すると、タイヤ径方向の任意の位置における突起11の幅hRpは、以下の式(3)を満たすように設定することが好ましい。以下の説明における数式はすべてSI単位系を使用している。
Still referring to FIG. 3, the width hRp of the
Rp:突起上の任意の位置のタイヤ回転中心からの距離
hRp:タイヤ回転中心からの距離Rpにおける突起の幅
Rp: distance from the tire rotation center at an arbitrary position on the protrusion hRp: width of the protrusion at the distance Rp from the tire rotation center
幅hRpが小さすぎると速度勾配が増大する領域を十分に確保できず十分な冷却効果が得られない。式(3)における下限値10は、層流による放熱促進効果を確保するための必要最小限の放熱面積に対応している。 If the width hRp is too small, a sufficient area for increasing the speed gradient cannot be secured, and a sufficient cooling effect cannot be obtained. The lower limit value 10 in the equation (3) corresponds to the minimum heat radiation area necessary for ensuring the heat radiation promotion effect by the laminar flow.
幅hRpが大きすぎると突起11上で速度境界層が過度に成長してしまい速度勾配が小さくなり放熱性が悪化する。式(3)における上限値50は、かかる観点から規定されている。以下、上限値を50に設定した理由を説明する。
If the width hRp is too large, the velocity boundary layer grows excessively on the
平板上における速度境界層の発達、すなわち層流境界層LBから乱流境界層TBへの遷移は以下の式(4)で表されることが知られている。 It is known that the development of the velocity boundary layer on the flat plate, that is, the transition from the laminar boundary layer LB to the turbulent boundary layer TB is expressed by the following equation (4).
U:流入速度
ν:流体の動粘性係数
主流の乱れの影響や、遷移領域付近では境界層がある程度成長することで速度勾配が低下することを考えると、十分な冷却効果が得られるために必要な突起11の幅hRpの最大値hRp_maxは、式(4)の距離xの1/2程度と考えられる。従って、突起11の最大幅hRp_maxは、以下の式(5)で表される。
Considering the influence of mainstream disturbance and the fact that the boundary layer grows to some extent in the vicinity of the transition region, the maximum gradient hRp_max of the width hRp of the
突起11への流体の流入速度Uは、突起11のタイヤ径方向の任意の位置のタイヤ回転中心からの距離Rpとタイヤ角速度の積として表される(U=Rpω)。また、車両速度Vはタイヤ半径Rとタイヤ角速度の積として表される(V=Rω)。従って、以下の式(6)の関係が成立する。
The fluid inflow velocity U to the
空気の動粘性係数νについて、以下の式(7)が成立する。 The following equation (7) holds for the kinematic viscosity coefficient ν of air.
式(6),(7)を式(5)に代入することで、以下の式(8)が得られる。 By substituting Equations (6) and (7) into Equation (5), the following Equation (8) is obtained.
車両速度Vとして80km/hを想定すると、式(8)よりhRp_maxは以下となる。 Assuming that the vehicle speed V is 80 km / h, hRp_max is as follows from equation (8).
タイヤ1の発熱がより顕著となる高速走行時、具体的には車両速度Vとして160km/hまでを考慮すると、式(8)よりhRp_maxは以下となる。
When driving at high speed where the heat generation of the
このように、高速走行時(車両速度Vとして160km/h以下)であっても、突起11の頂面12の幅方向全体で層流境界層LBが形成されるためには、式(3)の上限値は50となる。
Thus, in order to form the laminar boundary layer LB in the entire width direction of the
図15Aから図15Eは、突起11の頂面12の端面視での形状の種々の代案を示す。
15A to 15E show various alternatives of the shape of the
図15Aの突起11は、端面視において円弧状の頂面12を有する。
The
図15Bの突起11は、端面視において翼断面形状でも円弧状でもない曲線状の頂面12を有する。
The
図15Cの突起11は、タイヤサイド部3の表面に対してタイヤ周方向に傾斜した2個の平坦面41,42で構成された頂面12を有する。前辺部17から突起11の厚さhRpが最大となる位置P3までの平坦面41は、一定の上向きの勾配を有する。位置P3から後辺部18までの平坦面42は、一定の下向きの勾配を有する。位置P3は、突起12の幅hRpの半分よりも前辺部17側に設定されている。
The
図15Dに示す突起11の頂面12は、タイヤサイド部3の表面に対してタイヤ周方向に傾斜した2個の平坦面51,53と、タイヤサイド部3の表面に平行に延びる1個の平坦面52とにより構成されている。前辺部17から突起11の厚さhRpが最大となる位置P3までの平坦面51は、一定の上向きの勾配を有する。平坦面52は、位置P3から後辺部18側へ延びている。平坦面53は、平坦面52の後辺部18側の端部から後辺部18まで延びている。位置P3は、突起12の幅hRpの半分よりも前辺部17側に設定されている。
The
図15Eに示す突起11の頂面12は、タイヤ周方向に傾斜した単一の平坦面から構成されている。端面12は、一定の上向きの勾配を有する。
The
図15Aから図15Dの代案では、前辺部17における端面12の勾配θ1及び後辺部18における端面12の勾配θ2は、本実施形態(例えば図7)と同様に設定されている。また、図15Eの代案では、前辺部17における端面12の勾配θ1は、本実施形態と同様に設定されている。
In the alternatives of FIGS. 15A to 15D, the gradient θ1 of the
図16から図19Dは、突起11の平面視での形状の種々の代案を示す。
16 to 19D show various alternatives of the shape of the
図16及び図17の突起11は、前述のように平面視で右上がりに延びる前辺部17を有する。
The
図18Aの突起11の後辺部18は、傾斜角度の異なる2本の直線により構成された平面視での形状を有する。
The
図18B,18Cの突起11は、前辺部17が右上がりに延びるのに対し、後辺部18が右下がりに延びる平面視での形状を有する。特に、図18Cの突起11は、等脚台形状の平面視での形状を有する。
18B and 18C has a shape in a plan view in which the
図19Aでは、タイヤサイド部3の表面に、幅hRpが異なる2種類の突起11が交互に配置されている。
In FIG. 19A, two types of
図19B,図19Cでは、タイヤサイド部3の表面に、前辺部17の傾斜角度a1が異なる2種類の突起11が交互に配置されている。図19Bでは、2種類の突起11はいずれも右上がりの前辺部17を有する。図19Cでは、2種類の突起11のうちの一方は右上がりの前辺部17を有し、他方の突起11は右下がりの前辺部17を有する。
In FIG. 19B and FIG. 19C, two types of
図19Dでは、タイヤサイド部3の表面に、タイヤ径方向の位置が異なる2種類の突起11が交互に配置されている。
In FIG. 19D, two types of
図20Aから図21Bは、突起11の前側面13の端面視での形状に関する種々の代案を示す。
20A to 21B show various alternatives related to the shape of the
図20Aから図20Dに示す突起11の前側面13は、端面視で、1個の窪み23を構成している。
The
図20Aの突起11の前側面13は、2個の平坦面24a,24bによって構成されている。端面視では、平坦面24aは右下がりで、平坦面24bは右上がりである。これらの平坦面24a,24bによって、端面視で三角形の窪み23が形成されている。
The
図20Bの突起11の前側面13は、半円状の断面形状を有する曲面により構成されている。この曲面によって、端面視で半円状の窪み23が形成されている。
The
図20Cの突起11の前側面13は、端面視で右下がりの平坦面25aと、円弧状の断面形状を有する曲面25bにより構成されている。平坦面25aが突起11の頂面12側に位置し、曲面25bがタイヤサイド部3の表面側に位置している。平坦面25aと曲面25bとによって、窪み23が形成されている。
The
図20Dの突起11の前側面13は、3個の平坦面26a,26b,26cによって構成されている。端面視では、突起11の頂面12側の平坦面26aは右下がりで、タイヤサイド部3の表面側の平坦面26cは右上がりで、中央の平坦面26bはタイヤ径方向に延びている。これらの平坦面26a〜26cによって多角形状の窪み23が形成されている。
The
図21A及び図21Bに示す突起11の前側面13は、端面視で、タイヤ径方向に隣接した配置された2個の窪み23A,23Bを構成している。
The
図21Aの突起11の前側面13は、4個の平坦面27a〜27dによって構成されている。端面視では、突起11の頂面12側の平坦面27aは右下がりであり、タイヤサイド部3の表面に向けて、右上がりの平坦面27b、右下がりの平坦面27c、及び右上がりの平坦面27dが順に配置されている。平坦面27a,27bによって突起11の頂面12側に三角形状の断面形状を有する1個の窪み23Aが形成され、この窪み23Aのタイヤサイド部3の表面側に隣接して、同様に三角形状の断面形状を有する1個の窪み23Bが平坦面27c,27dによって形成されている。
The
図21Bの突起11の前側面13は、半円状の断面形状を有する2個の曲面28a,28bによって構成されている。突起11の頂面12側の曲面28aによって、半円状の断面形状を有する1個の窪み23Aが形成され、この窪み23Aのタイヤサイド部3の表面側に隣接して、同様に半円状の断面形状を有する1個の窪み23Bが曲面28bによって形成されている。
The
突起11の前側面13は、端面視で、タイヤ径方向に隣接した配置された3個以上の窪みを構成してもよい。
The
図20Aから図21Bに示すような前側面13の窪みの形状、寸法、個数を適切に設定することで、突起11の頂面12に沿って流れる空気流AF1と、突起11の前側面13に沿って流れる空気流AF2の流量比率を調節することができる。
By appropriately setting the shape, size, and number of depressions on the
図15Aから図15Eの頂面12の形状のうちのいずれか1個と、図20Aから図21Bの前側面13の形状のいずれかを組み合わせて1個の突起11を構成してもよい。
One
図5、図15Aから図15E、図20Aから図21Bを参照すると、前辺部17において突起11の頂面12と前側面13とがなす角度、すなわち突起11の先端角度a2は、端面視において、頂面12に対応する直線Ltと、前側面13の前辺部17近傍の部分に対応する直線Lfsとがなす角度として定義される。
5 and 15A to 15E and FIGS. 20A to 21B, the angle formed between the
直線Ltは、頂面12のうち厚みtRpが最も大きい部分(位置P3)を通り、かつタイヤサイド部3の表面に沿って延びる直線として定義される。図5、図15A、図15B、図20Aから図21Bを参照すると、頂面12が曲面である場合、端面視で頂面12のうち厚みtRpが最も大きい位置P3を通り、かつタイヤサイド部3の表面に沿って延びる直線が直線Ltである。図15C,図15D、及び図15Eを参照すると、端面12が複数又は単一の傾斜した平坦面から構成されている場合、端面視で前辺部17近傍の部分を延長して得られる直線が、直線Ltである。
The straight line Lt is defined as a straight line passing through the portion (position P3) having the largest thickness tRp on the
図5、図15Aから図15Eを参照すると、前側面13が単一の平坦面から構成されている場合、端面視で前側面13自体を延長して得られる直線が直線Lfsである。図20Aから図20Dを参照すると、前側面13が単一の窪み23を構成している場合、端面視において前辺部17と窪み23の最も窪んだ位置とを接続する直線が、直線Lfsである。図21A及び図21Bを参照すると、複数(これらの例では2個)の窪み23A,23Bを構成している場合、端面視において、前辺部17と最も頂面12側に位置する窪み23Aの最も窪んだ位置とを接続する直線が、直線Lfsである。
Referring to FIG. 5 and FIG. 15A to FIG. 15E, when the
(その他の実施形態)
図22を参照すると、頂面12における層流の形成を顕著に阻害しないのであれば、タイヤ径方向に延びる1本の縦スリット33よって、1個の突起11をタイヤ周方向に並べられた2個の互いに独立した部分に分割してもよい。2本以上縦スリット33によって、1個の突起11を3個以上の互いに独立した部分に分割してもよい。
(Other embodiments)
Referring to FIG. 22, if the formation of laminar flow on the
図23を参照すると、頂面12における層流の形成を顕著に阻害しないのであれば、タイヤ周方向に延びる1本の横スリット34によって、1個の突起11をタイヤ径方向に並べられた2個の互いに独立した部分に分割してもよい。2本以上の縦スリット34によって、1個の突起11を3個以上の互いに部分に分割してもよい。
Referring to FIG. 23, if the laminar flow formation on the
1本以上の縦スリット33と1本以上の横スリット34とを設けることで、1個の突起11を4個以上の複数の部分に分割してもよい。
One
縦スリット33及び横スリット34の深さは、図22及び図23に示すように、これらのスリット33,34が頂面12からタイヤサイド部3の表面まで達するように設定してもよいし、これらのスリット33,34がタイヤサイド部3の表面まで達しないように設定してもよい。
The depths of the
1 タイヤ
2 トレッド部
3 タイヤサイド部
4 ビード部
5 カーカス
6 インナーライナー
7 補強ゴム
8 ベルト層
11 突起
12 頂面
13 前側面
14 後側面
15 内端面
16 外端面
17 前辺部
18 後辺部
19 内辺部
20 外辺部
23,23A,23B 窪み
24a,24b,25a,26a〜26c,27a〜27d 平坦面
25b,28a,28b 曲面
31 突条
32 溝
33 縦スリット
34 横スリット
41,42,51,52,53,61 平坦面
RD 回転方向
P1 リムの最外周位置
P2 タイヤサイド部の表面の特定の点
P3 頂面の厚みが最も大きい位置
Ls 基準直線
Lt,Lfs 直線
Lh 水平線
AF0,AF1,AF2 空気流
Va 空気流の速度
LB 層流境界層
TR 遷移領域
TB 乱流境界層
TA 乱流の領域
θ1,θ2 勾配
PE 剥離
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記突起は、頂面と、タイヤ回転方向前側の側面である前側面と、前記頂面と前記前側面とが交わる前辺部とを備え、
前記タイヤサイド部の前記表面から前記突起の前記頂面までの距離である前記突起の厚さは、前記頂面のタイヤ周方向の寸法である前記突起の幅よりも小さく、
前記突起の前記幅は10mm以上であり、
前記前辺部における前記頂面のタイヤ周方向の勾配は、前記前辺部から離れるに伴って前記突起の厚さが大きくなるように設定されている、空気入りタイヤ。 Protrusions provided on the surface of the tire side part,
The protrusion includes a top surface, a front side surface that is a side surface on the tire rotation direction front side, and a front side portion where the top surface and the front side surface intersect each other,
The thickness of the protrusion, which is the distance from the surface of the tire side portion to the top surface of the protrusion, is smaller than the width of the protrusion, which is a dimension in the tire circumferential direction of the top surface,
The width of the protrusion is 10 mm or more;
The pneumatic tire is configured such that a gradient in the tire circumferential direction of the top surface at the front side portion is set so that the thickness of the protrusion increases as the distance from the front side portion increases.
前記後辺部における前記頂面の前記タイヤ周方向の勾配は、前記後辺部に近づくに伴ってと前記突起の前記厚さが小さくなるように設定されている、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。 The protrusion includes a rear side facing the front side in the tire circumferential direction, and a rear side where the top side and the rear side intersect,
The gradient in the tire circumferential direction of the top surface at the rear side portion is set so that the thickness of the protrusion becomes smaller as the tire approaches the rear side portion. Pneumatic tires.
R:タイヤ半径R
Rp:突起上の任意の位置のタイヤ回転中心からの距離
hRp:タイヤ回転中心からの距離Rpにおける突起の幅 The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the width of the protrusion satisfies the following.
R: Tire radius R
Rp: Distance from the tire rotation center at an arbitrary position on the protrusion
hRp: Width of protrusion at distance Rp from tire rotation center
The pneumatic tire according to claim 5, wherein an inclination angle of the front side portion of the protrusion as viewed from the tire width direction satisfies the following.
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