JP5254126B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、空気入りタイヤのサイド面の改良に関する。

タイヤのプロファイル（凹凸がないと仮定されたときのトレッドからサイドウォールまでの表面形状）は、操縦安定性、乗り心地等のタイヤの基本性能を左右する。タイヤのコンセプトに応じ、適正なプロファイルが決定される必要がある。特開平８−３３７１０１号公報には、関数が用いられたプロファイルの決定方法が開示されている。この方法によって決定されたプロファイルでは、赤道面から軸方向外側に向かって、その曲率半径が徐々に減少する。このプロファイルは、ＣＴＴプロファイルと称されている。ＣＴＴプロファイルの採用により、タイヤの諸性能が高められうる。

近年、サイドウォールの内側に支持層を備えたランフラットタイヤが開発され、普及しつつある。この支持層には、高硬度な架橋ゴムが用いられている。このランフラットタイヤは、サイド補強型と称されている。このタイプのランフラットタイヤでは、パンクによって内圧が低下すると、支持層によって荷重が支えられる。この支持層は、パンク状態でのタイヤの撓みを抑制する。パンク状態で走行が継続されても、高硬度な架橋ゴムが、支持層での発熱を抑制する。このランフラットタイヤでは、パンク状態でも、ある程度の距離の走行が可能である。このランフラットタイヤが装着された自動車には、スペアタイヤの常備は不要である。このランフラットタイヤの採用により、不便な場所でのタイヤ交換が避けられうる。

パンク状態にあるランフラットタイヤの走行が継続されると、支持層の変形と復元とが繰り返される。この繰り返しにより支持層で熱が生じ、タイヤが高温に達する。この熱は、タイヤを構成するゴム部材の破損及びゴム部材間の剥離を招来する。破損及び剥離が生じたタイヤでは、走行は不可能である。パンク状態での長時間の走行が可能なランフラットタイヤ、換言すれば、熱に起因する破損及び剥離が生じにくいランフラットタイヤが望まれている。

特開２００７−５０８５４公報には、サイドウォールの表面に溝を備えたランフラットタイヤが開示されている。この溝を備えたサイドウォールの表面積は、大きい。従って、このタイヤの大気との接触面積は、大きい。大きな接触面積により、タイヤから大気への放熱が促進される。このタイヤは、昇温しにくい。

国際公開ＷＯ２００７／３２４０５公報には、サイド部に凸部を備えたランフラットタイヤが開示されている。この凸部は、タイヤの周りに乱流を発生させる。この乱流により、タイヤから大気への放熱が促進される。このタイヤは、昇温しにくい。

特開平８−３３７１０１号公報 特開２００７−５０８５４公報 国際公開ＷＯ２００７／３２４０５公報

特開２００７−５０８５４公報に開示されたランフラットタイヤでは、大きな表面積によって放熱が促進されるが、その効果は限定的である。国際公開ＷＯ２００７／３２４０５公報に開示されたランフラットタイヤでは、凸部の下流において空気が滞留するので、この凸部の下流における放熱は不十分である。不十分な放熱は、タイヤの耐久性を阻害する。従来のランフラットタイヤの、パンク状態での耐久性には、改善の余地がある。通常状態におけるタイヤの耐久性にも、改善の余地がある。

本発明の目的は、耐久性に優れた空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、
（１）曲率半径が互いに異なる複数の円弧を含むプロファイルを有するトレッド、
（２）それぞれが、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
（３）このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
（４）上記トレッド及びサイドウォールに沿っており、両ビードの間に架け渡されたカーカス
並びに
（５）半径方向において、トレッドの内側でかつカーカスの外側に位置する補強層
を備える。このタイヤは、そのサイド面に多数のディンプルを有する。

好ましくは、ディンプルの平面形状は、円である。好ましくは、ディンプルは円錐台形である。

好ましくは、ディンプルの直径は、６ｍｍ以上１８ｍｍ以下である。好ましくは、ディンプルの深さは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。

ディンプルの効果は、サイドウォールの軸方向内側に位置する支持層を有するタイヤ（すなわちサイド補強型ランフラットタイヤ）において顕著である。

ディンプルの効果は、いわゆるＣＴＴプロファイルを有するタイヤにおいて顕著である。このタイヤでは、トレッド面の中心点ＴＣから、この中心点ＴＣからの軸方向距離がタイヤの半分の幅の９０％である点Ｐ_９０までのプロファイルが、複数の円弧によって形成される。それぞれの円弧は、これに隣接する円弧と接する。それぞれの円弧の曲率半径は、これよりも軸方向内側の円弧の曲率半径よりも小さい。このプロファイルは、下記数式（１）から（４）を満たす。
０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
この数式（１）から（４）において、Ｈはタイヤの高さを表し、Ｙ_６０、Ｙ_７５、Ｙ_９０及びＹ_１００はそれぞれ中心点ＴＣと点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００は、それぞれ中心点ＴＣからの軸方向距離がタイヤの半分の幅の６０％、７５％、９０％及び１００％であるプロファイル上の点である。

本発明に係るタイヤでは、ディンプルにより、サイド面の大きな表面積が達成される。大きな表面積は、タイヤから大気への放熱を促進する。このディンプルはさらに、タイヤの周囲に乱流を発生させる。この乱流により、タイヤから大気への放熱が促進される。このタイヤでは、空気の滞留が生じにくい。このタイヤは、昇温しにくい。このタイヤでは、熱に起因するゴム部材の破損及びゴム部材間の剥離が生じにくい。このタイヤは、耐久性に優れる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのサイドウォールの一部が示された拡大斜視図である。 図３は、図１のタイヤのディンプルが示された拡大平面図である。 図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。 図５は、図１のタイヤの一部が示された断面図である。 図６は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図７は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図８は、解析結果が示されたグラフである。 図９は、実験結果が示されたグラフである。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。図１に示された空気入りタイヤ２（ランフラットタイヤ）は、図１中の一点鎖線Ｅｑを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線Ｅｑは、タイヤ２の赤道面を表す。この図１において両矢印Ｈで示されているのは、基準線ＢＬ（後に詳説）からのタイヤ２の高さである。

このタイヤ２は、トレッド４、ウイング６、サイドウォール８、クリンチ部１０、ビード１２、カーカス１４、支持層１６、ベルト１８、バンド２０、インナーライナー２２及びチェーファー２４を備えている。ベルト１８及びバンド２０は、補強層を構成している。ベルト１８のみから、補強層が構成されてもよい。バンド２０のみから、補強層が構成されてもよい。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２６を形成する。トレッド面２６には、溝２８が刻まれている。この溝２８により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４は、キャップ層３０とベース層３２とを有している。キャップ層３０は、架橋ゴムからなる。ベース層３２は、他の架橋ゴムからなる。キャップ層３０は、ベース層３２の半径方向外側に位置している。キャップ層３０は、ベース層３２に積層されている。

サイドウォール８は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール８は、架橋ゴムからなる。サイドウォール８は、カーカス１４の外傷を防止する。サイドウォール８は、リブ３４を備えている。リブ３４は、軸方向外側に向かって突出している。パンク状態での走行のとき、このリブ３４がリムのフランジ３６と当接する。この当接により、ビード１２の変形が抑制されうる。変形が抑制されたタイヤ２は、パンク状態での耐久性に優れる。

クリンチ部１０は、サイドウォール８の半径方向略内側に位置している。クリンチ部１０は、軸方向において、ビード１２及びカーカス１４よりも外側に位置している。クリンチ部１０は、リムのフランジ３６と当接している。

ビード１２は、サイドウォール８の半径方向内側に位置している。ビード１２は、コア３８と、このコア３８から半径方向外向きに延びるエイペックス４０とを備えている。コア３８はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス４０は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス４０は、高硬度な架橋ゴムからなる。

図１において矢印Ｈａで示されているのは、基準線ＢＬからのエイペックス４０の高さである。この基準線ＢＬは、コア３８の、半径方向における最も内側地点を通過する。この基準線ＢＬは、軸方向に延びる。タイヤ２の高さＨに対するエイペックス４０の高さＨａの比（Ｈａ／Ｈ）は、０．１以上０．７以下が好ましい。比（Ｈａ／Ｈ）が０．１以上であるエイペックス４０は、パンク状態において車重を支持しうる。このエイペックス４０は、パンク状態でのタイヤ２の耐久性に寄与する。この観点から、比（Ｈａ／Ｈ）は０．２以上がより好ましい。比（Ｈａ／Ｈ）が０．７以下であるタイヤ２は、乗り心地性に優れる。この観点から、比（Ｈａ／Ｈ）は０．６以下がより好ましい。

カーカス１４は、カーカスプライ４２からなる。カーカスプライ４２は、両側のビード１２の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール８に沿っている。カーカスプライ４２は、コア３８の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ４２には、主部４４と折り返し部４６とが形成されている。折り返し部４６の端４８は、ベルト１８の直下にまで至っている。換言すれば、折り返し部４６はベルト１８とオーバーラップしている。このカーカス１４は、いわゆる「超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス１４は、パンク状態におけるタイヤ２の耐久性に寄与する。このカーカス１４は、パンク状態での耐久性に寄与する。

カーカスプライ４２は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、４５°から９０°、さらには７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス１４はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

支持層１６は、サイドウォール８の軸方向内側に位置している。支持層１６は、カーカス１４とインナーライナー２２とに挟まれてる。支持層１６は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この支持層１６は、三日月に類似の形状である。支持層１６は、高硬度な架橋ゴムからなる。タイヤ２がパンクしたとき、この支持層１６が荷重を支える。この支持層１６により、パンク状態であっても、タイヤ２はある程度の距離を走行しうる。このランフラットタイヤ２は、サイド補強型である。タイヤ２が、図１に示された支持層１６の形状とは異なる形状を有する支持層を備えてもよい。

カーカス１４のうち、支持層１６とオーバーラップしている部分は、インナーライナー２２と離れている。換言すれば、支持層１６の存在により、カーカス１４は湾曲されられている。パンク状態のとき、支持層１６には圧縮荷重がかかり、カーカス１４のうち支持層１６と近接している領域には引張り荷重がかかる。支持層１６はゴム塊なので、圧縮荷重に十分に耐えうる。カーカス１４のコードは、引張り荷重に十分に耐えうる。支持層１６とカーカスコードとにより、パンク状態でのタイヤ２の縦撓みが抑制される。縦撓みが抑制されたタイヤ２は、パンク状態での操縦安定性に優れる。

パンク状態での縦歪みの抑制の観点から、支持層１６の硬度は６０以上が好ましく、６５以上がより好ましい。通常状態（タイヤ２に正規内圧が負荷された状態）の乗り心地性の観点から、硬度は９０以下が好ましく、８０以下がより好ましい。硬度は、「ＪＩＳ Ｋ６２５３」の規定に準じ、タイプＡのデュロメータによって測定される。図１に示された断面にこのデュロメータが押し付けられ、硬度が測定される。測定は、２３℃の温度下でなされる。

支持層１６の下端５０は、エイペックス４０の上端５２よりも、半径方向において内側に位置している。換言すれば、支持層１６はエイペックス４０とオーバーラップしている。図１において矢印Ｌ１で示されているのは、支持層１６の下端５０とエイペックス４０の上端５２との半径方向距離である。距離Ｌ１は、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。距離Ｌ１がこの範囲であるタイヤ２では、均一な剛性分布が得られる。距離Ｌ１は１０ｍｍ以上がより好ましい。距離Ｌ１は４０ｍｍ以下がより好ましい。

支持層１６の上端５４は、ベルト１８の端５６よりも軸方向において内側に位置している。換言すれば、支持層１６はベルト１８とオーバーラップしている。図１において矢印Ｌ２で示されているのは、支持層１６の上端５４とベルト１８の端５６との軸方向距離である。距離Ｌ２は、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。距離Ｌ２がこの範囲であるタイヤ２では、均一な剛性分布が得られる。距離Ｌ２は５ｍｍ以上がより好ましい。距離Ｌ１は４０ｍｍ以下がより好ましい。

パンク状態での縦歪みの抑制の観点から、支持層１６の最大厚みは３ｍｍ以上が好ましく、４ｍｍ以上がより好ましく、７ｍｍ以上が特に好ましい。タイヤ２の軽量の観点から、最大厚みは、２５ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましい。

ベルト１８は、カーカス１４の半径方向外側に位置している。ベルト１８は、カーカス１４と積層されている。ベルト１８は、カーカス１４を補強する。ベルト１８は、内側層５８及び外側層６０からなる。図１から明らかなように、内側層５８の幅は、外側層６０の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層５８及び外側層６０のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側層５８のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層６０のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト１８の軸方向幅は、タイヤ２の最大幅Ｗ（後に詳説）の０．８５倍以上１．０倍以下が好ましい。ベルト１８が、３以上の層を備えてもよい。

バンド２０は、ベルト１８を覆っている。図示されていないが、このバンド２０は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド２０は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト１８が拘束されるので、ベルト１８のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

タイヤ２が、バンド２０に代えて、ベルト１８の端５６の近傍のみを覆うエッジバンドを備えてもよい。タイヤ２が、バンド２０と共に、エッジバンドを備えてもよい。

インナーライナー２２は、カーカス１４の内周面に接合されている。インナーライナー２２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー２２には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー２２は、タイヤ２の内圧を保持する。

図１に示されるように、このタイヤ２は、そのサイド面に多数のディンプル６２を備えている。本発明においてサイド面とは、タイヤ２の外面のうち軸方向から目視されうる領域を意味する。典型的には、ディンプル６２は、サイドウォール８の外面又はクリンチ部１０の外面に形成される。

図２は、図１のタイヤ２のサイドウォール８の一部が示された拡大斜視図である。図２には、多数のディンプル６２が示されている。それぞれのディンプル６２の表面形状は、円である。本発明において表面形状とは、ディンプル６２が無限遠から見られたときのディンプル６２の輪郭の形状を意味する。図示されていないが、クリンチ部１０にも、同様に円形のディンプル６２が形成されている（図１参照）。サイドウォール８にのみ、ディンプル６２が形成されてもよい。

図３は、図１のタイヤ２のディンプル６２が示された拡大平面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。図４では、ディンプル６２の中心を通過し、タイヤ２の半径方向に対して垂直な平面に沿った断面が示されている。図４に示されるように、ディンプル６２は凹陥している。サイド面のうちディンプル６２以外の領域は、ランド６４である。

ディンプル６２を有するサイド面の表面積は、ディンプル６２がないと仮定されたときのサイド面の表面積よりも大きい。このタイヤ２の大気との接触面積は、大きい。大きな接触面積により、タイヤ２から大気への放熱が促進される。

ディンプル６２は、スロープ面６６と底面６８とを備えている。スロープ面６６は、リング状である。底面６８は、スロープ面６６と連続している。底面６８は、円形である。

図３において二点鎖線で示されているのは、タイヤ２の周りの空気の流れである。タイヤ２は、走行時に回転する。タイヤ２が装着された車両は、進行する。タイヤ２の回転と車両の進行とにより、ディンプル６２を横切って空気が流れる。空気は、ランド６４に沿って流れ、スロープ面６６に沿ってディンプル６２に流入する。この空気はディンプル６２の中を流れ、下流のスロープ面６６に沿って流れ、ディンプル６２から流出する。空気はさらに、下流のランド６４に沿って流れる。

図３に示されるように、ディンプル６２に流入するとき、空気の流れに渦が生じる。換言すれば、ディンプル６２の入口において乱流が生じる。パンク状態においてタイヤ２の走行が継続されると、支持層１６の変形と復元とが繰り返される。この繰り返しにより、支持層１６で熱が生じる。乱流は、この熱の大気への放出を促進する。このタイヤ２では、熱によるゴム部材の破損及びゴム部材間の剥離が抑制される。このタイヤ２は、パンク状態での長時間の走行が可能である。乱流は、通常状態（タイヤ２に正規内圧が負荷された状態）での放熱にも寄与する。ディンプル６２は、通常状態でのタイヤ２の耐久性にも寄与する。運転者の不注意により、内圧が正規値よりも小さい状態で走行がなされることがある。この場合の耐久性にも、ディンプル６２は寄与しうる。

渦を形成した空気は、ディンプル６２の内部において、スロープ面６６及び底面６８に沿って流れる。この空気は、円滑にディンプル６２から流出する。このタイヤ２では、凸部を有する従来のタイヤ及び溝を有する従来のタイヤに見られる滞留が生じにくい。従って、滞留によって放熱が阻害されることがない。このタイヤ２は、耐久性に極めて優れる。

このタイヤ２では、ディンプル６２によって昇温が抑制されるので、支持層１６が薄くても、パンク状態での長時間の走行が可能である。薄い支持層１６により、タイヤ２の軽量が達成される。薄い支持層１６により、転がり抵抗が抑制される。軽量でかつ転がり抵抗が小さなタイヤ２は、車両の低燃費に寄与する。さらに、薄い支持層１６により、優れた乗り心地も達成される。

図４における二点鎖線Ｓｇは、ディンプル６２の一方のエッジＥｄから他方のエッジＥｄまで引かれた線分である。図４において矢印Ｄｉで示されているのは、線分Ｓｇの長さであり、ディンプル６２の直径である。直径Ｄｉは、２ｍｍ以上７０ｍｍ以下が好ましい。直径Ｄｉが２ｍｍ以上であるディンプル６２には十分に空気が流入するので、十分に乱流が発生する。このディンプル６２により、タイヤ２の昇温が抑制される。この観点から、直径Ｄｉは４ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましく、６ｍｍ以上がさらに好ましく、８ｍｍ以上が特に好ましい。直径Ｄｉが７０ｍｍ以下であるディンプル６２を有するタイヤ２では、多数の箇所で乱流が発生しうる。さらに、直径Ｄｉが７０ｍｍ以下であるディンプル６２を有するタイヤ２では、サイド面の表面積が大きい。大きな表面積により、タイヤ２からの放熱が促進される。このディンプル６２により、タイヤ２の昇温が抑制される。この観点から、直径Ｄｉは５０ｍｍ以下がより好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましく、３０ｍｍ以下がさらに好ましく、１８ｍｍ以下が特に好ましい。非円形ディンプルの直径Ｄｉが決定される場合、この非円形ディンプルの面積と同一の面積を有する円形ディンプルが想定される。この円形ディンプルの直径が、非円形ディンプルの直径Ｄｉと定義される。

タイヤ２が、互いに直径Ｄｉの異なる２種以上のディンプル６２を有してもよい。２種以上のディンプル６２を有するタイヤ２では、ディンプルの平均直径は２ｍｍが好ましく、４ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましく、６ｍｍ以上がさらに好ましく、８ｍｍ以上が特に好ましい。平均直径は、７０ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましく、４０ｍｍ以下がより好ましく、３０ｍｍ以下がさらに好ましく、１８ｍｍ以下が特に好ましい。その直径Ｄｉが上記範囲内であるディンプルの数の、ディンプルの総数に対する比率は５０％以上が好ましく、７０％以上が好ましい。理想的には、この比率は１００％である。

図４において矢印Ｄｅで示されているのは、ディンプル６２の深さである。深さＤｅは、ディンプル６２の最深部と線分Ｓｇとの距離である。深さＤｅは、０．１ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましい。深さＤｅが０．１ｍｍ以上であるディンプル６２では、十分な乱流が生じる。この観点から、深さＤｅは０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上がさらに好ましく、０．５ｍｍ以上がさらに好ましく、０．７ｍｍ以上がさらに好ましく、１．０ｍｍ以上が特に好ましい。深さＤｅが７ｍｍ以下であるディンプル６２では、底において空気が滞留しにくい。さらに、ディンプル６２の深さＤｅが７ｍｍ以下であるタイヤ２では、サイドウォール８、クリンチ部１０等が十分な厚みを有する。この観点から、深さＤｅは４ｍｍ以下がより好ましく、３．０ｍｍ以下がさらに好ましく、２．０ｍｍ以下が特に好ましい。

タイヤ２が、互いに深さＤｅの異なる２種以上のディンプル６２を有してもよい。２種以上のディンプル６２を有するタイヤ２では、ディンプルの平均深さは０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．３ｍｍ以上がさらに好ましく、０．５ｍｍ以上がさらに好ましく、０．７ｍｍ以上がさらに好ましく、１．０ｍｍ以上が特に好ましい。平均深さは７ｍｍ以下が好ましく、４ｍｍ以下がより好ましく、３．０ｍｍ以下がさらに好ましく、２．０ｍｍ以下が特に好ましい。その深さＤｅが上記範囲内であるディンプルの数の、ディンプルの総数に対する比率は５０％以上が好ましく、７０％以上が好ましい。理想的には、この比率は１００％である。

深さＤｅと直径Ｄｉとの比（Ｄｅ／Ｄｉ）は、０．０１以上０．５以下が好ましい。比（Ｄｅ／Ｄｉ）が０．０１以上であるディンプル６２では、十分な乱流が生じる。この観点から、比（Ｄｅ／Ｄｉ）は０．０３以上がより好ましく、０．０５以上が特に好ましい。比（Ｄｅ／Ｄｉ）が０．５以下であるディンプル６２では、底において空気が滞留しにくい。この観点から、比（Ｄｅ／Ｄｉ）は０．４以下がより好ましく、０．３以下が特に好ましい。

ディンプル６２の容積は、１．０ｍｍ^３以上４００ｍｍ^３以下が好ましい。容積が１．０ｍｍ^３以上であるディンプル６２では、十分な乱流が生じる。この観点から、容積は１．５ｍｍ^３以上がより好ましく、２．０ｍｍ^３以上が特に好ましい。容積が４００ｍｍ^３以下であるディンプル６２では、底において空気が滞留しにくい。さらに、ディンプル６２の容積が４００ｍｍ^３以下であるタイヤ２では、サイドウォール８、クリンチ部１０等が十分な剛性を有する。この観点から、容積は３００ｍｍ^３以下がより好ましく、２５０ｍｍ^３以下が特に好ましい。

全てのディンプル６２の容積の合計値は、３００ｍｍ^３以上５００００００ｍｍ^３以下が好ましい。合計値が３００ｍｍ^３以上であるタイヤ２では、十分な放熱がなされる。この観点から、合計値は６００ｍｍ^３以上がより好ましく、８００ｍｍ^３以上が特に好ましい。合計値が５００００００ｍｍ^３以下であるタイヤ２では、サイドウォール８、クリンチ部１０等が十分な剛性を有する。この観点から、容積は１００００００ｍｍ^３以下がより好ましく、５０００００ｍｍ^３以下が特に好ましい。

ディンプル６２の面積は、３ｍｍ^２以上４０００ｍｍ^２以下が好ましい。面積が３ｍｍ^２以上であるディンプル６２では、十分な乱流が生じる。この観点から、面積は１２ｍｍ^２以上がより好ましく、２０ｍｍ^２以上が特に好ましい。ディンプル６２の容積が４０００ｍｍ^２以下であるタイヤ２では、サイドウォール８、クリンチ部１０等が十分な強度を有する。この観点から、面積は２０００ｍｍ^２以下がより好ましく、１３００ｍｍ^２以下が特に好ましい。本発明においてディンプル６２の面積は、ディンプル６２の輪郭に囲まれた領域の面積を意味する。円形ディンプル６２の場合は、下記数式によって面積Ｓが算出される。
Ｓ ＝ （Ｄｉ ／ ２）^２ ＊ π

本発明においてディンプル６２の占有率Ｙは、下記数式によって算出される。
Ｙ ＝ （Ｓ１ ／ Ｓ２） ＊ １００
この数式において、Ｓ１は基準領域に含まれるディンプル６２の面積であり、Ｓ２はディンプル６２がないと仮定されたときの基準領域の表面積である。基準領域は、サイド面のうち、基準線ＢＬからの高さがタイヤ２高さＨの２０％以上８０％以下である領域である。占有率Ｙは、１０％以上８５％以下が好ましい。占有率Ｙが１０％以上であるタイヤ２では、十分な放熱がなされる。この観点から、占有率Ｙは３０％以上がより好ましく、４０％以上が特に好ましい。占有率Ｙが８５％以下であるタイヤ２では、ランド６４が十分な耐摩耗性を有する。この観点から、占有率Ｙは８０％以下がより好ましく、７５％以下が特に好ましい。

隣接するディンプル６２同士の間隔は、０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。間隔が０．０５ｍｍ以上であるタイヤ２では、ランド６４が十分な耐摩耗性を有する。この観点から、間隔は０．１０ｍｍ以上がより好ましく、０．２ｍｍ以上が特に好ましい。間隔が２０ｍｍ以下であるタイヤ２では、多数の箇所で乱流が発生しうる。この観点から、間隔は１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下が特に好ましい。

ディンプル６２の総数は、５０個以上５０００個以下が好ましい。総数が５０個以上であるタイヤ２では、多数の箇所で乱流が発生しうる。この観点から、総数は１００個以上がより好ましく、１５０個以上が特に好ましい。総数が５０００個以下であるタイヤ２では、個々のディンプル６２が十分なサイズを有しうる。この観点から、総数は２０００個以下がより好ましく、１０００個以下が特に好ましい。総数及びディンプルのパターンは、タイヤのサイズ及びサイド部の面積に応じて適宜決定されうる。

タイヤ２が、円形ディンプル６２に代えて、又は円形ディンプル６２と共に、非円形ディンプルを有してもよい。典型的な非円形ディンプルの平面形状は、多角形である。タイヤ２が、その平面形状が楕円又は長円であるディンプルを有してもよい。タイヤ２が、その平面形状が涙形（ティアドロップタイプ）であるディンプルを有してもよい。タイヤ２が、ディンプルと共に凸部を有してもよい。

タイヤ２は回転するので、ディンプルに対する空気の流れ方向は、一定ではない。従って、このタイヤ２には、方向性を有さないディンプル６２、すなわちその平面形状が円であるディンプル６２が最も好ましい。タイヤ２の回転方向が考慮され、方向性を有するディンプルが配置されてもよい。

本発明において、「ディンプル」は、従来のタイヤにみられる溝とは明確に区別されうる。溝は、幅に対する長さが大きい。溝を有するタイヤでは、空気の滞留が生じやすい。一方ディンプルは、短径に対する長径の比が小さい。従って、ディンプルを有するタイヤでは、空気の滞留が生じにくい。短径に対する長径の比は３．０以下が好ましく、２．０以下がより好ましく、１．５以下が特に好ましい。円形ディンプルでは、この比は１．０である。長径とは、ディンプルが無限遠から見られたときの輪郭内に画かれうる最長線分の長さである。短径は、この最長線分と直交する方向におけるディンプルのサイズである。

図２に示されるように、このタイヤ２では、多数のディンプル６２が千鳥状に配置されている。従って、１個のディンプル６２に６個のディンプル６２が隣接している。この配置がなされたタイヤ２では、乱流の発生箇所が均一に分布する。このタイヤ２では、サイド面から均一に熱が放出される。この配置は、冷却効果に優れる。多数のディンプル６２がランダムに配置されてもよい。

図４に示されるように、ディンプル６２の断面形状は台形である。換言すれば、ディンプル６２の形状は円錐台形である。このディンプル６２では、深さＤｅの割には容積が大きい。従って、十分な容積と小さな深さＤｅとが両立されうる。小さな深さＤｅが設定されることにより、サイドウォール８、クリンチ部１０等が、ディンプル６２の直下において十分な厚みを有しうる。このディンプル６２は、サイド面の剛性に寄与しうる。

図４において符号αで示されているのは、スロープ面６６の角度である。角度αは、１０°以上７０°以下が好ましい。角度αが１０°以上であるディンプル６２では、十分な容積と小さな深さＤｅとが両立されうる。この観点から、角度αは２０°以上がより好ましく、２５°以上が特に好ましい。角度αが７０°以下であるディンプル６２では、空気が円滑に流れる。この観点から、角度は６０°以下がより好ましく、５５°以下が特に好ましい。

図４において矢印Ｄｂで示されているのは、底面６８の直径である。直径Ｄｂと直径Ｄｉとの比（Ｄｂ／Ｄｉ）は０．４０以上０．９５以下が好ましい。比（Ｄｂ／Ｄｉ）が０．４０以上であるディンプル６２では、十分な容積と小さな深さＤｅとが両立されうる。この観点から、比（Ｄｂ／Ｄｉ）は０．５５以上がより好ましく、０．６５以上が特に好ましい。比（Ｄｂ／Ｄｉ）が０．９５以下であるディンプル６２では、空気が円滑に流れる。この観点から、比（Ｄｂ／Ｄｉ）は０．８５以下がより好ましく、０．８０以下が特に好ましい。

図５は、図１のタイヤ２の一部が示された断面図である。図５には、トレッド４、ウイング６及びサイドウォール８が示されている。トレッド４からウイング６を経てサイドウォール８に至る表面の形状は、プロファイルと称される。プロファイルは、溝２８、ディンプル６２等の凹凸がないと仮定されて決定される。図５において矢印Ｗ／２で示されているのは、タイヤ２の幅Ｗの半分である。幅Ｗは、リブ３４（図１参照）を除いて、軸方向で最も外側にある点Ｐ_１００が基準とされて決定される。プロファイルは、中心点ＴＣから点Ｐ_１００に至っている。図５において、点Ｐ_６０、点Ｐ_７５及び点Ｐ_９０は、それぞれ、点ＴＣからの軸方向距離がタイヤ２の半分の幅（Ｗ／２）の６０％、７５％及び９０％であるプロファイル上の点を表す。

このタイヤ２は、ＣＴＴプロファイルを有している。このＣＴＴプロファイルでは、中心点ＴＣから点Ｐ_９０の間において、その曲率半径が徐々に減少している。ＣＴＴプロファイルは、典型的には、インボリュート曲線に基づいて決定される。ＣＴＴプロファイルが、インボリュート曲線に近似された多数の円弧から構成される部位を備えてもよい。図５に示されたタイヤ２では、中心点ＴＣから点Ｐ_９０の間において、プロファイルが、インボリュート曲線に近似された多数の円弧から構成されている。円弧の数は３以上が好ましく、５以上がより好ましい。他の関数曲線に依拠して、ＣＴＴプロファイルが決定されてもよい。

ＣＴＴプロファイルが、関数曲線に近似された多数の円弧を備える場合、それぞれの円弧は、これに隣接する円弧と接する。それぞれの円弧の曲率半径は、これよりも軸方向内側にある円弧の曲率半径よりも小さい。

図５において、Ｙ_６０は点ＴＣと点Ｐ_６０との半径方向距離を表し、Ｙ_７５は点ＴＣと点Ｐ_７５との半径方向距離を表し、Ｙ_９０は点ＴＣと点Ｐ_９０との半径方向距離を表し、Ｙ_１００は点ＴＣと点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。このＣＴＴプロファイルは、下記数式（１）から（４）を満たす。
０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
このＣＴＴプロファイルは、タイヤ２の諸性能に寄与する。このプロファイルでは、タイヤ２に正規荷重の８０％が付加されたときの接地幅は、タイヤ２の最大幅Ｗの０．５０倍以上０．６５倍以下である。

ＣＴＴプロファイルを備えたタイヤ２では、接地面の適正な形状が得られる。この接地面により、優れた乗り心地性が得られる。ＣＴＴプロファイルを備えたタイヤ２では、通常状態での走行時に繰り返される支持層１６の変形が、大きい。このタイヤ２では、熱が生じやすい。このタイヤ２において、ディンプル６２による放熱が特に顕著な効果を発揮する。

上記サイズ、形状及び総数を有するディンプル６２は、種々のサイズのタイヤにおいてその効果を発揮する。乗用車タイヤの場合、幅が１００ｍｍ以上３５０ｍｍ以下であり、偏平率が３０％以上１００％以下であり、リム径が１０インチ以上２５インチ以下である場合において、上記ディンプル６２は効果を発揮する。

このタイヤ２の製造では、複数のゴム部材がアッセンブリーされて、ローカバー（未加硫タイヤ）が得られる。このローカバーが、モールドに投入される。ローカバーの外面は、モールドのキャビティ面と当接する。ローカバーの内面は、ブラダー又は中子に当接する。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ２が得られる。そのキャビティ面にピンプルを有するモールドが用いられることにより、タイヤ２にディンプル６２が形成される。

タイヤ２の各部位の寸法及び角度は、特に言及のない限り、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。但し、乗用車タイヤ２の場合、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

図６は、本発明の他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。図６には、ディンプル７２の近傍が示されている。このタイヤの、ディンプル７２以外の構成は、図１に示されたタイヤ２の構成と同等である。

このディンプル７２の平面形状は、円である。このディンプル７２の断面形状は、円弧状である。換言すれば、このディンプル７２は、球の一部である。このタイヤでは、ディンプル７２からの空気の流出が円滑である。このディンプル７２では、空気の滞留が抑制される。このタイヤでは、十分な放熱がなされる。

図６において矢印Ｒで示されているのは、ディンプル７２の曲率半径である。曲率半径Ｒは、３ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましい。曲率半径Ｒが３ｍｍ以上であるディンプル７２では、空気が円滑に流れる。この観点から、曲率半径Ｒは５ｍｍ以上がより好ましく、７ｍｍ以上が特に好ましい。曲率半径Ｒが２００ｍｍ以下であるディンプル７２では、十分な容積が達成されうる。この観点から、曲率半径Ｒは１００ｍｍ以下がより好ましく、５０ｍｍ以下が特に好ましい。このディンプル７２の、直径Ｄｉ、深さＤｅ、容積、面積、比（Ｄｅ／Ｄｉ）等の仕様は、図４に示されたディンプル６２のそれらと同等である。

図７は、本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。図７には、ディンプル７４の近傍が示されている。このタイヤの、ディンプル７４以外の構成は、図１に示されたタイヤ２の構成と同等である。

このディンプル７４の平面形状は、円である。このディンプル７４は、第一曲面７６と第二曲面７８とを備えている。第一曲面７６は、リング状である。第二曲面７８は、碗状である。図７において符号Ｐｂで示されているのは、第一曲面７６と第二曲面７８との境界点である。第二曲面７８は、境界点Ｐｂにおいて、第一曲面７６と接している。このディンプル７４は、いわゆるダブルラジアスタイプである。このディンプル７４の、直径Ｄｉ、深さＤｅ、容積、面積、比（Ｄｅ／Ｄｉ）等の仕様は、図４に示されたディンプル６２のそれらと同等である。

図７において、矢印Ｒ１で示されているのは第一曲面７６の曲率半径であり、矢印Ｒ２で示されているのは第二曲面７８の曲率半径である。曲率半径Ｒ１は、曲率半径Ｒ２よりも小さい。曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）は、０．１以上０．８以下が好ましい。比（Ｒ１／Ｒ２）が０．１以上であるディンプル７４では、空気が円滑に流れる。この観点から、比（Ｒ１／Ｒ２）は０．２以上がより好ましく、０．３以上が特に好ましい。比（Ｒ１／Ｒ２）が０．８以下であるディンプル７４では、十分な容積と小さな深さＤｅとが両立されうる。この観点から、比（Ｒ１／Ｒ２）は０．７以下がより好ましく、０．６以下が特に好ましい。

図７において矢印Ｄ２で示されているのは、第二曲面７８の直径である。直径Ｄ２と直径Ｄｉとの比（Ｄ２／Ｄｉ）は０．４０以上０．９５以下が好ましい。比（Ｄ２／Ｄｉ）が０．４０以上であるディンプル７４では、十分な容積と小さな深さＤｅとが両立されうる。この観点から、比（Ｄ２／Ｄｉ）は０．５５以上がより好ましく、０．６５以上が特に好ましい。比（Ｄ２／Ｄｉ）が０．９５以下であるディンプル７４では、空気が円滑に流れる。この観点から、比（Ｄ２／Ｄｉ）は０．８５以下がより好ましく、０．８０以下が特に好ましい。

［解析例１］
［モデル１］
第一ゴムシートと第二ゴムシートとが積層され、第二ゴムシートの表面に図２から４に示されたディンプルが形成されたモデルを作成した。第一ゴムシート及び第二ゴムシートの厚みは、それぞれ１０ｍｍである。ディンプルの仕様は、下記の通りである。
直径Ｄｉ：７．８ｍｍ
直径Ｄｂ：５．８ｍｍ
深さＤｅ：１．０ｍｍ
ディンプル同士の中心間距離：８．０ｍｍ

［モデル２］
ディンプルに代えて、凸条が形成された以外はモデル１と同様のモデル２を作成した。凸条の仕様は、下記の通りである。
高さ：３．０ｍｍ
幅：２．０ｍｍ
凸条同士の距離：３０．０ｍｍ

［モデル３］
ディンプルが形成されていないこと以外はモデル１と同様のモデル３を作成した。

上記モデル１から３を用い、コンピュータシミュレーションにより、本発明の効果を確認した。解析に用いられたゴム物性値は、以下の通りである。
密度：１１００ｋｇ／ｍ^３
熱伝導率：０．３５Ｗ／ｍ・Ｋ
比熱：１３５０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
解析に用いられた空気の物性値は、以下の通りである。
密度：１．２０５ｋｇ／ｍ^３
粘性係数：１．８１＊１０^−５ Ｐａ・ｓ
熱伝導率：２．６３７＊１０^−２ Ｗ／ｍ・Ｋ
比熱：１００６Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）
解析の条件は、以下の通りである。
大気の温度：２０℃
空気の平均速度：３３．３ｍ／ｓ
第一ゴムシートの下面から１５ｃｍ離れた箇所での空気の温度：１００℃
第一ゴムシートにおける発熱量：２．０＊１０^５ Ｗ／ｍ^３
この解析の結果が、下記の表１に示されている。

表１に示されるように、モデル１では各部位の温度が低い。これは、ディンプルによって放熱が促進されるからである。

［解析例２］
［モデル４］
ディンプルの仕様を下記の通りとした他はモデル１と同様にして、モデル４を作成した。
直径Ｄｉ：５ｍｍ
深さＤｅ：１．００ｍｍ
角度α：４５°
ディンプル同士の間隔：３．０ｍｍ

［モデル５から３０］
ディンプルの仕様を下記の表２及び表３に示される通りとした他はモデル４と同様にして、モデル５から３０を作成した。

［モデル３１］
ディンプルが形成されていないこと以外はモデル４と同様のモデル３を作成した。

解析例１と同様の方法でシミュレーションを行い、第二ゴムシートの表面温度を求めた。モデル３１の表面温度との差を、算出した。この結果が、下記の表２及び３並びに図８に示されている。

表２及び３に示されるように、モデル４から３０の表面温度は、モデル３１の表面温度よりも低い。これは、ディンプルによって放熱が促進されるからである。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図２から４に示されるディンプルを備えたタイヤを得た。ディンプルの仕様は、以下の通りである。
直径Ｄｉ：８ｍｍ
深さＤｅ：１．０ｍｍ
角度α：４５°
ディンプルの総数：２００
このタイヤのサイズは、「２４５／４０Ｒ１８」である。

［実施例２から９］
ディンプルの仕様を下記表４に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から９のタイヤを得た。

［比較例１］
ディンプルを設けなかった他は実施例１と同様にして、比較例１のタイヤを得た。

［走行試験］
タイヤを「１８×８．５Ｊ」のリムに組み込み、このタイヤに内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が４３００ｃｃであり、フロントエンジン−リアドライブの乗用車の左後のホイールに装着した。このタイヤのバルブコアを抜き取り、タイヤの内部を大気と連通させた。この乗用車の、左前、右前及び右後のホイールには、内圧が２３０ｋＰａであるタイヤを装着した。ドライバーに、この乗用車を、テストコースで８０ｋｍ／ｈの速度で運転させた。タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。この結果が、指数として、下記の表４に示されている。実施例１及び比較例１のタイヤにおける、走行距離と表面温度との関係が、図９に示されている。

表４に示されるように、各実施例のタイヤの走行距離は、比較例１のそれよりも大きい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

ディンプルによる放熱効果は、ランフラットタイヤ以外のタイヤでも得られる。本発明に係る空気入りタイヤは、種々の車両に装着されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
８・・・サイドウォール
１０・・・クリンチ部
１２・・・ビード
１４・・・カーカス
１６・・・支持層
１８・・・ベルト
２０・・・バンド
６２、７２、７４・・・ディンプル
６４・・・ランド
６６・・・スロープ面
６８・・・底面
７６・・・第一曲面
７８・・・第二曲面

Claims (6)

1. 曲率半径が互いに異なる複数の円弧を含むプロファイルを有するトレッド、
   それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォール、
   このサイドウォールよりも半径方向略内側に位置する一対のビード、
   上記トレッド及びサイドウォールに沿っており、両ビードの間に架け渡されたカーカス
   並びに
   半径方向において、トレッドの内側でかつカーカスの外側に位置する補強層
   を備えており、
   そのサイド面に多数のディンプルを有しており、
   上記ディンプルが、リング状であるスロープ面とこのスロープ面に連続しており円形である底面とを備えた円錐台形である空気入りタイヤ。
2. 上記ディンプルの直径が６ｍｍ以上１８ｍｍ以下である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記ディンプルの深さが０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記サイドウォールの軸方向内側に位置する支持層をさらに備えた請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 上記トレッド面の中心点ＴＣから、この中心点ＴＣからの軸方向距離がタイヤの半分の幅の９０％である点Ｐ_９０までのプロファイルが、複数の円弧によって形成されており、
   それぞれの円弧が、これに隣接する円弧と接しており、
   それぞれの円弧の曲率半径が、これよりも軸方向内側の円弧の曲率半径よりも小さく、 このプロファイルが、下記数式（１）から（４）を満たす請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。
   ０．０５ ＜ Ｙ_６０／Ｈ ≦ ０．１０ （１）
   ０．１０ ＜ Ｙ_７５／Ｈ ≦ ０．２ （２）
   ０．２ ＜ Ｙ_９０／Ｈ ≦ ０．４ （３）
   ０．４ ＜ Ｙ_１００／Ｈ ≦ ０．７ （４）
   （この数式（１）から（４）において、Ｈはタイヤの高さを表し、Ｙ_６０、Ｙ_７５、Ｙ_９０及びＹ_１００はそれぞれ中心点ＴＣと点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００との半径方向距離を表す。点Ｐ_６０、点Ｐ_７５、点Ｐ_９０及び点Ｐ_１００は、それぞれ中心点ＴＣからの軸方向距離がタイヤの半分の幅の６０％、７５％、９０％及び１００％であるプロファイル上の点である。）
6. 上記底面に対する上記スロープ面の角度が１０°以上７０°以下である請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。

Images