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技術 タイヤ

出願人 株式会社ブリヂストン
発明者 山口正志
出願日 2016年3月31日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-070999
公開日 2017年1月26日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2017-019483
状態 特許登録済
技術分野 タイヤ一般
主要キーワード 空気導入溝 ガイド高 ガイド流路 細溝内 横断面形 長手方向中央位置 非傾斜状態 溝底部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月26日)のものです。
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図面 (19)

課題

トレッド部の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることで、トレッド部の深部を十分に冷却することができるタイヤを提供することを課題とする。

解決手段

タイヤは、トレッド部でタイヤ周方向に交差する方向へ延び、かつ、溝幅が溝深さDより小さい少なくとも1つの空気受入溝22と、トレッド面側に開口するとともに空気受入溝22に連通し、空気受入溝22側の溝深さが深くなるように溝底24cが傾斜していて、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を空気受入溝22へ案内する空気導入溝24と、空気受入溝22の溝壁に配置されて空気受入溝22の溝幅方向へ突出し、タイヤ回転に伴って空気導入溝24によって空気受入溝22へ案内された空気を空気受入溝22の溝底側へ案内するガイド部44と、を備える。

概要

背景

車両系建設機械のような大型車両に用いられる空気入りタイヤにあっては、そのトレッド部が他の車両のタイヤと比べて大きい厚さを有する。このため、大型車両の作業又は走行に伴って発熱するタイヤのトレッド部、特にその深部における温度が、大気中における自然放熱によっては下がりにくいという問題がある。

この問題の解決のため、従来、タイヤのトレッド部に、該タイヤ周方向に間隔をおいて、複数の空気の空気受入溝と各空気受入溝に連通する空気の空気導入溝とを設けることが提案されている(後記特許文献1参照)。

これによれば、前記空気導入溝を通して前記空気受入溝に導入され、受け入れられた空気が、前記空気受入溝内をその長手方向へ流れ、この間に、前記空気受入溝の溝底部近傍、したがって前記トレッド部の深部近傍が冷却される。

しかし、実際には、前記空気受入溝に導入された空気は、前記空気受入溝の溝底部近傍ではなく、前記空気受入溝の開放面下の比較的浅いところを流れてしまう場合があり、このため、比較的温度の高い前記トレッド部の深部における冷却が十分になされない場合があり得る。

概要

トレッド部の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることで、トレッド部の深部を十分に冷却することができるタイヤを提供することを課題とする。タイヤは、トレッド部でタイヤ周方向に交差する方向へ延び、かつ、溝幅が溝深さDより小さい少なくとも1つの空気受入溝22と、トレッド面側に開口するとともに空気受入溝22に連通し、空気受入溝22側の溝深さが深くなるように溝底24cが傾斜していて、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を空気受入溝22へ案内する空気導入溝24と、空気受入溝22の溝壁に配置されて空気受入溝22の溝幅方向へ突出し、タイヤ回転に伴って空気導入溝24によって空気受入溝22へ案内された空気を空気受入溝22の溝底側へ案内するガイド部44と、を備える。

目的

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トレッド部の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることで、トレッド部の深部を十分に冷却することができるタイヤを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

トレッド部でタイヤ周方向に交差する方向へ延び、かつ、溝幅が溝深さより小さい少なくとも1つの空気受入溝と、トレッド面側に開口するとともに前記空気受入溝に連通し、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を前記空気受入溝へ案内する空気導入溝と、前記空気受入溝の溝壁に配置されて前記空気受入溝の溝幅方向へ突出し、タイヤ回転に伴って前記空気導入溝によって前記空気受入溝へ案内された空気を前記空気受入溝の溝底側へ案内するガイド部と、を備え、前記ガイド部のタイヤ径方向外側端は、前記空気導入溝の溝底タイヤ径方向内側端よりタイヤ径方向外側に位置し、前記ガイド部のタイヤ径方向内側端は、前記空気受入溝の溝深さの半分の位置よりもタイヤ径方向内側に位置する、タイヤ。

請求項2

前記空気導入溝および前記ガイド部は、トレッド面視溝長手方向両側の少なくとも一方に配置され、前記空気受入溝は、トレッド面視で、前記ガイド部から溝長手方向中央部側に位置する空気受入溝本体部と、前記ガイド部から溝長手方向外側に位置して前記空気導入溝が連通する空気受入溝サイド部とで構成されている、請求項1に記載のタイヤ。

請求項3

前記空気導入溝では、空気受入溝側の溝深さが深くなるように溝底が傾斜している、請求項1または2に記載のタイヤ。

請求項4

前記ガイド部のタイヤ径方向内側端が前記空気受入溝の溝底に到達していない、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。

請求項5

前記ガイド部の前記溝幅方向への突出高さは、タイヤ径方向内側に行くに従い徐々に低くなっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。

請求項6

前記ガイド部は、タイヤ径方向内側に行くに従い前記空気受入溝のトレッド面視長手方向外側へ傾斜している、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤ。

請求項7

前記空気導入溝、および、前記ガイド部が、前記空気受入溝のトレッド面視長手方向両側に、トレッド面視で点対称となるように配置されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のタイヤ。

請求項8

前記ガイド部は、複数のガイド片がタイヤ径方向内側方向に所定間隙を置いて、一列に形成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のタイヤ。

請求項9

前記ガイド片の間に形成される間隙は、前記ガイド部から溝長手方向外側に位置して空気導入溝が連通する空気受入溝サイド部側が溝底方向に向き、当該ガイド部から溝長手方向中央部側に位置する空気受入溝本体部側が上方向に向く所定の傾斜角を持って構成されている、請求項8に記載のタイヤ。

技術分野

0001

本発明はタイヤに関し、より詳細には、大型車両、特に建設車両への装着に好適なるタイヤに関する。

背景技術

0002

車両系建設機械のような大型車両に用いられる空気入りタイヤにあっては、そのトレッド部が他の車両のタイヤと比べて大きい厚さを有する。このため、大型車両の作業又は走行に伴って発熱するタイヤのトレッド部、特にその深部における温度が、大気中における自然放熱によっては下がりにくいという問題がある。

0003

この問題の解決のため、従来、タイヤのトレッド部に、該タイヤ周方向に間隔をおいて、複数の空気の空気受入溝と各空気受入溝に連通する空気の空気導入溝とを設けることが提案されている(後記特許文献1参照)。

0004

これによれば、前記空気導入溝を通して前記空気受入溝に導入され、受け入れられた空気が、前記空気受入溝内をその長手方向へ流れ、この間に、前記空気受入溝の溝底部近傍、したがって前記トレッド部の深部近傍が冷却される。

0005

しかし、実際には、前記空気受入溝に導入された空気は、前記空気受入溝の溝底部近傍ではなく、前記空気受入溝の開放面下の比較的浅いところを流れてしまう場合があり、このため、比較的温度の高い前記トレッド部の深部における冷却が十分になされない場合があり得る。

先行技術

0006

国際公開第2013−035889号

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トレッド部の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることで、トレッド部の深部を十分に冷却することができるタイヤを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係るタイヤは、トレッド部でタイヤ周方向に交差する方向へ延び、かつ、溝幅が溝深さより小さい少なくとも1つの空気受入溝と、トレッド面側に開口するとともに前記空気受入溝に連通し、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を前記空気受入溝へ案内する空気導入溝と、前記空気受入溝の溝壁に配置されて前記空気受入溝の溝幅方向へ突出し、タイヤ回転に伴って前記空気導入溝によって前記空気受入溝へ案内された空気を前記空気受入溝の溝底側へ案内するガイド部と、を備え、前記ガイド部のタイヤ径方向外側端は、前記空気導入溝の前記溝底のタイヤ径方向内側端よりタイヤ径方向外側に位置し、前記ガイド部のタイヤ径方向内側端は、前記空気受入溝の溝深さの半分の位置よりもタイヤ径方向内側に位置することを特徴とする。

発明の効果

0009

本発明によれば、トレッド部の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることで、トレッド部の深部を十分に冷却することができるタイヤを提供することができる。

図面の簡単な説明

0010

第1実施形態で、タイヤ踏面の一部についてこれを平坦面上に展開した状態で示す概略図である。
第1実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図である。
図1の線3−3の断面図である。
図1の線3−3で、変形例を示す断面図である。
第2実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図である。
第3実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図である。
第4実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図である。
解析計算例1での算出結果を示すグラフ図である。
解析計算例2での算出結果を示すグラフ図である。
解析計算例3で、実施例での算出結果を示すグラフ図である。
解析計算例3で、従来例での算出結果を示すグラフ図である。
第5実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図である。
第5実施形態のガイド部の構成を示す説明図である。
第6実施形態のガイド部の構成を示す説明図である。
ガイド部の無い従来例のシミュレーション結果を示す説明図である。
第1実施形態のシミュレーション結果を示す説明図である。
第5実施形態のシミュレーション結果を示す説明図である。
第6実施形態のシミュレーション結果を示す説明図である。

実施例

0011

以下、本発明の実施の形態に係るタイヤについて、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付し、その説明を適宜省略する。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

0012

[第1実施形態]
まず、第1実施形態を説明する。図1では、第1実施形態のタイヤ10のトレッド部12の表面の一部が平坦面上に展開された状態で概略的に示されている。図2では、第1実施形態のタイヤ10の踏面の部分斜視図が示されている。図3では、図1の線3−3の断面図が示されている。

0013

タイヤ10は、その適用対象を問わないが、典型的には車両系建設機械のような大型車両に用いられる空気入りタイヤからなる。

0014

タイヤ10のトレッド部12は任意のパターントレッドパターン)を備える。図1に示すトレッドパターンは、タイヤ周方向(図1において上下方向)へ伸びる一対の周方向溝16と、タイヤ幅方向(図1において紙面右方向)へ伸びる複数の幅方向溝18とを備える。周方向溝16は、タイヤ10の赤道面CLの両側にそれぞれ位置する。また、複数の幅方向溝18は、各周方向溝16と各トレッド端TEとの間において、タイヤ周方向へ互いに等間隔をおいて配置されている。各幅方向溝18はその一端において各周方向溝16に連通し、また、その他端が各トレッド端TEで終わっている。

0015

前記トレッドパターンは、さらに、両周方向溝16によりこれらの間に区画されたタイヤ周方向へ伸びる中央部20と、タイヤ周方向に互いに隣接する2つの幅方向溝18によりこれらの間に区画されたブロック状陸部21とを備える。中央陸部20及びブロック状陸部21の表面が、実質的に、タイヤ10の踏面をそれぞれ規定する。

0016

トレッド部12の前記トレッドパターンは、いわゆるリブ型パターン、ラグ型パターン、ブロック型パターン等からなるものであってもよい。また、幅方向溝18は、例えば、これがタイヤ幅方向に対してこれと交差する方向へ伸びあるいは互いに異なる幅寸法を有するものであってもよい。

0017

タイヤ10は、これを装着した前記車両の作業又は走行に伴ってそのトレッド部12に生じる熱を放出するためにトレッド部12に設けられた、前記踏面を規定する中央陸部20の表面に開口する空気受入溝22を備える。空気受入溝22は、トレッド部12でタイヤ周方向に交差する方向へ延び、かつ、溝幅が溝深さより小さくされている。

0018

また、タイヤ10は、トレッド面側に開口するとともに空気受入溝22に連通し、空気受入溝22側の溝深さが深くなるように溝底24c、28cが傾斜していて、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を空気受入溝22へそれぞれ案内する空気導入溝24、28を、空気受入溝22の溝長手方向の両端部側に有する。

0019

更に、タイヤ10は、空気受入溝22の溝壁面22b、22aにそれぞれ配置されて空気受入溝22の溝幅方向へ突出し、タイヤ回転に伴って空気導入溝24、28によって空気受入溝22へ案内された空気を空気受入溝22の溝底側へ案内するガイド部44、46を備える。ガイド部44、46のタイヤ径方向外側端は、空気受入溝22の溝底のタイヤ径方向内側端よりタイヤ径方向外側に位置する。そしてガイド部44、46のタイヤ径方向内側端は、空気受入溝22の溝深さの半分の位置よりもタイヤ径方向内側に位置する。

0020

この構造により、空気受入溝22は、トレッド面視でガイド部44、46から溝長手方向中央部側に位置する空気受入溝本体部22mと、トレッド面視でガイド部44側の空気導入溝24に連通する空気受入溝サイド部22pと、ガイド部46側の空気導入溝28に連通する空気受入溝サイド部22qとで構成される。

0021

空気導入溝24、28は、互いの向きが逆方向となるようにタイヤ周方向に延び出している。そして、空気導入溝24、28は、タイヤ周方向に延びるに従い徐々に溝深さが浅くなっており、空気導入溝24、28のそれぞれの底面(溝底)24c、28cは平坦面状の傾斜面(スロープ)にされている。すなわち、底面24cは空気受入溝サイド部22p側の溝深さが深くなるように傾斜し、底面28cは空気受入溝サイド部22q側の溝深さが深くなるように傾斜している。この構成により、空気導入溝24、28は、それぞれ、タイヤ回転に伴ってトレッド面側の空気を空気受入溝サイド部22p、22qへ案内するようになっている。

0022

ガイド部44は、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22pとの境目に配置され、ガイド部46は、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22qとの境目に配置されている。

0023

図2図3に示すように、ガイド部44のタイヤ径方向上端44h(タイヤ径方向外側端)の高さは、底面24cのタイヤ径方向最下端24cb(タイヤ径方向内側端)の高さ以上にされ、ガイド部46のタイヤ径方向上端46hの高さは、底面28cのタイヤ径方向最下端28cbの高さ以上にされている。そして、ガイド部44、46のタイヤ径方向内側端44b、46bは、空気受入溝22の溝深さDの半分の位置(D/2の深さ位置)よりもタイヤ径方向内側に位置する。

0024

また、空気導入溝24、28のタイヤ周方向における延び出し方向が上述のように規定されているので、前記車両がその作業又は走行のためにタイヤ10が一方向に回転するとき、空気導入溝24、28は、それぞれ、前記一方向における前方及び後方に位置するように設けられている。この結果、空気導入溝24はタイヤ10が前記一方向に回転するとき空気導入溝24に流入する空気(大気)を空気受入溝サイド部22pに導入する働きをなし、ガイド部44は、空気受入溝サイド部22pから空気受入溝22に流入した空気が空気受入溝サイド部22pに戻ることを抑える働きをなす。このとき、他の空気導入溝28は、空気受入溝22内を流動した後の空気の流出路として働く。

0025

また、タイヤ10が反対方向に回転するとき、同様に、他の空気導入溝28は、他の空気導入溝28に流入する空気(大気)を空気受入溝サイド部22qに導入する働きをなし、ガイド部46は、空気受入溝サイド部22qから空気受入溝22に流入した空気が空気受入溝サイド部22qに戻ることを抑える働きをなす。このとき、空気導入溝24は、空気受入溝22内を流動した後の空気の流出路として働く。ここにおいて、空気受入溝22を流動する空気(特に溝底で流動する空気)が、トレッド部12から熱を奪う働きをなす。

0026

第1実施形態では、図1に示すように、空気受入溝22などのこれらの構成部がタイヤ周方向に沿って配列されている。

0027

複数の空気受入溝22は、それぞれ、トレッド部12を構成する中央陸部20の表面(タイヤ10の踏面)に開放している。図示の例では、複数の空気受入溝22はタイヤ周方向に互いに等間隔をおいて、また、互いに平行に配置されている。これに代えて、複数の空気受入溝22を互いに異なる間隔をおいて、あるいは、互いに非平行であるように配置することが可能である。

0028

空気受入溝22は、タイヤ周方向に対して該タイヤ周方向と交差する方向に伸びている。すなわち、タイヤ周方向に対してこれと非平行に伸びている。交差角度θは0°<θ≦90°の範囲内、好ましくは0°<θ≦60°の範囲内にあるように設定する。また、図示の空気受入溝22は、その長手方向における一端及び他端が中央陸部20内にある。空気受入溝22は、中央陸部20内を伸びかつ中央陸部20内において終端している。空気受入溝22は、その長手方向における両端の双方又は一方において、両周方向溝16の双方又は一方と連通するものであってもよいが、中央陸部20の剛性の低下を考慮して、図示の例のように非連通とすることが望ましい。

0029

図2図3に示すように、各空気受入溝22は、横断面形状がコ字状となっており、互いに相対する一対の平坦面からなる溝壁面22a、22bと、両溝壁面22a、22bに連なる平坦面からなる溝底22cとを有する。

0030

各空気受入溝22の溝幅W及びその溝深さD(図2参照)の大きさは、空気受入溝22を設けることによって生じるトレッド部12の剛性の低下、具体的には中央陸部20の剛性の低下を制限するため、W<Dの関係を満たすように設定される。空気受入溝22は、その一例として、交差角度θ=30°、溝幅W=10mm、溝深さD=100mm及びその長手方向の長さL(図2参照)=200mmを有する。

0031

図2及び図3に示すように、空気導入溝24、28は、それぞれ、中央陸部20の表面(踏面)に開放している。これにより、タイヤ10の周囲からの空気導入溝24、28内への空気の取入れが可能とされている。

0032

空気導入溝24は、互いに相対する一対の平坦面からなる溝壁面24a、24bと、両溝壁面24a、24bに連なる平坦面からなる底面24cとを有する。空気導入溝28も、同様に、互いに相対する一対の平坦面からなる溝壁面28a、28bと、両溝壁面28a、28bに連なる平坦面からなる底面28cとを有する。

0033

上述したように、空気導入溝24の底面24cは、中央陸部20の表面(踏面)からタイヤ径方向内側に向けて傾斜する傾斜面で形成されている。このため、空気受入溝22に向かうにつれて溝深さが次第に深くなり、また、両溝壁面24a、24bは直角三角形状を呈する。底面24cは、非傾斜状態で延びていてもよいが、これを前記傾斜面とすることで、空気導入溝24から空気受入溝22に流入する空気に、空気受入溝22の溝底に向かうように強制するより大きい推進動力を与えることができる。

0034

空気導入溝24の前記傾斜面の傾斜角度すなわち底面24cの中央陸部20の表面(踏面)に対する傾斜角度α図2)は45°以下、好ましくは20°〜30°の範囲にあることが望ましい。これは、空気導入溝24から空気受入溝22への空気の流量が傾斜角度αの増大に伴って増大するものの、傾斜角度αが45°を超えると、空気受入溝22の近傍において空気の流れが底面24cから剥離し易くなり、空気の流量が減少することによる。

0035

また、第1実施形態では、空気導入溝24、28、および、ガイド部44、46が、空気受入溝22のトレッド面視長手方向両端側に点対称となるように配置されている。従って、空気導入溝28の構成は、空気導入溝24に対し、タイヤ赤道面CL上の対称の中心M(図1参照)まわりに点対称(180°回転させると重なる形状)となる構成であり、空気導入溝24と同様の構成である。

0036

以上説明したように、第1実施形態では、空気導入溝24、28からガイド部44に沿って空気受入溝22に流入した空気は、ガイド部44によって、トレッド部12の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることができる。従って、空気受入溝22の溝底、したがってトレッド部12の深部が空気との接触に伴う熱伝達により冷却され、これにより、トレッド部12の深部からの熱の放出とこれに伴うトレッド部12の深部の温度の低下とを図ることができる。よって、トレッド部12の深部を十分に冷却することができるタイヤ10とすることができる。

0037

なお、空気受入溝22の溝幅方向へのガイド部44、46のそれぞれの突出高さ(以下、ガイド高さH(図3参照)という)は、空気受入溝22の溝幅Wの15〜75%の範囲であることが好ましい。これにより、空気受入溝サイド部22pや空気受入溝サイド部22qから空気受入溝本体部22mに効率的に空気を流入させることができ、空気受入溝22の特に溝底を効率的に冷却させることができる。15%よりも低いと、空気受入溝サイド部22pからガイド部44に沿って空気受入溝本体部22mに流入した空気がガイド部44を乗り越えて空気受入溝本体部22mの溝底部分に到達し難く、また、空気受入溝サイド部22qからガイド部46に沿って空気受入溝本体部22mに流入した空気がガイド部46を乗り越えて空気受入溝本体部22mの溝底部分に到達し難く、効率良く溝底22cを冷却できない。75%よりも高いと、空気受入溝サイド部22pからガイド部44に沿って空気受入溝本体部22mに流入する空気とガイド部44壁面との間の流体抵抗が大きくなるため、空気受入溝本体部22mの溝底部分に到達するまでに流入した空気が減速し易く、空気受入溝本体部22mの溝底部分を効率良く冷却できない。

0038

また、ガイド部44の上端は、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22pとの境目に配置されることが好ましい。この位置に配置することにより、空気受入溝サイド部22pの溝長手方向中央位置32m寄りに配置する場合に比べ、空気受入溝サイド部22pに導入された空気を効率良くガイド部44に沿って溝底22cに導き易い。ガイド部46の上端についても、同様の理由により、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22qとの境目に配置されることが好ましい。

0039

また、第1実施形態では、ガイド部44、46の上下方向深さE(図3参照)が、空気受入溝22の溝深さDの半分の位置よりもタイヤ径方向内側に位置することで規定しているが、溝深さDの60〜80%の範囲であってガイド部44、46が空気受入溝22の溝底22cに到達していないことが更に好ましい。図2図3では、ガイド部44、46が空気受入溝22の溝底22cに到達していない例で描いている。これにより、空気受入溝22の溝底での空気流がガイド部44、46によって妨げられることが確実に防止される。ガイド部44の上下方向深さEが溝深さDの80%よりも長いと、ガイド部44の下端部(溝底側の端部)で空気流の流れが妨げられて溝底での放熱効果が弱まり易くなる場合があり得る。また、ガイド部44の上下方向深さEが溝深さDの60%よりも短いと、溝底22cから離れた位置で空気が空気受入溝22側に解放されるため、溝底22cに対して平行な空気流が生じて放熱効果が弱まり易くなる場合があり得る。

0040

また、ガイド部44、46に代えて、図4に示すように、ガイド高さHがタイヤ径方向内側にかけて徐々に低くなっているガイド部Gをそれぞれ配置してもよい。これにより、ガイド部Gによる溝壁の高強度化を維持しつつ、空気受入溝22の溝底22cでの空気流がガイド部Gによって妨げられることを効果的に防止し易いタイヤとすることができる。

0041

また、中央陸部20に配置されたこれらの溝やガイド部などの構成は、中央陸部20に代えて各ブロック状陸部21に設けてもよい。

0042

また、第1実施形態では、空気導入溝24、28がタイヤ周方向に延びていることで空気導入溝24、28への空気の流入の円滑化を図ることができる例で説明したが、空気導入溝24、28の延びる方向をこれ以外の方向(例えば、タイヤ周方向およびタイヤ幅方向に交差する方向)に延ばす構成にすることも可能である。

0043

また、空気受入溝22は、例えば、V字形の横断面形状を有するものとすることができる。前記V字形の横断面形状を有する空気受入溝にあっては、互いに相対する一対の溝壁面はそれぞれ平坦な面からなり、また、溝底は両溝壁面の交差部からなり、直線状を呈することが多い。

0044

また、空気導入溝24、28の一方のみを空気受入溝22の両端部のいずれか一方に設ける構成にすることも可能である。

0045

[第2実施形態]
次に、第2実施形態を説明する。図5には、第2実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図が示されている。

0046

第2実施形態では、第1実施形態に比べ、ガイド部44、46に代えて、溝深さが深くなるに従い、トレッド面視で空気受入溝22の溝長手方向外側に位置するようにタイヤ径方向Kに対してそれぞれ傾斜しているガイド部54、56が配置されている。ガイド部54、56は、何れも、溝壁面側から見て直線状となっている。

0047

第2実施形態により、ガイド部54、56よりもトレッド面視で溝長手方向外側の溝内へ流入した空気は、溝底に行くほど第1実施形態に比べてガイド流路が狭まるので、溝底に向かう空気の流速を増大させることができる。従って、第1実施形態よりも更に放熱性を高める(例えば、第1実施形態に比べて放熱性を一割弱程度高める)ことが可能になる。

0048

[第3実施形態]
次に、第3実施形態を説明する。図6には、第3実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図が示されている。

0049

第3実施形態では、第1実施形態に比べ、ガイド部44、46に代えて、溝深さが深くなるに従い、トレッド面視で空気受入溝22の溝長手方向外側に位置するようにタイヤ径方向Kに対してそれぞれ傾斜しているガイド部64、66が配置されている。

0050

第3実施形態では、ガイド部64、66は、第2実施形態に比べ、溝壁面側から見て湾曲しており、これにより、ガイド部64、66の下端部(溝底側の端部)にまで空気がスムーズに流れ易くなっている。

0051

[第4実施形態]
次に、第4実施形態を説明する。図7には、第4実施形態のタイヤの踏面の部分斜視図が示されている。

0052

第4実施形態では、第3実施形態に比べ、ガイド部64、66に代えてガイド部74、76が配置されている。ガイド部74では、下端部(溝底側の端部)に、空気をトレッド面視で溝長手方向内側に案内する案内部74gを有する。同様に、ガイド部76も、下端部(溝底側の端部)に、空気をトレッド面視で溝長手方向内側に案内する案内部76gを有する。

0053

これにより、溝底の表面を流動する空気量が大幅に増大するので、第3実施形態に比べ、更に効率的に溝底を冷却することができる。

0054

<解析計算例1>
本発明者は、第1実施形態のタイヤ10に関し、ガイド高さHを空気受入溝22の50%に設定し、空気受入溝22の溝深さDに対するガイド部44,46の上下方向深さEの比をパラメータとして変更し(50%、75%、100%)、溝底全体の熱伝達率を解析計算により算出した。ここで溝底全体とは、溝底22cを意味し、その領域平均熱伝達率を算出した(解析計算例2でも同様である)。算出結果を図8に示す。

0055

また、ガイド高さHを空気受入溝22の25%に設定し、空気受入溝深さに対するガイド深さの比をパラメータとして変更(50%、75%、100%)することで、同様に解析計算で熱伝達率算出した。算出結果を図8に併せて示す。

0056

図5に示すように、ガイド高さHを空気受入溝22の50%に設定した場合、空気受入溝22の溝深さDに対するガイド部44、46の上下方向深さEが75%付近で熱伝達率が最も高くなるという結果になった。

0057

また、ガイド高さHを空気受入溝22の25%に設定した場合、熱伝達率は、空気受入溝22の溝深さDに対するガイド部44、46の上下方向深さEが50%で最も高く、空気受入溝22の溝深さDに対するガイド部44、46の上下方向深さEの比がこれ以上大きくなるほど漸減する、という結果になった。

0058

<解析計算例2>
本発明者は、第2実施形態のタイヤに関し、ガイド高さHを空気受入溝22の50%に設定し、空気受入溝の溝深さDに対するガイド部54、56の上下方向深さEの比を75%に設定して、溝底全体の熱伝達率を解析計算により算出した。算出結果を図9に示す。なお、図9では、比較のために、解析計算例1で、第1実施形態のタイヤ10に関し、ガイド高さHを空気受入溝22の50%に設定し、空気受入溝22の溝深さDに対するガイド部54、56の上下方向深さEの比を75%に設定したときの熱伝達率の解析計算結果も併せて図示している。

0059

図9から判るように、空気受入溝の溝深さDに対するガイド部54、56の上下方向深さEの比を75%とした場合、第1実施形態よりも第2実施形態のほうが熱伝達率が高いという結果になった。

0060

<解析計算例3>
本発明者は、第1実施形態のタイヤの一例で、空気受入溝22の溝壁面における空気流動を解析計算により求めた。溝壁面での空気流動に関して本解析計算で得られた模式図を図10に示す。

0061

また、従来のタイヤの一例として、第1実施形態のタイヤでガイド部44を形成しない例について、同様に、空気受入溝およびその両端側にそれぞれ連通する連通溝における空気流動を解析計算により求めた。得られた模式図を図11に示す。

0062

図10図11から判るように、ガイド部44、46を配置したタイヤ(図10。第1実施形態の一例)のほうが配置しないタイヤ(図11。従来例の一例)に比べ、溝底で空気の流動が良好であるという結果になった。

0063

[第5実施形態]
第5実施形態は以下の知見に基づいて構成されたものである。すなわち、第1実施形態のガイド部44、46は溝深さ方向に延在する為、ガイド部44、46が設けられた空気受入溝22、空気導入溝24、28が接地面に来た場合、ガイド部44、46が長手方向(タイヤ径方向)に圧縮入力を受け、座屈変形が生じる。このため、タイヤ転動に伴う繰り返し入力によってガイド部44、46が損傷し、機能を喪失する恐れがある(第1の課題)。

0064

また、ガイド部44、46が存在することで空気受入溝22の溝底22c付近に流れを集中させ、この溝底22cの放熱が促進されるものの、流れを溝底方向に押し込めず、一部が空気受入溝22から溢れ出す流れも増加する。つまり、空気導入溝24、28から取り込んだ流れ全てを有効に溝底22cの冷却に活用できていない(第2の課題)。

0065

第1の課題に対しては、ガイド部44、46のように、溝深さ方向に延在する一繋がり突起では無く、分割したガイド片で構成することが有効であると考えられる。また、第2の課題に関しても、ガイド部を分割する事で隙間から適度に流れを逃がす事で空気導入溝24、28から溝底22c方向に送り込める流量を増やす事が可能になると考えられる。

0066

第5実施形態は上記知見に基づいたものであり、図12図13に示すように、第1実施形態のガイド部44、46に代えて、ガイド部80、82が配置される構成となっている。

0067

ガイド部80は、ガイド部44と同様、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22pとの境目に配置されている。また、ガイド部82もガイド部46と同様、空気受入溝本体部22mと空気受入溝サイド部22qとの境目に配置されている。なお、ガイド部80、82のタイヤ径方向上端(タイヤ径方向外側端)の高さ及びガイド部80、82のタイヤ径方向内側端の各位置は、第1実施形態のガイド部44、46と同様である。

0068

第5実施形態のガイド部80は、複数(図12図13では4個)のガイド片801、802、803、804がタイヤ径方向の内側方向に間隙80Gを置いて一列に配置形成されている。ガイド部82もガイド部80と同様、複数(図12図13では4個)のガイド片821、822、823、824がタイヤ径方向の内側方向に間隙82Gを置いて一列に配置形成されている。

0069

第5実施形態では、空気導入溝24、28からガイド部80、82に沿って空気受入溝22に流入した空気は、ガイド部80、82によって、トレッド部12の深部又はその近傍に空気を効率良く流動させることができる。従って、空気受入溝22の溝底22c、したがってトレッド部12の深部が空気との接触に伴う熱伝達により冷却され、これにより、トレッド部12の深部からの熱の放出とこれに伴うトレッド部12の深部の温度の低下とを図ることができる。よって、トレッド部12の深部を十分に冷却することができるタイヤ10とすることができる。

0070

特に、第5実施形態では、流れを溝底方向に押し込むことができるので、空気受入溝22から溢れ出す流れを減少させることができ、空気導入溝24、28から取り込んだ流れ全てを有効に溝底22cの冷却に活用することができる。

0071

[第6実施形態]
次に、第6実施形態を説明する。図14には、空気受入溝サイド部22pと空気受入溝本体部22mの境界に設けられた第6実施形態のガイド部84の正面図が示されている。

0072

第6実施形態では、図14に示すガイド部84を構成する各ガイド片841、842、843、844は、空気受入溝サイド部22p側が下方(溝底)に向き、空気受入溝本体部22m側が上方に向く傾斜角βを持つ間隙84Gを有して構成されている。傾斜角βは、例えば45度程度である。

0073

上記構成によれば、間隙84Gを通り抜ける流れの向きは、空気導入溝24、28から流れ込む流れの向きとは同じ向きになり、該間隙84Gから一部流れが漏れ出る事で溝底に向かう空気流量が小さくなる。このため、適正な間隙84Gの間隙寸法傾斜角度βを設定する事で該間隙からの流出を抑制しつつ、ガイドの効果で溝底付近の流速を増すことが可能になる。

0074

上記適正な間隙84Gの間隙寸法Gaは、傾斜角度βとの関係で
Ga・sinβ≦6mm
が好適である。これは、細溝内では壁面から3mm程度の境界層が存在しており、隙間の流路幅であるGa・sinβが境界層×2に収まる範囲であれば、隙間は境界層内に埋もれ、隙間を通る流れに働く粘性抵抗が大きくなり、隙間から漏れ出す流れが抑制できるからである。

0075

第6実施形態によれば、空気導入溝24、28付近での溢れを抑制しつつ、ガイド部の効果で溝底付近の流速を増すことが可能となるとともに、ガイド部の損傷抑制と放熱機能両立が可能となる。

0076

解析結果>
次に、空気の流れと熱伝達率についてのシミュレーション解析の結果を示す。

0077

<空気の流れの比較>
図15はガイド部が無い場合の空気の流れ、図16は第1実施形態に示すガイド部が有る場合の空気の流れ、図17は第5実施形態に示す分割されたガイド部を有する場合の空気の流れ、図18は第6実施形態に示す斜め分割されたガイド部を有する場合の空気の流れを示す。

0078

図16に示すように、第1実施形態のようなガイド部44、46が存在することで空気受入溝22の溝底22c付近に流れを集中させることで、この溝底22cの放熱が促進されるものの、流れを溝底方向に押し込めず、一部が空気導入溝24、28から溢れ出す流れも増加しているのが分かる。つまり、空気導入溝24、28から取り込んだ流れ全てを有効に溝底22cの冷却に活用できていないことが理解できる。

0079

図17に示すように、第5実施形態のような垂直分割されたガイド片が存在する場合、ガイドが無い場合と比較して隙間からの流れの流出が多くなっていることが分かる。また、流れの様子を見るとスロープ流入部付近の流れの溢れは第1実施形態と比較して抑制されている事が分かる。反面、後述するように、連続したガイド部よりも放熱効果が劣る。

0080

図18に示すように、第6実施形態のような斜めに分割したガイド片を設ける構成では、隙間を抜ける流れの向きは、空気導入溝24、28から流れ込む流れの向きに対して逆流方向になるため、その流量は小さくなる。空気導入溝24、28付近での溢れを抑制しつつ、ガイドの効果で溝底付近の流速を増す事が可能となっている。

0081

<熱伝達率の比較>
ガイド部の無いタイヤと、第1実施形態に示す連続したガイド部を有するタイヤと、第5実施形態に示す分割されたガイド部を有するタイヤについて、熱伝達率を計算したところ、表1のような結果を得た。

0082

0083

表1から理解できるように、ガイド部の無いタイヤの熱伝達率を“100”とすると、第1実施形態に示す連続したガイド部を有するタイヤの熱伝達率は“120”、第5実施形態に示す分割されたガイド部を有するタイヤの熱伝達率は“105”であった。

0084

熱伝達率では第1実施形態のような連続したガイド部の方が第5実施形態よりも高い値を示している。反面、第5実施形態ではガイド部が分割したガイド片で構成されているので、ガイド部80、82が設けられた空気受入溝22、空気導入溝24、28が接地面に来た場合、ガイド部80、82が長手方向(タイヤ径方向)に圧縮入力を受けても、その圧力を隙間から逃がすことができ、座屈変形が生じるのを防止することができる。

0085

また、ガイド部の無いタイヤと、第1実施形態に示す連続したガイド部44(46)を有するタイヤと、第6実施形態に示す斜め分割されたガイド部84を有するタイヤについて、熱伝達率を計算したところ、表2のような結果を得た。

0086

0087

第6実施形態に示す斜め分割されたガイド部を有するタイヤの熱伝達率は“130”であり、第5実施形態に示す垂直分割されたガイド部を有するタイヤよりも熱伝達率が約1割高いことが分かった。

0088

このため、第6実施形態では、空気導入溝24、28付近での溢れを抑制しつつ、溝底付近の流速を増すことができるとともに、ガイド部84の損傷抑制と放熱機能の両立が可能となる。

0089

以上の各実施形態においては、空気導入溝および前記ガイド部は、トレッド面視で溝長手方向両側に設ける構成が採用されたが、溝長手方向両側のいずれか一方に配置される構成であってもよい。

0090

10…タイヤ、12…トレッド部、22…空気受入溝、22c…溝底、22m…空気受入溝本体部、22p…空気受入溝サイド部、22q…空気受入溝サイド部、32m…溝長手方向中央位置(トレッド面視長手方向中央位置)、42…連通溝、24…空気導入溝、24c…底面(溝底)、24cb…タイヤ径方向最下端(タイヤ径方向内側端)、28…空気導入溝、28c…底面(溝底)、28cb…タイヤ径方向最下端(タイヤ径方向内側端)、44…ガイド部、44b…タイヤ径方向内側端、44h…タイヤ径方向上端(タイヤ径方向外側端)、46…ガイド部、46h…タイヤ径方向上端(タイヤ径方向外側端)、46b…タイヤ径方向内側端、54,56,64,66,74,76,80,82,84…ガイド部、801〜804,821〜824,841〜844…ガイド片、80G,82G,84G…間隙、D…溝深さ、W…溝幅、H…ガイド高さ。

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