(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤ温度上昇を効果的に抑制し、空気入りタイヤの耐久性向上を図るリムホイールおよびタイヤ・リムホイール組立体を提供する。【解決手段】リム３０の径方向外側表面３０Ａに突起３８を設けたため、径方向外側表面３０Ａ近傍の境界層の空気流れを乱して、熱伝達による空気から突起３８およびリム３０の径方向外側表面への熱交換量を増加することができる。また、突起３８は径方向外側表面３０Ａから径方向外側へ突出形成されているため、径方向外側表面３０Ａよりも高い温度の空気と接触することができる。これによって、さらに熱伝達による熱交換量を増加させることができる。この結果、タイヤ内腔の空気の温度を低下させ、タイヤ温度の上昇を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤが装着されたとき、タイヤ内部となる径方向外側表面のうち、少なくともタイヤと接触しない非接触領域に、前記径方向外側表面から径方向外側に突出する突起を備えることを特徴とするリムホイール。
【請求項２】
前記突起の熱伝導率は、１．０(Ｗ／（ｍ・Ｋ）)以上であることを特徴とする請求項１記載のリムホイール。
【請求項３】
前記突起は、前記径方向外側表面から径方向外側に５．０mm以上の高さを有することを特徴とする請求項１または２記載のリムホイール。
【請求項４】
前記突起は、波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のリムホイール。
【請求項５】
タイヤを前記請求項１〜４のいずれか１項記載のリムホイールに組み付けたタイヤ・リムホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤが装着されるリムホイールおよびタイヤ・リムホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、車両走行時の転動の発熱によりタイヤ温度が上昇する。これにより、タイヤの耐久性が低下する。これに対処するため、空気入りタイヤの温度を低減するための技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、リムフランジにおいて、タイヤと接する部位の熱伝導率を高めることによって、転動時に発生するタイヤの熱をリムを介して外部に逃し、タイヤ耐久性の向上を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４９８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、空気入りタイヤのビード部が接するリムの部分のみが熱伝導に寄与するため、タイヤ温度上昇の抑制効果は限定的であると考えられる。
【０００６】
なお、空気入りタイヤ内部では、タイヤ転動時にタイヤ内腔で対流を生ずるため、タイヤ内腔に面しているリムの部分に対流している空気からの熱移動も考えられる。しかし、リム近傍の境界層の影響により、空気からリムへの熱移動（熱伝達）量は限定的と考えられる。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、タイヤ温度上昇を効果的に抑制し、空気入りタイヤの耐久性向上を図るリムホイールおよびタイヤ・リムホイール組立体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るリムホイールは、タイヤが装着されたとき、タイヤに対向する径方向外側表面のうち、タイヤと接触しない非接触領域の少なくとも一部に、前記径方向外側表面から径方向外側に突出する突起を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項１に係るリムホイールでは、リムホイールの径方向外側表面に突起を設けたことにより、タイヤ内腔における径方向外側表面近傍の対流が突起に衝突し、径方向外側表面近傍に形成されていた空気の境界層が乱れ、リムと空気との熱交換が促進される。
【００１０】
また、タイヤ内腔において温度勾配が大きいリムホイールの径方向外側表面近傍において、径方向外側表面から径方向外側に突出する突起を設けたため、突起の先端が径方向外側表面よりも高温の空気と接触することになり、熱交換（熱伝達）量が向上する。
【００１１】
これらの熱は、突起からリムホイールに熱伝導され、外部の空気に触れる部分において外部に放出される。
【００１２】
本発明の請求項２に係るリムホイールは、請求項１に記載のリムホイールにおいて、    前記突起の熱伝導率は、１．０(Ｗ／（ｍ・Ｋ）)以上であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２に係るリムホイールでは、突起の熱伝導率が１．０(Ｗ／（ｍ・Ｋ）)以上であるため、タイヤ内腔の空気と突起の間で高い効率で熱伝導を行うことができ、一層効率的に熱を排出することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係るリムホイールは、請求項１又は２に記載のリムホイールにおいて、前記突起は、前記径方向外側表面から径方向外側に５．０mm以上の高さを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項３に係るリムホイールでは突起が径方向外側表面から径方向外側に５．０mm以上の高さを有するため、径方向外側表面近傍の境界層を乱すことができ、高い熱交換率を達成することができる。また、突起が５．０ｍｍ以上の高さを有するため、径方向外側表面と比較して比較的高温の空気と接触することになり、対流している空気と効果的に熱交換（熱伝達）可能になる。
【００１６】
本発明の請求項４に係るリムホイールでは、請求項１〜３のいずれか１項記載のリムホイールにおいて、前記突起は、波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４に係るリムホイールでは、突起が波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上にしている。これにより、突起は対流している空気からの熱伝達のみならず、発熱しているタイヤからの輻射熱も効率的に取り込むことが可能になる。
【００１８】
本発明の請求項５に係るタイヤ・リムホイール組立体では、タイヤを上記リムホイールに組み付けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項５に係るタイヤ・リムホイール組立体では、上記リムホイールに空気入りタイヤを取り付けるため、放熱性に優れタイヤ温度を低く抑制できるため、タイヤの耐久性が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、タイヤ内腔において対流している空気から熱伝達を可能にすることによって、タイヤ温度を抑制して、タイヤの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ・リムホイール組立体の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る突起を示す図であり、（Ａ）はフィン型突起を示す斜視図、（Ｂ）はピン型突起を示す斜視図であり、（Ｃ）はフィン又はピンの形状を示す側面図であり、（Ｄ）はフィン又はピンの異なる形状を示す側面図であり、（Ｅ）はフィン又はピンの異なる形状を示す側面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係るフィン型突起のフィンの配列を示す図である。
【図４】（Ａ）は試験結果を示す表であり、（Ｂ）は突起のサイズを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態に係るタイヤ・リムホイール組立体の一例について図１〜図３に基づいて説明する。
【００２３】
タイヤ・リムホイール組立体１０は、空気入りタイヤ１２がリムホイール１４に組み付けられることによって、構成されている。
【００２４】
〔空気入りタイヤ〕
【００２５】
空気入りタイヤ１２は、一対のビード部１６と、カーカス１８と、複数のベルト層２０と、トレッド部２２とを備えている。
【００２６】
ビード部１６は、トレッド幅方向に離間して配置された一対のビードコア１６ａを有する。カーカス１８は、一対のビードコア１６ａ同士をドロイダル状に連結する。ベルト層２０は、カーカス１８のタイヤ径方向外側に設けられる。トレッド部２２は、ベルト層２０のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ転動時に路面と接する。
【００２７】
また、空気入りタイヤ１０は、一対のサイドウォール部２４と、一対のショルダー部２６とを備えている。
【００２８】
〔リムホイール〕
【００２９】
次に、リムホイール１４ついて説明する。
【００３０】
リムホイール１４は、図１に示すように、空気入りタイヤ１２の一対のビード部１６が嵌合される一対のフランジ部３４間をリム幅方向に延在するリム３０と、車軸に装着される車軸被取付部分を含む円盤状のディスク部３２とから構成される。
【００３１】
リム３２の径方向外側表面３２Ａのうち、タイヤ１２のビード部１６Ａが当接しない非接触領域３６には、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで線対称に突起３８が形成されている。
【００３２】
この突起３８は、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、リム３０の径方向外側表面３０Ａからリム３０の径方向外側に突出し、所定の間隔で平行に形成された複数のプレート状のフィン４０で構成されている。この突起３８は、図１に示すように、リム３０の径方向外側表面３０Ａ上において、フィン４０がリム３０の周方向に延在するように配置されている。
【００３３】
突起３８（フィン４０）の寸法規定は、特に限定するものではないが、径方向外側表面３０Ａからの径方向高さは、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
また、突起３８の熱伝導率は、１.０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。
【００３５】
さらに、突起３８の波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上であることが好ましい。例えば、波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上の黒体テープを貼付することにより、達成することができる。
【００３６】
〔作用〕
【００３７】
このように構成される本実施形態に係るタイヤ・リムホイール組立体１０の作用について説明する。
【００３８】
タイヤ転動時においては、発熱により空気入りタイヤ１２のトレッド部２２およびサイドウォール部２４の温度が大きく上昇する。これにより、空気入りタイヤ１２およびリム３０によって閉鎖された部分（以下、タイヤ内腔という）４２の空気温度が上昇し、対流を生ずる。ここで、出願人のシミュレーション結果によれば、タイヤ転動時のトレッド径方向内側表面温度が９０℃、リム径方向外側表面温度が５０℃、タイヤ内腔４２内においてリムから径方向外側１０ｍｍの位置における空気温度が８０℃であった。すなわち、タイヤ内腔において、トレッド２２の径方向内側表面からリム近傍まで温度勾配は緩やかであり、リム３０の径方向外側表面３０Ａで急激に温度低下を生じている。
【００３９】
これは、タイヤ内腔４２において、トレッド２２側ではタイヤ転動によって対流を生じており、空気の温度勾配が緩やかになっているのに対して、リム３０の近傍では空気の境界層が生じており、空気の温度勾配が大きくなっているものと考えられる。したがって、リム３０の径方向外側表面３０Ａの近傍は、空気の境界層により空気とリム３０との熱交換効率が低いと考えられる。
【００４０】
しかしながら、本実施形態では、タイヤ内腔４２で生じている対流が突起３８に衝突することによって、径方向外側表面３０Ａに形成されていた境界層が乱され、熱移動が促進されるという効果を生ずる。特に、境界層の厚さはタイヤ回転速度に依存するが、タイヤ回転速度を考慮すると、突起３８の径方向高さが５ｍｍ以上あれば、確実に境界層を乱すことができ、突起３８およびリム３０に対する熱移動を促進することができる。
【００４１】
また、径方向外側表面３０Ａの表面に径方向外側に突出する突起３８を有するため、突起３８が径方向外側表面３０Ａよりも高い温度の空気に接触し、リム３０よりも高い熱交換率を得られることになる。特に、突起３８の熱伝導率を１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上にすれば、十分に高い熱交換率を確保することができる。
【００４２】
さらに、突起３８が、波長１０μｍの光の輻射率が０．５以上とされていれば、空気入りタイヤ１２のトレッド部２２、サイドウォール部２４からの輻射による輻射熱を効率良く突起３８に取り込むことができる。なぜならば、波長１０μｍは、タイヤ内面の温度が２０℃〜１５０℃で輻射が大きくなる波長だからである。したがって、タイヤ転動時等のトレッド部２２等からの輻射量が大きく、また、リム３２（突起３８を除く）と比較してタイヤから到達した輻射の吸収率が高く、輻射熱により突起３８が温度上昇する。したがって、突起３８からリム３０を介して熱伝導し、リム３０の径方向内側表面３０Ｂやフランジ部３４、あるいはディスク部３２で外気と熱交換することにより、放熱される。
【００４３】
なお、突起３８の表面に高輻射率材料を貼付すること等により突起の輻射率を高めた場合には、高輻射率材料の熱伝導率を６８．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上にすれば、突起３８の表面に高輻射材料を塗布したことによる熱伝導率の低下を補って、十分に高い熱交換率を確保することができる。
【００４４】
また、突起３８が形成される領域は、リム３０の径方向外側表面３０Ａのうち非接触領域３６に限定されている。すなわち、空気入りタイヤ１２のビード部１６が当接するフランジ部３４等に突起３８を形成しなかったため、タイヤ・リムホイール組立体１０のタイヤ１２とリム３０の組み付け性を損なうおそれや、空気漏れが発生することを防止できる。
【００４５】
なお、リムホイール１４に組み付けられる空気入りタイヤ１２の種類は限定されるものではないが、通常の空気入りタイヤよりも高温となるサイド補強型のランフラットタイヤや、繰り返し発熱にさらされてしまうリトレッドタイヤ等に適用すると特に好適である。
【００４６】
さらにリムホイール１４の熱伝導性を高め、突起３８で熱伝達や輻射により吸収した熱をリム３０を介して外部に放出しやすくすることが肝要である。例えば、リム３０の外気に接する部分（リム３０の径方向内側表面３０Ｂやフランジ部３４、あるいはディスク部３２）の少なくとも一部に突起を設け、発生した乱流が当該部分に衝突することで冷却を促進させる構成をとることが考えられる。
【００４７】
〔他の実施形態〕
【００４８】
本実施形態では、突起３８のフィン４０をリム３０の周方向に延在させる配置（図３（Ａ）参照）としたが、これに限定されるものではない。フィン４０をリム３０の幅方向（図３（Ｂ）参照）でも良いし、リム３０の幅方向中心線ＣＬに対して線対称に、それぞれ周方向から所定角度傾斜させて配置させても良い（図３（Ｃ）参照）。さらに、フィン４０同士を幅方向中心線ＣＬを挟んで周方向位置をオフセットして配置しても良い（図３（Ｄ）参照）。
【００４９】
また、本実施形態では、突起３８を板状のフィン４０で形成したが、直方体形状のピン４４を縦横にそれぞれ所定間隔で形成したものでも良い（図２（Ｂ）参照）。
【００５０】
さらに、突起３８（フィン４０、ピン４４）は、リム３０の径方向外側に直立しているもの（図２（Ｃ）参照）に限定されず、所定角度傾斜しているものであっも良い（図３（Ｄ）参照）。さらに、突起３８（フィン４０、ピン４４）は、一方が傾斜が緩く、他方が傾斜が急な断面非対称な三角形状としても良い。このように形成することにより、リム３０の径方向外側表面３０Ａ近傍の境界層の空気の流れが乱され、突起３８およびリム３０の径方向外側表面３０Ａにおける熱伝達による熱交換量を増加させることができる。
【００５１】
［実施例］
【００５２】
次に、本発明の効果を確認するために、比較例および実施例係るタイヤ・リムホイール組立体を用いて行った温度抑制試験の結果について説明する。
【００５３】
タイヤ・リムホイール組立体の温度抑制試験は、ＴＲＡの正規荷重、正規内圧において、以下に示す条件で行われた。
【００５４】
・タイヤサイズ：11R22.5
【００５５】
・リムサイズ：22.5×7.5
【００５６】
試験に供された比較例１は鉄製のリムホイールであり、実施例１〜４は、鉄製のリムホイールの径方向外側表面にフィン型突起をリム幅方向に延在するように配置したものである（図３（Ｂ）参照）。図４（Ｂ）に示すように、突起のフィンのサイズは、リム幅方向長さが２００ｍｍ、周方向長さ１．７５ｍｍ、周方向ピッチが２°である。リムの幅方向中央部に設置されるものである。
【００５７】
比較例のタイヤ・リムホイール組立体については、ドラム試験機を用いて、速度８０ｋｍ／ｈで２時間走行させ、走行後にタイヤ・リムホイール組立体のトレッドの径方向内側面のタイヤ赤道面ＣＬ位置の温度を埋め込み温度計で測定したものである。
【００５８】
一方、実施例１〜４については、比較例に基づいてモデルを作成し、シミュレーションによって解析して求めたものである。
【００５９】
図４（Ａ）に示すように、比較例の鉄製のリムホイールと比較して、リムの径方向外側表面に突起を設けた実施例１〜４は、いずれもトレッドの内側表面温度が低下することが確認された。また、突起の径方向高さが３ｍｍの実施例１と比較して径方向高さが５ｍｍの実施例２が一層境界層を乱す効果およびより高い温度と接触できる効果から、温度抑制効果が高いことが確認できた。さらに、突起の熱伝導率が６８．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である実施例１〜３と比較して、突起の熱伝導率が１．０未満（０．２２）Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満である実施例４が温度抑制効果が相対的に低いことが確認できた。また、突起の輻射率の低い実施例３と比較して、輻射率の高い実施例２が温度抑制効果が高いことが確認できた。
【００６０】
さらに、本発明は、要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１０   タイヤ・リムホイール組立体
１２   空気入りタイヤ
１４   リムホイール
３０   リム
３０Ａ 径方向外側表面
３８   突起
４０   フィン
４４   ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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