(57)【要約】【課題】所定の方向に回転するタイヤによりダウンフォースを発生させる。【解決手段】タイヤサイド部１２の外面に複数立設され、タイヤ回転方向後方に位置する後端１４Ｒがタイヤ回転方向前方に位置する前端１４Ｆよりタイヤ径方向外側に位置するように迎角Ａが設定され、前端１４Ｆのタイヤ側面視での曲率半径Ｒｆが、後端１４Ｒのタイヤ側面視での曲率半径Ｒｒよりも大きく構成された翼形突起１４を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤサイド部の外面に複数立設され、タイヤ回転方向後方に位置する後端がタイヤ回転方向前方に位置する前端よりタイヤ径方向外側に位置するように迎角が設定され、前記前端のタイヤ側面視での曲率半径が、前記後端のタイヤ側面視での曲率半径よりも大きく構成された翼形突起を有する空気入りタイヤ。
【請求項２】
タイヤ側面視において、タイヤ径方向内側面の曲率は、タイヤ径方向外側面の曲率よりも大きく構成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記翼形突起は、タイヤ径方向に互いに重ならないように配置されている請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記翼形突起が両側の前記タイヤサイド部に設けられている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ内側部の外周面に凸状の長方体を設けたものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
タイヤのサイドウォール部の外面に、複数の回転補助翼を設けたものが開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
サイドウォール部に、タイヤ周方向に対して傾斜する複数のリブを設けたものが開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
タイヤのサイド部の外側表面に、タイヤ径方向に延びるリブをタイヤ周方向に間隔をおいて複数本形成したものが開示されている（特許文献４参照）。このリブは、長手方向の中央部が両側部に対して突出高さが高く形成されており、隣接する各リブがタイヤ径方向において互いに重なりを有するよう傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１４４８２２号公報
【特許文献２】特開２００６−４４４７３号公報
【特許文献３】特開平８−１９７９１７号公報
【特許文献４】特開２００１−３９１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の長方体は、雨天走行時に霧状の汚れた水がタイヤから車体に巻き上げられないようにするために設けられている。特許文献２に記載の回転補助翼は、タイヤの転がり抵抗を低減させるために設けられている。これらの長方体や回転補助翼は、何れもタイヤ径方向に沿って延びている。
【０００８】
特許文献３に記載のリブは、亀裂の発生及び成長を抑制するための、サイドウォール部のプロテクタに過ぎない。特許文献４に記載のリブは、タイヤのユニフォミティを悪化させることなくロードノイズ性能を向上させるために設けられている。これらのリブは、直線的、又はタイヤ径方向外側に凸に湾曲している。
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮して、所定の方向に回転することによりダウンフォースを発生させる空気入りタイヤを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、タイヤサイド部の外面に複数立設され、タイヤ回転方向後方に位置する後端がタイヤ回転方向前方に位置する前端よりタイヤ径方向外側に位置するように迎角が設定され、前記前端のタイヤ側面視での曲率半径が、前記後端のタイヤ側面視での曲率半径よりも大きく構成された翼形突起を有している。
【００１１】
タイヤ走行時におけるタイヤ外周面の一点の軌跡はサイクロイドとなる。請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤサイド部の外面に立設されている複数の翼形突起は、タイヤ外周面よりタイヤ中心に近い位置にある。従って、タイヤ走行時における各々の翼形突起の軌跡はトロコイドとなる。
【００１２】
各々の翼形突起には、タイヤ回転方向後方に位置する後端が、タイヤ回転方向前方に位置する前端よりタイヤ径方向外側に位置するように迎角が設定されているので、該翼形突起がタイヤ上部に来たときに、空気入りタイヤを路面に押し付ける力、所謂ダウンフォースが生じる。また翼形突起のタイヤ径方向断面において、前端の曲率半径は後端の曲率半径よりも大きく構成されているので、翼形突起の表面に沿って流れる空気の剥離は抑制される。このため、所定の方向に回転する空気入りタイヤによりダウンフォースを発生させることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ側面視において、タイヤ径方向内側面の曲率は、タイヤ径方向外側面の曲率よりも大きく構成されている。
【００１４】
請求項２に記載の空気入りタイヤでは、翼形突起のタイヤ径方向内側面及びタイヤ径方向外側面の曲率の違いによって、タイヤ径方向内側面がタイヤ径方向内側に膨出した形状となっている。換言すれば、タイヤ径方向内側面の輪郭長さが、タイヤ径方向外側面の輪郭長さよりも大きくなっている。これにより、タイヤ径方向内側面に沿って流れる空気の速度が、タイヤ径方向外側面に沿って流れる空気の速度よりも大きくなり、翼形突起のタイヤ径方向内側の圧力がタイヤ径方向外側よりも低くなる。これにより、より大きなダウンフォースを生じさせることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記翼形突起は、タイヤ径方向に互いに重ならないように配置されている。
【００１６】
請求項３に記載の空気入りタイヤでは、翼形突起がタイヤ径方向に互いに重なっていないので、タイヤ走行時には、各々の翼形突起に夫々空気が当たることとなる。これにより、ダウンフォースを効率的に生じさせることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記翼形突起が両側の前記タイヤサイド部に設けられている。
【００１８】
請求項４に記載の空気入りタイヤでは、翼形突起が両側のタイヤサイド部に設けられているので、片側のみに設ける場合と比較して、ダウンフォースを倍増させることができる。また車両の左右においてタイヤのローテーションが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、所定の方向に回転することでダウンフォースを発生させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２０】
請求項２に記載の空気入りタイヤによれば、より大きなダウンフォースを生じさせることができる、という優れた効果が得られる。
【００２１】
請求項３に記載の空気入りタイヤによれば、ダウンフォースを効率的に生じさせることができる、という優れた効果が得られる。
【００２２】
請求項４に記載の空気入りタイヤによれば、片側のみに設ける場合と比較して、ダウンフォースを倍増させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】タイヤサイド部に翼形突起が設けられた空気入りタイヤを示す要部拡大側面図である。
【図２】タイヤサイド部に翼形突起が設けられた空気入りタイヤを示すタイヤ軸方向断面図である。
【図３】タイヤ走行時の翼形突起の軌跡を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１，図２において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、タイヤサイド部１２の外面に複数立設された翼形突起１４を有している。タイヤサイド部１２は、空気入りタイヤ１０のタイヤ幅方向両側に設けられており、翼形突起１４は、両側のタイヤサイド部１２に夫々設けられている。また翼形突起１４のタイヤ幅方向の突出量は、空気入りタイヤ１０の断面幅を超えない範囲に設定されている。図２に示されるように、両側のタイヤサイド部１２同士は、各々のタイヤ径方向外側端部において、トレッド部１６によりタイヤ幅方向に連結されている。
【００２５】
図１に示されるように、翼形突起１４には、タイヤ回転方向である矢印Ｆ方向の後方に位置する後端１４Ｒが、タイヤ回転方向（矢印Ｆ方向）前方に位置する前端１４Ｆよりタイヤ径方向外側に位置するように迎角Ａが設定されている。ここで、前端１４Ｆと後端１４Ｒを結んだ線をＬ１とし、翼形突起１４の重心を通るタイヤ径方向の線をＬ２とし、線Ｌ１，Ｌ２の交点を通るタイヤ周方向に対する接線をＬ３とすると、タイヤ側面視において、線Ｌ１，Ｌ３がなす鋭角が迎角Ａである。
【００２６】
また翼形突起１４の前端１４Ｆのタイヤ側面視での曲率半径Ｒｆは、後端１４Ｒのタイヤ側面視での曲率半径Ｒｒよりも大きく構成されている。これは、一般の翼形と同様に、風を受ける先端側を丸く厚目に形成し、風が抜ける後端側を薄く形成したものである。なお、前端１４Ｆの形状は、単一の曲率半径を有する円弧に限られず、曲率半径の異なる複数の円弧を連ねたものや、曲率半径が連続的に変化するもの、又はこれらを適宜組み合わせものであってもよい。複数の曲率半径の組合せからなる円弧について、曲率半径Ｒｆを特定するに当たっては、該複数の曲率半径の平均を取るものとする。また後端１４Ｒの形状は、断面円弧形状に限られず、前端１４Ｆより十分に薄い場合には、断面矩形等であってもよい。
【００２７】
タイヤ側面視において、翼形突起１４のタイヤ径方向内側面１４Ａ及びタイヤ径方向外側面１４Ｂは、夫々タイヤ径方向内側に凸に湾曲し、タイヤ径方向内側面１４Ａが凸面、タイヤ径方向外側面１４Ｂが凹面となっている。またタイヤ側面視において、翼形突起１４のタイヤ径方向内側面１４Ａの曲率は、タイヤ径方向外側面１４Ｂの曲率よりも大きく構成されている。換言すれば、タイヤ径方向外側面１４Ｂの湾曲度合いが比較的小さく、タイヤ径方向内側面１４Ａの湾曲度合いが大きくなっており、該タイヤ径方向内側面１４Ａがタイヤ径方向内側に膨出した形状となっている。これにより、タイヤ径方向内側面１４Ａの輪郭長さは、タイヤ径方向外側面１４Ｂの輪郭長さよりも大きくなっている。また翼形突起１４は、全体として、前端１４Ｆと後端１４Ｒを結んだ線Ｌに対し、タイヤ側面視においてタイヤ回転方向（矢印Ｆ方向）の後方の斜め内側（タイヤ径方向内側）に膨らむように湾曲している。
【００２８】
翼形突起１４は、タイヤ径方向に互いに重ならないように、例えば３０°毎に１２個配置されている。
【００２９】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３に示されるように、路面２２を走行する空気入りタイヤ１０におけるタイヤ外周面（トレッド部１６の接地面）の一点の軌跡１８は、サイクロイドとなる。空気入りタイヤ１０において、タイヤサイド部１２の外面に立設されている複数の翼形突起１４は、タイヤ外周面よりタイヤ中心に近い位置にある。従って、タイヤ走行時における各々の翼形突起１４の軌跡２０はトロコイドとなる。
【００３０】
図１において、各々の翼形突起１４には、タイヤ回転方向（矢印Ｆ方向）の後方に位置する後端１４Ｒが、タイヤ回転方向前方（矢印Ｆ方向）に位置する前端１４Ｆよりタイヤ径方向外側に位置するように迎角Ａが設定されている。また翼形突起１４のタイヤ径方向内側面１４Ａ及びタイヤ径方向外側面１４Ｂの曲率の違いによって、タイヤ径方向内側面１４Ａがタイヤ径方向内側に膨出した形状となっている。換言すれば、タイヤ径方向内側面１４Ａの輪郭長さが、タイヤ径方向外側面１４Ｂの輪郭長さよりも大きくなっている。これにより、タイヤ径方向内側面１４Ａに沿って流れる空気の速度が、タイヤ径方向外側面１４Ｂに沿って流れる空気の速度よりも大きくなり、翼形突起１４のタイヤ径方向内側の圧力がタイヤ径方向外側よりも低くなる。
【００３１】
従って、翼形突起１４がタイヤ上部に来たときに、空気入りタイヤ１０を路面２２（図３）に押し付ける力、所謂ダウンフォースが生じる。図３において、翼形突起１４がトロコイド状の軌跡２０における最上部（タイヤ周方向の上側頂点）に位置する時、該翼形突起１４の対地速度Ｖは、瞬間的にタイヤ中心Ｏの速度Ｖｃ（走行速度）の２倍近くとなるため、ダウンフォース発生効果が最も高くなる。従って、個々の翼形突起１４が小さくてもダウンフォース発生効果が得られる。
【００３２】
また翼形突起１４のタイヤ径方向断面において、前端１４Ｆの曲率半径Ｒｆは後端１４Ｒの曲率半径Ｒｒよりも大きく構成されているので、翼形突起１４の表面に沿って流れる空気の剥離は抑制される。従って、ダウンフォースを効率的に発生させることができる。
【００３３】
このように、空気入りタイヤ１０が所定の方向（矢印Ｆ方向）に回転することにより、該空気入りタイヤ１０にダウンフォースを発生させることができる。本実施形態では、図２に示されるように、翼形突起１４が両側のタイヤサイド部１２に設けられているので、片側のみに設ける場合と比較して、ダウンフォースを倍増させることができる。また車両の左右において空気入りタイヤ１０のローテーションが可能となる。
【００３４】
図１に示されるように、翼形突起１４は、タイヤ径方向に互いに重なっていないので、タイヤ走行時には、各々の翼形突起１４に夫々空気が当たることとなる。これにより、ダウンフォースを効率的に生じさせることができる。
【００３５】
ダウンフォースが生じると、空気入りタイヤ１０の接地荷重が増し、グリップが向上するので、制動力及び駆動力を更に向上させることができる。従って、高いグリップが要求されるモータースポーツにおいて特に有用である。
【００３６】
（他の実施形態）
翼形突起１４の形状は、図示のものに限られない。例えば、タイヤ径方向内側面１４Ａの曲率が、タイヤ径方向外側面１４Ｂの曲率よりも大きく構成されているものとしたが、迎角Ａが適切に設定されていれば、これらの曲率が同等であってもよい。また翼形突起１４が、タイヤ径方向に互いに重ならないように配置されているものとしたが、必ずしもこの配置に限られない。
【００３７】
翼形突起１４が、片側のタイヤサイド部１２に設けられる構成であってもよい。この場合において、車両装着時における翼形突起１４の位置は、車両外側と車両内側の何れであってもよい。
【００３８】
（試験例）
翼形突起１４を有する空気入りタイヤと、翼形突起１４を有しない空気入りタイヤを、タイヤを自転させる装置に夫々取り付け、１２０ｋｍ／ｈの向かい風を付与しつつ、トレッド部１６の接地面での接線速度が１２０ｋｍ／ｈとなるように、各タイヤを指定回転方向に自転させたときのタイヤ接地荷重を測定した。使用したタイヤのサイズは、２２５／４５Ｒ１７である。各部の寸法は、図２に示されるとおりである。タイヤサイド部１２からの翼形突起１４の突出高さは３ｍｍで一定であり、タイヤ軸方向断面において、翼形突起１４の端面の輪郭は、タイヤサイド部１２の外面の輪郭と平行となっている。
【００３９】
結果は表１に示されるとおりである。表１の数値は、翼形突起なしの場合を１００とした指数により示されており、数値が大きい程良好な結果であることを示す。この結果から、両側のタイヤサイド部１２に翼形突起１４を設けることで、上記した条件下において、接地荷重が５％向上することを確認することができた。
【００４０】
【表１】
2013006441.tif 000003
【符号の説明】
【００４１】
１０    空気入りタイヤ
１２    タイヤサイド部
１４    翼形突起
１４Ａ  タイヤ径方向内側面
１４Ｂ  タイヤ径方向外側面
１４Ｆ  前端
１４Ｒ  後端
Ａ      迎角
Ｒｆ    前端の曲率半径
Ｒｒ    後端の曲率半径
【図１】
2013006441.tif 000004
【図２】
2013006441.tif 000005
【図３】
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