本發(fā)明涉及一種充氣輪胎(tire)。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1、2中公開了一種在輪胎側(cè)(tireside)部形成有用于風(fēng)冷的多個(gè)突起的跑氣保用輪胎(runflattire)。這些突起的意圖在于實(shí)現(xiàn)伴隨輪胎的旋轉(zhuǎn)的輪胎側(cè)部表面的空氣流的紊流化。通過紊流化，輪胎側(cè)部表面附近的空氣流的速度梯度會(huì)增大，散熱性提高。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第wo2007/032405號(hào)

專利文獻(xiàn)2：國際公開第wo2008/114668號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

在專利文獻(xiàn)1、2中，并沒有揭示除了輪胎側(cè)部表面附近的空氣流的紊流化以外的其它提高散熱性的方法。

本發(fā)明的課題在于，通過有效地促進(jìn)基于風(fēng)冷的散熱，來提高充氣輪胎的耐久性。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)于輪胎側(cè)部表面附近的空氣流的速度梯度的最大化進(jìn)行了各種研究。并得知，在將物體(例如平板)配置在流體流中的情況下，由于流體的粘性，在物體表面附近，流體的速度急劇地降低。在流體的速度發(fā)生突變的區(qū)域(邊界層)的外側(cè)，形成流體的速度不受粘性影響的區(qū)域。邊界層的厚度從物體的前緣向下游側(cè)增大。物體的前緣附近的邊界層為層流(層流邊界層)，但是向下游側(cè)、經(jīng)過過渡區(qū)域會(huì)變?yōu)槲闪?紊流邊界層)。本發(fā)明人著眼于在層流邊界層中因流體的速度梯度比紊流邊界層大而從物體向流體的散熱效率高，并完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明人構(gòu)思了將層流邊界層中的高散熱性適用于充氣輪胎的風(fēng)冷的方案。本發(fā)明基于這種新的構(gòu)思。

作為用于解決上述課題的方案，本發(fā)明提供一種充氣輪胎，其特征在于，

在輪胎側(cè)部的表面具備突起，

所述突起具備：頂面、輪胎旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的側(cè)面即前側(cè)面、所述頂面和所述前側(cè)面相交的前邊部以及輪胎外徑向側(cè)的側(cè)面即外端面，

所述突起的前邊部從輪胎寬度方向觀察，與在輪胎徑向上延伸的直線交叉，

所述頂面與所述前側(cè)面在所述突起的前邊部所成的頂端角度為100°以下，

所述外端面具備突出部，該突出部具有朝向輪胎外徑側(cè)向輪胎旋轉(zhuǎn)的反方向傾斜的傾斜側(cè)面。

通過該結(jié)構(gòu)，能夠在突起的前邊部將空氣流分流成第一流和第二流，第一流沿著頂面流動(dòng)，第二流沿著前側(cè)面流動(dòng)。因此，容易使第一流作為高速的層流流動(dòng)，能夠提高此處的散熱性。

另外，由于在突起的外端面形成突出部，因此能夠使沿著前側(cè)面的第二流的方向變換成沿著突出部的傾斜側(cè)面的方向。由此，滯留在突起的后側(cè)面?zhèn)鹊目諝獗坏诙鲙?dòng)而流動(dòng)，能夠進(jìn)一步提高突起上的散熱性。

(三)有益效果

根據(jù)本發(fā)明，將突起的頂端角度做成100°以下，因此能夠?qū)⑤喬?cè)部的表面的空氣流分流成頂面?zhèn)鹊牡谝涣骱颓皞?cè)面?zhèn)鹊牡诙?。其結(jié)果，能夠使頂面上的第一流成為高速的層流而提高突起上的散熱性。另外，由于在突起的外端面形成突出部，因此能夠?qū)⒌诙鞯姆较蜃儞Q為沿著傾斜側(cè)面的方向，能夠使滯留在突起的后側(cè)面?zhèn)鹊目諝饬鲃?dòng)而進(jìn)一步提高突起的散熱性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充氣輪胎的子午線剖面圖。

圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的充氣輪胎的局部側(cè)面圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

圖4為突起的示意性立體圖。

圖5為突起的端面圖。

圖6為用于對(duì)頂端角度進(jìn)行說明的突起的局部端面圖。

圖7為用于對(duì)空氣流的路徑進(jìn)行說明的突起的俯視圖。

圖8為用于對(duì)空氣流的路徑進(jìn)行說明的突起的端面圖。

圖9為用于對(duì)突起及突起之間的空氣流的路徑進(jìn)行說明的示意圖。

圖10為用于對(duì)邊界層進(jìn)行說明的突起的端面圖。

圖11為用于對(duì)邊界層進(jìn)行說明的突起的端面圖。

圖12為具備突起的充氣輪胎的局部側(cè)面圖，該突起具有與第一實(shí)施方式不同的前邊部的傾斜角度。

圖13為圖12的局部放大圖。

圖14a為表示俯視視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖14b為表示俯視視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖14c為表示俯視視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖15a為表示突起配置的替代方案的圖。

圖15b為表示突起配置的替代方案的圖

圖15c為表示突起配置的替代方案的圖。

圖15d為表示突起配置的替代方案的圖。

圖16a為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖16b為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖16c為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖17a為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖17b為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖17c為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖17d為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖18a為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

圖18b為表示端面視角下的突起形狀的替代方案的圖。

附圖標(biāo)記說明

1-輪胎；2-胎面部；3-輪胎側(cè)部；4-胎圈部；5-胎體；6-氣密層；7-加強(qiáng)橡膠；8-帶束層；11-突起；12-頂面；13-前側(cè)面；14-后側(cè)面；15-內(nèi)端面；16-外端面；17-前邊部；18-后邊部；19-內(nèi)邊部；20-外邊部；23、23a、23b-凹陷；24a、24b、25a、26a～26c、27a～27d-平坦面；25b、28a、28b-曲面；rd-輪胎旋轉(zhuǎn)方向；p1-輪輞的最外周位置；p2-輪胎側(cè)部的表面的特定的點(diǎn)；p3-頂面的厚度最大的位置；ls-基準(zhǔn)直線；lt、lfs-直線；lh-水平線；af0、af1、af2-空氣流；va-空氣流的速度；lb-層流邊界層；tr-過渡區(qū)域；tb-紊流邊界層；ta-紊流的區(qū)域。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，以下的說明本質(zhì)上只是示例，并非用于限制本發(fā)明、其應(yīng)用對(duì)象或者其用途。另外，附圖是示意性的圖，各尺寸的比率等不一定與現(xiàn)實(shí)一致。

首先，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的基本的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

圖1示出橡膠制的充氣輪胎(以下稱為輪胎)1的子午線半剖面圖。該輪胎1是尺寸為245/40r18的跑氣保用輪胎。本發(fā)明也可以適用于其它不同尺寸的輪胎。另外，本發(fā)明也可以適用于跑氣保用輪胎的范圍以外的其它輪胎。輪胎1指定了旋轉(zhuǎn)方向。圖3中用箭頭rd表示指定的旋轉(zhuǎn)方向。

輪胎1具備胎面部2、一對(duì)輪胎側(cè)部3以及一對(duì)胎圈(bead)部4。各胎圈部4設(shè)置于輪胎側(cè)部3的輪胎徑向的內(nèi)側(cè)端部(與胎面(tread)部2相反的一側(cè)的端部)。在一對(duì)胎圈部4之間設(shè)置有胎體(carcass)5。在胎體5與輪胎1的最內(nèi)周面的氣密層(innerliner)6之間配置有加強(qiáng)橡膠7。在胎體5與胎面部2的踏面之間設(shè)置有帶束層8。換言之，在胎面部2中，在胎體5的輪胎徑向外側(cè)設(shè)置有帶束(belt)層8。

參照?qǐng)D2及圖3，在輪胎側(cè)部3的表面沿著輪胎周向空出間隔地設(shè)置有多個(gè)突起11。在本實(shí)施方式中，這些突起11的形狀、尺寸及姿勢(shì)相同。在圖1中，從輪輞(未圖示)的最外周位置p1起到胎面部2的輪胎徑向的最外側(cè)的位置為止的距離(輪胎高度)以符號(hào)th表示。突起11可以在從輪輞(rim)的最外周位置p1起為輪胎高度th的0.05倍以上0.7倍以下的范圍內(nèi)設(shè)置。

在本說明書中，有時(shí)對(duì)于從輪胎寬度方向觀察時(shí)的突起11的形狀使用“俯視視角”或與其類似的用語，有時(shí)對(duì)于從后述的內(nèi)端面15側(cè)觀察時(shí)的突起11的形狀使用“端面視角”或與其類似的用語。

參照?qǐng)D4及圖5，突起11在本實(shí)施方式中具備沿著輪胎側(cè)部3的表面擴(kuò)展的平坦面即頂面12。另外，突起11具備在輪胎周向上相對(duì)的前側(cè)面13和后側(cè)面14。前側(cè)面13位于輪胎旋轉(zhuǎn)方向rd的前方側(cè)，后側(cè)面14位于輪胎旋轉(zhuǎn)方向rd的后方側(cè)(輪胎旋轉(zhuǎn)的反方向)。進(jìn)一步地，突起11具有在輪胎徑向上相對(duì)的一對(duì)端面、即輪胎徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)端面15以及輪胎徑向外側(cè)的外端面16。在外端面16形成有突出部31。突出部31的輪胎旋轉(zhuǎn)方向rd的前方側(cè)為傾斜邊部32，傾斜側(cè)面33朝向輪胎側(cè)部3的表面延伸。上述頂面12與突出部31的頂面連續(xù)，上述后側(cè)面14與突出部31的后側(cè)面連續(xù)。如在后面詳述的那樣，本實(shí)施方式中的前側(cè)面13是相對(duì)于輪胎側(cè)部3的表面及頂面12傾斜的平坦面。本實(shí)施方式中的后側(cè)面14、內(nèi)端面15以及外端面16是相對(duì)于輪胎側(cè)部3的表面大致垂直地延伸的平坦面。

前邊部17是頂面12與前側(cè)面13彼此相交的部分，后邊部18是頂面12與后側(cè)面14彼此相交的部分。內(nèi)邊部19是頂面12與內(nèi)端面15彼此相交的部分，外邊部20是頂面12與外端面16彼此相交的部分。傾斜邊部32是傾斜側(cè)面33和頂面12彼此相交的部分。前邊部17、后邊部18、內(nèi)邊部19、外邊部20以及傾斜邊部32可以如本實(shí)施方式這樣是尖銳的或明顯的邊緣，但是，也可以具有在端面視角下以一定程度彎曲或倒角而成的形狀。在本實(shí)施方式中，前邊部17、后邊部18、內(nèi)邊部19以及外邊部20的俯視視角下的形狀均為直線狀。但是，這些俯視視角下的形狀既可以是包含圓弧及橢圓弧的曲線狀，也可以如圖14a～14c所示地是由多個(gè)直線構(gòu)成的折線，也可以是直線與曲線的組合。

參照?qǐng)D3，前邊部17(前側(cè)面13)在俯視視角下，相對(duì)于通過前邊部17的在輪胎徑向上延伸的直線傾斜。換言之，前邊部17相對(duì)于輪胎徑向傾斜。前邊部17的相對(duì)于輪胎徑向的傾斜角度a1定義為：由通過前邊部17的輪胎旋轉(zhuǎn)方向rd上的最前方側(cè)的位置、且在輪胎徑向上延伸的基準(zhǔn)直線ls1，與前邊部17延伸的方向(在本實(shí)施方式中為呈直線的前邊部17自身)所成的角度(在俯視視角下以順時(shí)針為正)。

其中，上述前邊部17(前側(cè)面13)在俯視視角下不限于呈直線狀傾斜，也可以彎曲，總之，朝向輪胎外徑向而向輪胎周向的任意一方位移即可。

據(jù)此，能夠在前邊部17分流為沿著頂面12的第一流(主要的空氣流)和沿著前側(cè)面13的第二流(次要的空氣流)。也就是，能夠從沿著輪胎側(cè)部3的空氣流分流出第二流，因此能夠使沿著頂面12的第一流成為高速的層流狀態(tài)，能夠擴(kuò)大層流邊界層lb的范圍。

上述前側(cè)面13優(yōu)選朝向輪胎外徑向而向輪胎旋轉(zhuǎn)的反方向位移。

據(jù)此，能夠使第二流與因輪胎的旋轉(zhuǎn)而向通過輪胎側(cè)部3的表面的空氣作用的離心力的方向一致。因此，能夠使第二流更加順暢。

參照?qǐng)D7，傾斜邊部32在俯視視角下與外邊部20交叉，且相對(duì)于通過該交點(diǎn)x并在輪胎徑向上延伸的直線具有傾斜角度b。該傾斜角度b滿足10°≤b≤45°，且為比后述的前邊部17的傾斜角度a1相對(duì)小的值。即，相對(duì)于沿著前側(cè)面13的第二流af2，能夠?qū)⒘鲃?dòng)方向變換為更靠近沿著后邊部18的方向的第四流af4。利用通過突出部31后的第二流af2，能夠帶動(dòng)后側(cè)面14附近的儲(chǔ)集空氣使其流動(dòng)。由此，消除突起11的后側(cè)面14側(cè)的儲(chǔ)集空氣，也能夠提高該位置的散熱性。另外，上述交點(diǎn)x可以與前邊部17和外邊部20的交點(diǎn)即角部a一致，也可以位于外邊部20上的任意的位置。

本實(shí)施方式的前邊部17在俯視視角下向右上延伸。如圖12及圖13所示，突起11也可以為前邊部17在俯視視角下向右下延伸的形狀。本實(shí)施方式的后邊部18在俯視視角下與前邊部17大致平行地延伸。另外，本實(shí)施方式的內(nèi)邊部19和外邊部20在俯視視角下相互平行地延伸。突出部31形成于突起11的內(nèi)端面15的后方側(cè)。

參照?qǐng)D3，符號(hào)r表示輪胎半徑，符號(hào)rp表示突起11的輪胎徑向的任意位置與輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離。另外，圖3的符號(hào)rpc表示突起11的中心pc(例如俯視視角下的頂面12的圖心)與輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離。進(jìn)一步地，圖3的符號(hào)hrp表示輪胎徑向的任意位置上的、突起11的輪胎周向的尺寸、即突起11的寬度。

同時(shí)參照?qǐng)D5，在本實(shí)施方式中，突起11的輪胎徑向的任意位置上的突起11的厚度trp是一定的。即，突起11的厚度trp在突起11的輪胎徑向上是一致的。另外，在本實(shí)施方式中，突起11的厚度trp從前側(cè)面13(前邊部17)起到后側(cè)面14(后邊部18)為止是一定的。即，突起11的厚度trp在突起11的輪胎周向上也是一致的。

參照?qǐng)D5及圖6，在端面視角下，突起11的頂面12和前側(cè)面13在前邊部17形成了某個(gè)角度(第一頂端角度a2)。本實(shí)施方式中的前側(cè)面13具有：形成頂面12與前側(cè)面13朝向前邊部17而間隔變窄的錐狀的這樣的傾斜。換言之，前側(cè)面13的傾斜設(shè)定為：在端面視角下，前側(cè)面13的下端位于比前邊部17更靠輪胎旋轉(zhuǎn)方向rd的后方側(cè)。由于前側(cè)面13具有這樣的傾斜，因此本實(shí)施方式的突起11的頂端角度a2為銳角(45°)。頂端角度a2的具體定義將在后面敘述。此外，傾斜側(cè)面33可以與前側(cè)面13同樣地以頂端角度a2構(gòu)成，但是并非必須為相同的角度，例如，也可以與外端面16同樣地，由相對(duì)于輪胎側(cè)部3的表面大致垂直地延伸的平坦面構(gòu)成。

參照?qǐng)D7～圖9，在裝配了輪胎1的車輛行駛時(shí)，如通過箭頭af0概念性地所示，在輪胎側(cè)部3的表面附近產(chǎn)生從前邊部17側(cè)向突起11流入的空氣流。參照?qǐng)D7，輪胎側(cè)部3表面的特定位置p2上的空氣流af0相對(duì)于垂線(水平線lh)具有某個(gè)角度(流入角度af1)，該垂線為相對(duì)于通過位置p2的在輪胎徑向上延伸的直線所引出的垂線。根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的解析，在輪胎尺寸為245/40r18、突起11的中心pc與輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離rpc為550mm、車輛的行駛速度為80km/h這樣的條件下，流入角度af1為12°。另外，若行駛速度在40～120km/h的范圍內(nèi)變化，則流入角度af1會(huì)發(fā)生±1°程度的變化。在實(shí)際使用時(shí)，除了行駛速度之外還存在包括迎面風(fēng)、車輛的構(gòu)造等在內(nèi)的多種因素的影響，因此認(rèn)為前述條件下的流入角度af1是12±10°的程度。

接下來，參照?qǐng)D7～圖9，空氣流af0從前邊部17向突起11流入，在該流入時(shí)分為兩個(gè)空氣流。如圖7最清楚地所示，一個(gè)空氣流af1從前側(cè)面13越上頂面12，從前邊部17朝向后邊部18沿著頂面12流動(dòng)(主要的空氣流：第一流)。另一個(gè)空氣流af2沿著前側(cè)面13向輪胎徑向外側(cè)流動(dòng)(次要的空氣流：第二流)。第二流af2的方向在前側(cè)面13的終端變換為突出部31側(cè)，成為沿著傾斜側(cè)面33的第四流af4。傾斜側(cè)面33與輪胎徑向具有比前側(cè)面13更靠近后側(cè)面14的傾斜角度b。因此，利用通過了傾斜側(cè)面33的第四流af4，突起11的后側(cè)面14的附近的滯留空氣被帶動(dòng)而同樣地流動(dòng)。在如圖12及圖13所示那樣前邊部17在俯視視角下向右下的情況下，空氣流af2沿著前側(cè)面13向輪胎徑向內(nèi)側(cè)流動(dòng)。

同時(shí)參照?qǐng)D10，沿著突起11的頂面12流動(dòng)的空氣流af1成為層流。也就是，在突起11的頂面12附近形成層流邊界層lb。在圖10中，符號(hào)va概念性地表示空氣流af0、空氣流af1在輪胎側(cè)部3的表面附近和突起11的頂面12附近的速度梯度。作為層流的空氣流af1的速度梯度大，因此可高效地從突起11的頂面12向空氣流af1散熱。換言之，通過使突起11的頂面12的空氣流af1成為層流，從而有效地促進(jìn)基于風(fēng)冷的散熱。另外，利用第四流af4帶動(dòng)突起11的后側(cè)面14的滯留空氣，因此也有效地促進(jìn)該后側(cè)面14處的散熱。通過有效地進(jìn)行風(fēng)冷，能夠抑制因溫度上升而導(dǎo)致的輪胎構(gòu)成材料的加速老化等問題，輪胎1的耐久性提高。

如圖9中箭頭af3所示，通過頂面12而從后邊部18向下游側(cè)流動(dòng)的空氣流從頂面12碰撞輪胎側(cè)部3的表面而進(jìn)行方向變換。其結(jié)果為，在相鄰的突起11、11之間促進(jìn)從輪胎側(cè)部3的表面進(jìn)行的散熱。

如上所述，在本實(shí)施方式的輪胎1中，利用突起11的頂面12的第一流af1的層流化、突起11、11之間的第三流af3的碰撞以及通過突出部31的傾斜側(cè)面33的第四流af4對(duì)滯留空氣的帶動(dòng)的各作用，提高了輪胎1的散熱性。

如在后面詳述的那樣，相距輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離為rp的位置上的、突起11的寬度hrp(參照?qǐng)D3)，優(yōu)選設(shè)定為從突起11的頂面12的后邊部18的一方到另一方均為層流邊界層lb。然而，如圖11概念性地所示，突起11的寬度hrp也允許設(shè)置成使得在突起11的頂面12的后邊部18側(cè)(下游側(cè))，速度邊界層成為過渡區(qū)域tr、紊流邊界層tb的比較長的尺寸。即使在這樣的情況下，也能夠在突起11的頂面12中的形成層流邊界層lb的區(qū)域中，利用大的速度梯度而得到提高散熱性的優(yōu)點(diǎn)。

為了將流入前述的突起11的空氣流af0分流成空氣流af1、af2，優(yōu)選突起11的厚度htp、特別是前邊部17部分上的厚度htp比突起11的寬度hp(在寬度hp非一定時(shí)為最小寬度)小。

如上所述，向突起11流入的空氣流af0具有流入角度af1。為了將空氣流af0分流成空氣流af1、af2，需要以避免空氣流af0相對(duì)于前邊部17的進(jìn)入角度成為90°的方式，來設(shè)定俯視視角下的突起11的前邊部17的傾斜角度a1。換言之，在俯視視角下，需要使突起11的前邊部17相對(duì)于空氣流af0傾斜。

參照?qǐng)D3，如本實(shí)施方式(例如，參照?qǐng)D3)這樣，在前邊部17在俯視視角下向右上的情況下，前邊部17更優(yōu)選設(shè)定為相對(duì)于向前邊部17流入的空氣流af0以45°交叉。該情況下，如上所述，空氣流af0的流入角度af1被視為12±10°程度，因此前邊部17的傾斜角度a1優(yōu)選設(shè)定在由以下的式(1)規(guī)定的范圍內(nèi)。

(數(shù)學(xué)式1)

23°≤a1≤43°(1)

參照?qǐng)D13，在前邊部17向右下的情況下，前邊部17的傾斜角度a1優(yōu)選設(shè)定為相對(duì)于向前邊部17流入的空氣流af0以45°交叉，優(yōu)選設(shè)定在由以下的式(2)規(guī)定的范圍內(nèi)。

(數(shù)學(xué)式2)

113°≤a1≤133°(2)

總之，前邊部17的傾斜角度a1優(yōu)選設(shè)定為滿足式(1)或式(2)。

參照?qǐng)D5及圖6，為了使向突起11流入的空氣流af0向空氣流af1、af2適當(dāng)?shù)胤至?，需要突?1的頂端角度a2不設(shè)定得過大。具體而言，頂端角度a2優(yōu)選設(shè)定為100°以下。更優(yōu)選頂端角度a2為90°以下，可以設(shè)定為銳角，也就是不足90°。頂端角度a2過小會(huì)導(dǎo)致前邊部17附近的突起11的強(qiáng)度降低，故不優(yōu)選。因此，頂端角度a2尤其優(yōu)選設(shè)定在45°以上65°以下的范圍。

參照?qǐng)D3，若輪胎徑向的任意位置上的、突起11的寬度hrp過窄，則利用頂面12附近的層流邊界層lb從突起11進(jìn)行散熱的散熱面積不足，不能充分得到基于層流的散熱促進(jìn)效果。因此，突起11的寬度hrp優(yōu)選設(shè)定為10mm以上。

接下來，參照?qǐng)D3，輪胎徑向的任意位置上的、突起11的寬度hrp優(yōu)選設(shè)定為滿足以下的式(3)。以下的說明中的數(shù)式均使用si單位制。

(數(shù)學(xué)式3)

r：輪胎半徑r；

rp：突起上的任意位置與輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離；

hrp：相距輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離為rp的位置上的突起的寬度。

若寬度hrp過小，則不能充分確保使速度梯度增大的區(qū)域，不能得到充分的冷卻效果。式(3)中的下限值10對(duì)應(yīng)于能夠得到層流邊界層lb的最小尺寸。

若寬度hrp過大，則會(huì)導(dǎo)致速度邊界層在突起11上過度地成長，使得速度梯度減小，散熱性惡化。式(3)中的上限值50是根據(jù)該觀點(diǎn)而規(guī)定的。下面，對(duì)將上限值設(shè)定為50的理由進(jìn)行說明。

平板上的速度邊界層的發(fā)展、即從層流邊界層lb向紊流邊界層tb的過渡由以下的式(4)表示，這是公知的。

(數(shù)學(xué)式4)

x：相距產(chǎn)生從層流邊界層向紊流邊界層的過渡的平板頂端的距離；

u：流入速度；

v：流體的動(dòng)粘度系數(shù)。

若考慮主流的紊亂的影響、因邊界層在過渡區(qū)域附近以一定程度成長而使速度梯度降低的情況，則為了獲得充分的冷卻效果所需的突起11的寬度hrp的最大值hrp_max被認(rèn)為是式(4)的距離x的1/2的程度。因此，突起11的最大寬度hrp_max由以下的式(5)表示。

(數(shù)學(xué)式5)

流體向突起11流入的流入速度u表示為突起11的輪胎徑向的任意位置相距輪胎旋轉(zhuǎn)中心的距離rp與輪胎角速度的乘積(u＝rpω)。另外，車輛速度v表示為輪胎半徑r與輪胎角速度的乘積(v＝rω)。因此，以下的式(6)的關(guān)系成立。

(數(shù)學(xué)式6)

關(guān)于空氣的動(dòng)粘度系數(shù)v，以下的式(7)成立。

(數(shù)學(xué)式7)

將式(6)、(7)代入式(5)，從而得到以下的式(8)。

(數(shù)學(xué)式8)

若假定車輛速度v為80km/h，則按照式(8)，hrp_max如以下所示。

(數(shù)學(xué)式9)

若考慮輪胎1的發(fā)熱更加顯著的高速行駛時(shí)、具體而言是車輛速度v達(dá)到160km/h時(shí)，則按照式(8)，hrp_max如以下所示。

(數(shù)學(xué)式10)

這樣，為了即使在高速行駛時(shí)(車輛速度v為160km/h以下)也可在突起11的頂面12的寬度方向整體上形成層流邊界層lb，式(3)的上限值為50。

此外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行各種變更。

在上述實(shí)施方式中，雖然突起11由寬度hrp不同的三種突起構(gòu)成，但是突起11也能夠由寬度hrp不同的兩種突起構(gòu)成，也能夠由四種以上構(gòu)成。優(yōu)選寬度hrp不同的兩種突起11在輪胎周向上交替地配置，但是也可以以多個(gè)為單位地如上進(jìn)行配置，其個(gè)數(shù)也能夠自由地設(shè)定。在幅hrp不同的三種以上的突起11的情況下也同樣。

通過增加寬度hrp不同的突起11的種類，不管輪胎1的旋轉(zhuǎn)速度如何，均能夠利用某些突起11容易地發(fā)揮充分的散熱性。

前邊部17(前側(cè)面13)的傾斜角度a1優(yōu)選在各突起11不同。該情況下，傾斜角度a1優(yōu)選相對(duì)于基準(zhǔn)傾斜角度as滿足以下關(guān)系。

(數(shù)學(xué)式11)

as-10°≤a1≤as+10°

在此，基準(zhǔn)傾斜角度as作為基準(zhǔn)的值，即在一定的車輛速度(例如為80km/h)時(shí)能夠通過在輪胎側(cè)部3產(chǎn)生的空氣流(此時(shí)的輪胎側(cè)部3的表面上的流速很重要)在突起11有效地進(jìn)行冷卻的值。若as-10°>a1，則突起的前側(cè)面13的傾斜角度不充分，空氣容易越過前側(cè)面向頂面12流動(dòng)而不沿著前側(cè)面流動(dòng)。因此，頂面12上的第二流紊亂，難以成為層流狀態(tài)，散熱性受損。若a1>as+10°，則突起11過于傾斜，難以形成在頂面12流動(dòng)的第二流，散熱性還是受損。

另外，上述突起11的前側(cè)面13的傾斜角度a1優(yōu)選相對(duì)于輪胎周向的基準(zhǔn)寬度hs及任意的突起11的輪胎周向的寬度hn，滿足下式。

(數(shù)學(xué)式12)

在此，輪胎周向的基準(zhǔn)寬度hs是在一定的車輛速度時(shí)能夠通過在輪胎側(cè)部3產(chǎn)生的空氣流在突起11有效地進(jìn)行冷卻的值。因此，若以車輛速度為低速的情況為基準(zhǔn)，則hs變長，相反，若以高速的情況為基準(zhǔn)，則hs變短。另外，α為系數(shù)，在此，設(shè)α＝20。設(shè)α＝20是因?yàn)?，由于假設(shè)采用的突起11的寬度hn相對(duì)于基準(zhǔn)寬度hs的比例為0.5～1.5倍，因此為了使上述式中的運(yùn)算結(jié)果相對(duì)于基準(zhǔn)傾斜角度as為±10°，而設(shè)α＝20。

另外，突起11的俯視視角下的形狀能夠采取如下的各種方式。

圖14a的突起11的后邊部18具有俯視視角下由傾斜角度不同的兩根直線構(gòu)成的形狀。圖14b、14c的突起11具有俯視視角下前邊部17向右上延伸而后邊部18向右下延伸的形狀。特別地，圖14c的突起11的俯視視角下的形狀做成等腰梯形狀。圖14a～圖14c的任意的情況下，均可以在外端面16形成突出部31。

另外，在突起11由寬度hrp不同的兩種以上構(gòu)成的情況下，優(yōu)選相對(duì)于輪胎周向的基準(zhǔn)hs，滿足以下關(guān)系。

(數(shù)學(xué)式13)

0.5×hs≤hrp≤1.5×hs

在0.5×hs>hrp時(shí)，突起11的寬度過窄，不能充分利用空氣流的層流范圍。在hrp>1.5×hs時(shí)，頂面12形成為超過空氣流的層流范圍，從散熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，不優(yōu)選。

上述突起11的輪胎旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的前側(cè)面13與突起11的頂面12所成的角度可以為100°以下，優(yōu)選為90°以下，不足90°較佳。

若上述角度超過100°，則空氣流在突起11的前側(cè)面13不能良好地分流而易于直接向頂面12側(cè)流動(dòng)。因此，難以將頂面12上的空氣的流動(dòng)狀態(tài)維持在層流狀態(tài)，存在突起11上的散熱性變差的問題。通過將上述角度設(shè)為90°以下、進(jìn)一步地設(shè)為不足90°，能夠更加適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行在前邊部17的分流，擴(kuò)大沿著頂面12的空氣流的層流邊界層的范圍，進(jìn)一步地提高散熱性。

圖15a中，在輪胎側(cè)部3的表面交替地配置有寬度hrp不同的兩種突起11。

圖15b、圖15c中，在輪胎側(cè)部3的表面交替地配置有前邊部17的傾斜角度a1不同的兩種突起11。圖15b中，兩種突起11均具有向右上的前邊部17。圖15c中，兩種突起11中的一個(gè)具有向右上的前邊部17，另一個(gè)突起11具有向右下的前邊部17。

圖15d中，在輪胎側(cè)部3的表面交替地配置有輪胎徑向的位置不同的兩種突起11。

圖15a、15b以及15d的任一方式均可以在外端面16側(cè)形成突出部31。另外，若為圖15c的方式，則突出部31根據(jù)突起11的傾斜方向，在圖中，若向右上方向傾斜，則可以形成于外端面16，若向右下方向傾斜，則可以形成于內(nèi)端面15。

圖16a～圖16c表示突起11的頂面12的端面視角下的形狀的各種替代方案。圖16a的突起11在端面視角下具有翼形剖面形狀的頂面12。圖16b的突起11在端面視角下具有圓弧狀的頂面12。圖16c的突起11在端面視角下具有既不是翼形剖面形狀也不是圓弧狀的曲線狀的頂面12。

圖17a～圖17d所示的突起11的前側(cè)面13在端面視角下構(gòu)成一個(gè)凹陷23。

圖17a的突起11的前側(cè)面13由兩個(gè)平坦面24a、24b構(gòu)成。在端面視角下，平坦面24a向右下，平坦面24b向右上。由這些平坦面24a、24b形成在端面視角下呈三角形的凹陷23。

圖17b的突起11的前側(cè)面13由具有半圓狀的剖面形狀的曲面構(gòu)成。由該曲面構(gòu)成在端面視角下呈半圓狀的凹陷23。

圖17c的突起11的前側(cè)面13在端面視角下由向右下的平坦面25a和具有圓弧狀的剖面形狀的曲面25b構(gòu)成。平坦面25a位于突起11的頂面12側(cè)，曲面25b位于輪胎側(cè)部3的表面?zhèn)?。由平坦?5a和曲面25b形成凹陷23。

圖17d的突起11的前側(cè)面13由三個(gè)平坦面26a、26b、26c構(gòu)成。在端面視角下，突起11的頂面12側(cè)的平坦面26a向右下，輪胎側(cè)部3的表面?zhèn)鹊钠教姑?6c向右上，中央的平坦面26b在輪胎徑向上延伸。由這些平坦面26a～26c形成多邊形的凹陷23。

圖18a及圖18b所述的突起11的前側(cè)面13在端面視角下構(gòu)成在輪胎徑向上相鄰地配置的兩個(gè)凹陷23a、23b。

圖18a的突起11的前側(cè)面13由四個(gè)平坦面27a～27d構(gòu)成。在端面視角下，突起11的頂面12側(cè)的平坦面27a向右下，朝向輪胎側(cè)部3的表面，依次配置有向右上的平坦面27b、向右下的平坦面27c以及向右上的平坦面27d。由平坦面27a、27b在突起11的頂面12側(cè)形成具有呈三角形狀的剖面形狀的一個(gè)凹陷23a，與該凹陷23a的輪胎側(cè)部3的表面?zhèn)认噜彽?，由平坦?7c、27d形成同樣地具有呈三角形狀的剖面形狀的一個(gè)凹陷23b。

圖18b的突起11的前側(cè)面13由具有呈半圓狀的剖面形狀的兩個(gè)曲面28a、28b構(gòu)成。由突起11的頂面12側(cè)的曲面28a形成具有呈半圓狀的剖面形狀的一個(gè)凹陷23a，與該凹陷23a的輪胎側(cè)部3的表面?zhèn)认噜彽?，由曲?8b形成同樣地具有呈半圓狀的剖面形狀的一個(gè)凹陷23b。

突起11的前側(cè)面13也可以在端面視角下構(gòu)成在輪胎徑向上相鄰地配置的三個(gè)以上的凹陷。

適當(dāng)?shù)卦O(shè)定圖17a～圖18b所示的前側(cè)面13的凹陷的形狀、尺寸、個(gè)數(shù)，從而能夠調(diào)節(jié)沿著突起11的頂面12流動(dòng)的空氣流af1與沿著突起11的前側(cè)面13流動(dòng)的空氣流af2的流量比率。

也可以組合圖16a～圖16c的頂面12的形狀中的任一個(gè)和圖17a～圖18b的前側(cè)面13的形狀的任一個(gè)來構(gòu)成一個(gè)突起11。

參照?qǐng)D5、圖16a～圖18b，突起11的頂面12和前側(cè)面13在前邊部17所成的角度、即突起11的頂端角度a2定義為：在端面視角下，與頂面12對(duì)應(yīng)的直線lt和與前側(cè)面13的前邊部17附近的部分對(duì)應(yīng)的直線lfs所成的角度。

直線lt定義為通過頂面12中厚度trp最大的部分、且沿著輪胎側(cè)部3的表面延伸的直線。參照?qǐng)D5、圖17a～圖18b，在頂面12為沿著輪胎側(cè)部3的表面延伸的平坦面的情況下，在端面視角下，使頂面12自身延長而得到的直線是直線lt。參照?qǐng)D16a～圖16c，在頂面12為曲面的情況下，在端面視角下，通過頂面12中厚度trp最大的位置p3、且沿著輪胎側(cè)部3的表面延伸的直線是直線lt。

參照?qǐng)D5、圖16a～圖16c，在前側(cè)面13由一個(gè)平坦面構(gòu)成的情況下，在端面視角下，使前側(cè)面13自身延長而得到的直線是直線lfs。參照?qǐng)D17a～圖17d，在前側(cè)面13構(gòu)成一個(gè)凹陷23的情況下，在端面視角下，將前邊部17和凹陷23的最凹陷的位置連接的直線是直線lfs。參照?qǐng)D18a及圖18b，在構(gòu)成多個(gè)(在這些例子中為兩個(gè))凹陷23a、23b的情況下，在端面視角下，將前邊部17和位于最靠近頂面12側(cè)的凹陷23a的最凹陷的位置連接的直線是直線lfs。