CN107405967B - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明的充气轮胎良好地保持均匀性,并且降低上升并降低空气阻力。具备轮胎侧部(S)的轮胎侧面(Sa)与轮胎周向以及轮胎径向交叉并延伸的多个凸部(9),凸部(9)包含延伸方向上的中间部(9A)距轮胎侧面(Sa)的突出高度(h)的最大位置(hH),且包含设于中间部(9A)的延伸方向的两端(9D)侧的各顶端部(9B)距轮胎侧面(Sa)的突出高度(h)的最小位置(hL),并且仅在轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧,至少配置有中间部(9A)。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
以往,专利文献1中公开了具备形成有曲线突出部的侧壁的车辆用轮胎。该专利文献1示出,进入侧壁的空气流不从侧壁自然地通过,而向车的车轮罩的内侧移动,发生按下轮胎的胎面上端的下压力。需要说明的是,当发生下压力时,车辆向上方抬起的力的上升被降低。
此外,专利文献2中公开了在至少一方的轮胎侧部具有许多凸部,凸部在规定方向作为长尺寸状的突条形成,具有该凸部的区域设于轮胎径向内侧。该专利文献2示出,通过凸部使空气流湍流化,因此在具有凸部的区域发生湍流边界层,通过的空气的扩散被进一步抑制,因此车辆的空气阻力降低,燃料效率提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-18474号公报
专利文献2:日本特开2013-71650号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,专利文献1以及专利文献2所述的充气轮胎有时由于突出部、突条、周向凸部使轮胎周向的均匀性降低,不能良好地保持均匀性。
本发明是鉴于上述的问题而完成的,其目的在于提供一种能良好地保持均匀性,同时降低上升并降低空气阻力的充气轮胎。
技术方案
为了解决上述的问题,并达到目的,本发明的充气轮胎的特征在于,具备沿轮胎侧部的轮胎侧面与轮胎周向以及轮胎径向交叉并延伸的多个凸部,所述凸部包含延伸方向上的中间部距所述轮胎侧面的突出高度的最大位置,且包含设于所述中间部的延伸方向的两端侧的各顶端部距所述轮胎侧面的突出高度的最小位置,并且仅在轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧至少配置有所述中间部。
根据该充气轮胎,车辆行驶时旋转移动的凸部使空气湍流化并改善充气轮胎周边的空气流的沉淀。具体而言,在充气轮胎旋转时的下部,增加在车辆的底部流动的空气流速,由此降低从下方朝向上方的空气流,抑制向上方的空气压力。其结果是,能抑制上升,提高充气轮胎的接地性,有助于提高车辆的行驶性能的驾驶稳定性能。另一方面,在充气轮胎旋转时的上部,发生湍流边界层,促进充气轮胎的空气流。其结果是,通过的空气的扩散被抑制,能降低充气轮胎的空气阻力。空气阻力的降低有助于车辆的燃料效率的提高。
并且,根据该充气轮胎,凸部包含与轮胎周向以及轮胎径向交叉的延伸方向上的中间部距轮胎侧面的突出高度的最大位置,且包含设于中间部的延伸方向的两端侧的各顶端部距轮胎侧面的突出高度的最小位置,因此在顶端部,凸部的质量变少。其结果是,在凸部的顶端部附近,与轮胎侧面侧的急剧的质量变化被抑制,因此轮胎周向的均匀性提高,因此能提高均匀性。
并且,根据该充气轮胎,对于凸部,包含突出高度的最大位置的中间部仅配置于轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧,因此在最靠轮胎宽度方向伸出并且空气阻力变大的轮胎最大宽度位置上的空气阻力降低,因此能进一步降低空气阻力。
因此,根据该充气轮胎,能良好地保持均匀性,并且降低上升并降低空气阻力。
本发明的充气轮胎的特征在于,所述凸部在轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧配置有所述中间部以及所述顶端部。
根据该充气轮胎,顶端部未超过轮胎最大宽度位置,因此在最靠轮胎宽度方向伸出并且空气阻力变大的轮胎最大宽度位置上的空气阻力降低,因此能显著地得到降低空气阻力的效果。
本发明的充气轮胎的特征在于,在轮胎周向上每一度的各所述凸部的质量的轮胎周向上的变动量为0.1g/度以下。
根据该充气轮胎,规定包含凸部的轮胎周向上的质量的变动,由此轮胎周向的均匀性提高,因此能显著地得到提高均匀性的效果。
本发明的充气轮胎的特征在于,所述凸部的所述中间部的突出高度为1mm以上且10mm以下。
当中间部的突出高度小于1mm时,难以得到增加在车辆的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用。另一方面,当中间部的突出高度超过10mm时,碰撞到凸部的空气流增加,由此存在空气阻力增加的倾向。因此,对于显著地得到降低上升并且降低空气阻力的效果,优选将中间部的突出高度设为1mm以上且10mm以下。
本发明的充气轮胎的特征在于,所述凸部在嵌入正规轮辋并填充了正规内压的情况下的无负荷状态的子午剖面,以从轮胎最大宽度位置上的轮胎剖面宽度至轮胎宽度方向外侧5mm以下的范围内突出的方式设置。
当从轮胎最大宽度位置上的轮胎剖面宽度至轮胎宽度方向外侧超过5mm的范围设有凸部时,碰撞到凸部的空气流增加,因此凸部容易成为空气阻力。因此,规定凸部从轮胎最大宽度位置上的轮胎剖面宽度至轮胎宽度方向外侧的配置范围,由此能显著地得到抑制由凸部引起的空气阻力的增加,并且改善由凸部引起的空气流沉淀的效果。
本发明的充气轮胎的特征在于,在所述凸部的表面形成槽。
根据该充气轮胎,通过形成有槽,凸部的刚性降低,因此能通过凸部抑制由轮胎侧部为刚性构造引起的乘坐舒适性的降低。并且,通过形成有槽,降低凸部的质量,因此通过凸部能抑制由轮胎侧部的质量增加引起的均匀性的降低。
本发明的充气轮胎的特征在于,在所述凸部的表面形成凹部。
根据该充气轮胎,通过形成有凹部,降低凸部的刚性,因此能通过凸部抑制由轮胎侧部为刚性构造引起的乘坐舒适性的降低。并且,通过形成有凹部,凸部的质量降低,因此通过凸部能抑制由轮胎侧部的质量增加引起的均匀性的降低。此外,形成有凹部以及槽,由此能进一步提高上述效果。
本发明的充气轮胎的特征在于,各所述凸部的轮胎周向上的间隔是不均匀的。
根据该充气轮胎,相对于沿轮胎侧部的轮胎侧面的空气流消除各凸部的轮胎周向的周期性,因此从各凸部发生的音压由于频率的差异被相互分散、抵消,因此能降低噪音。
本发明的充气轮胎的特征在于,指定车辆安装时的车辆内外的朝向,至少在作为车辆外侧的轮胎侧部形成有所述凸部。
根据该充气轮胎,在向车辆安装时,车辆外侧的轮胎侧部从轮胎罩向外侧露出,因此在该车辆外侧的轮胎侧部设置凸部,由此能将空气流向车辆外侧挤出,因此能显著地得到降低上升并且降低空气阻力的效果。
有益效果
本发明的充气轮胎能良好地保持均匀性,同时降低上升并降低空气阻力。
附图说明
图1是本发明的实施方式的充气轮胎的子午剖面图。
图2是本发明的实施方式的充气轮胎的侧视图。
图3是从充气轮胎的侧面观察凸部的放大图。
图4是凸部的侧视图。
图5是本发明的实施方式的充气轮胎的其他例子的侧视图。
图6是本发明的实施方式的充气轮胎的其他例子的侧视图。
图7是本发明的实施方式的充气轮胎的其他例子的侧视图。
图8是本发明的实施方式的充气轮胎的其他例子的侧视图。
图9是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图10是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图11是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图12是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图13是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图14是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图15是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图16是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图17是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图18是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图19是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图20是凸部的短尺寸方向的剖面图。
图21是本发明的实施方式的充气轮胎的作用的说明图。
图22是本发明的实施方式的充气轮胎的作用的说明图。
图23是本发明的实施方式的充气轮胎的一部分的子午剖面图。
图24是从充气轮胎的侧面观察形成有槽的凸部的放大图。
图25是图24的A-A剖面图。
图26是从充气轮胎的侧面观察形成有槽的凸部的其他例子的放大图。
图27是从充气轮胎的侧面观察形成有凹部的凸部的放大图。
图28是图27的B-B剖面图。
图29是从充气轮胎的侧面观察形成有槽以及凹部的凸部的放大图。
图30是表示本发明的实例的充气轮胎的性能试验结果的图表。
图31是现有例的充气轮胎的一部分的侧视图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限定于该实施方式。此外,该实施方式的构成要素包含本领域技术人员能容易置换的,或者实际上相同的要素。此外,对于该实施方式所述的多个变形例,能在本领域技术人员明白的范围内进行任意组合。
图1是本实施方式的充气轮胎的子午剖面图。
在以下的说明中,轮胎径向是指与充气轮胎1的旋转轴P(参照图2等)正交的方向,轮胎径向内侧是指轮胎径向上朝向旋转轴P的一侧,轮胎径向外侧是指轮胎径向上从旋转轴P远离的一侧。此外,轮胎周向是指旋转轴P绕中心轴的方向。此外,轮胎宽度方向是指与旋转轴P平行的方向,轮胎宽度方向内侧是指轮胎宽度方向上朝向轮胎赤道面(轮胎赤道线)CL的一侧,轮胎宽度方向外侧是指轮胎宽度方向上从轮胎赤道面CL远离的一侧。轮胎赤道面CL是指与充气轮胎1的旋转轴P正交,并且从充气轮胎1的轮胎宽度的中心通过的平面。轮胎宽度是,位于轮胎宽度方向的外侧的部分之间的轮胎宽度方向上的宽度,也就是说,轮胎宽度方向上距轮胎赤道面CL最远的部分之间的距离。该轮胎赤道线是指位于轮胎赤道面CL上并沿充气轮胎1的轮胎周向的线。在本实施方式中,对轮胎赤道线附以与轮胎赤道面相同的附图标记“CL”。
如图1所示,充气轮胎1具有胎面部2、其两侧的胎肩部3、从各胎肩部3依次连续的侧壁部4以及胎圈部5。此外,该充气轮胎1具备胎体层6、带束层7以及带束加强层8。
胎面部2由橡胶材料(胎面橡胶)形成,在充气轮胎1的轮胎径向的最外侧露出,此表面成为充气轮胎1的轮廓。在胎面部2的外周表面,就是说,行驶时与路面接触的踏面形成有胎面表面21。胎面表面21设有多条(本实施方式中为四条)沿轮胎周向延伸,并与轮胎赤道线CL平行的直线主槽的主槽22。然后,胎面表面21通过这些多条主槽22,形成有多个沿轮胎周向延伸,并与轮胎赤道线CL平行的肋状的环岸部23。此外,图中未明示,但是对于胎面表面21,在各环岸部23设有与主槽22交叉的横纹槽。环岸部23通过横纹槽在轮胎周向被分割为多个。此外,横纹槽以在胎面部2的轮胎宽度方向最外侧向轮胎宽度方向外侧开口的方式形成。需要说明的是,横纹槽可以是与主槽22连通的形态,或者是未与主槽22连通的形态。
胎肩部3是胎面部2在轮胎宽度方向两外侧的部位。此外,侧壁部4露出至充气轮胎1的轮胎宽度方向的最外侧。此外,胎圈部5具有胎圈芯51和胎边芯52。胎圈芯51通过将钢丝的胎圈钢丝卷绕成环状而形成。胎边芯52是配置于通过在胎圈芯51的位置折回胎体层6的轮胎宽度方向端部而形成的空间的橡胶材料。
胎体层6的各轮胎宽度方向端部通过一对胎圈芯51从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折回,且在轮胎周向呈环状地滚绕,构成轮胎的骨架。对于该胎体层6,胎体帘线(未图示)相对于轮胎周向的角度沿轮胎子午线方向,并且在轮胎周向具有某个角度地被并排设置多个,所述胎体帘线由涂覆橡胶覆盖。胎体帘线由有机纤维(聚酯、人造丝、尼龙等)形成。该胎体层6至少设有一层。
带束层7为层叠了至少两层带束71、72的多层构造,并在胎面部2,配置于胎体层6的外周的轮胎径向外侧,在轮胎周向覆盖胎体层6。带束71、72由涂层橡胶覆盖相对于轮胎周向以规定的角度(例如,20°~30°)并列设置的多个帘线(未图示)而成。帘线由钢或有机纤维(聚酯、人造丝、尼龙等)形成。此外,彼此重叠的带束71、72配置为彼此的帘线交叉。
带束加强层8配置于带束层7的外周的轮胎径向外侧并在轮胎周向覆盖带束层7。带束加强层8由涂层橡胶覆盖与轮胎周向大致平行(±5°)并在轮胎宽度方向并列设置的多个帘线(未图示)而成。帘线由钢或有机纤维(聚酯、人造丝、尼龙等)形成。图1所示的带束加强层8配置为覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部。带束加强层8的构成并不限于上述,在图中未明示,但是可以是配置为覆盖整个带束层7的构成,或者,也可以是以下构成:例如具有两层加强层,轮胎径向内侧的加强层配置为在轮胎宽度方向比带束层7较大地形成并覆盖整个带束层7,轮胎径向外侧的加强层配置为仅覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部,或者,也可以是以下构成:例如具有两层加强层,各加强层配置为仅覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部。即,带束加强层8与带束层7的至少轮胎宽度方向端部重叠。此外,带束加强层8以将带状(例如宽度10[mm])的带材在轮胎周向卷绕的方式设置。
图2是本发明的实施方式的充气轮胎的侧视图。图3是从充气轮胎的侧面观察凸部的放大图。图4是凸部的侧视图。图5~图8是本实施方式的充气轮胎的其他例子的侧视图。图9~图20是凸部的短尺寸方向的剖面图。图21以及图22是本实施方式的充气轮胎的作用的说明图。图23是本实施方式的充气轮胎的一部分的子午剖面图。图24是从充气轮胎的侧面观察形成有槽的凸部的放大图。图25是图24的A-A剖面图。图26是从充气轮胎的侧面观察形成有槽的凸部的其他例子的放大图。图27是从充气轮胎的侧面观察形成有凹部的凸部的放大图。图28是图27的B-B剖面图。图29是从充气轮胎的侧面观察形成有槽以及凹部的凸部的放大图。
如图1所示,在以下的说明中,轮胎侧部S是指,从胎面部2的接地端T至轮胎宽度方向外侧且从轮辋检测线R至轮胎径向外侧的范围内均匀连续的面。此外,接地端T是指,在将充气轮胎1组装于正规轮辋,且在填充正规内压并施加了正规载荷的70%时,该充气轮胎1的胎面部2的胎面表面21与路面接地的区域中轮胎宽度方向的两个最外端,所述接地端T在轮胎周向连续。此外,轮辋检测线R是指,用于确认是否正常地进行了轮胎的组装的线,一般在胎圈部5的表侧面表示为沿轮辋凸缘的轮胎径向外侧的轮辋凸缘附近的部分在轮胎周向连续的环状的凸线。
此外,如图1所示,轮胎最大宽度位置H是指轮胎剖面宽度HW的端,是轮胎宽度方向最大的位置。轮胎剖面宽度HW是指,在将充气轮胎1组装于正规轮辋、且填充了正规内压的无负荷状态时,从轮胎宽度方向的最大总宽度除去轮胎侧面的图案、文字等的宽度。需要说明的是,对于设有对轮辋进行保护的轮辋保护条(沿轮胎周向设置并向轮胎宽度方向外侧突出)的轮胎,该轮辋保护条为轮胎宽度方向的最大部分,但是本实施方式所定义的轮胎剖面宽度HW将轮辋保护条除外。
需要说明的是,所谓正规轮辋是指由JATMA所规定的“标准轮辋”、由TRA所规定的“Design Rim”、或者由ETRTO所规定的“Measuring Rim”。此外,正规内压是指由JATMA所规定的“最高空气压”、由TRA所规定的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES”中所记载的最大值、或者由ETRTO所规定的“INFLATIONPRESSURES”。此外,正规载荷是指由JATMA所规定的“最大负荷能力”、由TRA所规定的“TIRE LOAD LIMITS ATVARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中所记载的最大值、或者由ETRTO所规定的“LOADCAPACITY”。
如图2~图4所示,本实施方式的充气轮胎1在至少一方的轮胎侧部S设有向该轮胎侧部S的表面的轮廓的轮胎侧面Sa的轮胎的外侧突出的凸部9。凸部9由橡胶材料(既可以是构成轮胎侧部S的橡胶材料,也可以是与该橡胶材料不同的橡胶材料)形成,作为以沿轮胎侧部S的轮胎侧面Sa与轮胎周向以及轮胎径向交叉的方式延伸的突条形成。在本实施方式中,各图所示的凸部9从充气轮胎1侧视以呈C字状弯曲的方式形成。凸部9并不限于弯曲,可以从充气轮胎1侧视呈直线状形成,可以以呈く字弯折的方式形成,可以呈S字状形成,可以呈弯曲构成,也可以呈锯齿状形成。
此外,如图3以及图4所示,凸部9由延伸方向上的中间部9A以及以在中间部9A的延伸方向的两侧连续的方式设置的各顶端部9B构成。中间部9A是从凸部9的延伸方向的长度L的中央9C至延伸方向的两侧的长度L的25%的范围的部分。顶端部9B以在中间部9A的延伸方向的两侧进一步延伸的方式设置,是从延伸方向的各端9D除去凸部9的延伸方向的长度L的5%的范围的部分。凸部9的延伸方向的长度L为凸部9的各端9D之间的最短距离。
然后,中间部9A包含距轮胎侧面Sa的突出高度h的最大位置hH。此外,顶端部9B包含距轮胎侧面Sa的突出高度h的最小位置hL。在图4中,凸部9的延伸方向的突出高度h从一方的端9D朝向中央9C慢慢变高,从中央9C朝向另一方的端9D慢慢变低。在该情况下,突出高度h的最大位置hH与中央9C一致,最小位置hL与从端9D至长度L的5%的位置的顶端部9B的端一致。需要说明的是,在图4中,凸部9的延伸方向的突出高度h以呈圆弧状变化的方式表示,但是并不限于此,也可以呈直线状变化。此外,最大位置hH也可以是整个中间部9A,在该情况下,顶端部9B从中间部9A慢慢突出,高度h变低。
此外,如图2所示,凸部9在轮胎侧部S的范围内,配置于轮胎最大宽度位置H的轮胎径向内侧。凸部9在轮胎周向隔开规定间隔地配置有许多。
需要说明的是,如图5所示,凸部9的一部分也可以向轮胎最大宽度位置H的轮胎径向外侧延伸。在该情况下,中间部9A配置于轮胎最大宽度位置H的轮胎径向内侧,至少一方的顶端部9B(或者从端9D至长度L的5%的范围)超过轮胎最大宽度位置H向轮胎径向外侧延伸。此外,在图5中,所有凸部9的一部分超过轮胎最大宽度位置H向轮胎径向外侧延伸,但是也可以是许多中的一部分。因此,凸部9在轮胎侧部S的范围内,主要(中间部9A)配置于轮胎最大宽度位置H的轮胎径向内侧。
需要说明的是,对于凸部9,设有轮辋保护条的轮胎存在轮胎径向内侧的端部未到达轮辋保护条的构成,轮胎径向内侧的端部到达轮辋保护条的突出的中途的构成,轮胎径向内侧的端部到达轮辋保护条的顶部的构成等。
如图2以及图6、图7以及图8所示,对于凸部9的配置,并不限定轮胎周向上的凸部9的数量。此外,如图7以及图8所示,各凸部9相对于轮胎周向以及轮胎径向的延伸方向的倾斜也可以不同。
关于与凸部9的延伸方向正交的短尺寸方向的剖面形状,图9所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状呈四角形。图10所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状呈三角形。图11所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状呈梯形。
此外,凸部9的短尺寸方向的剖面形状也可以是以曲线为基准的外形。图12所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状呈半圆形。除此以外,图中未明示,但是凸部9的短尺寸方向的剖面形状例如也可以呈半椭圆形、半长圆形的基于各种圆弧的形状。
此外,凸部9的短尺寸方向的剖面形状也可以是组合直线以及曲线的外形。图13所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状的四角形的角为曲线。图14所示的凸部9的短尺寸方向的剖面形状的三角形的角为曲线。此外,如图13~图15所示,凸部9的短尺寸方向的剖面形状也可以呈从轮胎侧部S突出的根部分为曲线的形状。
此外,凸部9的短尺寸方向的剖面形状也可以是各种形状的组合。图16所示的凸部9的四角形的顶部也可以为多个(图16中为两个)三角形的锯齿状。图17所示的凸部9的四角形的顶部呈一个三角形较尖地形成。图18所示的凸部9的四角形的顶部以呈四角形凹陷的方式形成。图19所示的凸部9的四角形的顶部以呈四角形凹陷的方式形成、凹陷的两侧以改变突出高度的方式形成。对于图20所示的凸部9,四角形的台部9a从轮胎侧部S突出形成,并在此台部9a的上部呈四角形突出形成有多个(图20中为两个)。除此以外,图中未明示,但是凸部9的短尺寸方向的剖面形状的四角形的顶部也可以呈波形等各种形状。
然后,对于如上所述的凸部9的短尺寸方向的剖面形状,在本实施方式中,在中间部9A的突出高度h的最大位置hH,截面积最大,在顶端部9B的突出高度h的最小位置hL,截面积较小。然后,短尺寸方向的宽度W既可以匹配于突出高度h的变化以在最大位置hH最大、最小位置hL变小的方式变化,也可以不变化。
如图21所示,对于充气轮胎1的作用,充气轮胎1在嵌入轮辋50并安装于车辆100的情况下,配置于车辆100的轮胎罩101内。在该状态下,当充气轮胎1以旋转方向Y1旋转时,车辆100朝向方向Y2行驶。在该车辆100行驶时,在充气轮胎1的周边,空气流沉淀。然后,以避免该沉淀的方式产生从轮胎罩101内的下方朝向上方的空气流,由此车辆100发生向上方抬起的力的上升。另一方面,以避免沉淀的方式,在轮胎罩101的外侧产生从车辆100远离的空气的膨胀,由此成为空气阻力。
对于这样的现象,根据本实施方式的充气轮胎1,在车辆100行驶时,在方向Y1旋转移动的凸部9使其周边的空气湍流化并改善上述的空气流沉淀。具体而言,在充气轮胎1旋转时的下部(旋转轴P的下侧),增加在车辆100的底部流动的空气流速,由此在轮胎罩101内,从下方朝向上方的空气流被降低,向上方的空气压力被抑制。其结果是,能抑制上升。该上升的抑制(上升降低性能)使下压力增加,提高充气轮胎1的接地性,有助于车辆100的行驶性能的驾驶稳定性能的提高。另一方面,在充气轮胎1旋转时的上部(旋转轴P的上侧),发生湍流边界层,促进充气轮胎1处的空气流。其结果是,通过的空气的扩散被抑制,能降低充气轮胎1的空气阻力。该空气阻力的降低有助于车辆100的燃料效率的提高。如图22所示,这样的作用也能通过使凸部9相对于轮胎周向以及轮胎径向的倾斜与图21相反地反转而得到。
并且,根据本实施方式的充气轮胎1,凸部9包含与轮胎周向以及轮胎径向交叉的延伸方向上的中间部9A距轮胎侧面Sa的突出高度h的最大位置hH,且包含设于中间部9A的延伸方向的两端侧的各顶端部9B距轮胎侧面Sa的突出高度h的最小位置hL,因此在顶端部9B,凸部9的质量变少。其结果是,在凸部9的顶端部9B附近,与轮胎侧面Sa侧的急剧的质量变化被抑制,因此轮胎周向的均匀性提高,因此能提高均匀性。
并且,根据本实施方式的充气轮胎1,对于凸部9,包含突出高度h的最大位置hH的中间部9A仅配置于轮胎最大宽度位置H的轮胎径向内侧,因此在最靠轮胎宽度方向伸出并且空气阻力变大的轮胎最大宽度位置H上的空气阻力降低,因此能进一步降低空气阻力。
因此,根据本实施方式的充气轮胎1,能良好地保持均匀性,并且能降低上升并降低空气阻力。
此外,对于本实施方式的充气轮胎1,凸部9优选在轮胎最大宽度位置H的轮胎径向内侧配置有中间部9A以及顶端部9B。
根据该充气轮胎1,顶端部9B未超过轮胎最大宽度位置H,因此在最靠轮胎宽度方向伸出并且空气阻力变大的轮胎最大宽度位置H上的空气阻力被降低,因此能显著地得到降低空气阻力的效果。
此外,如图2所示,对于本实施方式的充气轮胎1,优选从旋转轴P在轮胎径向切断的轮胎周向上每一度的凸部9的质量的轮胎周向上的变动量为0.1g/度以下。
根据该充气轮胎1,规定包含凸部9的轮胎周向上的质量的变动,由此轮胎周向的均匀性提高,因此能显著地得到提高均匀性的效果。
此外,对于本实施方式的充气轮胎1,优选凸部9的中间部9A的突出高度h为1mm以上且10mm以下。
当中间部9A的突出高度h小于1mm时,难以得到增加在车辆100的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用。另一方面,当中间部9A的突出高度h超过10mm时,碰撞到凸部9的空气流增加,由此存在空气阻力增加的倾向。因此,对于显著地得到降低上升并且降低空气阻力的效果,优选将中间部9A的突出高度h设为1mm以上且10mm以下。
此外,如图1所示,对于本实施方式的充气轮胎1,优选凸部9在嵌入正规轮辋并填充了正规内压的情况下的无负荷状态的子午剖面,以从轮胎最大宽度位置H上的轮胎剖面宽度HW至轮胎宽度方向外侧5mm以下的范围内突出的方式设置。换言之,如图23所示,优选凸部9从在以轮胎最大宽度位置H上的轮胎侧面Sa为基准的轮胎径向延伸的基准线HL向轮胎宽度方向外侧的突出尺寸G为5mm以下。
当凸部9设置为从轮胎最大宽度位置H上的轮胎剖面宽度HW至轮胎宽度方向外侧超过5mm的范围时,碰撞到凸部9的空气流增加,因此凸部9容易成为空气阻力。因此,规定凸部9从轮胎最大宽度位置H上的轮胎剖面宽度HW至轮胎宽度方向外侧的配置范围,由此能显著地得到抑制由凸部9引起的空气阻力的增加,并且改善由凸部9引起的空气流沉淀的效果。为了显著地得到该效果,也可以优选不从轮胎最大宽度位置H上的轮胎剖面宽度HW向轮胎宽度方向外侧突出,为0mm以下。
此外,如图24~图26所示,对于本实施方式的充气轮胎1,优选在凸部9的表面形成槽9E。
根据该充气轮胎1,通过形成有槽9E,凸部9的刚性降低,因此能通过凸部9抑制由轮胎侧部S为刚性构造引起的乘坐舒适性的降低。并且,通过形成有槽9E,凸部9的质量降低,因此能通过凸部9抑制由轮胎侧部S的质量增加引起的均匀性的降低。
需要说明的是,如图24所示,槽9E以与凸部9的延伸方向交叉的方式相对于长度L以规定间隔设有多个。此外,槽9E相对于凸部9的延伸方向交叉的角度θ未特别规定,但是对于抑制凸部9的延伸方向上的极度的质量变化,优选使各槽9E相同。此外,如图26所示,对于抑制凸部9的延伸方向上的极度的质量变化,优选槽9E相对于从凸部9的短尺寸方向的中央通过的中心线SL的切线GL为相同的角度θ(例如,θ=90°)。此外,对于对空气动力学的影响,即,增加在车辆100的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用影响较少,优选槽9E的槽宽为2mm以下。此外,如图25所示,对于在中途不截断凸部9地得到增加在车辆100的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用,优选槽9E的槽深d1为凸部9的突出高度h以下。槽9E的槽深d1例如优选为凸部9的突出高度h的90%以下。需要说明的是,图25中的凸部9的短尺寸方向的剖面的三角形是一例。
此外,如图27以及图28所示,对于本实施方式的充气轮胎1,优选在凸部9的表面形成凹部9F。
根据该充气轮胎1,通过形成有凹部9F,凸部9的刚性降低,因此能通过凸部9抑制由轮胎侧部S为刚性构造引起的乘坐舒适性的降低。并且,通过形成有凹部9F,凸部9的质量降低,因此能通过凸部9抑制由轮胎侧部S的质量增加引起的均匀性的降低。
需要说明的是,如图27所示,凹部9F沿凸部9的延伸方向以规定间隔设有多个。此外,凹部9F在凸部9的宽度W于延伸方向变化的情况下,对于抑制凸部9的延伸方向上的极度的质量变化,优选根据宽度W的变化,使大小变化。此外,对于对空气动力学的影响,即,增加在车辆100的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用影响较少,优选凹部9F的开口径为2mm以下。此外,如图28所示,对于得到不在中途截断凸部9地增加在车辆100的底部流动的空气流速、发生湍流边界层的作用,优选凹部9F的槽深d2为凸部9的突出高度h以下。凹部9F的槽深d2例如优选为凸部9的突出高度h的90%以下。需要说明的是,图28中的凸部9的短尺寸方向的剖面的三角形是一例。此外,设置凹部9F的位置,并不限于凸部9的顶部,也可以是侧部。此外,凹部9F的开口形状、深度形状并不限于圆形,也可以是各种形状。不过,通过圆弧形成开口缘、底部能除去向凸部9发生裂纹的要素。
此外,如图29所示,对于本实施方式的充气轮胎1,优选在凸部9的表面形成槽9E以及凹部9F。
根据该充气轮胎1,通过形成有槽9E以及凹部9F,凸部9的刚性降低,因此能通过凸部9抑制由轮胎侧部S为刚性构造引起的乘坐舒适性的降低。并且,通过形成有槽9E以及凹部9F,凸部9的质量降低,因此通过凸部9能抑制由轮胎侧部S的质量增加引起的均匀性的降低。
需要说明的是,槽9E以及凹部9F在图29中沿凸部9的延伸方向交替地设置,但是不限于此,可以适当地混合来配置。
此外,对于本实施方式的充气轮胎1,优选各凸部9的轮胎周向上的间隔是不均匀的。
根据该充气轮胎1,由于相对于沿轮胎侧部S的轮胎侧面Sa的空气流消除各凸部9的轮胎周向的周期性,因此使从各凸部9发生的音压通过频率的差异相互分散、抵消,因此能降低噪音(声压级)。
需要说明的是,凸部9的间隔是指,从充气轮胎1侧视,从凸部9的端9D至轮胎径向引辅助线(未图示),表示为以各凸部9处的辅助线之间的旋转轴P为中心的角度。然后,对于使各凸部9的间隔不均匀,能通过使凸部9的形状(突出高度h、宽度W、延伸方向的长度L)、与轮胎周向、轮胎径向交叉的倾斜相同来改变轮胎周向的间距,或改变形状(突出高度h、宽度W、延伸方向的长度L),或改变与轮胎周向、轮胎径向交叉的倾斜等来实施。
此外,对于本实施方式的充气轮胎1,优选指定车辆安装时的车辆内外的朝向,至少在作为车辆外侧的轮胎侧部S形成有凸部9。
即,在本实施方式的充气轮胎1安装于车辆100(参照图21以及图22)的情况下,在轮胎宽度方向,指定相对于车辆100的内侧以及外侧的朝向。朝向的指定在图中未明示,但是例如通过设于侧壁部4的指标表示。因此,在安装于车辆100的情况下,朝向车辆100的内侧的一侧成为车辆内侧,朝向车辆100的外侧的一侧成为车辆外侧。需要说明的是,车辆内侧以及车辆外侧的指定并不限于安装于车辆100的情况。例如,在组装的情况下,在轮胎宽度方向决定轮辋50(参照图21以及图22)相对于车辆100的内侧以及外侧的朝向。因此,充气轮胎1在组装的情况下,在轮胎宽度方向指定相对于车辆内侧以及车辆外侧的朝向。
车辆外侧的轮胎侧部S在向车辆100安装时从轮胎罩101向外侧露出,因此在该车辆外侧的轮胎侧部S设置凸部9,由此能将空气流向车辆外侧挤出,因此能显著地得到降低上升并且降低空气阻力的效果。
需要说明的是,对于上述的实施方式的充气轮胎1,优选凸部9的短尺寸方向的宽度W为0.5mm以上且10.0mm以下。当凸部9的短尺寸方向的宽度W小于上述范围时,凸部9与空气流接触的范围较小,因此难以得到改善由凸部9引起的空气流沉淀的效果。另一方面,当凸部9的短尺寸方向的宽度W超过上述范围时,凸部9与空气流接触的范围较大,因此凸部9可成为空气阻力的增加的原因,或成为轮胎重量的增加的原因。因此,使凸部9的短尺寸方向的宽度W合理化,能显著地得到改善由凸部9引起的空气流沉淀的效果。
此外,凸部9的轮胎周向上的间距相对于胎面部2的横纹槽的轮胎周向上的间距既可以为等间距,也可以为不同的间距。当使凸部9的轮胎周向上的间距相对于胎面部2的横纹槽的轮胎周向上的间距不同时,从凸部9发生的音压与由横纹槽引起的音压由于频率的差异相互分散、抵消,因此能通过横纹槽降低发生的图案噪声。需要说明的是,使凸部9的轮胎周向上的间距不同的横纹槽,包含由多个主槽22在轮胎宽度方向多处划分形成的肋状的环岸部23的所有横纹槽。不过,对于通过横纹槽显著地得到降低发生的图案噪声的效果,优选相对于配置为与凸部9最近的轮胎宽度方向最外侧的横纹槽的间距,使凸部9的轮胎周向上的间距不同。
实例
在本实例中,关于条件不同的多种充气轮胎,进行了与上升降低性能、空气阻力降低性能、均匀性、凸部耐久性能、乘坐舒适性能以及声压级降低性能相关的试验(参照图30)。
上升降低性能以及空气阻力降低性能的试验,以将195/65R15的轮胎尺寸的轮胎模型安装于带电机辅助的轿车的主体模型的车辆模型的模拟,进行以相当于行驶速度80km/h行驶的情况下的风洞试验,根据此空气动力阻力系数,使用基于格子玻尔兹曼方法的流体解析软件计算出空气动力特性(上升降低性能以及空气阻力降低性能),基于计算结果,进行以现有例为基准(100)的指数评价。这些指数评价示出,数值越大,上升降低性能以及空气阻力降低性能越优异。
对于均匀性的试验,将195/65R15的轮胎尺寸的试验轮胎组装于正规轮辋(15×6J),并填充了正规内压。然后,对于上述试验轮胎,基于以轮胎均匀性JASO C607“汽车轮胎的均匀性试验法”规定的方法测定出径向力变化(LFV)。然后,基于该测定结果,进行以现有例为基准(100)的指数评价。该指数评价示出,数值越大,均匀性越好,均匀性越优异。
通过室内滚筒耐久试验使上述试验轮胎以时速240km/h在规定时间转动,观察凸部的状态。然后,要求凸部未发生裂纹、破坏,在凸部未发生裂纹、破坏的情况下评价为○,在凸部发生裂纹、破坏的情况下评价为×。
对于乘坐舒适性能的试验,将上述试验轮胎安装于上述试验车辆,在具有台阶10mm的凹凸的直行测试跑道以50km/h进行实车行驶,由专门小组三人实施乘坐舒适性的舒适性测试。然后,以现有例为基准(100)的指数示出的指数评价对测试结果进行三次的平均。该指数评价示出,数值越大,乘坐舒适性能越优异。
对于声压级降低性能的试验,将上述试验轮胎安装于上述试验车辆,测量出以相当于行驶速度80km/h行驶的情况下的车外噪音的声压级(声压级降低性能),基于测量结果,进行以现有例为基准(100)的指数评价。该系数评价示出,数值越大,声压级降低性能越优异。
在图30中,现有例的充气轮胎为图31所示的形态,在轮胎侧部S设有凸部10,但是对于该凸部10,短尺寸方向的剖面形状呈图10所示的三角形,并沿轮胎径向延伸,突出高度以及短尺寸方向的宽度在延伸方向均匀地形成并与轮胎最大宽度位置H交叉而设置,在轮胎周向等间隔地配置。
另一方面,在图30中,实例一~实例十一的充气轮胎为图2所示的形态,凸部的短尺寸方向的剖面形状为图10所示的三角形,并具备图4所示的凸部。实例十二的充气轮胎为图5所示的形态,凸部的短尺寸方向的剖面形状为图10所示的三角形,并具备图4所示的凸部。除此以外,各实例具有适当规定。
然后,如图30的试验结果所示可知,各实例的充气轮胎改善上升降低性能、空气阻力降低性能、均匀性、凸部耐久性能、乘坐舒适性能以及声压级降低性能。
符号说明
1 充气轮胎
9 凸部
9A 中间部
9B 顶端部
9E 槽
9F 凹部
S 轮胎侧部
Sa 轮胎侧面
Claims (9)
1.一种充气轮胎,其特征在于,
具备沿轮胎侧部的轮胎侧面与轮胎周向以及轮胎径向交叉并延伸的多个凸部,
所述多个凸部分别包含延伸方向上的中间部和延伸方向上的所述中间部的两侧的顶端部,所述中间部包含距所述轮胎侧面的突出高度的最大位置,所述顶端部包含距所述轮胎侧面的突出高度的最小位置,并且仅在轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧至少配置有所述中间部,
所述中间部被定义为从所述凸部的延伸方向的长度L的中央至延伸方向的两侧的所述长度L的25%的范围的部分,
所述顶端部被定义为从所述凸部的延伸方向的各端除去所述凸部的长度L的5%的范围的部分,
所述顶端部中的所述最小位置位于自所述凸部的所述端计所述凸部的长度L的5%的位置,
所述最小位置中的所述凸部的所述突出高度比所述最大位置中的所述凸部的所述突出高度小。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎,其特征在于,
所述凸部在轮胎最大宽度位置的轮胎径向内侧配置有所述中间部以及所述顶端部。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,
在轮胎周向上每一度的各所述凸部的质量的轮胎周向上的变动量为0.1g/度以下。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,所述凸部的所述中间部的突出高度为1mm以上且10mm以下。
5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,
所述凸部在嵌入正规轮辋并填充了正规内压的情况下的无负荷状态的子午剖面,以从轮胎最大宽度位置上的轮胎剖面宽度至轮胎宽度方向外侧5mm以下的范围内突出的方式设置。
6.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,在所述凸部的表面形成槽。
7.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,在所述凸部的表面形成凹部。
8.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,各所述凸部的轮胎周向上的间隔是不均匀的。
9.根据权利要求1或2所述的充气轮胎,其特征在于,指定车辆安装时的车辆内外的朝向,至少在作为车辆外侧的轮胎侧部形成有所述凸部。
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