JP2002187409A - 耐久性に優れた空気タイヤ - Google Patents
耐久性に優れた空気タイヤInfo
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Abstract
ウンドとタイヤのクラウンの残部との優れた接着性を確
保できる構造を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、螺旋状に巻回された、実質的
に周方向に配向されたコードを有するプライがクラウン
に設けられた空気タイヤに関する。コードの巻回ピッチ
pは、コード直径Φの2.5倍より大きい。トレッドコ
ンパウンドはコードに直接適用される。
Description
関し、より詳しくは、高い信頼性および耐久性を維持す
ると同時に製造を容易にすべく最適化された構造を有す
るタイヤに関する。
用車用タイヤでは、タイヤクラウンの補剛フープ効果
(stiffening hoop effect)を強化する目的で実質的に
周方向に配向されたコードを有するタイヤプライを使用
することは、当業界において一般的なプラクティスであ
る。このプライは、クラウンに習慣的に使用されている
他の補強プライの半径方向外方に配置される。このよう
なタイヤプライは、一般に「ゼロ度プライ(zero-degre
e ply)」と呼ばれている。
ードに、一般にナイロン(Nylon)が使用されている。
ナイロンコードは比較的小さい弾性係数を有するので、
通常、ナイロンコードは、高い配設密度すなわちコード
自体の直径にほぼ等しい大きさの巻回ピッチで配設され
る。
スペースi」と呼ばれる、2つの隣接コード間に形成さ
れるギャップは小さくて、しばしば0.4Φ(Φは、コ
ードの直径である)より小さい。最も一般的には、 i<0.25Φ で表される。かくして、直径0.7mmの直径のコード
の場合には、コード間スペースは一般に0.175mm
程度である。
イの優れた接合を得るには、そのコードの周囲にデカッ
プリングコンパウンドの最適化層を設ける必要がある。
このデカップリングコンパウンドの層は、隣接コード間
の剪断応力に耐えることができるためには、コードへの
高い接着性および高い強度をもつものでなくてはならな
い。また、このデカップリングコンパウンドの層の組成
物は、デカップリングコンパウンドの層の半径方向外方
に配置されるトレッドコンパウンドとの優れた接着性が
得られるものでなくてはならない。
に配向されたコードを有するゼロ度プライとの優れた接
着性を得ることは困難であることが判明している。
は、モノフィラメントおよびマルチフィラメントの両
者、ケーブルおよびプライドヤーン等のアセンブリ、ま
たは他のあらゆる種類の均等アセンブリを意味し、これ
らの材料の種類、またはゴムへの接着性を高めるべくコ
ードが例えば表面処理、コーティングまたはディッピン
グされているか否かとは無関係であると理解されたい。
ドが使用されるタイヤのゾーンに望まれるコンパウンド
の特性に従って選択される1つ以上のベースエラストマ
および添加物を含むゴム混合物を意味する。
リングコンパウンドの層」とは、プライの補強コードと
接触して、これらのコードを接着しかつ隣接コード間の
ギャップを充填するゴムコンパウンドを意味すると理解
されたい。
との「接触」とは、外周コードの少なくとも一部がデカ
ップリングコンパウンドを構成するゴムコンパウンドと
密着していることを意味すると理解されたい。
ックス(tex)」の単位で規定される、コード1000
m当たりの重量(g)である。コードに作用する応力す
なわちコードの弾性係数の単位は、センチニュートン/
テックス(cN/tex)である。
パイラルで螺旋状に巻回された、実質的に周方向に配向
されるコードに適用される「巻回ピッチp」とは、スパ
イラルの2つの隣接ループのコードの軸線間の横方向距
離である。「配設密度(laying density)d」とは巻回
ピッチと相互的に使用され、従って、螺旋状に巻回され
たコードの軸線方向(巻回の主軸線に沿う方向)の単位
長さ当たりのループ数に等しい。習慣的に、配設密度d
は、デシメートル当たりのコード数(1/dmの単位)
として規定され、pはミリメートルの単位で規定され
る。従って、 p=100/d である。
離に対するコードの直径の比として定義される「充填係
数FC」により特徴付けられる。
巻回ピッチである。一般に、この比は0.6より大き
く、しばしば0.75より大きくなる。
ヤの製造を容易にしかつトレッドコンパウンドとタイヤ
のクラウンの残部との優れた接着性を確保できる構造を
提供することにある。
それぞれの側壁および2つのそれぞれのビードにより延
長されたクラウンを有し、該クラウンは、タイヤの主軸
線に対して半径方向内方から半径方向外方に向かって下
記の順序で配置された下記の構成要素、すなわち、周方
向に対して10〜75°の範囲内の角度αで配置された
平行コードを備えた少なくとも1つの補強プライと、螺
旋状に巻回されたコードを備えた軸線方向幅をもつ少な
くとも1つの半径方向最外方プライとを有し、コード自
体は実質的に周方向に配向されており、周方向に配向さ
れたコードは、半径方向外方面および半径方向内方面を
備え、トレッドコンパウンドを更に有し、前記少なくと
も1つの半径方向最外方プライの軸線方向幅の大きな部
分において、タイヤの軸線に対して垂直な任意の断面が
前記少なくとも1つの半径方向最外方プライと交差する
タイヤにおいて、前記トレッドコンパウンドが、前記少
なくとも1つの半径方向最外方プライのコードの半径方
向外方面と直接接触しており、トレッドコンパウンドと
は異なるデカップリングコンパウンドを有する第1デカ
ップリング層が設けられており、前記デカップリングコ
ンパウンドは前記少なくとも1つの半径方向最外方プラ
イのコードの半径方向内方面と直接接触しており、トレ
ッドコンパウンドは前記少なくとも1つの半径方向最外
方プライのコード上で軸線方向に終端している界面のデ
カップリングコンパウンドと接触しており、1つの半径
方向最外方プライが0.4以下の充填係数FCを有し、
該充填係数FCは、 FC=Φ/p として定義され、ここで、Φは前記コードのコード直径
であり、pは、螺旋状に巻回された前記コードに隣接す
るコード軸線間の巻回ピッチであることを特徴とするタ
イヤに関する。
なくとも1.5Φは必要であり、かくして直径0.7m
mのコードについては、コード間スペースは少なくとも
1.05mmは必要である。
ッドコンパウンドを直接適用することにより、組み立て
るべき構成要素の数を減少できるためタイヤの製造が容
易になる。これらのコードの幅広巻回ピッチにより、優
れた信頼性およびトレッドとクラウンの残部との間の接
着の耐久性が確保される。なぜならば、前記接着は、主
として、相互接触するゴムコンパウンド間の直接接合に
寄与するからである。
な部分とは、この軸線方向幅の少なくとも5%であるこ
とを意味する。
方向最外方プライの全幅に亘って、0.4より小さいこ
とが好ましい。
外方プライの充填係数は、側方ゾーンにおけるよりもク
ラウンの中央ゾーンにおける方が小さい値を有し、従っ
て、前記周方向に配向されるコードの巻回ピッチは、ク
ラウンの中央ゾーンにおけるよりも大きい。これによ
り、側方領域(肩領域)において補強構成要素の密度を
大きくでき、従って高速走行状態に対するタイヤの抵抗
が増大する。
ライの充填係数は、側方ゾーンにおけるよりもクラウン
の中央ゾーンにおける方が大きい値を有し、かくして、
補強構成要素の密度は前記中央領域における方が大き
く、従って車両ハンドリング時のタイヤ性能が改善され
る。
ンドは2つのコンパウンド、すなわち、路面と接触する
ことを意図した第1トレッドコンパウンドと、該第1ト
レッドコンパウンドの半径方向内方に配置された、第1
トレッドコンパウンドとは異なる下敷き層コンパウンド
(underlayer compound)とを有している。この実施形
態では、下敷き層コンパウンドは、半径方向最外方プラ
イの実質的に周方向に配向されたコードと直接してい
る。
られている。このような下敷き層の組成物は、タイヤ摩
耗またはタイヤのコーナリング剛性等の種々の性能を改
善することを図るものである。しかしながら、カレンダ
リングにより適用される伝統的なトレッド組成物と比較
してコード構造体への接着性が劣ることおよび/または
強度パラメータが低下することを犠牲にした上で最適化
を図る必要がある。
提供できるようにするものである。
向されたコードは、3%変形時に、12cN/texよ
り大きい応力を発生し、好ましくは20cN/texよ
り大きい応力を発生する。かくして、コードは、或る程
度変形したときに大きい弾性係数が得られ、これによ
り、これらのコードが構成するプライがその機能、特
に、高速走行中のクラウンへの強度付与を発揮できるよ
うにする。
00cN/texより小さい初期弾性係数を有し、好ま
しく800cN/texより小さい初期弾性係数を有し
ている。初期弾性係数が小さいことによる利点は、より
快適な乗り心地が得られ、かつ低速走行時のタイヤの惰
力走行ノイズ(coast-by noise)を低減できることであ
る。
イロンコードまたはヤーンと、少なくとも1本のアラミ
ドコードまたはヤーンとを有するハイブリッドコードま
たはヤーンで構成できる。
の種々の実施形態を説明する。
分横断面図である。CPは、タイヤの軸線に対して垂直
な周方向中心平面を示す。このタイヤは、それぞれのビ
ード(図示せず)を備えた両側壁3まで延びているクラ
ウン2を有している。クラウンは、既知の態様で両ビー
ドに係止されたカーカスプライ4と、2つの補強ベルト
5、6とを有し、各ベルトは平行コードから形成されか
つ転がり周方向に対して或るバイアス角α、β(より詳
しくは、それぞれ+30°および−30°)で配置さ
れ、プライ5のコードはプライ6のコードに対して或る
程度の角度で交差し、実質的に周方向に配向されたテク
スタイルコードを有する外側プライ7と、トレッドコン
パウンド11と、外側プライ7と補強ベルト6との間の
第1デカップリング層13と、両補強ベルト5、6の間
の第2デカップリング層14と、カーカス4と補強ベル
ト5との間の第3デカップリング層15とを更に有して
いる。
的に半径方向すなわち90°に配向されている。クラウ
ン2のトレッド面は溝8を有している。
外方プライ7のテクスタイルコード71の半径方向外方
面と直接接触している。第1デカップリング層13はデ
カップリングコンパウンドで作られている。デカップリ
ングコンパウンドは、半径方向最外方プライ7のコード
71の半径方向内方面と直接接触している。トレッドコ
ンパウンド11はまた、テクスタイルコード71間に配
置された界面9内の第1デカップリング層13のデカッ
プリングコンパウンドとも接触している。例えば図1に
示すように、隣接する2つのテクスタイルコード71間
で軸線方向に延びている界面9は、半径方向最外方プラ
イ7のテクスタイルコード71の中心と実質的に同一で
ある。界面9のこの特定の半径方向位置は実質的に異な
らせることができる。すなわち、テクスタイルコード7
1の最外方面より僅かに半径方向上方にするか、テクス
タイルコード71の最内方面より僅かに半径方向内方に
することができる。
リップ巻回技術により配設される。すなわち、ストリッ
プ16(図3参照)は、1回巻回される定形半成トレッ
ド(profiled semi-finished tread)を使用するのでは
なく、前記半径方向最外方プライ7上に連続的に巻回さ
れる。次に、加硫工程中に、所望の形状が、金型の形状
18により付与される。図6に概略的に示すように、ス
トリップ巻回技術の使用により、ストリップ16の半径
方向内方部分と半径方向最外方プライ7とデカップリン
グ層13との間に残されることがある全ての空隙は、加
硫工程中に消滅される。
示されているような、カレンダリングゴム内に平行に埋
入される複数のコード(例えば10本のコード)を有す
るストリップを配設する一般的な技術とは異なり、所望
経路に沿って単一コード71を巻回することにより半径
方向最外方プライ7を配設することが好ましい。用語
「単一コードの巻回」とは、予め形成されている経路に
沿ってコードを半径方向最外方補強層71内に配置すべ
く1本のコードを個々に案内することを意味する。しか
しながら、2本以上のコードを使用して前記半径方向最
外方補強層71を製造することを排除するものではな
く、配設するときに全てのコードを個々に案内すること
も考えられる。例えば、1本の個別コード71を半径方
向最外方プライ7の左側部分に巻回し、他の個別コード
71を半径方向最外方プライ7の右側部分に巻回するこ
とができる。また、例えば、左側の肩領域から出発して
右側の肩領域に終了するように、2本の個別コード71
を巻回でき、両コード71は配設工程中に個々に案内さ
れる。
ング層13のデカップリングコンパウンドとは性質が非
常に異なっており、このため、両コンパウンド間の界面
9は図面に示すように非常に明瞭に表れる。乗用車用の
タイヤでは、一般に、デカップリングコンパウンドは、
そのベースエラストマが天然ゴムであるか、少なくとも
主として天然ゴムであるゴム配合物である。
イ7は、クラウン2の優れた補剛フープ効果を確保すべ
く螺旋状に巻回されるテクスタイルコードを有してい
る。図1に示す例示の実施形態では、これらのコード
は、521テックスの線密度をもつ浸漬コードである。
これらのコードは、第1方向に280t/m(turn per
meter: 1m当たりの巻回数)で個別に撚られた167
テックスの2本の同一アラミドヤーンと、同方向に28
0t/mで撚られた140テックスの1本のナイロンヤ
ーンとから作られ、これらの3本のヤーンは、反対方向
に280t/mで同時に更に撚られる。このコードの初
期弾性係数は740cN/texであり、3%の伸びで
発生する応力は30cN/texである。コードの直径
は0.8mmである。
して決定する。コードに張力を作用した状態で、平行光
ビームはコードにより遮断され、影を作る。この影は1
列の光受容器により瞬間的に測定される。50cmのコ
ードに沿う900箇所の位置での測定シーケンスによ
り、コードの平均幅の値が得られる。直径Φはこのよう
な4つの測定シーケンスを平均化することにより計算さ
れる。
的に使用される他の2つのコードについての応力−伸び
の関係を示す曲線である。
ヤーン) 曲線b:アラミドコード(2本のアラミドヤーン) 曲線c:アラミド−ナイロンコード ナイロンコード(曲線a)は、第1方向に200t/m
で個々に撚られ、次に同時に反対方向に200t/mで
撚られた210テックスの2本の同一ナイロンヤーンで
作られた441テックスの浸漬コードである。このコー
ドの初期弾性係数は530cN/texであり、3%伸
びでの応力は9cN/texである。かくして、このコ
ードの弾性係数は、小変形時並びに或る程度の変形時に
は小さい。
440t/mで個々に撚られ、次に同時に反対方向に4
40t/mで撚られた167テックスの2本の同一アラ
ミドヤーンで作られた376テックスの浸漬コードであ
る。このコードの初期弾性係数は2030cN/tex
であり、3%伸びでの応力は68cN/texである。
かくして、このコードの弾性係数は弾性係数が高いこと
に特徴がある。
ッドコンパウンド2は外側プライ7と直接接触してい
る。この構成は、組み立てるべき種々の構成要素の数を
減少させかつ製造に要する時間を短縮させるため、タイ
ヤの製造を容易にする。
と、前記コードを、大きい巻回ピッチすなわち2mm以
上の巻回ピッチでタイヤプライ5、6の外側に配置で
き、これにより0.4以下の充填係数(FC)が得られ
る。ナイロンのみからなるコードを使用するならば、比
較的高い配設密度を必要とし、これにより、充填係数F
cは比較的大きくなり、コード間スペースは非常に小さ
く、従ってタイヤプライ7のコード上のトレッドコンパ
ウンドの結合は弱くなる。
ラミドのハイブリッドコードを使用することもできる。
アラミドコードに比べ、これらのハイブリッドコードは
小さい変形時に小さい弾性係数を有し、このため、タイ
ヤの惰力走行ノイズを低減できる。また、この選択によ
り、より快適な乗り心地が得られる。
分横断面図であり、該空気タイヤ10のクラウンは、ト
レッド領域11と外側プライ17との間に下敷き層12
を有している。プライ17は、図示のように、実質的に
周方向に配向されたコードを有している。下敷き層12
は、プライのコード上に直接配置される。
0が示されている。この変更形態のタイヤ20では、実
質的に周方向に配向されたコードからなる外側プライ2
7が設けられており、コードは、クラウンのほぼ中央の
軸線方向ゾーンA内で第1巻回ピッチp1で配置された
コードと、ゾーンAの横方向に配置された軸線方向ゾー
ンB内で第2巻回ピッチp2で配置されたコードとを有
している。
数FCが0.4より小さく、かつp 1>p2となるように
選択される。p1の大きさは5〜10mmの範囲内にあ
り、p2の大きさは2〜4mmの範囲内にある。
ラウンの側方領域において周方向に配向されたコードの
密度を増大させて、高回転速度での強度を増大させるこ
とができる。大きい変形時に大きい弾性係数をもつコー
ドを使用すると(図5の曲線b、c)、巻回ピッチを大
きくすることができる。ゾーンBを占拠するクラウンの
幅の比率は、種々のタイヤ設計で変えることができる。
態が示されている。この変更形態のタイヤ30では、実
質的に周方向に配向されたコードを有する外側プライ3
7は、クラウンの中央部の軸線方向ゾーンC内の第1巻
回ピッチp1と、ゾーンCの横方向に配置された軸線方
向ゾーンD内の第2巻回ピッチp2とを有している。両
ピッチp1、p2は、プライ37の充填係数FCが0.4
より小さく、かつp1<p2となるように選択される。p
1の大きさは2〜4mmの範囲内にあり、p2の大きさは
4〜8mmの範囲内にある。
ラウンの中央ゾーンにおいて周方向に配向されたコード
の密度を増大させて、タイヤの「より扁平な」横断面輪
郭を付与し、車両のハンドリング性能を向上させること
ができる。図3の先行実施形態の場合と同様に、軸線方
向のゾーンCの幅は大きく変化させることができる。
によれば、本発明のタイヤは、欧州特許EP 0,242,840ま
たはEP 0,822,047に開示されているように、形状をタイ
ヤの内部キャビティに付与する剛性コア上で製造するの
が好ましい。タイヤの全ての構成要素は、最終構造に応
じて前記コア上に配置される。かくして構成要素は、製
造中の任意の時点で外的に加えられる成形応力を受ける
ことがない構成要素の最終位置に配置される。次に、加
硫工程が行われる。加硫工程が完了すると、コアが取り
出される。カーカス内に補強コードを配設するのに、欧
州特許EP 0,243,851に開示されている装置を特に使用で
きる。クラウン内にコードを配設するのに、欧州特許EP
0,248,301に開示されている装置を特に使用でき、ゴム
材料を配置するのに、欧州特許EP 0,264,600に開示され
ている装置を特に使用できる。
コード、特に、タイヤの主軸線の回りの周方向に対して
0°の角度の配向されたコードに生じる予応力を低減さ
せるか、無くすことができる長所を有している。
る変形状態にコードを維持すべく、タイヤがコア上にあ
る間にタイヤを部分的に冷却することもできる。
州特許EP 0,718,090に開示された形式のタイヤまたはド
ラムを製造することもでき、これによれば、実質的に周
方向に配向されたコードを配設する前に、タイヤの粗形
状を得ることができる。
加硫金型内で意図した幾何学的形状と同じ幾何学的形状
を有する下敷き層成形手段上に配設できる。次に、クラ
ウンが、タイヤを補完する形状の粗成形部片必要を使用
しかつ当業者に知られた搬送技術を用いて組み立てられ
る。次に、またこれ自体は既知の方法に従ってタイヤが
プレス内にローディングされ、タイヤは、その内部に配
置された膜を介して圧力を受ける。
る成形方法により生じる予応力を低減させるか、無くす
効果を有している。
向に配置されるコードを螺旋状に配置できる。これによ
り、配設されるコードの直径を、加硫後のタイヤ内の前
記コードの最終直径から0.5%だけ小さくできる。こ
れにより、クラウン2の全幅に亘って、加硫前の直径と
加硫後の直径との間の偏差を小さくできる。
ある。
部分横断面図である。
図である。
断面図である。
示すグラフである。
図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 2つのそれぞれの側壁および2つのそれ
ぞれのビードにより延長されたクラウンを有し、該クラ
ウンは、タイヤの主軸線に対して半径方向内方から半径
方向外方に向かって下記の順序で配置された下記の構成
要素、すなわち、 周方向に対して10〜75°の範囲内の角度αで配置さ
れた平行コードを備えた少なくとも1つの補強プライ
と、 螺旋状に巻回されたコードを備えた軸線方向幅をもつ少
なくとも1つの半径方向最外方プライとを有し、コード
自体は実質的に周方向に配向されており、周方向に配向
されたコードは、半径方向外方面および半径方向内方面
を備え、 トレッドコンパウンドを更に有し、 前記少なくとも1つの半径方向最外方プライの軸線方向
幅の大きな部分において、タイヤの軸線に対して垂直な
任意の断面が前記少なくとも1つの半径方向最外方プラ
イと交差するタイヤにおいて、 前記トレッドコンパウンドが、前記少なくとも1つの半
径方向最外方プライのコードの半径方向外方面と直接接
触しており、 トレッドコンパウンドとは異なるデカップリングコンパ
ウンドを有する第1デカップリング層が設けられてお
り、前記デカップリングコンパウンドは前記少なくとも
1つの半径方向最外方プライのコードの半径方向内方面
と直接接触しており、トレッドコンパウンドは前記少な
くとも1つの半径方向最外方プライのコード上で軸線方
向に終端している界面のデカップリングコンパウンドと
接触しており、 1つの半径方向最外方プライが0.4以下の充填係数F
Cを有し、該充填係数FCは、 FC=Φ/p として定義され、ここで、Φは前記コードのコード直径
であり、pは、螺旋状に巻回された前記コードに隣接す
るコード軸線間の巻回ピッチであることを特徴とするタ
イヤ。 - 【請求項2】 前記半径方向最外方プライの充填係数F
Cは、前記プライの全軸線方向幅に亘って、0.4以下
であることを特徴とする請求項1記載のタイヤ。 - 【請求項3】 前記半径方向最外方プライの充填係数F
Cは、側方ゾーンにおけるよりもクラウンの中央ゾーン
における方が小さい値を有することを特徴とする請求項
1または2記載のタイヤ。 - 【請求項4】 前記半径方向最外方プライの充填係数F
Cは、側方ゾーンにおけるよりもクラウンの中央ゾーン
における方が大きい値を有することを特徴とする請求項
1または2記載のタイヤ。 - 【請求項5】 前記トレッドコンパウンドは、 路面と接触することを意図した第1トレッドコンパウン
ドと、 該第1トレッドコンパウンドの半径方向内方に配置され
た、第1トレッドコンパウンドとは異なる下敷き層コン
パウンドとを有していることを特徴とする請求項1〜4
のいずれか1項記載のタイヤ。 - 【請求項6】 前記トレッドコンパウンドは、前記半径
方向最外方プライ上に巻回されたストリップ内に配設さ
れることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載
のタイヤ。 - 【請求項7】 前記少なくとも1つの半径方向最外方プ
ライが、所望経路に沿って個々に案内される単一コード
を巻回することにより配設されることを特徴とする請求
項1〜6のいずれか1項記載のタイヤ。 - 【請求項8】 前記実質的に周方向に配向されたコード
は、3%変形時に、12cN/texより大きい応力を
発生することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項
記載のタイヤ。 - 【請求項9】 前記実質的に周方向に配向されたコード
は、3%変形時に、20cN/texより大きい応力を
発生することを特徴とする請求項8記載のタイヤ。 - 【請求項10】 前記実質的に周方向に配向されたコー
ドは、900cN/texより小さい初期弾性係数を有
していることを特徴とする請求項8または9記載のタイ
ヤ。 - 【請求項11】 前記実質的に周方向に配向されたコー
ドは、800cN/texより小さい初期弾性係数を有
していることを特徴とする請求項10記載のタイヤ。 - 【請求項12】 前記実質的に周方向に配向されたコー
ドは、少なくとも1本のアラミドヤーンと組み合わされ
た少なくとも1本のナイロンヤーンを有していることを
特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載のタイ
ヤ。
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---|---|---|---|
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2000
- 2000-12-07 JP JP2000403969A patent/JP2002187409A/ja active Pending
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