JP2013166504A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】操縦安定性及び乗心地性を両立するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部1におけるカーカス層5の外周側にベルト層6を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤTにおいて、トレッド部1が、タイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成され、車両装着時外側OUTに配置されたトレッドゴムのゴム硬度が車両装着時内側INに配置されたトレッドゴムのゴム硬度よりも大きく、かつベルト層6が円弧状に延長するベルトコード7を含み、円弧状ベルトコード7が車両装着時外側OUTに向かって凸になるように配列されたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、操縦安定性及び乗心地性を両立するようにした空気入りタイヤに関する。
一般に空気入りタイヤには、操縦安定性と乗心地性とを高いレベルで両立させることが求められる。しかし操縦安定性を改良するためにはタイヤ剛性を高くする必要があるのに対し、乗心地性を改良するにはタイヤ剛性を低くする必要があるため、両者は相反する関係にある。したがって操縦安定性及び乗心地性を両立させることは難しい課題であった。
特許文献1は、車両に対する装着方向が指定された左右非対称のトレッドパターンの空気入りタイヤにおいて、トレッド部を構成するキャップゴムとして、車両外側領域に高硬度ゴム、車両内側領域に低硬度ゴムを使用することを提案している。しかしこの空気入りタイヤでは、操縦安定性及び乗心地性を改良する効果が必ずしも十分でなく、未だ改善の余地があった。
特開2003−326917号公報
本発明の目的は、操縦安定性及び乗心地性を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部が、タイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成され、車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度が車両装着時内側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度よりも大きく、かつ前記ベルト層が円弧状に延長するベルトコードを含み、該円弧状ベルトコードが車両装着時外側に向かって凸になるように配列されたことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤは、ベルト層中の円弧状の補強コードを車両装着時外側に向かって凸になるように配列するようにしたので、ベルト層の車両装着時外側ではベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が小さくなると共に配置密度が高くなるため面内曲げ剛性が高くなり操縦安定性が向上する。またベルト層の車両装着時内側には円弧状ベルトコードの端部が配置されるのでタイヤ周方向に対する角度が大きくなると共に配置密度が低くなるため面外内曲げ剛性が低くなり乗心地性が向上する。これは一般に空気入りタイヤが車両にネガティブキャンバーに装着されるため、直進時には主に面外曲げ剛性が低い車両内側が接地するため乗心地性が向上し、旋回時には面内曲げ剛性が高い車両外側が接地しそこに荷重が掛るので操縦安定性が向上する。更に直進時には主に車両内側が接地しベルト層のベルトコードの傾斜に起因するプライステア成分が小さくなるので車両流れを抑制することができる。またベルトコードが円弧状に配置されているため、ベルトコードの傾斜角度が徐々に変化するため、直進から旋回走行或いは旋回から直進走行への過渡的状態での挙動変化を穏やかにすることができる。
また、トレッド部をタイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成し、車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度を車両装着時内側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度よりも大きくしたため、操縦時の応答性が上がり操縦安定性がより向上する。また車両装着時内側のタイヤ剛性が小さくなり路面凹凸を緩和できるので乗心地性を一層向上することができる。
前記トレッド部は、タイヤ幅方向に二つのトレッド領域により構成し、車両装着時外側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtを70〜75、車両装着時内側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Hinを64〜70にし、これらゴム硬度の差(Hout−Hin)を5以上にすることが好ましく、乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。
前記車両装着時外側のトレッド領域と車両装着時内側のトレッド領域との境界BLとしては、トレッド接地面のタイヤ幅方向長さを2Lにするとき、タイヤ赤道から幅方向外側へ0.1Lの範囲内にすることが好ましい。
前記トレッド部は、タイヤ幅方向に四つのトレッド領域により構成し、車両装着時内側から外側へ第1領域、第2領域、第3領域、第4領域にするとき、第1領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H1を64〜66、第2領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H2を67〜69、第3領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H3を70〜72、第4領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H4を73〜75にすることが好ましい。これにより乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。
トレッド接地面のタイヤ幅方向長さを2Lにするとき、前記第1領域と第2領域との境界BL1がタイヤ赤道から車両装着時内側へ0.4L〜0.6Lの範囲内、前記第2領域と第3領域との境界BL2がタイヤ赤道から幅方向外側へ0.1Lの範囲内、前記第3領域と第4領域との境界BL3がタイヤ赤道から車両装着時外側へ0.4L〜0.6Lの範囲内にあることが好ましい。
前記円弧状ベルトコードの端部が前記ベルト層の車両装着時内側端部に位置し、かつ前記円弧状ベルトコードのタイヤ幅方向外側の頂点が前記ベルト層の車両装着時外側端部に位置することが好ましい。
前記ベルト層の車両装着時内側端部における前記円弧状ベルトコードの接線のタイヤ周方向に対する角度θが50〜90°であることが好ましい。角度θをこのような範囲内にすることにより乗心地性を十分に改良すると共に、プライステア成分を小さくし車両流れを抑制することができる。
前記ベルト層の車両装着時内側端部において、前記円弧状ベルトコードの端部がタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードの端部とのタイヤ周方向距離Pが1.5〜4.5mmであることが好ましい。円弧状ベルトコードのタイヤ周方向距離Pをこのような範囲内にすることにより車両装着時内側端部及び外側端部におけるベルト剛性を適正にして操縦安定性及び耐久性を共に確保することができる。
本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。 本発明の空気入りタイヤのベルト層の実施形態の一例を模式的に示す説明図である。 図2のベルト層において、1本のベルトコードの配置を模式的に示す説明図である。 本発明の空気入りタイヤを構成するベルト層の実施形態の他の例を模式的に示す説明図である。 本発明の空気入りタイヤの実施形態の他の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。
本発明の空気入りタイヤは、車両に対する装着方向が指定され、左右非対称のトレッドパターンを有する。本明細書において、空気入りタイヤを車両に装着するときの車両側を車両装着時内側と呼び、その反対側を車両装着時外側と呼ぶものとする。また以下に説明する図1〜5において、符号INは車両装着時内側、符号OUTは車両装着時外側を表わす。
図1は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示す子午線方向断面図である。
図1において、空気入りタイヤTはトレッド部1、サイドウォール部2、ビード部3から構成され、ビード部3に埋設された左右一対のビードコア4間にカーカス層5が装架され、その両端部がそれぞれビードコア4の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部1のカーカス層5の外周側にベルト層6がタイヤ1周にわたって配置されている。トレッド部1はタイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成し、車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtが車両装着時内側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Hinよりも大きくなるようにする。
本発明の空気入りタイヤは、少なくとも1層のベルト層6が、図2に示すように、円弧状に延長するベルトコード7により構成され、それぞれの円弧状ベルトコード7は車両装着時外側OUTに向かって凸になるように配列される。
円弧状ベルトコード7は、図3に1本のコードについて示すように、その端部e,eがベルト層6の車両装着時内側端部6iに位置し、かつ円弧状ベルトコード7のタイヤ幅方向外側の円弧状の頂点aがベルト層6の車両装着時外側端部6oに位置することが好ましい。
本発明では、ベルト層6を構成するすべての円弧状ベルトコード7の配列を車両装着時外側OUTに向かって凸にしたので、ベルト層6の車両装着時外側ではベルトコード7のタイヤ周方向Rに対する角度が小さくなると共に配置密度が高くなるため面内曲げ剛性が高くなる。またベルト層6の車両装着時内側には円弧状ベルトコード7の端部eが配置されるのでタイヤ周方向に対する角度が大きくなると共に配置密度が低くなるため面外内曲げ剛性が低くなる。本発明の空気入りタイヤは車両にネガティブキャンバーに装着される。このため、車両の直進時には、空気入りタイヤの車両内側が主に接地し、この車両内側の面外曲げ剛性を低くしたので乗心地性が向上する。また、車両の旋回時には、空気入りタイヤの車両外側に主に荷重が掛り、この車両外側の面内曲げ剛性を高くしたので操縦安定性が向上する。
また本発明において、車両の直進時に主に車両内側が接地するため、ベルト層のベルトコードの傾斜に起因するプライステア成分が小さくなる。このようにプライステア成分を抑制したので車両流れを抑制することができる。更にベルトコードの傾斜角度が徐々に変化するように、ベルトコードを円弧状に配置したので、車両が直進から旋回走行へ移行し空気入りタイヤの装着時内側から外側へ荷重が移るとき、或いは旋回から直進走行へ移行し空気入りタイヤの装着時外側から内側へ荷重が移るときに、荷重が掛かる領域の過渡的状態での挙動変化を穏やかにすることができる。
図4は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を構成するベルト層を模式的に示した説明図である。符号は、図2,3に示した符号と共通する。
図4において、本発明の空気入りタイヤは、ベルト層6の車両装着時内側端部6iにおける円弧状ベルトコード7の接線のタイヤ周方向Rに対する角度θが、好ましくは50°〜90°、より好ましくは80°〜90°であるとよい。角度θが50°未満であると車両装着時内側の面外剛性が高くなるため乗心地性を改良する効果が十分に得られない。またベルトコードの傾斜角度に起因するプライステア成分も徐々に増加するので車両流れを抑制するのが難しくなる。
また本発明の空気入りタイヤは、図4に示すように、ベルト層6の車両装着時内側端部6iにおいて、円弧状ベルトコード7の端部eがタイヤ周方向Rに隣り合う円弧状ベルトコード7の端部eとのタイヤ周方向距離Pが、好ましくは1.5〜4.5mm、より好ましくは2.2〜2.8mmであるとよい。距離Pが1.5mm未満であるとベルト層6の車両装着時外側における円弧状ベルトコード7の頂点aの周囲の密度が過大になり、ベルト層の剛性が大きくなり過ぎる。また距離Pが4.5mmを超えると。ベルト層6の車両装着時内側におけるベルト剛性が小さくなり過ぎる。いずれの場合も空気入りタイヤの運動性能が悪化するだけでなく、タイヤ耐久性も低下する。なおタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードとは、互いに円弧の凸部の頂点近くで重なり合うベルトコード同士をいうものとする。またベルトコード間の距離は、二つのベルトコードの中心点同士のタイヤ周方向の距離とする。
ベルトコードの材質は、特に制限されるものではないが、好ましくはスチールコードがよい。ベルトコードをスチールコードで構成することにより、円弧状にしたベルトコードの配置形態を保持しやすくなる。
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部1がタイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成され、車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtが車両装着時内側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Hinよりも大きいことが特徴である。トレッド部1をタイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成し車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtを車両装着時内側のゴム硬度Hinよりも大きくすることにより、車両装着時外側のタイヤ剛性を確保し操縦時の応答性を上げ操縦安定性がより向上する。また車両装着時内側のタイヤ剛性を相対的に小さくするので路面凹凸を緩和可能にし乗心地性を一層向上することができる。
本発明において、図1に示すようにトレッド部をタイヤ幅方向に二つのトレッド領域により構成するとよく、車両装着時外側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtを好ましくは70〜75、より好ましくは73〜74、車両装着時内側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Hinを64〜70、より好ましくは66〜67にすることが好ましい。ゴム硬度Hinが64未満であると操縦安定性が悪化する虞がある。ゴム硬度Houtが75を超えると乗心地性が悪化する虞がある。また車両装着時内側及び外側のトレッド領域を構成するゴム硬度の差(Hout−Hin)を5以上にすることが好ましく、より好ましくは5〜7にするとよい。車両装着時内側及び外側のトレッド領域におけるゴム硬度を上記のように設定することにより、乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。なお本明細書において、ゴム硬度は、JIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度23℃で測定したゴムの硬さをいう。
また上述した車両装着時外側のトレッド領域と車両装着時内側のトレッド領域との境界BLとしては、トレッド接地面のタイヤ幅方向長さを2Lにするとき、タイヤ赤道CLから幅方向外側へ0.1Lの範囲内にすることが好ましい。本明細書において、トレッド接地面は、JATMA YEAR BOOK(日本自動車タイヤ協会規格)に記載された規格標準リムに空気入りタイヤを装着し、最大空気圧の95%になるように空気を充填し、対応する負荷能力の80%をかけたときの接地領域により求められる。トレッド接地面のタイヤ幅方向長さ2Lは、上記で求められた接地領域のタイヤ幅方向両端部の幅方向距離とする。またタイヤ赤道CLは、トレッド接地面のタイヤ幅方向長さ2Lの中心とする。
図5は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の他の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。
図5において、トレッド部1は、タイヤ幅方向に四つのトレッド領域により構成される。この四つのトレッド領域を、車両装着時内側から外側へ第1領域、第2領域、第3領域、第4領域にするとき、第1領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H1は好ましくは64〜66、より好ましくは64〜65、第2領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H2は好ましくは67〜69、より好ましくは67〜68、第3領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H3は好ましくは70〜72、より好ましくは71〜72、第4領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H4は好ましくは73〜75より好ましくは74〜75にするとよい。ゴム硬度H1が64未満であると操縦安定性が悪化する虞がある。ゴム硬度H4が75を超えると乗心地性が悪化する虞がある。このようにゴム硬度H1〜H4を設定することにより乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。
ここでタイヤ赤道CL及びトレッド接地面のタイヤ幅方向長さ2Lを上記の通り定義するとき、第1領域と第2領域との境界BL1はタイヤ赤道CLから車両装着時内側INへ好ましくは0.4L〜0.6Lの範囲内、第2領域と第3領域との境界BL2はタイヤ赤道CLから幅方向外側へ好ましくは0.1Lの範囲内、第3領域と第4領域との境界BL3がタイヤ赤道CLから車両装着時外側OUTへ好ましくは0.4L〜0.6Lの範囲内に存在するとよい。境界BL1がタイヤ赤道CLから車両装着時内側INへ0.4Lより内側、及び/又は境界BL3がタイヤ赤道CLから車両装着時内側INへ0.6Lより外側にあると、ショルダー部のトレッド剛性が確保できず、操縦安定性及び乗心地性を両立することができない虞がある。
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
タイヤサイズ195/65R15の空気入りタイヤにおいて、ベルト層のベルトコード及びトレッド部を構成するトレッドゴムのゴム硬度を表1,2に示すように異ならせた15種類の空気入りタイヤ(実施例1〜9、比較例1〜6)を製造した。表1,2において、「ベルトコードの形態」の欄の記載は、ベルトコードが直線状又は円弧状のいずれかの形態のスチールコードであることを示す。「ベルトコードの凸部の向き」の欄の記載は、円弧状ベルトコードにおいて円弧の凸部の向きが車両装着時外側又は内側のいずれの向きであるかを示す。「ベルトコードの角度θ」の欄の記載は、直線状ベルトコードではタイヤ周方向に対する傾斜角度、円弧状ベルトコードでは、その端部における接線のタイヤ周方向に対する傾斜角度を示す。また「ベルトコード間の距離P」の欄の記載は、直線状ベルトコードではタイヤ周方向に隣り合うベルトコード間のタイヤ周方向距離、円弧状ベルトコードでは、タイヤ周方向に隣り合うベルトコード同士のその端部間のタイヤ周方向距離を示す。
またトレッド部の構成について、表1に記載された空気入りタイヤは、トレッド部を図1のようにタイヤ幅方向に二つの領域で形成し、その境界BLの位置を、タイヤ赤道CLからタイヤ幅方向外側への距離として接地領域のタイヤ幅方向長さ2Lに対する比で示した。「+」の符号は境界BLがタイヤ赤道CLから車両装着時外側、「−」の符号はタイヤ赤道CLから車両装着時内側にあることを意味する。また車両装着時内側トレッド領域のゴム硬度Hin及び車両装着時外側トレッド領域のゴム硬度Houtをそれぞれ示した。
表2に記載された空気入りタイヤは、トレッド部を図5のようにタイヤ幅方向に四つの領域で形成し、それらの境界BL1,BL2,BL3の位置を、タイヤ赤道CLからタイヤ幅方向外側への距離として接地領域のタイヤ幅方向長さ2Lに対する比で示した。「+」の符号は境界BLがタイヤ赤道CLから車両装着時外側、「−」の符号はタイヤ赤道CLから車両装着時内側にあることを意味する。また第1領域〜第4領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H1〜H4をそれぞれ示した。
得られた15種類の空気入りタイヤについて、下記に示す方法で操縦安定性及び乗心地性を評価した。
操縦安定性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ15×6JJのホイールに組付け、国産小型車のネガティブキャンバーの試験車両に装着し、空気圧230kPaの条件で、4kmの周回テストコースを120km/hで実車走行させ、専門パネラー3名による感応評価を行った。評価結果は、比較例1を100にした指数として、表1,2の「操縦安定性」の欄に示した。この値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
乗心地性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ15×6JJのホイールに組付け、国産小型車のネガティブキャンバーの試験車両に装着し、空気圧230kPaの条件で、凹凸を有する直進テストコースを50km/hで実車走行させ、専門パネラー3名による感応評価を行った。評価結果は、比較例1を100にした指数として、表1,2の「乗心地性」の欄に示した。この値が大きいほど乗心地性能が優れていることを意味する。
Figure 2013166504
Figure 2013166504
1 トレッド部
3 ビード部
4 ビードコア
5 カーカス層
6 ベルト層
6i ベルト層の車両装着時内側端部
6o ベルト層の車両装着時外側端部
7 円弧状ベルトコード
a 円弧状ベルトコードの凸部の頂点
e 円弧状ベルトコードの端部
T 空気入りタイヤ
R タイヤ周方向

Claims (8)

  1. トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
    前記トレッド部が、タイヤ幅方向に少なくとも2種のトレッドゴムにより構成され、車両装着時外側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度が車両装着時内側に配置されたトレッドゴムのゴム硬度よりも大きく、かつ前記ベルト層が円弧状に延長するベルトコードを含み、該円弧状ベルトコードが車両装着時外側に向かって凸になるように配列されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記トレッド部が、タイヤ幅方向に二つのトレッド領域により構成され、車両装着時外側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Houtが70〜75、車両装着時内側のトレッド領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度Hinが64〜70であり、前記ゴム硬度の差(Hout−Hin)が5以上であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記車両装着時外側のトレッド領域と車両装着時内側のトレッド領域との境界BLが、トレッド接地面のタイヤ幅方向長さを2Lにするとき、タイヤ赤道から幅方向外側へ0.1Lの範囲内にあることを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記トレッド部が、タイヤ幅方向に四つのトレッド領域により構成され、車両装着時内側から外側へ第1領域、第2領域、第3領域、第4領域にするとき、第1領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H1が64〜66、第2領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H2が67〜69、第3領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H3が70〜72、第4領域に配置されたトレッドゴムのゴム硬度H4が73〜75であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  5. トレッド接地面のタイヤ幅方向長さを2Lにするとき、前記第1領域と第2領域との境界BL1がタイヤ赤道から車両装着時内側へ0.4L〜0.6Lの範囲内、前記第2領域と第3領域との境界BL2がタイヤ赤道から幅方向外側へ0.1Lの範囲内、前記第3領域と第4領域との境界BL3がタイヤ赤道から車両装着時外側へ0.4L〜0.6Lの範囲内にあることを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤ。
  6. 円弧状ベルトコードの端部が前記ベルト層の車両装着時内側端部に位置し、前記円弧状ベルトコードのタイヤ幅方向外側の頂点が前記ベルト層の車両装着時外側端部に位置することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記ベルト層の車両装着時内側端部における前記円弧状ベルトコードの接線のタイヤ周方向に対する角度θが50〜90°であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記ベルト層の車両装着時内側端部において、前記円弧状ベルトコードの端部がタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードの端部とのタイヤ周方向距離Pが1.5〜4.5mmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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