JP2016052840A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性の向上が達成された空気入りタイヤ2の提供。【解決手段】このタイヤ2では、フィラー10が、カーカス14の軸方向外側において、クリンチ8と積層されている。カーカス14のカーカスプライ50は、ビード12のコア44の周りにて折り返されている。カーカスプライ50の折返し部50aは、フィラー10とエイペックス46との間に位置している。クリンチ8は、このクリンチ8の軸方向内面の法線に沿って計測される、最大の厚さTcxを有している。厚さTcxのための法線を第一基準線L1としたとき、この第一基準線L1に沿って計測されるフィラー10の厚さTf1の、この厚さTf1及びこの厚さTcxの和に対する比は、0.1以上0.6以下である。ビード12のエイペックス46の複素弾性率E*aに対するフィラー10の複素弾性率E*fの百分比は、70%以上125%以下である。【選択図】図2

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、小形トラック用の空気入りタイヤに関する。
タイヤは、車体を支持する。タイヤには、荷重がかけられる。これにより、タイヤは撓む。タイヤ1本で支えることができる最大負荷能力は指数で表される。この指数として、ロードインデックスが挙げられる。ロードインデックスは、JATMA規格において定められている。ロードインデックスは、規定の条件下でタイヤに負荷することが許される最大の質量を表す指数である。
トラックは、荷物を積載して走行する。最大積載量と同程度の量の荷物を積載して、トラックが走行することがある。この場合、タイヤには、そのロードインデックスに相当する荷重がかけられる。これにより、タイヤはそのビードの部分において大きく撓む。大きな撓みは、歪みを招来する。カーカスとエイペックスとの境界、エイペックスの先端、そして、カーカスとクリンチとの境界には、歪みが集中しやすい。歪みが集中すると、ルースのような損傷が生じる恐れがある。
歪み、すなわち、変形は、発熱を伴う。大きな変形は大きな発熱を招来する。このため、大きな歪みが生じている部分では、機械的な劣化だけでなく、熱的な劣化も進行していく。
小さな撓みは、耐久性に寄与する。この観点から、ビードの部分を構成するクリンチ、エイペックス等の部材のボリュームを増やすことがある。しかしこの場合、タイヤが重くなる上に、コストが増大するという問題がある。
通常タイヤのカーカスでは、カーカスプライがビードの周りにて折り返される。これにより、このカーカスプライには折返し部が形成される。この折返し部は、ビードの部分の剛性に寄与する。
タイヤが撓むと、ビードの部分では、外側部分に圧縮方向の力が作用し、内側部分に引張方向の力が作用する。折返し部は外側部分に位置するため、この折返し部は圧縮される。この圧縮は、折返し部に含まれるコードの解れを促す。コードの解れは、ルースの起点になる恐れがある。
ビードの部分の剛性の制御の観点から、この部分の構成については様々な検討がなされている。この構成に関する検討例が、特開2007−210363公報及び特開2012−025280公報に開示されている。
特開2007−210363公報 特開2012−025280公報
特開2007−210363公報に記載のタイヤでは、カーカスの軸方向外側に、第2のビードフィラーが設けられている。このタイヤでは、圧縮方向の力が作用しにくい位置に折返し部は配置されている。しかしこのタイヤでは、第2のビードフィラーは、第1のビードフィラーよりもかなり軟質である。このため、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤに負荷された場合に、ビードの部分が大きく撓む恐れがある。大きな撓みは、タイヤの耐久性に影響する。
特開2012−025280公報に記載のタイヤでは、カーカスの軸方向外側に、第二スティフナーが設けられている。このタイヤでは、圧縮方向の力が作用しにくい位置に折返し部は配置されている。しかしこのタイヤでは、第二スティフナーは、この第二スティフナーの軸方向外側部分の厚みに比してかなり大きな厚みを有している。大きな厚みを有する第二スティフナーは、ビードの部分に過大な剛性を招来する。この場合、撓みは抑えられるが、歪みの位置が移動する。このため、歪みの位置によっては、別の損傷が発生する恐れがある。この公報に記載の技術では、歪みの位置をコントロールしつつ、耐久性の向上を図るのは難しい。
本発明の目的は、耐久性の向上が達成された空気入りタイヤの提供にある。
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド、一対のサイドウォール、一対のクリンチ、一対のフィラー、一対のビード及びカーカスを備えている。それぞれのサイドウォールは、上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びている。それぞれのクリンチは、上記サイドウォールよりも半径方向内側に位置している。それぞれのフィラーは、上記クリンチよりも軸方向内側に位置している。それぞれのビードは、上記フィラーよりも半径方向内側に位置している。上記カーカスは、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されている。上記フィラーは、上記カーカスの軸方向外側において、上記クリンチと積層されている。上記ビードは、コアと、このコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えている。上記カーカスは、カーカスプライを備えている。上記カーカスプライは、上記コアの周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、このカーカスプライには、主部と折返し部とが形成されている。上記折返し部は、上記フィラーと上記エイペックスとの間に位置している。上記クリンチは、このクリンチの軸方向内面の法線に沿って計測される、最大の厚さTcxを有している。上記厚さTcxのための法線を第一基準線としたとき、この第一基準線に沿って計測される上記フィラーの厚さTf1の、この厚さTf1及びこの厚さTcxの和に対する比は、0.1以上0.6以下である。上記エイペックスの複素弾性率Eaに対する上記フィラーの複素弾性率Efの百分比は、70%以上125%以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記フィラーは、上記クリンチの軸方向内面の法線に沿って計測される、最大の厚さTfxを有している。この厚さTfxのための法線を第二基準線としたとき、このフィラーの内端から、この第二基準線と上記クリンチの軸方向内面との交点までの半径方向長さの、このフィラーの内端から、上記第一基準線とこのクリンチの軸方向内面との交点までの半径方向長さに対する比は、0.6以上1.2以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記フィラーの複素弾性率Efに対する上記クリンチの複素弾性率Ecの百分比は70%以上125%以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記第一基準線に沿って計測されるこのタイヤの厚みは10mm以上20mm以下である。
本発明に係る空気入りタイヤでは、カーカスとクリンチとの間にフィラーが設けられている。このタイヤでは、カーカスの折返し部は、タイヤの内面に近い位置に配置される。このタイヤでは、この折返し部に圧縮方向の力が作用することが防止されている。このタイヤのカーカスには、損傷は生じにくい。しかもこのタイヤのカーカスには、十分なテンションが掛けられる。このカーカスは剛性に寄与するので、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤに負荷されても、ビードの部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤのビードの部分には、損傷は生じにくい。
このタイヤでは、エイペックスの複素弾性率Eaに対するフィラーの複素弾性率Efの百分比が適切に整えられている。このタイヤでは、フィラーは軟らかすぎない。このフィラーは、小さな撓みに寄与する。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤでは、フィラーは硬すぎない。フィラーの剛性とエイペックスの剛性との乖離が抑えられているので、フィラーとエイペックスとの間に位置する折返し部には、歪みは集中しにくい。このタイヤのビードの部分には、損傷は生じにくい。
そしてこのタイヤでは、フィラーの厚さのコントロールにより、ビードの部分の撓みの程度と、この撓みで生じる歪みの位置とが整えられている。このタイヤのビードの部分には、損傷は生じにくい。
このようにこのタイヤでは、ビードの部分において生じる損傷が効果的に防止されている。このタイヤは、耐久性に優れる。しかもこのタイヤでは、耐久性の向上のために、クリンチ、エイペックス等のボリュームを増大したり、部材を新たに追加する必要もない。本発明によれば、質量及びコストを増加させることなく、耐久性の向上が達成された空気入りタイヤが得られる。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図2は、図1のタイヤの一部が示された拡大断面図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
図1には、空気入りタイヤ2が示されている。図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。図1において、一点鎖線CLはタイヤ2の赤道面を表わす。このタイヤ2の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。
このタイヤ2は、リムRに組み込まれている。このリムRは、正規リムである。このタイヤ2には、空気が充填されている。このタイヤ2の内圧は、正規内圧である。
本発明では、タイヤ2の各部材の寸法及び角度は、タイヤ2が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ2に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ2には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ2が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ2が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
図1において、符号PBは、タイヤ2の外面上にある、特定の位置を表している。この位置PBは、このタイヤ2とこのリムRとの接触面の半径方向外側縁に対応している。この接触面は、タイヤ2をリムRに組み込み、正規内圧となるようにこのタイヤ2に空気を充填して得られる。本願においては、この位置PBは、別離点と称される。
図1において、実線BBLはビードベースラインである。ビードベースラインは、リムRのリム径(JATMA参照)を規定する線である。このビードベースラインは、軸方向に延びる。両矢印Hsは、このビードベースラインからこのタイヤ2の赤道PEまでの半径方向高さを表している。この高さHsは、このタイヤ2の断面高さである。
図1において、符号PWはこのタイヤ2の外面上にある、特定の位置を表している。このタイヤ2では、この位置PWにおいて、この外面のプロファイルで表される軸方向幅が最大を示す。このタイヤ2では、この位置PWにおける左右の側面間の軸方向長さが、タイヤ2の最大幅(断面幅とも称される。)として表される。本願においては、この位置PWはタイヤ2の最大幅位置である。
このタイヤ2は、トレッド4、一対のサイドウォール6、一対のクリンチ8、一対のフィラー10、一対のビード12、カーカス14、ベルト16、一対のエッジバンド18、バンド20、インナーライナー22及び一対のチェーファー24を備えている。このタイヤ2は、チューブレスタイプである。このタイヤ2は、小形トラックに装着される。このタイヤ2は、JATMA規格のB章が対象とする小形トラック用タイヤに該当する。
トレッド4は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド4は、路面と接地するトレッド面26を形成する。トレッド4には、溝28が刻まれている。この溝28により、トレッドパターンが形成されている。トレッド4は、キャップ層30とベース層32とを有している。キャップ層30は、ベース層32の半径方向外側に位置している。キャップ層30は、ベース層32に積層されている。キャップ層30は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層32は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層32の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。
それぞれのサイドウォール6は、トレッド4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6の半径方向外側部分は、トレッド4と接合されている。このサイドウォール6の半径方向内側部分は、クリンチ8と接合されている。サイドウォール6は、カーカス14よりも軸方向外側に位置している。サイドウォール6は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。サイドウォール6は、カーカス14の損傷を防止する。
それぞれのクリンチ8は、サイドウォール6よりも半径方向内側に位置している。クリンチ8は、ビード12、カーカス14及びフィラー10の軸方向外側に位置している。クリンチ8は、半径方向外向きに先細りである。クリンチ8は、半径方向内向きに先細りである。クリンチ8は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ8は、リムRのフランジFと当接する。
このタイヤ2では、クリンチ8の外端34は、半径方向において、サイドウォール6の内端36よりも外側に位置している。図示されているように、クリンチ8の外端34はサイドウォール6で覆われている。サイドウォール6の内端36は、このタイヤ2の側面上にある。
このタイヤ2では、クリンチ8の複素弾性率Ecは10MPa以上90MPa以下が好ましい。この複素弾性率Ecが10MPa以上に設定されることにより、クリンチ8が剛性に寄与する。このタイヤ2では、撓みが効果的に抑えられる。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この複素弾性率Ecが90MPa以下に設定されることにより、クリンチ8による剛性への影響が抑えられる。このタイヤ2は、乗り心地に優れる。
本発明では、クリンチ8の複素弾性率Ecは、「JIS K 6394」の規定に準拠して、下記の測定条件により、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所社製の商品名「VESF−3」)を用いて計測される。この計測では、クリンチ8のゴム組成物から板状の試験片(長さ=45mm、幅=4mm、厚み=2mm)が形成される。この試験片が、計測に用いられる。なお、後述するエイペックスの複素弾性率Ea及びフィラー10の複素弾性率Efも、同様にして得られる。
初期歪み:10%
振幅:±2.0%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70℃
それぞれのフィラー10は、クリンチ8よりも軸方向内側に位置している。フィラー10は、半径方向外向きに先細りである。フィラー10は、半径方向内向きに先細りである。
このタイヤ2では、フィラー10の内端38は、半径方向において、クリンチ8の内端40よりも外側に位置している。このフィラー10の内端38は、クリンチ8で覆われている。フィラー10の外端42は、半径方向において、クリンチ8の外端34よりも内側に位置している。このフィラー10の外端42は、クリンチ8で覆われている。なお、このフィラー10の外端42が、クリンチ8の外端34よりも外側に位置してもよい。この場合、フィラー10の外端42はサイドウォール6で覆われる。
このタイヤ2では、フィラー10の内端38は、半径方向において、別離点PBよりも内側に位置するのが好ましい。言い換えれば、フィラー10の一部が別離点PBよりも半径方向内側に位置するのが好ましい。これにより、フィラー10の一部がビード12とフランジFとの間に挟まれるので、フィラー10がビード12の部分の変形に抗するように作用する。このフィラー10は、ビード12の部分のしなやかな撓みに寄与する。歪みの集中及び発熱が抑えられるので、このタイヤ2は耐久性に優れる。
このタイヤ2では、フィラー10の複素弾性率Efは15MPa以上75MPa以下が好ましい。この複素弾性率Efが15MPa以上に設定されることにより、フィラー10が剛性に寄与する。このタイヤ2では、撓みが効果的に抑えられる。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この複素弾性率Efが75MPa以下に設定されることにより、フィラー10による剛性への影響が抑えられる。このタイヤ2は、乗り心地に優れる。
フィラー10は、ゴム組成物を架橋することによって成形されている。言い換えれば、フィラー10は架橋ゴムからなる。このゴム組成物の好ましい基材ゴムは、ジエン系ゴムである。ジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレン(IR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)及びポリクロロプレン(CR)が挙げられる。2種以上のゴムが併用されてもよい。
フィラー10のゴム組成物は、補強剤を含む。典型的な補強剤は、カーボンブラックである。FEF、GPF、HAF、ISAF、SAF等が用いられうる。変形に伴う発熱が抑えられるとの観点から、カーボンブラックと共に、又はカーボンブラックに代えて、シリカが用いられてもよい。この場合、乾式シリカ及び湿式シリカが用いられうる。フィラー10の強度の観点から、補強剤の量は、基材ゴム100質量部に対して5質量部以上が好ましい。フィラー10の軟質の観点から、補強剤の量は50質量部以下が好ましい。
フィラー10のゴム組成物には、架橋剤、軟化剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、架橋助剤等が、必要に応じ添加される。
それぞれのビード12は、フィラー10よりも半径方向内側に位置している。ビード12は、フィラー10及びクリンチ8よりも軸方向内側に位置している。ビード12は、コア44と、エイペックス46とを備えている。コア44は、リング状である。コア44は、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス46は、コア44から半径方向外向きに延びている。エイペックス46は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス46の先端48は、半径方向において、フィラー10の内端38よりも外側に位置している。エイペックス46の先端48は、半径方向において、フィラー10の外端42よりも内側に位置している。
エイペックス46は、ゴム組成物を架橋することによって成形されている。このゴム組成物の好ましい基材ゴムは、ジエン系ゴムである。ジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレン(IR)、ポリブタジエン(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)及びポリクロロプレン(CR)が挙げられる。2種以上のゴムが併用されてもよい。
エイペックス46のゴム組成物は、補強剤を含む。典型的な補強剤は、カーボンブラックである。FEF、GPF、HAF、ISAF、SAF等が用いられうる。変形に伴う発熱が抑えられるとの観点から、カーボンブラックと共に、又はカーボンブラックに代えて、シリカが用いられてもよい。この場合、乾式シリカ及び湿式シリカが用いられうる。エイペックス46の強度の観点から、補強剤の量は、基材ゴム100質量部に対して5質量部以上が好ましい。エイペックス46の軟質の観点から、補強剤の量は50質量部以下が好ましい。
エイペックス46のゴム組成物には、架橋剤、軟化剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、架橋助剤等が、必要に応じ添加される。
このタイヤ2では、エイペックス46の複素弾性率Eaは20MPa以上60MPa以下が好ましい。この複素弾性率Eaが20MPa以上に設定されることにより、エイペックス46が剛性に寄与する。このタイヤ2では、撓みが効果的に抑えられる。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この複素弾性率Eaが60MPa以下に設定されることにより、エイペックス46による剛性への影響が抑えられる。このタイヤ2は、乗り心地に優れる。
前述したように、このタイヤ2では、フィラー10はゴム組成物を架橋することにより形成されている。タイヤ2に用いられるゴム組成物の種類を減らすことは、タイヤ2のコストに寄与する。この観点から、フィラー10が、エイペックス46のゴム組成物と同等のゴム組成物を架橋することにより形成されてもよい。言い換えれば、フィラー10の材質がエイペックス46の材質と同じとされてもよい。
カーカス14は、第一カーカスプライ50及び第二カーカスプライ52からなる。第一カーカスプライ50及び第二カーカスプライ52は、両側のビード12の間に架け渡されている。第一カーカスプライ50及び第二カーカスプライ52は、トレッド4及びサイドウォール6に沿って延びている。第一カーカスプライ50及び第二カーカスプライ52のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、75°から90°である。換言すれば、このカーカス14はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、アラミド繊維及びポリケトン繊維が例示される。
このタイヤ2では、第一カーカスプライ50は、コア44の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一カーカスプライ50には、第一主部50aと第一折返し部50bとが形成されている。第二カーカスプライ52は、第一カーカスプライ50よりも外側に位置している。第二カーカスプライ52は、第一折返し部50bの端54を覆っている。第二カーカスプライ52の端56は、ビード12の軸方向外側に位置している。このタイヤ2では、第二カーカスプライ52はコア44の周りで折り返されていない。したがって、この第二カーカスプライ52には折返し部は形成されていない。この第二カーカスプライ52は、主部(以下、第二主部52a)のみで構成されている。このタイヤ2では、この第二カーカスプライ52が、コア44の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されてもよい。このカーカス14が、1枚のカーカスプライ、つまり、第一カーカスプライ50のみから構成されてもよい。
図1から明らかなように、第一折返し部50bの端54は最大幅位置PWの近くに位置している。このタイヤ2のカーカス14は、「ハイターンアップ(HTU)」構造を有している。このタイヤ2では、この第一折返し部50bの端54がビード12の近くに位置するように、このカーカス14が構成されてもよい。この場合、このカーカス14の構造は「ローターンアップ(LTU)」構造と称される。なお、カーカス14において、2枚のカーカスプライが折り返されており、それぞれが折返し部を有する場合には、半径方向において、最も外側に端が位置する折返し部に基づいて、「HTU」構造と「LTU」構造とが区別される。
図1において、両矢印Htはビードベースラインから第一折返し部50bの端54までの半径方向高さを表している。
このタイヤ2では、高さHtの断面高さHsに対する比は0.45以上0.55以下が好ましい。この比が0.45以上に設定されることにより、第一折返し部50bの端54に、圧縮方向の力が作用することが防止される。このタイヤ2では、第一折返し部50bの端54に歪みは集中しにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この比が0.55以下に設定された場合においても、第一折返し部50bの端54に圧縮方向の力が作用することが防止される。このタイヤ2では、第一折返し部50bの端54に歪みは集中しにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2のカーカス14が「LTU」構造を有する場合、この高さHtは28mm以下が好ましい。これにより、第一折返し部50bの端54に圧縮方向の力が作用することが防止される。このタイヤ2では、第一折返し部50bの端54に歪みは集中しにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。第一折返し部50bが引き抜かれることが防止され、カーカス14に十分なテンションが掛けられるとの観点から、この高さHtは5mm以上が好ましい。
ベルト16は、トレッド4の半径方向内側に位置している。ベルト16は、カーカス14と積層されている。ベルト16は、カーカス14を補強する。ベルト16は、内側層58及び外側層60からなる。図1から明らかなように、軸方向において、内側層58の幅は外側層60の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層58及び外側層60のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、10°以上35°以下である。内側層58のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層60のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト16の軸方向幅は、タイヤ2の最大幅の0.7倍以上が好ましい。ベルト16が、3以上の層を備えてもよい。
それぞれのエッジバンド18は、ベルト16の半径方向外側であって、かつベルト16の端の近傍に位置している。エッジバンド18は、ベルト16とバンド20との間に位置している。このエッジバンド18が、半径方向において、バンド20の外側に位置してもよい。図示されていないが、このエッジバンド18は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このエッジバンド18は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベルト16の端が拘束されるので、ベルト16のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
バンド20は、ベルト16の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド20の幅はベルト16の幅よりも大きい。図示されていないが、このバンド20は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド20は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下である。このコードによりベルト16が拘束されるので、ベルト16のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。
インナーライナー22は、カーカス14の内側に位置している。インナーライナー22は、カーカス14の内面に接合されている。インナーライナー22は、空気遮蔽性に優れた架橋ゴムからなる。インナーライナー22の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー22は、タイヤ2の内圧を保持する。
それぞれのチェーファー24は、ビード12の近傍に位置している。チェーファー24は、リムRと当接する。この当接により、ビード12の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー24は布とこの布に含浸したゴムとからなる。このチェーファー24が、クリンチ8と一体とされてもよい。この場合、チェーファー24の材質はクリンチ8の材質と同じとされる。
図2には、図1のタイヤ2のビード12の部分が示されている。図2において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。
図2に示されているように、第一折返し部50b及び第二主部52aは、フィラー10とエイペックス46との間に位置している。フィラー10は、カーカス14の軸方向外側において、クリンチ8と積層されている。
このタイヤ2では、カーカス14とクリンチ8との間にフィラー10が設けられることにより、第一折返し部50b及び第二主部52aがタイヤ2の内面に近い位置に配置されている。このタイヤ2では、第一折返し部50b及び第二主部52aに圧縮方向の力が作用することが防止されている。このタイヤ2のカーカス14には、損傷は生じにくい。しかもこのタイヤ2のカーカス14には、十分なテンションが掛けられる。このカーカス14は剛性に寄与するので、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2では、ビード12のエイペックス46の大きさは、従来のエイペックスの大きさに比べて小さい。小さなエイペックス46は、第一折返し部50b及び第二主部52aをタイヤ2の内面により近い位置に配置させる。このタイヤ2では、第一折返し部50b及び第二主部52aに圧縮方向の力が作用することが効果的に防止されている。このタイヤ2のカーカス14には、損傷は生じにくい。しかもこのタイヤ2のカーカス14には、より十分なテンションが掛けられる。このカーカス14は剛性に寄与するので、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2では、エイペックス46の複素弾性率Eaに対するフィラー10の複素弾性率Efの百分比が適切に整えられている。詳細には、エイペックス46の複素弾性率Eaに対するフィラー10の複素弾性率Efの百分比は70%以上125%以下である。この百分比が70%以上に設定されているので、このタイヤ2のフィラー10はエイペックス46に比べて軟らかすぎない。フィラー10は、剛性に寄与する。このタイヤ2では、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、この百分比は90%以上が好ましく、100%以上がより好ましい。一方この百分比が125%以下に設定されているので、このタイヤ2のフィラー10はエイペックス46に比べて硬すぎない。エイペックス46の剛性とフィラー10の剛性との乖離が抑えられているので、第一折返し部50b及び第二主部52aには、歪みは集中しにくい。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、この百分比は110%以下が好ましい。
このタイヤ2では、クリンチ8の厚さ及びフィラー10の厚さはこのクリンチ8の軸方向内面の法線に沿って計測される。図2において、両矢印Tcxはクリンチ8の最大の厚さを表している。つまりクリンチ8は、最大の厚さTcxを有している。図2においては、この厚さTcxのための法線が直線L1で表されている。本発明では、この法線L1は第一基準線と称される。両矢印Tf1は、この第一基準線L1に沿って計測されるフィラー10の厚さである。さらに図2において、両矢印Tfxはフィラー10の最大の厚さを表している。つまりフィラー10は、最大の厚さTfxを有している。図2においては、この厚さTfxのための法線が直線L2で表されている。本発明では、この法線L2は第二基準線と称される。
このタイヤ2では、厚さTf1の、厚さTf1及び厚さTcxの和(Tf1+Tcx)に対する比は、0.1以上0.6以下である。この比が0.1以上に設定されることにより、フィラー10が剛性に寄与する。このタイヤ2では、撓みが効果的に抑えられる。ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。この観点から、この比は0.14以上が好ましく、0.20以上がより好ましい。この比が0.6以下に設定されることにより、ビード12の部分の剛性が適切に維持される。このタイヤ2では、ビード12の部分が適正に撓むので、撓みで生じる歪みの位置が特異でない。このタイヤ2では、第一折返し部50b及び第二主部52aに歪みは集中しにくい。このタイヤ2のカーカス14には、損傷は生じにくい。この観点から、この比は0.50以下が好ましい。このように、フィラー10の厚さのコントロールにより、ビード12の部分の撓みの程度と、この撓みで生じる歪みの位置とが整えられている。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このようにこのタイヤ2では、ビード12の部分において生じる損傷が効果的に防止されている。このタイヤ2は、耐久性に優れる。しかもこのタイヤ2では、耐久性の向上のために、クリンチ8、エイペックス46等のボリュームを増大したり、部材を新たに追加する必要もない。本発明によれば、質量及びコストを増加させることなく、耐久性の向上が達成された空気入りタイヤ2が得られる。
図2において、符号P1は第一基準線L1とクリンチ8の軸方向内面との交点を表している。両矢印H1は、フィラー10の内端38からこの交点P1までの半径方向高さを表している。符号P2は、第二基準線L2とクリンチ8の軸方向内面との交点を表している。両矢印H2は、フィラー10の内端38からこの交点P2までの半径方向高さを表している。両矢印Hfは、フィラー10の内端38からその外端42までの半径方向高さを表している。この高さHfは、フィラー10の半径方向高さである。
このタイヤ2では、高さH2の高さH1に対する比は0.6以上1.2以下が好ましい。この比が0.6以上に設定されることにより、第二基準線L2とコア44との間にある、第一折返し部50b及び第二主部52aの湾曲の程度が適正に維持される。このタイヤ2では、カーカス14に十分なテンションが掛けられる。このカーカス14は剛性に寄与するので、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、この比は0.70以上がより好ましい。この比が1.2以下に設定されることにより、最大幅位置PWからエイペックス46の先端48までのゾーンにおけるカーカス14の輪郭(カーカスラインとも称される。)が適正な曲率半径を有する円弧で表される。このタイヤ2では、サイドウォール6の部分においても、カーカス14に歪みは集中しにくい。このタイヤ2のカーカス14には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、この比は1.1以下がより好ましい。
このタイヤ2では、高さH2の高さHfに対する比は0.25以上0.5以下が好ましい。この比が0.25以上に設定されることにより、第二基準線L2とコア44との間にある、第一折返し部50b及び第二主部52aの湾曲の程度が適正に維持される。このタイヤ2では、カーカス14に十分なテンションが掛けられる。このカーカス14は剛性に寄与するので、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この比が0.5以下に設定されることにより、最大幅位置PWからエイペックス46の先端48までのゾーンにおけるカーカスラインが適正な曲率半径を有する円弧で表される。このタイヤ2では、サイドウォール6の部分においても、カーカス14に歪みは集中しにくい。このタイヤ2のカーカス14には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2では、クリンチ8が最大の厚さTcxを有する位置(以下、厚さTcxの位置)において、厚さTf1を有するフィラー10が、ビード12の部分のしなやかな撓みに寄与する。そして、この厚さTcxの位置の近くにおいて、フィラー10が最大の厚さTfxを有することにより、カーカス14に十分なテンションが掛けられるとともに、このカーカス14の輪郭が、ビード12の部分のみならず、タイヤ2全体のしなやかな撓みに寄与する。このタイヤ2には、歪みは集中しにくい。このタイヤ2には、ロードインデックスに相当する荷重がかけられても、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
図2において、両矢印TAはタイヤ2の厚さを表している。この厚さTAは、第一基準線L1に沿って計測される。この厚さTAは、厚さTcxの位置における、タイヤ2の厚さである。
このタイヤ2では、厚さTAは10mm以上20mm以下が好ましい。この厚さTAが10mm以上に設定されることにより、ビード12の部分は適度な剛性を有する。ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、この厚さTAは12mm以上がより好ましい。この厚さTAが20mm以下に設定されることにより、厚さTAによる質量及びコストへの影響が抑えられる。しかもビード12の部分の剛性が適切に維持されるので、このタイヤ2は乗り心地に優れる。この観点から、この厚さTAは18mm以下がより好ましい。
このタイヤ2では、フィラー10の外端42は、半径方向において、クリンチ8の外端34よりも内側又は外側に位置しているのが好ましい。言い換えれば、フィラー10の外端42は、半径方向において、クリンチ8の外端34と一致していないのが好ましい。これにより、撓みに伴う歪みが、異なる位置にあるフィラー10の外端42及びクリンチ8の外端34に分散される。歪みの分散は、このタイヤ2の耐久性の向上に寄与する。図1において、両矢印Dsはクリンチ8の外端34からフィラー10の外端42までの半径方向距離を表している。耐久性の観点から、フィラー10の外端42がクリンチ8の外端34よりも半径方向内側に位置している場合においても、このフィラー10の外端42がクリンチ8の外端34よりも半径方向外側に位置している場合においても、この距離Dsは5mm以上が好ましい。歪みの分散の観点から、フィラー10の外端42はクリンチ8の外端34から離れた位置に設けられるのが好ましいので、この距離Dsの上限は設定されない。
前述したように、クリンチ8はリムRのフランジFと当接する。このクリンチ8には、フランジFとの擦れによるボリュームの低減を防止するために、耐摩耗性が要求される。このクリンチ8にはフィラー10が積層されるので、歪みの集中の観点から、クリンチ8の剛性とフィラー10の剛性とのバランスも重要である。耐摩耗性及び剛性のバランスの観点から、フィラー10の複素弾性率Efに対するクリンチ8の複素弾性率Ecの百分比は、70%以上が好ましく、125%以下が好ましい。
図1において、両矢印Hcはビードベースラインからクリンチ8の外端34までの半径方向高さを表している。この高さHcは、クリンチ8の高さである。両矢印Laは、エイペックス46の長さである。この長さLaは、エイペックス46の底面の軸方向中心(図1の符号PC)からその先端48までの長さで表される。両矢印Lfは、フィラー10の長さである。この長さLfは、フィラー10の内端38とその外端42とを結ぶ線分の長さで表される。
このタイヤ2では、クリンチ8の高さHcは30mm以上60mm以下が好ましい。この高さHcが30mm以上に設定されることにより、クリンチ8よりも柔軟なサイドウォール6がフランジFと接触することが防止される。このタイヤ2では、フランジFと擦れて、ビード12の部分のボリュームが低減するという損傷(リムチェーフィングとも称される。)が防止される。この高さHcが60mm以下に設定されることにより、最大幅位置PWよりも内側の部分の剛性が適切に維持される。このタイヤ2では、その全体がしなやかに撓む。しかもこのタイヤ2では、クリンチ8の外端34、そして、第一折返し部50bの端54には、歪みは集中しにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2では、エイペックス46の長さLaは10mm以下が好ましい。この長さが10mm以下に設定されることにより、エイペックス46の先端48への歪みの集中が防止される。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この長さLaは、5mm以上が好ましい。これにより、第二基準線L2とコア44との間にある、第一折返し部50b及び第二主部52aの湾曲の程度が適正に維持され、耐久性への影響が抑えられる。
このタイヤ2では、フィラー10の長さLfは10mm以上50mm以下が好ましい。この長さLfが10mm以上に設定されることにより、フィラー10は剛性に寄与する。このタイヤ2では、ロードインデックスに相当する荷重がタイヤ2にかけられても、ビード12の部分の撓みは小さい。小さな撓みは、歪みの集中及び発熱を抑える。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷は生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この長さLfが50mm以下に設定されることにより、最大幅位置PWよりも内側の部分の剛性が適切に維持される。このタイヤ2では、その全体がしなやかに撓む。しかもこのタイヤ2では、フィラー10の外端42、そして、第一折返し部50bの端54には、歪みは集中しにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。
このタイヤ2では、フィラー10に低発熱のゴムを採用してもよい。これにより、ビード10の部分における発熱がさらに抑えられる。このタイヤ2のビード12の部分には、損傷はさらに生じにくい。このタイヤ2は、耐久性に優れる。この観点から、フィラー10の損失正接(tanδ)は0.15以下が好ましく、0.10以下がより好ましい。フィラー10の剛性の観点から、この損失正接は0.04以上が好ましい。なお、このフィラー10の損失正接は、前述された、フィラー10の複素弾性率Efの計測において同時に得られる。
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
[実施例1]
図1−2に示されたタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、LT265/75R16Cである。「HTU」構造のカーカスが採用された。断面高さHsは200mmであり、断面高さHsに対する折返し部の高さHtの比(Ht/Hs)は0.50であった。エイペックスの複素弾性率Eaは、40MPaとされた。フィラーの長さLaは、40mmとされた。クリンチの高さHcは、50mmとされた。
[比較例1]
比較例1は、「HTU」構造のカーカスを有する、従来のタイヤである。この比較例1には、フィラーは採用されていない。
[実施例2−5]
クリンチの最大の厚さTcx、フィラーの厚さTf1及びタイヤの厚さTAを下記の表1の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2−5のタイヤを得た。
[実施例6−9及び比較例2−3]
厚さTcx及び厚さTf1を調整して比(Tf1/(Tf1+Tcx))を下記の表2の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例6−9及び比較例2−3のタイヤを得た。
[実施例10−15]
比(H2/H1)を下記の表3の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例10−15のタイヤを得た。
[実施例16−19及び比較例4−5]
フィラーの複素弾性率Efを調整して百分比(Ef/Ea)を下記の表4の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例16−19及び比較例4−5のタイヤを得た。
[実施例20−25]
クリンチの複素弾性率Ecを調整して百分比(Ec/Ef)を下記の表5の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例20−25のタイヤを得た。
[実施例26]
実施例1のカーカスを「LTU」構造のカーカスに置き換えた他は実施例1と同様にして、実施例26のタイヤを得た。表6に示されているように、折返し部の高さHtは20mmとされた。タイヤの厚さTAは、17mmであった。
[実施例27]
クリンチの最大の厚さTcx、フィラーの厚さTf1及びタイヤの厚さTAを下記の表6の通りとした他は実施例26と同様にして、実施例27のタイヤを得た。
[比較例6]
比較例6は、「LTU」構造のカーカスを有する、従来のタイヤである。この比較例6には、フィラーは採用されていない。
[実施例28−30及び比較例7−8]
厚さTcx及び厚さTf1を調整して比(Tf1/(Tf1+Tcx))を下記の表7の通りとした他は実施例26と同様にして、実施例28−30及び比較例7−8のタイヤを得た。
[耐久性]
タイヤを正規リム(サイズ=7.5J)に組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を550kPaとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、18.75kNの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、80km/hの速度で、半径が1.7mであるドラムの上を走行させた。タイヤが破壊するまでの走行距離を、測定した。この結果が、指数として、下記の表1から7に示されている。数値が大きいほど、好ましい。この数値が95以上であることが、合格の目安である。
[質量]
タイヤ1本の質量を計測した。この結果が、比較例1を100とした指数として、下記の表1から7に示されている。数値が小さいほど、好ましい。
[コスト]
タイヤ1本を製作するのに要したコストを算出した。この結果が、比較例1を100とした指数として、下記の表1から7に示されている。数値が小さいほど、好ましい。
Figure 2016052840
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表1から7に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。なお、比較例3及び8では、耐久性の評価後、外観を観察したところ、折返し部の端においてルース(プライターンルース(PTL)が発生していることが確認された。
以上説明されたフィラーに関する技術は、種々の車輌のためのタイヤにも適用されうる。
2・・・タイヤ
4・・・トレッド
6・・・サイドウォール
8・・・クリンチ
10・・・フィラー
12・・・ビード
14・・・カーカス
34・・・クリンチ8の外端
36・・・サイドウォール6の内端
38・・・フィラー10の内端
40・・・クリンチ8の内端
42・・・フィラー10の外端
44・・・コア
46・・・エイペックス
48・・・エイペックス46の先端
50・・・第一カーカスプライ
50a・・・第一主部
50b・・・第一折返し部
52・・・第二カーカスプライ
52a・・・第二主部
54・・・第一折返し部50bの端
56・・・第二カーカスプライ52の端

Claims (4)

  1. トレッド、一対のサイドウォール、一対のクリンチ、一対のフィラー、一対のビード及びカーカスを備えており、
    それぞれのサイドウォールが、上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びており、
    それぞれのクリンチが、上記サイドウォールよりも半径方向内側に位置しており、
    それぞれのフィラーが、上記クリンチよりも軸方向内側に位置しており、
    それぞれのビードが、上記フィラーよりも半径方向内側に位置しており、
    上記カーカスが、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されており、
    上記フィラーが、上記カーカスの軸方向外側において、上記クリンチと積層されており、
    上記ビードが、コアと、このコアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えており、
    上記カーカスがカーカスプライを備えており、
    上記カーカスプライが上記コアの周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返されており、この折り返しによりこのカーカスプライには主部と折返し部とが形成されており、
    上記折返し部が、上記フィラーと上記エイペックスとの間に位置しており、
    上記クリンチが、このクリンチの軸方向内面の法線に沿って計測される、最大の厚さTcxを有しており、
    上記厚さTcxのための法線を第一基準線としたとき、
    この第一基準線に沿って計測される上記フィラーの厚さTf1の、この厚さTf1及びこの厚さTcxの和に対する比が、0.1以上0.6以下であり、
    上記エイペックスの複素弾性率Eaに対する上記フィラーの複素弾性率Efの百分比が70%以上125%以下である、空気入りタイヤ。
  2. 上記フィラーが、上記クリンチの軸方向内面の法線に沿って計測される、最大の厚さTfxを有しており、
    この厚さTfxのための法線を第二基準線としたとき、
    このフィラーの内端から、この第二基準線と上記クリンチの軸方向内面との交点までの半径方向長さの、このフィラーの内端から、上記第一基準線とこのクリンチの軸方向内面との交点までの半径方向長さに対する比が、0.6以上1.2以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 上記フィラーの複素弾性率Efに対する上記クリンチの複素弾性率Ecの百分比が、70%以上125%以下である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 上記第一基準線に沿って計測されるこのタイヤの厚みが10mm以上20mm以下である、請求項1から3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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