JP5695491B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、二輪自動車に装着される空気入りタイヤに関する。
二輪自動車は、ハンドルをきりつつ車体を内側に傾斜させて旋回する。二輪自動車のタイヤには、スリップ角に応じてコーナリングフォースが発生する。キャンバー角に応じてキャンバースラストが発生する。コーナリングフォースとキャンバースラストとが旋回時にタイヤに発生する横力に寄与する。旋回時に二輪自動車に遠心力が働く。この遠心力とこの横力とが釣り合って、二輪自動車が安定して旋回し得る。
二輪自動車のタイヤは、旋回を容易にするため、その曲率半径が小さいトレッドを備えている。直進時には、トレッドの軸方向中央に位置するセンター領域が接地する。旋回時には、トレッド端側に位置するショルダー領域が接地する。センター領域及びショルダー領域のそれぞれの役割が考慮されたタイヤが、特開平10−109502号公報に開示されている。このタイヤのトレッドでは、センター領域の半径方向内側にベルトが位置している。このベルトは、センター領域の剛性の向上に寄与している。直進時には、このセンター領域が接地する。このタイヤは直進安定性に優れている。旋回時には、ショルダー領域が接地する。このタイヤは旋回時のグリップ性能に優れている。
特開平10−109502号公報
直進と旋回との間で、タイヤの接地面はセンター領域とショルダー領域との間で徐々に移行する。このタイヤでは、このセンター領域とショルダー領域との境界で、トレッドの剛性が急激に変化する。また、このベルトが半径方向内側に位置するセンター領域では、トレッドの剛性が一様に向上している。このセンター領域においても、その中央部からトレッド端側に向けて徐々に剛性が小さくなることが好ましい。
本発明の目的は、センター領域とショルダー領域とがそれぞれの役割に適した構成を備えるとと共に、旋回と直進との過渡特性に優れたタイヤの提供にある。
本発明に係る二輪自動車用タイヤは、トレッドと、カーカスと、このカーカスとトレッドとの間に位置するバンドと、このカーカスとバンドとの間に位置するベルトとを備えている。このトレッドは、軸方向中央に位置してその半径方向内側にベルトが位置するセンター領域と、このセンター領域の軸方向外側に位置する一対のショルダー領域とを備えている。このセンター領域の巾W1とトレッドの巾Wtとの比W1/Wtは、0.4以上0.6以下である。このバンドは、一対のショルダー領域の一方から他方までのトレッドの半径方向内側に位置している。このバンドは、螺旋状に巻かれて実質的に周方向に延びるバンドコードとトッピングゴムとからなっている。このベルトは、ベルトコードとトッピングゴムとからなっている。このセンター領域は、中央部とこの中央部の軸方向外側に位置する側部とからなっている。この中央部には溝が形成されていない。この側部に溝が形成され、かつ、この溝の溝巾が中央部からショルダー領域に向かって徐々に大きくされている。
好ましくは、上記の溝の中心線の接線の傾きは、センター領域からショルダー領域に向かって周方向に対して徐々に大きくなっている。
好ましくは、上記トレッドの巾Wtに対するセンター領域の中央部の巾W2の比W2/Wtが0を越え0.25以下である。
好ましくは、上記バンドの巾Wbに対するベルトの巾Waの比Wa/Wbが0.25以上0.50以下である。
本発明に係る二輪自動車用タイヤは、トレッドのセンター領域とショルダー領域とに、それぞれの役割に適した構成を備えている。更に、このタイヤは、旋回と直進との間の過渡特性に優れている。
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タイヤのトレッドのパターンの一部がベルトの一部及びバンドの一部と共に示された説明図である。 図3は、図2の溝の拡大説明図である。 図4は、本発明との比較例に係る空気入りタイヤのトレッドパターンがベルトの一部及びバンドの一部と共に示された説明図である。
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に示された空気入りタイヤ2の断面において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面に対して垂直方向が周方向である。図1の一点鎖線CLはこのタイヤ2の赤道面を表す。このタイヤ2は、この一点鎖線CLに対してほぼ左右対称の形状を呈する。このタイヤ2は、トレッド4、サイドウォール6、ビード8、カーカス10、ベルト12、バンド14、インナーライナー16及びチェーファー18を備えている。このタイヤ2は、二輪自動車に装着される。ここでは、後輪に装着されるリアタイヤを例に説明がされるが、前輪に装着されるフロントタイヤにも同様に適用し得る。
トレッド4は、架橋ゴムからなる。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、トレッド面20を備えている。トレッド面20は路面に接地する。トレッド面20には溝22が刻まれている。この溝22によりトレッドパターンが形成されている。このトレッド面20は、軸方向において一方のトレッド端24から図示されない他方のトレッド端24までの面である。
サイドウォール6は、トレッド端24から半径方向内向きに延びている。このサイドウォール6は、架橋ゴムからなっている。サイドウォール6は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。サイドウォール6はカーカス10の外傷を防止する。
ビード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。ビード8は、コア26と、このコア26から半径方向外向きに延びるエイペックス28とを備えている。コア26はリング状の形状を備えている。コア26は、周方向に繰り返し巻かれた非圧縮性ワイヤー、例えばスチール製ワイヤーを含む。エイペックス28は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス28は、高硬度な架橋ゴムからなる。
カーカス10は、カーカスプライ30からなる。カーカスプライ30は、両側のビード8に架け渡されている。カーカスプライ30は、トレッド4及びサイドウォール6の内側に沿っている。カーカスプライ30は、コア26の周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されている。このカーカス10は、2枚以上のカーカスプライ30から構成されてもよい。
図示されないが、カーカスプライ30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。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常70°から90°である。換言すれば、このカーカス10を備えるタイヤ2はラジアル構造を有する。このタイヤ2は、操縦性及び乗り心地の観点で、バイアス構造とされたバイアスタイヤより優れている。このタイヤ2のコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、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及びアラミド繊維が例示される。
ベルト12は、カーカス10の半径方向外側に位置している。ベルト12は、カーカス10とトレッド4との間に位置している。このベルト12は、軸方向の一方の端32から図示されない他方の端32まで、カーカス10に沿って配置されている。
ベルト12は、並列された多数のベルトコードとトッピングゴムとからなる。各ベルトコードは赤道面に対して傾斜している。このベルトコードの材質として、スチールであるスチールコード及び有機繊維からなる有機繊維コードが例示される。この有機繊維として、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。
このタイヤ2では、ベルト12は一枚であるが、二枚以上重ねられていてもよい。このベルト12を備えることにより、このタイヤ2の剛性が大きくなり易い。このトレッド4の補強の観点から、二枚が重ねされたベルト12では、その二枚の一方のベルトコードの軸線方向と他方のベルトコードの軸線方向とが交差していることが好ましい。一方のベルトコードの軸線と他方のベルトコードの軸線とが赤道面に対して対称に傾斜していることが更に好ましい。
バンド14は、カーカス10の半径方向外側に位置している。バンド14は、カーカス10とトレッド4との間に位置している。バンド14は、ベルト12の半径方向外側に位置している。バンド14は、ベルト12とトレッド4との間に位置している。
このバンド14は、一方の軸方向の端34から図示されない他方の軸方向の端34まで、カーカス10に沿って配置されている。このバンド14の軸方向の端34は、ベルト12の軸方向の端32よりも、タイヤ2の軸方向外側に位置している。バンド14は、端32を覆っている。バンド14は、ベルト12を覆っている。
図示されないが、バンド14は、バンドコードとトッピングゴムとからなる。このバンドコードは、螺旋状に巻かれて、実質的に周方向に延びている。このバンド14は、所謂ジョイントレス構造を有する。このバンドコードの材質として、スチールであるスチールコードと有機繊維からなる有機繊維コードとが例示される。この有機繊維として、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。
このタイヤ2のトレッド4は、センター領域C及びショルダー領域Sを備えている。このセンター領域Cは、その半径方向内側にベルト12が位置している領域である。このセンター領域Cはトレッドの軸方向中央に位置する。ショルダー領域Sは、軸方向外側に位置する。このタイヤ2では、トレッド4は、センター領域Cと、センター領域Cの軸方向外側に位置する一対のショルダー領域Sとからなっている。
図1の両矢印Wtは、一方のトレッド端24から図示されない他方のトレッド端24までのトレッドの軸方向の巾を示している。両矢印Waは、一方の端32から図示されない他方の端32までのベルト12の軸方向の巾を示している。両矢印Wbは一方の端34から図示されない他方の端34までのバンド14の軸方向の巾を示している。巾Wtは、トレッド面20に沿って測られる。巾Waは、タイヤ2を切り出した断面において、ベルト12の断面に沿って測られる。巾Wbは、タイヤ2を切り出した断面において、バンド14の断面に沿って測られる。
図1の直線L1は、ベルト12の端32からトレッド面20に垂直に引かれた直線である。点P1はトレッド面20と直線L1との交点を示している。両矢印W1は、一方の点P1から図示されない他方の点P1までの巾を示している。この巾W1は、半径方向内側にベルト12が位置するトレッド面20の巾を示している。この巾W1は、センター領域Cの巾である。巾W1は、タイヤ2を切り出した断面において、トレッド面20に沿って測られる。
図2に示されるように、このセンター領域Cには、溝22が形成されている。この溝22は、周方向に所定の間隔で繰り返し形成されている。センター領域Cは、中央部Caと、この中央部Caの軸方向外側に位置する一対の側部Cbとを備えている。図2の両矢印W2は、中央部Caの巾を示している。この巾W2は、トレッド面20に沿って測られる。この溝22は、側部Cbに形成されている。換言すれば、溝22は、この中央部Caより軸方向外側に形成されている。この中央部Caには、溝22が形成されていない。
図2の矢印Aは、タイヤ2の正転向きを示している。溝22の先端22aは後端22bより正転方向先方に位置している。この先端22aは後端22bより軸方向内側に位置している。このタイヤ2が正転すると、トレッド面20では、溝22の先端22aの周辺部が後端22bの周辺部に先立って接地する。この溝22の端22aから後端22bに向かって徐々にその溝巾が大きくなっている。
図3には、溝22の拡大図が示されている。一点鎖線C1は、この溝22の中心線を示している。この中心線C1は、溝22の延びる方向を示している。稜22c及び22dは、溝22の壁面とトレッド面20とのなす稜線である。この稜22c及び稜22dは、先端22aから後端22bまで、中心線C1を間にして延びている。両矢印θ1は、この中心線C1の接線と一点鎖線CL(赤道面)とのなす角度を示している。
このタイヤ2では、この角度θ1は、先端22aから後端22bに向かって徐々に大きくなっている。換言すれば、この中心線C1の接線は、溝22の先端22aから後端22bに向かって、周方向に対する傾きが徐々に大きくなっている。この中心線C1は、例えば、所定の半径の円の一部であってもよいし、その曲率半径が徐々に小さくされた曲線であってもよい。
図3の両矢印Gaは、先端22aの溝巾を示している。両矢印Gbは、後端22bの溝巾を示している。この溝巾Ga及びGbは、稜22cと稜22dとの間の距離である。溝巾Ga及びGbは、中心線C1に直交する方向の巾として測定される。溝巾Ga及びGbは、トレッド面20に沿って測られる。この溝22の深さは、トレッド面20からタイヤ2の半径方向に測定される。
図示されないが、ショルダー領域Sには、溝が形成されてもよい。この溝は、溝22とは異なる独立の溝であってもよいし、溝22がセンター領域Cからショルダー領域Sまで延びて形成されてもよい。溝22がショルダー領域まで延びて形成される場合にも、センター領域Cの範囲で、先端22aから後端22bに向かって徐々にその溝巾が大きくなっていればよい。更に、溝22の端22aから後端22bに向かって徐々にその溝深さが大きくされてもよい。
図1に示されるように、このタイヤ2では、センター領域Cの半径方向内側にベルト12が位置して、センター領域Cでの剛性が向上している。直進時には、このセンター領域Cが主に接地する。このセンター領域Cは、直進時のトラクション性能、燃費効率及び耐摩耗性の向上に寄与する。この観点から、センター領域Cの巾W1とトレッド巾Wtとの比W1/Wtは、0.40以上であり、好ましくは0.45以上である。この構成を備えるタイヤ2は、直進安定性に優れている。
このショルダー領域Sでは、その半径方向内側にベルト12が位置していないので、センター領域Cに比べて剛性が小さい。このショルダー領域Cは、グリップ性能の向上に寄与する。この観点から、センター領域Cの巾W1とトレッドの巾Wtとの比W1/Wtは、0.60以下であり、好ましくは0.55以下である。この構成を備えるタイヤ2は、旋回時のグリップ性能に優れている。
ベルト12の両端32がバンド14に覆われているので、センター領域Cとショルダー領域Sとの境界で急激なトレッドの性質の変化が緩和されている。この観点から、ベルト12の巾Waとバンド14の巾Wbとの比Wa/Wbは、好ましくは0.25以下であり、更に好ましくは、0.50以下である。
センター領域Cにおいて、溝22が形成されない中央部Caは、トレッド4の変形が抑制されている。溝22が形成される側部Cbは、中央部Caに比べてトレッド4が変形し易い。側部Cbに比べて中央部Caでは、剛性が大きい。
この側部Cbでは、溝22の溝巾の小さい先端22aの周辺より、溝巾の大きい後端22bの周辺で、トレッド4は変形し易い。先端22aの周辺より、後端22bの周辺で、剛性が小さくされている。この側部Cbでは、中央部Caからショルダー領域Sに向かって、徐々に剛性が小さくされている。
この溝22では、先端22aから後端22bまで、その深さは一定にされている。このタイヤ2では、溝22の端22aから後端22bに向かって徐々にその溝深さが大きくされてもよい。徐々に深くされることにより、側部Cbにおいて先端22aの周辺部から後端22bの周辺部に向かって剛性が小さくされ得る。
更に、溝22の中心線C1の接線と一点鎖線CLとのなす角度θ1が小さい先端22aの周辺部で、トレッド4はタイヤ2の回転方向(周方向)の変形が抑制されている。角度θ1が大きい後端22bの周辺で、トレッド4はタイヤ2の回転方向に変形し易い。このタイヤ2では、溝22の先端22a側から後端22bに向かって、トレッド4は徐々にタイヤ2の回転方向に変形し易くされている。これにより、溝22の先端22a側から後端22bに向かって、トレッド4はトラクション、燃費効率及び耐摩耗性に適した特性からグリップ性能に適した特性に変化している。
センター領域Cでは、中央部Caは側部Cbに比べて、トラクション性能、燃費効率及び耐摩耗性の向上に寄与する。側部Cbは中央部Caに比べてグリップ性能の向上に寄与する。このセンター領域Cでは、中央部Caからショルダー領域Sに向かって、直進から旋回に適する特性に徐々に変化している。
このタイヤ2では、直進時に中央部Caと側部Cbの一部が接地する。この中央部Caが主に接地することで、このタイヤ2はトラクション性能、燃費効率及び耐摩耗性に優れている。この観点から、比W2/Wtは0.05以上が好ましく、0.10以上が更に好ましい。一方で、直進時に側部Cbの一部が接地することで、このタイヤ2は、直進時にも十分なグリップ力を発揮する。この観点から、比W2/Wtは0.25以下が好ましく、0.20以下が更に好ましい。
このトレッド4のセンター領域C及びショルダー領域Sで、それぞれの役割に適した剛性が得られる。更に、センター領域Cの側部Cbにおいて、中央部Caからショルダー領域Sに向かって、徐々に直進から旋回に適した剛性に変えられている。この構成により、このタイヤ2は、センター領域Cとショルダー領域Sとの境界で、剛性が急激に変化することが緩和されている。
このタイヤ2では、ベルト12の両端32がバンド14に覆われることで、直進と旋回と間の移行の際にライダーが受ける違和感が軽減されている。前述のように、センター領域Cの側部Cbで、中央部Caからショルダー領域Sに向かって徐々に剛性が小さくなっている。これにより、更に、直進と旋回と間の移行の際にライダーが受ける違和感が軽減されている。
このタイヤ2では、ベルト12とバンド14との構成に、溝22を組み合わせることにより、センター領域Cからショルダー領域Sまで、より細かく、それぞれの役割に適した構成とされ得る。この様に構成されるタイヤ2は、直進と旋回との移行時の過渡特性に優れている。
タイヤ2では、溝22の溝巾、溝深さ及び角度θ1を調整することで、センター領域Cにおいて中央部Caからショルダー領域Sまでの剛性が容易に調整され得る。センター領域Cとショルダー領域Sと境界で、急激な特性の変化が容易に調整され得る。
本発明では、特に言及がない限り、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。
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から図3に示された基本構造を備え、表1に示された仕様を備えた実施例1の空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、「180/55R17」である。このカーカスプライは、レーヨン繊維からなる2本のヤーンを撚り合わせて形成されるカーカスコードを含んでいる。このヤーンの繊度は、1840dtexである。このカーカスコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、90°である。このベルトは、アラミド繊維からなる2本のヤーンを撚り合わせて形成されるベルトコードを含んでいる。このヤーンの繊度は、800dtexである。ベルトコードが周方向に対してなす角度の絶対値は、80°である。このバンドは、スチールからなる。このバンドコードは周方向に螺旋巻きにされている。バンドコードが赤道面に対してなす角度は、実質的に0°である。
この実施例1のタイヤでは、図3に示される溝の先端の溝巾は1mmとされ、後端の溝巾は7mmとされた。溝深さは、4mmにされた。図2に示されないが、このタイヤのショルダー領域にも、他の溝が形成された。この他の溝は、正転時に先に接地する先端が軸方向外側に位置して、後に接地する後端が軸方向内側に位置していた。先端から後端に向かって徐々にその溝巾が大きくされた。
[比較例1]
ベルトを備えない他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
[比較例2]
センター領域のトレッドパターンを図4に示されるようにした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。このトレッドパターンは、赤道を横切って形成される溝を備えている。この溝は、その先端と後端とを除く範囲で、溝の巾と深さとがそれぞれ同じにされている。
[比較例3]
ベルトを備えない他は比較例比2のタイヤと同様にして、タイヤを得た。
[実施例2から5、比較例4及ぶ5]
センター領域の巾W1とトレッド巾Wtの比(W1/Wt)を表1に示されるようにした他は実施例1と同様にして、タイヤを得た。
[走行テスト]
試作タイヤを排気量が600ccである市販の二輪自動車(4サイクル)の後輪に装着し、その内圧が160kPaとなるように空気を充填した。前輪には、市販のタイヤを装着し、その内圧が180kPaとなるように空気を充填した。この二輪自動車を、その路面がアスファルトであるサーキットコースで走行させて、ライダーによる官能評価を行った。
この官能評価の評価項目は、直進安定性、グリップ性能及び過渡特性である。ここでの直進安定性は、直進時及び旋回から直進への加速時のトラクションが評価された。グリップ性能は、二輪自動車を内側に傾斜させて旋回する時の安定性が評価された。過渡特性は、直進走行と旋回走行との間の移行時にライダーが受ける違和感の大きさが評価された。
これらの評価結果が、下記表1及び表2に指数値で示されている。この指数値は、10段階の数値で示されている。この数値が大きいほど良好である。
Figure 0005695491
センター領域にベルトを備える実施例1のタイヤは、ベルトを備えない比較例1のタイヤに比べて、直進安定性に優れている。中央部に溝が形成されない実施例1のタイヤは、中央部に溝が形成された比較例2のタイヤに比べて、直進安定性に優れている。実施例1のタイヤは、旋回時のグリップ性能に優れるとと共に、過度特性にも優れている。
Figure 0005695491
表1及び表2に示されるように、本発明に係るタイヤは、直進安定性及びグリップ性能に優れている。直進と旋回との間の過渡特性に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
本発明に係る空気入りタイヤは、種々の車両に装着しうる。
2・・・・タイヤ
4・・・・トレッド
6・・・・サイドウォール
8・・・・ビード
10・・・カーカス
12・・・ベルト
14・・・バンド
16・・・インナーライナー
18・・・チェーファー
20・・・トレッド面
22・・・溝
24・・・トレッド端
26・・・コア
28・・・エイペックス
30・・・カーカスプライ
32・・・端
34・・・端

Claims (4)

  1. トレッドと、カーカスと、このカーカスとトレッドとの間に位置するバンドと、このカーカスとバンドとの間に位置するベルトとを備えており、
    このトレッドが直進時に接地するセンター領域と、旋回時に接地する一対のショルダー領域とを備えており、
    このセンター領域が軸方向中央に位置してその半径方向内側にベルトが位置する領域であり、この一対のショルダー領域がベルトの両端より軸方向外側であってセンター領域の軸方向外側に位置する領域であり
    このセンター領域の巾W1とトレッドの巾Wtとの比W1/Wtが0.4以上0.6以下であり、
    このバンドが一対のショルダー領域の一方から他方までのトレッドの半径方向内側に位置しており、
    このバンドが螺旋状に巻かれて実質的に周方向に延びるバンドコードとトッピングゴムとからなっており、
    このベルトが赤道面に対して傾斜して延びるベルトコードとトッピングゴムとからなっており、
    このカーカスがカーカスプライからなっており、このカーカスプライが赤道面に対して70°から90°で傾斜して延びるカーカスコードとトッピングゴムとからなっており、
    このセンター領域が中央部とこの中央部の軸方向外側に位置する側部とからなり、この中央部に溝が形成されておらず、この側部に溝が形成されており、かつこの溝の溝巾が中央部からショルダー領域に向かって徐々に大きくされている二輪自動車用タイヤ。
  2. 上記の溝の中心線の接線の傾きがセンター領域からショルダー領域に向かって周方向に対して徐々に大きくなっている請求項1に記載のタイヤ。
  3. 上記トレッド巾Wtに対するセンター領域の中央部の巾W2の比W2/Wtが0を越え0.25以下である請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4. 上記バンドの巾Wbに対するベルトの巾Waの比Wa/Wbが0.25以上0.50以下である請求項1から3のいずれかに記載のタイヤ。
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