JP6759787B2 - タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、ショルダーリブの偏摩耗を抑制し得るタイヤに関する。
一般に、トレッド端側に設けられたショルダー陸部は、直進時及び旋回時において、接地圧の変化が大きく、偏摩耗が生じ易い。特に、ショルダー陸部がタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとして形成されている場合、走行時、タイヤ軸方向の両端部のみならず、タイヤ軸方向の中央部に局部的なすべりが生じ易い。このため、ショルダーリブは、そのタイヤ軸方向両側の端縁のみならず、タイヤ軸方向の中央部にも偏摩耗が生じ易い傾向があった。
特開2004−352173号公報
本発明は、以上のような問題に鑑み案出されたもので、ショルダーリブに円環状にのびる環状サイプを設けることを基本として、ショルダーリブの偏摩耗を抑制し得るタイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとが少なくとも設けられており、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられていることを特徴としている。
本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部には、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側に隣接してミドル陸部が設けられており、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅W1と前記ミドル陸部のタイヤ軸方向の幅W2との比W1/W2が1.0〜1.6であるのが望ましい。
本発明のタイヤは、正規リムに装着されかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記ショルダーリブは、タイヤ軸方向の両側の端を結ぶ直線に対してタイヤ半径方向外側に滑らかに凸となる踏面を有し、前記直線からの前記踏面の最大突出量は、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅の0.1%〜0.4%であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記環状サイプの深さは、前記ショルダー主溝の溝深さの0.20〜0.55倍であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記環状サイプは、0.5〜2.0mmのサイプ幅を有するのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記環状サイプから前記ショルダーリブの端縁までの最短距離は、前記環状サイプのタイヤ軸方向の外径の1.0〜2.0倍であるのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部には、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向外側に、タイヤ半径方向内側に凹んだ段差を有して細ショルダーリブが設けられているのが望ましい。
本発明のタイヤにおいて、前記細ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅は、前記環状サイプのタイヤ軸方向の外径よりも小さいのが望ましい。
本発明のタイヤのトレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとが設けられている。ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられている。
このような環状サイプは、前記ショルダーリブの中央部に多方向の応力が作用した場合でも、その歪みを効果的に抑制することができ、ひいてはショルダーリブの偏摩耗を抑制することができる。
本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の展開図である。 図1のA−A線断面図である。 図1のショルダーリブ及びミドル陸部の拡大図が示されている。 図3のB−B線断面図である。 (a)は、平坦な踏面を有するショルダーリブを接地させたときの踏面に作用する接地圧の分布を示すグラフであり、(b)は、本実施形態のショルダーリブを接地させたときの踏面に作用する接地圧の分布を示すグラフである。 図1のクラウンリブの拡大図である。 比較例のタイヤのトレッド部の展開図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本発明の一実施形態を示すタイヤ1のトレッド部2の展開図である。本実施形態のタイヤ1は、例えば、重荷重用の空気入りタイヤとして好適に使用されるが、乗用車用とされても良い。また、本発明は、他の実施形態として、タイヤの内部に加圧された空気が充填されない非空気式タイヤにも用いることができる。
図1に示されるように、トレッド部2には、タイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝3及びクラウン主溝4が設けられている。ショルダー主溝3は、トレッド端Te側に設けられている。クラウン主溝4は、ショルダー主溝3のタイヤ軸方向内側に設けられている。本実施形態のクラウン主溝4は、例えば、タイヤ赤道Cの各側に1本ずつ設けられている。クラウン主溝4は、例えば、タイヤ赤道C上に1本のみ設けられるものでも良い。
トレッド端Teは、空気入りタイヤの場合、正規状態のタイヤ1に正規荷重が負荷されキャンバー角0°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。正規状態とは、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、正規状態で測定された値である。
「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。
「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば "最高空気圧" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "INFLATION PRESSURE" である。
「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、TRAであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY" である。
本実施形態のショルダー主溝3及びクラウン主溝4は、それぞれ、タイヤ周方向に直線状にのびている。ショルダー主溝3及びクラウン主溝4は、例えば、タイヤ周方向にジグザグ状にのびるものでも良い。
ウェット性能と操縦安定性とをバランス良く高めるために、ショルダー主溝3の溝幅W3及びクラウン主溝4の溝幅W4は、重荷重用の空気入りタイヤの場合、例えば、トレッド幅TWの3.0%〜7.0%であるのが望ましい。トレッド幅TWは、前記正規状態におけるトレッド端Te間のタイヤ軸方向の距離である。望ましい態様として、本実施形態では、前記溝幅W3と前記溝幅W4とが互いに等しい。
図2には、図1のA−A線断面図が示されている。図2に示されるように、ショルダー主溝3の溝深さd1及びクラウン主溝4の溝深さd2は、重荷重用の空気入りタイヤの場合、例えば、10〜25mmであるのが望ましい。但し、各主溝3、4は、上述した寸法に限定されるものではない。
トレッド部2には、ショルダー主溝3のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブ5が少なくとも設けられている。本明細書において、「リブ」とは、陸部を完全に横切る横溝が設けられていない態様を意味する。上記横溝は、溝幅が2mm以上のものとして定義される。一方、「サイプ」は、幅が2mm未満の切れ込みを意味する。
また、トレッド部2には、ショルダー主溝3及びクラウン主溝4に区分され、ショルダーリブ5に隣接するミドル陸部6と、一対のクラウン主溝4の間のクラウンリブ7とが設けられている。
トレッド部2は、ベースゴム層8及びキャップゴム層9で構成されている。キャップゴム層9は、例えば、ベースゴム層8のタイヤ半径方向外側に配され、かつ、ベースゴム層8よりも低いゴム硬度を有する。各リブ及び陸部は、例えば、キャップゴム層9に形成されている。ベースゴム層8及びキャップゴム層9を有するトレッド部2は、ベースゴム層8に硬いゴムを採用しつつ、キャップゴム層9に柔らかいゴムを採用でき、高いグリップ力を得ながら転がり抵抗を小さくすることができる。本明細書において、前記「ゴム硬度」は、JIS−K6253に準拠し、23℃の環境下におけるデュロメータータイプAによる硬さである。
図3には、図1のショルダーリブ5及びミドル陸部6の拡大図が示されている。図2に示されるように、本実施形態では、ショルダーリブ5のタイヤ軸方向の幅W1とミドル陸部6のタイヤ軸方向の幅W2との比W1/W2は、例えば、1.0〜1.6とされている。このような比W1/W2を有するタイヤは、優れた操縦安定性及びウェット性能を発揮する。
ショルダーリブ5のタイヤ軸方向の中央部11には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプ10がタイヤ周方向に複数設けられている。
好ましい態様では、少なくとも、環状サイプ10が、ショルダーリブ5の幅方向の中心5cに接するか、これを横切っている。
また、好ましい態様では、環状サイプ10は、例えば、最大幅と最小幅との比が1.5以下の略円形状とされる。本実施形態の環状サイプ10は、前記比が1.0の円形状とされている。
このような環状サイプ10は、ショルダーリブ5の中央部11に多方向の応力が作用した場合でも、その歪みを効果的に抑制することができ、ひいてはショルダーリブ5の偏摩耗を抑制することができる。
とりわけ、本実施形態のタイヤは、ショルダーリブ5及びミドル陸部6の幅が上記関係を有しているため、ショルダーリブ5の偏摩耗を抑制しつつ、優れた操縦安定性及びウェット性能を発揮することができる。
上述の効果をさらに発揮するために、環状サイプ10からショルダーリブ5の端縁までの最短距離L1は、環状サイプ10のタイヤ軸方向の外径W5の好ましくは1.0倍以上、より好ましくは1.2倍以上であり、好ましくは2.0倍以下、より好ましくは1.8倍以下である。
タイヤ周方向で隣り合う環状サイプ10の間の距離L2は、例えば、環状サイプ10の前記外径W5の好ましくは1.0倍以上、より好ましくは2.5倍以上であり、好ましくは5.0倍以下、より好ましくは3.5倍以下である。このような環状サイプ10の配置は、ショルダーリブの剛性低下を抑制しつつ、中央部11の偏摩耗を抑制することができる。
上述の効果をさらに発揮するために、環状サイプ10のタイヤ軸方向の外径W5は、例えば、ショルダーリブ5の幅W1の0.25〜0.35倍であるのが望ましい。
環状サイプ10は、例えば、0.5〜2.0mmのサイプ幅t1を有している。サイプ幅t1は、より好ましくは1.0〜1.5mmである。このような環状サイプ10は、ショルダーリブ5の剛性低下を抑制しつつ、中央部11の偏摩耗をさらに抑制することができる。
図4には、図3のB−B線断面図が示されている。図4に示されるように、環状サイプ10の底は、キャップゴム層9内に位置しているのが望ましい。これにより、前記底を起点としたリブのクラックの発生を抑制することができる。
環状サイプ10の深さd3は、ショルダー主溝3の溝深さd1の0.20倍以上、より好ましくは0.30倍以上であり、好ましくは0.55倍以下、より好ましくは0.45倍以下である。このような環状サイプ10は、底を起点としたクラックの発生を抑制しつつ、中央部の偏摩耗を抑制することができる。
本実施形態では、前記正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、ショルダーリブ5は、タイヤ軸方向の両側の端13を結ぶ直線12に対してタイヤ半径方向外側に滑らかに凸となる踏面を有しているのが望ましい。
図5(a)には、平坦な踏面を有するショルダーリブ5を平面に前記正規荷重で接地させたときの、踏面に作用する接地圧の分布を示すグラフが示されている。図5(b)には、本実施形態のショルダーリブ5を平面に前記正規荷重で接地させたときの、踏面に作用する接地圧の分布を示すグラフが示されている。図5(a)及び(b)において、横軸はショルダーリブ5の踏面の位置Poを表している。横軸上のScは、ショルダーリブ5の中心に該当し、横軸上のSeはショルダーリブ5の端縁に該当する。縦軸は、各部に作用する接地圧Prの大きさを表している。
図5(a)に示されるように、平坦な踏面を有するショルダーリブの場合、端縁に大きな接地圧が作用している。これは、端縁の偏摩耗を招く原因となる。一方、図5(b)に示されるように、タイヤ半径方向外側に滑らかに凸となる踏面を有している本実施形態のショルダーリブ5は、端縁に過度な接地圧が作用しておらず、端縁の偏摩耗を抑制することができる。本実施形態のショルダーリブ5は、上述した環状サイプ10で中央部の偏摩耗を抑制し、かつ、踏面の形状を改善することで端縁の偏摩耗を抑制している。これにより、ショルダーリブ5の全域で偏摩耗が抑制される。
図4に示されるように、上記の効果をさらに高めるために、前記直線12からの踏面の最大突出量t2は、例えば、ショルダーリブ5のタイヤ軸方向の幅W1の0.1%〜0.4%であるのが望ましい。
図3に示されるように、ショルダーリブ5には、さらに、一端が主溝に連なりかつ他端が陸部内で途切れるラグサイプ15が設けられているのが望ましい。ラグサイプ15のタイヤ軸方向の長さL2は、例えば、トレッド幅TW(図1に示す)の0.5%〜1.5%である。このようなラグサイプ15は、ショルダーリブ5の端縁の偏摩耗をさらに抑制することができる。
さらに望ましい態様として、本実施形態のトレッド部2には、ショルダーリブ5のタイヤ軸方向外側に、タイヤ半径方向内側に凹んだ段差を有して細ショルダーリブ20が設けられている。細ショルダーリブ20は、タイヤ周方向に連続してのびるショルダー縦サイプ18を介してショルダーリブ5のタイヤ軸方向外側に隣接している。
図4に示されるように、ショルダーリブ5の端13から細ショルダーリブ20の踏面までのタイヤ半径方向の段差量t3は、重荷重用の空気入りタイヤの場合、例えば、1.5〜3.5mmである。このような細ショルダーリブ20は、ショルダーリブ5の代わりに摩耗し、ひいてはショルダーリブ5の偏摩耗を抑制することができる。なお、本実施形態のタイヤ1は、前記正規状態で前記正規荷重が負荷されキャンバー角0°で平面に接地したとき、細ショルダーリブ20が接地する。即ち、本実施形態では、細ショルダーリブ20のタイヤ軸方向の端縁が、トレッド端Teに該当する。
細ショルダーリブ20は、例えば、平坦な踏面を有しているのが望ましい。このような細ショルダーリブ20は、その踏面全体で接地でき、ひいてはショルダーリブの端縁に作用する接地圧を小さくするのに役立つ。
細ショルダーリブ20のタイヤ軸方向の幅W6は、環状サイプ10のタイヤ軸方向の外径W5(図3に示す)よりも小さいのが望ましい。具体的には、細ショルダーリブ20の前記幅W6は、環状サイプ10の前記外径W5の0.50〜0.70倍である。このような細ショルダーリブ20は、ショルダーリブ5の端縁に作用する接地圧を適度に小さくでき、ひいてはショルダーリブ5の端縁及び中央部を均一に摩耗させることができる。
図3に示されるように、ミドル陸部6には、例えば、陸部を横切る第1ミドルサイプ23と、両端が陸部内で途切れる第2ミドルサイプ24とがタイヤ周方向に交互に設けられている。
第1ミドルサイプ23は、例えば、ジグザグ状に曲がる部分を有している。具体的には、第1ミドルサイプ23は、ショルダー主溝3から斜めにのびる第1部分25と、クラウン主溝4から斜めにのびる第2部分26と、これらの間の第3部分27とを含んでいる。
第1部分25は、例えば、タイヤ軸方向に対して25〜35°の角度θ1で傾斜している。第1部分25は、例えば、ミドル陸部6のタイヤ軸方向の中央部までのびている。
第2部分26は、例えば、第1部分25と同じ向きに傾斜している。望ましい態様として、本実施形態の第2部分26は、タイヤ軸方向に対して第1部分25と同じ角度θ2で傾斜している。第2部分26は、例えば、ミドル陸部6のタイヤ軸方向の中央部までのびている。
第3部分27は、例えば、第1部分25及び第2部分26とは逆向きに傾斜している。第3部分27は、例えば、タイヤ軸方向に対して第1部分25よりも大きい角度θ3で傾斜している。前記角度θ3は、例えば、60〜80°である。
このような第1ミドルサイプ23は、ミドル陸部6の多方向のすべりが抑制され、ひいてはその偏摩耗が抑制される。しかも、このような第1ミドルサイプ23は、サイプ壁同士が接触したとき、ミドル陸部6の見かけの剛性を維持することができ、ひいては優れた操縦安定性を提供し得る。
第2ミドルサイプ24は、例えば、第1ミドルサイプ23の第1部分25又は第2部分26に沿ってのびる一対の外側部28と、一対の外側部28の間に配された内側部29とを含んでいる。
内側部29は、外側部28とは逆向きに傾斜している。内側部29のタイヤ軸方向に対する角度θ4は、第1ミドルサイプ23の第3部分27の前記角度θ3よりも大きいのが望ましい。前記角度θ4は、例えば、75〜85°である。このような内側部29を有する第2ミドルサイプ24は、ミドル陸部6の中央部の偏摩耗を抑制するのに役立つ。
ミドル陸部6には、ショルダーリブ5同様、一端が主溝に連なりかつ他端が陸部内で途切れるラグサイプ15が設けられているのが望ましい。このようなラグサイプ15は、ミドル陸部6の端縁の偏摩耗を抑制するのに役立つ。
図6には、図1のクラウンリブ7の拡大図が示されている。図6に示されるように、クラウンリブ7には、例えば、第1クラウンサイプ31及び第2クラウンサイプ32がタイヤ周方向に交互に設けられている。
第1クラウンサイプ31は、例えば、タイヤ赤道Cの一方側(図6では左側)のクラウン主溝4から斜めにのび、クラウンリブ7内で途切れている。第2クラウンサイプ32は、例えば、タイヤ赤道Cの他方側(図6では右側)のクラウン主溝4から斜めにのび、クラウンリブ7内で途切れている。このような各クラウンサイプ31、32は、クラウンリブ7の剛性を維持しつつ、その偏摩耗を抑制することができる。
第1クラウンサイプ31と第2クラウンサイプ32とは、互いに同じ向きに傾斜してるのが望ましい。本実施形態では、第1クラウンサイプ31と第2クラウンサイプ32とが互いに平行にのびている。クラウンサイプ31、32のタイヤ軸方向に対する角度θ5は、例えば、35〜50°である。このようなクラウンサイプ31、32は、クラウンリブ7の多方向のすべりを抑制することができる。
各クラウンサイプ31、32は、タイヤ赤道Cを横切っているのが望ましい。クラウンサイプ31、32のタイヤ軸方向の長さL3は、例えば、クラウンリブ7の幅W7の0.55〜0.70倍であるのが望ましい。このような各クラウンサイプ31、32は、クラウンリブ7の中央部及び端縁の偏摩耗を抑制するのに役立つ。
クラウンリブ7には、ショルダーリブ5及びミドル陸部6同様、一端が主溝に連なりかつ他端が陸部内で途切れるラグサイプ15が設けられているのが望ましい。このようなラグサイプ15は、クラウンリブ7の偏摩耗をさらに抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
図1の基本パターンを有するサイズ11R22.5の重荷重用の空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作された。比較例として、図7に示されるように、ショルダーリブに環状サイプが設けられず、ジグザグ状のサイプが設けられたタイヤが試作された。
各タイヤとも、表1に示された構成以外は、実質的に同じ仕様である。各タイヤの共通仕様は、以下の通りである。
トレッド幅TW:220mm
各主溝の溝深さ:14.5mm
リム:8.25×22.5
内圧::900kPa
テスト車両:10tトラック、荷台中央に標準積載量の50%の荷物を積載
タイヤ装着位置:全輪
各タイヤについて、耐偏摩耗性能がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。
<耐偏摩耗性能>
各テストタイヤが装着された上記テスト車両で、ショルダーリブの偏摩耗を原因とする振動が発生するまで走行したときの距離が測定された。結果は、比較例を100とする指数であり、数値が大きい程、前記振動が発生するまでの走行距離が大きく、耐偏摩耗性能に優れていることを示す。
テストの結果が表1に示される。
Figure 0006759787
Figure 0006759787
テストの結果、実施例のタイヤは、ショルダーリブの偏摩耗を効果的に抑制していることが確認できた。
2 トレッド部
3 ショルダー主溝
5 ショルダーリブ
10 環状サイプ
11 中央部
Te トレッド端

Claims (7)

  1. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとが少なくとも設けられており、
    前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられており、
    正規リムに装着されかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、
    前記ショルダーリブは、タイヤ軸方向の両側の端を結ぶ直線に対してタイヤ半径方向外側に滑らかに凸となる踏面を有し、
    前記直線からの前記踏面の最大突出量は、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅の0.1%〜0.4%であるタイヤ。
  2. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとが少なくとも設けられており、
    前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられており、
    前記環状サイプの深さは、前記ショルダー主溝の溝深さの0.20〜0.55倍であるタイヤ。
  3. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブとが少なくとも設けられており、
    前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられており、
    前記環状サイプから前記ショルダーリブの端縁までの最短距離は、前記環状サイプのタイヤ軸方向の外径の1.0〜2.0倍であるタイヤ。
  4. トレッド部を有するタイヤであって、
    前記トレッド部には、トレッド端側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側でタイヤ周方向に連続してのびるショルダーリブと、前記ショルダーリブのタイヤ軸方向外側に、タイヤ半径方向内側に凹んだ段差を有して細ショルダーリブとが設けられており、
    前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の中央部には、トレッド平面視において、円環状にのびる環状サイプがタイヤ周方向に複数設けられているタイヤ。
  5. 前記細ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅は、前記環状サイプのタイヤ軸方向の外径よりも小さい請求項4記載のタイヤ。
  6. 前記トレッド部には、前記ショルダー主溝のタイヤ軸方向内側に隣接してミドル陸部が設けられており、
    前記ショルダーリブのタイヤ軸方向の幅W1と前記ミドル陸部のタイヤ軸方向の幅W2との比W1/W2が1.0〜1.6である請求項1乃至5のいずれかに記載のタイヤ。
  7. 前記環状サイプは、0.5〜2.0mmのサイプ幅を有する請求項1乃至6のいずれかに記載のタイヤ。
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