JPH058607A - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

重荷重用ラジアルタイヤ

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JPH058607A
JPH058607A JP3186877A JP18687791A JPH058607A JP H058607 A JPH058607 A JP H058607A JP 3186877 A JP3186877 A JP 3186877A JP 18687791 A JP18687791 A JP 18687791A JP H058607 A JPH058607 A JP H058607A
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型建設車両等に装着されるタイヤ11のベル
トプライ34端セパレーションを防止しながら、タイヤ11
の耐摩耗性能等を向上させる。 【構成】 最大幅のベルトプライ34eによって内側のベ
ルトプライ34をカバーすることにより、潰れに基づくゴ
ムの流れを遮断し、内側のベルトプライ34の幅をトレッ
ド幅程度まで広げることを可能とする。そして、最大幅
ベルトプライ34eの幅方向外端38を所定の範囲に収める
ことにより、前記ゴム流れに基づく引張力をサイドウォ
ール部14の撓み変形時に生じる圧縮力によって相殺し、
プライ34端に作用する力の絶対値を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ベルト層を少なくと
も4枚のベルトプライから構成した重荷重用ラジアルタ
イヤに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ラジアルタイヤ(ダンプ、ロー
ダー、スクレーパー等の大型建設車両に装着される重荷
重用ラジアルタイヤを含む)のベルト層は、トレッド部
全体を均一でかつ高い剛性に保持して耐摩耗性能、牽引
性能等を向上させるために、トレッド幅のほぼ全幅に亘
って配置することが好ましい。
【0003】しかしながら、重荷重用ラジアルタイヤに
あっては、前述のようにベルト層をトレッド幅のほぼ全
幅に亘って配置すると、ベルト層を構成するベルトプラ
イの幅方向外端にセパレーションが発生してしまうので
ある。このようなセパレーションを確実に防止するに
は、ベルト層を構成する各ベルトプライの幅方向外端
を、タイヤ赤道面からトレッド半幅のほぼ 3/4だけ幅方
向外側に離れた点より幅方向内側に位置させればよいこ
とは知られているが、このようにすると、トレッド剛性
が低下して耐摩耗性能、牽引性能、耐カット性能等が著
しく低下してしまうのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の重荷
重用ラジアルタイヤにあっては、妥協案として各ベルト
プライの幅方向外端を、トレッド端と、前記 3/4だけ離
れた点との間に配置しているが、このようにすると、長
時間走行した場合にやはりベルトプライの幅方向外端に
セパレーションが発生し、また、耐摩耗性能、牽引性
能、耐カット性能等に関しても十分なものとはいえない
という問題点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明者は、
ベルト層をトレッド幅のほぼ全幅に亘って配置したと
き、どのような理由によってベルトプライの幅方向外端
にセパレーションが生じるのかを探求した。その結果、
従来においては、このようなセパレーションは、隣接す
るベルトプライ内に埋設されている逆方向に傾斜したコ
ードが接地によって傾斜角が変化(パンタグラフ効果)
し、これにより、隣接するベルトプライ間に大きな剪断
歪が発生してセパレーションが生じると考えられていた
が、重荷重用ラジアルタイヤ(特に過荷重時、ローリン
グ時での重荷重用ラジアルタイヤ)においては、そうで
はなく、トレッドゴム、特にトレッド端近傍におけるト
レッドゴムが重荷重により潰れることで幅方向外側に向
かって流れ、これにより、ベルトプライの幅方向外端に
大きな引張力が作用して亀裂が発生し、この亀裂が時間
の経過とともにセパレーションに進展することを見い出
した。そして、このようなことから、前述のセパレーシ
ョンは、ベルトプライの幅方向外端とトレッド表面との
間に厚いゴムが存在する(当該ベルトプライの幅方向外
端が外側に位置するベルトプライによって覆われていな
い)場合、特に最大幅のベルトプライの幅方向外端に生
じること、および、この最大幅ベルトプライより半径方
向内側のベルトプライについては、該最大幅ベルトプラ
イによって前述した大きなゴム流れが遮断されるため、
幅方向外端には小さな引張力しか作用しない(隣接する
ベルトプライとの間に位置する薄いゴムの流れによって
小さな引張力が発生)こと、が理解される。
【0006】そこで、本発明者は、最大幅ベルトプライ
の幅をトレッド幅より広くすれば、この最大幅ベルトプ
ライより半径方向内側のベルトプライの幅をほぼトレッ
ド幅まで拡大することも可能であると考えたが、このよ
うにすると該最大幅ベルトプライの幅方向外端に前述の
ような理由によってセパレーションが発生してしまうた
め、このセパレーションの発生を防止できないものか
と、さらに研究を重ねた。その結果、トレッド端よりビ
ード部側のサイドウォール部の上端部に、該サイドウォ
ール部の上端部の接地時における外側への撓み変形によ
って、カーカス層より半径方向外側のゴムに圧縮力が作
用すること、そして、この圧縮力は前記最大幅ベルトプ
ライの幅方向外端に作用するゴム流れに基づく引張力に
対して逆方向であることを見い出した。そこで、本発明
者はさらに研究を重ね、最大幅ベルトプライの幅方向外
端を所定の領域に位置させれば、幅方向外端に作用する
引張力と圧縮力とが互いに相殺され、セパレーションが
防止できることを知見したのである。
【0007】この発明は、前述の知見に基づきなされた
もので、子午線方向に延びるスチールコードが埋設され
た少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカス層
と、カーカス層の半径方向外側に配置され、スチールコ
ードが埋設された少なくとも4枚のベルトプライからな
るベルト層と、ベルト層の半径方向外側に配置されたト
レッドと、を備えた重荷重用空気入りタイヤにおいて、
最大幅のベルトプライの半幅をWとし、トレッド端から
カーカス層に下ろした法線Lと最大幅ベルトプライとの
交点をCとしたとき、前記最大幅ベルトプライをベルト
層の厚さ方向中央より半径方向外側に配置するととも
に、該最大幅ベルトプライの幅方向外端を交点Cから前
記半幅Wの0.06倍だけビード部側に離れた点Dと0.15倍
だけビード部側に離れた点Eとの間に位置させるように
した重荷重用ラジアルタイヤである。
【0008】
【作用】この発明では、最大幅ベルトプライをベルト層
の厚さ方向中央より半径方向外側に配置するとともに、
該最大幅ベルトプライの幅方向外端をトレッド端よりビ
ード部側の点Dと点Eとの間に位置させている。ここ
で、該最大幅ベルトプライより半径方向内側のベルトプ
ライは、該最大幅ベルトプライによって接地時における
大きなゴム流れが遮断されるため、その幅方向外端に作
用する引張力は小さくセパレーションが発生するおそれ
はない。このため、これら内側のベルトプライの幅をト
レッド幅とほぼ同一幅まで、必要に応じて最大幅ベルト
プライの幅より若干狭い程度まで広げることができ、こ
の結果、トレッド部全体が均一でかつ高い剛性となり、
耐摩耗性能、牽引性能、耐カット性能等が向上する。こ
こで、最大幅ベルトプライをベルト層の厚さ方向中央よ
り半径方向内側に配置した場合には、前述した内側のベ
ルトプライの枚数が少なくなって前記効果が殆どなくな
ってしまうとともに、最大幅ベルトプライがカーカス層
に接近して前述した圧縮力が小さくなり相殺効果が殆ど
なくなってしまうため、最大幅ベルトプライはベルト層
の厚さ方向中央より半径方向外側に配置しなければなら
ない。また、前述のように最大幅ベルトプライの幅方向
外端をトレッド端よりビード部側の点Dと点Eとの間に
位置させると、該最大幅ベルトプライの幅方向外端にゴ
ムの流れに基づく大きな引張力が作用してセパレーショ
ンが発生するとも考えられるが、前述のようにこの最大
幅ベルトプライの幅方向外端にはサイドウォール部の外
側への撓み変形に基づく圧縮力(前記引張力に対して逆
方向である)が作用するため、これら引張力と圧縮力と
が互いに相殺し合ってセパレーションの発生が防止され
るのである。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1において、11は重荷重用ラジアルタイヤ
であり、このようなタイヤ11はダンプ、ローダー、スク
レーパー等の大型建設車両に装着される。前記タイヤ11
はビード12が埋設された一対のビード部13と、これらビ
ード部13からほぼ半径方向外側に向かって延びる一対の
サイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半
径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部15とを有
し、一方のビード部13から他方のビード部まで延びるト
ロイダル状をしたカーカス層18によって補強されてい
る。ここで、このカーカス層18はその幅方向両端部がビ
ード12の回りに軸方向内側から軸方向外側に折り返され
ている。また、前記カーカス層18は少なくとも1枚(こ
こでは1枚)のカーカスプライ20から構成され、該カー
カスプライ20内には子午線方向(ラジアル方向)に延び
る多数本のスチールコードが埋設されている。カーカス
層18の半径方向外側には少なくとも4枚(ここでは6
枚)のベルトプライ34(半径方向内側から外側に向かっ
て第1、第2、第3、第4、第5、第6ベルトプライ34
a、34b、34c、34d、34e、34fとする)からなるベ
ルト層35が配置され、これらベルトプライ34内にはタイ
ヤ赤道面36に対して15度から25度の角度で交差する多数
本のスチールコードが埋設されている。ここで、これら
ベルトプライ34のうち、最内側から4枚目までの第1、
第2、第3、第4ベルトプライ34a、34b、34c、34d
内には最終伸びが 2〜 3.5%であるスチールコードが埋
設されている。一方、これらベルトプライ34のうち、最
外側に位置する第6ベルトプライ34fおよび最外側から
2枚目の第5ベルトプライ34e内には最終伸びが 4〜 8
%と大きい高伸張性のスチールコードが埋設され、これ
により、タイヤ11の耐カット性が向上されている。な
お、43はベルト層35の幅方向両端部とカーカス層18との
間に介装されたクッションゴムである。また、これらベ
ルト層35の半径方向外側にはゴムからなり、多数の溝44
が形成されたトレッド45が配置されている。
【0010】そして、このようなタイヤ11が装着された
建設車両を走行させると、トレッド端40(トレッド部15
の外表面とサイドウォール部14の外表面との交点)近傍
におけるトレッド45が重荷重により潰れて幅方向外側に
向かって流れ、これにより、幅が最大であるベルトプラ
イ34(この実施例では後述するように第5ベルトプライ
34e)の幅方向外端38に大きな引張力が作用してセパレ
ーションが発生すると考えられる。このため、この実施
例では、最大幅ベルトプライ34eの幅方向外端38を、点
Dと点Eとの間に位置させている。このように最大幅ベ
ルトプライ34eの幅方向外端38を点Dよりビード部13側
に位置させると、この最大幅ベルトプライ34eの幅方向
外端38にはサイドウォール部14の外側への撓み変形に基
づく圧縮力(前記引張力に対して逆方向である)が作用
するため、これら引張力と圧縮力とが互いに相殺し合っ
てセパレーションの発生が防止されるのである。なお、
最大幅ベルトプライ34eの幅方向外端38が点Dよりタイ
ヤ赤道面36側に位置していると、前述した圧縮力の値が
小さすぎて相殺が十分に行われずセパレーションが生じ
てしまうため、前述のように幅方向外端38を点Dよりビ
ード部13側に位置させている。なお、この最大幅ベルト
プライ34eの幅方向外端38が点Eよりビード部13側に位
置していると、前述したサイドウォール部14の撓み変形
に基づく圧縮力が大幅に減少して相殺が十分に行われな
くなるとともに、荷重によってサイドウォール部14内に
生じる半径方向の圧縮力が幅方向外端38に作用して亀裂
が発生し、セパレーションへと進展するおそれがあるた
め、幅方向外端38を点Eよりタイヤ赤道面36側に位置さ
せている。ここで、トレッド端40から前記カーカス層18
に下した法線をLとし、この法線Lと前記最大幅ベルト
34eとの交点をCとし、最大幅ベルトプライ34eの半幅
(最大幅ベルトプライ34eの形状に沿って測定した値)
をWとしたとき、前記点Dは交点Cから最大幅ベルトプ
ライ34eの形状に沿って半幅Wの0.06倍だけビード部13
側に離れた点であり、点Eは交点Cから最大幅ベルトプ
ライ34eの形状に沿って半幅Wの0.15倍だけビード部13
側に離れた点である。
【0011】そして、この実施例では、前記最大幅ベル
トプライ34eを、ベルト層35の厚さ方向中央より半径方
向外側に配置、例えばベルトプライ34がこの実施例のよ
うに6枚のときには最外側から3枚のうちに、また、ベ
ルトプライ34が5枚のときには最外側から2枚のうちに
配置(ここでは最内側から5枚目の第5ベルトプライ
と)している。このように最大幅ベルトプライ34eをベ
ルト層35の厚さ方向中央より半径方向外側に配置する
と、該最大幅ベルトプライ34eより半径方向内側のベル
トプライ、ここでは4枚の第1、第2、第3、第4ベル
トプライ34a、34b、34c、34dは、該最大幅ベルトプ
ライ34eによって外側から覆われ、前述した潰れによる
大きなゴム流れから遮断される。このため、この最大幅
ベルトプライ34eより半径方向内側の4枚のベルトプラ
イ34の幅方向外端38には小さな引張力しか作用せず(隣
接するベルトプライ34との間に薄いゴムが存在するた
め、このゴムの潰れによって小さなゴム流れが生じ、幅
方向外端38に小さな引張力が発生する)、セパレーショ
ン発生のおそれはない。このため、最大幅ベルトプライ
34eより半径方向内側の4枚のベルトプライ34を、幅方
向外端38にセパレーションを発生させることなく、その
幅をトレッド45の幅とほぼ同一幅まで広げることがで
き、この結果、トレッド部15全体が均一でかつ高い剛性
となり、耐摩耗性能、牽引性能、耐カット性能等が向上
する。なお、前記最大幅ベルトプライ34eをベルト層35
の厚さ方向中央より半径方向内側に配置した場合には、
最大幅ベルトプライ34eより半径方向内側のベルトプラ
イ34の枚数が少なくなって前記効果が殆どなくなってし
まうとともに、最大幅ベルトプライ34eがカーカス層18
に接近して前述した圧縮力が小さくなり相殺効果が殆ど
なくなってしまうため、最大幅ベルトプライ34eをベル
ト層35の厚さ方向中央より半径方向外側に配置してい
る。また、前記最大幅ベルトプライ34eより内側のベル
トプライ34の幅は、必要に応じて最大幅ベルトプライ34
eの幅より若干狭い程度まで広げることも可能である。
さらに、前記最大幅ベルトプライは通常のスチールコー
ドが埋設された第4ベルトプライ34dであってもよく、
また、第6ベルトプライ34fであってもよい。
【0012】また、この最大幅ベルトプライ34eより半
径方向外側に位置する第6ベルトプライ34fの幅方向外
端38にもゴム流れによって引張力が発生すると考えられ
るが、この実施例では、この第6ベルトプライ34fの幅
方向外端38を、タイヤ赤道面36からトレッド半幅Tの 3
/4だけ幅方向外側に離れた点Fより幅方向内側に配置し
ているため、前記ゴム流れの影響は殆どなくセパレーシ
ョンが発生するおそれはない。なお、最大幅ベルトプラ
イ34eより半径方向外側に配置されているベルトプラ
イ、この実施例では第6ベルトプライ34fは、必要に応
じてその幅を広くすることもできるが、その場合には、
その幅方向外端38を前述した点Dと点Eとの間に配置し
なければならない。
【0013】次に、第1試験例を説明する。この試験に
当たっては、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交点C
から前記半幅Wの0.029倍だけタイヤ赤道面側に離れた
従来タイヤ1と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.024倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ1と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.053倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ2と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.064倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ1と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.095倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ2と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.147倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ3と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.159倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ3と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.179倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ4と、を準備した。ここで、各タイヤのサイ
ズはORR 45/65R45 L5 であり、その構造は図1に
示すとおりである。また、これら各タイヤのベルトプラ
イの半幅の実際値は以下の表1に記載されており、第
1、第2、第3、第4、第5、第6ベルトプライ内に埋
設されているスチールコードは、それぞれタイヤ赤道面
に対して右上がり24度、左上がり24度、右上がり24度、
左上がり24度、左上がり24度、右上がり24度である。さ
らに、これら各タイヤにおいて、タイヤ赤道面から点C
までのベルトプライに沿っての長さは 412mmであり、タ
イヤ赤道面から前記点Fまでの距離は 378.8mmである。
【表1】 次に、このようなタイヤに5.25 kgf/cm2の内圧を充填し
た後、バケット容量が10.3m3のローダーに装着し、積み
込みと短距離運搬(運搬片道が約150mで平均時速は約 9
km)とを繰り返し行って最大幅ベルトプライの幅方向外
端にセパレーションが発生するまでの寿命(エンジンア
ワー)を調べた。ここで、一般に、前記サイズのローダ
ー用タイヤにあっては、4000時間以上の寿命が要求され
ているが、前記表1に示すように、最大幅ベルトプライ
の幅方向外端が前記点Dと点Eとの間から外れている従
来タイヤ1および比較タイヤ1、2、3、4ではこの40
00時間を超えることができなかったが、最大幅ベルトプ
ライの幅方向外端が前記点Dと点Eとの間に配置されて
いる供試タイヤ1、2、3ではこの4000時間を超えるこ
とができた。
【0014】次に、第2試験例を説明する。この試験に
当たっては、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交点C
から前記半幅Wの0.028倍だけタイヤ赤道面側に離れた
従来タイヤ2と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.032倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ5と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.053倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ6と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.072倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ4と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.113倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ5と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.143倍だけビード部側に離れた
供試タイヤ6と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.163倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ7と、最大幅ベルトプライの幅方向外端が交
点Cから前記半幅Wの0.189倍だけビード部側に離れた
比較タイヤ8と、を準備した。ここで、各タイヤのサイ
ズはOR 18.00R33 E4 であり、その構成は図2に示
すように、スチールコードが埋設された2枚のベルトプ
ライ34およびその外側に高伸張性スチールコードが埋設
された2枚のベルトプライ34、合計4枚のベルトプライ
34を重ね合わせてベルト層35を構成するとともに、最外
側のベルトプライ34(第4ベルトプライ)を最大幅ベル
トプライとしている。また、これら各タイヤのベルトプ
ライの半幅の実際値は以下の表2に記載されており、第
1、第2、第3、第4ベルトプライ内に埋設されている
スチールコードは、それぞれタイヤ赤道面に対して右上
がり21度、左上がり21度、左上がり21度、右上がり21度
である。さらに、これら各タイヤにおいて、タイヤ赤道
面から点Cまでのベルトプライに沿っての長さは 180mm
であり、タイヤ赤道面から前記点Fまでの距離は162.8m
mである。
【表2】 次に、このようなタイヤに7kgf/cm2の内圧を充填した
後、積載荷重32トンのダンプトラックに装着し、平均時
速約14kmで鉱山の非舗装路を走行させて最大幅ベルトプ
ライの幅方向外端にセパレーションが発生するまでの寿
命(エンジンアワー)を調べた。ここで、一般に、前記
サイズの大型建設車両用タイヤにあっては、3000時間以
上の寿命が要求されているが、前記表2に示すように、
最大幅ベルトプライの幅方向外端が前記点Dと点Eとの
間から外れている従来タイヤ2および比較タイヤ5、
6、7、8ではこの3000時間を超えることができなかっ
たが、最大幅ベルトプライの幅方向外端が前記点Dと点
Eとの間に配置されている供試タイヤ4、5、6ではこ
の3000時間を超えることができた。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ベルトプライ端のセパレーションを効果的に阻止し
ながら、タイヤの耐摩耗性能、牽引性能、耐カット性能
等を十分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すその子午線断面図で
ある。
【図2】試験に用いた重荷重用タイヤを示す子午線断面
図である。
【符号の説明】
11 重荷重用ラジアルタイヤ 13 ビード部 18 カーカス層 20 カーカスプライ 34 ベルトプライ 34e 最大幅ベルトプライ 35 ベルト層 38 幅方向外端 40 トレッド端 45 トレッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】子午線方向に延びるスチールコードが埋設
    された少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカ
    ス層と、カーカス層の半径方向外側に配置され、スチー
    ルコードが埋設された少なくとも4枚のベルトプライか
    らなるベルト層と、ベルト層の半径方向外側に配置され
    たトレッドと、を備えた重荷重用空気入りタイヤにおい
    て、最大幅のベルトプライの半幅をWとし、トレッド端
    からカーカス層に下ろした法線Lと最大幅ベルトプライ
    との交点をCとしたとき、前記最大幅ベルトプライをベ
    ルト層の厚さ方向中央より半径方向外側に配置するとと
    もに、該最大幅ベルトプライの幅方向外端を交点Cから
    前記半幅Wの0.06倍だけビード部側に離れた点Dと0.15
    倍だけビード部側に離れた点Eとの間に位置させるよう
    にしたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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