JPH10297224A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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JPH10297224A
JPH10297224A JP9113799A JP11379997A JPH10297224A JP H10297224 A JPH10297224 A JP H10297224A JP 9113799 A JP9113799 A JP 9113799A JP 11379997 A JP11379997 A JP 11379997A JP H10297224 A JPH10297224 A JP H10297224A
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JP
Japan
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tire
line
carcass
intersection
maximum
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JP9113799A
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Akihiro Fujiwara
朗裕 藤原
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた操縦安定性及び乗り心地性を保持して
フラットスポット度合いを低減させた空気入りラジアル
タイヤを提供する。 【解決手段】 微圧充てんタイヤ及びリム組立体の断面
にあらわれるカーカスプライのカーカスラインが、リム
フランジの円弧中心を通りタイヤ軸線と45°の角度で
延びる直線とカーカスラインとの交点Fと、交点Fに立
てた軸線と直交する垂線Vがカーカスラインと交わる交
点Tとを通り、垂線Vと平行なカーカスラインの接線GH
に外接する円弧Rkに関し、接線GHのカーカスライン上
の接点Sと交点Tとの間は円弧Rkと最大離隔距離αでタ
イヤ外側に向け凸に延びる曲線と、垂線の足Zと交点F
との間は円弧Rkと最大離隔距離βでタイヤ内側に延びる
曲線との複合曲線を有し、複合曲線は接点Sと交点Tと
の間に最大の曲率をもち、最大曲率のカーカスラインに
対応するタイヤ外周面に環状溝を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りラジア
ルタイヤ、より詳細には主として舗装路面を走行する乗
用車やトラック及びバスなどの車両に装着するラジアル
タイヤに関し、特に高速走行後に比較的長時間駐停車さ
せたときタイヤの接地面に生じるフラットスポットを有
利に阻止することが可能な空気入りラジアルタイヤに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、ナイロンコードなどの有機繊維コ
─ドを用いたバイアスプライタイヤに生じ勝ちであった
フラットスポット(Flat Spot, 以下F/Sと略す)現
象はラジアルタイヤに殆ど生じないとして、F/Sに関
してそれほど問題として採り上げられることはない。
【0003】しか高速道路などを走行するタイヤはラジ
アルタイヤでも相当な高温度になるのは不可避であり、
この高温度のタイヤをそれ相応の荷重負荷の下で長時間
放置すれば、タイヤ温度の低下に伴い大小にかかわら
ず、時にタイヤの接地域に残留変形が生じ、この残留変
形は可逆的変形ではあるが、再び走行を開始しても直ち
に復元することはなく、もとの正常な形状に復するまで
には、遠心力の作用とタイヤの高温度化とが必要である
から、相当な走行時間を要する。
【0004】この元の形状復元までの間はタイヤ転動時
に変形部分からの変動入力がタイヤを介して車両に振動
として伝達され、いわゆるしF/S現象が生じるのはラ
ジアルタイヤといえども例外ではない。このF/S現象
は、残留変形量がそれほど大きくなくとも、振動に伴う
乗り心地性能の劣化をもたらすに止まらず、特に高速走
行時に操縦安定性をも損なう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】F/Sの度合いはタイ
ヤの縦ばね定数を上げて荷重負荷下の撓み量を減少させ
れば或る程度改善可能ではあるが、縦ばね定数を増加さ
せると、必然的に乗り心地性能が劣化するので得策とは
いえない。
【0006】従ってこの発明の請求項1〜3に記載した
発明は、従来タイヤの乗り心地性能を保持すると共に優
れた操縦安定性を確保した上で、耐F/S性を大幅に改
善した空気入りラジアルタイヤの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の請求項1に記載した発明は、1プライ以
上のラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスと、
カーカスの外周に配置したベルトとを備える空気入りラ
ジアルタイヤにおいて、上記タイヤを適用リムのうちの
標準リムに組付けたタイヤ及びリム組立体に、該タイヤ
の最大負荷能力に対応する最高空気圧の10%に相当す
る空気圧を充てんしたときのタイヤ及びリム組立体の断
面にあらわれるカーカスプライのカーカスラインは、上
記標準リムのフランジの外輪郭円弧の中心を通りタイヤ
回転軸線に対し45°の傾斜角度で延びる直線とカーカ
スラインとの交点Fと、交点Fに立てた上記回転軸線と
直交する垂線Vが交点Fのタイヤ半径方向外側でカーカ
スラインと交わる交点Tとを通り、かつ上記垂線Vと平
行に引いたカーカスラインの接線GHに外接する円弧R
kに関し、接線GHのカーカスライン上の接点Sが、円
弧Rkの中心Oから接線GHへ下ろした垂線の足Zより
タイヤ半径方向外側に位置し、接点Sと交点Tとの間
は、円弧Rkと最大離隔距離αをもってタイヤ外側に向
け凸状に張出して延びる曲線からなり、かつ接点Sと垂
線の足Zとの間は内外遷移領域曲線として垂線の足Zと
交点Fとの間は、円弧Rkと最大離隔距離βをもってタ
イヤ内側にて延びる曲線からなる複合曲線を有し、該複
合曲線は接点Sと交点Tとの間に位置する曲線部分に最
大の曲率をもち、上記最大曲率をもつカーカスラインの
曲線部分に対応するタイヤ外周面位置に環状溝を設けて
成ることを特徴とする。
【0008】ここに、上記適用リム及び標準リムはJA
TMA YEAR BOOK(1997年版)がタイヤ
種別毎に定めるリムを指し、上記最大負荷能力(前者)
及びそれに対応する最高空気圧(後者)とは、同じくJ
ATMA YEAR BOOK(1997年版)に記載
した「空気圧−負荷能力対応表」にて前者は太字で示し
た値を指し、後者はこの値に対応する空気圧を指す。
【0009】またカーカスプライのカーカスラインと
は、カーカスプライの厚み中央を連ねた曲線である。な
お上記タイヤは一対のビード部及び一対のサイドウォー
ル部と、トレッド部とからなり、ビード部に埋設したビ
ードコア相互間にわたりこれら各部を補強する1プライ
以上のラジアルカーカスと、トレッド部を強化するベル
トとを備え、ベルトはタイヤ赤道面を挟むコード交差層
を有するのは慣例に従う。
【0010】請求項1に記載した発明を実施するに際し
ては、請求項2に記載した発明のように、環状溝の幅が
10〜20mmの範囲内にあり、深さが2〜3mmの範
囲内にあること、そして請求項3に記載した発明のよう
に、最大離隔距離α及び最大離隔距離βそれぞれが2〜
15mmの範囲内にあることが適合する。ここに上記環
状溝は実際上連続しているのが望ましいが、製造の都合
上、環状溝内の複数箇所に薄い壁部分を有することを可
とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の一
例を図1に基づき説明する。図1は、空気入りラジアル
タイヤ(以下単にタイヤという)を先に述べた標準リム
に組付けたタイヤ及びリム組立体に該タイヤの前記最大
負荷能力に対応する前記最高空気圧の10%に相当する
空気圧を充てんしたときの上記組立体の要部を線図であ
らわした右半断面図である。
【0012】図1において、符号Eはタイヤ赤道面であ
り、一対のビード部(片側のみ示す)1、一対のサイド
ウォール部2(片側のみ示す)及びトレッド部3は外側
輪郭を示すに止め、この例でのカーカスは1プライとし
てビードコア4の周りを巻上げた折返し部を含めたカー
カスラインCのみを図示した。また標準リム(以下リム
という)Rは外側輪郭の一部を示し、この外側輪郭に
て、リムRのフランジRFは曲率半径rをもつ円弧部分
を有するのは通例に従い、曲率半径rの中心ORFを通り
タイヤ回転軸線(図示省略、以下タイヤ軸線という)と
平行な直線Lに対し45°の傾斜角度で延びる直線Mを
想定する。
【0013】ここに直線MとカーカスラインCとが交わ
る点を交点Fと定め、交点Fに立てたタイヤ軸線と直交
する垂線Vが交点Fよりタイヤ半径方向(以下半径方向
という)外側で直線MとカーカスラインCとが交わる点
を交点Tと定めるとして、これら二つの交点F、Tを通
り、かつ垂線Vと平行に引いたカーカスラインの接線G
Hに外接する、半径Rの円弧Rk(二点鎖線で示す)を
想定する。なお接線GHはカーカスラインCの最外側位
置を通るのは勿論である。
【0014】上記円弧Rkに関し、カーカスラインCは
以下に述べる複合曲線として形成する。すなわち、交点
Fと交点Tとの間にわたり延びるカーカスラインCp
は、まず接線GHのカーカスラインC上の接点Sが円弧
Rkの中心Oから接線GHに下ろした垂線の足Zより半
径方向外側に位置しなければならず、次に接点Sと交点
Tとの間にわたり延びる曲線が、円弧Rkよりタイヤ外
側に位置し、円弧Rkと最大離隔距離αをもってタイヤ
外側に向け凸状に張出すものとする一方、垂線の足Zと
交点Fとの間にわたり延びる曲線が、円弧Rkと最大離
隔距離βをもって円弧Rkよりタイヤ内側に位置するも
のとし、接点Sと垂線の足Zとの間は円弧Rkに対し内
外に出入りする遷移領域の曲線とする3種類の複合曲線
Cpにより形成するものとする。
【0015】最後に、上記複合曲線Cpは接点Sと交点
Tとの間に位置する曲線部分に最大の曲率を有するもの
である。
【0016】この最大曲率をもつカーカスラインCpの
曲線部分に対応するタイヤ外周面位置に環状溝7を設け
る。環状溝7はバットレス部乃至サイドウォール部のゴ
ム部分に配置するのは勿論である。
【0017】以上述べたカーカスラインCp部分と環状
溝7とは互いに連携して以下に述べる作用効果を発揮す
る。まず、 (1)F/S発生度合いは図2に線図として示すよう
に、荷重負荷直下におけるタイヤ変形量とほぼ比例関係
にあること(タイヤの縦ばね定数が重要なファクタであ
ること)。 (2)ばね定数kのばねと粘性係数ηのダッシュポット
との並列結合で知られるフォークトモデル(一般化フォ
ークトモデル)を利用して、モデルタイヤを用いF/S
模擬テストを実施し、負荷荷重のオンーオフとモデルタ
イヤの変形量(圧縮歪)とを経過時間で整理したとこ
ろ、図3に示すような粘弾性体特有の性質をもつ線図が
得られた。このことはとりもなおさずタイヤ変形量と、
荷重負荷のオンーオフとを経過時間で整理したことに他
ならない。負荷荷重を取り除いた時点のタイヤ変形量
(a)から時間の経過と共にタイヤ変形量は減少カーブ
を描き、所定時間経過後にも依然として残留変形量
(b)が検出され、変形は完全に復元しないこと。
【0018】(3)残留変形量を種々変えたF/S模擬
テストをF/S度合いと残留変形量(b)との関係を整
理した結果をプロットしたグラフを図4に示すように、
これらのプロットは或る勾配をもつ傾斜直線で近似する
ことができること。
【0019】(4)以上のフォークトモデルに基づく実
験結果(1)〜(3)項から、F/S度合いは荷重負荷
時のタイヤ回転軸撓み量と残留変形量(b)とに依存
し、換言すればタイヤの縦ばね定数と変形回復量とが支
配的要素であり、この要素で整理することができるこ
と。
【0020】(5)変形回復量を決定ずける要因を特定
するため、加硫ゴムサンプルの引張歪を種々に変え、負
荷荷重を取り除いてから1分を経過した後の残留変形量
を測定する実験を行い確かめたところ、図5に示すグラ
フを得ることができ、図5によればゴムに生じる引張歪
の大小と残留変形量の大小との間には、リニヤではない
にしろ特定の正相関が存在すること。
【0021】(6)実際のタイヤに荷重を負荷させたと
き、歪が発生するタイヤのサイドウォール部〜バットレ
ス部に環状溝を設けると、歪が大きい部位ほど環状溝で
の歪が大幅に低下するため、環状溝で変形回復量が大幅
に増加し、その分残留変形量が著しく小さくなり、その
結果F/S発生度合いも大幅に減少すること。このこと
を図6、7に示す。
【0022】(7)図6は通常のタイヤ及びリム組立体
の右半断面図であり、環状溝g1、g2、g3は便宜上
一緒に図示したが、実際は一種類のタイヤに1個の環状
溝を有する三種類のタイヤを準備し、その他に環状溝を
設けない従来タイヤNgも合わせ準備し、環状溝g1は
バットレス部に、環状溝g2はサイドウォール部の歪集
中部(斜線で示す)に、環状溝g3はビード部にそれぞ
れ設けたタイヤでF/S度合いを調べ、その結果を図7
に、タイヤNgを100とする指数をカッコ内に示して
それぞれ残留変形量に対応する位置にプロットした図を
示し、指数値は小なるほど良いとし、図6、7から歪が
最も集中する部位に環状溝g2を設けたタイヤのF/S
度合い(指数85)が最も小さく、この部位よりは歪が
より小さな領域に属するバットレス部の環状溝g1は環
状溝g2に次いで小さな指数92を示し、歪が最も小さ
なビード部領域に環状溝g3を設けても従来タイヤNg
と同じく効果が現れないこと。なお図6ではカーカスプ
ライに符号5を付した。
【0023】以上述べた第(1)〜第(7)項から明ら
かなように、カーカスラインCpのうち最大曲率をもつ
曲線部分に対応するタイヤ外周面に環状溝7を設けるこ
とにより、タイヤ及びリム組立体に最高空気圧を充てん
するとカーカスラインCpは円弧Rkに近づく変形、い
わゆる自然平衡形状に近づく形状変化をなすが、そのと
き以下に詳述するように最大曲率をもつ曲線部分にはよ
り小さな張力が作用する結果、最大曲率をもつ曲線部分
に対応するタイヤ外周面には最大の歪が作用するとこ
ろ、より大きな歪作用部位に設けることでF/S度合い
低減に威力を発揮する環状溝7をこの部位に配置するこ
とによりF/S度合いは著しく減少する。
【0024】その一方、単に歪集中部位に環状溝7を配
置すると、タイヤの縦ばね定数が低下し操縦安定性を損
ねるばかりかF/S度合いを増すデメリットが生じると
ころ、縦ばね定数に対し感度が高く、それ故操縦安定性
の良否に著しく関与するビード部1では、垂線の足Zと
交点Fとの間で円弧Rkと最大離隔距離βをもってタイ
ヤ内側に延びる曲線をもつカーカスラインCp部分に最
高空気圧充てん時に大きな張力が作用するので縦ばね定
数が著しく高まる結果、操縦安定性を優位に保持するこ
とが可能となる。このことは反面で最大曲率をもつ曲線
部分の張力を減少させることに繋がり、よって上記の環
状溝7を設ける意義と効果が生じる。
【0025】ここに、タイヤ全体としての縦ばね定数は
上述したように適度な値に保持し得る一方、最大曲率を
もつ曲線部分のカーカスラインCp部分をトレッド部3
に近い位置に設定することで優れた乗り心地性を発揮す
ることができる。つまり特異なカーカスラインCpと環
状溝7との連携動作の下でF/S度合いを低減すると同
時に優れた操縦安定性及び乗り心地性を発揮させること
が可能となる。
【0026】さて実際上の環状溝7は、幅が10〜20
mmの範囲内にあり、深さが2〜3mmの範囲内にある
のが上記効果を得る上で適合する。この数値範囲に定め
たのはF/Sに関する実験に基づくものであり、幅の実
験結果を図8に示し、深さの実験結果を図9に示す。な
お深さの上限を3mmとしたのは、3mmを超えるとゴ
ムゲージが厚くなり過ぎて他の不具合が生じるからであ
る。また最大離隔距離α、βは共に2〜15mmの範囲
内にあるのが上記効果発揮に寄与する。
【0027】
【実施例】乗用車用ラジアルプライタイヤで、サイズが
235/60ZR16であり、図1に従い、カーカスは
2プライのラジアル配列ポリエステルコードのゴム被覆
になり、2プライ共にビードコアを巻上げた折返し部を
有し、よってカーカスラインC(Cp)は2プライの厚
み中央を連ねた曲線になる。なお上記サイズの最高空気
圧は2.4kgf/cm2 であるから、この場合の図1に示す
タイヤ及びリム組立体は0.24kgf/cm2 の微圧充てん
時の断面図である。ベルトは図1にて図示を省略した2
層のスチールコード交差層と1層のナイロンコードの螺
旋巻回層とからなる。
【0028】接線GHのカーカスラインCp上の接点S
と円弧Rkの中心Oから接線GHへ下ろした垂線の足Z
との間の距離は16mmであり、カーカスラインCpの
円弧Rkとの最大離隔距離αは6mm、最大離隔距離β
は4mmである。環状溝7の幅は10.0mm、深さは
2.0mmとした。
【0029】上記実施例に対し、従来例として図6に示
す自然平衡形状のカーカスラインをもち環状溝を備えて
いない他は実施例に合わせたタイヤを、比較例1として
図1のカーカスラインCpをもつが環状溝を備えていな
い他は実施例に合わせたタイヤを、比較例2として図6
に示す自然平衡形状のカーカスラインと環状溝g1とを
備える他は実施例に合わせたタイヤをそれぞれ準備し、
これら4種のタイヤを供試タイヤとして以下の比較評価
試験を実施した。
【0030】(1)縦ばね定数;各供試タイヤを適用リ
ムのうち標準リム7JJ−16に組付け、内圧2・2kg
f/cm2 を充てんし、静荷重試験機により荷重−撓み曲線
を求め、これより縦ばね定数を算出し、従来例を100
とする指数にてあらわした。値は100に近いほど良
い。
【0031】(2)F/S特性;各供試タイヤを適用リ
ムのうち標準リム7JJ−16に組付け、内圧2・2kg
f/cm2 を充てんし、負荷荷重600kgの下でドラムに
押し当て、ドラムの表面速度150km/hで24分間走行
させ、走行終了後直ちにユニフォーミティ試験機に取付
け、負荷荷重600kgの条件にてRFV(ラジアルフ
ォースバリエーション)を測定した。
【0032】RFV測定終了後直ちにユニフォーミティ
試験機から取外して、平板上にて負荷荷重600kgの
下で1時間押し当て、その後直ちに再びユニフォーミテ
ィ試験機に取付け上記荷重下でRFVを測定した。後者
のRFV値から前者のRFV値を差し引いた値をF/S
量とし、従来例のF/S量を100とする指数にてあら
わした。値は小なるほど良い。
【0033】(3)操縦安定性及び乗り心地性;上記リ
ム及び内圧にて実車に装着し、熟練したドライバにより
テストコースを走行し、フィーリングにて評価し、評価
結果は、従来例を○(優れている)とし、○±は同一レ
ベル、○+ はより優れている、△はやや劣るが実用上問
題が生じるほどではない、とした。試験結果(1)〜
(3)を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】表1から明らかなように、単にカーカスラ
インを変えた比較例1は従来例対比縦ばね定数が高ま
り、その結果操縦安定性は向上したもののF/S量と乗
り心地性との双方が劣化し、一方比較例2は環状溝g1
の効果で縦ばね定数が低下した結果、F/S量と乗り心
地性との双方は改善されたが操縦安定性は実用上問題は
少ないといっても劣化しているのは事実であり、このこ
とは特に高性能タイヤの場合は時に支障をきたし、比較
例1、2共に実用性に難があることは否めない。これに
対し実施例は、縦ばね定数は従来例並を保持し、その結
果操縦安定性及び乗り心地性も従来例と変わらず、F/
S量が大幅に低減していることが分かる。
【0036】
【発明の効果】この発明の請求項1〜3に記載した発明
によれば、操縦安定性及び乗り心地性の双方ともに従来
と変わらぬ優位性を保持した上で、F/S発生度合いを
大幅に低減させることが可能な空気入りラジアルタイヤ
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の一例を示すタイヤ及び
リム組立体の右半断面図である。
【図2】F/S発生度合いとタイヤ変形量との関係を示
す線図である。
【図3】フォークトモデルによるF/S模擬テスト結果
の線図である。
【図4】F/S度合いと残留変形量との関係を示すグラ
フである。
【図5】1分後の残留変形量と圧縮歪との関係を示す線
図である。
【図6】従来のカーカスラインをもつタイヤに各種環状
溝を設けたタイヤ及びリム組立体の右半断面図である。
【図7】図6に示す各種環状溝毎のF/S度合いと残留
変形量との関係を示すプロット図である。
【図8】F/S度合いと環状溝幅との関係を示す線図で
ある。
【図9】F/S度合いと環状溝深さとの関係を示す線図
である。
【符号の説明】
1 ビード部 2 サイドウォール部 3 トレッド部 4 ビードコア 5 カーカス 7 環状溝 E タイヤ赤道面 C カーカスライン Cp カーカスライン部分 R 標準リム RF 標準リムのフランジ ORF フランジ外輪郭円弧の中心 L 中心ORFを通るタイヤ回転軸線と平行な直線 M 直線Lと45°の角度をなす中心ORFを通る直線 F 直線MとカーカスラインCとの交点 V 交点Fを通り直線Lと直交する垂線 T 垂線VとカーカスラインCとの交点 GH タイヤ回転軸線と直交するカーカスラインCpの
接線 S 接線GHとカーカスラインCpとの接点 Rk 交点F、Tを通り接線GHと外接する円弧 α、β カーカスラインと円弧Rkとの間の最大離隔距
離 Z 円弧Rkの中心Oから接線GHに下ろした垂線の足

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1プライ以上のラジアル配列コードのゴ
    ム被覆になるカーカスと、カーカスの外周に配置したベ
    ルトとを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、 上記タイヤを適用リムのうちの標準リムに組付けたタイ
    ヤ及びリム組立体に、該タイヤの最大負荷能力に対応す
    る最高空気圧の10%に相当する空気圧を充てんしたと
    きのタイヤ及びリム組立体の断面にあらわれるカーカス
    プライのカーカスラインは、 上記標準リムのフランジの外輪郭円弧の中心を通りタイ
    ヤ回転軸線に対し45°の傾斜角度で延びる直線とカー
    カスラインとの交点(F)と、交点(F)に立てた上記
    回転軸線と直交する垂線(V)が交点(F)のタイヤ半
    径方向外側でカーカスラインと交わる交点(T)とを通
    り、かつ上記垂線(V)と平行に引いたカーカスライン
    の接線(GH)に外接する円弧(Rk)に関し、 接線(GH)のカーカスライン上の接点(S)が、円弧
    (Rk)の中心(O)から接線(GH)へ下ろした垂線
    の足(Z)よりタイヤ半径方向外側に位置し、 接点(S)と交点(T)との間は、円弧(Rk)と最大
    離隔距離(α)をもってタイヤ外側に向け凸状に張出し
    て延びる曲線からなり、かつ接点(S)と垂線の足
    (Z)との間は内外遷移領域曲線として垂線の足(Z)
    と交点(F)との間は、円弧(Rk)と最大離隔距離
    (β)をもってタイヤ内側にて延びる曲線からなる複合
    曲線を有し、 該複合曲線は接点(S)と交点(T)との間に位置する
    曲線部分に最大の曲率をもち、 上記最大曲率をもつカーカスラインの曲線部分に対応す
    るタイヤ外周面位置に環状溝を設けて成ることを特徴と
    する空気入りラジアルタイヤ。
  2. 【請求項2】 環状溝の幅が10〜20mmの範囲内に
    あり、深さが2〜3mmの範囲内にある請求項1に記載
    したタイヤ。
  3. 【請求項3】 最大離隔距離(α)及び最大離隔距離
    (β)それぞれが2〜15mmの範囲内にある請求項1
    又は2に記載したタイヤ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014223839A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ

Cited By (1)

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JP2014223839A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ

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