JPS58170602A - ラジアルタイヤ - Google Patents

ラジアルタイヤ

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JPS58170602A
JPS58170602A JP57052717A JP5271782A JPS58170602A JP S58170602 A JPS58170602 A JP S58170602A JP 57052717 A JP57052717 A JP 57052717A JP 5271782 A JP5271782 A JP 5271782A JP S58170602 A JPS58170602 A JP S58170602A
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width
tire
belt
layer
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Tomohiko Kogure
知彦 小暮
Hiroshi Haneda
羽田 洋
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Yokohama Rubber Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイ
ヤ幅と比較してトレッド幅及び又はベルト層幅を狭くす
ることにより乗心地性能の良好化を図ったラジアルタイ
ヤの、特に耐偏摩耗特性の向上に関するものである。
ラジアルタイヤの乗心地性能を向上せしめる有効な対策
の一つとして、タイヤ幅と比較してトレッド幅及び又は
ベルト層幅(実質的にはベルト層有効幅)を狭くする手
段が提案されている。しかしながら、上述した手段によ
り乗心地を改善したラジアルタイヤは、必然的にトレッ
ドショルダ一部の接地圧が高くなり、厳しいコーナリン
グを伴うような走行状態でショルダ一部の耐偏摩耗性が
劣る等問題があるのが現状である。
本発明は上述の問題を解消するため実験、検討した結果
導かれたものである。
従って本発明の目的は、タイヤ幅と比較してベルト層有
効幅を狭くすることにより乗心地性能の改善を図る一方
、このラジアルタイヤの偏平比を考慮し、さらにベルト
周方向剛性の分布を適正化することにより、適切なトレ
ッドラジアスを保持せしめ、良好な乗心地を維持しつつ
耐偏摩耗特性を向−トした優れたラジアルタイヤを提供
することにある。
すなわち本発明は、左右一対のビー、ド部と、該ビード
部に連らなり、タイヤ半径方向外方に延びる左右一対の
サイドウオール部と、両端が該サイドウオール部に連結
するトレッド部にわたって配置されたカーカス層と、該
カーカス層の外側に少なくとも2層のベルト層を有すル
ラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層イf効幅腑とタ
イヤ幅歴及び偏平比SH(タイヤ断面高が0.45〜0
58の範囲にあり、さらに前記ベルト層有効幅歴の15
チ幅のベルト層中央域の周方向引張剛性ACと、ベルト
層有効幅−暑のベルト層端末からベルト層中央方向へベ
ルト層有効−読の15%幅のベルト層端部域の周方向引
張剛性Asとが、周方向の剛性比率すなわちA比率がな
る関係を有することを特徴とするラジアルタイヤをその
要旨とするものである。なお上記ベルト層有効幅歴は以
下ベルト層幅と称する。
まず上述した発明に至った経緯を、実験及びその結果を
図面を参照しつつ詳細に説明する。
タイヤ幅と比較してベルト層幅を狭くすることにより乗
心地の改善を図ったラジアルタイヤについて、本発明者
らの実験によれば、タイヤ断面形状、特にその偏平比と
トレッド部のベルト層幅とベルト層の周方向剛性の分布
は、タイヤ踏面部の接地圧力に大きな影響を及ぼしてい
ることを知見した。すなわち ■ タイヤの偏平比(タイヤの外径とリム径の差の半分
をタイヤ幅の2倍で除した値)、(B)トレッド部のべ
、ルト層幅、 (C)ベルト層の周方向剛性の分布(ベルト層中央域と
ベルト層端部域との剛性比率(A比率))、 の3つの要因について、そのタイヤ踏面部接地圧力の分
布を実験的に調べると、次のようなことがわかった。
まず、前記(B)、(C)の要因を一定にして、(A)
の要因について偏平比を小さくする程、トレッドショル
ダ一部の接地圧はトレッドセンタ一部より大きくなる。
また囚、(0を一定にして、(B)の要因についてベル
ト層の幅を小さくするとトレッドショルダ一部の接地圧
が増加する。(3)、(B)を一定にして、(C)の要
因についてベル)1周剛性のベルト層端部域/ベルト層
中、央域比率を大きくすると、トレッドショルダ一部の
接地圧力が減少する。
一方、接地幅(トレッド幅、あるいはベルト層幅と同じ
意味をもつ)をタイヤ幅に対して05としたタイヤを厳
しいコーナリングをともなう走行条件で試験するとタイ
ヤ踏面のうちトレッドショルダ一部の摩耗が通常のラジ
アルタイヤよりも特に早くなることも判明した。
そして前述した、接地圧力とトレッドショルダ一部偏摩
耗傾向を結びつけて考察すると、接地幅がタイヤ幅と比
較して、かなり狭くなるようなタイヤは、そのトレッド
ショルダ一部の高い接地圧力のため、厳しいコーナリン
グをともなう走行条件でショルダ一部偏摩耗傾向となる
ことが判明した。
そして、この問題は、単に接地幅(トレッド幅、ベルト
層幅)のみの問題でなく、タイヤの偏平比、ベルト周剛
性の分布とも関係している。。
本発明者らは、タイヤの断面」二の形状が内圧充填時に
とる平衡状態は、タイヤの基本的強度メンバーであるベ
ルト層の幅とカーカス層の断面形状によって決まるもの
と考え、更に、踏面接地圧力の分布は、この内圧充填時
の平衡形状に於て、トレッド部の断面方向の曲率が小さ
いほどトレッドショルダ一部の接地圧力が高まると考え
た。
従って、前述実験結果から偏平比、ベルト層の幅の組み
合せによって必然的に生ずる接地圧力及びショルダー偏
摩耗の問題をベルト層の周方向剛性分布の与え方によっ
て解決することができると考えた。
すなわち、偏平比が、小さくなるかあるいはベルト層幅
が狭くなることによって、内圧充填時にトレッド部断面
方向の曲率半径(トレッドラジアス)が大きくなるよう
な場合、ベルト部周方向剛性に於て、センタ一部を弱め
るか、あるいはショルダ一部を強める。ことに相対的に
ショルダ一部の周方向剛性を高めれば、耐ショルダー偏
摩耗性を良好に保持することができるわけである。
以上述べたことを実験結果に基づいて詳細に述べるなら
ば、以下の如くである。すなわち、第2図は、タイヤ幅
歴に対するベルト層幅歴の比率とトレッドラジアスTR
との関係を。
偏平比のパラメータで示したものである。第2図におい
て、X印は偏平比を0.60、・印は065、○印は0
.70とした場合を示す。この図より、タイヤ幅歴に対
するベルト層幅博′の比率を小さくするとトレッドラジ
アスTRは大きくなる。また、偏平比を小さくすると前
述傾向はより強くなり、同一ベルト層幅SW/タイヤ幅
歴比率でも小さい偏平比はどトレッドラジアスTRが大
きくなることが理解される。
本発明者らは、前述結果を次式によって定義するプロフ
ァイル係数で整理した。
第3図に示ず如く、第2図にて示したデータは、前述プ
ロファイル係数を用いることによってほぼ同一曲線」−
に乗ることがわかり、プロファイル係数が0.58以下
でトレッドラジアスTRが急増することが理解される。
第3図において、X印は偏平比を060、・印は0.6
5、○印は070とした場合を示す。すなわち、タイヤ
幅歴に比して、ベルト層幅歴が狭いタイヤは、偏平比H (−面−)との関係も含めてトレッドラジアスTRが大
きくなる傾向を持ち、従って、トレッドショルダ一部の
接地圧が増大し、ショルダー偏摩耗が発生しやすくなる
と言える。
第4図は、ベルト層の周方向引張り剛性のベルト層端部
域/ベルト層ヰ央域比率とトレッドラジアスTRの関係
を示す。この実験はタイヤ幅歴に対するベルト層幅歴の
比率が06で偏平比が060.065.070の場合に
ついて、前述剛性比率(A比率)を3水準にしたベルト
構造で実験した結果である。第4図において、X印は偏
平比を0.60、・印は0.65、○印は0.70とビ
た場合を示す。この結果、A比率を増大させればどの偏
平比のタイヤもトレッドラジアスTRが小さくなり、ト
レッドショルダ一部の接地圧を適正化するに有効である
と言える。
ここで周方向引張り剛性の計算法について述べる。
ラジアルタイヤのベルト層は、タイヤ周方向と任意の角
度をもつ複数の層を積層して構成されていると考えるこ
とができる。この時、この積層板の周方向引張り剛性は
積層板理論より近似的に求めることができる。
すなわち、第6図に示したようにベルト層の一層を取り
出して考えると、補強コード方向の単位断面積あたりの
引張剛性をEL 、垂直方向引張剛性をETとし、さら
に補強コードに角度αを持って切りとった部分Pにつき
、引張方向の単位断面積あたりの引張剛性、つまり、ベ
ルト層1層の単位断面積あたりの引張剛性をEとすれば
、EはELl&lαによって求めることができる。
5in2αCO32α ここで El、 =& : Vt + E−・■。
  Vr G、・G。
G−Vl +Gf  ・ V。
ν、 = ν、・V、+ν1・vlI E丁 シ、=ν、・□である。
L そしてv8、Vffi、Gf、GIIはそれぞれ次の式
で示される。
ただし Gf:補強層コードのせん断弾性率 E、:〃    ヤング率 ν1  ’、     //    ボワソン比■、:
〃    体積率 Eo :補強層フードゴムのヤング率 Q、  :     //      せん断弾性率〃
     ボワソン比 ’V’m  :     ”      体積率h :
補強層のコードゲージ d :補強層コード直径 n :補強層コード本数(単位幅あたり)また、ベルト
層の周方向引張剛性は各層の周方向引張剛性の重ね合わ
せと考えると、ベルト層全体の単位幅あたりの周方向引
張剛性AはA−ΣE、h、  (h、は各ベルト補強層
の厚み)で求めることができる。
ベルト層端部域周方向剛性Asとベルト層中央域周方向
剛性Acの比率(A比率)は、各々の領域を次の如くに
定義して比率を求める。
すなわち、ベルト層端部の領域とは、ベルト層幅すなわ
ちベルト層有効幅票のベルト幅よりベルト層中央域に向
ってベルト層有効幅票の15%の広さを有する領域であ
り、ベルト層中央の領域とはベルト層中央(トレッド部
中央)を中心にベルト層有効幅以′の15係の広さを有
する領域とし、この領域にあるベルト構成要素を前述剛
性計算式によって求めたものを各部の剛性とする。
したがって、第7図に示すように、2層のベル) 層7
1 、72の両端を1層のカバ一層76がツレぞれ覆い
、ベルト層幅票の15%幅のベルト層端部域の1部幅B
g、のみにしかカバ一層7乙がそれぞれ配置されないベ
ルト構造におけるベルト層中央域の周方向引張剛性Ac
ベルト層端部域の周方向引張剛性As(A比率)は次の
ようにして求められる。
Ac = :E、h、B、= E、h、Be十E2h2
Beん =ΣE、h、B、 = E、 h1Bs+E2
h2BE十E、h3BS。
A比率= As/Ac 但し、 E、l E21 E3;ベルト層71 、72
 、カバ一層760単位断面積あ たりの周方向引張剛性 り、、 h2. h、 ;ベルト層71 、72 、カ
バ一層76の厚み Bベルト層端部域の幅 B8;ベルト層端部域の幅 B、二Bs =BIl、 + Bsz  ”= 0.1
5 BW第5図はベルト層のベルト層端部域/ベルト層
中央域剛性比率(A比率)をパラメータとして、プロフ
ァイル係数とトレッドラジアスの関係を示す。
第5図より、プロファイル係数が058以下となるタイ
ヤに於て、ベルト層の剛性が断面I−均一な(A比率1
00 % )場合は耐ショルダー偏摩耗性を良好に保持
することができない、しかし、A比率が101チ以上で
あれば、従来より小さいプロファイル係数のタイヤに於
ても、適切なるトレッドラジアスを与えることが可能と
なる。
かようにして、タイヤ幅票と比軸してベルト層幅票の狭
いタイヤは、相対的にベルト層端部域のベルト周方向剛
性を高めて乗心地性能を良好に保持しつつ、耐ショルダ
ー偏摩耗性能を向上させることができる。しかし、A比
率がx5o%を超える範囲では、ベルト層中央域のベル
ト剛性が低すぎてベルト層の耐久性が低下する。
もしくは、ベルト層端部域のベルト剛性が高すぎ、乗心
地性能を損なうのでA比率は101〜150%、好まし
くは105〜120%が望ましい。
また、A比率の増大によって適切なトレッドラジアスT
Rを保持するにも限度があり、プロファイル係数も少な
くとも0.45以上が必要となり、良好な乗心地性能を
発揮する為には0.58以下であることが必要である。
また図中に示す点線は各種の実験結果より得たプロファ
イル係数に対するさらに好ましいトレツ)−ラジアスの
上限範囲を示すものである。
これはプロファイル係数が0.58を超えると乗心地性
能を向上させる効果に欠け、また0、45未満ではショ
ルダ一部側の耐摩耗性能を向」ニさせる効果に欠けるか
らである。なお上述したプロファイル係数は好ましくは
0.51〜0.57  の範囲とするのが望ましい。
以下本発明を実施例により図面を参照して詳細に説明す
る。
第1図(a)は本発明の第1実施例からなるラジアルタ
イヤを示す子牛断面説明図である。
図において1は本発明の第1実施例からなるラジアルタ
イヤであって、左右一対のビード部2と、ビード部2に
連らなり、タイヤ半径方向外方に延びる左右一対のサイ
ドウオール部5とノド右一対のサイドウオール部3間に
位置するトレッド部4からなり、周方向に対して700
〜90°の角度を有するポリエステル、ナイロン。
レーヨン等の有機繊維コードからなる少なくとも1層の
カーカス層5が、前記左右一対のビード部2間に装架さ
れ、ビードワイヤ6を巻き上げている。ただし、カーカ
ス層5が2層の時は一方がビードワイヤ6を巻き」二げ
、他方がビードワイヤ6を巻き上げない形態もとりつる
そして前記トレッド部4には、カーカス層5の外側に周
方向に対して100〜3o0の角度で互いに交差するス
チールコードからなる2層のベル)/171.72が配
置されベルト層71,72ノ左右の端部には端部をおお
うようにほぼ周方向に配置されたナイロンコードからな
る2層のカバ一層73が置かれている。なお図中TRは
トレッドラジアスを示す。
さらに本実施例においては内圧充填時のベルト層有効幅
票と、タイヤ幅y及び偏平比〔タイヤ断面高さSH/タ
イヤ幅腑〕から求まるブは0.45〜058、好ましく
は0.51〜057  の範囲になるようになっている
。これは上記プロファイル係数の値が0.58を超える
と乗心地性能を改善する効果に欠け、また0、45未満
であると耐ショルダー偏摩耗性能を改善する効果に欠け
るので好ましくないからである。
なお、ベルト有効幅際1は、ベル) 層71 、72に
埋設されたコードが周方向に対して100〜30°の角
度で互いに交差するように配列され、ベルト層71 、
72が実質的にタ7ガ機能を果たしている有効幅のこと
で、ここではベルト層72の沿面幅がベルト層有効幅票
に相当する。
しかも本実施例においては、タイヤ赤道面を中心として
ベルト層71 、72の中心に位置するベルト層有効幅
票の15チ幅のベルト層中央域訃 −の周方向引張剛性
Acと、ベルト層有効幅票のベルト層72の端末からド
レッド部中央方向へベルト層有効幅票の15%幅を有す
るベルト層端部域Bsの周方向引張剛性Asとが Ac しくは105〜120チなる関係を有している。これは
−上述したA比率が101%未満ではショルダー側トレ
ッド部の耐偏摩耗特性が悪化して好ましくなく、150
チを超えると乗心地性能等が悪化して好ましくないから
である。また周方向引張剛性Acはベルト層中央域Bc
のベルト層71゜72から求められ、周方向引張剛性A
sは、ベルト層端部域Bsに位置するベルト層71 、
72及び2層のカバ一層73から、それぞれのベルト層
端部域Bsに位置する幅を考慮に入れて求められる。
本実施例においては、 Ac = E、 h、 B、 + E2h2B!As−
E、 h、 Bs + E2 h2 Bs + E3 
h3 Bs 十E4 h4 Bgただし、Bs = B
e = 0.15 BWEl + E2 + E3 +
 E4 :ベルト層71 、72、カバ一層73の上下 層の単位断面積あ たりの周方向引張 剛性 hl + h21 h3 + h4 :ベルト層71 
、72、カバ一層73の上下 層の厚み なおベルト層中央域Bcあるいは端部域Bsに追加のベ
ルト層、他の補強層が存在する時も同様にして周方向引
張剛性Ac 、 Asを求める。
つづいて第1図(b)に示す本発明の第2実施例につい
て説明すると、本実施例においては、図示のようにカー
カス層5に隣接してスチールコードからなるベルト層7
4が配置され、該ベルト層74上にスチールコードまた
はアラミツド(芳香族ポリアミド繊維)からなるベルト
層75が両端を外側に折り曲げてベルト層74をおおう
ように配置され、ベルト層74 、75のコードは周方
向に対して10°〜30°の角度で互いに交差している
したがって本実施例においてベルト層有効幅13Wは、
ベルト層74の沿面幅であり、ベルト層中央域Bcには
スチールコードとスチールコードアルいはスチールコー
ドとアラミツドによる計2層のベルト層が位置し、ベル
ト層端部域には、スチールコードによる3層、あるいは
スチールコードによる1層とアラミツドによる2層計3
層のベルト層が位置することになる。
なお第1図(a)、 (b)に示す実施例のほかに、ベ
ルト層をポリエステル、レーヨン等の有機繊維のみで2
層以上にして、1部あるいは全部の端部を折り曲げて形
成したり、はぼ周方向に配列されたナイロンコードによ
るカバ一層をベルト層全体をおおうように設けたうえ、
さらに追加のカバ一層をベルト層端部のみをおおうよう
に配置することもできる。
次に下記諸元の比較例タイヤl、2.3及び本発明タイ
ヤ1,2を用いた、乗心地、ショルダー偏摩耗の評価結
果は第1表に示す通りであった。
なお本実験において、比較例タイヤ1.2はP185/
70R13の、比較例タイヤ3及び本発明タイヤI、2
は円85/65R14の各スチールラジアルタイヤをそ
れぞれ用いて行なった(タイヤ幅、外径シ土はぼ等しい
サイズ)。
また比較例タイヤ1は、通常タイヤのベルト層幅をもつ
ものを、比較例タイヤ2,3は、比、較例タイヤ1より
もベルト層幅が狭いものをそれぞれ用い、本発明タイヤ
1,2は、比較例タイヤ2,3とそれぞれ同じベルト層
幅で、A比率が103.116%となるベルト構造を有
するタイヤを用いた。
さらにベルト層及び偏平比以外の内部構造は全て同一構
造とし、ベルト層及び偏平比以外の要因による影響が出
ないようにした。
また乗心地は、室内突起乗越試験機で測定した前後方向
衝撃力の比較例1の値を100とした指数で表わしであ
る。従って指数の値が小さい程衝撃力は小さく乗心地に
優れている。
またショルダー偏摩耗率は、100 %舗装路で、コー
スの約1/3が」二つ下りを伴う屈曲路を20000馳
走行した後のタイヤのセンター摩耗量とショルダー摩耗
量の比率をとったもので、その値は大きいほど(1,0
に近づくほど)センタ一部とショルダ一部が均一に摩耗
することを表わすものである。
なお本実験に用いた上記各タイヤの諸元は下記の通りで
ある。
(本頁以下余白) 第1表から明らかなように、乗心地は比較例タイヤ1,
2.3よりもベルト層幅を狭くすることにより良くなる
が、その反面トレッドラジアスが大きくなりショルダー
偏摩耗が増大する。
またこのショルダー偏摩耗はプロファイル係数が小さい
ほど増大する。
一方本発明タイヤ1,2よりベルト層幅すなわちベルト
層有効幅を狭くしたタイヤにおいてもベル)A比率を1
00%以上にすることにより、乗心地の良さを維持しな
がらショルダー偏摩耗が改善できると言える。
本発明は上述したように、タイヤ幅と比較してベルト層
有効幅を狭くして乗心地を改善する一方、このラジアル
タイヤの偏平比を考慮して、ベルト周方向剛性の分布を
適正化し、適切なトレッドラジアスを保持せしめたから
、良好な乗心地を維持しつつショルダ一部の耐偏摩耗特
性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の第1実施例からなるラジアルタ
イヤを示す子牛断面説明図、第゛1図(bJは本発明の
第2実施例からなるラジアルタイヤを示す部分子午断面
説明図、第2図は、タイヤ幅SWに対するベルト層有効
幅BWの比率BW/SWとトレッドラジアスとの関係を
、縦軸にトレッドラジアスを取り、横軸にBW/SWを
取って、偏平比のパラメータで示した図、第3図は、プ
ロファイル係数 とトレッドラジアスとの関係を、縦軸にトレッドラジア
スを取り、横軸にプロファイル係数すなオ)ち を取って示した図、第4図はベルト層の周方向引張り剛
性のA比率とトレッドラジアスとの関係を、縦軸にトレ
ッドラジアスを取り、横軸にA比率を取って示した図、
第5図はベルト層の周方向引。張り剛性のA比率をパラ
メータとして、プロファイル係数とトレッドラジアスの
関係を、HtdJにトレンドラジアスを取り、碑軸にプ
ロファイル係数すなわち を取って示した図、第6図はベルト層の周方向引張り剛
性を算出するための説明図、第7図はベルト層周方向引
張り剛性の計算法を示す説明図である。 1 ・本発明のラジアルタイヤ、2・・・ビード部、6
 サイドウオール部、4・・・トレッド部、5・・カー
カス層、7・・・ベルト層(71,72,)、Bc −
ベル)/l中央域、BS・・・ベルト層端部域、BW・
・・ベル)i有効幅(ベルト層幅)、SW・・・タイヤ
幅、AC・・・ベルト層有効幅の15%幅のベルト層中
央域の周方向引張剛性、As・・・ベルト層有効幅のベ
ルト層端末からトレッド部中央、方向へベルト層有効幅
の15%幅のベルト層端部域の周方向引張剛性。 W7SW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 左右一対のビード部と該ビード部に連らなり、タイヤ半
    径方向外方に延びる左右一対のサイドウオール部と、両
    端が該サイドウオール部に連結するトレッド部にわた。 つて配置されたカーカス層と、該カーカス層の外側に少
    なくとも2層のベルト層を有するラジアルタイヤにおい
    て、前記ベルト層有効幅(w)とタイヤ幅(SW)及び
    偏平比SH(タイヤ断面高さ)/SWが構成が045〜
    058  の範囲にあり、さらに前記ベルト層有効幅(
    BW)の1層チ幅のベルト層中央域の周方向引張剛性(
    Ac )と、ベルト層有効幅(閘)のベルト層端末から
    ベルト層中央方向へベルト層有効幅(I1%V)の15
    %幅のベルト層端部域の周方向引張剛性(As)とが、
    周方向の剛性比率すなわちA比率が なる関、係を有することを特徴とするラジアルタイヤ。
JP57052717A 1982-03-31 1982-03-31 ラジアルタイヤ Granted JPS58170602A (ja)

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