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JP2009051417A - 空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤのバンド形成方法 - Google Patents

空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤのバンド形成方法 Download PDF

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Toshiyuki Mafune
敏行 真船
Masayuki Sakamoto
雅之 坂本
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

【課題】1本の帯状プライを連続巻きして一層構造のバンドを形成した場合にも、このバンドによる拘束力を巾方向の各位置で調整できる。
【解決手段】バンド9は、帯状プライ13を、バンド9のタイヤ軸方向一側縁E1側の巻始め端部13Aからタイヤ軸方向他側縁E2側の巻終わり端部13Bまで周方向に連続して螺旋巻きすることにより形成される。前記バンド9は、前記巻始め端部13Aから巻終わり端部13Bまでの間に、帯状プライ13の巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコード11がカットされる切断部14を1箇所以上有する。
【選択図】図3

Description

本発明は、1本の帯状プライを連続巻きしてバンドを形成した場合にも、このバンドによる拘束力を巾方向の各位置で調整でき、タイヤ性能の向上に役立つ空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤのバンド形成方法に関する。
カーカスの外側にベルトを設けてトレッド部を補強したラジアルタイヤでは、高速走行する際の遠心力等によってトレッド部がリフティングするなど外径成長しやすい。その結果、高速走行性能を損ねるほか、ベルト外端を起点として剥離損傷を誘発するなど耐久性を低下させる傾向となる。従って、従来においては、図6に示すように、前記ベルトaの外側に、バンドコードをトッピングゴム中に埋設したテープ状の帯状プライを螺旋状に巻回させたバンドプライからなるバンドbを設け、トレッド部を高いタガ効果を有して拘束している。しかし、トレッド部のショルダー領域は、中央領域に比して、リフティングし易い傾向があり、しかもバンドbでは、そのタイヤ軸方向外端側は中央側に比して拘束力に劣る。そこで通常、バンドbは、そのタイヤ軸方向外端側のみ、エッジバンドプライb1を追加した2層構造としている。
しかしこの構造では、エッジバンドプライb1の厚さ分だけトレッド溝gの溝下ゲージ厚さgt(ゴム厚さ)が減じるため、この溝底にクラックが発生しやすくなる。これを防ぐため、トレッドゴム全体のゲージ厚さを厚くする必要が生じ、タイヤの質量増加を招くほか、転がり抵抗を減じるという問題がある。
なお特許文献1には、一枚構造のバンドにおいて、そのタイヤ軸方向外端側に、中央側に比してハイモジュラスのバンドコードを採用する技術が開示されている。この技術を用いれば、トレッドゴムのゲージ厚さの増加を招くことなく、ショルダー領域におけるバンド拘束力を相対的に高めることができ、高速走行性能やロードノイズに対してより高い向上効果が発揮できる。
しかし斯かる場合、高モジュラス、低モジュラスの2種類のバンドコードが必要になるなど、部材の種類数が増し、管理効率を損ねる他、在庫の増加を招く。又帯状プライの巻回装置が2台必要となる他、巻回工程を交互に切り替える必要があるなど、生産効率の低下及び設備コストの上昇を招くという問題がある。
そこで本発明は、1本の帯状プライを連続巻きして一層構造のバンドを形成した場合にも、このバンドによる拘束力を巾方向の各位置で調整でき、前記したトレッドゴムのゲージ厚さ増加に起因する質量増加や転がり抵抗の低下、或いは部材の種類数増加に起因する、管理効率や生産効率の低下及び設備コストの上昇等の諸問題を解決しうる空気入りタイヤ、及び空気入りタイヤのバンド形成方法を提供することを目的としている。
特開2002−137606号公報
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、トレッド部の内部かつカーカスの半径方向外側に配されるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配されこのベルトを覆うバンドとを具える空気入りタイヤであって、
前記バンドは、複数本のバンドコードの引き揃え体をトッピングゴム中に埋設したテープ状の帯状プライを、前記バンドのタイヤ軸方向一側縁側の巻始め端部からタイヤ軸方向他側縁側の巻終わり端部まで周方向に連続して螺旋巻きすることにより形成されるとともに、
前記バンドは、前記巻始め端部から巻終わり端部までの間に、前記帯状プライの巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコードがカットされる切断部を1箇所以上有することを特徴としている。
又請求項2、3の発明では、前記帯状プライは、この帯状プライの巾W0に対する、前記切断部の巾W1の比W1/W0を、1/3以上かつ1.0より小、或いは前記比W1/W0を、1/2以上かつ1.0より小とすることを特徴としている。
又請求項4の発明では、前記帯状プライは、この帯状プライの巾W0に対する、前記切断部の巾W1の比W1/W0を、1.0とし、かつ該切断部は重ね継ぎされたことを特徴としている。
又請求項5、6の発明では、前記バンドは、前記切断部を5箇所以上、或いは10箇所以上有することを特徴としている。
又請求項7、8の発明では、前記トレッド部は、タイヤ赤道Cを中心としたトレッド接地巾TWの1/3倍の巾領域であるトレッド中央領域と、その両外側のトレッドショルダー領域とに仮想区分されるとともに、前記切断部をトレッド中央領域のみに、或いはトレッドショルダー領域のみに配することを特徴としている。
又請求項9の発明は、トレッド部の内部かつカーカスの半径方向外側に配されるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配されこのベルトを覆うバンドとを具える空気入りタイヤのバンド形成方法であって、
複数本のバンドコードの引き揃え体をトッピングゴム中に埋設したテープ状の生の帯状プライを、成形フォーマに貼着された円筒状の生のベルトの半径方向外周面に供給し、この生の帯状プライを、前記バンドのタイヤ軸方向一側縁側の巻始め端部からタイヤ軸方向他側縁側の巻終わり端部まで周方向に連続的に螺旋巻きすることにより生のバンドを形成するバンド形成工程を含むとともに、
前記生の帯状プライを、前記生のベルトの半径方向外周面に供給する際に、該生の帯状プライに、その巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコードがカットされる切断部を形成することを特徴としている。
なお本明細書において、前記「トレッド接地巾TW」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地する接地面のタイヤ軸方向最大巾を意味する。前記「正規リム」とは、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" 、或いはETRTOであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記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"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には180kPaとする。前記「正規荷重」とは、前記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。
本発明は叙上の如く、1本の帯状プライを、その巻始め端部から巻終わり端部まで連続して螺旋巻きしてバンドを形成している。従って、部材の種類数の増加がなく、それに起因する管理効率や生産効率の低下、及び設備コストの上昇等を防止できる。
又帯状プライは、その巻始め端部から巻終わり端部までの間に、この帯状プライの巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコードがカットされる切断部を有している。このように帯状プライは、前記切断部でバンドコードがカットされるため、周方向の拘束力が低下する。即ち、前記バンドを一層構造としながらも、このバンドによる周方向拘束力を巾方向の各位置で調整可能となる。従って、トレッドゴムのゲージ厚さ増加に起因する質量増加や転がり抵抗の低下を防止しながら、例えばトレッドショルダー領域の拘束力を相対的に高めることができ、この場合、高速走行性能やロードノイズに対する向上効果を一層向上できる。又逆に、トレッド中央領域の拘束力を相対的に高めることもできる。この場合、トレッドショルダー領域の接地圧が高まるため、コーナリングフォースが大となり、通常走行における操縦安定性を向上しうるという利点が生まれる。
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用ラジアルタイヤである場合を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るカーカス6と、トレッド部2の内部かつ前記カーカス6の半径方向外側に配されるベルト7と、該ベルト7の半径方向外側に配されこのベルト7を覆うバンド9とを具える。
前記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば75゜〜90゜の角度で配列した1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aから形成される。このカーカスプライ6Aは、前記ビードコア5、5間に跨るトロイド状のプライ本体部6aの両端に、前記ビードコア5の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部6bを有する。又該プライ本体部6aとプライ折返し部6bとの間には、前記ビードコア5からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム8が配置されている。前記カーカスコードとしては、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードやタイヤのカテゴリーに応じてスチールコードなども採用される。
前記ベルト7は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば15〜45°の角度で配列した2枚以上、本例では2枚のベルトプライ7A、7Bから形成され、各コードがプライ間で互いに交差することによりベルト剛性を高めトレッド部2をほぼ全巾に亘って補強している。なお半径方向内側のベルトプライ7Aは、外側のベルトプライ7Bに比べて例えば5〜20mm程度巾広であり、これによりベルト端での応力集中を緩和している。前記ベルトコードとしては、本例ではスチールコードが採用されるが、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、芳香族ポリアミド等の高モジュラスの有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。
次に前記バンド9は、本例では、前記ベルト7の全巾を覆う1枚のバンドプライ9Aからなり、このバンドプライ9Aは、図2に示すように、複数N本(例えば3〜10本程度)のバンドコード11の引き揃え体11Aをトッピングゴム12中に埋設したテープ状の1本の帯状プライ13により形成される。この帯状プライ13は、図3に平面に展開して略示するように、前記バンドプライ9Aのタイヤ軸方向一側縁E1側の巻始め端部13Aからタイヤ軸方向他側縁E2側の巻終わり端部13Bまでの間を、周方向に連続して螺旋巻きされ、これにより実質的に一層のバンドプライ9Aが形成される。なお前記「実質的に一層」とは、例えば巻始め端部13A、及び巻終わり端部13B等において、帯状プライ13の一部が重なり合うことを許容している。
又前記帯状プライ13では、タイヤ軸方向に等しいピッチPw間隔を有して螺旋巻きされる。本例では、図3、図4(A)に示すように前記帯状プライ13の側縁13eが、互いに突き合わされて密に螺旋巻きされる場合を例示しているが、図4(B)に示すように側縁13e、13e間に一定の間隔dを有して螺旋巻きすることもできる。
そして本発明では、前記バンドプライ9Aは、前記巻始め端部13Aから巻終わり端部13Bまでの間に、図2、3に示すように、前記帯状プライ13の巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコード11がカットされる切断部14を1箇所以上具えている。本例では、図1の如く、トレッド部2を、タイヤ赤道Cを中心としたトレッド接地巾TWの1/3倍の巾領域であるトレッド中央領域Tcと、その両外側のトレッドショルダー領域Tsとに仮想区分したとき、前記トレッド中央領域Tcのみに、前記切断部14を、5箇所以上形成した場合を例示している。
この切断部14では、前記帯状プライ13の巾W0に対する、前記切断部14の巾W1の比W1/W0は、1/3以上、さらには1/2以上であるのが好ましい。又前記切断部14では、前記帯状プライ13におけるバンドコード11の本数N0に対する、カットされるバンドコード11の本数N1も、1/3以上、さらには1/2以上であるのが好ましい。なお前記切断部14の、前記帯状プライ13の巾方向に対する角度θは特に規制されないが、カット作業性の観点から60°以下、さらには45°以下、さらには30°以下が好ましい。
このような帯状プライ13は、前記切断部14で1本以上のバンドコード11がカットされるため、周方向の拘束力が、部分的に低下する。即ち、前記バンド9を一層構造としながらも、このバンド9による周方向拘束力を巾方向の各位置で調整可能であり、本例の場合、トレッドショルダー領域Tsにおける拘束力を、トレッド中央領域Tcにおける拘束力に比して、相対的に高めることが可能となる。その結果、高速走行性能、及びロードノイズに対する向上効果を一層向上させることができる。
又逆に、バンド9では、トレッドショルダー領域Tsのみに、前記切断部14を形成することもできる。この場合には、トレッドショルダー領域Tsにおける拘束力が相対的に減じるため、このトレッドショルダー域Tsにおける接地圧が高まる。その結果、コーナリングフォースが大となり、通常走行における操縦安定性を向上させることが可能となる。
このようなタイヤ性能の向上を図るためには、前述の如く、切断部14における切断巾の比W1/W0を、1/3以上、さらには1/2以上とするのが好ましく、又カットされるバンドコード11の本数N1の比N1/N0も、1/3以上、さらには1/2以上であるのが好ましい。又切断部14の形成数も、5箇所以上、さらには10箇所以上形成するのが好ましい。前記比W1/W0が1/3より小、比N1/N0が1/3より小、或いは切断部14の形成数が5箇所より小の場合には、拘束力の差が少なくなり、前記高速走行性能、及びロードノイズに対する向上効果、或いは通常走行における操縦安定性の向上効果を充分に達成できない傾向となる。
ここで前記切断部14では、図2(A)に示すように、帯状プライ13の一部のみが切断される、即ち前記比W1/W0が1.0より小である第1の態様を取りうる他、図2(B)に示すように、帯状プライ13が完全に切断される、即ち前記比W1/W0が1.0であるが、この切断部14が重ね継ぎされる第2の態様を取ることができる。これらは何れも、帯状プライ13が長さ方向に連続するため、連続して螺旋巻きすることができる。なお第1の態様では、螺旋巻き中に帯状プライ13が破断しないよう、前記切断部14において、カットされないバンドコード11が1本以上存在することが必要である。又第2の態様では、同目的で、重ね継ぎの長さLは5mm以上、さらには10mm以上が好ましい。なお重ね継ぎの長さLの上限は、トレッド溝の溝底でのカット損傷、質量増加などの観点から50mm以下、さらには30mm以下が好ましい。
又前記切断部14の形成数の上限は、特に記載されないが、帯状プライ13が一周する間に2箇所以上の切断部14が形成される場合には、バンドコード11による拘束力が過度に低下するため好ましくない。従って、切断部14の形成数の上限は、帯状プライ13の周回数より小であり、かつ帯状プライ13が一周する間に2箇所以上の切断部14が形成されないことである。
又前記切断部14が複数箇所形成される場合には、ユニフォミティーの均一化の観点から、各切断部14が周方向に分散されることが好ましく、例えば周方向に隣り合う切断部14、14間の、タイヤ軸心を中心とした中心角を、360°/n±10°であるのが好ましい。なおnは切断部14の形成数である。しかし、この切断部14を利用して、逆にFV等のユニフォミティーを調整することもできる。例えばベルトプライ7A、7Bの重ね継ぎ位置など、FVの位相波形に応じて位置を制御することで、FVを改善できる。
次に、このようなバンド9の形成方法を説明する。
このバンド形成方法では、図5に示すように、成形フォーマ30上に貼着された円筒状の生(未加硫)のベルト7Nの半径方向外周面に、生の帯状プライ13Nを供給する。そして、この生の帯状プライ13Nを、生のバンド9Nのタイヤ軸方向一側縁E1側の巻始め端部13Aからタイヤ軸方向他側縁E2側の巻終わり端部13Bまで周方向に連続的に螺旋巻きすることにより、生のバンド9Nを形成するバンド形成工程を含んでいる。
そして、前記生の帯状プライ13Nを、前記生のベルト7Nの半径方向外周面に供給する際、カッタ31Aを有する切断手段31を作動させることにより、前記生の帯状プライ13Nに切断部14を形成する。具体的には、成形フォーマ30を回転させるともに、生の帯状プライ13Nを成形フォーマ30の軸心方向に横移動させることにより生の帯状プライ13Nを連続的に螺旋巻きしうる。そしてこのときの成形フォーマ30の回転速度、回転位相角度、生の帯状プライ13Nの横移動速度、切断手段31の作動のタイミング等を制御することにより、所定の領域(例えばトレッド中央領域Tcやトレッドショルダー領域Ts)、及び所定の位相角度位置に前記第1の態様の切断部14を形成することができる。なお、切断手段31では、例えば帯状プライ13Nと同速度で、カッタ31Aを一回転させることにより、帯状プライ13Nを供給しながら切断できる。
なお前記第2の態様の切断部14に対しては、例えば、所定長さに切断された複数のプライ片を準備し、各プライ片が、成形フォーマ30上の生のベルト7Nに供給される過程で、各プライ片間を順次重ね継ぎすることで形成できる。この所定長さのプライ片への切断は、生のベルト7Nへの供給に先駆けて行ってもよく、又帯状プライ13をベルト7Nに供給する過程で、いったん各プライ片に切断しても良い。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
図1のタイヤ構造を有するタイヤサイズ185/65R14の乗用車用ラジアルタイヤを、表1の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性をテストし、その結果を比較した。なおバンド以外は各タイヤとも実質的に同仕様である。従来例のバンドは、ベルトの全巾を覆うフルバンドプライと、ベルトの外端部のみを覆うエッジバンドプライとからなる2層構造をなし、実施例のバンドは、フルバンドプライのみからなる1層構造をなす。各フルバンドプライの巾は150mmで同巾であり、エッジバンドプライの巾は25mmである。
従来例及び実施例とも、各バンドプライには、帯状プライとして、10本のバンドコード(ナイロン:940dtex/2)をトッピングゴム中に埋設した巾W0が10mmのものを使用している。
(1)操縦安定性:
各試供タイヤを、リム(14×5.5J)、内圧(200kPa)にて乗用車(1800cc、4WD車)の全輪に装着し、タイヤテストコースのドライアスファルト路面上にて、
(a)直進性能(直進時における、ハンドルの手応え、及び応答性):
(b)旋回性能(旋回時における、限界コントロール性、及びトラクション性):
(c)操舵応答性:
(d)乗り心地性:(振動、及び振動の減衰性)
に関する特性をドライバーの官能評価により従来例を6とする10点法にて表示している。点数の大きい方が良好である。
Figure 2009051417
本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 (A)、B)は、帯状プライを切断部とともに示す斜視図である。 帯状プライの巻回状態を平面に展開して示す展開図である。 (A)、(B)は、帯状プライの巻回状態を示す断面図である。 バンド形成方法の一例を示す斜視図である。 背景技術を説明するバンドの断面図である。
符号の説明
2 トレッド部
6 カーカス
7 ベルト
9 バンド
11 バンドコード
11A 引き揃え体
12 トッピングゴム
13 帯状プライ
13A 巻始め端部
13B 巻終わり端部
14 切断部
E1 一側縁
E2 他側縁
Tc トレッド中央領域
Ts トレッドショルダ領域

Claims (9)

  1. トレッド部の内部かつカーカスの半径方向外側に配されるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配されこのベルトを覆うバンドとを具える空気入りタイヤであって、
    前記バンドは、複数本のバンドコードの引き揃え体をトッピングゴム中に埋設したテープ状の帯状プライを、前記バンドのタイヤ軸方向一側縁側の巻始め端部からタイヤ軸方向他側縁側の巻終わり端部まで周方向に連続して螺旋巻きすることにより形成されるとともに、
    前記バンドは、前記巻始め端部から巻終わり端部までの間に、前記帯状プライの巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコードがカットされる切断部を1箇所以上有することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記帯状プライは、この帯状プライの巾W0に対する、前記切断部の巾W1の比W1/W0を、1/3以上かつ1.0より小とすることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記帯状プライは、この帯状プライの巾W0に対する、前記切断部の巾W1の比W1/W0を、1/2以上かつ1.0より小とすることを特徴とする請求項2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記帯状プライは、この帯状プライの巾W0に対する、前記切断部の巾W1の比W1/W0を、1.0とし、かつ該切断部は重ね継ぎされたことを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記バンドは、前記切断部を5箇所以上有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記バンドは、前記切断部を10箇所以上有することを特徴とする請求項5記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記トレッド部は、タイヤ赤道Cを中心としたトレッド接地巾TWの1/3倍の巾領域であるトレッド中央領域と、その両外側のトレッドショルダー領域とに仮想区分されるとともに、前記トレッド中央領域のみに前記切断部が配されることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記トレッド部は、タイヤ赤道Cを中心としたトレッド接地巾TWの1/3倍の巾領域であるトレッド中央領域と、その両外側のトレッドショルダー領域とに仮想区分されるとともに、前記トレッドショルダー領域のみに前記切断部が配されることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  9. トレッド部の内部かつカーカスの半径方向外側に配されるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配されこのベルトを覆うバンドとを具える空気入りタイヤのバンド形成方法であって、
    複数本のバンドコードの引き揃え体をトッピングゴム中に埋設したテープ状の生の帯状プライを、成形フォーマに貼着された円筒状の生のベルトの半径方向外周面に供給し、この生の帯状プライを、前記バンドのタイヤ軸方向一側縁側の巻始め端部からタイヤ軸方向他側縁側の巻終わり端部まで周方向に連続的に螺旋巻きすることにより生のバンドを形成するバンド形成工程を含むとともに、
    前記生の帯状プライを、前記生のベルトの半径方向外周面に供給する際に、該生の帯状プライに、その巾方向にのびかつ少なくとも1本のバンドコードがカットされる切断部を形成することを特徴とする空気入りタイヤのバンド形成方法。
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