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JP6450224B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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JP6450224B2 JP2015049370A JP2015049370A JP6450224B2 JP 6450224 B2 JP6450224 B2 JP 6450224B2 JP 2015049370 A JP2015049370 A JP 2015049370A JP 2015049370 A JP2015049370 A JP 2015049370A JP 6450224 B2 JP6450224 B2 JP 6450224B2
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Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。
従来、トレッドの中央部よりもショルダー部で摩耗が早期に進行するのを抑制し耐偏摩耗性を向上させるために、タイヤ幅方向断面視において、複数の円弧で形成したトレッド踏面の外輪郭の、当該各円弧の曲率半径を規定したタイヤが種々提案されている(例えば特許文献1)。
特開平9−71107号公報
ところで、近年、タイヤにおいてより一層の環境への対応、例えばタイヤの長寿命化が望まれており、上記のようなタイヤにおいても十分にトレッドのショルダー部の耐偏摩耗性を向上させることが求められていた。
そこで、本発明は、トレッドのショルダー部での耐偏摩耗性を十分向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝と、当該周方向溝間に形成された少なくとも1本の中央陸部と、前記周方向溝のうちタイヤ幅方向最外側のショルダー周方向溝およびトレッド接地端間で形成された1対のショルダー陸部と、を配設してなる空気入りタイヤであって、タイヤを適用リムに装着し所定内圧を充填した無負荷状態の、タイヤ幅方向断面視において、トレッド踏面のうち、前記ショルダー周方向溝を境にタイヤ幅方向内側の領域は、曲率半径CR1の円弧C1と、当該円弧C1のタイヤ幅方向外側に隣接し、当該曲率半径CR1よりも小さい曲率半径CR2の円弧C2とで形成され、トレッド踏面のうち、前記ショルダー周方向溝を境にタイヤ幅方向外側の領域は、前記円弧C2のタイヤ幅方向外側に隣接し、前記曲率半径CR2よりも小さい曲率半径CR3の円弧C3を含んで形成され、トレッド接地半幅をWとするとき、前記曲率半径CR3は、トレッド接地半幅Wの1.0〜1.5倍であり、前記ショルダー陸部の陸部幅は、トレッド接地半幅Wの0.4〜0.6倍であることを特徴とする。
本発明によれば、トレッドのショルダー部での耐偏摩耗性を十分向上させることができる。また、ショルダー部および中央部での耐偏摩耗性をより向上させることができる。
なお、本発明において、上記の「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association,Inc.)のYEAR BOOK等に記載されている適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す。また、適用リムに装着したタイヤに「所定内圧を充填した」状態とは、タイヤを上記の適用リムに装着し、最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)とした状態を指す。「最大負荷能力」とは、前記JATMA YEAR BOOK等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力を指す。
以下、特に断りのない限り、トレッドの各要素の寸法等は、タイヤを適用リムに装着し所定内圧を充填した無負荷状態において、測定されるものとする。
また、本発明において、「トレッド踏面」とは、適用リムに装着し、所定内圧を充填したタイヤを、最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態でタイヤを転動させた際に、路面に接触することになる、タイヤの全周にわたる外周面を指す。さらに、「トレッド接地端」とは、トレッド踏面の、タイヤ幅方向の最外位置を指す。また、「トレッド接地半幅W」とは、タイヤ赤道面からトレッド接地端までを、タイヤ幅方向に沿って測った長さの半分を指す。
また、本発明において、「ショルダー周方向溝を境に」とは、タイヤ幅方向断面視において、ショルダー周方向溝のタイヤ幅方向中央位置を境界とすることを意味する。
また、本発明において、「陸部幅」とは、陸部をタイヤ幅方向に沿って測った長さを指し、「陸部幅」がタイヤ周方向で変化する場合には、平均した陸部幅を「陸部幅」とする。
ここで、本発明の空気入りタイヤでは、前記トレッド踏面のネガティブ率は、20〜30%であることが好ましい。
また、本発明の空気入りタイヤでは、前記ショルダー陸部に溝および/またはサイプが配設され、前記溝またはサイプのトレッド踏面への開口部に隣接する陸部端は、面取りされていることが好ましい。この構成によれば、ウェット性能とトレッドのショルダー部での耐偏摩耗性とを両立することができる。
なお、本発明において、「サイプ」とは、サイプの延在方向に直交する方向での断面視において、溝幅が1.5mm以下となる部分を有する溝を指す。
本発明によれば、トレッドのショルダー部での耐偏摩耗性を十分向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す、展開図である。 図1の空気入りタイヤのトレッド部のタイヤ幅方向断面図である。 (a)は、図1の空気入りタイヤのa−a’線に沿う断面を示す図であり、(b)は、図1の空気入りタイヤのb−b’線に沿う断面を示す図である。
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について例示説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ(以下、タイヤとも称す)のトレッドパターンを示す展開図である。この実施形態のタイヤは、図示を省略するが、ビード部間にトロイダル状に延びるラジアル構造を有するカーカスと、トレッド部のカーカスのタイヤ径方向外側に配設されるベルトと、ベルトのタイヤ径方向外側に配設されて、トレッド踏面を形成するトレッドと、を備えている。
この実施形態のタイヤは、図1に示すように、トレッド踏面Tに、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝1、図示の例ではタイヤ周方向に連続して直線状に延びる4本の周方向溝1が配設されている。なお、図示の周方向溝1は、タイヤ周方向に直線状に延びているが、ジグザグ状、波状の延在形態にすることができる。また、図示の例では周方向溝1の溝幅が同じであるが、それぞれ異ならせることもできる。
また、このタイヤは、周方向溝1間に形成される少なくとも1本、図示の例では3本の中央陸部2と、周方向溝1のうちタイヤ幅方向最外側の周方向溝(ショルダー周方向溝)1sおよびトレッド接地端E間で形成される1対のショルダー陸部3と、が配設されている。
なお、このタイヤでは、3本の中央陸部2のうちのタイヤ赤道面CLが通る中央陸部2に隣り合う2本の中央陸部2は、それぞれ陸部幅が異なっており、陸部幅が相対的に大きい一方側(図では右側)の中央陸部2をタイヤ装着方向外側にした場合には、当該中央陸部2の剛性を高めてコーナリング時の操縦安定性を向上させることができる。
また、図示の例のタイヤでは、各ショルダー陸部3の陸部幅はそれぞれ同じになっており、また、タイヤ赤道面CLが通る中央陸部2と、当該中央陸部2に対し前記一方側と逆側の他方側(図では左側)に隣り合う中央陸部2との陸部幅はそれぞれ同じになっているが、各ショルダー陸部3および各中央陸部2の陸部幅の関係は任意にすることができる。
各中央陸部2には、溝4および/またはサイプ5を配設することができ、図示の例では、中央陸部2の中でも一方側(図では右側)の中央陸部2には、両端が当該中央陸部2を区画する両方の周方向溝1に開口する横溝41、および他方側(図では左側)の周方向溝1から延びて中央陸部2内で終端する横溝42が配設されている。また、図示の例では、タイヤ赤道面CLが通る中央陸部2には、当該中央陸部2を区画する両方の周方向溝1に開口するサイプ51、および他方側の周方向溝1から延在し、陸部内で終端する横溝43が配設されている。さらに、図示の例では、他方側の中央陸部2には、当該中央陸部2を区画する両方の周方向溝1に開口するサイプ52、他方側の周方向溝1のみに開口するサイプ53、および一方側の周方向溝1へ開口する切欠き部44が配設されている。
また、各ショルダー陸部3には、溝6および/またはサイプ7を配設することができ、図示の例では、ショルダー陸部3に溝(横溝)6およびサイプ7のそれぞれが配設されている。具体的には、一方側のショルダー陸部3には、第1ショルダー横溝61と、タイヤ周方向に隣り合う第1ショルダー横溝61の間に位置する、第2ショルダー横溝62とが配設されている。第1ショルダー横溝61は、一端がトレッド接地端Eに開口し、他端がショルダー陸部3の陸部内で、周方向溝1(ショルダー周方向溝1s)に開口するサイプ72と連結している。また第2ショルダー横溝62は、一端がトレッド接地端Eに開口し、他端がショルダー陸部3内で終端している。また、当該ショルダー陸部3には、ショルダー周方向溝1sへ開口する切欠き部63が配設されている。
また、他方側(図では左側)のショルダー陸部3には、図1に示すように、周方向溝1(ショルダー周方向溝1s)からトレッド接地端Eまで延在するサイプ71が配設されている。
また、この実施形態では、上述のようにトレッド踏面Tに、複数の周方向溝1、複数の陸部2、3、各陸部2、3内に複数の溝4、6やサイプ5、7が配設されているところ、ウェット性能と摩耗性能の観点から、トレッド踏面Tのネガティブ率(トレッド踏面Tの面積に対する溝面積比率)は、20〜30%であることが好ましく、より好ましくは23〜28%である。
ところで、この実施形態のタイヤは、図2に示すようにタイヤ幅方向断面視において、トレッド踏面Tが、曲率半径が相互に異なる複数の円弧により形成されている。具体的には、トレッド踏面Tのうち、ショルダー周方向溝1sを境にタイヤ幅方向内側の領域(即ち、当該領域には全ての中央陸部2の外輪郭が含まれる)は、円弧C1と、当該円弧C1のタイヤ幅方向外側に隣接する円弧C2とで形成され、トレッド踏面Tのうち、ショルダー周方向溝1sを境にタイヤ幅方向外側の領域(即ち、当該領域にはショルダー陸部3の外輪郭が含まれる)は、円弧C2のタイヤ幅方向外側に隣接する円弧C3を含んで形成されている。図示の例では、円弧C1はその中央でタイヤ赤道面CLと交わり、円弧C2は円弧C1の両側(タイヤ幅方向外側)に位置し、また、トレッド踏面Tのうち、ショルダー周方向溝1sを境にタイヤ幅方向外側の領域は、円弧C2と、当該円弧C2の両側(タイヤ幅方向外側)に位置する円弧C3とで形成されている。また、円弧C1〜C3は、それぞれ相互に滑らかにつながっている(連結点での接線が一致している)。
また、各円弧C1〜C3の曲率半径CR1〜CR3は、それぞれ相互に異なるとともにCR1からCR3になるに従い小さくなり、トレッド接地半幅をWとするとき、曲率半径CR3は、トレッド接地半幅Wの1.0〜1.5倍である。
なお、図2に示すトレッド部の断面図には、サイプや溝などが省略されており周方向溝のみ配設されている。
したがって、この実施形態では、タイヤ幅方向断面視において、トレッド踏面Tのうち、ショルダー周方向溝1sを境にタイヤ幅方向内側の領域を、曲率半径CR1の円弧C1と、当該曲率半径CR1よりも小さい曲率半径CR2の円弧C2とで形成し、トレッド踏面Tのうち、ショルダー周方向溝1sを境にタイヤ幅方向外側の領域を、曲率半径CR2よりも小さい曲率半径CR3の円弧C3を含んで形成し、曲率半径CR3を、トレッド接地半幅Wの1.0〜1.5倍とすることにより、トレッドのタイヤ幅方向での接地圧が均一になり、ショルダー部での耐偏摩耗性を向上させることができる。なお、曲率半径CR3を、トレッド接地半幅Wの1.0以上とすることにより、ショルダー部での接地圧が小さくなりすぎるのを防ぎ、また、曲率半径CR3を、トレッド接地半幅Wの1.5以下とすることにより、ショルダー部の接地圧が大きくなりすぎるのを防ぐことができる。
また、同様の観点から、曲率半径CR3は、トレッド接地半幅Wの1〜1.2であることがより好ましい。
また、この発明では、曲率半径CR1〜CR3は、0.15<CR2/CR1<0.4であることが好ましく、および/または、0.05<CR3/CR1<0.15であることが好ましい。曲率半径CR1、CR2を上記の範囲内および/または曲率半径CR1、CR3を上記の範囲内とすることにより、曲率半径CR1に対する曲率半径CR2または曲率半径CR3が小さくなりすぎ、また、大きくなりすぎるのを防ぎ、トレッドのタイヤ幅方向での接地圧を効果的に均一にすることができ、ショルダー部での耐偏摩耗性をより向上させることができる。
また、曲率半径CR1は、トレッド接地半幅Wの15〜20倍であることが好ましく、トレッド接地半幅Wの17〜18倍であることがより好ましい。また、曲率半径CR2は、トレッド接地半幅Wの2〜4倍であることが好ましく、トレッド接地半幅Wの2.5〜3倍であることがより好ましい。
また、この発明では、トレッド踏面Tの外輪郭を形成する円弧C1〜C3について、円弧C1、C2が連結する連結点、および円弧C2、C3が連結する連結点を、タイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向に沿って測った長さをそれぞれ長さL1、L2とすると、長さL1、L2は、
0.3≦L1/W≦0.5、および/または、0.6≦L2/W≦0.9
であることが好ましい。この構成によれば、タイヤ幅方向の接地圧の分布をより適切に調節することができ、ショルダー部での耐偏摩耗性をさらに向上させることができる。なお、同様の観点からは、長さL1、L2は、
0.3≦L1/W≦0.4、および/または、0.6≦L2/W≦0.7
であることがより好ましい。
ここで、ショルダー陸部3の陸部幅が広いほど当該ショルダー陸部3内での接地圧が均一になるが、当該陸部幅が広すぎるとタイヤ幅方向内側の中央陸部2の陸部幅が全体として小さくなり、中央陸部2の剛性が全体として低下する傾向があり、それゆえに、トレッドの中央部が摩耗しやすくなる虞がある。そこで、この発明では、ショルダー陸部3の陸部幅は、トレッド接地半幅Wの0.4〜0.6倍であることが好ましく、これによりショルダー部および中央部での耐偏摩耗性をさらに向上させることができる。なお、同様の観点から、ショルダー陸部3の陸部幅は、トレッド接地半幅Wの0.4〜0.5倍であることがより好ましい。
また、中央陸部2の剛性低下を防止して、トレッドの中央部の摩耗を抑制する観点からは、1本の中央陸部2の陸部幅は、トレッド接地半幅Wの0.2倍以上であることが好ましい。
また、上述のようにこの実施形態では、図1に示すように、ショルダー陸部3に溝6および/またはサイプ7を配設することができる(図示では溝6およびサイプ7の両方が配設されている)が、溝6および/またはサイプ7のトレッド踏面Tへの開口部に隣接する陸部端31は、面取りされていることが好ましい(図示では、一方側のショルダー陸部3の溝6およびサイプ7の開口部に隣接する陸部端31が面取りされている)。この構成によれば、ウェット性能とトレッドのショルダー部での耐偏摩耗性を両立することができる。具体的には、ウェット性能を確保するためには、溝体積を大きくし排水性を向上させることが効果的であるが、一方で、溝体積を大きくし過ぎると陸部の剛性が低下するので、ショルダー陸部3で摩耗しやすくなる虞がある。そこで、ショルダー陸部3に配設した溝6および/またはサイプ7の開口部に隣接する陸部端31を面取りすることにより、溝6および/またはサイプ7の拡大した開口部で排水性を向上させ、一方で溝体積を大きく増加させないので偏摩耗を抑制することができ、それゆえに、ウェット性能とトレッドのショルダー部での耐偏摩耗性とを両立することができる。
なお、面取りされた陸部端31に隣接する溝6は、具体的には、図3(a)に示すように、陸部内部に位置する第1溝部分6aと、当該第1溝部分6aのタイヤ径方向外側の上端部に連続するとともに、トレッド踏面Tへ開口する開口部を含む第2溝部分6bと、を有している。溝6の延在方向に直交する方向での断面において、第1溝部分6aは略一定の溝幅を有し、第2溝部分6bは、第1溝部分6aよりも大きい溝幅を有するとともに、トレッド踏面Tでの開口部に向かって溝幅が漸増している。
また、面取りされた陸部端61に隣接するサイプ7は、図3(b)に示すように、陸部内部に位置するサイプ部分7aと、当該サイプ部分7aのタイヤ径方向外側の上端部に連続するとともに、トレッド踏面Tへ開口する開口部を含む拡大部分7bと、を有している。サイプ7の延在方向に直交する方向での断面において、サイプ部分7aは略一定の溝幅を有し、拡大部分7bは、サイプ部分7aよりも大きい幅を有するとともに、トレッド踏面Tでの開口部に向かって幅が漸増している。なお、この実施形態では、サイプ7のサイプ部分7aは、溝幅が1.5mm以下である。
また、この実施形態では、図1に示すように、ショルダー陸部3に配設された溝6およびサイプ7に隣接する陸部端31が面取りされているが、ショルダー陸部3に配設された溝6およびサイプ7のどちらか一方であってもよい。また、この実施形態では、ショルダー陸部3に配設された溝6および/またはサイプ7に隣接する陸部端31が面取りされているのが好ましいが、中央陸部2に配設された溝4およびサイプ5に隣接する陸部端も面取りすることもできる。さらに、一方側のショルダー陸部3に配設されたサイプ7に隣接する陸部端31が面取りされているが、他方側のショルダー陸部3に配設されたサイプ7に隣接する陸部端31も面取りすることができる。また、溝6、サイプ7に隣接する陸部端31の面取り形状は任意にすることができ、図3では両側の陸部端31が面取りされているが、片側のみ陸部端31が面取りされていてもよい。
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の空気入りタイヤは、上記の例に限定されることは無く、適宜変更を加えることができる。例えば、図示のタイヤは、4本の周方向溝を配設することにより3本の中央陸部が区画され、また、中央陸部およびショルダー陸部には、各種の溝やサイプが配設されたトレッドパターンを有しているが、複数の周方向溝と、少なくとも1本の中央陸部と、1対のショルダー陸部とが配設されていれば、任意のトレッドパターンにすることができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではない。
実施例1のタイヤは、タイヤサイズが195/65R15であり、図1に示すようなトレッドパターンを有する。具体的には、実施例1のタイヤは、曲率半径CR1〜CR3がそれぞれ、1300mm、210mm、70mmであり、円弧C1〜C3の連結点をタイヤ赤道面から測った長さL1、L2がそれぞれ、27mm、46mmであり、ショルダー陸部の陸部幅が、35mmであり、一方側のショルダー陸部に配設したサイプおよび溝に隣接する陸部端が面取りされている。
実施例2〜6、参考例7、8、および比較例1〜2のタイヤは、表1に示すように変化させた以外実施例1のタイヤと同様である。
従来例のタイヤは、トレッド踏面の外輪郭が曲率半径CR1、CR2の円弧C1、C2のみで形成され、曲率半径CR1、CR2がそれぞれ900mm、200mmであり、円弧C1、C2の連結点をタイヤ赤道面から測った長さL1が25mmであり、また、表1に示すように変化させた以外実施例1のタイヤと同様である。
上記の各供試タイヤを以下の方法により評価し、その結果を表1に示す。
[耐偏摩耗性]
上記の各供試タイヤを、リムサイズ6Jのリムに装着し内圧を230kPaとして、車両に装着した後、当該タイヤを10000km走行させた。そして、走行後に新品時からのショルダー部での摩耗量を測定し、比較した。評価結果は、各試供タイヤの結果を逆数にして、従来例のタイヤを100とする指数で示し、この数値が大きいほど、ショルダー部での耐偏摩耗性がよいことを意味する。
[ウェット性能]
上記の各供試タイヤを、リムサイズ6Jのリムに装着し内圧を230kPaとして、車両に装着した後、テストコースで水深6mmの直線路を走行させ、ハイドロプレーニング現象が発生したときの速度を測定した。評価結果は、従来例のタイヤを100とする指数で示し、この数値が大きいほど、ウェット性能がよいことを意味する。
Figure 0006450224
表1に示すように、実施例1〜6、参考例7、8のタイヤは、曲率半径CR3を、トレッド接地半幅Wの1.0〜1.5の範囲外とした比較例1、2のタイヤと比較して、耐偏摩耗性が十分向上していることが分かる。また、実施例1〜6のタイヤは、ショルダー陸部の陸部幅を、トレッド接地半幅の0.4〜0.6倍の範囲外とした参考例7、8のタイヤと比較して、ウェット性能が向上していることが分かる。
本発明によれば、トレッドのショルダー部での耐偏摩耗性を向上させることが可能な空気入りタイヤを提供することができる。
1:周方向溝、 1s:ショルダー周方向溝、 2:中央陸部、 3:ショルダー陸部、 31:陸部端、 4:(中央陸部に配設した)溝、 5、51、52、53:(中央陸部に配設した)サイプ、 41、42、43:横溝、 44:切欠き部、 6:(ショルダー陸部に配設した)溝、 61:第1ショルダー横溝、 62:第2ショルダー横溝、 63:切欠き部、 6a:第1溝部分、 6b:第2溝部分、 7、71、72:(ショルダー陸部に配設した)サイプ、 7a:サイプ部分、 7b:拡大部分、 C1、C2、C3:円弧、 CL:タイヤ赤道面、 CR1、CR2、CR3:曲率半径、 E:トレッド接地端、 L1、L2:長さ、 T:トレッド踏面、 W:トレッド接地半幅

Claims (3)

  1. トレッド踏面に、タイヤ周方向に連続して延びる複数の周方向溝と、当該周方向溝間に形成された少なくとも1本の中央陸部と、前記周方向溝のうちタイヤ幅方向最外側のショルダー周方向溝およびトレッド接地端間で形成された1対のショルダー陸部と、を配設してなる空気入りタイヤであって、
    タイヤを適用リムに装着し所定内圧を充填した無負荷状態の、タイヤ幅方向断面視において、
    トレッド踏面のうち、前記ショルダー周方向溝を境にタイヤ幅方向内側の領域は、曲率半径CR1の円弧C1と、当該円弧C1のタイヤ幅方向外側に隣接し、当該曲率半径CR1よりも小さい曲率半径CR2の円弧C2とで形成され、
    トレッド踏面のうち、前記ショルダー周方向溝を境にタイヤ幅方向外側の領域は、前記円弧C2のタイヤ幅方向外側に隣接し、前記曲率半径CR2よりも小さい曲率半径CR3の円弧C3を含んで形成され、
    トレッド接地半幅をWとするとき、前記曲率半径CR3は、トレッド接地半幅Wの1.0〜1.5倍であり、
    前記ショルダー陸部の陸部幅は、トレッド接地半幅Wの0.4〜0.6倍であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
  2. 前記トレッド踏面のネガティブ率は、20〜30%である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記ショルダー陸部に溝および/またはサイプが配設され、
    前記溝またはサイプのトレッド踏面への開口部に隣接する陸部端は、面取りされている、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
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