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JP2009078589A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性を損なうことなく、広い設定範囲で操縦安定性と乗り心地性とを両立可能にする空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、カーカス層を車両外側カーカス層6と車両内側カーカス層7とに左右に分割構成し、車両外側カーカス層6のコートゴム12の300%モジュラスMoを13.5〜18.5MPaにし、車両内側カーカス層7のコートゴム13の300%モジュラスMiを11.0〜15.5MPaにすると共に、前記モジュラスMoを前記モジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくしたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐久性を損なうことなく、広い設定範囲で操縦安定性と乗り心地性とを両立可能にする空気入りタイヤに関する。
空気入りタイヤの操縦安定性を向上するためには、サイド部の剛性を大きくすればよいが、サイド部の剛性増大により乗り心地性が低下してしまう問題がある。逆に乗り心地性を向上するためにはサイド部の剛性を低くすればよいが、操縦安定性が低下してしまう。
そのため、このような空気入りタイヤの操縦安定性と乗り心地性とを両立させる対策として、特許文献1は、車両装着時にタイヤ装着方向(車両外側と車両内側)を指定し、サイド剛性を車両外側と車両内側とで異ならせることを提案している。すなわち、カーカス層をビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返すとき、その折り返し方向を車両外側と車両内側とで異ならせ、カーカス層本体に対し折り返し部がなすカーカスコードの交差角度を車両内側よりも車両外側の方を大きくすることにより、車両外側のサイド剛性を高くし、車両内側のサイド剛性を低くするようにしている。
しかし、空気入りタイヤにおいて、カーカス層の折り返し高さは、サイド部の繰り返し変形が大きいフレックスゾーンまで延長させると、折り返し端部に応力が集中してサイド部を損傷するという問題があるため、延長可能な範囲は制約される。そのため、操縦安定性と乗り心地性とを広い範囲で調整し設定することは不可能であった。
特開2007−83914号公報
本発明の目的は、耐久性を損なうことなく、広い設定範囲で操縦安定性と乗り心地性とを両立可能にする空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する第1の本発明の空気入りタイヤは、車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMoを13.5〜18.5MPaにし、前記車両内側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMiを11.0〜15.5MPaにすると共に、前記モジュラスMoを前記モジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくしたことを特徴とする。
第2の本発明の空気入りタイヤは、車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムのJIS K6253に準拠したタイプAのゴム硬度Hoを62〜72にし、前記車両内側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hiを56〜66にすると共に、前記ゴム硬度Hoを前記ゴム硬度Hiよりも3以上大きくしたことを特徴とする。
また、第1の本発明の空気入りタイヤにおいて、前記車両外側カーカス層のコートゴムのJIS K6253に準拠したタイプAのゴム硬度Hoは62〜72にし、前記車両内側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hiは56〜66にすると共に、前記ゴム硬度Hoは前記ゴム硬度Hiよりも3以上大きくすることが好ましい。
また、第1及び第2の本発明のいずれかの規定を少なくとも1つ満たす空気入りタイヤにおいて、前記車両外側カーカス層のコートゴムの厚さGoは、前記車両内側カーカス層のコートゴムの厚さGiと同一又は該厚さGiよりも大きくすることが好ましい。
第3の本発明の空気入りタイヤは、車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムと前記車両内側カーカス層のコートゴムとを同一のゴム材料で構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムの厚さGoを1.4〜3.0mmにし、前記車両内側カーカス層のコートゴムの厚さGiを0.8〜1.5mmにすると共に、前記コートゴムの厚さGoを前記コートゴムの厚さGiよりも0.5mm以上大きくしたことを特徴とする。
上述した第1〜第3の空気入りタイヤにおいて、前記車両外側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端及び車両内側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端は、それぞれタイヤセンターから左右にベルト層最大幅Wの35%の範囲内に配置することが好ましい。また、前記車両外側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端と車両内側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端とは互いにタイヤ幅方向に離間させることもできる。
また、本発明は、偏平率が55%以下の空気入りタイヤに適用することができる。
上述したように本発明の空気入りタイヤは、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層の左右に分割した構成にし、第1の発明では、車両外側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMoを13.5〜18.5MPaにし、車両内側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMiを11.0〜15.5MPaにすると共に、前者のモジュラスMoを後者のモジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくしたので、車両外側のタイヤ剛性が大きくなり車両内側のタイヤ剛性が小さくなって、操縦安定性と乗り心地性とを両立させることができる。
第2の本発明では、車両外側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hoを62〜72にし、車両内側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hiを56〜66にすると共に、前者のゴム硬度Hoを後者のゴム硬度Hiよりも3以上大きくしたので、車両外側のタイヤ剛性が大きくなり車両内側のタイヤ剛性が小さくなって、操縦安定性と乗り心地性とを両立させることができる。
また、第3の本発明の空気入りタイヤは、車両外側カーカス層のコートゴムと車両内側カーカス層のコートゴムとを同一のゴム材料で構成すると共に、車両外側カーカス層のコートゴムの厚さGoを1.4〜3.0mmにし、車両内側カーカス層のコートゴムの厚さGiを0.8〜1.5mmにすると共に、前者のコートゴムの厚さGoを後者のコートゴムの厚さGiよりも0.5mm以上大きくしたので、車両外側のタイヤ剛性が大きくなり車両内側のタイヤ剛性が小さくなるため、操縦安定性と乗り心地性とを両立させることができる。
しかも、第1〜第3の本発明の空気入りタイヤのいずれも、コートゴムの特性又は厚さを調整すればよいので、広い範囲で操縦安定性と乗り心地性とを選択設定することができ、かつタイヤ耐久性を低下させることがない。
図1は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示す断面図である。
図1において、空気入りタイヤは、トレッド部1、左右のサイドウォール部2及びビード部3から構成され、カーカス層をタイヤの車両装着時に装着方向を指定したときの車両外側カーカス層6と車両内側カーカス層7とから左右に分割構成している。車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7は、それぞれ上下2層に構成され、トレッド部1から左右のサイドウォール部2,2を経てビード部3,3に至りビードコア4,4に装架され、タイヤ幅方向外側の端部を左右のビードコア4,4の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部1の車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7の外周側には2層のスチールコードのベルト層8が層間でコードを交差させるように配置され、その外周側に補強コードをタイヤ周方向に対し0°〜10°の低角度で螺旋状に巻き付けたベルトカバー層9が配置されている。
本発明において、車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7は、コートゴムのモジュラス、ゴム硬度、コートゴムの厚さの少なくとも1つを互いに異ならせるように構成している。車両外側カーカス層6は、図2に示すように、引き揃えられた複数のカーカスコード11をコートゴム12で被覆して構成され、車両内側カーカス層7は、カーカスコード11をコートゴム13で被覆して構成される。図1のように、カーカス層をタイヤ径方向に上下2層配置する場合には、そのうちの少なくとも1層を車両外側カーカス層6と車両内側カーカス層7とから左右に分割構成すればよい。
また、車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7を構成するカーカスコード11は、同じ材料または異なる材料で形成されてよいが、異なる材料で形成される場合には車両外側カーカス層6を構成する方の剛性が、車両内側カーカス層7の方よりも同等以上であることが好ましい。
本発明の第1の空気入りタイヤは、車両外側カーカス層6のコートゴム12の300%モジュラスMoを13.5〜18.5MPaにし、車両内側カーカス層7のコートゴム13の300%モジュラスMiを11.0〜15.5MPaにすると共に、前者のモジュラスMoを後者のモジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくする。
このように車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7を構成する各コートゴム12,13のモジュラスを設定することにより、車両外側のタイヤ剛性に対して車両内側のタイヤ剛性を相対的に小さくする。このため、タイヤをネガティブキャンバーを付けた車両に装着した場合、直線走行時に主に接地する車両内側のタイヤ剛性を相対的に小さくするため乗り心地の悪化を抑えることができる。また、レーンチェンジや旋回時において車両外側のタイヤ剛性が相対的に大きいため、操縦安定性を優れたものにすることができる。したがって、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができる。
また、コートゴム12,13のモジュラスMo,Miをそれぞれ調整したカーカス層を左右に分割配置すればよいので、広い範囲で操縦安定性と乗り心地性とを選択設定することができ、かつカーカス層の折り返し端をフレックスゾーンまで延長しないですむのでタイヤ耐久性を損なうことがない。
車両外側カーカス層6のコートゴム12のモジュラスMoは13.5〜18.5MPaであり、好ましくは14〜16.5MPaにするとよい。モジュラスMoが13.5MPa未満であると、車両外側のタイヤ剛性の増大効果が得られず、操縦安定性を高くすることができない。また、18.5MPaを超えると、タイヤ剛性が過大となり乗り心地性や接地性を損なう。
車両内側カーカス層7のコートゴム13のモジュラスMiは11.0〜15.5MPaであり、好ましくは11.5〜14MPaにするとよい。モジュラスMiが11.0MPa未満であると、タイヤ剛性が不足し、操縦安定性を維持することができない。また、15.5MPaを超えると、車両内側のタイヤ剛性が過大となり乗り心地性が低下する。
前者のモジュラスMoは、後者のモジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくし、好ましくは2.0MPa以上大きくするとよい。モジュラスMoとモジュラスMiとの差Mo−Miが1.3MPa未満であると、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができない。なお、本明細書において、300%モジュラスは、JIS K6251に準拠し測定する値をいうものとする。
本発明の第2の空気入りタイヤは、車両外側カーカス層6のコートゴム12のゴム硬度Hoを62〜72にし、車両内側カーカス層7のコートゴム13のゴム硬度Hiを56〜66にすると共に、前者のゴム硬度Hoを後者のゴム硬度Hiよりも3以上大きくする。
このように車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7の各コートゴム12,13のゴム硬度を設定することにより、車両外側のタイヤ剛性を相対的に高くし、車両内側のタイヤ剛性を相対的に小さくする。このため、上述した理由のとおり、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができる。また、コートゴムのゴム硬度Ho,Hiをそれぞれ調整したカーカス層を左右に分割配置すればよいので、広い範囲で操縦安定性と乗り心地性とを選択設定することができ、かつタイヤ耐久性を低下させることがない。
車両外側カーカス層6のコートゴム12のゴム硬度Hoは62〜72であり、好ましくは64〜69にするとよい。ゴム硬度Hoが62未満であると、車両外側のタイヤ剛性の増大効果が得られず、操縦安定性を高くすることができない。また、72を超えると、タイヤ剛性が過大となり乗り心地性や接地性を損なう。
車両内側カーカス層7のコートゴム13のゴム硬度Hiは56〜66であり、好ましくは58〜64にするとよい。ゴム硬度Hiが56未満であると、タイヤ剛性が不足し操縦安定性を維持することができない。また、66を超えると、車両内側のタイヤ剛性が過大となり乗り心地性が低下する。
前者のゴム硬度Hoは、後者のゴム硬度Hiよりも3以上大きく、好ましくは5以上大きいとよい。ゴム硬度Hoとゴム硬度Hiとの差Ho−Hiが3未満であると、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができない。なお、本明細書において、ゴム硬度は、JIS K6253に準拠したデュロメータのタイプAにより温度20℃で測定する値をいうものとする。
また、上述した第1の本発明において、車両外側カーカス層6を構成するコートゴム12のゴム硬度Hoと車両内側カーカス層7を構成するコートゴム13のゴム硬度Hiとは、それぞれ第2の本発明に規定されたコートゴム12,13のゴム硬度Ho,Hiの規定を満たすことが好ましい。これにより、操縦安定性と乗り心地性との両立をより確実にすることができる。
第1及び第2の本発明のいずれかの規定を少なくとも1つ満たす空気入りタイヤにおいて、車両外側カーカス層6を構成するコートゴム12の厚さGoと車両内側カーカス層7を構成するコートゴム13の厚さGiとの関係は、特に制限されるものではないが、前者のコートゴムの厚さGoは、後者のコートゴムの厚さGiと同一にするか又はコートゴムの厚さGiよりも大きくすることが好ましい。このように、コートゴムの厚さGo,Giを設定することにより、操縦安定性と乗り心地性との両立をより確実にすることができる。カーカス層を構成するコートゴムのそれぞれの厚さGo,Giは、より好ましくは、以下に記載する第3の本発明に規定されたコートゴムの厚さGo,Giの関係を満たすようにするとよい。
本発明の第3の空気入りタイヤは、車両外側カーカス層6のコートゴム12と車両内側カーカス層7のコートゴム13とを同一のゴム材料で構成し、コートゴム12の厚さGoを1.4〜3.0mmにし、コートゴム13の厚さGiを0.8〜1.5mmにすると共に、コートゴム12の厚さGoをコートゴム13の厚さGiよりも0.5mm以上大きくする。
このように車両外側カーカス層6及び車両内側カーカス層7の各コートゴム12,13を同一のゴム材料で構成し、それぞれの厚さGo,Giを設定し、コートゴム12の厚さGoをコートゴム13の厚さGiより大きくすることにより、車両外側のタイヤ剛性を相対的に大きくし車両内側を相対的に小さくする。このため、上述した理由のとおり、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができる。また、コートゴムのゴム厚さGo,Giをそれぞれ調整したカーカス層を左右に分割配置すればよいので、広い範囲で操縦安定性と乗り心地性とを選択設定することができ、かつタイヤ耐久性を低下させることがない。
車両外側カーカス層6のコートゴム12の厚さGoは1.4〜3.0mmであり、好ましくは2.0〜2.5mmにするとよい。コートゴムの厚さGoが1.4mm未満であると、車両外側のタイヤ剛性の増大効果が得られず、操縦安定性を高くすることができない。また、3.0mmを超えると、タイヤ剛性が過大となり乗り心地性や接地性を損なう。
車両内側カーカス層7のコートゴム13の厚さGiは0.8〜1.5mmであり、好ましくは1.0〜1.5mmにするとよい。コートゴムの厚さGiが0.8mm未満であると、タイヤ剛性が不足し、操縦安定性を維持することができない。また、1.5mmを超えると、車両内側のタイヤ剛性が過大となり乗り心地性が低下する。
前者のコートゴム12の厚さGoは、後者のコートゴム13の厚さGiよりも0.5mm以上大きくし、好ましくは1.0mm以上大きくするとよい。コートゴムの厚さGoとコートゴムの厚さGiとの差Go−Giが0.5mm未満であると、操縦安定性と乗り心地性とを両立することができない。
上述した第1〜第3の本発明において、車両外側カーカス層6のタイヤ幅方向センター側端6e及び車両内側カーカス層7のタイヤ幅方向センター側端7eは、図1に示すように、それぞれタイヤセンターCLから左右にベルト層8の最大幅Wの35%の範囲内に配置するようにするとよい。カーカス層6,7のタイヤ幅方向センター側端6e,7eが、タイヤセンターCLからベルト層最大幅Wの±35%の範囲より外側に位置する場合には、各カーカス層のセンター側端6e,7eがトレッド部1のキャップゴムのエッジ等と干渉しやすくなり故障の原因となる虞がある。
また、車両外側カーカス層6のタイヤ幅方向センター側端6eと車両内側カーカス層7のタイヤ幅方向センター側端7eとは、図2に示すように、互いに隣接するように配置してもよいし、或いは、車両外側カーカス層6のセンター側端6eと車両内側カーカス層7のセンター側端7eとを互いにタイヤ幅方向に離間するように配置することもできる。カーカス層のタイヤ幅方向センター側端6e,7eをタイヤ幅方向に間隔を開けて配置することにより、本発明の空気入りタイヤを容易に製造することができる。
本発明のタイヤは、タイヤサイズに関係なく適用できるが、特に偏平率が55%以下の空気入りタイヤを製造する場合に好適である。このような偏平率のタイヤは、操縦安定性が重要視されるが、本発明のタイヤ構成を適用することにより、乗り心地性を向上させ操縦安定性と両立させることができる。本発明において、空気入りタイヤの偏平率は、JATMAの規定に基づくものとする。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1,2
タイヤサイズが245/45R18で、図1のタイヤ構造を有する空気入りタイヤを、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とから分割構成し、それぞれのコートゴムのゴム硬度Ho,Hi及びコートゴムの厚さGo,Giを同じにすることを共通条件にし、それぞれのコートゴムの300%モジュラスMo,Miを表1に示すように設定した3種類の空気入りタイヤ(実施例1,2、比較例1)を製作した。
得られた3種類の空気入りタイヤについて、車両装着時の方向を指定して車両に装着して、それぞれ操縦安定性および乗り心地性を下記の方法により評価し、その結果を表1に示す。
[操縦安定性]
得られた空気入りタイヤを、17×8JJのリムにリム組みし、排気量2.5リットルの輸入車に、装着方向が決められたとおりに装着し、空気圧220kPaの条件で、熟練したテストドライバーが、直進走行時及びレーンチェンジ時の操縦安定性を官能評価した。評価結果は、比較例1を3.0とする相対評価(最小0.5〜最大5.0)とし、この評点が大きいほど操縦安定性が優れることを意味する。
[乗り心地性]
得られた空気入りタイヤを、17×8JJのリムにリム組みし、排気量2.5リットルの輸入車に、装着方向が決められたとおりに装着し、空気圧220kPaの条件で、凹凸を有するテストコースを50km/hで実車走行させ、専門パネラー3名による感応評価を行った。評価結果は、比較例1を3.0とする相対評価(最小0.5〜最大5.0)とし、この評点が大きいほど乗心地性が優れていることを意味する。
実施例3,4
タイヤサイズが245/45R18で、図1のタイヤ構造を有する空気入りタイヤを、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とから分割構成し、それぞれのコートゴムの300%モジュラスMo,Mi及びコートゴムの厚さGo,Giを同じにすることを共通条件にし、それぞれのコートゴムのゴム硬度Ho,Hiを表2に示すように設定した3種類の空気入りタイヤ(実施例3,4、比較例1)を製作した。
得られた3種類の空気入りタイヤについて、車両装着時の方向を指定して車両に装着して、それぞれ操縦安定性および乗り心地性を上記の方法により評価し、その結果を表2に示す。
実施例5,6
タイヤサイズが245/45R18で、図1のタイヤ構造を有する空気入りタイヤを、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とから分割構成し、それぞれのコートゴムを同一のゴム材料で構成することを共通条件にし、それぞれのコートゴムの厚さGo,Giを表3に示すように設定した3種類の空気入りタイヤ(実施例5,6、比較例1)を製作した。
得られた3種類の空気入りタイヤについて、車両装着時の方向を指定して車両に装着して、それぞれ操縦安定性および乗り心地性を上記の方法により評価し、その結果を表3に示す。
実施例7〜9
タイヤサイズが245/45R18で、図1のタイヤ構造を有する空気入りタイヤを、カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とから分割構成し、それぞれのコートゴムの300%モジュラスMo,Mi、ゴム硬度Ho,Hi及びコートゴムの厚さGo,Giを表4に示すように設定した7種類の空気入りタイヤ(実施例7〜9、比較例1,4〜6)を製作した。
得られた7種類の空気入りタイヤについて、車両装着時の方向を指定して車両に装着して、それぞれ操縦安定性および乗り心地性を上記の方法により評価し、その結果を表4に示す。
本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。 本発明で使用するカーカス層の構成の一例を模式的に示す説明図である。
符号の説明
6 車両外側カーカス層
6e タイヤ幅方向センター側端
7 車両内側カーカス層
7e タイヤ幅方向センター側端
11 カーカスコード
12,13 コートゴム
CL タイヤセンターライン

Claims (8)

  1. 車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
    カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMoを13.5〜18.5MPaにし、前記車両内側カーカス層のコートゴムの300%モジュラスMiを11.0〜15.5MPaにすると共に、前記モジュラスMoを前記モジュラスMiよりも1.3MPa以上大きくした空気入りタイヤ。
  2. 車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
    カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムのJIS K6253に準拠したタイプAのゴム硬度Hoを62〜72にし、前記車両内側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hiを56〜66にすると共に、前記ゴム硬度Hoを前記ゴム硬度Hiよりも3以上大きくした空気入りタイヤ。
  3. 前記車両外側カーカス層のコートゴムのJIS K6253に準拠したタイプAのゴム硬度Hoを62〜72にし、前記車両内側カーカス層のコートゴムのゴム硬度Hiを56〜66にすると共に、前記ゴム硬度Hoを前記ゴム硬度Hiよりも3以上大きくした請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記車両外側カーカス層のコートゴムの厚さGoを、前記車両内側カーカス層のコートゴムの厚さGiと同一又は該厚さGiよりも大きくした請求項1,2又は3に記載の空気入りタイヤ。
  5. 車両装着時の装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
    カーカス層を車両外側カーカス層と車両内側カーカス層とに左右に分割構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムと前記車両内側カーカス層のコートゴムとを同一のゴム材料で構成し、前記車両外側カーカス層のコートゴムの厚さGoを1.4〜3.0mmにし、前記車両内側カーカス層のコートゴムの厚さGiを0.8〜1.5mmにすると共に、前記コートゴムの厚さGoを前記コートゴムの厚さGiよりも0.5mm以上大きくした空気入りタイヤ。
  6. 前記車両外側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端及び車両内側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端を、それぞれタイヤセンターから左右にベルト層最大幅Wの35%の範囲内に配置した請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記車両外側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端と車両内側カーカス層のタイヤ幅方向センター側端とを互いにタイヤ幅方向に離間させた請求項6に記載の空気入りタイヤ。
  8. 偏平率が55%以下のタイヤである請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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