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JP2010058568A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】チェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減することのできる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】2本の周方向主溝と、周方向主溝に連通する態様で延在する複数の副溝23とによりブロック形状の陸部24が区画形成されたトレッド部を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ周方向で対向する副溝23の溝壁23a,23bが、副溝23の延在方向で接触せず一部重複する態様で、トレッド部の踏面21の法線に対する傾斜角度を変化して形成された重複部25と、タイヤ周方向で対向する副溝23の各溝壁23a,23bが、副溝23の延在方向で重複しない態様で、前記傾斜角度を一定に形成された貫通部26とを陸部24間で延在する副溝23内に共に備える。そして、副溝23により区画された陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvの比を、0.2≦Bv/Bw≦0.7の範囲に設定する。
【選択図】図3

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、チェーン掛かり性能、雪上性能、排水性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減する空気入りタイヤに関するものである。
空気入りタイヤであって、特にスタッドレスタイヤでは、トレッド部に周方向溝および幅方向溝からなるブロック形状の陸部を配置することで、踏面と路面との間の水や雪を溝内に受け入れる排水効果、およびエッジ効果を向上させ、排水性能および雪上性能を備えることが一般的である。この反面、陸部の剛性が低下してタイヤ周方向およびタイヤ幅方向に陸部が変形することから、トレッド部から路面に伝達されるエネルギーが損失し、転がり抵抗が大きくなる。さらに、陸部が変形すると、ヒールアンドトウ摩耗が発生し易くなり、転がり抵抗の増大を助長する。
そこで、従来の空気入りタイヤでは、陸部の剛性を向上させて、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制しようとしたものがある。例えば、特許文献1に記載の空気入りタイヤ(空気入りラジアルタイヤ)では、幅方向構内に段差突部を設け、接地端付近の剛性とショルダーブロックの挙動の拘束力とを適正範囲とし、陸部の挙動を小さくするようにしている。また、特許文献2に記載の空気入りタイヤでは、陸部をなす細溝の内部に底上部(プラットホーム)を設け、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制しようとしている。
また、例えば、特許文献3に記載の空気入りタイヤ(空気入りラジアルタイヤ)では、湿潤路でのトラクション性、制動性を損なわずにパターンノイズの低減化を図る目的で、幅方向溝の踏面部開口端から溝底側に向かって漸次断面積が増大する複数個の補強要素が、交互に入り込んで重なり合う状態で突出形成されている。
特開平6−297917号公報 特開2007−69708号公報 特許第3357458号公報
しかし、特許文献1および特許文献2に記載の空気入りタイヤは、段差突部や底上部を設けたことにより溝深さが浅くなることから、陸部踏面の摩耗に伴って排水性能や雪上性能の低下が顕著にあらわれる。一方、特許文献3に記載の空気入りタイヤは、溝深さが浅くはならないものの、補強要素によって溝幅が狭くなるため、チェーン掛かり性能が低下するおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に延在する少なくとも2本の周方向主溝と、前記周方向主溝に連通する態様で延在する複数の副溝とによりブロック形状の陸部が区画形成されたトレッド部を有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ周方向で対向する前記副溝の各溝壁が、前記副溝の延在方向で接触せず一部重複する態様で、前記トレッド部の踏面の法線に対する傾斜角度を変化して形成された重複部と、タイヤ周方向で対向する前記副溝の各溝壁が、前記副溝の延在方向で重複しない態様で、前記傾斜角度を一定に形成された貫通部と、を前記陸部間で延在する前記副溝内に共に備え、前記副溝により区画された前記陸部のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、前記貫通部のタイヤ幅方向寸法Bvが、0.2≦Bv/Bw≦0.7の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、重複部により、副溝の延在方向で副溝の溝壁が重ね合わされることから、タイヤ周方向での陸部の剛性が向上し、陸部の変形が抑制される。このため、転がり抵抗を低減できる。また、重複部によりインフレート時に副溝を起点とした溝開きが抑えられ、タイヤ転動時のトレッド部の変形を抑制できる。さらに、重複部によりタイヤ周方向で隣接する各陸部が相互に支え合うように作用するので、タイヤ幅方向の荷重に対しても陸部の変形を抑制できる。さらにまた、重複部は、各溝壁が接触せずに形成されおり、副溝の溝深さが延在方向で変化することがないので、排水性能および雪上性能を維持できる。
しかも、この空気入りタイヤによれば、重複部と共に備えた貫通部により、副溝の延在方向で副溝の溝壁が重複せず一定の傾斜角度に形成されていることから、副溝の溝幅が維持されるので、チェーン掛かり性能を維持できる。
さらに、この空気入りタイヤによれば、Bv/Bwが0.2未満であると、チェーン掛かり性能が悪化する。一方、Bv/Bwが0.7を超えると、重複部のタイヤ幅方向寸法が小さすぎるため、転がり抵抗を低減する効果が低下する。したがって、Bv/Bwが上記範囲に設定されていることが好ましい。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記重複部は、前記副溝の溝底が前記副溝の延在方向で屈曲された屈曲部を有していることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、タイヤ周方向で隣接する陸部が、タイヤ幅方向の荷重に対して相互に支え合う効果をさらに向上でき、転がり抵抗をさらに低減できる。なお、屈曲部は、少なくとも1点で折れ曲がって設けられていてもよい。また、屈曲部は、湾曲して設けられていてもよい。屈曲部が湾曲して設けられていれば、溝底でのクラックの発生を抑制できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記重複部は、前記副溝の溝幅Lwに対し、重複幅Lpが、0.2≦Lp/Lw≦0.8の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、Lp/Lwが0.2未満であると、インフレート時の副溝の溝開きを抑制する効果や、タイヤ幅方向の荷重に対して陸部の変形を抑制する効果が低下する。一方、Lp/Lwが0.8を超えると、陸部の踏面の摩耗に伴って重複部が形成された副溝の溝幅が狭くなることから、排水性能や雪上性能が低下する。したがって、Lp/Lwが上記範囲に設定されていることが好ましい。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ周方向で隣接する前記陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、前記副溝が屈曲して設けられ、1つの前記陸部のタイヤ周方向寸法Twに対し、他の前記陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Taが、0.4≦Ta/Tw≦0.95の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、タイヤ周方向で隣接する各陸部に重複部分を設けることで、陸部の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記重複部および前記貫通部が形成された前記副溝により区画される陸部は、タイヤ周方向に延在する周方向細溝により分断された複数の小陸部により構成されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、周方向細溝により陸部のタイヤ幅方向のエッジ成分が増加するので、雪上性能での横滑りを効果的に抑制できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記周方向細溝を境にしてタイヤ幅方向で隣接する前記小陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、前記周方向細溝を境にしたタイヤ周方向での前記副溝の位置が異なって設けられ、タイヤ幅方向外側の前記小陸部のタイヤ周方向寸法Tws1に対し、タイヤ幅方向内側の前記小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws1≦0.95の範囲に設定され、またはタイヤ幅方向内側の前記小陸部のタイヤ周方向寸法Tws2に対し、タイヤ幅方向外側の前記小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws2≦0.95の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、タイヤ周方向で隣接する各小陸部に重複部分を設けることで、陸部の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記重複部および前記貫通部は、タイヤ幅方向最外側の陸部を区画する副溝に形成され、前記重複部をタイヤ幅方向内側に配置し、前記貫通部をタイヤ幅方向外側に配置してあることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、チェーン掛かり性能への影響が大きいタイヤ幅方向最外側の陸部を区画する副溝に重複部および貫通部が形成されているため、チェーン掛かり性能を維持する効果がより得られる。しかも、チェーン掛かり性能の維持に関わる貫通部がタイヤ幅方向外側に配置されていることで、チェーン掛かり性能を維持する効果がさらに得られる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、少なくとも1本の前記周方向主溝は、前記トレッド部の踏面の法線に対する前記各溝壁の傾斜角度をタイヤ周方向で変化して形成されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、周方向主溝により区画された陸部の剛性が向上して陸部の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記トレッド部の踏面のタイヤ幅方向外側端部、またはバットレス部に、タイヤ周方向に延在する外側細溝を備えたことを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、外側細溝により、トレッド部に受ける接地圧を下げるので、転がり抵抗をさらに低減できる。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記トレッド部に配置されたタイヤ径方向最外側のベルトにおける補強材と、タイヤ赤道線の最も近くに配置された前記周方向主溝の溝底との間でのゴムの厚さTが、3.0[mm]≦T≦5.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、ゴムの厚さTが3.0[mm]未満の場合、周方向主溝の溝底でのクラックの発生が懸念される。一方、ゴムの厚さTが5.5[mm]を超えた場合、タイヤ接地時におけるトレッド部の歪みが大きくなり、陸部の倒れ込みが発生してトレッド部の剛性が高められず、転がり抵抗の低減効果が小さくなる。したがって、ゴムの厚さTが上記範囲に設定されていることが好ましい。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記トレッド部のゴムの100[℃]加熱時におけるtanδが、tanδ≦0.10の範囲に設定されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、tanδが0.10を超える場合、トレッド部のゴムの発熱量が増加してタイヤの転がり抵抗が増加する。したがって、tanδが上記範囲に設定されていることが好ましい。
また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、重荷重用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤの転がり抵抗が増加し易い傾向にある。したがって、重荷重用空気入りタイヤを適用対象とすることにより、転がり抵抗の低減効果がより顕著に得られる利点がある。
本発明にかかる空気入りタイヤは、チェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減できる。
以下に、本発明にかかる空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的同一のものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
図1は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの子午断面図、図2は、図1に示す空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図、図3は、図2に示すトレッド部の要部拡大図、図4は、図2に示すトレッド部の要部拡大斜視図、図5は、重複部および貫通部の他の形態を示す要部拡大図、図6は、重複部の折れ曲がる屈曲部を示す拡大平面図、図7は、重複部の湾曲する屈曲部を示す拡大平面図、図8〜図12は、陸部の他の形態を示す平面図、図13は、本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
なお、以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸(図示せず)と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面Cに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面Cから離れる側をいう。
また、以下に説明する空気入りタイヤ1は、タイヤ赤道面Cを中心としてほぼ対称になるように構成されている。タイヤ赤道面Cとは、空気入りタイヤ1の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面Cから最も離れている部分間の距離である。また、タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面C上にあって空気入りタイヤ1の周方向に沿う線をいう。そして、以下に説明する空気入りタイヤ1は、タイヤ赤道面Cを中心としてほぼ対称になるように構成されていることから、空気入りタイヤ1の回転軸を通る平面で空気入りタイヤを切った場合の子午断面図(図1)においては、タイヤ赤道面Cを中心とした一側を図示して当該一側のみを説明し、他側の説明は省略する。
図1に示すように、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ1は、トレッド部2と、そのタイヤ幅方向両外側のショルダー部3と、各ショルダー部3から順次連続するサイドウォール部4およびビード部5とを有している。また、この空気入りタイヤ1は、カーカス6と、ベルト層7とを含み構成されている。
トレッド部2は、空気入りタイヤ1の外部に露出したものであり、その表面が空気入りタイヤ1の輪郭となる。トレッド部2の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面21には、図1および図2に示すように、タイヤ周方向に延在して形成された少なくとも2本(本実施の形態では3本)の周方向主溝22と、周方向主溝22を連通する複数の副溝23とによりブロック形状の複数の陸部24が区画形成されている。なお、周方向主溝22は、トレッド部2の踏面21の法線に対する溝壁22aの角度が5[度]程度に設定されていることが好ましい。また、副溝23は、溝幅が周方向主溝22よりも狭く、かつ5[mm]以上10[mm]以下であることが好ましい。また、副溝23は、周方向主溝22の溝深さに対して同一であっても、同一でなくてもよい。例えば、周方向主溝22の溝深さが20[mm]に設定され、副溝23の溝深さが15[mm]に設定されている。また、本実施の形態での副溝23は、タイヤ幅方向に沿って延在して設けてあるが、タイヤ幅方向に対して傾斜していてもよい。
ショルダー部3は、トレッド部2のタイヤ幅方向両外側の部位である。また、サイドウォール部4は、空気入りタイヤ1におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出したものである。また、ビード部5は、ビードコア51とビードフィラー52とを有する。ビードコア51は、スチールワイヤであるビードワイヤ51aをリング状に巻くことにより形成されている。ビードフィラー52は、カーカス6の端部がビードコア51の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置される。
カーカス6は、一対のビード部5に対して各タイヤ幅方向端部が折り返され、かつタイヤ周方向にトロイド状に掛け回されてタイヤの骨格を構成するものである。このカーカス6は、有機繊維(ナイロンやポリエステルなど)やスチールなどのカーカスコードが、ゴムで被覆されたものである。
ベルト層7は、トレッド部2においてカーカス6よりもタイヤ径方向外側に設けられている。ベルト層7は、有機繊維(ナイロンやポリエステルなど)やスチールなどのコード(補強材)がゴムで被覆されたベルトからなり、このベルトが複数積層されたものである。本実施の形態におけるベルト層7は、カーカス6のタイヤ径方向外側からタイヤ径方向外側に向かって第1ベルト71、第2ベルト72、第3ベルト73、第4ベルト74の順で積層された4層構造を有している。
このような空気入りタイヤ1にかかり、タイヤ周方向に隣接する陸部24の間で延在する副溝23には、重複部25および貫通部26が共に形成されている。
重複部25は、タイヤ周方向で対向する副溝23の各溝壁23a,23bが、副溝23の延在方向で接触せず一部重複する態様で、トレッド部2の踏面21の法線に対する傾斜角度を変化して形成されている。なお、ここで示す重複部25は、タイヤ幅方向最外側の陸部24にかかる副溝23において延在方向のタイヤ幅方向内側に配置されている。
この重複部25は、例えば、図3(a)、図3(b)および図4に示すように、副溝23のタイヤ周方向で対向する一方の溝壁23aの一部分が、トレッド部2の踏面21の法線に対する傾斜角度を0[度]に形成されている形態に対し、他方の溝壁23bの一部分は、トレッド部2の踏面21の法線に対する傾斜角度を30[度]に形成されている。そして、一方の溝壁23aが、副溝23の延在方向に傾斜角度を0[度]から30[度]に漸次変化して形成されている形態に対し、他方の溝壁23bは、副溝23の延在方向に傾斜角度を30[度]から0[度]に漸次変化して形成されている。また、各溝壁23a,23bは、相互に接触していないから、副溝23の溝深さDが延在方向で一定とされている。かかる構成により、図3(b)に示すように、副溝23を延在方向で見た場合、重複幅Lpにおいて各溝壁23a,23bが接触せず、かつ相互に重なる重複部25が形成される。
貫通部26は、タイヤ周方向で対向する副溝23の各溝壁23a,23bが、副溝23の延在方向で重複しない態様で、前記傾斜角度を一定に形成されている。なお、ここで示す貫通部26は、タイヤ幅方向最外側の陸部24にかかる副溝23において延在方向のタイヤ幅方向外側に配置されている。
この貫通部26は、例えば、図3および図4に示すように、副溝23のタイヤ周方向で対向する相互の溝壁23a,23bが、トレッド部2の踏面21の法線に対する傾斜角度を0[度]以上10[度]以下に形成され、かつ副溝23の延在方向に前記傾斜角度のまま一定に形成されている。また、各溝壁23a,23bは、重複していないから、副溝23の溝幅Lwおよび溝深さDが延在方向で一定とされている。かかる構成により、図3(a)および図4に示すように、副溝23を延在方向で見た場合、各溝壁23a,23bが重ならず、副溝23が貫通する貫通部26が形成される。
そして、重複部25および貫通部26を備えた副溝23により区画された陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvが、0.2≦Bv/Bw≦0.7の範囲に設定されている。すなわち、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvは、陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwであって、副溝23のタイヤ幅方向寸法に対し、20[%]以上70[%]以下の範囲に設定されている。
また、言い換えると、重複部25および貫通部26を備えた副溝23により区画された陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpが、0.3≦Bv/Bw≦0.8の範囲に設定されている。すなわち、重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpは、陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwであって、副溝23のタイヤ幅方向寸法に対し、30[%]以上80[%]以下の範囲に設定されている。
上述のように構成される空気入りタイヤ1では、重複部25を備え、副溝23の溝壁23a,23b(陸部24の壁部)が副溝23の延在方向で重ね合わされることから、タイヤ周方向での陸部24の剛性が向上し、陸部24の変形が抑制される。このため、転がり抵抗を低減でき、ヒールアンドトウ摩耗を抑制することが可能になる。また、副溝23の溝壁23a,23b(陸部24の壁部)が副溝23の延在方向で重ね合わされることから、インフレート時に副溝23を起点として副溝23が開く事態が抑えられるので、タイヤ転動時のトレッド部2の変形を抑制することが可能になる。さらに、副溝23の溝壁23a,23b(陸部24の壁部)が副溝23の延在方向で重ね合わされることから、タイヤ周方向で隣接する各陸部24が相互に支え合うように作用するので、タイヤ幅方向の荷重に対しても陸部24の変形を抑制することが可能になる。さらにまた、重複部25は、各溝壁23a,23bが接触せずに形成されおり、副溝23の溝深さDが延在方向で変化することがないので、排水性能および雪上性能を維持することが可能になる。
しかも、この空気入りタイヤ1では、重複部25と共に備えた貫通部26により、副溝23の溝壁23a,23b(陸部24の壁部)が、副溝23の延在方向で重複せず一定の傾斜角度に形成されていることから、副溝23の溝幅Lwが一定に維持され、かつ副溝23の溝深さDが延在方向で変化することがないので、チェーン掛かり性能を維持することが可能になる。
さらに、重複部25および貫通部26を備えた副溝23により区画された陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvが、0.2≦Bv/Bw≦0.7の範囲に設定されている。陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対する貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvの比が、0.2未満であると、チェーン掛かり性が悪化する。一方、陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対する貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvの比が、0.7を超えると、重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpが小さすぎるため、転がり抵抗を低減する効果が低下する。したがって、陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bvが、上記範囲に設定されていることが好ましい。
このように、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、チェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減することが可能である。
なお、貫通部26は、図5に示すように、その溝壁23a,23bを、重複部25が形成された溝壁23a,23bに連通するように形成されているとよい。かかる構成によれば、重複部25と貫通部26とで溝壁23a,23bに大きな段差を生じることがないので、副溝23の排水性能および雪上性能を維持するうえで好ましい。また、貫通部26での溝壁23a,23bの傾斜角度は、相互に同じでなくてもよい。
また、上述した実施の形態では、タイヤ幅方向最外側の陸部24にかかる副溝23に対し、重複部25および貫通部26を設けた形態を図示したが、この限りではない。例えば、タイヤ幅方向の内側であって、タイヤ幅方向に隣接する周方向主溝を繋ぐ副溝23に対し、上記重複部25および貫通部26を設けた形態であってもよく、上述の効果を得ることができる。
ところで、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、重複部25は、副溝23の延在方向で溝底が屈曲された屈曲部25aを有している。この屈曲部25aは、図6に示すように、副溝23の溝壁23aの傾斜角度の変化が少なくとも1点で折れ曲がって設けられている形態、または図7に実線または破線で示すように、副溝23の溝壁23aの傾斜角度の変化が湾曲して設けられている形態がある。
かかる構成によれば、タイヤ周方向で隣接する各陸部24が、タイヤ幅方向の荷重に対して相互に支え合う効果をさらに向上でき、転がり抵抗をさらに低減することが可能になる。また、屈曲部25aが湾曲して設けられていれば、副溝23の溝底でのクラックの発生を抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、重複部25は、副溝23の溝幅Lwに対し、重複幅Lpが、0.2≦Lp/Lw≦0.8の範囲に設定されている(図3および図5参照)。すなわち、重複部25の重複幅Lpは、副溝23の溝幅Lwに対し、20[%]以上80[%]以下の範囲に設定されている。
副溝23の溝幅Lwに対する重複部25の重複幅Lpの比が0.2未満であると、インフレート時の副溝23の溝開きを抑制する効果や、タイヤ幅方向の荷重に対して陸部24の変形を抑制する効果が低下する。一方、副溝23の溝幅Lwに対する重複部25の重複幅Lpの比が0.8を超えると、陸部24の踏面21の摩耗に伴って重複部25が形成された副溝23の溝幅が狭くなることから、排水性能や雪上性能が低下する。したがって、副溝23の溝幅Lwに対し、重複部25の重複幅Lpが、0.2≦Lp/Lw≦0.8の範囲に設定されていることが好ましい。なお、副溝23の溝幅Lwに対し、重複部25の重複幅Lpが、0.4≦Lp/Lw≦0.8の範囲に設定されていることが、排水性能や雪上性能を維持するうえでより好ましい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図8に示すように、タイヤ周方向で隣接する各陸部24の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、副溝23が屈曲して設けられている。そして、1つの陸部のタイヤ周方向寸法Twに対し、他の2つの陸部24への重複部分のタイヤ周方向寸法Ta1,Ta2を足したタイヤ周方向寸法Taが、0.4≦Ta/Tw≦0.95の範囲に設定されている。すなわち、陸部24の重複部分のタイヤ周方向寸法Taは、この陸部24のタイヤ周方向寸法Twに対し40[%]以上95[%]以下の範囲に設定されている。
なお、図8に示す陸部24の形態の場合であっても、陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bv、および重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpは、上述のごとく適正化されている。
かかる構成によれば、タイヤ周方向で隣接する各陸部24に重複部分を設けることで、陸部24の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図9に示すように、重複部25および貫通部26が形成された副溝23により区画される陸部24は、タイヤ周方向に延在する周方向細溝27により分断された複数の小陸部241により構成されている。この周方向細溝27は、溝幅が周方向主溝22よりも狭く、かつ10[mm]以下であることが好ましい。また、周方向細溝27は、周方向主溝22の溝深さに対して同一であっても、同一でなくてもよい。
なお、図9に示す陸部24の形態の場合、周方向細溝27を境にしてタイヤ幅方向に隣接する小陸部241,241のタイヤ幅方向寸法を加えて陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwとし、このタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bv、および重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpは、上述のごとく適正化されている。
かかる構成によれば、周方向細溝27により陸部24のタイヤ幅方向のエッジ成分が増加するので、雪上性能での横滑りを効果的に抑制することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図10に示すように、周方向細溝27を境にしてタイヤ幅方向に隣接する小陸部241,241の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、周方向細溝27を境にしたタイヤ周方向での副溝23の位置が異なって設けられている。そして、タイヤ幅方向外側の小陸部241のタイヤ周方向寸法Tws1に対し、タイヤ幅方向内側の小陸部241との重複部分のタイヤ周方向寸法Tas1,Tas2を足したタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws1≦0.95の範囲に設定されている。または、タイヤ幅方向内側の小陸部241のタイヤ周方向寸法Tws2に対し、タイヤ幅方向外側の小陸部241との重複部分のタイヤ周方向寸法Tas1,Tas2を足したタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws2≦0.95の範囲に設定されている。
なお、図10に示す陸部24の形態の場合、周方向細溝27を境にしてタイヤ幅方向に隣接する小陸部241,241のタイヤ幅方向寸法を加えて陸部24のタイヤ幅方向寸法Bwとし、このタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部26のタイヤ幅方向寸法Bv、および重複部25のタイヤ幅方向寸法Bpは、上述のごとく適正化されている。
かかる構成によれば、周方向細溝27により陸部24のタイヤ幅方向のエッジ成分が増加するので、雪上性能での横滑りを効果的に抑制することが可能になり、しかもタイヤ周方向で隣接する各小陸部241に重複部分を設けることで、陸部24の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減することが可能になる。
なお、図10で示す空気入りタイヤ1は、副溝23がタイヤ幅方向に延在して、小陸部241が平面視で矩形状に形成され、かつ周方向細溝27を境にしてタイヤ幅方向に隣接する小陸部241,241が同形状に形成されている。この場合、1つの小陸部241のタイヤ周方向寸法Tws1またはTws2に対し、他の1つの小陸部241,241への重複部分のタイヤ周方向寸法Tas1またはTas2が、0.1≦Tas1/Tws1≦0.7の範囲、または0.1≦Tas2/Tws1≦0.7の範囲に設定され、もしくは0.1≦Tas1/Tws2≦0.7の範囲、または0.1≦Tas2/Tws2≦0.7の範囲に設定されていることが転がり抵抗をさらに低減するうえで好ましい。
また、図11で示す空気入りタイヤ1は、図10で示す空気入りタイヤ1に対し、副溝23がタイヤ幅方向に角度を有して延在して、小陸部241が平面視で平行四辺形に形成されている。この場合、タイヤ幅方向外側の小陸部241のタイヤ幅方向の1辺のタイヤ周方向寸法Tws1に対し、タイヤ幅方向内側の小陸部241との重複部分のタイヤ周方向寸法Tas1,Tas2を足したタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws1≦0.95の範囲に設定されている。または、タイヤ幅方向内側の小陸部241のタイヤ幅方向の1辺のタイヤ周方向寸法Tws2に対し、タイヤ幅方向外側の小陸部241との重複部分のタイヤ周方向寸法Tas1,Tas2を足したタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws2≦0.95の範囲に設定されていることが転がり抵抗をさらに低減するうえで好ましい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、重複部25および貫通部26は、タイヤ幅方向最外側(ショルダー部3側)の陸部24を区画する副溝23に形成され、重複部25がタイヤ幅方向内側に配置され、貫通部26がタイヤ幅方向外側に配置されていることが好ましい。
かかる構成によれば、チェーン掛かり性能への影響が大きいショルダー部3側の陸部24を区画する副溝23に重複部25および貫通部26が形成されているため、チェーン掛かり性能を維持する効果がより得られる。しかも、チェーン掛かり性能の維持に関わる貫通部26がタイヤ幅方向外側に配置されていることで、チェーン掛かり性能を維持する効果がさらに得られる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図12に示すように、少なくとも1本の周方向主溝22は、トレッド部2の踏面21の法線に対する各溝壁22aの傾斜角度をタイヤ周方向で変化して形成されている。なお、図12で示す空気入りタイヤ1は、図11で示す空気入りタイヤ1に基づいて構成されているが、図2〜図10で示す空気入りタイヤ1に基づいて構成されていてもよい。
かかる構成によれば、周方向主溝22により区画された陸部24(241)の剛性が向上して陸部24(241)の変形が抑制されるので、転がり抵抗をさらに低減することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図1に示すように、タイヤ幅方向最外側の外側壁であるバットレス部8、または図1に破線で示すように、トレッド部2の踏面のタイヤ幅方向外側端部のショルダー部3に、タイヤ周方向に延在する外側細溝28を備えている。この外側細溝28は、副溝23に対して連通していてもよく、連通していなくてもよい。
かかる構成によれば、外側細溝28により、トレッド部2に受ける接地圧を下げるので、転がり抵抗をさらに低減することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、図1に示すように、ベルト層7のタイヤ径方向最外側の第4ベルト74における補強材と、タイヤ赤道線の最も近くに配置された周方向主溝22の溝底22bとの間でのゴムの厚さTが、3.0[mm]≦T≦5.5[mm]の範囲に設定されている。
ゴムの厚さTが3.0[mm]未満の場合、溝底22bでのクラックの発生が懸念される。一方、ゴムの厚さTが5.5[mm]を超えた場合、タイヤ接地時におけるトレッド部2の歪みが大きくなり、陸部24の倒れ込みが発生してトレッド部2の剛性が高められず、転がり抵抗の低減効果が小さくなる。したがって、第4ベルト74における補強材と、タイヤ赤道線の最も近くに配置された周方向主溝22の溝底22bとの間でのゴムの厚さTが、3.0[mm]≦T≦5.5[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1では、トレッド部2のゴムの100[℃]加熱時におけるtanδが、tanδ≦0.10の範囲に設定されている。
tanδが0.10を超える場合、トレッド部2のゴムの発熱量が増加してタイヤの転がり抵抗が増加する。したがって、トレッド部2のゴムの100[℃]加熱時におけるtanδが、tanδ≦0.10の範囲に設定されていることが好ましい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤ1は、重荷重用空気入りタイヤを適用対象とすることが好ましい。重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤの転がり抵抗が増加し易い傾向にある。したがって、重荷重用空気入りタイヤを適用対象とすることにより、転がり抵抗の低減効果がより顕著に得られる利点がある。さらに、本実施の形態の空気入りタイヤ1は、図には明示しないが、トレッド部2の踏面21にサイプや細溝が形成され、スタッドレスタイヤを適用対象とすることが好ましい。
[実施例]
本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、転がり抵抗性能、雪上性能、雪上横滑り性能、排水性能、チェーン掛かり性能および耐偏摩耗性能に関する性能試験が行われた(図13参照)。
この性能試験では、タイヤサイズ275/80R22.5の空気入りタイヤを、正規リムに組み付け、正規内圧を充填した。なお、ここでいう正規リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。
評価方法は、転がり抵抗性能試験では、空気入りタイヤに荷重30.89[kN]を加え、ドラム式転がり抵抗試験機にて、速度80[km/h]での転がり抵抗が測定される。そして、この測定結果に基づいて指数評価が行われる。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど、転がり抵抗が減少する傾向にあり好ましい。
雪上性能試験では、空気入りタイヤが車両総重量25[t](6×2)の重荷重用試験車両に装着され、雪上路面にて走行速度40[km/h]からの制動距離が評価される。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど好ましい。
雪上横滑り性能試験では、前記重荷重用試験車両にて、雪上路面での曲率半径50[m]円の旋回時に、横滑りを始める速度が評価される。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど横滑りが減少する傾向にあり好ましい。
排水性能試験では、前記重荷重用試験車両にて、ウェット路面にて走行速度40[km/h]からの制動距離が評価される。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど好ましい。
チェーン掛かり性能試験では、前記重荷重用試験車両にて、雪上路面を1[km]走行する。そして、この走行後にて、チェーンのタイヤ周方向でのずれ量を測定した。そして、この測定結果に基づいて指数評価が行われる。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど好ましい。
耐偏摩耗性能試験では、前記重荷重用試験車両にて、一般舗装路を3万[km]走行する。そして、この走行後にて、ヒールアンドトウ摩耗の程度が観察されて指数評価が行われる。この評価は、従来の空気入りタイヤ(従来例)を基準(100)とした指数値により示され、その指数値が大きいほど好ましい。
従来例の空気入りタイヤは、周方向主溝および副溝によりブロック形状の陸部が区画形成されたトレッド部を有しているが、重複部および貫通部を有していない。比較例の空気入りタイヤは、重複部および貫通部を有しているが、副溝により区画された陸部のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、貫通部のタイヤ幅方向寸法Bvの比(Bv/Bw)が適正化されていない。
一方、実施例1〜6の空気入りタイヤは、重複部および貫通部を有しており、Bv/Bw、および副溝の溝幅Lwに対する重複幅Lpの比(Lp/Lw)が適正化されている。また、実施例2の空気入りタイヤは、Lp/Lwがより適正化されている。さらに、実施例3の空気入りタイヤは、重複部に屈曲部を有している。さらに、実施例4の空気入りタイヤは、実施例3の空気入りタイヤに加え、タイヤ周方向で隣接する陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で副溝が屈曲して設けられ、1つの陸部のタイヤ周方向寸法Twに対し、他の前記陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Taの比(Ta/Tw)が適正化されている。さらに、実施例5の空気入りタイヤは、実施例3の空気入りタイヤに加え、周方向細溝を有している。さらに、実施例6の空気入りタイヤは、実施例5の空気入りタイヤに加え、周方向細溝を境にしてタイヤ幅方向で隣接する小陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で副溝が周方向細溝を境にしてタイヤ周方向での位置が異なって設けられ、タイヤ幅方向外側の前記小陸部のタイヤ周方向寸法Tws1に対し、タイヤ幅方向内側の前記小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasの比(Tas/Tws1)、およびタイヤ幅方向内側の小陸部のタイヤ周方向寸法Tws2に対し、タイヤ幅方向外側の小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasの比(Tas/Tws)が適正化されている。
図13の試験結果に示すように、実施例1〜実施例6の空気入りタイヤでは、それぞれチェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗性能が向上されていることが分かる。特に、実施例4の空気入りタイヤのように、タイヤ周方向で隣接する陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する形態や、周方向細溝を有する形態や、周方向細溝を有すると共に周方向細溝を境にしてタイヤ幅方向で隣接する小陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する形態とすることで、雪上横滑り性能が向上されていることが分かる。
以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、チェーン掛かり性能、排水性能、雪上性能を維持しつつ、転がり抵抗を低減することに適している。
本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの子午断面図である。 図1に示す空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図である。 図2に示すトレッド部の要部拡大図である。 図2に示すトレッド部の要部拡大斜視図である。 重複部および貫通部の他の形態を示す要部拡大図である。 重複部の折れ曲がる屈曲部を示す拡大平面図である。 重複部の湾曲する屈曲部を示す拡大平面図である。 陸部の他の形態を示す平面図である。 陸部の他の形態を示す平面図である。 陸部の他の形態を示す平面図である。 陸部の他の形態を示す平面図である。 陸部の他の形態を示す平面図である。 本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
符号の説明
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
21 踏面
22 周方向主溝
22a 周方向主溝の溝壁
22b 周方向主溝の溝底
23 副溝
23a,23b 副溝の溝壁
24 陸部
241 小陸部
25 重複部
25a 屈曲部
26 貫通部
27 周方向細溝
28 外側細溝
3 ショルダー部
4 サイドウォール部
5 ビード部
6 カーカス
7 ベルト層
71,72,73,74 ベルト
C タイヤ赤道面
Bp 重複部のタイヤ幅方向寸法
Bv 貫通部のタイヤ幅方向寸法
Bw 陸部のタイヤ幅方向寸法
Lp 重複部の重複幅
Lw 副溝の溝幅
Ta1,Ta2 陸部の重複部分のタイヤ周方向寸法
Ta Ta1とTa2とを足したタイヤ周方向寸法
Tas1,Tas2 小陸部の重複部分のタイヤ周方向寸法
Tas Tas1とTas2とを足したタイヤ周方向寸法
Tw 陸部のタイヤ周方向寸法
Tws1 タイヤ幅方向外側の小陸部のタイヤ周方向寸法
Tws2 タイヤ幅方向内側の小陸部のタイヤ周方向寸法

Claims (14)

  1. タイヤ周方向に延在する少なくとも2本の周方向主溝と、前記周方向主溝に連通する態様で延在する複数の副溝とによりブロック形状の陸部が区画形成されたトレッド部を有する空気入りタイヤにおいて、
    タイヤ周方向で対向する前記副溝の各溝壁が、前記副溝の延在方向で接触せず一部重複する態様で、前記トレッド部の踏面の法線に対する傾斜角度を変化して形成された重複部と、
    タイヤ周方向で対向する前記副溝の各溝壁が、前記副溝の延在方向で重複しない態様で、前記傾斜角度を一定に形成された貫通部と、
    を前記陸部間で延在する前記副溝内に共に備え、
    前記副溝により区画された前記陸部のタイヤ幅方向寸法Bwに対し、前記貫通部のタイヤ幅方向寸法Bvが、0.2≦Bv/Bw≦0.7の範囲に設定されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記重複部は、前記副溝の溝底が前記副溝の延在方向で屈曲された屈曲部を有していることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記屈曲部は、少なくとも1点で折れ曲がって設けられていることを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記屈曲部は、湾曲して設けられていることを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記重複部は、前記副溝の溝幅Lwに対し、重複幅Lpが、0.2≦Lp/Lw≦0.8の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. タイヤ周方向で隣接する前記陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、前記副溝が屈曲して設けられ、1つの前記陸部のタイヤ周方向寸法Twに対し、他の前記陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Taが、0.4≦Ta/Tw≦0.95の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記重複部および前記貫通部が形成された前記副溝により区画される陸部は、タイヤ周方向に延在する周方向細溝により分断された複数の小陸部により構成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記周方向細溝を境にしてタイヤ幅方向で隣接する前記小陸部の一部がタイヤ幅方向で相互に重複する態様で、前記周方向細溝を境にしたタイヤ周方向での前記副溝の位置が異なって設けられ、タイヤ幅方向外側の前記小陸部のタイヤ周方向寸法Tws1に対し、タイヤ幅方向内側の前記小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws1≦0.95の範囲に設定され、またはタイヤ幅方向内側の前記小陸部のタイヤ周方向寸法Tws2に対し、タイヤ幅方向外側の前記小陸部との重複部分のタイヤ周方向寸法Tasが、0.4≦Tas/Tws2≦0.95の範囲に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記重複部および前記貫通部は、タイヤ幅方向最外側の陸部を区画する副溝に形成され、前記重複部をタイヤ幅方向内側に配置し、前記貫通部をタイヤ幅方向外側に配置してあることを特徴とする請求項1〜8の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  10. 少なくとも1本の前記周方向主溝は、前記トレッド部の踏面の法線に対する前記各溝壁の傾斜角度をタイヤ周方向で変化して形成されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記トレッド部の踏面のタイヤ幅方向外側端部、またはバットレス部に、タイヤ周方向に延在する外側細溝を備えたことを特徴とする請求項1〜10の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記トレッド部に配置されたタイヤ径方向最外側のベルトにおける補強材と、タイヤ赤道線の最も近くに配置された前記周方向主溝の溝底との間でのゴムの厚さTが、3.0[mm]≦T≦5.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜11の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  13. 前記トレッド部のゴムの100[℃]加熱時におけるtanδが、tanδ≦0.10の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜12の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
  14. 重荷重用空気入りタイヤに適用されることを特徴とする請求項1〜13の何れか一つに記載の空気入りタイヤ。
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