JP7463712B2 - 重荷重用チューブレスタイヤ及び製造方法 - Google Patents

重荷重用チューブレスタイヤ及び製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、重荷重用チューブレスタイヤ及び製造方法に関する。
トラック、バス等の車両に装着される、重荷重用チューブレスタイヤには、大きな荷重が作用する。このタイヤでは、大きな荷重に耐えうるよう剛性が整えられる。高い剛性を有するタイヤはリムに組みにくい。必要な剛性を確保しながら、タイヤのリムへの組みやすさ、すなわちリム組み性の向上が検討されている(例えば、下記の特許文献1)。
特開2007-45375号公報
モールドのクリップ幅をリム幅よりも狭く設定すると、リム組み性の向上を図ることができる。しかしこのタイヤをリムに組み、タイヤの内部に空気を充填すると、ビードの部分(以下、ビード部)が大きく倒れ込む傾向にある。この場合、タイヤのショルダー部分における、トレッドラジアスが減少するので、偏摩耗の発生が懸念される。
例えば、ベルトの端部とカーカスとの間に設けられるクッションをサイズアップすれば、耐偏摩耗性の向上を図ることができる。しかしこの場合、クッションとビードとの間のフレキシブルゾーンが狭められるので、リム組み性が損なわれる恐れがある。大きなクッションを採用すると、転がり抵抗が増大する恐れもある。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される、重荷重用チューブレスタイヤを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る重荷重用チューブレスタイヤは60%以上80%以下の偏平比を有する。このタイヤは、一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間を架け渡すカーカスと、径方向において前記カーカスの外側に位置するベルトと、前記ベルトの端部と前記カーカスとの間に位置する一対のクッションとを備える。前記カーカスは並列した多数のカーカスコードを含み、各カーカスコードの外径は0.6mm以上1.0mm以下である。このタイヤを正規リムに組み、このタイヤの内圧を正規内圧に調整し、このタイヤに荷重をかけない、正規状態において、前記カーカスの輪郭は、前記クッションと重複する部分の輪郭を表す円弧としてのバットレス円弧と、前記カーカスの最大幅位置から前記ビードの端までの部分の輪郭を表す円弧としての下部円弧とを含む。前記下部円弧の半径に対する、前記バットレス円弧の半径の比は、1.00以上1.10以下である。
好ましくは、この重荷重用チューブレスタイヤでは、ビードベースラインから前記ビードの端までの径方向距離に対する、前記下部円弧の半径の比は、0.85以上0.95以下である。
好ましくは、この重荷重用チューブレスタイヤでは、ビードベースラインからベルトの頂までの径方向距離に対する、前記ビードの端から前記クッションの縦端までの径方向距離の比は、0.25以上0.45以下である。
好ましくは、この重荷重用チューブレスタイヤでは、自重以外の荷重が作用しない状態で計測される、一方のトゥから他方のトゥまでの軸方向距離で表される、トゥ間隔の、前記正規リムのリム幅に対する比は、0.80以上0.88以下である。
好ましくは、この重荷重用チューブレスタイヤでは、前記トゥ間隔に対する、タイヤの断面幅の比は、1.60以上1.90以下である。
本発明の一態様に係る重荷重用チューブレスタイヤの製造方法は、
(1)一対のビードと、一方のビードと他方のビードとの間を架け渡すカーカスと、径方向において前記カーカスの外側に位置するベルトと、前記ベルトの端部と前記カーカスとの間に位置する一対のクッションとを備える、タイヤのための生タイヤを準備する工程、及び
(2)モールド内で前記生タイヤを加圧及び加熱する工程
を含む。前記モールドのクリップ幅の、前記タイヤが組まれる正規リムのリム幅に対する比は、1.15以上1.22以下である。
本発明の重荷重用チューブレスタイヤでは、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される。
図1は、本発明の一実施形態に係る重荷重用チューブレスタイヤの一部が示された断面図である。 図2は、図1に示されたタイヤの赤道面に沿った断面図である。 図3は、図1に示されたタイヤのカーカスの輪郭が示された断面図である。 図4は、タイヤのトゥ間隔の計測方法を説明する図である。 図5は、図1のタイヤの製造方法を説明する図である。
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。
本発明においては、タイヤを正規リムに組み、タイヤの内圧を正規内圧に調整し、タイヤに荷重をかけない状態は、正規状態と称される。本発明では、特に言及がない限り、正規状態において、タイヤ各部の寸法及び角度が測定される。
正規リムとは、タイヤが依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。
正規内圧とは、タイヤが依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
正規荷重とは、タイヤが依拠する規格において定められた荷重を意味する。JATMA規格における「最大負荷能力」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。
図1は、本発明の一実施形態に係る重荷重用チューブレスタイヤ2(以下、単に「タイヤ2」と称することがある。)の一部を示す。このタイヤ2は、トラック及びバス用タイヤである。
図1は、タイヤ2の回転軸を含む平面に沿った、このタイヤ2の断面の一部を示す。図1において、左右方向はタイヤ2の軸方向であり、上下方向はタイヤ2の径方向である。図1の紙面に対して垂直な方向は、タイヤ2の周方向である。図1において、一点鎖線ELはタイヤ2の赤道面を表す。図1においてタイヤ2は、リムR(正規リム)に組まれている。図1に示されたタイヤ2は、正規状態にある。
図1において、軸方向に延びる実線BBLはビードベースラインである。このビードベースラインは、リムRのリム径(JATMA等参照)を規定する線である。
図1において、径方向に延びる実線RBLはリムベースラインである。両矢印RWは、一方のリムベースラインから他方のリムベースラインまでの軸方向距離を表す。この距離RWが、このタイヤ2が装着されるリムRのリム幅(JATMA等参照)である。リムベースラインは、リム幅RWを規定する線である。
図1において、符号PWはこのタイヤ2の軸方向外端である。この外端PWは、このタイヤ2の外面に模様や文字等の装飾がないと仮定して得られる、仮想外面に基づいて特定される。両矢印MWは一方の外端PWから他方の外端PWまでの軸方向距離である。この距離MWが、このタイヤ2の断面幅(JATMA等参照)である。
図1において、符号PTはこのタイヤ2の径方向内端である。この内端PTはトゥとも称される。トゥPTは、タイヤ2の外面と内面との境界である。
このタイヤ2は、トレッド4、一対のサイドウォール6、一対のビード8、一対のチェーファー10、カーカス12、ベルト14、一対のクッション16、インナーライナー18、インスレーション20、一対の補強層22、一対の層間ストリップ24及び一対のエッジストリップ26を備える。
トレッド4は、その外面4s(すなわちトレッド面4s)において路面と接触する。符号PEはトレッド面4sと赤道面との交点である。交点PEはタイヤ2の赤道である。タイヤ2の赤道PEは、タイヤ2の径方向外端でもある。
図1において、両矢印HEはビードベースラインから赤道PEまでの径方向距離である。この距離HEは、このタイヤ2の断面高さ(JATMA等参照)である。
トレッド4は、ベース部28と、このベース部28の径方向外側に位置するキャップ部30とを備える。ベース部28は低発熱性の架橋ゴムからなる。キャップ部30は、耐摩耗性及びグリップ性能が考慮された架橋ゴムからなる。
トレッド4には、周方向に連続して延びる溝32(すなわち、周方向溝32)が刻まれる。これにより、トレッド4には、軸方向に並列した複数の陸部34が構成される。このトレッド4は、周方向溝32によって区画された複数の陸部34を有する。
このタイヤ2では、トレッド4に4本の周方向溝32が刻まれ、5本の陸部34が構成される。4本の周方向溝32のうち、軸方向において、外側に位置する周方向溝32がショルダー周方向溝32sであり、ショルダー周方向溝32sの内側に位置する周方向溝32がミドル周方向溝32mである。5本の陸部34のうち、軸方向において外側に位置し、トレッド面4sの端TEを含む陸部34がショルダー陸部34sである。軸方向において内側に位置し、赤道PEを含む陸部34がセンター陸部34cである。ショルダー陸部34sとセンター陸部34cとの間に位置する陸部34がミドル陸部34mである。
このタイヤ2では、排水性及びトラクション性能への貢献の観点から、周方向溝32の幅はトレッド面4sの幅の1%以上10%以下が好ましい。この周方向溝32の深さは、10mm以上25mm以下が好ましい。トレッド面4sの幅は、トレッド面4sの一方の端TEから他方の端TEまでの長さで表される。この長さは、トレッド面4sに沿って計測される。
それぞれのサイドウォール6は、トレッド4の端に連なる。サイドウォール6は、トレッド4の端からカーカス12に沿って径方向内向きに延びる。サイドウォール6は、架橋ゴムからなる。
それぞれのビード8は、サイドウォール6よりも径方向内側に位置する。ビード8は、コア36と、エイペックス38とを備える。
コア36は、周方向に延びる。図示されないが、コア36は巻き回されたスチール製のワイヤを含む。エイペックス38は、コア36の径方向外側に位置する。エイペックス38は、コア36から径方向外向きに延びる。符号PAは、エイペックス38の径方向外端である。この外端PAは、ビード8の端でもある。
図1において、両矢印HAはビードベースラインからビード8の端PAまでの径方向距離である。この距離HAはビード8の高さとも称される。このタイヤ2では、断面高さHEに対するビード8の高さHAの比(HA/HE)が0.30以上0.40以下であるように、このビード8の高さHAが調整される。この比(HA/HE)は、0.33以上が好ましく、0.37以下が好ましい。
エイペックス38は、内側エイペックス38uと外側エイペックス38sとを備える。外側エイペックス38sは径方向において内側エイペックス38uの外側に位置する。内側エイペックス38u及び外側エイペックス38sは架橋ゴムからなる。外側エイペックス38sは内側エイペックス38uに比して軟質である。
それぞれのチェーファー10は、ビード8の軸方向外側に位置する。チェーファー10は、サイドウォール6よりも径方向内側に位置する。チェーファー10は、リムRと接触する。チェーファー10は、架橋ゴムからなる。
カーカス12は、トレッド4、サイドウォール6及びチェーファー10の内側に位置する。カーカス12は、一方のビード8と他方のビード8との間を架け渡す。このカーカス12は、ラジアル構造を有する。カーカス12は、少なくとも1枚のカーカスプライ40を備える。このタイヤ2のカーカス12は、1枚のカーカスプライ40からなる。
このタイヤ2では、カーカスプライ40はそれぞれのビード8のコア36の周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返される。このカーカスプライ40は、一方のコア36から他方のコア36に向かって延びるプライ本体40aと、このプライ本体40aに連なりそれぞれのコア36の周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返される一対の折り返し部40bとを有する。このタイヤ2では、折り返し部40bの端は、従来タイヤと同様の位置に配置される。
図2は、赤道面に沿った、タイヤ2の断面が示される。図2において、左右方向はタイヤ2の周方向であり、上下方向はタイヤ2の径方向である。
図2に示されるように、カーカス12をなすカーカスプライ40は並列した多数のカーカスコード42を含む。これらカーカスコード42はトッピングゴム44で覆われる。このタイヤ2では、カーカスコード42の材質はスチールである。カーカスコード42はスチールコードである。
図2において、両矢印CDはカーカスコード42の外径である。このタイヤ2では、カーカスコード42の外径CDは0.6mm以上1.0mm以下である。
外径CDが0.6mm以上に設定されることにより、カーカスコード42自体が適度な剛性を有する。このカーカスコード42を含むカーカスプライ40では、カーカスコード42の切断を伴う損傷が発生しにくい。この観点から、外径CDは0.7mm以上が好ましい。外径CDが1.0mm以下に設定されることにより、カーカスコード42によるカーカスプライ40の剛性への影響が抑えられる。このタイヤ2では、良好なリム組み性が維持される。細いカーカスコード42は、タイヤ2の軽量化に貢献する。この観点から、外径CDは0.9mm以下がより好ましい。
このタイヤ2では、カーカスプライ40に含まれるカーカスコード42のエンズは20本以上が好ましく、40本以下が好ましい。カーカスコード42のエンズは、カーカスプライ40の幅50mm当りに含まれるカーカスコード42の本数により表される。
カーカスコード42のエンズが20本以上に設定されることにより、カーカスプライ40が適度な剛性を有する。過剰な変形が抑えられるので、このカーカスプライ40では、カーカスコード42の切断を伴う損傷が発生しにくい。この観点から、カーカスコード42のエンズは25本以上がより好ましい。カーカスコード42のエンズが40本以下に設定されることにより、カーカスプライ40の剛性が適切に維持される。このタイヤ2では、良好なリム組み性が維持される。
このタイヤ2では、カーカスコード42の切断を伴う損傷の発生が効果的に抑えられる観点から、カーカスコード42の外径CDが0.6mm以上であり、カーカスコード42のエンズが20本以上であるのが好ましい。良好なリム組み性が維持される観点から、カーカスコード42の外径CDが1.0mm以下であり、カーカスコード42のエンズが40本以下であるのが好ましい。
図1に示されるように、ベルト14は径方向においてトレッド4の内側に位置する。このベルト14は、径方向においてカーカス12の外側に位置する。
ベルト14は、径方向に積層された複数の層46で構成される。このタイヤ2では、ベルト14は3枚の層46で構成される。このタイヤ2では、ベルト14を構成する層46の数に特に制限はない。ベルト14の構成はタイヤ2の仕様が考慮され適宜決められる。
図示されないが、それぞれの層46は並列された多数のベルトコードを含む。それぞれのベルトコードは赤道面に対して傾斜する。ベルトコードの材質はスチールである。
このタイヤ2では、3枚の層46のうち、第一層46Aと第三層46Cとの間に位置する第二層46Bが最大の軸方向幅を有する。径方向において最も内側に位置する第一層46Aが、最小の軸方向幅を有する。
それぞれのクッション16は、径方向において、ベルト14の端部とカーカス12との間に位置する。クッション16は、架橋ゴムからなる。
図1に示されるように、このタイヤ2では、クッション16は、ベルト14の端48(詳細には、第二層46Bの端48)の部分において最大の厚さを有する。クッション16は、その最大の厚さを有する部分から軸方向内向きに先細りである。クッション16は、その最大の厚さを有する部分から径方向内向きに先細りである。
図1に示されるように、赤道面側に位置するクッション16の端50(以下、横端50)は、軸方向において、ショルダー周方向溝の外側に位置する。ビード8側に位置するクッション16層の端52(以下、縦端52)は、径方向において、タイヤ2の軸方向外端PWよりも外側に位置する。
インナーライナー18は、カーカス12の内側に位置する。インナーライナー18は、タイヤ2の内面を構成する。インナーライナー18は、空気遮蔽性に優れた架橋ゴムからなる。
インスレーション20は、カーカス12とインナーライナー18との間に位置する。インスレーション20は、カーカス12と接合し、インナーライナー18と接合する。言い換えれば、インナーライナー18は、インスレーション20を介してカーカス12に接合される。インスレーション20は、接着性が考慮された架橋ゴムからなる。
それぞれの補強層22は、ビード8の部分に位置する。補強層22は、カーカスプライ40に沿って、コア36の周りにて軸方向内側から外側に向かって折り返される。このタイヤ2では、補強層22とビード8との間にカーカスプライ40が位置する。
図示されないが、補強層22は並列した多数のフィラーコードを含む。補強層22においてフィラーコードはトッピングゴムで覆われる。フィラーコードの材質はスチールである。
このタイヤ2では、補強層22の一方の端(以下、内端)は径方向において内側エイペックス38uの外端とコア36との間に位置する。補強層22の他方の端(以下、外端)は、径方向において、折り返し部40bの端とコア36との間に位置する。図1に示されるように、このタイヤ2では、径方向において、補強層22の外端はその内端よりも内側に位置する。
それぞれの層間ストリップ24は、ビード8の外側エイペックス38sとチェーファー10との間に位置する。層間ストリップ24は、折り返し部40bの端、そして補強層22の外端を覆う。層間ストリップ24は架橋ゴムからなる。
それぞれのエッジストリップ26は、ビード8の外側エイペックス38sと層間ストリップ24との間に位置する。このエッジストリップ26に、折り返し部40bの端の部分が当接する。このタイヤ2では、エッジストリップ26と層間ストリップ24との間に折り返し部40bの端が挟まれる。エッジストリップ26は架橋ゴムからなる。このタイヤ2では、エッジストリップ26は層間ストリップ24の材質と同じ材質からなる。
図3は、図1に示されたタイヤ2の一部を示す。この図3には、タイヤ2に含まれるカーカス12の輪郭CLが示される。このカーカス12の輪郭CLは、正規状態のタイヤ2において特定されるプライ本体40aの輪郭である。図3において、左右方向はタイヤ2の軸方向であり、上下方向はタイヤ2の径方向である。図3の紙面に対して垂直な方向は、タイヤ2の周方向である。
図3において、符号PLは、クッション16の横端50を通り径方向に延びる直線とカーカス12の輪郭CLとの交点である。符号PVは、クッション16の縦端52を通り軸方向に延びる直線とカーカス12の輪郭CLとの交点である。このタイヤ2では、このカーカス12の輪郭CLのうち、交点PLから交点PVまでの部分が、クッション16と重複する部分の輪郭である。
このタイヤ2では、クッション16と重複する部分の輪郭は円弧で表され、この円弧はバットレス円弧と称される。図3において、符号CBはこのバットレス円弧の中心である。このタイヤ2では、バットレス円弧の中心CBは次のようにして特定される。
交点PLと交点PVとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第一垂直二等分線L1)が描かれる。第一垂直二等分線L1とカーカス12の輪郭CLとの交点P1が求められる。交点P1と交点PLとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第二垂直二等分線L2)が描かれる。第二垂直二等分線L2と、第一垂直二等分線L1との交点(以下、第一交点とも称される。)が、バットレス円弧の中心CBである。図示されないが、交点P1と交点PVとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第三垂直二等分線L3)を描き、この第三垂直二等分線L3と第一垂直二等分線L1との交点(以下、第二交点とも称される。)により、バットレス円弧の中心CBが表されてもよい。
図3において、矢印Rbはバットレス円弧の半径である。このタイヤ2では、第一垂直二等分線L1に沿って計測される中心CBからカーカス12の輪郭CLまでの長さと、第二垂直二等分線L2に沿って計測される中心CBからカーカス12の輪郭CLまでの長さとの平均値がこのバットレス円弧の半径Rbとして表される。第三垂直二等分線L3と第一垂直二等分線L1との交点、すなわち、第二交点により、バットレス円弧の中心CBが表される場合には、第一垂直二等分線L1に沿って計測される第二交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さと、第三垂直二等分線L3に沿って計測される第二交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さとの平均値がこのバットレス円弧の半径Rbとして表される。第二垂直二等分線L2と第一垂直二等分線L1との交点、すなわち第一交点と、第二交点とが一致する場合には、第一垂直二等分線L1に沿って計測される第一交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ及び第二垂直二等分線L2に沿って計測される第一交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ、並びに、第一垂直二等分線L1に沿って計測される第二交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ及び第三垂直二等分線L3に沿って計測される第二交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さの平均値が、このバットレス円弧の半径Rbとして表される。なお、このタイヤ2では、第一交点と、第二交点との間の距離が3mm以内にある場合が、第一交点と第二交点とが一致する場合である。
図3において、符号PMは、カーカス12の輪郭CLの軸方向外端である。カーカス12は、この外端PMの位置において、最大幅を示す。符号PMで示される位置は、カーカス12の最大幅位置に対応する、カーカス12の輪郭CL上の位置である。このタイヤ2では、この軸方向外端PMは、前述の軸方向外端PWを通り軸方向に延びる直線上に位置する。符号PNは、ビード8の端PAを通り軸方向に延びる直線とカーカス12の輪郭CLとの交点である。このタイヤ2では、このカーカス12の輪郭CLのうち、軸方向外端PMから交点PNまでの部分が、カーカス12の最大幅位置からビード8の端PAまでの部分の輪郭である。
このタイヤ2では、カーカス12の最大幅位置からビード8の端PAまでの部分の輪郭は円弧で表され、この円弧は下部円弧と称される。図3において、符号CSはこの下部円弧の中心である。このタイヤ2では、下部円弧の中心CSは次のようにして特定される。
軸方向外端PMと交点PNとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第四垂直二等分線L4)が描かれる。第四垂直二等分線L4とカーカス12の輪郭CLとの交点P4が求められる。交点P4と交点PNとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第五垂直二等分線L5)が描かれる。第五垂直二等分線L5と、第四垂直二等分線L4との交点(以下、第三交点とも称される。)が、下部円弧の中心CSである。図示されないが、交点P4と軸方向外端PMとを結ぶ線分の垂直二等分線(以下、第六垂直二等分線L6)を描き、この第六垂直二等分線L6と第四垂直二等分線L4との交点(以下、第四交点とも称される。)により、下部円弧の中心CSが表されてもよい。このタイヤ2では、下部円弧の中心CSは、軸方向外端PMを通り軸方向に延びる直線上に位置するのが好ましい。
図3において、矢印Rsは下部円弧の半径である。このタイヤ2では、第四垂直二等分線L4に沿って計測される中心CSからカーカス12の輪郭CLまでの長さと、第五垂直二等分線L5に沿って計測される中心CBからカーカス12の輪郭CLまでの長さとの平均値がこの下部円弧の半径Rsとして表される。第六垂直二等分線L6と第四垂直二等分線L4との交点、すなわち、第四交点により、下部円弧の中心CSが表される場合には、第四垂直二等分線L4に沿って計測される第四交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さと、第六垂直二等分線L6に沿って計測される第四交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さとの平均値がこの下部円弧の半径Rsとして表される。第五垂直二等分線L5と第四垂直二等分線L4との交点、すなわち第三交点と、第四交点とが一致する場合には、第四垂直二等分線L4に沿って計測される第三交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ及び第五垂直二等分線L5に沿って計測される第三交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ、並びに、第四垂直二等分線L4に沿って計測される第四交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さ及び第六垂直二等分線L6に沿って計測される第四交点からカーカス12の輪郭CLまでの長さの平均値が、この下部円弧の半径Rsとして表される。なお、このタイヤ2では、第三交点と、第四交点との間の距離が3mm以内にある場合が、第三交点と第四交点とが一致する場合である。
このタイヤ2では、リムRすなわち正規リムに組み、内圧を正規内圧に調整し、荷重をかけない、正規状態において、カーカス12の輪郭CLは、クッション16と重複する部分の輪郭を表す円弧としてのバットレス円弧と、カーカス12の最大幅位置からビード8の端PAまでの部分の輪郭を表す円弧としての下部円弧とを含む。そして、下部円弧の半径Rsに対する、バットレス円弧の半径Rbの比(Rb/Rs)は1.00以上1.10以下である。
このタイヤ2では、正規状態におけるカーカス12の輪郭CLにおいて、バットレス円弧の半径Rbと下部円弧の半径Rsとの差が下部円弧の半径Rsに対して10%以内に抑えられる。このタイヤ2では、従来タイヤに比して、大きな半径Rsを有する下部円弧を設定することで、大きな半径Rbを有するバットレス円弧が設定される。このタイヤ2では、インフレート時のビード部の倒れ込みが抑えられ、ショルダー部分における、トレッドラジアスの減少が抑えられるので、従来タイヤのように、耐偏摩耗性の向上を図るためにクッション16をサイズアップすることは不要である。小さなクッション16の採用が可能であり、このタイヤ2は、転がり抵抗の低減を図ることができる。さらにこのタイヤ2は、クッション16の縦端52とビード8の端PAとの間隔、すなわちフレキシブルゾーンを拡げることができるので、リム組み性の向上も図ることができる。
このタイヤ2では、断面高さHEの、断面幅MWに対する比で表される偏平比は60%以上80%以下である。言い換えれば、このタイヤ2は60%以上80%以下の偏平比を有する。このタイヤ2では、80%を超える偏平比を有するタイヤに比べて、トレッド4の部分(以下、トレッド部)とビード部とを架け渡すサイド部が短いため、リム組み性に影響するフレキシブルゾーンの確保が難しい状況にある。
しかし、前述したように、バットレス円弧の半径Rbと下部円弧の半径Rsとの差を、この下部円弧の半径Rsの10%以内に設定することにより、このタイヤ2では、小さなクッション16を採用しても耐偏摩耗性の向上が図られる。このタイヤ2では、サイド部の長さに制限があるにもかかわらず、フレキシブルゾーンが十分に確保される。小さなクッション16は、転がり抵抗の低減に貢献する。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される。
さらにこのタイヤ2では、バットレス円弧の半径Rbと下部円弧の半径Rsとの差が小さいので、この輪郭CLを有するカーカス12には、歪が集中しにくい。カーカス12に作用する力が分散されるので、このタイヤ2では耐久性の向上も図られる。
このタイヤ2では、ビードベースラインからビード8の端PAまでの径方向距離HAに対する、前述の下部円弧の半径Rsの比(Rs/HA)は、0.85以上が好ましく、0.95以下が好ましい。
比(Rs/HA)が0.85以上に設定されることにより、インフレート時のビード部の倒れ込みが効果的に抑えられる。このタイヤ2では、小さなクッション16の採用が可能であり、フレキシブルゾーンが十分に確保される。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが図られる。この観点から、この比(Rs/HA)は0.87以上がより好ましい。
比(Rs/HA)が0.95以下に設定されることにより、カーカス12の輪郭CLが適正に維持されるので、このカーカス12には、歪が集中しにくい。カーカス12に作用する力が分散されるので、このタイヤ2では耐久性の向上が図られる。特に、ビードの端PAへの歪の集中が効果的に抑えられるので、ビード耐久性の向上が図られる。この観点から、この比(Rs/HA)は0.93以下がより好ましい。
図1において、符号PBがベルト14の頂である。この頂PBは、ベルト14の径方向外端により表される。両矢印HBは、ビードベースラインからベルト14の頂PBまでの径方向距離である。両矢印HFは、ビード8の端PAからクッション16の縦端52までの径方向距離である。この距離HFが、このタイヤ2におけるフレキシブルゾーンの径方向長さである。このタイヤ2では、前述の軸方向外端PWは、径方向において、このフレキシブルゾーンの径方向長さHFの半分の位置よりも外側に位置する。
このタイヤ2では、ビードベースラインからベルト14の頂PBまでの径方向距離HBに対する、ビード8の端PAからクッション16の縦端52までの径方向距離HFの比(HF/HB)は0.25以上が好ましく、0.45以下が好ましい。
比(HF/HB)が0.25以上に設定されることにより、フレキシブルゾーンが十分に確保される。フレキシブルゾーンがサイド部に適度な柔軟性を付与するので、このタイヤ2では、リム組み性の向上が図られる。この観点から、この比(HF/HB)は0.27以上がより好ましい。
比(HF/HB)が0.45以下に設定されることにより、フレキシブルゾーンの大きさが適切に維持される。このタイヤ2では、サイド部の剛性が確保されるので、良好な耐久性が維持される。特に、ビード8の端PAへの歪の集中が効果的に抑えられるので、ビード耐久性の向上が図られる。この観点から、この比(HF/HB)は0.40以下がより好ましい。
このタイヤ2では、一方のトゥPTから他方のトゥPTまでの軸方向距離で表されるトゥ間隔も考慮される。このトゥ間隔の計測方法が、図4を参照しつつ、説明される。
トゥ間隔の計測方法では、図4(a)に示されるように、タイヤ2をリムRに組むことなく、このタイヤ2が平らな路面に立てられる。両矢印HTで表されるタイヤ2の高さが計測される。一点鎖線HLで表される、計測した高さHTの半分の位置が特定される。図4(b)に示されるように、この位置HLにおける、一方のトゥPTから他方のトゥPTまでの軸方向距離TWが計測される。このタイヤ2では、この距離TWが、自重以外の荷重が作用しない状態で計測される、トゥ間隔TWである。
このタイヤ2では、自重以外の荷重が作用しない状態で計測される、一方のトゥPTから他方のトゥPTまでの軸方向距離で表される、トゥ間隔TWの、リムRのリム幅RWに対する比(TW/RW)は、0.80以上が好ましく、0.88以下が好ましい。
比(TW/RW)が0.80以上に設定されることにより、インフレート時のビード部の倒れ込みが効果的に抑えられる。このタイヤ2では、小さなクッション16の採用が可能であり、フレキシブルゾーンが十分に確保される。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが図られる。この観点から、この比(TW/RW)は0.82以上が好ましい。
比(TW/RW)が0.88以下に設定されることにより、カーカス12の輪郭CLが適正に維持されるので、このカーカス12には、歪が集中しにくい。カーカス12に作用する力が分散されるので、このタイヤ2では耐久性の向上が図られる。特に、ビード部の端PAへの歪の集中が効果的に抑えられるので、ビード耐久性の向上が図られる。この観点から、この比(TW/RW)は0.86以下がより好ましい。
このタイヤ2では、前述のトゥ間隔TWに対する、断面幅MWの比(MW/TW)は、1.60以上が好ましく、1.90以下が好ましい。
比(MW/TW)が1.60以上に設定されることにより、カーカス12の輪郭CLが適正に維持されるので、このカーカス12には、歪が集中しにくい。カーカス12に作用する力が分散されるので、このタイヤ2では耐久性の向上が図られる。特に、ビード部の端PAへの歪の集中が効果的に抑えられるので、ビード耐久性の向上が図られる。この観点から、この比(MW/TW)は1.62以上がより好ましく、1.68以上がさらに好ましい。
比(MW/TW)が1.90以下に設定されることにより、インフレート時のビード部の倒れ込みが効果的に抑えられる。このタイヤ2では、小さなクッション16の採用が可能であり、フレキシブルゾーンが十分に確保される。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが図られる。この観点から、この比(MW/TW)は1.82以下がより好ましい。
このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性及びビード耐久性の向上とが図られる観点から、自重以外の荷重が作用しない状態で計測される、一方のトゥPTから他方のトゥPTまでの軸方向距離で表される、トゥ間隔TWの、リムRのリム幅RWに対する比(TW/RW)が0.80以上0.88以下であり、このトゥ間隔TWに対する断面幅MWの比(MW/TW)が1.60以上1.90以下であるのが好ましい。
図1において、両矢印D1は赤道面におけるタイヤ2の厚さである。この厚さD1は、赤道面に沿って計測されるタイヤ2の内面から外面までの距離で表される。両矢印TCはクッション16の厚さである。この厚さTCは、クッション16のカーカス12との対向面、すなわち内面の法線に沿って計測される、クッション16の最大厚さで表される。
前述したように、このタイヤ2では、従来タイヤに比べて小さなクッション16が採用される。小さなクッション16は、転がり抵抗の低減に貢献する。この観点から、タイヤ2の厚さD1に対する、クッション16の厚さTCの比(TC/D1)は、0.35以下が好ましく、0.30以下がより好ましい。クッション16がベルト14の端部に作用する荷重を効果的に緩和できる観点から、この比(TC/D1)は、0.20以上が好ましく、0.25以上がより好ましい。
図1において、両矢印C1は、タイヤ2の軸方向外端PWからカーカス12の外面までの厚さである。この厚さC1は、軸方向外端PWにおける、カーカス12の外側部分の厚さである。
このタイヤ2では、断面幅MWの半分に対する、軸方向外端PWにおける、カーカス12の外側部分の厚さC1の比(2・C1/MW)は0.05以下が好ましい。これにより、タイヤ2においてカーカス12がより外側に配置される。このタイヤ2では、長いコードパスを有するカーカス12、具体的には、大きな半径Rsを有する下部円弧と、大きな半径Rbを有するバットレス円弧とを含む輪郭CLを有するカーカス12が得られる。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性及びビード耐久性の向上とが図られる。この観点から、この比(2・C1/MW)は0.04以下がより好ましい。カーカス12が十分に保護され、カーカス12の損傷発生が抑えられる観点から、この(2・C1/MW)は0.02以上が好ましく、0.03以上がより好ましい。
次に、このタイヤ2の製造方法について説明する。このタイヤ2の製造では、成形機(図示されず)において、トレッド4、サイドウォール6等の部材を組み合わせて、図1に示されたタイヤ2のための、未架橋状態のタイヤ2、すなわち、生タイヤ2rが準備される。後述する加硫機54のモールド56内において、この生タイヤ2rを加圧及び加熱することでタイヤ2が得られる。このタイヤ2の製造方法は、生タイヤ2rを準備する工程、及び、モールド56内でこの生タイヤ2rを加圧及び加熱する工程を含む。
図5には、このタイヤ2の製造方法で用いられる加硫機54の一部が示される。図5において、左右方向はタイヤ2の軸方向であり、上下方向はタイヤ2の径方向である。図5の紙面に対して垂直な方向は、タイヤ2の周方向である。この加硫機54において、生タイヤ2rは加硫される。この加硫機54は、モールド56とブラダー58とを備える。
モールド56は、その内面にキャビティ面60を備える。このキャビティ面60は、生タイヤ2rの外面に当接し、タイヤ2の外面を形づける。詳述しないが、このモールド56は割モールドである。
ブラダー58は、モールド56の内側に位置する。ブラダー58は、架橋ゴムからなる。このブラダー58の内部には、スチーム等の加熱媒体が充填される。これにより、ブラダー58は膨張する。図5に示されたブラダー58は、加熱媒体が充填され膨張した状態にある。このブラダー58は、生タイヤ2rの内面に当接し、タイヤ2の内面を形づける。なお、このタイヤ2の製造では、ブラダー58に代えて金属製の剛性中子(図示されず)が用いられてもよい。剛性中子は、トロイダル状の外面を備える。この外面の形状は、空気が充填され内圧が正規内圧の5%に保持された状態にあるタイヤ2の内面の形状に近似される。
このタイヤ2の製造では、所定の温度に設定されたモールド56に生タイヤ2rは投入される。投入後、モールド56は閉じられる。加熱媒体の充填により膨張したブラダー58が、キャビティ面60に生タイヤ2rを内側から押し付ける。生タイヤ2rは、モールド56内で所定時間加圧及び加熱される。これにより、生タイヤ2rのゴム組成物が架橋し、タイヤ2が得られる。
図5において、実線MBLは、前述のビードベースラインに対応する基準線である。この基準線は、モールドベースラインとも称される。符号PCは、モールドベースラインとキャビティ面60との交点である。この交点PCは、クリップ幅基準点とも称される。両矢印CWは、一方のクリップ幅基準点PCから他方のクリップ幅基準点PCまでの軸方向距離である。この距離CWがこのモールド56のクリップ幅である。
この製造方法では、モールド56のクリップ幅CWが、このモールド56で製造されるタイヤ2が組まれるリムRのリム幅RWよりも広い。具体的には、モールド56のクリップ幅CWの、タイヤ2が組まれるリムRのリム幅RWに対する比(CW/RW)が、1.15以上1.22以下である。
比(CW/RW)が1.15以上であるので、このモールド56で製造されるタイヤ2において、前述のバットレス円弧の半径Rbと下部円弧の半径Rsとの差が小さく、かつ、この下部円弧が大きな半径Rsを有するように、カーカス12の輪郭CLが構成される。このタイヤ2では、インフレート時のビード部の倒れ込みが効果的に抑えられる。このタイヤ2では、小さなクッション16の採用が可能であり、フレキシブルゾーンが十分に確保される。このタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが図られる。言い換えれば、この製造方法によれば、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される、タイヤ2が得られる。この観点から、この比(CW/RW)は1.16以上が好ましい。
比(CW/RW)が1.22以下であるので、このモールド56で製造されるタイヤ2では、カーカス12の輪郭CLが適正に維持される。このタイヤ2のカーカス12には、歪が集中しにくい。カーカス12に作用する力が分散されるので、このタイヤ2では耐久性の向上が図られる。特に、ビード8の端PAへの歪の集中が効果的に抑えられるので、ビード耐久性の向上が図られる。言い換えれば、この製造方法によれば、ビード耐久性の向上が達成される、タイヤ2が得られる。この観点から、この比(CW/RW)は1.21以下がより好ましい。
以上の説明から明らかなように、本発明の重荷重用チューブレスタイヤ2では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される。本発明は、フレキシブルゾーンの確保が難しい、60%以上80%以下の偏平比を有するタイヤ2において、さらには、60%以上80%以下の偏平比を有し、かつ、850mm以下の外径(JATMA等参照)を有するタイヤ2において、顕著な効果を奏する。
以下、実施例などにより、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示された構成を備え、表1に示された仕様を備えた重荷重用チューブレスタイヤ(サイズ=215/75R17.5)を得た。このタイヤの外径は770mmであった。
この実施例1では、0.76mmの外径CDを有するスチールコードがカーカスコードに使用された。トゥ間隔TWの、リムRのリム幅RWに対する比(TW/RW)は0.85であった。トゥ間隔TWに対する、タイヤの断面幅MWの比(MW/TW)は1.65であった。下部円弧の半径Rsに対する、バットレス円弧の半径Rbの比(Rb/Rs)は1.09であった。ビードベースラインからビードの端PAまでの径方向距離HAに対する下部円弧の半径Rsの比(Rs/HA)は0.89であった。ビードベースラインからベルトの頂PBまでの径方向距離HBに対する、ビードの端PAからクッションの縦端までの径方向距離HFの比(HF/HB)は0.30であった。このタイヤの製造に用いたモールドのクリップ幅CWの、リムRのリム幅RWに対する比(CW/RW)は1.21であった。
[実施例2]
比(HF/HB)を下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2のタイヤを得た。
[比較例1]
外径CD、比(TW/RW)、比(MW/TW)、比(Rb/Rs)、比(Rs/HA)、比(HF/HB)及び比(CW/RW)を下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、比較例1のタイヤを得た。比較例1は従来のタイヤである。
[比較例2]
外径CDを下記の表1に示される通りとした他は比較例1と同様にして、比較例2のタイヤを得た。
[質量]
試作タイヤの質量を計測した。この結果が、下記の表1に指数で示される。数値が小さいほど質量は小さい。
[耐偏摩耗性]
試作タイヤを正規リムに組み、空気を充填し、内圧が700kPaに調整される。このタイヤを、試験車両(4t積みトラック)の全輪に装着した。荷台全体に標準積載量の50%の荷物を積載した状態で、一般道路においてこの試験車両を走行させた。交換が必要な摩耗量に到達するまでの走行距離を計測した。この結果が、下記の表1に指数で示される。数値が大きいほど、耐偏摩耗性に優れる。
[ビード耐久性]
試作タイヤを正規リムに組み、空気を充填し、内圧を正規内圧に調整した。このタイヤをドラム試験機に装着した。33.31kNの荷重をタイヤに負荷し、このタイヤを80km/hの速度でドラム(半径=1.7m)上を走行させた。ビードが損傷するまでの走行時間を測定した。この結果が、下記の表1に指数で示される。数値が大きいほどビード耐久性に優れる。
[リム組み性]
試作タイヤを正規リムに機械組みする際の、タイヤのリムへの組みやすさを評価した。この結果が、下記の表1に指数で示される。数値が大きいほどタイヤをリムに組みやすく、リム組み性に優れる。
[転がり抵抗]
転がり抵抗試験機を用い、各試作タイヤが下記の条件でドラム上を速度80km/hで走行するときの転がり抵抗係数(RRC)が測定される。この結果が、下記の表1に指数で示される。数値が大きいほど転がり抵抗が小さい。
リム:6.0×17.5
内圧:700kPa
縦荷重:14.17kN
表1に示されるように、実施例では、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とが達成される。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
以上説明された、耐偏摩耗性への影響を抑えつつ、転がり抵抗の低減と、リム組み性の向上とを達成させる技術は、種々のタイヤに適用されうる。
2・・・タイヤ
4・・・トレッド
6・・・サイドウォール
8・・・ビード
10・・・チェーファー
12・・・カーカス
14・・・ベルト
16・・・クッション
18・・・インナーライナー
32、32s、32m・・・周方向溝
34、34s、34c、34m、34s・・・陸部
40・・・カーカスプライ
40a・・・プライ本体
40b・・・折り返し部
42・・・カーカスコード
46、46A、46B、46C・・・層
48・・・ベルト14の端
50・・・クッション16の横端
52・・・クッション16の縦端
54・・・加硫機
56・・・モールド
58・・・ブラダー
60・・・キャビティ面

Claims (4)

  1. 60%以上80%以下の偏平比を有し、
    一対のビードと、
    一方のビードと他方のビードとの間を架け渡すカーカスと、
    径方向において前記カーカスの外側に位置するベルトと、
    前記ベルトの端部と前記カーカスとの間に位置する一対のクッションと
    を備え、
    前記カーカスが並列した多数のカーカスコードを含み、各カーカスコードの外径が0.6mm以上1.0mm以下であり、
    正規リムに組み、内圧を正規内圧に調整し、荷重をかけない、正規状態において、
    前記カーカスの輪郭が、前記クッションと重複する部分の輪郭を表す円弧としてのバットレス円弧と、前記カーカスの最大幅位置から前記ビードの端までの部分の輪郭を表す円弧としての下部円弧とを含み、
    前記下部円弧の半径に対する、前記バットレス円弧の半径の比が、1.00以上1.10以下であり、
    ビードベースラインから前記ビードの端までの径方向距離に対する、前記下部円弧の半径の比が、0.85以上0.95以下である、重荷重用チューブレスタイヤ。
  2. ビードベースラインからベルトの頂までの径方向距離に対する、前記ビードの端から前記クッションの縦端までの径方向距離の比が、0.25以上0.45以下である、請求項1に記載の重荷重用チューブレスタイヤ。
  3. 自重以外の荷重が作用しない状態で計測される、一方のトゥから他方のトゥまでの軸方向距離で表される、トゥ間隔の、前記正規リムのリム幅に対する比が、0.80以上0.88以下である、請求項1又は2に記載の重荷重用チューブレスタイヤ。
  4. 前記トゥ間隔に対する、タイヤの断面幅の比が、1.60以上1.90以下である、請求項3に記載の重荷重用チューブレスタイヤ。
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