JP2004256102A - 改良されたビード構造を有する航空機用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた耐久性を有し亀裂を生じにくい、軽量で使いやすいタイヤ構造を提供する。
【解決手段】 航空機用の空気入りラジアルプライタイヤ１００は、１対のビードコア３３の周りに巻かれた、織られたコード２１からなる軸線方向内側プライ２Ａ〜２Ｄを有するラジアルカーカス補強構造２０を有している。ビード３０は、織られたチッパ１２、半径方向内側の端部Ｅ_I、軸線方向外側の端部Ｅ_Eを有している。チッパ１２の軸線方向外側部は、ビードベース面の上方およびビードフランジ面の内側でチェーファー１１に埋め込まれている。軸線方向外側の端部Ｅ_Eは、半径方向のビードコア３３の中心と頂部との間で終り、半径方向内側の端部は、半径方向にビードコア３３の方へ回転させられ、ビードコア３３とビードベースとの間で終わる。チッパ１２は、ナイロン６，６が四角形を形成するように織られたものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、高速で用いるために比較的高い圧力まで膨張させられつつ大きな荷重を支持するようになっている、カーカス補強構造および改良されたビードを有するタイヤ、特に航空機用タイヤに関する。

航空機用タイヤのラジアルカーカス補強構造は一般に、各ビードにおいて、通常、連続的に巻かれた単一のビードワイヤを有するように形成された少なくとも１つのビードコアに固定された、織られたコードからなるいくつかのプライを有している。これらの補強構造の補強部材はビードコアの周りに内側から外側に巻かれ、それぞれの端部がタイヤの回転軸から半径方向に間隔をおいて配置されている折返しを形成する。航空機用タイヤが使用される過酷な条件によると、特にカーカス補強構造の折返しの領域内でビードの寿命が短くなる。

カーカス補強構造のプライを２つの群に分けることによって、性能がかなり向上する。第１の群は、ビードの領域において軸線方向に内側に向かい、次に各ビード内のビードコアの周りにタイヤの内側から外側に巻かれる、カーカス補強構造のプライからなる。第２の群は、一般にビードコアの周りにタイヤの外側から内側に巻かれる、ビード領域内の少なくとも１つの軸線方向外側プライからなる。このような構成は、たとえば特許文献１によって公知である。

このようにして形成されたビードの寿命は、ビードワイヤの周りに巻かれ、したがって軸線方向外側の脚部および軸線方向内側の脚部を形成する補強プライを、各ビード内に追加して設けることによって向上させることができる。この補強プライは、内側フリッパとも呼ばれ、固定されたビードコアの半径方向上方の、ゴムフィラーの最も近くに位置するプライである。この種のタイヤ構造は特許文献２に示されている。特許文献３では、特に、航空機用タイヤが、タイヤの高さの５０％以上程度押しつぶされるようなゆがみを生じることがある大きな過大荷重を受けるときに、内側のカーカスプライの折返された部分、すなわち折返しの端部と、内側フリッパの脚部の端部を、固定されたビードコアの上方に位置するゴムフィラーの半径方向上端部の半径方向の位置とそのフィラーとを考慮して配置することによって、航空機用タイヤのビードの寿命をさらに向上させることができる。

この発明による航空機用タイヤは、高圧に膨張させられ、トレッドと、クラウン補強構造と、ラジアルカーカス補強構造とを有しており、ラジアルカーカス補強構造は、各ビード内のビードコアの周りに内側から外側に巻かれて折返しを形成する、織られたコードからなる少なくとも２つの軸線方向内側プライと、クラウン補強構造の下方でビード内の折返しに沿って内側プライに重ね合わせられている、織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向外側プライとを有しており、回転軸から半径方向に最も遠い頂点が、固定されているビードコアの断面上に形成される円の幾何学中心を通り回転軸に平行な基準線と呼ばれる直線から距離Ｄの位置にある、ほぼ三角形の形状を持つ加硫されたゴム混合物のフィラーが半径方向にビードコア上に載っており、ビードコアの周りに巻かれ、ビードコアの上方でフィラーに軸線方向に隣接している軸線方向内側の脚部および軸線方向外側の脚部を形成している、少なくとも１つの内側フリッパも有している航空機用タイヤであって、内側フリッパの軸線方向外側の脚部の端部は、基準線からの半径方向の距離Ｌ_Eが０．４０Ｄから０．８０Ｄの間であるような位置にあり、軸線方向に最も内側に配置された内側のカーカスプライの折返しの端部は、基準線からの半径方向の距離Ｈ_Aが０．１５Ｄから０．５０Ｄの間であるような位置にあることを特徴とし、かつ内側フリッパの内側の脚部と、軸線方向に最も外側にある内側のカーカスプライの折返しのそれぞれの端部も特徴としている。
米国特許出願第０９／９４４８１９号 米国特許第４２４４４１４号 米国特許第５２８５８３５号 米国特許第５７６９９８２号

この構成は耐久性が高いが、ビード領域内に設けることのできるカーカスプライの数が制限され、かつフリッパが長く延びていることは、ビードおよび内側プライの周りで折り返された外側プライが、フリッパの領域においてタイヤの自然なプライ経路から間隔をおいて配置されていることを意味する。この間隔は望ましいと考えられているが、構造内において利用できるプライが１つ少なくなり、非常に大型の航空機の場合、タイヤ構造は、理論上は、長く延びているフリッパを用いることによって実際上不可能になる他のプライの使用が必要になるであろう。ビードコアのすぐ内側の領域と軸線方向外側の領域はそれぞれ、ビードベースおよびビードフランジ領域と呼ばれる。これらの領域はリムに直接接触するので、一般にチェーファーと呼ばれる堅く耐久性の高いゴム混合物がこれらの領域に用いられる。これらの航空機用タイヤへの荷重は増大し、特にビードコアとリムのビードシートとの間に非常に大きな荷重を直接受ける。丸いビードコアおよびラジアルプライを用いると、誘導路移動中および離陸時の直線走行中に、チェーファーに亀裂を生じさせるおそれのあるロッキング作用が起こる。

本発明の目的は、優れた耐久性を有し、ビードチェーファーの亀裂を生じにくい、軽量で使いやすいタイヤ構造を提供することである。

本発明の他の目的は、プライを自然なプライ経路に近くなるように配置することによって、内側に折返されているプライと外側に折返されているプライを最適な状態で使用できる、改良されたビード構造を提供することである。

航空機に用いられる空気入りタイヤが、公称ビード直径Ｎ_BDと、クラウン補強構造と、１対のビードコアの周りに巻かれている、織られたコードからなる少なくとも２つの軸線方向内側プライを有するラジアルカーカス補強構造とを有し、ビードコアは、半径方向の最大高さＢ_hを有している。各内側プライは、ビードの周りに内側から外側に巻かれて外側折り返しを形成している。織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向外側プライが、内側プライの折り返しに沿ってビードからビードへ延びている。各ビードは、ほぼ三角形の形状を持つエラストマのフィラーを有し、フィラーの頂点はビードコアの上方に位置し、フィラーは、タイヤの軸に平行で公称ビード直径の位置を通る線Ｙ−Ｙ’から測って、または回転軸に平行でビードコアの幾何学中心を通る基準線Ｘ−Ｘ’から測って頂点Ａまで達している。

タイヤは、好ましくは、ビードコアの周りに巻かれて軸線方向内側の脚部および軸線方向外側の脚部を形成するフリッパを有し、軸線方向内側の脚部は、基準線Ｙ−Ｙ’またはＸ−Ｘ’から半径方向の距離がＬ_iである位置にあり、軸線方向外側の脚部は、基準線Ｙ−Ｙ’またはＸ−Ｘ’から半径方向の距離がＬ_eである位置にある。フリッパは、Ｂ_h＜Ｌ_E＜０．７ＤおよびＢ_h＜Ｌ_I＜０．７Ｄになるような向きに配置され、少なくとも１つの軸線方向内側プライは、タイヤが２つまたは３つ以上の軸線方向内側プライを有するときに折返しを有し、少なくとも１つの折返しは、頂点Ａの位置の半径方向上方にあり、少なくとも１つの折返しは頂点Ａの位置の下方にある。

フリッパの軸線方向外側の脚部の端部および内側プライの折返しの端部は、半径方向に互い違いに位置することが好ましい。

このタイヤが有しているビードは、織られたチッパ材、好ましくは四角形を形成するように織られた材料によって補強されている。チッパ材は、半径方向内側の端部Ｅ_Iおよび軸線方向外側の端部Ｅ_Eを有している。チッパの軸線方向外側部は、ビードベース面の上方およびビードフランジ面の内側のゴムチェーファー材内に埋め込まれている。軸線方向外側の端部Ｅ_Eは、ビードコアの頂部Ｂ_Hの半径方向下方、好ましくはビードコアの中心と頂部との間で終わる。半径方向内側の端部Ｅ_Iは、半径方向にビードコアの方へ折り返され、ビードコアとビードベースとの間で終わる。好ましい実施態様では、チッパはナイロン６，６で作られている。

［定義］
「エイペックス」は、ビードコアの半径方向上方に位置する補強されていないエラストマを意味する。

タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）のタイヤの断面幅に対する比を、百分率で表すために１００倍した値を意味する。

「軸線方向」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。

「ビード」は、プライコードによって巻かれており、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、チェーファーのような他の補強部材と一緒に、またはそれらの補強部材なしで、設計リムに嵌るように形作られた管状の引張部材を有する、タイヤの部分を意味する。

「ベルトまたはブレーカ補強構造」は、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１７゜から３３゜の範囲の左および右のコード角を有する、織られていても織られていなくてもよい、平行なコードのプライの少なくとも２つの層を意味する。

「バイアスプライタイヤ」は、タイヤの赤道面に対して約２５゜〜５０゜でビードコアからビードコアへタイヤを横切って斜めに延びている補強コードをカーカスプライ内に持つカーカスを有するタイヤを意味する。各コードは、交互に配置された層において互いに逆の角度に延びている。

「カーカス」は、プライ上のベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびサイドウォールゴムを除くが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。

「周方向」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「チェーファー」は、コードプライをリムから保護し、たわみをリムの上方に分散させ、かつタイヤを密封するように、ビードの外側の周囲に配置された幅の狭いストリップ材を指す。

「チッパ」は、タイヤのビード部内に配置された補強構造を意味する。

「コード」は、タイヤ内のプライを構成する補強ストランドの１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直であり、かつタイヤのトレッドの中心を通る平面を意味する。

「フリッパ」は、ビードコアの周りに巻き付けられている補強繊維を意味する。

「フットプリント」は、速度が零でかつ標準荷重および標準圧力下において、平坦な面と接触するタイヤトレッドの接触部分すなわち接触領域を意味する。

「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内側表面を形成し、かつタイヤ内にタイヤを膨張させる流体を収容するエラストマまたはその他の材料の、１つまたは複数の層を意味する。

「ネット対グロス比」は、フットプリント内の、路面に接触するタイヤトレッドゴムを、フットプリント内の、溝などの非接触部分を含むトレッドの面積で割った比を意味する。

「標準膨張圧」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化機構によって決められた特定の設計膨張圧および設計荷重を意味する。

「プライ」は、ゴムで被覆された互いに平行なコードの連続する層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線に半径方向に向かう方向、または回転軸線から半径方向に離れる方向を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへ延びるプライコードが、タイヤの赤道面に対して６５゜から９０゜の間のコード角度で配置された、ベルトが巻かれた、または周方向に拘束された空気入りタイヤを意味する。

「断面高さ（ＳＨ）」は、タイヤの赤道面における、公称リム直径からの半径方向の距離を意味する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１を参照すると、特許文献４による従来技術のタイヤのビードの概略断面図が示されている。

ここに表されている例は、標準サイズである３６ｘ１１．０Ｒ１８（タイヤ・リム協会（Tire and Rim Association）の標準）の従来技術のタイヤ１０である。カーカス補強構造１は、織られたラジアルコードからなる５つのプライ１Ａから１Ｅで形成されている。ラジアルコードは、本明細書中で用いられる用語では、タイヤの周方向に対して９０゜±１０゜の範囲内であってよい角度を形成するコードである。これらの５つのプライのうちで、３つの軸線方向内側プライ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、各ビード２内において、図面では円形断面を有するように示されているビードワイヤ３の周りに巻かれ、折返し１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを形成するようにタイヤ１０の内側から外側に延びている。

タイヤ１０の回転軸から半径方向に最も遠い頂点Ａが基準線Ｘ−Ｘ’から距離Ｄの位置に配置されている、ほぼ三角形の形状を有するエラストマ混合物のストリップ、すなわちフィラー４が、ビードワイヤ３の断面上に、外側に向かって半径方向に載っている。基準線Ｘ−Ｘ’は回転軸に平行であり、ビードワイヤ３の断面上に形成されこの例では断面自体と同一である円の幾何学中心Ｏを通過している。

軸線方向に最も内側に面しているカーカスプライ１Ａの折返し１０Ａは、その端部が基準線Ｘ−Ｘ’から半径方向に、この例では１２ｍｍである量Ｈ_Aだけ、すなわち３６ｍｍの距離Ｄの０．３３倍である量Ｈ_Aだけ離して配置されている。内側プライ１０Ｂおよび１０Ｃの端部は、フィラー４の頂点Ａの半径方向上方に５５ｍおよび６８ｍｍの距離Ｈ_BおよびＨ_Cの位置にそれぞれ配置されている。

同じことが、カーカスプライコードと同一の（ただし異なっていてもよい）織られたラジアルコードから形成することができ、基準線Ｘ−Ｘ’から上述の距離Ｈ_BおよびＨ_Cよりも長い距離である８０ｍｍの半径方向距離Ｌ_Iに配置されている、フリッパ５の軸線方向内側の脚部（leg）の半径方向の端部にも当てはまり、このように頂点Ａの半径方向上方に配置された３つの端部は、前記した頂点Ａと、サイドウォール９の、タイヤの軸線方向の幅が最大になる点との間に互い違いに配置されている。内側フリッパ５の軸線方向外側の脚部の半径方向の端部５Ｅは、基準線Ｘ−Ｘ’から、距離Ｈ_Aよりも大きく０．５８Ｄに等しい半径方向の距離Ｌ_eだけ離して配置されている。

ここでは外側プライと呼ばれる２つのカーカスプライ１Ｄおよび１Ｅは、内側のカーカスプライ１Ａから１Ｃの折返し１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの外面上を軸線方向に覆っている。プライ１Ｄおよび１Ｅは、ビードワイヤ３の周りに、最大で１８０゜である、ビードワイヤ上に形成された円の中心における角度に対応する部分、すなわち円弧上に巻かれており、したがって、これらのプライ１Ｄおよび１Ｅの端部は基準線Ｘ−Ｘ’の半径方向下方に位置している。

タイヤビード２は、織られたラジアルコードからなる補強プライ６、すなわち外側チェーファーによって補われており、この補強プライ６は、タイヤとそれが取り付けられるリムとの間に圧力を良好に分散するのを可能にすると共に、カーカスプライが取り付け時に損傷を受けないように確実に保護する。

前記したチェーファーの軸線方向外側の端部６Ｅは基準線Ｘ−Ｘ’よりもわずかに（約２ｍｍ）上方に位置し、一方、チェーファーの軸線方向内側の端部６Ｉは、この基準線Ｘ−Ｘ’よりも下方に位置している。

この従来技術の構造は、この種のビードに対する過酷な条件の下で動力測定用はずみ車に対して試験されており、これらの条件は、滑走路での走行（１０１６０ｋｇ、４５７２ｍ、４６ｋｍ／時）と、それに続く０ｋｍ／時から３００ｋｍ／時の離陸のシミュレーションに対応し、圧力条件は、タイヤを１０１６０ｋｇの荷重の下でタイヤの高さの５０％±２％まで押しつぶすような条件である。

カーカスプライと内側および外側のフリッパとチェーファーとを同じ数だけ有し、最も内側に向いているカーカスプライが、頂点Ａよりも上方に位置する折返し端部を有し、内側フリッパの外側の脚部が、前記した頂点よりも下方に端部を有している、同じサイズの、他の従来技術のタイヤと比較すると、本発明のタイヤは、前記した条件の下で滑走−離陸のサイクルを平均で３５％だけ多く完了しているので、ビードの寿命が明らかに、かつ思いがけないほど向上することが分かる。

対比するために、本発明のタイヤ１００の概略断面図が図２および３に示されている。

図示されている例は、標準サイズである５０ｘ２０．０Ｒ２２（タイヤ・リム協会の標準）のタイヤの例である。

図２および３を参照すると、カーカス補強構造２０は、織られたラジアルコード２１からなる６つのプライ２Ａから２Ｆで形成されている。プライコード２１はナイロン、レーヨン、またはケブラー（Kevlar，商標）、またはスチールであってよい。この６つのプライのうちで、４つの軸線方向内側プライ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄは、各ビード３０において、図面では円形断面を有するように示されているビードコア３３の周りに巻かれている。これらの４つのプライ２Ａ〜２Ｄは、折返し２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、および２０Ｄを形成するようにタイヤ１００の内側から外側に延びている。カーカス補強構造２０は、タイヤ１００のインナーライナ２２の半径方向外側に位置している。

軸から半径方向に最も遠くかつ基準線Ｘ−Ｘ’から距離Ｄの位置に配置された頂点位置Ａまで延びるほぼ三角形の形状を有する、一般にエイペックス４０と呼ばれるエラストマ材のストリップ、すなわちフィラー４０が、ビードコア３３の外側に位置している。図１に示されているように、基準線Ｘ−Ｘ’はやはり回転軸に平行であり、ビードコア３３の断面上に形成された円の幾何学中心Ｏを通っている。

軸線方向に最も内側に向いているカーカスプライ２Ａの折返し２０Ａは、ここで例示されているタイヤサイズの場合には２９ｍｍである量Ｈ_2Aだけ、すなわち４８ｍｍである距離Ｄの０．６倍に等しい量Ｈ_2Aだけ基準線Ｘ−Ｘ’から半径方向に離れている端部を有している。

図示されているように、図３のタイヤ１００は、２２．２０インチ（５５８．８ｍｍ）の公称ビード直径Ｎ_BDを有している。基準線Ｙ−Ｙ’は、公称ビード直径の位置を通過し、かつタイヤ１００の回転軸に平行であり、最も内側のプライ２Ａは、図３に示されているように、基準線Ｙ−Ｙ’よりも２．０インチ（５１ｍｍ）だけ上方に配置された端部Ｈ_2Aに折返し２０Ａを有している。図１の従来技術のタイヤとの比較のために、図２は、基準線Ｘ−Ｘ’に関連するすべての関係を示している。図３では、これらのすべての構成部分が基準線Ｙ−Ｙ’に関して示されている。この基準線Ｙ−Ｙ’は、公称ビード直径Ｎ_BDに平行で、かつこの直径を通過している。

内側プライ２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄのそれぞれの折返し端部２０Ｂ、２０Ｃ、および２０Ｄは、基準線Ｘ−Ｘ’よりも距離Ｈ_2B、Ｈ_2C、およびＨ_2Dだけ、すなわち８５．５ｍｍ、１７．１ｍｍ、および１０６ｍｍだけ上方の位置にそれぞれ配置されており、また、距離Ｈ_2A、Ｈ_2B、Ｈ_2C、およびＨ_2Dの各点は、図３の基準線Ｙ−Ｙ’から測ってそれぞれ５０．８ｍｍ、１０６．５ｍｍ、３８．１ｍｍ、および１２７ｍｍの位置に配置されている。この構成では、端部はすべて互い違いに配置され、プライ２０Ｂと２０Ｄの端部の対が頂点Ａの位置よりもかなり上方に位置し、プライ２０Ａと２０Ｃの端部の対が頂点Ａよりもかなり下方に位置し、各対２０Ａ，２０Ｃまたは２０Ｂ，２０Ｄの端部は、少なくとも２．０インチ（５０．８ｍｍ）の間隔をおいて配置されるのが好ましい。最も下方の端部対は、ビード３０に非常に近接して配置され、ビード３０とリムフランジの垂直面との間に介在している。

端部位置が１０Ａ＜１０Ｃ＜１０Ｂの関係を満たす３つのプライ１Ａ、１Ｂ、および１Ｃを有する従来技術のタイヤとは異なり、本発明のタイヤは、２０Ｃ＜２０Ａ＜２０Ｂ＜２０Ｄの関係を満たす端部位置を有している。これによって、図示されているように非常に効率的なビード構造を有することができる。プライ２Ａから２Ｄは、０．５Ｂ_h＜２０Ｃ＜２０Ａ＜０．７Ｄである、プライ２０Ａ，２０Ｃの端部の独特の組合せをもたらしている。図示されているように、内側プライに巻かれている次のプライは、高い位置のプライ２Ｂまたは２Ｄである。プライ２０Ｂおよび２０Ｄの端部は、Ａ（頂点）＜２０Ｂ、または２０Ｄ＞公称ビード直径から測った最大断面幅Ｗ_hの半径方向位置、という関係を満たす。Ｗ_hは、タイヤ１００の最大断面幅である。

プライをなす織られたラジアルコードと同様の織られたラジアルコード５１で形成することができるフリッパ５０は、基準線Ｙ−Ｙ’から測って内側端部Ｌ_Iがビードコア３３の頂部Ｂ_hよりもわずかに上方に位置し、外側端部Ｌ_Eもビードコア３３よりもわずかに上方に位置するように配置されている。端部Ｌ_I、Ｌ_Eは、公称ビード直径Ｎ_BDから測ったときにＢ_h＜Ｌ_IおよびＬ_E＜０．７Ｄの関係を満たす。フリッパ５０によって占められる空間を最小限に抑えるために、コード５１を、プライコード２１よりも小さな直径を有するように作ることができる。

カーカスは、ここでは外側プライと呼ばれる２つのカーカスプライ２Ｅおよび２Ｆをさらに有している。これらの外側プライ２Ｅ，２Ｆは、内側プライ２Ａから２Ｄの折返し２０Ａから２０Ｄを覆っている。プライ２Ｅおよび２Ｆは、ビードコア３３の周りに、半径方向内側部分のビードコア３３の中心を少なくとも越えて、円弧部分を覆うように巻かれている。したがって、プライ２０Ｅおよび２０Ｆの端部は、ビードコア３３の最も下の部分の軸線方向内側に位置している。プライ２０Ｅおよび２０Ｆの端部は、実際上、ビードコア３３とリムシートとの間に挟まれており、そのことがこれらの外側プライ２Ｅおよび２Ｆをしっかりと固定するのを助けている。

タイヤビードは、プライ２０Ｅおよび２０Ｆの端部の周りに巻かれ、カーカスプライを取付け時の損傷から確実に保護するように示されている、織られたコード６１からなる外側のチッパ６０を有してよい。０．０４インチ（１．０ｍｍ）から約０．１６インチ（４．１ｍｍ）の範囲のゴムゲージを有するチェーファー１１が、チッパ６０の半径方向下方にあることが好ましい。

チェーファー１１に隣接するビードの半径方向内側から、折返し２０Ｂの半径方向の位置まで、または折返し２０Ｂよりもわずかに上方であるが折返し２０Ｄよりも下方の半径方向の位置まで延びているエラストマ材の細長いストリップ８が、チェーファー１１ならびにプライ２０Ｅおよび２０Ｆの軸線方向外側にある。図示されているように、このストリップ８は、サイドウォールゴム９と外側プライ２０Ｆとの間に介在している。ストリップ８は、頂点Ａの位置の半径方向の高さＤにほぼ等しい位置に最大厚さｔを有する。図示されているタイヤサイズでは、最大厚さは０．３インチ（７．６ｍｍ）である。

様々なビード部材のゴム特性としては、大荷重および高圧力の下で低温で走行するタイヤをもたらすようなゴム特性が選択されている。測定すると、エイペックス４０のモジュラス（Ｍ３００）は２０〜２５ＭＰａの範囲であり、プライのゴムのモジュラスは１４〜１８ＭＰａの範囲であり、ストリップ８のモジュラスは１３〜１６ＭＰａの範囲であり、サイドウォール９のモジュラスは５〜８ＭＰａの範囲である。材料のモジュラス（Ｍ３００）は、８０分で１３５℃の硬化速度に基づいている。前記した構成部材は、モジュラスに関して、エイペックス＞プライ≧ストリップ＞サイドウォールという関係を有している。図示されている実施形態では、サイドウォール９のゴム特性（モジュラス）は７．２ＭＰａであり、エイペックス４０のゴム特性は２０．２ＭＰａであり、内側プライ２Ａから２Ｄのゴム特性は１７．０ＭＰａであり、外側プライ２Ｅ、２Ｆのゴム特性はそれぞれ１７．０ＭＰａ、１４．１ＭＰａであり、ストリップ８のゴム特性は１４．１ＭＰａであった。

結果として得られた構造では、互いに間隔をおいているが近接して配置された、内側プライ２Ａから２Ｄと外側プライ２Ｅおよび２Ｆとが、頂点Ａの位置のすぐ上方の領域内で２つのプライ層の厚さだけ分離させられ、半径方向外側の、さらに１．０インチ（２５．４ｍｍ）未満の距離だけ上方で、間隔を１つのプライ層の厚さ、すなわち約０．０６インチ（１．５ｍｍ）まで狭めるように、頂点Ａの位置の上方に１．０インチ（２５．４ｍｍ）を超える距離だけ、好ましくは約１．５インチ（３７．６ｍｍ）だけ延び、次にプライ２Ｄと２Ｅは隣接し、その後に反対側のビード３０まで延びる。これによって、理論上の最適な中立プライライン、すなわち自然なプライラインに殆ど近い、非常に狭いプライ経路が得られる。当業者には、中立プライライン、すなわち自然なプライラインは、プライラインに沿ったせん断応力が零になるように配置されていることが理解されよう。中立プライ経路、すなわち自然なプライ経路に沿って各プライの位置が近くなればなるほど、せん断エネルギーは小さくなる。タイヤがひどくゆがむと、内側のプライ２Ａから２Ｄは移動してぴんと張った状態になって、中立プライ経路、すなわち自然なプライ経路の上方に位置し、一方、中立プライ経路、すなわち自然なプライ経路にほぼ隣接する外側のプライ２Ｅおよび２Ｄはわずかに圧縮され、圧縮ひずみおよびせん断エネルギーの大部分はストリップ８によって吸収される。圧縮せん断荷重の量は、従来技術のタイヤと比べると、大幅に小さくなる。このことは、タイヤに内側プライ２Ｄを１つ追加して備えることができ、約３．０インチ（７６ｍｍ）である、省略できるフリッパの長さに基づいて、より大きな荷重保持能力を実現できる、より強度の高いタイヤが得られることを意味する。

この例のタイヤ１００は、プライレーティングが３２である５０ｘ２０．０Ｒ２２のタイヤサイズであり、フリッパの長さが短くなることによってタイヤ１本当たり約６ポンド（２．７２ｋｇ）削減された。容易に理解できるように、重量の削減は、航空機タイヤの設計において非常に重要な点である。例示されているサイズのタイヤはボーイング７７７航空機向けに作られたタイヤである。

本発明のタイヤ１００は、フリッパ５０のサイズを、プライ２Ａから２Ｄ、特にビードに隣接するプライ２Ｄがビードコア３との摩擦によって磨り減るのを防止するのに必要な大きさまで小さくすることによって、思いがけない有益な重量削減をもたらす。

フリッパ５０が頂点Ａの位置よりもかなり下方に配置されていることは、内側プライおよび外側プライを、最適な自然なプライ経路のすぐ近くに維持することができることを意味する。フリッパのコード５１は、直径がプライのコード２１の直径以下になるように作ることができる。コード５１は、直径が０．５６ｍｍになるように作られると、８４０デニール／ｄ（コード２本で８４０デニール）の強度を有し、直径が１．０２ｍｍのときには１８９０ｄ／３（コード３本で１８９０デニール）の強度を有し、直径が１．２２ｍｍのときには１８９０ｄ／４（コード４本で１８９０デニール）の強度を有する。全ての場合に、織られた材料はナイロン６６であった。

プライコード２１は、直径の大きさが１．２２ｍｍであった。

図５Ａから５Ｄを参照すると、様々な他の構成が示されている。図５Ａでは、カーカスは、２つの軸線方向内側プライ２Ａ，２Ｂと２つの軸線方向外側プライ２Ｃ，２Ｄを有している。図５Ｂでは、カーカスは２つの軸線方向内側プライ２Ａ，２Ｂと１つの軸線方向外側プライ２Ｃを有している。図５Ｃでは、カーカスは３つの軸線方向内側プライ２Ａ，２Ｂ，および２Ｃと２つの軸線方向外側プライ２Ｄおよび２Ｅを有している。図５Ｄでは、カーカスは、図５Ｃに示されているように３つの内側プライと２つの外側プライを有する構成であるが、それぞれの折返しの端部の位置が変更されている。４つ、５つ、および６つの軸線方向内側プライと、２つの軸線方向外側プライとの組合せのような、他の組合せも実施可能である。タイヤの荷重保持能力を高めるには、追加のプライが用いられる。

ゴムチェーファー１１は、図２および３に示されているように、０．０４インチ（１．０ｍｍ）から０．１６インチ（４．１ｍｍ）の範囲内の最小ゲージ厚さＺを有している。最小ゲージ厚さＺが０．０４インチ（１．０ｍｍ）よりも小さいと、ビードベースに亀裂が生じ、タイヤの圧力が徐々に失われることがある。最小ゲージ厚さＺが０．１６インチ（４．１ｍｍ）を超えると、ビードとプライが荷重の下で前後に揺れ動く、すなわち前後に回転することがある。この場合、過大荷重条件の下でビードが大きく移動する。最小ゲージ厚さＺは、ビードの下方の、プライ２の半径方向の最も内側のコード２１または６１から、あるいはチッパ６０が用いられる場合にはチッパ６０から測定される。

ゴムチェーファー１１は、半径方向内側の第１の縁部Ｒ_Iおよび半径方向内側の第２の縁部Ｒ_Eを有している。各縁部Ｒ_IおよびＲ_Eは、半径方向において、回転軸に平行でありビードコア３３の半径方向の最も内側の位置に接する線Ｐの上方に配置されている。各縁部はまた、基準線Ｘ−Ｘ’から測って、距離Ｄの５０％以下の距離の位置に配置されている。チェーファーの第１の縁部Ｒ_Iのこの特定の位置の利点は、タイヤの取付けおよび取外し用の機器がこの位置で縁部を掴まなくなることである。距離Ｄの５０％よりも上方の引張り応力は大き過ぎ、周期的に加わる荷重の下で半径方向内側の縁部Ｒ_Iに亀裂を生じさせることがあるため、縁部Ｒ_Iは距離Ｄの５０％よりも下方でなければならない。

半径方向外側の第２の縁部Ｒ_Eは、プライ２０Ｅおよび２０Ｆが、大きな荷重の下で、かかと状の領域（heel region）における大きな圧縮応力およびひずみによってかかと状の領域内で緩くなるのを防止するために、理想的には線Ｐよりも上方に配置される。縁部Ｒ_Eはまた、外側プライ２０Ｅおよび２０Ｆと、サイドウォール９およびチェーファー１１の境界面との間のゴムが、厳しい過大荷重条件の下で過度の熱を発生するようになるのを防止するために、距離Ｄの１５０％よりも下方に配置されなければならない。このことは、特に、チェーファー１１がサイドウォールゴム９に対して硬いためにあてはまり、チェーファー１１内に用いられるショアー硬度の高いゴムが多量の熱の蓄積をもたらすことがあるのを理解されたい。

図２、３、４に示されているタイヤ１００は、チェーファー１１に埋め込まれたチッパ補強プライ１２を有している。チェーファー１１のゴム混合物は、５ＭＰａから１５ＭＰａの範囲内の弾性率（Ｍ３００）を有している。チッパ１２は半径方向内側の端部１２Ａおよび軸線方向外側の端部１２Ｂを有している。半径方向内側の端部１２Ａは、ビードコア３０とチェーファー１１の半径方向内側面１１Ａとの間に位置している。チッパ１２は、端部１２Ａの末端において半径方向にビードコアに向けて回転させられ、末端がチェーファーの混合物に埋め込まれ、すなわち固定される。軸線方向外側の端部１２Ｂは、全体がビードフランジ領域に沿ってチェーファー１１内に埋め込まれることが好ましい。チェーファー１１は、図示されているように、このビードフランジの領域内の、チッパ１２の上方に少なくとも０．１インチ（２．５４ｍｍ）の厚さの覆いを形成しなければならない。

図６および６Ａに示されているように、チッパ１２が、ビードコアのすぐ内側の領域内で表面に非常に近くなることが重要である。チッパ１２は、ナイロン６，６などの織られた材料で作られた、四角形を形成するように編まれた織物である。

チェーファー１１の各ブロック１１０は、四角形１２０によって境界が定められている。各四角形１２０は０．１インチ（２．５４ｍｍ）よりも小さいことが好ましい。図示されているように、織られたチッパ１２は、８７ｘ８７端末数／ｄｍ（１デシメートル当たりのコード数）を有しており、ニュートン単位の破壊荷重は約４７５Ｎ以上である。繊維ゲージは約０．５ｍｍである。ゴムチェーファー１１０は、四角形１２０に囲まれることによってせん断強度が追加されており、これによって、この非常に重要な領域において亀裂が伝搬するのを防止している。

従来、このような織物材料をビードシート領域に使用することは、空気の漏れる経路を生じさせると考えられていたため避けられていた。単繊維のナイロンを用いると、漏れる経路は確実に問題にならない。さらに、チッパ１２の各端部１２Ａおよび１２Ｂをチェーファー１１内に埋め込むことによって、気密状態が確実に維持される。

容易に理解されるように、本発明のタイヤによって、他の方法で軽量化されているわりには、耐久力が良く非常に強度の高い構造を得ることができる。

米国特許第５７６９９８２号に記載された従来技術のタイヤビードの部分断面図である。 本発明によって作られたタイヤのビード部の部分断面図である。 本発明によって作られたタイヤのビード部の部分断面図である。 タイヤの断面図である。 本発明のタイヤを示す部分断面図である。 本発明のタイヤを示す部分断面図である。 本発明のタイヤを示す部分断面図である。 本発明のタイヤを示す部分断面図である。 ビードシートおよびチッパの一部を示す図である。 図６の線６Ａ−６Ａに沿うチェーファーおよびチッパの一部を示す図である。

符号の説明

１ カーカス補強構造
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ カーカスプライ
２ ビード
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ カーカスプライ
３ ビードワイヤ
４ フィラー
５ フリッパ
５Ｅ 半径方向の端部
６ チェーファー（補強プライ）
６Ｅ 軸線方向外側の端部
６Ｉ 軸線方向内側の端部
８ ストリップ
９ サイドウォール
１０ タイヤ
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 折返し
１１ チェーファー
１１Ａ 半径方向内側面
１２ チッパ
１２Ａ 半径方向内側の端部
１２Ｂ 軸線方向外側の端部
２０ カーカス補強構造
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 折返し
２０Ｅ、２０Ｆ プライ端部
２１ プライコード
２２ インナーライナ
３０ ビード
３３ ビードコア
４０ フィラー（エイペックス）
５０ フリッパ
５１ 織られたコード
６０ チッパ
６１ 織られたコード
１００ タイヤ
１１０ ブロック
１２０ 四角形
Ａ 頂点
Ｂ_h 高さ
Ｄ 距離
Ｈ_A、Ｈ_B、Ｈ_C 距離
Ｈ_2A、Ｈ_2B、Ｈ_2C、Ｈ_2D 距離
Ｌ_E 外側端部
Ｌ_I 半径方向の距離（内側端部）
Ｌ_e 半径方向の距離
Ｎ_BD 公称ビード直径
Ｏ 幾何学中心
Ｐ 線
Ｒ_I 第１の縁部
Ｒ_E 第２の縁部
Ｗ_h 最大断面幅
Ｘ−Ｘ’ 基準線
Ｙ−Ｙ’ 基準線
Ｚ ゲージ厚さ

Claims (3)

1. 公称ビード直径Ｎ_BDとトレッドとクラウン補強構造とラジアルカーカス補強構造とを有し、前記ラジアルカーカス補強構造は、１対のビードの周りに巻かれている、織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向内側プライと、ビードコアと、前記の少なくとも１つの軸線方向内側プライの折り返しに沿ってビードからビードへ延びている、織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向外側プライとを有し、前記ビードコアは半径方向高さＢ_hを有し、前記の少なくとも１つの軸線方向内側プライは前記各ビード内で前記ビードコアの周りに内側から外側に巻かれて外側折り返しを形成し、前記各ビードは実質的に三角形の形状を持つエラストマのフィラーを有し、該フィラーの頂点Ａは、前記ビードコアの上方に位置し、タイヤの軸に平行で前記公称ビード直径Ｎ_BDの位置を通る線Ｙ−Ｙ’から測って距離Ｄ’の位置にある、航空機に用いられる空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアの下方の半径方向の最も内側のコードから測って０．０４インチ（１．０ｍｍ）から０．１６インチ（４．１ｍｍ）の範囲内にある最小ゴムゲージ厚さＺを有するチェーファーと、
   軸線方向外側の端部と前記チェーファーに埋め込まれている半径方向内側の端部とを有するチッパ補強プライとを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 公称ビード直径Ｎ_BDとトレッドとクラウン補強構造とラジアルカーカス補強構造とを有し、前記ラジアルカーカス補強構造は、１対のビードの周りに巻かれている、織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向内側プライと、ビードコアと、前記内側プライの折り返しに沿ってビードからビードへ延びている、織られたコードからなる少なくとも１つの軸線方向外側プライとを有し、前記ビードコアは半径方向高さＢ_hを有し、前記の少なくとも１つの軸線方向内側プライは前記各ビード内で前記ビードコアの周りに内側から外側に巻かれて外側折り返しを形成し、前記各ビードは実質的に三角形の形状を持つエラストマのフィラーを有し、該フィラーの頂点Ａは、前記ビードコアの上方に位置し、タイヤの軸に平行で前記公称ビード直径Ｎ_BDの位置を通る線Ｙ−Ｙ’から測って距離Ｄ’の位置にある、航空機に用いられる空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアの半径方向の最も外側のコードワイヤを部分的に囲むチェーファーと、該チェーファー内に埋め込まれている、四角形を形成するように織られたチッパとを有し、前記チェーファーは、半径方向内側の第１の縁部と半径方向外側の第２の縁部を有し、前記第１の縁部は半径方向の位置Ｒ_Iまで半径方向外側に延び、該半径方向の位置Ｒ_Iは、前記タイヤの軸に平行で前記ビードコアの半径方向の最も内側の位置に接する、半径方向の最も内側の線Ｐと、半径方向の距離Ｄの５０％未満の距離の位置との間にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記チェーファーの前記第２の縁部は、前記ビードコアの半径方向の最も内側の表面に接する、半径方向の最も内側の線Ｐと、前記半径方向の距離Ｄの１５０％未満の距離の位置との間にある半径方向の距離Ｒ_Eの位置にあり、前記チッパは、前記チェーファー内に埋め込まれている複数の端部と、前記チェーファーの前記半径方向の最も内側の表面にある、前記ビードコアのすぐ下の半径方向内側部とを有する、請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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