(57)【要約】【課題】ビードベースの耐久性を向上することのできる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】カーカス１６とゴムチェーファー２４との間に、ゴムチェーファー２４よりも低弾性の第２スティフナー２６を配置し、第２スティフナー２６のタイヤ径方向内側端部２６Ａを、ビードコア１４の中心を通りかつタイヤ軸方向に対して平行な第１仮想線Ｌ１に対する角度が３５°とされた第２の仮想線Ｌ２と、第１仮想線Ｌ１に対する角度が５０°とされた第３の仮想線Ｌ３とで挟まれる領域内に配置することで、第２スティフナー２６がクッション的な役割を果たして路面からの入力を吸収し、ビードベース部１２にかかるビードコア１４を中心としたモーメント力を緩和することができ、ビードコア中心直下付近の剪断力を低減することができる。これによりビードベース１２Ｃの耐久性が向上する。【選択図】        図１
2004210044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアと、
前記一対のビードコアをトロイド状に跨り、幅方向端部付近が前記ビードコア回りで折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、
前記カーカスのタイヤ半径方向外側に設けられるベルトと、
前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられトレッド部を構成するトレッドゴムと、
前記カーカスのタイヤ幅方向外側に設けられタイヤサイド部を構成するサイドゴムと、
前記カーカスプライの本体部と折り返し部との間に配置され、前記サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成されて前記ビードコアのタイヤ半径方向外側端からタイヤ半径方向外に向けて延びる第１スティフナーと、
前記サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成され、前記タイヤサイド部からビード部のビードベース部に至るタイヤ外側面を形成するゴムチェーファーと、
前記ゴムチェーファーよりも低弾性のゴムから形成され、前記カーカスプライと前記ゴムチェーファーとの間に配置された第２スティフナーと、
を備え、
前記第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部は、前記ビードコアの中心を通りかつタイヤ軸方向に対して平行な第１仮想線に対する角度が３５°とされる前記ビードコアの中心からビードヒール側に向けて延びる第２の仮想線と、前記第１仮想線に対する角度が５０°とされる前記ビードコアの中心からビードヒール側に向けて延びる第３の仮想線とで挟まれる領域内に配置されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第２スティフナーは、第１の仮想線と交差する部分からタイヤ径方向内側端部に向けて、その厚みが漸減している、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ゴムチェーファーは、１００％伸張モジュラスが２．７〜３．７Ｍｐａに設定され、
前記第２スティフナーは、１００％伸張モジュラスが２．０〜３．０Ｍｐａに設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
リムに対するビードベースの締め代ｔが２．０〜４．０ｍｍの範囲内に設定され、
リムに装着した時の下式（１）で定義されるコンプレッションファクターＣが２９．０〜４５．０％の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
Ｃ＝ｔ／ｇ・・・（１）
ｇ：ビードコアの中心からタイヤ半径方向内側に向けて延びる仮想線上におけるトータルゴムゲージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、ビード部の耐久性に優れた、航空機に好適な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重の作用する空気入りタイヤでは、ビード背面部のカーカスプライとゴム層間、及びゴム層内部のセパレーションを防ぐ目的で、リムと接触する外側の高弾性ゴム（ゴムチェーファー）とカーカスプライとの間に、ゴムチェーファーとカーカスプライのコードをコーティングしているプライコーティングゴムよりも低弾性のゴム（第２スティフナー）を配置する工夫がなされていたが、従来の航空機用の空気入りタイヤ（例えば、特許文献１参照）では、ビードベース部のゴムの配置に関しては厳密な設計はなされていなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１７２１１８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空気入りタイヤの中でも航空機用空気入りタイヤにおいては、軽量化等のためにビード部内にビードコアが一個しかなく、かつそのビードコアの断面が円形であることから、内圧と荷重により発生するタイヤとホイール間の接触圧がビードコア直下の１点で非常に高くなる問題があった。
【０００５】
近年、タイヤサイズの大型化、高プライレーティング化により、この接触圧が高くなってきており、従来の設計のままではビードベースの耐久性が充分でない虞があった。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、ビードベースの耐久性を向上することのできる航空機に好適な空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気入りタイヤは、一対のビードコアと、前記一対のビードコアをトロイド状に跨り、幅方向端部付近が前記ビードコア回りで折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に設けられるベルトと、前記ベルトのタイヤ径方向外側に設けられトレッド部を構成するトレッドゴムと、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に設けられタイヤサイド部を構成するサイドゴムと、前記カーカスプライの本体部と折り返し部との間に配置され、前記サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成されて前記ビードコアのタイヤ半径方向外側端からタイヤ半径方向外に向けて延びる第１スティフナーと、前記サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成され、前記タイヤサイド部からビード部のビードベース部に至るタイヤ外側面を形成するゴムチェーファーと、前記ゴムチェーファーよりも低弾性のゴムから形成され、前記カーカスプライと前記ゴムチェーファーとの間に配置された第２スティフナーと、を備え、前記第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部は、前記ビードコアの中心を通りかつタイヤ軸方向に対して平行な第１仮想線に対する角度が３５°とされる前記ビードコアの中心からビードヒール側に向けて延びる第２の仮想線と、前記第１仮想線に対する角度が５０°とされる前記ビードコアの中心からビードヒール側に向けて延びる第３の仮想線とで挟まれる領域内に配置されている、ことを特徴としている。
【０００８】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【０００９】
タイヤ転動時には、タイヤが撓むことによりビード部の背面部（タイヤ幅方向外側部分）はリムフランジから押され、一方、ビードベース部はビードコアの中心を支点としたモーメント力による幅方向に沿った剪断力が発生する。
【００１０】
ビードコアが断面円形の所謂ケーブルビードコアである場合、ホイールとの接触圧分布を見ると、該接触圧はビードコア中心直下付近でピークを持つ分布になり、ビードベースにかかる剪断力は、ビードコア中心直下付近が一番厳しいものとなる。
【００１１】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、カーカスプライとゴムチェーファーとの間に、ゴムチェーファーよりも低弾性の第２スティフナーを配置し、第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部を第２の仮想線と第３の仮想線とで挟まれる領域内に配置したので、第２スティフナーがクッション的な役割を果たして路面からの入力を吸収し、ビードベース部にかかるビードコアを中心としたモーメント力を緩和することができ、ビードコア中心直下付近の剪断力を低減することができる。
【００１２】
ここで、第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部が、第２の仮想線よりもタイヤ径方向外側に位置すると、上記モーメント力が緩和されず、ビードヒール部からビードベース部にかけて故障が発生する懸念がある。
【００１３】
一方、第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部が、第３の仮想線よりもタイヤ径方向内側に位置すると、ビードベースにおいて高弾性のゴムチェーファーのボリュームが相対的に減少してしまい、高い圧縮力と剪断力によりセパレーション故障を発生する虞がある。
【００１４】
なお、第２スティフナーのタイヤ径方向内側端部は、第１の仮想線に対して４０°の仮想線と４５°の仮想線との間に配置することが更に好ましい。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２スティフナーは、第１の仮想線と交差する部分からタイヤ径方向内側端部に向けて、その厚みが漸減している、ことを特徴としている。
【００１６】
次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１７】
第２スティフナーの厚みを、第１の仮想線と交差する部分からタイヤ径方向内側端部に向けて漸減させることで、ゴム弾性を滑らかに変化させ、ゴムの剛性段差による歪みを緩和することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーは、１００％伸張モジュラスが２．７〜３．７Ｍｐａに設定され、
前記第２スティフナーは、１００％伸張モジュラスが２．０〜３．０Ｍｐａに設定されている、ことを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２０】
ゴムチェーファーの１００％伸張モジュラスが２．７Ｍｐａ未満になると、タイヤたわみによる入力や、リム反力によるゴムチェーファーの変形、破損の懸念がある。
【００２１】
一方、ゴムチェーファーの１００％伸張モジュラスが３．７Ｍｐａを越えると、発熱が高くなり、厳しい使用条件下において熱による故障の懸念がある。
【００２２】
次に、第２スティフナーの１００％伸張モジュラスが２．０Ｍｐａ未満になると、タイヤたわみによる入力や、リム反力による第２スティフナーの変形、破損の懸念がある。
【００２３】
一方、第２スティフナーの１００％伸張モジュラスが３．０Ｍｐａを越えると、配置が適切であっても、ビードベース部にかかるビードコアを中心としたモーメント力が充分緩和されなくなり、ビードベース部に故障発生の懸念がある。
【００２４】
したがって、ゴムチェーファーの１００％伸張モジュラスを２．７〜３．７Ｍｐａに設定し、第２スティフナーの１００％伸張モジュラスを２．０〜３．０Ｍｐａに設定することが好ましい。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、リムに対するビードベースの締め代ｔが２．０〜４．０ｍｍの範囲内に設定され、リムに装着した時の下式（１）で定義されるコンプレッションファクターＣが２９．０〜４５．０％の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。
Ｄ＝ｔ／ｇ・・・（１）
ｇ：ビードコアの中心からタイヤ半径方向内側に向けて延びる仮想線上におけるトータルゴムゲージ。０．３≦Ｇ２／Ｇ０≦０．８を満足することを特徴としている。
【００２６】
次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２７】
ビードベースの締め代ｔが２．０ｍｍ未満になると、リム滑り発生の懸念がある。
【００２８】
一方、ビードベースの締め代ｔが４．０ｍｍを越えると、リム組み、リム解きが困難になる。
【００２９】
コンプレッションファクターＣが２９．０％未満になると、リム滑り発生の懸念がある。
【００３０】
一方、コンプレッションファクターＣが４５．０％を越えると、ホイールの損傷や、リム組み、リム解きが困難になる懸念がある。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１、２には本実施例に係るタイヤサイズ：５２×２１．０Ｒ２２  ３６ＰＲとされた航空機用ラジアルタイヤ１０が示されている。
【００３２】
図１に示すように、この航空機用ラジアルタイヤ１０のビード部１２には、ケーブルビードと呼ばれる円形断面のビードコア１４が１個埋設されている。
【００３３】
なお、ビードコア１４の外周面には、薄肉のビードカバーゴム１５が設けられている。
【００３４】
航空機用ラジアルタイヤ１０は、一方のビード部１２から他方のビード部１２（図２では片側のみ図示）に跨るトロイド状のカーカス１６を備えている。
【００３５】
カーカス１４は複数枚のカーカスプライから構成されており、カーカスプライの端部付近がビードコア１４を周回している。
【００３６】
なお、カーカスプライのコード（図示せず）はラジアルタイヤ方向に延びている。
【００３７】
カーカス１６のタイヤ軸方向外側は、サイドウォール１８を形成するサイドゴム２０によって被覆されている。
【００３８】
サイドゴム２０を構成しているゴムの３００％伸長モジュラスは、６．０〜８．０ＭＰａとされている。
【００３９】
ビードコア１４のタイヤ半径方向外方（図１の上方）、且つカーカス１２の本体部と折り返し部との間には、タイヤ半径方向外向きに延びる第１スティフナー２２が設けられている。
【００４０】
この第１スティフナー２２を構成しているゴムは、サイドゴム２０よりも高硬度である。
【００４１】
なお、第１スティフナー２２を構成しているゴムの１００％伸長モジュラスは、８．０〜１０．５ＭＰａの範囲内が好ましい。
【００４２】
サイドゴム２２よりもビードコア側において、カーカス１２のタイヤ軸方向外側はゴムチェーファー２４で覆われている。
【００４３】
サイドゴム２２のビード部側の端部、及びゴムチェーファー２４のサイドウォール側は各々テーパー形状とされ、サイドゴム２２のビード部側の端部は、ゴムチェーファー２４で覆われている。
【００４４】
なお、ゴムチェーファー２４は、サイドゴム４４のとの接続部分からビードトゥ１２Ａまで延びている。
【００４５】
このゴムチェーファー２４の１００％伸長モジュラスは、２．７〜３．７ＭＰａの範囲内が好ましい。
【００４６】
また、ビード部１２において、カーカス１２のタイヤ軸方向外側面と、ゴムチェーファー２４及びサイドゴム２０との間、には、第２スティフナー２６が配設されている。
【００４７】
第２スティフナー２６を構成しているゴムは、ゴムチェーファー２４を構成しているゴムよりも低弾性である。
【００４８】
なお、第２スティフナー２６を構成しているゴムの１００％伸長モジュラスは、２．０〜３．０ＭＰａの範囲内が好ましい。
【００４９】
図１に示すように、第２スティフナー２６は、ビードコア１４の中心を通りかつタイヤ軸方向に対して平行な第１仮想線Ｌ１と交差する部分からタイヤ径方向内側端部２６Ａに向けて、その厚みが漸減している。
【００５０】
また、第２スティフナー２６のタイヤ径方向内側端部２６Ａは、ビードコア１４の中心から略ビードヒール１２Ｂ側に向けて延びると共に、前述した第１仮想線Ｌ１に対する角度が３５°とされた第２の仮想線Ｌ２と、ビードコア１４の中心から略ビードヒール１２Ｂ側に向けて延びると共に、第１仮想線Ｌ１に対する角度が５０°とされた第３の仮想線Ｌ３とで挟まれる領域内に配置されている。
【００５１】
また、この空気入りタイヤ１０は、リム２８に対するビードベース１２Ｃの締め代ｔが２．０〜４．０ｍｍの範囲内に設定され、リム２８に装着した時の下式（１）で定義されるコンプレッションファクターＣが２９．０〜４５．０％の範囲内に設定されることが好ましい。
Ｃ＝ｔ／ｇ・・・（１）
ｇ：ビードコア１４の中心からタイヤ半径方向内側に向けて延びる仮想線Ｌ４上におけるビード部１２のトータルゴムゲージ。
【００５２】
ここで、締め代ｔとは、空気入りタイヤ１０をリム２８に装着する前と装着後の、ビードコア１４の中心からタイヤ径方向内側のビードベース１２Ｃ表面までの寸法の差（即ち、ビードベース１２Ｃの圧縮量）である。なお、図１において、リム２８は想像線で示されており、実線で示す空気入りタイヤ１０のタイヤ外輪郭は、リム装着前の状態を示している。
【００５３】
ここでいうリム２８は、"The Tire and Rim Association Inc. のYear Book"（２００２年度版）に記載の規格にて定めるラジアルプライタイヤのサイズに対応する標準リム（"Approved Rim"）である。
【００５４】
また、ビード部１２のトータルゴムゲージとは、仮想線Ｌ４上において、金属のビードコア１４の表面からビードベース１２Ｃ表面までの厚みＧから、カーカス１６のプライ糸（コード）トータルゲージを減じた厚み、即ち、ゴム部分のみの厚みをいう。
【００５５】
なお、図２に示すように、カーカス１２のタイヤ内面側にはインナーライナー３０、カーカスのタイヤ径方向外側にはベルト３２、保護層３４、トレッド部３６を形成するトレッドゴム３８が設けられている。
（作用）
以下に本実施例の作用を説明する。
【００５６】
空気入りタイヤ１０が負荷転動すると、ビード部１２には路面側からの入力がサイドウォール１８を経て伝達され、かつビードコア１４を中心としてタイヤ外側に倒れ込むが、カーカス１６とゴムチェーファー２４との間にゴムチェーファー２４よりも低弾性の第２スティフナー２６を配置しているので、第２スティフナー２６がクッション的な役割を果たして路面からの入力を吸収し、ビードベース部１２Ｃにかかるビードコア１４を中心としたモーメント力を緩和することができ、ビードコア中心直下付近のゴムチェーファー２４に作用する剪断力を低減できる。
【００５７】
また、本実施形態では、第２スティフナー２６の厚みを第１仮想線Ｌ１と交差する部分からタイヤ径方向内側端部２６Ａに向けて漸減させているので、第２スティフナー２６とゴムチェーファー２４とのゴム弾性が滑らかに変化しており、ゴムの剛性段差による歪みを緩和することができる。
【００５８】
なお、第２スティフナー２６のタイヤ径方向内側端部２６Ａが、第３の仮想線Ｌ３よりもタイヤ径方向内側に位置すると、高い圧縮力と剪断力によりセパレーション故障を発生する虞がある。
【００５９】
一方、第２スティフナー２６のタイヤ径方向内側端部２６Ａが、第２の仮想線Ｌ２よりもタイヤ径方向外側に位置すると、ビードベース部１２Ｃにかかるビードコア１４を中心としたモーメント力が緩和されず、ビードヒール１２Ｂからビードベース部１２Ｃにかけて故障が発生する懸念がある。
【００６０】
なお、第２スティフナー２６のタイヤ径方向内側端部２６Ａは、第１の仮想線Ｌ１に対して４０°の仮想線と４５°の仮想線との間に配置することが更に好ましい。
【００６１】
ゴムチェーファー２４の１００％伸張モジュラスが２．７Ｍｐａ未満になると、タイヤたわみによる入力や、リム反力によるゴムチェーファー２４の変形、破損の懸念がある。
【００６２】
一方、ゴムチェーファー２４の１００％伸張モジュラスが３．７Ｍｐａを越えると、発熱が高くなり、厳しい使用条件下において熱による故障の懸念がある。
【００６３】
次に、第２スティフナー２６の１００％伸張モジュラスが２．０Ｍｐａ未満になると、タイヤたわみによる入力や、リム反力による第２スティフナー２６の変形、破損の懸念がある。
【００６４】
一方、第２スティフナー２６の１００％伸張モジュラスが３．０Ｍｐａを越えると、配置が適切であっても、ビードベース部１２Ｃにかかるビードコア１４を中心としたモーメント力が充分緩和されなくなり、ビードベース部１２Ｃに故障発生の懸念がある。
【００６５】
ビードベース１２Ｃの締め代ｔが２．０ｍｍ未満になると、リム滑り発生の懸念がある。
【００６６】
一方、ビードベース１２Ｃの締め代ｔが４．０ｍｍを越えると、リム組み、リム解きが困難になる。
【００６７】
コンプレッションファクターＣが２９．０％未満になると、リム滑り発生の懸念がある。
【００６８】
一方、コンプレッションファクターＣが４５．０％を越えると、ホイールの損傷や、リム組み、リム解きが困難になる懸念がある。
（試験例）
次に、本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤと、本発明の適用された実施例のタイヤとを用意し、耐久試験を行い、耐久性の比較を行った。なお、試験は以下の２種類を行った。
・試験１：ドラム試験機にて、ＴＲＡに定めさられた規定荷重の８０％を負荷し、６４ｋｍ／ｈで８分間走行させ、走行開始時刻から１２０分後に次の走行を開始する試験をビード部が故障するまで繰返す。充填内圧は、平板上でＴＲＡに定められた正規内圧を充填して規定荷重の８０％を負荷したときの撓み率を測定した後、ドラム上でも同じ荷重を掛けて同じたわみ率になるように調整した内圧とした。
【００６９】
評価は、従来例のタイヤのビード部が故障した時点の試験回数を１００とする指数で表しており、数値が大きいほど耐久性に優れていることを表している。なお、本試験は、長期耐久性を見る試験である。
・試験２：ＴＲＡに定められた規定荷重の１２０％を負荷し、６４ｋｍ／ｈで１０分間走行させ、走行開始時刻から１２０分後に次の走行を開始する試験をビード部が故障するまで繰返す。充填内圧は、試験１と同様に調整した。なお、本試験は、オーバーロードの耐久性を見る試験である。
【００７０】
評価は、従来例のタイヤのビード部が故障した時点の試験回数を１００とする指数で表しており、数値が大きいほど耐久性に優れていることを表している。
【００７１】
試験結果は以下に示すとおりである。
【００７２】
【表１】
2004210044.tif 000003
【００７３】
【表２】
2004210044.tif 000004
【００７４】
試験の結果、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、従来例の空気入りタイヤに比較して長期耐久性、及びオーバーロード耐久性の両方の耐久性が向上していることが分かる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ビードベースの耐久性を向上することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのビード部の拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０    空気入りタイヤ
１４    ビードコア
１６    カーカス
２０    サイドゴム
２２    第１スティフナー
２４    ゴムチェーファー
２６    第２スティフナー
３２    ベルト
３８    トレッドゴム
【図１】
2004210044.tif 000005
【図２】
2004210044.tif 000006