JP2012091778A - 軽量化された航空機用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐久性を有しビードのチェーファーにひびが発生しにくい、軽量で効率的なタイヤ構造を提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ１０は、カーカス２２とベルト補強構造４０とを有し、カーカスは少なくとも２つの内側カーカスプライ１〜４を有している。少なくとも２つの内側カーカスプライは、環状のビード部材１４の軸線方向内側から軸線方向外側に向けて環状のビード部材の周りに巻きつけられかつ、半径方向外向きにクラウンに向けて延びて、それぞれのターンアップ部分を構成している。内側カーカスプライの少なくとも１つは、環状のビード部材の周りに巻きつけられておらず、第１の平面２８と第２の平面２９とによって定められ第１の平面より半径方向内側でかつ第２の平面より軸線方向外側である領域Ｃ内に半径方向位置を有する端部１’〜４’を有している。
【選択図】図１

Description

本発明はカーカスとベルト補強構造とを有する空気入りタイヤに関し、特に航空機で使用されるような高速／高負荷タイヤに関する。

航空機用タイヤのラジアルカーカス補強構造は一般に、織物コードの５〜６層のプライを有している。これらのプライは各ビードにおいて、連続して巻かれた１つのビードワイヤを有するように通常は形成された少なくとも１つの環状のビード部材に固定されている。これらの補強構造の補強要素は、環状のビード部材の周りに内側から外側に巻きつけられてターンアップを構成しており、それらの各端部はタイヤの回転軸から半径方向に離れた位置にある。航空機用タイヤが使用される過酷な条件では、ビード、特にカーカス補強構造のターンアップ領域での寿命が短くなる。

カーカスプライを２つのグループに分けることによって、性能が相当程度改善される。第１のグループは、両ビードの領域内で軸線方向内側を向いたカーカス補強構造のプライを有している。そして、これらのプライは各ビードにおいて、環状のビードの周りにタイヤの内側から外側に巻きつけられている。第２のグループは、両ビードの領域内で軸線方向外側にある少なくとも１つのカーカスプライで構成されており、このプライは一般的には、環状のビード部材の周りにタイヤの外側から内側に巻きつけられている。

米国特許第６，５７１，８４７号明細書 米国特許第４，８９３，６６５号明細書 米国特許第４，１５５，３９４号明細書 米国特許第６，７９９，６１８号明細書

環状のビード部材のすぐ内側の領域と軸線方向外側の領域はそれぞれ、ビードベース領域及びビードフランジ領域と呼ばれている。これらの領域はリムと直接接触しており、そのためこの領域では、一般にチェーファーと呼ばれる強く耐久性のあるゴム化合物が使用されている。環状のビード部材とリムビードシートとの間に直接位置するタイヤの特定の領域は、非常に高い負荷を受ける。丸い環状のビード部材とラジアルプライを使用することで、タキシングの際及び離陸時の直線走行の際に、チェーファーにひびが入る原因となり得るロッキング動作が発生する。

本発明の目的は、優れた耐久性を有しビードのチェーファーにひびが発生しにくい、軽量で効率的なタイヤ構造を提供することである。本発明のさらなる目的は、内側のターンアッププライと外側のターンダウンプライが最適に使用された、改良されたビード構造を提供することである。このように、高速、高負荷に対応可能で軽量化された、改善された航空機用タイヤが必要とされている。

本発明の空気入りタイヤは、カーカスとベルト補強構造とを有し、カーカスは少なくとも２つの内側カーカスプライを有している。少なくとも２つの内側カーカスプライは、環状のビード部材の軸線方向内側から軸線方向外側に向けて環状のビード部材の周りに巻きつけられかつ、半径方向外向きにクラウンに向けて延びて、それぞれのターンアップ部分を構成している。環状のビード部材の半径方向外側面に接しタイヤの回転軸に平行な面を第１の平面、第１の平面と垂直で環状のビード部材の中心を通って延びる面を第２の平面としたときに、内側カーカスプライの少なくとも１つは、環状のビード部材の周りに巻きつけられておらず、第１の平面と第２の平面とによって定められ第１の平面より半径方向内側でかつ第２の平面より軸線方向外側である領域内に半径方向位置を有する端部を有している。

本発明によれば、優れた耐久性を有しビードのチェーファーにひびが発生しにくい、軽量で効率的なタイヤ構造を提供することができる。

本発明に係るタイヤの第１の実施形態を示す模式的な断面図である。 タイヤのビード領域を示す、第２の実施形態の模式的な断面図である。

本出願では以下の定義が用いられる。

「カーカス」は、プライの上方にあるベルト構造、トレッド、アンダートレッド及びサイドウォールゴムを除き、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外周に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「コード」は、タイヤ内のプライを構成している補強用素線の１つを意味する。

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

「プライ」は、ゴムに被覆され互いに平行に延びるコードの連続した層を意味する。

「半径方向の」及び「半径方向に」は、タイヤの回転軸に向けて、または回転軸から離れるように、半径方向に延びる方向を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ベルトが巻かれた、つまり周方向に拘束された空気入りタイヤであって、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ている空気入りタイヤを意味する。

「ジグザグのベルト補強構造」は、複数本のコード、すなわち平行に延びる複数本のコードのリボンからなる少なくとも２つの層であって、各リボンには１本から２０本のコードが含まれ、ベルト層の２つの横方向縁部の間を５°から３０°の間の角度で延びるパターンが交互に重ねられている層を意味する。

以下に、本発明を、図面を参照しながら例示によって説明する。

図１，２は、本発明の航空機用ラジアルタイヤ１０の半部断面図を示している。タイヤは、中央円周平面に関して対称であるため、半部だけが示されている。図示のように、航空機用タイヤは、各々に環状のビード部材１４が埋め込まれた一対のビード部分１２を有している。航空機用タイヤでの使用に適した環状のビード部材１４の一例が特許文献１に示されている。環状のビード部材１４は好ましくは、中心部分１３にアルミニウム、アルミニウム合金または他の軽量合金を有し、中心部分１３が複数の鋼製シースワイヤ１５で囲まれている。当業者は他の環状のビード部材も使用可能なことが理解できよう。ビード部材１４の半径方向外側にはエイペックス４０が設けられている。

航空機用タイヤは、各ビード部分１２からタイヤの半径方向に実質的に外向きに延びるサイドウォール部分１６と、両サイドウォール部分１６の半径方向外側端部の間を延びるトレッド部分２０と、を有している。さらに、タイヤ１０は、一方のビード部分１２から他方のビード部分１２まで円錐曲線回転体の形状で延びるカーカス２２によって補強されている。カーカス２２は、内側のライナと、少なくとも２つの内側カーカスプライ１，２，３，４と、外側カーカスプライ５，６と、を有しており、これらは好ましくは半径方向に向けられている。これらのカーカスプライのうち、典型的には４つ設けられる内側カーカスプライ１，２，３，４は、クラウンからビード領域１２に向けて半径方向内向きに延びている。内側カーカスプライ１，２，３，４は、環状のビード部材１４の軸線方向内側から軸線方向外側に向かって環状のビード部材１４に巻きつけられ、クラウンに向けて半径方向外向きに延びて、それぞれのターンアップ部分１’，２’，３’，４’を構成している。少なくとも１つのカーカスプライ、例えばカーカスプライ１は、「Ｃ」として示す領域内に位置する端部１’を有している（図２）。領域Ｃは、環状のビード部材１４の半径方向外側の面に半径方向で最も外側の点２７で接している第１の平面２８によって定められており、第１の平面２８はタイヤの回転軸に平行である。領域Ｃは環状のビード部材の中心点を通って延びている第２の平面２９によってさらに定められており、第２の平面２９は第１の平面２８、つまり軸線方向（すなわちタイヤ１０の回転軸）と垂直である。領域Ｃはさらに、第１の平面２８と第２の平面２９の交点と、第２の平面２９より軸線方向外側でかつ第１の平面２８より半径方向内側である４分円と、によって定められている。

最も内側のカーカスプライ１の端部１’は領域Ｃ内にあり、半径方向に測って第１の平面２８から約１ｍｍから約１０ｍｍまでの範囲、より好ましくは約１ｍｍから約５ｍｍまでの範囲の距離Ｘに位置している（図示せず）。複数の内側カーカスプライのうち、２つの内側カーカスプライの終端が領域Ｃ内にあってもよい。しかし、全ての内側カーカスプライのうち、５０％以下の内側カーカスプライの端部が領域Ｃ内にあってもよい。複数の内側カーカスプライのうち、少なくとも２つの内側カーカスプライの端部はエイペックス４０よりも半径方向外側にあることが好ましい。

カーカス２２は少なくとも２つの外側カーカスプライ５，６をさらに有しており、これらの外側カーカスプライは、クラウンから半径方向内向きに延び、内側カーカスプライ２４のターンアップ部分の外側に沿って、環状のビード部材１４の軸線方向外側に設けられている。２つの外側カーカスプライ５，６はクラウンから下向きに延び、さらに軸線方向外側を延び、ビード部材１４に巻きつけられて、それぞれ端部５’，６’で終端している。好ましくは、端部５’，６’のうちの１つが、領域Ｃ内に半径方向の端部位置を有する１つ以上の内側カーカスプライと、領域Ｃ内で重なっている（共存している）。好ましくは、端部５’，６’の両方が、領域Ｃ内に端部を有する１つ以上の内側カーカスプライと、領域Ｃ内で重なっている（共存している）。

これらのカーカスプライ１〜６の各々は、任意の適切なコード、典型的にはナイロン６，６コードなどのナイロンコードを含むことができ、これらのコードはタイヤの赤道面ＥＰに対して実質的に垂直方向に延びている（あるいは、タイヤの半径方向に延びている）。好ましくは、ナイロンコードは１８９０デニール／２／２または１８９０デニール／３の構成を有している。１つ以上のカーカスプライ２４，２６は、ハイブリッドコード、高エネルギーコード、混成コードなどのアラミドとナイロンのコード構造を有していてもよい。カーカスプライはポリケトンでもよい。適切なコードの例が特許文献２〜４に記載されている。

航空機用タイヤ１０は、カーカス２２とトレッドゴム２０との間に配置されているベルトパッケージ４０をさらに有している。図示のベルトパッケージ４０は、カーカス２２に隣接して位置する第１のベルト層５０を有している。第１のベルト層５０は好ましくは、中央円周平面に対して５度以下の角度のコードから構成されている。好ましくは、第１のベルト層５０は２つ以上のコードのゴム引きされたストリップから構成されており、２つ以上のコードは、円周方向に対してプラスまたはマイナス５度以下の角度でねじ状またはらせん状に巻かれて作られている。第１のベルト層５０はベルトパッケージ４０の中で最も狭いベルト構造であり、リム幅（両フランジ間の幅）の約１３％から約１００％の範囲の幅を有している。

ベルトパッケージ４０は、第１のベルト層５０の半径方向外側に位置する第２のベルト層６０をさらに有している。第２のベルト層６０は好ましくは、中央円周平面に対して５度以下の角度のコードから構成されている。好ましくは、第２のベルト層６０は２つ以上のコードのゴム引きされたストリップから構成されており、２つ以上のコードは、円周方向に対してプラスまたはマイナス５度以下の角度でねじ状またはらせん状に巻かれて作られている。第２のベルト層６０は、リム幅の約１０１％から約１２０％の、第１のベルト層５０よりも広い幅を有している。より好ましくは、第２のベルト層６０はベルトパッケージ４０の中で最も広いベルト層である。

ベルトパッケージ４０は、少なくとも１つのジグザグのベルト補強構造７０をさらに有している。ジグザグのベルト補強構造７０は、編み合わされている２つのコード層から構成されている。ジグザグのベルト補強構造７０は、ベルトパッケージ４０の中で、半径方向で最も外側のベルト構造であることが好ましい。また、ジグザグのベルト補強構造は１つだけであることが好ましい。ジグザグのベルト補強構造７０は、好ましくは第１のベルト構造５０よりも広く、より好ましくは、第１のベルト構造５０よりも広いが第２のベルト構造６０よりも狭い幅を有している。

前述の実施形態のいずれにおいても、コードは１つのベルト構造から次のベルト構造へと連続して巻かれていることが好ましい。

前述したカーカスまたは前述したらせん状若しくはジグザグのベルト層のコードはいずれも、ナイロン、ナイロン６，６、アラミド、またはそれらの組み合わせであってよく、それらは当業者に公知の混成構成、ハイブリッド構成または高エネルギー構成を含んでいる。ベルトコードまたはカーカスコード（あるいはそれらの両方）に適しているコード構造の一例は，６．７撚りの３３００ｄｔｅｘの構造を備えるポリアミド（アラミド）の２本のコードと、４．５撚りの１８８０ｄｔｅｘの構成を有する１本のナイロンまたはナイロン６／６のコードと、を含む、アラミドとナイロンの合成物を有していてよい。混成ケーブル全体の撚りは６．７である。合成コードは１１％を上回る破断時延びと、９００ニュートンを上回る引張り強さを有していてよい。任意選択の事項であるが、元の線密度は８５００ｄｔｅｘよりも大きくてもよい。延び、破断、線密度及び引張り強さは、ディップ後でかつタイヤの加硫前に得られたコードサンプルから求められる。

１，２，３，４ 内側カーカスプライ
１’，２’，３’，４’ 内側カーカスプライの端部
５，６ 外側カーカスプライ
１０ タイヤ
１２ ビード部分
１４ ビード部材
２０ トレッドゴム
２２ カーカス
２８ 第１の平面
２９ 第２の平面
４０ ベルト補強構造（ベルトパッケージ）
Ｃ 領域

Claims (12)

1. カーカスとベルト補強構造とを有し、前記カーカスは少なくとも２つの内側カーカスプライを有し、前記少なくとも２つの内側カーカスプライは、環状のビード部材の軸線方向内側から軸線方向外側に向けて該環状のビード部材の周りに巻きつけられかつ、半径方向外向きにクラウンに向けて延びて、それぞれのターンアップ部分を構成しており、前記環状のビード部材の半径方向外側面に接しタイヤの回転軸に平行な面を第１の平面、前記第１の平面と垂直で前記環状のビード部材の中心を通って延びる面を第２の平面としたときに、前記内側カーカスプライの少なくとも１つは、前記環状のビード部材の周りに巻きつけられておらず、前記第１の平面と前記第２の平面とによって定められ前記第１の平面より半径方向内側でかつ前記第２の平面より軸線方向外側である領域内に半径方向位置を有する端部を有している、空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスは少なくとも２つの外側カーカスプライをさらに有し、前記少なくとも２つの外側カーカスプライは、前記クラウンから半径方向内向きに前記環状のビード部材の軸線方向外側を延び、さらに軸線方向外側を延びて、前記ビード部材の周りに巻きつけられている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側カーカスプライの少なくとも１つは、その端部が、前記領域内で、前記内側カーカスプライの前記端部と共存している、請求項２に記載のタイヤ。
4. 軸線方向において最も外側の前記内側カーカスプライは前記環状のビード部材に巻きつけられておらず、前記領域内に位置する端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 軸線方向において最も内側の前記内側カーカスプライは前記環状のビード部材に巻きつけられておらず、前記領域内に位置する端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記内側カーカスプライの少なくとも１つは、前記第１の平面とエイペックスの先端部との間に位置するターンアップ端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記内側カーカスプライのうち、５０％以下の前記内側カーカスプライは、前記環状のビード部材に巻きつけられていない、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記内側カーカスプライのうち、５０％以下の前記内側カーカスプライは、前記領域内に位置する端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記カーカスのラジアルカーカスプライコードの繊維はナイロン及びアラミドで形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記カーカスのラジアルカーカスプライコードの繊維はアラミドで形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記カーカスのラジアルカーカスプライコードの繊維はポリケトンで形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記カーカスのラジアルカーカスプライコードの繊維はナイロンで形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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