JP2012091781A - 軽量化航空機タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビードの耐久性が改善されている軽量のタイヤ構造を提供する。
【解決手段】本発明の空気入りタイヤ１０は、カーカス２２とベルト補強構造を有する。カーカス２２は、環状のビード部材１４の周りを軸線方向で内側から外側に向かって巻かれターンアップ部分を構成するように延びる少なくとも２つの内側のカーカスプライ１〜４を有する。内側のカーカスプライ１〜４の少なくとも１つは、環状のビード部材１４を包まず、環状のビード部材１４の半径方向外側の表面に接する第１の平面２８と環状のビード部材の半径方向内側の表面に接する第２の平面２９との間に半径方向位置を有する終端部１’を有する。両平面２８、２９はタイヤの回転の軸線に平行である。カーカス２２は、クラウンから半径方向内向きに環状のビード部材１４の軸線方向外側を延びており、かつビード部材１４を包んで終端する少なくとも２つの外側のカーカスプライ５、６を有する。
【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してい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。

航空機タイヤのラジアルカーカス補強部分は、少なくとも１つの環状のビード部材に固定されている織物のコードの数個のプライを一般に有している。補強プライの第１のグループは、環状のビード部材の周りに内側から外側に一般に巻き付けられて、ターンアップを構成しており、それらのそれぞれの端部はタイヤの回転軸線から半径方向に離れている。複数の補強プライの第２のグループは、環状のビード部材の周りにタイヤの外側から内側に一般に巻き付けられている。

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

航空機のタイヤは、プライの多数の層を一般に使用しており、それがタイヤの重量の大きな要因となることがある。プライの多数の層がビードの耐久性の問題となることもある。したがって、ビードの耐久性が改善された軽量の効果的なタイヤ構造を提供することが望ましい。内側のターンアッププライおよび外側のターンアッププライの使用とそれらのそれぞれの位置とが最適化した改善されたビード構造を提供することがさらに望ましい。したがって、高速、高負荷に対応可能で、軽量化されている、改善された航空機タイヤが必要である。

［定義］
「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のゴムを除くがビードを含んでいるタイヤ構造を意味する。

「周方向に」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ている線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素線の１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸線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、ゴムに被覆された平行なコードの連続した層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸線に向かうか、または回転軸線から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ている、ベルトが巻かれている、つまり周方向に制限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、各々が１本から２０本のコードを有しており、ベルト層の側縁同士の間を５°から３０°の間の角度で延びている交互のパターンに重ねられているコードつまり平行なコードのリボンの少なくとも２つの層を意味する。

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する。カーカスは、環状のビード部材の周りを環状のビード部材の軸線方向内側からその軸線方向外側に向かって巻かれておりそれぞれのターンアップ部分を構成するように半径方向外向きにクラウンに向けて延びている少なくとも２つの内側のカーカスプライを有する。内側のプライの少なくとも１つは、環状のビード部材を包んでおらず、第１の平面と第２の平面の間に半径方向位置を有している終端部を有している。第１の平面は、環状のビード部材の半径方向外側の表面に接しており、かつ、タイヤの回転の軸線に平行である。第２の平面は、環状のビード部材の半径方向内側の表面に接しており、かつ、タイヤの回転の軸線に平行である。

本発明のタイヤの一方の半部の第１の実施形態の模式的な断面図である。 図１のタイヤのビード領域の拡大断面図である。 タイヤのビード領域の第２の実施形態である。

本発明を、実例として、添付図面を参照して説明する。

図１は本発明のラジアル航空機タイヤ１０の一方の半部の断面図を示している。タイヤは、中央円周平面に対して対称であるので一方の半部だけを図示している。図示のように、航空機タイヤ１０は環状のビード部材１４が各々に埋め込まれている１対のビード部分１２を有している。航空機タイヤにおいて使用するのに適している環状のビード部材の一例が特許文献１に示されている。環状のビード部材１４は複数の鋼製シースワイヤ１５によって囲まれている中心部分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ていることが好ましい。当業者は他の環状のビード部材も使用可能なことがわかるかもしれない。

航空機タイヤ１０はビード部分１２の各々からタイヤの半径方向に実質的に外向きに延びているサイドウォール部分１６と、両サイドウォール部分１６の半径方向外側の両端部間を延びているトレッド部分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までトロイダル状（ｔｏｒｏｉｄａｌｌｙ）に延びているカーカス２２によって補強されている。カーカス２２は、半径方向に向いていることが好ましい少なくとも２つの内側のカーカスプライ１、２、３、４と外側のカーカスプライ５、６とを有している。これらのカーカスプライのうち、通常４つの軸線方向内側のカーカスプライ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。４つの軸線方向内側のカーカスプライ１、２、３、４の少なくとも２つは環状のビード部材１４の軸線方向内側からその軸線方向外側に向けて環状のビード部材１４に巻き付けられており、それぞれのターンアップ部分１’、２’、３’、４’を構成するようにクラウンに向けて半径方向外向きに延びている。ビード部材１４に隣接しているプライは平面２８とエイペックス１１の外側の半径方向端部つまり先端９との間に位置しているターンアップ４’を有していることが好ましい。図２に最もよく示しているように、プライの少なくとも１つ、たとえばプライ１は環状のビード部材１４を包んでおらず、「Ｂ」として示している領域内に位置している終端部１’を有している。軸線方向で最も内側のプライは領域Ｂで終端している端部を有していることが好ましい。領域Ｂは、環状のビード部材１４の半径方向最も外側の表面に点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はタイヤの回転の軸線に平行である。領域Ｂは環状のビード部材１４の半径方向内側の表面に点３０で接している第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は軸線方向に平行である（つまり、タイヤ１０の回転軸線に平行である）。第１の平面２８と第２の平面２９とは互いに平行であって、環状のビード部材１４の直径に等しい距離Ｄほど離れている。したがって、ターンアッププライの少なくとも１つは、終端部が第１の平面と第２の平面との間の半径方向位置を有する。軸線方向内側のプライの２つが領域Ｂ内に位置する終端部を有していてもよく、それらは互いに隣接して配置されていることが好ましい。しかし、すべての軸線方向内側のプライの最大で５０％の終端部が領域Ｂ内に位置していてもよい。

カーカス２２は、クラウンから半径方向内向きに延びており、内側のカーカスプライ２、３、４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の軸線方向外側にある少なくとも２つの外側のカーカスプライ５、６をさらに有している。２つの外側のカーカスプライ５、６はクラウンから下向きに延びており、さらに軸線方向外側を延びており、ビード部材１４を包んでそれぞれ端部５’、６’で終端している。端部５’、６’の１つが、領域Ｂ内の半径位置を有する終端部を有している１つ以上の内側のプライに重なっていることが好ましい。端部５’、６’の両方が、領域Ｂ内に終端部を有している１つ以上の内側のプライに重なっていることが好ましい。

図３は、本発明の第２の実施形態を示している。図３に示しているように、半径方向内側のプライ２は、領域Ｂ内の半径方向位置にあって、平面２９から距離Ｘに位置している終端部２’を有している。プライ２の端部２’は第２の平面２９から約１ｍｍから約１０ｍｍの範囲、より好ましくは約１ｍｍから約５ｍｍの範囲の半径方向の距離Ｘに位置している。図示していないが、内側のプライ４は、平面２８とエイペックスの先端９との間に位置しているターンアップ端部４’を有していてもよい。外側のプライの端部５’または外側のプライの端部６’はプライ２の端部２’に重なっている。

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（つまり、タイヤの半径方向に延びている）ナイロン６，６コードなどのナイロンコードを有していてもよい。ナイロンコードは１８９０デニール（ｄｅｎｉｅｒ）／２／２または１８９０デニール（ｄｅｎｉｅｒ）／３の構成を有していることが好ましい。１つ以上のカーカスプライ１〜４は、例えば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。適切なコードの例は、特許文献２、特許文献３、または特許文献４に記載されている。

航空機タイヤ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１は航空機タイヤでの使用に適しているベルトパッケージ４０の半部の第１の実施形態を示している。ベルトパッケージ４０は、中央円周平面に対して対称であるのでベルトパッケージ４０の半部だけを図示している。図示のベルトパッケージ４０はカーカス２２に隣接して配置されている第１のベルト層５０を有している。第１のベルト層５０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ことが好ましい。第１のベルト層５０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２つ以上のコードをらせん状に巻くことによって作られているこれらのコードのゴム引きされているストリップから構成されていることが好ましい。第１のベルト層５０は、ベルトパッケージ４０の最も狭いベルト構造であって、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ことが好ましい。第２のベルト層６０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２つ以上のコードをらせん状に巻くことによって作られているこれらのコードのゴム引きされているストリップから構成されていることが好ましい。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。第２のベルト層６０はベルトパッケージ４０の最も広いベルト層であることがより好ましい。

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。

前述のカーカス２２、または、らせん状あるいはジグザグのベルト構造のいずれかのコードは、当業者に公知の混成構成、ハイブリッド構成、高エネルギー構成などのナイロン、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もよい。ベルトコード、カーカスコード（またはこれら両方）に適しているコード構造の一例は、６．７撚りの３３００デシテックス（ｄｔｅｘ）の構造を備えているポリアミド（アラミド）の２つのコードと、４．５撚りの１８８０デシテックス（ｄｅｔｘ）の構成を有している１つのナイロンまたはナイロン６／６のコードを含んでいるアラミドとナイロンの合成物を有していてもよい。混成ケーブル全体の撚りは６．７である。合成コードは破断時の１１％よりも高い延びと、９００ニュートンよりも高い引張り強さとを有している。任意に、元の線密度は８５００デシテックス（ｄｔｅｘ）よりも大きくてもよい。延び、破断、線密度、および引張り強さはディップ後の、しかしタイヤの加硫前に得られたコード標本から求められる。

本発明の変形例が本明細書に示している説明の観点から可能である。対象としている発明を説明する目的で、特定の代表的な実施形態と詳細とを示しているが、当業者には対象としている発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更と修正が可能であることが明らかになるであろう。

１、２、３、４ 内側のカーカスプライ
１’、２’、３’、４’ 内側のカーカスプライの端部（終端部）
５、６ 外側のカーカスプライ
５’、６’ 外側カーカスプライの端部（終端部）
９ エイペックスの先端
１０ タイヤ
１１ エイペックス
１２ ビード部分
１３ ビードの中心部分
１４ ビード部材
１５ シースワイヤ
１６ サイドウォール
２０ トレッドゴム
２２ カーカス
２７、３０ ビード部材上の点
２８ 第１の平面
２９ 第２の平面
４０ ベルトパッケージ
５０ 第１のベルト層
６０ 第２のベルト層

Claims (14)

1. カーカスとベルト補強構造とを有し、前記カーカスは、環状のビード部材の周りを前記環状のビード部材の軸線方向内側からその軸線方向外側に向かって巻かれておりそれぞれのターンアップ部分を構成するように半径方向外向きにクラウンに向けて延びている少なくとも２つの内側のカーカスプライを有し、前記内側のプライの少なくとも１つは、前記環状のビード部材を包んでおらず、第１の平面と第２の平面の間に半径方向位置を有している終端部を有している空気入りタイヤにおいて、
   前記第１の平面は、前記環状のビード部材の半径方向外側の表面に接しており、かつ、前記タイヤの回転の軸線に平行であり、
   前記第２の平面は、前記環状のビード部材の半径方向内側の表面に接しており、かつ、前記タイヤの回転の軸線に平行である、空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスは、前記クラウンから半径方向内向きにそして前記環状のビード部材の軸線方向外側を延びておりさらに軸線方向外向きに延びており前記ビード部材を包んで終端している少なくとも２つの外側のカーカスプライをさらに有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側のカーカスプライの少なくとも１つは、前記第１の平面と前記第２の平面との間で前記内側のカーカスプライの前記終端部に重なっている端部を有している、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 第１の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 第２の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
6. 第３の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
7. 第４の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 第５の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
9. 第６の前記内側のカーカスプライは前記環状のビード部材を包んでおらず、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置する終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記軸線方向内側のカーカスプライ全体の５０％以下が、前記第１の平面と前記第２の平面との間に位置している終端部を有している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記軸線方向内側のカーカスプライ全体の５０％以下が、前記環状のビード部材を包んでいる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
12. カーカスとベルト補強構造とを有する空気入りタイヤであって、
    前記カーカスは、環状のビード部材の周りを前記環状のビード部材の軸線方向内側からその軸線方向外側に向かって巻かれておりそれぞれのターンアップ部分を構成するように半径方向外向きクラウンに向かって延びている少なくとも２つの内側のカーカスプライを有し、
    前記内側の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を包んでおらず、第１の平面と第２の平面の間に半径方向位置を有している終端部を有しており、
    前記第１の平面は、前記環状のビード部材の半径方向外側の表面に接しており、かつ、前記タイヤの回転の軸線に平行であり、
    前記第２の平面は、前記環状のビード部材の半径方向内側の表面に接しており、かつ、前記タイヤの回転の軸線に平行であり、
    前記カーカスは、前記クラウンから半径方向内向きにそして前記環状のビード部材の軸線方向外側を延びており、さらに軸線方向外向きに延びており前記ビード部材を包んで終端している少なくとも２つの外側のカーカスプライをさらに有し、
    前記外側のカーカスプライの少なくとも１つは前記第１の平面と前記第２の平面との間で前記内側のカーカスプライの前記終端部に重なっている端部を有している、空気入りタイヤ。
13. ラジアルカーカスプライコードの繊維はナイロンとアラミドとの混合物である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
14. ラジアルカーカスプライコードの繊維はナイロンである、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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