JP4856374B2 - 航空機用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、概ね空気入りタイヤに関し、特に、ショルダー補強材を有する、航空機用空気入りタイヤに関する。

航空機の着陸装置に用いられる航空機用空気入りタイヤは、荷重と加速の厳しい運転条件に曝される。特に、大型の営業用旅客機の着陸装置に取り付けられた航空機用空気入りタイヤは、着陸時と、離陸時と、地上にある時に航空機が操縦されて自力で移動する時（例えばタキシング時）に、激しい変形を受けやすい。離陸時の着陸装置のタイヤの破損（例えばパンク）は、結果として離陸の失敗または緊急着陸を引き起こす。着陸時の着陸装置のタイヤの破損は、結果として航空機の勢いを止めることが不可能になり、着陸点を行きすぎてしまうことにつながる。旅客機は、しばしば、長距離のタキシングおよび／または高速のタキシングによって、離陸中または着陸後のパンクの生じ易さを高めるであろうタイヤ温度の上昇を生じる。

一般に、従来の航空機用空気入りタイヤ内に組み込まれているベルトパッケージは、多数のカットベルト層と、０度の螺旋状のオーバーレイとともにタイヤの外周の周りに巻かれた、コードで補強されたストリップから形成されている、螺旋状に巻かれた多数の層とを含む。螺旋状に巻かれた層は、次に続く螺旋状に巻かれた層を貼り付けるために巻き方向が反転する時に重なり合うことなく、タイヤのショルダーのすぐ近くで終わる。

タイヤの耐久性を向上させるための従来の取り組みは、クラウンからショルダーまで一様にベルト層の数を増やすことである。しかしながら、この取り組みは著しくタイヤ重量を増加させる結果となる。付加された層により増加したタイヤ重量は、旅客機の正味重量を最小にするための他のタイヤ設計パラメータに反する。クラウンとショルダーの間で一様にベルト層の数を増やすことは、また、タイヤの生産コストを著しく増加させる。

これらの理由および他の理由により、向上した耐久性と、より大きな荷重支持能力とを特徴とする、旅客機の着陸装置のための軽量の空気入りタイヤを提供することが望まれるであろう。

本発明は、カーカスと、カーカスの半径方向外側に配置されているトレッドと、ショルダーにてトレッドと交わっているサイドウォールと、半径方向にカーカスとトレッドの間に位置するベルト補強構造とを有する航空機用の空気入りタイヤに関する。ベルト補強構造、すなわちベルトパッケージは、複数のカットベルトと、半径方向に複数のカットベルトとトレッドの間に位置する、螺旋状に巻かれた複数のベルト層と、ショルダーに近接する複数のカットベルトに重なっている、螺旋状に巻かれた複数のショルダー層を含む。螺旋状に巻かれた複数のベルト層と螺旋状に巻かれた複数のショルダー層は、ストリップ幅を有する、コードで補強された連続するストリップによって形成されている。螺旋状に巻かれたベルト層は、１回転当たり１つのストリップ幅とほぼ同じ第１の巻きピッチを特徴とし、螺旋状に巻かれた複数のショルダー層は、１回転当たり１つのストリップ幅よりも小さい第２の巻きピッチを特徴とする。

他の実施態様では、空気入りタイヤは、赤道面を有するカーカスと、カーカスの半径方向外側に配置されているトレッドと、ショルダーにてトレッドと交わっているサイドウォールと、半径方向にカーカスとトレッドとの間に位置するベルト補強構造とを有している、ベルト補強構造、すなわちベルトパッケージは、複数のカットベルトと、半径方向に複数のカットベルトとトレッドの間に位置する、螺旋状に巻かれた複数のベルト層を含む。螺旋状に巻かれたベルト層は、ショルダーに近接する複数のカットベルトに重なっている。螺旋状に巻かれた複数のベルト層は、ストリップ幅を有する、コードで補強された連続するストリップによって形成されており、螺旋状に巻かれた複数のベルト層のうちの互いに隣接する対は、ショルダーに近接する、重なり合っている螺旋状に巻かれた複数のショルダー層を形成するために、赤道面に関して横方向に、１つのストリップ幅よりも小さい移動距離だけずらされている。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤのカットベルトの縁部／ショルダーの領域内に０度の螺旋状のオーバーレイを用いて補強材を付加することによって生じる、改善された動的性能を有する。この補強材は、カットベルトの横方向縁部を覆う、上方に配置された螺旋状に巻かれたストリップ、すなわち螺旋状層を付加することによってカットベルトの縁部／ショルダーの領域を組み立てることにより設けられる。螺旋状に巻かれたストリップが、ショルダー領域内で重ならない従来の螺旋状に巻かれた層とは異なり、ストリップの個々の巻き部がショルダー領域内で重なるように貼り付けられるよう、螺旋のピッチを小さくして、追加の螺旋状に巻かれたストリップが貼り付けられる。本発明の空気入りタイヤは、追加の螺旋状に巻かれたストリップが存在するために、ショルダー領域においてより堅くなっており、破裂に対する強度が高くなっている。本発明の空気入りタイヤは、クラウンからショルダーまで一様にベルト層の数を増やす従来の手法に比べて、タイヤに著しい重量を追加することなく、動的性能の向上と強度アップを達成する。

［定義］
「軸方向」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行な線または方向を意味する。

「ビード」は、タイヤの、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガード、およびチェーファーのような他の補強部材を有していても有していなくてもよく、設計リムにぴったり嵌まるように形作られ、かつ、プライコードによって被覆された環状の引張部材を含む部分を意味する。

「カーカス」は、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびプライの上方の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。

「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。

「クラウン」は、実質的に、トレッドが配置されているタイヤの外周を指す。

「周方向」は、軸線方向に垂直なサイドウォールの表面に沿って延びる環状の線または方向を意味する。

「カットベルトまたはカットブレーカ補強構造」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１０度から３３度までの範囲の左右両方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、互いに平行な複数のコードのプライの、少なくとも２つの切断された層を意味する。

「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。

「内側の」はタイヤの内側に向かうという意味である。

「横方向の」は、トレッドまたはクラウン領域の幅を横切るような、軸方向に平行な方向を意味する。

「外側の」はタイヤの外側に向かうという意味である。

「空気入りタイヤ」は、ビードとトレッドを有し、ゴム、化学物質、繊維および鋼、またはその他の材料で作られた、概ね環状で、通常は開いたトーラス状（open-torus）の、薄層が重ねられた機械装置を意味する。

「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に向かう方向または回転軸から離れる方向を意味する。

「ショルダー」は、トレッド縁部のすぐ下の、サイドウォールの上部を意味する。

「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビード領域の間の部分を意味する。

「トレッド」は、タイヤケーシングに固着させられると、タイヤが標準的に膨張され標準の荷重下の時に道路に接するようになるタイヤの部分を含む、成形されたゴムの構成部材を意味する。

図１〜３を参照すると、旅客機において前輪のタイヤとして用いられるのに適した航空機用空気入りタイヤ１０が、カーカス１２と、地面に係合するトレッド１４と、サイドウォール１６と、サイドウォール１６とトレッド１４の間の接合部に形成されているショルダー１８を含んでいる。このタイヤ１０が旅客機の前輪のホイールに取り付けられた時に、トレッド１４は牽引力を生じさせ、タイヤ１０は旅客機の荷重を支える流体を収容している。航空機用空気入りタイヤ１０は、タイヤ１０を２等分する赤道面１９を中心として鏡像関係となる対称形を有するものと理解される。独立した複数の、例えば６つのカットベルトプライ、すなわちカットベルト層２２，２４，２６，２８，３０，および３２と、カットベルト層２２，２４，２６，２８，３０，および３２から半径方向外側に位置する、螺旋状に巻かれた複数の、例えば２つのベルト層３４，３６とを含むことを特徴とする、参照数字２０で全体が示されているベルトパッケージが、カーカス１２とトレッド１４の間に配置されている。ベルトパッケージ２０内のカットベルト層と螺旋状に巻かれた層の数は、タイヤ構造に応じて変えてもよい。

図１と図３に最もよく示されているように、螺旋状に巻かれたベルト層３４，３６の各々は、タイヤ１０の周りに周方向に（すなわち、０度の螺旋状のオーバーレイとともに）巻かれ、タイヤのショルダー１８同士の間に延びている、ゴム引きされた、連続する平らなストリップ３８によって作られている。ストリップ３８は、互いに実質的に平行な配列で空間的に配置され、硬化されたゴムケーシングなどのエラストマー基材によって覆われている、例えば、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アラミド、ガラス、または金属からなる、埋め込まれた、高モジュラスの本質的に伸びない多数のコード４０で補強されている。ストリップ３８のストリップ幅Ｗ_Sは、約６ミリメートルから約２０ミリメートル、一般に約１０ミリメートルの範囲であり、ストリップ３８の厚さは大体数ミリメートルであり、１インチ（２５．４ミリメートル）当たりのコード４０の数は、一般に１８から２２の範囲である。タイヤ１０の製造の間に、ストリップ３８は、個々の巻き毎にストリップ幅Ｗ_Sとほぼ等しいか、またはそれよりも僅かに大きい横方向距離だけ移動させられながら、ストリップ３８は、凸状面を有する組立ドラムの周りに周方向に巻かれる。

カットベルト層２２，２４，２６，２８，３０，および３２の横方向の寸法は、それらの対応する横方向縁部同士が重なるように、すなわちショルダー１８の近くで重なる関係になるように互いにずらして配置されるように選ばれる。例えば、カットベルト層２２と２６は、カットベルト層２４の終端側縁部がカットベルト層２２と２６の間の重なり部分によって覆われるように、赤道面１９から、カットベルト層２４よりも長い横方向距離だけ横方向に延びている。

互いに重なる、螺旋状に巻かれた複数のショルダー層４２，４４，４６，４８，５０，および５２が、タイヤ１０のショルダー１８内に設けられている。ショルダー層４２，４４，および４６が部分的に重なる、すなわち互いにずらして配置された関係になるように、螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，および４６の各々は、隣り合う巻き部が１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい距離だけ横方向に移動させられるようにストリップ３８を周方向に１回巻くことによって形成される。言い換えると、螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，および４６の巻きピッチは、１回転当たり１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい。残りの、螺旋状に巻かれたショルダー層４８，５０，および５２は、重なり部分が、螺旋状に巻かれたベルト層３４，３６によって生じる重なり部分を越えてタイヤのクラウン領域内に形成されることがないように、１回転当たり１つのストリップ幅Ｗ_Sに等しい巻きピッチで貼り付けられている。ストリップ３８の隣接する巻き部が部分的に重なる関係となるように、１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい横方向の移動が図１〜３に明示されている。ショルダー１８の中央領域内で、６つのストリップの厚さに等しい最大厚さとなるように、互いに重なる関係が作られている。

螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，４６，４８，５０，および５２を貼り付けるために、図１〜３を続けて参照すると、第１の螺旋状に巻かれたベルト層３４がタイヤ１０に貼り付けられる。第１の螺旋状に巻かれたベルト層３４の最後の巻き部５４が貼り付けられた後に、巻きピッチは、１回転当たり１つのストリップ幅Ｗ_S（すなわち０度ピッチ）以上の巻きピッチから、１回転当たり１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい巻きピッチへ変えられる。図１〜３に示されている見本となる実施形態では、螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，および４６は、１回転ごとにストリップ幅Ｗ_Sの０．２倍だけ横方向に移動させられている。螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，および４６は、図１に最も良く見えるように、左から右へ順次、すなわち連続して貼り付けられる。螺旋状に巻かれたショルダー層４８と５０がショルダー層４８におおよそ重なるように、螺旋状に巻かれたショルダー層４８と５０はほぼ０の巻きピッチで貼り付けられる。それから、巻きピッチは、１回転当たり１つのストリップ幅Ｗ_S以上に戻される。螺旋状に巻かれたショルダー層５２は、ショルダー層４２，４４，および４６と反対の、すなわち逆の巻き方向に、１つのストリップ幅Ｗ_Sである単一の巻きピッチで貼り付けられる。ショルダー層５２が貼り付けられた後に、ストリップ３８を周方向に巻くことは、螺旋状に巻かれたベルト層３６を形成するのに移る。反対側のショルダー１８では、（図示されていないが、螺旋状に巻かれたショルダー層４２，４４，４６，４８，５０，および５２と同様な）もう１組の螺旋状に巻かれたショルダー層がタイヤ１０に貼り付けられる。

図４を参照すると、本発明の別の実施形態において、（図示されていないが、タイヤ１０（図２〜３参照）と同様な）航空機用空気入りタイヤのためのベルトパッケージ６０が、複数のカットベルト６２，６４と、０度の螺旋状に巻かれた複数のベルト層６６，６８，７０，７２，７４，および７６を含む。螺旋状に巻かれたベルト層６６の横方向の最も外側の巻き部は、下に位置するカットベルト６４の固定されていない側縁部に半径方向に揃えられる。巻きピッチは大体１つのストリップ幅Ｗ_S以上に一定に保たれているが、螺旋状に巻かれたベルト層６８の横方向の最も外側の巻き部は、１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい距離だけ横方向に移動させられている。それに続く螺旋状に巻かれた各ベルト層７０，７２，７４，および７６は、同様に、巻きピッチは大体１つのストリップ幅Ｗ_S以上に一定に保たれているが、１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい距離だけ横方向に移動させられている。言い換えると、螺旋状に巻かれたベルト層６６，６８，７０，７２，７４，および７６のうち半径方向に隣接する対が部分的にのみ重なるように、巻き方向が、タイヤの各ショルダー１８（図１参照）の方向転換位置で逆転させられる時に、螺旋状に巻かれた各ベルト層６６，６８，７０，７２，７４，および７６の最初のストリップの巻き部が、１つのストリップ幅Ｗ_Sよりも小さい距離だけ横方向に移動させられる。本発明において限定されるものではないが、他の、螺旋状に巻かれたベルト層、例えば、螺旋状に巻かれたベルト層６６，６８，７２は、０ピッチで巻かれたストリップ３８の、多重に重なる最初の巻き部を含んでいてもよい。見本となる実施形態では、２つのカットベルトと、螺旋状に巻かれた６つのベルト層がベルトパッケージ６０内に設けられており、連続する、螺旋状に巻かれたベルト層の移動距離は、ストリップ幅Ｗ_Sの約０．３３倍である。

連続する、螺旋状に巻かれたベルト層６６，６８，７０，７２，７４，および７６の中の側縁部が一致しないように、螺旋状に巻かれたベルト層の横方向縁部におけるストリップ３８の、重なっている巻き部は、連続する、螺旋状に巻かれたベルト層６６，６８，７０，７２，７４，および７６を巻き初めの位置において横方向に移動させて、積層構造の利点を生み出している。例えば、螺旋状に巻かれたベルト層６６は、重なっている、螺旋状に巻かれた３つのショルダー層を形成し、螺旋状に巻かれたベルト層６８は、部分的に重なる、螺旋状に巻かれた１つのショルダー層を形成し、螺旋状に巻かれたベルト層７０は、部分的に重なる、螺旋状に巻かれた３つのショルダー層を形成している。

本発明の空気入りタイヤ１０は、タイヤの全幅に亘ってベルト層の数を増やすことなく、連邦航空局によって発行された技術標準規格（ＴＳＯ）Ｃ６２ｄの性能基準を満たすことが判っている。その結果、基準に準拠した性能も有しており、より軽いタイヤを提供するのに役立つ、本発明の原理に基づいて螺旋状に巻かれたショルダー層を付加することによって、全幅のベルト層が少なく、必要な性能基準を達成することができるであろう。特に、本発明の、螺旋状に巻かれたショルダー層は、基準に準拠した性能をもたらす一方、ベルト層の数を減らすることを可能にする。

航空機の前輪のタイヤ内のショルダー補強材が設けられた、本発明のベルトパッケージを示す図である。 図１のベルトパッケージを組み込んだ、本発明の実施形態の空気入りタイヤの断面図である。 図２の一部の拡大図である。 本発明の他の実施形態のベルトパッケージを示す図である。

符号の説明

１０ 航空機用空気入りタイヤ
１２ カーカス
１４ トレッド
１６ サイドウォール
１８ ショルダー
２０ ベルトパッケージ
２２，２４，２６，２８，３０，３２ カットベルト層
３４，３６ 螺旋状に巻かれたベルト層
３８ ストリップ
４０ コード
４２，４４，４６，４８，５０，５２ 螺旋状に巻かれたショルダー層
５４ 最終の巻き部
６２，６４ カットベルト
６６，６８，７０，７２，７４，７６ 螺旋状に巻かれたベルト層
Ｗ_S ストリップ幅

Claims (3)

1. カーカス（１２）と、赤道面を含み前記カーカス（１２）の半径方向外側に配置されているトレッド（１４）と、前記トレッド（１４）と交わっているショルダー（１８）を含むサイドウォール（１６）と、半径方向に前記カーカス（１２）と前記トレッド（１４）の間に位置するベルト補強構造（２０）と、を有する空気入りタイヤであって、
   前記ベルト補強構造（２０）は、前記ショルダー内まで軸方向に延びている複数のカットベルト（２２，２４，２６，２８，３０，３２）と、半径方向に前記複数のカットベルト（２２，２４，２６，２８，３０，３２）と前記トレッド（１４）の間に位置する、螺旋状に巻かれ重なり合っている複数のベルト層（３４，３６）と、前記ショルダー（１８）にて前記複数のカットベルト（２２，２４，２６，２８，３０，３２）の少なくとも一部分に重なっている、螺旋状に巻かれた複数のショルダー層（４２，４４，４６，４８，５０，５２）と、を含み、
   前記螺旋状に巻かれた複数のベルト層（３４，３６）と前記螺旋状に巻かれた複数のショルダー層（４２，４４，４６，４８，５０，５２）は、あるストリップ幅を有する、コードで補強された連続するストリップ（３８）によって形成されており、
   前記螺旋状に巻かれた複数のベルト層（３４，３６）は、１回転につき、前記ストリップ幅以上の第１の巻きピッチを有し、前記螺旋状に巻かれた複数のショルダー層（４２，４４，４６，４８，５０，５２）は、１回転につき、前記ストリップ幅よりも小さい第２の巻きピッチを有している
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. カーカス（１２）と、前記カーカス（１２）の半径方向外側に配置されているトレッド（１４）と、前記トレッド（１４）と交わっているショルダー（１８）を含むサイドウォール（１６）と、半径方向に前記カーカス（１２）と前記トレッド（１４）との間に位置するベルト補強構造と、を有する空気入りタイヤであって、
   前記ベルト補強構造は、前記ショルダー内まで軸方向に延びている複数のカットベルトと、螺旋状に巻かれた第１のベルト層と、螺旋状に巻かれた第２のベルト層と、少なくとも１つが、前記螺旋状に巻かれた第１のベルト層を終端させている、複数の第１のショルダー層と、前記螺旋状に巻かれた第２のベルト層を終端させている少なくとも１つの第２のショルダー層と、を含み、
   前記螺旋状に巻かれた第１のベルト層と、前記螺旋状に巻かれた第２のベルト層と、前記複数の第１のショルダー層と、前記少なくとも１つの第２のショルダー層とは、あるストリップ幅を有する、コードで補強された連続するストリップ（３８）によって形成されており、
   前記少なくとも１つの第２のショルダー層は、前記複数の第１のショルダー層に対して、前記ストリップ幅より小さい移動距離だけずらされている
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 複数のカットベルト層をカーカス（１２）に貼り付ける工程と、
   第２のショルダーから第１のショルダーまで延びる螺旋状に巻かれた第１のベルト層を形成するために、コードで補強されたストリップ（３８）を、１つのストリップ幅以上の、軸方向の第１の巻きピッチで前記複数のカットベルト層の周りに周方向に巻く工程と、
   螺旋状に巻かれ重なり合っている複数の第１のショルダー層を、前記第１のショルダー内で、前記カットベルト層の横方向の第１の自由縁部に部分的に重なる関係になるように貼り付けるために、前記コードで補強されたストリップ（３８）を、前記１つのストリップ幅より小さい、軸方向の第２の巻きピッチで、前記タイヤの前記第１のショルダーに近接して巻く工程と、
   前記第１のショルダーから前記第２のショルダーまで延びる螺旋状に巻かれた第２のベルト層を形成するために、コードで補強されたストリップ（３８）を、前記第１の巻きピッチで、前記螺旋状に巻かれた第１のベルト層の周りに周方向に巻く工程と、
   螺旋状に巻かれ重なり合っている複数の第２のショルダー層を、前記カットベルト層の横方向の第２の自由縁部に部分的に重なる関係になるように貼り付けるために、前記コードで補強されたストリップ（３８）を、前記第２の巻きピッチで、前記タイヤの前記第２のショルダーに近接して巻く工程と、
   を含むことを特徴とする、空気入りタイヤの第１および第２のショルダーを補強する方法。

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