JP5623395B2 - 航空機用タイヤクラウン - Google Patents

Description

本発明は、高圧、高負荷及び高速の使用条件下にあることを特徴とし、特に定格圧力が９バールを超えると共に定格荷重下における変形率が３０％を超えるような航空機用タイヤに関する。

定義によれば、タイヤの定格荷重下における変形又は変形率は、その半径方向変形率又は半径方向高さの相対変化率である。というのは、後者は、タイヤリム協会の規格によって定められた圧力及び荷重の定格条件下において無負荷（荷重を受けていない場合の）インフレート状態から静負荷（静荷重を受けている場合の）インフレート状態に変化するからである。変形率は、タイヤの半径方向高さと、タイヤの外径とリムフランジ上で測定したリムの最大径の差の半分の変化比として定義される。タイヤの外径は、定格圧力における無負荷インフレート状態において静的に測定される。

本明細書において、次の用語は以下のような意味を持っている。
・「赤道面」：タイヤの踏み面の中央を通るタイヤの回転軸線に垂直な平面
・「子午線面」：タイヤの回転軸線を含む平面
・「半径方向」：タイヤの回転軸線に垂直な方向
・「周方向」：子午線面に垂直な方向
・「軸方向」：タイヤの回転軸線に平行な方向
・「半径方向距離」：タイヤの回転軸線を起点とするタイヤの回転軸線に垂直に測定された距離
・「軸方向距離：赤道面を起点とするタイヤの回転軸線に平行に測定された距離
・「〜の半径方向内方」及び「〜の半径方向外方」：半径方向距離に関し、前者は後者よりも小さく又は大きい
・「〜の軸方向内方」及び「〜の軸方向外方」：軸方向距離に関し、前者は後者よりも小さい又は大きい

本発明をアーキテクチャが欧州特許第１３８１５２５号明細書に記載されている航空機用タイヤに関して具体的に説明するが、本発明はこれには限定されず、かかる特許文献に記載された航空機用タイヤを本明細書においては、通常タイヤと称する。

かかるタイヤは、路面に接触するよう設計されたトレッドを有し、トレッドは、２つのサイドウォールによって２つのビードに連結され、各ビードは、タイヤをホイールリムに連結している。

少なくとも１本、多くの場合複数本の周方向溝を有するトレッドは、踏み面を介して路面に接触するよう設計されている。

タイヤは、トレッドの半径方向内方に位置するクラウン補強材と、クラウン補強材の半径方向内方に位置する半径方向カーカス補強材とから成る補強材を有している。

航空機用タイヤのクラウン補強材は、通常、エラストマーコンパウンドで被覆された相互に平行な補強要素の少なくとも１つの層を有する。クラウン補強材の軸方向幅は、クラウン補強材層の最大軸方向幅である。

航空機用タイヤの半径方向カーカス補強材は、エラストマーコンパウンドで被覆されると共にほぼ半径方向に差し向けられ、即ち、周方向と８５°〜９５°の角度をなす相互に平行な補強要素の少なくとも１つの層を有する。

航空機用タイヤの場合、クラウン補強材層又はカーカス補強材層の補強要素は、通常ケーブルであり、例えば、脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られたケーブルである。ケーブルが脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドの両方で構成されている場合、ケーブルは、欧州特許第１３８１５２５号明細書に示されているようにハイブリッドと呼ばれる。

航空機用タイヤは、一般に、タイヤの種々のライフステージ、即ち、離陸、地上走行及び着陸中に受ける応力の結果としてトレッドの不均一な摩耗（不規則摩耗と呼ばれている）を示すことが通常観察されている。特に観察される摩耗の形態は、中央部分と中央部分の軸方向外方に位置する２つの側方トレッド部分との間のトレッドの差のある摩耗であり、中央部分の摩耗は、側方トレッド部分の摩耗よりも大きい。トレッドの中央部分の摩耗差の結果として、タイヤの寿命及びかくしてその使用が制限されると共にトレッドについてトレッドの側方部分の摩耗が比較的僅かであるにもかかわらず、その時期尚早な使用中止が生じる。これは、財政上不都合である。

当業者には知られているように、タイヤトレッド摩耗は、タイヤの使用の仕方及び設計に関連した幾つかの要因で決まり、かかる要因としては、特に、路面上におけるタイヤの接触パッチの幾何学的形状やこの接触パッチ内における機械的応力の分布状態が挙げられ、これら２つの基準は、踏み面のインフレート状態における子午線方向輪郭形状で決まる。踏み面のインフレート状態子午線方向輪郭形状は、タイヤをその定格圧力でインフレートさせて無負荷状態（荷重が加えられていない状態）である場合、周方向溝を無視して、子午線面における踏み面の断面である。

タイヤの寿命を延ばすため、トレッドの中央部分の摩耗差に鑑みて、当業者は、踏み面のインフレート状態子午線方向輪郭の幾何学的形状を最適化しようと努力した。

欧州特許第１１６３１２０号明細書は、航空機用タイヤのクラウン補強材を開示しており、この目的は、タイヤのその定格圧力へのインフレーション中における半径方向変形を制限し、その結果、踏み面の初期子午線方向輪郭形状の半径方向変形を制限することにある。タイヤのその定格圧力へのインフレーション中におけるクラウン補強材の半径方向変形は、クラウン補強材層の周方向引張剛性を増大させることによって制限され、これは、クラウン補強材層（通常、脂肪族ポリアミド）の補強要素（通常、脂肪族ポリアミドで作られている）に代えて芳香族ポリアミドで作られた補強要素を用いることによって行われる。芳香族ポリアミドの補強要素の弾性率は、脂肪族ポリアミド補強要素の弾性率よりも優れており、その結果、前者の伸び率は、引張応力が所与である場合、後者の伸び率よりも小さい。

上述の欧州特許第１３８１５２５号明細書は、クラウン及び／又はカーカスの補強材層の引張剛性を変化させることにより踏み面のインフレート状態子午線方向輪郭の幾何学的形状の改造を教示している。この特許文献は、通常の脂肪族ポリアミド補強要素に代えて、ハイブリッド補強要素、即ち脂肪族ポリアミドと芳香族ポリアミドの両方で作られた要素を使用することを教示している。これらハイブリッド補強要素は、脂肪族ポリアミドよりも高い弾性率を有しており、したがって引張応力が所与である場合、これよりも伸び率が小さい。ハイブリッド補強要素は、周方向引張剛性を増大させるためにクラウン補強材層中に用いられると共に／或いは子午線面における引張剛性を増大させるためにカーカス補強材層中に用いられる。

最後に、欧州特許第１４７７３３３号明細書は、クラウン補強材の軸方向最も外側の部分の全体的周方向引張剛性とクラウン補強材の中央部分の全体的周方向引張剛性の比が規定された範囲内にあるようにクラウン補強材の全体的周方向引張剛性を軸方向に変化させることによる踏み面のインフレート状態の子午線輪郭の幾何学的形状の別の改造例を教示している。クラウン補強材の全体的周方向引張剛性は、クラウン補強材層の周方向引張剛性の組み合わせである。クラウン補強材の全体的周方向引張剛性は、重ね合わされたクラウン補強材層の数のばらつきに応じて、軸方向に変化する。提案された解決策は、クラウン補強材の中央部分と軸方向最も外側の部分との間の全体的周方向引張剛性の軸方向分布を利用しており、中央部分は、クラウン補強材の軸方向最も外側の部分よりも剛性が高い。クラウン又はカーカス補強材層中に用いられている補強要素は、脂肪族ポリアミド若しくは芳香族ポリアミド又はハイブリッドで作られている。 しかしながら、上述の先行技術において提案された解決策は、航空機に装着されるタイヤのトレッドの不規則摩耗を減少させる上では依然として不適当であり、これらの場合、タイヤは、過酷な応力、例えば、非限定的な例を挙げると、１５バールを超える定格圧力、２０トンを超える定格荷重及び３６０ｋｍ／ｈのトップスピードにさらされる。

欧州特許第１３８１５２５号明細書 欧州特許第１１６３１２０号明細書 欧州特許第１４７７３３３号明細書

本発明の目的は、中央部分とこの中央部分の軸方向外方に位置する側方部分との間のトレッドの摩耗差を制限することによって航空機用タイヤの耐摩耗寿命を増大させることにある。

この目的は、本発明によれば、定格圧力が９バールを超えると共に定格荷重下における変形率が３０％を超える航空機用タイヤであって、踏み面を備えたトレッドと、補強要素の少なくとも１つの層を含むクラウン補強材と、補強要素の少なくとも１つの層を含むカーカス補強材とを有し、踏み面、クラウン補強材及びカーカス補強材がそれぞれの初期子午線方向輪郭形状によって幾何学的に定められる、タイヤにおいて、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅がクラウン補強材の軸方向幅の少なくとも０．２５倍である中央部分全体にわたって局所的に凹であることを特徴とするタイヤによって達成される。

踏み面の初期の子午線方向輪郭形状は、新品の、即ち、まだ使用されていないタイヤがその初期状態にあり、即ち、そのリムに取り付けられ、その定格圧力の１０％に等しい圧力までインフレートされた場合に子午線面上の踏み面を切断することによって得られた子午線曲線であり、定格圧力は、タイヤのそのリム上への正確な取り付けに必要であり、無負荷状態における圧力の大きさである。

踏み面のインフレート状態における子午線方向輪郭形状は、新品の、即ち、まだ使用されていないタイヤがそのインフレート状態にあり、即ち、そのリムに取り付けられ、その定格圧力までインフレートされているが、荷重が加えられていない場合に子午線面上の踏み面を切断することによって得られた子午線曲線である。このインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、タイヤがその初期状態からそのインフレート状態に変化したときの踏み面の初期子午線方向輪郭形状の変形の結果として生じる踏み面の子午線方向輪郭形状である。

踏み面の最終の子午線方向輪郭形状は、摩耗したタイヤが、即ち、航空機に満足に用いられるのを阻止すると共にその回収を必要とするレベルまで摩耗した状態のタイヤがその最終状態にあり、即ち、そのリムに取り付けられ、その定格圧力までインフレートされているが、荷重が加えられていない場合に子午線面上の踏み面を切断することによって得られた子午線曲線である。この最終子午線方向輪郭形状は、踏み面のインフレート状態子午線方向輪郭形状の摩耗の結果として生じる踏み面の子午線方向輪郭形状である。

踏み面の任意の子午線方向輪郭形状は、初期状態であれ、インフレート状態であれ、摩耗状態であれ、いずれにせよ、連続しており、かかる子午線方向輪郭形状は、中実であると仮定して、即ち、周方向溝を無視した場合のトレッドに基づいている。初期状態、インフレート状態又は摩耗状態の踏み面の任意の子午線方向輪郭形状は、赤道面に関して対称であり、かかる子午線方向輪郭形状は、タイヤをその定格圧力までインフレートさせてその定格荷重下において圧縮した場合における全ての最後に路面に接触する踏み面の軸方向最も外側の箇所によって軸方向が制限される。

初期インフレーション状態又は最終の踏み面の子午線方向輪郭形状は、赤道面に関して対称である上述の連続中央部分中の任意の箇所において、曲率中心が踏み面の子午線方向輪郭形状の半径方向外方に位置すると共に踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率が＋０．００５以上である場合に、所与の軸方向幅の中央部分全体にわたって局所的に凹であると呼ばれる。

踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の端点の半径方向距離と踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点の半径方向距離の差と、踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の端点の半径方向距離の比である。

踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の端点は、中央部分を軸方向に制限し、赤道面に関して対称であり且つ同一の半径方向距離のものである踏み面の子午線方向輪郭形状の端点である。

踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点は、赤道面中に位置する踏み面の子午線方向輪郭形状の中央点である。

中央部分が局所的に凹である踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、正である。というのは、踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の端点の半径方向距離が踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点の半径方向距離よりも大きいからである。

初期インフレーション状態又は最終の踏み面の子午線方向輪郭形状は、赤道面に関して対称である上述の連続中央部分中の任意の箇所において、曲率中心が踏み面の子午線方向輪郭形状の半径方向内方に位置すると共に踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率が−０．００５以上である場合に、所与の軸方向幅の中央部分全体にわたって局所的に凸であると呼ばれる。

局所的に凸である踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、負である。というのは、踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の端点の半径方向距離が踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点の半径方向距離よりも小さいからである。

初期インフレーション状態又は最終の踏み面の子午線方向輪郭形状は、赤道面に関して対称である上述の連続中央部分中の任意の箇所において、曲率中心が踏み面の子午線方向輪郭形状の半径方向内方か半径方向外方かのいずれかに位置すると共に踏み面の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率が−０．００５を超えると共に＋０．００５未満である場合に、所与の軸方向幅の中央部分全体にわたって局所的に疑似円筒形であると呼ばれる。

クラウン補強材の子午線方向輪郭形状は、所与の状態のタイヤの場合、子午線面上における半径方向最も外側のクラウン補強材層を切断することによって得られた子午線曲線である。この子午線方向輪郭形状は、通常、赤道面に関して対称であり且つクラウン補強材層の端点によって制限される半径方向最も外側のクラウン補強材層の平均線を表している。

補強要素の単一の層から成るクラウン補強材の場合、クラウン補強材の子午線方向輪郭形状は、クラウン補強材層だけの子午線方向輪郭形状である。

補強要素の２つ又は３つ以上の層から成るクラウン補強材の場合、クラウン補強材の子午線方向輪郭形状は、半径方向最も外側のクラウン補強材層の子午線方向輪郭形状であり、先の層の半径方向内方に位置する他の全てのクラウン補強材層の子午線方向輪郭形状は、少なくとも中央部分全体にわたり半径方向最も外側のクラウン補強材層の上述の子午線方向輪郭形状に平行である。

平行な曲線という概念は、本発明の目的上、互いに平行な直線をいう場合の一般化された表現であり、即ち、子午線面内に位置する２本の曲線は、各々がこれら２本の曲線の各々にそれぞれ属し、所与の軸方向距離の同一の半径方向直線上に位置する２つの点の半径方向距離の差が一定である場合に平行である。

カーカス補強材の子午線方向輪郭形状は、所与の状態のタイヤの場合、子午線面上における半径方向最も外側のクラウン補強材層を切断することによって得られた子午線曲線である。この子午線方向輪郭形状は、通常、赤道面に関して対称であり且つカーカス補強材層の端点によって制限される半径方向最も外側のクラウン補強材層の平均線を表している。

カーカス補強材が補強要素の単一の層又は２つ若しくは３つ以上の層から成るか２つ又は３つ以上の層から成るかに応じて、カーカス補強材の子午線方向輪郭形状の定義は、クラウン補強材の子午線方向輪郭形状の定義とほぼ同じである。

所与の軸方向幅及び相対変形率が踏み面について定義されている中央部分全体にわたり初期状態、インフレート状態、最終の状態、局所的に凸、局所的に凹及び局所的に疑似円筒形の子午線方向輪郭形状という概念は、クラウン補強材及びカーカス補強材の子午線方向輪郭形状に当てはまる。

本発明者は、通常のタイヤのトレッドの中央部分と側方部分の摩耗差が大抵の場合航空機の着陸中におけるトレッドのエラストマーコンパウンドの研磨の結果であるということを示すことができた。この理由は、着陸時にタイヤが踏み面の中央部で路面と接触し、この中央部では、全体として凸のインフレート状態の子午線方向輪郭形状が通常−０．０３未満の相対変形率を有していることにある。タイヤは、回転が速くなる前に、路面上でこれに沿って摩擦状態で滑り、トレッドのエラストマー材料は、路面と接触状態にある踏み面の凸のインフレート状態の子午線方向輪郭形状の中央部分全体にわたって研磨される。その結果、タイヤの寿命の終わりまでに、トレッドの中央部分の摩耗が大きくなる。また、トレッドの中央部分のエラストマー材料の研磨深さは、数学的な意味において、踏み面の凸のインフレート状態の子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率の絶対値が大きければ大きいほど、それだけ一層大きくなる。

本発明の第１の実施形態では、本発明者は、赤道面に関して対称である中央部分全体にわたり半径方向最も外側のクラウン補強材の半径方向外方でエラストマーコンパウンドの余分の厚さを追加し、この中央部分の軸方向幅は、クラウン補強材の軸方向幅の少なくとも０．２５倍である。

タイヤ硬化段階の間、本発明者は、通常のタイヤの硬化金型と同一の硬化金型を用い、本発明のタイヤの踏み面の初期子午線方向輪郭形状が全体として凸の通常のタイヤの初期子午線方向輪郭形状と同一であるようにしている。

中央部分全体にわたるエラストマーコンパウンドの余分の厚さのこの追加を通常のタイヤの硬化金型と同一の硬化金型の使用と関連させることにより、この中央部分全体にわたって局所的に凹であるクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が得られる。

タイヤが初期状態からインフレート状態に変化すると、クラウン補強材のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、中央部分全体にわたり局所的に疑似円筒形になる。

半径方向最も外側のクラウン補強材層の半径方向外方に位置するエラストマーコンパウンドの非圧縮性により、踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、かくして、中央部分全体にわたり局所的に凸であり、中央部分に隆起部を形成する。

踏み面のこの凸状中央部分は、着陸の際に先ず最初に摩耗する。踏み面のこの凸状中央部分が摩耗すると、踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、中央部分全体にわたり局所的に疑似円筒形になり、その後の着陸に起因して生じる摩耗は、踏み面の軸方向幅全体にわたって均等に広がり、その結果、通常のタイヤと比較して摩耗に対する寿命が延びる。

本発明の別の利点は、この第１の実施形態では、これによりトレッド損傷の場合であっても、中央部分にエラストマーコンパウンドの余分の厚さがあるのでクラウン補強材層の良好な保護が保証されるということにある。

通常のタイヤの硬化金型と同一の硬化金型の使用に関連付けられたこの第１の実施形態の補足的な利点として、新たな硬化金型への投資がなく、したがって、余分の製造費がかからないということにある。

最後に、本発明者は又、クラウン補強材の軸方向幅の少なくとも０．２５倍であるクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の軸方向幅が摩耗の観点で利点を達成するのに必要であるということを示した。

本発明の第２の実施形態では、踏み面の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅が、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分全体の軸方向幅と同一である中央部分全体にわたり局所的に凹であり、踏み面の初期子午線方向輪郭形状は、同一軸方向幅全体にわたってクラウン補強材の初期子午線輪郭形状に平行であることが有利である。「平行」という用語は、上述したとおりである。

踏み面の初期子午線方向輪郭形状とクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が中央部分全体にわたり互いに平行であるということにより、この実施形態は、第１の実施形態とはなり、中央部分にエラストマーコンパウンドの余分の厚さを備えていない。

踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状及びクラウン補強材のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、初期状態からインフレート状態への変化の際に、踏み面の初期子午線方向輪郭形状とクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が互いに平行である中央部分の軸方向幅にほぼ等しい軸方向幅全体にわたり局所的に疑似円筒形になる。

通常のタイヤと比較すると、圧力及び荷重の定格条件下において、本発明のタイヤの踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状の軸方向幅が増大し、したがって、トレッドのエラストマーコンパウンドの研磨領域が広がり、踏み面に及ぼされる接触圧力が減少する。踏み面の研磨領域の増大と接触圧力の減少は、着陸のたびごとのトレッドのエラストマーコンパウンドの研磨深さの減少に貢献する。これにより、着陸可能回数が増大すると共にタイヤの寿命が延びる。

また、この第２の実施形態では、踏み面の初期子午線方向輪郭形状とクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が半径方向最も外側のクラウン補強材層の半径方向外方ではエラストマーコンパウンドの余分の厚さがない状態で中央部分全体にわたり平行なので、本発明のタイヤは、本発明の第１の実施形態のタイヤよりも軽量にすることができる。

第３の実施形態では、カーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅が、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分全体の軸方向幅と同一である中央部分全体にわたり局所的に凹であり、カーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状は、同一軸方向幅全体にわたってクラウン補強材の初期子午線輪郭形状に平行であることが有利である。

この第３の実施形態の第１の変形例では、踏み面の初期子午線方向輪郭形状は、凸であり且つ通常のタイヤの初期子午線方向輪郭形状と同一である。この形態では、踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、第１の実施形態の場合と同様、中央部分全体にわたり局所的に凸であり、この場合も又、第１の実施形態の摩耗及び硬化金型のコストの面で利点が得られる。

この第３の実施形態の第２の変形例では、踏み面の初期子午線方向輪郭形状は、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である中央部分全体にわたり局所的に凹であり、且つクラウン補強材及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状に平行である。この形態では、踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、第２の実施形態の場合と同様局所的に疑似円筒形であり、この場合も又、第２の実施形態の場合と同様摩耗及び重量の面で利点が得られる。加うるに、この形態により、クラウン補強材の端部分におけるタイヤの子午線方向断面の全厚を最小限に抑え、したがって、この領域における熱の放散を減少させると共にタイヤの耐久性を向上させることができる。このほかに、踏み面、クラウン補強材及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状が同一の中央部分全体にわたって平行であるということに鑑みて、材料の重量の面における追加の削減が得られる。

また、有利には、本発明によれば、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である中央部分の軸方向幅は、クラウン補強材の軸方向幅の０．７倍以下である。中央部分の軸方向幅に関するこの上限により、クラウン補強材層の初期子午線方向輪郭形状がクラウン補強材層の端部分では局所的に凸であり又は疑似円筒形であることが必要である。この形態では、タイヤの回転軸線に向かって半径方向に差し向けられ又はこれに平行なクラウン補強材層の端部は、トレッドの損傷に続くトレッドから伝わる潜在的な亀裂から良好に保護される。

また、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、＋０．００７以上であることが有利である。この種の相対変形率により、踏み面のインフレート状態の子午線方向輪郭の幾何学的形状は、意図した通り局所的に凸又は疑似円筒形である。

また、クラウン補強材（２，２２，３２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状の前記中央部分の相対変形率は、＋０．０３以下であり、好ましくは＋０．０２５以下であることが有利である。この種の相対変形率により、初期状態からインフレート状態への変化中にクラウン補強材層及び／又はカーカス補強材層の補強要素の過度の伸びの発生が回避される。

カーカス補強材の局所的に凹の初期子午線方向輪郭形状を有する第３の実施形態の場合、少なくとも１つのクラウン補強材層は、たが掛け補強材の半径方向隣りに位置し、たが掛け補強材は、タイヤの赤道面に関して軸対称である補強要素の少なくとも１つの層を含み、該補強要素層の軸方向幅は、カーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分全体の軸方向幅の０．３倍以上であることが有利である。たが掛け補強層は、クラウン補強材の補強要素の層とは別体の補強要素の層であり、したがって、クラウン補強材には属さない。カーカス補強材の局所的に凹の初期子午線方向輪郭形状からカーカス補強材のインフレート状態の子午線方向輪郭形状への移行により、クラウン補強材層の補強要素に過度の引張力が生じる。たが掛け補強材は、クラウン補強材の局所的に凹の中央部分で最も大きいクラウン補強材層の補強要素中のこれら過度の引張力をかかる引張力の幾分かの機械的吸収によって制限する。

本発明によれば、たが掛け補強材の周方向引張剛性は、軸方向幅がたが掛け補強材の軸方向幅に等しいクラウン補強材の中央部分の周方向引張剛性の０．２倍以上であることが有利である。補強材又は補強材の一部の周方向引張剛性は、この補強材又は補強材の一部の１ｍｍの周方向伸びを得るために補強材又は補強材の一部に加えられる周方向引張力である。たが掛け補強材の周方向引張剛性は、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率が大きければ大きいほど、それだけ一層高くなければならない。クラウンの全体的周方向引張剛性は、クラウン補強材層の周方向引張剛性とたが掛け補強材層の周方向引張剛性の和である。

たが掛け補強材の所要程度の周方向引張剛性を得るためには、たが掛け補強材層の補強要素は、互いに平行であり且つ周方向と−１５°〜＋１５°、好ましくは−５°〜＋５°の角度をなして傾けられる。

また、有利には、たが掛け補強材層の補強要素の弾性率は、クラウン補強材層の補強要素の弾性率の０．７倍以上である。この弾性率の選択により、本発明者の知見によれば、たが掛け補強材層の補強要素が過度の引張力の機械的吸収に効果的に寄与するようになる。

また、たが掛け補強材層の補強要素の弾性率は、クラウン補強材層の補強要素の弾性率の１．３倍以下であることが有利である。たが掛け補強材層の補強要素のこの弾性率の値を超えた場合、過度の引張力は、大部分、たが掛け補強材層の補強要素によって吸収され、その結果、過度の引張力の吸収に対するクラウン補強材層の補強要素とたが掛け補強材層の補強要素とでは、寄与の度合いが不均等になる。

たが掛け補強材の有利な半径方向位置は、半径方向最も内側のクラウン補強材層の半径方向内方の位置である。この構成の選択は、たが掛け補強材を備えていないタイヤを成型する伝統的な方法と両立する。

半径方向最も外側のクラウン補強材層の半径方向外方に位置するたが掛け補強材は又、特に製造の単純性及びそれ故に経済的利点の面で有利である。

最後に、２つの連続したクラウン補強材層相互間に半径方向に位置決めされたたが掛け補強材は又、過度の引張応力の機械的吸収の効率の面で有利である。

また、有利には、カーカス補強材層の補強要素は、互いに平行であり且つほぼ半径方向に差し向けられており、タイヤのカーカス補強材は、ラジアル（半径方向）であると呼ばれる。

また、クラウン補強材層の補強要素は、互いに平行であり且つ周方向と−２０°〜＋２０°、好ましくは−１０°〜＋１０°の角度をなして傾けられていることが有利である。クラウン補強材層の補強要素の傾斜度が−１０°〜＋１０°の場合、これら補強要素は、ほぼ周方向に差し向けられていると呼ばれる。補強要素の数個の層を有するクラウン補強材の場合、絶対値で２０°を超える角度が想定できる。

また、有利には、カーカス補強材層の補強要素は、繊維材料、好ましくは脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られる。脂肪族又は芳香族ポリアミドは、主として密度が低く且つ機械的性質が良好なので航空機用タイヤの技術分野において通常用いられている材料である。

最後に、クラウン補強材層の補強要素は、繊維材料、好ましくは、密度が低く且つ機械的性質が良好なので脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られることが有利である。

本発明の特徴は、添付の図面の図１〜図６の説明に照らして明確に理解されよう。

初期状態で示されている本発明の第１の実施形態としての航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。 初期状態で示されている本発明の第２の実施形態としての航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。 初期状態で示されている本発明の第３の実施形態としての航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。 初期状態で示されている本発明の第４の実施形態としての航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。 図３に示されている実施形態において初期状態とインフレート状態を比較した場合の航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。 図４に示されている実施形態において初期状態とインフレート状態を比較した場合の航空機用タイヤのクラウンの子午線面断面図である。

理解を容易にするために、図１〜図６は、縮尺通りには示されていない。

図１は、踏み面１の半径方向最も外側の初期子午線方向輪郭形状を示している。踏み面１の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点Ｃ₁（軸線ＺＺ′によって子午線面で表された赤道面内に位置している）は、タイヤの回転軸線ＹＹ′から測定して半径方向距離ｄ₁のところに位置している。踏み面１の初期子午線方向輪郭形状の点Ｅ₁，Ｅ′₁は、赤道面に関して対称であり且つ半径方向距離Ｄ₁のものであり、これらの点は、踏み面１の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の端点であり且つクラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分の軸方向幅ｌ₂だけ軸方向に離隔されている。図１では、踏み面１の初期子午線方向輪郭形状は、凸である。

踏み面１の初期子午線方向輪郭形状の半径方向内方には、クラウン補強材層２の初期子午線方向輪郭形状、即ち、半径方向最も外側のクラウン補強材層２の初期子午線方向輪郭形状が存在する。というのは、クラウン補強材は、図１に示されている例では、３つの互いに重ね合わされたクラウン補強材層２から成っているからである。クラウン補強材層の最大軸方向幅に一致したクラウン補強材軸方向幅は、Ｌ₂である。クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状は、中央部分全体にわたって局所的に凹であり、この中央部分の軸方向幅は、ｌ₂であり、この長さにわたり、クラウン補強材層２の全ては、互いに平行である。クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点Ｃ₂（赤道面内に位置している）は、半径方向距離ｄ₂のところに位置している。Ｃ₂で表されたクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の凹の度合いは、曲率中心Ｏ_C2及び曲率半径Ｒ_C2で定められる。クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状の点Ｅ₂，Ｅ′₂は、赤道面に関して対称であり且つ半径方向距離Ｄ₂のものであり、これらの点は、クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の端点であり、これらの点は、クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分の軸方向幅ｌ₂だけ軸方向に離隔されている。

半径方向最も内側のクラウン補強材層の初期子午線方向輪郭形状の半径方向内方には、カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状が存在する。図１では、カーカス補強材３は、単一のカーカス補強材層から成り、したがって、カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状は、カーカス層だけの初期子午線方向輪郭形状である。カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点Ｃ₃（赤道面内に位置している）は、半径方向距離ｄ₃のところに位置している。カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状の点Ｅ₃，Ｅ′₃は、赤道面に関して対称であり且つ半径方向距離Ｄ₃のものであり、これらの点は、カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の端点であり、これらの点は、クラウン補強材２の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分の軸方向幅ｌ₂だけ軸方向に離隔されている。図１では、カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭形状は、凸である。

半径方向最も内側のカーカス補強材層３の初期子午線方向輪郭形状の半径方向内方には、インフレーション圧力が作用するタイヤの内面４の初期子午線方向輪郭形状が存在し、この内面４は、カーカス補強材３の初期子午線方向輪郭の形状を取る。

図２は、踏み面２１の初期子午線方向輪郭形状が軸方向幅ｌ₂₂の中央部分全体にわたって局所的に凹であるという点で図１とは異なっている。

図３は、カーカス補強材３３の初期子午線方向輪郭形状が軸方向幅ｌ₃₂の中央部分全体にわたって局所的に凹であるという点で図１とは異なっている。カーカス補強材３３の形状を取っているタイヤの内面３４の初期子午線方向輪郭形状も又、軸方向幅ｌ₃₂の中央部分全体にわたって局所的に凹である。

図４は、踏み面４１の初期子午線方向輪郭形状が軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に凹であるという点で図３とは異なっている。さらに、初期子午線方向輪郭形状が軸方向幅ｌ₄₅を有する補強要素の層から成るたが掛け補強材４５が半径方向最も内側のクラウン補強材層４２の半径方向内方に配置されている。

図５は、タイヤ（図３に示されている）の踏み面３１及び内面３４のそれぞれの初期子午線方向輪郭形状がタイヤの踏み面３１′及び内面３４′のそれぞれのインフレート状態の子午線方向輪郭形状にどのように達するかを示している。凸状踏み面３１の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅ｌ₃₂の中央部分全体にわたって局所的に凸である踏み面３１′のインフレート状態の子午線方向輪郭形状に達する。軸方向幅ｌ₃₂の中央部分全体にわたって局所的に凹であるタイヤの内面３４の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅ｌ₃₂の中央部分全体にわたって局所的に疑似円筒形であるタイヤの内面３４′のインフレート状態の子午線方向輪郭形状に達する。図面を分かりやすくするために、クラウン補強材及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状及びインフレート状態子午線方向輪郭形状は、示されていない。

図６は、図４に示されているタイヤの踏み面４１及び内面４４のそれぞれの初期子午線方向輪郭形状がタイヤの踏み面４１′及び内面４４′のそれぞれのインフレート状態の子午線方向輪郭形状にどのように達するかを示している。軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に凹である踏み面４１の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に疑似円筒形である踏み面４１′のインフレート状態の子午線方向輪郭形状に達する。軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に凹であるタイヤの内面４４の初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に疑似円筒形であるタイヤの内面４４′のインフレート状態の子午線方向輪郭形状に達する。図面を分かりやすくするために、クラウン補強材及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状及びインフレート状態子午線方向輪郭形状は、示されていない。

本発明は、旅客機の主要着陸装置に取り付けられるようになったサイズ４６×１７．０Ｒ２０の航空機用タイヤ向きに特別に設計されている。かかるタイヤの場合、定格インフレーション圧力は、１５．３バールであり、定格静荷重は２１トンであり、最大速度は、３６０ｋｍ／ｈである。

サイズ４６×１７．０Ｒ２０のタイヤは、図４に概略的に示されている実施形態では本発明に従って設計されており、踏み面、クラウン補強材及びカーカス補強材に関する初期子午線方向輪郭形状は、互いに平行であり且つ軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたって局所的に凹である。このタイヤは、半径方向最も内側のクラウン補強材層の半径方向内方に位置した軸方向幅ｌ₄₅のたが掛け補強材を更に有している。

クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の局所的に凹の中央部分の軸方向幅ｌ₄₂及びクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の軸方向幅Ｌ₄₂は、それぞれ、１６０ｍｍ及び３００ｍｍであり、したがって、軸方向幅ｌ₄₂は、軸方向幅Ｌ₄₂の０．５３倍であり、したがって、軸方向幅Ｌ₄₂の少なくとも０．２５倍である。

図４に示されている初期状態では、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点ｄ₄₂及び端点Ｄ₄₂の半径方向距離は、それぞれ、５４４ｍｍ及び５４８ｍｍである。したがって、局所的に凹のクラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、＋０．００７３である。

インフレート状態では、クラウン補強材の初期子午線方向輪郭形状の中央部分の中央点及び端点の半径方向距離は、それぞれ、５６４ｍｍ及び５６５ｍｍである。したがって、クラウン補強材のインフレート状態子午線方向輪郭形状の中央部分の相対変形率は、＋０．００１８である。この値により、クラウン補強材のインフレート状態の子午線方向輪郭形状及びかくして軸方向幅ｌ₄₂の中央部分全体にわたりかかるインフレート状態の子午線方向輪郭形状に平行である踏み面及びカーカス補強材のそれぞれのインフレート状態の子午線方向輪郭形状は、この中央部分全体にわたって局所的に疑似円筒形である。

たが掛け補強材の初期子午線方向輪郭形状の軸方向幅ｌ₄₅及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状の局所的に凹の中央部分の軸方向幅ｌ₄₂は、それぞれ、５５ｍｍ及び１６０ｍｍであり、したがって、軸方向幅ｌ₄₅は、軸方向幅ｌ₄₂の０．３５倍であり、したがって、軸方向幅ｌ₄₂の少なくとも０．３倍である。

本発明に従って成型されたサイズ４６×１７．０Ｒ２０のタイヤは、クラウン補強材層及びたが掛け補強材層についてハイブリッド材料で作られた補強要素を有しており、更に、カーカス補強材層について脂肪族ポリアミド系材料で作られた補強要素を有している。

本発明者は、上述の本発明のタイヤと欧州特許第１３８１５２５号明細書に記載されている通常のタイヤ、即ち、踏み面、クラウン補強材及びカーカス補強材の初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹ではないタイヤを比較するために比較摩耗試験を実施した。

これら比較摩耗試験の結果に基づいて、本発明者の推定するところによれば、本発明のタイヤは、通常のタイヤと比較して、理論的着陸回数が２倍であり且つ着陸、地上走行及び制動段階を含む使用サイクルの全体について摩耗に対する寿命が全体的に３０％増大している。

トレッドの耐摩耗性の改善によって得られる本発明のタイヤの摩耗に対する寿命のこの増大は又、タイヤを更生し、即ち、タイヤの摩耗トレッドをその寿命の終わりに交換する場合に有利である。

トレッドが中央部分と側方部分とで摩耗差を持つ寿命の終わりの時点における通常のタイヤに関し、更生作業では、通常、摩耗したトレッドを除去するだけでなく、クラウン補強材保護層と呼ばれているトレッドのエラストマーコンパウンドの半径方向に位置すると共にこれに隣接して位置する通常は金属製の補強要素の層を除去する必要がある。というのは、このクラウン補強材保護層は、通常損傷しているからである。

本発明のタイヤの場合、トレッドの軸方向幅全体にわたる耐摩耗性の改善は、クラウン補強材保護層がタイヤの寿命の終わりに損傷を受けていないのでかかるクラウン補強材保護層を除去する必要がもはや無いことを意味している。これにより、更生作業のコストが減少する。

クラウン補強材保護層の健全性を保証するため、クラウン補強材保護層の近接度を指示すると共にオプションとして更生のためにタイヤを回収する必要性を指示するためにトレッドが摩耗すると次第に見えるようになる着色エラストマーコンパウンドの層をクラウン補強材保護層の半径方向外方に布設するのが有利な場合がある。

本発明は、図示の例に限定されるものと解釈されてはならず、それどころか、例えばクラウン及び／又はカーカス補強材層の補強要素の構成材料に関して他の材料に及ぶことが可能であり、かかる材料としては、カーボン、ガラス等が挙げられるが、これらには限定されない。

Claims (16)

1. 定格圧力が９バールを超えると共に定格荷重下における変形率が３０％を超える航空機用タイヤであって、踏み面（３１，４１）を備えたトレッドと、前記踏み面の半径方向内方に位置すると共に補強要素の少なくとも１つの層を含むクラウン補強材（３２，４２）と、前記クラウン補強材の半径方向内方に位置すると共に補強要素の少なくとも１つの層を含むカーカス補強材（３３，４３）とを有し、前記踏み面（３１，４１）、前記クラウン補強材（３２，４２）、及び前記カーカス補強材（３３，４３）が、前記タイヤがリムに取り付けられ、その定格圧力の１０％に等しい圧力までインフレートされ且つ荷重が加えられていないときのそれぞれの初期子午線方向輪郭形状によって幾何学的に定められ、前記クラウン補強材（３２，４２）及び前記カーカス補強材（３３，４３）のそれぞれの初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅（ｌ ₃₂ ，ｌ ₄₂ ）を有する中央部分全体にわたって局所的に凹であり、また、前記前記カーカス補強材（３３，４３）の初期子午線方向輪郭形状は、同一軸方向幅（ｌ ₂₂ ，ｌ ₄₂ ）にわたって前記クラウン補強材（３２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状に平行である、タイヤにおいて、前記中央部分の前記軸方向幅（ｌ ₃₂ ，ｌ ₄₂ ）が前記クラウン補強材（３２，４２）の軸方向幅（Ｌ ₃₂ ，Ｌ ₄₂ ）の少なくとも０．２５倍であり、また、少なくとも１つのクラウン補強材層（４２）がたが掛け補強材（４５）の半径方向隣りに位置し、前記たが掛け補強材（４５）は互いに平行であり且つ前記タイヤの周方向と−１５°〜＋１５°の角度をなして傾けられ、さらに、前記たが掛け補強材（４５）が前記タイヤの赤道面に関して軸対称であり、前記中央部分の軸方向幅（ｌ ₄₂ ）の０．３倍以上である軸方向幅（ｌ ₄₅ ）を有することを特徴とするタイヤ。
2. 前記踏み面（２１，４１）の前記初期子午線方向輪郭形状は、軸方向幅（ｌ₂₂，ｌ₄₂）が、前記クラウン補強材（２２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である部分全体の軸方向幅と同一である中央部分全体にわたり局所的に凹であり、前記踏み面の前記初期子午線方向輪郭形状は、前記同一軸方向幅（ｌ₂₂，ｌ₄₂）全体にわたって前記クラウン補強材（２２，４２）の前記初期子午線輪郭形状に平行である、請求項１記載のタイヤ。
3. 前記クラウン補強材（３２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状が局所的に凹である前記中央部分の軸方向幅（ｌ ₃₂ ，ｌ ₄₂ ）は、前記クラウン補強材の軸方向幅（Ｌ ₃₂ ，Ｌ ₄₂ ）の０．７倍以下である、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記クラウン補強材（３２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状の前記中央部分の相対変形率は、＋０．００７以上である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
5. 前記クラウン補強材（３２，４２）の前記初期子午線方向輪郭形状の前記中央部分の相対変形率は、＋０．０３以下である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
6. たが掛け補強材層（４５）の前記補強要素は、前記タイヤの周方向と−５°〜＋５°の角度をなして傾けられている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ。
7. 前記たが掛け補強材層（４５）の前記補強要素の弾性率は、前記クラウン補強材層（４２）の前記補強要素の弾性率の０．７倍以上である、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のタイヤ。
8. 前記たが掛け補強材層（４５）の前記補強要素の弾性率は、前記クラウン補強材層（４２）の前記補強要素の弾性率の１．３倍以下である、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のタイヤ。
9. 前記たが掛け補強材（４５）は、半径方向最も内側のクラウン補強材層（４２）の半径方向内方に位置している、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ。
10. 前記たが掛け補強材（４５）は、半径方向最も外側のクラウン補強材層（４２）の半径方向外方に位置している、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ。
11. 前記たが掛け補強材（４５）は、２つの連続して位置するクラウン補強材層（４２）相互間に半径方向に位置決めされている、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のタイヤ。
12. 前記カーカス補強材層（３３，４３）の前記補強要素は、互いに平行であり且つ前記タイヤの周方向と８５°〜９５°の角度をなして傾けられている、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のタイヤ。
13. 前記クラウン補強材層（２，２２，３２，４２）の前記補強要素は、互いに平行であり且つ周方向と−２０°〜＋２０°の角度をなして傾けられている、請求項１〜１２のうちいずれか一に記載のタイヤ。
14. 前記カーカス補強材層（３３，４３）の前記補強要素は、脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られている、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載のタイヤ。
15. 前記クラウン補強材層（３２，４２）の前記補強要素は、脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られている、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のタイヤ。
16. 前記たが掛け補強材層（４５）の前記補強要素は、脂肪族ポリアミド及び／又は芳香族ポリアミドで作られている、請求項１〜１５のうちいずれか一に記載のタイヤ。

Images