JP2016117483A - 重量を軽減した航空機タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速と高負荷と軽量化とを満たす、改良された航空機タイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤのカーカスが、環状ビード部材１４の周りに軸方向の内側から外側に向かって巻かれ、クラウンに向かって半径方向外側に延びて、各折り返し部１０，２０，３０，４０を形成する少なくとも２つの内側プライ１，２，３，４と、クラウンから半径方向内側に、環状ビード部材１４の軸方向外側に延び、ビードの周りに部分的に巻かれて、末端部５０，６０で終端する少なくとも１つの外側カーカスプライ５，６と、インナーライナー１３と軸方向の最も内側の内側プライ１との間に位置するバリアプライ１００と、を有する。バリアプライ１００は、タイヤのショルダー領域内で終端する第１の端部と、外側カーカスプライの下方に位置する終端部を有する第２の端部１２０を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、カーカスとベルト補強構造を有し、特に、航空機に用いられるような高速かつ高負荷の空気入りタイヤに関する。

航空機タイヤのラジアルカーカス補強材は、一般的に、少なくとも１つの環状ビード部材に繋がれている、テキスタイルコードからなるいくつかのプライを含んでいる。補強プライの第１のグループは、一般的に、環状ビード部材の周りに内側から外側に巻かれて折り返し部を形成しており、それぞれの端部がタイヤの回転軸から半径方向に間隔を置いて位置する。プライの第２のグループは、一般的に、環状ビード部材の周りにタイヤの外側から内側に巻かれている。

米国特許第４８９３６６５号明細書 米国特許第４１５５３９４号明細書 米国特許第６７９９６１８号明細書

航空機タイヤは、通常、タイヤの重量に著しく影響し得る多層のプライを用いている。多層のプライは、ビードの耐久性の問題を生じさせることがある。従って、ビードの耐久性が向上した、軽量で効果的なタイヤ構造を提供することが望まれている。内側にある上方へ折り返したプライと外側にある下方へ折り返したプライの使用法とそれらの位置とが最適化された、改良されたビード構造がさらに望まれている。そのため、高速と高負荷と軽量化とを満たすことができる、改良された航空機タイヤが必要とされている。

カーカスとベルト補強構造とインナーライナーを有する空気入りタイヤが開示される。カーカスは、環状ビード部材の軸方向内側からその軸方向外側に向かって環状ビード部材の周りに巻かれ、クラウンに向かって半径方向外側に延びて、各折り返し部を形成する少なくとも２つの内側プライと、クラウンから半径方向内側に、かつ環状ビード部材の軸方向外側に延び、ビードの周りに部分的に巻かれて、末端部で終端する少なくとも１つの外側カーカスプライと、インナーライナーと軸方向の最も内側の内側プライとの間に位置するバリアプライと、を有し、バリアプライは、タイヤのショルダー領域内で終端する第１の端部と、外側カーカスプライの下方に位置する終端部を有する第２の端部を有している。

［定義］
「１００パーセントモジュラス」は、１００パーセントの伸び（すなわち元の長さの２倍に拡張すること）を生じさせるのに必要な、メガパスカル（ＭＰａ）単位の力を意味する。

「３００パーセントモジュラス」「Ｍ３００モジュラス」は、３００パーセントの伸び（すなわち元の長さの４倍に拡張すること）を生じさせるのに必要な、メガパスカル（ＭＰａ）単位の力を意味する。

「エイペックス」は、ビードコアの半径方向上方であって、プライと折り返しプライの間、すなわち折り返しプライの軸方向外側に位置するエラストマーのフィラーを意味する。

「環状」は、リングのように形成されていることを意味する。

「軸方向の」および「軸方向に」は、ここでは、タイヤの回転軸に平行な線または方向を指す。

「ビード」は、フリッパー、チッパー、エイペックス、トゥガード、およびチェーファーのような、他の補強部材があってもなくてもよい、タイヤの、プライコードで巻かれて形成された環状の引っ張り部材を含む、設計リムに嵌まる部分を意味する。

「ベルト構造」は、織られていても織られていなくてもよく、トレッドの下方にあり、ビードに繋がれておらず、タイヤの赤道面に対して傾斜したコードを有している、平行な複数のコードからなる少なくとも２つの環状の層、すなわちプライを意味する。ベルト構造は、拘束層としてはたらく、相対的に小さな角度だけ傾斜している平行なコードのプライも含んでいてよい。

「カーカス」は、ベルト構造、トレッド、アンダートレッド、プライ上のサイドウォールゴムとは別であるが、ビードを含むタイヤ構造を意味する。

「ケーシング」は、タイヤの、トレッドおよびアンダートレッドを除く、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォール、およびその他のすべての構成要素（例えばタイヤ全体）を意味する。

「チェーファー」は、ビード構造をリムから保護し、リムの半径方向上方での屈曲に寄与し、タイヤをリムに対してより良くシールするために、ビードの外側の周りに配置された狭いストリップ材を指す。

「チッパー」は、ビード領域を補強し、サイドウォールの半径方向の最も内側の部分を安定させるという機能を有する、ビード領域に配置されている布地または鋼コードからなる狭い帯材を指す。

「周方向」は、赤道面（ＥＰ）に平行で、軸方向に垂直な、環状のタイヤの表面の外周に沿って延びる線または方向を指し、断面を見た時にトレッドの軸方向の曲率を定義する半径を有する、隣接する円曲線の組の方向も指す。

「コード」は、タイヤの補強構造に含まれる補強ストランドの１つを意味する。

「コード角度」は、タイヤの平面図において左または右の、コードが赤道面に対してなす鋭角を意味する。「コード角度」は、硬化されているが膨張していないタイヤで測定される。

「クラウン」は、タイヤの、タイヤトレッドの幅の両端の内部にある部分を意味する。

「デニール」は、９０００メートルあたりの、グラム単位の重量（線密度を表す単位）を意味する。Ｄｔｅｘは、１００００メートルあたりの、グラム単位の重量を意味する。

「密度」は、単位長さあたりの重量を意味する。

「エラストマー」は、変形した後の寸法と形状を元に戻すことができる弾性材料を意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でそのトレッドの中心を通る平面、すなわち、トレッドの周方向中心線を含む平面を意味する。

「布地（fabric）」は、撚り合わされていてもよい、基本的に一定方向に延びるコードの網状組織を意味し、高モジュラス材料の（撚り合わされていてもよい）多数のフィラメントで順番に（in turn）構成されている。

「繊維」は、フィラメントの基本的な構成要素を形成する、天然または人工の物質の単位である。その直径または幅の少なくとも１００倍の長さを有することを特徴とする。

「フィラメントの番手（count）」は、糸（yarn）を構成するフィラメントの数を意味する。一例では、１０００デニールのポリエステルは、およそ１９０のフィラメントを有する。

「フリッパー」は、タイヤ本体内のビードワイヤを結びつける、強度のためのビードワイヤの周りの補強用布地を指す。

「ゲージ」は、測定値を全般的に指し、特に厚さの測定値を指す。

「内側」は、タイヤの内部に向かうことを意味し、「外側」は、その外部に向かうことを意味する。

「インナーライナー」は、チューブレスタイヤの内表面を形成し、タイヤ内に膨張流体を封じ込める、エラストマーまたはその他の材料の１つまたは複数の層を意味する。

「側方」は、軸方向を意味する。

「負荷範囲」は、タイヤ・リム協会の表で定義されている特定の形式の点検（service）に用いられる所定のタイヤにおける負荷と膨張の限界を意味する。

「標準負荷」は、タイヤの点検条件のために適切な標準化機関によって決められた特定の設計の膨張圧力と負荷を意味する。

「プライ」は、半径方向に配置された、または平行な、ゴムで覆われたコードの、コード補強層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸に放射状に向かうか、またはタイヤの回転軸から放射状に離れる方向を意味するものとして用いられる。

「ラジアルプライ構造」は、１つまたは複数のカーカスプライを意味し、少なくとも１つのプライが、タイヤの赤道面に対して６５〜９０度の角度に方向付けられている補強コードを有している。

「ラジアルプライタイヤ」は、ベルトで巻かれた、すなわち周方向に拘束された空気入りタイヤを意味し、少なくとも１つのプライが、ビードからビードまで延びておりタイヤの赤道面に対して６５〜９０度のコード角度に置かれているコードを有している。

「断面高さ」は、タイヤの赤道面におけるリムの名目直径からタイヤの外側直径までの半径方向距離を意味する。

「断面幅」は、負荷をかけずに標準圧力で２４時間膨張させる時とその後の、タイヤの回転軸に平行で、そのサイドウォールの外側同士の間の、ラベルや装飾や保護バンドによるサイドウォールの***部を除く最大直線距離を意味する。

「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードの間の部分を意味する。

「剛比」は、固定された端部同士の間の中心で支持され負荷によって曲げられたコードの両端を含む固定された３点での曲げ試験によって値を決定した時の、管理されたベルト構造（control belt structure）の剛性値を別のベルト構造の剛性値で割った値を意味する。

「トレッド」は、タイヤが標準膨張状態で標準負荷がかけられた時に路面に接触するタイヤの部分を含む、タイヤのケーシングに固着されている、成形されたゴム部材を意味する。

「トレッド幅」は、タイヤの回転軸を含む平面内のトレッド表面の弧の長さを意味する。

「折り返し端部」は、周囲にプライが巻かれるビードから上向き（すなわち半径方向外向き）に折られたカーカスプライの部分を意味する。

本発明の第１の実施形態のタイヤの半分の模式的な断面図である。 図１のタイヤのビード領域の近接断面図である。

以下、本発明の実施形態について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の半分の断面図を示している。タイヤは、中央周方向面（mid-circumferential plane）を中心として対称であるため、半分のみを示している。図示されているように、航空機タイヤは、それぞれの内部に環状ビード部材１４が埋め込まれている１対のビード部１２を有している。他の環状ビード部材を用いてもよいことが、当業者には理解されるであろう。

航空機タイヤは、さらに、ビード部１２の各々からタイヤの半径方向に実質的に外側向きに延びているサイドウォール部１６と、複数のサイドウォール部１６の半径方向外側端部同士の間を延びているトレッド２１を有している。さらに、タイヤ１０は、一方のビード部１２から他方のビード部へドーナツ状に延びているカーカス２２によって補強されている。空気を通さないインナーライナー１３が、カーカス２２の内側表面に配置されている。カーカス２２は、少なくとも２つの軸方向内側カーカスプライ１，２を含み、好ましくは、追加の２つの軸方向内側カーカスプライ３，４と下降する外側カーカスプライ５，６をさらに含む。これらのカーカスプライのうち、通常は４つの軸方向内側プライ１，２，３，４が、クラウンからビード領域へ、半径方向内側に延びている。軸方向内側プライ１，２，３，４は、環状ビード部材１４の軸方向内側からその軸方向外側に向かって、環状ビード部材１４の周りに巻かれ、クラウンに向かって半径方向外側に延びており、それぞれの折り返し部１０，２０，３０，４０を形成している。好ましくは、ビードに隣接するプライ４は、ビードの半径方向外側表面２７とエイペックス１１の半径方向外側端部すなわち頂点９との間に位置する折り返し部４０を有している。

カーカスは、クラウンから半径方向内側に延び、環状ビード部材１４の半径方向外側にあり、内側カーカスプライ１の折り返し部１０の外面に沿っている少なくとも２つの軸方向外側プライ５，６をさらに含む。２つの外側カーカスプライ５，６は、クラウンから下方に延び、さらに軸方向外側に延び、ビードの周りに巻かれて、末端５０，６０においてそれぞれ終端している。好ましくは、末端部５０，６０の一方は、１つまたは複数の内側プライに重なり、領域Ｂ内に終端部を有している。好ましくは、２つの末端部５０，６０が、１つまたは複数の内側プライに重なり、領域Ｂ内に終端部を有している。領域Ｂは、ビードコアの中心点を通る第１の軸方向面２８によって区画され、第１の面２８はタイヤの回転軸に平行である。領域Ｂは、さらに、第１の軸方向面２８に垂直であってビードコアの中心を通る第２の面２９によって区画されている。領域Ｂは、さらに、第１の軸方向面２８の半径方向内側かつ第２の面２９の軸方向内側として区画されている。

これらのカーカスプライ１〜６の各々は、あらゆる適切なコード、一般的には、タイヤの赤道面ＥＰに実質的に垂直に延びている（例えば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含んでいる。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の構造を有している。１つまたは複数のカーカスプライは、例えば、ハイブリッドコード、高エネルギーコード、または結合コード（merged cord）などの、アラミドおよびナイロンのコード構造も含む。適切なコードの例は、特許文献１，２，３に記載されている。１つまたは複数のカーカスプライは、赤道面に対して７０〜９０度の範囲内、好ましくは８０〜９０度の範囲内、最も好ましくは８８度の角度をなす補強材を有している。

インナーライナー１３と軸方向の最も内側のカーカスプライ１との間に、バリアプライ層１００が配置されている。バリアプライ層１００は、複数の内側プライコード同士の間の均等な間隔を確保するように機能する。バリアプライ層は、ショルダー領域で終端する第１の端部１１０を有し、クラウンの下まで延びていない。好ましくは、第１の端部１１０は、最も狭いベルトの軸方向外側端部の軸方向内側で終端している。より好ましくは、第１の端部１１０は、軸方向の最も外側のベルトの縁部から測定して軸方向距離Ｚだけ軸方向内側で終端している。ＺはＢ_Ｗの０．１倍から０．２５倍までの範囲であり、Ｂ_Ｗは、最大のベルト幅である。バリアプライは、下降するプライの末端部５０の下方に折り込まれた第２の端部１２０を有しており、軸方向の最も内側のプライ１と下降するプライの末端部５０との間に位置している。従って、一実施形態では、バリアプライは、タイヤのクラウン部分の下に延びてはいない。しかしながら、代替実施形態では、バリアプライは、クラウンの下方を一方のビードから他方のビードまで延びていてもよい。バリアプライは、赤道面に対して７０〜９０度の範囲、好ましくは８０〜８８度の範囲、最も好ましくは８４〜８８度の範囲の角度をなす平行な複数の補強材を有している。バリア層の補強材のコード強度はカーカスプライよりも小さい。バリアプライは、カーカスプライ以下の厚さを有していてよい。バリアプライ１００は、成形工程の間の内側プライコードの間隔の不均一性と内側プライコードのゆがみを最小にするように機能する。

ここに提示した記載を考慮して本発明の変形例を構成することができる。本発明を例示するために、いくつかの代表的な実施形態と詳細を示してきたが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更や修正を行い得ることが、当業者には自明であるだろう。

１，２，３，４ 軸方向内側カーカスプライ
５，６ 外側カーカスプライ
１０，２０，３０，４０ 折り返し部
１１ エイペックス
１２ ビード部
１３ インナーライナー
１４ 環状ビード部材
１６ サイドウォール部
２１ トレッド
２２ カーカス
１００ バリアプライ層
１１０ 第１の端部
１２０ 第２の端部

Claims (9)

1. カーカスとベルト補強構造とインナーライナーを有する空気入りタイヤであって、
   前記カーカスが、
   環状ビード部材の軸方向内側からその軸方向外側に向かって該環状ビード部材の周りに巻かれ、クラウンに向かって半径方向外側に延びて、それぞれの折り返し部を形成する少なくとも２つの内側プライと、
   クラウンから半径方向内側に、かつ前記環状ビード部材の軸方向外側に延び、ビードの周りに部分的に巻かれて、末端部で終端する少なくとも１つの外側カーカスプライと、
   前記インナーライナーと軸方向の最も内側の内側プライとの間に位置するバリアプライと、を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記バリアプライは、前記タイヤのショルダー領域内で終端する第１の端部を有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。
3. 前記バリアプライは、最も外側のベルトの縁部の軸方向内側で終端する第１の端部を有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。
4. 前記バリアプライは、軸方向の最も内側の内側プライと外側カーカスプライの終端部との間に位置する終端部を有する第２の端部を有していることを特徴とする、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記バリアプライは、赤道面に対して７０〜９０度の範囲の角度をなす複数の平行な補強材を有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。
6. 前記バリアプライは、赤道面に対して８０〜８８度の範囲の角度をなす複数の平行な補強材を有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。
7. 前記バリアプライは、軸方向の最も外側のベルトの縁部から測定して距離Ｚだけ、最も狭いベルトの軸方向外側端部の軸方向内側で終端する第１の端部を有し、前記Ｚは、Ｂ_Ｗの０．１〜０．２５倍の範囲であり、Ｂ_Ｗは最大のベルト幅であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
8. 少なくとも１つの外側プライが、領域Ｂ内に位置する終端部を有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。
9. ラジアルカーカスプライのコードの繊維はナイロンであることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   

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