JP2016113144A - 航空機用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速および高負荷に耐え、かつ、軽量化を図ることが可能な、改善された空気入りタイヤが必要である。【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤは、２つの環状のビード部と、カーカスと、ベルト補強層とを有する。カーカスは、サイドウォール部およびトレッド部を介して２つのビード部間を延びている。カーカスは、ビードコアの軸方向内側をトレッド部から下方に延びる少なくとも２つの軸方向内側プライを含み、上記の少なくとも２つの軸方向内側プライは、それぞれターンアップ部を形成するようにビードコアの周りに巻かれ、各ターンアップ部は、ビードコアの軸方向外側に配置される。さらにカーカスは、トレッドからビードコアに向かって下方に延び、かつ、ビードコアの軸方向外側に配置される第１の軸方向外側プライを含み、軸方向外側プライは、第１のスペーサ層によってターンアップ部の少なくとも１つから離れている。【選択図】図１

Description

本発明は、カーカスおよびベルト補強構造を有する空気入りタイヤに関し、特には、航空機で使用されるタイヤのような高速高荷重タイヤに関する。

航空機用タイヤのラジアルカーカス補強は、一般に、テキスタイルコード（textile cords）から成るいくつかのプライを有しており、それらは少なくとも１つの環状のビード部材に固定される。補強プライの第１のグループは、一般に、上記の環状のビード部材の周りを内側から外側に巻かれ、ターンアップ部が形成され、そのターンアップ部の両端がタイヤの回転軸から径方向に離れている。プライの第２のグループは、上記の環状ビード部材の周りをタイヤの外側から内側に巻かれる。

航空機用タイヤは、一般的に、タイヤの重量に非常に大きな影響を与えるプライの多層を使用する。プライの多層は、ビードの耐久性問題をもたらす。このため、ビードの耐久性が改善された軽量で使いやすいタイヤの提供が望まれている。さらに、改善されたビード構造、つまり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とそれらの位置とが最適化されたビード構造の提供が望まれている。したがって、高速および高負荷に耐え、かつ、軽量化を図ることが可能な、改善された空気入りタイヤが必要である。

本発明に係る空気入りタイヤは、２つの環状のビード部と、カーカスと、ベルト補強層とを有する。カーカスは、サイドウォール部およびトレッド部を介して２つのビード部の間を延びており、そのカーカスは、ビードコアの軸方向内側をトレッド部から下方に延びる少なくとも２つの軸方向内側プライを含み、上記の少なくとも２つの軸方向内側プライは、それぞれターンアップ部を形成するようにビードコアの周りに巻かれ、各ターンアップ部は、ビードコアの軸方向外側に配置される。さらにカーカスは、トレッドからビードコアに向かって下方に延び、かつ、ビードコアの軸方向外側に配置される第１の軸方向外側プライを含み、軸方向外側プライは、第１のスペーサ層によってターンアップ部の少なくとも１つから離れている。

（定義）
「１００％モジュラス（引張応力）」は、１００％の延伸（例えば、元の長さの２倍までの延伸）を発生するために必要な、メガパスカル（ＭＰａ）で表した力を意味する。

「３００％モジュラス」または「Ｍ３００モジュラス」は、３００％の延伸（例えば、元の長さの４倍までの延伸）を発生するために必要な、メガパスカル（ＭＰａ）で表した力を意味する。

「エイペックス」は、ビードコアの径方向上方であって、プライとプライのターンアップ部との間、または、プライのターンアップ部の軸方向外側に設けられたゴム弾性フィラーを意味する。

「環状の」は、輪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、本明細書では、タイヤの回転軸に平行な線または方向を指すために使用される。

「ビード」は、プライのコードによって被覆された引張部材であって、フリッパー、チッパー、エイペックス、トウガードおよびチェーファーなどの他の補強部材の有無に関わらず、設計リムを取り付けるように成形された引張部材を有するタイヤの一部を意味する。

「ベルト構造」は、タイヤの赤道面に対して傾斜しているコードを含み、ビードに固定されておらず、トレッドの下方にある、織布または不織布製の平行に並ぶ複数のコードからなる少なくとも２つの環状層すなわちプライを意味する。また、ベルト構造は、拘束層として作用する、比較的小さい角度で傾斜している平行に並ぶ複数のコードからなるプライを含むこともある。

「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ラバーを除くが、トレッドは含むタイヤ構造を意味する。

「ケーシング」は、トレッドとアンダートレッドを除く、カーカス、ベルト構造、トレッド、サイドウォールおよび他の全てのタイヤ構成要素（例えば、タイヤ全体）を意味する。

「チェーファー」は、リムの径方向上方で屈曲して、リムからビード構造を保護し、かつ、タイヤのリムに対する密閉性が高くなるようにビードの外側の周囲に配置された材料の狭いストリップを指す。

「チッパー」は、ビード領域を強化し、かつ、サイドウォールの径方向の最も内側の部分を安定化する機能を有する、ビード領域に位置する繊維または鋼のコードの狭い帯を指す。

「周方向」は、赤道面（ＥＰ）に平行、かつ、軸方向に垂直な、環状タイヤの表面の周囲に沿って延びる線または方向を意味する。また、「周方向」は、断面から見たときに、半径がトレッドの軸方向の曲率を定義する、隣接している１組の円形の曲線部の方向を指すこともある。

「コード」は、タイヤの補強構造を構成している補強用ストランドの１つを意味する。

「コード角度」は、赤道面に対してコードによって形成される、タイヤの平面図における左右の鋭角を意味する。「コード角度」は、硬化しているが膨張していないタイヤで計測される。

「クラウン」は、タイヤトレッドの幅限界内のタイヤの部分を意味する。

「デニール（Denier）」は、９０００メートル当たりのグラムで表される重量（線密度を表すための単位）を意味する。デシテックス（Dtex）は、１０,０００メートルあたりのグラムで表される重量を意味する。

「密度」は、単位長さあたりの重量を意味する。

「エラストマ」は、変形後に大きさと形状が回復可能な弾力性のある物質を意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に対して直交し、かつ、タイヤのトレッドの中心を通る平面、またはトレッドの周方向の中心線を含む平面を意味する。

「織物」は、実質的に１方向に延びているコードのネットワークを意味し、コードは、よられていてもよく、高モジュラス材料の複数のフィラメント（同様によられていてもよい）で順番に構成される。

「繊維」は、フィラメントの基本要素を構成する天然または人工の物体の単位である。直径つまり幅の少なくとも１００倍の長さを有していることが特徴である。

「フィラメント総数」は、糸を構成しているフィラメントの数を意味する。例：１０００デニールのポリエステルは約１９０のフィラメントを有している。

「フリッパー」は、ビードワイヤをタイヤ本体に取り付けて補強するためのビードワイヤの周囲の補強繊維を指す。

「ゲージ」は、一般的に計測値を指し、具体的には、厚さの計測値を指す。

「内側へ」はタイヤの内側に向かうことを意味し、「外側へ」はタイヤの外側に向かうことを意味する。

「内側のライナ」は、チューブレスタイヤの内側の表面を形成し、かつ、タイヤ内で膨張流体を収容する、エラストマまたはその他の物質の１つまたは複数の層を意味する。

「横方向」は、軸方向を意味する。

「ロードレンジ」は、タイヤ・リム協会において表によって定義される特定の種類のサービスで使用される所与のタイヤの負荷と膨脹との限界を意味している。

「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての適切な標準化機構によって決められた特定の設計空気圧および荷重を指す。

「プライ」は、ゴムで被覆され、径方向または他の方向に平行に配置された複数のコードからなるコード強化層を意味する。

「径方向の（ラジアル）」および「径方向に」は、タイヤの回転軸に向かうように、または回転軸から離れるように、径方向に延びる方向を意味する。

「ラジアルプライ構造」は、タイヤの赤道面に対して６５°と９０°の間の角度を向いた複数の強化コードを有している１つまたは２つ以上のカーカス層、または２つ以上のカーカス層の中の少なくとも１つの層を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへと延びる複数のコードを有する少なくとも１つのプライがタイヤの赤道面に対して６５°と９０°の間のコード角度で配置された、ベルト付のまたは周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。

「断面高さ」は、タイヤの赤道面における呼称リム口径からタイヤの外径までの径方向距離を意味する。

「断面幅」は、タイヤが標準圧で膨張してから２４時間経過後、荷重がかけられていない状態において、ラベリング、装飾および保護バンドのためのサイドウォールの隆起部分を除いた、タイヤの軸に平行な、サイドウォールの外側間の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（剛性率）」は、固定された両端間の中心に配置された負荷によって曲げられ、支持されたコードの両端を有する固定３点曲げ試験によって決定されるときの、他のベルト構造の剛性の値で除算した制御ベルト構造の剛性の値を意味する。

「トレッド」は、タイヤケージに接合されている場合において、タイヤが正常に膨張し、正常な負荷がかかっているときに路面に接触するタイヤの部分を含む、成形されたゴム要素を意味する。

「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。

「ターンアップ部の端部」は、プライが巻かれている両ビードから上向き（つまり、径方向外向き）に曲がっているカーカスプライの部分を意味する。

本発明によるビーズ構造の一例を概略的に示す概略部分断面図である。 カーカスプライの間隔を示す、ビード構造の面２Ｂ−２Ｂで切断した部分断面の一例を概略的に示す図である。

図１は、本発明による空気入りタイヤのタイヤビード構造の一例の部分断面を模式的に示す。この例示されたタイヤは、５７１００ポンド（２５９００．１２４３ｋｇ）の定格荷重と２２０ｐｓｉ（１５１６８４６．５４Ｐａ）の定格圧力を有する標準的なサイズのタイヤ５０ｘ２０Ｒ２２のものである。このような構造１００は、優れた耐久性を提供し、リムの磨耗を軽減する。カーカス補強部１０は、テキスタイルコードの５つの軸方向内側プライ１Ａ〜１Ｅと、２つの軸方向外側プライ１Ｆ、１Ｇとで形成される。ビード２の断面は、断面において概ね三角形の形状を有するエラストマ混合物で形成されたフィラーすなわち第１のエイペックス１１１を径方向に載置してもよく、タイヤの回転軸から径方向に延びるエイペックス１１１の終端部７は、ビードワイヤの中心を通って軸方向に延びる基準線Ｘ−Ｘ^１から距離Ｄの位置にある。好ましくは、３つのカーカスプライ１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、トレッドから下方に延び、軸方向内側に配置され、それぞれがターンアップ部１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃを形成するようにビードコア２の周りに巻かれる。軸方向について最も内側にある内側カーカスプライ１Ａのターンアップ部１０Ａは、線Ｘ−Ｘ１から距離Ｈ_Ａ（例えば、５４ｍｍ、すなわち、エイペックスの高さつまり距離Ｄである３６ｍｍの１．５倍）だけ径方向に離れた終端部を有する。さらに、例えば、内側プライ１０Ｂおよび１０Ｃのターンアップ部の端部は、また、第１のエイペックス１１１の終端部７の径方向上方に、それぞれ距離Ｈ_Ｂ（５８ｍｍ）およびＨ_Ｃ（６８ｍｍ）離れて配置される。ターンアップ部１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃは、好ましくは、エイペックスの先端７の径方向外側に設けられ、好ましくは、チェーファー１２２のチェーファー端部１２３よりも高い位置に設けられる。ターンアップ部１０Ｄおよび１０Ｅは、好ましくは、エイペックスの高さＤの径方向内側に設けられる。好ましくは、軸方向に最も内側のプライ１Ｅは、径方向に最も内側のターンアップ部の端部１０Ｅを有する。

２つのカーカスダウンプライ１Ｆおよび１Ｇは、内側カーカスプライ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび１Ｅのターンアップ部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄおよび１０Ｅを包む。プライ１Ｄおよび１Ｅは、例えば、それらの外側プライの端部１０Ｄおよび１０Ｅが基準線Ｘ−Ｘ^１の径方向外側に位置するように、ビードワイヤ３を囲む円の中心角が１８０°以下の部分つまり円弧上をビードワイヤ３の周りに巻かれてもよい。

第１のスペーサ２００は、好ましくは、軸方向の最も内側のプライ１Ａのターンアップ部１０Ａとダウンプライ１Ｆの間に設けられる。第１のスペーサ２００は、ゴム状物質または補強プライで形成される。第１のスペーサ２００は、ｄをダウンプライ１Ｆの補強コードのコード直径としたとき、０．２ｄから１．２ｄまでの範囲の厚さｔ１を有する。第１のスペーサ２００は、エイペックスの先端７の径方向外側に設けられることが好ましい径方向の外側の端部２１０を有する。第１のスペーサ２００は、線Ｘ−Ｘ^１の径方向内側に設けられる径方向内側の端部２２０を有する。

第２のスペーサ３００は、好ましくは、外側プライ１Ｆおよび１Ｇの間に配置される。第２のスペーサ３００は、エイペックスの先端７の径方向外側、かつ、第１スペーサの径方向外側の端部２１０の径方向外側に配置される径方向外側の端部３１０を有する。第２のスペーサ３００は、ゴム状物質または補強プライで形成されてもよい。第２のスペーサ３００は、線Ｘ−Ｘ^１の径方向内側に設けられた径方向内側の端部３２０を有する。第２のスペーサ３００は、ｄをプライ１Ｆの外側プライのコードのコード直径としたとき、０．２ｄから１．２ｄまでの範囲の厚さｔ２を有する。

任意の第３のスペーサ４００は、外側プライ１Ｇと第２のエイペックス１１２の間に配置されてもよい。第３のスペーサ４００は、ゴム状物質または補強プライで形成されてもよい。第３のスペーサ４００は、エイペックスの先端７の径方向外側に配置される径方向外側の端部４１０と、線Ｘ−Ｘ^１の径方向内側に配置された径方向内側の端部４２０とを有する。第２のスペーサ４００は、ｄをプライ層１Ｇの外側プライのコードのコード直径としたとき、０．２ｄから１．２ｄまでの範囲の厚さｔ３を有する。

図２は、方向２Ｂ−２Ｂの断面におけるプライの拡大図であり、スペーサのためのプライコード間隔を示す。図２に示されたように、矢印２Ｂ−２Ｂの近傍におけるタイヤのサイドウォールが過度の負荷を受けた場合、タイヤはリム上で歪む。タイヤがリム上で歪むと、外側プライ層１Ｆおよび１Ｇは、最も高い圧縮荷重を受ける。スペーサは、外側プライ層１Ｆおよび１Ｇが高い剪断／曲げ荷重に対してより耐えることができるように、外側プライ層１Ｆおよび１Ｇの分離を維持するために機能する。

内側プライの角度は、ＰＬＡとして図１で示した角度によって測定される。角度ＰＬＡは、軸方向（線Ｘ−Ｘ^１）と、径方向内側のプライ１Ａ〜１Ｅのうち径方向の最も外側にあるプライ１Ｅ、つまり、ビードコアに最も近いプライとの間の角度である。角度ＰＬＡは、ビードコアの径方向内側と、エイペックスの外側の先端の径方向内側とで測定される。好ましくは、ＰＬＡは、リムに装着されていない新しいタイヤの断面で測定された場合、４０°〜５５°の範囲を変動する。

フリッパー５は、ビードワイヤ３をカーカス補強部材１０から分離することができ、カーカスプライのコード（または、異なるコード）と同一の径方向テキスタイルコードで形成される。フリッパー５の終端の一つは、例えば、線Ｘ−Ｘ^１から径方向に距離Ｌ１（１８ｍｍ）延びてもよく、距離は、上述した距離Ｈ_ＢおよびＨ_Ｃよりも短くてよい。したがって、３つの端部は、第１のエイペックス１１１の終端Ａ上に径方向に配置され、その終端とタイヤが最大の軸方向幅を有するサイドウォールの位置との間に交互に配置されてもよい。フリッパー５の他の終端部は、線Ｘ−Ｘ^１から径方向に距離ＬＥ（１０ｍｍ）延びてもよい。

タイヤビード２は、補強プライ、または、径方向のテキスタイルコードで補強された外側第１チェーファー１２によって補完されてもよい。ラバーチェーファー１２１は、装着時の損傷に対してカーカスプライの保護を保証するだけでなく、タイヤとそのサービスリムとの間の圧力をより適切に分散させることができる。第１のチェーファー１２１の径方向外側の端部は、線Ｘ−Ｘ^１よりもわずかに（約２０ｍｍ）上にあってもよいが、その径方向内側の端部は、線Ｘ−Ｘ^１よりも下にあってもよい。

図１で示したビード構造を有する例示したタイヤは、２つの環状のビード部／構造１００と、２つのサイドウォール部１０１を介して２つのビード部の間を延びるカーカスと、トレッド部（不図示）とを有する。カーカス１０は、ビード部１００の周りで折り上げられた互いに平行なコードのカーカスプライ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび１Ｅの少なくとも１つと、カーカス１０の径方向外側かつトレッド部の径方向内側に配置されたベルト補強層（不図示）と、を有する。環状のビード部１００のそれぞれは、ビードコアの周りで折り上げられたカーカスプライまたはプライ１Ａ〜１Ｅを有する環状のビードコア３と、ビードコアの径方向近傍かつ外側に配置された第１のエイペックス１１１と、ビードコアと１つまたは複数のカーカスプライの径方向外側に配置された第１のエイペックス１１２と、１つまたは複数のカーカスプライの近傍かつビードコアの径方向外側に配置された第１のチェーファー１２１と、第２のエイペックスの近傍かつ径方向外側に配置された第２のチェーファー１２２とを有する。

第１のエイペックス１１１は、４から１２ＭＰａまでの１００％モジュラスを有する材料から構成されてもよい。第２のエイペックスは、１から３ＭＰａまでの１００％モジュラスを有する材料から構成されてもよい。第１のチェーファー１２１は、３から６ＭＰａまでの１００％モジュラスを有する材料から構成されてもよい。第２のチェーファー１２２は、１から４ＭＰａまでの１００％モジュラスを有する材料から構成されてもよい。第２のチェーファー１２２の径方向外側の端部は線Ｘ−Ｘ^１よりも約６０ｍｍ上にあってもよい。これにより、第２のチェーファー１２２の径方向外側の端部は、定格負荷条件の２００％の負荷の下でタイヤとホイールフランジとの間に接触領域をカバーすることができる。サイドウォール部１０１は、１．０ＭＰａから２．０ＭＰａまでの１００％モジュラスを有する材料から構成されてもよい。表１は、第１のエイペックス１１１、第２のエイペックス１１２、第１のチェーファー１２１、第２のチェーファー１２２およびサイドウォール部１０１のための他の例示的な特徴の表である。

上述したように、本発明に係るビード構造１００は、優れた耐久性を提供し、リムの磨耗を低減する。このため、このビード構造１００は、たとえ、空気入りタイヤの構成および動作の複雑性が完全で満足のいく理論が提起されてないようなものであっても、空気入りタイヤの性能を向上させる。

以上説明したものは、本発明により現時点において考えられる最良の形態または実施している形態である。この説明は、本発明の一般的な原理の一例を説明することを目的としており、本発明を限定するものとして解釈するべきではない。本発明の範囲は、添付の請求項を参照することによって決定されることが最良である。概略図で示すように符号は明細書で言及したものと同じである。本出願の目的のために、図のそれぞれで示される様々な実施例では、同じ構成に同じ符号を使用している。例示した構成は、位置や量が変化した構成要素を使用してもよく、それにより、本発明に係る代替的な構成を生じさせてもよい。

Claims (13)

1. ビードコアを有する２つの環状のビード部と、
   サイドウォール部およびトレッド部を介して前記２つのビード部の間を延びるカーカスであって、前記ビードコアの軸方向内側を前記トレッド部から下方に延びる少なくとも２つの軸方向内側プライを含み、前記少なくとも２つの軸方向内側プライは、それぞれターンアップ部を形成するように前記ビードコアの周りに巻かれ、各ターンアップ部は、前記ビードコアの軸方向外側に配置される、カーカスと、を有し、
   前記カーカスは、前記トレッド部から前記ビードコアに向かって下方に延び、かつ、前記ビードコアの軸方向外側に配置された第１の軸方向外側プライをさらに含み、前記軸方向外側プライは、第１のスペーサ層によって前記ターンアップ部の少なくとも１つから離れていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１のスペーサ層は、Ｄを前記第１の軸方向外側プライの補強材のコード直径としたとき、０．２Ｄから１．２Ｄまでの範囲のゲージ厚さを有す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. 前記第１の軸方向外側プライの近傍に配置された第２の軸方向外側プライをさらに有し、第１の軸方向外側プライは、第２のスペーサ層によって前記第２の軸方向外側プライから離れている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２のスペーサ層は、Ｄを前記第１の軸方向外側プライの補強材のコード直径としたとき、０．２Ｄから１．２Ｄまでの範囲のゲージ厚さを有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１のスペーサ層は、エイペックスの先端の径方向外側に配置された径方向外側の端部を有す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. 前記第２のスペーサ層は、エイペックスの先端の径方向外側に配置された径方向外側の端部を有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記第１のスペーサ層は、ビード径の３倍から５倍の範囲内で前記ビード部の中心の径方向外側に配置された径方向外側の端部を有す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. 前記第２のスペーサ層は、ビード径の３倍から５倍の範囲内で前記ビード部の中心の径方向外側に配置された径方向外側の端部を有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記第１のスペーサは、前記ビードコアの径方向の最も外側の表面の径方向内側に配置された径方向内側の端部を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記第１のスペーサ層は、前記ビードコアの中心の径方向内側に配置された径方向内側の端部を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記第２のスペーサ層は、径方向の最も内側のターンアップ部の径方向の内側に配置された径方向内側の端部を有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記第２のスペーサ層は、前記ビードコアの中心の径方向内側に配置された径方向内側の端部を有することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
13. ダウンプライと第２のエイペックスとの間に配置された第３のスペーサ層をさらに含む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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