JP2019111841A - 航空機用ラジアルタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ビード部の耐久性向上と、軽量化とを両立し得るタイヤの提供。【解決手段】一対の環状のケーブルビードと、これらケーブルビード間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるプライの少なくとも2枚にて構成したラジアルカーカスと、を備え、前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなる航空機用ラジアルタイヤにおいて、TRAに定める適用サイズ及びプライレーティングに応じた規定荷重B(N)と、該タイヤの前記ケーブルビードの、タイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、520≦B/A2を満たす事を特徴とする。【選択図】図2
Description
この発明は、航空機用ラジアルタイヤ、特に、ビード部のセパレーションの発生を低減するタイヤに関する。
航空機用ラジアルタイヤ(以下、「タイヤ」ともいう)は、重荷重条件下で使用され、非常に高い規定内圧が公的規格により定められるとともに、一般に、有機繊維コードからなるプライを複数枚積層した補強材がカーカスに用いられている。
このような航空機ラジアルタイヤでは、重荷重が加えられると、ビード部において、最もタイヤ幅方向外側に位置するプライとゴムの間に、セパレーション(以下、「背面セパレーション」という)が発生することがあった。
上記の背面セパレーションを低減するための方途として、特許文献1に記載の航空機用ラジアルタイヤでは、リムとの関係で、ビード部背面におけるゴムの厚みを適正化することにより、ゴムの歪みによるセパレーションの発生を防止している。
近年、環境保全や経済性の観点から、航空機の燃料消費を低減することが求められる中、航空機に装着するタイヤの軽量化への要求も厳しくなってきている。しかしながら、特許文献1に記載の、ゴムの厚みを適正化する手法では、必ずしも上記軽量化の要求を十分に満たすことができない場合があった。そこで、ビード部の耐久性向上と、軽量化とを両立し得るタイヤが希求されている。
発明者らは、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、以下の知見を得た。該知見について説明するため、従来の航空機用ラジアルタイヤのビード部を示す概略断面図を、図1A及び図1Bに示す。図1Aは、タイヤに荷重が加えられる前のビード部を示しており、図1Bは、タイヤに荷重が加えられた状態での、タイヤ荷重直下のビード部300を示している。なお、図1A及び図1Bのいずれのタイヤのビード部300も、ケーブルビード200及びラジアルカーカス400が埋設されている。ラジアルカーカス400は、図示では1本の太線で示されるが、複数積層されたプライから構成されている。
即ち、図1Aに示されるのは、タイヤがリムRに組み付けられ、内圧を充填された状態で、荷重を加えられる前の、ビード部300の状態である。この状態から、タイヤに荷重が加えられると、図1Bに示すとおり、タイヤ荷重直下のビード部300が、タイヤ幅方向外側に大きく倒れ込む(矢印Y1)。すると、複数積層されたプライのうち、最もタイヤ外側に位置するプライは、プライコードの長手方向(矢印Y2)に圧縮される。これにより、プライを構成する有機繊維コードと、これと接しているゴムとの間に微小な亀裂が発生する。このような微小な亀裂がコードに沿って徐々に進展し、やがては有機繊維コードとゴムとの間のセパレーションとなる。
発明者らは、さらに、上記の背面セパレーションの発生過程に関する知見に基づいて、この亀裂の発生を回避する手段について究明したところ、有機繊維コードとゴムとの間の微小な亀裂の発生を抑制するには、プライコードの長手方向に、圧縮とは逆の引っ張りの力を作用させることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の要旨は、以下のとおりである。
本発明の航空機用ラジアルタイヤは、一対の環状のケーブルビードと、これらケーブルビード間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるプライの少なくとも2枚にて構成したラジアルカーカスと、を備え、前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなる航空機用ラジアルタイヤにおいて、TRAに定める適用サイズ及びプライレーティングに応じた規定荷重B(N)と、該タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、520≦B/A2を満たす事を特徴とする。
ここで、TRAとは、米国のTIRE AND RIM ASSOCIATION,INC.)が発行する、最新版のAIRCRAFT YEAR BOOKあるいはEDI(ENGINEERING DESIGN INFORMATION FOR AIRCRAFT TIRES)(本発明の数値の記載は2017年度版を使用)に定められた規格を意味する。さらに、「規定荷重」とは、TRAに記載されている適用サイズ、プライレーティングにおける単輪の最大静荷重を指し、「規定内圧」とは、同TRAに記載されている適用サイズ、プライレーティングにおける単輪の規定荷重に対応する空気圧を指す。また、プライレーティングとは、タイヤの強度を示す指数である。
なお、本発明における「ケーブルビード」とは、ケーブルビード構造のビードコアを指す。
本発明の航空機用ラジアルタイヤは、一対の環状のケーブルビードと、これらケーブルビード間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるプライの少なくとも2枚にて構成したラジアルカーカスと、を備え、前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなる航空機用ラジアルタイヤにおいて、TRAに定める適用サイズ及びプライレーティングに応じた規定荷重B(N)と、該タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、520≦B/A2を満たす事を特徴とする。
ここで、TRAとは、米国のTIRE AND RIM ASSOCIATION,INC.)が発行する、最新版のAIRCRAFT YEAR BOOKあるいはEDI(ENGINEERING DESIGN INFORMATION FOR AIRCRAFT TIRES)(本発明の数値の記載は2017年度版を使用)に定められた規格を意味する。さらに、「規定荷重」とは、TRAに記載されている適用サイズ、プライレーティングにおける単輪の最大静荷重を指し、「規定内圧」とは、同TRAに記載されている適用サイズ、プライレーティングにおける単輪の規定荷重に対応する空気圧を指す。また、プライレーティングとは、タイヤの強度を示す指数である。
なお、本発明における「ケーブルビード」とは、ケーブルビード構造のビードコアを指す。
かかる構成の本発明の航空機用ラジアルタイヤによれば、ビード部の耐久性向上と、軽量化とを両立し得る。
本発明の航空機用ラジアルタイヤにおいては、前記タイヤの規定荷重B(N)と、前記タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、B/A2≦940を満たすことが好ましい。
上記構成によれば、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となるのを防止して、耐久性の低下を避けることができる。
本発明により、ビード部の耐久性向上と、タイヤの軽量化とを両立し得るタイヤを提供することができる。
以下、本発明の航空機用ラジアルタイヤを導くに至った実験結果について説明する。
まず、図2に、実験に供した航空機用ラジアルタイヤのプライ構造を示す。図2の航空機用ラジアルタイヤ1(以下、タイヤ1という)は、一対の環状のケーブルビード2と、これらケーブルビード2間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるラジアル方向プライの少なくとも2枚、図示例では7枚にて構成したラジアルカーカス4と、を備え、ラジアルカーカス4は、プライを各ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライ5a〜5eと、プライをターンアッププライ5eの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライ6a及び6bと、を有している。なお、図2では、5枚のターンアッププライ5a〜5eと、2枚のダウンプライ6a及び6bとが示されるが、この枚数に限られず、任意の枚数にて構成することができる。
まず、図2に、実験に供した航空機用ラジアルタイヤのプライ構造を示す。図2の航空機用ラジアルタイヤ1(以下、タイヤ1という)は、一対の環状のケーブルビード2と、これらケーブルビード2間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるラジアル方向プライの少なくとも2枚、図示例では7枚にて構成したラジアルカーカス4と、を備え、ラジアルカーカス4は、プライを各ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライ5a〜5eと、プライをターンアッププライ5eの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライ6a及び6bと、を有している。なお、図2では、5枚のターンアッププライ5a〜5eと、2枚のダウンプライ6a及び6bとが示されるが、この枚数に限られず、任意の枚数にて構成することができる。
上記の構造を有するタイヤ1を用いて、タイヤに内圧を充填した際の、ビード部周辺の挙動について説明する。
タイヤ1に、内圧が充填されると、タイヤのトレッドの径成長に伴い、ターンアッププライ5a〜5e及びターンアッププライ5a〜5eと接しているゴムが、トレッド側に向かって引き上げられる(図2の矢印Y3方向)。このようなターンアッププライ5a〜5e及び周囲のゴムの引き上げ動作によって、ケーブルビード2は、回転する方向(図2の矢印Y4方向)へ動く。さらに、ターンアッププライ5a〜5eの引き上げとケーブルビード2の回転とによって、周囲のゴムと一緒に、内圧充填で元々引っ張られているダウンプライ6a及び6bはさらに引っ張られ、Y3方向に動く。発明者らは、このような引っ張りの力がダウンプライ6bに作用すると、上述の荷重付加時におけるダウンプライ6bの圧縮が緩和されることを新たに知見した。
さらに、発明者らは、ケーブルビード2のタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(以下、ケーブルビード径Aともいう)を小さくする程、上述の、ケーブルビード2の矢印Y4方向への回転の動きが、より大きくなることにも想到した。一方、このような回転の動きが大きくなり過ぎると、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となり、耐久性の低下につながる虞がある。
そこで、発明者らは、上記のような問題を発生させることなく、内圧充填時に、ダウンプライ6bに作用する引っ張り力が、上述のダウンプライ6bに作用する圧縮力を緩和し、ビード部の耐久性を著しく向上させるための要件について、さらに究明するため、種々の実験を行った。すると、上記要件には、規定荷重とケーブルビード径Aの2乗との比が密接に関連することを新たに知見した。
即ち、ケーブルビード径Aは、タイヤの設計上、当該タイヤの規定荷重に応じて、アンカーとして機能し得る範囲に定められていた。しかしながら、発明者らは、最外側のカーカスプライに作用する力の向きの観点から、規定荷重Bとケーブルビード径Aとの関係に着目し、様々な値のタイヤに対して、ビード部の耐久性を計測する試験を行い、従来の航空機用ラジアルタイヤよりも高いビード部の耐久性を有する、比B/A2の条件を導出した。
まず、評価基準となるタイヤとして、タイヤ性能の比較に適している、タイヤサイズ1(52×21.0R22 38PR)及びタイヤサイズ2(1400×530R23 42PR)のタイヤを作製して、表1に示す仕様に基づいて試作し、ケーブルビード径Aを多様に変化させて、ビード部背面のセパレーション耐久性を各々評価した。評価は、後述する実施例と同様の条件にて行い、得られた評価結果を、縦軸をビード部耐久性とし、横軸を比B/A2とする、グラフとして整理した。整理したグラフを、図3に示す。
図3に示すように、タイヤ規定荷重B(単位:N)と、ケーブルビード径A(単位:mm)の2乗(A2)との関係が、520≦B/A2を満たす、タイヤについては、ビード部耐久性が著しく向上し、ビード部背面のセパレーション耐久性が向上することがわかる。なお、上記数値範囲を満たさないタイヤでは、比B/A2を変化させても、ビード部耐久性の向上効果はほとんど得られない。
発明者らは、斯くの如くして、航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤ規定荷重B(N)と、ケーブルビード径A(mm)の2乗(A2)との関係が、520≦B/A2を満たすことで、ビード部の耐久性向上と、タイヤの軽量化とを両立し得ることを見出したものである。
発明者らは、斯くの如くして、航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤ規定荷重B(N)と、ケーブルビード径A(mm)の2乗(A2)との関係が、520≦B/A2を満たすことで、ビード部の耐久性向上と、タイヤの軽量化とを両立し得ることを見出したものである。
また、タイヤの規定荷重B(N)と、前記タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、B/A2≦940を満たすことが好ましい。この構成によれば、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となるのを防止して、耐久性の低下を避けることができる。
なお、より好適な数値範囲としては、B/A2≧560(N/mm2)である。
さらに、本発明の航空機用ラジアルタイヤにおいては、ベルトの剛性を上げたり、ケーブルビードの強度を上げた素材を使用したりすることが好ましい。例えば、本ケーブルビードは、環状に形成されたスチールからなるコアと、該コアの周りにスチールからなるシースフィラメントが螺旋状に巻き付けられてなる、少なくとも1層のシース層からなるシースとを有するケーブルビードを使用することができる。さらに、シースフィラメントの炭素含有量は、0.90〜0.95質量%であり、かつ、クロム含有量は、0.15〜0.30質量%であることが好適である。このような構成によれば、ケーブルビードの外径を従来よりも小さくした場合においても、ビードのアンカー機能を効果的に維持することができる。
上記表1に示す仕様の、タイヤサイズ1及びタイヤサイズ2のタイヤを用いて、表2に示す諸元のもと、各比較例及び発明例に係るタイヤについて、ビード部背面のセパレーション耐久性を各々評価した。
具体的には、タイヤをリムに組み付けたリム組立体を、ドラム上で所定の負荷をかけて、64km/hの速度で10分間繰り返し回し、背面セパレーションが生じるまでのドラム試験での繰り返し回数により評価した。その結果を表2に示す。
結果は、タイヤサイズ1のタイヤについては、比較例1のタイヤのセパレーション耐久性を100とし、タイヤサイズ2のタイヤについては、比較例3のタイヤのセパレーション耐久性を100として、タイヤサイズ毎に指数表示した。指数値が大きいほど、ビード部背面のセパレーション耐久性に優れることを示している。また、ケーブルビードの重量は、タイヤサイズ1においてはケーブルビード径Aが25mmの時を100(比較例1)、タイヤサイズ2においてはケーブルビード径Aが27mmの時を100(比較例3)とし、数値が小さいほど軽いことを示す。
具体的には、タイヤをリムに組み付けたリム組立体を、ドラム上で所定の負荷をかけて、64km/hの速度で10分間繰り返し回し、背面セパレーションが生じるまでのドラム試験での繰り返し回数により評価した。その結果を表2に示す。
結果は、タイヤサイズ1のタイヤについては、比較例1のタイヤのセパレーション耐久性を100とし、タイヤサイズ2のタイヤについては、比較例3のタイヤのセパレーション耐久性を100として、タイヤサイズ毎に指数表示した。指数値が大きいほど、ビード部背面のセパレーション耐久性に優れることを示している。また、ケーブルビードの重量は、タイヤサイズ1においてはケーブルビード径Aが25mmの時を100(比較例1)、タイヤサイズ2においてはケーブルビード径Aが27mmの時を100(比較例3)とし、数値が小さいほど軽いことを示す。
1:タイヤ、 2、200:ケーブルビード、 300:ビード部、 4、400:ラジアルカーカス、 5a、5b、5c、5d、5e:ターンアッププライ、 6a、6b:ダウンプライ、 R:リム
Claims (2)
- 一対の環状のケーブルビードと、これらケーブルビード間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるプライの少なくとも2枚にて構成したラジアルカーカスと、を備え、
前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなる航空機用ラジアルタイヤにおいて、
TRAに定める適用サイズ及びプライレーティングに応じた規定荷重B(N)と、該タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、
520≦B/A2
を満たす事を特徴とする、航空機用ラジアルタイヤ。 - 前記タイヤの規定荷重B(N)と、前記タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)の2乗との関係は、
B/A2≦940
を満たす、請求項1に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017244423A JP2019111841A (ja) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 航空機用ラジアルタイヤ |
PCT/JP2018/046893 WO2019124471A1 (ja) | 2017-12-20 | 2018-12-19 | 航空機用ラジアルタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017244423A JP2019111841A (ja) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 航空機用ラジアルタイヤ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019111841A true JP2019111841A (ja) | 2019-07-11 |
Family
ID=67223539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017244423A Pending JP2019111841A (ja) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 航空機用ラジアルタイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019111841A (ja) |
-
2017
- 2017-12-20 JP JP2017244423A patent/JP2019111841A/ja active Pending
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