JP4118608B2 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、高内圧及び重荷重条件下で使用される航空機用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、より詳細には、トレッド部踏面からの外傷によるタイヤ破壊を有効に防止するための保護層の改良にある。
【0002】
【従来の技術】
航空機用タイヤは、高内圧及び重荷重条件下で使用されるためトレッド部に作用する接地圧が高くなる傾向があり、かかる場合において、高速での離着陸時や、空港ターミナルと離着陸を開始する位置との間を低速で移動する、いわゆるタキシング時に、路面に散在する小石や金属片等の突起物を踏みしめると、この突起物によってトレッド部踏面からカット等による外傷を受けやすくなる。この外傷がベルトにまで達すると、更正によるタイヤの繰り返し使用が困難になったり、万一、その故障を見落として使用し続けた場合には、タイヤ寿命の著しい低下を招く恐れがあり、最悪の場合には、事故に至る可能性も想定される。
【0003】
航空機用タイヤにおいて、トレッド部踏面からの突起物による耐カット性を高めるための手段としては、本願人が出願して特許された特許第2690531号公報で提案したタイヤのように、ベルトとトレッドゴムとの間に、波形コードを略タイヤ周方向に沿って配列した保護層を配設するのが有用である。
【0004】
すなわち、タイヤが突起物の上を通過する際には、突起物上に乗り上げたタイヤの部分に位置する保護層のコードは、部分的に引き伸ばされ、コードには、大きな張力が作用して切断しやすくなるため、波形コードの場合には、突起物を踏みしめたとしても、波形が変化することによってコードが伸張可能であるため、コードに作用する張力を小さくできる結果、耐カット性が向上するからである。
【0005】
また、タイヤのセンター部と幅方向両側方部には外径差があるが、接地面内では同一径になるため、両端部に位置する保護層のコードは周方向に大きく伸張する。
【0006】
仮に、保護層の波形コードの振幅が小さく、周方向長さ当たりの保護層の波形コードの長さが短い場合には、コードが伸張する方向の入力を波形コードの波形の変化で吸収することができず、突起物によって保護層のコードが容易に外傷を受けやすくなるとともに、コード周りのゴムとの間でセパレーションも生じやすくなる。
【0007】
一方、波形コードの振幅を大きくして周方向長さ当たりの保護層のコードの長さを長くしすぎた場合には、高速走行時による遠心力によるトレッド部の迫り出しを抑制する効果が低減し、トレッドゴムが剥離し易くなる。
加えて、ベルトのコードに作用する張力の一部を、保護層のコードにも負担さることによって、タイヤの耐圧性能を十分に発揮することができるが、振幅を大きくしすぎると、保護層のコードで張力を負担することができなくなるため好ましくない。
【0008】
従って、保護層の波形コードは、所定の振幅及び波長を有する波形で形成すること、及び、タイヤの全周にわたって、振幅や波長が均一になるように形成することが非常に重要である。
【0009】
しかしながら、発明者が、特許第2690531号公報に記載したタイヤについてさらに詳細に検討を行ったところ、以下の知見を得た。
【0010】
即ち、従来のタイヤの製造方法は、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして3〜10%程度の範囲とする条件下で、タイヤの内側からブラダーを膨張させて加硫金型にタイヤを押し付けた状態で加硫成形を行っていた。
【0011】
このため、グリーンタイヤにおいて、保護層の波形コードを適正な振幅及び波長で形成したとしても、製品タイヤでは、これらタイヤの径差の分だけ、保護層の波形コードは伸ばされることになり、成形後はゴムとコードが一体化されていないため、コードの波形が周上で不均一な形状になりやすく、コードの一部に大きな張力が集中する場合が生じ、コードとゴムの間にセパレーションが発生したり、耐圧性能が低下する場合があった。
【0012】
また、従来の製造方法では、保護層を、その幅と同幅のストリップを、図4及び図5に示すようにクッションゴム11上に貼り合わせて両端部をジョイントすることによって形成していた。
【0013】
しかしながら、この形成方法だと、このジョイント部15(コードの切断部)が、タイヤ幅方向に連続して存在するため、このジョイント部15から損傷しやすく、耐久性の低下を招くおそれがあり、加えて、ユニフォミティーの悪化や、タイヤ振動の要因等になる可能性があり、生産性の点でも好ましくなかった。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、特に特許第2690531号公報に記載したタイヤに比べて、保護層に配設した波形コードの振幅及び波長を適正に設定することによって、耐圧性、耐カット性及び耐セパレーション性に優れた航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるBTバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、このグリーンタイヤを加硫成形し、かつ、加硫成形時における径拡張率を、ベルトの径拡張率にして0.5%以下に制限して製造された航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、該航空機用空気入りラジアルタイヤは、対をなすビードコア間でトロイド状に延在するラジアルカーカスのクラウン部外周側に、コードをゴム被覆してなる少なくとも2層のコード層で構成したベルトと、クッションゴムと、コードが所定の振幅及び波長を有する波形形状で略タイヤ周方向に沿って延在する保護層と、トレッド部とを順次具え、前記保護層は、1本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成され、前記保護層のコードは、引張強さが14.7GPa以上であるアラミドコード又はスチールコードであり、前記ベルトは少なくとも2層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも2層のコード層は、コードをこれらコード層の両端となる位置間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルトとすることにある。
【0016】
また、上記製造方法において、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして0.5%以下に制限するための手段としては、例えば、グリーンタイヤの内部に、製品タイヤの内面形状と略等しい外面形状を有する高剛性コアを挿入した状態で加硫成形することが好ましい。
【0017】
ここで、引張強さ(強力とも言う。)は、JIS L 1017−1982の規定に従い、島津製作所社製オートグラフにて、試験温度:30℃にて求めた。
【0018】
また、保護層のコードの波形形状は、振幅が5〜25mm、波長が振幅の2〜5倍であること、クッションゴムの厚さは、1.5〜4.5mmであることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明に従う航空機用空気入りラジアルタイヤの代表的な幅方向左半断面を示したものであり、図2は、タイヤのクラウン部に位置するカーカスからトレッド部までの各部材の積層状態を示したものである。
【0020】
図1に示すタイヤ1は、対をなすビード部2にそれぞれ埋設されたビードコア3間で略ラジアル配列(具体的には、タイヤ赤道面Eに対し70〜90°の角度で配列)されたコードを有する少なくとも1枚のプライ、図1ではビードコア3及びビードフィラー4の周りに内側から外側へ折り返した4枚のアッププライ5a〜5dと、クラウン部6から両ビード部2にかけて延びる2枚のダウンプライ5e、5fとによって、いわゆるアップ‐ダウンプライ構造で形成したカーカス5を有している。
【0021】
また、このタイヤ1は、カーカス5のクラウン部6の外周側に、スチールコードをゴム被覆してなる少なくと2層のコード層、図1及び図2では、後述する無端交差ベルトで構成する2層のコード層7a、7bと、コード端が両幅端位置にある通常の交差ベルトを構成する2層のコード層7c、7dの計4層のコード層7a〜7dで構成したベルト8と、該ベルト8によって補強されるトレッド部9とを具えるとともに、ベルト8とトレッド部9との間には、波形形状をしたコード10aを配列した保護層10が配設され、加えて、ベルト8と保護層10の間には、これらのコード間で生じるせん断歪を抑制するとともに、更正する際のベルト8を保護する機能を有するクッションゴム11が配設されている。
【0022】
尚、トレッド部9には、一般タイヤと同様、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝12の他、図示は省略したが、該周方向溝を横断する方向に延びる複数本の横断溝等のトレッド溝や、複数本のサイプなどが用途に応じて適宜配設されている。
【0023】
そして、上記構成のタイヤは、後述する製造方法を用いて製造され、これによって、保護層10に配設した波形コード10aは、加硫成形時におけるコードの波形変化がほとんどなく、グリーンタイヤで設定した所定の振幅及び波長を、製品タイヤになった場合も維持することができ、その結果、コードを、設定どおりの振幅及び波長の波形形状で周上にわたって均一に配設することができる。
【0024】
尚、保護層10のコード10aは、耐ベルトコード切れ性を確保する点で、引張強さが14.7GPa以上であるアラミドコード又はスチールコードとする。
【0025】
また、保護層10のコード10aの波形形状は、振幅が5〜25mm、波長が振幅の2〜5倍であることが好ましい。振幅が5mm未満だと、波形状による接地面内での周方向の延びに対して不十分であり、25mmを超えると、ストリップの幅が広すぎてベルトの成型工程で粗密ができすぎるからであり、また、波長が振幅の2倍未満だと、波の形成が密すぎて形付けが困難となるからであり、5倍を超えると、周方向の延びの吸収が不十分になるからである。
【0026】
さらに、クッションゴム11の厚さは、1.5〜4.5mmであることが好ましい。前記厚さが1.5mm未満だと、コード周りの歪の吸収が不十分になるからであり、4.5mmを超えると、ゴムゲージが厚くなりすぎて熱を貯蔵することで早期の故障の要因になるからである。
【0027】
加えて、ベルト8は少なくとも2層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも2層のコード層、図1では、2層のコード層7a、7bは、図3に示すように、コードをこれらコード層7a、7bの両端となる位置12、13間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルト14とする。この構成によって、コード端によるセパレーションの発生を防止することができる。尚、図3では、無端交差ベルト14の形成方法を説明するため、その一部のみが示してある。
【0028】
次に、上記タイヤの製造方法を説明する。
まず、製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるBTバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、次いで、このグリーンタイヤを加硫金型内にセットした後、加硫成形することによって航空機用空気入りラジアルタイヤを製造する。
【0029】
グリーンタイヤを形成する場合において、保護層は、1本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成される。
【0030】
また、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率は、ベルトの径拡張率にして0.5%以下に制限することによって、グリーンタイヤの内面形状と製品タイヤの内面形状と実質上等しくして、グリーンタイヤで形成した保護層のコードを所定の振幅及び波長の波形形状で配設したままの状態で、加硫成形して製品タイヤになった後も維持することができるのである。前記径拡張率が0.5%を超えると、生タイヤの部材内あるいは部材間で局所的な拡張を起こす可能性が高くなり、その局所的な拡張は、局所的な薄ゲージ化等につながり、故障の要因となりうる。
【0031】
尚、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして0.5%以下に制限するための手段としては、グリーンタイヤの内部に、製品タイヤの内面形状と略等しい外面形状を有する高剛性コア、特に分割型非変形の高剛性コアを挿入した状態で加硫成形することが好ましいが、高剛性コアの代わりに、通常の加硫成形方法のようにブラダーを用いても良い。
【0032】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【0033】
【実施例】
次に、この発明に従う航空機用空気入りラジアルタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下で説明する。
・実施例
実施例のタイヤは、図1に示すタイヤ幅方向半断面を有し、タイヤサイズが46×17.0R20 30PRである航空機用空気入りラジアルタイヤであり、保護層は、 狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って表1に示す振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成し、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率は、ベルトの径拡張率にして0%とした。保護層のコードの種類、構造、引張強さ、振幅及び波長については表1に示す。また、クッションゴムの厚さは2.5mmとした。尚、その他のタイヤ構造については、一般的な航空機用空気入りラジアルタイヤと同様とした。
【0034】
比較のため、保護層をその幅と同幅のストリップを用いて、図4及び図5に示すようにクッションゴム上に貼り合わせて両端部をジョイントすることによって形成し、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして5%とした比較タイヤ(比較例)についても試作した。
【0035】
(性能評価)
上記各供試タイヤについて、耐圧性能、耐カット性及び耐セパレーション性について評価したので以下で説明する。
【0036】
耐圧性能は、ポンプで水を送り込んでタイヤを内部から加圧し、破壊時の水圧を測定し、この測定値から評価した。
【0037】
耐カット性及び耐セパレーション性は、半球状の突起を取り付けたドラムで、下記に示す条件で繰り返し走行させ、保護層のコード破断やセパレーションのいずれかが発生するまでの繰り返しサイクル数(サイクル数:最大で200サイクルとする。)を測定し、この測定値から両性能を評価した。
記
タイヤ荷重 :143.1kN
タイヤ内圧 :1090kPa
試験速度 :32km/h
走行距離 :5km/1サイクル
1サイクルに要する時間:60分(走行+停止)
【0038】
表1にこれらの評価結果を示す。尚、表1中に示す耐圧性能は、実施例1を100とした指数比で示してあり、数値が大きいほど、耐圧性能が優れている。また、表1中の耐セパレーション性の数値は、実施例1を除いて、セパレーションが発生したときのサイクル数を示す。
【0039】
【表1】
【0040】
表1の評価結果から、実施例1及び2は、比較例1及び2に比べて、耐圧性能及び耐セパレーション性が優れており、また、耐カット性については、実施例及び比較例のいずれについても保護層のコード切断が生じず、良好であった。
【0041】
【発明の効果】
この発明によれば、保護層のコードの波形形状を適正に形成することができることによって、耐カット性、耐圧性能及び耐セパレーション性に優れた航空機用空気入りラジアルタイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従う代表的な航空機用空気入りラジアルタイヤの幅方向半断面図である。
【図2】 図1のタイヤのクラウン部の構成を示す図である。
【図3】 無端交差ベルトの形成方法を説明するための図である。
【図4】 保護層を従来法によって製造したときの斜視図である。
【図5】 従来タイヤのクラウン部の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 航空機用空気入りラジアルタイヤ
2 ビード部
3 ビードコア
4 ビードフィラー
5 カーカス
6 クラウン部
7a、7b、7c、7d コード層
8 ベルト
9 トレッド部
10 保護層
11 クッションゴム
12、13 位置
14 無端交差ベルト
15 ジョイント部
E タイヤ赤道面
Claims (3)
- 製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるBTバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、このグリーンタイヤを加硫成形し、かつ、加硫成形時における径拡張率を、ベルトの径拡張率にして0.5%以下に制限して製造され、
対をなすビードコア間でトロイド状に延在するラジアルカーカスのクラウン部外周側に、コードをゴム被覆してなる少なくとも2層のコード層で構成したベルトと、クッションゴムと、コードが所定の振幅及び波長を有する波形形状で略タイヤ周方向に沿って延在する保護層と、トレッド部とを順次具え、
前記保護層は、1本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成され、
前記保護層のコードは、引張強さが14.7GPa以上であるアラミドコード又はスチールコードであり、
前記ベルトは少なくとも2層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも2層のコード層は、コードをこれらコード層の両端となる位置間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルトであること
を特徴とする航空機用空気入りラジアルタイヤ。 - 保護層のコードの波形形状は、振幅が5〜25mm、波長が振幅の2〜5倍である請求項1記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
- クッションゴムの厚さは、1.5〜4.5mmである請求項1又は2記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
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