JP4298073B2 - 高速重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

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    • B60C15/0607Flipper strips, fillers, or chafing strips and reinforcing layers for the construction of the bead characterised by features of the bead filler or apex comprising several parts, e.g. made of different rubbers

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高速重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、ビード部耐久性に優れる航空機用空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
高速重荷重条件で使用される典型例としての航空機用空気入りラジアルタイヤには、当該タイヤの最大荷重の2倍荷重(以下200%荷重という)負荷の下での高速走行に耐えるビード部耐久性が要求される。ここにいう最大荷重とは、TRAのAIRCRAFT YEAR BOOK(1999)に記載されているMaximum Load又はETRTOのAIRCRAFT TYRE AND RIM DATA BOOK(1999) に記載されているMaximum Static Load(kg) を言う。
【0003】
上記のようなビード部の耐久性向上には、ビードコアから先細り状にタイヤ半径方向に延びるエペックスゴムに関し、ボリュウムが大きな効果を奏するとしてタイヤ半径方向高さを適正化する手段が提案されている。その一方、最外側カーカスプライに沿って配置するビード部補強ゴムストリップも、ボリュウムが大きく影響するとして、ゲージ分布やモジュラスの適正化が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のエペックスゴムや補強ゴムストリップの適正化は、それぞれのゴム単独の提案であり、通常のビード部耐久性向上には効果を示す反面、最大荷重の2倍荷重条件での走行に対するビード部耐久性は十分ではない。
【0005】
この原因を追求したところ、エペックスゴムと補強ゴムストリップとの間の物性バランスが適正でないこと、また、両者ゴムのボリュウムバランスに適正を欠くことを究明することができた。
【0006】
従って、この発明の請求項1、2に記載した発明は、エペックスゴムと補強ゴムストリップとの間の物性バランスを適正化し、かつ、これら両種ゴム間のボリュウムバランスを適正化して、最大荷重の2倍荷重負荷の下での高速走行に耐え得る高度のビード部耐久性を発揮することができる高速重荷重用空気入りラジアルタイヤを提案することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の請求項1に記載した発明は、一対のビード部及び一対のサイドウォール部とトレッド部とを有し、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強する2プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードのカーカスを備え、カーカスは1プライ以上のターンアッププライと、該プライを外包みする1プライ以上のダウンプライとを有し、これらプライの間でビードコアから先細り状に延びるエペックスゴムを有する高速重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
ビード部は、ビードコア近傍位置からダウンプライの外側に沿いタイヤ半径方向外方に向かって延びるビード部補強ゴムストリップを備え、
補強ゴムストリップの100%伸長モジュラスM100Rに対する、エペックスゴムの100%伸長モジュラスM100Aの比M100A/M100Rの値が1.0〜7.5の範囲内にあり、
タイヤとその規定リムとの組立体に規定空気圧を充てんした組立体断面にて、ビードコアの断面図形の重心を通るタイヤ回転軸線と平行な直線Lと、規定リムのフランジ高さの1.5倍の位置を通る直線Lに平行な直線Tとタイヤ外側表面との交点Pを通る、タイヤ内面の法線Nとで囲まれる領域内の補強ゴムストリップの断面積Raが、同じ領域内のエペックスゴムの断面積Aaの1.5〜3.5倍の範囲内にあることを特徴とする高速重荷重用空気入りラジアルタイヤである。
【0008】
ここに、タイヤの規定リム及び規定空気圧とは、THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC. の1999 AIR CRAFT YEAR BOOK及びThe European Tyre and Rim Technical OrganisationのAIR CRAFT TYRE AND RIM DATA BOOK 1999 の少なくとも一方の規格で、タイヤ種類、タイヤサイズ毎に規定しているリム及び空気圧(Un-Loaded Inflation Pressure)を指す。また、前述及び後述の最大荷重も上記規格のMax.Load, Max. Static Loadを適用する。
【0009】
請求項1に記載した発明に関し、実際上は、請求項2に記載した発明のように、エペックスゴムの100%伸長モジュラスM100Aが、50〜150kgf/cm2 の範囲内にあり、補強ゴムストリップの100%伸長モジュラスM100Rが、20〜50kgf/cm2 の範囲内にあるのが適合する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1に基づき説明する。
図1は、この発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤとリムとの組立体の要部左側断面図である。
図1において、重荷重用空気入りラジアルタイヤ(以下タイヤという)は、一対のビード部1(片側のみ示す)と、これに連なる一対のサイドウォール部2(片側の一部のみ示す)と、トレッド部(図示省略)とを有する。
【0011】
また、タイヤは、一対のビード部1内にそれぞれ埋設したビードコア3相互間にわたり、各ビード部1及び各サイドウォール部2と、トレッド部とを補強するカーカス4を備える。カーカス4は、2プライ以上の(図示例は6プライ)ゴム被覆ラジアル配列コードプライを有する。このカーカス4のコードは有機繊維コードが適合する。
【0012】
また、カーカス4は1プライ以上の、図示例は4プライのターンアッププライ4uと、このターンアッププライ4uを外包みする1プライ以上の、図示例は2プライのダウンプライ4dとを備える。ターンアッププライ4uは、ビードコア3の周りをタイヤ内側から外側に向け巻上げるプライである。
【0013】
また、ビード部1は、ビードコア3の外周面から、ターンアッププライ4uとダウンプライ4dとの間で、タイヤ半径方向外方に向け先細り状に延びるエペックスゴム5と、ダウンプライ4dの外側に沿って延びる補強ゴムストリップ6とを備える。補強ゴムストリップ6の外側にはチェーファゴム7が位置し、タイヤ外側表面を形成する。チェーファゴム7には、十分な耐リム擦れ性策のため、硬質ゴムを適用する。
【0014】
ここで、補強ゴムストリップ6の100%伸長モジュラスM100Rに対する、エペックスゴム5の100%伸長モジュラスM100Aの比M100A/M100Rの値が1.0〜7.5の範囲内にあることを要する。実際上は、モジュラスM100Aが50〜150kgf/cm2 の範囲内にあり、モジュラスM100Rが20〜50kgf/cm2 の範囲内にあるのが適合する。
【0015】
図1は、タイヤはその規定リム10に組付け、これに規定内圧を充てんしたタイヤとリム10との組立体の左側断面図を示す。この断面図上にて、ビードコア3の断面図形の重心Gを通るタイヤ回転軸線Xと平行な直線Lを引く。同じ断面図上にて、リム10の実際のリム径DR 位置を通るタイヤ回転軸線Xと平行な直線RL、すなわちリム径ラインRLから測ったリム10のフランジ10F高さFHの1.5倍の位置を通る直線Lと平行な直線Tを引く。
【0016】
直線Tとタイヤ外側表面との交点を点Pとし、交点Pを通るタイヤ内面SI の法線Nと、先の直線Lとで囲まれる領域内のエペックスゴム5の断面積Aaと、同じ領域内の補強ゴムストリップ6断面積Raとにつき、断面積Raは断面積Aaの1.5〜3.5倍の範囲内とする。
【0017】
さて、200%荷重をタイヤに負荷したとき、荷重直下におけるビード部1は、図1の二点鎖線で示すように倒れ込み、、リム10のフランジ10Fに押し付けられる。そのとき、直線Lとビード部1の外側表面との交点Qから交点Pまでにわたる間のビード部1領域が、フランジ10Fの突き上げにより、特に厳しい入力を受ける。
【0018】
このとき、比M100A/M100Rの値を1.0〜7.5の範囲内とすることで、より具体的には、モジュラスM100Aが50〜150kgf/cm2 の範囲内で、かつ、モジュラスM100Rが20〜50kgf/cm2 の範囲内であることにより、エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6との間の100%伸長モジュラスのバランスがとれ、ビード部1の倒れ込み変形量が抑制され、交点Pは接触点PD に止まる。
【0019】
モジュラスM100Aが50kgf/cm2 未満で、かつ、モジュラスM100Rが20kgf/cm2 未満では、ビード部1の倒れ込み位置は接触点Rまで延び、ビード部1のひずみが過大になり不可である。一方、モジュラスM100Aが150kgf/cm2 を超えると、ビード部1の耐久性は向上するが、ビード部1の過大な硬化がクラウン部、特にショルダ部に悪影響をもたらし、トレッドゴムのピールオフ故障からベルト破壊故障に至り、モジュラスM100Rが50kgf/cm2 を超えると、ダウンプライ4dと補強ゴムストリップ6との間に界面セパレーションが発生するので、共に不可である。
【0020】
また、比M100A/M100Rの値が1.0未満では、エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6との間の100%伸長モジュラスM100 の関係が逆転し、チェーファゴム7及び補強ゴムストリップ6ゴムのブローアウトに始まり、ダウンプライ4dのコード切れ故障に発展するので不可である。また、比M100A/M100Rの値が7.5を超えると、エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6との間の剛性格差(剛性段差)が過大となり、エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6とに挟まれるカーカス4のプライに大きなひずみが加わり、ダウンプライ4dと補強ゴムストリップ6との間のセパレーション故障が発生し、又はダウンプライ4dのコード破断故障は発生するため不可である。
【0021】
さらに、断面積Raは断面積Aaの1.5〜3.5倍の範囲内とすることで、硬質チェーファゴム7とダウンプライ4dとの間でクッション効果が十分に発揮され、ダウンプライ4dとチェーファゴム7との間に挟まれる補強ゴムストリップ6のダウンプライ4d近傍のせん断ひずみが軽減され、結局、セパレーション故障の発生と、それに伴うダウンプライ4dのコード破断発生とを阻止する。
【0022】
その一方、補強ゴムストリップ6内部のせん断応力が軽減されるので、発熱量が低減し、フランジ10Fとの接触面に生じるゴムのブローアウト故障の発生も阻止する。以上のようにして、200%荷重負荷でのビード部1の耐久性は大幅に向上する。
【0023】
ここに、断面積Raが断面積Aaの1.5倍未満では、エペックスゴム5のボリョウムが多過ぎるか、補強ゴムストリップ6のボリョウムが少な過ぎるかのいずれかであり、この場合、補強ゴムストリップ6のクッション効果が低下し、ダウンプライ4d近傍ゴムのせん断ひずみが過大となり、ダウンプライ4d近傍にセパレーション故障が発生し、ダウンプライ4dのコード破断が発生するので不可である。
【0024】
その一方、断面積Raが断面積Aaの3.5倍を超えると、補強ゴムストリップ6のボリョウムが多過ぎるか、エペックスゴム5のボリョウムが少な過ぎるかのいずれかであり、この場合、フランジ10Fからの突き上げにより補強ゴムストリップ6の押し出し現象が著しくなる。
【0025】
その結果、補強ゴムストリップ6内でのせん断ひずみが過大となり、このゴム6の発熱量が著しく増加し、フランジ10Fとの接触領域でゴムのブローアウト故障が発生するので不可である。また、ビード部1の倒れ込み抑制効果が低減し、エペックスゴム5本来の役割を十分に果たすことができない。また、製造時に、ターンアッププライ4uの低い巻上げ部にクリス故障が発生する不具合をもたらす。
【0026】
以上述べたように、この発明のタイヤは、エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6との相互関係を適正化することで、ビード部耐久性、特に、200%荷重負荷時のビード部耐久性を大幅に向上させることができる。
【0027】
【実施例】
航空機用ラジアルプライタイヤで、サイズが42×17.0R18の26PR(プライレィティング)と、サイズが50×20.0R22の32PRとの2種類で、タイヤ構成は図1に従う。エペックスゴム5と補強ゴムストリップ6とに関し、M100A、M100R、比M100A/M100Rの値、比Ra/Aaの値それぞれを表1及び表2に示す。
【0028】
【表1】
Figure 0004298073
【0029】
【表2】
Figure 0004298073
【0030】
上記2サイズの各諸元のタイヤを供試タイヤとして、下記試験条件で、航空機用タイヤに特有のドラム耐久性テストを実施した。
すなわち、正規リム10に組付けたタイヤとリムとの組立体に、TRAで定める内圧を充てんし、200%荷重をドラムの曲率半径で修正した荷重を負荷し、組立体をドラムに押し当て、70秒間に一定の加速度で速度235MPHまで加速するものである。このテスト結果を表1、2の下欄に記載した。
【0031】
表1、2が示す結果から、この発明に従うタイヤは全て故障発生なく、完走していることが分かる。これに対し、この発明から外れるタイヤは、加速途中でビード部がバーストするか、完走してもリムのフランジに倒れ込むビード部のゴムにブローアウト故障が発生していることが分かる。
【0032】
【発明の効果】
この発明の請求項1、2に記載した発明によれば、エペックスゴムと補強ゴムストリップとの間に、適正な物性バランスと適正なゴムボリュウムバランスとを確立することができ、これにより、200%荷重負荷での高速走行に十分に耐えることが可能な高速重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明のタイヤの要部片側断面図である。
【符号の説明】
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 ビードコア
4 カーカス
4u ターンアッププライ
4d ダウンプライ
5 エペックスゴム
7 チェーファゴム
10 規定リム
10F フランジ
X タイヤ回転軸線
G ビードコアの断面図形重心
L 重心Gを通る軸線Xと平行な直線
T フランジ高さの1.5倍位置を通る直線Lと平行な直線
I タイヤ内面
P 直線Tとビード部外側表面との交点
N 交点Pを通るタイヤ内面の法線
RL リム径ライン

Claims (2)

  1. 一対のビード部及び一対のサイドウォール部とトレッド部とを有し、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強する2プライ以上のゴム被覆ラジアル配列コードのカーカスを備え、カーカスは1プライ以上のターンアッププライと、該プライを外包みする1プライ以上のダウンプライとを有し、これらプライの間でビードコアから先細り状に延びるエペックスゴムを有する高速重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
    ビード部は、ビードコア近傍位置からダウンプライの外側に沿いタイヤ半径方向外方に向かって延びるビード部補強ゴムストリップを備え、
    補強ゴムストリップの100%伸長モジュラス( M100R) に対する、エペックスゴムの100%伸長モジュラス( M100A) の比(M100A/M100R)の値が1.0〜7.5の範囲内にあり、
    タイヤとその規定リムとの組立体に規定空気圧を充てんした組立体断面にて、ビードコアの断面図形の重心を通るタイヤ回転軸線と平行な直線(L)と、規定リムのフランジ高さの1.5倍の位置を通る直線(L)に平行な直線(T)とタイヤ外側表面との交点(P)を通る、タイヤ内面の法線(N)とで囲まれる領域内の補強ゴムストリップの断面積(Ra)が、同じ領域内のエペックスゴムの断面積(Aa)の1.5〜3.5倍の範囲内にあることを特徴とする高速重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
  2. エペックスゴムの100%伸長モジュラス( M100A) が、50〜150kgf/cm2 の範囲内にあり、補強ゴムストリップの100%伸長モジュラス( M100R) が、20〜50kgf/cm2 の範囲内にある請求項1に記載したタイヤ。
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