JP4514263B2 - 高速重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機等に装着される高速重荷重用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、航空機等に装着される高速重荷重用空気入りタイヤにおいては、トレッドゴム外表面に形成された周溝の位置、幅等を、トレッドゴムの均一摩耗、排水性等の観点から、一方、ベルトプライの枚数、幅等をタイヤ耐久性、走行性能等の観点から、それぞれ個別に決定していた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、航空機の大型化、タキシング速度の高速化に伴い、さらなる高速、重荷重での走行に耐えうる空気入りタイヤが要求されるようになってきた。
【０００４】
このため、本発明者は空気入りタイヤの諸性能を向上させるべく鋭意研究を行い、特に、高速で地上走行をする重荷重用空気入りタイヤにおいて、以下のようなことが生じていることを知見した。即ち、前述のような空気入りタイヤのトレッドゴムのゲージは周溝の溝底で最も薄いため、走行時にトレッド部の変形によって該溝底に大きな歪が生じるが、このような歪は、該溝底に最も近接するベルトプライのプライ端、通常は最外側切離しプライのプライ端に、大きな影響を与える。
【０００５】
ここで、前記最外側切離しプライのプライ端にはパンタグラフ効果等によって大きな歪が生じているため、前述の溝底に生じた歪の影響が付加されると、プライ端における歪がベルトプライ中で最大となり、この結果、該最外側切離しプライのプライ端においてセパレーションが発生し易くなりタイヤ耐久性が悪化することを知見した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述の知見に基づきなされたもので、内部に多数本のコードが埋設されたトロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され、外表面に周方向に連続して延びる複数本の周溝が形成されたトレッドゴムと、前記カーカス層とトレッドゴムとの間に配設され、半径方向に積層された複数層のベルトプライからなるベルト層とを備え、前記複数層のベルトプライを、トレッドセンターＥに対して 5度から15度の角度の範囲内で交差するとともに、プライ両端において交互に逆方向に折れ曲がることによりジグザグしながらタイヤ周方向に延びるコードが全領域においてほぼ均一に埋設された複数層の無端プライと、該無端プライの半径方向外側に配置され、トレッドセンターＥに対して所定角度で傾斜するとともに、プライ端において終了している多数本のコードが埋設された複数層の切離しプライとから構成し、該切離しプライのうち、最外側に配置された最外側切離しプライの半幅Ｃを接地半幅Ｗの0.50〜1.00倍の範囲とした高速重荷重用空気入りタイヤにおいて、
トレッドセンターＥから、前記最外側切離しプライのプライ端に最も近接する周溝の幅方向中央までの距離をＧ、前記最も近接する周溝の開口幅をＨとしたとき、
Ｃ＜Ｇ− 0.6Ｈ
の関係を満足するとともに、前記ベルト層とトレッドゴムとの間に、周方向に延びるテキスタイルコードが内部に埋設された１層の保護層を配置し、該保護層の半幅Ｐを最大幅切離しプライの半幅Ｋより大とした高速重荷重用空気入りタイヤである。
【０００７】
前述のように最外側切離しプライのプライ端を周溝から幅方向内側に周溝の開口幅Ｈの 0.6倍超だけ離したので、走行時に周溝の溝底に大きな歪が発生しても、最外側切離しプライのプライ端はこの歪の影響をあまり受けることはなく、この結果、プライ端におけるセパレーションが効果的に抑制され、タイヤ耐久性が向上する。
【０００８】
また、高速重荷重走行に好適なタイヤを容易に得ることができるとともに、ベルト層をカットから容易に保護することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は、例えば航空機用等に装着される高速重荷重用空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11はビード12がそれぞれ埋設された一対のビード部13と、これらビード部13からそれぞれほぼ半径方向外側に向かって延びるサイドウォール部14と、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部15とを有する。
【００１０】
また、このタイヤ11は一方のビード部13から他方のビード部に亘って延びるトロイダル状をしたカーカス層21によって補強されており、このカーカス層21は互いに重なり合わされた１層以上、この実施形態では６層のカーカスプライ22から構成されている。これらのカーカスプライ22のうち、内層側の４層は前記ビード12の回りに折り返されたターンアッププライとなっており、また、外層側の２層は折り返し部の外側に沿ってビード12まで延びるダウンプライとなっている。そして、各カーカスプライ22内にはトレッドセンターＥに実質上直交する（ラジアル方向に延びる）多数本のナイロン繊維等からなるテキスタイルコードが埋設されている。
【００１１】
前記カーカス層21の半径方向外側にはトレッドゴム26が配置され、このトレッドゴム26の外表面には周方向に連続して延びる複数本、ここではトレッドゴム26の摩耗を均一とするため、６本の周溝27が幅方向に所定間隔離れて形成されている。ここで、これら周溝27には、通常主溝と呼ばれる広幅の溝、あるいは該主溝より狭い周方向の細溝が含まれる。
【００１２】
29は前記カーカス層21とトレッドゴム26との間に配設され、周方向張力を負担するベルト層であり、このベルト層29は半径方向に積層された複数層のベルトプライ30から構成されている。そして、これら複数層のベルトプライ30は、高速重荷重に好適なタイヤ11を容易に得るために、カーカス層21に近接する側に位置する複数層、ここでは４層の無端プライ31と、該無端プライ31の半径方向外側に配置されている、即ち、トレッドゴム26に近接する側に位置する複数層、ここでは２層の切離しプライ32とから構成している。
【００１３】
図１、２、３において、各無端プライ31は、１本以上、通常１本もしくは数本のコードをゴム被覆して構成したリボン状体33を準備し、このリボン状体33をほぼ１周する毎にプライ端34、35間を１度だけ往復させながら周方向に巻き付けるとともに、このような巻付けをリボン状体33間に隙間が生じないよう周方向にほぼリボン状体33の幅だけずらして多数回行うことで成形している。この結果、各無端プライ31内には両プライ端34、35において交互に逆方向に折れ曲がることでジグザグしながらほぼ周方向に延びるコード36が、該無端プライ31の全領域においてほぼ均一に埋設されることになる。
【００１４】
そして、前述のような方法によって無端プライ31を成形すると、コード36が２重となるため、１度に２層の無端プライ31が層間でコード36が互いに交差して成形されることになるが、これら２層の無端プライ31は幅方向両端が閉じていて（端縁同士が連続していて）、コード36が切離し端を有していない編上げ状プライ構造を呈する。ここで、リボン状体33をプライ端34、35において折り曲げる際、この実施形態においては弧状としているが、プライ端34、35に沿って周方向に延びる短い直線部分を設けるようにしてもよい。
【００１５】
また、前述のようにリボン状体33をほぼ１周させる毎にプライ端34、35間を１度だけ往復させるようにすると、コード36はトレッドセンターＥに対して 5度から15度の角度の範囲内で交差する。ここで、前述したコード36としては、ナイロン繊維等のテキスタイルコードが使用される。
【００１６】
そして、このような無端プライ31は、プライ端部にコード36の切断端がないので、プライ端34、35での層間せん断歪が大幅に低減し、プライ端34、35におけるセパレーション発生を抑制することができる。しかも、このような層間せん断歪の低減によりコード36のトレッドセンターＥに対する交差角を小さくすることができ、これにより、タイヤの軽量化を図ることができる。さらに、プライ端部でのコード36の延在方向が周方向に近い角度となるため、周方向の引張り剛性が増加し、タイヤの高速性能（例えば、耐スタンディングウエーブ性能）が向上する。
【００１７】
各切離しプライ32内にはトレッドセンターＥに対して同一の所定角度、例えば10〜35度の角度で傾斜した多数本のコードが全領域においてほぼ均一に埋設されているが、これらコードは両プライ端38において終了、即ち切断端が露出していている。そして、これら切離しプライ32のうち、少なくとも２枚は層間でコード同士が互いに交差するように、即ち逆方向に傾斜するよう配置されている。ここで、前述したコードとしては、ナイロン繊維等のテキスタイルコードが使用される。
【００１８】
前記切離しプライ32のうち、半径方向最外側に配置されている最外側切離しプライ32ａは、通常、そのプライ端38が幅方向最外側に配置されている周溝27ａ、ここではサード主溝に最も近接して配置されており、この結果、該最外側切離しプライ32ａのプライ端38には前述のように周溝27ａの溝底に発生した歪の影響が付加され、切離しプライ32の中ではプライ端38における歪が最大となるおそれがある。
【００１９】
このため、この実施形態では、最外側切離しプライ32ａの半幅（トレッドセンターＥからプライ端38までの軸方向距離）をＣ、トレッドセンターＥから前記周溝27ａの幅方向中央までの軸方向距離をＧ、前記周溝27ａの開口幅をＨとしたとき、
Ｃ＜Ｇ− 0.6Ｈ
の関係を満足するよう、即ち、最外側切離しプライ32ａのプライ端38が周溝27ａの幅方向中央から幅方向内側に周溝27ａの開口幅Ｈの 0.6倍を超えて離れるよう、これら最外側切離しプライ32ａの半幅Ｃ、周溝27ａのトレッドセンターＥからの距離Ｇ（配置位置）を決定している。なお、図１、２では、Ｃ＞Ｇ＋ 0.6Ｈの関係にあるものを図示しているが、この発明では前述のようにＣ＜Ｇ− 0.6Ｈの関係を満足する必要がある。
【００２０】
このようにすれば、走行時に周溝27ａの溝底に大きな歪が発生しても、最外側切離しプライ32ａのプライ端38はこの歪の影響をあまり受けることはなく、この結果、該プライ端38におけるセパレーションが効果的に抑制され、タイヤ耐久性が向上する。特に、前記周溝27ａが前述のように広幅の主溝であるときには、その溝底は変形し易いため、かなり大きな歪が発生するが、このような主溝から最外側切離しプライ32ａのプライ端38を離して該歪の影響を効果的に弱めれば、セパレーションをより確実に抑制することができる。
【００２１】
ここで、前述した周溝27ａの開口幅Ｈとは、周溝27ａの一側壁とトレッドゴム26の外表面との境界から、周溝27ａの他側壁とトレッドゴム26の外表面との境界までの軸方向距離であり、前記境界部に円弧状の面取りが施されているときには、該円弧の開始点が境界となる。
【００２２】
そして、前述の半幅Ｃ、距離Ｇ、開口幅Ｈは、前述のタイヤ11を下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、"DESIGN RIM"、 "Recommended Rim"）に装着するとともに、下記規格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最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧（内圧）を充填した後、標準荷重（下記規格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最大荷重・最大負荷能力）を負荷した状態で測定した値である。
【００２３】
ここで、前述の規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められており、例えば、アメリカ合衆国では「The Tire and Rim Association Inc. のYear Book」で、欧州では「The European Tire and Rim Technical Organization の Standards Manual」で、日本では「日本自動車タイヤ協会のJATMA Year Book」が相当する。
【００２４】
さらに、前述の半幅Ｃ、距離Ｇ、開口幅Ｈは、
Ｃ＜Ｇ− 0.8Ｈ
の関係を満足していることが好ましい。その理由は、前述の関係を満足している場合には、最外側切離しプライ32ａのプライ端38に対する周溝27ａの溝底における歪の影響がさらに減少し、これにより、最外側切離しプライ32ａのプライ端38におけるセパレーションが確実に抑制される。
【００２５】
但し、前記最外側切離しプライ32ａの半幅Ｃは、接地半幅Ｗの0.50〜1.00倍の範囲内でなければならない、即ち、半幅Ｃの最大値は接地半幅Ｗの1.00倍に、一方、最小値は接地半幅Ｗの0.50倍に限定される。その理由は、前記半幅Ｃが接地半幅Ｗの1.00倍を超えると、パンタグラフ効果等によって最外側切離しプライ32ａのプライ端38に発生した歪だけでプライ端にセパレーションが発生してしまうからであり、一方、前記半幅Ｃが接地半幅Ｗの0.50倍未満であると、ベルト層29の負担張力が小さくなって走行時における径成長が大きくなり過ぎるからである。
【００２６】
ここで、接地半幅Ｗとは、タイヤ11を前記規格に規定されている標準リムに装着するとともに、内部に前記規格に規定されている内圧を充填した後、前記規格に規定されている標準荷重を作用させたときの、トレッドセンターＥから接地端までの軸方向最大距離をいう。なお、前記無端プライ31の半幅（トレッドセンターＥから無端プライ31のプライ端34、35までの軸方向距離）Ｍは、通常、前記接地半幅Ｗの0.85〜1.10倍の範囲である。
【００２７】
41はベルト層29とトレッドゴム26との間に配置された保護層であり、この保護層41は内部に周方向に延びる高弾性のテキスタイルコードが埋設された１枚の保護プライ42から構成されている。この結果、前記保護層41は１層であるが、この保護層41の半幅Ｐを、最大幅切離しプライ、ここでは最外側切離しプライ32ａの半径方向内側に配置されている切離しプライ32ｂの半幅Ｋより大とし、これにより、ベルト層29全体をカットから保護している。ここで、前記保護層41の半幅Ｐは、通常、前記接地半幅Ｗの0.75〜0.95倍の範囲である。
【００２８】
【実施例】
次に、試験例を説明する。この試験に当たっては、最外側切離しプライ32ａの半幅Ｃを距離Ｇより 3mm（0.26Ｈ）だけ大とした従来タイヤと、半幅Ｃを距離Ｇより 5mm（0.43Ｈ）だけ大とした比較タイヤ１と、半幅Ｃを距離Ｇより 5mm（0.43Ｈ）だけ小とした比較タイヤ２と、半幅Ｃを距離Ｇより 7mm（0.61Ｈ）だけ小とした実施タイヤ１と、半幅Ｃを距離Ｇより 9mm（0.78Ｈ）だけ小とした実施タイヤ２と、半幅Ｃを距離Ｇより10mm（0.86Ｈ）だけ小とした実施タイヤ３と、半幅Ｃを距離Ｇより13mm（1.13Ｈ）だけ小とした実施タイヤ４とを準備した。
【００２９】
ここで、これら従来、比較、実施タイヤはいずれもサイズがＴＲＡ規格に規定された４６×１７Ｒ２０ ３０ＰＲのタイヤであり、最外側切離しプライのプライ端におけるパンタグラフ効果等に基づくせん断歪を一定とするため、距離Ｃを一定の 125mmとした。また、これら各タイヤにおける周溝の開口幅Ｈは11.5mm、接地半幅Ｗは 162mm、無端プライの半幅Ｍは 160mm、保護層の半幅Ｐは 135mmであった。
【００３０】
次に、このような各タイヤを前述のデザインリムに装着するとともに内圧を充填した後、標準荷重を負荷したと仮定して、シミュレーションにより最外側切離しプライのプライ端における層間せん断歪を求めた。その結果を以下の表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
次に、前述の各タイヤを前述のデザインリムに装着するとともに、1.53ＭPaの内圧を充填した後、 204.6ｋＮの荷重を負荷しながらドラム上を時速64.4kmで１時間の間隔を置きながら８分間だけ合計 800回走行させた。その後、これら各タイヤのトレッドゴム、保護層を取り除いて最外側切離しプライのプライ端におけるセパレーションの発生状況を調べた。その結果をセパ状況として前記表１に示すが、ここで、Ｘmmとは、プライ端にＸmmのセパレーションが発生していることを意味する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、最外側切離しプライのプライ端におけるセパレーションを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 タイヤの子午線断面図である。
【図２】 トレッド部の拡大子午線断面図である。
【図３】 無端プライ内の一部のコードを示す斜視図である。
【符号の説明】
11…空気入りタイヤ 21…カーカス層
26…トレッドゴム 27…周溝
29…ベルト層 30…ベルトプライ
31…無端プライ 32…切離しプライ
32ａ…最外側切離しプライ 34、35…プライ端
36…コード 38…プライ端
41…保護層

Claims (1)

1. 内部に多数本のコードが埋設されたトロイダル状のカーカス層と、該カーカス層の半径方向外側に配置され、外表面に周方向に連続して延びる複数本の周溝が形成されたトレッドゴムと、前記カーカス層とトレッドゴムとの間に配設され、半径方向に積層された複数層のベルトプライからなるベルト層とを備え、前記複数層のベルトプライを、トレッドセンターＥに対して 5度から15度の角度の範囲内で交差するとともに、プライ両端において交互に逆方向に折れ曲がることによりジグザグしながらタイヤ周方向に延びるコードが全領域においてほぼ均一に埋設された複数層の無端プライと、該無端プライの半径方向外側に配置され、トレッドセンターＥに対して所定角度で傾斜するとともに、プライ端において終了している多数本のコードが埋設された複数層の切離しプライとから構成し、該切離しプライのうち、最外側に配置された最外側切離しプライの半幅Ｃを接地半幅Ｗの0.50〜1.00倍の範囲とした高速重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   トレッドセンターＥから、前記最外側切離しプライのプライ端に最も近接する周溝の幅方向中央までの距離をＧ、前記最も近接する周溝の開口幅をＨとしたとき、
   Ｃ＜Ｇ− 0.6Ｈ
   の関係を満足するとともに、前記ベルト層とトレッドゴムとの間に、周方向に延びるテキスタイルコードが内部に埋設された１層の保護層を配置し、該保護層の半幅Ｐを最大幅切離しプライの半幅Ｋより大としたことを特徴とする高速重荷重用空気入りタイヤ。

Images