JP5124164B2 - 航空機用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、航空機用空気入りタイヤに関し、特に、各ビード部に複数のビードコアを有する航空機用空気入りタイヤに関する。

従来、各ビード部に複数のビードコアを有する、ジェット旅客機等の航空機に使用される航空機用空気入りタイヤが知られている。このビードコアには、複数本のワイヤを並列させてゴム被覆したストランドをリング状に巻き重ねた構造を有する、所謂ストランドビードを用いるのが一般的であるが、ビードコアの巻き終わり端の跳ね上がりを防止するため、ビードワイヤの巻き終わり端にラッピングテープを巻き付けている。ラッピングテープは、繊維部材をゴムで被覆（トリート）して形成されている。このような航空機用空気入りタイヤとして、例えば、「航空機用空気入りバイアスタイヤ」（特許文献１参照）がある。

この航空機用空気入りタイヤにおいては、ビードコアと、ビードコアを覆うラッピングテープとの間のゴムゲージを確保するため、ビードコア最外層の外側に、ビードを被覆するインシュレーションゴムと同一材質のゴムシートを巻き付けている。また、ゴムシートが巻き付けられたビードの巻き終わり端には、その前の工程で巻き終わり端のワイヤの跳ね上がりを押さえるため、ゴムで被覆した繊維部材（トリート）が巻き付けられている。
特開平７−１６４８３６号公報

ところで、近年、航空機を利用した輸送が普及し輸送量が増大するのに伴って空港の大規模化が進み、この結果、航空機の離着陸時における滑走路とターミナルの間の走行距離が長くなって、タイヤのビード部の疲労も増大するようになった。即ち、長距離走行に際し、ビード部に繰り返し入力があると、ビード部のビードコアにおけるワイヤとゴムとの剥離を招くことになり、ビードコアでのワイヤ剥離は、カーカスをつなぎ止めるビードコアの剛性低下を招く結果、ひいてはタイヤ剛性を維持することができなくなる。従って、ビードコアにおけるワイヤの剥離を生じさせないためにビードワイヤの接着性を向上させることが必要である。

ビードコアにおいて、該コア最外層ストランド両端に位置するビードワイヤに剥がれが発生するのは、ビードワイヤとラッピングテープの間のゴムゲージが薄いことが要因となっているが、これは、ビードワイヤの巻き終わり部に隣接して、ビードワイヤ最外層の外側に端末止め用の繊維部材（トリート）が位置することになるからである。つまり、結果的に、ゴムゲージ確保のためのゴムシートが機能していないことによる。
この発明の目的は、ビード部の剥離を生じさせないためにビードワイヤの接着性を向上させた航空機用空気入りタイヤを提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る航空機用空気入りタイヤは、一対のビード部のそれぞれに、複数本のワイヤを並列させゴム被覆したストランドを巻き重ねて積層したビードコアを、タイヤ幅方向に複数並べて配置した航空機用空気入りタイヤにおいて、少なくともタイヤ幅方向最内側のビードコアは、ストランド巻き終わり端部と共に前記ストランド巻き終わり端部が重なる複数段の前記ストランドの全周囲を覆う、ゴム材料をシート状にした端末止めゴム層と、最外層ストランドの外周部及び両側部のみを覆ってタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に位置し、前記ストランド巻き終わり端部では前記端末止めゴム層の外側に位置させたカバーゴム層と、前記端末止めゴム層及び前記カバーゴム層を含むビードコア全体を覆う、ゴム部材により被覆して形成されたラッピングテープとを有し、前記ストランド巻き終わり端部であるビードワイヤ端末部におけるゴムゲージを確保することを特徴としている。

また、この発明において、前記カバーゴム層と前記端末止めゴム層は、前記ビードコアのインシュレーションゴムと同一のゴム質を有するゴム材料により形成されていることが好ましい。
また、この発明において、前記カバーゴム層のゴム厚は、１．０〜２．０ｍｍの範囲にあり、前記端末止めゴム層のゴム厚は０．４〜０．８ｍｍの範囲にあることが好ましい。
また、この発明において、前記端末止めゴム層は、前記ストランド巻き終わり端部の前後５０ｍｍの範囲内に位置することが好ましい。

この発明によれば、ビードコアと、ゴムが被覆されているラッピングテープとの間のゴムゲージが確保されて、ビードワイヤの接着性が向上することにより、ビードコアにおけるワイヤ部の剥離を防止することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る航空機用空気入りタイヤの部分断面を示す説明図である。図１に示すように、航空機用空気入りタイヤ１０は、サイドウォール部１０ａのタイヤ径方向内側に連続する左右一対のビード部１１を有しており、一対のビード部１１のそれぞれには、ビードベース１１ａに沿って横並びに、複数のビードコア１２が配置されている。なお、図１において、ビード部１１は、左右一対の内の左側のみを図示する。

この航空機用空気入りタイヤ１０は、タイヤのサイズに応じて規格に規定された適用リムＲのビードシートにビードベース１１ａを密着させて装着される。各ビードコア１２には、複数のカーカス１３ａ，１３ｂ，１３ｃ（ここでは、３個を例示）のそれぞれが、ビードコア１２の周りを内側から外側に向かって折り返すように装着されている。
図２は、図１のビードコアの内部構造を示し、（ａ）はワイヤ端末部以外の断面図、（ｂ）はワイヤ端末部の断面図である。図２に示すように、ビードコア１２は、例えば、硬鋼線材料からなるビードワイヤ１４を複数本並列させゴム部材（インシュレーションゴム）で被覆して、テープ状のストランド１５とし、このストランド１５を巻回して複数層に巻き重ねて積層したワイヤ束を、ラッピングテープ１６により覆って形成されている（（ａ），（ｂ）参照）。

積層状態に巻き重ねたテープ状のストランド１５の巻き終わり端部１５ａ付近は、巻き重ねた複数段のストランド１５の全周囲が、ゴム材料をシート状に形成したテープ部材からなる端末止めゴム層１７により覆われている（（ｂ）参照）。この端末止めゴム層１７は、ストランド１５の巻き終わり端部１５ａのビードコア周囲を覆っており、ストランド１５を形成する工程において、ビードワイヤ１４の巻き終わり端の跳ね上がりを抑えることを目的として設けられる。

また、ビードコア１２の最外周である、テープ状のストランド１５を積層状態に巻き重ねたワイヤ束の最上層に位置するストランド１５の外周部及び両側部を覆い、且つ、タイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向両側に位置させて、カバーゴム層１８が設けられている（（ａ），（ｂ）参照）。このカバーゴム層１８は、ストランド１５の巻き終わり端部１５ａ付近では、端末止めゴム層１７のタイヤ径方向外側に位置するように配置されている（（ｂ）参照）。

そして、端末止めゴム層１７及びカバーゴム層１８が設けられたビードコア１２は、端末止めゴム層１７及びカバーゴム層１８を内包するように、ビードコア１２全体がラッピングテープ１６により覆われている。ラッピングテープ１６は、例えば、繊維部材（有機繊維部材）全体をゴム部材により被覆して形成されており、ビードコア１２を形成するストランド１５を覆うように巻き付けられて、ビードコア１２を補強している。
上記構成を有することにより、最上段のビードワイヤ１４が、端末止めゴム層１７やラッピングテープ１６の繊維部材と接触して接着力が低下するのを抑制することができる。
このようなビードコア１２の構成は、少なくともタイヤ幅方向最内側のビードコア１２が備えていれば良いが、全てのビードコア１２が備えていても良い。

これら端末止めゴム層１７及びカバーゴム層１８は、ビードコア１２のインシュレーションゴム（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｒｕｂｂｅｒ）と同一のゴム質からなるゴム材料により形成されている。インシュレーションゴムは、ストランドビード（ビードコア１２）のワイヤ周りに設けられたゴムであり、ビードワイヤ１４との接着性に優れ、且つ、ビードワイヤ１４の配列を確保するため加硫中の十分な粘度を必要とする。加硫中に粘度が低くなると、ビードコア１２を包んでいるプライの熱収縮によりインシュレーションゴムがビードコア１２の下段から上段の方向へ絞り出されてしまい、このインシュレーションゴムの流れにより、ビードワイヤ１４の配列が乱れビードワイヤ１４のゴムゲージが確保されなくなる。

また、端末止めゴム層１７及びカバーゴム層１８も、ビードワイヤ１４に隣接する部分に配置するゴムであることから、ビードコア１２のインシュレーションゴムと同様に、ビードワイヤ１４との接着性に優れていること、及びビード部１１の性状を確保するため加硫中の十分な粘度を有することが要求される。このため、インシュレーションゴムと同一のゴム質を有する必要がある。
このように、重なり合う端末止めゴム層１７とカバーゴム層１８を同一のゴム質からなるゴム材料により形成することで、ゴム層同士が一体化してビードコア１２内における亀裂の進展を抑えることができる。

また、端末止めゴム層１７は、ゴム層の厚さが、１．０ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲に、カバーゴム層１８は、ゴム層の厚さが、約０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に、それぞれ形成されている。これは、カバーゴム層１８の厚さが、１．０ｍｍに満たないと接着力の低下を抑制する効果を十分に得ることができず、０．８ｍｍを越えるとゴム材料が流動し易くなってビードコア１２の形状が崩れ易くなってしまうからである。
また、端末止めゴム層１７は、ストランド１５の巻き終わり端部１５ａの前後約５０ｍｍの範囲に配置される。端末止めゴム層１７を、巻き終わり端部１５ａの前後約５０ｍｍの範囲に配置するのは、巻き終わり端部１５ａのビードワイヤ１４の跳ね上がりを抑制することを目的としており、重量抑制や生産性向上等を考慮した場合、この範囲に設定することが望ましい。

つまり、ラッピングテープ１６は、ビードワイヤ１４を覆う端末止めゴム層１７及びカバーゴム層１８と同一のゴム質からなるゴム材料により形成されている。これにより、タイヤの加硫成形に際し、ビードワイヤ１４とラッピングテープ１６の確実な接着融合を図って、ビードコア１２を所定形状に保持している。
このように、ワイヤ端末止め部材を、従来の繊維部材からゴム部材、即ち、端末止めゴム層１７に変更することで、巻き重ねたストランド１５の巻き終わり端部１５ａであるワイヤ端末部における、ビードワイヤ１４とビードワイヤ１４を覆うラッピングテープ１６を、同一のゴム質からなるゴム材料により形成して、そのゴムゲージを確保することができる。

従って、ワイヤ端末部におけるビードワイヤ１４の周囲の剪断力を抑えることができるため、長距離走行によりビード部１１の疲労が増大するようになっても、ワイヤ周りの接着力を維持し確保することができる。よって、ジェット旅客機等の航空機に使用される航空機用空気入りタイヤ１０のビード部１１におけるワイヤ接着部の耐久性を向上させることができる。

次に、端末止め層の材質とゲージを異ならせた３種類のビード部について、室内耐久試験を行った。
図３は、室内耐久試験を行った３種類のビード部の概略構造を示し、（ａ）は構造Ａのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｂ）は構造Ａのワイヤ端末部の断面説明図、（ｃ）は構造Ｂのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｄ）は構造Ｂのワイヤ端末部の断面説明図、（ｅ）は構造Ｃのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｆ）は構造Ｃのワイヤ端末部の断面説明図である。
表１は、室内耐久試験を行った３種類のビード部における主たる構成を一覧にしたものである。

図３に示すように、３種類のビード部の内、構造Ａ（従来例に相当）の場合、ワイヤ端末部以外は、ビードワイヤ１４からなるストランド１５の積層部の上方（外周部）のみを覆うゴムシート１９が配置されており、ビードコア全体がラッピングテープ１６により覆われている（（ａ）参照）。ワイヤ端末部は、ワイヤ端末部以外の構成に加え、ビードコア周囲に繊維部材（トリート）からなる端末止め層２０が形成されている（（ｂ）参照）。そして、繊維部材（トリート）からなる端末止め層２０のゲージは略０．６６ｍｍである（表１参照）。

構造Ｂ（本発明に相当）の場合、ワイヤ端末部以外は、ビードワイヤ１４からなるストランド１５の積層部の上方（外周部）に加え、積層部の上端部両側部を覆うカバーゴム層１８が配置されており、ビードコア全体がラッピングテープ１６により覆われている（（ｃ）参照）。ワイヤ端末部は、ワイヤ端末部以外の構成に加え、ビードコア周囲にゴムシートからなる端末止め層（端末止めゴム層１７）が形成されている（（ｄ）参照）。そして、ゴムシートからなる端末止めゴム層１７のゲージは略０．４ｍｍである（表１参照）。

構造Ｃ（本発明に相当）の場合、ワイヤ端末部以外及びワイヤ端末部は、構造Ｂと同一の構成を有しており（（ｅ）、（ｆ）参照）、ゴムシートからなる端末止めゴム層１７のゲージは略０．８ｍｍである（表１参照）。
なお、構造Ａ〜Ｃにおいて、ビードワイヤ１４とラッピングテープ１６の間に位置するゴム部のゲージ（ゴムゲージ）と幅（ゴム幅）は、ゴムゲージが略１．２ｍｍ、ゴム幅がビード幅＋約１ｍｍである。

室内耐久試験を行う際に、試験内圧、試験荷重、速度、慣らし時間、試験開始温度、走行時間、及び試験間隔等の試験条件を適宜設定した。試験対象タイヤのサイズは、Ｈ４９×１９．０−２０ ３２ＰＲである。設定した試験条件を表２に示す。

この室内耐久試験を行った結果、表３に示すような評価を得た。

表３において、ビードワイヤ１４を巻き終えた後のワイヤ端末の跳ね上がり量は、構造Ａが略４ｍｍ、構造Ｂが略１１ｍｍ、構造Ｃが略７ｍｍである。確保されたゴムゲージ、即ち、ビードワイヤとラッピングテープの間のゴムゲージは、構造Ａが略０ｍｍ、構造Ｂが略０．２５ｍｍ、構造Ｃが略０．５１ｍｍである。ビードワイヤの接着力（％）は、構造Ａを１００とした場合、構造Ｂが１１３、構造Ｃが１４７である。
従って、室内耐久試験結果を評価すると、耐久力は、構造Ａを１００とした場合、構造Ｂは２２８、構造Ｃは４２２以上となり、構造Ａ（従来例に相当）に比べて、少なくとも２倍以上、ゴムゲージ量によっては４倍を超える耐久力を確保することができることが分かった。

この発明の一実施の形態に係る航空機用空気入りタイヤの部分断面を示す説明図である。 図１のビードコアの内部構造を示し、（ａ）はワイヤ端末部以外の断面図、（ｂ）はワイヤ端末部の断面図である。 室内耐久試験を行った３種類のビード部の概略構造を示し、（ａ）は構造Ａのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｂ）は構造Ａのワイヤ端末部の断面説明図、（ｃ）は構造Ｂのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｄ）は構造Ｂのワイヤ端末部の断面説明図、（ｅ）は構造Ｃのワイヤ端末部以外の断面説明図、（ｆ）は構造Ｃのワイヤ端末部の断面説明図である。

符号の説明

１０ 航空機用空気入りタイヤ
１０ａ サイドウォール部
１１ ビード部
１１ａ ビードベース
１２ ビードコア
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ カーカス
１４ ビードワイヤ
１５ ストランド
１５ａ 巻き終わり端部
１６ ラッピングテープ
１７ 端末止めゴム層
１８ カバーゴム層
１９ ゴムシート
２０ 端末止め層
Ｒ 適用リム

Claims (4)

1. 一対のビード部のそれぞれに、複数本のワイヤを並列させゴム被覆したストランドを巻き重ねて積層したビードコアを、タイヤ幅方向に複数並べて配置した航空機用空気入りタイヤにおいて、
   少なくともタイヤ幅方向最内側のビードコアは、
   ストランド巻き終わり端部と共に前記ストランド巻き終わり端部が重なる複数段の前記ストランドの全周囲を覆う、ゴム材料をシート状にした端末止めゴム層と、
   最外層ストランドの外周部及び両側部のみを覆ってタイヤ径方向外側及びタイヤ幅方向外側に位置し、前記ストランド巻き終わり端部では前記端末止めゴム層の外側に位置させたカバーゴム層と、
   前記端末止めゴム層及び前記カバーゴム層を含むビードコア全体を覆う、ゴム部材により被覆して形成されたラッピングテープとを有し、
   前記ストランド巻き終わり端部であるビードワイヤ端末部におけるゴムゲージを確保することを特徴とする航空機用空気入りタイヤ。
2. 前記カバーゴム層と前記端末止めゴム層は、前記ビードコアのインシュレーションゴムと同一のゴム質を有するゴム材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の航空機用空気入りタイヤ。
3. 前記カバーゴム層のゴム厚は、１．０〜２．０ｍｍの範囲にあり、前記端末止めゴム層のゴム厚は０．４〜０．８ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の航空機用空気入りタイヤ。
4. 前記端末止めゴム層は、前記ストランド巻き終わり端部の前後５０ｍｍの範囲内に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の航空機用空気入りタイヤ。

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