JP5331564B2 - 航空機用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特にジェット旅客機などの航空機に用いられる航空機用のラジアルタイヤに関する。

ジェット旅客機等の航空機でもラジアルタイヤが使用されるようになっている。航空機用のラジアルタイヤにおいては、高内圧で使用されるため、接地面での圧力が高い。従って、高速での離着陸又は空港内を走行する場合に、路面に落ちている突起物等を踏んだ際にトレッド部に外傷を受けることがある。特に、この外傷が大きい場合には、トレッド部のタイヤ半径方向内側に配置されたベルトまでも損傷を受けてしまうため、トレッド部の貼り替えによる更生が困難となる場合があった。そこで、このようなベルト損傷を防ぐために、トレッド部とベルトとの間に、ベルトを保護するベルト保護層を配備した構造が従来から採用されている。

特許文献１は、上記ベルト保護層（同特許文献１では、波状コード保護層）を有する航空機用ラジアルタイヤについて開示している。図３は、このような従来の航空機用ラジアルタイヤに設けるベルト保護層について示した図である。このベルト保護層１００は、波状としたコード１０１の複数本をコーティングゴム１０２で被覆したプライからなる。このベルト保護層１００は、その長手方向ＬＤでの両端部を、埋設してあるコード１０１の断面位置が一致するようにして突き合わせて接続する構造とされている。これにより、突き合わせ部分で対面するコーティングゴム１０２ａ、１０２ｂ同士の結合力を増して、接続部分での剥離を予防するようにしている。

特開平５−２９４１０７号公報

上記のように特許文献１はコーティングゴムの結合を高めてベルト保護層の耐久性を改善する好ましい航空機用タイヤの技術を提案するものである。しかしながら、ここで開示する技術は、一枚のプライの始端と終端とを突き合わせることによって環状のベルト保護層を形成することを前提としている。このような構造では、両端を互いに接続する部分（すなわち、ジョイント部）が必ず存在するので、ジョイント部の無い一体型あるいは無端構造の場合と比較すると強度的に劣ることは否めない。そして、航空機用タイヤは重荷重かつ高速域で使用されるので、耐カット性および高速耐久性の両性能の向上を図った構造とすることへの要請が特に強い。

本発明は、上記のような状況を鑑み、ベルト保護層の構造を更に改善して、耐カット性および高速耐久性を向上させ、航空機用タイヤを提供することである。

上記目的は、一対のビード部間にわたってトロイド状をなして跨がるカーカスの径方向外側に、ベルト、ベルト保護層およびトレッドをこの順次に配置してある航空機用タイヤであって、
前記ベルト保護層は、波状に型付けしたアラミド繊維コードの１本または複数本をゴムで被覆したストリップ材を、該ベルト保護層形成域の両側縁の一方から他方へタイヤの赤道面に対して斜めにかつ側縁での折れ曲がりを介して実質上トレッドの周方向にジグザグ状に連続して延ばして成る、ことを特徴とする航空機用タイヤにより達成することができる。

また、前記アラミド繊維コードによるコードの波形は、振幅をＡ、波長をＷとしたときに、７．０ｍｍ≦Ａ≦９．０ｍｍ かつ ２０．０ｍｍ≦Ｗ≦４０．０ｍｍ、とするのが好ましい。

本発明の航空機用タイヤは、アラミド繊維コードにゴムを被覆して細い帯状としたストリップ材を、ベルト保護層形成域の両側縁の一方から他方へタイヤの赤道面に対して斜めにかつ側縁での折れ曲がりを介して実質上トレッドの周方向にジグザグ状に連続して延ばしてベルト保護層が形成されている。このようなベルト保護層は、タイヤ幅方向全体に均一にストリップ材が、隈なく巻き付けられて無端の様なベルト保護層が形成される。巻き付け数によってはタイヤ径方向に所望の複数層とすることもできる。よって、耐カット性および高速耐久性を向上させて、航空機用タイヤを提供できる。
特に、上記の折れ曲がりを介してベルト保護層を形成する場合にあっても、コードに波形を付与しているため、折れ曲がり部においてコードが大きな圧縮歪みを受けることがない。これによりベルト保護層の耐久性を更に改善して、より信頼性の高い航空機用タイヤを提供できる。

本発明に係る航空機用ラジアルタイヤの幅方向断面図である。 （ａ）はベルト保護層を構成しているストリップ材の一部を拡大して示した図であり、（ｂ）はストリップ材がベルト保護層領域幅内で全体均一に隈無くジグザグ状にしながら周方向へ連続して巻き付けられるときの様子を示した図である。 従来の航空機用ラジアルタイヤに設けるベルト保護層について示した図である。

以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る航空機用の空気入りラジアルタイヤＴＲの幅方向断面図である。図１において、１はトレッド部を、２はこのトレッド部１の側部に連続して半径方向ＲＤで内方に延びる一対のサイドウォール部を、そして３は各サイドウォール部２の内周側に連続させて設けたビード部を示している。

また両ビード部３の間には、トロイダル状に延在させて設けたラジアル配列コードプライ少なくとも一枚、図例示では内４枚、外１枚からなるカーカス４が設けられている。上記の各部１、２、３に跨りタイヤの骨格となるカーカス４は、それぞれの側部をビード部３に埋設してある円環状のビードコア５の周りにタイヤの内から外に巻き返して配置されている。そして、このようなカーカス４のクラウン部７の外周上には、少なくとも１層、図示例で４層のベルト６、ベルト保護層８、そして上記トレッド部１がこの順序で位置している。なお、ＥＬはラジアルタイヤＴＲのタイヤ赤道面である。

図１で示す航空機用ラジアルタイヤＴＲは、特に、ベルト６の外側に配置されている上記ベルト保護層８に新規な構成が組込まれている。更に、図２を参照して、この点を詳細に説明する。
図２（ａ）はベルト保護層８を構成している帯状のストリップ材１０の一部を拡大して示した図であり、図２（ｂ）はこのようなストリップ材１０がベルト保護層領域幅８Ｗ内で全体均一に隈無くジグザグ状にしながら周方向へ連続して巻き付けられるときの様子を模式的に示した図である。ストリップ材１０は、ベルト保護層形成領域の両側縁の一方から他方へタイヤの赤道面ＥＬに対して斜めにかつ側縁での折れ曲がりを介して実質上トレッドの周方向にジグザグ状に連続して巻き付けられて最終的にベルト保護層８が形成されることになる。ストリップ材１０は適宜の巻付け回数とすることで、タイヤ径方向での積層を任意の複層とすることができる。ストリップ材１０をジグザグ状に巻き付ける時に重ね合わせ部分を設けることにより積層とすることができる。重ね合わせ代（しろ）を調整すれば３層以上としたベルト保護層を全体均一に形成できる。

さて、図２（ａ）で示すストリップ材１０は、内部に高弾性のポリアミドを波状に形成したコード（ここでは、例示的に２本を示す）をコーティングゴム１２でゴム被覆した帯状（リボン状）に形成してある。より詳細には、このストリップ材１０内に配備するコードとして、ポリアミドコードとして芳香族のアラミド繊維が採用されている。
なお、図２（ａ）はストリップ材１０がベルト保護層領域の右端ＲＥで屈曲させて反時計方向へ折り返した折返し部ＴＥの様子を示している。

ところで、アラミド繊維は一般的な有機繊維と比較して極めて耐久性に富む繊維であり、引張力に対して非常に強い耐久性を備えているが、圧縮力に対する耐久性は相対的に劣ることが知られている。そのため、アラミド繊維で形成したコードに大きな圧縮歪みが作用する場合、すなわち図２（ａ）で示すような屈曲箇所での使用については、その耐久性が懸念されることになる。

しかし、図２（ａ）で示すストリップ材１０の場合は、アラミド繊維によるコードが波状とされ、より好ましくは複数本のコードが間隔をもってコーティングゴム１２内に埋設されてストリップ材１０として一体化されている。このようなストリップ材１０であれば、折返し部ＴＥでストリップ材１０を折り曲げた際に内部のアラミド繊維コードは波状（波形）であるので折れ曲がることなく変形する結果、大きな圧縮歪みの発生を回避できるので故障の発生を予防できる。

図２（ｂ）で示すように、上記のストリップ材１０をベルト保護層８とするための領域幅８Ｗの両端を折返し部ＴＥとして、ここで屈曲されてジグザグ状とされながらタイヤ周方向ＣＤに巻回されている。ストリップ材１０が領域幅８Ｗ内で全体均一に隈無くジグザグ状にしながら周方向へ連続して巻き付けられることにより無端様の構造を形成できる。巻き付け数に応じて、タイヤ径方向に複数層とすることができる。

なお、上記のようにコーティングゴム１２内に埋設するアラミド繊維コードの波形は、振幅をＡ、波長をＷとしたときに、
７．０ｍｍ≦Ａ≦９．０ｍｍ かつ ２０．０ｍｍ≦Ｗ≦４０．０ｍｍとするのが好ましい。
振幅Ａが７．０ｍｍ未満であると、直線に近くなり、折り曲げ時の圧縮歪みが発生し易く、かつＦＯＤ（路面上の異物により受ける損傷）に対して耐久性が劣るという不都合が発生し易い。その一方で、９．０ｍｍを越えてしまうと、ストリップ材内で折り曲げが大きく、圧縮歪みが大きくなってしまうという不都合が発生し易い。よって、振幅Ａについては、上記のように７．０ｍｍ≦Ａ≦９．０ｍｍとするのが好ましい。

また、波長Ｗが２０．０ｍｍ未満であると、ストリップ材内で折り曲げが大きく、また折り曲げる回数も極端に増え耐久性に劣るという不都合が発生し易い。その一方で、４０．０ｍｍを越えてしまうと、ＦＯＤ（路面上の異物により受ける損傷）に対して耐久性が劣るという不都合が発生し易い。よって、波長Ｗについては、上記のように２０．０ｍｍ≦Ｗ≦４０．０ｍｍとするのが好ましい。

上記した本発明に係る航空機用の空気入りラジアルタイヤは、従来のファースト（１ＳＴ）及びセカンド（２ＮＤ）の２段階よりなるラジアルタイヤ製造工程に簡単な変更を加えて製造できる。すなわち、２ＮＤ工程に含まれる未加硫タイヤの成型工程において、未加硫ケースのカーカスプライのクラウン部分に、先ずベルトプライを巻き付ける。続いて、このベルトプライ上に複数本のアラミド繊維コードに未加硫ゴムを被覆したストリップ材を、ベルト保護層形成域の両側縁の一方から他方へ未加硫ケースの周縁に対して斜めにかつ側縁での折れ曲がりを介してジグザグ状に連続して延ばした配置の下に巻き付けて未加硫タイヤを成型する。この未加硫タイヤに加硫成型を施して、タイヤを製造するようにすればよい。

以上で説明した、本発明に係る航空機用ラジアルタイヤＴＲでは、ベルト保護層８がストリップ材１０をジグザグ状に連続して巻き付けて構成されることにより、無端に近い構造となるため耐カット性および高速耐久性を向上させた構造を実現できる。
ここで、波状に形成したアラミド繊維コードにコーティングゴムを被覆したストリップ材１０を、連続してジグザグ状に巻き付けることによりベルト保護層８が形成されている。よって、アラミド繊維に作用する圧縮歪みを軽減しつつ、ベルト保護層の耐久性を更に改善した航空機用タイヤを提供できる。

また、本発明に係るタイヤは、必要によりストリップ材１０の巻付けを適宜に増すことができるので、単層のベルト保護層では防ぐことが難しいカット衝撃に対しても、簡単に多層化して対応できる。更に、ストリップ材１０を予め作製して、準備しておけば、多種類のサイズのタイヤ製造で、シーケンスを変更して対応することができる。

ところで、前述したストリップ材１０を、前述のようにベルト上に周方向に沿ってジグザグ状に巻き付けるのではなく、ベルト上に螺旋巻きとする構造も考えられる。しかし、この場合にはストリップ材１０内のコード形状が波形としてあるので、両側端部でコードの間隔が広がる箇所つまりコードの存在しない部分が波の谷（山）相互間に周期的に存在するので、ベルト保護層端部での耐カット性を保証できない。

なお、前述したストリップ材１０のようにアラミド繊維を波状とせず、真っ直ぐな直線状としてゴム被覆したストリップ材を用いてジグザグ状に巻き付けると、先に指摘した通り、折返しの屈曲部で大きな圧縮歪みが作用するで、耐疲労性が悪化することが想定されて、十分な高速耐久性が得られない。

（実施例）
以下、更に、本発明を航空機用の空気入りラジアルタイヤ（ＡＰＲ サイズ：１４００×５３０Ｒ２３）に適用した場合の実施例について説明する。
なお、実施例用に、波状に形成したアラミド繊維コードにコーティングゴムを被覆した。アラミド繊維コードは振幅８．０ｍｍ、波長２６．５ｍｍによる波状として２本をその間隔を４ｍｍでコーティングゴムに埋設して、幅１３．７ｍｍ、厚み１．４５ｍｍの帯状のストリップ材を準備した。このストリップ材を、ベルト上にジグザグ状に巻き付けてベルト保護層を備える空気入りラジアルタイヤを製造した。
ここではストリップ材をトレッドの周方向にジグザグ状にベルトに連続して巻付けて、タイヤ径方向で２層となるようにしてタイヤ幅方向に均一な巻き付けて、ベルト保護層を形成してある。ここでは、このような実施例のベルト保護層の構造を「ジグザグ構造」、先に説明した従来のプライの始端と終端を突き合わせ成るベルト保護層の構造を「ジョイント構造」と称する。

比較のため、従来のタイヤとして、図３で示したようなプライを巻付けて端部同士を突き合わせて接続するジョイント構造を基準として、耐カット性および高速耐久性について試験した。ここでの従来タイヤとして、プライの内部に波状のアラミド繊維コードが埋設してあるものを用いた。

さらに、本発明効果の確認のため、波形のアラミド繊維コードを埋設したストリップ材をジグザグ状に巻き付けている本発明に対して、更に３種類の比較例について試験した。なお、ここで特に、説明しない他の条件は実施例のタイヤと同様であるものとする。
まず、比較例１は、直線状のナイロン繊維コードを埋設したストリップ材をジグザグ状に巻き付けてベルト保護層とした。タイヤ半径方向での層は４層と、実施例タイヤより厚めとしてある。
比較例２は、従来タイヤの変形であり、幅広い帯状部材の内部に直線状のナイロン繊維を埋設してあるものを用いてベルト保護層とした。
更に、比較例３は直線状のアラミド繊維を埋設したストリップ材をジグザグ状に巻き付けてベルト保護層とした。タイヤ半径方向での層を２層として、実施例タイヤと同様にした。

下記の表１は、耐カット性および高速耐久性について、試験結果をまとめて示したものである。
なお、耐カット性の試験として、平板上にて、規定内圧に充填されたタイヤに対して、幅５０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、刃先角度３０度の鋭利なカッターをタイヤ幅方向にあて、徐々に荷重を増加させていった。ベルト保護層の破断時の負荷荷重を、従来タイヤを「１００」とした指数で示し、数字が大きい程、性能が良いことを示している。
また、室内ドラム試験機上で、規定内圧、規定荷重にて、離陸試験条件を繰り返し実施した際にタイヤ故障が発生するまでの試験回数で高速耐久性を判断した。ここでも、従来タイヤを「１００」とした指数で示し、数字が大きい程、性能が良いことを示している。

上記表１によって確認できるように、実施例のタイヤは耐カット性および高速耐久性が共に向上した航空機用ラジアルタイヤとして好適な、空気入りタイヤであることを確認できる。

ＴＲ 航空機用ラジアルタイヤ
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス
６ ベルト
８ ベルト保護層
１０ ストリップ材
１１ コード

Claims (2)

1. 一対のビード部間にわたってトロイド状をなして跨がるカーカスの径方向外側に、ベルト、ベルト保護層およびトレッドをこの順次に配置してある航空機用タイヤであって、
   前記ベルト保護層は、波状に型付けしたアラミド繊維コードの１本または複数本をゴムで被覆したストリップ材を、該ベルト保護層形成域の両側縁の一方から他方へタイヤの赤道面に対して斜めにかつ側縁での折れ曲がりを介して実質上トレッドの周方向にジグザグ状に連続して延ばして成る、ことを特徴とする航空機用タイヤ。
2. 前記アラミド繊維コードの波形は、振幅をＡ、波長をＷとしたときに、
   ７．０ｍｍ≦Ａ≦９．０ｍｍ かつ ２０．０ｍｍ≦Ｗ≦４０．０ｍｍ
   である、ことを特徴とする請求項１に記載の航空機用タイヤ。

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