JP5363947B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特に航空機用のラジアルタイヤに関し、過荷重が付加された際のタイヤの発熱を改善することにより、耐久性を一層高めようとするものである。

航空機用ラジアルタイヤに要求される性能の一つとして、異物の対する抵抗力、すなわち耐カット性が挙げられる。航空機用タイヤは、異物を踏みつけた際にバーストあるいはピールオフに至って機体の運行に支障を及ぼす可能性があり、耐カット性を向上させることは重要な課題となっている。一方、航空機の燃料消費量を低減するため、機体重量を軽減することが命題となっており、タイヤについても同様に軽量化が求められている。このような課題に関する先行技術としては、例えば特許文献１に開示された航空機用ラジアルタイヤが知られており、タイヤの周方向に螺旋状に巻回したコードを有するベルト層によって、タイヤの径成長を抑制して踏みつけた異物がトレッド内部に侵入することを防止するとともに、ベルト層のゲージ分布を最適化してタイヤの軽量化を図ることが有用であると考えられていた。

ＷＯ２００３／０６１９９１号公報

ところで前記タイヤは、ベルト層のコードがタイヤの周方向に沿う向きに延びており、トレッド全域でコードの角度が一様であるため、ベルト各層の間に発生する歪は小さくなり優れたベルト耐久性を有しているが、ベルト層の幅方向の各位置を周方向に拘束する剛性である、ベルトのせん断剛性は弱くなる傾向がある。このため、航空機に取り付けた、対となるタイヤにバーストが発生して正規荷重を上回る過荷重が付加される状態となった際に、ショルダー部のタイヤ周方向接地長さが長くなる傾向があり、ショルダー部のトレッドゴム内の発熱量の増加によって高速耐久性に影響を及ぼす可能性があって、このような問題に十分に対応しうる、新たなタイヤの開発が求められていた。

本発明の課題は、タイヤの軽量化を図るとともに、過荷重がかかった場合でも優れた耐久性を備える、新規な航空機用ラジアルタイヤを提供することにある。

本発明は、一対のビードコアと、該ビードコアの一方から他方に向けてトロイダル状に延在する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のクラウン域の外周面に配置され、タイヤの赤道に沿って螺旋状に巻回したコードを埋設する、少なくとも２層からなる主ベルト層と、該主ベルト層の外側に配置した副ベルト層と、該副ベルト層の外側に位置するトレッドゴムを有する航空機用タイヤにおいて、
前記主ベルト層は、タイヤの幅方向中央から外側に向けて積層厚みが漸減してなり、前記副ベルト層は、タイヤの赤道に対して２°〜４５°で傾斜するコードを備え、
正規内圧を充填し正規荷重で路面に押し付けた際のタイヤの接地幅を２Ｗとし、タイヤの幅方向中央から外側に０．９５Ｗ及び１．０５Ｗ離れたタイヤ外表面上の点Ｗ_１及びＷ_２から、前記カーカス層の表面に向けて引いた垂線の長さをそれぞれ厚みＳ_１及びＳ_２とする際に、該厚みＳ_１及びＳ_２が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とするものである。
記
０．１＜１０×（Ｓ_１−Ｓ_２）／Ｗ＜０．３・・・（Ｉ）

「正規内圧」及び「正規荷重」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、欧州では、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載の、適用サイズにおける最大負荷能力に対応する空気圧および最大負荷能力をいうものとする。

上記の構成になるタイヤにおいて、前記主ベルト層の最大幅を２Ｂとする際、タイヤの幅方向中央から外側に０．８Ｂ離れた位置での、主ベルト層と副ベルト層の積層厚みＧ_１が、タイヤの幅方向中央での、主ベルト層と副ベルト層の厚みＧ_０に対し、下記式（ＩＩ）を満たすことが望ましい。
記
０．２＜Ｇ_１／Ｇ_０＜１．０・・・（ＩＩ）

上記の構成になるタイヤにおいて、副ベルト層は、単数又は複数のベルトを積層させてなり、前記ベルトは、コードを埋設したリボン状トリートが、該ベルトの幅端部において反対方向に傾斜するように同一面内で屈曲してジグザグ状に延在することが望ましい。

タイヤの接地幅を２Ｗとした時に、タイヤの幅方向中央から外側に０．９５Ｗ及び１．０５Ｗ離れたタイヤ外表面上の点Ｗ_１及びＷ_２から、前記カーカス層の表面に向けて引いた垂線の長さをそれぞれ厚みＳ_１及びＳ_２とする際に、該厚みＳ_１及びＳ_２が、前記式（Ｉ）を満たすようにしたため、タイヤに過荷重が付加された際に、接地端付近でのタイヤ幅方向における接地圧力の変化率を抑制することが可能となり、当該部分での発熱を効果的に抑制してタイヤの耐久性を大幅に向上させることができる。

主ベルト層の最大幅を２Ｂとする際、タイヤの幅方向中央から外側に０．８Ｂ離れた位置での、主ベルト層と副ベルト層の積層厚みＧ_１が、タイヤの幅方向中央での、主ベルト層と副ベルト層の厚みＧ_０に対し、前記式（ＩＩ）を満たすようにしたため、タイヤの内圧に対するベルトの剛性配分が最適化され、タイヤの軽量化を図ることが可能となる。

副ベルト層は、リボン状トリートをベルトの幅端部で反対方向に傾斜するように屈曲させたため、この幅端部においてコードの切断端を作ることなくベルトを形成することができ、コード端部におけるゴムの剥離を抑制してタイヤの耐久性を高めることが可能となる。

本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、タイヤのトレッド部周辺の右半分を、タイヤ子午線断面で示した図である。 本発明にしたがう空気入りタイヤの他の実施の形態を示した図であり、ジグザグ状ベルトについて示した展開図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。

図１における１は、カーカス層であり、該カーカス層１は、図示しない一対のビードコアを備えるビード部から、タイヤのほぼ半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部２を経て、トレッド部３を構成するトレッドゴム３ａの直下で繋がってトロイダル形状をなしている。前記カーカス層１は、少なくとも１枚のカーカスプライを備えており、このカーカスプライは、タイヤの赤道に対してほぼ直交して配置されるプライコードを埋設している。ここでほぼ直交とは、具体的にはタイヤの赤道に対する角度が８５°〜９５°の範囲であることを意味するものであって、製造上の誤差を考慮したものである。また前記プライコードは各種選択可能であり、例えばアラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等から採用される。

４は、主ベルト層であり、該ベルト層４は、前記カーカス層１のクラウン域の外周面に配置され、少なくとも２枚のベルトを積層させたものである。前記ベルトは、タイヤの赤道に沿って螺旋状に巻き回した、スパイラル状のコードをゴムに埋設したものである。これにより内圧充填時におけるタイヤの径成長を抑制することが可能となり、優れた耐カット性を得ることが可能となる。前記コードは各種選択可能であり、例えばアラミド、ポリエチレン、ナイロン等の有機繊維、ガラス繊維、スチール等から採用されるが、アラミドのような非伸長性高剛性コードを用いることが好ましい。また前記主ベルト層４は、タイヤの幅方向中央ＣＬから外側に向けて積層厚みが漸減しているが、特に幅端部において急激に薄くなっており、タイヤの軽量化を図っている。

５は、副ベルト層であり、該副ベルト層５は、前記主ベルト層４のタイヤ半径方向外側に配置され、単数または複数のベルトを積層したものである。図１の例示においては、ベルト５ａとベルト５ｂの２枚のベルトを積層したものとして表示している。前記副ベルト層５が備えるベルトは、タイヤの赤道に対して２°〜４５°で傾斜するコードをゴムに埋設したものである。コードの傾斜角度が小さくなる（タイヤの赤道と平行に近くなる）と、前記副ベルト層５の剛性が大きくなって該副ベルト層５と前記トレッドゴム３ａとの間の剛性段差が大きくなり、コードの傾斜角度が大きくなると、該副ベルト層５と前記主ベルト層４との剛性段差が大きくなり、それぞれの界面において故障が発生しやすくなるが、上記範囲であれば剛性段差が緩和され、優れたベルト耐久性を得ることが可能となる。

ここで、本発明にしたがうタイヤは、正規内圧を充填し正規荷重で路面に押し付けた際の、タイヤの幅方向中央ＣＬを中心とするタイヤの設置幅を２Ｗとした時、タイヤの幅方向中央から外側に０．９５Ｗ及び１．０５Ｗ離れたタイヤ外表面上の点をそれぞれ点Ｗ_１及び点Ｗ_２とし、この点Ｗ_１及び点Ｗ_２から前記カーカス層の表面に向けて引いた垂線の長さをそれぞれ厚みＳ_１及びＳ_２とする際に、該厚みＳ_１及びＳ_２が、下記式（Ｉ）を満たすものである。
記
０．１＜１０×（Ｓ_１−Ｓ_２）／Ｗ＜０．３・・・（Ｉ）

前記式（Ｉ）において、０．３以上の場合には、タイヤの接地端付近でのゴムの歪の変動が大きくなって発熱量の増大につながり、０．１以下の場合には、接地端より外側でゴムの体積が大きくなってタイヤの重量が増加する方向に働くが、上記範囲であれば、タイヤの重量を増やすことなくタイヤ幅方向における接地圧力の変化率を抑制することができるため、当該部分のトレッドゴム３ａの歪の変動を小さくして発熱量を低減し、タイヤの耐久性を向上させることが可能となる。

また、タイヤの幅方向中央ＣＬを中心とする前記主ベルト層４の最大幅を２Ｂとする際、タイヤの幅方向中央ＣＬから外側に０．８Ｂ離れた位置での、前記主ベルト層４と前記副ベルト層５の積層厚みＧ_１が、タイヤの幅方向中央ＣＬでの、前記主ベルト層４と前記副ベルト層５の厚みＧ_０に対し、下記式（ＩＩ）を満たすことが好ましい。
記
０．２＜Ｇ_１／Ｇ_０＜１．０・・・（ＩＩ）

前記式（ＩＩ）を満たすことにより、タイヤの内圧に対するベルトの剛性配分が最適化され、タイヤの軽量化を図ることが可能となる。下記式（ＩＩＩ）を満たす場合には、更なるタイヤの軽量化を図ることができる点でより好ましい。
記
０．２＜Ｇ_１／Ｇ_０＜０．８・・・（ＩＩＩ）

前記副ベルト層５の単数または複数のベルトは、コードが交差するようにベルトを積層させる交錯ベルトの他、図２に示すように、１本または複数本のコード６ａを埋設したリボン状トリート６を準備し、該リボン状トリート６をタイヤの赤道に対し傾斜させながら巻回し、前記ベルトの幅端部６ｂで反対方向に傾斜するように同一面内で屈曲させ、タイヤの半周分巻回した時に前記ベルトの反対側の幅端部６ｂに達するようにしてジグザグ状に延在させた、ジグザグ状ベルトであっても良い。これにより前記ベルトの幅端部６ｂにおいてコードの切断端を作ることなく、ベルトを形成することが可能となり、コード端部でゴムが剥離し、これが進展して生じる故障を効果的に抑制してベルトの耐久性を向上させることが可能となる。

表１に示す組み合わせとなる、サイズが４６×１７Ｒ２０ ３０ＰＲのラジアルタイヤを試作し、このタイヤをサイズが４６×１７Ｒ２０のリムに装着し、各タイヤにつき重量の測定と、正規荷重での耐久ドラム試験、及び１５０％荷重での耐久ドラム試験を行った。その結果を表１に併せて示す。

適合タイヤ１〜３、および比較タイヤ１〜４のそれぞれのタイヤ重量を測定した。その結果を、従来品である基準タイヤを１００としてＩＮＤＥＸで表１に示した。数値が小さいほど、重量が小さいことを示している。

正規荷重での耐久ドラム試験は、ドラム試験機上にて、正規内圧、正規荷重にて米国連邦航空局（ＦＡＡ）のＴＳＯ試験条件に定められる離陸試験を繰り返した際に、タイヤの外観に故障が確認されるまでの試験回数により評価を行った。基準タイヤを１００として、ＩＮＤＥＸで表１に結果を示した。数値が大きいほど性能が良いことを示す。なお１５０％荷重での耐久ドラム試験は、荷重を正規荷重の１５０％にした以外は、前記正規荷重での耐久性ドラム試験と同じ内容である。

その結果、比較タイヤ１、４はタイヤの重量が大きくなり、軽量化を図ることができず、比較タイヤ２、３は正規荷重での耐久ドラム試験、及び１５０％荷重での耐久ドラム試験ともに耐久性が低く、性能を満足することができない。

一方、適合タイヤ１〜３は、タイヤの重量が基準タイヤと同等で、タイヤの耐久性を向上させることができることが確認された。さらに、前記式（ＩＩＩ）を満たすタイヤ（適合タイヤ３）は、タイヤの軽量化も図ることができることが確認された。

本発明によれば、タイヤに過荷重がかかった場合でも優れた耐久性を備えるとともに、タイヤの軽量化も図ることができる、新規な航空機用ラジアルタイヤを安定的に供給できる。

１ カーカス層
２ サイドウォール部
３ トレッド部
３ａ トレッドゴム
４ 主ベルト層
５ 副ベルト層
５ａ ベルト
５ｂ ベルト
６ リボン状トリート
６ａ コード
６ｂ 幅端部

Claims (3)

1. 一対のビードコアと、該ビードコアの一方から他方に向けてトロイダル状に延在する、少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のクラウン域の外周面に配置され、タイヤの赤道に沿って螺旋状に巻回したコードを埋設する、少なくとも２層からなる主ベルト層と、該主ベルト層の外側に配置した副ベルト層と、該副ベルト層の外側に位置するトレッドゴムを有する航空機用タイヤにおいて、
   前記主ベルト層は、タイヤの幅方向中央から外側に向けて積層厚みが漸減してなり、前記副ベルト層は、タイヤの赤道に対して２°〜４５°で傾斜するコードを備え、
   正規内圧を充填し正規荷重で路面に押し付けた際のタイヤの接地幅を２Ｗとし、タイヤの幅方向中央から外側に０．９５Ｗ及び１．０５Ｗ離れたタイヤ外表面上の点Ｗ_１及びＷ_２から、前記カーカス層の表面に向けて引いた垂線の長さをそれぞれ厚みＳ_１及びＳ_２とする際に、該厚みＳ_１及びＳ_２が、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とする、航空機用ラジアルタイヤ。
   記
   ０．１＜１０×（Ｓ_１−Ｓ_２）／Ｗ＜０．３・・・（Ｉ）
2. 前記主ベルト層の最大幅を２Ｂとする際、タイヤの幅方向中央から外側に０．８Ｂ離れた位置での、主ベルト層と副ベルト層の積層厚みＧ_１が、タイヤの幅方向中央での、主ベルト層と副ベルト層の厚みＧ_０に対し、下記式（ＩＩ）を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
   記
   ０．２＜Ｇ_１／Ｇ_０＜１．０・・・（ＩＩ）
3. 前記副ベルト層は、単数又は複数のベルトを積層させてなり、前記ベルトは、コードを埋設したリボン状トリートが、該ベルトの幅端部において反対方向に傾斜するように同一面内で屈曲してジグザグ状に延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載の航空機用ラジアルタイヤ。

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