JP5410190B2 - 航空機用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、航空機用タイヤに関し、特には、タイヤのトレッド部の耐カット性に優れた、航空機用タイヤに関する。

従来、例えば特許文献1のように、空気入りタイヤのトレッド補強材である保護層は、波状の型付けをした波形コードをタイヤ周方向に延在させて複数本配置したものが一般的である。波形コードの材質としては、カットプロテクターの役目を持たせるために、カットに対して強い、高強力の有機繊維あるいは鋼材を使用している。

特開平5-294106号公報

しかしながら、従来のコードは走行中に異物を踏み込んだときに波形であるため、該コードの間隔が開き易く、この間隔において異物を通してしまい、カットプロテクターとしての役割を十分には発揮していなかった。

それゆえ、本発明は上記の問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、耐カット性に優れ、カットプロテクターの役目を十分に発揮するベルト保護層を有する航空機用タイヤを提供することにある。

発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねたところ、タイヤ周方向に配置された波形コードの保護層に横糸を配置して、波形コードのコード軸方向の変化を抑制することにより、走行中に異物を踏み付けた場合に異物の進入が波形コードで確実にブロックされ、波形コードのカットプロテクターとしての性能を高めることができることの知見を得た。

前記の課題を解決するための本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1) 一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスのクラウン部の径方向外側に、ベルト、ベルト保護層及びトレッドを順に配置した航空機用タイヤにおいて、
前記ベルト保護層は、タイヤ幅方向の振幅を有する波状の型付けが施された波形コードを該コード軸がトレッド周線に沿う向きに、かつ、トレッド幅方向へ並べて配置し、該波形コードと交差する向きに延びる横糸をトレッド周方向へ並列に配置してなる、航空機用タイヤ。

(2) 前記横糸は、波形コードの軸に対し、80°〜100°の角度で配置した、(1)に記載の航空機用タイヤ。

(3) 前記横糸と、前記波形コードとの交差点が該波形コードの山部及び谷部の各々にある、(1)又は(2)に記載の航空機用タイヤ。

(4) 前記横糸を、並列する前記波形コードに対して、該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通す、(3)に記載の航空機用タイヤ。

(5) 前記波形コードを、並列する前記横糸に対して、該横糸のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通す、(4)記載の航空機用タイヤ。

この発明によれば、波形コードを配列した保護層におけるそれぞれの波形コードと交差するように横糸を配置することによって、波形コードのコード軸方向の変化が抑制され、トレッド部の耐カット性を向上させることができる。

第一の実施例における、カーカス、ベルト、ベルト保護層、トレッドの積層関係を表す図である。 第二の実施例における、カーカス、ベルト、ベルト保護層、トレッドの積層関係を表す図である。 従来例における、カーカス、ベルト、ベルト保護層、トレッドの積層関係を表す図である。 波形コードに横糸を配置するための装置の概略斜視図である。 横糸をコードよりタイヤ径方向外側に配置するときの装置の部分概略平面図である。 横糸をコードよりタイヤ径方向内側に配置するときの装置の部分概略平面図である。 異物板を表す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に従う第一の実施形態の航空機用タイヤ（以下「タイヤ」という）のカーカスのクラウン部とトレッドとの間の積層構造を示す図である。すなわち、該タイヤは図1に示すように、一対のビードコア(図示せず)の間にトロイダル状に跨るカーカス1のクラウン部の径方向外側へ順に、ベルト2、ベルト保護層3、トレッド4が積層配置して成る。まず、ベルト2は、タイヤ周方向に対して傾斜して配置した複数のコードをゴムで被覆した複数のベルト層からなり、隣接ベルト層間でのコード相互が交差配列されているのが通例である。該ベルト2の径方向外側に配置するベルト保護層3は、波状の型付けが施された波形コード5をその軸がタイヤ周方向に沿って延びる向きに、かつ、タイヤ幅方向に多条に並べて配列されて、さらに、ベルト保護層3には波形コード5と交差してタイヤ幅方向に延びる横糸6が配置されている。

かように、本発明ではベルト保護層3の波形コード5に交差して横糸6を配置しているため、波形コード5が横糸6を介して隣接コード間で拘束され、波形コード5の軸方向移動が抑制される。これにより波形コード5の間隔の広がりを抑えることができるため、波形コード5の車両の走行中に突起物を踏んだ場合に該突起物の侵入を波形コード5で阻止する能力が向上し、いわゆるカットプロテクターとしての機能を十分に果たすことができるようになる。

ここで、ベルト保護層3の波形コード5の波の振幅は7〜9mm、波長は24〜28mm、打ち込み数は30〜40本/50mm程度が好ましい。また、横糸6は波形コード5に対し、波形コード5の軸に対して80°〜100°の角度で配置することが好ましい。この範囲の角度で横糸6を配置することにより、波形コード5をタイヤ幅方向に拘束して波形コード相互の間隔が広がらないようにする、効果を確実にするためである。なお、横糸6と波形コード5との、タイヤ径方向の位置関係について、図1の事例において、横糸6は、波形コード5よりトレッド4側に位置しているが、この位置関係に限られず、横糸6は、例えば波形コード5よりベルト2側に位置していても良い。

また、横糸6は図1に示すように、波形コード5の山−山、及び谷−谷間を通すことが好ましい。波形コード5は山部7a及び谷部7bが最も軸方向への変位が大きくなるため、この点を横糸6で拘束することによって、波形コード5の間隔が開くことを最も効率よく抑制することができるからである。

図2は、本発明の第二の実施形態にかかるタイヤの保護層と横糸の配置を説明するための図である。図1の例では、横糸6を並列する波形コード5のタイヤ径方向外側に通したが、図2に示すように横糸6を並列する波形コード5に対して該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すことも可能である。
このように横糸6を隣り合う波形コード5に対して、径方向にジグザグ状に変化させて配置することにより、横糸6による拘束をさらに強めて波形コード5のコード軸方向の変化を抑制する効果がより高まり、波形コードのカットプロテクターの役目をより十分に発揮させることができる。

さらに、図2に示すように、上記のように横糸6を並列する波形コード5に対して該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すことに加え、波形コード5を、並列する横糸6対して、該横糸6のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すことが好ましい。
これにより、さらに波形コード5のコード軸方向の変化を抑制する効果が高まり、波形コードのカットプロテクターの役目をさらに十分に発揮させることができる。
なお、第一の実施形態の場合と同様に、横糸6は波形コード5に対し、コード軸に対して80°〜100°の角度で配置することが好ましい。

ここで、図4ないし図6を参照して、波形コードに横糸を配置する方法を具体的に説明する。図4は、波形コードに横糸を配置するための装置を示している。図4において基盤Aは水平方向aに移動することができ、上下動ガイドBは、基盤Aに固定されている補助部材B’に対して上下方向bにスライド可能であり、水平方向には基盤Aとともに移動することができる。固定ガイドCは、図示のように定位置に適宜の手段にて固定配置されている。
図4は、波形コード用のコード12が10本の場合の例示であり、上下動ガイドBは丸穴10、5個と長穴11、5個とを交互に備え、固定ガイドCは丸穴10のみを10個備えている。上下動ガイドBの長穴11は、b方向に長い楕円形をしている。それぞれのコード12は、上下動ガイドBの丸穴10又は長穴11のいずれか1つと、固定ガイドCの丸穴10のうちの1つを該コード同士が交差しないように通過している。
ここで、基盤Aを水平方向aへ移動させると、それに伴って上下動ガイドBが水平方向aへ移動し、上下動ガイドBは、基盤Aの移動によって移動しない固定ガイドCに対して水平方向に移動することとなる。これにより、図示している10本のコード12に波状の型付けを施し、波形コードを形成することができる。

また、図4の上下動ガイドBは双方向矢印bの方向に移動することができる。図4においては上下動ガイドBが双方向矢印bのうち、b2の方向に移動した状態が例示してある。
上下動ガイドBがb2の方向へ移動するとき、10本のコード12のうち上下動ガイドBの長穴11と固定ガイドCの丸穴10とを通過するコード12については、上下動ガイドBの長穴11はb方向に長い形をしており、b方向に対して穴を形成しているスペースが大きいため、10本のコード12のうち上下動ガイドBの丸穴10と固定ガイドCの丸穴10とを通過するコード12と比べて、上下動ガイドBがb2方向へ移動しても、上下動ガイドBによってコード12の上下動ガイドB付近の部分がb2方向へ押しやられることによるb2方向への変位が相対的に小さくなる。長穴のb方向への大きさが十分である場合には上下動ガイドBの長穴11と固定ガイドCの丸穴10とを通過する糸の上下動ガイドB付近の部分は上下動ガイドBによって押しやられず、b2方向へ変位しない。

一方、上下動ガイドBがb1の方向へ移動するときも同様の原理により、上下動ガイドBの長穴11と固定ガイドC10の丸穴とを通過するコード12のb1方向への変位は、上下動ガイドBの丸穴10と固定ガイドCの丸穴10とを通過するコード12と比べて相対的に小さくなる。

このように上下動ガイドBをb方向に移動させることによって、上下動ガイドBの長穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12と上下動ガイドBの丸穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12との間には、b方向における段差が生じる。

図5は、上下動ガイドBが図4のb2の方向へ移動しているときの上下動ガイドB、固定ガイドC、波形コード及び横糸の位置関係を例示する図である。図5においてBはb2の方向に移動しているため、固定されているCよりもb2方向に位置している。上下動ガイドBの長穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12のライン14(実線)は、b方向へ変位していないのに対し、上下動ガイドBの丸穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12のライン(破線)15は、b2方向へ変位している。
このとき図5に示すように、ライン14とライン15の隙間に横糸6を通すと、横糸と波形コードとのb方向に対する位置関係が、図4のa1方向からa2方向へ向かって、横糸が波形コードよりb1側、b2側、b1側、b2側という順となるように配置できる。

図6は、上下動ガイドBが図4のb1の方向へ移動しているときの上下動ガイドB、固定ガイドC、波形コード及び横糸の位置関係を例示する図である。図6においてBはb1の方向に移動しているため、固定されているCよりもb1方向に位置している。この場合も図5の場合と同様に、上下動ガイドBの長穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12のライン16は、b方向へ変位していないのに対し、上下動ガイドBの丸穴と固定ガイドCの丸穴とを通過するコード12のライン17は、b1方向へ変位している。
このとき図6に示すように、ライン16とライン17の隙間に横糸6を通すと、横糸と波形コードとのb方向に対する位置関係が、図4のa1方向からa2方向へ向かって、横糸が波形コードよりb2側、b1側、b2側、b1側となるように配置できる。

このように上下動ガイドBをb1又はb2の方向へ移動させることにより、タイヤ完成時に、横糸6を並列する波形コード5に対して該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通るようにすることができる。

また、隣接する2つの横糸については、上下動ガイドBを当該2つの横糸のうちの一方はb1、他方はb2へ移動させてコードを通過させることにより、タイヤ完成時に、波形コード5を、並列する横糸6対して、該横糸6のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通るようにすることができる。
なお、図5、図6中の符号13は、波形コードと横糸とを組み合わせた後にゴム被覆を行うためのロール対である。

さらに、このように上下動ガイドBの丸穴及び長穴と固定ガイドCの丸穴とを活用して径方向にジグザグ状に変化させて横糸を配置する方法においては、基盤Aをa方向に移動させることによって、横糸6が波形コード5の山部7a及び谷部7bに配置されるようにすることができる。

本発明にかかるタイヤが、従来のタイヤより耐カット性に優れていることを確かめるために、カット外傷による格落率を比較する実験を行った。
発明例1として、波形コードのベルト側に横糸を配置した、図1に示すタイプのタイヤを試作した。
また、発明例2として、横糸を並列する波形コードに対して該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すことに加え、波形コードを、並列する横糸対して、該横糸のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すようにした、図2に示すタイプのタイヤを試作した。(表1においてジグザグとしている。)
さらに、従来例として横糸を有さないタイヤを試作した。
発明例1、発明例2及び従来例にかかるタイヤの緒元は以下の表1に示す。

APR50×20.0R22 32PRの新品のタイヤを試供タイヤとし、発明例1、発明例2及び従来例の各仕様に従って、各50本ずつ試作して各試作タイヤを耐カット性試験に供した。
耐カット性試験は、以下のようにして行った。図7に示すように、まず、タイヤサイズ50×20.0R22 32PRの接地幅の約1/2に当たる210mm幅の領域に40mm間隔で金属異物18を取り付けた異物板19を作製する。なお、異物18はタイヤの周方向に50cmの位置に断面方向に20cmずらして配置した。
金属異物18の径は先端が3mm、根元が5mmの円錐形で、高さはタイヤのトレッド表面からベルト下3mmに到達する高さとする。異物18の先端径の大きさは、波形コードの間隔以上で、波形コード3本にかからない大きさとした。すなわち、波形コード間隔は、打ち込み数が35本/50mmであるので、50mm/35=1.4mmであり、波形コード3本にかからない幅は波形コード間隔2つ分と1本の波形コードのコード径の和であるので、1.4mm×2+1.1mm=3.9mmであり、この範囲にある大きさとして3mmとした。
また、根元の径を5mmとして円錐形にしているのは、タイヤが異物18を踏み込んだときに折れないように強度をもたせるためである。
さらに、先端は面取りをしてタイヤのトレッドゴムに食い込みやすいようにする。

上記タイヤサイズ50×20.0R22 32PRのタイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とした。それからタイヤに最大負荷能力で規定される荷重をかけ、40m/hの速度で回転中のドラムとタイヤの間に異物板19を通過させ、タイヤに外傷を与える。このときタイヤのセンターと異物板のセンターを極力合わせる。
ベルト表面より2.0mm以上の場合は更生不可であるとして耐カット性を評価した結果を表2に示す。

表2に示したように、本発明にかかる発明例1、発明例2のタイヤは従来例のタイヤよりもカットによる格落本数が少なく、カットによる格落率及び格落率指数も小さいという結果が出た。以上のことから、本発明にかかるタイヤは従来のタイヤより耐カット性に優れているといえる。

また、表2に示したように、発明例2のタイヤは発明例1のタイヤよりカットによる格落本数が少なく、カットによる格落率及び格落率指数も小さいという結果が出ている。
このことから、横糸を並列する波形コードに対して該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すことに加え、波形コードを、並列する横糸対して、該横糸のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通すようにした、図2に示すタイプのタイヤは、波形コードのベルト側に横糸を配置した、図1に示すタイプのタイヤより耐カット性に優れているといえる。

耐カット性に優れた航空機用タイヤを市場に提供できる。

1 カーカス
2 ベルト
3 ベルト保護層
4 トレッド
5 波形コード
6 横糸
7a 山部
7b 谷部
8a タイヤ周方向
8b タイヤ幅方向
9 糸の進行方向
10 丸穴
11 長穴
12 波形コード用の糸
13 ロール対
14、16 b方向に変位しない波形コードのライン
15、17 b方向に変位した波形コードのライン
18 異物
19 異物板
20 タイヤ周方向
A 盤台
B 上下動ガイド
B’ 補助部材
C 固定ガイド
a、a1、a2 盤台が移動する方向
b、b1、b2 上下動ガイドBが移動する方向

Claims (5)

1. 一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスのクラウン部の径方向外側に、ベルト、ベルト保護層及びトレッドを順に配置した航空機用タイヤにおいて、
   前記ベルト保護層は、タイヤ幅方向の振幅を有する波状の型付けが施された波形コードを該コード軸がトレッド周線に沿う向きに、かつ、トレッド幅方向へ並べて配置し、該波形コードと交差する向きに延びる横糸をトレッド周方向へ並列に配置してなる、航空機用タイヤ。
2. 前記横糸は、前記波形コードの軸に対し、80°〜100°の角度で配置した、請求項1に記載の航空機用タイヤ。
3. 前記横糸と、前記波形コードとの交差点が該波形コードの山部及び谷部の各々にある、請求項1又は2に記載の航空機用タイヤ。
4. 前記横糸を、並列する前記波形コードに対して、該コードのタイヤ径方向外側と内側とに交互に通す、請求項3に記載の航空機用タイヤ。
5. 前記波形コードを、並列する前記横糸に対して、該横糸のタイヤ径方向外側と内側とに交互に通す、請求項4に記載の航空機用タイヤ。

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