JP5763818B1

JP5763818B1 - 航空機用タイヤ

Info

Publication number: JP5763818B1
Application number: JP2014171669A
Authority: JP
Inventors: 吉田　隆司; 隆司吉田
Original assignee: DAITO PRESS MFG. CO., LTD.
Current assignee: DAITO PRESS MFG. CO., LTD.
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: EP2990331B1; CN105383686B; CA2898699A1; JP2016043881A; CA2898699C; US20160059955A1; CN105383686A; EP2990331A1; US9731817B2

Abstract

【課題】着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができるとともに、着地時に航空機を加速または減速させるようなショックを抑えることができる航空機用タイヤを提供する。【解決手段】航空機の車輪１の外周部分を構成するタイヤ本体４の側面に飛行風圧を受ける突起５を設け、該突起５が受ける飛行風圧の作用により、着地前の車輪１を、着地滑走時の車輪１の回転方向と同一方向に予め回転させるようにした航空機用タイヤ３において、突起５に形成された中空部１１の内部に錘１５を組み込み、車輪１の回転運動に伴って錘１５に作用する遠心力を利用して突起５を変形させてその突起５が受ける飛行風圧の受圧面積を変化させることにより、着地前の車輪１の回転速度を、着地時の飛行速度に見合う車輪の回転速度に近づけるようにする。【選択図】図３

Description

本発明は、飛行風圧を受けて回転するようにした航空機用タイヤに関し、特に、調速機能を備えた航空機用タイヤに関するものである。

例えば超大型旅客機であるエアバスＡ３８０では、重量が５６０トンにもなり、その巨体を前脚２本、主脚２０本の合計２２本のタイヤで支えなければならない。このような航空機で使用されるタイヤは、その内圧が乗用車用タイヤの６倍以上であり、タイヤ自体の材質や表面構造の改良を加えるなどの手段が講じられている。

ところで、航空機の着陸工程において、着地前の時点では航空機の車輪は停止しているため、車輪の回転速度が、着地時の飛行速度（例えば２５０ｋｍ／ｈ程度）に見合う回転速度（以下、「目標回転速度Ｖ_Ａ」と称する。）と同一になるまでは、滑走路とタイヤとの間に大きな加圧摩擦が発生し、タイヤは相当の高温に加熱された状態で滑走路に接地するため、タイヤゴムの焦げ付き跡が滑走路に残るほどタイヤが摩耗するという問題があった。

このような問題を解決し得るものとして、タイヤ本体の側面に飛行風圧を受ける複数枚の弯曲羽根を配設し、該弯曲羽根が受ける飛行風圧の作用により、着地前の航空機の車輪を、着地滑走時の車輪の回転方向と同一方向に予め回転させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２５４８９２号公報

上記特許文献１に係る技術によれば、タイヤ本体の側面に配設された弯曲羽根が受ける飛行風圧の作用によって着地前の航空機の車輪が着地滑走時の車輪の回転方向と同一方向に予め回転されるので、航空機の着陸時における滑走路とタイヤとの間の加圧摩擦を大幅に低減することができ、着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができる。

しかしながら、この特許文献１に係る技術では、着地前の車輪の回転速度が、目標回転速度Ｖ_Ａを超えた状態で着陸した場合、着地時に航空機を加速させるようなショックが発生する一方で、着地前の車輪の回転速度が目標回転速度Ｖ_Ａに達しない状態で着陸した場合、着地時に航空機を減速させるようなショックが発生するという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができるとともに、着地時に航空機を加速または減速させるようなショックを抑えることができる航空機用タイヤを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による航空機用タイヤは、
航空機の車輪の外周部分を構成するタイヤ本体の側面に飛行風圧を受ける突起を設け、該突起が受ける飛行風圧の作用により、着地前の車輪を、着地滑走時の車輪の回転方向と同一方向に予め回転させるようにした航空機用タイヤにおいて、
前記突起を中空状とし、該中空状の突起の内部に錘を組み込み、車輪の回転運動に伴って錘に作用する遠心力を利用して前記突起を変形させてその突起が受ける飛行風圧の受圧面積を変化させることにより、着地前の車輪の回転速度を、着地時の飛行速度に見合う車輪の回転速度に近づけるようにしたことを特徴とするものである。

本発明の航空機用タイヤによれば、タイヤ本体の側面に設けられた突起が受ける飛行風圧の作用によって着地前の車輪が着地滑走時の車輪の回転方向と同一方向に予め回転されるので、航空機の着陸時における滑走路とタイヤとの間の加圧摩擦を大幅に低減することができ、着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができる。
また、タイヤ本体の側面に設けられた突起が中空状とされ、該中空状の突起の内部に錘が組み込まれ、車輪の回転運動に伴って錘に作用する遠心力を利用して突起を変形させてその突起が受ける飛行風圧の受圧面積を変化させることによって、着地前の車輪の回転速度が、着地時の飛行速度に見合う車輪の回転速度に近づけられるので、両者の回転速度差を減じることができ、着地時に航空機を加速または減速させるようなショックを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る航空機用タイヤが装着された車輪を示す図で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図１（ｂ）のＢ部拡大図である。図２のＣ−Ｃ線断面図を示す図で、（ａ）は錘が中空部の径方向内側寄りの位置にある状態図、（ｂ）は錘が中空部の径方向外側寄りの位置にある状態図、（ｃ）および（ｄ）は突起が錘によって弾性変形された状態図である。同航空機用タイヤに設けられる突起の変形例を示す図である。

次に、本発明による航空機用タイヤの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜航空機の車輪の説明＞
図１（ａ）〜（ｃ）に示される航空機の車輪１は、ホイール２に航空機用タイヤ３が装着されて構成され、図中記号Ａ矢印で示される航空機の飛行方向に対し、着地滑走時に図中記号Ｒ矢印方向に回転運動するものである。

＜航空機用タイヤの説明＞
航空機用タイヤ３は、車輪１の外周部分を構成するタイヤ本体４を備え、このタイヤ本体４の側面に飛行風圧（図１（ｂ）中記号Ｐ矢印）を受ける複数の突起５がタイヤ本体４と一体成形で円周方向に所定ピッチで配設されてなり、突起５が受ける飛行風圧の作用により、着地前の車輪１を、着地滑走時の車輪１の回転方向（Ｒ矢印方向）と同一方向に予め回転させることができるようになっている。

＜突起の説明＞
突起５は、車輪１の回転方向に対して後行する基端側に飛行風圧を受け止める半円状の風圧受け面部１０を有している。
突起５において、風圧受け面部１０から先端側の部分は、車輪１の回転方向に進むに従って先細るように幅が狭まるとともにタイヤ本体４の側面からの突出高さが低くなるような流線形状に形成されている。このように流線形状とすることにより、乱流が発生せず、異音の発生を未然に防ぐことができる。なお、流線形状部分の長さは、本例に示したものと比較して、長くしたり、短くしたりするなど、適宜に設定することができる。

図２に示されるように、突起５において、風圧受け面部１０から車輪１の回転方向に向かって中間位置に至る部分の内部には、タイヤ本体４の径方向およびタイヤ本体４の側面からの突出高さ方向のそれぞれに所要の広がりを有する略半円柱状空間よりなる中空部１１が形成されている。
また、突起５における車輪１の回転方向に向かって先端部寄りの部位には、切込１２が形成され、この切込１２と中空部１１とを繋ぐように錘挿入路１３が形成されている。

＜錘の説明＞
中空部１１内には、両端部が半球状で中間部が円柱状の全体としてカプセル形状とされた鉄製の錘１５が、切込１２から錘挿入路１３を通して組み込まれている。
ここで、錘挿入路１３は、通常、突起５の弾性復元力によって閉じられる、あるいは錘１５が通過不可な程細く絞られた状態とされており、錘１５の先端部を切込１２に押し付けてその切込１２を押し広げ、突起５の弾性復元力に抗して錘１５を切込１２から錘挿入路１３へと押し込み、錘挿入路１３を押し広げながら錘１５を更に奥へと押し進めていき、遂には中空部１１内に錘１５を入れることができる。そして、一旦、錘１５が中空部１１内に入ると、突起５の弾性復元力によって錘挿入路１３が閉じられる、あるいは錘１５が通過不可な程細く絞られるので、錘１５が中空部１１から外に出ることがない。

＜着陸時の車輪の回転運動の説明＞
図１（ａ）〜（ｃ）に示される車輪１を着陸工程において機外に張り出すと、図１（ｂ）に示されるように、突起５の風圧受け面部１０が受ける飛行風圧（図中記号Ｐ矢印）の作用により、着地前の車輪１が、着地滑走時の車輪１の回転方向（図中Ｒ矢印方向）と同一方向に回転される。

＜飛行風圧の受圧面積の変化の説明＞
着地前の車輪１の実際の回転速度Ｖ（以下、「実回転速度Ｖ」と称する。）が、着地時の飛行速度（例えば２５０ｋｍ／ｈ程度）に見合う回転速度Ｖ_Ａ（以下、「目標回転速度Ｖ_Ａ」と称する。）に達する前のある速度域までは、図３（ａ）に示されるように、突起５の中空部１１に対する錘１５の位置が、車輪中心から半径ｒ_１で示される径方向内側寄りの位置にある。また、突起５の突出高さＨは、初期高さＨ_０であり、風圧受け面部１０の受圧面積Ｓは初期面積Ｓ_０である。

風圧受け面部１０が受ける飛行風圧の作用で車輪１が増速するに伴い錘１５に働く遠心力が増して、錘１５が径方向外側へと移動し、実回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_Ａに達すると、図３（ｂ）に示されるように、中空部１１に対する錘１５の車輪中心からの位置が、半径ｒ_２で示される径方向外側寄りの位置まで移動する。このときの突起５の突出高さＨは、初期高さＨ_０のままであり、風圧受け面部１０の受圧面積Ｓも初期面積Ｓ_０のままである。

実回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_ＡからＶ_Ｂを経てＶ_Ｃに達するまで増速すると、図３（ｃ）〜（ｄ）に示されるように、中空部１１に対する錘１５の車輪中心からの位置が、半径ｒ_２からｒ_３を経てｒ_４で示される径方向位置まで移動する。これにより、中空部１１が錘１５によって径方向外側へと押され、これに伴い、中空部１１が押し潰されるように突起５が弾性変形されて、突起５の突出高さＨが初期高さＨ_０からＨ_１を経てＨ_２にまで低められ、風圧受け面部１０の受圧面積Ｓも初期面積Ｓ_０からＳ_１を経てＳ_２にまで減じられる。

＜作用効果の説明＞
本実施形態の航空機用タイヤ３によれば、タイヤ本体４の側面に設けられた突起５が受ける飛行風圧の作用によって着地前の車輪１が着地滑走時の車輪１の回転方向と同一方向に予め回転されるので、航空機の着陸時における滑走路とタイヤとの間の加圧摩擦を大幅に低減することができ、着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができる。

また、車輪１の実回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_Ａに達する前においては、風圧受け面部１０が受ける飛行風圧の受圧面積Ｓが初期面積Ｓ_０とされ、該飛行風圧の作用によって着地前の車輪１が目標回転速度Ｖ_Ａに向けて増速される。
車輪１の実回転速度ＶがＶ_Ａを超えてＶ_Ｂ，Ｖ_Ｃへと増速されると、風圧受け面部１０が受ける飛行風圧の受圧面積Ｓが初期面積Ｓ_０からＳ_１，Ｓ_２へと減じられ、これに伴って車輪１の増速作用が減じられ、車輪１の機械的な摩擦抵抗等により、実回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_Ａに向けて減速される。
かかる減速作用によって実回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_Ａよりも下回れば、錘１５に作用する遠心力が減じられて突起５が変形状態から元の形状に戻り、風圧受け面部１０の受圧面積Ｓが初期面積Ｓ_０に復帰した状態で再度飛行風圧による増速作用を受けるので、再び車輪１が目標回転速度Ｖ_Ａに向けて増速される。
このように、車輪１が目標回転速度Ｖ_Ａを挟んで増速と減速を繰り返しながら着地時の飛行速度に見合う回転速度（目標回転速度Ｖ_Ａ）に近づけられるので、実回転速度Ｖと目標回転速度Ｖ_Ａとの回転速度差（Ｖ−Ｖ_Ａ）を減じることができ、着地時に航空機を加速または減速させるようなショックを抑えることができる。

以上、本発明の航空機用タイヤについて、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、上記実施形態においては、中空部１１内に組み込まれる錘１５が一塊の固形状物としたが、これに限定されるものではなく、液体状、ゲル状あるいは粉粒状の錘（図示省略）を突起５の中空部１１内に組み込むようにしてもよい。

上記実施形態においては、風圧受け面部１０の形状として半円状のものを例示したが、これに限定されるものではなく、図４（ｂ）に示されるように、三角形状や、図４（ｃ）に示されるように、四角形状（台形状）など、飛行風圧を受けることができれば任意の形状を採用することができる。

上記実施形態においては、風圧受け面部１０が、飛行風圧に対して垂直面をなすようにタイヤ本体４の側面から直角に起立された平面状のものである例を示したが、図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示されるように、飛行風圧をより効果的に受け止めることができるように、風圧受け面部１０を、車輪１の回転方向に向かって弯曲させてもよく、これに加えて、図４（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）に示されるように、飛行風流れを良くするために、車輪１の回転方向に向かって斜めに傾ける、つまりタイヤ本体４の側面に対して鈍角を成すように傾斜させてもよい。

上記実施形態においては、流線形状の突起を採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、四角柱状（図４（ｇ）参照）、三角柱状（図４（ｈ）参照）、半球または半楕円球状（図４（ｉ）参照）、蒲鉾状（図４（ｊ）参照）、三角板状（図４（ｋ）参照）のブロック型の突起を採用することもできる。この場合、例えば、図４（ｉ）に示される突起５Ｉを代表例として説明すると、車輪１の回転方向下流側の図中記号Ｄ矢印で示される部分で気流が渦を巻くことによって車輪１の回転速度Ｖが目標回転速度Ｖ_Ａにより速く到達することができる。
なお、図４（ｇ）〜（ｋ）に示されるように、かかるブロック型の突起５Ｇ〜５Ｋにおいても、風圧受け面部１０を、車輪１の回転方向に向かって弯曲させ、かつタイヤ本体４の側面に対して鈍角を成すように傾斜させるようにしてもよい。

本発明の航空機用タイヤは、着陸時のタイヤゴムの摩耗を抑えることができるとともに、着地時に航空機を加速または減速させるようなショックを抑えることができるという特性を有していることから、着陸時の飛行速度が高速な飛行機の車輪用タイヤの用途に好適に用いることができる。

１車輪
２ホイール
３航空機用タイヤ
４タイヤ本体
５，５Ａ〜５Ｋ突起
１０風圧受け面部
１１中空部
１５錘

Claims

航空機の車輪の外周部分を構成するタイヤ本体の側面に飛行風圧を受ける突起を設け、該突起が受ける飛行風圧の作用により、着地前の車輪を、着地滑走時の車輪の回転方向と同一方向に予め回転させるようにした航空機用タイヤにおいて、
前記突起を中空状とし、該中空状の突起の内部に錘を組み込み、車輪の回転運動に伴って錘に作用する遠心力を利用して前記突起を変形させてその突起が受ける飛行風圧の受圧面積を変化させることにより、着地前の車輪の回転速度を、着地時の飛行速度に見合う車輪の回転速度に近づけるようにしたことを特徴とする航空機用タイヤ。