JP6073738B2 - 航空機用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、主に旅客機などに用いられる航空機用タイヤに関する。

トレッドゴムとカーカスとの間に、タイヤ周方向に延びるベルト層と、タイヤ周方向に対して傾斜したベルト補強層と、ベルト補強層の外周側にタイヤ周方向に波形状に延びる保護ベルト層と、を備えた航空機用タイヤがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１５３３１０号公報

特許文献１に記載の航空機用タイヤのように、高荷重下で使用される航空機用のタイヤでは、離陸時や着陸時に路面と接地している陸部の端部が押し広げられて変形し、この陸部の変形によりせん断歪が発生して陸部の端部が発熱することがある。

本発明は、上記事実を考慮し、陸部の発熱を抑制できる航空機用タイヤを提供することを目的とする。

請求項１に記載の航空機用タイヤは、トレッド部に設けられ、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝で区画された陸部と、前記陸部の壁面であって、タイヤ周方向に間隔を空けて複数の凹部が形成されると共に、一方の壁面に形成された前記凹部と他方の壁面に形成された前記凹部とがタイヤ周方向で異なる位置に形成されている前記陸部の壁面と、を有し、前記トレッド部は、タイヤ幅方向の長さが異なる複数の前記陸部を備え、タイヤ幅方向の長さが長い前記陸部の壁面に形成された前記凹部は、タイヤ幅方向の長さが短い前記陸部の壁面に形成された前記凹部より前記凹部のタイヤ周方向の間隔が狭い。

請求項１に記載の航空機用タイヤによれば、周方向溝で区画された陸部の両壁面には、タイヤ周方向に間隔を空けて複数の凹部が設けられている。これにより、陸部の表面積が増加して空気との接触面積が増えるので、タイヤの冷却効果を高めることができる。

また、陸部の壁面に凹部を形成したことにより陸部に作用している張力が緩和される。これにより、陸部の端部に作用するせん断歪が低減され、発熱を抑制できる。さらに、陸部の一方の壁面に形成された凹部と他方の壁面に形成された凹部とは、タイヤ周方向で互いに異なる位置に形成されているので、タイヤ周方向で同じ位置に凹部を形成した場合と比べて陸部がタイヤ周方向に均等に冷却され、タイヤの周方向で陸部の温度がばらつくのを抑制できる。また、タイヤ幅方向の長さが長い陸部は、タイヤ幅方向の長さが短い陸部と比較して熱が放熱されにくく陸部の温度が下がりにくい。このため、タイヤ幅方向の長さが長い陸部の凹部の間隔をタイヤ幅方向の長さが短い陸部の凹部の間隔より狭くすることで陸部間の温度差を小さくできる。

タイヤ幅方向の長さが長い陸部は、タイヤ幅方向の長さが短い陸部と比較して熱が放熱されにくく陸部の温度が下がりにくい。このため、タイヤ幅方向の長さが長い陸部の凹部の間隔をタイヤ幅方向の長さが短い陸部の凹部の間隔より狭くすることで陸部間の温度差を小さくできる。

請求項２に記載の航空機用タイヤは、請求項１の航空機用タイヤであって、前記凹部は、前記陸部の踏面に開口されている。

請求項２に記載の航空機用タイヤによれば、凹部は、路面と接地する陸部の踏面に開口されているので、陸部の端部がタイヤ周方向で分断される。これにより、凹部が陸部の踏面に開口していない場合と比べてせん断歪を低減できる。

請求項３に記載の航空機用タイヤは、請求項１又は請求項２の航空機用タイヤであって、前記凹部は、前記陸部の壁面をタイヤ幅方向に対して斜めに切欠いて形成されている。

請求項３に記載の航空機用タイヤによれば、陸部の壁面をタイヤ幅方向に対して斜めに切欠いて凹部を形成しているので、陸部の端部がタイヤの回転方向側に変形し易くなり、陸部の端部に作用するせん断歪を低減できる。

本発明は、上記の構成としたので、航空用タイヤの陸部の発熱を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る航空機用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 本発明の第１実施形態に係る凹部を示す要部拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る航空機用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態に係る凹部を示す要部拡大平面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線で切断した断面図である。

（第１実施形態）
図を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る航空機用タイヤ１０（以下、タイヤ１０と記載する）について説明する。なお、図中矢印ＴＷはタイヤ１０の回転軸と平行な方向（以下、適宜「タイヤ幅方向」と記載する。）を示し、矢印ＴＣはタイヤ１０の回転軸を中心とする円の円周方向（以下、適宜「タイヤ周方向」と記載する。）を示す。また、図中ＣＬは赤道面（タイヤの幅方向の中心を通りタイヤ径方向と平行な面）を示す。さらに、タイヤ１０の回転軸と垂直な方向をタイヤ径方向と記載する。

図１に示すタイヤ１０は、旅客機などの航空機に用いられるタイヤであり、トレッドゴム層で形成されたトレッド部１２を備えている。トレッド部１２より内側の内部構造は、従来周知の航空機用タイヤの内部構造と同様であり、トレッド部１２側からタイヤ径方向内側へ、図示しないカットプロテクター層、ベルト保護層、スパイラルベルト層、カーカス層の順で構成されている。

トレッド部１２には、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝が形成されている。具体的には、赤道面ＣＬを挟んで形成された一対の第１周方向溝１４と、第１周方向溝１４よりタイヤ径方向外側に形成された一対の第２周方向溝１６との計４本の周方向溝が形成されている。第１周方向溝１４と第２周方向溝１６は同じ溝幅、かつ同じ溝深さで形成されており、トレッド部１２は、赤道面ＣＬに対して線対称とされている。

なお、本実施形態では一例として、２本の第１周方向溝１４、及び２本の第２周方向溝１６の計４本の周方向溝がタイヤ幅方向に間隔を空けて形成されているが、これに限らず、例えば、第２周方向溝１６よりタイヤ幅方向に左右一対の第３周方向溝を形成してもよく、また逆に、タイヤ周方向溝の本数を減らして一対の第１周方向溝１４だけを形成してもよい。さらに、赤道面ＣＬに沿ってタイヤ周方向に延びる周方向主溝を形成してもよく、赤道面ＣＬに対して非対称であってもよい。また、第１周方向溝１４と第２周方向溝１６は異なる溝幅あるいは異なる溝深さで形成してもよい。

トレッド部１２には、一対の第１周方向溝１４で区画されタイヤ幅方向中央部に位置する第１陸部１８、及び第１周方向溝１４と第２周方向溝１６とで区画され、第１陸部１８よりタイヤ幅方向外側の第２陸部２０とを備えている。また、第２周方向溝１６よりタイヤ幅方向外側には、ショルダー部２２が設けられている。

ここで、第１陸部１８のタイヤ幅方向の両壁面１８Ａには、凹部としての切欠き部２４が形成されている。切欠き部２４は、タイヤ周方向に間隔を空けて複数形成されており、本実施形態では一例として、タイヤ周方向に等間隔で２４個の切欠き部２４が形成されている（図１では第１陸部１８の一部のみが図示されているため、第１陸部１８の両端部にそれぞれ１３個の切欠き部２４が図示されている）。なお、これに限らず切欠き部２４を不等間隔で形成してもよい。ここで、切欠き部２４は、互いにタイヤ周方向で異なる位置に形成されており、本実実施形態では、一方の壁面１８Ａに形成された切欠き部２４と他方の壁面１８Ａに形成された切欠き部２４とがタイヤ周方向に互い違いに形成されている。

図２に示すように、切欠き部２４は、第１陸部１８の壁面１８Ａをタイヤ幅方向に切欠いて形成されている。また、切欠き部２４は、タイヤ径方向に第１周方向溝１４の溝底から第１陸部１８の表面（踏面）まで形成されており、第１陸部１８の表面（踏面）に開口している。本実施形態では、切欠き部２４の開口部２４Ａは、平面視で第１陸部１８の端部から中央部に向けて狭幅となる略三角形状とされているが、これに限らず他の形状でもよく、例えば、開口部２４Ａを半円状や楕円状に形成してもよい。

図１に示すように、第２陸部２０のタイヤ幅方向の両端部には、タイヤ周方向に間隔を空けて切欠き部２６が形成されている。切欠き部２６は、第１陸部１８に形成された切欠き部２４と同形状に形成されており、本実施形態では一例として、タイヤ周方向に等間隔に８個形成されている（図１では第２陸部２０の一部のみが図示されているため、第２陸部２０の両端部にそれぞれ２個〜３個の切欠き部２６が図示されている）。

ここで、切欠き部２６は、互いにタイヤ周方向で異なる位置に形成されている。ここでいう互いにタイヤ周方向で異なる位置とは、第２陸部２０に形成された切欠き部２６をタイヤ幅方向に投影した際に、切欠き部２６同士が互いに重ならない位置を示すものであり、第１陸部１８に形成された切欠き部２４と第２陸部２０に形成された切欠き部２６とがタイヤ周方向で同じ位置に形成されていてもよい。また、第１陸部１８に形成された切欠き部２４とショルダー部２２に形成された切欠き部２８がタイヤ周方向で同じ位置に形成されていてもよい。

ショルダー部２２の第２周方向溝１６側の壁面２２Ａには切欠き部２８が形成されている。切欠き部２８の形状は、第１陸部１８の切欠き部２４、及び第２陸部２０の切欠き部２６と同形状であり、本実施形態では一例として、タイヤ周方向に等間隔で１２個の切欠き部２８が形成されている（図１ではショルダー部２２の一部のみが図示されているため、６個の切欠き部２８が図示されている）。

（作用）
次に、本実施形態に係るタイヤ１０の作用について説明する。本実施形態のタイヤ１０では、第１陸部１８の壁面１８Ａに形成された切欠き部２４、第２陸部２０の第１周方向溝１４側の壁面２０Ａ、及び第２周方向溝１６側の壁面２０Ｂに形成された切欠き部２６、及びショルダー部２２の第２周方向溝１６側の壁面２２Ａに形成された切欠き部２８により、第１陸部１８、第２陸部２０、及びショルダー部２２の表面積を増加させている。これにより、空気との接触面積が増えてタイヤ１０の冷却効果を高めることができる。

また、切欠き部２４、切欠き部２６、及び切欠き部２８により第１陸部１８、第２陸部２０、及びショルダー部２２に作用する張力が緩和する。すなわち、第１陸部１８の両端部は、切欠き部２４が形成されていない状態と比べて、タイヤ周方向側へ変形し易くなっている。これにより、第１陸部１８の端部に作用するせん断歪が低減され発熱を抑制できる。第２陸部２０、ショルダー部２２についても同様である。また、張力が緩和されることで、タイヤ１０の摩耗量が減少して耐久性を向上できる。

さらに、第１陸部１８の両端部に形成された切欠き部２４は、互いにタイヤ周方向で異なる位置に形成されているので、タイヤ１０の周方向の温度ムラを抑制できる。すなわち、切欠き部２４を第１陸部１８の両端部にタイヤ周方向の同じ位置に形成した場合、切欠き部２４が形成されている部分でのみタイヤ１０を冷却され、タイヤ周方向で温度ムラが生じることがある。このため、本実施形態のタイヤ１０のように切欠き部２４をタイヤ周方向に互い違いに形成すれば、タイヤ周方向で温度ムラが生じるのを抑制できる。

なお、本実施形態では、切欠き部２４は、第１周方向溝１４の溝底から第１陸部１８の表面（踏面）まで形成されていたが、これに限らず、第１周方向溝１４の溝底の近傍だけを切欠いて第１陸部１８に開口しない切欠き部２４を形成してもよい。ただし、第１陸部１８の表面（踏面）に切欠き部２４を開口させた方が、第１陸部１８の両端部の踏面がタイヤ周方向に分断されるので、せん断歪を低減できる。また、第１周方向溝１４の溝深さＨに対して、切欠き部２４のタイヤ径方向の切欠き深さｈを、０．５Ｈ≦ｈ≦Ｈの範囲で形成すれば、第１陸部１８をタイヤ周方向に分断する効果をより高めることができる。切欠き部２６、及び切欠き部２８についても同様である。なお、本実施形態では図２に示すように、ｈ＝Ｈとなっている。

また、本実施形態では、切欠き部２４のタイヤ幅方向の切欠き幅ｗは、第１陸部１８のタイヤ幅方向の端部の曲率半径をＲとしたときに、０．５Ｒ≦ｗ≦１．５ｗの幅で形成されており、切欠き部２４を平面視した際の頂角の角度θは、０度＜θ≦９０度の角度で形成されている。切欠き部２４の切欠き幅ｗ及び頂角の角度θを上記の範囲内に設定することで、第１陸部１８の表面積を増加させつつ、第１陸部１８の剛性を維持できる効果を高めることができるが、上記の範囲外の寸法で切欠き部２４を形成してもよい。切欠き部２６、及び切欠き部２８についても同様である。

また、本実施形態では、第１陸部１８の壁面１８Ａに形成された切欠き部２４のタイヤ周方向のピッチｐ１は、第２陸部２０の壁面２０Ａ、２０Ｂに形成された切欠き部２６のタイヤ周方向にピッチｐ２よりピッチが狭くなっている（図１参照）。第１陸部１８のタイヤ幅方向の長さＷ１は、第２陸部２０のタイヤ幅方向の長さＷ２より長いので、第２陸部２０よりタイヤ内部に熱が篭り易く放熱されにくい。このため、切欠き部２４のピッチｐ１を切欠き部２６のピッチｐ２より狭くすることで、第１陸部１８の冷却効果を高めて第１陸部１８と第２陸部２０との温度差を小さくできる。すなわち、タイヤ１０のタイヤ幅方向の温度差を小さくできる。

（試験例）
本実施形態に係るタイヤ１０の効果を確認するため、３種類の実施例のタイヤと、比較例のタイヤの計４種類のタイヤを用意して試験を実施した。以下に試験に用いた実施例のタイヤ及び比較例のタイヤについて説明する。なお、試験に用いたタイヤのサイズは、全て１４００×５３０Ｒ２３ ４０ＰＲのものを使用し、内圧は正規内圧（１５００ｋＰａ）に設定されたものを用いた。また、各タイヤには第１実施形態のタイヤ１０と同じ位置に第１周方向溝及び第２周方向溝を形成し、第１陸部に切欠き部２４と同形状の切欠き部を形成した。
実施例１：第１陸部の両端部にそれぞれ８個ずつ切欠き部を形成した。
実施例２：第１陸部の両端部にそれぞれ１２個ずつ切欠き部を形成した。
実施例３：第１陸部の両端部にそれぞれ２４個ずつ切欠き部を形成した。
比較例 ：切欠き部が形成されていない従来のタイヤ。

試験内容：ＴＳＯ−Ｃ６２ｅに定められた条件において離陸試験を行い、陸部端部の温度を測定した。その測定された温度をメジャーとして評価を行った。また、摩耗量については、２ｍ／ｍｉｎでタイヤを転動させ、転動時における陸部端部のせん断力と滑り量の積分値を摩耗エネルギーとして算出し、これを摩耗メジャーとして評価を行った。

表１の試験結果に示すように、切欠き部が形成された実施例１〜３のタイヤは、切欠き部が形成されていない比較例のタイヤと比べて冷却効果が確認できた。また、切欠き部の数が増えるほどタイヤの冷却効果が高められることが確認できた。ただし、陸部の両端部にそれぞれ２４個ずつあれば十分な冷却効果を得ることができるので、これ以上切欠き部の数を増やす必要はない。また、陸部端部の摩耗量は、切欠き部の数が増えるほど低減されている。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る航空機用タイヤ５０（以下、タイヤ５０と記載する）について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図３に示すように、本実施形態のタイヤ５０はトレッド部１２を備えており、トレッド部１２には第１実施形態と同じ位置に第１周方向溝１４と第２周方向溝１６とが形成されている。

第１周方向溝１４で区画された第１陸部１８の壁面１８Ａには、切欠き部５２Ｌ、５２Ｒが形成されている。切欠き部５２Ｌと切欠き部５２Ｒは、タイヤ周方向に間隔を空けて互い違いに形成されており、本実施形態では一例として、タイヤ周方向に等間隔で２４個の切欠き部５２Ｌ、及び切欠き部５２Ｒが形成されている。

ここで、切欠き部５２Ｌ、５２Ｒは、第１陸部１８の壁面１８Ａをタイヤ幅方向に対して斜めに切欠いて形成されている。本実施形態では一例として、切欠き部５４Ｌと切欠き部５４Ｒとが互いにタイヤ幅方向に対して逆向きに角度をつけて形成されている。すなわち、切欠き部５２Ｌは、壁面１８Ａからタイヤ幅方向内側へ向かって図中下側へ角度をつけて斜めに延びており、切欠き部５２Ｒは、壁面１８Ａからタイヤ幅方向内側へ向かって図中上側へ角度をつけて斜めに延びている。

第２陸部２０のタイヤ幅方向の両端部の壁面２０Ａには、切欠き部５４Ｌ、５４Ｒが形成されている。赤道面ＣＬより図中左側の切欠き部５４Ｌは、第２陸部２０の壁面２０Ａから第２陸部２０の中心に向かって図中下側へ角度をつけて斜めに延びており、赤道面ＣＬより図中右側の切欠き部５４Ｒは、壁面２０Ａから第２陸部２０の中心に向かって図中上側へ角度をつけて斜めに延びている。

ショルダー部２２の第２周方向溝１６側の壁面１２Ａには、切欠き部５６Ｌ、５６Ｒが形成されている。赤道面ＣＬより図中左側の切欠き部５６Ｌは、壁面２２Ａからタイヤ幅方向外側へ向かって図中下側へ角度をつけて斜めに延びており、赤道面ＣＬより図中右側の切欠き部５６Ｒは、壁面２２Ａからタイヤ幅方向外側へ向かって図中上側へ角度をつけて斜めに延びている。なお、本実施形態では、切欠き部５２Ｌ、５２Ｒ、５４Ｌ、５４Ｒ、５６Ｌ、５６Ｒは全て同じ形状で形成されているが、これに限らず、それぞれ別の形状で形成してもよい。また、切欠き部５２Ｌ、５４Ｌ、５６Ｌは、タイヤ幅方向に対して同じ傾斜角度で形成されているが、それぞれ別の傾斜角度としてもよい。例えば、路面と接地した際にそれぞれの陸部に作用するタイヤ周方向の応力に合わせて傾斜角度を設定してもよい。切欠き部５２Ｒ、５４Ｒ、５６Ｒについても同様である。

ここで、図４に示すように、切欠き部５２Ｌは、第１陸部１８の深さ方向（タイヤ径方向）に対して斜めに形成されている。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、第１陸部５８の表面（踏面）１８Ｂからタイヤ径方向内側へ向かって図中下側（タイヤ周方向側）へ斜めに延びている。また、切欠き部５２Ｒは、第１陸部１８の表面（踏面）１８Ｂからタイヤ径方向に向かって、切欠き部５２Ｌとは反対側（図中上側）へ斜めに延びている。

本実施形態のタイヤ５０によれば、第１陸部１８が路面と接触して第１陸部１８の両端部が押し広げられると、第１陸部１８がタイヤ周方向側へ変形してせん断歪の発生を抑制できる。ここで、例えば図３の図中上側にタイヤ５０が回転する場合、赤道面ＣＬより図中右側の第１陸部１８、第２陸部２０、及びショルダー部２２の方がタイヤ周方向側に変形し易くなる。また、反対方向にタイヤ５０が回転する場合、赤道面ＣＬより図中左側の第１陸部１８、第２陸部２０、及びショルダー部２２の方がタイヤ周方向側に変形し易くなる。このようにして、タイヤ幅方向に対して逆向きの切欠き部を形成してもよい。

なお、本実施形態では、赤道面ＣＬを挟んで図中左側の切欠き部５２Ｌ、５４Ｌ、５６Ｌと、図中右側の切欠き部５２Ｒ、５４Ｒ、５６Ｒとの傾斜方向を反対方向としたが、これに限らず、例えば、第２陸部２０の両端部で切欠き部５４Ｌ、５４Ｒの傾斜方向を反対方向に形成してもよい。また、全ての切欠き部を同じ方向に形成してもよい。この場合、タイヤの回転方向を指定することで、陸部を一方向だけに変形させやすくできる。

また、本実施形態では、切欠き部５２Ｌは、タイヤ幅方向に対して斜めに延びており、かつ、タイヤ径方向に対しても斜めに延びているが、これに限らず、例えば、タイヤ幅方向に対して斜めに形成してタイヤ径方向には直線状に形成してもよく、また逆に、タイヤ幅方向に直線状に形成してタイヤ径方向に対しては斜めに形成してもよい。さらに、タイヤ幅方向に対する傾斜方向とタイヤ径方向に対する傾斜方向を異なる方向としてもよい。

以上、本発明の第１、２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、図１の第１陸部１８に形成された切欠き部２４の一部をタイヤ径方向に対して斜めに切欠いて、タイヤ幅方向に平行な切欠き部２４と混在させてもよい。

１０、５０：航空機用タイヤ、 １４：第１周方向溝（周方向溝）、 １６：第２周方向溝（周方向溝）、 １８：第１陸部（陸部）、 １８Ａ、２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａ：壁面 ２０：第２陸部（陸部）、 ２４、２６、２８、５２Ｌ、５２Ｒ、５４Ｌ、５４Ｒ、５６Ｌ、５６Ｒ：切欠き部（凹部）

Claims (3)

1. トレッド部に設けられ、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝で区画された陸部と、
   前記陸部の壁面であって、タイヤ周方向に間隔を空けて複数の凹部が形成されると共に、一方の壁面に形成された前記凹部と他方の壁面に形成された前記凹部とがタイヤ周方向で異なる位置に形成されている前記陸部の壁面と、
   を有し、前記トレッド部は、タイヤ幅方向の長さが異なる複数の前記陸部を備え、
   タイヤ幅方向の長さが長い前記陸部の壁面に形成された前記凹部は、タイヤ幅方向の長さが短い前記陸部の壁面に形成された前記凹部より前記凹部のタイヤ周方向の間隔が狭い航空機用タイヤ。
2. 前記陸部の踏面に前記凹部が開口されている請求項１に記載の航空機用タイヤ。
3. 前記陸部の壁面をタイヤ幅方向に対して斜めに切欠いて前記凹部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の航空機用タイヤ。
   

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