JP7073404B2 - 航空機用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、航空機用タイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称す）に関し、詳しくは、軽量性とカーカスプライ端のセパレーション耐久性とを両立させた航空機用タイヤに関する。

航空機用タイヤは、その用途から乗用車用途よりも高内圧、高荷重条件下で使用されるため、補強部材端部にかかる張力も大きなものとなる。そのため、補強部材の端部におけるセパレーション耐久性の向上が大きな課題の一つに挙げられる。また、航空機メーカーからは、タイヤ重量低減の厳しい要求が課せられている。そのため、カーカスプライのプライコードに高強力の有機繊維を用いることにより、カーカスプライの積層枚数を減らすという手法がとられている。

このような中、特許文献１では、カーカスを、ビードコア間に跨って延びる本体部とビードコアの周りにタイヤの幅方向内側から外側へ巻き返されて延びる折り返し部とからなる少なくとも１層のターンアッププライと、ターンアッププライの折り返し部のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくともビードコアの径方向内側まで延びる少なくとも１層のダウンプライと、からなる構成とし、さらに、ターンアッププライの折り返し部の少なくとも端部領域のコードを波形状とすることで、軽量化を達成しつつ、耐圧性能および耐久性能を向上させている。

特開２００９－２６９４２６号公報

しかしながら、特許文献１で提案されているタイヤは、ターンアッププライの折り返し部の少なくとも端部領域のコードを波形状としているため、製造上の工数ロス等が生じるという課題を有している。そのため、他の代替手法が求められているのが現状である。

そこで、本発明の目的は、上記課題を生じることなく、ターンアッププライとダウンプライとを有するカーカスを備えた航空機用タイヤであって、軽量性とカーカスプライ端のセパレーション耐久性とを両立させた航空機用タイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために、ターンアッププライとダウンプライとの間のゴムのせん断歪みに着目して鋭意検討した結果、ターンアッププライとダウンプライとの間に、所定の切断伸度を有するコードを用いたゴム－コード補強部材を配置することで、ターンアッププライとダウンプライとの間のゴムのせん断変形を低減でき、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の航空機用タイヤは、一対のビードコアと、該一対のビードコア間に跨るカーカスと、を備えた航空機用タイヤにおいて、
前記カーカスが、前記ビードコア間に跨って延びる本体部と、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き返されて延びる折り返し部と、からなる少なくとも１層のターンアッププライと、該ターンアッププライの前記折り返し部のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくともビードコアのタイヤ径方向内側まで延びる少なくとも１層のダウンプライと、を有し、
タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部と最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部との間、および、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部とタイヤ幅方向最内層のダウンプライとの間に、それぞれゴム－コード補強部材が配置されてなり、
前記ゴム－コード補強部材のコードの切断伸度が３０％以上であることを特徴とするものである。ここで、切断伸度とは、タイヤから取り出した補強コードを切断するまで引き伸ばしたときの伸度であって、ＪＩＳ Ｌ １０１７の測定条件に準拠して測定したものをいう。

本発明のタイヤにおいては、前記ゴム－コード補強部材のコードのトータル繊度は、１００～１０００ｄｔｅｘであることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記ゴム－コード補強部材のコードの切断伸度は、３０％以上、４５％以下であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記ゴム－コード補強部材のコードの上撚り係数は、０．２５～０．６０であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記ゴム－コード補強部材のコードは、ナイロンからなることが好ましい。

本発明によれば、軽量性とカーカスプライ端のセパレーション耐久性とを両立させた航空機用タイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係る航空機用タイヤのタイヤ幅方向における片側断面図である。 最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部の近傍の概略図であり、（ａ）は、本発明のタイヤであり、（ｂ）は、従来のタイヤである。

以下、本発明の航空機用タイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一好適な実施の形態に係る航空機用タイヤのタイヤ幅方向における片側断面図である。図１に示すように、本発明の航空機用タイヤ１０は、一対のビードコア１間に配置したカーカス２を備えている。図示するタイヤ１０においては、カーカス２の径方向外側には、複数層、図示例においては６層のベルト層からなるベルト３と、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝４を有するトレッド５とが順に配置されているが、本発明のタイヤの構造は、これに限られるものではない。また、カーカス２は、複数枚のカーカスプライからなり、カーカスプライは、例えば、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が埋設されてなる。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。

本発明のタイヤ１０においては、カーカス２は、ビードコア１間に跨って延びる本体部２ａａと、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き返されて延びる折り返し部２ａｂと、からなる少なくとも１層のターンアッププライ２ａと、ターンアッププライ２ａの折り返し部２ａｂのタイヤ幅方向外側を覆って、少なくともビードコア１のタイヤ径方向内側まで延びる少なくとも１層のダウンプライ２ｂと、を有している。図示するタイヤにおいては、カーカス２は、４層のターンアッププライ２ａと２層のダウンプライ２ｂとからなっている。

本発明のタイヤ１０においては、タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部２ａａと最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂとの間、および、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂとタイヤ幅方向最内層のダウンプライ２ｂとの間に、それぞれゴム－コード補強部材６が配置されている。図示する一好適な実施の形態においては、タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部２ａａとタイヤ幅方向最内層のターンアッププライの折り返し部２ａｂとの間、および、タイヤ幅方向最内層のターンアッププライの折り返し部２ａｂと、タイヤ幅方向最内層のダウンプライ２ｂとの間に、それぞれゴム－コード補強部材６が配置されている。

図２は、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部の近傍の概略図であり、（ａ）は、本発明のタイヤであり、（ｂ）は、従来のタイヤである。図２（ｂ）に示すように、従来のタイヤにおいては、タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部２ａａとタイヤ幅方向最内層のダウンプライ２ｂとの間に、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し端部２ａｂが配置されることになる。この状態でカーカスの張力が増大すると、ターンアッププライの本体部およびダウンプライはタイヤ径方向外側に、ターンアッププライの折り返し部はタイヤ径方向内側に力が働く。その結果、最外層ターンアッププライの本体部２ａａと最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂとの間、および、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂと最内層ダウンプライ２ｂとの間でゴムのせん断変形が生じる。また、カーカスプライ間において、張力分布にバラツキが生じ、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し端部２ａｂが張力のピークとなり、プライ端セパレーションが発生しやすくなる。

そこで、本発明のタイヤ１０においては、図２（ａ）に示すように、タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部２ａａと最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂとの間、および、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂとタイヤ径方向最内層のダウンプライ２ｂとの間に、それぞれゴム－コード補強部材６を配置している。このような構造とすることで、上述のゴムのせん断変形が抑制され、カーカスプライ間での張力のバラツキが低減し、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部２ａｂの端部の耐久性を向上させている。また、カーカスプライに加わる張力が均等になるため、最外層ターンアッププライ２ａに過剰な張力が加わることが防止される。その結果、ターンアッププライの枚数を削減することができ、タイヤの軽量化につながる。

本発明のタイヤ１０においては、ゴム－コード補強部材６のコードの切断伸度は３０％以上である。コードの切断伸度が３０％未満では、ゴムのせん断歪みを十分に緩和することができないからである。なお、コードの切断伸度が４５％を超えると、コードの剛性を確保することが困難になる。そこで、ゴム－コード補強部材６の切断伸度とコード剛性とのバランスを考慮すると、コードの切断伸度は３０％以上、４５％以下が好ましい。

本発明のタイヤ１０において、ゴム－コード補強部材６を構成するコードの切断伸度と剛性とは、ディップ処理の条件を調整したり、コードの撚り数を調整したりすることにより、調整することができる。

ディップ処理の条件を調整する方法としては、例えば、コードのディップ工程において、テンションを上げると、コード強度は大きくなり、かつ、応力負荷時におけるコード伸びは小さくなる傾向があり、また、温度ないし露出時間を上げると、コード強度は小さくなり、かつ、応力負荷時におけるコード伸びは小さくなる傾向がある。したがって、これらディップ条件を適宜組み合わせて調整することで、コード物性を所望に応じ調整することが可能である。

また、撚り係数を調整する場合、上撚り係数は、０．２５～０．６０であることが好ましい。ここで、上撚り係数とは、下記式、
α＝ｔａｎθ＝０．００１×Ｎ×√（０．１２５×ｄ／ρ）
で表され、式中、Ｎは上撚り数（回／１０ｃｍ）であり、ｄはコードの総デシテックス数の半分の値であり、ρはコードの比重である。上撚り係数が０．６０を超えると、コード剛性が十分でなくなるおそれがあり、好ましくない。一方、上撚り係数が０．２５未満となると、十分な切断伸度を確保することができないおそれがあり、やはり好ましくない。

また、本発明のタイヤ１０においては、ゴム－コード補強部材６のコードのトータル繊度は、１００～１０００ｄｔｅｘが好ましい。このようなコードを用いることで、上記効果および軽量化を効果的に両立することができる。また、コードのトータル繊度が同じであれば、コードの下撚り本数が多い方が、コードの高切断伸度化が可能である。例えば、コードのトータル繊度が３００ｄｔｅｘであれば、１００ｄｔｅｘ／３本のコードよりも、５０ｄｔｅｘ／６本のコードの方が好ましい。かかる観点から、本発明のタイヤ１０においては、コードを構成する下撚りコードの繊度は、５０～２００ｄｔｅｘがより好ましい。また、上述したとおり、高切断伸度化の観点から、下撚り本数は３本以上、さらに好ましくは５本以上、より好ましくは６本以上である。

本発明のタイヤ１０においては、ゴム－コード補強部材６に用いるコードとしては特に制限はなく、公知のコードを用いることができるが、例えば、ナイロンコード、ポリエステルコード、芳香族ポリアミドコード、ポリビニルアルコール繊維コード、ポリケトン繊維コード等、または、このうちの２種の混成コードを用いることができるが、耐疲労性、接着性、コスト等の観点から、ナイロンコードが好ましい。また、ゴム－コード補強部材６に用いるゴムとしては、特に制限はなく、通常の被覆ゴム用ゴム組成物を用いることができる。

本発明のタイヤ１０は、ターンアッププライ２ａ、ダウンプライ２ｂおよびゴム－コード補強部材６が上記関係を満足することのみが重要であり、それ以外の構成については、既知の構成を採用することができる。例えば、本発明のタイヤ１０では、ターンアッププライ２ａおよびダウンプライ２ｂの層数をそれぞれ少なくとも１層とすればよく、カーカスプライの層数は特に制限されるものではなく、タイヤサイズに応じて、規定の耐圧性を確保できるようにカーカスプライの層数を調整することができる。また、各カーカスプライのコード打ち込み数は、例えば、２５～４０本／５０ｍｍの範囲内とすることができ、ゴム－コード補強部材６の打ち込み数は、例えば、カーカスプライのコード打ち込み数と同等とすることができる。

また、ベルト３を構成するベルト層は、図示例では６層であるが、その層数は特に限られるものではない。ベルト層は、例えば、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に螺旋状に巻いて構成される。コードとしては、ナイロンコード、ポリエステルコード、芳香族ポリアミドコード、ポリビニルアルコール繊維コード、ポリケトン繊維コードや、これらの２種の混成コードを用いることができるが、耐久性、コストの観点から、ナイロンコードが好ましい。被覆ゴムとしては、通常の被覆ゴム用ゴム組成物を用いることができるが、これに限られるものではない。

さらに、本発明のタイヤ１０において、トレッド５の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらにまた、本発明の航空機用タイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明のタイヤを、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１～４および比較例＞
比較例のタイヤとして、図１に示すタイプのタイヤ（タイヤサイズ：１４００×５３０Ｒ２３ ４０ＰＲ）を作製した。カーカスプライの枚数、ゴム－コード補強部材を構成するコードの材質、構造および物性については、表１に示すとおりである。得られたタイヤにつき、耐圧性能、耐久性能およびタイヤ重量について評価した。同様に、表１、２に示す構造の実施例１～４のタイヤについて、比較例の結果に基づいて、上記評価項目の結果の予測をおこなった。評価方法は下記のとおりである。

＜従来例＞
ゴム－コード補強部材を配置しなかったこと以外は、実施例１のタイヤと同様の構造のタイヤを従来例のタイヤとし、この従来例のタイヤにつき、比較例の結果に基づいて、上記評価項目の予測をおこなった。

（１）耐圧性能評価
タイヤをリムサイズ１４００×５３０Ｒ２３のリムに装着した後、水で満たし、タイヤ内圧を上昇させたとき、タイヤが破壊する圧力、いわゆる破壊圧を測定した。従来例のタイヤにおいて、タイヤ破壊が発生した圧力を１００として指数化した。数値が大きいほどタイヤの耐圧性能が良好であることを意味する。得られた結果を表１、２に併記する。

（２）耐久性能評価
タイヤを、リムサイズ１４００×５３０Ｒ２３のリムに装着し、室内ドラム試験機上に取り付け、規定内圧１７２０ｋＰａ、規定荷重３４０００ｋｇの条件下で、離陸試験条件を繰り返し実施した際に、タイヤ故障（プライ端セパレーション）が発生するまでの試験回数を測定した。従来例のタイヤにおいて、タイヤ故障が発生した試験回数を１００として指数化した。数字が大きいほど耐久性能が良好であることを意味する。得られた結果を表１、２に併記する。

（３）タイヤ重量
各タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例のタイヤを１００として指数化した。結果を表１および２に併記する。

表１、２から、本発明の航空機用タイヤは、従来例のタイヤよりもプライ枚数を減らすことができており、軽量性に優れていることがわかる。また、耐圧性能および耐久性おいても優れていることがわかる。

１ ビードコア
２ カーカス
２ａ ターンアッププライ
２ａａ 本体部
２ａｂ 折り返し部
２ｂ ダウンプライ
３ ベルト
４ 周方向溝
５ トレッド
６ ゴム－コード補強部材
１０ 航空機用タイヤ（タイヤ）

Claims (5)

1. 一対のビードコアと、該一対のビードコア間に跨るカーカスと、を備えた航空機用タイヤにおいて、
   前記カーカスが、前記ビードコア間に跨って延びる本体部と、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き返されて延びる折り返し部と、からなる少なくとも１層のターンアッププライと、該ターンアッププライの前記折り返し部のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくともビードコアのタイヤ径方向内側まで延びる少なくとも１層のダウンプライと、を有し、
   タイヤ幅方向最外層のターンアッププライの本体部と最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部との間、および、最もタイヤ径方向外側まで延びるターンアッププライの折り返し部とタイヤ幅方向最内層のダウンプライとの間に、それぞれゴム－コード補強部材が配置されてなり、
   前記ゴム－コード補強部材のコードの切断伸度が３０％以上であることを特徴とする航空機用タイヤ。
2. 前記ゴム－コード補強部材のコードのトータル繊度が、１００～１０００ｄｔｅｘである請求項１記載の航空機用タイヤ。
3. 前記ゴム－コード補強部材のコードの切断伸度が、３０％以上、４５％以下である請求項１または２記載の航空機用タイヤ。
4. 前記ゴム－コード補強部材のコードの上撚り係数が、０．２５～０．６０である請求項１～３のうちいずれか一項記載の航空機用タイヤ。
5. 前記ゴム－コード補強部材のコードが、ナイロンからなる請求項１～４のうちいずれか一項記載の航空機用タイヤ。

Images