JPS62265005A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、航空機用ラジアルタイヤのような重荷重用空
気入りラジアルタイヤの高速耐久性及び耐オーバーロー
ド性を実現するための、１へレッド部の構成に関するも
のである。

（従来の技術） 一般に、ラジアルタイヤは、互いに交差するコード配列
の複数のベルト層によって１〜レッド部が強化されてい
る。このようなラジアルタイヤを航空機用タイヤとして
使用する場合には、ショルダ一部付近におけるトレッド
部の円周方向ベルト張力が不足することにより、高速走
行中にいわゆるスタンディングウェーブが発生しがちで
あり、このためタイヤの耐久性が著しく低下されるおそ
れがある。

従来、これらの懸念を解決するため、特開昭５１−　５
５５０５号、特開昭５３−１０４９０７号、特開昭５５
−８９６６号、特開昭５７−２０１７旧号および特開昭
５７．−２０１７０２号等の公報に記載されているよう
に、周方向ベルト層をショルダ一部ないしはトレッド廿
ンタ一部にわたって配置し、高速走行時におけるベル１
〜耐久力を向上せしめている。しかし、航空機用タイヤ
のように重荷重条件下において使用される空気入りラジ
アルタイヤにおいては、周方向ベルトによって補強され
ている結果として、ショルダ一部における温度上昇を生
じ、二倍荷重による離陸及びタクシ−など、特に航空機
用タイヤに最近要求されるところの苛酷な条件下でのト
レッド部耐久力を満足させることが困難であるという問
題が生じている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述した問題に鑑み、周方向ベル１〜を有す
る重荷重用空気入りラジアルタイヤの高速走行時におけ
る耐久性とオーバーロード走行条件下におけるトレッド
耐久性とを向上させようとするものである。

（問題を解決するための手段） 本発明によれば、第１図に示すように、一対のビードコ
ア１に巻きつけたトロイド状カーカスプライ２を具え、
このカーカスプライ２がビードコアに巻きつけられた少
なくとも１枚のカーカス層２ａ、２ｂを含み、各カーカ
ス層２ａ、２ｂにおりるコードが互いに平行で、かつ赤
道面に対し７５°〜９０°の角度で傾斜され、 トロイド頂上部でタイヤ周方向に延長して設けられ各ベ
ルト３ａ〜３ｆにおける］−ドが互いに平行で、かつ赤
道面に対し実質的に平行に配列された少なくとも２Ｎの
ベルト３８〜３「を含むベルト層３を具え、 ベルト層３よりタイヤ半径方向外側に存在するトレッド
ゴムがベースゴム層４とキャップゴム層５とで設けられ
、 ベースゴム層４は少なくともトレッドセンターからの距
離が、規定内圧および規定荷重条件下で平坦路面との間
に生じる最大接地幅の０．３５倍から最大ベルト幅を越
す地点までのベルト幅領域にわたってベルト層３を半径
方向外側より被覆し、キャップゴム層５はベースゴム層
４の半径方向外側にトレッド表面７に至るまで存在する
重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、 規定内圧および規定荷重条件下で平坦路面との間に生じ
る最大接地幅Ｗのトレッド中心から０．３５倍ないし０
．５２５倍に対応するベルト層３の幅領域において、任
意の地点における最外層のベルトに立てた法線Ｎ２．Ｎ
３．Ｎ４に関してベースゴム層４の厚さが両ゴム層４．
５の合計の厚さの１０〜３５％の範囲にあり、 ベースゴム層４のゴムの１００％伸長時モジュラスがキ
ャップゴム層５のゴムの６０〜８０％で、ベルト層３の
ベルトコードを被覆するゴムの４０〜７０％であり、 加ｉｖ＆の常温状態における損失正接が、ベースゴム層
４では０．１１以下、キャップゴム層５では０．２２以
下、ベルト層３のベルトコードを被覆するゴムでは０．
１５以下であることを特徴とする。

本発明によれば、トロイド状カーカスプライのトロイド
頂上部に、タイヤ周方向に延長して設けられるベルト層
に、上述した少なく、とも２層の周方向ベルトに加えて
ベルト」−ドが赤道面に対して傾斜した交錯ベルＩ−を
も含ませることができる。

（作　用） 既に知られているように、ベルト３８〜３ｆを複数層以
上重ねた周方向ベルト層３を第１図にＳで示す故障多発
ケ所であるショルダ一部ないしバットレス部８にまで延
長して配置し、ショルダ一部ないしバットレス部におけ
る高い周方向張力を充分得ることにより、高速走行時に
トレッド部の蹴り出し部付近において、荷重によるたわ
み変形の速やかな回復と振動の減衰を促し、これにより
スタンディングウェーブの発生を遅らせる作用をもたら
すとともにベルト部の耐久レベルを向上させることがで
きる。

これと同様の効宋は、ベルトコードを赤道面に対し実質
的に（±１５°以上）傾斜させ、上下、すなわち半径方
向に隣接する各ベルトのベルトコードを互いに交錯させ
るで重ね合わせたベルト層構造（以下、交錯ベルト構造
と呼ぶ）において、そのショルダ一部のみ、あるいはベ
ルト幅全体にわたって交錯ベルト層の半径方向外側に周
方向ベルトを複数配置しても、ある程度達成し得るが、
航空機用タイヤの全寿命を考えた耐久力を見た場合、交
錯ベルト層の各ベルト端よりの亀裂の急速な進展が致命
的なベルトセパレーション故障を換起し、適切なベルト
構造とは言えないことが実証されている。

しかしながら、この周方向ベルト層は、規定荷重の２倍
荷重時など重荷重用タイヤに要求されるところのオーバ
ーロード条件下では、第２図に示すように矢Ａで示す進
行方向のタイヤの踏面Ｂ内でショルダ一部Ｃの踏みこみ
部および蹴り出し部において踏面内の周方向ベルトに生
じる剪断変形りおよびＥと、第３図に示すように充填圧
力Ｆおよび接地圧力Ｇでの負荷状態下での断面において
Ｈで示すように生じるバットレス部の曲げ倒れ変形に伴
なうトレッド中心に向かう幅方向圧縮変形■とを交錯ベ
ルト構造に対し、余計に被り、さらにショルダ一部Ｃに
おいて重荷重条件時に急上昇する接地面よりの垂直圧力
Ｇによりトレッド厚さ方向に生じる周方向ベルト３の圧
縮変形Ｊと相乗して、ショルダ一部分Ｃにおいてゴムの
粘弾性作用に基く急激な発熱あるいは温度上昇をもたら
し、続いて、ベルト層のコード界面におけるゴム材料の
熱劣化に因る接着力低下をきたし、ついにはショルダ一
部分の最外層ベルトコードとトレッドゴム間あるいはベ
ルト層間にセパレーションを発生するという同題を有す
る。

多くの変形解析の結束、上述した踏面内における踏み込
み部および蹴り出し部の剪断変形りおよびＥは、第４図
（ａ）に空気充填時のコードパスａ１と荷重負荷時のコ
ードバスａ２とで示すトレッドセンタ一部の偏心変形と
第４図（ｂ　）に空気充填時のコードパスｂｌと荷重負
荷時のコードバスｂ２とで示すショルダ一部の偏心変形
の差に因るものであり、これは周方向ベルト構造の場合
主にクラウン部の形状に支配されることが明らかになっ
た。さらに、この偏心変形を交錯ベルト構造に比較して
より許容する理由は、第５図の（ａ　）に示す周方向ベ
ルト層と（ｂ　）の交錯ベル１〜層から明らかなように
周方向の剪断に対する剛性が著しく低下するためであり
、更に交錯ベルト構造と比較して無視できる程に小さい
、周方向ベルト構造の幅方向剛性は荷重直下における甚
大な幅方向圧縮となって現われることが確認された。

周方向ベルト層に顕著に生じる上述の特徴の程度は、例
えば第５図（Ｃ）に示すように主ベルトとしての周方向
ベルト層とそれに交錯ベルトを単に組み合わせただけの
構造においても、空気充填時及び荷重負荷時に加わるベ
ルトコード張力が周方向ベルト層コードの方に重点的に
加わるために、張力剛性として見た場合、殆んど周方向
ベルト層のみが存在する場合と、類似の変形挙動を早し
ており、第４図に示すような偏心変形ひいては、第２図
に示すような踏面内の剪断変形を生じる。上述した傾向
は、周方向ベルト層のコードに低伸度、高弾性の材質を
用いるほど強調される。ちなみに、周方向ベルト層と交
錯ベルト層の単なる組み合せ構造（第５図（Ｃ））及び
交錯ベルト構造〈第５図（ｂ）〉は、幅方向合成を増加
させ、幅方向の圧縮変形を周方向ベルト層のみの構造に
比し、低減させる作用を有するが、先にも述べたように
、荷重負荷時あるいは高速転勤時においてベルト層の層
間に発生する非常に大きい周方向剪断変形によって、ベ
ルト端におけるセパレーションをひき起し、致命的なベ
ルトセパレーション故障へと発展するため、重荷重、高
速条件用空気入りラジアルタイヤのベルト構造としては
採用することができない。

周方向ベルト層に特有の現象、即ち、路面内剪断変形及
び幅方向圧縮変形は殆んどタイヤトレッドのクラウン部
の形状に依存し、クラウンの放射断面内形状がトレッド
センタ一部とショルダ一部との間で平坦になる程改良さ
れることが実験により確認されている。ところが、クラ
ウンの平坦化のみでは、２倍荷重などのオーバーロード
条件下（こおいて、ショルダ一部での接地圧力の上昇、
即ちトレッド厚さ方向の圧縮変形の増加を招き、ゴムの
粘弾性作用に伴なう急激な温度上昇となってセパレージ
」ン故障に至る傾向が顕著となることが確認されている
。

以上の如く周方向ベルト構造が重荷重条件で使用される
場合（強制的あるいは一定入力的な）踏面内の踏み込み
部および蹴り出し部における剪断変形及び荷重直下の幅
方向圧縮変形ならびにクラウン平坦化に伴なうトレッド
厚さ方向圧縮変形などのショルダ一部付近の変形環境下
において、ゴムの粘弾性作用から生じる発熱、温度上昇
またそれに伴なうゴムの材料劣化とゴムとコードとの間
の接着破壊がセパレーションへと発展する故障のメカニ
ズムを本発明は解消するものである。

これがため、前述したように、本発明によれば、ベルト
層３より半径方向外側に存在するトレッドゴムをベルト
層３をショルダ一部８において覆う軟質のベースゴム層
４とこのベースゴム層４より生形方向外側に存在してト
レッド表面７に至る比較的硬質のキャップゴム層５との
２層構造とすることにより、荷重負荷時にショルダ一部
８に発生する前述の一定入力的な路面内剪断変形および
幅方向圧縮変形に対し、ベルト層３とゴム層４の界面附
近におけるエネルギーを効果的に減少させるとともに分
散させ、発熱を抑制する作用を有する。

この作用は、ショルダ一部８におけるトレッド厚さ方向
の圧縮変形に対しても同様に生じる。

本発明によれば、上述したベースゴム層４のモジュラス
および厚さをキャップゴム層５またはベルト層のコード
被覆ゴムに対して規定することと各ゴム層に用いられる
ゴムの損失正接の上限を規定することとによってその作
用をさらに顕著かつ確実なものとしている。

ベースボーム層４のキャップゴム層５に対するモジ１ラ
ス比が上限値の８０％を超えると、ショルダ一部接地圧
力によるトレッド厚さ方向圧縮変形のキャップゴム層５
内への集中か、もしくは、ショルダ一部踏面内の踏み込
み部および蹴り出し部における剪断変形及び荷重直下に
おける幅方向圧縮度形のショルダ一部最外層ベルト３ｅ
とベースゴム層４間の界面あるいはベルト層内における
被覆ゴムとベルトコード間の界面への集中として現われ
、ともに温度上昇に依る故障に至る。　また、ベースゴ
ム層４のキャップゴム層５に対するモジ１ラス比が下限
値の６０％未満では、温度上昇は伴なわないものの、上
記変形のベースゴム層４内への機械的入力の集中化によ
るセパレーション作用によりベースゴム層に関する界面
での故障が顕著となる。

ベースゴム層４のベルト層被覆ゴムに対するモジュラス
比に関しても同様に、上限値の１０％を超えると、ベー
スゴム層４とキャップゴム層５間の界面か、ベルト層内
におけるベルトコード被覆ゴム間界面に、また、下限値
の４０％未満ではベースゴム層４に関する界面で、即ち
、いずれにしても、各ゴム層に関してモジュラス段差の
生じる界面付近に、前述の変形が集中し、故障に発展す
る。

ベースゴム層４の厚さとトレッドゴム全体の厚さとの比
が下限値の１０％未満では、上述の変形がベースゴム層
４に集中して急激な温度上昇に結びつき、また上限値の
３５％を超えると、温度上昇は伴なわないものの、ベー
スゴムＩｆＪ内への前記変形態様の機械的入力によるセ
パレーション作用が顧著となり、故障に至る。

ベースゴム層４、キャップゴム層５、ベルト層３のコー
ド被覆ゴムの加硫後常温大気圧下における動歪１％、周
波数５０市の粘弾性試験条件下における損失正接がそれ
ぞれ０．１？　、　　０．２２　、　０．１５の上限値
をそれぞれ超える場合には、ゴムの粘弾性による発熱抑
制作用が低下して上記の温度上昇が急激に生じ、耐久性
が低下し、航空機用タイヤのように２倍荷重を含む重荷
重条件下での使用が不可能となる。

（実施例） ８４６ｘ　１８，０−２０サイズの航空機用ラジアルタ
イヤに用いたトレッド部構造を第１図に示す。このタイ
ヤはカーカスプライ２が２枚の放射方向カーカス層２ａ
、２ｂで構成され、これらのカーカス層の両端は左右に
一対存在するピードコア１に内側より巻きつけられてい
る。タイヤのトレッド部は６枚の周方向ベルト３８〜３
「よりなるベルト層３と、このベルト層を半径方向外側
より全幅にわたって覆うベースゴム層４と、さらにその
外側にトレッド表面７まで達するキャップゴム層５とで
構成されている。放射方向カーカスプライ２及びベルト
層３のコードには、３０００ｄ　／　３の芳香族ポリア
ミドコードを使用している。Ｎ１〜Ｎ４は、トレッド中
央からの距離がトレッド接地幅Ｗのそれぞれ、０．　０
．３５　Ｗ、　　０．４５　Ｗ、　　０．５２５Ｗの位
置において半径方向最外側のベルトに立てた法線であり
、各法線位置におけるベースゴム層４の法線に関する厚
さがベースゴム層４とキャップゴム層５の合計厚さに対
する割合をそれぞれ、０．０８　。

０．１？　、　　０．１７　、　０．２３とした。また
、ベースゴム層４、キャップゴム層５、ベルト層３のベ
ルトコードを被覆するゴムの１００％伸長時モジュラス
は、それぞれ、２２ｋｇ　／　ｃ！　、　３０ｋｇ　／
　ｃぜ、５０ｋｇ／ｃノであり、常温で大気圧下での動
歪１％、周波数５０　Ｈｚの粘弾性試験条件下における
岩本製作所製スベクトロメーターによる損失正接測定値
はそれぞれ０．１３　、　０．２０　、　０．１２であ
る。

第１表は各ゴム層のモジュラス比の数値限定の根拠とな
る実験結果を示す。供試タイヤは第１図に示すＨ４６Ｘ
　１８．０−２０サイズの航空機用タイヤを用い、温度
及びドラム走行距離の値は指数で同一サイズのバイアス
タイヤを１００として示し、試験条件はＦＡＡ　（米国
連邦航空局）規格ＴＳＯＣ６２−０版に規定されている
１２０％荷重ＴＡＸｉ条件に基いた。また、この場合の
ゴムの損失正接はベースゴム層４を０．１２　、キャッ
プゴム層５を０．１８　、ベルト被覆ゴムを０．１２と
し実施例、比較例ともほぼ同一とした。

第２表はベースゴム層４の厚さ比の数値限定の根拠を示
す。ここで、厚さ比とは、各トレッド幅方向位置におけ
る半径方向最外側ベルトに立てた法線に関し、ベースゴ
ム層４の厚さのベースゴム層４とキャップゴム層５の合
計厚さに対する割合を指し、試験条件指数の基準及びモ
ジュラス比は第１表の実施例３に従った。

第３表は、損失正接ｔａｎδの数値限定の根拠を示す。

第３表 （注）　ショルダ一部最大温度指数およびドラム走行距
離指数は第１表に準する。

（発明の効果） 少なくとも２枚の周方向ベルト層のショルダ一部ないし
バットレス部における存在により、航空機の離陸時に相
当する高速耐久性が保証され、更に、トレッドゴムを２
層に分け、比較内軟モジュラスのベースゴム層でショル
ダ一部分のベルト層を覆い、その幅方向における配置関
係と厚さ、上下ゴム層とのモジュラスの関係及び各ゴム
層の損失正接を適切に規定することにより、安全信頼性
が至上の航空機用タイヤにおける２倍荷重走行などオー
バーロード使用条件下で、踏面内のショルダ一部に発生
する剪断動基、幅方向圧縮動き、厚さ方向圧縮動きなど
による歪エネルギーの集中を効果的に分散させ、かつ発
熱を抑制してセパレーション故障を防ぐことが可能とな
った。

このように本発明によれば、重荷重、高速走行での使用
を特徴とする特に航空機用ラジアルタイヤにおいて、ト
レッド部における高速耐久性、耐オーバー０−ド性を充
分に補償することができる。さらに、ベルト層、カーカ
ス層に使用されるコード材質を有機繊維に限定すること
により、同一安全率で設計したスチールコードを用いた
補強体に比べて軽ωとなり、航空機運航時におけ経済性
に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気入りラジアルタイヤの線図的
縦断面図、 第２図は周方向ベルトによって補強されたタイヤトレッ
ドにおける変形発生原因の説明図、第３図はタイヤの待
重直下新山内での周方向ベルトの変形発生原因の説明図
、 第４図は周方向ベルトの偏心変形の発生原因の説明図、 第５図は種々のベルト層構造における一定入力の剪断力
および幅方向圧縮力の組合せ応力下における幅方向変形
量Ｓ１および剪断変形１８２を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のビードコアに巻きつけたトロイド状カーカス
   プライを具え、このカーカスプライがビードコアに巻き
   つけられた少なくとも１枚のカーカス層を含み、 各カーカス層におけるコードが互いに平行 で、かつ赤道面に対し７５°〜９０°の角度で傾斜され
   、 トロイド頂上部でタイヤ周方向に延長して 設けられ各ベルトにおけるコードが互いに平行で、かつ
   赤道面に対し実質的に平行に配列された少なくとも２枚
   の周方向ベルトを含むベルト層を具え、 ベルト層よりタイヤ半径方向外側に存在す るトレッドゴムがベースゴム層とキャップゴム層とで設
   けられ、 ベースゴム層は少なくともトレッドセンタ ーからの距離が、規定内圧および規定荷重条件下で平坦
   路面との間に生じる最大接地幅の０．３５倍から最大ベ
   ルト幅を越す地点までのベルト幅領域にわたってベルト
   層を半径方向外側より被覆し、 キャップゴム層はベースゴム層の半径方向 外側にトレッド表面に至るまで存在する重荷重用空気入
   りラジアルタイヤにおいて、 規定内圧および規定荷重条件下で平坦路面 との間に生じる最大接地幅のトレッド中心から０．３５
   倍ないし０．５２５倍に対応するベルト層の幅領域にお
   いて、任意の地点における最外層のベルトに立てた法線
   に関してベースゴム層の厚さが両ゴム層の合計の厚さの
   １０〜３５％の範囲にあり、 ベースゴム層のゴムの１００％伸長時モジュラスがキャ
   ップゴム層のゴムの６０〜８０％で、ベルト層のベルト
   コードを被覆するゴムの４０〜７０％であり、 加硫後の常温状態における損失正接が、ベ ースゴム層では０．１７以下、キャップゴム層では０．
   ２２以下、ベルト層のベルトコードを被覆するゴムでは
   ０．１５以下 であることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイ
   ヤ。