JPS6341206A - 高速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） この発明は、航空機用ラジアルタイヤを典型的とする一
般には高速、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおける
必要な高速耐久性に加えてベルト耐久性の両立的充足、
なかでも高速走行の際ならびにとくに小さい旋回半径で
のコーナリングの際に問題となるベルトの負荷応力の低
減を有利に実現し得るベルトの補強構造を提案しようと
するものである。

（従来の技術） 航空機用ラジアルタイヤはその高速回転に由来した遠心
力に対する充分な高速耐久性（いわゆる耐スクンディン
グウエーブ性）を有することが必要で、そのためベルト
構造としてカーカスのクラウン領域のまわりをこれと同
心のらせんコイル状に取巻くコード配列（しばしばタイ
ヤの周方向と実質的に平行な配列と呼ばれる。）よりな
る複数の補強層積層とすることが従来より提案されてい
る。

この種の航空機用ラジアルタイヤは高内圧・高荷重条件
において使用されるため、大荷重を受けて転動する際と
くに高速走行時及び小さな旋回半径でのコーナリング時
端部のコードの引張り・圧縮応力が著しく増大してベル
ト切れによる故障を起すうれいがあり、この問題つまり
ベルト耐久性を有効適切に解決するための手段は、従来
の航空機用ラジアルタイヤの開発経緯において未だ成功
事例の報告を見ない。

航空機用ラジアルタイヤのように高速重荷重の使用条件
が課されるラジアルタイヤの走行中においてスタンディ
ングウェーブを発生させろうれいなしにベルトの応力低
減を実現してとくに小さな旋回半径でのコーナリング時
にもヘルド切れの如き故障を生じることのないベルト構
造に工夫を凝らした高速重荷重用空気入りラジアルタイ
ヤを与えることがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は互いに平行配列をなす有機繊維コードプライ
よりなるトロイド状ラジアル構造のカーカスと、このカ
ーカスのクラウン領域のまわりをこれと同心のらせんコ
イル状に取巻く、高弾性低伸度コードを用いた複数の補
強層積層になるベルトとをそなえこのベルトの両側にカ
ーカスとの間でクッションゴムを配置した空気入りラジ
アルタイヤにおいて、 補強層積層が、タイヤに負荷した規格内圧・規格荷重条
件下で路面を仮想した平面との間に生じる最大接地幅に
対し０．８〜１．２倍の最大幅をもつ補強層と、同様に
少なくとも０．６倍の幅をもつ少なくとも２層の補強層
とを含んで、積層の最外方と最内力の補強層の各幅端を
結んだ直線と、タイヤの回転軸に向け最外方の補強層の
幅端から下ろした垂線との交角θ（゛）につき、最大幅
をもつ補強層のクラウンの値をδ（ｍｎ＋）で最大接地
幅の半分をＷ（■ｌ）であらわして次式 ％式％（） の関係を満たしかつクッションゴムが１００％伸長時モ
ジュラス１７〜４０ｋｇｆ／ｃｍ”であることを特徴と
する、高速重荷重用空気入りラジアルタイヤである。

ここでカーカスにつきトロイド状ラジアル構造というの
は、カーカスのプライを構成するコードのタイヤ赤道を
基準にとったコード角を７５〜９０゜にて重ね合わせた
複数プライのうち少なくとも１プライについては１対の
ビードコアーのまわりでそれぞれタイヤの内方から外方
へ巻返した折返し部を有する場合を指し、この有機繊維
コードは脂肪族又は芳香族ポリアミド繊維の如きが適合
する。

一方ベルトに用いるコードは、破断伸びの２５％に当る
伸長時を基準にした弾性率が１５００ｋｇｆ／ｃｍ”以
上でかつ破断前伸び８％以下の高弾性率・低伸度のもの
、例えば芳香族ポリアミド繊維などが適合する。

ベルトの補強層積層に関しクラウンと云うのは、カーカ
スのトレッド直下の領域に沿い各補強層が幅方向両側に
向け漸減するらせん径をなすことからその最大半径と最
小半径との差を意味し、ここに最大幅をもつ補強層での
値でクラウンδを定義するものとする。

第１図、第２図にてこの発明に従う高速重荷重用ラジア
ルタイヤの断面を図解し、各図の（ａｌはラウンドショ
ルダ、また（ｂ）はスクウエヤショルダに分かれる各タ
イプのトレンドをもつ場合の例であって、図中１はいわ
ゆるトロイド状ラジアル構造のカーカス（添字のＡ、Ｂ
にてアップダウン各ブライを区分し、さらに添字の数字
にて各プライの端末をあられした。）、２はカーカスｌ
のトレッド直下の領域のまわりをこれと同心のらせんコ
イル状に取巻くコードを用いたベルトであり、３はビー
ドコア、また５はトレッドゴム６の接地幅Ｗを規範する
トレッド端を示し、７はビードコア３を被包する硬質ゴ
ム、８はステイフナ−１そして９は、ときに配設される
ビードチューファ　（第２図参照：添字の数字で層の区
分を示す。）１０はヘルド２のクッションゴムをあられ
している。

ところで第３図（ａｌ、　（ｂ）にてラウンドショルダ
とスフウェアショルダとの各場合について従来のベルト
２′の補強層積層構造を２種につき要部で示したが、ま
ず第３図（ａｌに示したベルト２′につきカーカス１の
側から数えて第１．第２−・−第６補強層として第１補
強層を最大の幅りで順次に段差をつけて第６補強層に至
る間に幅狭としたとき、規格内圧、規格荷重にて走行速
度毎時２０マイルのタクシ−走行中、スリップアングル
６６程度のコーナリングによってしばしば第１補強層２
′−１端部でコード切れが頻発した。

一方第３図（ｂｌのように上記とは逆のベルト配置で第
１補強層を最も幅狭としトレンド側６に近ずくほど巾広
とした積層構造として同様のテストを行ったところこん
どは第６補強層２′−６の端部にてやはりコード切れが
頻発した。

さて上記のコーナリング時におけるベルト層２にかかる
力のメカニズムを解析して第４図に示す。

つまりタイヤ車輪が旋回しようとするとき、旋回外側（
図の左側）から内側（同じく右側）に向って、サイドフ
ォースＳＦが加わる。第３図（ａｌの第１補強層２′　
−１の端部の動きを第４図において観察するとサイド・
フォースＳＦの影響により旋回外側における第１補強層
２゛　−１の端部Ｅ０はその変形挙動をコーナリングの
前後にわたり破線と実線に示したようにして、Ｅｏ′に
向けタイヤの接地踏面内に引き込まれ、ここに第１補強
層２′−１のコードはらせんコイル状層列であるために
、そのコード周長が伸びるような引っ張り歪を生じる。

一方旋回内側の第１補強層２′　−１の端部Ｅ１につい
ても第４図で端部Ｅ１′　として図示したようにショル
ダ一部からサイドウオール側へ押し上げられて、そのコ
ード周長が縮められる向きつまり円周に沿う圧縮歪がお
こる。

このようなベルト端部への歪み集中が、ベルト端部コー
ド切れの原因であることが明白となった。

この発明はかような補強層の端部における歪集中を適切
に低減し、これによるベルト耐久性の向上を目指して上
記の補強層積層につきそれらの幅の配分と、積層端面の
角度とについての上記した適合を図ったものである。

なおここにベルト２の両側端部でカーカス１の肩状部と
の間に、断面はぼ３角形をなしその長辺がカーカス１に
沿いかつ隣接辺がベルト２の下面と部分的に沿うクッシ
ョンゴム１０を介装するのは在来の慣例に従い、このク
ッションゴム１０は、とくに１００％伸長時モジュラス
１７〜４０ｋｇｆ１１２程度の比較的軟質で、カーカス
１及びベルト２のコーティングゴムに比しより低いがそ
の１００％伸長時モジュラスよりも少なくともＡ以上に
て有利に選択される。このモジュラスが高すぎると歪み
の吸収が十分でなく一方低すぎると、コーティングゴム
との著しい較差のため界面で不所望な歪の集中を来し、
セパレーションの原因となる。

（作　用） 航空機用ラジアルタイヤにおいてタクシ−走行、それも
と（に小さい旋回半径でのコーナリングの際にベルト２
の端縁で生じるコード切れは、第３図につき述べた引張
り歪及び圧縮歪が原因である。

この歪に最も関与するのはベルト２の各補強層のタイヤ
赤道と、ベルト端とでの半径方向高さの差であられされ
るベルトおち高つまりクラウンであるがここに最大幅の
補強層についてのクラウンの値をδとおくと、このδが
大きければ大きい程旋回時のベルト端に生じる半径方向
の動きも大きくなる。とは云えこのクラウンは、カーカ
ス１の断面輪郭形状に依存し無暗にかえることができな
いが、このクラウンに応じてベルト２の端縁における各
補強層の積層構造を改善することにより、上記の歪の集
中を有利に回避させ得るのである。

さて再び第３図ｔａｇ、　（ｂ）にそれぞれ示したよう
に、第１〜第６補強層よりなるベルト２′を積層の最外
方の補強層２′　−６の幅端から下ろした垂線に対する
、積層の最外方と最内方の両補強層２′−６，２’　−
１の各幅端を結んだ直線のなす角θを＋７５°、−８０
’に定めた従来例について、規格内圧、規格荷重下にス
リップアングル６°でコーナリングを行なった際におけ
るベルト２′の各補強層の端部を生じる引張り歪をくわ
しく観察し、その最大値を１００とする指数表示で歪の
分布をあられすと、次の表１の動向を呈することがわか
った。

表　　１ なお表中にの値は歪の最大値と最小値との比である。

第３図（ａｌ、　（ｂｌの比較から明らかなように、θ
の符号の正、負何れに拘らずθの値が従来のように大き
い角度となるベルト２′の補強層積層の下で、最大の幅
をもつ補強１２’　−１又は２′　−６の幅端に著しい
引張り歪みの集中を生じ、これがベルトのコード切れを
来す原因となることがわかった。

なお、これらの実験で補強層積層のうち最大幅をもつ補
強層の最大幅はタイヤの最大接地幅Ｗに対して１．１倍
（実験での値）また、残りの補強層は同じくＷに対し０
．６倍以上のものを補強層の積層に加えたが、これより
幅の狭いものとしてクラウンセンタ領域に適用されるこ
とがある追加的な補強層については無視した。

そこで第１図（ｂ）、第２図（ｂｌのように補強層積層
の最外方と最内方の補強層の各幅端を結んだ直線′ｌと
、タイヤの回転軸に向け最外方の補強層の幅端から下ろ
した垂線ｎとの交角θが何れも一１０’となる積層構造
として同様に試験を行なったところ、表２のような歪分
布となることがわかった。

表　　２ なお表２の数値は第３図（ａ）の場合についてさきに示
した最大歪の値を１００とする指数であられし、ここに
歪の最大、最小比にの値は１．１となり、各補強層のそ
れぞれの端部に歪の分散を図り得ることが知られる。

さらに実験と検討を進めて、ｋの値が１．５以内に納め
ることがこの発明で目脂したベルト耐久性を達成するた
めに必要で、この値をこえるとすでに述べたようなコー
ド切れを起すうれいのあることがわかった。

ベルトの補強層積層において各補強層の端部に生じる歪
の最大、最小値の比にの値を１．５以内に収めることが
できるθ□８．θ、、７と、δ八及び−／δとの関係に
ついて調査を進めた結果は、第５図、第６図にまとめて
あられしたように、θ□、　＝　１１６　（δ／Ｗ）ま
た θ、、ｌ＝　　−６０ｔａｎ　ｈ　　｛０．２１（Ｗ／
δ））で与えられ、このθの範囲内となる補強層積１の
下で、クッションゴム１０の１００％伸長時モジュラス
を１７〜４０ｋｇｆ／ｃｍ”の範囲内で組合わせること
により高速走行の際ならびにとくに小さい旋回半径のコ
ーナリング時にしばしばコード切れの問題を起こすよう
なベルトの耐久性の有利、適切な改善が遂げられる。

ところがδハの値の過大なとき負荷回転時にベルト端高
変動Ｘが大となりまたθの値が上記の適正範囲を逸脱す
ると、あるベルト端部にのみ歪が集中する現象が発生す
る。この様な設計ではベルト端部をあるベルト端部にの
み集中させる結果となり良くない。

なお上記したヘルド端歪とδ／Ｗの関係は有限要素法に
よる数値解析より求め、その結果としての第５図におけ
るｋ＜１，５は、ドラムテストにより求められた安全範
囲である。

（実施例） この発明に従って試作した実施例１〜１２についての高
速ドラムテスト及び旋回テストの成績を、この発明の構
成要件から逸脱した比較例１〜１４の結果と対比して、
表３にまとめてあげた。

（発明の効果） この発明によれば、航空機を代表例とするような高速高
荷重用空気入りラジアルタイヤの高速耐久性と、とくに
小さい旋回半径でのコーナリングの際のベルト端におけ
る損傷回避が有利に実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の実施例を示すタイヤ断面図
、 第３図は従来例についての要部断面間、第４図はベルト
に生しる変形挙動の説明図であり、 第５図、第６図は讐／δとθとの関係ブラフである。 １・・・カーカス　　　　　２・・・ベルト３・・・ビ
ードコア　　　　６・・・トレッド１０・・・クッショ
ンゴム 第１図　（ａ） 第１図（ｂ＞ 改 第２図（ａ） 第２図（ｂ＞ 第３図（ａ） も 第３図（ｂ） φ Ｂ 第４図 Ａ管β詳兼田 第５図 ０．０　０．ｆ　　Ｏ，２ δ／Ｗ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに平行配列をなす有機繊維コードプライよりな
   るトロイド状ラジアル構造のカーカスと、このカーカス
   のクラウン領域のまわりをこれと同心のらせんコイル状
   に取巻く、高弾性低伸度コードを用いた複数の補強層積
   層になるベルトとをそなえこのベルトの両側にカーカス
   との間でクッションゴムを配置した空気入りラジアルタ
   イヤにおいて、 補強層積層が、タイヤに負荷した規格内圧・規格荷重条
   件下で路面を仮想した平面との間に生じる最大接地幅に
   対し０．８〜１．２倍の最大幅をもつ補強層と、同様に
   少なくとも０．６倍の幅をもつ少なくとも２層の補強層
   とを含んで、積層の最外方と最内方の補強層の各幅端を
   結んだ直線と、タイヤの回転軸に向け最外方の補強層の
   幅端から下ろした垂線との交角θ（°）につき、最大幅
   をもつ補強層のクラウンの値をδ（ｍｍ）で最大接地幅
   の半分をＷ（ｍｍ）であらわして次式−６０・ｔａｎｈ
   ｛０．２１（Ｗ／δ）｝≦θ≦１１６（δ／Ｗ）の関係
   を満たしかつクッションゴムが１００％伸長時モジュラ
   ス１７〜４０ｋｇｆ／ｃｍ＾２であることを特徴とする
   、高速重荷重用空気入りラジアルタイヤ。