JPWO2012026123A1 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

タイヤの骨格構造をなすラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設したベルト（６）と、ベルト（６）の外周側に複数本のコードからなる少なくとも一層の保護層（７）とを具え、保護層（７）は、正弦波で迂曲する複数本のコード９を同位相で並列に配置してなり、前記コード（９）の振幅中心となる線のタイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θと、前記コード（９）の半振幅ａと波長λとが、ｔａｎθ＞２πａ／λ＞０．４（０°＜θ＜９０°）の関係を満たしてなることを特徴とする。

Description

本発明は、航空機用ラジアルタイヤ、特には剥離されることのあるトレッドゴム片の体積を小さくした航空機用空気入りラジアルタイヤの改良に関するものである。

航空機用空気入りラジアルタイヤは、滑走路面に落下している異物等を踏みつけると、トレッド踏面にカット傷が入ることがあり、このカット傷がベルトやカーカスに到達してパンクしたり、そのカット傷を起点としてトレッドゴムの剥離が発生するおそれがあった。

これがため、例えば特許文献１には、互いに平行配列をなす波形コードからなる波形コード層と、この波形コード層のタイヤ半径方向外方で、トレッド周方向に直線状に延在させた、またはトレッド周方向に対して傾斜させて直線状に延在させた、互いに平行配列をなす有機繊維コードからなる有機繊維コード層とで構成したクラウン保護層を、ベルト層とトレッドとの間に配することで、受傷時のトレッド外傷のベルト層への貫通を波形コード層で抑制するとともに、トレッド受傷後の、トレッド溝底に沿った亀裂の、周方向の進展を有機繊維コード層で抑制する技術が提案されている。

しかるに、このようなタイヤは、図５にベルト構造を、部分展開平面図で模式的に示すように、波形コードの、図に一点鎖線で示す振幅中心線をタイヤの赤道面に実質上平行に配置しているため、このコードとその外周に位置するゴム層との界面からゴムの剥離が発生した場合には、そのコードに沿ってタイヤ周方向へ剥離が進展して、剥離したゴムの破片の大きさが大きくなり、ひいては、その破片が機体に激突等して航空機の機体に損傷をあたえるおそれがあった。

特開平０１−２１５６０２号公報

そこで、本発明は、たとえ、トレッドゴム等のゴムの剥離が発生した場合であっても機体損傷等の被害を少なくする航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

この発明にかかる航空機用空気入りラジアルタイヤは、タイヤの骨格構造をなすラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設したベルトと、ベルトの外周側に配設されて、複数本のコードからなる少なくとも一層の保護層とを具えるものであって、保護層は、正弦波で迂曲する複数本のコードを同位相で並列に配置してなり、前記コードの振幅中心となる線の、タイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θと、前記コードの半振幅ａと波長λとが、ｔａｎθ＞２πａ／λ＞０．４（０°＜θ＜９０°）の関係を満たしてなるものである。

ここで、ベルトおよび保護層を構成するコードは、スチールコード、有機繊維コードのいずれもでもよく、有機繊維のモノフィラメントを適用することもできる。

このような航空機用空気入りラジアルタイヤにおいてより好ましくは、前記傾斜角度θが、４０°＜θ＜８０°の関係を満たす。

本発明に係る航空機用空気入りラジアルタイヤでは、正弦波で迂曲する複数本のコードを同位相で並列に配置される保護層を具えることで、例えばタイヤをリムに組み付けて規定の内圧を充填する際に、コードの波形が変形してタイヤの形状変化にコードが追従することができるため、コード自身に張力がかかることなく、コードがトレッドゴムに食い込んだり、保護層コードとトレッドゴムとの間で剥離が生じることを防ぐことができる。

そして、保護層のコードの振幅中心となる線の、タイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θと、前記コードの半振幅ａと波長λとが、ｔａｎθ＞２πａ／λ＞０．４（０°＜θ＜９０°）の関係を満たすことで、コードの振幅中心、ひいてはコード全体に角度を付けることになり、トレッドゴムの剥離が発生する場合であっても、そのゴムのタイヤ周方向に剥離する力をタイヤ幅方向にも分散させるとともに、剥離したゴムにタイヤ周方向とタイヤ幅方向との捻れの力が加わることで、ゴムがちぎれ易くなって、飛散するトレッドゴムの破片を小さくすることができる。

さらに詳述すると、上述のｔａｎθ＞２πａ／λの関係を満たすことで、タイヤの製造時に、保護層の素材を、内部に埋設した複数本の波形コードがいずれも裁断工程で分断されることなしに形成することができるので、例えばタイヤをリムに組み付けて内圧を充填する際に、保護層の波形コードは振幅、波長を変化させながら、タイヤの形状変化に追従することができる。なお、ｔａｎθ＞２πａ／λの関係を満たさない場合には、保護層素材の形成に際し、波形コードが分断されることがあり、それ故に、保護層の波形コードがタイヤの形状変化に追従することができない。

なおここで、θが０°の場合には、保護層のコードとトレッドゴム等のゴムとの間で剥離が発生した場合に、コードがガイドの役割となり、ゴムの剥離がタイヤ周方向への進展しやすくなり、一方θが９０°の場合には、コードの波型の変形による効果が得ることができない。

そしてまた、２πａ／λが０．４以下では、タイヤの形状変化に波形コードが追従して変形する効果が不十分になり、コード自身に張力が生じたり、コードがトレッドゴムに食い込むなどして、保護層とトレッドゴムとの間で剥離が生じるおそれがある。

本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤの一の実施形態を示す、タイヤ半部の子午線断面図である。 図１に示すタイヤのベルト構造を模式的に示す部分展開平面図である。 図１に示すタイヤが具える保護層の素材を形成する際の、波形コードを埋設したシート状部材の裁断工程を模式的に示す、帯状部材の部分平面図である。 図３に示す工程で裁断したシート状部材を、筒状のタイヤ構成部材の外周側に配設する工程を模式的に示す平面図である。 従来の空気入りタイヤのベルト構造を模式的に示す部分展開平面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤを詳細に説明する。
図１、２に示すところでは、１はトレッド部を、２はトレッド部１の側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部を、３は各サイドウォール部２の内周側に連続させて設けたビード部をそれぞれ示す。

ここに示すタイヤは、一対のビード部３内に埋設した、ビードコア４と、これらビードコア４間に、トロイド状に延在し、タイヤ赤道面に対して７０〜９０°の範囲の角度で延びる複数本の有機繊維コードからなる、カーカスプライ５にて構成したラジアルカーカスを具える。

また、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に、タイヤ赤道面に対して、例えば１０〜６０°の角度で傾斜して延びる、例えばナイロンコードの複数本を整列させて配置することによって形成してなり、コード交錯ベルト層からなるベルト６、正弦波で迂曲するコードの複数本を並列に配置してなる、図では一層の保護層７および、トレッドゴム８を順次に配置し、このトレッドゴム８の表面には、例えば、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等を形成する。

ここにおけるラジアルカーカスは、カーカスプライ５のうち、側部部分を各ビードコア４の周りに、タイヤ幅方向の内側から外側へ巻き上げてなるターンアッププライ５ａと、これらのターンアッププライ５ａの、ビードコア４に対する巻上げ部分を覆って半径方向内方に延びて、少なくとも、ビードコア４の半径方向内方部分まで延在する、ダウンプライ５ｂとからなる、いわゆるアップダウン構造を有する。

このようなアップダウン構造とすることにより、ターンアッププライ５ａおよびダウンプライ５ｂのそれぞれに働くビードコア４の周りの張力の相殺による、それら相互の引き抜け拘束力の作用下で、カーカスプライ５が引き抜けるのを有効に防止することができる。
その結果、航空機用ラジアルタイヤに求められる耐圧性、耐荷重性等を十分に確保することができる。

そしてこの航空機用空気入りラジアルタイヤでは、保護層７は、図２に示すように、正弦波で迂曲する複数本のコード９を同位相で並列に配置してなり、波形コード９の振幅中心となる線のタイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θと、波形コード９の半振幅ａと波長λとが、
ｔａｎθ＞２πａ／λ＞０．４（０°＜θ＜９０°）
の関係を満たす。

このようなタイヤにおいて、保護層７は、内圧充填時の膨張に伴うタイヤ半径方向の応力を吸収、負担し、歪を減じることにより、トレッド部１の傷の発生、成長を抑制することもできるとともに、トレッド部１の受傷では特にタイヤ周方向の進展を抑制することができ、耐カット性を著しく向上させ、トレッド摩耗末期までベルト６に損傷を受けることがないのでタイヤの耐久性を向上させることができる。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、前記傾斜角度θを４０°＜θ＜８０°の範囲とする。このことで、トレッドゴム８等のゴムの剥離耐久性を向上させることができるとともに、ゴムが剥離した場合であっても、ゴム片を小さくすることができる。
また、より好ましくは、半振幅ａは、２ｍｍ＜ａ＜２０ｍｍ、波長λが、１０ｍｍ＜λ＜５０ｍｍの範囲を満たす。

ところで、上記のタイヤで、ベルト６の外周側に配設される保護層７の素材は、以下のようにして形成することができる。
はじめに、図３に示すように、正弦波で迂曲する複数本の波形コード９を、同位相で並列させて配置するとともに、該波形コード９に、未加硫ゴムをコーティングして、長尺で広幅の帯状部材１２を形成する。
次いで、波形コード９を埋設した前記帯状部材１２を、該帯状部材１２の長手方向、つまり、波状コード９の振幅中心を通る直線に対して所定の角度αで傾斜する方向ｃに裁断し、シート状部材１３ａを切り取る。

しかる後は、所定の角度αで裁断したシート状部材１３ａを、図４（ａ）に示すように、例えば、成型ドラムの周囲に形成したベルト素材等の筒状のタイヤ構成部材１１の外周面に、シート状部材１３ａの裁断面が該タイヤ構成部材１１の軸線方向の外側を向くように、シート状部材１３ａの裁断方向ｃを該タイヤ構成部材の周方向に沿わせて貼り付けることで、筒状の保護層素材を形成することができる。
このような保護層素材を有する生タイヤを加硫成型して製造したタイヤでは、保護層の波形コードの振幅中心線の、タイヤ周方向に対する傾斜角度θが、前記裁断角度αに一致することになる。

ここにおいて、図３に示す帯状部材１２に埋設された、正弦波で迂曲する波形コード９の波形は一般に、ｙ＝ａ・ｓｉｎ（２π／λ・ｘ）＋ｙ₀で表すことができ、その接線の傾きは、前式の微分係数ｙ’＝２πａ／λ・ｃｏｓ（２π／λ・ｘ）で表されて、とくにｘ＝λの時に最大値２πａ／λをとる。
また、帯状部材１２を裁断する際の裁断方向ｃの傾きはｔａｎαで表すことができる。

そして、例えば、裁断角度αを６０°〜８０°として、前記接線の傾きの最大値２πａ／λと、接線ｃの傾きｔａｎαとが、ｔａｎα＞２πａ／λ（０°＜α＜９０°）の関係を満たす場合は、裁断方向ｃの傾きが、波形コードの接線の傾きの最大値よりも大きくなることにより、帯状部材１２の裁断に際し、図３に示すように裁断方向ｃに対して常に一個の交点で交わる各波形コードがいずれも一箇所で切断されることになるので、帯状部材１２の幅方向に整列するいずれの波形コード９も、帯状部材１２の裁断によって、一枚のシート状部材１３ａ内で分断されてしまうことがない。
そのため、この発明のタイヤでは、ｔａｎθ＞２πａ／λの関係を満たすものとしたことにより、保護層内の波形コードは分断されておらず、タイヤの形状変化に保護層内のコードは変形して追従することができ、コード自身に張力がかかることを防止できる。

一方、例えば２０°〜４０°のような、上記の条件を満たさない小さな裁断角度βの下で、帯状部材１２の裁断を行ったときは、とくに、コード本数が多い広幅の帯状部材１２では、図３に示すように、裁断方向ｄに対して二個以上で交わる波形コードが二箇所以上で切断されることがあり、この場合は、一枚のシート状素材１３ｂ内で、分断されたコード１９ａ、１９ｂ、１９ｃが存在することになるので、図４（ｂ）に示すようにして形成した保護層素材を用いて製造したタイヤの保護層内にも、分断されている波形コードが存在することから、保護層内のコードはタイヤの形状変化に追従することができない。

次に、図１、２に示すような構造を有し、サイズが５０×２０．０Ｒ２２ ３２ＰＲのタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜３および、比較例タイヤ１〜３とのそれぞれにつき、トレッド部の剥離耐久性および剥離ゴムの大きさを測定した。
なお、比較例タイヤは、保護層以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

（トレッド部の剥離耐久性）
実施例タイヤ１〜３および、比較例タイヤ１〜３とのそれぞれにつき、サイズ５０×２０ ＯＲ２２のリムに組み付け、内圧を１５２０ｋＰａとして、トレッド踏面から保護層のコード上までに、センターリブ幅のカット傷を与えて、タイヤ１２０％荷重離陸試験を繰り返し行い、トレッド部に剥離が発生するまでの走行回数を計測することによって、トレッドの剥離耐久性を評価する。その評価結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、トレッド部の剥離耐久性能が優れていることを示す。

（剥離ゴムの大きさ）
実施例タイヤ１〜３および、比較例タイヤ１〜３とのそれぞれにつき、トレッド部の剥離耐久性の試験で生じたゴムの大きさを測定し、その結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が小さいほど、剥離ゴムの大きさが小さいことを示す。

表２の結果から、実施例タイヤ１では、比較例タイヤ１に対して、トレッド部剥離耐久性は同等であったが、剥離ゴムを小さくすることができた。実施例タイヤ２では、比較例タイヤ１に対して、トレッド部剥離耐久性および剥離ゴムの小ささを飛躍的に改善させることができた。実施例タイヤ３では、比較例タイヤ１に対して、トレッド部剥離耐久性は同等であったが、剥離ゴムの小ささを飛躍的に改善することができた。
比較例タイヤ２では、比較例タイヤ１に対して、トレッド部剥離耐久性が低下したが、剥離トレッドは小さかった。比較例タイヤ３は、波形コードの変形効果が全くないため、比較例タイヤ１に対して、トレッド部剥離耐久性が低下した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカスプライ
５ａ ターンアッププライ
５ｂ ダウンプライ
６ ベルト
７ 保護層
８ トレッドゴム
９ 波形コード
１１ タイヤ構成部材
１２ 帯状部材
１３ａ、１３ｂ シート状部材
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 分断されたコード
ｃ、ｄ 裁断方向
α、β 裁断角度
θ 傾斜角度

Claims (2)

1. タイヤの骨格構造をなすラジアルカーカスと、ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設したベルトと、ベルトの外周側に配設されて、複数本のコードからなる少なくとも一層の保護層とを具える航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   保護層は、正弦波で迂曲する複数本のコードを同位相で並列に配置してなり、
   前記コードの振幅中心となる線の、タイヤ周方向に対する鋭角側の傾斜角度θと、前記コードの半振幅ａと波長λとが、
   ｔａｎθ＞２πａ／λ＞０．４（０°＜θ＜９０°）
   の関係を満たしてなることを特徴とする航空機用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記傾斜角度θが４０°＜θ＜８０°を満たしてなる請求項１に記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
   

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