JP7241621B2 - 航空機用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、航空機用空気入りタイヤに関する。

従来の航空機用空気入りタイヤ（例えば特許文献１に記載の航空機用ラジアルタイヤ）は、一対のビードコアと、両ビードコア間にトロイダル状に延びるカーカスプライを１枚以上有するラジアルカーカスを備え、トレッド部のラジカルカーカスの半径方向外側に、トレッド補強部材としてベルト層を有している。

このベルト層は、有機繊維からなるベルトコードがゴムで被覆されたリボン状のストリップ材が略周方向に巻かれたらせん巻ベルト層と、このらせん巻ベルト層の外周に、有機繊維からなるベルトコードがゴムで被覆されたリボン状のストリップ材がタイヤ赤道面に対して角度を傾斜させて巻き付けられて、ベルト層の幅方向における両端部で折り返しながら巻かれたジグザグベルト層とからなっている。

ジグザグベルト層の幅方向の両端は、ストリップ材がジグザグに折り返しながら成型されるため、通常ストリップ材の２層の交錯層として作りたいところを、局所的に１層しかない部分ができる。この２層部分と１層部分との境界に剛性段差ができるため、ベルト端部が延ばされた際に１層部分に大きな歪が入る。

従ってベルトコードの耐久性を確保するためには、ジグザグベルト層の歪を、らせん巻ベルト層の歪に対して小さくする必要がある。そのための方法として、らせん巻ベルト層の幅をジグザグベルト層の幅よりも広くすることが考えられ、特許文献１のような技術が従来検討されている。

しかしながら、らせん巻きベルト層の幅をジグザグベルト層の幅よりも広くすると、以下のような問題点があった。

タイヤに荷重がかかって、ジグザグベルト層が周方向に伸ばされた場合に、ジグザグベルト層を構成するストリップ材はパンタグラフ状に変形されるので、ジグザグベルト層のタイヤ幅方向端部におけるストリップ材の折り返し点において、タイヤの幅方向内側への移動が発生する。

一方、らせん巻ベルト層が周方向に伸ばされた場合には、ストリップ材のコードが伸ばされるのみで、タイヤ幅方向への移動は発生しない。

そのため、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間に、大きな剪断歪が発生する。特に航空機用タイヤは、高内圧、高荷重で使用されるため、この傾向が大きく、ドラム試験において試したところ、長期間使用した場合に、らせん巻ベルト層と、ジグザグベルト層との間に亀裂が発生し、亀裂が進展してベルトセパレーションによりタイヤの走行不能となる事態が発生していた。

特開２００８－１１４８４１号公報

本発明は、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層からなるベルト層を備えた航空機用空気入りタイヤにおいて、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間の亀裂の発生を防止し、ベルト層のセパレーションを防いで、タイヤの耐久性の向上を図ることを目的としている。

本発明は、前記目的を達成するために、一対のビードコアと、両前記ビードコア間にトロイダル状に延びるカーカスプライを一枚以上具備したラジアルカーカスと、前記ラジアルカーカスのクラウン域の外周側に配設され、前記ラジアルカーカスを補強するベルト層と、を有した航空機用空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層は、有機繊維からなる第１のベルトコードが第１の被覆ゴムで被覆されたリボン状の第１のストリップ材が、らせん巻にされた構造であって、規定の複数の層が重ねられたらせん巻ベルト層と、有機繊維からなる第２のベルトコードが第２の被覆ゴムで被覆されたリボン状の第２のストリップ材が、前記らせん巻ベルト層の外周側に幅方向端縁で折り返されてジグザグ状に屈曲しながら、円周方向に延在して巻かれた構造であって、規定の複数の層が重ねられたジグザグベルト層と、を備え、前記らせん巻ベルト層と、前記ジグザグベルト層との間に、ゴム部材が配設されたことを特徴とする航空機用空気入りタイヤである。

本発明は前記したように構成されているので、ジグザグベルト層のタイヤ幅方向内側への移動により発生する、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間の剪断力を、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間に配設されたゴム部材が弾性変形することにより吸収することができるので、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間の亀裂の発生を防ぎ、ベルト層のセパレーションを防止し、ベルト層のタイヤ幅方向における故障を防ぐことによりタイヤの耐久性を向上させることができる。

前記構成において、前記ゴム部材は、前記らせん巻ベルト層の最大幅に対して、前記らせん巻ベルト層の端縁から１％以上、１５％以下の範囲に存するようにしてもよい。

前記構成によれば、タイヤが荷重を受けてジグザグベルト層のベルトコードがパンタグラフ状に変形した際に、ジグザグベルト層の移動量の最も大きいタイヤ幅方向における端縁において、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間に配設されたゴム部材が剪断変形することにより、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層の間の亀裂を防いで、ベルト層のセパレーションをより防止することができ、タイヤの耐久性を向上させることができる。

前記構成において、前記ゴム部材のタイヤ幅方向における幅を、前記らせん巻ベルト層の最大幅に対して、５％以上、１５％以下の範囲にしてもよい。

前記構成によれば、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間に配設するゴム部材を必要充分な幅とすることができ、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間のゴムの亀裂を防いで、ベルト層のセパレーションをより防止することができるとともに、タイヤの重量の増加を低減することが可能となる。

前記構成において、前記ゴム部材の形状を、長尺のゴムシートとすることもできる。

前記構成によれば、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間にゴム部材を容易に配置することができる。

前記構成において、前記ゴム部材の厚さは、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲にしてもよい。

前記構成によれば、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間のゴム部材の厚さが必要十分に確保されるので、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間のゴムの亀裂を防いで、ベルト層のセパレーションを防止してタイヤの耐久性を向上させるとともに、タイヤ全体の重量の増加を防ぐことができる。

前記構成において、前記ゴム部材として、前記第１の被覆ゴムの弾性率および前記第２の被覆ゴムの弾性率よりも低い弾性率のゴム素材を用いてもよい。

前記構成によれば、ゴム部材の弾性率は、第１の被覆ゴムの弾性率および第２の被覆ゴムの弾性率よりも低いので、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間に発生する剪断力は、主にゴム部材を剪断変形する力に用いられる。よって、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間の亀裂を防ぐとともに、第１の被覆ゴムや第２の被覆ゴムの剪断変形を少なくし、ベルトコードが切断することを防止して、ベルト層の強度を高め、タイヤの耐久性をさらに向上させることができる。

本発明の航空機用空気入りは、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層からなるベルト層を備えた航空機用空気入りタイヤにおいて、らせん巻ベルト層とジグザグベルト層との間の亀裂の発生を防止し、ベルト層のセパレーションを防いで、タイヤの耐久性の向上を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態の航空機用空気入りタイヤが規定のリムに組み込まれ規定内圧にされた状態における幅方向断面図である。 図１の航空機用空気入りタイヤの一側方の要部拡大幅方向断面図である。 らせん巻ベルト層の形成例を示す部分展開図である。 ジグザグベルト層の形成例を示す部分展開図である。

本発明に係る航空機用空気入りタイヤ１の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１には、本発明の実施の形態の航空機用空気入りタイヤ１（以下タイヤ１という）のタイヤ幅方向の断面図を示している。タイヤ１は適用リム40に組付けられている。

図中、符号ＣＬはタイヤ幅方向中心に相当し、タイヤ回転軸に垂直な平面であるタイヤ赤道面を示す。タイヤ幅方向とはタイヤ回転軸に平行な方向であり、タイヤ径方向とはタイヤ回転軸に垂直に、タイヤ回転軸に近づく方向または遠ざかる方向をいう。

タイヤ１は、左右一対のリング状のビードコア６を埋設したビード部５と、一対のビードコア６間をトロイダル状に延びて架設されるラジアルカーカス７と、該ラジアルカーカス７の径方向外側に周接されるベルト層10と、該ベルト層10の外周面にトレッドゴム38が周接されたトレッド部３と、タイヤ１のサイド部分を覆うサイドウォール部４とを備えている。

ラジアルカーカス７は、一枚以上のカーカスプライ７ａが重ねられたものであって、例えば４～７枚のカーカスプライ７ａが重ねられてその両端部が、ビードコア６の周囲に半径方向内側から外側に巻き上げられて固定されている。本実施の形態のタイヤ１では、ナイロンコードからなるカーカスプライ７ａが７層重ねられている。

ラジアルカーカス７のクラウン域７ｂの外周側のタイヤ径方向外側には、ラジアルカーカス７を補強するベルト層10が設けられている。ベルト層10は、ラジアルカーカス７の外周面に巻き付けられるらせん巻ベルト層20と、らせん巻ベルト層20の外周に重ねられるジグザグベルト層30と、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30の間に設けられるゴム部材15と、ジグザグベルト層30の外周に巻き付けられる保護ベルト層37とを備えている。保護ベルト層37の外周面にトレッドゴム38が貼り付けられてトレッド部３とされる。幅方向におけるベルト層10の両縁を幅方向端縁10ａと定義する。

らせん巻ベルト層20と、ジグザグベルト層30は、図３および図４に示されるように、それぞれリボン状の第１のストリップ材としてのらせん巻用ストリップ26、第２のストリップ材としてのジグザグ巻用ストリップ36が所定の巻き方で巻かれたものである。らせん巻用ストリップ26は、有機繊維製の第１のベルトコード26ａが複数本引き揃えられたものが、第１の被覆ゴム26ｂによって被覆され、所定幅にリボン状に形成されたものである。ジグザグ巻用ストリップ36は、有機繊維製の第２のベルトコード36ａが複数本引き揃えられたものが第２の被覆ゴム36ｂによって被覆され、所定幅にリボン状に形成されたものである。

らせん巻用ストリップ26，ジグザグ巻用ストリップ36に使用する有機繊維製のベルトコード26ａ，36ａは、アラミドのような芳香族ポリアミドによる有機繊維コードが使用されている。または、芳香族ポリアミドとナイロンのような脂肪族ポリアミドとの組み合わせで作製されるハイブリッド繊維コードを用いることもできる。

脂肪族ポリアミド繊維とアラミド繊維とのハイブリッドコードとしては、脂肪族ポリアミド繊維からなるヤーンとアラミド繊維からなるヤーンとを撚り合わせたものでもよく、予め脂肪族ポリアミド繊維とアラミド繊維を複合化したヤーンに撚りを加えたものでもよい。

らせん巻用ストリップ26のベルトコード26ａの本数は、好ましくは２～６本の範囲内であるが、本実施の形態では４本に設定されている。らせん巻用ストリップ26の幅は、好ましくは３．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲内であるが、本実施の形態では６．０ｍｍに設定されている。らせん巻用ストリップ26のベルトコード26ａの間隔は、ベルトコード26ａの直径の１．１倍以上２．０倍の範囲が好ましい。らせん巻用ストリップ26のベルトコード26ａは、例えばアラミドとナイロンからなるハイブリッドコード等が用いられている。

ジグザグ巻用ストリップ36のベルトコード36ａの本数は、好ましくは７～１１本の範囲内であるが、本実施の形態では９本に設定されている。ジグザグ巻用ストリップ36の幅は、好ましくは６．０ｍｍ以上１８．０ｍｍ以下の範囲内であるが、本実施の形態では１３．０ｍｍに設定されている。ジグザグ巻用ストリップ36のベルトコード36ａの間隔は、ベルトコード36ａの直径の１．１倍以上２．０倍以下の範囲が好ましい。ベルトコード36ａは、例えばアラミドとナイロンからなるハイブリッドコード等が用いられている。

タイヤ１のらせん巻ベルト層20は、図１、図２および図３に示されるように、生タイヤのラジアルカーカス７のクラウン域７ｂに、上記のようならせん巻用ストリップ26が、らせん巻にされた構造である。らせん巻ベルト層20は、らせん巻用ストリップ26が、タイヤ周方向にヘリカル状に、隣接するらせん巻用ストリップ26との間に隙間を生じないように、タイヤ幅周方向に所定する量ずれて巻かれて形成される。

らせん巻用ストリップ26は、図１および図２に示されるように、らせん巻ベルト層20の幅方向の端縁20ａまで巻かれると折り返されて、第１層21の外周面に第２層22が巻始められ、他方の幅方向の端縁20ａに向かって巻き付けられ、順次折り返されて重ねられ、らせん巻ベルト層20の第１層21、第２層22、第３層23が積層されていく。

らせん巻用ストリップ26は、そのベルトコード26ａの角度が、タイヤ赤道面ＣＬに対して所定角度をもって巻き付けられている。本実施の形態では、らせん巻用ストリップ26は、ベルトコード26ａはがタイヤ赤道面ＣＬに対して５°以下になるように巻き付けられている。らせん巻用ストリップ26は、ラジアルカーカス７のクラウン域７ｂに巻き始める際に、ベルト層10のタイヤ幅方向における幅方向端縁10ａの位置から巻始めが開始される。らせん巻ベルト層20の積層数は、好ましくは１～５の範囲内であるが、本実施の形態では、タイヤ径方向おける内側から、第１層21、第２層22、第３層23、の３層によって構成されている。

図１に示されるように、らせん巻ベルト層20のタイヤ幅方向の幅方向両側の端縁20ａのそれぞれの外周面に、所定幅に設定された帯状のシートからなるゴム部材15が、周方向に巻き付けられる。ゴム部材15の形状は、長尺のゴムシートであって、ゴム部材15の厚さは、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲にある。ゴム部材15は、らせん巻ベルト層20の端縁20ａから、らせん巻ベルト層20の最大幅Ｗｓの１％以上、１５％以下の範囲に位置するように配設されている。ゴム部材15の所定幅のゴム部材幅Ｗｇは、らせん巻ベルト層20の最大幅Ｗｓに対して、５％以上、１５％以下の範囲になるように設定されている。
ゴム部材15はその素材として、らせん巻用ストリップ26の第１の被覆ゴム26ｂの弾性率と、ジグザグ巻用ストリップ36の第２の被覆ゴム36ｂの弾性率よりも小さい弾性率のゴム素材が用いられる。

図１および図４に示されるように、ジグザグベルト層30は、らせん巻ベルト層20およびゴム部材15の外周側に、ジグザグ巻用ストリップ36が所定の方法で巻き付けられて構成される。ジグザグ巻用ストリップ36は、その最大幅Ｗｅが、らせん巻ベルト層20の最大幅Ｗｓよりも狭くなるように、らせん巻ベルト層20の上に巻かれている。

図４に示されるように、ジグザグベルト層30は、ジグザグ巻用ストリップ36が、所定されたジグザグベルト層30の幅方向端縁30ａで折り返されて、ジグザグ状に屈曲しながら円周方向に延在して巻かれた構造である。ジグザグ巻用ストリップ36は、隣接するジグザグ巻用ストリップ36との間に隙間を生じないように周方向に所望の量ずれて巻かれている。

ジグザグ巻用ストリップ36のベルトコード36ａは、ジグザグベルト層30の両方の幅方向端縁30ａで折り返される折り返し点36cまで、タイヤ赤道面ＣＬに対して５°～３０°の角度で傾斜して延在するように、ジグザグ巻用ストリップ36は巻かれている。

ジグザグベルト層30は、複数の層が規定数重ねられており、本実施の形態では、図２に示されるように、第１層31、第２層32、第３層33、第４層34の４層が重ねられているが、適宜変更することができる。

上記したように、ラジアルカーカス７のクラウン域７ｂの周方向外側に、らせん巻ベルト層20、ゴム部材15およびジグザグベルト層30を巻き付け、その外周面にさらに保護ベルト層37およびトレッドゴム38を巻き付けた状態になるよう生タイヤを作製した後、この生タイヤを加硫成型することで、本実施形態のタイヤ１が得られる。

本実施の形態のタイヤ１は、前記したように構成されており、らせん巻ベルト層20の端縁20ａ近傍において、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30の間にゴム部材15を配設したので、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30との間の剪断力がゴム部材15の剪断変形により吸収されて、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30との間の亀裂の発生を防ぐことができる。さらに、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30との間のセパレーションを防ぐことができ、ベルト層10の強度を高めて、タイヤ１の耐久性の向上を図ることができる。

以上のような構成を有し、サイズが52×22.0Ｒ22の実施例のタイヤ、ならびに、従来例のタイヤそれぞれのタイヤについて、ドラム走行後のベルトコードの強力について、以下のような試験を行った。タイヤ１を模擬したモデルにてシミュレーションを行い、ベルト端部のコード近傍ゴムの歪を計算した。

このような試験の結果から、ゴム部材15は、らせん巻ベルト層20の最大幅Ｗｓに対して、らせん巻ベルト層20の端縁20ａから、１％以上、１５％以下の範囲に存すると、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30の間の亀裂を防いで、ベルト層のセパレーションをより防止し、タイヤの耐久性が向上することがわかった。

さらに、ゴム部材15のタイヤ幅方向におけるゴム部材幅Ｗｇは、らせん巻ベルト層20の最大幅Ｗｓに対して、５％以上、１５％以下の範囲にあると、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30との間に配設するゴム部材15を必要充分な幅とすることができ、らせん巻ベルト層20とジグザグベルト層30との間のゴムの亀裂を防いで、ベルト層のセパレーションをより防止することができるとともに、タイヤの重量の増加を低減させることがわかった。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の態様が上記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むことは勿論である。

１…航空機用空気入りタイヤ、３…トレッド部、４…サイドウォール部、５…ビード部、６…ビードコア、７…ラジアルカーカス、７ａ…カーカスプライ、７ｂ…クラウン域、
10…ベルト層、10ａ…幅方向端縁、15…ゴム部材、
20…らせん巻ベルト層、21…第１層、22…第２層、23…第３層、26…らせん巻用ストリップ、26ａ…ベルトコード、26ｂ…第１の被覆ゴム、
30…ジグザグベルト層、30ａ…幅方向端縁、31…第１層、32…第２層、33…第３層、34…第４層、36…ジグザグ巻用ストリップ、36ａ…ベルトコード、36ｂ…第２の被覆ゴム、36ｃ…折り返し点、37…保護ベルト層、38…トレッドゴム、
40…適用リム、
ＣＬ…タイヤ赤道面、Ｗｓ…らせん巻ベルト層の最大幅、Ｗｅ…ジグザグベルト層の最大幅、Ｗｇ…ゴム部材幅。

Claims (4)

1. 一対のビードコア(6)と、
   両前記ビードコア(6)間にトロイダル状に延びるカーカスプライ(7a)を一枚以上具備したラジアルカーカス(7)と、
   前記ラジアルカーカス(7)のクラウン域の外周側に配設され、前記ラジアルカーカス(7)を補強するベルト層(10)と、を有した航空機用空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層(10)は、
   有機繊維からなる第１のベルトコード(26a)が第１の被覆ゴム(26b)で被覆されたリボン状の第１のストリップ材(26)が、らせん巻にされた構造であって、規定の複数の層(21,22,23,)が重ねられたらせん巻ベルト層(20)と、
   有機繊維からなる第２のベルトコード(36a)が第２の被覆ゴム(36b)で被覆されたリボン状の第２のストリップ材(36)が、前記らせん巻ベルト層(20)の外周側に幅方向端縁(30a)で折り返されてジグザグ状に屈曲しながら、円周方向に延在して巻かれた構造であって、規定の複数の層(31,32,33,34)が重ねられたジグザグベルト層(30)と、を備え、
   前記らせん巻ベルト層(20)と、前記ジグザグベルト層(30)との間に、ゴム部材(15)が配設され、
   前記ゴム部材(15)の厚さは、０．５ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする航空機用空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム部材(15)は、前記らせん巻ベルト層(20)の最大幅(Ws)に対して、前記らせん巻ベルト層(20)の端縁(20a)から、１％以上、１５％以下の範囲に存することを特徴とする請求項１に記載の航空機用空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム部材(15)のタイヤ幅方向における幅(Wg)は、前記らせん巻ベルト層(20)の最大幅(Ws)に対して、５％以上、１５％以下の範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の航空機用空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム部材(15)の形状は、長尺のゴムシートであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の航空機用空気入りタイヤ。

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