JP2009012724A - 航空機用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ゴムチェーファーのジョイント部への割れの発生を防止することによってビード部の耐久性を向上させた航空機用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１と、一対のサイドウォール部２と、一対のビード部３と、カーカス５と、ゴムチェーファー１１と、サイドウォールゴム８と、第一スティフナーゴム１２と、第二スティフナーゴム１３とを具え、第一スティフナーゴム１２は、サイドウォールゴム８よりも高硬度のゴムで形成され、第二スティフナーゴム１３は、ゴムチェーファー１１よりも低硬度のゴムで形成され、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側面を、ゴムシートの渦巻き状の巻回構造になるカバーゴム１４で覆ってなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、航空機用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特に、ビード部の耐久性を向上させる技術を提案するものである。

航空機用空気入りラジアルタイヤが負荷転動すると、タイヤの接地部分であるトレッド部は負荷に対する路面からの反力を受け、それに連続するサイドウォール部は撓み変形し、その変形が、連続するビード部にも伝達される。この結果、ビード部は、タイヤ幅方向外側に倒れ込む向きの曲げ変形を受け、これにより、適用リムのフランジに押圧されて厚みを減じる向きの圧縮歪みを受ける。
また、このタイヤが負荷転動すると、適用リムのフランジから駆動力および制動力によって、タイヤ周方向へのタイヤの転動に対抗する方向に剪断力を受ける。

そして、近年、空港の大規模化により滑走路からターミナルまでの走行距離が長くなり、タイヤのビード部の繰り返し変形による疲労も増大傾向にある。

そこで、例えば、カーカスプライの本体部と折り返し部との間に配置され、サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成されてビードコアのタイヤ半径方向外端からタイヤ半径方向外方に向けて延びる第一スティフナーゴムと、サイドゴムよりも高硬度のゴムから形成され、タイヤサイド部からビード部のビードベース部に至るタイヤ外側面を形成するゴムチェーファーと、ゴムチェーファーよりも低硬度のゴムから形成され、カーカスプライとゴムチェーファーとの間に配置された第二スティフナーゴムとを具えた航空機用空気入りラジアルタイヤは、ゴムチェーファーによって、ビードベースのリムずれ等による損傷の発生を防止し、第一スティフナーゴムによって、ビード部の倒れ込み変形を抑制し、第二スティフナーゴムにより、圧縮歪を吸収緩和してカーカスプライの折り返し部の半径方向外端の、歪集中を抑制することができる。

しかるに、このタイヤは、極めて長い走行やそれに伴うタキシング等の厳しい使用条件の下ではタイヤが撓むことで、ビード部のタイヤ幅方向外側表面は適用リムのフランジからの押圧によるタイヤ幅方向の入力が作用し、またタイヤ周方向へのタイヤの転動に対抗する方向にも剪断力が作用する。そのため、シート状のゴムチェーファー素材を円環状に成型して両端部を接合させてなるゴムチェーファーの、半径方向に延びるジョイント部に割れが発生するおそれがあった。そして、これが進展すると、更生タイヤの繰り返し使用が困難になる。

そこで、本発明は、特に、ゴムチェーファーのジョイント部への割れの発生を防止することによってビード部の耐久性を向上させた航空機用空気入りラジアルタイヤを提供する。

本発明にかかる航空機用空気入りラジアルタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、ビード部に各々埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する本体部及び各ビードコアの周りで折り返された折り返し部を持つ少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、ビードトー部分からビードヒール部分を経て半径方向外方に延びるゴムチェーファーと、このゴムチェーファーの半径方向外方に配設したサイドウォールゴムと、カーカスの本体部と折り返し部との間で、ビードコアより半径方向外方に配設した第一スティフナーゴムと、ゴムチェーファーおよびサイドウォールゴムのタイヤ幅方向内側で、カーカスのタイヤ幅方向の外面側に沿わせて配置した第二スティフナーゴムとを具えたものに、第一スティフナーゴムは、サイドウォールゴムよりも高硬度のゴムで形成され、第二スティフナーゴムは、ゴムチェーファーよりも低硬度のゴムで形成され、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を、ゴムシートの渦巻き状の巻回構造になるカバーゴムで覆ってなることを特徴とするものである。
ここで、渦巻き状の巻回構造とは、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面に、所要のゴムストリップを隙間なく５〜６回巻き付けた状態で、加硫成形してなる構造をいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、第一スティフナーゴムのゴム硬度を７０〜９０、サイドウォールゴムのゴム硬度を４０〜６０とし、第二スティフナーゴムのゴム硬度を５０〜７０、ゴムチェーファーのゴム硬度を６０〜８０とする。

また好ましくは、カバーゴムとゴムチェーファーとが同一のゴム材料からなる。

より好ましくは、カバーゴムのゴム硬度を、６０〜８０とする。

そしてまた好ましくは、第二スティフナーゴムは、ビードコアの中心を通ってタイヤ幅方向に延びる第一の仮想線分のビードコアよりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に１０〜５０°の範囲内に半径方向内端を有する。

より好ましくは、カバーゴムの半径方向内端は、第一の仮想線分のビードコアよりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に１０〜５０°の範囲内に位置する。

そしてより好ましくは、カバーゴムの半径方向外端を、適用リムのフランジとビード部との接触域より半径方向外方とする。

ところで、断面形状が平行四辺形をなすゴムシートの渦巻き状巻き回し構造体からなるカバーゴムで、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を覆ってなることが好ましい。

また好ましくは、幅が１０〜１５ｍｍであり、厚みが０．７〜２．０ｍｍであるゴムシートの渦巻き状巻き回し構造体からなるカバーゴムで、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を覆ってなる。

本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を、ゴムシートの渦巻き状の巻回構造になり、半径方向にジョイント部を形成しないカバーゴムで覆ってなることにより、ジョイント割れの原因となるジョイント部がタイヤ表面に露出しなくなる。
ゴムチェーファーの半径方向に延びるジョイント部を、渦巻き状の巻回構造のカバーゴムをもって、円周方向に拘束することで、ゴムチェーファーのジョイント部への割れの発生を有効に抑制することができる。
そして、ゴムシートを渦巻き状の巻回構造にすることにより、タイヤ幅方向内側に存在するゴムチェーファーのジョイント部に作用する入力を渦巻きの形状に沿って分散させることができる。

またこのタイヤでは、第一スティフナーゴムを、サイドウォールゴムよりも高硬度のゴムで形成することにより、ビード部のタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形を抑制することができる。

そして、第二スティフナーゴムを、ゴムチェーファーよりも低硬度のゴムで形成することにより、ビード部のタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形による圧縮歪を吸収緩和して、カーカスの折り返し部の半径方向外方の歪集中を抑制することができる。

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は、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、リム組み姿勢で示す子午線断面半図である。図２は、図１のビード部とサイドウォール部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。

図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。

図示の航空機用空気入りラジアルタイヤは、ビード部３に埋設した円形断面のビードコア４間に、トレッド部１からサイドウォール部２を経てトロイド状に延在し、それぞれの側部部分をビード部３のビードコア４の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返した一枚以上のカーカスプライによって形成されるカーカス５を具える。カーカス５は、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３のビードコア４に至る本体部５ａおよび、ビードコア４の周りで折り返される折り返し部５ｂを有する。

ここで、カーカスプライはタイヤ周方向に直交する方向に延びる有機繊維コード等からなる。
カーカス５の半径方向外方にはベルト６およびトレッドゴム７が配置され、このトレッドゴム７の表面には、少なくともタイヤ周方向に延びる複数本の主溝等が形成されている。

サイドウォール部２では、カーカス５のタイヤ幅方向外側が、それの外面側に沿って、配設されたサイドウォールゴム８によって覆われている。

ビード部３には、タイヤの適用リムＲへの組み付け姿勢で、ビード部３の、ビードトー部分９からビードヒール部分１０を経て半径方向外方に延びるゴムチェーファー１１を配置する。このゴムチェーファー１１により、ビードベースのリムずれ等による損傷の発生を防止する。

また、ビード部３は、ビードコア４の半径方向外方でカーカス５の本体部５ａと折り返し部５ｂとの間に半径方向外方に向けて厚みを漸減する略三角形の断面形状の第一スティフナーゴム１２を有するとともに、ゴムチェーファー１１およびサイドウォールゴム８のタイヤ幅方向内側であってカーカス５の外面側に沿って配置された第二スティフナーゴム１３を有する。

そしてここでは、第一スティフナーゴム１２を、サイドウォールゴム８よりも高硬度のゴムで形成し、第二スティフナーゴム１３を、ゴムチェーファー１１よりも低硬度のゴムで形成する。

さらに、このタイヤでは、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側面を、未加硫のゴムシートを渦巻き状で巻き回して成形することによって構成してなる、ゴムシートの渦巻き状の巻回構造体であるカバーゴム１４で覆う。その結果、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側のジョイント部が、カバーゴム１４で、少なくとも、ビード部３のリムフランジとの接触域が覆われることになる。

図３は、本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤの一部の略縁断面図である。
これによれば、本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤのゴムチェーファー１１は、図４（ｂ）のような従来の航空機用空気入りラジアルタイヤの外観に存在する、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側の、半径方向のジョイント部２２が露出せず、適用リムＲと直接接触することがなくなる。

従って、このようなタイヤでは、転動時には、タイヤが撓むことによりビード部３のタイヤ幅方向外側が適用リムＲのフランジによって押し込まれて、タイヤ幅方向の入力が発生するが、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側をカバーゴム１４で覆うことにより、特にゴムチェーファー１１の、カバーゴム１４で覆われた半径方向のジョイント部の割れをなくすことができる。また、タイヤ周方向へのタイヤの転動に対抗する方向の剪断力に作用して、特にゴムチェーファー１１の、カバーゴム１４で覆われた半径方向のジョイント部の割れをなくすことができる。

また、第一スティフナーゴム１２のゴム硬度を７０〜９０とすることにより、ビード部３への剛性が付与される。

すなわち、それが７０未満では、ビード部３のタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形が大きくなり、ビード部３の圧縮歪が大きくなる傾向がある。一方、９０を越えると、カーカス５を被覆したコーティングゴム等のゴムとの剛性段差が生じ、耐久性が悪化する傾向がある。

第二スティフナーゴム１３のゴム硬度を５０〜７０とすることにより、圧縮歪を吸収緩和して、カーカスの折り返し部５ｂの半径方向外方の歪集中を抑制することができる。

すなわち、それが５０未満では、転動時の入力によって第二スティフナーゴム１３がタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形を生じる。一方、７０を越えると、ビード部３のタイヤ幅方向外側への倒れ込み変形による圧縮歪の吸収緩和ができなくなる。

しかも、第一スティフナーゴム１２のゴム硬度と、サイドウォールゴム８のゴム硬度とを一体的に組合わせることにより、第二スティフナーゴム１３とのゴム硬度とのバランスが確保させることができる。

そして、カバーゴム１４とゴムチェーファー１１とが同一のゴム材料からなることにより、カバーゴム１４とゴムチェーファー１１との層間の剪断を抑制することができる。

カバーゴム１４のゴム硬度を６０〜８０とすることにより、リムずれ等による損傷の発生を防止することができる。

すなわち、それが６０未満では、リムずれ等による損傷を発生する傾向がある。一方、８０を越えると、タイヤの変形に追従できずカバーゴム１４のクラックを発生する可能性がある。

ビードコア４が断面円形のケーブルビードコアである場合、適用リムＲとの接触圧分布によると、接触圧はビードコア中心直下付近でピークを持つ分布になり、ビードベースにかかる適用リムＲのフランジによる、押圧されて厚みを減じる向きの圧縮歪みおよび、タイヤ周方向へのタイヤの転動に対抗する方向の剪断力等のモーメントは、ビードコア中心直下付近が最大となる。

これに対し、このタイヤの第二スティフナーゴム１３は、ビードコア４の中心を通ってタイヤ幅方向に延びる第一の仮想線ｌ_１のビードコア４よりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に１０°で延びる第二仮想線ｌ_２と、第一仮想線ｌ_１のタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に５０°で延びる第三仮想線ｌ_３との間で、タイヤ幅方向の厚みが漸減する。これにより、第二スティフナーゴム１３の硬度により路面からの入力を吸収し、ビードベース部にかかる、ビードコア４を中心とした適用リムＲからのモーメントを緩和することとしているので、ビードコア中心直下付近のゴムチェーファー１１に作用するモーメントを低減させることができる。
その結果、カバーゴム１４で直接覆われたゴムチェーファー１１にモーメントも低減と相俟って、覆われていないビードベースのジョイント部の割れをも防ぐことができる。

図に示すところでは、第二スティフナーゴム１３の半径方向内端を、第一の仮想線ｌ_１のビードコア４よりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に３５〜５０°の範囲内に位置に配置する。

第二スティフナーゴム１３の半径方向内端が、第一仮想線ｌ_１からビードコア４よりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に３５°よりも半径方向外方に位置すると、ビード部３にかかるビードコア４を中心としたモーメントが緩和されず、ビードヒール部分１０からビードベース部にかけてジョイント部の割れが発生する懸念がある。

一方、第二スティフナーゴム１３の半径方向内端が、第一仮想線ｌ_１からビードコア４よりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に５０°（第三仮想線ｌ_３）よりも半径方向内方に位置すると、ビードベースの高硬度のゴムチェーファー１１の体積が相対的に減少してしまい、適用リムＲからのゴムチェーファー１１への入力に対してのモーメントによりジョイント部の割れが発生するおそれがある。

また、第二スティフナーゴム１３の厚みを、第一仮想線ｌ_１からビードコア４よりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に向けて漸減させることで、第二スティフナーゴム１３とゴムチェーファー１１とのゴム硬度を滑らかに変化させ、ゴムの剛性段差による歪みを緩和することができる。

そして、カバーゴム１４の半径方向内端は、第一仮想線ｌ_１のビードコア４よりタイヤ幅方向外側から半径方向内方に１０〜５０°に位置させることにより、タイヤ幅方向内側に位置する第二スティフナーゴム１３の路面からの入力の吸収作用に基づく、ゴムチェーファー１１への入力の低減化で、カバーゴム１４によるタイヤ周方向の拘束力を有効に発生させて、ゴムチェーファー１１の半径方向内方部分が割れることを回避できる。

すなわち、それが１０°未満では、カバーゴム１４がクラック発生位置の領域となる傾向がある。一方、５０°を越えると、ビードベースの締代が少なくなる傾向がある。

カバーゴム１４の半径方向外端を、適用リムＲのフランジとビード部３との接触域より半径方向外方とすることにより、ゴムチェーファー１１が適用リムＲのフランジに直接接触することに起因するゴムチェーファー１１の半径方向外方部分が割れることを防止することができる。

断面形状が平行四辺形をなすゴムシートの渦巻き状の巻き回し構造体からなるカバーゴム１４で、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外側面を覆ってなることが、エアー入りの防止およびゴムシートの幅のばらつきの影響を小さくすることができ、特にひし形が好ましい。

その幅が１０〜１５ｍｍとすることにより、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外面に所要のゴムストリップを隙間なく５〜６回巻き付けることができる。

すなわち、それが１０ｍｍ未満では、巻き付け回数が多くなるため、生産性を阻害する傾向がある。一方、１５ｍｍを越えると、ゴムチェーファー１１のタイヤ幅方向外面のクラック発生位置の領域にシート端が位置する可能性があり、シート端のクラックが懸念される。

その厚みを０．７〜２．０ｍｍとすることにより、適用リムＲからの入力を吸収し、ゴムチェーファー１１のジョイント部への影響をなくすことができる。

すなわち、それが０．７ｍｍ未満では、適用リムＲからの入力を吸収することができず、ゴムチェーファー１１のジョイントクリスを発生させる傾向がある。一方、２．０ｍｍを越えると、発熱が大きくなり、ゴムのブローを発生させる傾向がある。

図ではカバーゴム１４は、半径方向内方から半径方向外方に向けて渦巻き状の巻回構造としているが、半径方向外端から半径方向内端に向けての渦巻き状の巻回構造とすることもできる。

次に、図１に示すような構造を有する、本発明に従うタイヤを試作し、５２×２１．０ＯＲ２２／３２ＰＲのラジアルタイヤにおいて、表１に示すようにカバーゴム素材としての幅および厚さを変化させた実施例タイヤ１〜３のそれぞれの諸元についてまとめて示す。
実施例タイヤ１〜３のカバーゴムは、半径方向内方から半径方向外方に向けて渦巻き状の巻回構造とした。比較例タイヤ１にはカバーゴムを設けないとした。
なお、本発明ではビード部以外のタイヤ構造については改変を要しないため、従来の航空機用空気入りラジアルタイヤの構造とほぼ同様とした。

（ジョイント割れ試験）
上記実施例タイヤ１〜実施例タイヤ３、比較例タイヤ１のそれぞれにつき、表２の条件の下、ジョイント割れ試験を行って、発生の有無を測定した。その評価結果を、表３に示す。

表３の結果から、実施例タイヤ１〜実施例タイヤ３は、比較例タイヤ１と比べて、カバーゴムで覆われていることで、ジョイント部のジョイント割れが防ぐことができた。

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、リム組み姿勢で示す子午線断面半図である 図１のビード部とサイドウォール部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。 本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤの一部の略縁断面図である。 （ａ）従来の航空機用空気入りラジアルタイヤのビード部とサイドウォール部の一部を示す図である。（ｂ）従来の航空機用空気入りラジアルタイヤの一部の略縁断面図である。

符号の説明

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
５ａ 本体部
５ｂ 折り返し部
６ ベルト
７ トレッドゴム
８ サイドウォールゴム
９ ビードトー部分
１０ ビードヒール部分
１１ ゴムチェーファー
１２ 第一スティフナーゴム
１３ 第二スティフナーゴム
１４ カバーゴム
２２ ジョイント部
Ｒ 適用リム
ＲＬ リムライン

Claims (9)

1. トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、ビード部に各々埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する本体部及び各ビードコアの周りで折り返された折り返し部を持つ少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、ビードトー部分からビードヒール部分を経て半径方向外方に延びるゴムチェーファーと、このゴムチェーファーの半径方向外方に配設したサイドウォールゴムと、カーカスの本体部と折り返し部との間で、ビードコアより半径方向外方に配設した第一スティフナーゴムと、ゴムチェーファーおよびサイドウォールゴムのタイヤ幅方向内側で、カーカスのタイヤ幅方向の外面側に沿わせて配置した第二スティフナーゴムとを具えた航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   第一スティフナーゴムは、サイドウォールゴムよりも高硬度のゴムで形成され、第二スティフナーゴムは、ゴムチェーファーよりも低硬度のゴムで形成され、
   ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を、ゴムシートの渦巻き状の巻回構造になるカバーゴムで覆っ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. 第一スティフナーゴムのゴム硬度が７０〜９０、サイドウォールゴムのゴム硬度が４０〜６０であり、第二スティフナーゴムのゴム硬度が５０〜７０、ゴムチェーファーのゴム硬度が６０〜８０である請求項１に記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
3. カバーゴムとゴムチェーファーとが同一のゴム材料からなる請求項１または請求項２に記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
4. カバーゴムのゴム硬度が、６０〜８０である請求項３に記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
5. 第二スティフナーゴムは、ビードコアの中心を通ってタイヤ幅方向に延びる第一の仮想線分のビードコアよりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に１０〜５０°の範囲内に半径方向内端を有する請求項１〜４のいずれかに記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
6. カバーゴムの半径方向内端は、第一の仮想線分のビードコアよりタイヤ幅方向外側部分から半径方向内方に１０〜５０°の範囲内に位置する請求項１〜５のいずれかに記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
7. カバーゴムの半径方向外端は、適用リムのフランジとビード部との接触域より半径方向外方にある請求項１〜６のいずれかに記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
8. 断面形状が平行四辺形をなすゴムシートの渦巻き状巻き回し構造体からなるカバーゴムで、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を覆ってなる請求項１〜７のいずれかに記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
9. 幅が１０〜１５ｍｍであり、厚みが０．７〜２．０ｍｍであるゴムシートの渦巻き状巻き回し構造体からなるカバーゴムで、ゴムチェーファーのタイヤ幅方向外側面を覆ってなる請求項１〜８のいずれかに記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。

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