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JP3574155B2 - 航空機用ラジアルタイヤ - Google Patents

航空機用ラジアルタイヤ Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ジェット旅客機等の航空機に用いられる航空機用ラジアルタイヤに係り、特に、ジグザグしながらほぼ周方向に延びるコードが埋設されたベルトプライを有する航空機用ラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、航空機用ラジアルタイヤとしては、実開昭48−96259号公報に記載されているようなものが知られている。このものは、両プライ端において折れ曲がることによりジグザグしながらほぼ周方向に延びるコードが全領域においてほぼ均一に埋設されたベルトプライを有するものである。
【0003】
そして、このようなベルトプライを有するラジアルタイヤは、両ベルト端においてコードの切断端が露出していないため、ベルトの総強力を向上させようとしてコードのタイヤ赤道面に対する傾斜角を小さくした場合でも、ベルト端における層間剪断歪は小さくてベルトエンドセパレーションは発生しにくく、この結果、規定の安全率を維持したままベルトプライの総枚数を減少させて軽量化を図ることができる。そして、このようなベルト層の軽量化は滑走路における離陸直前などの高速走行におけるスタンディングウエーブの発生を抑制することができるため、前述したベルトプライを有するタイヤは航空機用タイヤとして極めて好適である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ジグザグベルトをラジアルタイヤに用いると、接地端近傍で、トレッドゴム(接地面の表面ゴム)が早期摩耗する不具合がある。この理由は、ジグザグベルト端部の周方向剛性が高いためであり、ベルト端部の周方向剛性が高いと、ベルトが周方向に伸びずらくなり、接地端周辺が走行中に路面に対して引きずられるためである。
【0005】
この早期摩耗によりベルト層などの補強層が露出すると、赤道部付近のゴムが十分残っていても、タイヤは使用することが出来ない。このため、ジグザグベルトを有した航空機用ラジアルタイヤは未だ実用化されていない。
【0006】
本発明は上記事実を考慮し、軽量化、スタンディングウエーブの抑制を図ると共に、偏摩耗、特に接地端部の早期摩耗の発生を抑制することのできる航空機用ラジアルタイヤを提供することが目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部にタイヤ赤道面に対して実質上直交する多数本のコードが埋設されたトロイド状のカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたトレッドゴムと、前記カーカス層と前記トレッドゴムとの間に配置されたベルト層と、を備え、前記トレッドゴムが実質的にタイヤ赤道面に沿って延びる複数本の溝によって複数の陸部に分割された航空機用ラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層を構成するベルトプライのうち複数のベルトプライは、複数本のコードを互いに平行に配置してゴムで被覆した細長体をベルト層面に平行となるようにベルトプライ端間を往復しながら周方向に巻き付けるとともに、このような巻き付けを細長体間に隙間が生じないように多数回行うことにより前記ベルトプライ両端付近に前記細長体が3重以上に重なり合った領域が形成され、前記コードは、前記細長体の層間で互いにタイヤ赤道面に対して交差されると共に、ベルトプライ両端において曲率をもって折れ曲がることによりジグザグしながらタイヤ周方向に延びてベルト層全領域において均一に埋設されており、トレッド幅方向最外溝の内側に隣接して位置するトレッド陸部のタイヤ幅方向中間点よりも外側のトレッド接地面が、前記複数のトレッド陸部のトレッド接地面を結ぶ仮想曲線に対してタイヤ径方向内側に位置することを特徴としている。
【0008】
【作用】
本発明の航空機用ラジアルタイヤでは、コードがジグザグ状とされベルトプライの端部に切断されたコード端が無いため、ベルト端での層間剪断歪が大幅に抑制され、通常、層間剪断歪の増加を招くコードの角度アップや、コード間のゴム量減を行っても層間剥離が生じない。このため、コード総強力、即ち、タイヤ内圧安全率を変えずにゴム量減による軽量化を図ることができる。
【0009】
また、複数本のコードを互いに平行に配置してゴムで被覆した細長体をベルト層面に平行となるようにベルトプライ端間を往復しながら周方向に巻き付けるとともに、このような巻き付けを細長体間に隙間が生じないように多数回行うことによりベルトプライ両端付近に細長体が重なり合った領域が形成され、ベルトプライを構成するコードがプライ端で曲率をもって折り曲げられているため、ベルト端部でコードが周方向を向くと共にプライ端にコードが3重以上に重なる部分が生じ、この3重以上に重なる部分がタイヤ周方向に連続して生じる。このためベルト端部の周方向剛性が高くなり、スタンディングウェーブの発生が抑制される。
【0010】
また、ただ単にベルト端部の周方向剛性を高くすると、周方向に伸びずらくなって走行中に路面との引きずりを促し、サイドウォール部側のトレッド陸部で接地端部早期摩耗が発生するが、本発明の航空機用ラジアルタイヤでは、トレッド幅方向最外溝の内側に隣接して位置するトレッド陸部のタイヤ幅方向中間点よりも外側のトレッド接地面が、複数のトレッド陸部のトレッド接地面を結ぶ仮想曲線に対してタイヤ径方向内側に位置するので、サイドウォール部側のトレッド陸部の内側に隣接して配設されるトレッド陸部のサイドウォール側を薄くでき、薄くした部分の接地圧が下がることになり、逆にサイドウォール部側のトレッド陸部の接地圧が高められる。これによって、サイドウォール部側のトレッド陸部と路面との密着が高められ、高剛性のベルトのもたらす引きずり力がゴム内部の変形によって吸収され、路面との摩擦が低減されて接地端部の早期摩耗が抑制される。
【0011】
なお、トレッド幅方向最外溝の内側に隣接して位置するトレッド陸部のタイヤ幅方向中間点よりも外側のトレッド表面を上記のように薄く出来ないと、サイドウォール部側のトレッド陸部と路面との密着を高めることができず、高剛性のベルトのもたらす引きずり力をゴム内部の変形によって吸収することができなくなり、この結果、接地端部の早期摩耗を抑制できなくなる。
【0012】
【実施例】
本発明の一実施例を図1乃至図9にしたがって説明する。
【0013】
図1、2において、21は航空機に装着されるラジアルタイヤであり、このようなタイヤ21はビード22がそれぞれ埋設された一対のビード部23と、これらビード部23からそれぞれほぼ半径方向外側に向かって延びるサイドウォール部24と、これらサイドウォール部24の半径方向外端同士を連ねる略円筒状のトレッド部25と、を有する。
【0014】
また、このタイヤ21は一方のビード部23から他方のビード部に亘って延びるトロイダル状をしたカーカス層31によって補強されており、このカーカス層31は、互いに重なり合わされた1層以上、この実施例では6層のカーカスプライ32から構成されている。これらのカーカスプライ32のうち、内層側の4層は幅方向両端部が前記ビード22の回りに軸方向内側から軸方向外側へ向かって折り返されたターンアッププライとなっており、また、外層側の2層は内層側のカーカスプライ32の折り返し部の外側に沿ってビード22まで延びるダウンプライとなっている。
【0015】
そして、各カーカスプライ32内にはタイヤ赤道面Eに実質上直交する(ラジアル方向に延びる)多数本のナイロン、例えば66ナイロンからなるコード33が埋設されている。前記カーカス層31の半径方向外側にはトレッドゴム36が配置されている。
【0016】
前記カーカス層31とトレッドゴム36との間にはベルト層40が配置され、このベルト層40は、カーカス層31に近接する側に位置する複数枚、ここでは6枚の内側ベルトプライ41と、トレッドゴム36に近接する側に位置する複数枚、ここでは2枚の外側ベルトプライ42と、から構成されている。
【0017】
ここで、各内側ベルトプライ41は、図3、4に示すように、複数本のコードをゴム被覆して構成した細長体43を準備し、この細長体43をほぼ1周する毎にプライ端44、45間を1度だけ往復させながら周方向に巻き付けるとともに、このような巻付けを細長体43間に隙間が生じないよう周方向にほぼ細長体43の幅だけずらして多数回行うことで形成している。
【0018】
この結果、各内側ベルトプライ41内には両プライ端44、45において折り曲げ方向を変えることによりジグザグしながらほぼ周方向に延びるコード46が、該内側ベルトプライ41の全領域においてほぼ均一に埋設されることになる。
【0019】
なお、前述のような方法によって内側ベルトプライ41を形成すると、コード46が2重となるため、1度に2枚の内側ベルトプライ41が層間でコード46が互いに交差して形成されることになる。
【0020】
ここで航空機用タイヤには、種々のサイズのもの、例えば18×4.4、H46×18.0R20、H31×13.0R12等があるが、前述のように細長体43をほぼ1周する毎にプライ端44、45間を1度だけ往復させるようにすると、いずれのタイヤであってもコード46はタイヤ赤道面Eに対して5度から15度の角度Aの範囲で交差する。そして、前述したコード46としては、例えばナイロン、ケブラー(ポリアミド繊維)等の合成樹脂性繊維あるいはスチールが使用される。
【0021】
ここで、前記ポリアミド繊維からなるコード46としては、レゾルシン−ホルムアルデヒド/ゴムラテックス(以下RFLという)接着剤液を用いて接着剤処理されゴム中に埋め込まれて加硫された後のポリアミド繊維コードが好ましく、加硫ゴム中でのコード強度が8.0g/d以上、好ましくは8.5g/d以上、さらに好ましくは9.5g/d以上であり、単糸織度が1.5〜10デニール、好ましくは3〜8デニールのものが良く、更にコードに合浸されたRFL接着剤の、ジメチルスルホキシド(以下DMSOという)中の膨張度Xが122%≦X≦340%であることが好ましい。
【0022】
ここで、RFL接着剤液は、レゾルシン/ホルムアルデヒド総量のモル比R/Fが1/2.3≦R/F≦1/1.1の範囲、レゾルシンおよびホルムアルデヒド総量とゴムラテックス固形分の総量との比RF/Lが1/10≦RF/L≦1/4の範囲、RFL接着剤液の総固形分量に対するアルカリ金属水酸化物の重量S(重量%)が0.05≦S≦0.8の範囲、RFL接着剤液の総固形分量に対するNH水溶液のNHOHベースの重量A(重量%)が0≦A≦0.5の範囲、重量S+A(重量%)が0.05≦S+A≦0.8の範囲、RFL接着剤液の総固形分重量C(重量%)が10≦C≦24の全てを同時に満足し、
かつこの溶液中のラテックス成分を構成する、ビニルピリジン(VP)ラテックスと、スチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスと、天然ゴム(NR)および/またはイソプレンゴム(IR)ラテックスの各々の固形分重量の全ラテックス固形分重量に対する重量%をそれぞれa、b、cとしたときに、下記式
VPラテックス:10≦a≦80(重量%)
SBRラテックス:0≦b≦70(重量%)
IRおよび/またはNRラテックス:20≦c≦60(重量%)
を同時に満足することが好ましい。
【0023】
なお、ポリアミド繊維コードに用いられるポリアミド繊維としては、一例として6−6ナイロンを上げることができる。
【0024】
そして、この実施例では、これらの内側ベルトプライ41の幅は、半径方向外側になるほど、即ちトレッドゴム36に近接するほど狭くなっている。また前述のように平行に並べられた複数本のコード46をゴム被覆して構成したストリップ状の細長体43を巻き付けて内側ベルトプライ41を構成すると、成型時間の短縮およびコード整列を良好とすることができるが、プライ端44、45において細長体43が図5に示すように小さな曲率半径Rで折れ曲がるため、曲率最内側のコード46に大きな圧縮歪みが発生し、残留歪としてコード46内に残ってしまう。
【0025】
ここで、コード46がナイロンの場合には、前記圧縮歪が25%を超えると、コード疲労を促進させるおそれがあるが、図6に示すようにR/Wの値を2.0以上とすると、コード46に発生する圧縮歪みを25%以下に抑えることができる。なお、図6は机上計算の結果をグラフ化したものである。
【0026】
このようなことから複数本のナイロンコード46をゴム被覆して構成した細長体43から内側ベルトプライ41を構成する場合には、R/Wの値を2.0以上とすることが好ましい。ここで、Rは細長体43のプライ端44、45における曲率半径(mm)、Wは細長体43の幅(mm)である。
【0027】
なお、細長体43は、プライ端44、45において図5に示すように弧状を呈しながら折れ曲がる場合もあるが、図7に示すように、途中にプライ端44、45に沿って延びる直線部分を有し、その直線部分に両側において弧状に曲がっている場合もあり、後者の場合にも、この弧状部におけるR/Wの値を前述と同様に2.0以上とすることが好ましい。
【0028】
また、前述のように細長体43をプライ端44、45において所定の曲率半径Rで屈曲させながら巻き付けると、これらの屈曲部、即ち両プライ端44、45近傍に、図8に示すような3枚の細長体43の半幅同士が上下に重なり合って(通常は前述のように1度の成型で2枚の細長体43が重なり合わされるが、この部位に関しては1枚余分に重なり合っている)、図5に示すように細長体43、即ちコード46が3重に重なり合って略三角形の領域47が周方向に繰り返し発生するとともに、これらの領域47は周方向に次々に連続して細幅(幅は周方向位置により変化する)の積層部48を構成する。
【0029】
なお、これらの積層部48は、内側ベルトプライ41ほど狭くなっているところで、図8に示すように半径方向外側に位置しているものほど軸方向内側に位置している。また、前記屈曲部において、上下の細長体43a、43bの間に挟まれた中間の細長体43cの幅方向外端部は、該中間の細長体43cの半径方向内側に位置する領域47に、つまり4重に重なり合っている。そして、ベルト層40に、前述のような内側ベルトプライ41が設けられていると、総強力を維持したままベルトプライの総枚数を減少させて軽量化を図ることができるとともに、高速走行時におけるスタンディングウエーブの発生を阻止することもできる。
【0030】
再び、図1、2において、各外側ベルトプライ内42にはタイヤ赤道面Eに対する交差角Bが前期角度Aより大きいコード51が全領域においてほぼ均一に埋設されている。ここで、各外側ベルト42内のコード51は図示するように、タイヤ赤道面Eに対して同一方向に同一角度Bで傾斜するとともに両プライ端52に切断端が位置することで露出していてもよく、また、内側ベルトプライ41内のコード46と同様に両プライ端52において折れ曲がることによりジグザグしながらほぼ周方向に延びていてもよい。なお、前者の場合には、外側ベルトプライ42の内の少なくとも2枚は(この実施例では前記2枚の外側ベルトプライ42は)、層間でコード51同士が互いに交差するように、即ち逆方向に傾斜するよう配置されている。
【0031】
ここで、前述した内側ベルトプライ41のうち、最外側に位置する内側ベルトプライ41のコード46には、図9に示すように、タイヤ赤道面Eに対して角度A度で傾斜したものと、逆方向に角度A度で傾斜したものとがあるため、最内側の外側ベルトプライ42内のコード51と最外側の内側ベルトプライ41内のコード46との交差角がA度よりも小さい領域と、A度よりも大きい領域との2つの領域が発生するが、前記2つの方向に傾斜したコード46の占める面積はほぼ等しいため、コード51、46同士の交差角が異なる領域の面積も同様にほぼ等しくなり、この結果、最内側の外側ベルトプライ42を、コード51の向きに考慮を払うことなく、内側ベルトプライ41の外側に配置することができる。
【0032】
ここで、トレッドゴム36には、複数本(本実施例では4本)の周方向に延びる溝54A,54Bが形成されており、最もサイドウォール部24に近い溝54Aと2番目に近い溝54Bの溝底部を結ぶ接線gから測ったタイヤ外周面までの距離Tが両溝間で以下の分布をとることが好ましい。
【0033】
溝54Aと溝54Bとの中間部を通り、接線gに対して直角とされた直線を法線a、溝54Aの中心を通りかつ接線gに対して直角とされた直線を法線dとしたときに、法線dよりサイドウォール部24側ではT<T(T:溝54Aと溝54Bとの中間点での法線a上での該距離)、T(T:法線d上での該距離)<0.9T
【0034】
なお、図1に示された実施例では、法線dよりサイドウォール部24側ではT=0.7Tとなっている。
【0035】
〔試験例〕
本発明に係る試験タイヤを4種、比較例に係る試験タイヤを1種用意してタイヤの接地端部付近の摩擦エネルギーを測定し、摩擦エネルギーの大小によって接地端部付近の耐摩耗性の優劣を判定した。
【0036】
なお、各試験タイヤともタイヤサイズはH46×18.0R20であり、各試験タイヤは以下の表1内に記載したようにT/Tの値のみが異なっている。
【0037】
試験は、試験路面に表面3分力トランスジューサーと変位トランスジューサーを埋設し、それぞれの試験タイヤにTRA規格に規定された内圧、荷重を与えて速度5m/分にて各トランスジューサー上を走行させ、タイヤゴムの変位、剪断力をこれらトランスジューサーによって測定し、試験タイヤに生ずる摩擦エネルギーを求めた。なお、測定部位はタイヤの接地端部付近とした。
【0038】
なお、摩擦エネルギーは、以下の数1により求めることができる(ここで、(1)式のXはタイヤの外周方向の接線方向、YはXと直交方向、LはX方向の寸法を示す。)。
Figure 0003574155
試験結果は指数表示として以下の表1に示す。なお、数値の小さいほど発生する摩擦エネルギーが小さく、耐摩耗性に優れることを示す。
【0039】
【表1】
Figure 0003574155
【0040】
上記表1の試験結果からも、本発明の適用された実施例1〜3のタイヤは発生する摩擦エネルギーが小さく、耐摩耗性に優れることは明らかである。
【0041】
なお、前記実施例では、溝54Aと溝54Bとで挟まれるトレッド陸部において法線dよりサイドウォール部24側で、T<T、T<0.9Tとしたが、溝54Aと溝54Bとで挟まれるトレッド陸部全体を低くしても溝54Aのサイドウォール部24側のトレッド陸部の接地圧を高めることができ、同様な効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明の航空機用ラジアルタイヤは上記構成としたので、軽量化、スタンディングウエーブの抑制を図ると共に、接地端部付近の偏摩耗の発生も抑制できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る航空機用ラジアルタイヤの子午線断面図である。
【図2】図1に示す航空機用ラジアルタイヤの一部破断平面図である。
【図3】成型途中における内側ベルトプライを示す斜視図である。
【図4】成型途中における内側ベルトプライを示す展開図である。
【図5】プライ端近傍における成型途中での内側ベルトプライの拡大展開図である。
【図6】コードに作用する圧縮歪とR/Wとの関係を示すグラフである。
【図7】プライ端近傍における成型途中での内側ベルトプライの別の例を示す拡大展開図である。
【図8】プライ端近傍における複数枚の内側ベルトプライの拡大子午線断面図である。
【図9】最外側の内側ベルトプライの展開図である。
【符号の説明】
21 タイヤ
31 カーカス層
36 トレッドゴム
40 ベルト層
41 内側ベルトプライ
46 コード
54A 溝
54B 溝
E タイヤ赤道面

Claims (1)

  1. 内部にタイヤ赤道面に対して実質上直交する多数本のコードが埋設されたトロイド状のカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたトレッドゴムと、前記カーカス層と前記トレッドゴムとの間に配置されたベルト層と、を備え、前記トレッドゴムが実質的にタイヤ赤道面に沿って延びる複数本の溝によって複数の陸部に分割された航空機用ラジアルタイヤにおいて、
    前記ベルト層を構成するベルトプライのうち複数のベルトプライは、複数本のコードを互いに平行に配置してゴムで被覆した細長体をベルト層面に平行となるようにベルトプライ端間を往復しながら周方向に巻き付けるとともに、このような巻き付けを細長体間に隙間が生じないように多数回行うことにより前記ベルトプライ両端付近に前記細長体が3重以上に重なり合った領域が形成され、前記コードは、前記細長体の層間で互いにタイヤ赤道面に対して交差されると共に、ベルトプライ両端において曲率をもって折れ曲がることによりジグザグしながらタイヤ周方向に延びてベルト層全領域において均一に埋設されており、
    トレッド幅方向最外溝の内側に隣接して位置するトレッド陸部のタイヤ幅方向中間点よりも外側のトレッド接地面が、前記複数のトレッド陸部のトレッド接地面を結ぶ仮想曲線に対してタイヤ径方向内側に位置することを特徴とする航空機用ラジアルタイヤ。
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