JP4938327B2

JP4938327B2 - 航空機用ラジアルタイヤ、及び、航空機用ラジアルタイヤの製造方法

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Publication number: JP4938327B2
Application number: JP2006088357A
Authority: JP
Inventors: 猛高浪
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: US20060237114A1; JP2006321473A; EP1714800A1; US7665497B2; EP1714800B1

Description

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、及び、この航空機用ラジアルタイヤの製造方法に関する。

従来、航空機用ラジアルタイヤとしては、特許文献１に記載されているようなものが知られている。特許文献１に記載の航空機用ラジアルタイヤは、図７に示すように、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無端ジグザグベルトプライを有するものである。

そして、このような無端ジグザグ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、前述した無端ジグザグ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。
ＷＯ２００３／０６１９９１

ところで、上記構成の無端ジグザグベルトプライにおいて、複数層間でベルト幅Ｗを変更する場合などには、コードのプライ端における屈曲角度を隣接するコードと異らせる必要が生じる。したがって、図７に示すように、ベルト幅がＷ１からＷ２に変更されると、タイヤ赤道面Ｅとの交差角度もθ１からθ２に変化し、変化する前後の隣接するコード間に隙間Ｈができてしまったり、重なりＩが発生したりしてしまい、加硫後のベルト内のコード間のゴムを十分に確保することができず、歪が増加してしまう。

また、非伸張性高剛性のコードを、タイヤ周方向に螺旋巻してなるスパイラルベルトプライと前述の無端ジグザグベルトプライとを積層したタイヤでは、加硫時において金型内で無端ジグザグベルトプライのコード角度変化が少ないため、前述の隙間Ｈ、重なりＩが加硫後も残留され、歪増加の原因となってしまう。このような歪みが、航空機用空気入りラジアルタイヤの耐久性向上の障害となっていた。

本発明は上記事実を考慮し、ベルト層の歪みを少なくし、耐久性の高い航空機用ラジアルタイヤ、及び、この航空機用ラジアルタイヤの製造方法を提供することが目的である。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の航空機用ラジアルタイヤは、タイヤ赤道面に対して交差する複数本のコードが埋設されたトロイド状のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドゴム層と、前記カーカス層と前記トレッドゴム層との間に配置されたベルト層と、を備えた航空機用ラジアルタイヤであって、前記ベルト層は、タイヤ赤道面と交差すると共にタイヤ周方向に延びるコードがタイヤ幅方向の両端で屈曲され全領域において均一に配置されてタイヤの半径方向に複数層積層されるジグザグ無端ベルトを有し、前記ベルト層の内の前記ジグザグ無端ベルトの内側ベルト層を構成する内側コード部は、タイヤ赤道面と第１の角度で交差され、前記内側ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置される外側ベルト層を構成する外側コード部は、タイヤ赤道面と第１の角度と異なる第２の角度で交差され、前記内側コード部と前記外側コード部との間に配置された中間コード部は、タイヤ赤道面と前記第１の角度と前記第２の角度の間の中間角度で交差されること、を特徴とする。

上記構成の航空機用ラジアルタイヤは、タイヤ赤道面と交差すると共にタイヤ周方向に延びるコードがタイヤ幅方向の両端で屈曲され全領域において均一に配置されて構成されるジグザグ無端ベルトを有している。通常、前記コードは、タイヤ赤道面と５°〜１５°の角度で交差される。本発明では、前記コードのうち、タイヤ半径内側に近い側に配置される内側ベルト層を構成する内側コード部、タイヤ赤道面と第１の角度で交差され、内側ベルト層の外側の外側ベルト層を構成する外側コード部はタイヤ赤道面と第１の角度と異なる第２の角度で交差される。そして、内側コード部と外側コード部との間に配置される中間コード部は、タイヤ赤道面と第１の角度と第２の角度の間の中間角度で交差される。すなわち、第１の角度をθ１、第２の角度をθ２、中間角度をθＭとすると、θ１＜θＭ＜θ２、または、θ２＜θＭ＜θ１、の関係となる。

このように、中間コード部を設けることにより、角度切換付近におけるコード間の隙間、重なりを小さくすることができる。これにより、加硫後のベルト内のコード間のゴムを確保することができ、歪みを少なくして耐久性を向上させることができる。

請求項２に記載の航空機用ラジアルタイヤは、前記内側ベルト層と前記外側ベルト層とは異なる幅で構成され、前記中間コード部で構成されるベルト幅は、前記内側ベルト層の幅と前記外側ベルト層の幅との中間幅とされていること、を特徴とする。

このように、中間コード層のベルト幅を内側ベルト層の幅と外側ベルト層の幅との中間幅とすることにより、角度切換付近におけるコード間の隙間、重なりを、より確実に小さくすることができる。

請求項３に記載の航空機用ラジアルタイヤは、前記中間コード部が、タイヤの周方向に１周以上１０周以内で巻き回されていることを特徴とする。

中間コード部は、隣接するコードとの間の隙間、重なりを小さくするために、１周以上であることが好ましく、また、耐久性の向上と軽量化とのバランス関係から１０周以下であることが好ましい。

請求項４に記載の航空機用ラジアルタイヤは、前記ベルト層が、非伸張性及び高剛性を有する非伸張高剛性コードをタイヤ周方向に延びると共にタイヤ軸方向に向かう方向に螺旋状に巻回して構成されるスパイラルベルトをさらに有していること、を特徴とする。

なお、ここでいう非伸張性とは、破断時の伸びが１０％未満であることをいい、高剛性とは、引張り破断強度が６．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることをいう。このように、非伸張高剛性コードで構成されるスパイラルベルトを備えることにより、耐久性の高い航空機用タイヤを構成することができる。

請求項５に記載の航空機用ラジアルタイヤの製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の航空機タイヤの製造方法であって、ブラダーを用いての加硫成形時における金型内での前記ベルト層の拡張率を１．５％以下とすること、を特徴とするものである。

このように、加硫成型時における部材変化を少なくすることにより、複数積層されているベルト層間のゴムゲージを確保することができる。

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、歪みを少なくし、耐久性の高い航空機用ラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に係る航空機用ラジアルタイヤついて図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態の航空機用ラジアルタイヤ１０は、図１に示すように、ビードコア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。

また、この航空機用ラジアルタイヤ１０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コア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コア２２まで延びるダウンプライとなっている。

そして、各カーカスプライ３２内には、図２に示すように、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。

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スパイラルベルト４１と、トレッドゴム３６に近接する側に位置するジグザグ無端ベルト５０とで構成されている。

スパイラルベルト４１は、図３に示すように、コード４１Ａをタイヤ周方向からわずかに傾けてタイヤ軸方向に向かう方向に螺旋状に巻回して構成されている。コード４１Ａは、２重に巻回され、スパイラルベルト４１は２層とされている。コード４１Ａとしては、非伸張性、高剛性の材料、例えばスチール、アラミド繊維などが用いられている。

ジグザグ無端ベルト５０は、図４示すように、１本以上、通常１本もしくは数本（本実施形態では６本）のコードＣをゴムＧで被覆して構成したリボン状の細長体５２を準備し、図５及び図６に示すように、細長体５２をほぼ１周する毎にプライ端５４、５５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５２間に隙間が生じないよう周方向にほぼ細長体５２の幅だけずらして多数回行うことで形成している。この結果、ジグザグ無端ベルト５０内には両端５４、５５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細長体５２が、該ジグザグ無端ベルト５０の全領域においてほぼ均一に埋設されることになる。

なお、前述のような方法によってジグザグ無端ベルト５０を形成すると、細長体５２が２重となるため、１度に２層のジグザグ無端ベルトトプライ５１が、層間で細長体５２が互いに交差して形成されることになる。

細長体５２は、タイヤ半径方向内側に位置する第１コード部５２Ａ、トレッドゴム３６側に位置する第２コード部５２Ｂ、及び、第１コード部５２Ａと第２コード部５２Ｂとの間に位置する中間コード部５２Ｃとで構成されている。

第１コード部５２Ａは、タイヤ半径方向内側の２層のジグザグ無端ベルトトプライ５１Ａを構成している。ジグザグ無端ベルトトプライ５１Ａのプライ幅は幅Ｗ１とされ、第１コード部５２Ａはタイヤ赤道面Ｅと角度θ１で交差されている。

第２コード部５２Ａは、タイヤ半径方向外側の２層のジグザグ無端ベルトトプライ５１Ｂを構成している。ジグザグ無端ベルトトプライ５１Ｂのプライ幅Ｗ２は、プライ幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２とされている。そして、第２コード部５２Ｂは、タイヤ赤道面Ｅと角度θ１よりも小さい角度θ２で交差されている。

中間コード部５２Ｃは、ジグザグ無端ベルトトプライ５１Ａと５１Ｂとの、層の切換え付近に配置されており、少なくとも１周巻回されている。中間コード部５２Ｃで構成される部分のプライ幅は幅ＷＭとされ、中間コード部５２Ｃはタイヤ赤道面Ｅと角度θＭで交差されている。角度θＭは、θ１＞θＭ＞θ２とされ、幅ＷＭは、Ｗ１＞ＷＭ＞Ｗ２とされている。

なお、中間コード部５２Ｃは、隣接する第１コード部５２Ａ、第２コード部５２Ｂとの間の隙間、重なりを小さくするために、１周以上であることが好ましく、また、航空機用ラジアルタイヤ１０の耐久性の向上と軽量化とのバランス関係から１０周以下であることが好ましい。

また、加硫成形時における金型内でのベルト層４０の拡張率は、１．５％以下であることが好ましい。これは、加硫成型時における部材変化を少なくして、複数積層されている層間のゴムゲージを確保するためである。

ジグザグ無端ベルトプライ５１のプライ幅Ｗが切換えられる位置では、細長体５２とタイヤ赤道面Ｅとの交差角度θも切換えられるため、交差角度がθ１からθ２に直接切換えられると、図７に示すように、切換前後の隣接するコード間に隙間Ｈができてしまったり、重なりＩが発生したりしてしまう。

本実施形態では、ジグザグ無端ベルトトプライ５１Ａと５１Ｂとの、層の切換え付近に中間コード部５２Ｃを配置しているので、隙間Ｈ及び重なりＩを小さくすることができる。その結果、加硫後のベルト層４０内のコード間のゴムを確保することができ、歪みを少なくして耐久性を向上させることができる。

なお、航空機用タイヤには、種々のサイズのもの、例えば３０×８．８Ｒ１５、４６×１７．０Ｒ２０、５０×２０．０Ｒ２２等があるが、前述のように細長体５２をほぼ１周する毎にジグザグ無端ベルトトプライ５１の両端５４、５５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の範囲で交差される。

本発明に係る試験タイヤを２種（実施例１、２）、比較例に係る試験タイヤを１種（比較例１）用意して、室内ドラム試験による耐久評価を行なった。実施例１のタイヤは、中間コード部５２Ｃを２回巻回し、実施例２のタイヤは中間コード部５２Ｃを５回巻回したものとし、比較例１のタイヤには中間コード部５２Ｃを設けなかった。なお、各タイヤともスパイラルベルトは６層、ジグザグ無端ベルトは４層とし、タイヤサイズは１２７０×４５５Ｒ２２３０ＰＲのものを使用した。

［試験条件］
試験内圧：正規内圧（１５１０ｋＰａ）の９０％
試験荷重：正規荷重（２３２６５０Ｎ）の９５％
試験速度：４０ＭＰＨ
走行時間：４分
試験間隔：６０分
上記の試験条件で試験を実施し、ベルト層の故障までの走行距離で耐久性の比較を行なった。走行距離の値は、比較例１の値を１．０としたものであり、数値が高いほど故障するまでの走行距離が長く耐久性に優れていることを示す。表１より、実施例１、２のいずれについても、比較例１より耐久性に優れていることが明らかである。

本実施形態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。成型途中におけるスパイラルベルトを示す斜視図である。本実施形態に係る細長体の一部を示す斜視図である。成型途中の本実施形態に係るジグザグ無端ベルトを示す斜視図である。成型途中の本実施形態に係るジグザグ無端ベルトを示す、（Ａ）は展開図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘの断面、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙの断面図である。成型途中の従来のジグザグ無端ベルトを示す（Ａ）は展開図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘの断面、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙの断面図である。

符号の説明

１０航空機用ラジアルタイヤ
２５トレッド部
３１カーカス層
４０ベルト層
４１スパイラルベルト
５０ジグザグ無端ベルト
５０該ジグザグ無端ベルト
５１ジグザグ無端ベルトプライ
５１Ａジグザグ無端ベルトプライ
５１Ｂジグザグ無端ベルトプライ
５２細長体
５２Ａ第１コード部
５２Ｂ第２コード部
５２Ｃ中間コード部
Ｅタイヤ赤道面
θ１角度
θ２角度
θＭ角度

Claims

タイヤ赤道面に対して交差する複数本のコードが埋設されたトロイド状のカーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドゴム層と、
前記カーカス層と前記トレッドゴム層との間に配置されたベルト層と、
を備えた航空機用ラジアルタイヤであって、
前記ベルト層は、タイヤ赤道面と交差すると共にタイヤ周方向に延びるコードがタイヤ幅方向の両端で屈曲され全領域において均一に配置されてタイヤの半径方向に複数層積層されるジグザグ無端ベルトを有し、
前記ベルト層の内の前記ジグザグ無端ベルトの内側ベルト層を構成する内側コード部は、タイヤ赤道面と第１の角度で交差され、前記内側ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置される外側ベルト層を構成する外側コード部は、タイヤ赤道面と第１の角度と異なる第２の角度で交差され、前記内側コード部と前記外側コード部との間に配置された中間コード部は、タイヤ赤道面と前記第１の角度と前記第２の角度の間の中間角度で交差されること、を特徴とする航空機用ラジアルタイヤ。
前記内側ベルト層と前記外側ベルト層とは異なる幅で構成され、
前記中間コード部で構成されるベルト幅は、前記内側ベルト層の幅と前記外側ベルト層の幅との中間幅とされていること、を特徴とする請求項１に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
前記中間コード部は、タイヤの周方向に１周以上１０周以内で巻き回されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
前記ベルト層は、非伸張性及び高剛性を有する非伸張高剛性コードをタイヤ周方向に延びると共にタイヤ軸方向に向かう方向に螺旋状に巻回して構成されるスパイラルベルトをさらに有していること、を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の航空機タイヤの製造方法であって、
ブラダーを用いての加硫成形時における金型内での前記ベルト層の拡張率を１．５％以下とすること、を特徴とする航空機用ラジアルタイヤの製造方法。