JPS6349504A - 高荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速かつ高荷重でしかもコーナリング、異物
乗越などを含む過酷な条件下で用いられる航空機用ラジ
アルタイヤその信置様の高荷重用空気入りタイヤに関す
るもので、特に、ベルト層のベルトコードの耐疲労性に
関して、飛躍的に信幀性を向上させることができるベル
ト構造に関するものである。

（従来の技術） 一般に、ラジアルタイヤは、互いに交差するコード配列
の複数のベルト層によってトレッド部が強化されている
。このようなラジアルタイヤを航空機用タイヤとして使
用する場合には、ショルダ一部付近におけるトレンド部
の円周方向ベルト張力が不足することにより、高速走行
中にいわゆるスタンディングウェーブが発生しがちであ
り、このためタイヤの耐久性が著しく低下されるおそれ
がある。

従来、これらの懸念を解決するため、特開昭５１−６５
５０５号、特開昭５３−１０４９０７号、特開昭５５−
８９６６号、特公昭５７−２０１７０１号および特公昭
５７−２０１７０２号等の公報に記載されているように
、周方向ベルト層をショルダ一部ないしはトレッドセン
タ一部にわたって配置し、高速走行時におけるベルト耐
久力を向上せしめている。

しかし、周方向ベルトによって補強されている結果とし
て、航空機用タイヤのような高荷重用空気入りタイヤで
は、高荷重下でのコーナリング、突起状物体の乗り越し
、などを含んだ過酷な条件下において、コード方向に多
大な圧縮力が作用するため、コードが疲労し、強力など
の物性の低下によるコード破断、更にはタイヤの破壊へ
と進展する危険があるという問題があった。

本発明は、周方向ベル＋−ｉのコードに高弾性低伸度を
特徴とする芳香族ポリアミド等の繊維を用いることによ
り内圧充填時及び高速回転時においてトレンドの半径成
長を効果的に抑制し、即ち、トレンドコムを非伸展の状
態にて使用に供することができるため、摩耗ライフの向
上に大きく寄与し得るという事実を研究によって知見し
、かかる知見に基づいて、航空機用空気入りラジアルタ
イヤのように高速、高荷重でコーナリング、突起状物体
の乗り越しなどを伴なう条件下にて用いられる高荷重用
空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト構造を改良す
ることによって高速耐久性と摩耗ライフの両立的な向上
のもと、ベルトコードの耐疲労性を改善しようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、第１図に示すように、トロイド状カーカスプ
ライ１が互いに平行配列をなす有機繊維コードをタイヤ
の赤道面に対し７５〜９０″のコード角度で積層した複
数のプライｌａ、　ｌｂよりなり、少なくともＩＮのプ
ライ層１ａが一対のビードコアー２のまわりでタイヤの
幅方向内側より外側に巻返した折返し部３を有し、この
カーカスプライ１のクラウン部４をタイヤの赤道と実質
上平行に取巻くベルト補強体５が芳香族ポリアミドコー
ドよりなるベルト層を２層以上積層して形成されてタイ
ヤのショルダ一部６に到るまでタイヤ幅方向に延在配置
され、かつ、図示の放射断面内において、ベルト補強体
５の周方向曲げに関する中立軸７に対して半径方向外側
にあるベルト層５ｄ、　５ｅ、　５ｆの全幅部分と、最
大接地幅の０．８倍以上のベルト幅ヲ持つベルトＪｉ５
ａ、　５ｂ、　５ｃの、少なくともベルト端を含む幅領
域Ｂとに用いられるコードが、で表わされる単位Ａ及び
弐 で表わされる単位Ｂよりなる芳香族ポリアミドの繊維か
らなる事を特徴とする。

また、本発明によれば、それぞれのベルト層５ａ。

５ｂ、　５ｃにおいて、規定内圧、規定荷重条件下で荷
重負荷時に平坦路面との間に生じる最大接地幅をしい各
ベル）ＪＷのベルト全幅をＬ２、トレッドセンターから
の距離をＸとした時、 （０，５Ｌ！−０，１ＯＬ＋）≦Ｘ≦ｏ、５Ｌ２で表わ
されるベルト幅領域中のコードを、単位（Ａ）及び単位
〔Ｂ〕から構成される芳香族ポリアミド繊維で構成する
のが好ましい。

また、全ベルトコードを、単位（Ａ）及び単位ＣＢ）で
構成される芳香族ポリアミド繊維に統一しても良い。

カーカスプライコードも、軽量のため、有機繊維コード
を用いることが好ましい。

（作　用） 周方向ベルト補強体５をショルダ一部６、ときにはバッ
トレス部にまでタイヤ幅方向に延長して配置し、高い円
周張力を充分に確保することにり、高速走行時における
トレッドの蹴り出し部付近において荷重によるたわみ変
形の速やかな回復と振動の減衰を促し、これによってス
タンプ、【ングウエーブの発生を遅らせる作用をもたら
し、ひいてはベルトの耐久レベル向上に大きく貢献させ
ることができる。

更に、カーカス１のクラウン部４をタイヤの赤道と実質
上平行に取り巻く芳香族ポリアミド繊維のように高弾性
、低伸度を特徴とするコードを用いたベルト補強体５で
補強することにより、タイヤの空気充填時、重負荷時及
び高速転勤時を通じトレッドゴムが実質的に伸展しなく
なるので航空機のランディングおよびティクオフ、さら
には重荷重タクシ−走行の際にも、トレッドの耐摩耗性
能にすぐれた効果が生じる。

ところが、低伸度、高弾性の物性を持つコードをタイヤ
の赤道面と実質的に平行に配列させてベルトを用いる場
合には、コードの疲労を促進し、切断による故障を起し
易い傾向があることが明らかとなった。

周方向ベルト構造の詳細な変形挙動観察によれば、第２
図に矢ａで進行方向を示す車両のタイヤの平坦踏面との
接地状態において、ベルト層中のコードに加わる高い周
方向張力のために、第２図に破線で示す内圧充填時のト
レンド表面Ａ、およびベルトＢ、と実線で示す規定荷重
負荷時のトレッド表面Ａ２とベルトＢ２との違いで示さ
れるような偏心変形が、通常の周方向に対して適当な角
度を持って互いに交錯するベルト構造に比し、極めて顕
著となるため、周方向にベルトコードの軌跡を見た場合
、荷重直下部Ｃにおいては円弧が弦になる向きのモーメ
ント門い踏み込み部りおよび蹴り出し部Ｅにおいては偏
心変形を換起するモーメントＭ２およびモーメントｈが
それぞれ作用する。その結果、周方向曲げの中立軸より
半径方向外側に位置するベルト層に対してその周方向歪
は、荷重直下Ｃにおいて圧縮側、踏み込み部りおよび蹴
り出し部Ｅにおいて引張側にシフトし、また、中立軸よ
り半径方向内側に位置すベルト層に対しては、全く逆方
向にシフトする。更に、各ベルト層のコード方向が周方
向に完全に一致するため、各ベルト層のコード歪は上述
した周方向変形の影響を直接に受ける。

また、直進走行時のベルト層端部付近の変形は、第３図
に荷重直下断面でのベルト変形を示すように、バフトレ
ス部の接地面側への曲げモーメントｈとして現われ、放
射断面内においてはベルト端地点の半径が増加するため
に、周方向歪は引張側にシフトする。この様な周方向ベ
ルト特有の変形挙動を鑑みると、低伸度、高弾性コード
材料の疲労の元凶となる圧縮歪は、内圧充填時のベルト
の各位置でのコード歪と、上記の負荷時の変動歪の和と
して考えることができるが、事実上航空機用タイヤの高
速、高荷重を含む直進走行条件下では、有害な圧縮歪の
作用する位置は、周方向曲げの中立軸の半径方向外側に
位置するベルト層のセンターからベルト端に到る全幅部
分であることが、測定により明らかにされた。更に、空
港の滑走路或いはタキシーウェイ上に散在する突起状異
物および凹凸路面上の乗り越しを想定した実験の結果、
第４図に示すように突起状異物８への乗り上げ時、中立
軸より半径方向外側のベルト層の突起直上位置でのベル
トコードの圧縮歪の助長がｒ、３Ｂ、ｙ２された。

この実験は、高さ３０ｍ、３０φの半球状突起及び高さ
３０１璽、巾３０ｍ、長さ１５０龍の棒状突起上を、規
定内圧、規定荷重条件でＨ４６ｘ１８．０−２０のサイ
ズの航空機用ラジアルタイヤを通過させて行なわれた。

更に、航空機の地上走行時のコーナリングを想定して、
サイドフォースが適当に付加された場合の解析の結果、
第５図に示すように、特に各ベルト層の踏面外にあるベ
ルト端部付近において、サイドフォースＳＦの入射側Ｆ
のベルト端が破線で示す直進走行時に比べて実線で示す
ように接地面側に移動し、放射断面内の半径が大きくな
ってコード歪が回転を通じて引張側にシフトするのに対
し、サイドフォースの反入射側ではベルト端を含むショ
ルダ一部ベルト区域において、ベルト端が接地面から離
れるように動くため、荷重直下部においては半径が小さ
くなるので、コード歪が圧縮側にシフトし、更に、半径
が小さくなることにより生じた余剰のコードペリフェリ
は路面外区域、特に、蹴り出し側においてたるみ状態を
呈し、結局、コード歪の絶対値的な圧縮量となり現われ
ることが明らかとなった。一方、踏面内では、サイドフ
ォース入射側Ｆの接地端付近領域において第６図のよう
にベルト層面内に働く曲げのため、コード方向に圧縮歪
を生じさせる。航空機の地上走行モードを網羅した精密
な実験の結果、ベルトコードの疲労を生じさせる圧縮歪
は、ベルト幅が広くなる程増加する傾向にあって、ベル
ト幅が、規定内圧、規定荷重負荷条件下において平坦踏
面との間に生じる最大接地幅り、の０．８倍を越える時
に問題となり、その区域は、最大でベルト端から０．１
ＳＬ、センター側の地点にまで及び、その圧縮歪量は荷
重直下より　１７６周程変周方向に離れた踏面外蹴り出
し側の地点で極大となる事が判明した。

以上述べたように、絶対値的な圧縮歪の作用は、低伸度
周方向ベルト構造の宿命であり、ベルトコードの耐疲労
性を大幅に改良するため、問題となる圧縮歪の作用する
部分に疲労性に優れる物性を備えるコードを配置しなく
てはならない。ところが、単位（Ａ）のみよりなる芳香
族ポリアミドコードでは、この目的を達成し得ない。し
かも、極端に弾性率及び伸度の異なるコードの配置は、
ベルト領域内での張力のアンバランスにより、水圧破壊
レベルの低下或いは、スタンディングウェーブの発生を
換起する可能性があるので好ましくない。

上述したところから明らかなように、低伸度、高弾性率
を特徴とする芳香族ポリアミド繊維コードをベルトコー
ドとして用いることによって高い周方向張力でスタンデ
ィングウェーブを抑制し、トレンド伸びを抑制して高い
摩耗性能を得ることができ、さらに、ベルトの周方向曲
げに関する中立軸の半径方向外側のベルト層及び最大接
地幅の０．８倍以上のベルト幅を有するベルｔ４のベル
ト端領域に、疲労性に優れる、 式 で表わされる単位Ａ及び式 ＋１ で表わされる単位Ｂよりなる芳香族ポリアミドの繊維か
らなるコードを用いることによってコードの圧縮疲労を
回避してベルト耐久力を向上させることができる。

（実施例） Ｈ４６Ｘ　１８．０−２０サイズの航空機用ラジアルタ
イヤに用いたベルト構造を第１図に示す。このタイヤは
カーカスプライ１が２枚の放射方向カーカス層１ａ、　
ｌｂで構成され、これらのカーカス層１ａ、　ｌｂの両
端は左右に一対で存在するビードコア２の周りにタイヤ
幅方向内側より外側に巻き返されている。タイヤのベル
ト補強体５は６枚の周方向ベル）Ｊｉ！５ａ〜５ｆで構
成されている。各ベルト層５ａ＋　ｓｂ。

５ｃ、　５ｄ、　５ｅ、　５ｆのベルト幅は、最大接地
幅のそれぞれ１．０７倍、１．０５倍、１．０２倍、１
．０１倍、０．９９倍、０．６７倍である。ベルト部補
強体５の実質的な周方向曲げに関する中立軸７はベルト
層５ｃと５ｄとの間にあり、図示の実施例の場合、ベル
ト層ｓｄ、　５ｅ。

５ｆの全体及びベルト層５ａ、　５ｂ、　５ｃの両側部
分、すなわち最大接地幅をＬ＋とした時、ベルト層５ａ
、　Ｏｂ＋５ｃの各ベルト側縁から０．１ＯＬ＋の長さ
の幅領域Ｂの部分には単位（Ａ）及び単位ＣＢ）から構
成される芳香族ポリアミドＨＭ５０　（奇人製）のコー
ドが用いられてお２り、残りのベルト層部分のベルトコ
ードは単位（Ａ）のみからなる芳香族ポリアミドケブラ
ー（Ｄｕｐｏｎ社商標）であって、共に３０００ｄ／３
、撚り数２０　Ｘ　２０／１０ｃｍのコードを使用した
。また、カーカスプライ２にも３０００ｄ／３、撚り数
２０　Ｘ　２０／１０ｃｍのＨＭ５０コードを使用して
いる。

異なる実施態様として、ベルトコードの全てを単位（Ａ
）及び単位ＣＢ）から構成される芳香族ポリアミド繊維
としても、矛盾を生じない。

（発明の効果） 本発明による効果を確認するため、比較例として第１図
に示すベルト構造において、ベルト層の全てのベルトコ
ードを単位（Ａ）のみからなる芳香族ポリアミド（ケブ
ラー：デュポン社商標）３０００ｄ／３　、撚り数２０
　Ｘ　２０／１０ｃｍのコードとしたタイヤと上述した
本発明の実施例によるタイヤとの比較テストを行ない、
ベルトコード残強力を測定した。

■、直進走行ドラムテスト后のベルトコード張弦試験条
件　　荷重　　　　４４２００Ｌｂｓ内圧　　　　２０
０ｐｓ　ｉ 走行速度　　４０パＰＨ 走行距離　　１００１０００ ０ｋサイクル１０ｋｍ） ドラム直径　１２０ｉｎｃｈ 強力保持率（指数：新品をｌＯＯとする）初期強力＝１
５４．５ｋｇ（ケブラー、８Ｍ５０共）■、スリップ角
付きドラムテスト后のベルトコード残強力 試験条件　　荷重　　　　４４２００Ｌｂｓ内圧　　　
　２００ｐｓ　ｉ 走行速度　　２０ＭＰＨ 走行路ｉ［４０８ｋｍ　　　（１サイクル４．８ｋｍ）
スリップ角　±６ ＨＭ５０　（単位（Ａ）及び単位ＣＢ）より成る）の使
用領域（ベルト枚数＝６枚） （注）上記以外のベルトコードはケブラー単位（Ａ）の
みより成る■　０．５Ｌｚ−０，１ＯＬＩ≦Ｘ≦０．５
Ｌ２■　０．５Ｌ２　０．２ＯＬＩ　Ｓ　ｘ≦０．５ｔ
、ｚ■　０．５Ｌｚ−０，０８Ｌ＋≦Ｘ≦０．５ｔ、。

■　０．５Ｌ！−０，０２Ｌ、≦Ｘ≦０．５Ｌ。

但し、ＬＩ＝最大接地幅 Ｌ２：各ベルトＪｉ　（ａ−ｆ）のベルト幅ａ　　　　
ｂ　　　　ｃ　　　　ｄ　　　　ｅ　　　　ｆｌ、０７
ＬＬ＋　１．０５ＬＩ＋　１．０２ＬＩ、　１．０１Ｌ
Ｉ、　０．９９Ｌｌ、　０．６７ＬＩＸ：センターから
の距離

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の典型的な実施例によるタイヤの放射断
面図、 第２図はタイヤ接地状態での周方向のベルトの変形を示
す概念図、 第３図は直進走行時のタイヤ放射断面内におけるベルト
端の変形を示す概念図、 第４図は突起状物体への乗り上げ時のタイヤのベルトの
変形を示す概念図、 第５図はサイドフォース付加時の荷重直下断面のベルト
の変形を示す概念図、 第６図はサイドフォース付加時の踏面内のコードの変形
を示す概念図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに平行配列をなす有機繊維コードをタイヤの赤
   道面に対し７５〜９０°のコード角度で積層した複数の
   プライよりなるトロイド状のカーカスプライを具え、こ
   のカーカスプライの少なくとも１層のプライ層が一対の
   ビードコアーのまわりでタイヤの幅方向内側より外側に
   巻返した折返し部を有し、カーカスプライのクラウン部
   をタイヤの赤道と実質上平行に取巻くベルト補強体を具
   え、このベルト補強体が積層された芳香族ポリアミドコ
   ードよりなる複数のベルト層で形成されてタイヤのショ
   ルダー部に到るまでタイヤ幅方向に延在配置され、タイ
   ヤ放射断面において、ベルト補強体の周方向曲げに関す
   る中立軸に対して半径方向外側にあるベルト層の全幅部
   分及び、最大接地幅の０．８倍以上のベルト幅を持つベ
   ルト層の少なくともベルト端を含む幅領域に用いられる
   コードが、 式 ▲数式、化学式、表等があります▼［Ａ］ で表わされる単位Ａ及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼［Ｂ］ 〔Ｙは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ−が選ばれる〕で表わさ
   れる単位Ｂよりなる芳香族ポリアミドの繊維からなるこ
   とを特徴とする高荷重用空気入りラジアルタイヤ。