JP2019111843A - Radial tire for aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、航空機用ラジアルタイヤ、特に、ビード部のセパレーションの発生を低減するタイヤに関する。 The present invention relates to a radial tire for aircraft, and more particularly to a tire that reduces the occurrence of separation of bead portions.
航空機用ラジアルタイヤ(以下、「タイヤ」ともいう)は、重荷重条件下で使用され、非常に高い内圧が公的規格により定められるとともに、一般に、有機繊維コードからなるプライを複数枚積層した補強材がカーカスに用いられている。 A radial tire for aircraft (hereinafter also referred to as “tire”) is used under heavy load conditions, and a very high internal pressure is determined by a public standard, and in general, a plurality of plies made of organic fiber cords are reinforced Wood is used for the carcass.
このような航空機ラジアルタイヤでは、重荷重が加えられると、ビード部において、最もタイヤ幅方向外側に位置するプライとゴムの間に、セパレーション(以下、「背面セパレーション」という)が発生することがあった。 In such an aircraft radial tire, when heavy load is applied, separation (hereinafter referred to as “rear separation”) sometimes occurs in the bead portion between the ply located at the outermost side in the tire width direction and the rubber. The
上記の背面セパレーションを低減するための方途として、特許文献1に記載の航空機用ラジアルタイヤでは、リムとの関係で、ビード部背面におけるゴムの厚みを適正化することにより、ゴムの歪みによるセパレーションの発生を防止している。 As a means for reducing the above-mentioned back separation, in the radial tire for an aircraft described in Patent Document 1, the separation by the distortion of the rubber can be achieved by optimizing the thickness of the rubber at the back of the bead portion in relation to the rim. We prevent outbreak.
近年、環境保全や経済性の観点から、航空機の燃料消費を低減することが求められる中、航空機に装着するタイヤの軽量化への要求も厳しくなってきている。しかしながら、特許文献1に記載の、ゴムの厚みを適正化する手法では、必ずしも上記軽量化の要求を十分に満たすことができない場合があった。そこで、ビード部の耐久性向上と、軽量化とを両立し得るタイヤが希求されている。 In recent years, while it is required to reduce fuel consumption of an aircraft from the viewpoint of environmental protection and economy, the demand for weight reduction of tires mounted on the aircraft has also become severe. However, in the method of optimizing the thickness of rubber described in Patent Document 1, there were cases in which the above-mentioned demand for weight reduction could not be sufficiently satisfied. Therefore, there is a need for a tire that can achieve both improvement in durability of the bead portion and weight reduction.
発明者らは、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、以下の知見を得た。該知見について説明するため、従来の航空機用ラジアルタイヤのビード部を示す概略断面図を、図1A及び図1Bに示す。図1Aは、タイヤに荷重が加えられる前のビード部を示しており、図1Bは、タイヤに荷重が加えられた状態での、タイヤ荷重直下のビード部300を示している。なお、図1A及び図1Bのいずれのタイヤのビード部300も、ケーブルビード200及びラジアルカーカス400が埋設されている。ラジアルカーカス400は、図示では1本の太線で示されるが、複数積層されたプライから構成されている。
The inventors of the present invention obtained the following findings as a result of intensive investigation on means for solving the above-mentioned problems. In order to explain the findings, schematic cross-sectional views showing a bead portion of a conventional radial tire for aircraft are shown in FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A shows the bead before loading is applied to the tire, and FIG. 1B shows the
即ち、図1Aに示されるのは、タイヤがリムRに組み付けられ、内圧を充填された状態で、荷重を加えられる前の、ビード部300の状態である。この状態から、タイヤに荷重が加えられると、図1Bに示すとおり、タイヤ荷重直下のビード部300が、タイヤ幅方向外側に大きく倒れ込む(矢印Y1)。すると、複数積層されたプライのうち、最もタイヤ外側に位置するプライは、プライコードの長手方向(矢印Y2)に圧縮される。これにより、プライを構成する有機繊維コードと、これと接しているゴムとの間に微小な亀裂が発生する。このような微小な亀裂がコードに沿って徐々に進展し、やがては有機繊維コードとゴムとの間のセパレーションとなる。
That is, what is shown in FIG. 1A is the state of the
発明者らは、さらに、上記の背面セパレーションの発生過程に関する知見に基づいて、この亀裂の発生を回避する手段について究明したところ、有機繊維コードとゴムとの間の微小な亀裂の発生を抑制するには、プライコードの長手方向に、圧縮とは逆の引っ張りの力を作用させることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors further investigated the means for avoiding the occurrence of the cracks based on the above-mentioned knowledge of the process of occurrence of the back separation, and suppressed the occurrence of micro cracks between the organic fiber cord and the rubber. In the present invention, the inventors have found that it is effective to apply a pulling force opposite to the compression in the longitudinal direction of the ply cord, and have completed the present invention.
本発明の要旨は、以下のとおりである。
本発明の航空機用ラジアルタイヤは、一対の環状のケーブルビードと、これらケーブルビード間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるプライの少なくとも2枚にて構成したラジアルカーカスと、を備え、前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなり、かつ、規定内圧1000〜2000kPaの航空機用ラジアルタイヤにおいて、TRAに定める適用サイズにおけるプライレーティングPRと、該タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)との関係は、
PR/A≧1.6
を満たす事を特徴とする。
ここで、TRAとは、米国のTIRE AND RIM ASSOCIATION,INC.)が発行する、最新版のAIRCRAFT YEAR BOOKあるいはEDI(ENGINEERING DESIGN INFORMATION FOR AIRCRAFT TIRES)(本発明の数値の記載は2017年度版を使用)に定められた規格を意味し、プライレーティングとは、タイヤの強度を示す指数である。
なお、本発明における「ケーブルビード」とは、ケーブルビード構造のビードコアを指す。
また、本発明における規定内圧とは、TRAに記載されている適用サイズ、プライレーティングにおける単輪の規定荷重に対応する空気圧を指す。
The gist of the present invention is as follows.
The radial tire for aircraft according to the present invention comprises at least two of a pair of annular cable beads and a ply formed by rubber coating a plurality of organic fiber cords extending in a toroidal shape between the cable beads. And at least one turn-up ply obtained by winding the ply from the inner side in the tire width direction of each cable bead to the outer side, and the ply at the winding portion of the turn-up ply. A radial tire for an aircraft, comprising: at least one downply extended to at least the tire radial direction inner side of the cable bead, covering the tire width direction outer side, and having a specified internal pressure of 1000 to 2000 kPa. Pre-rating PR in the application size defined in Relationship between the diameter A (mm) in the cross section by a plane containing the tire axis of rotation of the soil,
PR / A ≧ 1.6
It is characterized by satisfying.
Here, TRA means TIRE AND RIM ASSOCIATION, INC. Of the United States. Means the standard specified in the latest version of AIRCRAFT YEAR BOOK or EDI (ENGINEERING DESIGN INFORMATION FOR AIRCRAFT TIRES) (the numerical value of the present invention uses the 2017 version) issued by Is an index showing the strength of
In the present invention, “cable bead” refers to a bead core of a cable bead structure.
Further, the prescribed internal pressure in the present invention refers to the application size described in TRA and the air pressure corresponding to the prescribed load of a single wheel in ply rating.
かかる構成の本発明の航空機用ラジアルタイヤによれば、ビード部の耐久性向上と、軽量化とを両立し得る。 According to the radial tire for aircraft of the present invention having such a configuration, it is possible to achieve both improvement in durability of the bead portion and weight reduction.
本発明の航空機用ラジアルタイヤにおいては、前記TRAに定める適用サイズにおけるプライレーティングPRと、該タイヤの前記ケーブルビードの、タイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)との関係は、2.11≧PR/Aを満たすことが好ましい。 In the radial tire for aircraft according to the present invention, the relationship between the ply rating PR in the application size defined in the TRA and the diameter A (mm) in a sectional view by a plane including the tire rotation axis of the cable bead of the tire is It is preferable to satisfy 2.11 ≧ PR / A.
かかる構成の本発明の航空機用ラジアルタイヤによれば、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となるのを防止して、耐久性の低下を避けることができる。 According to the radial tire for aircraft of the present invention having such a configuration, it is possible to prevent excessive shear deformation in the stiffener between the ply and the cable bead, and to avoid the decrease in durability.
本発明により、ビード部の耐久性向上と、タイヤの軽量化とを両立し得るタイヤを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the tire which can make the durability improvement of a bead part compatible with the weight reduction of a tire can be provided.
以下、本発明の航空機用ラジアルタイヤを導くに至った実験結果について説明する。
まず、図2に、実験に供した航空機用ラジアルタイヤのプライ構造を示す。図2の航空機用ラジアルタイヤ1(以下、タイヤ1という)は、一対の環状のケーブルビード2と、これらケーブルビード2間にトロイド状に延在する、複数本の有機繊維コードをゴム被覆してなるラジアル方向プライの少なくとも2枚、図示例では7枚にて構成したラジアルカーカス4と、を備え、ラジアルカーカス4は、プライを各ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライ5a〜5eと、プライをターンアッププライ5eの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライ6a及び6bと、を有している。なお、図2では、5枚のターンアッププライ5a〜5eと、2枚のダウンプライ6a及び6bとが示されるが、この枚数に限られず、任意の枚数にて構成することができる。
Hereinafter, the experimental result which led to the radial tire for aircraft of this invention is demonstrated.
First, FIG. 2 shows a ply structure of an aircraft radial tire subjected to an experiment. The radial tire 1 for an aircraft shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as a tire 1) is rubber-coated with a pair of annular cable beads 2 and a plurality of organic fiber cords extending between the cable beads 2 in a toroidal shape. The radial carcass 4 comprises at least two, seven in the illustrated example, of the radial direction plies, and the radial carcass 4 is one or more of the plies wound from the inner side in the tire width direction of each cable bead. Turnup plies 5a to 5e, and at least one downply 6a and 6b, covering the outer side of the winding portion of the turnup ply 5e in the tire width direction and extending at least to the inner side in the tire radial direction of the cable bead. ,have. Although five turn-up plies 5a to 5e and two down-
上記の構造を有するタイヤ1を用いて、タイヤに内圧を充填した際の、ビード部周辺の挙動について説明する。 The behavior of the bead part periphery at the time of filling an internal pressure into a tire is demonstrated using the tire 1 which has said structure.
タイヤ1に、内圧が充填されると、タイヤのトレッドの径成長に伴い、ターンアッププライ5a〜5e及びターンアッププライ5a〜5eと接しているゴムが、トレッド側に向かって引き上げられる(図2の矢印Y3方向)。このようなターンアッププライ5a〜5e及び周囲のゴムの引き上げ動作によって、ケーブルビード2は、回転する方向(図2の矢印Y4方向)へ動く。さらに、ターンアッププライ5a〜5eの引き上げとケーブルビード2の回転とによって、周囲のゴムと一緒に、内圧充填で元々引っ張られているダウンプライ6a及び6bはさらに引っ張られ、Y3方向に動く。発明者らは、このような引っ張りの力がダウンプライ6bに作用すると、上述の荷重付加時におけるダウンプライ6bの圧縮が緩和されることを新たに知見した。
When the tire 1 is filled with internal pressure, the rubber in contact with the turnup plies 5a to 5e and the turnup plies 5a to 5e is pulled up toward the tread side along with the diameter growth of the tread of the tire (FIG. 2) Arrow Y3 direction). The cable bead 2 is moved in the rotating direction (the direction of the arrow Y4 in FIG. 2) by the pulling-up operation of the turnup plies 5a to 5e and the surrounding rubber. Furthermore, the pulling up of the turnup plies 5a to 5e and the rotation of the cable bead 2 further pull the down
さらに、発明者らは、ケーブルビード2のタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(以下、ケーブルビード径Aともいう)を小さくする程、上述の、ケーブルビード2の矢印Y4方向への回転の動きが、より大きくなることにも想到した。一方、このような回転の動きが大きくなり過ぎると、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となり、耐久性の低下につながる虞がある。 Furthermore, as the diameter A (hereinafter, also referred to as a cable bead diameter A) in a cross-sectional view of the cable bead 2 by a plane including the tire rotation axis decreases, the present inventors make the cable bead 2 in the arrow Y4 direction. I also imagined that the rotational movement would be larger. On the other hand, if such rotational movement becomes too large, shear deformation in a stiffener between the ply and the cable bead may be excessive, leading to a decrease in durability.
そこで、発明者らは、内圧充填時に、ダウンプライ6bに作用する引っ張り力が、上述のダウンプライ6bに作用する圧縮力に勝るための要件について、さらに究明するため、種々の実験を行った。すると、上記要件には、プライレーティングとケーブルビード径Aとの比が密接に関連することを新たに知見した。
Therefore, the inventors conducted various experiments in order to further investigate the requirement for the tensile force acting on the
即ち、ケーブルビード径Aは、タイヤの設計上、当該タイヤのプライレーティングの数値に応じて、アンカーとして機能し得る範囲に定められていた。しかしながら、発明者らは、最外側のカーカスプライに作用する力の向きの観点から、プライレーティングPRとケーブルビード径Aとの関係に着目し、様々な値のタイヤに対して、ビード部の耐久性を計測する試験を行い、従来の航空機用ラジアルタイヤよりも高いビード部の耐久性を有する、比PR/Aの条件を導出した。
以下、ビード部の耐久性の向上に、プライレーティングPRとケーブルビード径Aとの比が関連することを導出するに至った実験結果について、詳しく説明する。
That is, the cable bead diameter A is determined in the range which can function as an anchor according to the value of the ply rating of the tire concerned with the design of a tire. However, the inventors focused on the relationship between the ply rating PR and the cable bead diameter A from the viewpoint of the direction of the force acting on the outermost carcass ply, and the durability of the bead portion with respect to tires having various values. Tests to measure the properties were conducted to derive the condition of the ratio PR / A having durability of the bead portion higher than that of the conventional radial tire for aircraft.
Hereinafter, the experimental result in which it came to derive that the ratio between the ply rating PR and the cable bead diameter A is related to the improvement of the durability of the bead portion will be described in detail.
まず、評価基準となるタイヤとして、タイヤ性能の比較に適している、タイヤサイズ1(52×21.0R22 38PR)及びタイヤサイズ2(1400×530R23 42PR)のタイヤを作製して、表1に示す仕様に基づいて試作し、ケーブルビード径Aを多様に変化させて、ビード部背面のセパレーション耐久性を各々評価した。評価は、後述する実施例と同様の条件にて行い、得られた評価結果を、縦軸をビード部耐久性とし、横軸を比PR/Aとする、グラフとして整理した。整理したグラフを、図3に示す。 First, a tire of tire size 1 (52 × 21.0R22 38 PR) and tire size 2 (1400 × 530 R23 42 PR), which are suitable for comparison of tire performance, is manufactured as a evaluation standard and shown in Table 1 The prototype was made based on the specifications, and the cable bead diameter A was changed variously to evaluate the separation durability of the back of the bead portion. The evaluation was performed under the same conditions as in Examples described later, and the obtained evaluation results were organized as a graph, with the vertical axis representing the bead portion durability and the horizontal axis representing the ratio PR / A. The arranged graph is shown in FIG.
図3に示すように、タイヤのプライレーティングPRと、該タイヤの前記ケーブルビードの外径Aとの関係が、PR/A≧1.6を満たすタイヤについては、ビード部耐久性が著しく向上し、ビード部背面のセパレーション耐久性が向上することがわかる。なお、上記数値範囲を満たさないタイヤでは、比PR/Aを変化させても、ビード部耐久性の向上効果はほとんど得られない。
発明者らは、斯くの如くして、航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤのプライレーティングPRと、該タイヤの前記ケーブルビードの外径Aとの関係が、PR/A≧1.6を満たすことで、ビード部の耐久性向上と、タイヤの軽量化とを両立し得ることを見出したものである。
As shown in FIG. 3, the bead portion durability is remarkably improved in the tire in which the relationship between the tire ply rating PR and the outer diameter A of the cable bead of the tire satisfies PR / A ≧ 1.6. It can be seen that the separation durability of the back of the bead portion is improved. In the tire which does not satisfy the above-mentioned numerical range, even if it changes ratio PR / A, the improvement effect on bead part endurance is hardly acquired.
Thus, in the radial tire for an aircraft, the inventors of the present invention satisfy the relationship PR / APR1.6 of the tire's ply rating PR and the outer diameter A of the cable bead of the tire. It has been found that the improvement of the durability of the bead portion and the reduction of the weight of the tire can be compatible.
また、TRAに定める適用サイズにおけるプライレーティングPRと、該タイヤのケーブルビードの、タイヤ回転軸を含む平面による断面視における径Aとの関係は、2.11≧PR/A
を満たすことが好ましい。この構成によれば、プライとケーブルビードとの間にあるスティフナーにおけるせん断変形が過剰となるのを防止して、耐久性の低下を避けることができる。
In addition, the relationship between the ply rating PR in the application size defined in TRA and the diameter A of the cable bead of the tire in a sectional view by a plane including the tire rotation axis is 2.111PR / A
It is preferable to satisfy According to this configuration, it is possible to prevent excessive shear deformation in the stiffener between the ply and the cable bead, and to avoid the decrease in durability.
なお、より好適な数値範囲としては、2.11≧PR/A≧1.65である。 As a more preferable numerical range, 2.11 ≧ PR / A ≧ 1.65.
さらに、本発明の航空機用ラジアルタイヤにおいては、ベルトの剛性を上げたり、ケーブルビードの強度を上げた素材を使用したりすることが好ましい。例えば、本ケーブルビードは、環状に形成されたスチールからなるコアと、該コアの周りにスチールからなるシースフィラメントが螺旋状に巻き付けられてなる、少なくとも1層のシース層からなるシースとを有するケーブルビードを使用することができる。さらに、シースフィラメントの炭素含有量は、0.90〜0.95質量%であり、かつ、クロム含有量は、0.15〜0.30質量%であることが好適である。このような構成によれば、ケーブルビードの外径を従来よりも小さくした場合においても、ビードのアンカー機能を効果的に維持することができる。 Furthermore, in the radial tire for aircraft according to the present invention, it is preferable to increase the rigidity of the belt or to use a material with the strength of the cable bead increased. For example, the cable bead has a core made of steel formed in an annular shape, and a sheath made of at least one sheath layer in which a sheath filament made of steel is spirally wound around the core. A bead can be used. Furthermore, the carbon content of the sheath filament is preferably 0.90 to 0.95% by mass, and the chromium content is preferably 0.15 to 0.30% by mass. According to such a configuration, even in the case where the outer diameter of the cable bead is smaller than that of the prior art, the anchor function of the bead can be effectively maintained.
上記表1に示す仕様の、タイヤサイズ1及びタイヤサイズ2のタイヤを用いて、表2に示す諸元のもと、各比較例及び発明例に係るタイヤについて、ビード部背面のセパレーション耐久性を各々評価した。
具体的には、タイヤをリムに組み付けたリム組立体を、ドラム上で所定の負荷をかけて、64km/hの速度で10分間繰り返し回し、背面セパレーションが生じるまでのドラム試験での繰り返し回数により評価した。その結果を表2に示す。
結果は、タイヤサイズ1のタイヤについては、比較例1のタイヤのセパレーション耐久性を100とし、タイヤサイズ2のタイヤについては、比較例3のタイヤのセパレーション耐久性を100として、タイヤサイズ毎に指数表示した。指数値が大きいほど、ビード部背面のセパレーション耐久性に優れることを示している。また、ケーブルビードの重量は、タイヤサイズ1においてはケーブルビード径Aが25mmの時を100(比較例1)、タイヤサイズ2においてはケーブルビード径Aが27mmの時を100(比較例3)とし、数値が小さいほど軽いことを示す。
Using the tires of tire size 1 and tire size 2 of the specifications shown in Table 1 above, under the specifications shown in Table 2, the separation durability of the back of the bead portion of the tire according to each comparative example and invention example Each was evaluated.
Specifically, the rim assembly in which the tire is assembled to the rim is repeatedly rotated for 10 minutes at a speed of 64 km / h under a predetermined load on the drum, and the number of repetitions in the drum test until rear separation occurs evaluated. The results are shown in Table 2.
The result is that the separation durability of the tire of Comparative Example 1 is 100 for the tire of tire size 1 and the separation durability of the tire of comparative example 3 is 100 for the tire of tire size 2 and the index for each tire size displayed. The larger the index value, the better the separation durability of the back of the bead portion. The weight of the cable bead is 100 (Comparative Example 1) when the cable bead diameter A is 25 mm in the tire size 1 and 100 (Comparative Example 3) when the cable bead diameter A is 27 mm in the tire size 2. The smaller the number, the lighter.
1:タイヤ、 2、200:ケーブルビード、 300:ビード部、 4、400:ラジアルカーカス、 5a、5b、5c、5d、5e:ターンアッププライ、 6a、6b:ダウンプライ、 R:リム 1: Tire 2, 200: Cable bead, 300: Bead portion 4, 400: Radial carcass, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e: Turn-up ply, 6a, 6b: Down ply, R: Rim
Claims (2)
前記ラジアルカーカスは、前記プライを各前記ケーブルビードのタイヤ幅方向内側から外側へ巻上げた、1枚以上のターンアッププライと、前記プライを前記ターンアッププライの巻上げ部分のタイヤ幅方向外側を覆って、少なくとも前記ケーブルビードのタイヤ径方向内側まで延ばした、1枚以上のダウンプライと、を有してなり、かつ、規定内圧1000〜2000kPaの航空機用ラジアルタイヤにおいて、
TRAに定める適用サイズにおけるプライレーティングPRと、該タイヤの前記ケーブルビードのタイヤ回転軸を含む平面による断面視における径A(mm)との関係は、
PR/A≧1.6
を満たす事を特徴とする、航空機用ラジアルタイヤ。 A pair of annular cable beads, and a radial carcass consisting of at least two plies of rubber-coated plural organic fiber cords extending in a toroidal shape between the cable beads;
The radial carcass covers one or more turn-up plies in which the plies are wound outward from the inner side in the tire width direction of each cable bead, and covers the outer sides of the turn-up plies in the tire width direction of the turn-up ply. And at least one down ply extended to at least the tire radial direction of the cable bead, and an aircraft radial tire having a prescribed internal pressure of 1000 to 2000 kPa.
The relationship between the ply rating PR in the application size defined in TRA and the diameter A (mm) in a sectional view by a plane including the tire rotation axis of the cable bead of the tire is
PR / A ≧ 1.6
An aircraft radial tire characterized by satisfying.
2.11≧PR/A
を満たす、請求項1に記載の航空機用ラジアルタイヤ。 The relationship between the ply rating PR in the application size defined in the TRA and the diameter A (mm) in a sectional view by a plane including the tire rotation axis of the cable bead of the tire is
2.11 PR PR / A
The radial tire for aircraft according to claim 1, wherein
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