JP4118608B2 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高内圧及び重荷重条件下で使用される航空機用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、より詳細には、トレッド部踏面からの外傷によるタイヤ破壊を有効に防止するための保護層の改良にある。
【０００２】
【従来の技術】
航空機用タイヤは、高内圧及び重荷重条件下で使用されるためトレッド部に作用する接地圧が高くなる傾向があり、かかる場合において、高速での離着陸時や、空港ターミナルと離着陸を開始する位置との間を低速で移動する、いわゆるタキシング時に、路面に散在する小石や金属片等の突起物を踏みしめると、この突起物によってトレッド部踏面からカット等による外傷を受けやすくなる。この外傷がベルトにまで達すると、更正によるタイヤの繰り返し使用が困難になったり、万一、その故障を見落として使用し続けた場合には、タイヤ寿命の著しい低下を招く恐れがあり、最悪の場合には、事故に至る可能性も想定される。
【０００３】
航空機用タイヤにおいて、トレッド部踏面からの突起物による耐カット性を高めるための手段としては、本願人が出願して特許された特許第2690531号公報で提案したタイヤのように、ベルトとトレッドゴムとの間に、波形コードを略タイヤ周方向に沿って配列した保護層を配設するのが有用である。
【０００４】
すなわち、タイヤが突起物の上を通過する際には、突起物上に乗り上げたタイヤの部分に位置する保護層のコードは、部分的に引き伸ばされ、コードには、大きな張力が作用して切断しやすくなるため、波形コードの場合には、突起物を踏みしめたとしても、波形が変化することによってコードが伸張可能であるため、コードに作用する張力を小さくできる結果、耐カット性が向上するからである。
【０００５】
また、タイヤのセンター部と幅方向両側方部には外径差があるが、接地面内では同一径になるため、両端部に位置する保護層のコードは周方向に大きく伸張する。
【０００６】
仮に、保護層の波形コードの振幅が小さく、周方向長さ当たりの保護層の波形コードの長さが短い場合には、コードが伸張する方向の入力を波形コードの波形の変化で吸収することができず、突起物によって保護層のコードが容易に外傷を受けやすくなるとともに、コード周りのゴムとの間でセパレーションも生じやすくなる。
【０００７】
一方、波形コードの振幅を大きくして周方向長さ当たりの保護層のコードの長さを長くしすぎた場合には、高速走行時による遠心力によるトレッド部の迫り出しを抑制する効果が低減し、トレッドゴムが剥離し易くなる。
加えて、ベルトのコードに作用する張力の一部を、保護層のコードにも負担さることによって、タイヤの耐圧性能を十分に発揮することができるが、振幅を大きくしすぎると、保護層のコードで張力を負担することができなくなるため好ましくない。
【０００８】
従って、保護層の波形コードは、所定の振幅及び波長を有する波形で形成すること、及び、タイヤの全周にわたって、振幅や波長が均一になるように形成することが非常に重要である。
【０００９】
しかしながら、発明者が、特許第2690531号公報に記載したタイヤについてさらに詳細に検討を行ったところ、以下の知見を得た。
【００１０】
即ち、従来のタイヤの製造方法は、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして３〜１０％程度の範囲とする条件下で、タイヤの内側からブラダーを膨張させて加硫金型にタイヤを押し付けた状態で加硫成形を行っていた。
【００１１】
このため、グリーンタイヤにおいて、保護層の波形コードを適正な振幅及び波長で形成したとしても、製品タイヤでは、これらタイヤの径差の分だけ、保護層の波形コードは伸ばされることになり、成形後はゴムとコードが一体化されていないため、コードの波形が周上で不均一な形状になりやすく、コードの一部に大きな張力が集中する場合が生じ、コードとゴムの間にセパレーションが発生したり、耐圧性能が低下する場合があった。
【００１２】
また、従来の製造方法では、保護層を、その幅と同幅のストリップを、図４及び図５に示すようにクッションゴム１１上に貼り合わせて両端部をジョイントすることによって形成していた。
【００１３】
しかしながら、この形成方法だと、このジョイント部１５（コードの切断部）が、タイヤ幅方向に連続して存在するため、このジョイント部１５から損傷しやすく、耐久性の低下を招くおそれがあり、加えて、ユニフォミティーの悪化や、タイヤ振動の要因等になる可能性があり、生産性の点でも好ましくなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、特に特許第2690531号公報に記載したタイヤに比べて、保護層に配設した波形コードの振幅及び波長を適正に設定することによって、耐圧性、耐カット性及び耐セパレーション性に優れた航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるＢＴバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、このグリーンタイヤを加硫成形し、かつ、加硫成形時における径拡張率を、ベルトの径拡張率にして０．５％以下に制限して製造された航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、該航空機用空気入りラジアルタイヤは、対をなすビードコア間でトロイド状に延在するラジアルカーカスのクラウン部外周側に、コードをゴム被覆してなる少なくとも２層のコード層で構成したベルトと、クッションゴムと、コードが所定の振幅及び波長を有する波形形状で略タイヤ周方向に沿って延在する保護層と、トレッド部とを順次具え、前記保護層は、１本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成され、前記保護層のコードは、引張強さが１４．７ＧＰａ以上であるアラミドコード又はスチールコードであり、前記ベルトは少なくとも２層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも２層のコード層は、コードをこれらコード層の両端となる位置間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルトとすることにある。
【００１６】
また、上記製造方法において、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして０．５％以下に制限するための手段としては、例えば、グリーンタイヤの内部に、製品タイヤの内面形状と略等しい外面形状を有する高剛性コアを挿入した状態で加硫成形することが好ましい。
【００１７】
ここで、引張強さ（強力とも言う。）は、ＪＩＳ Ｌ １０１７−１９８２の規定に従い、島津製作所社製オートグラフにて、試験温度：３０℃にて求めた。
【００１８】
また、保護層のコードの波形形状は、振幅が５〜２５ｍｍ、波長が振幅の２〜５倍であること、クッションゴムの厚さは、１．５〜４．５ｍｍであることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に従う航空機用空気入りラジアルタイヤの代表的な幅方向左半断面を示したものであり、図２は、タイヤのクラウン部に位置するカーカスからトレッド部までの各部材の積層状態を示したものである。
【００２０】
図１に示すタイヤ１は、対をなすビード部２にそれぞれ埋設されたビードコア３間で略ラジアル配列（具体的には、タイヤ赤道面Ｅに対し７０〜９０°の角度で配列）されたコードを有する少なくとも１枚のプライ、図１ではビードコア３及びビードフィラー４の周りに内側から外側へ折り返した４枚のアッププライ５ａ〜５ｄと、クラウン部６から両ビード部２にかけて延びる２枚のダウンプライ５ｅ、５ｆとによって、いわゆるアップ‐ダウンプライ構造で形成したカーカス５を有している。
【００２１】
また、このタイヤ１は、カーカス５のクラウン部６の外周側に、スチールコードをゴム被覆してなる少なくと２層のコード層、図１及び図２では、後述する無端交差ベルトで構成する２層のコード層７ａ、７ｂと、コード端が両幅端位置にある通常の交差ベルトを構成する２層のコード層７ｃ、７ｄの計４層のコード層７ａ〜７ｄで構成したベルト８と、該ベルト８によって補強されるトレッド部９とを具えるとともに、ベルト８とトレッド部９との間には、波形形状をしたコード１０ａを配列した保護層１０が配設され、加えて、ベルト８と保護層１０の間には、これらのコード間で生じるせん断歪を抑制するとともに、更正する際のベルト８を保護する機能を有するクッションゴム１１が配設されている。
【００２２】
尚、トレッド部９には、一般タイヤと同様、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝１２の他、図示は省略したが、該周方向溝を横断する方向に延びる複数本の横断溝等のトレッド溝や、複数本のサイプなどが用途に応じて適宜配設されている。
【００２３】
そして、上記構成のタイヤは、後述する製造方法を用いて製造され、これによって、保護層１０に配設した波形コード１０ａは、加硫成形時におけるコードの波形変化がほとんどなく、グリーンタイヤで設定した所定の振幅及び波長を、製品タイヤになった場合も維持することができ、その結果、コードを、設定どおりの振幅及び波長の波形形状で周上にわたって均一に配設することができる。
【００２４】
尚、保護層１０のコード１０ａは、耐ベルトコード切れ性を確保する点で、引張強さが１４．７ＧＰａ以上であるアラミドコード又はスチールコードとする。
【００２５】
また、保護層１０のコード１０ａの波形形状は、振幅が５〜２５ｍｍ、波長が振幅の２〜５倍であることが好ましい。振幅が５ｍｍ未満だと、波形状による接地面内での周方向の延びに対して不十分であり、２５ｍｍを超えると、ストリップの幅が広すぎてベルトの成型工程で粗密ができすぎるからであり、また、波長が振幅の２倍未満だと、波の形成が密すぎて形付けが困難となるからであり、５倍を超えると、周方向の延びの吸収が不十分になるからである。
【００２６】
さらに、クッションゴム１１の厚さは、１．５〜４．５ｍｍであることが好ましい。前記厚さが１．５ｍｍ未満だと、コード周りの歪の吸収が不十分になるからであり、４．５ｍｍを超えると、ゴムゲージが厚くなりすぎて熱を貯蔵することで早期の故障の要因になるからである。
【００２７】
加えて、ベルト８は少なくとも２層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも２層のコード層、図１では、２層のコード層７ａ、７ｂは、図３に示すように、コードをこれらコード層７ａ、７ｂの両端となる位置１２、１３間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルト１４とする。この構成によって、コード端によるセパレーションの発生を防止することができる。尚、図３では、無端交差ベルト１４の形成方法を説明するため、その一部のみが示してある。
【００２８】
次に、上記タイヤの製造方法を説明する。
まず、製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるＢＴバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、次いで、このグリーンタイヤを加硫金型内にセットした後、加硫成形することによって航空機用空気入りラジアルタイヤを製造する。
【００２９】
グリーンタイヤを形成する場合において、保護層は、１本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成される。
【００３０】
また、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率は、ベルトの径拡張率にして０．５％以下に制限することによって、グリーンタイヤの内面形状と製品タイヤの内面形状と実質上等しくして、グリーンタイヤで形成した保護層のコードを所定の振幅及び波長の波形形状で配設したままの状態で、加硫成形して製品タイヤになった後も維持することができるのである。前記径拡張率が０．５％を超えると、生タイヤの部材内あるいは部材間で局所的な拡張を起こす可能性が高くなり、その局所的な拡張は、局所的な薄ゲージ化等につながり、故障の要因となりうる。
【００３１】
尚、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして０．５％以下に制限するための手段としては、グリーンタイヤの内部に、製品タイヤの内面形状と略等しい外面形状を有する高剛性コア、特に分割型非変形の高剛性コアを挿入した状態で加硫成形することが好ましいが、高剛性コアの代わりに、通常の加硫成形方法のようにブラダーを用いても良い。
【００３２】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３３】
【実施例】
次に、この発明に従う航空機用空気入りラジアルタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下で説明する。
・実施例
実施例のタイヤは、図１に示すタイヤ幅方向半断面を有し、タイヤサイズが４６×１７．０Ｒ２０ ３０ＰＲである航空機用空気入りラジアルタイヤであり、保護層は、 狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って表１に示す振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成し、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率は、ベルトの径拡張率にして０％とした。保護層のコードの種類、構造、引張強さ、振幅及び波長については表１に示す。また、クッションゴムの厚さは２．５ｍｍとした。尚、その他のタイヤ構造については、一般的な航空機用空気入りラジアルタイヤと同様とした。
【００３４】
比較のため、保護層をその幅と同幅のストリップを用いて、図４及び図５に示すようにクッションゴム上に貼り合わせて両端部をジョイントすることによって形成し、加硫成形時におけるタイヤの径拡張率を、ベルトの径拡張率にして５％とした比較タイヤ（比較例）についても試作した。
【００３５】
（性能評価）
上記各供試タイヤについて、耐圧性能、耐カット性及び耐セパレーション性について評価したので以下で説明する。
【００３６】
耐圧性能は、ポンプで水を送り込んでタイヤを内部から加圧し、破壊時の水圧を測定し、この測定値から評価した。
【００３７】
耐カット性及び耐セパレーション性は、半球状の突起を取り付けたドラムで、下記に示す条件で繰り返し走行させ、保護層のコード破断やセパレーションのいずれかが発生するまでの繰り返しサイクル数（サイクル数：最大で２００サイクルとする。）を測定し、この測定値から両性能を評価した。
記
タイヤ荷重 ：１４３．１ｋＮ
タイヤ内圧 ：１０９０ｋＰａ
試験速度 ：３２ｋｍ／ｈ
走行距離 ：５ｋｍ／１サイクル
１サイクルに要する時間：６０分（走行＋停止）
【００３８】
表１にこれらの評価結果を示す。尚、表１中に示す耐圧性能は、実施例１を１００とした指数比で示してあり、数値が大きいほど、耐圧性能が優れている。また、表１中の耐セパレーション性の数値は、実施例１を除いて、セパレーションが発生したときのサイクル数を示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１の評価結果から、実施例１及び２は、比較例１及び２に比べて、耐圧性能及び耐セパレーション性が優れており、また、耐カット性については、実施例及び比較例のいずれについても保護層のコード切断が生じず、良好であった。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、保護層のコードの波形形状を適正に形成することができることによって、耐カット性、耐圧性能及び耐セパレーション性に優れた航空機用空気入りラジアルタイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従う代表的な航空機用空気入りラジアルタイヤの幅方向半断面図である。
【図２】 図１のタイヤのクラウン部の構成を示す図である。
【図３】 無端交差ベルトの形成方法を説明するための図である。
【図４】 保護層を従来法によって製造したときの斜視図である。
【図５】 従来タイヤのクラウン部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 航空機用空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ ビードコア
４ ビードフィラー
５ カーカス
６ クラウン部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ コード層
８ ベルト
９ トレッド部
１０ 保護層
１１ クッションゴム
１２、１３ 位置
１４ 無端交差ベルト
１５ ジョイント部
Ｅ タイヤ赤道面

Claims (3)

1. 製品タイヤの内面形状と実質上等しい内面形状に成形されたグリーンケースのクラウン部外周上に、ベルト、クッションゴム、保護層、及びトレッドゴムを順次重ね合わせてなるＢＴバンドを貼り合わせてグリーンタイヤを形成し、このグリーンタイヤを加硫成形し、かつ、加硫成形時における径拡張率を、ベルトの径拡張率にして０．５％以下に制限して製造され、
   対をなすビードコア間でトロイド状に延在するラジアルカーカスのクラウン部外周側に、コードをゴム被覆してなる少なくとも２層のコード層で構成したベルトと、クッションゴムと、コードが所定の振幅及び波長を有する波形形状で略タイヤ周方向に沿って延在する保護層と、トレッド部とを順次具え、
   前記保護層は、１本若しくは複数本のコードをゴム被覆した狭幅ストリップを、クッションゴム上で、コードが略タイヤ周方向に沿って所定の振幅及び波長の波形形状となるように、らせん巻回することによって形成され、
   前記保護層のコードは、引張強さが１４．７ＧＰａ以上であるアラミドコード又はスチールコードであり、
   前記ベルトは少なくとも２層のコード層で構成され、これらコード層のうち、少なくとも２層のコード層は、コードをこれらコード層の両端となる位置間でジグザグ状に延在させることによって形成した無端交差ベルトであること
   を特徴とする航空機用空気入りラジアルタイヤ。
2. 保護層のコードの波形形状は、振幅が５〜２５ｍｍ、波長が振幅の２〜５倍である請求項１記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
3. クッションゴムの厚さは、１．５〜４．５ｍｍである請求項１又は２記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。