JP6847634B2

JP6847634B2 - 航空機用ラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP6847634B2
Application number: JP2016221275A
Authority: JP
Inventors: 橋本　健司; 健司橋本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-11-14
Also published as: EP3539795B1; US11203232B2; JP2018079712A; EP3539795A4; CN109982865B; WO2018087950A1; US20190329591A1; EP3539795A1; CN109982865A

Description

この発明は、トレッド中央部において摩耗が進行し易いリム径が20インチ以下の航空機用ラジアルタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２０１２−１７１４７８号公報

このものは、タイヤ赤道上にタイヤ周方向に延びる第１周方向主溝を形成するとともに、該第１周方向主溝の両側にタイヤ周方向に延びる第１細溝を形成することで、これら第１周方向主溝と第１細溝との間に第１リブ状陸部を画成する一方、前記第１リブ状陸部にタイヤ周方向に対して傾斜する複数の傾斜溝をタイヤ周方向に間隔をあけて形成し、これにより、前記第１リブ状陸部を複数のブロック状陸部に区画したものである。そして、このものは、トレッドのタイヤ赤道に最も近い陸部をブロック状陸部とすることで、陸部を周方向に連続して延びるリブとした場合に比較し、陸部の剛性を低下させて接地面に対する追従性を向上させ、これにより、トレッド中央部での摩耗を効果的に抑制するようにしている。

ここで、リム径が20インチ（50.8cm）を超える大径の航空機用ラジアルタイヤにおいては殆ど問題とならないが、リム径が20インチ以下である中小径の航空機用ラジアルタイヤにおいても、タイヤのトレッド中央部で摩耗が進行し易い、即ち、トレッド中央部での耐偏摩耗性が悪いという課題があった。それは、中小径の航空機用ラジアルタイヤにおいては、リムの外径に対するリムフランジ幅が、リム径が大径である航空機用ラジアルタイヤに比較して、狭いため、内圧充填時におけるトレッド踏面のクラウンアール（タイヤ子午線断面におけるトレッド踏面の曲率半径）がかなり小さくなり、この結果、トレッド中央部での接地面積が小さくなってしまうからであると考えられている。そこで、このような課題を解決するため、前記特許文献１に記載したようなトレッドパターンを中小径の航空機用ラジアルタイヤに適用してトレッド中央部での摩耗進行を抑制することも考えられるが、このようにトレッド中央部の踏面にブロック状陸部を形成すると、大重量が負荷されながら路面を走行する際に過大な周方向力、横力がブロック状陸部に作用して、ブロック欠けが頻繁に発生してしまうという問題が生じる。

この発明は、トレッド中央部における摩耗を効果的に抑制することができる航空機用ラジアルタイヤを提供することを目的とする。

このような目的は、一対のビード部と、これらビード部から略半径方向外側に向かって延びる一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部の半径方向外端同士を連結するトレッド部とを有し、ビード部に埋設されたビードコア間をトロイド状のカーカス層により補強するとともに、該カーカス層の半径方向外側にベルト層、トレッドを順次積層した、リム径が20インチ以下の航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤ外径Ｄをビード部のビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍを 4.1〜 5.4の範囲内とし、トレッド接地端Ｅを通り前記カーカス層に対する垂線Ｎとタイヤ子午線断面における内表面輪郭との交点をＡとするとともに、タイヤ赤道Ｓから前記交点Ａまでのカーカス層に沿った長さをＢとする一方、前記タイヤ赤道Ｓにおける前記内表面輪郭の曲率半径をＣと、前記タイヤ赤道Ｓから前記長さＢの 0.84倍だけ離れた点Ｈと前記交点Ａとの間に位置する内表面輪郭の曲率半径をＪとしたとき、前記曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇを 0.152〜 0.166の範囲内とした航空機用ラジアルタイヤにより、達成することができる。

この発明のようにリム径が20インチ以下である中小径の航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤ外径Ｄをビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍを 4.1以上とすると、荷重走行時におけるタイヤ接地幅が大幅に増大し、この結果、接地面積も大幅に増大する。しかも、ビードヒール間距離Ｌに対してタイヤ外径Ｄが大きな値であると、タイヤ１周長が長くなるため、同一距離を走行したときのタイヤ回転数（周上の特定位置の接地回数）が減少する。この結果、トレッド中央部における摩耗が効果的に抑制される。一方、前記値Ｍが 5.4を超えると、タイヤが大重量となってコストが増大するとともに転がり抵抗が低下するため、実用的でない。

また、曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇを 0.152〜 0.166の範囲内とすれば、タイヤ重量の増大を抑制しながら、トレッド中央部での耐偏摩耗性を向上、加えて、トレッド踏面全体での耐摩耗性を向上させることができる。さらに、請求項２に記載のように構成すれば、ベルト層の面外曲げ剛性の値が小さくなって変形が容易となり、この結果、荷重走行時におけるタイヤ接地幅が容易に増大して、トレッド中央部における摩耗をさらに効果的に抑制することができる。また、請求項３に記載のように構成すれば、各リブにおける接地圧分布がほぼ均一化して、これらリブの耐摩耗性、耐久性が向上する。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、トレッド端部における耐摩耗性を向上させることができ、また、請求項５に記載のように構成すれば、タイヤの耐摩耗性をさらに向上させることができる。

この発明の実施形態１を示すその子午線断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、11は航空機用ラジアルタイヤであり、このタイヤ11は対をなすビードコア12がそれぞれ埋設された一対のビード部13を有し、これらビード部13からは略半径方向外側に向かって一対のサイドウォール部14がそれぞれ延びる一方、これらサイドウォール部14の半径方向外端同士は略円筒状のトレッド部15により連結されている。また、前記タイヤ11はビード部13に埋設されたビードコア12間をトロイド状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層18を有し、このカーカス層18は内部にラジアル方向（子午線方向）に延びるスチール、有機繊維等、ここではナイロンからなるカーカスコードが多数本埋設されている。ここで、前記カーカス層18は少なくとも１層、ここでは３層のプライ層を積層することで構成されている。

前記カーカス層18の半径方向外側にはベルト層19が重ね合わされ、このベルト層19は少なくとも３層、ここでは４層の主ベルト層20と、該主ベルト層20の半径方向外側に重ね合わされた少なくとも２層、ここでは２層の副ベルト層21とから構成されている。ここで、前記副ベルト層21の層数は前記主ベルト層20の層数より少なく、また、その幅は最大幅の主ベルト層20より狭くなっている。また、前記カーカス層18、ベルト層19の半径方向外側にはトレッド24が配置されており、この結果、前記カーカス層18の半径方向外側にはベルト層19、トレッド24が順次積層されていることになる。また、前記トレッド24の外表面である踏面25でタイヤ赤道Ｓの両側には、周方向に連続して延びる一対の内側主溝26がそれぞれ形成されるとともに、これら内側主溝26より幅方向外側に位置する踏面25には周方向に連続して延びる一対の外側主溝27がそれぞれ形成されており、この結果、タイヤ赤道Ｓに近接する一対の内側主溝26間にはタイヤ赤道Ｓ上を周方向に延びる１本の内側リブ28が、また、前記内側主溝26と外側主溝27との間には周方向に延びる一対の中間リブ29が、さらに、前記外側主溝27とトレッド接地端Ｅとの間には一対の外側リブ30がそれぞれ画成されている。なお、この発明においては、内側、外側主溝はジグザグ状に屈曲していてもよい。

ここで、トレッド接地端Ｅとは、前記タイヤ11をアメリカ合衆国において有効な産業規格ＴＲＡ「The Tire and Rim Association Inc. のAircraft Year Book」に記載されている適用サイズにおける正規リムに装着し、前記規格ＴＲＡに規定された正規内圧を充填した状態で、同規格ＴＲＡに規定された正規荷重を負荷したときの路面との接地領域のうち、タイヤ軸方向（幅方向）最外側の接地位置のことである。そして、前述のようにリム径が20インチ（50.8cm）以下である航空機用ラジアルタイヤの場合には、滑走路をタキシング走行したとき、トレッド24の踏面25の幅方向中央部において摩耗が進行し易いという課題があった。ここで、リム径とは、前記タイヤ11が装着される前記正規リムの呼び径のことであり、タイヤ11のビードヒール34の直径（タイヤ内径）と同一径である。

そして、前述のような課題を解決するため，この実施形態においては、タイヤ外径Ｄを、ビード部13におけるビードヒール34間の軸方向距離（足幅と呼ばれている）Ｌで除した値Ｍ（Ｄ／Ｌ）を 4.1以上としたのである。このように値Ｍを 4.1以上とすると、トレッド24の踏面25におけるクラウンアールが大きな値となって荷重走行時におけるタイヤ接地幅が大幅に増大し、この結果、接地面積も大幅に増大するのである。しかも、ビードヒール34間の距離Ｌに対しタイヤ外径Ｄが大きな値であるため、タイヤ11の１周長が長くなり、これにより、同一距離を走行したときのタイヤ11の回転数（周上の特定位置の接地回数）が減少する。このようなことから、トレッド24（踏面25）の幅方向中央部における摩耗が、後述する試験結果からも明らかなように、効果的に抑制されるのである。一方、前記値Ｍが 5.4を超えると、タイヤ11が大型化して大重量となり、この結果、製造コストが増大するとともに、転がり抵抗が低下して実用的でなくなるため、用いることはできない。

このように、この実施形態ではタイヤ外径Ｄをビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍを 4.1〜 5.4の範囲内としている。ここで、前述のタイヤ外径Ｄは、タイヤ11をリムに装着していない自由状態において横置きの状態で測定した値であり、一方、前記距離Ｌは、自由状態におけるタイヤ11を縦置きとした状態で、接地領域の周方向中央から90度周方向に離れた位置において測定した値である。そして、各主ベルト層20の内部には周方向に延びる非伸張性の主ベルトコードが埋設されているが、このような主ベルト層20は、例えば、引き揃えられた複数本の主ベルトコードの周囲を未加硫ゴムでコーティングすることで成形されたリボン状体を、螺旋状に巻回することで構成することができる。ここで、前述の主ベルトコードとして、真っ直ぐに延びる非伸張性の芳香族ポリアミド繊維を用いているが、この発明においては、波状（ジグザグ状）に屈曲したスチールコードを用いることもできる。

また、前記副ベルト層21は、引き揃えられた複数本の副ベルトコードの周囲を未加硫ゴムでコーティングすることで成形されたリボン状体を、該副ベルト層21の幅方向両端においてタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向が逆方向となるよう折り返しながら周方向にジグザグ状に巻回するとともに、このような巻回をリボン状体を周方向にずらしながら所定回数繰り返すことで成形するが、これにより、上下でリボン状体同士が逆方向に傾斜している２枚の副ベルト層21が１度に成形される。なお、このような巻回を繰り返し行い、２層の複数倍の枚数の副ベルト層を成形してもよい。また、この発明においては、前記リボン状体の巻回位置が副ベルト層の幅方向両端に到達したとき、該リボン状体をある程度の長さだけ周方向に巻回させ、その後、リボン状体の巻回方向を逆方向としてもよい。

ここで、ベルト層を、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜したベルトコードが埋設されている複数層の傾斜ベルト層を積層することで構成した一般的なタイヤ、例えばトラック・バス用ラジアルタイヤでは、ベルト層の面外曲げ剛性が大きな値であるため、荷重走行時においてもタイヤ接地幅はあまり増大しないが、前述のようにベルト層19を、周方向に延びる非伸張性の主ベルトコードが埋設された少なくとも３層の主ベルト層20と、前記主ベルト層20の半径方向外側に配置され、内部に副ベルトコードが埋設されたリボン状体を幅方向両端において折り返しながらジグザグ状に巻回することで形成し、前記主ベルト層20より層数が少ない副ベルト層21とから構成するようにすれば、ベルト層19において大きな割合を占める主ベルト層20ではコードの延在方向が周方向であるため、ベルト層19の面外曲げ剛性の値が小さくなって変形が容易となり、この結果、荷重走行時にタイヤ接地幅が容易に増大して、トレッド中央部における摩耗をさらに効果的に抑制することができる。

そして、この実施形態では、前記ベルト層19における主ベルト層20の層数を、前述のように４層とするともに、半径方向最外側に位置する第４主ベルト層20ｂの幅Ｋを、半径方向最内側に位置する第１主ベルト層20ａの幅Ｑの 0.1〜 0.3倍の範囲内としている。ここで、前記幅Ｋが幅Ｑの 0.1倍未満であると、荷重走行時におけるトレッド中央部での径成長が大きくなってクラウンアールが小さくなり、この結果、トレッド中央部での耐偏摩耗性が悪化、さらに、トレッド24全域での耐摩耗性が悪化することがあり、一方、前記幅Ｋが幅Ｑの 0.3倍を超えると、トレッド端部での径成長が抑えられてクラウンアールがあまり変化せず、この結果、トレッド24全域での耐摩耗性が悪化することがあるが、この実施形態のように幅Ｋを幅Ｑの 0.1〜 0.3倍の範囲内とすれば、トレッド中央部での耐偏摩耗性およびトレッド24全域での耐摩耗性を容易に向上させることができる。

また、前記タイヤ11を子午線に沿って切断したときの切断面の内表面輪郭11ａにおけるタイヤ赤道Ｓ上での曲率半径（即ち、タイヤ赤道Ｓにおける前記内表面輪郭11ａの曲率半径）をＣとし、点Ｈと交点Ａとの間に位置する内表面輪郭11ａの曲率半径をＪとしたとき、前記曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇを 0.152〜 0.166の範囲内とすることが好ましい。ここで、前述の交点Ａとは、前記タイヤ11のトレッド接地端Ｅを通り前記カーカス層18に対する垂線Ｎと、タイヤ子午線断面における内表面輪郭11ａとの交点のことであり、また、点Ｈとは、内表面輪郭11ａ上においてタイヤ赤道Ｓから前記交点Ａまでのカーカス層18に沿った長さをＢとしたとき、前記タイヤ赤道Ｓから前記長さＢの 0.84倍だけ離れた点のことである。そして、前記Ｊ／Ｃの値Ｇが 0.152未満であると、トレッド端部でのカーカスラインが半径方向外側に移動するため、接地圧が上昇し、後述する試験結果から明らかなように、トレッド中央部での耐偏摩耗性およびトレッド24全域での耐摩耗性が悪化することがあり、一方、前記Ｊ／Ｃの値Ｇが 0.166を超えると、トレッド端部でのカーカスラインが半径方向内側に移動するため、トレッド端部でのゴム量が多くなってタイヤ重量の増大が問題となることがある。

しかしながら、前記Ｊ／Ｃの値Ｇを 0.152〜 0.166の範囲内とすれば、タイヤ重量の増大を抑制しながら、トレッド中央部での耐偏摩耗性を向上、加えて、トレッド踏面25全体での耐摩耗性を容易に向上させることができる。ここで、前記点Ｈと交点Ａとの間に位置する内表面輪郭11ａの曲率半径は、幅方向位置が異なることで異なる値となることがあるが、この場合には、前記点Ｈと交点Ａとの中間位置における曲率半径を前記位置における曲率半径とする。そして、前述した長さＢ、曲率半径Ｃ、Ｊの値は、タイヤ11をリムに装着していない自由状態において計測することで得ることができる。また、前述した中間リブ29のリブ幅をＲとしたとき、前記内側リブ28のリブ幅Ｔを前記中間リブ29のリブ幅Ｒの 1.2〜 1.8倍の範囲内とする一方、前記外側リブ30のリブ幅Ｕを前記中間リブ29のリブ幅Ｒの 0.8〜 1.4倍の範囲内とすることが好ましい。その理由は、リブ幅を前述のような範囲内とすれば、各リブにおける接地圧分布がほぼ均一化して、これらリブの耐摩耗性、耐久性が向上するからである。さらに、前述のようなタイヤ11においては、タイヤ子午線断面におけるベルト層19の曲率半径を、タイヤ子午線断面におけるトレッド24の踏面25の曲率半径より大とすることが好ましく、このようにすれば、ゴム量の増大による耐久性の悪化を抑制しながら、トレッド端部における耐偏摩耗を容易に向上させることができる。このとき、前記ベルト層19の曲率半径を踏面25の曲率半径で除した値を 1.2〜 1.8の範囲内とすることがさらに好ましい。

次に、第１試験例について説明する。この試験に当たっては、前述したタイヤ外径Ｄをビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍが 3.2である比較タイヤ１と、値Ｍが 4.0である比較タイヤ２と、値Ｍが 4.1である実施タイヤ１と、値Ｍが 4.7である実施タイヤ２と、値Ｍが 5.4である実施タイヤ３と、値Ｍが 5.5である比較タイヤ３と、値Ｍが 5.8である比較タイヤ４とを準備した。ここで、各タイヤの内部構造は実施形態１で説明したものと同様で、曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇは 0.148であり、また、内側リブのリブ幅Ｔは中間リブのリブ幅Ｒの 1.5倍であり、外側リブのリブ幅Ｕは中間リブのリブ幅Ｒの 1.1倍であり、さらに、第４主ベルト層の幅Ｋは第１主ベルト層の幅Ｑの 0.2倍であった。ここで、前述した各タイヤのサイズはＨ38×13.0Ｒ18 22ＰＲであった。

次に、このような各タイヤを前記規格の正規リム（Ｈ38×13.0Ｒ18）に装着する一方、前記規格の正規内圧を充填するとともに、前記規格の正規荷重を負荷しながらドラムに押し付けて走行させた。走行終了後、トレッド中央部、トレッド端部における摩耗量を計測し、比較タイヤ１におけるトレッド端部の摩耗量をトレッド中央部における摩耗量で除した値を指数 100として、他のタイヤの値を求めた。その結果を以下の表１に示すが、この表１においては数値が大であるほど耐偏摩耗性が良好である。

次に、第２試験例について説明する。この試験に当たっては、前記曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇが 0.145である比較タイヤ５と、値Ｇが 0.150である比較タイヤ６と、値Ｇが 0.152である実施タイヤ４と、値Ｇが 0.160である実施タイヤ５と、値Ｇが 0.166である実施タイヤ６と、値Ｇが 0.170である比較タイヤ７と、値Ｇが 0.175である比較タイヤ８とを準備した。ここで、各タイヤの内部構造は実施形態１で説明したものと同様で、タイヤ外径Ｄをビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍは 4.7であり、また、内側リブのリブ幅Ｔは中間リブのリブ幅Ｒの 1.5倍であり、外側リブのリブ幅Ｕは中間リブのリブ幅Ｒの 1.1倍であった。さらに、第４主ベルト層の幅Ｋは第１主ベルト層Ｑの幅の 0.2倍であった。ここで、前述した各タイヤのサイズはＨ38×13.0Ｒ18 22ＰＲであった。

次に、このような各タイヤを前記規格の正規リム（Ｈ38×13.0Ｒ18）に装着する一方、前記規格の正規内圧を充填するとともに、前記規格の正規荷重を負荷しながらドラムに押し付けて走行させた。走行終了後、トレッド中央部、トレッド端部における摩耗量を計測し、比較タイヤ５におけるトレッド端部の摩耗量をトレッド中央部における摩耗量で除した値を指数 100として、他のタイヤの値を求めた。その結果を以下の表２に示すが、この表２においては数値が大であるほど耐偏摩耗性が良好である。

この発明は、リム径が20インチ以下である航空機用ラジアルタイヤの産業分野に適用できる。

11…タイヤ 11ａ…内表面輪郭
12…ビードコア 13…ビード部
14…サイドウォール部 15…トレッド部
18…カーカス層 19…ベルト層
20…主ベルト層 20ａ…第１主ベルト層
20ｄ…第４主ベルト層 21…副ベルト層
24…トレッド 25…踏面
26…内側主溝 27…外側主溝
28…内側リブ 29…中間リブ
30…外側リブ

Claims

一対のビード部と、これらビード部から略半径方向外側に向かって延びる一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部の半径方向外端同士を連結するトレッド部とを有し、ビード部に埋設されたビードコア間をトロイド状のカーカス層により補強するとともに、該カーカス層の半径方向外側にベルト層、トレッドを順次積層した、リム径が20インチ以下の航空機用ラジアルタイヤにおいて、タイヤ外径Ｄをビード部のビードヒール間距離Ｌで除した値Ｍを 4.1〜 5.4の範囲内とし、
トレッド接地端Ｅを通り前記カーカス層に対する垂線Ｎとタイヤ子午線断面における内表面輪郭との交点をＡとするとともに、タイヤ赤道Ｓから前記交点Ａまでのカーカス層に沿った長さをＢとする一方、前記タイヤ赤道Ｓにおける前記内表面輪郭の曲率半径をＣと、前記タイヤ赤道Ｓから前記長さＢの 0.84倍だけ離れた点Ｈと前記交点Ａとの間に位置する内表面輪郭の曲率半径をＪとしたとき、前記曲率半径Ｊを曲率半径Ｃで除した値Ｇを 0.152〜 0.166の範囲内としたことを特徴とする航空機用ラジアルタイヤ。
前記ベルト層を、周方向に延びる非伸張性の主ベルトコードが内部に埋設された少なくとも３層の主ベルト層と、前記主ベルト層の半径方向外側に配置され、内部に副ベルトコードが埋設されたリボン状体を幅方向両端において折り返しながらジグザグ状に巻回することで形成した、前記主ベルト層より層数が少ない副ベルト層とから構成した請求項１に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
前記トレッドの踏面でタイヤ赤道Ｓの両側に周方向に延びる一対の内側主溝、および、該内側主溝より幅方向外側に位置する一対の外側主溝を形成することで、内側主溝間に１本の周方向に延びる内側リブを、内側主溝と外側主溝との間に周方向に延びる一対の中間リブを、外側主溝とトレッド接地端との間に一対の外側リブを画成するとともに、前記内側リブのリブ幅Ｔを中間リブのリブ幅Ｒの 1.2〜 1.8倍の範囲内とする一方、前記外側リブのリブ幅Ｕを中間リブのリブ幅Ｒの 0.8〜 1.4倍の範囲内とした請求項１または請求項２に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
タイヤ子午線断面におけるベルト層の曲率半径を、タイヤ子午線断面におけるトレッドの踏面の曲率半径より大とした請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の航空機用ラジアルタイヤ。
前記ベルト層における主ベルト層の層数を４層とするとともに、半径方向最外側に位置する第４主ベルト層の幅Ｋを、半径方向最内側に位置する第１主ベルト層の幅Ｑの 0.1〜 0.3倍の範囲内とした請求項２に記載の航空機用ラジアルタイヤ。