JP7365966B2 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、航空機用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

航空機用空気入りラジアルタイヤは、高内圧で使用されるため、使用時にビード部の歪みが大きくなる。このため、耐圧性を向上させることが求められている。

特に、近年では、航空機用空気入りラジアルタイヤの軽量化の観点から、カーカスプライの枚数を減らす場合もある（例えば、特許文献１）。このような場合には、カーカス１枚当たりの負担が大きくなるため、特に耐圧性に対するさらなる対策が望まれる。

特許第５３６１０６１号公報

本発明は、耐圧性を向上させた、航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、
一対のビード部のそれぞれに埋設された、一対のケーブルビードからなるビードコアと、
前記一対のビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置された、一対のビードフィラーと、
前記一対のビードコア間をトロイダル状に跨る、２枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、を備え、
タイヤ幅方向断面視において、
前記２枚以上のカーカスプライのうち前記ビードフィラーよりタイヤ幅方向内側の領域で該ビードフィラーに最も隣接するカーカスプライの端は、前記ビードコアの中心からタイヤ径方向外側を０°として、タイヤ幅方向内側に向かって４５°～９０°の領域に位置することを特徴とする。

本明細書において、「適用リム」とは、米国のＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．）が発行する、最新版のＡＩＲＣＲＡＦＴ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫまたは最新版のＥＤＩ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｔｉｒｅｓ）（本明細書における数値の記載は、２０１７年度版を使用）に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム（Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指すが、上記規格に記載のないサイズの場合は、タイヤに適用されるリムをいう。
また、「規定内圧」とは、上記規格に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指し、上記規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。

本発明によれば、耐圧性を向上させた、航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる航空機用空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 図１のビード部を含む領域の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる航空機用空気入りラジアルタイヤ（以下、単にタイヤとも称する）のタイヤ幅方向断面図である。図１は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態（以下、基準状態ともいう）を示している。図２は、図１のビード部を含む領域の拡大図である。

図１に示すように、本例のタイヤは、一対のビード部１と、該ビード部１に連なる一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２間を連なるトレッド３と、を備えている。また、本例のタイヤは、一対のビード部１にトロイダル状に跨るカーカス４と、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されたベルト５と、を備えている。

図１、図２に示すように、本例のタイヤは、一対のビード部１にそれぞれ埋設されたビードコア１ａを有している。図示例では、ビードコア１ａは、環状のケーブルビードからなる。図示例では、ビードコア１ａは、断面円形状である。ビードワイヤは、例えば、高炭素の鋼線を用いることができる。

また、本例では、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側にビードフィラー１ｂが配置されている。図示例では、ビードフィラー１ｂは、タイヤ径方向内側から外側に向かって、タイヤ幅方向の幅が先細りする、断面略三角形状をなしているが、ビードフィラー１ｂは、様々な断面形状とすることができる。ビードフィラー１ｂは、例えば、１種類以上の任意の既知の硬ゴムを用いることができる。

図１、図２に示すように、本例のタイヤは、２枚以上の（図示例では７枚の）カーカスプライ４ａ～４ｇからなるカーカス４（ラジアルカーカス）を備えている。具体的には、カーカス４は、本例では、ビードフィラー１ｂに対してタイヤ幅方向内側に（最も近く）隣接する１枚のプライ４ａ、１枚以上（図示例で４枚）のターンアッププライ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、及び１枚以上（図示例で２枚）のダウンプライ４ｆ、４ｇを備えている。プライ４ａは、一対のビードコア１ａ間をトロイダル状に跨るカーカス本体部からなる。ターンナッププライ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅは、一対のビードコア１ａ間をトロイダル状に跨るカーカス本体部及び該カーカス本体部から延びてビードコア１ａ周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げられたカーカス巻き上げ部を有する。図示例では、ターンアッププライ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの巻き上げ部の端は、いずれもビードコア１ａの中心よりタイヤ幅方向外側に位置している。一方で、ターンアッププライ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの巻き上げ部の端の少なくともいずれかが、ビードコア１ａの中心よりタイヤ幅方向内側に位置していても良く、例えば、ビードコア１ａのタイヤ幅方向内側端が位置するタイヤ幅方向位置に位置することもできる。ダウンプライ４ｆ、４ｇは、一対のビードコア１ａ間をトロイダル状に延び、ターンナッププライ４ｂ～４ｅを覆っている。図示例では、ダウンプライ４ｆ、４ｇは、ビードコア１ａのタイヤ幅方向内側端よりタイヤ幅方向内側まで延びているが、ダウンプライの少なくともいずれかが、ビードコア１ａのタイヤ径方向内側端よりタイヤ幅方向外側で終端することもでき、ビードコア１ａのタイヤ径方向内側端が位置するタイヤ径方向位置で終端することもできる。各カーカスプライは、有機繊維等からなるコードを用いて形成することができるが、スチールコードを用いることもできる。カーカス４のクラウン部においては、タイヤ径方向外側から、カーカスプライ４ｇ、４ｆ、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅの順に配置されている。また、ビードコア１ａよりもタイヤ径方向内側では、タイヤ径方向外側から、カーカスプライ４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇの順に配置されている。

図１、図２に示すように、２枚以上のカーカスプライのうちビードフィラー１ｂよりタイヤ幅方向内側の領域で該ビードフィラー１ｂに最も隣接するカーカスプライ（図示例ではプライ４ａ）の端は、ビードコア１ａの中心からタイヤ径方向外側を０°として、タイヤ幅方向内側に向かって４５°～９０°の領域（図２に示す角度θが４５°～９０°の領域）に位置している。
なお、ターンアッププライ４ｂ～４ｅのカーカス巻き上げ部の端は、タイヤ径方向の位置をずらして配置しており、これにより、カーカス巻き上げ部の端に起因する故障の発生をより一層抑制することができる。図示例では、外周側のカーカスプライの端が内周側のカーカスプライの端よりタイヤ径方向外側に位置するようにして、タイヤ径方向の位置をずらしているが、この場合には限られず、様々な配置でタイヤ径方向の位置をずらすことができる。あるいは、ターンアッププライ４ｂ～４ｅのカーカス巻き上げ部の少なくとも一部の端のタイヤ径方向の位置を揃えても良い。

さらに、ダウンプライ４ｆ、４ｇの端も、タイヤ幅方向の位置をずらして配置しており、これにより、ダウンプライの端に起因する故障の発生をより一層抑制することができる。図示例では、内周側のダウンプライ４ｆの端が、外周側のダウンプライ４ｇの端より、タイヤ幅方向内側に位置している。一方で、内周側のダウンプライ４ｆの端が、外周側のダウンプライ４ｇの端より、タイヤ幅方向外側に位置していても良く、あるいは、タイヤ幅方向の位置を揃えても良い。

図示例では、ベルト５は、５層のベルト層５ａ～５ｅから構成され、タイヤ径方向内側から順に、ベルト層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの順に積層されている。図示例では、ベルト層５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの順にベルト層のタイヤ幅方向の幅が大きい。一方で、本発明では、ベルト構造は特に限定されず、ベルト層の層数、各ベルト層のタイヤ幅方向の幅等は、適宜設定することができる。また、適宜、タイヤ周方向に延びるコードのゴム引き層からなるベルト補強層を、例えばベルト５のタイヤ径方向外側又は内側に配置することもできる。

また、図１、図２に示すように、本実施形態のタイヤは、ビードコア１ａとカーカス４との間に、ビードコアの少なくとも一部を覆う補強層６を配置している。補強層６は、ビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向内側且つビードフィラー１ｂのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側端までの領域から、少なくとも、ビードコア１ａよりタイヤ幅方向内側且つビードコア１ａのタイヤ径方向外側端よりタイヤ径方向内側の領域まで延在している。
図示例では、補強層６は、ビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向内側且つビードフィラー１ｂのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側端までの領域から、ビードコア１ａの中心よりタイヤ幅方向内側且つビードコア１ａの中心よりタイヤ径方向内側の領域まで延在しているが、ビードコア１ａの中心よりタイヤ幅方向外側且つビードコア１ａの中心よりタイヤ径方向内側の領域まで延在しも良く、あるいは、ビードコア１ａの中心よりタイヤ幅方向外側且つビードコア１ａの中心よりタイヤ径方向外側の領域まで延在しても良い。また、補強層６のタイヤ径方向外側端は、ビードフィラー１ｂのタイヤ径方向外側端よりタイヤ径方向外側に位置していてもよい。
本例では、補強層６は、芯部が鞘部に包囲された複合コードのゴム引き層である。また、本例では、芯部は、ポリプロピレンからなり、鞘部は、ポリエチレン－ポリプロピレン共重合体からなる。

以下、本実施形態の航空機用空気入りラジアルタイヤの作用効果について説明する。

本発明者らが、課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、ビードフィラーに対してタイヤ幅方向内側に隣接する領域では、タイヤの内圧充填時において、カーカスプライがタイヤ径方向外側へと引っ張られる力を受けること、及び、ビードコアに隣接する領域では、ビードコアからの拘束力によってタイヤ径方向内側へ引っ張られる力を特に強く受けることが判明した。これは、ビードコアがタイヤ径方向外側への引っ張りや回転に対する高い剛性を有しているためである。従って、ビードフィラーに対してタイヤ幅方向内側に隣接する領域においては、ビードコアに最も近いカーカスプライの歪みが大きくなることを突き止めた。
一方で、ビードコアに隣接する領域においては、カーカスプライの歪みは、ビードコアにより拘束されているため相対的に小さくなる。また、ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に隣接するカーカスプライは、ビードコアに隣接するターンアッププライは端が存在するため相対的に歪は小さくなる。

そこで、本実施形態の航空機用空気入りラジアルタイヤでは、２枚以上のカーカスプライのうち、ビードフィラー１ｂに対してタイヤ幅方向内側に隣接するカーカスプライ４ａの端は、ビードコアの中心からタイヤ径方向外側を０°として、タイヤ幅方向内側に向かって４５°～９０°の領域に位置している。ビードフィラー１ｂに対してタイヤ幅方向内側に隣接するカーカスプライ４ａの端を上記の領域に配置することで、ビードコア１ａからの拘束力を、ビードフィラー１ｂに対しタイヤ幅方向内側に隣接するカーカスプライ４ａ及びそれに隣接するカーカスプライのそれぞれに分担させることができるため、それぞれのカーカスプライのビードコアからの拘束力が大きくなり過ぎることがなくなり、それぞれのカーカスプライのビードフィラーに隣接する領域において発生する大きな歪を抑制して、タイヤの耐圧性を向上させることができる。

ここで、ビードコア１ａとカーカス４との間に、ビードコアの少なくとも一部を覆う補強層６を配置していることが好ましい。これにより、カーカスプライ４ａ、４ｂに対するビードコア１ａによる拘束力を緩和して、ビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向内側の領域でカーカスプライに生じる歪みを低減して、タイヤの耐圧性を向上させることができるからである。特に、補強層６は、ビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向内側且つビードフィラー１ｂのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向内側端までの領域から、少なくとも、ビードコア１ａよりタイヤ幅方向内側且つビードコア１ａのタイヤ径方向外側端よりタイヤ径方向内側の領域まで延在していることがより好ましい。このため、上記のカーカスプライに生じる歪みを低減する効果をより確実にして、タイヤの耐圧性をより一層向上させることができるからである。

ところで、上記のような補強層を設けた場合には、該補強層の端において故障が発生する可能性があることが考えられる。
そこで、上記実施形態のように、補強層は、芯部が鞘部に包囲された複合コードのゴム引き層であることが好ましい。補強層の端から生じる故障を抑制することができるからである。
ここで、芯部は、高融点樹脂（例えば、ＪＩＳ－Ｋ－７１２１に従って測定した融点が１５０℃以上のもの）からなり、鞘部は、該高融点樹脂よりも融点の低いオレフィン系重合体からなることが好ましい。また、樹脂体の長手方向端部において、高融点樹脂の端面が、オレフィン共重合体により被覆されて、該オレフィン系重合体とゴムとが融着されてなることが好ましい。
芯部は、オレフィン系重合体が、エチレン又はプロピレンを含む単量体を付加重合させたオレフィン系ランダム共重合体であることが好ましく、エチレン－プロピレンランダム共重合体であることも好ましく、この場合、好適には、エチレン－プロピレンランダム共重合体における、プロピレン含量が９９．７モル％～２０モル％であり、エチレン含量が０．３モル％～８０モル％である。また、エチレン又はプロピレンを含む単量体を付加重合させたオレフィン系ランダム共重合体が、エチレン系ランダム共重合体であることが好ましい。
上記高融点樹脂は、特にポリプロピレン樹脂であることが好ましく、また該高融点樹脂よりも融点の低いオレフィン系重合体は、エチレンとプロピレンのランダム共重合体であることが好ましい。
また、上記実施形態のように、芯部は、ポリプロピレンからなり、鞘部は、ポリエチレン－ポリプロピレン共重合体からなることが好ましい。補強層の端から生じる故障をさらに抑制することができるからである。
さらに、補強層の繊度は、好適には１００ｄｔｅｘ以上５０００ｄｔｅｘ以下であり、補強層がゴム引き層の内部で実質的に交錯せず、かつ、１本または１０本以内の束からなることが好ましい。さらにまた、オレフィン系重合体の、ラマン分光法で測定される結晶性パラメータが－０．０６以下であることが好ましく、ラマン分光法で測定されるラマンバンドの偏光方向に対するバンド強度比より求めた配向パラメータが１３以下であることが好ましい。
また、補強層のコードの延在方向のヤング率（引張歪み５％時）は、１５００～１８００ＭＰａであることが好ましい。
特には限定されないが、一例として、補強層は、上記に例示したような芯部の材料及び鞘部の材料、及び芯部用、鞘部用の例えば径５０ｍｍの単軸押出機を用いて、芯成分の紡糸温度を例えば２６５℃とし、鞘成分の紡糸温度を例えば２２５℃として、口径が例えば１．５ｍｍの芯鞘型複合紡糸口金を用いて、鞘芯比率が質量比率で例えば４：６となるように、芯成分の吐出量が例えば１９．５ｇ／分、鞘成分の吐出量が例えば１３．０ｇ／分で溶融紡糸し、例えば９８℃の熱水浴で、例えば３．５倍で延伸し、例えば速度９０ｍ／分で巻取りを行ない、例えば繊度５５０ｄｔｅｘの芯鞘型複合モノフィラメントを得ることにより、製造することができる。

ここで、補強層のコードは、タイヤ子午線方向に対して２０°以下の角度で（－２０°～＋２０°の角度で）傾斜することが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、ビード部に適宜チェーファー等の補強部材をさらに配置することもできる。また、本発明では、必ずしも上記の補強層を配置していなくても良い。

１：ビード部、 １ａ：ビードコア、 １ｂ：ビードフィラー、
２：サイドウォール部、 ３：トレッド、
４：カーカス、 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ：カーカスプライ、
５：ベルト、 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ：ベルト層、
６：補強層

Claims (1)

1. 一対のビード部のそれぞれに埋設された、一対のケーブルビードからなるビードコアと、
   前記一対のビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置された、一対のビードフィラーと、
   前記一対のビードコア間をトロイダル状に跨る、２枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、を備えた航空機用空気入りラジアルタイヤであって、
   タイヤ幅方向断面視において、
   前記２枚以上のカーカスプライのうち前記ビードフィラーよりタイヤ幅方向内側の領域で該ビードフィラーに最も隣接するカーカスプライの端は、前記ビードコアの中心からタイヤ径方向外側を０°として、タイヤ幅方向内側に向かって４５°～９０°の領域に位置することを特徴とする、航空機用空気入りラジアルタイヤ。

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