(57)【要約】【課題】タイヤ質量を増加させることなく、耐久性を向上させることを目的とする。【解決手段】一対のビード部２４間に跨るカーカスプライ１２と、カーカスプライ１２のクラウン部のタイヤ半径方向外側に設けられた内側ベルト層１４と、内側ベルト層１４のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成された外側ベルト層１６と、外側ベルト層１６のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成されたベルト保護層１８と、ベルト保護層１８のコード及び外側ベルト層１６のコードの少なくとも一方に設けられ、コード３２の長手方向の他の部分より弾性の低い低弾性部と、を有する。【選択図】図１
2014234119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部間に跨るカーカスプライと、
前記カーカスプライのクラウン部のタイヤ半径方向外側に設けられた内側ベルト層と、
前記内側ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成された外側ベルト層と、
前記外側ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成されたベルト保護層と、
前記ベルト保護層の前記コード及び前記外側ベルト層の前記コードの少なくとも一方に設けられ、前記コードの長手方向の他の部分より弾性の低い低弾性部と、
を有する航空機用空気入りタイヤ。
【請求項２】
互いに隣接する前記コードにおいて、コード長さ方向での前記低弾性部の位置が互いに異なる請求項１に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ベルト保護層及び前記外側ベルト層の少なくとも一方には、前記低弾性部が集まる低弾性領域が設けられており、
前記低弾性領域は、タイヤ周方向に間隔を空けて複数設けられている請求項１又は請求項２に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記低弾性領域は、帯状に形成されると共に、タイヤ幅方向と平行又はタイヤ幅方向に対して傾斜する方向に、連続的又は断続的に延びている請求項３に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記低弾性部は、前記コードの径方向に穴を形成して構成されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記穴の大きさは、前記コードの直径未満である請求項５に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記穴の大きさは、前記コード構成要素の直径の１／２以上である請求項５又は請求項６に記載の航空機用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トレッドゴムとベルト層との間に、保護ベルト層を備えた航空機用タイヤが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
保護ベルト層は、タイヤ周方向に延びるコードをタイヤ幅方向に複数本配列し、該コードをゴムにより被覆して構成されている。タイヤへの内圧充填時には、タイヤの径成長によってトレッドの周長が増加して、保護ベルト層のコードが引き伸ばされる。このときのコードの張力の増大を抑制するために、各々のコードを、タイヤ幅方向に振幅を有する波形に形成し、伸び代を予め確保することが行われている。
【０００５】
しかしながら、内圧充填時の径成長が大きい航空機用空気入りタイヤにおいて、コードの伸び代をより多く確保しようとすると、該コードのタイヤ幅方向の振幅をより大きくする必要があり、隣接するコード同士の干渉や質量増加が懸念されていた。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、タイヤ質量を増加させることなく、耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、一対のビード部間に跨るカーカスプライと、前記カーカスプライのクラウン部のタイヤ半径方向外側に設けられた内側ベルト層と、前記内側ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成された外側ベルト層と、前記外側ベルト層のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素を撚り合わせたコードを用いて構成されたベルト保護層と、前記ベルト保護層の前記コード及び前記外側ベルト層の前記コードの少なくとも一方に設けられ、前記コードの長手方向の他の部分より弾性の低い低弾性部と、を有する。
【０００８】
請求項１に記載の航空機用空気入りタイヤでは、ベルト保護層のコード及び外側ベルト層のコードの少なくとも一方に低弾性部が設けられており、該コードが部分的に変形し易くなっている。従って、内圧充填による径成長時や接地時において、コードとゴムの境界層に生ずる応力が緩和される。コードの伸び代を確保するためにコードの使用量を増やす必要がないため、タイヤ質量を増加させることなく、耐久性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、互いに隣接する前記コードにおいて、コード長さ方向での前記低弾性部の位置が互いに異なる。
【００１０】
請求項２に記載の航空機用空気入りタイヤでは、互いに隣接するコードにおいて、コード長さ方向での低弾性部の位置が互いに異なるので、コードとゴムの境界層に生ずる応力を分散させることができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、前記ベルト保護層及び前記外側ベルト層の少なくとも一方には、前記低弾性部が集まる低弾性領域が設けられており、前記低弾性領域は、タイヤ周方向に間隔を空けて複数設けられている。
【００１２】
請求項３に記載の航空機用空気入りタイヤでは、低弾性部が、タイヤ周方向に間隔を空けて複数設けられた低弾性領域に集まっているので、路面上の突起を踏んだ場合、該突起が低弾性部の位置に合致する確率が低くなる。このため、突起によるタイヤの故障を抑制することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、前記低弾性領域は、帯状に形成されると共に、タイヤ幅方向と平行又はタイヤ幅方向に対して傾斜する方向に、連続的又は断続的に延びている。
【００１４】
請求項４に記載の航空機用空気入りタイヤでは、接地時にコードとゴムの境界層に生ずる応力を、低弾性領域が延びる方向に分散させることができる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、前記低弾性部は、前記コードの径方向に穴を形成して構成されている。
【００１６】
請求項５に記載の航空機用空気入りタイヤでは、コードに穴を形成することにより、該コードの任意の位置に低弾性部を容易に設けることができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、前記穴の大きさは、前記コードの直径未満である。
【００１８】
請求項６に記載の航空機用空気入りタイヤでは、穴の大きさが、コードの直径未満であるので、コード構成要素の切断を抑制して、コードの破断強度を確保することができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の航空機用空気入りタイヤにおいて、前記穴の大きさは、前記コード構成要素の直径の１／２以上である。
【００２０】
請求項７に記載の航空機用空気入りタイヤでは、穴の大きさが、コード構成要素の直径の１／２以上であるので、コード構成要素の弾性率を適度に低下させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る航空機用空気入りタイヤによれば、タイヤ質量を増加させることなく、耐久性を向上させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】タイヤ軸方向で切断した航空機用空気入りタイヤを示す断面図である。
【図２】（Ａ）切離しベルトプライ構成とされた外側ベルト層において、外側のベルトプライを示す展開図及び断面図である。（Ｂ）内側のベルトプライを示す展開図である。
【図３】無端ジグザグ巻きベルト構成とされた外側ベルト層を示す展開図である。
【図４】（Ａ）細長体において、低弾性領域が、該細長体の幅方向と平行に連続的に延びている例を示す展開図である。（Ｂ）細長体において、低弾性領域が、該細長体の幅方向と傾斜する方向に連続的に延びている例を示す展開図である。
【図５】（Ａ）ベルト保護層において、低弾性領域が帯状に形成され、タイヤ幅方向と平行に連続的に延びている例を示す展開図である。（Ｂ）ベルト保護層において、低弾性領域が帯状に形成され、タイヤ幅方向と傾斜する方向に連続的に延びている例を示す展開図である。（Ｃ）ベルト保護層において、低弾性領域が帯状に形成され、タイヤ幅方向と平行に断続的に延びている例を示す展開図である。
【図６】コード構成要素が有機繊維であるコードに、低弾性部としての穴を形成した例を示す断面図である。
【図７】コード構成要素が金属繊維であるコードに、低弾性部としての穴を形成した例を示す斜視図である。
【図８】図７における８−８矢視拡大断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｅ）ニードルの先端の各種形状を示す平面図及び正面図である。
【図１０】（Ａ）複数のニードルが放射状に配置された回転歯を用いて、コードに穴を形成する方法を示す正面図である。（Ｂ）複数のニードルが並列に並べられた櫛歯部材を用いて、コードに穴を形成する方法を示す正面図である。（Ｃ）ニードルが部分円弧状（扇形）に並べられた櫛歯部材を用いて、コードに穴を形成する方法を示す正面図である。
【図１１】コードの引張力と伸びの関係（Ｓ−Ｓ特性）を示す線図である。
【図１２】試験例の条件及び結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面において、矢印Ｃ方向はタイヤ周方向を示し、矢印Ｒ方向はタイヤ半径方向を示し、矢印Ｗ方向はタイヤ幅方向を示す。タイヤ半径方向とは、タイヤ回転軸（図示せず）と直交する方向を意味する。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向を意味する。タイヤ幅方向をタイヤ軸方向と言い換えることもできる。
【００２４】
図１において、本実施形態に係る航空機用空気入りタイヤ１０は、カーカスプライ１２と、内側ベルト層１４と、外側ベルト層１６と、ベルト保護層１８と、ベルト保護層１８のコード３２及び外側ベルト層１６のコード３２の少なくとも一方に設けられた低弾性部２２（図２，図３，図５）と、を有している。
【００２５】
カーカスプライ１２は、一対のビード部２４間に跨っている。ビード部２４には、丸形断面を有するビードコア２８が夫々埋設されている。カーカスプライ１２のタイヤ幅方向の両端部は、夫々ビードコア２８に係留されている。カーカスプライ１２は、例えば有機繊維コードをゴム被覆して構成されている。この有機繊維コードとして、芳香族ポリアミド系の繊維や、脂肪族ポリアミド系の繊維を用いることができ、また、芳香族ポリアミド系の繊維と脂肪族ポリアミド系の繊維とを含んだ、所謂ハイブリッドコードを用いることもできる。
【００２６】
内側ベルト層１４は、カーカスプライ１２のクラウン部のタイヤ半径方向外側に設けられている。この内側ベルト層１４は、複数のベルトプライ（図示せず）から構成されている。各ベルトプライは、例えば複数本の有機繊維コード（図示せず）をゴム被覆することにより形成されている。この有機繊維コードは、引張破断強度を６．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましく、伸張方向に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２〜２．０％、伸張方向に２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．５〜７．０％、伸張方向に３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．２〜９．３％であることが好ましい。この有機繊維コードは、芳香族ポリアミド系の繊維から構成することができる。
【００２７】
図２において、外側ベルト層１６は、内側ベルト層１４のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素３０（図６〜図８）を撚り合わせたコード３２を用いて構成されている。コード３２は、例えば有機繊維コードであり、引張破断強度が４００〜２０００Ｎの一方向強化繊維コードが用いられている。一方向強化繊維コードとしては、例えば、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミドなどを用いることができる。コード構成要素３０については、後述する。
【００２８】
このコード３２をゴムコーティングすることにより、１枚のベルトプライ３４が構成されている。外側ベルト層１６は、複数枚のベルトプライ３４を積層して構成されている（以下、この外側ベルト層１６の構成を「切離しベルトプライ構成」という）。本実施形態では、図２（Ｂ）に示されるように、２枚のベルトプライ３４を積層して構成されている。
【００２９】
ベルトプライ３４の各々では、複数本のコード３２がタイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜角度α１，α２をなすように配列されている。図２（Ａ）に示される外側のベルトプライにおける傾斜角度がα１、図２（Ｂ）における内側のベルトプライにおける傾斜角度がα２である。傾斜角度α１，α２は、１０°〜４０°の範囲とされている。角度範囲をこのように設定することにより、路面上の突起に対する外側ベルト層１６の内部仕事を高くすることができる。また、タイヤ半径方向に隣り合うベルトプライ３４のコード３２は、タイヤ赤道面ＣＬに対して互いに逆方向に傾斜するように、すなわち、タイヤ赤道面ＣＬに対して、逆方向に角度をなすように配置されている。また、外側ベルト層１６におけるコード３２の傾斜角度α１，α２は、内側ベルト層１４の有機繊維コードにおける同様の傾斜角度（図示せず）よりも大きくなっている。
【００３０】
コード３２は、例えば芳香族ポリアミド系の有機繊維コードとされ、１本の総ｄｔｅｘ数が３０００〜７０００の撚りコードであることが好ましい。このように構成されたコード３２を用いることにより、航空機用空気入りタイヤ１０の軽量化を図ることができる。なお、外側ベルト層１６のコード３２の打ち込み数は、３〜８本／１０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３１】
さらに、図２（Ｂ）に示すように、外側ベルト層１６のタイヤ幅方向両端部において、両ベルトプライ３４間にクッションゴム３６を設け、内側のベルトプライ３４のコード３２と外側のベルトプライ３４のコード３２との距離を、タイヤ幅方向外側に向かって漸増させることが好ましい。これにより、ベルトプライ３４間におけるせん断応力を効果的に小さくすることができ、ベルトプライ３４の端部における剥離を抑制することができる。
【００３２】
切離しベルトプライ構成とされた外側ベルト層１６の代わりに、図３に示される外側ベルト層２６を用いることもできる。以下、この外側ベルト層１６の構成を「無端ジグザグ巻きベルト構成」又は「リボン巻きベルト構成」という。この外側ベルト層２６は、次のようにして形成される。図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように、まず、１または複数本のコード３２（図４では５本）をゴム被覆して構成した帯状の細長体３８を準備する。この細長体３８を、ほぼ１周する毎に両プライ端間往復させながらタイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜角度αで傾斜させて周方向に巻き付けると共に、巻付けを細長体３８間に隙間が生じないよう周方向にほぼ細長体３８の幅だけずらして多数回巻回する。
【００３３】
このようにして形成された外側ベルト層２６は、右上がりのコード部分と、左上がりのコード部分とが互いに重なりあった形態となる。そして、外側ベルト層２６は、右上がりのコード３２のみからなるベルトプライと左上がりのコード３２のみからなるベルトプライとを重ねた、いわゆる交差ベルトに相当する構成となる。外側ベルト層２６は、実際には１枚のプライではあるが、本実施形態では、プライ数としては２枚としてカウントする。この場合の傾斜角度α、コード３２の打ち込み間隔については、上記した切離しベルトプライ構成（図２）の場合と同様である。
【００３４】
図５において、ベルト保護層１８は、外側ベルト層１６のタイヤ半径方向外側に設けられ、コード構成要素３０を撚り合わせたコード３２を用いて構成されている。コード３２はタイヤ幅方向に振幅を有する波形に形成され、タイヤ幅方向に複数本並べてゴム被覆されている。これは、コード３２の伸び代を大きく確保するためである。ベルト保護層１８のタイヤ半径方向外側には、トレッド４０が設けられている。コード３２を波形とすることにより、トレッド４０で突起を踏んだ場合に、局部的な大変形を許容し、航空機用空気入りタイヤ１０のエンベロープ性を高めることができる。
【００３５】
図６〜図８において、コード３２は、コード構成要素３０を撚り合わせて構成されている。コード構成要素３０は、有機繊維又は金属繊維であり、その最小構成単位は、有機繊維の場合がフィブリル、金属繊維の場合がフィラメントである。一般的に、コード３２の弾性率及び強力は、繊維の材質、撚り角度、撚り構造、コード構成要素３０の長さ、及び製造条件による内部摩擦に依存している。有機繊維の場合の最小構成単位であるフィブリルの長さは、該フィブリルを撚り合わせた長繊維コードの長さと比べて極めて短い。しかしながら、互いに隣接するフィブリル同士の物理的絡み合いによる摩擦により、弾性率や強力、コードの応力−歪特性の一部を発現させている。
【００３６】
低弾性部２２は、ベルト保護層１８のコード３２及び外側ベルト層１６のコード３２の少なくとも一方に設けられ、コード３２の長手方向の他の部分より弾性が低く構成されている。この低弾性部２２は、コード３２の径方向に、例えば穴２０を形成して構成されている。以下、穴２０を形成することを「ピアシング」という。図６は、コード構成要素３０が有機繊維であるコード３２に、低弾性部２２としての穴２０を形成した例を示している。この穴２０はコード３２を貫通していないが、コード３２を貫通していてもよい。
【００３７】
図７，図８は、コード構成要素３０が金属繊維であるコード３２に、低弾性部２２としての穴２０を形成した例を示している。図８は、図７における８−８矢視拡大断面図である。穴２０の大きさは、例えばコード３２の直径未満である。また、コード構成要素３０が金属繊維のフィラメントの場合、図６，図７に示されるように、穴２０の大きさは、コード構成要素３０の直径の１／２以上である。なお、穴２０が円形でない場合において、穴２０の大きさは、穴２０の内壁間の最大距離をいう。穴２０が長方形の場合には、穴２０の大きさはその長辺の長さとなる。穴２０が正方形の場合には、穴２０の大きさはその一辺の長さとなる。
【００３８】
本実施形態では、コード３２の成型後に、機械的な方法により、コード構成要素３０を適切な割合で破断させ、又は傷付けることにより、コード３２の引張力と伸びの関係（Ｓ−Ｓ特性）を制御し、特にその破断強度を十分以上に保ちつつ、弾性率を低下させる。そして、本実施形態では、小型の突起をトレッド４０で踏みつけることを発端とした、コード３２とゴムの境界層における歪の緩和を意図している。
【００３９】
図１１は、コードの引張力と伸びの関係（Ｓ−Ｓ特性）を示している。線Ｌ１は低弾性部２２を有するコード３２の場合を示し、線Ｌ２は低弾性部を有しない通常のコードの場合を示している。コードの張力は、通常使用で想定される内圧の充填、タイヤ半径方向、タイヤ幅方向及びタイヤ回転方向における荷重の負荷、路面上の突起のトレッド４０への貫入、によって増加する。このようにして実使用時にコードに作用する最大張力は、Ｔmaxである。低弾性部２２を設けることにより、コード３２（線Ｌ１）の破断強力Ｔbpは、通常のコード（線Ｌ２）の破断強力Ｔboよりも低下する。しかしながら、それでも破断強力Ｔbpが最大張力Ｔmaxを上回るように、低弾性部２２の設計がなされる。航空機用空気入りタイヤ１０の場合、外側ベルト層１６に生ずる最大張力Ｔmaxは、約３〜８ｋＮと推定されるので、コード３２（線Ｌ１）の破断強力Ｔbpを、それよりも十分に大きく設定することが望ましい。図１１における角度θ，θ’を用いると、弾性率の変化率を１−ｔａｎθ／ｔａｎθ’で表すことができる。
【００４０】
（低弾性部の形成）
コード構成要素３０のＳ−Ｓ特性を制御しつつ、低弾性部２２を適切に形成する方法としては、図９に示されるように、鋭利なニードル４２による機械的な方法（ピアシング）が有効である。ニードル４２の先端部の形状は、尖点を有さず、ニードル４２の直径方向から見て、直線状又は鋸歯状の部分を有することが望ましい。特に、コード構成要素３２が、有機繊維のように柔軟性に富む素材の場合には、ニードルの先端が尖り過ぎていると、フィブリル間を通過してしまい、フィブリルを適切な割合で破断させることができなくなる。
【００４１】
図９（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）に示されるニードル４２の軸部は断面円形である。図９（Ｂ），（Ｄ）に示されるニードル４２の軸部は断面長方形である。図９（Ａ）〜（Ｄ）に示されるニードル４２の先端部は、その軸方向から見て長方形に形成されている。長辺の長さがａ１であり、短辺の長さがａ２である。図９（Ｄ）に示されるニードル４２の先端は、その直径方向かつ長辺と直交する方向から見て、鋸歯状（ジグザグ状）の部分を有している。図９（Ｅ）に示されるニードル４２の先端は、その軸方向から見て略正方形に形成されている（ａ１≒ａ２）。この先端は、その直径方向かつ各辺と直交する方向から見て、夫々鋸歯状（ジグザグ状）の部分を有している。
【００４２】
ニードル４２の先端は、コード３２に対し、適切な荷重を伴って、例えば該コード３２の直角方向に押し当てられる。コード構成要素３２が有機繊維の場合に、フィブリルを適切な割合で破断させるためには、長さａ１，ａ２について、コード３２の直径をｄとすると、０．１ｄ＜ａ１＜０．６ｄ、ａ２＜ａ１の範囲に設定される。同様の理由から、図９（Ｄ），（Ｅ）に示されるように、ニードル４２の先端が鋸歯状の部分を有している場合には、その波長λと全振幅δ、長さａ２との間に、０．４ｄ＜λ＜２．５ｄ、ａ２＜ｄ、０．３ｄ＜δ＜１．５ｄの関係があることが望ましい。ニードル４２の先端形状をこのように定めることにより、有機繊維からなるコード３２の直径が１．９ｍｍであり、ニードル４２の押付け力が３０〜５０Ｎの条件下で、コード３２の弾性率及び破断強力を７５〜９０％に低減させる場合に、７割以上の歩留まりを得ることができる。
【００４３】
ニードル４２によるピアシングを効率的に行う方法として、図１０に示される方法が考えられる。図１０（Ａ）に示される例では、複数のニードル４２が放射状に配置された回転歯４４を用いている。この回転歯４４を、コード３２に対し該コード３２と直交する方向（矢印Ａ方向）に押し当てながら、回転歯４４を矢印Ｒ方向に回転させ、コード３２を矢印Ｆ方向に送って行く。
【００４４】
図１０（Ｂ）に示される例では、複数のニードル４２が並列に並べられた櫛歯部材４６を用いている。この櫛歯部材４６をコード３２に対し矢印Ａ方向に押し当ててからその逆方向に戻し、コード３２を矢印Ｆ方向に所定ピッチ分送って、再び櫛歯部材４６をコード３２に押し当てる、という動作を繰り返す。つまり、コード３２を間欠的に送りながら、櫛歯部材４６を矢印Ａ方向及びその逆方向に往復動させる。
【００４５】
図１０（Ｃ）に示される例では、ニードル４２が部分円弧状（扇形）に並べられた櫛歯部材４６を用いている。この櫛歯部材４６をコード３２に対し矢印Ａ方向に押し当てながら、矢印Ｒ１方向に回動させ、かつコード３２を矢印Ｆ方向に送って行く。ニードル４２が一通りコード３２に押し当てられたら、櫛歯部材４６を矢印Ａ方向と逆方向に退避させると共に、矢印Ｒ２方向に回動させ、コード３２を矢印Ｆ方向に送ってから、上記の動作を繰り返す。
【００４６】
このようにして低弾性部２２を設けることによる、コード３２の破断強力の低下の程度は、式（１）で表される。式中、ｋは、ニードル径、ニードル先端形状、ニードル材質、コード撚り角度、コード断面形状、コード素材、及び押付け圧に依存する係数である。
【００４７】
【数１】
2014234119.tif 000003
【００４８】
一方、高さδの突起が、外側ベルト層１６及びベルト保護層１８に接触したときのコード張力は、式（２）で表される。式中、ｉはベルト層番号、Ｎはベルト枚数、αはベルト角度、ｗは突起の幅、Ｆは突起による外力である。張力Ｔｃｉは、通常使用で想定できる内圧充填、垂直、横、前後方向の荷重負荷と、路面上に不可抗力的に生ずる確率で存在し得る寸法及び硬度の突起物のトレッドへの貫入とによって増加する、コードの最大張力である。瞬時的な力を中心とする耐カット性能確保のためには、各層の最大張力Ｔｃｉが、破断強力Ｔｂｉを超過しないことが要請される。
【００４９】
【数２】
2014234119.tif 000004
【００５０】
これに鑑み、外側ベルト層１６やベルト保護層１８に用いられるコード３２について、低弾性部２２を適切に設けることが可能である。低弾性部２２を設けることによるコード構成要素３２の破断密度は、ニードル４２の径や材質、貫通回数、部材に対する押圧等、ピアシング条件の組合せ（式（１）の係数ｋ）により経験的に決定することができる。
【００５１】
走行路面上の突起によるトレッド４０や外側ベルト層１６の故障要因は、次のＡ〜Ｄに分類される。
Ａ：有害突起の存在確率
Ｂ：突起のトレッド貫入によるコード破断（Ｔｂｉ＜Ｔｃｉ）
Ｃ：突起直下の剛性段差領域、即ちコードとゴムとの境界領域の応力集中
Ｄ：突起作用位置とピアッシング加工位置が合致することによる応力集中
【００５２】
本実施形態によれば、要因Ｂ〜Ｄを解消することができる。具体的には、要因Ｂは、式（１），（２）を同時に満たすように設計することにより、解消することができる。また、ピアシング加工によってＳ−Ｓ特性の制御が容易にでき、コードの弾性率低減に伴ってコードとゴムの境界領域における応力集中が緩和され、疲労による耐セパレーション性能が向上する。従って、要因Ｃの影響を抑制することが可能である。
【００５３】
本実施形態では、一部のコード構成要素３２のみを破断させ又は傷付けるため、そもそも応力集中の程度が小さい。コード断面をすべて切断する方法に比べ、突起による機械的歪の分散が容易で、その影響が小さな領域に留まり、耐久力の低下が最小限に留まる。従って、要因Ｄの影響を抑制することが可能である。加えて、製造も比較的容易である。
【００５４】
更なる応力分散のためには、互いに隣接するコード３２において、コード長さ方向での低弾性部２２の位置が互いに異なることが望ましい。
【００５５】
（低弾性領域）
図２，図３，図５において、ベルト保護層１８及び外側ベルト層１６の少なくとも一方には、低弾性部２２が集まる低弾性領域５０が設けられている。応力分散のため、低弾性領域５０は、タイヤ周方向（矢印Ｃ方向）に間隔Ｌを空けて複数設けられている。タイヤ周方向におけるトレッド４０の接地長をＬＬ（図示せず）とすると、Ｌ／ＬＬ＞０．３であることが望ましい。ここで、接地長とは、タイヤ赤道面ＣＬにおいて、ＴＲＡによる規定内圧を付与し、規定荷重を負荷した条件下で、タイヤが平滑な路面と接地する長さである。
【００５６】
低弾性領域５０は、タイヤ周方向溝に帯幅Ｄを有している。この帯幅Ｄの範囲内に、低弾性部２２が分散して設けられている。換言すれば、帯幅Ｄの範囲内の互いに隣接するコード３２において、コード長さ方向での低弾性部２２の位置が互いに異なるようにしている。
【００５７】
トレッド４０が路面上の突起を踏んだとき、該突起が刃型突起である場合、最大張力Ｔｃｉが最もシビアとなる。このような場合でも、上記のように低弾性部２２の位置を分散させると共に、Ｌ／ＬＬ＞０．３の条件を満たすことにより、耐カット性能を確保することができる。
【００５８】
図２（Ａ），（Ｂ）には、切離しベルトプライ構成の外側ベルト層１６が示されている。各々のベルトプライ３４において、低弾性領域５０は、タイヤ幅方向に対して角度β傾斜している。この傾斜方向は、各々のベルトプライ３４におけるコード３２の傾斜方向とは逆になっている。
【００５９】
図３には、無端ジグザグ巻きベルト構成とされた外側ベルト層２６が示されている。この外側ベルト層２６においては、図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように、低弾性領域５０は、細長体３８に帯状に形成されている。隣り合う細長体３８において、該細長体３８の長さ方向での低弾性領域５０の位置は、互いに異なっている。図３，図４（Ａ）に示される例では、低弾性領域５０が、細長体３８の幅方向と平行に連続的に延びている。図４（Ｂ）に示される例では、低弾性領域５０が、細長体３８の幅方向に対して角度ε傾斜する方向に断続的に延びている。図４（Ａ），（Ｂ）の何れにおいても、低弾性領域５０は、細長体３８の長手方向に延びている。
【００６０】
図５（Ａ）に示されるベルト保護層１８においては、帯状に形成された低弾性領域５０が、帯状に形成され、タイヤ幅方向と平行に連続的に延びている。延びている。図５（Ｂ）に示されるベルト保護層１８においては、低弾性領域５０が、タイヤ幅方向に対して角度β傾斜する方向に連続的に延びている。図５（Ｃ）に示されるベルト保護層１８においては、低弾性領域５０が、帯状に形成され、タイヤ幅方向と平行に断続的に延びている。低弾性領域５０は、例えば千鳥状に配置されている。この低弾性領域５０において、タイヤ幅方向の寸法をｗ１とし、ベルト保護層１８の全幅をＷＷとすると、ｗ１＜ＷＷである。このような低弾性領域５０の配置により、耐カット性能を確保することができるようになっている。
【００６１】
なお、低弾性領域５０が、タイヤ幅方向と傾斜する方向に断続的に延びていてもよい。低弾性領域５０の長さｗ１については、適宜異なっていてもよい。図２，図３，図５において、低弾性領域５０の間隔Ｌや帯幅Ｄは、一定に限られず、場所によって異なっていてもよい。
【００６２】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る航空機用空気入りタイヤ１０では、ベルト保護層１８のコード３２及び外側ベルト層１６のコード３２の少なくとも一方に低弾性部２２が設けられており、該コード３２が部分的に変形し易くなっている。従って、内圧充填による径成長時や接地時において、コード３２とゴムの境界層に生ずる応力が緩和される。例えば、図５に示されるベルト保護層１８の波形のコード３２について、振幅を大きくすることなく、内圧充填時における該コード３２の張力の増大を抑制できる。コード３２の伸び代を確保するためにコード３２の使用量を増やす必要がないため、タイヤ質量を増加させることなく、耐久性を向上させることができる。
【００６３】
互いに隣接するコード３２において、コード長さ方向での低弾性部２２の位置が互いに異なるので、コード３２とゴムの境界層に生ずる応力を分散させることができる。
【００６４】
航空機が走行する路面には、様々な突起（異物）が存在することがある。図２，図５に示されるように、低弾性部２２が、タイヤ周方向に間隔Ｌを空けて複数設けられた低弾性領域５０に集まっているので、路面上の突起を踏んだ場合、該突起が低弾性部２２の位置に合致する確率が低くなる。このため、突起によるタイヤの故障を抑制することができる。
【００６５】
低弾性領域５０は、帯状に形成されると共に、タイヤ幅方向と平行又はタイヤ幅方向に対して傾斜する方向に、連続的又は断続的に延びているので、接地時にコード３２とゴムの境界層に生ずる応力を、低弾性領域５０が延びる方向に分散させることができる。
【００６６】
コード３２に穴２０を形成することにより、該コード３２の任意の位置に低弾性部２２を容易に設けることができる。この穴２０の大きさを、コード３２の直径未満とすることにより、コード構成要素３０の切断を抑制して、コード３２の破断強度を確保することができる。また、穴２０の大きさが、コード構成要素３０の直径の１／２以上とすることにより、コード構成要素３０の弾性率を適度に低下させることができる。
【００６７】
［他の実施形態］
ベルト保護層１８は、図５に示される波形のものに限られず、図２に示される切離しベルト構成のものであってもよい。
【００６８】
互いに隣接するコード３２において、コード長さ方向での低弾性部２２の位置が互いに異なるものとしたが、これに限られず、低弾性部２２の位置が同じであってもよい。
【００６９】
低弾性領域５０は、タイヤ周方向に間隔Ｌを空けて複数設けられているものとしたが、これに限られず、低弾性領域５０がタイヤ周方向の１箇所に設けられていてもよい。
【００７０】
低弾性領域５０が帯状に形成され、タイヤ幅方向と平行又はタイヤ幅方向に対して傾斜する方向に、連続的又は断続的に延びているものとしたが、低弾性領域５０の形状や配置はこれに限られない。また、低弾性領域５０を特定せず、低弾性部２２がタイヤ周方向に偏りなく分散していてもよい。
【００７１】
低弾性部２２が、コード３２の径方向に穴２０を形成して構成されるものとしたが、これに限られず、切削や径方向の圧縮等により、コード３２に切欠きを形成したり、コード３２の直径を部分的に小さくしたりしてもよい。また、低弾性部２２を設けるための手段としては、上記した機械的な方法が有効であるが、これに限られず、レーザー照射、熱処理等の非接触の方法も利用可能である。
【００７２】
穴２０の大きさが、コード３２の直径未満であり、コード構成要素の直径の１／２以上であるものとしたが、穴２０の大きさは必ずしもこれに限られない。
【００７３】
（試験例）
５０×２０．０Ｒ２２  ３２ＰＲサイズの航空機用空気入りタイヤにおけるベルト保護層（Ｐ：コード径＝１．９ｍｍ）に関する試験例を以下に示す。コードに対するピアシングは、先端が鋸歯状の回転歯を用いて実施した。この回転歯に設けられたニードルは、鋼鉄製であり、その先端形状は、図９（Ｄ）のタイプである。また、λ＝２．１ｍｍ、ａ１＝８．４ｍｍ、ａ２＝１．０ｍｍ、δ＝１．７ｍｍである。内側ベルト層のコードは、すべて芳香族ポリアミド繊維からなっている。
【００７４】
コード破断強力の引張試験は、接地長（ＬＬ＝４９３ｍｍ）に等しい長さの試験片を５つ、加硫成型後のタイヤから切り出して実施した。目標の強力低下率（（Ｔｂｏ−Ｔｂｐ）／Ｔｂｏ）は０．１３、弾性率低下率（１−ｔａｎθ／ｔａｎθ’）は０．２２である。
【００７５】
耐カット性能を調べるため、ドラム評価を行った。まず、トレッド溝深さの３分の２に相当するトレッドゴムを、新品タイヤから取り除いた。直径２０ｍｍ、高さ３０ｍｍの鋼鉄製円柱状の突起を、センターリブとショルダーリブに対して、ＴＲＡ（Ｔｉｒｅ  ＆  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）の規定内圧・規定荷重条件で、タイヤ周方向位置をランダムに変えながら、１００回ずつ押し当てた。その後、シアログラフィーを用いて非破壊検査をした。結果は、図１２の表に示すとおりであり、シアログラフィーにより発見された異常箇所の数を示している。この結果から、実施例１〜８のうち、実施例２を除き異常が発見されず、耐カット性能が確保されていることが確認できた。実施例２に異常が発見されたのは、低弾性領域の帯幅が実質上０で、線上に応力集中が生じたためと考えられる。比較例では、Ｌ／ＬＬが０．３を下回っているために、異常箇所が多くなったものと考えられる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  航空機用空気入りタイヤ、１２  カーカスプライ、１４  内側ベルト層、１６  外側ベルト層、１８  ベルト保護層、２０  穴、２２  低弾性部、２４  ビード部、２６  外側ベルト層、３０  コード構成要素、３２  コード、５０  低弾性領域
【図１】
2014234119.tif 000005
【図２】
2014234119.tif 000006
【図３】
2014234119.tif 000007
【図４】
2014234119.tif 000008
【図５】
2014234119.tif 000009
【図６】
2014234119.tif 000010
【図７】
2014234119.tif 000011
【図８】
2014234119.tif 000012
【図９】
2014234119.tif 000013
【図１０】
2014234119.tif 000014
【図１１】
2014234119.tif 000015
【図１２】
2014234119.tif 000016