JP4810384B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は空気入りタイヤ、なかでも、航空機用として用いて好適な空気入りラジアルタイヤに関するものであり、とくには、主ベルトの外周側に配設される副ベルト層のコード素材を、主ベルト層のそれより熱収縮率の大きいものとしてなお、主ベルトおよび副ベルトを含むベルトの耐久性の低下を、タイヤ重量の増加なしに有効に防止するものである。

トレッド面の径成長を抑制し、異物等によるカットに対する耐久性を向上させ、併せて、軽量化をも達成できる、航空機に用いて好適な空気入りラジアルタイヤとしては、出願人の先の提案にかかる特許文献１に記載されたものがある。

このタイヤは、一対のビードコアと、一方ビードコアから他方のビードコアに向けてトロイド状に延びる少なくとも１枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ半径方向外側のクラウン域外周面に、有機繊維コードを含む少なくとも１枚以上のベルトプライからなるベルト層とを具えるものにおいて、タイヤ赤道面位置での単位幅当りにおける前記ベルト層のタイヤ周方向の総強力をＫ０、タイヤ赤道面を中心として前記ベルト層の最大幅の２／３の幅位置での単位幅当りにおける前記ベルト層のタイヤ周方向の総強力をＫ２としたときに、Ｋ２＜Ｋ０を満足することを特徴とするものであり、ここで好ましくは、ベルト層のうちの主ベルト層が、タイヤ赤道面に対して略０°の角度で螺旋状に巻回された芳香族ポリアミド系の繊維コードを含むベルトプライを有するとし、また好ましくは、ベルト層のうち、主ベルト層のタイヤ半径方向外側に配設される副ベルト層が、それぞれのプライ端で反対方向に傾斜するように同一面内で屈曲されてタイヤ周方向にジグザグ状に延びている有機繊維コードを含むベルトプライを有するとする他、副ベルト層のこの有機繊維コードを、芳香族ポリアミド系の繊維コードより熱収縮率の大きいナイロン繊維コードとするものである。
国際公開第０３／０６１９９１号パンフレット

これがため、この従来タイヤでは、生タイヤを加硫成形するに当って、副ベルト層を形成するナイロン繊維コードが、その副ベルト層の内周側に位置する主ベルト層を形成する芳香族ポリアミド系の繊維コードより大きく熱収縮することになり、これにより、同一面内でジグザグ状に屈曲されて、それぞれの屈曲部間で直線状に延びるそのナイロン繊維コード、ひいては、副ベルト層が主ベルト層に極端に接近すること、熱収縮したナイロン繊維コードが、主ベルト層の、整列配置された芳香族ポリアミド系繊維コードの配列を乱すこと等が生じ、この結果として、タイヤの負荷転動に際し、副ベルト層と主ベルト層との間および／または主ベルト層の相互間に層間歪が集中し、層間ゴムに、応力劣化、熱劣化その他に起因するセパレーションが発生し、また、主ベルト層が大きな力の作用に対して十分な強度を発揮し得なくなる等によるベルト耐久性の低下が余儀なくされるという問題があった。

そこで、それぞれのベルト層間のゴム厚みを予め厚めに設定して、熱収縮したナイロン繊維コードの、主ベルト層側への食い込み等を防ぐことが提案されているが、これによれば、タイヤ重量の増加、タイヤの発熱量の増大が不可避となるという他の問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、副ベルト層のコード素材を、主ベルト層のそれより熱収縮率の大きいものとして、従来タイヤと同様に、タイヤの径成長を有効に抑制するとともに、トレッドの耐カット性を有利に向上させてなお、タイヤ重量の増加なしに、主ベルトおよび副ベルトを含むベルトの耐久性の低下を効果的に防止することができる空気入りタイヤの製造方法を提供するにある。

この発明に係る空気入りタイヤの製造方法の前提とするところは、一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイダルに延びる、一枚以上のカーカスプライからなるたとえばラジアル構造のカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した複数層の主ベルト層からなる主ベルトと、この主ベルトのさらに外周側に配設した一層以上の副ベルト層からなる副ベルトとを具え、主ベルト層を、芳香族ポリアミドコード、通常は、ゴム被覆を施した複数本の引揃えコードを円環状に螺旋巻回することによって形成するとともに、副ベルト層を、芳香族ポリアミドコードより熱収縮率の大きい有機繊維コードのリボン状ストリップ、すなわち、一本もしくは、複数本の引揃えコードにゴム被覆を施してなる帯状部材を一方の側縁と他方の側縁とのそれぞれでジグザグ状に折り曲げて周方向に延在させることによって形成してなる空気入りタイヤを製造するに当って、副ベルト層の形成素材の展開平面視で、その形成素材の側縁と、そこからその素材の幅の１／４の位置までタイヤ赤道面側に離隔した位置との間の領域内で、折り曲げたリボン状ストリップが、いずれか一方側に曲線状に湾曲するように延在させて生タイヤを成型するにある。

なお、ここでいう「熱収縮率」は、１７７℃で２分間加熱した場合の、テストライド法による熱収縮率をいうものとする。

ここで、この製造方法はさらに、同じく副ベルト層の形成素材の展開平面視で、その形成素材の側縁より、折り曲げたリボン状ストリップの幅寸法に相当する距離だけタイヤ赤道面側の位置から、その素材の幅の前記１／４の位置までの間での、リボン状ストリップの直線状最短距離、いいかえれば、それらの両位置でのリボン状ストリップの幅中心点を結ぶ直線距離をＡ、それらの間での、リボン状ストリップの幅中心線の曲線状延在長さをＢとするとともに、芳香族ポリアミドコードの熱収縮率をα（主）％、前記有機繊維コードの熱収縮率をα（副）％としたとき、寸法Ａ，Ｂが次式
α(副)％−α(主)％−３％＜(Ｂ−Ａ)／Ｂ×１００％＜α(副)％−α(主)％＋１０％
を満足するものとする。

この発明によれば、成型された生タイヤを加硫成形するに当って、副ベルト層の形成に寄与する有機繊維コードが、主ベルト層の形成に寄与する芳香族ポリアミドコードより大きく熱収縮してなお、リボン状ストリップ、ひいては、有機繊維コードの、曲線状に湾曲した予めの延在形態の下で、両コードの熱収縮量の差を、その有機繊維コードの、湾曲が消滅して直線状に延在するに到るまでの延在形態の変化をもって有効に吸収することで、それらの両コードの熱収縮率が相違することに起因する前述したような各種の問題の発生を、それぞれのベルト層間のゴム厚みの増加なしに有効に解決することができ、ベルトの耐久性の低下を十分に防止することができる。

なおここで、リボン状ストリップの延在形態を、副ベルト層の形成素材の各側縁位置と、その形成素材幅の１／４の位置との間の領域内でだけ特定するのは、熱収縮率の差による、主ベルトと副ベルト層とのずれ量は中央部領域２／４では少なく、端部に近い程大きくなるためである。

そしてこのことは、上記の領域内で、リボン状ストリップの幅寸法を考慮して、そのリボン状ストリップの直線状最短距離をＡ、リボン状ストリップの幅中心線の曲線状延在長さをＢとするとともに、芳香族ポリアミドコードの熱収縮率をα（主）％、前記有機繊維コードの熱収縮率をα（副）％としたときに、それらの寸法Ａ，Ｂが、
α(副)％−α(主)％−３％＜(Ｂ−Ａ)／Ｂ×１００％＜α(副)％−α(主)％＋１０％
の要件を満足するものとしたときにとくに効果的である。

すなわち、（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００％を上記の下限値以下としたときは、従来タイヤで述べたと同様に、副ベルト層の有機繊維コードが、主ベルト層に食い込み等することになって、ベルトの耐久性が低下するおそれがあり、一方、上記の上限値以上としたときは、副ベルト層の張力負担が少なくなりすぎて、ベルトの耐圧強度が不足するおそれがある。

図１はこの発明に係る方法によって製造した空気入りタイヤ、たとえば、航空機用の空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図であり、この製品タイヤ１は、一対のビードコア２と、これらのビードコア２間にトロイダルに延在して、各側部部分をビードコア２の周りに巻き返してなる、たとえば、六枚のカーカスプライからなるラジアル構造のカーカス３とを具えるとともに、このカーカス３のクラウン域の外周側に配設した、図では三層の主ベルト層４ａ，４ｂ，４ｃからなる主ベルト４と、この主ベルト４のさらに外周側に配設した一層以上、たとえば二層の副ベルト層５ａ，５ｂからなる副ベルト５とを具えるものであり、ここでは、これらの主および副ベルト４，５でベルト６を構成する。

ここにおいて、各主ベルト層４ａ，４ｂ，４ｃは、図２に展開平面図で例示するように、芳香族ポリアミドコード７の一本ないし複数本、たとえば三〜十本を引き揃えるとともに、それらを一体的にゴム被覆してなる所要の幅の帯状部材８を、カーカス３のクラウン域の周りに円環状に螺旋巻回することにより形成され、また、副ベルト層５ａ，５ｂは、図３に展開平面図で例示するように、芳香族ポリアミドコード７より熱収縮率の大きい、たとえばナイロンその他の有機繊維コード９の一本ないし複数本、これもたとえば三〜十本を引き揃えるとともに、それらを一体的にゴム被覆してなる、５〜２０ｍｍ程度の幅のリボン状ストリップ１０を、副ベルト層の一方の側縁と他方の側縁とのそれぞれで、同一面内でジグザグ状に折り曲げて周方向に延在させることによって形成される。

なおこの場合、リボン状ストリップ１０は、それが主ベルト４の周りを一周する間に一回の往復ストロークを行うように、たとえば、タイヤ赤道面に対して５〜２５°の範囲の角度で、相互に逆方向に直線状に傾斜して延在し、また、周方向に隣接して位置するリボン状ストリップ１０間に隙間が生じないように、相互の接触姿勢で、多数回にわたって周方向に延在することになり、これにより、有機繊維コード９は、コードの交差姿勢で副ベルト層の全幅にわたって十分均等に配設されることになる。
ところで、リボン状ストリップ１０の、図示のような延在形態の下では、副ベルト層の層数は二層としてカウントすることとする。

そしてまた、図示のタイヤは、このようにして構成されるベルト６のさらに外周側に、図４に断面斜視図で示すところから明らかなように、波状に迂曲して周方向へ延びるコード１１、たとえば有機繊維コードにより形成した一層以上のベルト保護層１２を有する。

なお、図１，４中、１３はタイヤの接地面を形成するトレッドを、そして１４は、タイヤの側部外輪部を特定するサイドウォールをそれぞれ示す。

この発明に係る方法は、以上のような製品タイヤの副ベルト層５ａ，５ｂにおいて、リボン状ストリップ１０、ひいては、熱収縮率の大きい有機繊維コード９が折曲部間で図３に示すように直線状に延在してなお、それらの有機繊維コード９が、主ベルト４に食い込み等するのを防止することを目的とするものであり、これがため、この発明では、生タイヤの成型工程で、副ベルト層５ａ，５ｂの形成素材を構成するに際し、その形成素材を図５に、拡大展開平面図で示すように、形成素材２１の各側縁ｅと、その側縁位置から素材２１の幅Ｗの１／４の位置までタイヤ赤道面側、いいかえれば、幅Ｗの中心線側に離隔した位置との間の側部領域Ｒ内で、折り曲げたリボン状ストリップ２２が曲線状に湾曲するように延在させる。

この場合、リボン状ストリップ２２、ひいては、そこに埋め込まれた有機繊維コード２３の湾曲方向は、そのストリップ２２の折曲部を境として、図示のように外側に膨出する方向とすることができる他、図６（ａ）に模式的に示すように、各折曲部を境として内側に窪む方向とすることもでき、また図６（ｂ）に示すように、折曲部の一方で外側に膨出し、そして、折曲部の他方側で内側に窪む湾曲形態とすることもできる。

ところで、形成素材２１の幅方向中央部分の、Ｗ／２の中央領域Ｒ_０内でのリボン状ストリップ２２の延在形態は、曲率を持たせずに直線状延在形態とすることが望ましい。

加えてここでは、形成素材２１、なかでも、それの両側部領域Ｒで、リボン状ストリップ２２をこのように延在させる場合において、その形成素材２１の展開平面図で、図７にその要部を拡大して例示するように、形成素材２１の側縁ｅより、折り曲げたリボン状ストリップ２２の幅寸法ｗ１に相当する距離だけタイヤ赤道面側の位置から、その素材２１の幅Ｗの、前記１／４の位置までの間での、リボン状ストリップ２２の直線状最短距離、いいかえれば、それらの両位置でのリボン状ストリップ２２の幅中心点を結ぶ直線距離をＡ、それらの間での、リボン状ストリップ２２の幅中心線の曲線状延在長さをＢとするとともに、主ベルト層４ａ，４ｂ，４ｃの芳香族ポリアミドコードの熱収縮率をα（主）％、そして副ベルト層５ａ，５ｂの、ナイロンその他の有機繊維コードの熱収縮率をα（副）％としたとき、寸法Ａ，Ｂが、
α(副)％−α(主)％−３％＜(Ｂ−Ａ)／Ｂ×１００％＜α(副)％−α(主)％＋１０％
を満足するものとする。

主ベルト層コードを芳香族ポリアミドコードとし、副ベルト層コードをナイロンもしくはポリエチレンテレフタレートコードとするとともに、寸法Ａ，Ｂの相対関係を種々に変化させた、図示の構造を有するサイズが１２７０×４５５ Ｒ２２／３２ＰＲの航空機用ラジアルタイヤにおいて、実施例タイヤおよび比較例タイヤのそれぞれを表１に示す諸元を有するものとし、それらの各タイヤのベルトの、耐セパレーション性、ベルト耐圧性およびタイヤ重量を測定したところ表２に示す結果を得た。

ここで、ベルトの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に、下記の条件でタイヤを繰り返し走行させて主ベルト内にセパレーションが発生するまでの繰り返しサイクル数を評価することにより求めた。
荷重 ：２４３８００Ｎ
内圧 ：１６２０ｋＰａ
試験速度 ：６４ｋｍ／ｈ
走行距離 ：５ｋｍ／ｌサイクル
サイクル ：６０分（５ｋｍ走行を１サイクルとし、６０分毎に走行を繰り返す。）

またベルト耐圧性は、タイヤ内にポンプで水を送給して加圧し、ベルトの破壊時の圧力を測定することにより求めた。

なお、タイヤ重量は、主ベルトと副ベルト層の間、副ベルト層端位置から副ベルト層幅Ｗの１／４の位置のゴムの厚みを薄くすることによる影響を調べるために測定した。

なお、表中の指数値はいずれも、大きいほど高い値を示すものとした。

表２に示すところによれば、実施例タイヤはいずれも、ゴム厚み、ひいては、タイヤ重量の増加なしに、それぞれのベルト層の層間ゴム厚みの変動を有効に防止してすぐれた耐セパレーション性を確保することができ、併せて、主ベルト層コードの配列の乱れを防止して、高い耐圧性を確保し得ることが解る。

この発明の方法によって製造した空気入りタイヤを例示する幅方向断面図である。 主ベルト層の構成を示す展開平面図である。 副ベルト層の構成を示す展開平面図である。 図１のタイヤの補強構造を示す断面斜視図である。 副ベルト層の形成素材を示す拡大展開平面図である。 リボン状ストリップの湾曲例を示す図である。 リボン状ストリップの延在態様を例示する図解説明図である。

符号の説明

１ 製品タイヤ
２ ビードコア
３ カーカス
４ 主ベルト
４ａ，４ｂ，４ｃ 主ベルト層
５ 副ベルト
５ａ，５ｂ 副ベルト層
６ ベルト
７ 芳香族ポリアミドコード
８ 帯状部材
９ 有機繊維コード
１０ リボン状ストリップ
１１ 迂曲コード
１２ ベルト保護層
１３ トレッド
１４ サイドウォール
２１ 形成素材
２２ リボン状ストリップ
２３ 有機繊維コード
ｅ 側縁
Ｗ 形成素材幅
Ｒ 側部領域
Ｒ_０ 中央領域
ｗ１ リボン状ストリップ幅
Ａ 直線状最短距離
Ｂ 曲線状延在長さ

Claims (1)

1. 一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイダルに延びる、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配設した複数層の主ベルト層からなる主ベルトと、主ベルトのさらに外周側に配設した一層以上の副ベルト層からなる副ベルトとを具え、主ベルト層を、芳香族ポリアミドコードを円環状に螺旋巻回して形成するとともに、副ベルト層を、芳香族ポリアミドコードより熱収縮率の大きい有機繊維コードのリボン状ストリップを一方の側縁と他方の側縁とでジグザグ状に折り曲げて周方向に延在させて形成してなる空気入りタイヤを製造するに当り、
   副ベルト層の形成素材の展開平面視で、その形成素材の側縁と、そこからその素材の幅の１／４の位置までタイヤ赤道面側に離隔した位置との間の領域内で、折り曲げたリボン状ストリップが曲線状に湾曲するように延在させるとともに、前記形成素材の側縁より、折り曲げたリボン状ストリップの幅寸法に相当する距離だけタイヤ赤道面側の位置から、その素材の幅の前記１／４の位置までの間での、リボン状ストリップの直線状最短距離をＡ、それらの間での、リボン状ストリップの幅中心線の曲線状延在長さをＢとするとともに、芳香族ポリアミドコードの熱収縮率をα（主）％、前記有機繊維コードの熱収縮率をα（副）％としたとき、寸法Ａ，Ｂが次式
   α(副)％−α(主)％−３％＜(Ｂ−Ａ)／Ｂ×１００％＜α(副)％−α(主)％＋１０％
   を満足するものとして生タイヤを成型する空気入りタイヤの製造方法。

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