轮胎的制作方法

轮胎的制作方法
【专利摘要】要确保如下轮胎中熔接部的强度，该轮胎通过熔接由热塑性材料形成的轮胎构成部件而构成。通过使轮胎具有如下的第一熔接部和第二熔接部来确保熔接部的强度：通过使一个轮胎构成部件的一部分和另一轮胎构成部件的一部分熔融并使各轮胎构成部件的相应部分彼此熔接，得到第一熔接部；通过将熔接用热塑性材料熔接到第一熔接部的表面形成该第二熔接部。
【专利说明】轮胎【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安装到轮辋的轮胎，特别地涉及至少部分由热塑性材料形成的轮胎。
【背景技术】
[0002]传统上，由橡胶、有机纤维材料和钢构件构造的充气轮胎已在诸如乘用车辆等车辆中使用。
[0003]然而，使用过的橡胶在回收应用方面受到限制，已有的处理方式为例如，通过焚烧该橡胶用于热回收或切碎该橡胶以用作道路的铺路材料。
[0004]近年来，从轻量化且易于回收的角度来看，需要使用热塑性树脂和热塑性弹性体作为轮胎材料。
[0005]例如，专利文献I公开了使用热塑性聚合物材料形成的充气轮胎。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开03-143701号公报
【发明内容】

[0009]发明要解决的问题
[0010]使用热塑性聚合物材料的轮胎`比橡胶制成的传统轮胎在制造上更为容易和廉价。
[0011]顺便提及，当轮胎使用模具成型时，如果使用型芯形成轮胎内腔部，则存在不能从成型后的轮胎中取出型芯的问题。因此，在专利文献I中，形成通过沿轮胎轴向分割轮胎而获得的环状轮胎半体，然后两个轮胎半体相互结合以获得充气轮胎。
[0012]另外，通过使用模具自身或高频加热器等加热一个轮胎半体和另一轮胎半体的接合部分周围的区域、由此使得构造轮胎半体的热塑性材料熔融并流动，来进行轮胎半体的接合。
[0013]然而，当模具被用于再次加热并熔融轮胎半体时，接合部分长时间地受热，使得熔融了又固化的这些部分的材料强度比其他部分的材料强度低，因此还有改进的空间。
[0014]为了解决上述问题作了本发明，并且本发明的目的是提供一种确保接合部分的强度的轮胎。
[0015]用于解决问题的方案
[0016]第一方面的轮胎包括:一个轮胎构成部件和另一轮胎构成部件，所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件均由热塑性材料形成；第一熔接部，在所述第一熔接部中，所述一个轮胎构成部件的一部分和所述另一轮胎构成部件的一部分被熔融并熔接；以及第二熔接部，通过将熔接用热塑性材料熔接到所述第一熔接部的表面形成所述第二熔接部。
[0017]在第一方面的轮胎中，一个轮胎构成部件的一部分和另一轮胎构成部件的一部分均被熔融并在第一熔接部处熔接，熔接用热塑性材料被熔接到第一熔接部的表面，结果形成了第二熔接部。
[0018]通过使轮胎构成部件自身熔融并熔接而形成第一熔接部，通过对第一熔接部供给单独的熔接用热塑性材料并进行熔接而形成第二熔接部，因此，与将仅轮胎构成部件自身熔融并熔接的情况或仅轮胎构成部件自身不熔融但供给单独的熔接用热塑性材料并使其熔接到轮胎构成部件的情况相比，可以改善接合部分的强度。
[0019]因此，一个轮胎构成部件和另一轮胎构成部件被牢固地熔接。
[0020]第二方面的轮胎是第一方面的轮胎，其中，所述第二熔接部的所述熔接用热塑性材料在所述第一熔接部处被熔接到所述一个轮胎构成部件的一部分和所述另一轮胎构成部件的一部分这两者。
[0021]在第二方面的轮胎中，第二熔接部的熔接用热塑性材料在第一熔接部处被熔接到一个轮胎构成部件的一部分和另一轮胎构成部件的一部分二者，由此可以改善轮胎构成部件的接合部分的强度。
[0022]第三方面的轮胎是第一方面或第二方面的轮胎，其中，所述第一熔接部被布置在由所述一个轮胎构成部件和所述另一个轮胎构成部件构成的轮胎内表面侧，所述第二熔接部被布置在轮胎外表面侧。
[0023]在第三方面的轮胎中，第二熔接部被布置在轮胎外表面侧，因此，与第二熔接部被布置在轮胎内表面侧的情况相比，将熔接用热塑性材料熔接到轮胎构成部件的作业变得容易。
[0024]第四方面的轮胎是第三方面的轮胎，其中，所述第一熔接部在由所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件构成的轮胎内表面侧是凸状，而所述第一熔接部在轮胎外表面侧是凹状，在所述第一熔接部的凹状部分填充所述熔接用热塑性材料构成所述第二熔接部。
[0025]在第四方面的轮胎中，第一熔接部的轮胎内表面侧为凸状，而第一熔接部的轮胎外表面侧为凹状。另外，第一熔接部的凹状部分被熔接用热塑性材料填充而构造第二熔接部。
[0026]因为凹状部分填充了熔接用热塑性材料，所以可以使轮胎外表面变平。
[0027]通过在凹状部分填充熔接用热塑性材料并将轮胎构成部件的热塑性材料和熔接用热塑性材料熔接，与熔接用热塑性材料被熔接于平坦部分的情况相比，能扩大熔接用热塑性材料所附着的面积，与熔接用热塑性材料被熔接于平坦部分的情况相比，能增高熔接强度。
[0028]此外，因为第一熔接部在轮胎内表面侧上为凸状，所以与第一熔接部在轮胎内表面侧上不是凸状的情况相比，能增大熔接部分的体积，能提高熔接强度。
[0029]第五方面的轮胎是第一方面至第四方面中任一方面的轮胎，其中，所述一个轮胎构成部件构成所述轮胎的相对于所述轮胎赤道面而言的一侧，所述另一轮胎构成部件构成所述轮胎的相对于所述轮胎赤道面而言的另一侧，所述第一熔接部和所述第二熔接部被布置在所述轮胎赤道面上。
[0030]在第五方面的轮胎中，一个轮胎构成部件构成轮胎的相对于轮胎赤道面而言的一侦牝另一轮胎构成部件构成轮胎的相对于轮胎赤道面而言的另一侧，并且第一熔接部和第二熔接部被布置在轮胎赤道面上，由此轮胎可以被赋予左右对称的结构。[0031]第六方面的轮胎是第五方面的轮胎，其中，第一熔接部和第二熔接部具有穿过轮胎赤道面的左右对称的形状。
[0032]通过使第一熔接部和第二熔接部的形状成为相对于轮胎赤道面左右对称的形状，可以平衡轮胎的左右两侧的重量。
[0033]在第六方面的轮胎是第一方面至第六方面中任一方面的轮胎，其中，形成一个轮胎构成部件和另一轮胎构成部件的热塑性材料和熔接用热塑性材料是相同类型的热塑性材料。
[0034]在第七方面的轮胎中，形成一个轮胎构成部件和另一轮胎构成部件的热塑性材料和熔接用热塑性材料是相同类型的热塑性材料，因此，在第二熔接部中，发挥了轮胎构成部件的热塑性材料和熔接用热塑性材料之间良好的相容性，并且可以获得高熔接强度。
[0035]在上述轮胎中，优选的是，轮胎构成部件在轮胎径向内侧具有与轮辋的轮辋凸缘和胎圈座接触的胎圈部及埋设在胎圈部的环状胎圈芯。通过在作为轮辋的装配部位的胎圈部中埋设环状胎圈芯，该轮胎可以和橡胶制成的传统充气轮胎一样被牢固地保持在轮辋上。
[0036]在上述轮胎中，优选的是，在接触轮辋的部分布置密封部，该密封部包括密封性优于热塑性材料的橡胶。通过在接触轮辋的部分布置密封部，密封部包括密封性优于热塑性材料的密封性的橡胶，能改善轮胎和轮辋之间的密封性(气密性)。因此，与在轮辋和热塑性材料之间进行密封的情况相比，更能抑制轮胎内部空气的泄漏。此外，通过布置密封部，还可改善轮辋装配性。
[0037]在上述轮胎中，优选的是，将通过螺旋状地卷绕帘线形成的增强层布置在轮胎构成部件的外周部，该增强层的刚性比热塑性材料的刚性高。通过在轮胎外周部布置由螺旋状地卷绕帘线形成的、刚性比热塑性材料的刚性高的增强层，可使轮胎接触路面的一侧增强。这种增强层具有与橡胶制成的充气轮胎中的带束对应的作用。因此，通过在轮胎的外周部布置增强层，与不布置增强层的情况相比，能改善轮胎的耐刺穿性、耐破坏性、周向刚度及防螺动效果(ant1-creep effect)。
[0038]在上述轮胎中，优选的是，胎面橡胶层包括耐磨耗性优于热塑性材料的耐磨耗性的橡胶，该胎面橡胶层被布置在轮胎构成部件的接触路面的部分，并且该胎面橡胶层覆盖了第一熔接部和第二熔接部。通过在轮胎构成部件接触路面的部分上布置包括耐磨耗性优于热塑性材料的耐磨耗性的橡胶的胎面橡胶层，与在接触路面的部分不布置胎面橡胶的情况相比，能改善轮胎的耐磨耗性、耐破坏性。此外，通过胎面橡胶保护熔接部分。
[0039]发明的效果
[0040]第一方面的轮胎形成为上述构造，因此该轮胎具有如下优良效果:可以确保包括热塑性材料的轮胎构成部件的接合部分的强度。
[0041]第二方面的轮胎形成为上述构造，因此该轮胎具有如下优良效果:可以改善轮胎构成部件的接合部分的强度。
[0042]第三方面的轮胎形成为上述构造，因此使熔接用热塑性材料熔接到轮胎构成部件的作业变得容易。
[0043]第四方面的轮胎形成为上述构造，因此增大了熔接部分的体积，并可以增强接合强度。[0044]第五方面的轮胎形成为上述构造，因此使该轮胎的左右两侧的性能相同。
[0045]第六方面的轮胎形成为上述构造，因此使轮胎的左右两侧的重量达到良好的平衡。
[0046]第七方面的轮胎形成为上述构造，因此可以获得高熔接强度。
【专利附图】

【附图说明】
[0047]图1A是本发明的实施方式的轮胎被剖开的一部分的立体图；
[0048]图1B是安装到轮辋上的胎圈部的截面图；
[0049]图2是成型机的立体图；
[0050]图3A是设定为最小直径的轮胎支撑部的立体图；
[0051]图3B是设定为最大直径的轮胎支撑部的立体图；
[0052]图4是成型机和挤出机的立体图；
[0053]图5A是热铁的立体图；
[0054]图5B是热铁、树脂喷嘴和校平棍(leveling roller)的侧视图；
[0055]图6是示出了帘线供给装置的主要部分的立体图；
[0056]图7是轮胎半体的接合部分的放大截面图；
[0057]图8是轮胎半体和用于支持轮胎内表面支撑环的轮胎支撑部的立体图；
[0058]图9A是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0059]图9B是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0060]图9C是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0061]图9D是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0062]图9E是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0063]图9F是示出了轮胎半体的接合过程及接合部分的周围区域的截面图；
[0064]图1OA是示出了比较例的轮胎半体的接合的截面图；
[0065]图1OB是示出了比较例的轮胎半体的接合的截面图；以及
[0066]图11是其他实施方式的轮胎壳体和胎面橡胶层的分解立体图。
【具体实施方式】
[0067]下面，将根据【专利附图】

【附图说明】本发明的轮胎实施方式的轮胎。如图1所示，本实施方式的轮胎10具有与橡胶制成的传统一般充气轮胎大致相同的截面形状。
[0068]轮胎10配备有轮胎壳体(轮胎骨架构件)17，该轮胎壳体17包括一对胎圈部12、胎侧部14和胎冠部16，该一对胎圈部12接触轮辋20的胎圈座部21和轮辋凸缘22，该胎侧部14从胎圈部12沿着轮胎径向向外延伸，该胎冠部16使一个胎侧部14的轮胎径向外侧端和另一胎侧部14的轮胎径向外侧端相互连接。
[0069]本实施方式的轮胎壳体17由第一热塑性材料形成。
[0070]本实施方式的轮胎壳体17通过用模具等将一个胎圈部12、一个胎侧部14和一半胎冠部16 —体地形成来获得各环状轮胎壳体17A且将用作轮胎构成部件的具有相同形状的一对环状轮胎半体17A，以面对面地布置并在轮胎赤道面部分接合而形成，并且在轮胎壳体17和轮辋之间形成气室。轮胎壳体17不限于通过两个构件接合而形成。例如，轮胎壳体17还可以通过三个或多个的构件接合而形成，诸如将由一个胎圈部12与一个胎侧部14成为一体的第一构件、对应于胎面部(轮胎外周部)的第二构件及使另一胎圈部12与另一胎侧部14成为一体的第三构件等接合而形成。此外，轮胎壳体17还可以通过使一对胎圈部
12、一对胎侧部14以及胎冠部16 —体化而形成。
[0071]此外，在轮胎壳体17 (例如，在胎圈部12、胎侧部4和/或胎冠部16中)中还可以埋设增强材料(例如，由聚合物材料或金属制造的纤维、帘线或无纺布或织物)，由此利用增强材料增强轮胎壳体17。
[0072]作为第一热塑性材料，例如，可以使用热塑性树脂或热塑性弹性体(TPE)，但考虑到行驶时所需的弹性和制造时的成型性，优选地使用热塑性弹性体。
[0073]例如，热塑弹性体包括在JIS K6418中定义的热塑性聚酰胺弹性体(TPA)、热塑性聚酯弹性体(TPC)、烯烃类热塑性弹性体(TP0)、苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)、聚氨酯热塑性弹性体(TPU)、热塑性硫化橡胶(TPV)以及未分类的热塑性弹性体(TPZ)。特别是，优选为TPV，其中的一部分由混合或混入树脂的橡胶组成。
[0074]此外，例如，热塑性树脂包括聚氨酯树脂、烯烃树脂、聚氯乙烯树脂以及聚酰胺树脂。
[0075]作为这些热塑性材料，例如，可以使用如下的这些材料:材料的由IS075-2或ASTMD648定义的载荷(0.45MPa的载荷)挠曲温度为78°C以上，由JIS K7113定义的拉伸屈服强度为IOMPa以上，也由JIS K7113定义的拉伸屈服伸长率为10%以上，也由JIS K7113定义的拉伸破坏伸长率(JIS K7113)为50%以上，由JIS K7206定义的维卡(Vicat)软化温度(方法A)为130°C以上。
[0076]包括第一热塑性材料的轮胎半体17A例如可以通过真空成型、压力成型、注射成型或熔铸等形成，因而，与轮胎半体由橡胶构成并且(硫化)成形的情况相比，可以大幅地简化制作工序并且还能缩短成形时间。
[0077]此外，在本实施方式中，轮胎半体17A具有左右对称的形状，即，一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A具有相同的形状，优点是仅需要一种类型的模具来形成轮胎半体17A。
[0078]在本实施方式的胎圈部12中埋设环状胎圈芯18，环状胎圈芯18包括与传统一般的充气轮胎一样的钢帘线，但如果能确保胎圈部12的刚度并在胎圈部12装配到轮辋20时没有问题，则还可以省略胎圈芯18。胎圈芯18还可以通过除钢以外的帘线或材料形成，例如有机纤维帘线。
[0079]在本实施方式中，环状密封层24包括具有良好的密封性(气密性)的橡胶，该橡胶是比第一热塑性材料软的材料，在胎圈部12的接触轮辋20的部分、至少在接触轮辋20的轮辋凸缘22的部分中形成该环状密封层24。密封层24还可以形成于接触胎圈座的部分。作为形成密封层24的橡胶，优选的是使用如下的橡胶，该橡胶与橡胶制成的传统一般的充气轮胎的胎圈部的外侧表面所使用的橡胶类型相同。如果仅利用热塑性树脂就可以确保胎圈部12和轮辋20之间的密封性(气密性)，则还可以省略橡胶密封层24，并且还可以使用如下不同类型的热塑性树脂，该热塑性树脂与形成胎侧部14的第一热塑性材料相比密封性(气密性)更好。
[0080]胎冠部增强层28包括螺旋状卷绕的增强钢帘线26，该胎冠部增强层28被埋设到胎冠部16中。增强帘线26可以全部埋设到胎冠部16中或部分埋设到胎冠部16中。胎冠部增强层28与布置在橡胶制成的传统充气轮胎的胎体的外周面上的带束对应。
[0081]增强帘线26还可以涂覆有树脂材料，并且胎冠部增强层28还可以通过在胎冠部16附近卷绕涂覆有树脂材料的增强帘线26形成。在这种情况下，使涂覆树脂材料的增强帘线26在其与胎冠部16接触的位置通过熔接或粘合接合到胎冠部16。
[0082]增强帘线26的埋设量优选为增强帘线26的直径的1/5以上，并且更优选为超过1/2。另外，最优选地是将增强帘线26全部埋设到胎冠部16中。当增强帘线26的埋设量超过增强帘线26的直径的1/2时，增强帘线26变得难以在尺寸上从胎冠部16的表面飞出。此外，当增强帘线26全部埋设到胎冠部16中时，胎冠部16的表面变平，使得当另一构件放置在上面时空气不易被捕获。
[0083]在胎冠部增强层28的外周侧布置胎面橡胶层30，胎面橡胶层30包括与形成胎侧部14的第一热塑性材料相比耐磨耗性优良的橡胶。作为胎面橡胶层30所使用的橡胶，优选使用如下的橡胶，该橡胶与橡胶制成的传统充气轮胎中所使用的橡胶是相同的类型。该胎面层包括不同类型的热塑性材料，该热塑性材料的耐磨耗性比形成胎侧部14的第一热塑性材料的耐磨耗性优良，该胎面层还可以被布置在外周部。
[0084](轮胎制造设备)
[0085]下面，将说明本实施方式的用于制造轮胎10的设备。
[0086]在图2中，在立体图中示出了当形成轮胎10时所使用的成型机32的主要部分。成型机32具有接地的基部34，基部34的上部安装有齿轮传动电动机37，齿轮传动电动机37使水平布置的轴36转动。
[0087]轮胎支撑部40被布置在轴36的端部侧上。轮胎支撑部40配备有固定到轴36的气缸体38，在气缸体38上以等间距的方式沿周向布置有多个活塞杆41，该多个活塞杆41沿着径向向外延伸。
[0088]在活塞杆41的末端布置有轮胎支撑片42，轮胎支撑片42具有圆弧曲面42A，圆弧曲面42A的外表面被设定为与轮胎内表面的曲率半径大致相同。
[0089]图2和图3A示出了活塞杆41的突出量为最小时的状态(轮胎支撑部40被设定为最小直径时的状态)，而图3B示出了活塞杆41的突出量为最大时的状态(轮胎支撑部40被设定为最大直径时的状态)。
[0090]活塞杆41可以彼此共同地在相同方向上移动相同的量。
[0091]如图4所示，在成型机32附近布置挤出机44，挤出机44挤压出熔接用热塑性材料43。挤出机44配备有树脂喷嘴46，该树脂喷嘴46向下喷出熔融的熔接用热塑性材料43。
[0092]优选的是，熔接用热塑性材料43与构造轮胎壳体17的第一热塑性材料是相同类型的热塑性材料，但熔接用热塑性材料43还可以是可以被熔接的不同类型的热塑性材料。通过对于熔接用热塑性材料43和第一热塑性材料使用相同类型的材料，使熔接用热塑性材料43和第一热塑性材料之间的熔接强度变高。此外,通过对于熔接用热塑性材料43和第一热塑性材料使用相同类型的材料，使轮胎壳体17整体可以由一种类型的热塑性材料构成，从而使轮胎壳体17变得廉价。此外，通过使用不同类型的材料，可以对用于轮胎骨架构件的第一热塑性材料和用于接合的熔接用热塑性材料各自使用具有优选特性的材料。
[0093]此外，熔接用热塑性材料43的杨氏模数优选的是在第一热塑性材料的杨氏模数的0.1倍?10倍的范围。当熔接用热塑性材料43的杨氏模数等于或小于第一热塑性材料的杨氏模数的10倍时，将轮胎装配到轮辋是没有问题的，但当熔接用热塑性材料43的杨氏模数超过第一热塑性材料的杨氏模数的10倍时，轮胎的胎冠部变得太硬，并且在轮胎被强制装配到轮辋上时存在熔接部产生龟裂的可能。当熔接用热塑性材料43的杨氏模数小于第一热塑性材料的杨氏模数的0.1倍时，熔接用热塑性材料43变得太软，从而存在如下可能:当轮胎充至常规内压时由于在轮胎中产生轮胎宽度方向上的张力，使得中央部在轮胎宽度方向上的延伸终止，使轮胎10变形。
[0094]在树脂喷嘴46的沿轮胎壳体17的转动方向的下游侧(箭头A方向一侧)的附近布置有校平辊48和气缸装置50，校平辊48压抵在粘合到轮胎外表面的熔接用热塑性材料43上，并且气缸装置50上下移动校平辊48，。气缸装置50被未示出的框架支撑在挤出机44的支柱52上。
[0095]本实施方式的校平辊48具有在该辊内部循环的冷却水，并通过冷却水进行水冷却。为了进行水冷却校平辊48，以下设置足够:在校平辊48的内部和轴设置中空结构，并经由旋转接头将管连接到轴的两端，从旋转接头的一侧向辊的内部供给冷却水，并从旋转接头另一侧将用过的冷却水排出。
[0096]冷却空气喷出嘴45吹出用于冷却的空气，该冷却空气喷出嘴45被布置在校平辊48的沿轮胎骨架构件的转动方向的下游侧。
[0097]此外，热铁47被布置在树脂喷嘴46的与轮胎壳体的转动方向相反的方向一侧(箭头A方向的相反方向的一侧)。
[0098]如图5所示，热铁47由金属材料形成，并且该热铁47具有安装在内部的未示出的电加热器，本实施方式的热铁47整体具有平板形状，并且肋47A与上述鼓22的外周面的切线方向平行，该肋47A形成于热铁47的下表面。热铁47可以加热到热塑性材料的熔点以上的温度。
[0099]如图4和图5所示，在热铁47的上方布置有气缸装置51，气缸装置51在上下方向上移动热铁47。气缸装置51经由未示出的框架支持在挤出机44的支柱52上。
[0100]挤出机44可以沿着布置在地面上的导轨54在与成型机32的轴36平行的方向上移动。
[0101]在导轨54上可移动地放置帘线供给装置56，该帘线供给装置56配备有诸如图6所示的卷轴58和帘线加热装置59。
[0102]帘线供给装置56配备有卷轴58、帘线加热装置59、第一辊60、第一气缸装置62、第二辊64以及第二气缸装置66，该卷轴58具有绕其卷绕的增强帘线26，该帘线加热装置59被布置在卷轴58的帘线输送方向的下游侧，该第一辊60被布置在增强帘线26的输送方向的下游侧，该第一气缸装置62在接近和远离轮胎外周面的方向上移动第一辊60，该第二辊64被布置在第一辊60的增强帘线26的输送方向上的下游侧，该第二气缸装置66在接近和远离轮胎外周面的方向上移动第二辊64。对于帘线供给装置56，无论布置在第一辊60还是第二辊64都行。
[0103]此外，帘线加热装置59配备有未示出的加热器、风扇、加热箱68以及排出单元70，加热器和风扇产生热空气，该热空气被供给至加热箱68内部，增强帘线26穿过加热箱68的内部空间，而排出单元70将加热过的增强帘线26排出。
[0104](轮胎制造方法)[0105](I)如图2所示，首先，在直径设定为相对小的轮胎支撑部40的外周侧上面对面地布置两个轮胎半体17A，并且在两个轮胎半体17A (在图2中，为了示出内部，一个轮胎半体17A分开地示出)的内侧布置筒状内表面支撑环72，该筒状内表面支撑环72包括薄金属板(例如，厚度0.5mm的钢板)。
[0106]如图7的截面图所示，本实施方式的轮胎半体17A在轮胎赤道面CL侧具有锥形形状。本实施方式的轮胎半体17A在轮胎赤道面侧上具有平坦(平行于轮胎的转动轴)的内周面，在轮胎半体17A的外周面上以轮胎直径朝向轮胎赤道面CL侧的端部变小的方向倾斜的方式形成外侧倾斜面17Aa。
[0107]在本实施方式中，当两个轮胎半体17A被面对面地布置时，一个轮胎半体17A的端部和另一轮胎半体17A的端部相互抵接并接触，但也可以在他们之间留下微小的间隙。
[0108]轮胎内表面支撑环72的外径被设定为与轮胎半体17A的外周部的内径大致相等，使得轮胎内表面支撑环72的外周面和轮胎半体17A的外周部的内周面紧密地接触。
[0109]如图7和图8所示，环形槽72A在轮胎内表面支撑环72的宽度方向中央部沿周向连续地延伸，该环形槽72A形成于轮胎内表面支撑环72的外周面。本实施方式的环形槽72A具有大致半圆形截面形状，该环形槽还可以具有除半圆形形状的其他截面形状。
[0110]通过在两个轮胎半体17A的内部布置筒状轮胎内表面支撑环72，将轮胎半体17A的接合部的内表面侧与轮胎内表面支撑环72的外周面紧密地接触，可以抑制如下凸凹的发生:由于轮胎支撑部40的轮胎支撑片42之间的间隙(凹状部分)而在轮胎支撑部外周上产生轮胎周向上的凹凸，由此导致了在接合部分(后面将说明)产生的凹凸(下文中描述的具有凹凸的相反形状)；以及轮胎壳体17本身在轮胎周向上的凹凸。
[0111]因为轮胎内表面支撑环72由金属薄板形成，该支撑环72可以弯曲地变形且被容易地插入轮胎半体17A内部。
[0112]此外，如图8所示，轮胎支撑部40的直径被扩大到使多个轮胎支撑片42与轮胎内表面支撑环72的内周面接触，使得轮胎内表面支撑环72从内部通过多个轮胎支撑片42保持(在图8中，为了示出内部，两个轮胎半体17A被分开示出)。在环形槽72A的里侧在轮胎内表面支撑环72的内周面上具有凸形状的情况下，为了避免这种凸形状，槽还可以形成在轮胎支撑片42的外周面上。
[0113]在本实施方式中，轮胎内表面支撑环72由金属薄板形成，以允许其弯曲地变形，而轮胎内表面支撑环72还可以由中空的刚体形成。
[0114]因为这两个轮胎半体17A被面对面地布置并以这种方式支持，轮胎半体17A在轮胎赤道面侧的端部可沿着整周彼此精确地对齐。
[0115](2)下面，移动挤出机44，如图4所示，使得两个轮胎半体17A的抵接部分(轮胎壳体17的轮胎赤道面CL)被布置在热铁47、树脂喷嘴46、校平辊48及冷却空气吹嘴45的下方。
[0116](3)接下来，降低热铁47和校平辊48。热铁47从图9A中示出的状态降低，并且该热铁47如图9B所示地压抵在两个轮胎半体17A的抵接部分的外周上。
[0117](4)当由轮胎支撑部40支撑的轮胎壳体17沿箭头A的方向转动时(见图4)，被热铁47压的部分(即一个轮胎壳体17的端部和另一轮胎壳体17的端部)在轮胎赤道面CL上顺次地熔融(在图9B中，点部分表示轮胎壳体17的熔融位置，并且该点部分是本实施方式的第一熔接部Wl ;第一熔接部Wl是相对于轮胎赤道面CL左右对称的形状)。
[0118]在本实施方式中，热铁47具有形成在其下表面的肋47A，该热铁47压抵在熔接部分，使得熔融部分的轮胎内表面侧与环形槽72A紧密地接触并沿着周向变为凸形状，而且熔接部分的轮胎外表面侧的表面上沿着周向形成凹状部分。
[0119](5 )由于轮胎支撑部分40的旋转，熔融部分朝向转动方向的下游侧(在箭头A方向一侧)移动，对熔接部分的轮胎外表面侧上的凹状部分供给(填充)从树脂喷嘴46挤压出的熔接用热塑性材料43。因此，熔接用热塑性材料43被熔接到第一熔接部Wl的表面上(一个轮胎半体17A的一部分和另一轮胎半体17A的一部分二者)。
[0120]本发明的“第一熔接部的表面”意思是一个轮胎构成部件(本实施方式中的一个轮胎壳体17)和另一轮胎构成部件(本实施方式中的另一轮胎壳体17)熔融并熔接的第一熔接部(本实施方式中，第一熔接部Wl)的轮胎外表面侧的表面或轮胎内表面侧的表面。在本实施方式中，第一熔接部Wl的轮胎外表面侧的表面(后面描述的胎面橡胶层30所粘合到的一侧)对应于本发明的“第一熔接部的表面”。
[0121]因此，轮胎壳体17的熔融部分和熔融的熔接用热塑性材料43熔接，并且在熔融部分中凹状部分完全消失，如图9C所示，熔融的熔接用热塑性材料43在轮胎外表面侧上形成平缓的凸部。熔接用热塑性材料43的熔接部变为本实施方式的第二熔接部W2。第二熔接部W2是相对于轮胎赤道面CL左右对称的形状。在图9中，由点示出的熔接用热塑性材料43表示处于熔融状态，由斜线示出的熔接用热塑性材料43表示处于固化状态。
[0122](6)此后，如图9D所示，在熔融状态下的熔接用热塑性材料43由校平辊48在径向上从外向内顺次地压，使得其表面大致上变得平坦校平。
[0123]以这种方式，在本实施方式的轮胎制造方法中，一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A完全地熔接，使得它们的轮胎内表面侧具有凸形状并且它们的轮胎外表面侧具有凹形状，然后熔融状态的熔接用热塑性材料43被提供到熔接部分的凹状部分并在该凹状部分中累积，从而提高熔接部分的厚度，因此获得高接合强度且使熔接部变得特别地更耐弯曲变形和耐拉伸。
[0124]对于粘合之前的轮胎半体17A，优选的是，预先使用诸如乙醇等溶剂清洗接合部位。此外，对于粘合之前的轮胎半体17A，为了使熔接用热塑性材料43更容易粘合到该轮胎半体，还可以在接合部位进行电晕处理或紫外线处理。
[0125]此后，如图9E所示，粘合到轮胎半体17A的熔接用热塑性材料43固化，将一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A坚固地接合，从而获得了两个轮胎半体17A完全成为一体的轮胎壳体17。
[0126]如图9F所示，也可以调整熔接用热塑性材料43的填充量，使得熔接用热塑性材料43不突出，或者还可以削掉熔接用热塑性材料43的突出面，以使得熔接用热塑性材料43的表面与轮胎壳体17的表面平齐。
[0127]在本实施方式中，使水冷却校平辊48与熔接部接触，并且对该熔接部分施加从冷却空气喷出嘴45吹出的冷却用空气，由此熔接部分快速冷却固化。还可允许熔接部通过自然冷却而固化，但如果固化的时间较长，则可能存在熔接部变形等情形。
[0128]结果，为了抑制熔接之后的变形等，在本实施方式中，使用水冷却校平辊48和从冷却空气喷出嘴45吹出的冷却用空气对熔接部分进行强制冷却。还可以布置另一水冷却校平辊48来代替冷却空气喷出嘴45。
[0129](7)接下来，移开挤出机44，并将帘线供给装置56布置在轮胎支撑部40附近。
[0130]如图6所示，轮胎壳体17沿着箭头A的方向转动，并且从帘线供给装置56的排出单元70中排出加热的增强帘线26被螺旋状地卷绕在轮胎壳体17的外周面以形成胎冠部增强层28。为了将增强帘线26螺旋状地卷绕轮胎壳体17的外周面，在轮胎壳体17转动的状态下使帘线供给装置56沿着轮胎壳体17的轴向移动即可。
[0131]通过将增强帘线26加热到比第一热塑性材料的熔点高的温度(例如，增强帘线26的温度为约100°c至200°C)，使第一热塑性材料与增强帘线26接触的部分熔融，使得增强帘线26的部分或全部可以埋设到轮胎壳体17的外周面中。
[0132]在本实施方式中，增强帘线26被第一辊60和第二辊64压而埋设到第一热塑性材料内部中。
[0133]增强帘线26的埋设量可以通过增强帘线26的温度和作用于增强帘线26的张力来调整。可以例如通过对卷轴58施加制动器(brake)或在增强帘线26的输送路径上布置张力调节辊来调整作用于增强帘线26的张力。
[0134](8)接下来，硫化的带状胎面橡胶层30沿着轮胎壳体17的外周面的整周进行卷绕，并且使用粘合剂或未硫化橡胶(在使用未硫化橡胶的情况下，在后面的步骤中执行用于粘合胎面橡胶层30的硫化)将胎面橡胶层30粘合到轮胎壳体17的外周面上。作为胎面橡胶层30，例如，可以使用传统上公知的再生轮胎中所使用的预硫化胎面。这一步骤与将预硫化胎面粘合到再生轮胎的轮胎基部的外周面上的粘合步骤相同。
[0135]作为粘合剂，例如，可以使用三嗪硫醇胶粘剂、氯化橡胶胶粘剂、酚醛树脂粘合剂、异氰酸酯粘合剂以及卤化橡胶粘合剂。为了改善粘合强度，优选的是，在涂布粘合剂之后，使粘合剂干燥至一定程度。为此，优选地在空气湿度为70%以下的环境中进行粘合剂的涂布。
[0136]此外，优选的是，预先对胎面橡胶层30的待粘合部位进行打磨以使其表面粗糙，并利用诸如乙醇等溶剂清洗。此外，对于粘合之前的轮胎半体17A，为了使熔接用热塑性材料43更容易粘合到该轮胎半体，还可以在接合部位上进行电晕处理或紫外线处理。
[0137](9)使用粘合剂等将包括硫化橡胶的密封层24粘合到轮胎壳体17的胎圈部12，由此完成了如图1所示的轮胎10。
[0138](10)最后,减小轮胎支撑部40的直径，从轮胎支撑部40中移除完成的轮胎10,并且在轮胎10内部的轮胎内表面支撑环72被弯曲变形并移除到轮胎的外部。
[0139](作用)
[0140]将说明本实施方式的轮胎10的作用。
[0141]在本实施方式的轮胎10中，通过首先在轮胎半体17A的接合部分将一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A熔接，然后把熔接用热塑性材料43熔接到熔接部分，可获得高接合强度。
[0142]通过将熔融的熔接用热塑性材料43熔接到熔融的第一热塑性材料，使第一热塑性材料和熔接用热塑性材料43之间的亲和性(相容性)变高，与第一热塑性材料不熔融的情况相比，可获得第一热塑性材料和熔接用热塑性材料43之间的高接合强度。例如，在如图1OA所示、在一个构件100的未熔融端部和另一构件102的未熔融的端部之间布置有间隔的情况下，如图1OB所示，在端部之间和端部周围粘合熔融的热塑性材料104并使其固化，构件的端部的角部被保持在接合部分的内部，所以在大应力作用于接合部分的情况下，该角部变为破裂中心，并且接合部分容易从角部破裂。
[0143]在本实施方式中，将轮胎半体17A的端部熔融，但因为熔接用热塑性材料43粘合到该轮胎半体并立即冷却，所以抑制第一热塑性材料的劣化。
[0144]在本实施方式中，面对面地布置具有相同形状的轮胎半体17A以形成轮胎壳体17，所以仅需要一种类型模具来形成轮胎半体17A。即，可以制造左右对称的轮胎10，而不必改变一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A用模具的形状。
[0145]在本实施方式的轮胎10中，除胎面部以外的基本整个轮胎10由第一热塑性材料形成，所以轮胎10可以通过例如真空成型、压力成型或注射成型形成，与橡胶制成的充气轮胎相比，可以大幅简化制造过程。
[0146]在本发明方式的轮胎10中，胎圈芯18被埋设到胎圈部12中，所以可以像橡胶制成的传统充气轮胎一样确保相对于轮辋20的装配强度。
[0147]在本实施方式的轮胎10中，在轮胎构成部件中第一热塑性材料所占的比例大，因此轮胎10具有良好的再回收性。
[0148]通过在胎冠部16上布置通过螺旋状地卷绕增强帘线26形成的、刚度比第一热塑性材料高的胎冠部增强层28，使胎冠部16增强，并改善轮胎的耐穿刺性、耐破裂性、周向刚度及防蠕变效应。
[0149]密封层24被布置在接触轮辋20的部分、特别是接触轮辋凸缘22的部分，该密封层24包括密封性(气密性)优于第一热塑性材料的橡胶，因此可获得与橡胶制成的传统充气轮胎相同的密封性。
[0150]在本实施方式的轮胎10配备有胎面橡胶层30，该胎面橡胶层30包括与橡胶制成的传统充气轮胎的胎面所使用的橡胶同类型的橡胶，所以可以获得与橡胶制成的传统充气轮胎相同的耐磨耗性和抓地力。
[0151]本实施方式的轮胎壳体17通过接合两个轮胎半体17A而形成，而在轮胎壳体17由三个构件构成的情况下，轮胎壳体17可分为一个胎侧部14、另一胎侧部14和大致筒状的胎冠部16三个构件。当接合该三个构件时，可以以与本实施方式相同的方式熔接。优选的是，胎侧部14和胎冠部16之间的接合部分被布置在不接触路面的部位。
[0152][其他实施方式]
[0153]在上述实施方式中，轮胎半体17A的轮胎赤道面侧的端部具有锐角形状，但是因为在熔接期间该端部最终将被热铁47熔融，因此该端部也可以具有其他形状。
[0154]在上述实施方式中，一个轮胎半体17A的端部形状与另一轮胎半体17A的端部形状是相对于轮胎赤道面左右对称的形状，但他们也可以视具体情况为不对称的。轮胎半体17A的端部不限于上述实施方式中说明的形状，而可以改变为不同形式。
[0155]在上述实施方式中，通过硫化的带状胎面橡胶层30沿整周卷绕轮胎壳体17的外周面形成胎面部，而如图11所示，提前形成环状为的硫化胎面橡胶层30也可以从轮胎壳体17的轴向插过轮胎壳体17，并且可以使用粘合剂等将轮胎壳体17和形成为环状的硫化胎面橡胶层30彼此粘合。
[0156]在上述实施方式中，增强帘线26的材料是钢，但还可以是有机纤维等。在增强帘线26是有机纤维的情况下，可以在加热轮胎壳体17的外周部的外表面并使其熔融的状态下卷绕增强帘线26而不对增强帘线26加热，或者在加热增强帘线26本身的状态下卷绕增强帘线26，从接合的观点看，优选为加热该外表面。
[0157]此外，在这种情况下，优选为，在接合之前加热(吹热空气，应用热辊等)接合表面。
[0158]从制造方面来看，通过螺旋状地卷绕增强帘线26来形成轮胎冠部增强层28是容易的，但帘线还可以以在轮胎宽度方向上不连续。
[0159]在上述实施方式中，具有图中示出的形状的热铁47被用于熔融轮胎半体17A的端部，但只要热铁47可以熔融轮胎半体17A的端部，则热铁47的形状不限于上述实施方式所提供的形状，并且只要能够熔融轮胎半体17A的端部，还可以使用除了热铁47以外的其他构件。
[0160]在上述实施方式中，熔接用热塑性材料43从一个轮胎半体17A和另一轮胎半体17A之间的熔接部分的轮胎外表面侧熔接，但熔接用热塑性材料43也可以从轮胎内表面侧熔接。
[0161]在上述实施方式中，轮胎壳体17通过结合具有相同形状的两个轮胎半体17A构成，但轮胎壳体17也可以由具有不同形状的三个或多个的轮胎构成部件构成。
[0162]在上述实施方式中，第一熔接部Wl和第二熔接部W2的位置都被布置在轮胎赤道面CL上，但根据轮胎构成部件的形状，该第一熔接部Wl和第二熔接部W2的位置不必在轮胎赤道面CL上。
【权利要求】
1.一种轮胎，其包括: 一个轮胎构成部件和另一轮胎构成部件，所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件均由热塑性材料形成； 第一熔接部，在所述第一熔接部中，所述一个轮胎构成部件的一部分和所述另一轮胎构成部件的一部分被溶融并溶接；以及 第二熔接部，通过将熔接用热塑性材料熔接到所述第一熔接部的表面形成所述第二熔接部。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述第二熔接部的所述熔接用热塑性材料在所述第一熔接部处被熔接到所述一个轮胎构成部件的一部分和所述另一轮胎构成部件的一部分这两者。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其特征在于，所述第一熔接部被布置在由所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件构成的轮胎内表面侧，所述第二熔接部被布置在轮胎外表面侧。
4.根据权利要求3所述的轮胎，其特征在于，所述第一熔接部在由所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件构成的轮胎内表面侧是凸状，而所述第一熔接部在轮胎外表面侧是凹状，在所述第一熔接部的凹状部分填充所述熔接用热塑性材料构成所述第二熔接部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其特征在于， 所述一个轮胎构成部件构成所述轮胎的相对于所述轮胎赤道面而言的一侧， 所述另一轮胎构成部件构成所述轮胎的相对于所述轮胎赤道面而言的另一侧， 所述第一熔接部和所述第二熔接部被布置在所述轮胎赤道面上。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，所述第一熔接部和所述第二熔接部具有相对于所述轮胎赤道面左右对称的形状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其特征在于，形成所述一个轮胎构成部件和所述另一轮胎构成部件的所述热塑性材料与所述熔接用热塑性材料是相同类型的热塑性材料。
【文档编号】B60C9/22GK103796844SQ201280044900
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】河野好秀, 今誓志, 长谷川圭一 申请人:株式会社普利司通