轮胎的制作方法

本发明涉及一种利用树脂材料形成轮胎骨架构件的轮胎。

背景技术：

一直以来，已知有一种由橡胶、有机纤维材料以及钢构件形成的轮胎。近年来，从轻量化、再循环的容易性的方面考虑，寻求将热塑性弹性体(TPE)、热塑性树脂等热塑性高分子材料作为轮胎骨架构件。例如在日本特开平3－143701号公报中公开了这样的技术：利用热塑性弹性体覆盖胎圈芯而形成轮胎骨架构件，在该轮胎骨架构件的外周配置加强层，在其更外周配置胎面构件，进行硫化粘接。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在轮胎骨架构件是利用树脂材料形成的轮胎中，为了轻量化和降低轮胎的纵向刚度，轮胎骨架构件的薄壁化是有效的。但是，在将轮胎骨架构件薄壁化了的情况下，存在耐压性和抗切割性能下降的隐患。

本发明的一个技术方案的目的在于在谋求轮胎的轻量化的同时兼顾耐压性和抗切割性能。

用于解决问题的方案

本发明的第1技术方案的轮胎包括：胎圈部，其埋设有对帘线包覆了树脂而成的胎圈芯；以及加强层，其是利用树脂材料包覆加强件而成的，其热熔接于所述胎圈芯，从所述胎圈部向与所述胎圈部的轮胎半径方向外侧相连的胎侧部延伸。

在该轮胎中，利用从胎圈部延伸到胎侧部的加强层，能够在谋求轮胎的轻量化的同时兼顾耐压性和抗切割性能。由于胎圈芯是对帘线包覆了树脂而成的，加强层热熔接于该胎圈芯，因此，与将该加强层粘接于胎圈芯的情况相比较，不需要设置粘接层。

根据第1技术方案的轮胎，在第2技术方案中，在所述胎圈部配置有胎圈加强构件，该胎圈加强构件从所述胎圈芯朝向轮胎半径方向外侧延伸，其轮胎宽度方向的厚度随着朝向轮胎半径方向外侧去而变薄。

在该轮胎中，利用胎圈加强构件能够提高胎圈部附近的刚性。由于胎圈加强构件的轮胎宽度方向的厚度随着朝向轮胎半径方向外侧去而变薄，因此，能够确保乘坐舒适性能。

根据第1技术方案或第2技术方案的轮胎，在第3技术方案中，在该轮胎配置有轮胎骨架构件，其是树脂材料制的，具有所述胎圈部和所述胎侧部。

在该轮胎中，利用树脂材料制的轮胎骨架构件，能够在谋求轮胎的轻量化的同时提升耐压性。

根据第1技术方案～第3技术方案中任一个技术方案的轮胎，在第4技术方案中，所述加强层的所述胎圈芯侧的末端位于所述胎圈芯的周围。

在该轮胎中，由于加强层的胎圈芯侧的末端位于胎圈芯的周围，因此，与加强层在胎圈芯折回的结构相比较，制造工序变简略，能够缩短构成加强层的构件的长度。因此，能够兼顾轮胎骨架构件的加强和简化，并且能够使轮胎轻量化。

根据第1技术方案～第3技术方案中任一个技术方案的轮胎，在第5技术方案中，所述胎圈芯是多股胎圈，所述加强层的胎圈芯侧的末端位于所述胎圈芯的所述帘线之间。

在该轮胎中，由于加强层的胎圈芯侧的末端位于胎圈芯的帘线之间，因此，能够使该加强层和胎圈芯之间的接合更牢固。

发明的效果

采用本发明的一个技术方案，能够获得在谋求轮胎的轻量化的同时能够兼顾耐压性和抗切割性能这样的优异的效果。

附图说明

图1是表示将本实施方式的轮胎沿着轮胎旋转轴线切断后的状态的立体图。

图2A是表示在胎圈芯热熔接有加强层的状态的剖视图。

图2B是表示成形轮胎骨架构件而使图2A的加强层和胎圈芯一体化、在轮胎骨架构件的胎冠部配置有带束层的状态的剖视图。

图2C是表示在轮胎骨架构件的外表面成形有橡胶的轮胎的剖视图。

图3A是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图3B是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图3C是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图3D是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图3E是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图3F是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图4A是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图4B是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图4C是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图4D是表示加强层和胎圈芯之间的接合状态的一例子的剖视图。

图5A是表示加强层的胎圈芯侧的末端在轮胎半径方向上位于由多股胎圈构成的胎圈芯的帘线之间的例子的剖视图。

图5B是表示加强层的胎圈芯侧的末端在轮胎半径方向上位于由多股胎圈构成的胎圈芯的帘线之间的例子的剖视图。

图5C是表示加强层的末端在轮胎宽度方向上位于由单股胎圈构成的胎圈芯的帘线之间的例子的剖视图。

图5D是表示加强层的末端在轮胎宽度方向上位于由多股胎圈构成的胎圈芯的帘线之间的例子的剖视图。

图6A是表示将加强层的胎圈芯侧的末端配置在该胎圈芯的帘线之间的状态的剖视图。

图6B是表示在胎圈芯的周围卷绕有加强层的状态的剖视图。

图7是表示在加强层的外表面成形有橡胶、在胎圈部配置有胎圈加强构件的轮胎的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图说明用于实施本发明的方式。在附图中，箭头C方向表示轮胎圆周方向，箭头R方向表示轮胎半径方向，箭头W方向表示轮胎宽度方向。轮胎半径方向是指与轮胎轴线(未图示)正交的方向。轮胎宽度方向是指与轮胎旋转轴线平行的方向。也能够将轮胎宽度方向换称作轮胎轴线方向。

在图1中，本实施方式的轮胎10包括轮胎骨架构件12和加强层14。

轮胎骨架构件12为树脂材料制，其具有胎圈部16、与该胎圈部16的轮胎半径方向外侧相连的胎侧部18、以及与该胎侧部18的轮胎宽度方向内侧相连且供胎面32配置的胎冠部26。另外，在此，胎圈部16是指距轮胎骨架构件12的轮胎半径方向内侧端为轮胎截面高度的30％的部位。轮胎骨架构件12设为以轮胎轴线为中心的环状。作为构成轮胎骨架构件12的树脂材料，除了热塑性树脂(包含热塑性弹性体)、热固性树脂以及其他的通用树脂之外，还能够列举出工程塑料(包含超级工程塑料)等。这里的树脂材料不包含硫化橡胶。

热塑性树脂(包含热塑性弹性体)是指在温度上升的同时材料软化流动、在冷却时成为比较硬且有强度的状态的高分子化合物。在本说明书中，其中，将在温度上升的同时材料软化流动、在冷却时成为比较硬且有强度的状态且具有橡胶状弹性的高分子化合物划分为热塑性弹性体，将在温度上升的同时材料软化流动、在冷却时成为比较硬且有强度的状态并且不具有橡胶状弹性的高分子化合物划分为不是弹性体的热塑性树脂。

作为热塑性树脂(包含热塑性弹性体)，能够列举出聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺类热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)、聚酯类热塑性弹性体(TPC)及动态交联型热塑性弹性体(TPV)、以及聚烯烃系热塑性树脂、聚苯乙烯类热塑性树脂、聚酰胺类热塑性树脂及聚酯类热塑性树脂等。

此外，作为上述的热塑性材料，例如ISO75－2或ASTM D648所规定的载荷挠曲温度(0.45MPa载荷时)为78℃以上、由JIS K7113所规定的拉伸屈服强度为10MPa以上、同样由JIS K7113所规定的拉伸破坏伸长率(JIS K7113)为50％以上。能够使用由JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的材料。

热固性树脂是指在温度上升的同时形成三维网格结构而固化的高分子化合物。作为热固性树脂，例如能够列举出酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂等。

另外，树脂材料除了使用已述的热塑性树脂(包含热塑性弹性体)和热固性树脂之外，也可以使用(甲基)丙烯酸类树脂、EVA树脂、氯乙烯树脂、氟树脂、硅酮类树脂等通用树脂。

在胎圈部16中埋设有对帘线20包覆树脂而成的圆环状的胎圈芯22。帘线20的材质能够使用钢、有机纤维、树脂等。该胎圈芯22例如是将被树脂包覆了的多根(例如3根)帘线20在轮胎圆周方向上卷绕且堆叠而形成的多股胎圈(日文：ストランドビード)。在多股胎圈的轮胎宽度方向的截面内，多个帘线20被树脂包覆地排列。帘线20例如堆叠3层。

另外，帘线20的堆叠方向既可以如图3A～图3F、图4A～图4D所示是轮胎半径方向，另外也可以如图5D所示是轮胎宽度方向，还可以是其他的方向。此外，如图5C所示，胎圈芯22也可以是在将被树脂包覆了的1根帘线20在轮胎圆周方向上卷绕的同时在轮胎宽度方向和轮胎半径方向上堆叠形成的单股胎圈(日文：モノストランドビード)。此外，堆叠的数量并不限定于3层。并且，胎圈芯22只要是对帘线20包覆了树脂而成的，其形成方法就没有特别的限定，也可以不是多股胎圈。

包覆帘线20的树脂材料优选为烯烃类、酯类、酰胺类或氨脂类的TPE、或者混炼有一部分橡胶类树脂的TPV。作为这些热塑性材料，例如优选的是，由ISO75－2或ASTM D648所规定的载荷挠曲温度(0.45MPa载荷时)为75℃以上，同样由JIS K7113所规定的拉伸屈服伸长率为10％以上，同样由JIS K7113所规定的拉伸断裂伸长率为50％以上，由JIS K7113所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上。

胎冠部26与轮胎骨架构件12中的、胎侧部18的轮胎半径方向外侧相连。在胎冠部26的外周设有带束层28。该带束层28例如是将被树脂包覆了的帘线在轮胎圆周方向上以螺旋状卷绕而构成的。

在胎冠部26和带束层28的轮胎半径方向外侧设有胎面32。该胎面32由耐磨损性比形成轮胎骨架构件12的树脂材料的耐磨损性优异的橡胶形成。作为该橡胶，能够使用与以往的橡胶制的充气轮胎所采用的胎面橡胶相同种类的橡胶、例如SBR(苯乙烯－丁二烯橡胶)。另外，作为胎面32，也可以使用由耐磨损性比形成轮胎骨架构件12的树脂材料的耐磨损性优异的其他种类的树脂材料构成的材料。

加强层14是利用树脂材料包覆加强件30而成的，其热熔接于胎圈芯22。热熔接是利用热使加强层14的树脂材料和胎圈芯22的树脂材料融解而接合。在胎圈芯22上热熔接有加强层14。

作为用于包覆加强件30的树脂材料，例如使用与构成轮胎骨架构件12的树脂材料同样的材料。利用树脂材料进行包覆的既可以是加强件30的单面，也可以是加强件30的两面。在由树脂材料包覆加强件30的两面的情况下，能够将加强件30配置在加强层14的厚度方向上的中央。在两面包覆的情况下，也可以在一个面和另一个面使用互不相同的树脂材料。

加强件30例如是捻合帘线、多个长丝的集合体。加强件30的材质例如是脂族聚酰胺、聚对苯二甲酸乙酯、玻璃、芳纶、钢等金属。在加强层14中，加强件30至少沿着轮胎半径方向延伸。在该加强件30中，也可以将沿着轮胎圆周方向延伸的加强件30组合起来，将加强件30以互相交叉的方式重合。在这种情况下，也可以将加强件30纺织或者编织而构成为布状。另外，加强件30也可以相对于轮胎半径方向、轮胎圆周方向倾斜。

如图3A～图3F、图4A～图4D、图5A～图5D所示，加强层14相对于胎圈芯22的接合方式考虑各种变形。在此，图3A～图3F、图4A～图4D、图5A、图5B所示的胎圈芯22是在轮胎半径方向上堆叠的3层多股胎圈。图5D所示的胎圈芯22是在轮胎宽度方向上堆叠的3层多股胎圈。图5C所示的胎圈芯22是在轮胎半径方向和轮胎宽度方向上分别各堆叠有3层的单股胎圈。

在图3A所示的例子中，加强层14接合于胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A的一部分。该一部分是构成胎圈芯22的3层中的、位于最靠轮胎半径方向外侧的位置的层。

在图3B所示的例子中，加强层14接合于胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面。

在图3C所示的例子中，加强层14以沿着胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A和轮胎半径方向内侧面22B的方式弯折成大致字母L形，其接合在从该轮胎宽度方向外侧面22A到轮胎半径方向内侧面22B的轮胎宽度方向中央的范围内。

在图3D所示的例子中，加强层14分别与胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面和轮胎半径方向内侧面22B的整个表面接合。

在图3E所示的例子中，加强层14以沿着胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A、轮胎半径方向内侧面22B以及轮胎宽度方向内侧面22C的方式弯折成大致字母U形，其分别与该轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面、轮胎半径方向内侧面22B的整个表面、轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面接合。

在图3F所示的例子中，加强层14包围胎圈芯22的周围。该加强层14以包围胎圈芯22的方式弯折，其分别与轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面、轮胎半径方向内侧面22B的整个表面、轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面以及轮胎半径方向外侧面22D的整个表面接合。

在图4A所示的例子中，加强层14接合于胎圈芯22的轮胎半径方向外侧面22D的整个表面。

在图4B所示的例子中，加强层14以沿着胎圈芯22的轮胎半径方向外侧面22D和轮胎宽度方向内侧面22C的方式弯折成大致字母L形，其分别与该轮胎半径方向外侧面22D的整个表面和轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面接合。

在图4C所示的例子中，加强层14以沿着轮胎半径方向外侧面22D、轮胎宽度方向内侧面22C以及轮胎半径方向内侧面22B的方式弯折成大致字母U形，其分别与该轮胎半径方向外侧面22D的整个表面、轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面、轮胎半径方向内侧面22B的整个表面接合。

在图4D所示的例子中，加强层14包围胎圈芯22的周围。该加强层14以包围胎圈芯22的方式弯折，其分别与轮胎半径方向外侧面22D的整个表面、轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面、轮胎半径方向内侧面22B的整个表面以及轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面接合。

在上述的图3A～图3F、图4A～图4D所示的例子中，加强层14的胎圈芯侧的末端14A位于该胎圈芯22的周围。该末端14A热熔接于胎圈芯22。另外，该末端14A位于胎圈芯22的周围即可，也可以不必热熔接于胎圈芯22。

在图5A～图5D所示的例子中，加强层14的胎圈芯22侧的末端14A位于胎圈芯22的帘线20之间。对于这一点，能够通过于在将帘线20在轮胎圆周方向上卷绕的同时进行堆叠从而制造胎圈芯22时将加强层14的末端14A夹在帘线20之间来实现。

在图5A所示的例子中，加强层14的末端14A位于构成胎圈芯22的3层中的、位于最靠轮胎半径方向外侧的位置的层与位于轮胎半径方向中央的层之间。

在图5B所示的例子中，加强层14的末端14A位于构成胎圈芯22的3层中的、位于最靠轮胎半径方向内侧的层与位于轮胎半径方向中央的层之间。

在图5C所示的例子中，胎圈芯22为单股胎圈，加强层14的末端14A位于在轮胎宽度方向上相邻的3对帘线20之间。在图5D所示的例子中，位于构成胎圈芯22的3层中的、位于最靠轮胎宽度方向外侧的位置的层与位于轮胎宽度方向中央的层之间。该胎圈芯22是在轮胎宽度方向上堆叠的多股胎圈。在图5C、图5D中，加强层14的末端14A成为从轮胎半径方向外侧朝向内侧进入到胎圈芯22的帘线20之间的状态。

此外，如图6A、图6B所示，也可以是，将加强层14的末端14A配置在胎圈芯22的帘线20之间，之后，将加强层14例如向箭头A方向卷绕在胎圈芯22的周围，利用热熔接使其与胎圈芯22一体化。在该例子中，加强层14接合于胎圈芯22的轮胎宽度方向外侧面22A的整个表面、轮胎半径方向内侧面22B的整个表面以及轮胎宽度方向内侧面22C的整个表面以及轮胎半径方向外侧面22D的一部分，末端14A位于帘线20之间。

如图2A所示，加强层14热熔接于胎圈芯22而一体化。在加强层14的末端14A位于胎圈芯22的帘线20之间的情况(图5A～图5D、图6A、图6B)下，加强层14在制造胎圈芯22时与该胎圈芯22一体化。

在此，简单地说明轮胎10的制造过程。首先，通过将一体化的胎圈芯22和加强层14配置在模具(未图示)上，向该模具内的模腔中供给树脂材料，从而如图2B所示，树脂材料制的轮胎骨架构件12与胎圈芯22和加强层14一体地成形。加强层14在从胎侧部18到胎冠部26的范围内位于轮胎骨架构件12的外表面。在轮胎骨架构件12的胎冠部26的外周设有上述的带束层28。而且，如图2C所示，在轮胎骨架构件12的胎侧部18的外侧、胎圈部16的周围成形橡胶层34，在带束层28的轮胎半径方向外侧硫化成形胎面32。由此，能够得到本实施方式的轮胎10。

如图1所示，加强层14从胎圈部16向胎侧部18延伸，并且在轮胎圆周方向上排列配置。此时，在轮胎圆周方向上相邻的加强层14彼此间既可以互相密合地配置，也可以在轮胎圆周方向上空开间隔地配置。

作为一例子，加强层14的轮胎半径方向外侧端14B延伸到轮胎骨架构件12的胎冠部26，与带束层28重合。与带束层28的重合量优选为距带束层28的轮胎宽度方向的端部向轮胎宽度方向中央侧去为5mm以上。加强层14也可以延伸到轮胎宽度方向中央。另外，加强层14的轮胎半径方向外侧端14B的位置既可以在胎侧部18的轮胎最大宽度位置附近终止，另外，也可以在即将到达胎冠部26之前(所谓的胎肩加强部)终止。

(作用)

本实施方式像上述那样构成，以下说明其作用。在图1中，在本实施方式的轮胎10中，通过在轮胎骨架构件12的外表面、具体地讲是在从胎圈部16到胎侧部18甚至胎冠部26的范围内设有加强层14，能够减慢轮胎骨架构件12的创伤的传播速度。由此，能够提升轮胎10的抗切割性能。此外，由于加强层14在轮胎圆周方向上排列，并不是在轮胎圆周方向上一体地连续的方式，由此，轮胎圆周方向的刚性不会过高，与轮胎半径方向的刚性之间的平衡较佳。

此外，由于加强层14的外表面位于轮胎骨架构件12的外表面，由此，轮胎10相对于弯曲变形的耐久性上升。由于加强层14接合于胎圈芯22，因此，该加强层14能够负担在轮胎10中产生的张力。因此，能够提升相对于内压的耐性(耐压性)。由此，能够减薄轮胎骨架构件12的厚度，因此，能够提升乘坐舒适性。

在图3A～图3F、图4A～图4D中，由于胎圈芯22是对帘线20包覆了树脂而成的，加强层14热熔接于该胎圈芯22，因此，与将该加强层14粘接于胎圈芯22的情况相比较，不必设置粘接层。

特别是在图3A～图3F、图4A～图4D所示的例子中，由于加强层14的胎圈芯22侧的末端14A位于胎圈芯22的周围，因此，与该末端14A在胎圈芯22处折回的结构相比较，制造工序简略，能够缩短构成加强层14的构件的长度。因此，能够兼顾轮胎骨架构件12的加强和简化，并且能够使轮胎10轻量化。

此外，在图5A～图5D所示的例子中，由于加强层14的胎圈芯22侧的末端14A位于胎圈芯22的帘线20之间，因此，能够使该加强层14和胎圈芯22之间的接合更牢固。

这样，采用本实施方式的轮胎10，利用从胎圈部16延伸到胎侧部18的加强层14，能够在谋求轮胎10的轻量化的同时兼顾耐压性和抗切割性能。

[其他的实施方式]

加强层14是在轮胎圆周方向上排列配置的，但加强层14也可以一体地构成。此外，也可以使在轮胎圆周方向上相邻的加强层14互相局部地重合。并且，也可以在轮胎圆周方向上相邻的加强层14之间配置其他的加强层(未图示)。在这种情况下，也可以使其他的加强层和加强层14局部地重合。此外，可以使其他的加强层的轮胎圆周方向一侧与相邻的加强层14局部地重合，使轮胎圆周方向另一侧与相邻的加强层14不重合，例如设置0.1mm以上的间隙。

此外，也可以像图7所示的轮胎40那样设为由加强层14构成轮胎骨架构件，省略树脂材料制的轮胎骨架构件12(参照图2C)的结构。在这种情况下，为了能够向轮胎40中填充空气，加强层14在轮胎圆周方向上没有间隙地配置。

此外，在轮胎40中，在胎圈部16上配置有胎圈加强构件36。该胎圈加强构件36例如由比橡胶层34硬的橡胶构成。利用该胎圈加强构件36能够提高胎圈部16附近的刚性。此外，胎圈加强构件36从胎圈芯22朝向轮胎半径方向外侧延伸，其轮胎宽度方向的厚度随着朝向轮胎半径方向外侧去而变薄。由此，能够确保乘坐舒适性能。

2014年7月30日申请的日本国专利申请2014－155167号所公开的全部内容通过参照编入到本说明书中。

本说明书所记载的所有文献、专利申请以及技术规格以与具体且分别地记载了各个文献、专利申请以及技术规格通过参照而编入的情况相同的程度通过参照编入到本说明书中。