充气轮胎及充气轮胎的制造方法与流程

本公开涉及充气轮胎及充气轮胎的制造方法。

背景技术

在日本特开2010－201997号公报中公开了一种为了降低在车辆行驶时在充气轮胎的内部产生的空腔共鸣音而在轮胎内表面粘接有吸声体的轮胎。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在通常的橡胶轮胎中，在轮胎内表面(气密层面)存在含有有机硅的层。该层是出于在轮胎的硫化时防止胶囊与轮胎内表面密合的目的而涂敷的有机硅类的脱模剂。

但是，为了在轮胎内表面粘接吸声体，需要利用激光烧断含有有机硅的层、或者在利用抛光等机械地剥下该层之后细致地清洗这样的除去工序。

此外，为了在轮胎内表面粘接吸声体，需要在该吸声体配置粘接层(例如双面胶带状的胶)的工序。伴随着这些工序，成本增加。

本公开的目的在于能够以低成本提供一种配置有吸声体的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本公开的充气轮胎具有至少轮胎内表面由树脂材料构成的轮胎骨架构件和由热塑性树脂材料构成并且能够吸声的、借助熔接部结合于所述轮胎内表面的吸声体。

发明的效果

采用本公开的充气轮胎，能获得能够以低成本提供一种配置有吸声体的充气轮胎这样的优异的效果。

附图说明

图1是表示将本实施方式的充气轮胎在轮胎轴向上切断的状态的剖视图。

图2的(a)是示意性地表示在本实施方式的充气轮胎中吸声体配置在轮胎圆周方向的整个范围内的例子的侧视图。图2的(b)是示意性地表示在本实施方式的充气轮胎中吸声体在轮胎圆周方向上离散地配置的例子的侧视图。

图3的(a)～(f)是示意性地表示熔接部的配置的例子的俯视图。

图4的(a)是表示在轮胎内表面配置有吸声体的状态的放大剖视图。图4的(b)是表示将焊头沿轮胎径向压入到吸声体且将吸声体和轮胎内表面超声波熔接的状态的放大剖视图。图4的(c)是表示熔接完成且在焊头的压入部位残留有凹部的状态的放大剖视图。

图5的(a)是表示在轮胎内表面配置有吸声体的状态的放大剖视图。图5的(b)是表示将焊头沿相对于轮胎径向倾斜的方向压入到吸声体且将吸声体和轮胎内表面超声波熔接的状态的放大剖视图。图5的(c)是表示熔接完成且在焊头的压入部位残留有凹部的状态的放大剖视图。

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方向表示充气轮胎的轮胎圆周方向，箭头r方向表示充气轮胎的轮胎半径方向，箭头w方向表示充气轮胎的轮胎宽度方向。充气轮胎半径方向意味着与充气轮胎旋转轴线(未图示)正交的方向。轮胎宽度方向意味着与轮胎旋转轴线平行的方向。也可以将轮胎宽度方向换称作轮胎轴向。各部分的尺寸测量方法依据jatma(日本汽车充气轮胎协会)发行的2015年度版yearbook所记载的方法。

在图1中，本实施方式的充气轮胎10在安装于轮辋12时成为轮胎·轮辋组装体14。充气轮胎10具有轮胎骨架构件18和吸声体16。

(轮胎骨架构件)

对于轮胎骨架构件18来说，至少轮胎内表面18a由树脂材料构成，例如整体由热塑性树脂材料构成。具体地讲，轮胎骨架构件18通过将由树脂材料构成的一对轮胎片(未图示)在轮胎赤道面cl上沿轮胎轴向接合而在轮胎圆周方向上成为环状。另外，轮胎骨架构件18也可以通过将3个以上轮胎片接合而形成。

此外，轮胎骨架构件18具有一对胎圈部20、从一对胎圈部20分别向轮胎半径方向外侧延伸的一对胎侧部22、以及从胎侧部22向轮胎宽度方向内侧延伸的胎冠部24。

另外，在本实施方式的轮胎骨架构件18中，将从轮胎半径方向内侧端到截面高度sh的30％的部分称作胎圈部20，将配置胎面26的部分称作胎冠部24。

作为构成轮胎骨架构件18的树脂材料，可以使用具有与橡胶相同程度的弹性的热塑性树脂、热塑性弹性体(tpe)以及热固性树脂等。考虑到行驶时的弹性和制造时的成形性，期望使用热塑性弹性体。另外，既可以由上述树脂材料形成轮胎骨架构件18的全部，也可以由上述树脂材料仅形成其一部分。

作为热塑性弹性体，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)、动态交联型热塑性弹性体(tpv)等。

此外，作为热塑性树脂，能够列举出聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、氯乙烯树脂、聚酰胺树脂等。并且，作为热塑性树脂材料，例如可以使用iso75－2或astmd648所规定的载荷挠曲温度(0.45mpa载荷时)为78℃以上、jisk7113所规定的拉伸屈服强度为10mpa以上、同样jisk7113所规定的拉伸断裂伸长率(jisk7113)为50％以上、jisk7206所规定的维卡软化温度(a法)为130℃以上的材料。

在轮胎骨架构件18的胎圈部20掩埋有胎圈芯28。作为构成胎圈芯28的材料，可以使用金属、有机纤维、用树脂包覆有机纤维的材料、用树脂包覆金属纤维的材料或者硬质树脂等。另外，只要能确保胎圈部20的刚度，与轮辋12的嵌合没有问题，就也可以省略胎圈芯28。

(带束层)

在轮胎骨架构件18的轮胎径向外侧、具体地讲是胎冠部24的外周面设有带束层30。该带束层30例如是将树脂包覆的帘线在轮胎圆周方向上卷成螺旋状而构成的。作为带束层30所使用的帘线，可以使用钢丝帘线。

(带束层上加强层)

在带束层30的轮胎径向外侧配置有覆盖带束层30的带束加强层32。带束加强层32从轮胎赤道面cl侧越过带束层30的端部30e向轮胎宽度方向外侧延伸，并在胎侧部22和胎冠部24之间的分界附近终止。

带束加强层32具备用橡胶包覆的多个加强帘线(未图示)。带束加强层32的加强帘线是有机纤维的单丝(单线)或者将有机纤维捻合而成的复丝(捻线)，其沿轮胎宽度方向延伸并在轮胎圆周方向上并列。另外，带束加强层32的加强帘线也可以相对于轮胎宽度方向以10°以内的角度倾斜。

作为有机纤维，可以使用脂肪族聚酰胺、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、玻璃、芳纶等材料。另外，作为加强帘线的材料，也可以使用钢等金属。此外，带束加强层32也可以是不用橡胶而用树脂包覆加强帘线而成的材料。

(胎侧加强层)

在轮胎骨架构件18的轮胎外侧面侧配置有胎侧加强层34。胎侧加强层34沿着轮胎骨架构件18的外表面从胎圈芯28的轮胎径向内侧朝向轮胎径向外侧延伸。胎侧加强层34进一步沿着带束加强层32的外表面向轮胎赤道面cl侧延伸，越过带束加强层32的端部32e和带束层30的端部30e而在该端部30e附近终止。

胎侧加强层34具备用橡胶包覆的多个加强帘线。胎侧加强层34的加强帘线是有机纤维的单丝(单线)或者将有机纤维捻合而成的复丝(捻线)，其分别沿子午线方向(轮胎径向)延伸并在轮胎圆周方向上并列。另外，胎侧加强层34的加强帘线也可以相对于轮胎径向以10°以内的角度倾斜。

作为有机纤维，可以使用脂肪族聚酰胺、pet、玻璃、芳纶等材料。另外，作为加强帘线的材料，也可以使用钢等金属。此外，胎侧加强层34也可以是不用橡胶而用树脂包覆加强帘线而成的材料。

(吸声体)

在图1中，吸声体16由热塑性树脂材料构成并且能够吸声，其借助熔接部17结合于轮胎内表面18a。该吸声体16是海绵、发泡树脂等例如片状的多孔体，其能够吸收因充气轮胎10的空腔共鸣而产生的声音。吸声体16设在例如轮胎宽度方向上的带束层30的范围内。另外，吸声体16并不限于此，也可以沿着轮胎内表面18a突出到比带束层30的轮胎宽度方向的端部30e更靠轮胎宽度方向外侧的部位。在该情况下，优选的是，熔接部17设在带束层30的范围内。

吸声体16既可以如图2的(a)所示配置在轮胎圆周方向的整体，也可以如图2的(b)所示在轮胎圆周方向上离散地配置。在离散配置的情况下，考虑到充气轮胎10的均匀性等，期望在轮胎圆周方向上非均等地配置质数个吸声体16。

在图1中，熔接部17是轮胎内表面18a和吸声体16超声波熔接起来的部位。该熔接部17在轮胎径向上设在与带束层30重叠的范围内。换言之，熔接部17在轮胎宽度方向上设在与带束层30的轮胎宽度方向两侧的端部30e之间相对应的范围内。在图示的例子中，熔接部17在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上离散地设置。

期望的是，吸声体16中的、成为自由端的端部尽量熔接。此外，在轮胎圆周方向上连续的吸声体16中，轮胎圆周方向的长度变长，但为了抑制在轮胎不旋转时吸声体16自轮胎内表面18a分离而下垂的状况，优选将吸声体16的轮胎圆周方向的中间部在另一处熔接。

因而，如图2的(a)所示，在使用在轮胎圆周方向上连续的海绵作为吸声体16的情况下，在轮胎圆周方向的两处端部和其中间部的一处设有熔接部17。如图2的(b)所示，在使用在轮胎圆周方向上不连续的海绵作为吸声体16的情况下，至少在轮胎圆周方向的两端部设有熔接部17。

在将一对轮胎片(未图示)在轮胎赤道面cl上接合而形成轮胎骨架构件18的情况下，期望避开其接合部(轮胎赤道面cl)地设置熔接部17。“轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧”意味着这样避开轮胎片的接合部位地设置熔接部17。在设置熔接部17时，期望的是，熔接所使用的焊头36(参照图4、图5)在轮胎径向上与轮胎骨架构件18的接合部(轮胎赤道面cl)不重叠。

由于在超声波熔接时焊头36(图4、图5)被压入到吸声体16的轮胎径向内侧的面，因此存在因该影响而残留凹部16a的情况。凹部16a的位置大致与熔接部17的位置相对应。

吸声体16的俯视时的熔接部17的配置、形状能够根据焊头36的形状、熔接位置的调节等进行各种变更。图3的(a)所示的熔接部17的配置与图1相对应。在该例子中，熔接部17分别形成为圆形，而且在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上离散地配置。

图3的(b)所示的熔接部17分别形成为圆形，而且在轮胎赤道面cl和该轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上离散地配置。

图3的(c)所示的熔接部17分别形成为沿轮胎宽度方向延伸的直线形，而且在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上离散地配置。

图3的(d)所示的熔接部17在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上连续地配置。

图3的(e)所示的熔接部17分别形成为包含轮胎赤道面cl在内地向该轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧延伸的直线形，而且在轮胎圆周方向上离散地配置。

图3的(f)所示的熔接部17在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧分别沿轮胎圆周方向断续地延伸。

在熔接部17配置在轮胎赤道面cl的两侧且在轮胎圆周方向上离散或者断续地配置的情况下，在存在该熔接部17的轮胎圆周方向位置，轮胎赤道面cl的两侧的熔接部17的数量例如分别为1处。也就是说，两处熔接部17在轮胎宽度方向上排列。此外，各个熔接部17在轮胎圆周方向上排列。换言之，不依赖于轮胎圆周方向的位置，各个熔接部17的轮胎宽度方向位置是一定的。由此，能够使用两根焊头36(图4、图5)有效率地形成熔接部17。

另外，虽省略图示，但熔接部17也可以呈锯齿状配置。此外，在吸声体16的展开状态(俯视)下，熔接部17的面积相对于吸声体16的面积的比例的上限为10％。若大于该上限，则熔接的工时大幅度增加。

(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，在本实施方式的充气轮胎10中，由于轮胎骨架构件18的至少轮胎内表面18a由树脂材料构成，因此与轮胎内表面18a是橡胶的情况不同，在硫化时胶囊(未图示)不会密合于轮胎内表面18a。因而，不需要作为防止胶囊密合的对策的有机硅系脱模剂的涂敷工序。此外，由于由热塑性树脂材料构成的吸声体16借助熔接部17结合于由树脂材料构成的轮胎内表面18a，因此不需要在吸声体16配置粘接层的工序。因此，与吸声体16粘接于轮胎内表面18a的情况相比较工序变少，成本降低。

此外，在本实施方式中，不仅吸声体16由热塑性树脂材料构成，轮胎骨架构件18也由热塑性树脂材料构成，因此吸声体16与轮胎内表面18a的熔接变容易。在熔接时，轮胎骨架构件18的轮胎内表面18a暂且熔化，但由于熔接部17在轮胎径向上设在与带束层30重叠的范围，因此能够无视由轮胎骨架构件18暂且熔化引起的强度变化的影响。

并且，在本实施方式中，由于熔接部17是轮胎内表面18a和吸声体16超声波熔接起来的部位，因此该熔接部17局部地存在。因而，在充气轮胎10的再循环时等情况下，使吸声体16自轮胎骨架构件18分离的操作、也就是吸声体16与轮胎骨架构件18的分离容易。

此外，由于熔接部17在轮胎赤道面cl的轮胎宽度方向两侧在轮胎圆周方向上连续地、断续地或者离散地设置，因此在超声波熔接时轮胎骨架构件18中的与轮胎赤道面cl相当的部位不会熔化。因此，能够抑制该部位的强度变化。也就是说，由于避开轮胎骨架构件18的接合部(未图示)地熔接，因此能够抑制该接合部的强度变化。

像上述那样，采用本实施方式的充气轮胎，能够以低成本提供一种配置有吸声体16的充气轮胎。

[充气轮胎的制造方法]

本实施方式的充气轮胎的制造方法具有制造至少轮胎内表面18a由树脂材料构成的轮胎骨架构件18的工序和将由热塑性树脂材料构成并且能够吸声的吸声体16熔接于轮胎内表面18a的工序。

图4表示将超声波熔接用的焊头36沿轮胎径向压入的方法。如图4的(a)所示，在轮胎内表面18a配置吸声体16，在图4的(b)所示的例子中，将焊头36从吸声体16的轮胎径向内侧朝向外侧压入，使超声波作用于吸声体16与轮胎内表面18a之间的分界部，使两者熔融而互相熔合。由此，形成熔接部17。如图4的(c)所示，在从吸声体16拔出焊头36时，在压入有该焊头36的部分残留有凹部16a。

接着，图5表示将超声波熔接用的焊头36沿相对于轮胎径向倾斜的方向压入的方法。如图5的(a)所示，在轮胎内表面18a配置吸声体16，在图5的(b)所示的例子中，将焊头36沿相对于轮胎径向倾斜的方向压入到吸声体16，使超声波作用于吸声体16与轮胎内表面18a之间的分界部，使两者熔融而互相熔合。由此，形成熔接部17。如图5的(c)所示，在从吸声体16拔出焊头36时，在压入有该焊头36的部分残留有凹部16a。在使用圆形的焊头36的情况下，在图4的例子中，熔接部17俯视为圆形(参照图3的(a)、图3的(b))，在图5的例子中，熔接部17为椭圆形。因而，与图4的情况相比能够延长熔接范围。

在该充气轮胎的制造方法中，由于由树脂材料构成轮胎骨架构件18的至少轮胎内表面18a，因此与轮胎内表面18a是橡胶的情况不同，在硫化时胶囊(未图示)不会密合于轮胎内表面18a。因而，不需要作为防止胶囊密合的对策的有机硅类脱模剂的涂敷工序。此外，由于将由热塑性树脂材料构成的吸声体16熔接于由树脂材料构成的轮胎内表面18a，因此不需要在吸声体16配置粘接层的工序。因此，与将吸声体16粘接于轮胎内表面18a的情况相比较工序变少，降低成本。

[其他的实施方式]

以上，对本发明的实施方式的一个例子进行了说明，但本发明的实施方式并不限定于上述内容，除了上述内容之外也可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变形来实施是不言而喻的。

充气轮胎10的轮胎骨架构件18由树脂材料构成，但充气轮胎10也可以是使用胎体帘布层(未图示)的橡胶轮胎。在该情况下，能够在轮胎内表面18a设置薄膜气密层，将吸声体16熔接于该薄膜气密层。

熔接手段并不限于超声波熔接，也可以是热熔接。

吸声体16是由片状的海绵构成的，但吸声体16的材质并不限于此，也可以是无纺布等。

2016年3月11日提出申请的日本特许出愿2016－48630号的公开整体通过参照编入到本说明书中。

本说明书所记载的所有文献、专利申请及技术规格以与具体地且各自记述各个文献、专利申请及技术规格通过参照编入的情况相同的程度通过参照编入到本说明书中。