CN110831785A - 胎圈芯及其制造方法、充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的胎圈芯是具有将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体的胎圈芯，其中，在所述环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面呈非直线状。本发明的胎圈芯的制造方法包含环状体形成工序，在该环状体形成工序中，形成将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体，对于所述带构件而言，在与带构件的延伸方向正交的截面中，在所述环状体形成工序中与相邻的层接触的边呈非直线状。

Description

胎圈芯及其制造方法、充气轮胎
技术领域
本发明涉及胎圈芯及其制造方法、充气轮胎。
背景技术
以往，出于使充气轮胎的构件轻量化等目的，提出了由利用包覆树脂包覆的胎圈丝构成的胎圈芯(例如，参照专利文献1)。在这样的胎圈芯中，为了减少该胎圈丝的卷绕周数而提高生产率，也提出了一种将利用热塑性树脂等包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件仅在层方向上卷绕并层叠而成的环状构件。在该胎圈芯中，相邻的层的包覆树脂彼此能够通过例如熔接、粘接而接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-207157号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述的技术中，特别是在设为层叠而成的环状构件的情况下，在对轮胎作用较大的横向力等力时等，相邻的层的包覆树脂的分界面有可能剥离。因此，存在提高将利用包覆树脂包覆的带构件在层方向上卷绕并层叠而成的胎圈芯的耐久性的余地。
因此，本发明的目的在于提供耐久性较高的胎圈芯、在胎圈部具有该胎圈芯的充气轮胎以及能够获得这样的胎圈芯的胎圈芯的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的主要构成如下。
本发明的胎圈芯是具有将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体的胎圈芯，其特征在于，
在所述环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面呈非直线状。
本发明的胎圈芯的制造方法的特征在于，
该制造方法包含环状体形成工序，在该环状体形成工序中，形成将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体，
所述带构件在与带构件的延伸方向正交的截面中具有上边和下边，该上边和该下边在所述截面中呈非直线状。
本发明的充气轮胎具有胎圈部，在该胎圈部具有上述的胎圈芯。
发明的效果
根据本发明，能够提供耐久性较高的胎圈芯、在胎圈部具有该胎圈芯的充气轮胎以及能够获得这样的胎圈芯的胎圈芯的制造方法。
附图说明
图1是形成本发明的一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。
图2是本发明的一实施方式的胎圈芯的概略侧视图。
图3是形成本发明的另一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。
图4是形成本发明的又一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。
图5是在胎圈部具有本发明的一实施方式的胎圈芯的充气轮胎的轮胎宽度方向局部剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地例示说明本发明的实施方式。
图1是形成本发明的一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。在本实施方式中，该胎圈芯1构成为将利用包覆树脂3包覆1根以上(在图示例中为2根)的胎圈丝2而成的带构件4卷绕并层叠(在该截面中为3层)而成的环状体。
在本例中，在1层带构件4中沿着环状体的轴向排列的胎圈丝2为2根，但本发明不特别限定于该情况，胎圈丝2的根数为1根以上即可。另外，在图示例中，环状体成为在该截面中层叠3层而成的结构，但层叠2层以上即可。
胎圈丝2能够使用任意的已知的材料，例如能够使用钢丝帘线。钢丝帘线例如能够设为由钢的单线或捻线构成。另外，胎圈丝2也能够使用有机纤维、碳纤维等。
另外，包覆树脂3例如能够使用热塑性弹性体、热塑性树脂，另外，也能够使用通过热、电子射线而产生交联的树脂、通过热重排而固化的树脂。作为热塑性弹性体，能够举出聚烯烃系热塑性弹性体(TPO)、聚苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、聚酰胺系热塑性弹性体(TPA)、聚氨酯系热塑性弹性体(TPU)、聚酯系热塑性弹性体(TPC)、动态交联型热塑性弹性体(TPV)等。另外，作为热塑性树脂，能够举出聚氨酯树脂、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，例如能够使用ISO75-2或ASTM D648所规定的载荷挠曲温度(0.45MPa载荷时)为78℃以上且JIS K7113所规定的拉伸屈服强度为10MPa以上且同样JISK7113所规定的拉伸断裂伸长率(JIS K7113)为50％以上且JIS K7206所规定的维卡软化温度(A法)为130℃以上的热塑性树脂。包覆胎圈丝2的包覆树脂3的拉伸弹性模量(JISK7113：1995所规定)优选为50MPa以上。另外，包覆胎圈丝2的包覆树脂3的拉伸弹性模量优选设为1000MPa以下。另外，在此所说的包覆树脂3不包含橡胶(在常温下体现橡胶弹性的有机高分子物质)。
在本实施方式的胎圈芯1中，层彼此例如是在利用热板熔接等使包覆树脂3熔融的同时卷绕带构件4，使熔融的包覆树脂3固化并接合的状态。另一方面，也可以是通过利用粘接剂等进行粘接而将层彼此接合的状态。
图2是本发明的一实施方式的胎圈芯的概略侧视图。在图2中，为了简化图示，仅图示胎圈丝2(在图2中示出胎圈丝2的中心线)，对包覆树脂3省略图示。如图2所示，在观察该截面时，胎圈丝2从卷绕起始端E1环绕环状体的轴线O呈螺旋状卷绕。F1、F2、F3是环绕位置，在本例中，卷绕终止端E2至少位于从点F3进一步延伸的位置。因而，在任意的径向位置观察时胎圈丝2在本例中层叠3层以上。胎圈丝的从位于最靠卷绕终止端E2侧的位置的环绕位置(在本例中为点F3)到卷绕终止端(在本例中为点E2)的长度(重叠长度)没有特别限定，但例如能够设为从点F2到点F3的环绕距离的1/200～199/200。其原因在于，通过设为该环绕距离的1/200以上，能够增大在径向(层方向)上相邻的胎圈丝2之间包覆树脂彼此接触的面积，例如提高粘接力、熔接力，还能够降低张力负担，另一方面，通过设为该环绕距离的199/200以下，能够使胎圈芯轻量化。基于同样的理由，重叠长度优选设为从点F2到点F3的环绕距离的1/100～2/3，更优选设为从点F2到点F3的环绕距离的1/50～1/3。
在本实施方式中，形成将利用包覆树脂3包覆1根以上的胎圈丝2而成的带构件4卷绕并层叠而成的环状体(环状体形成工序)。在本实施方式中，通过将熔融状态的包覆树脂3包覆于胎圈丝2的外周侧，通过冷却而使熔融状态的包覆树脂3固化，从而形成带构件4。并且，形成胎圈芯1的环状体能够通过卷绕并层叠带构件4而形成，层彼此的接合例如能够通过在利用热板熔接等使包覆树脂3熔融的同时卷绕带构件4，使熔融的包覆树脂3固化而进行。或者，也能够通过利用粘接剂等进行粘接而将层彼此接合。
在本实施方式的胎圈芯1中，在环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面呈非直线状。具体而言，如图1所示，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5在环状体的轴向上的中央部(中心及其周边部，在图示例中为中心)具有顶点5a，随着从该顶点5a朝向环状体的轴向上的两端而向环状体的径向上的一侧(在本例中为径向内侧)在本例中呈直线状倾斜。更具体而言，带构件4在该截面中具有上边和下边，该上边和该下边在该截面中呈非直线状，在带构件4的宽度方向上的中央部(中心及其周边部，在图示例中为中心)具有顶点，随着从该顶点朝向带构件4的宽度方向上的两端而向带构件4的厚度方向上的一侧(在本例中为厚度方向上的图示的下侧)在本例中呈直线状倾斜。另外，带构件4的截面形状例如能够使用挤压机成形为期望的形状。
以下，说明本实施方式的作用效果。
在本实施方式的胎圈芯1中，如上所述，在环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面呈非直线状。因此，与该分界面呈直线状的情况相比，层彼此的接合面积较大，层彼此的接合力较高。
因而，即使在对轮胎作用较大的横向力等力，在胎圈芯1内发生剪切变形的情况下，胎圈芯1也难以变形，能够提高胎圈芯1的耐久性。
并且，在本实施方式中，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5在环状体的轴向上的中央部具有顶点5a，随着从该顶点5a朝向环状体的轴向两端而向环状体的径向上的一侧，特别是径向内侧倾斜，因此与分界面呈直线状的情况相比，截面惯性矩较大。在轮胎载荷下的牵拉胎体的力的作用下，胎圈芯1承受旋转的力，但截面惯性矩较大，另外，具有妨碍旋转的方向的倾斜，从而难以旋转，由此也能够提高胎圈芯1的耐久性。
如上所述，根据本实施方式的胎圈芯，能够提高其耐久性。
另外，通过设为非直线状，能够还提高制造时的定位精度，稳定品质。
图3是形成本发明的另一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。在图3所示的例子中也是，在环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面5呈非直线状，但该形状与图1所示的例子不同。具体而言，如图3所示，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5呈以在环状体的径向上的一侧(在本例中为径向内侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。更具体而言，带构件4在该截面中具有上边和下边，该上边和该下边在该截面中呈非直线状，带构件4的上边和下边呈以在带构件4的厚度方向上的一侧(在本例中为厚度方向上的图示下侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。
在图3所示的另一实施方式中也是，与该分界面呈直线状的情况相比，层彼此的接合面积较大，层彼此的接合力较高。另外，与该分界面呈直线状的情况相比，截面惯性矩较大。因而，能够提高胎圈芯1的耐久性。
图4是形成本发明的另一实施方式的胎圈芯的环状体的轴向剖视图。在图4所示的例子中也是，在环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面5呈非直线状，但该形状与图1、图3所示的例子不同。具体而言，如图4所示，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5在环状体的轴向上的一侧半部呈以在环状体的径向上的一侧(在本例中为径向内侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状，并且在环状体的轴向上的另一侧半部呈以在环状体的径向上的另一侧(在本例中为径向外侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。更具体而言，带构件4在该截面中具有上边和下边，该上边和该下边在该截面中呈非直线状，带构件4的上边和下边在带构件4的宽度方向上的一侧半部呈以在带构件4的厚度方向上的一侧(在本例中为厚度方向上的图示下侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状，并且在带构件4的宽度方向上的另一侧半部呈以在带构件4的厚度方向上的另一侧(在本例中为厚度方向上的图示上侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。
在图4所示的另一实施方式中也是，与该分界面呈直线状的情况相比，层彼此的接合面积较大，层彼此的接合力较高。因而，能够提高胎圈芯1的耐久性。
图5是在胎圈部具有本发明的一实施方式的胎圈芯的充气轮胎的轮胎宽度方向局部剖视图。在图5中，仅示出以轮胎赤道面CL为分界的轮胎宽度方向半部，但未图示的另一半部也是同样的结构。作为一例，如图5所示，在一对胎圈部埋设本发明的一实施方式的胎圈芯1，在呈环状跨设于该胎圈芯1的胎体6的轮胎径向外侧具有在图示例中由2层带束层构成的带束7。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明完全不限定于上述的实施方式。例如，作为图1所示的例子的变形例，也可以是，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5构成为：在环状体的轴向中央部具有顶点5a，随着从该顶点5a朝向胎圈芯1的轴向两端而向环状体的径向上的另一侧(径向外侧)(例如呈直线状)倾斜。另外，在图1所示的例子中，在环状体的轴向截面中，分界面5呈以顶点5a为中心在环状体的轴向上大致对称的形状，但也可以呈非对称的形状。另外，作为图3所示的例子的变形例，也可以是，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5设为以在环状体的径向上的另一侧(径向外侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。另外，在图3所示的例子中，弯曲形状的曲率大致恒定，但曲率也可以变化。另外，作为图4所示的例子的变形例，也可以是，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5在环状体的轴向上的一侧半部呈以在环状体的层方向上的另一侧(径向外侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状，并且在环状体的轴向上的另一侧半部设为以在环状体的层方向上的一侧(径向内侧)具有曲率中心的方式弯曲的形状。
另外，在环状体的轴向截面中，非直线状的分界面5能够设为锯齿状、波状(也包含矩形波状)等各种各样的形状。并且，在本发明中，也可以设为进而利用包覆树脂包覆环状体的周围而成的胎圈芯。
另外，上边和下边优选为在相邻的层彼此的分界面重叠时紧密接触的形状。若如所述那样形成，则能够在热熔接等接合时不产生间隙地制造，因此能够进一步增大接合强度。并且，由于层叠时的定位精度增大，因此难以产生制造时的偏差，品质提高。
附图标记说明
1、胎圈芯；2、胎圈丝；3、包覆树脂；4、带构件；5、分界面；5a、顶点；6、胎体；7、带束。

Claims (5)

1.一种胎圈芯，其是具有将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体的胎圈芯，其特征在于，
在所述环状体的轴向截面中，相邻的层彼此的分界面呈非直线状。
2.根据权利要求1所述的胎圈芯，其中，
在所述环状体的轴向截面中，所述非直线状的所述分界面在所述环状体的轴向上的中央部具有顶点，随着从该顶点朝向所述环状体的轴向上的两端而向所述环状体的径向上的一侧倾斜。
3.一种胎圈芯的制造方法，其特征在于，
该制造方法包含环状体形成工序，在该环状体形成工序中，形成将利用包覆树脂包覆1根以上的胎圈丝而成的带构件卷绕并层叠而成的环状体，
所述带构件在与带构件的延伸方向正交的截面中具有上边和下边，该上边和该下边在所述截面中呈非直线状。
4.根据权利要求3所述的胎圈芯的制造方法，其中，
在所述截面中，所述上边和所述下边在所述带构件的宽度方向上的中央部具有顶点，随着从该顶点朝向所述带构件的宽度方向上的两端而向所述带构件的厚度方向上的一侧倾斜。
5.一种充气轮胎，其中，
该充气轮胎具有一对胎圈部，在所述胎圈部具有权利要求1或2所述的胎圈芯。
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