JP2018058541A - Non-pneumatic tire and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられる外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とから構成される支持構造体を備える非空気圧タイヤ(non−pneumatic tire)及びその製造方法に関するものである。 The present invention provides a support structure including an inner annular portion, an outer annular portion provided concentrically on the outer side of the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. The present invention relates to a non-pneumatic tire and a manufacturing method thereof.
空気入りタイヤは、荷重の支持機能、接地面からの衝撃吸収能、および動力等の伝達能(加速、停止、方向転換)を有し、このため、多くの車両、特に自転車、オートバイ、自動車、トラックに採用されている。 The pneumatic tire has a load supporting function, a shock absorbing ability from the ground contact surface, and a transmission ability (acceleration, stop, change of direction) such as power. For this reason, many vehicles, particularly bicycles, motorcycles, automobiles, It is used in trucks.
特に、これらの能力は自動車、その他のモーター車両の発展に大きく貢献した。更に、空気入りタイヤの衝撃吸収能は、医療機器や電子機器の運搬用カート、その他の用途でも有用である。 In particular, these capabilities greatly contributed to the development of automobiles and other motor vehicles. Furthermore, the impact absorbing ability of pneumatic tires is useful for medical equipment and electronic equipment transport carts and other applications.
従来の非空気圧タイヤとしては、例えばソリッドタイヤ、スプリングタイヤ、クッションタイヤ等が存在するが、空気入りタイヤの優れた性能を有していない。例えば、中実ゴム構造のソリッドタイヤおよびクッションタイヤは、接地部分の圧縮によって荷重を支持するが、この種のタイヤは重くて、堅く、空気入りタイヤのような衝撃吸収能はない。また、非空気圧タイヤでは、弾性を高めてクッション性を改善することも可能であるが、空気入りタイヤが有するような荷重支持能または耐久性が悪くなるという問題がある。 Conventional non-pneumatic tires include, for example, solid tires, spring tires, cushion tires, and the like, but do not have the superior performance of pneumatic tires. For example, solid tires and cushion tires having a solid rubber structure support the load by compressing the contact portion, but this type of tire is heavy and stiff, and does not have a shock absorbing ability like a pneumatic tire. Further, in the non-pneumatic tire, it is possible to improve the cushioning property by increasing the elasticity, but there is a problem that the load supporting ability or the durability as the pneumatic tire has is deteriorated.
下記特許文献1には、円形の第1バンドと、前記第1バンドを離隔状態で囲み、前記第1バンドよりも大きな直径を有する第2バンドと、前記第1バンドと第2バンドを連結する複数のスポークと、並んで配置される前記スポークを相互連結する第1連結部材及び第2連結部材と、を含み、前記第2バンドの外側面に連結されるトレッドと、前記第2バンドと前記トレッドとの間に位置した補強層と、をさらに含むエアレスタイヤが開示されている。特許文献1の補強層は、タイヤの空気層に相当し、車両の荷重を支える役割をしている。 In the following Patent Document 1, a circular first band, a first band that surrounds the first band in a separated state, a second band having a larger diameter than the first band, and the first band and the second band are connected. A tread connected to an outer surface of the second band, a plurality of spokes, a first connecting member and a second connecting member interconnecting the spokes arranged side by side; the second band; An airless tire further including a reinforcing layer positioned between the tread is disclosed. The reinforcing layer of Patent Document 1 corresponds to an air layer of a tire and plays a role of supporting the load of the vehicle.
また、下記特許文献2には、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、前記内側環状部から前記外側環状部まで延び、タイヤ周方向に各々独立して設けられた複数の連結部とを備える支持構造体を有する非空気圧タイヤが開示されている。この非空気圧タイヤでは、外側環状部の外側に曲げ変形を補強するための補強層が設けられることもある。
ところで、特許文献1及び特許文献2には、補強層と他の部材との間の接合方法に関する具体的な記載はない。補強層と他の部材との接合方法として、例えば接着剤を用いることが考えられるが、接着剤の強度次第では部材間で剥離するおそれがある。
By the way, Patent Document 1 and
そこで、本発明の目的は、補強層と他の部材との間での剥離を抑制して耐久性を向上させることができる非空気圧タイヤ及びその製造方法を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the non-pneumatic tire which can suppress peeling between a reinforcement layer and another member, and can improve durability, and its manufacturing method.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の非空気圧タイヤは、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とから構成される支持構造体を備える非空気圧タイヤであって、
前記内側環状部又は前記外側環状部は、弾性材料で構成された基材部と、前記基材部の中に埋設された環状の繊維強化プラスチックとを備え、
前記基材部と前記繊維強化プラスチックとの間の剥離強度は200N/25mm以上であることを特徴とする。
The above object can be achieved by the present invention as described below.
That is, the non-pneumatic tire of the present invention includes an inner annular portion, an outer annular portion provided concentrically outside the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. A non-pneumatic tire comprising a support structure configured,
The inner annular portion or the outer annular portion includes a base material portion made of an elastic material, and an annular fiber reinforced plastic embedded in the base material portion,
The peel strength between the base material portion and the fiber reinforced plastic is 200 N / 25 mm or more.
本発明の非空気圧タイヤは、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、内側環状部と外側環状部とを連結する連結部とから構成される支持構造体を備えている。また、内側環状部又は外側環状部には、補強層としての繊維強化プラスチックが埋設されている。本発明では、内側環状部又は外側環状部の基材部と繊維強化プラスチックとの間の剥離強度が200N/25mm以上であるため、繊維強化プラスチック(補強層に相当)と基材部(他の部材に相当)との間での剥離を抑制して耐久性を向上させることができる。 The non-pneumatic tire of the present invention includes an inner annular portion, an outer annular portion provided concentrically outside the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. It has a structure. Further, a fiber reinforced plastic as a reinforcing layer is embedded in the inner annular portion or the outer annular portion. In the present invention, since the peel strength between the base portion of the inner annular portion or the outer annular portion and the fiber reinforced plastic is 200 N / 25 mm or more, the fiber reinforced plastic (corresponding to the reinforcing layer) and the base portion (others) (Equivalent to a member) and the durability can be improved by suppressing the separation between them.
本発明に係る非空気圧タイヤにおいて、前記繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)は10μm以上40μm以下であることが好ましい。 In the non-pneumatic tire according to the present invention, the fiber reinforced plastic preferably has a surface roughness (Ra) of 10 μm or more and 40 μm or less.
繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)を10μm以上40μm以下とすることで、繊維強化プラスチック表面の凹凸に基材部が入り込んでアンカー効果を得ることができる。その結果、基材部と繊維強化プラスチックとの間の剥離強度が高まるため、繊維強化プラスチックと基材部との間での剥離を抑制して耐久性を向上させることができる。 By setting the surface roughness (Ra) of the fiber reinforced plastic to 10 μm or more and 40 μm or less, the base material portion enters the irregularities on the surface of the fiber reinforced plastic, and an anchor effect can be obtained. As a result, since the peel strength between the base material portion and the fiber reinforced plastic is increased, the peel between the fiber reinforced plastic and the base material portion can be suppressed to improve the durability.
また、本発明の非空気圧タイヤの製造方法は、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する連結部とから構成される支持構造体を備える非空気圧タイヤの製造方法であって、
前記内側環状部の内周側を成形するための中型と、前記外側環状部の外周側を成形するための外型と、中型と外型の間に周方向に配置され、前記内側環状部の外周側、前記外側環状部の内周側、および前記連結部を成形するための複数の中子と、前記支持構造体のタイヤ幅方向両側面を成形するための一対の上型、下型とを配置して、前記内側環状部、前記外側環状部および前記連結部に相当するキャビティを形成する工程と、
繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)を大きくして10μm以上40μm以下とする工程と、
前記キャビティのうち前記内側環状部又は前記外側環状部に相当する部分に環状の前記繊維強化プラスチックを配設する工程と、
前記キャビティに弾性材料の原料液を供給して硬化させて前記支持構造体の基材部を成形する工程と、含むことを特徴とする。
The non-pneumatic tire manufacturing method of the present invention includes an inner annular portion, an outer annular portion provided concentrically outside the inner annular portion, and a connection that connects the inner annular portion and the outer annular portion. A method for producing a non-pneumatic tire comprising a support structure composed of a portion,
A middle mold for molding the inner peripheral side of the inner annular part, an outer mold for molding the outer peripheral side of the outer annular part, and a circumferential direction between the middle mold and the outer mold, A plurality of cores for forming the outer peripheral side, the inner peripheral side of the outer annular portion, and the connecting portion; a pair of upper molds and lower molds for molding both side surfaces in the tire width direction of the support structure; And forming a cavity corresponding to the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion;
Increasing the surface roughness (Ra) of the fiber reinforced plastic to 10 μm or more and 40 μm or less;
Disposing the annular fiber-reinforced plastic in a portion corresponding to the inner annular portion or the outer annular portion of the cavity;
Supplying a raw material liquid of an elastic material to the cavity and curing it to form a base material portion of the support structure.
本発明により製造される非空気圧タイヤは、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、内側環状部と外側環状部とを連結する連結部とから構成される支持構造体を備えている。また、成形された内側環状部又は外側環状部には、補強層としての繊維強化プラスチックが埋設されている。本発明では、繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)を10μm以上40μm以下とすることで、基材部と繊維強化プラスチックとの間の剥離強度が高まるため、繊維強化プラスチック(補強層に相当)と基材部(他の部材に相当)との間での剥離を抑制して耐久性を向上させることができる。 The non-pneumatic tire manufactured according to the present invention includes an inner annular portion, an outer annular portion provided concentrically on the outer side of the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. A supporting structure. Further, fiber reinforced plastic as a reinforcing layer is embedded in the molded inner annular portion or outer annular portion. In the present invention, by setting the surface roughness (Ra) of the fiber reinforced plastic to 10 μm or more and 40 μm or less, the peel strength between the base material portion and the fiber reinforced plastic increases, so that the fiber reinforced plastic (corresponding to the reinforcing layer) It is possible to improve the durability by suppressing the separation between the substrate and the base material portion (corresponding to another member).
本発明に係る非空気圧タイヤの製造方法において、前記繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)をエネルギー照射により大きくすることが好ましい。 In the non-pneumatic tire manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the surface roughness (Ra) of the fiber-reinforced plastic is increased by energy irradiation.
エネルギー照射を用いることで、補強層としての剛性を低下させることなく、繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)を大きくすることができる。 By using energy irradiation, the surface roughness (Ra) of the fiber reinforced plastic can be increased without reducing the rigidity as the reinforcing layer.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、非空気圧タイヤの一例を示す正面図である。図2は、図1の非空気圧タイヤのI−I矢視断面図である。ここで、Oはタイヤ軸を、Hはタイヤ断面高さを、それぞれ示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an example of a non-pneumatic tire. 2 is a cross-sectional view of the non-pneumatic tire of FIG. Here, O indicates a tire shaft, and H indicates a tire cross-sectional height.
本発明の非空気圧タイヤTは、車両からの荷重を支持する支持構造体SSを有するものである。本発明の非空気圧タイヤTは、このような支持構造体SSを備えるものであればよく、その支持構造体SSの外側(外周側)や内側(内周側)に、トレッドに相当する部材、補強層、車軸やリムとの適合用部材などを備えていてもよい。 The non-pneumatic tire T of the present invention has a support structure SS that supports a load from a vehicle. The non-pneumatic tire T of the present invention only needs to be provided with such a support structure SS, and a member corresponding to a tread on the outer side (outer peripheral side) or inner side (inner peripheral side) of the support structure SS, A reinforcing layer, a member for fitting with an axle or a rim, and the like may be provided.
本実施形態の非空気圧タイヤTは、図1の正面図に示すように、支持構造体SSが、内側環状部1と、その外側に同心円状に設けられた外側環状部2と、内側環状部1と外側環状部2を連結する連結部3とを備えている。
As shown in the front view of FIG. 1, the non-pneumatic tire T of the present embodiment includes an inner annular portion 1, an outer
内側環状部1は、ユニフォミティを向上させる観点から、厚みが一定の円筒形状であることが好ましい。また、内側環状部1の内周面には、車軸やリムとの装着のために、嵌合性を保持するための凹凸等を設けるのが好ましい。 The inner annular portion 1 is preferably a cylindrical shape having a constant thickness from the viewpoint of improving uniformity. Moreover, it is preferable to provide the inner peripheral surface of the inner annular portion 1 with irregularities or the like for maintaining fitting properties for mounting with an axle or a rim.
内側環状部1のタイヤ径方向の厚みは、連結部3に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さHの1〜20%が好ましく、2〜10%がより好ましい。
The thickness of the inner annular portion 1 in the tire radial direction is preferably 1 to 20% of the tire cross-section height H from the viewpoint of reducing weight and improving durability while sufficiently transmitting force to the connecting
内側環状部1の内径は、非空気圧タイヤTを装着するリムや車軸の寸法などに併せて適宜決定される。ただし、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、250〜500mmが好ましく、330〜440mmがより好ましい。 The inner diameter of the inner annular portion 1 is appropriately determined in accordance with the rim on which the non-pneumatic tire T is mounted and the dimensions of the axle. However, when an alternative to a general pneumatic tire is assumed, 250 to 500 mm is preferable, and 330 to 440 mm is more preferable.
内側環状部1のタイヤ軸方向の幅は、用途、車軸の長さ等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、100〜300mmが好ましく、130〜250mmがより好ましい。 The width of the inner annular portion 1 in the tire axial direction is appropriately determined according to the application, the length of the axle, and the like. However, when an alternative to a general pneumatic tire is assumed, 100 to 300 mm is preferable, and 130 to 250 mm is preferable. More preferred.
内側環状部1の引張モジュラスは、連結部3に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、装着性を図る観点から、5〜180000MPaが好ましく、7〜50000MPaがより好ましい。なお、本発明における引張モジュラスは、JIS K7312に準じて引張試験を行い、10%伸び時の引張応力から算出した値である。
The tensile modulus of the inner annular portion 1 is preferably 5 to 180000 MPa, more preferably 7 to 50000 MPa, from the viewpoint of reducing weight, improving durability, and wearing properties while sufficiently transmitting force to the connecting
外側環状部2は、ユニフォミティを向上させる観点から、厚みが一定の円筒形状であることが好ましい。外側環状部2のタイヤ径方向の厚みは、連結部3からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さHの1〜20%が好ましく、2〜10%がより好ましい。
The outer
外側環状部2は、弾性材料で構成された基材部21と、基材部21の中に埋設された環状の繊維強化プラスチック22とを備えている。繊維強化プラスチック22は、補強層として機能する。繊維強化プラスチック22としては、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)が例示される。繊維強化プラスチック22からなる補強層は、繊維のクロス(織物)に熱硬化性樹脂を含浸させたシート状の中間部材を使用することで、容易に形成できる。繊維の配向方向は、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向とするのが好ましい。なお、繊維強化プラスチック22は、複数枚を積層して用いてもよい。
The outer
基材部21と繊維強化プラスチック22との間の剥離強度は200N/25mm以上であり、好ましくは300N/25mm以上である。剥離強度を200N/25mm未満とすると、基材部21と繊維強化プラスチック22との間で剥離が生じてやすく、外側環状部2の耐久性が不十分となる。本発明における剥離強度とは、JIS K−6256−2に準じて測定した値であり、剥離強度の値が大きいほど剥離しにくいことを示す。
The peel strength between the
繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)は10μm以上であり、好ましくは20μ以上である。繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)を10μm以上とすることで、アンカー効果によって基材部21と繊維強化プラスチック22との間の剥離強度を高めることができる。一方、表面粗さ(Ra)を10μm未満とすると、十分なアンカー効果を発揮することが難しくなる。
The surface roughness (Ra) of the fiber reinforced
また、繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)は40μm以下であり、好ましくは30μm以下である。表面粗さ(Ra)を26μmよりも大きくすると、基材部21と繊維強化プラスチック22の界面での親和性が気泡の噛みこみ等により低下するため、アンカー効果による剥離強度の向上が限界となる。さらに、表面粗さ(Ra)を40μmよりも大きくすると、十分な剥離強度を得られなくなる。
The fiber reinforced
外側環状部2の内径は、その用途等応じて適宜決定される。ただし、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、420〜750mmが好ましく、480〜680mmがより好ましい。
The inner diameter of the outer
外側環状部2のタイヤ軸方向の幅は、用途、車軸の長さ等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、100〜300mmが好ましく、130〜250mmがより好ましい。
The width of the outer
外側環状部2の引張モジュラスは、連結部3に力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、5〜180000MPaが好ましく、7〜50000MPaがより好ましい。
The tensile modulus of the outer
連結部3は、内側環状部1と外側環状部2とを連結するものであり、両者の間に適当な間隔を置いて、タイヤ周方向に各々が独立するように複数設けられる。
The connecting
連結部3は、内側環状部1から外側環状部2までタイヤ径方向に延びる板状をしている。また、連結部3は、タイヤ幅方向に延びている。本実施形態の連結部3は、タイヤ幅方向の一方のタイヤ端から他方のタイヤ端まで連続して形成されている。
The connecting
タイヤ全体の連結部3の数としては、車両からの荷重を十分支持しつつ、軽量化、動力伝達の向上、耐久性の向上を図る観点から、10〜80個が好ましく、40〜60個がより好ましい。
The number of connecting
連結部3のタイヤ周方向の厚みは、内側環状部1および外側環状部2からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上を図る観点から、タイヤ断面高さHの1〜30%が好ましく、1〜20%がより好ましい。また、連結部3のタイヤ周方向の厚みは、耐久性を確保するため、2mm以上が好ましい。
The thickness of the connecting
連結部3のタイヤ軸方向の幅は、用途等に応じて適宜決定されるが、一般の空気入りタイヤの代替を想定した場合、100〜300mmが好ましく、130〜250mmがより好ましい。
The width of the connecting
連結部3の引張モジュラスは、内側環状部1及び外側環状部2からの力を十分伝達しつつ、軽量化や耐久性の向上、横剛性の向上を図る観点から、5〜50MPaが好ましく、7〜20MPaがより好ましい。
The tensile modulus of the connecting
本発明における支持構造体SSは、弾性材料で成形される。本発明における弾性材料とは、JIS K7312に準じて引張試験を行い、10%伸び時の引張応力から算出した引張モジュラスが、100MPa以下のものを指す。本発明の弾性材料としては、十分な耐久性を得ながら、適度な剛性を付与する観点から、好ましくは引張モジュラスが5〜100MPaであり、より好ましくは7〜50MPaである。母材として用いられる弾性材料としては、熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂が挙げられる。 The support structure SS in the present invention is formed of an elastic material. The elastic material in the present invention refers to a material having a tensile modulus calculated from a tensile stress at 10% elongation by a tensile test according to JIS K7312 and 100 MPa or less. The elastic material of the present invention preferably has a tensile modulus of 5 to 100 MPa, more preferably 7 to 50 MPa from the viewpoint of imparting adequate rigidity while obtaining sufficient durability. Examples of the elastic material used as the base material include thermoplastic elastomers, crosslinked rubbers, and other resins.
熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリ塩化ビニルエラストマー、ポリウレタンエラストマー等が例示される。架橋ゴム材料を構成するゴム材料としては、天然ゴムの他、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)、水素添加ニトリルゴム(水添NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、フッ素ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが例示される。これらのゴム材料は必要に応じて2種以上を併用してもよい。 Examples of the thermoplastic elastomer include polyester elastomer, polyolefin elastomer, polyamide elastomer, polystyrene elastomer, polyvinyl chloride elastomer, polyurethane elastomer and the like. Rubber materials constituting the crosslinked rubber material include natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (hydrogenated NBR). And synthetic rubbers such as chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPDM), fluorine rubber, silicon rubber, acrylic rubber, and urethane rubber. These rubber materials may be used in combination of two or more as required.
その他の樹脂としては、熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。 Examples of other resins include thermoplastic resins and thermosetting resins. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene resin, polystyrene resin, and polyvinyl chloride resin, and examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, polyurethane resin, silicon resin, polyimide resin, and melamine resin.
上記の弾性材料のうち、成形・加工性やコストの観点から、好ましくは、ポリウレタン樹脂が用いられる。なお、弾性材料としては、発泡材料を使用してもよく、上記の熱可塑性エラストマー、架橋ゴム、その他の樹脂を発泡させたもの使用可能である。 Of the above elastic materials, a polyurethane resin is preferably used from the viewpoint of moldability / workability and cost. In addition, as an elastic material, you may use a foaming material, and what used said thermoplastic elastomer, crosslinked rubber, and other resin foamed can be used.
弾性材料で一体成形された支持構造体SSは、内側環状部1、外側環状部2、及び連結部3が、補強繊維により補強されていることが好ましい。
In the support structure SS integrally formed of an elastic material, the inner annular portion 1, the outer
補強繊維としては、長繊維、短繊維、織布、不織布などの補強繊維が挙げられるが、長繊維を使用する形態として、タイヤ軸方向に配列される繊維とタイヤ周方向に配列される繊維とから構成されるネット状繊維集合体を使用するのが好ましい。 Examples of the reinforcing fibers include reinforcing fibers such as long fibers, short fibers, woven fabrics, and non-woven fabrics. As a form using long fibers, fibers arranged in the tire axial direction and fibers arranged in the tire circumferential direction It is preferable to use a net-like fiber assembly composed of:
補強繊維の種類としては、例えば、レーヨンコード、ナイロン−6,6等のポリアミドコード、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルコード、アラミドコード、ガラス繊維コード、カーボンファイバー、スチールコード等が挙げられる。 Examples of the types of reinforcing fibers include rayon cords, polyamide cords such as nylon-6,6, polyester cords such as polyethylene terephthalate, aramid cords, glass fiber cords, carbon fibers, and steel cords.
本発明では、補強繊維を用いる補強の他、粒状フィラーによる補強や、金属リング等による補強を行うことが可能である。粒状フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ等のセラミックス、その他の無機フィラーなどが挙げられる。 In the present invention, in addition to reinforcement using reinforcing fibers, it is possible to perform reinforcement with a granular filler or reinforcement with a metal ring or the like. Examples of the particulate filler include ceramics such as carbon black, silica, and alumina, and other inorganic fillers.
本発明における支持構造体SSは、弾性材料で成形されるが、支持構造体SSを製造する際に、一体成形が可能となる観点から、内側環状部1、外側環状部2、及び連結部3は、補強構造を除いて基本的に同じ材質とすることが好ましい。
The support structure SS in the present invention is formed of an elastic material. However, the inner ring portion 1, the
本実施形態では、外側環状部2の外側にトレッドゴム4が設けられている例を示す。トレッドゴム4としては、従来の空気入りタイヤのトレッドゴムと同様のものを設けることができる。また、トレッドパターンとして、従来の空気入りタイヤと同様のパターンを設けることが可能である。
In the present embodiment, an example in which a
<非空気圧タイヤの製造方法>
本発明の製造方法は、上記のような本発明の非空気圧タイヤTを好適に製造できる製造方法であって、内側環状部1の内周側を成形するための中型と、外側環状部2の外周側を成形するための外型と、中型と外型の間に周方向に配置され、内側環状部1の外周側、外側環状部2の内周側、および連結部3を成形するための複数の中子と、支持構造体SSのタイヤ幅方向両側面を成形するための一対の上型、下型とを配置して、内側環状部1、外側環状部2および連結部3に相当するキャビティを形成する工程と、繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)を大きくして10μm以上40μm以下とする工程と、キャビティのうち内側環状部1又は外側環状部2に相当する部分に環状の繊維強化プラスチック22を配設する工程と、キャビティに弾性材料の原料液を供給して硬化させて支持構造体SSの基材部21を成形する工程と、含むことを特徴とする。
<Method for producing non-pneumatic tire>
The manufacturing method of the present invention is a manufacturing method capable of suitably manufacturing the non-pneumatic tire T of the present invention as described above, and includes a middle mold for molding the inner peripheral side of the inner annular portion 1 and the outer
図3は、支持構造体SSを成形するための成形型を示しており、(a)正面図、(b)縦断面図である。成形型10は、支持構造体SSに対応するキャビティCを有する。各々のキャビティC1〜C3は、それぞれ支持構造体SSの内側環状部1、外側環状部2、連結部3に対応している。このようなキャビティCは、中型11と、外型12と、中子13と、上型14(図3(a)では不図示)と、下型15とによって形成される。中型11は、内側環状部1の内周側を成形し、外型12は、外側環状部3の外周側を成形し、中子13は、内側環状部1の外周側と外側環状部2の内周側および連結部3を成形するためのものである。また、上型14と下型15は、支持構造体SSのタイヤ幅方向両側面を成形するためのものである。中型11、外型12、中子13は、下型15に固定することができ、上型14は下型15に対して開閉可能になっている。
FIG. 3 shows a forming die for forming the support structure SS, (a) a front view and (b) a longitudinal sectional view. The
外型12と中子13との間のキャビティC2に環状の繊維強化プラスチック22を配設する。ただし、キャビティC2に繊維強化プラスチック22を配設する前に、予め繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)を大きくしておく。繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)を大きく方法としては、バフ処理等の機械的な方法もあるが、エネルギー照射による方法が好ましい。エネルギー照射によれば、補強層としての剛性を低下させることなく、繊維強化プラスチック22の表面粗さを大きくすることができる。エネルギー照射としては、電子線照射によるものが好ましい。電子線照射前の繊維強化プラスチック22の表面粗さ(Ra)が5〜10μmの場合、電子線照射は、30〜180kGyの照射線量で行うことが好ましく、100〜150kGyの照射線量で行うことがより好ましい。
An annular fiber reinforced
繊維強化プラスチック22は、環状に形成した際にその環状形状を保持し、自立可能となることが好ましい。繊維が柔らかすぎて自立できない場合、樹脂でコーティングするなどして自立可能にしてもよい。コーティング用の樹脂としては、ポリウレタンプライマーや樹脂エマルジョンなどが例示される。
When the fiber reinforced
次に、成形型10のキャビティCに弾性材料の原料液を充填する。弾性材料の原料液としては、前述した弾性材料を高温で軟化させたものや、反応硬化前又は架橋前の液状原料が挙げられる。充填の際、キャビティCの隙間への浸入や補強繊維への含浸を好適に行う上で、充填の際に原料液の粘度が小さいことが好ましい。
Next, the cavity C of the
また、原料液の充填を均一に行う目的で、遠心力を付与する方法も効果的である。その場合、成形型10の下型15を円盤状に形成して、成形型10を軸芯Oの周りにモーター等で回転させる方法が利用できる。
In addition, a method of applying centrifugal force is also effective for the purpose of uniformly filling the raw material liquid. In that case, a method of forming the
次いで、弾性材料の原料液を固化させ、脱型することにより支持構造体SSを得ることができる。原料液を固化させる方法としては、反応硬化、加熱硬化、冷却固化などが挙げられる。脱型を容易にするためには、成形型10の中子13を着脱可能な形態とすることが効果的である。
Next, the support structure SS can be obtained by solidifying and removing the raw material liquid of the elastic material. Examples of the method for solidifying the raw material liquid include reaction curing, heat curing, and cooling solidification. In order to facilitate demolding, it is effective to make the
脱型後には、ポストキュア工程などを実施することも可能である。その後、支持構造体SSの外周側に接着剤を介して、ベルト層、トレッドゴム等を巻き付けて接合してもよい。 After demolding, a post-cure process or the like can also be performed. Thereafter, a belt layer, tread rubber, or the like may be wound around and bonded to the outer peripheral side of the support structure SS via an adhesive.
[他の実施形態]
(1)前述の実施形態では、外側環状部2に繊維強化プラスチックが埋設されている例を示したが、内側環状部1に繊維強化プラスチックを埋設するようにしてもよい。また、内側環状部1と外側環状部2の両方に繊維強化プラスチックを埋設するようにしてもよい。
[Other Embodiments]
(1) In the above-described embodiment, the example in which the fiber reinforced plastic is embedded in the outer
(2)前述の実施形態では、タイヤ径方向に延びる板状の連結部3が、タイヤ周方向に各々が独立するように複数設けられている例を示したが、連結部3は、内側環状部1と外側環状部2を連結するものであれば、その形状、個数、配置等は特に限定されない。
(2) In the above-described embodiment, an example in which a plurality of plate-like connecting
(3)本発明の他の実施形態として、内側環状部と、その内側環状部の外側に同心円状に設けられた中間環状部と、その中間環状部の外側に同心円状に設けられた外側環状部と、内側環状部と中間環状部を連結する内側連結部と、中間環状部と外側環状部を連結する外側連結部とを備える支持構造体を有する非空気圧タイヤであって、内側環状部又は外側環状部は、弾性材料で構成された基材部と、基材部の中に埋設された環状の繊維強化プラスチックとを備え、基材部と繊維強化プラスチックとの間の剥離強度は200N/25mm以上であるものでもよい。 (3) As other embodiments of the present invention, an inner annular portion, an intermediate annular portion provided concentrically outside the inner annular portion, and an outer annular provided concentrically outside the intermediate annular portion A non-pneumatic tire having a support structure including a portion, an inner connecting portion that connects the inner annular portion and the intermediate annular portion, and an outer connecting portion that connects the intermediate annular portion and the outer annular portion, The outer annular part includes a base part made of an elastic material and an annular fiber reinforced plastic embedded in the base part, and the peel strength between the base part and the fiber reinforced plastic is 200 N / It may be 25 mm or more.
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
比較例1
繊維強化プラスチックに対して電子線照射を行うことなく製造した非空気圧タイヤを比較例1とした。表面粗さは8.2μmであった。評価結果を表1に示す。
Comparative Example 1
The non-pneumatic tire manufactured without performing electron beam irradiation with respect to fiber reinforced plastic was made into the comparative example 1. The surface roughness was 8.2 μm. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例1〜5、比較例2
繊維強化プラスチックに対して電子線照射を行い、表面粗さを大きくした繊維強化プラスチックを用いて製造した非空気圧タイヤを実施例1〜5、比較例2とした。評価結果を表1に示す。
Examples 1-5, Comparative Example 2
Non-pneumatic tires manufactured by using fiber reinforced plastic having a surface roughness increased by irradiating the fiber reinforced plastic with an electron beam were designated as Examples 1 to 5 and Comparative Example 2. The evaluation results are shown in Table 1.
表1の結果から以下のことが分かる。比較例1の非空気圧タイヤは、基材部と繊維強化プラスチックとの間の剥離強度が不十分なため、繊維強化プラスチックと基材部との間で剥離が生じた。実施例1〜5の非空気圧タイヤは、比較例1と比較して、剥離強度が200N/25mm以上となり、繊維強化プラスチックと基材部との間での剥離を抑制することができた。比較例2の非空気圧タイヤは、表面粗さが40μmよりも大きくなり、十分な剥離強度が得られず、繊維強化プラスチックと基材部との間で剥離が生じた。 From the results in Table 1, the following can be understood. In the non-pneumatic tire of Comparative Example 1, the peel strength between the base material portion and the fiber reinforced plastic was insufficient, so that the peel occurred between the fiber reinforced plastic and the base material portion. Compared with Comparative Example 1, the non-pneumatic tires of Examples 1 to 5 had a peel strength of 200 N / 25 mm or more, and could suppress peeling between the fiber-reinforced plastic and the base material portion. In the non-pneumatic tire of Comparative Example 2, the surface roughness was larger than 40 μm, sufficient peel strength was not obtained, and peeling occurred between the fiber reinforced plastic and the base material portion.
1 内側環状部
2 外側環状部
3 連結部
10 成形型
11 中型
12 外型
13 中子
14 上型
15 下型
21 基材部
22 繊維強化プラスチック
SS 支持構造体
T 非空気圧タイヤ
C キャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記内側環状部又は前記外側環状部は、弾性材料で構成された基材部と、前記基材部の中に埋設された環状の繊維強化プラスチックとを備え、
前記基材部と前記繊維強化プラスチックとの間の剥離強度は200N/25mm以上であることを特徴とする非空気圧タイヤ。 Non-pneumatic comprising a support structure comprising an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided outside the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. Tire,
The inner annular portion or the outer annular portion includes a base material portion made of an elastic material, and an annular fiber reinforced plastic embedded in the base material portion,
The non-pneumatic tire characterized by the peeling strength between the said base-material part and the said fiber reinforced plastic being 200 N / 25mm or more.
前記内側環状部の内周側を成形するための中型と、前記外側環状部の外周側を成形するための外型と、中型と外型の間に周方向に配置され、前記内側環状部の外周側、前記外側環状部の内周側、および前記連結部を成形するための複数の中子と、前記支持構造体のタイヤ幅方向両側面を成形するための一対の上型、下型とを配置して、前記内側環状部、前記外側環状部および前記連結部に相当するキャビティを形成する工程と、
繊維強化プラスチックの表面粗さ(Ra)を大きくして10μm以上40μm以下とする工程と、
前記キャビティのうち前記内側環状部又は前記外側環状部に相当する部分に環状の前記繊維強化プラスチックを配設する工程と、
前記キャビティに弾性材料の原料液を供給して硬化させて前記支持構造体の基材部を成形する工程と、含むことを特徴とする非空気圧タイヤの製造方法。 Non-pneumatic comprising a support structure comprising an inner annular portion, an outer annular portion concentrically provided outside the inner annular portion, and a connecting portion that connects the inner annular portion and the outer annular portion. A tire manufacturing method comprising:
A middle mold for molding the inner peripheral side of the inner annular part, an outer mold for molding the outer peripheral side of the outer annular part, and a circumferential direction between the middle mold and the outer mold, A plurality of cores for forming the outer peripheral side, the inner peripheral side of the outer annular portion, and the connecting portion; a pair of upper molds and lower molds for molding both side surfaces in the tire width direction of the support structure; And forming a cavity corresponding to the inner annular portion, the outer annular portion, and the connecting portion;
Increasing the surface roughness (Ra) of the fiber reinforced plastic to 10 μm or more and 40 μm or less;
Disposing the annular fiber-reinforced plastic in a portion corresponding to the inner annular portion or the outer annular portion of the cavity;
A method of manufacturing a non-pneumatic tire, comprising: supplying a raw material liquid of an elastic material to the cavity and curing the material liquid to form a base material portion of the support structure.
The non-pneumatic tire manufacturing method according to claim 4, wherein the elastic material is thermosetting polyurethane.
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