本發(fā)明涉及具有用于提高乘坐舒適性能的振動抑制構(gòu)造的輪胎及其制造方法。
背景技術:
車輛的輪胎在地面上行駛時產(chǎn)生振動。而且,車身的振動因在輪胎和地面接觸時,輪胎的變形引起的振動對從輪胎至車身的構(gòu)造體加振而產(chǎn)生。該車身的振動大幅左右車輛的乘坐舒適性,因此,車輛及輪胎的制造者正在致力于通過輪胎抑制振動而使得振動不再向車身傳遞的研究開發(fā)。
圖1是現(xiàn)有輪胎的剖面概念圖。從輪胎向車身傳遞振動的結(jié)構(gòu)在于,輪胎的原材料自身被加振,該振動通過車輪12、軸、汽車懸架而傳遞至車身。
輪胎和地面的接觸引起的輪胎的變形首先是從胎面13的接觸面開始,使“側(cè)壁”14(輪胎的側(cè)面部分)變形、振動,之后向車輪12、輪胎內(nèi)部的空氣室11傳遞。
作為用于抑制這種振動的研究,考慮使輪胎具備有效抑制輪胎和地面的接觸引起的變形的構(gòu)造的研究。作為這種技術,可舉出專利文獻1。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2013-52858號公報
技術實現(xiàn)要素:
(發(fā)明要解決的問題)
專利文獻1中為下述研究,將由以表現(xiàn)為脹流(ダイラタント)的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層構(gòu)成的薄層構(gòu)造部配置于輪胎內(nèi)部表面,利用脹流的性質(zhì)即“對于小的剪斷應力,如液體那樣表現(xiàn);對于大的剪斷應力,如固體那樣表現(xiàn)的性質(zhì)”,有效抑制輪胎和地面的接觸引起的變形。
但是,專利文獻1中,在薄層構(gòu)造部非常薄的情況下(2mm以內(nèi)),要求將幾層薄層片材無偏差而均勻地粘接這種制造工序上非常難的作業(yè),因此,不能應對要通過更薄且輕的片材提高效果的開發(fā)上的要求。另外,在由單層的脹流層構(gòu)成的薄層構(gòu)造部的情況下,有時對輪胎的運動特性造成不良影響,其原因可舉出,專利文獻1的發(fā)明因為不具有用于使脹流層在薄層構(gòu)造部內(nèi)在截面方向上產(chǎn)生反應速度的差異的特征,所以輪胎和地面的接觸、分離引起的加振時的脹流層的反應速度在薄層構(gòu)造部的截面方向上相同,由此會阻礙輪胎的順暢的變形。
由于上述理由,本發(fā)明的課題在于,提供一種振動抑制輪胎,在薄層構(gòu)造部內(nèi)包括具有用于沿截面方向產(chǎn)生反應速度的差異的特征的脹流層,由此,具有即使僅通過極薄的單層或少數(shù)的層也能夠不損害輪胎的運動特性地發(fā)揮作用的薄層構(gòu)造部,從而,能夠制造容易且低成本地提供一種振動抑制輪胎。
(解決技術問題的技術方案)
為了解決上述課題,第一,本發(fā)明開發(fā)了一種輪胎,其具有包含脹流層的薄層構(gòu)造部,所述脹流層為以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層,其中,以所述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)降低的方式配置所述粒子。從而,能夠提供一種具有用于在薄層構(gòu)造部內(nèi)沿截面方向產(chǎn)生反應速度的差異的特征的振動抑制輪胎。
第二,本發(fā)明還開發(fā)了一種輪胎,在上述特征的基礎上,所述薄層構(gòu)造部在脹流層自身的上層或/及下層還包含具有彈性的粘合劑層,所述粘合劑層為將所述脹流層與其它部件接合,用于保護所述脹流層的層。由此,也可以保護脹流層,且提高振動吸收效果。
在此,“脹流”是指示出對于小的剪斷應力如液體那樣表現(xiàn),對于大的剪斷應力如固體那樣表現(xiàn)的性質(zhì)的混合物。被分類為非牛頓流體的一種。
(發(fā)明的效果)
根據(jù)由以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明,能夠提供一種具有用于在薄層構(gòu)造部內(nèi)沿截面方向產(chǎn)生反應速度的差異的特征的振動抑制輪胎,從而,能夠提供:僅通過具有單層或少數(shù)的層的、更薄更輕的薄層構(gòu)造部不阻礙輪胎的順暢的變形地吸收振動的輪胎。
附圖說明
圖1是表示一般的輪胎的截面的概念圖。
圖2是表示實施例1的輪胎的截面的概念圖。
圖3是表示實施例1的薄層構(gòu)造部的結(jié)構(gòu)的最簡單的一例的概念圖。
圖4是表示粒子密度和脹流性(ダイラタンシー)的反應速度的關系的圖。
圖5:表示更優(yōu)選的分布密度的圖1。
圖6:表示更優(yōu)選的分布密度的圖2。
圖7是表示本發(fā)明涉及的輪胎和溫度抑制的關系的實驗結(jié)果。
圖8是實施例1的制造方法的流程圖。
圖9是表示制造過程中的混煉的情況的圖。
圖10是表示制造過程中的冷卻的情況的圖。
圖11是應用的制造方法的流程圖。
圖12是表示通過應用的制造方法制造的輪胎的冷卻過程的圖。
圖13是表示實施例2的薄層構(gòu)造部的結(jié)構(gòu)的一例的概念圖。
圖14是實施例2的制造方法的的流程圖。
符號說明
空氣室11
車輪12
胎面13
側(cè)壁14
內(nèi)襯層17
輪胎內(nèi)部表面18
粒子19
結(jié)合材料20
薄層構(gòu)造部0200、1300
脹流層0310、1310
粘合劑層1320
橡膠0901
氧化鋁粒子0902
攪拌機器0903。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明的實施例進行說明。實施例和權(quán)利要求的相互關系如下。實施例1主要與權(quán)利要求1相關,實施例2主要與權(quán)利要求2相關。此外,本發(fā)明不受這些實施例任何限定,在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以以各種方式進行實施。
實施例1
<發(fā)明的概要>
本實施例的輪胎的特征在于,具有包括脹流層的薄層構(gòu)造部,該脹流層是以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層,以上述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)而降低的方式配置上述粒子。
<發(fā)明的結(jié)構(gòu)>
圖1是現(xiàn)有一般的輪胎的剖面概念圖,圖2是實施例1的輪胎的剖面概念圖。兩圖的不同之處是薄層構(gòu)造部(0200)的有無。進而,圖3表示薄層構(gòu)造部的最簡單的結(jié)構(gòu)的一例。
圖2的薄層構(gòu)造部(0200)配置于輪胎內(nèi)部表面(18)。另外,如圖3所示,薄層構(gòu)造部(0200)由一個脹流層構(gòu)成,以上述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)而降低的方式配置上述粒子。
以下,對脹流層中的粒子和其結(jié)合材料的結(jié)構(gòu)及材料例進行說明。
“脹流層”(0310)是指以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層。另外,“表現(xiàn)為脹流”是指對于小的剪斷應力如液體那樣表現(xiàn)、對于大的剪斷應力如固體那樣表現(xiàn)。
作為構(gòu)成脹流層的粒子的材料,可以使用氧化鋁粒子或二氧化硅粒子等無機氧化物粒子。如果以氧化鋁粒子為例,則市售粒徑的范圍從1μm至100μm。作為分散于結(jié)合材料中的粒子的粒徑,如果粒徑過大,則在制造中進行結(jié)合材料的混煉時,有時損傷攪拌機或滾筒表面,因此,期望為較小的1μm~10μm。
構(gòu)成脹流層的結(jié)合材料需要:具有保持粒子的性質(zhì);具有彈性,從而即使受到輪胎旋轉(zhuǎn)時的變形,薄層構(gòu)造部也不會不可逆地變形、破損;分子尺寸、表面張力小,以達到充分進入粒子之間的程度。作為具有這些性質(zhì)的結(jié)合材料的例子,可舉出橡膠等高分子化合物、涂料、粘合劑、粘接劑等。
就脹流層中的粒子的截面方向的分布密度而言,優(yōu)選的是,通過使其具有特征,而具有用于產(chǎn)生以僅通過脹流層不會阻礙輪胎的順暢的變形的方式吸收振動的效果的特征。在這一點上,圖4是表示粒子密度和脹流性的反應速度的關系的圖。如果粒子密度高,則脹流性的反應速度快,另一方面,如果粒子密度低,則脹流性的反應速度慢。因此,如果脹流層的粒子密度為一定,則脹流層整體同時反應,會急劇增加硬度而產(chǎn)生反作用力,因此,不能適宜地抑制振動,不能以僅通過薄層構(gòu)造部不會阻礙輪胎的順暢的變形的方式吸收振動。與之對比,本發(fā)明涉及的輪胎的脹流層因為“以上述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)降低的方式配置上述粒子”,所以隨著從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè),存在各種粒子密度的部分。因此,本發(fā)明涉及的輪胎由于以從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè),脹流性的反應速度變慢,離中部越遠越逐漸增加硬度的方式吸收振動,因此,在路面接觸及分離的大的輪胎變形時不會損害必要的柔軟度,因此,能夠發(fā)揮不阻礙輪胎的順暢的變形而吸收振動的效果。
另外,作為本實施中的“以上述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)降低的方式配置上述粒子”的例子,不僅包含使分布密度降低的程度在上側(cè)下側(cè)為均等的情況,而且還包含以考慮到車輛行駛中的離心力的影響的分布密度配置的情況。此外,就在此所說的離心力而言,在輪胎外側(cè)比在輪胎中心部側(cè)大。
作為后者的情況下的具體例,例如,考慮在行駛中因離心力的影響而氧化鋁粒子靠向輪胎外側(cè),如圖5所示,可舉出停止中的分布密度靠向輪胎的中心部側(cè)的配置的情況。如果設為這樣的配置,則在行駛中,因離心力的影響而上述粒子的分布密度從脹流層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)“均等地”降低。因此,能夠有效吸收行駛中與地面的接觸導致的振動等(制造方法后述。)。
進而,作為具體例,假定因通過行駛中的離心力的影響進行了壓縮而分布密度發(fā)生變化,如圖6所示,可以在確定了最想要發(fā)揮振動抑制的效果的行駛速度的基礎上,以成為在該行駛速度下的離心力的影響下最大發(fā)揮效果的分布密度的方式構(gòu)成停止時的分布密度。圖6中,(a)表示停止時的分布密度,(b)表示以最想要發(fā)揮振動抑制的效果的速度行駛時的分布密度。如果(b)的分布密度適當,則停止時的分布密度為如(a)那樣較為緩和的情況。如果這樣構(gòu)成,則在最想要發(fā)揮振動抑制的效果的行駛速度中成為最大發(fā)揮振動抑制的效果的分布密度。
以橡膠為作為基準的標準物質(zhì)的情況下的氧化鋁粒子的比重,優(yōu)選的是,在確保層的強度的同時,有效發(fā)揮脹流性的范圍。在這一點上,在使用了粒徑4μm~5μm的氧化鋁粒子的情況下,如果相對于作為基準的標準物質(zhì)即橡膠以氧化鋁粒子的比重成為1.5~3.0的方式分散氧化鋁粒子,則能夠在確保層的強度的同時,有效地發(fā)揮脹流性。進而,同樣,在使用了粒徑4μm~5μm的氧化鋁粒子的情況下,如果相對于作為基準的標準物質(zhì)即橡膠以氧化鋁粒子的比重成為2.0~2.5的方式分散氧化鋁粒子,則能夠在確保層的強度的同時,更有效地發(fā)揮脹流性。因此,以橡膠為作為基準的標準物質(zhì)的情況下的氧化鋁粒子的比重優(yōu)選在1.5~3.0的范圍內(nèi),更優(yōu)選在2.0~2.5的范圍內(nèi)。
從發(fā)揮振動降低效果且實現(xiàn)輕量化的觀點出發(fā),薄層構(gòu)造部的厚度相對于輪胎的胎面部的厚度優(yōu)選設為百分之一~十分之一的厚度。當然,該適宜厚度也根據(jù)各種各樣的條件、例如輪胎的尺寸(普通汽車用的尺寸至大型卡車、礦山用大型卡車、噴氣客機的輪胎等)、轉(zhuǎn)速(普通汽車程度、f1賽車的輪胎、單軌車的輪胎等)、輪胎承受的沖擊(普通汽車用、越野車用、飛機的輪胎)等適宜選擇。
發(fā)揮脹流性的程度會由于使用的粒子的種類·質(zhì)量·粒徑·形狀·密度、使用的結(jié)合材料或粒子的彈性·密度等而變化。另外,上述脹流層因在輪胎內(nèi)受到輪胎內(nèi)部的空氣壓或輪胎的旋轉(zhuǎn)引起的離心力的負荷,所以輪胎旋轉(zhuǎn)時與輪胎不旋轉(zhuǎn)時相比,層的厚度被壓縮。由此,粒子和其結(jié)合材料的相對的配置也發(fā)生變化,發(fā)揮脹流性的程度也有所改變。
另外,粒子的形狀及構(gòu)造沒有特別限定。例如,粒子具有中空構(gòu)造,在該中空構(gòu)造的內(nèi)部也可以含有高分子化合物、極性溶劑或非牛頓流體。這些內(nèi)容物通過在受到應力時吸收運動能,可以提高振動降低效果。進而,粒子可以設為圓形或具有切面的球形等具有更大的充填密度的幾何學形狀,通過選擇具有特定的形狀或構(gòu)造的粒子,也可以調(diào)整脹流性。
如上述,“薄層構(gòu)造部”由以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層即脹流層構(gòu)成,但薄層構(gòu)造部未必需要僅由脹流層構(gòu)成,也可以將其它層配置于脹流層的上部或下部、或脹流層之間。
上述薄層構(gòu)造部還可以在脹流層自身的上層或/及下層包含將上述脹流層與其它部件(包含其它脹流層。)接合,用于保護上述脹流層的層即具有彈性的粘合劑層(詳細將于實施例2中說明)。在脹流層和粘合劑層的粘接、及輪胎內(nèi)部和薄層構(gòu)造部的粘接中,可以將如下材料選定為結(jié)合材料及粘合劑層的材料:粘接劑自身、或具有粘接力的涂料或彈性材料、或通過硫化的熱反應而粘接的材料,但不限于此。用于層形成的粘合劑層之一也可以包含在爆胎時防止空氣泄漏的材料。
上述薄層構(gòu)造部可以設置于輪胎外部表面(通過胎面花紋制作的溝的底面部分或/及側(cè)面部分)或輪胎內(nèi)部、輪胎內(nèi)部表面(輪胎內(nèi)部的胎面表面、即與空氣室相接的面)的任一處。在設置于輪胎內(nèi)部表面的情況下,更容易抑制振動。
上述薄層構(gòu)造部即使由單數(shù)的脹流層構(gòu)成,也能夠發(fā)揮充分的振動抑制功能。
上述薄層構(gòu)造部相對于通過輪胎和地面的接觸或分離而引起的急劇的變形作為振動衰減部件起作用。
<脹流層的作用的說明>
以下說明路面行駛中的脹流層的作用。
在胎面面未受到與地面的接觸或分離引起的急劇的加振時,輪胎內(nèi)部的空氣壓和來自輪胎內(nèi)側(cè)的離心力施加于脹流層,由于該力,成為脹流層內(nèi)的粒子彼此容易相互摩擦的狀態(tài)。(除直接地接觸的情況外,還包含經(jīng)由夾持于其間的結(jié)合材料間接地擠壓的情況)此時,通過因與地面的接觸引起的沖擊波而傳播至輪胎整體的振動,脹流層如液體那樣表現(xiàn)而變形,此時,因粒子彼此摩擦而將粒子的運動能變換成熱能。通過向該熱能的變換,在輪胎整體傳播的振動被衰減。
接著,在輪胎受到與地面的接觸引起的急劇的加振時,胎面發(fā)生急劇的變形,與在此之前受到的空氣壓及離心力相反的力作用至薄層構(gòu)造部。這樣地被從負荷急劇釋放的脹流層相對于大的剪斷應力如固體那樣表現(xiàn),即表現(xiàn)出脹流性,將抑制變形及振動。但是,抑制輪胎的地面接觸及分離中的變形本身帶來阻礙輪胎的順暢的變形、損害其運動特性,因此,以如下方式控制該脹流性的表現(xiàn):通過使薄層構(gòu)造部具有截面方向的粒度分布的差異或多層構(gòu)造等的特征,而漸次地錯時地進行該脹流性的表現(xiàn)。由此,薄層構(gòu)造部具有不阻礙輪胎的順暢的變形而局部且重點地抑制因變形的沖擊所產(chǎn)生的輪胎的加振的作用。通過具有這種作用,薄層構(gòu)造部具有與用于形狀穩(wěn)定的局部的質(zhì)量阻尼器相同的效果。在此,質(zhì)量阻尼器通常是指為了抑制輪胎的振動而備置于輪胎的重量部件。即,上述薄層構(gòu)造部能夠不使輪胎的運動性能變差而抑制輪胎的振動。
在輪胎受到與地面的接觸引起的急劇的加振后,在直至輪胎從地面分離的期間,薄層構(gòu)造部立即僅受到穩(wěn)定的輪胎內(nèi)的空氣壓力和離心力,因此,從固體的性狀立即返回至本來的液體的性狀,通過粒子的相互摩擦而持續(xù)地抑制振動。而且,在輪胎與地面分離時,胎面從變形急劇恢復,此時,與空氣壓及離心力相反的力急劇地作用于薄層構(gòu)造部。因此,與和地面的接觸時同樣地,薄層構(gòu)造部通過其截面方向的特征不阻礙輪胎的順暢的變形,通過脹流性表現(xiàn)的效果來抑制輪胎的振動。
另外,通過重復上述的過程,薄層構(gòu)造部內(nèi)的粒子彼此沿縱橫方向相互按壓或分離。通過該力,位于粒子的間隙的結(jié)合材料重復壓縮和復元,因此,通過此時產(chǎn)生的滯后損耗,結(jié)合材料將運動能變換為熱能,使輪胎整體的振動衰減。
進而,圖7是表示本發(fā)明的輪胎和溫度抑制的關系的實驗結(jié)果。將測試輪胎的內(nèi)部溫度設定為25℃,在表中記載的各種條件下,輪胎的溫度通過從飽和狀態(tài)時的輪胎的外側(cè)測定第二個溝的底部的表面溫度,進行比較。設置于輪胎內(nèi)面的薄層構(gòu)造部為厚度0.6mm的橡膠和氧化鋁粒子所形成的單一層片材,比重為2.6。輪胎的尺寸為215/50/r17。
其中,根據(jù)負荷為2600n這一條件的實驗結(jié)果可知,在速度為36km/h的情況下,與粘貼有同重量的橡膠的輪胎或普通的輪胎相比,輪胎胎面面的溫度降低約1.8度。還可知,在速度為72km/h的情況下,與粘貼有同重量的橡膠的輪胎或普通的輪胎相比,輪胎胎面面的溫度降低約2.7度。也可知,在速度為108km/h的情況下,與粘貼有同重量的橡膠的輪胎或普通的輪胎相比,輪胎胎面面的溫度降低約3.5度。此外可知,在負荷為5254n的條件下速度為80km/h的情況下,與粘貼有同重量的橡膠的輪胎或普通的輪胎相比,輪胎胎面面的溫度降低約4.3度。
考慮上述實驗結(jié)果的原因在于,通過抑制輪胎胎面面的振動,滯后損耗被降低,輪胎的溫度上升被抑制。另外可知,即使在受到輪胎的滾動阻力測定時那樣大的負荷而輪胎的變形大時,也有該溫度抑制效果。
如上,在路面行駛中的輪胎重復進行與地面的接觸、分離中,薄層構(gòu)造部對于振動的降低及溫度抑制表現(xiàn)出效果。另外,上述薄層構(gòu)造部自身相對于輪胎的重量為輕量,且可以由廉價的材料制造,因此,能夠抑制由于增加該構(gòu)造部所導致的輪胎整體的總重量和制造成本的增加。
<制造方法>
本發(fā)明的輪胎的制造方法有:(1)將橡膠等結(jié)合材料和氧化鋁粒子混煉,之后進行冷卻,由此生成薄層構(gòu)造部的片材,將該片材配置于輪胎的方法;(2)在結(jié)束了硫化的輪胎內(nèi)表面或輪胎胎面表面噴射熱的粒子,生成薄層構(gòu)造部的方法。由于前者為基本的制造方法,將前者作為“基本的制造方法”進行說明,將后者作為“應用的制造方法”進行說明。
《基本的制造方法》
圖8是表示本實施例的輪胎的制造方法的一例的流程圖。首先,生成包含以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層即脹流層的薄層構(gòu)造部(薄層構(gòu)造部生成步驟、s0810)。接著,通過加熱處理和加壓處理將薄層構(gòu)造部配置于輪胎內(nèi)部或輪胎內(nèi)部表面附近(薄層構(gòu)造部加壓處理步驟、s0820)。
然后,薄層構(gòu)造部生成步驟(s0810)具體經(jīng)過以下的工序。
圖9是表示使用將橡膠(0901)作為結(jié)合材料使用且將氧化鋁粒子(0902)作為粒子使用的情況下的攪拌器具(0903)進行混煉的情況的圖。通過使用攪拌器具將橡膠和氧化鋁粒子混合,氧化鋁粒子均勻分散在橡膠整體中。
這里使用了攪拌器具,但只要為適用于混煉的器具即可,也可以使用滾筒來代替攪拌器具。
圖10是表示使通過混煉而均勻分散有氧化鋁粒子的橡膠冷卻的情況的圖。冷卻的方法可以是自然冷卻也可以是強制冷卻。例如,如果希望使“從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)而上述粒子的分布密度降低”的程度為均等,能夠通過由導熱率相同的物質(zhì)從上下夾持而實現(xiàn)。另外,如果希望成為停止中的分布密度靠近輪胎的中心部側(cè)的配置,能夠通過使用導熱率較高的物質(zhì)對成為輪胎外側(cè)的面進行冷卻而實現(xiàn)。
圖10中,(a)表示冷卻前的氧化鋁粒子的分布密度,另一方面,(b)表示冷卻后的氧化鋁粒子的分布密度。此外,在進行冷卻時,為了使向之后的輪胎的配置變得容易,優(yōu)選將均勻分散有氧化鋁粒子的橡膠制成片狀。
冷卻前的氧化鋁粒子的分布密度整體上是均勻的。之后,分散有氧化鋁粒子的橡膠通過被從兩端冷卻,從遠離層的中部的部分開始依次固化。通過從端部開始依次固化,原本均勻分散的氧化鋁粒子被擠向更柔軟的中部側(cè)。然后,在整體的冷卻完成后的時刻,氧化鋁粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)降低。這樣,制造“包含以上述粒子的分布密度從層的中部朝向?qū)拥纳蟼?cè)及層的下側(cè)降低的方式配置有上述粒子的脹流層的薄層構(gòu)造部”。
接著,薄層構(gòu)造部加壓處理步驟(s0820)為以下的工序。
該薄層構(gòu)造部為片狀,因此,在輪胎的制造工序中,可以與硫化前的輪胎材料配合而配置在輪胎內(nèi)部。另外,該片材也可以為作為輪胎的構(gòu)成要素之一的內(nèi)襯層17的構(gòu)造的一部分。在薄層構(gòu)造部加壓處理步驟中,將通過上述薄層構(gòu)造部生成步驟生成的薄層構(gòu)造部配置于輪胎中間構(gòu)造體的內(nèi)部,形成包含薄層構(gòu)造部的生胎(グリーンタイヤ)。將該生胎放入模具中,實施硫化工序。在該硫化工序中進行加熱加壓處理,進行硫化,形成輪胎內(nèi)部配置(固定)有薄層構(gòu)造部的輪胎。由此,可以制造具有振動抑制構(gòu)造的輪胎。
《應用的制造方法》
關于應用的制造方法,以使用氧化鋁粒子的情況為例進行說明。圖11是表示應用的制造方法的流程圖。
首先,準備硫化后的輪胎(硫化后輪胎準備步驟。s1110)。這一點是與基礎的制造方法不同的點。
之后,通過高壓以高速向硫化后的輪胎的內(nèi)表面或輪胎胎面表面噴射加熱至攝氏300~400度的氧化鋁粒子(粒子噴射步驟。s1120)。通過該工序,通過高溫的熱將表面的橡膠熔化,形成孔,氧化鋁粒子突入到內(nèi)部后,所形成的孔由熔化的橡膠再次堵塞。輪胎表面主要由原先的橡膠和堵塞了孔的橡膠構(gòu)成,因此,氧化鋁粒子的粒密度減少。
為了均勻地噴附粒子,從噴嘴相對于旋轉(zhuǎn)的輪胎放出粒子。通過調(diào)整來自噴嘴的粒子的噴射的量·角度·速度、或設置多個噴嘴、或最后噴射熱的氣體,調(diào)整粒子的配置,可以控制成適當?shù)膶訝睢?/p>
圖12是通過應用的制造方法制造本發(fā)明的輪胎的圖。時間序列按(a)(b)(c)的順序推移。將加熱至攝氏300~400度的氧化鋁粒子高速噴射到輪胎內(nèi)表面即后,輪胎中心部側(cè)的氧化鋁粒子的密度最高。而且,每經(jīng)過時間的推移,氧化鋁粒子的密度大的部分向輪胎外側(cè)移動。最終,包含以通過離心力的影響而發(fā)揮效果的方式在適宜的密度分布中分散有氧化鋁粒子的脹流層的薄層構(gòu)造部完成。另外,該情況下,可以將直至噴射的氧化鋁粒子到達的部分為止的部分視為薄層構(gòu)造部。
<效果>
根據(jù)本實施例,能夠提供具有用于在薄層構(gòu)造部內(nèi)產(chǎn)生反應速度的差異的特征的振動抑制輪胎,以能夠提供通過僅脹流層的薄層構(gòu)造部不阻礙輪胎的順暢的變形地吸收振動的輪胎。另外,也帶來振動引起的噪音的降低。進而,本實施例的輪胎與現(xiàn)有技術相比,僅通過簡易的方法設置使用了更輕量且廉價的材料的部件即可制造。
實施例2
<概要>
本實施例的輪胎與實施例1基本上相同,其特征在于,在脹流層自身的上層或/及下層還包含,將上述脹流層與其它部件接合,用于保護上述脹流層的層即具有彈性的粘合劑層。通過具有該結(jié)構(gòu),可以進一步保護脹流層的構(gòu)造。另外,可以進一步提高振動抑制效果。
<結(jié)構(gòu)>
圖13是表示本實施例的薄層構(gòu)造部的結(jié)構(gòu)例的概念圖。本實施例中,薄層構(gòu)造部由一個脹流層(1310)和兩個粘合劑層(1320)構(gòu)成。關于脹流層,與實施例1相同。以下說明粘合劑層。
“粘合劑層”(1320)是指在上述薄層構(gòu)造部中用于將上述脹流層(1310)與位于其上部或/及下部的其它部件接合的層。在此,其它部件也可以包含其它脹流層。由此,與沒有粘合劑層的情況相比,可以進一步保護脹流層,因此,即使受到輪胎的變形也能夠保護構(gòu)造,具有破損的情況減少的效果。
作為粘合劑層的材料,為了抑制振動,優(yōu)選使用與構(gòu)成脹流層的結(jié)合材料同樣具有彈性的材料。另外,為了保持脹流層而需要粘合性或粘接性等,因此,也可以使用涂料、橡膠、粘合劑、粘接劑、膠粘帶(基體材料和粘接劑或粘合劑的復合材料)等。也可以使用與結(jié)合材料相同的材料,但不限于此。
不論材料相同與否,只要在脹流層和粘合劑層之間產(chǎn)生任何的邊界(作為其它例,由于平均密度的差異、變形的容易度的差異等),則能夠提高摩擦帶來的振動抑制效果。
例如,在配置由與結(jié)合材料不同的材料構(gòu)成的粘合劑層的情況下,在受到變形或振動時,在由不同的材料構(gòu)成的鄰接的層之間產(chǎn)生摩擦,結(jié)果可以提高振動抑制效果。
另外,即使在結(jié)合材料和粘合劑層的材料相同的情況下,有時也可以視為在脹流層和粘合劑層之間實質(zhì)上產(chǎn)生了邊界,例如在使用結(jié)合材料形成了脹流層后、形成粘合劑層之前,由于脹流層的結(jié)合材料的表面暴露在空氣中而產(chǎn)生與空氣分子的作用,由于這種作用發(fā)生了結(jié)合材料表面的性質(zhì)的變化等,從而在與之后形成的粘合劑層之間實質(zhì)上產(chǎn)生邊界。該情況下,即使結(jié)合材料和粘合劑層的材料為相同材料,也與不同的材料的情況同樣地,能夠提高摩擦帶來的振動抑制效果。
與實施例1同樣地,在路面行駛中,未受到輪胎與地面的接觸引起的變形的脹流層,因輪胎的旋轉(zhuǎn)帶來的離心力的影響而如液體那樣表現(xiàn),由此,脹流層內(nèi)的粒子彼此相互摩擦,將粒子的運動能變換成熱能。在此,通過進一步配置粘合劑層,脹流層和粘合劑層相互摩擦而產(chǎn)生向熱能的變換。因此,在輪胎整體傳遞的振動和空氣室的共振被衰減。
<制造方法>
本實施例的輪胎的制造方法基本上與實施例1相同,不同點是粘合劑層有無形成。圖14是表示本實施例的輪胎的制造方法的一例的流程圖。首先,生成包含以表現(xiàn)為脹流的方式配置有粒子和其結(jié)合材料的層即脹流層的薄層構(gòu)造部(薄層構(gòu)造部生成步驟、s1410)。接著,通過加熱処理和加壓處理將薄層構(gòu)造部配置于輪胎內(nèi)部或輪胎內(nèi)部表面附近(薄層構(gòu)造部加壓處理步驟、s1420)。然后,本實施例中的薄層構(gòu)造部生成步驟(s1410)除與實施例1相同的脹流層的形成步驟(脹流層形成步驟、s1411)之外,還追加了以重合的方式形成粘合劑層的步驟(粘合劑層形成步驟、s1412)。
另外,也可以使脹流層的結(jié)合材料和粘合劑層的材料為相同的材料并以追加的形式形成粘合劑層,也可以不以追加的形式形成粘合劑層而通過將脹流層的最表面改性(使分子的結(jié)合狀態(tài)積極變化、例如幾種材料的噴附帶來的變化;照射光例如紫外線帶來的變化等)而形成粘合劑層。
此外,在本實施例的情況下,成為脹流層被粘合劑層保護并被覆蓋的結(jié)構(gòu),因此,在完成脹流層的中間工序中,脹流層的粒子和結(jié)合材料的一體性、或脹流層的粒子彼此的一體性也可以脆弱。例如,也可以使用被高分子化合物覆蓋的粒子,該高分子化合物與熱和壓力反應才成為結(jié)合材料。具有這種覆蓋結(jié)構(gòu)的粒子在輪胎的制造工序中由成為粘合劑層的薄的片狀的生橡膠夾持,在硫化工序后在輪胎內(nèi)形成滿足作為脹流材料的功能的脹流層。
薄層構(gòu)造部也可以為作為輪胎的構(gòu)成要素之一的內(nèi)襯層17的構(gòu)造的一部分。
本實施例涉及的薄層構(gòu)造部加壓處理步驟(s1420)與實施例1的薄層構(gòu)造部加壓處理步驟基本上相同。不過,在本實施例中,由于新增加了粘合劑層,因此,關于該部分,以下進行說明。如上述,將通過上述薄層構(gòu)造部生成步驟生成的薄層構(gòu)造部配置于輪胎中間構(gòu)造體的內(nèi)部,形成包含薄層構(gòu)造部的生胎。將該生胎放入模具中,實施硫化工序。在該硫化工序中進行加熱加壓處理,進行硫化,輪胎內(nèi)部配置(固定)有薄層構(gòu)造部的輪胎完成。此時,薄層構(gòu)造部的構(gòu)造為,成為在脹流層內(nèi)粒子分散在結(jié)合材料中的狀態(tài),并且,脹流層及粘合劑層形成與熱和壓力反應而形成滿足上述的條件的層。
<效果>
本實施例的輪胎中,通過在脹流層自身的上層或/及下層還包含用于將上述脹流層與其它部件接合、或者保護上述脹流層的層即具有彈性的粘合劑層,能夠進一步保護脹流層。另外,也可以提高振動抑制效果。進而,帶來噪音的更進一步的降低。