CN106457903B - 实心轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实心轮胎。实心轮胎在胎面环(2)具有：胎面胶(22)，其构成接地面(21)；外侧加强帘线层(5)，其设置为距胎面胶(22)最近；内侧加强帘线层(6)，其设置于外侧加强帘线层(5)的轮胎径向内侧；以及剪切橡胶层(7)，其设置于外侧加强帘线层(5)与内侧加强帘线层(6)之间。外侧加强帘线层(5)包括：第一帘线层(51)，其具有相对于轮胎周向倾斜地排列的第一帘线(56)；以及第二帘线层(52)，其设置于第一帘线层(51)的轮胎径向外侧，并以相对于轮胎周向朝与第一帘线(56)相反的方向倾斜地排列的第二帘线(57)。内侧加强帘线层(6)包括第三帘线层(61)，第三帘线层(61)具有与轮胎周向或者轮胎轴向平行地排列的第三帘线(66)。

Description

实心轮胎

技术领域

本发明涉及一种轻量且操纵稳定性能优异的实心轮胎。

背景技术

作为实心轮胎，提出了如下构造的方案：利用以放射状排列的多个辐板部将具有接地面的圆筒状的胎面环与固定于车轴的轮毂之间连结(例如参照专利文献1)。

对于这样的实心轮胎也与充气轮胎相同，希望实现轻量化、且使操纵稳定性能得到提高。

专利文献1：日本特开2008－260514号公报

上述专利文献1所记载的实心轮胎的胎面环具有：外侧加强帘线层，其设置为距胎面胶最近；以及内侧加强帘线层，其设置于外侧加强帘线层的轮胎径向内侧。在外侧加强帘线层与内侧加强帘线层之间设置有剪切橡胶层。然而，上述胎面环的外侧加强帘线层以及内侧加强帘线层分别由排列有相对于轮胎周向倾斜的轮胎帘线的一对帘线层构成，这种构造难以实现轻量化。

对于实心轮胎也与充气轮胎相同，为了获得优异的操纵稳定性能，重要的是提高接地面的刚性。然而，一般而言，由于上述胎面环的轮胎径向内侧面被轮辐约束，因此，虽然能够获得较高的刚性，但另一方面，位于胎面环的轮胎径向外侧的接地面难以提高刚性。因此，在上述专利文献1所记载的实心轮胎中，难以实现轻量化、且使操纵稳定性能得到提高。

发明内容

本发明是鉴于以上那样的实际情形而提出的，其主要目的在于提供一种实现了轻量化、且具有优异的操纵稳定性能的实心轮胎。

本发明的实心轮胎具备：圆筒状的胎面环，其具有接地面；轮毂，其在上述胎面环的径向内侧配置、且固定于车轴；以及轮辐，其将上述胎面环与上述轮毂连结，上述实心轮胎的特征在于，上述胎面环具有：胎面胶，其构成接地面；外侧加强帘线层，其设置为距上述胎面胶最近；内侧加强帘线层，其设置于上述外侧加强帘线层的轮胎径向内侧；以及剪切橡胶层，其设置于上述外侧加强帘线层与上述内侧加强帘线层之间，上述外侧加强帘线层的层数比上述内侧加强帘线层的层数多。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述外侧加强帘线层包括：第一帘线层，其具有相对于轮胎周向倾斜地排列的第一帘线；以及第二帘线层，其设置于上述第一帘线层的轮胎径向外侧，并具有相对于轮胎周向朝与上述第一帘线相反的方向倾斜地排列的第二帘线，上述内侧加强帘线层包括第三帘线层，该第三帘线层具有与轮胎周向或者轮胎轴向平行地排列的第三帘线。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第一帘线相对于轮胎周向线以与上述第二帘线线对称的方式排列。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述外侧加强帘线层还包括在上述第二帘线层的轮胎径向外侧排列有第四帘线的第四帘线层。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第四帘线与轮胎周向平行地排列，上述第四帘线的弹性模量为上述第一帘线以及上述第二帘线的弹性模量以下。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述外侧加强帘线层还包括在上述第一帘线层的轮胎径向内侧排列有第五帘线的第五帘线层。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第五帘线与轮胎周向平行地排列。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第三帘线与轮胎周向平行地排列。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第一帘线相对于轮胎周向的角度为5゜～85゜。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述第一帘线与上述第三帘线之间的轮胎径向上的距离为3mm以上。

优选地，在本发明所涉及的上述实心轮胎中，上述剪切橡胶层具有2MPa以上的复弹性模量。

发明的效果

本发明的实心轮胎在胎面环具有：胎面胶，其构成接地面；外侧加强帘线层，其设置为距胎面胶最近；内侧加强帘线层，其设置于外侧加强帘线层的轮胎径向内侧；以及剪切橡胶层，其设置于外侧加强帘线层与内侧加强帘线层之间。借助外侧加强帘线层以及内侧加强帘线层而对胎面环的形状进行保持、且承受作用于实心轮胎的载荷。剪切橡胶层使得外侧加强帘线层与内侧加强帘线层之间的剪切形变缓和。

在本发明中，由于距构成接地面的胎面胶最近的外侧加强帘线层的层数比与剪切橡胶层相比靠内侧的内侧加强帘线层的层数多，因此，能够容易地提高接地面的刚性。另外，通过使内侧加强帘线层的层数构成为比外侧加强帘线层少，能够容易地实现轻量化。此外，由于胎面环的轮胎径向内侧面被轮辐约束，因此能够获得足够的刚性。

附图说明

图1是示出本发明的实心轮胎的一个实施方式的立体图。

图2是示出图1中的胎面环的立体图。

图3是图2中的胎面环的剖视图。

图4是示出图2中的内侧加强帘线层的变形例的胎面环的立体图。

图5是示出图2中的外侧加强帘线层的变形例的胎面环的立体图。

图6是示出图2中的外侧加强帘线层的其它变形例的胎面环的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是本实施方式所涉及的实心轮胎1的立体图。如图1所示，本实施方式的实心轮胎1具备：圆筒状的胎面环2，其具有接地面21；轮毂3，其在胎面环2的径向内侧配置、且固定于车轴；以及轮辐4，其将胎面环2与轮毂3连结。在本例中示出实心轮胎1形成为轿车用轮胎的情况。

如图1所示，轮毂3具有：盘部31，其固定于车轴；以及圆筒部32，其在圆盘部31的外周形成。在圆筒部32的端缘形成有侧壁33。侧壁33由与轮毂轴A3垂直的平面构成。轮毂3与现有的罩胎轮(tire wheel)相同，例如能够由钢、铝合金、镁合金等金属材料形成。

轮辐4由高分子材料的注塑成型体形成。轮辐4为板状形状，并在轮胎周向上设置有多个。

图2及图3示出了胎面环2。胎面环2具有：胎面胶22，其构成接地面21；外侧加强帘线层5，其设置为距胎面胶22最近；内侧加强帘线层6，其设置于外侧加强帘线层5的轮胎径向内侧；以及剪切橡胶层7，其设置于外侧加强帘线层5与内侧加强帘线层6之间。利用外侧加强帘线层5以及内侧加强帘线层6对胎面环2的形状进行保持、且承受作用于实心轮胎1的载荷。

在作为胎面环2的外周面的接地面21，为了赋予湿路性能而使得胎面沟(未图示)以各种花纹形状而形成。对于胎面胶22优选采用针对接地的摩擦力、耐磨损性优异的橡胶组成物。

在本实施方式中，距胎面胶22最近的外侧加强帘线层5的层数比与剪切橡胶层7相比靠内侧的内侧加强帘线层6的层数多。因此，能够容易地提高接地面21的刚性。另外，通过使内侧加强帘线层6的层数构成为少于外侧加强帘线层5的层数，能够容易地实现轻量化。此外，由于胎面环2的轮胎径向内侧面被轮辐4约束，因此能够获得足够的刚性。

外侧加强帘线层5构成为包括第一帘线层51、以及设置于第一帘线层51的轮胎径向外侧的第二帘线层52。

在本实施方式中，在轮胎轴向上，第一帘线层51的宽度与第二帘线层52的宽度彼此相等。第一帘线层51的宽度与第二帘线层52的宽度也可以不同。在该情况下，优选各帘线层的宽度差为几mm～十几mm左右。

第一帘线层51具有多根第一帘线56。第一帘线56相对于轮胎周向以角度θ1倾斜地排列。在第一帘线56的周围配置有顶胶。

第二帘线层52具有多根第二帘线57。第二帘线57相对于轮胎周向朝与第一帘线56相反的方向以角度θ2倾斜地排列。在第二帘线57的周围配置有顶胶(topping gom)。

作为第一帘线56以及第二帘线57，能够适当地使用与充气轮胎的带束帘线同等的材料，例如钢帘线以及有机纤维帘线。在有机纤维帘线的情况下，能够优选采用强度以及弹性模量高的芳族聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)等的高模量纤维。上述钢帘线以及有机纤维帘线能够获得足够的强度，即使因在实心轮胎1的负荷时作用于各帘线的压缩应力以及拉伸应力也不会屈服。

第一帘线56与第二帘线57以相对于轮胎周向彼此朝向相反方向倾斜的方式排列，从而外侧加强帘线层5的刚性得到提高，胎面环2得到有效加强。当在实心轮胎1产生滑动角时，这样的外侧加强帘线层5与充气轮胎的带束帘线加强层相同，针对面内扭转显示出高阻力，从而体现出优异的转弯性能。

内侧加强帘线层6构成为包括多根第三帘线层61。第三帘线层61具有多根第三帘线66。在第三帘线66的周围配置有顶胶。

本实施方式的第三帘线66与轮胎周向平行地排列。这里，与轮胎周向平行是指第三帘线66的排列实质上与轮胎周向平行，若考虑制造方面的公差，则第三帘线66相对于轮胎周向的角度θ3例如为0^゜±5^゜左右。对于第三帘线66，例如能够优选采用上述芳族聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙酯等有机纤维。

借助在内侧加强帘线层6排列的第三帘线66而使胎面环2的轮胎周向上的刚性得到提高。由此，减速时及加速时的接地面21的形状稳定，制动性能、牵引性能得到提高。另外，具有与轮胎周向平行地排列的第三帘线66的第三帘线层61能够以单层而确保相对于轮胎周向线的对称性。因此，能够实现胎面环2的轻量化、且提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

图4示出第三帘线层61的其它实施方式。如图4所示，第三帘线66可以与轮胎轴向平行地排列。这里，与轮胎轴向平行是指第三帘线66的排列实质上与轮胎轴向平行，若考虑制造方面的公差，则第三帘线66相对于轮胎周向的角度θ3例如为90゜±5゜左右。

借助与轮胎轴向平行地排列的第三帘线66而使胎面环2的轮胎轴向上的刚性得到提高。由此，当在实心轮胎1产生大的滑动角时，接地面21的形状稳定，操纵稳定性能得到提高。另外，具有与轮胎轴向平行地排列的第三帘线66的第三帘线层61能够以单层而确保相对于轮胎周向线的对称性。因此，同上所述，能够实现胎面环2的轻量化、且提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

如图2、图4所示，优选第一帘线56与第二帘线57相对于轮胎周向线相互以线对称的方式排列。借助这样的第一帘线56以及第二帘线57而确保相对于轮胎周向线的外侧加强帘线层5的对称性。因此，能够提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

在充气轮胎中，为了抑制伴随着内压的填充的胎面部的膨胀，一般而言，带束帘线相对于轮胎周向的角度被限制在所需的范围。另一方面，在本实施方式的实心轮胎1中，由于无需考虑内压的填充，因此，在较宽范围内规定第一帘线56相对于轮胎周向的角度θ1、以及第二帘线57相对于轮胎周向的角度θ2。

优选第一帘线56相对于轮胎周向的角度θ1例如为5゜～85゜。在上述角度θ1不足5゜的情况下，有可能胎面环2的轮胎轴向上的刚性不足而对转弯性能造成影响。另一方面，在上述角度θ1超过85゜的情况下，有可能胎面环2的轮胎周向上的刚性不足而对直行性、微小的滑动角的转弯性能造成影响。

同样，优选第二帘线57相对于轮胎周向的角度θ2例如为5゜～85゜。在上述角度θ2不足5゜的情况下，有可能胎面环2的轮胎轴向上的刚性不足而对转弯性能造成影响。另一方面，在上述角度θ2超过85゜的情况下，有可能胎面环2的轮胎周向上的刚性不足而对直行性、微小的滑动角的转弯性能造成影响。在本实施方式中，由于第一帘线56与第二帘线57相对于轮胎周向线相互以线对称的方式排列，因此，上述角度θ1与角度θ2的绝对值实质上相等。

在本实施方式中，在外侧加强帘线层5中，在轮胎径向最内侧形成有第一帘线层51，但也可以在比第一帘线层51更靠轮胎径向内侧的位置设置多个或者单个帘线层(未图示)。这样的帘线层能够抑制胎面环2的变形而提高实心轮胎1的耐受载荷。

在设置多个帘线层的情况下，优选埋设于各帘线层的帘线相对于轮胎周向线相互以线对称的方式排列。借助这样的帘线而确保外侧加强帘线层5的相对于轮胎周向线的对称性。因此，能够提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

在设置单个帘线层的情况下，优选所埋设的帘线与轮胎周向平行地排列。这样的帘线层能够以单层而确保相对于轮胎周向线的对称性。因此，能够实现胎面环2的轻量化、且提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

剪切橡胶层7设置于构成外侧加强帘线层5以及内侧加强帘线层6的各帘线层中的、在轮胎径向上距离最远的两层帘线层之间。在本实施方式中，剪切橡胶层7设置于第一帘线层51与第三帘线层61之间。

剪切橡胶层7使得外侧加强帘线层5与内侧加强帘线层6之间的剪切形变缓和。剪切橡胶层7例如设置于包括在实心轮胎1施加有轴向载荷时未受到压缩应力或者拉伸应力的影响的中立轴的区域。

优选剪切橡胶层7构成为包括具有2MPa以上的复弹性模量E＊的橡胶。在上述橡胶的2MPa以上的复弹性模量E＊不足2MPa的情况下，有可能剪切橡胶层7的剪切形变增大而对胎面环2的耐久性能造成影响。

剪切橡胶层7可以由相对于第一帘线56以及第三帘线66的顶胶的相同配合的橡胶材料形成。在该情况下，通过使第一帘线层51以及第三帘线层61的彼此相邻的顶胶较厚地形成，能够形成剪切橡胶层7而无需在外侧加强帘线层5与内侧加强帘线层6之间设置独立的橡胶层。

如图3所示，将所需厚度的剪切橡胶层7设置于第一帘线层51与第三帘线层61之间，由此使得第一帘线56与第三帘线66之间的轮胎径向上的距离拉开，从而使得第一帘线层51与第三帘线层61之间的剪切形变缓和。优选第一帘线56与第三帘线66之间的轮胎径向上的距离D为3mm以上。在上述距离D不足3mm的情况下，有可能剪切橡胶层7的剪切形变增大而对胎面环2的耐久性能造成影响。

例如预先形成生胎的胎面环，此后在硫化模具内对该生胎的胎面环进行硫化成型，由此形成图2～图4所示的胎面环2。生胎的胎面环通过在圆筒状的转鼓上按顺序依次在周向上对分别用于形成第三帘线层61、剪切橡胶层7、第一帘线层51、第二帘线层52以及胎面胶22等的片状部件进行卷绕而形成。

图5示出外侧加强帘线层5的其它实施方式。这里未说明的其它结构与此前的实施方式相同。如图5所示，外侧加强帘线层5还包括在第二帘线层52的轮胎径向外侧排列有第四帘线58的第四帘线层53。第四帘线层53与第一帘线层51以及第二帘线层52一起对胎面环2进行加强。对于图5所示的外侧加强帘线层5而言，由于胎面环2的刚性高，因此例如适合于商用车轮胎等承受高载荷的轮胎。

优选第四帘线58与轮胎周向平行地(即，与第三帘线66相同，相对于轮胎周向的角度θ4为0゜±5゜)排列。这样的第四帘线58使胎面环2的轮胎周向上的刚性得到提高。由此，减速时以及加速时的接地面21的形状稳定，制动性能、牵引性能得到提高。另外，具有与轮胎周向平行地排列的第四帘线58的第四帘线层53能够以单层而确保相对于轮胎周向线的对称性。因此，能够实现胎面环2的轻量化、且提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

优选第四帘线58的弹性模量E4为第一帘线56的弹性模量E1以及第二帘线57的弹性模量E2以下。在第四帘线58的弹性模量E4超过第一帘线56的弹性模量E1以及第二帘线57的弹性模量E2的情况下，有可能胎面环2的轮胎轴向上的刚性相对于轮胎周向上的刚性相对地降低而对转弯性能造成影响。对于第四帘线58，例如能够优选采用尼龙等有机纤维。

图6示出外侧加强帘线层5的其它实施方式。这里未说明的其它结构与此前的实施方式相同。如图6所示，外侧加强帘线层5还包括在第一帘线层51的轮胎径向内侧排列有第五帘线59的第五帘线层54。第五帘线层54与第一帘线层51以及第二帘线层52一起对胎面环2进行加强。对于图6所示的外侧加强帘线层5而言，由于胎面环2的刚性高，因此例如适合于商用车轮胎等承受高载荷的轮胎。

优选第五帘线59与轮胎周向平行(即，与第三帘线66相同，相对于轮胎周向的角度θ4为0゜±5゜)地排列。这样的第五帘线59使胎面环2的轮胎周向上的刚性得到提高。由此，减速时以及加速时的接地面21的形状稳定，制动性能、牵引性能得到提高。另外，具有与轮胎周向平行地排列的第五帘线59的第五帘线层54能够以单层而确保相对于轮胎周向线的对称性。因此，能够实现胎面环2的轻量化、且提高实心轮胎1的操纵稳定性能。

可以对图5所示的方式的外侧加强帘线层5与图6所示的方式的外侧加强帘线层5进行组合，使第四帘线58在第二帘线层52的轮胎径向外侧排列、且使第五帘线59在第一帘线层51的轮胎径向内侧排列。根据该结构，使得胎面环2的刚性进一步提高。

以上虽然对本发明的实心轮胎及其制造方法进行了详细说明，但本发明并不限定于上述具体的实施方式，能够变更为各种方式而实施。

实施例

基于表1的规格而对形成图1、图2的基本构造的实心轮胎进行了试制，并对外观性能、操纵稳定性能、重量以及耐久性能进行了评价。

＜外观性能＞

根据试验者的感官感受而对各实心轮胎的胎面环的形变进行了评价。

＜操纵稳定性能＞

使安装有各实心轮胎的小型EV车辆进入测试跑道，以1人乘车的方式通过试验者的感官感受而对与方向盘响应性、刚性感以及抓地力等有关的特性进行了评价。结果以将实施例1评为100的评分来表示，数值越大越好。此外，对于在外观性能的评价中判断为“有形变”的实心轮胎，不对操纵稳定性能以及耐久性能进行评价。

＜重量＞

对各胎面环的重量进行了测定。结果以将实施例1设为100的指数来表示，数值越大则重量越轻。

＜耐久性能＞

对于各实心轮胎，使其在转鼓上以纵向载荷为1.17kN、速度为40km/h的条件而行驶，对直至产生损伤为止的行驶距离进行了测定。以将实施例1设为100的指数来表示结果，数值越大，表示耐久性越高。

[表1]

根据表1能够明确确认到：实施例的实心轮胎与比较例相比，外观性能、操纵稳定性能、重量以及耐久性能得到提高。

附图标记说明：

1…实心轮胎；2…胎面环；2…胎面环；3…轮毂；4…轮辐；5…外侧加强帘线层；6…内侧加强帘线层；7…剪切橡胶层；21…接地面；22…胎面胶；51…第一帘线层；52…第二帘线层；53…第四帘线层；54…第五帘线层；56…第一帘线；57…第二帘线；58…第四帘线；59…第五帘线；61…第三帘线层；66…第三帘线。

Claims (8)

1.一种实心轮胎，其具备：圆筒状的胎面环，其具有接地面；轮毂，其在所述胎面环的径向内侧配置、且固定于车轴；以及轮辐，其将所述胎面环与所述轮毂连结，

所述实心轮胎的特征在于，

所述胎面环具有：

胎面胶，其构成接地面；

外侧加强帘线层，其设置为距所述胎面胶最近；

内侧加强帘线层，其设置于所述外侧加强帘线层的轮胎径向内侧；以及

剪切橡胶层，其设置于所述外侧加强帘线层与所述内侧加强帘线层之间，

所述外侧加强帘线层的层数比所述内侧加强帘线层的层数多，

所述内侧加强帘线层仅由一层具有与轮胎周向或者与轮胎轴向平行地排列的第三帘线的第三帘线层构成，

所述外侧加强帘线层包括：

第一帘线层，其具有相对于轮胎周向倾斜地排列的第一帘线；以及

第二帘线层，其设置于所述第一帘线层的轮胎径向外侧，并具有相对于轮胎周向朝与所述第一帘线相反的方向倾斜地排列的第二帘线，

所述外侧加强帘线层还包括在所述第二帘线层的轮胎径向外侧排列有第四帘线的第四帘线层，

所述第四帘线与轮胎周向平行地排列，

所述第四帘线的弹性模量为所述第一帘线以及所述第二帘线的弹性模量以下。

2.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述第一帘线相对于轮胎周向线以与所述第二帘线线对称的方式排列。

3.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述外侧加强帘线层还包括在所述第一帘线层的轮胎径向内侧排列有第五帘线的第五帘线层。

4.根据权利要求3所述的实心轮胎，其特征在于，

所述第五帘线与轮胎周向平行地排列。

5.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述第三帘线与轮胎周向平行地排列。

6.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述第一帘线相对于轮胎周向的角度为5゜～85゜。

7.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述第一帘线与所述第三帘线之间的轮胎径向上的距离为3mm以上。

8.根据权利要求1所述的实心轮胎，其特征在于，

所述剪切橡胶层包括具有2MPa以上的复弹性模量的橡胶。