本發(fā)明涉及一種輕量且操縱穩(wěn)定性能優(yōu)異的實心輪胎。

背景技術：

作為實心輪胎，提出了如下構造的方案：利用以放射狀排列的多個輻板部將具有接地面的圓筒狀的胎面環(huán)與固定于車軸的輪轂之間連結(例如參照專利文獻1)。

對于這樣的實心輪胎也與充氣輪胎相同，希望實現輕量化、且使操縱穩(wěn)定性能得到提高。

專利文獻1：日本特開2008－260514號公報

上述專利文獻1所記載的實心輪胎的胎面環(huán)具有：外側加強簾線層，其設置為距胎面膠最近；以及內側加強簾線層，其設置于外側加強簾線層的輪胎徑向內側。在外側加強簾線層與內側加強簾線層之間設置有剪切橡膠層。然而，上述胎面環(huán)的外側加強簾線層以及內側加強簾線層分別由排列有相對于輪胎周向傾斜的輪胎簾線的一對簾線層構成，這種構造難以實現輕量化。

對于實心輪胎也與充氣輪胎相同，為了獲得優(yōu)異的操縱穩(wěn)定性能，重要的是提高接地面的剛性。然而，一般而言，由于上述胎面環(huán)的輪胎徑向內側面被輪輻約束，因此，雖然能夠獲得較高的剛性，但另一方面，位于胎面環(huán)的輪胎徑向外側的接地面難以提高剛性。因此，在上述專利文獻1所記載的實心輪胎中，難以實現輕量化、且使操縱穩(wěn)定性能得到提高。

技術實現要素：

本發(fā)明是鑒于以上那樣的實際情形而提出的，其主要目的在于提供一種實現了輕量化、且具有優(yōu)異的操縱穩(wěn)定性能的實心輪胎。

本發(fā)明的實心輪胎具備：圓筒狀的胎面環(huán)，其具有接地面；輪轂，其在上述胎面環(huán)的徑向內側配置、且固定于車軸；以及輪輻，其將上述胎面環(huán)與上述輪轂連結，上述實心輪胎的特征在于，上述胎面環(huán)具有：胎面膠，其構成接地面；外側加強簾線層，其設置為距上述胎面膠最近；內側加強簾線層，其設置于上述外側加強簾線層的輪胎徑向內側；以及剪切橡膠層，其設置于上述外側加強簾線層與上述內側加強簾線層之間，上述外側加強簾線層的層數比上述內側加強簾線層的層數多。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述外側加強簾線層包括：第一簾線層，其具有相對于輪胎周向傾斜地排列的第一簾線；以及第二簾線層，其設置于上述第一簾線層的輪胎徑向外側，并具有相對于輪胎周向朝與上述第一簾線相反的方向傾斜地排列的第二簾線，上述內側加強簾線層包括第三簾線層，該第三簾線層具有與輪胎周向或者輪胎軸向平行地排列的第三簾線。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第一簾線相對于輪胎周向線以與上述第二簾線線對稱的方式排列。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述外側加強簾線層還包括在上述第二簾線層的輪胎徑向外側排列有第四簾線的第四簾線層。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第四簾線與輪胎周向平行地排列，上述第四簾線的彈性模量為上述第一簾線以及上述第二簾線的彈性模量以下。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述外側加強簾線層還包括在上述第一簾線層的輪胎徑向內側排列有第五簾線的第五簾線層。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第五簾線與輪胎周向平行地排列。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第三簾線與輪胎周向平行地排列。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第一簾線相對于輪胎周向的角度為5゜～85゜。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述第一簾線與上述第三簾線之間的輪胎徑向上的距離為3mm以上。

優(yōu)選地，在本發(fā)明所涉及的上述實心輪胎中，上述剪切橡膠層具有2MPa以上的復彈性模量。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的實心輪胎在胎面環(huán)具有：胎面膠，其構成接地面；外側加強簾線層，其設置為距胎面膠最近；內側加強簾線層，其設置于外側加強簾線層的輪胎徑向內側；以及剪切橡膠層，其設置于外側加強簾線層與內側加強簾線層之間。借助外側加強簾線層以及內側加強簾線層而對胎面環(huán)的形狀進行保持、且承受作用于實心輪胎的載荷。剪切橡膠層使得外側加強簾線層與內側加強簾線層之間的剪切形變緩和。

在本發(fā)明中，由于距構成接地面的胎面膠最近的外側加強簾線層的層數比與剪切橡膠層相比靠內側的內側加強簾線層的層數多，因此，能夠容易地提高接地面的剛性。另外，通過使內側加強簾線層的層數構成為比外側加強簾線層少，能夠容易地實現輕量化。此外，由于胎面環(huán)的輪胎徑向內側面被輪輻約束，因此能夠獲得足夠的剛性。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實心輪胎的一個實施方式的立體圖。

圖2是示出圖1中的胎面環(huán)的立體圖。

圖3是圖2中的胎面環(huán)的剖視圖。

圖4是示出圖2中的內側加強簾線層的變形例的胎面環(huán)的立體圖。

圖5是示出圖2中的外側加強簾線層的變形例的胎面環(huán)的立體圖。

圖6是示出圖2中的外側加強簾線層的其它變形例的胎面環(huán)的立體圖。

具體實施方式

以下，基于附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。

圖1是本實施方式所涉及的實心輪胎1的立體圖。如圖1所示，本實施方式的實心輪胎1具備：圓筒狀的胎面環(huán)2，其具有接地面21；輪轂3，其在胎面環(huán)2的徑向內側配置、且固定于車軸；以及輪輻4，其將胎面環(huán)2與輪轂3連結。在本例中示出實心輪胎1形成為轎車用輪胎的情況。

如圖1所示，輪轂3具有：盤部31，其固定于車軸；以及圓筒部32，其在圓盤部31的外周形成。在圓筒部32的端緣形成有側壁33。側壁33由與輪轂軸A3垂直的平面構成。輪轂3與現有的罩胎輪(tire wheel)相同，例如能夠由鋼、鋁合金、鎂合金等金屬材料形成。

輪輻4由高分子材料的注塑成型體形成。輪輻4為板狀形狀，并在輪胎周向上設置有多個。

圖2及圖3示出了胎面環(huán)2。胎面環(huán)2具有：胎面膠22，其構成接地面21；外側加強簾線層5，其設置為距胎面膠22最近；內側加強簾線層6，其設置于外側加強簾線層5的輪胎徑向內側；以及剪切橡膠層7，其設置于外側加強簾線層5與內側加強簾線層6之間。利用外側加強簾線層5以及內側加強簾線層6對胎面環(huán)2的形狀進行保持、且承受作用于實心輪胎1的載荷。

在作為胎面環(huán)2的外周面的接地面21，為了賦予濕路性能而使得胎面溝(未圖示)以各種花紋形狀而形成。對于胎面膠22優(yōu)選采用針對接地的摩擦力、耐磨損性優(yōu)異的橡膠組成物。

在本實施方式中，距胎面膠22最近的外側加強簾線層5的層數比與剪切橡膠層7相比靠內側的內側加強簾線層6的層數多。因此，能夠容易地提高接地面21的剛性。另外，通過使內側加強簾線層6的層數構成為少于外側加強簾線層5的層數，能夠容易地實現輕量化。此外，由于胎面環(huán)2的輪胎徑向內側面被輪輻4約束，因此能夠獲得足夠的剛性。

外側加強簾線層5構成為包括第一簾線層51、以及設置于第一簾線層51的輪胎徑向外側的第二簾線層52。

在本實施方式中，在輪胎軸向上，第一簾線層51的寬度與第二簾線層52的寬度彼此相等。第一簾線層51的寬度與第二簾線層52的寬度也可以不同。在該情況下，優(yōu)選各簾線層的寬度差為幾mm～十幾mm左右。

第一簾線層51具有多根第一簾線56。第一簾線56相對于輪胎周向以角度θ1傾斜地排列。在第一簾線56的周圍配置有頂膠。

第二簾線層52具有多根第二簾線57。第二簾線57相對于輪胎周向朝與第一簾線56相反的方向以角度θ2傾斜地排列。在第二簾線57的周圍配置有頂膠(topping gom)。

作為第一簾線56以及第二簾線57，能夠適當地使用與充氣輪胎的帶束簾線同等的材料，例如鋼簾線以及有機纖維簾線。在有機纖維簾線的情況下，能夠優(yōu)選采用強度以及彈性模量高的芳族聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙酯(PET)等的高模量纖維。上述鋼簾線以及有機纖維簾線能夠獲得足夠的強度，即使因在實心輪胎1的負荷時作用于各簾線的壓縮應力以及拉伸應力也不會屈服。

第一簾線56與第二簾線57以相對于輪胎周向彼此朝向相反方向傾斜的方式排列，從而外側加強簾線層5的剛性得到提高，胎面環(huán)2得到有效加強。當在實心輪胎1產生滑動角時，這樣的外側加強簾線層5與充氣輪胎的帶束簾線加強層相同，針對面內扭轉顯示出高阻力，從而體現出優(yōu)異的轉彎性能。

內側加強簾線層6構成為包括多根第三簾線層61。第三簾線層61具有多根第三簾線66。在第三簾線66的周圍配置有頂膠。

本實施方式的第三簾線66與輪胎周向平行地排列。這里，與輪胎周向平行是指第三簾線66的排列實質上與輪胎周向平行，若考慮制造方面的公差，則第三簾線66相對于輪胎周向的角度θ3例如為0^゜±5^゜左右。對于第三簾線66，例如能夠優(yōu)選采用上述芳族聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙酯等有機纖維。

借助在內側加強簾線層6排列的第三簾線66而使胎面環(huán)2的輪胎周向上的剛性得到提高。由此，減速時及加速時的接地面21的形狀穩(wěn)定，制動性能、牽引性能得到提高。另外，具有與輪胎周向平行地排列的第三簾線66的第三簾線層61能夠以單層而確保相對于輪胎周向線的對稱性。因此，能夠實現胎面環(huán)2的輕量化、且提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

圖4示出第三簾線層61的其它實施方式。如圖4所示，第三簾線66可以與輪胎軸向平行地排列。這里，與輪胎軸向平行是指第三簾線66的排列實質上與輪胎軸向平行，若考慮制造方面的公差，則第三簾線66相對于輪胎周向的角度θ3例如為90゜±5゜左右。

借助與輪胎軸向平行地排列的第三簾線66而使胎面環(huán)2的輪胎軸向上的剛性得到提高。由此，當在實心輪胎1產生大的滑動角時，接地面21的形狀穩(wěn)定，操縱穩(wěn)定性能得到提高。另外，具有與輪胎軸向平行地排列的第三簾線66的第三簾線層61能夠以單層而確保相對于輪胎周向線的對稱性。因此，同上所述，能夠實現胎面環(huán)2的輕量化、且提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

如圖2、圖4所示，優(yōu)選第一簾線56與第二簾線57相對于輪胎周向線相互以線對稱的方式排列。借助這樣的第一簾線56以及第二簾線57而確保相對于輪胎周向線的外側加強簾線層5的對稱性。因此，能夠提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

在充氣輪胎中，為了抑制伴隨著內壓的填充的胎面部的膨脹，一般而言，帶束簾線相對于輪胎周向的角度被限制在所需的范圍。另一方面，在本實施方式的實心輪胎1中，由于無需考慮內壓的填充，因此，在較寬范圍內規(guī)定第一簾線56相對于輪胎周向的角度θ1、以及第二簾線57相對于輪胎周向的角度θ2。

優(yōu)選第一簾線56相對于輪胎周向的角度θ1例如為5゜～85゜。在上述角度θ1不足5゜的情況下，有可能胎面環(huán)2的輪胎軸向上的剛性不足而對轉彎性能造成影響。另一方面，在上述角度θ1超過85゜的情況下，有可能胎面環(huán)2的輪胎周向上的剛性不足而對直行性、微小的滑動角的轉彎性能造成影響。

同樣，優(yōu)選第二簾線57相對于輪胎周向的角度θ2例如為5゜～85゜。在上述角度θ2不足5゜的情況下，有可能胎面環(huán)2的輪胎軸向上的剛性不足而對轉彎性能造成影響。另一方面，在上述角度θ2超過85゜的情況下，有可能胎面環(huán)2的輪胎周向上的剛性不足而對直行性、微小的滑動角的轉彎性能造成影響。在本實施方式中，由于第一簾線56與第二簾線57相對于輪胎周向線相互以線對稱的方式排列，因此，上述角度θ1與角度θ2的絕對值實質上相等。

在本實施方式中，在外側加強簾線層5中，在輪胎徑向最內側形成有第一簾線層51，但也可以在比第一簾線層51更靠輪胎徑向內側的位置設置多個或者單個簾線層(未圖示)。這樣的簾線層能夠抑制胎面環(huán)2的變形而提高實心輪胎1的耐受載荷。

在設置多個簾線層的情況下，優(yōu)選埋設于各簾線層的簾線相對于輪胎周向線相互以線對稱的方式排列。借助這樣的簾線而確保外側加強簾線層5的相對于輪胎周向線的對稱性。因此，能夠提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

在設置單個簾線層的情況下，優(yōu)選所埋設的簾線與輪胎周向平行地排列。這樣的簾線層能夠以單層而確保相對于輪胎周向線的對稱性。因此，能夠實現胎面環(huán)2的輕量化、且提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

剪切橡膠層7設置于構成外側加強簾線層5以及內側加強簾線層6的各簾線層中的、在輪胎徑向上距離最遠的兩層簾線層之間。在本實施方式中，剪切橡膠層7設置于第一簾線層51與第三簾線層61之間。

剪切橡膠層7使得外側加強簾線層5與內側加強簾線層6之間的剪切形變緩和。剪切橡膠層7例如設置于包括在實心輪胎1施加有軸向載荷時未受到壓縮應力或者拉伸應力的影響的中立軸的區(qū)域。

優(yōu)選剪切橡膠層7構成為包括具有2MPa以上的復彈性模量E＊的橡膠。在上述橡膠的2MPa以上的復彈性模量E＊不足2MPa的情況下，有可能剪切橡膠層7的剪切形變增大而對胎面環(huán)2的耐久性能造成影響。

剪切橡膠層7可以由相對于第一簾線56以及第三簾線66的頂膠的相同配合的橡膠材料形成。在該情況下，通過使第一簾線層51以及第三簾線層61的彼此相鄰的頂膠較厚地形成，能夠形成剪切橡膠層7而無需在外側加強簾線層5與內側加強簾線層6之間設置獨立的橡膠層。

如圖3所示，將所需厚度的剪切橡膠層7設置于第一簾線層51與第三簾線層61之間，由此使得第一簾線56與第三簾線66之間的輪胎徑向上的距離拉開，從而使得第一簾線層51與第三簾線層61之間的剪切形變緩和。優(yōu)選第一簾線56與第三簾線66之間的輪胎徑向上的距離D為3mm以上。在上述距離D不足3mm的情況下，有可能剪切橡膠層7的剪切形變增大而對胎面環(huán)2的耐久性能造成影響。

例如預先形成生胎的胎面環(huán)，此后在硫化模具內對該生胎的胎面環(huán)進行硫化成型，由此形成圖2～圖4所示的胎面環(huán)2。生胎的胎面環(huán)通過在圓筒狀的轉鼓上按順序依次在周向上對分別用于形成第三簾線層61、剪切橡膠層7、第一簾線層51、第二簾線層52以及胎面膠22等的片狀部件進行卷繞而形成。

圖5示出外側加強簾線層5的其它實施方式。這里未說明的其它結構與此前的實施方式相同。如圖5所示，外側加強簾線層5還包括在第二簾線層52的輪胎徑向外側排列有第四簾線58的第四簾線層53。第四簾線層53與第一簾線層51以及第二簾線層52一起對胎面環(huán)2進行加強。對于圖5所示的外側加強簾線層5而言，由于胎面環(huán)2的剛性高，因此例如適合于商用車輪胎等承受高載荷的輪胎。

優(yōu)選第四簾線58與輪胎周向平行地(即，與第三簾線66相同，相對于輪胎周向的角度θ4為0゜±5゜)排列。這樣的第四簾線58使胎面環(huán)2的輪胎周向上的剛性得到提高。由此，減速時以及加速時的接地面21的形狀穩(wěn)定，制動性能、牽引性能得到提高。另外，具有與輪胎周向平行地排列的第四簾線58的第四簾線層53能夠以單層而確保相對于輪胎周向線的對稱性。因此，能夠實現胎面環(huán)2的輕量化、且提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

優(yōu)選第四簾線58的彈性模量E4為第一簾線56的彈性模量E1以及第二簾線57的彈性模量E2以下。在第四簾線58的彈性模量E4超過第一簾線56的彈性模量E1以及第二簾線57的彈性模量E2的情況下，有可能胎面環(huán)2的輪胎軸向上的剛性相對于輪胎周向上的剛性相對地降低而對轉彎性能造成影響。對于第四簾線58，例如能夠優(yōu)選采用尼龍等有機纖維。

圖6示出外側加強簾線層5的其它實施方式。這里未說明的其它結構與此前的實施方式相同。如圖6所示，外側加強簾線層5還包括在第一簾線層51的輪胎徑向內側排列有第五簾線59的第五簾線層54。第五簾線層54與第一簾線層51以及第二簾線層52一起對胎面環(huán)2進行加強。對于圖6所示的外側加強簾線層5而言，由于胎面環(huán)2的剛性高，因此例如適合于商用車輪胎等承受高載荷的輪胎。

優(yōu)選第五簾線59與輪胎周向平行(即，與第三簾線66相同，相對于輪胎周向的角度θ4為0゜±5゜)地排列。這樣的第五簾線59使胎面環(huán)2的輪胎周向上的剛性得到提高。由此，減速時以及加速時的接地面21的形狀穩(wěn)定，制動性能、牽引性能得到提高。另外，具有與輪胎周向平行地排列的第五簾線59的第五簾線層54能夠以單層而確保相對于輪胎周向線的對稱性。因此，能夠實現胎面環(huán)2的輕量化、且提高實心輪胎1的操縱穩(wěn)定性能。

可以對圖5所示的方式的外側加強簾線層5與圖6所示的方式的外側加強簾線層5進行組合，使第四簾線58在第二簾線層52的輪胎徑向外側排列、且使第五簾線59在第一簾線層51的輪胎徑向內側排列。根據該結構，使得胎面環(huán)2的剛性進一步提高。

以上雖然對本發(fā)明的實心輪胎及其制造方法進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限定于上述具體的實施方式，能夠變更為各種方式而實施。

實施例

基于表1的規(guī)格而對形成圖1、圖2的基本構造的實心輪胎進行了試制，并對外觀性能、操縱穩(wěn)定性能、重量以及耐久性能進行了評價。

＜外觀性能＞

根據試驗者的感官感受而對各實心輪胎的胎面環(huán)的形變進行了評價。

＜操縱穩(wěn)定性能＞

使安裝有各實心輪胎的小型EV車輛進入測試跑道，以1人乘車的方式通過試驗者的感官感受而對與方向盤響應性、剛性感以及抓地力等有關的特性進行了評價。結果以將實施例1評為100的評分來表示，數值越大越好。此外，對于在外觀性能的評價中判斷為“有形變”的實心輪胎，不對操縱穩(wěn)定性能以及耐久性能進行評價。

＜重量＞

對各胎面環(huán)的重量進行了測定。結果以將實施例1設為100的指數來表示，數值越大則重量越輕。

＜耐久性能＞

對于各實心輪胎，使其在轉鼓上以縱向載荷為1.17kN、速度為40km/h的條件而行駛，對直至產生損傷為止的行駛距離進行了測定。以將實施例1設為100的指數來表示結果，數值越大，表示耐久性越高。

[表1]

根據表1能夠明確確認到：實施例的實心輪胎與比較例相比，外觀性能、操縱穩(wěn)定性能、重量以及耐久性能得到提高。

附圖標記說明：

1…實心輪胎；2…胎面環(huán)；2…胎面環(huán)；3…輪轂；4…輪輻；5…外側加強簾線層；6…內側加強簾線層；7…剪切橡膠層；21…接地面；22…胎面膠；51…第一簾線層；52…第二簾線層；53…第四簾線層；54…第五簾線層；56…第一簾線；57…第二簾線；58…第四簾線；59…第五簾線；61…第三簾線層；66…第三簾線。