无气轮胎及其制造方法与流程

本发明涉及能够提高均匀性的无气轮胎及其制造方法。

背景技术：

作为无气轮胎，提出一种利用排列为放射状的多个轮辐板部来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起来的构造的无气轮胎(例如，参照专利文献1。)。

即使在无气轮胎中，也与充气轮胎相同，为了抑制滚动时的轮胎的振动，而希望提高轮胎的均匀性。而为了提高无气轮胎的均匀性，使胎面环的轴与轮毂的轴以较高的精度一致是重要的。

专利文献1：日本特开2008-260514号公报

无气轮胎例如通过如下方法来制造：当在设置于模具的型腔空间配置胎面环以及轮毂后，注入形成轮辐的树脂材料并使之固化。为了使环轴与轮毂轴一致，将胎面环以及轮毂横置在形成于模具的水平面上。

然而，当在胎面环的侧壁设置有胎毛、用于识别轮胎尺寸等的凸状的文字等情况下，胎面环在被横置于模具的水平面时，上述胎毛、文字等在周向上不均匀地介于胎面环的侧壁与模具的水平面之间。其结果是，环轴相对于模具的水平面的倾斜从垂直偏离，从而环轴与轮毂轴变得不一致，存在给均匀性带来影响的可能性。

技术实现要素：

本发明是鉴于以上那样的实际情况而提出的，其主要目的在于提供当胎面环以单体的方式被横置于水平面时通过将环轴相对于水平面的倾斜维持为垂直而能够提高均匀性的无气轮胎及其制造方法。

本发明是一种无气轮胎，具备：胎面环，其为圆筒状，具有接地面；轮毂，其配置于上述胎面环的径向内侧，且固定于车轴；以及轮辐，其连结上述胎面环和上述轮毂，上述无气轮胎的特征在于，上述胎面环具有侧壁，该侧壁自上述接地面连续，形成环侧面，上述侧壁具有支承部，上述支承部以如下方式对上述胎面环进行支承，即：在上述胎面环以单体的方式被横置在水平面上时，上述支承部与上述水平面抵接，并使环轴朝向与上述水平面垂直的方向。

在本发明的上述无气轮胎中，优选上述支承部是沿轮胎周向连续的平面。

在本发明的上述无气轮胎中，优选上述支承部沿轮胎周向断续地设置有多个。

在本发明的上述无气轮胎中，优选上述侧壁具有从上述支承部向轮胎轴向的内侧凹陷的凹状的文字或者图案。

在本发明的上述无气轮胎中，优选在上述支承部，沿轮胎周向均匀地形成有从用于对上述胎面环进行硫化成形的模具的分割面突出的凸出胎毛。

在本发明的上述无气轮胎中，优选在主视上述侧壁的情况下，上述支承部的面积是上述侧壁的面积的10％～100％。

本发明是一种无气轮胎的制造方法，上述无气轮胎具备：胎面环，其为圆筒状，具有接地面；轮毂，其配置于上述胎面环的径向内侧，且固定于车轴；以及轮辐，其连结上述胎面环和上述轮毂，上述无气轮胎的制造方法的特征在于，上述胎面环具有侧壁，该侧壁从上述接地面连续，形成环侧面，上述无气轮胎的制造方法包括：在上述胎面环的侧壁形成支承部的工序，上述支承部以如下方式对上述胎面环进行支承，即：在上述胎面环以单体的方式被横置在水平面上时，上述支承部与上述水平面抵接，并使环轴朝向与上述水平面垂直的方向；准备模具的工序，上述模具具有用于保持上述胎面环以及上述轮毂的水平面，并划分出用于成形上述轮辐的型腔空间；将上述胎面环以及上述轮毂横置于上述模具的上述水平面的工序；以及向上述模具的上述型腔空间注入形成上述轮辐的材料并使之固化的工序。

本发明的无气轮胎具备：具有接地面的胎面环；配置于胎面环的径向内侧的轮毂；以及连结胎面环和轮毂的轮辐。形成胎面环的侧面的侧壁具有在胎面环以单体的方式被横置在水平面上时与水平面抵接并支承胎面环的支承部。在胎面环的上述横置状态下，支承部以使环轴朝向与水平面垂直的方向的方式对胎面环进行支承。由此，环轴与轮毂轴亦即无气轮胎1的轮胎轴以较高的精度一致，从而无气轮胎的均匀性提高。

本发明的无气轮胎的制造方法包括：在胎面环的侧壁形成支承部的工序；准备划分用于成形轮辐的型腔空间的模具的工序；将胎面环以及轮毂横置于模具的工序；以及向模具的型腔空间注入形成轮辐的材料并使其固化的工序。在胎面环的侧壁形成支承部的工序中，形成支承部，该支承部在胎面环以单体的方式被横置在水平面上时与水平面抵接。支承部在胎面环的上述横置状态下，以使环轴朝向与水平面垂直的方向的方式对胎面环进行支承。模具具有用于保持胎面环以及轮毂的水平面，通过在模具的水平面横置胎面环以及轮毂，来使环轴与轮毂轴以较高的精度一致，从而提高无气轮胎的均匀性。

附图说明

图1是示出本发明的无气轮胎的一个实施方式的立体图。

图2是示出图1的胎面环的立体图。

图3是将图2的胎面环横置于水平面的状态的剖视图。

图4是示出图2的胎面环的变形例的立体图。

图5是示出图1的无气轮胎的制造方法中的工序的一个例子的流程图。

图6是示出在图1的无气轮胎的轮辐的成形中使用的注塑成型模具的俯视图。

图7是图6的注塑成型模具的B-B线剖视图。

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是本实施方式的无气轮胎1的立体图。如图1所示，本实施方式的无气轮胎1具备：胎面环2，其为圆筒状，具有接地面21；轮毂3，其配置于胎面环2的径向内侧，且固定于车轴；以及轮辐4，其连结胎面环2和轮毂3。在本例中，示出无气轮胎1作为轿车用轮胎而形成的情况。

图2示出了胎面环2。胎面环2具有接地面21、以及自接地面21连续并形成环侧面的侧壁22。胎面环2在胎面橡胶部20的内部埋设有加强帘线层6。

胎面橡胶部20适当地采用了对于接地的摩擦力及耐磨损性优异的橡胶组合物。为了对作为胎面环2的外周面的接地面21赋予湿路性能，以各种花纹形状来形成胎面沟(未图示)。

本实施方式的加强帘线层6具有第一带束层61、和在其径向外侧层叠的第二带束层62。在第一带束层61与第二带束层62之间，设置有由高硬度的橡胶构成的剪切面68。加强帘线层6也可以仅由第一带束层61形成。第一带束层61由使轮胎帘线相对于轮胎周向例如以10～45度的角度排列的一层以上的带束帘布层形成，在本例中由两层的带束帘布层63、64形成。同样，第二带束层62由使轮胎帘线相对于轮胎周向例如以10～45度的角度排列的一层以上的带束帘布层形成，在本例中由两层的带束帘布层65、66形成。通过使各轮胎帘线在帘布层之间相互交叉，由此来提高胎面环2的刚性。剪切面68的厚度优选为例如2～7mm。也可以在第二带束层62的径向外侧适当地层叠将轮胎帘线沿轮胎周向螺旋状地卷绕而成的束带帘布层。

作为第一带束层61以及第二带束层62的轮胎帘线，分别能够适当地使用钢丝帘线以及有机纤维帘线。当使用有机纤维帘线时，适宜采用具有高强度和高弹性模量的高模量纤维，如芳纶纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

对于这样的胎面环2而言，通过预先生成生胎面环，在此之后将该生胎面环在硫化模具内进行硫化成形来形成。生胎面环是在圆筒状的转鼓上将第一带束层61形成用的片状部件、剪切面68形成用的片状部件、第二带束层62形成用的片状部件、以及胎面橡胶部20形成用的片状部件依次沿周向卷绕而形成的。

如图1所示，轮毂3具有固定于车轴的盘部31、以及形成于盘部31的外周的圆筒部32。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。与以往的轮胎车轮(tire wheel)相同，轮毂3例如能够由钢、铝合金、镁合金等金属材料形成。

轮辐4由基于高分子材料的注塑成形体形成。轮辐4形成为板状的形状，并沿轮胎周向设置有多个。

图3示出将胎面环2横置于水平面H的状态。横置是指以横向姿势载置以使胎面环2的侧壁22与水平面H对置的状态。

在胎面环2的侧壁22形成有支承部23，该支承部23在胎面环2以单体的方式被横置在水平面H上时与水平面H抵接，由此来支承胎面环2。支承部23向胎面环2的轴向的最外侧突出，使得在胎面环2被横置时能够与水平面H抵接。在胎面环2被横置时，支承部23以使环轴A2朝向与水平面H垂直的方向的方式对胎面环2进行支承。另一方面，当轮毂3被横置于水平面H时，侧壁33以使轮毂轴A3朝向与水平面H垂直的方向的方式对轮毂3进行支承。由此，胎面环2的环轴A2与图1所示的轮毂3的轮毂轴A3亦即无气轮胎1的轮胎轴A1以较高的精度一致，从而无气轮胎1的均匀性提高。

如图2所示，在本实施方式中，支承部23是沿轮胎周向连续的平面24。构成支承部23的平面24是胎面环2的主体的侧面，并形成为与轮胎赤道面平行，即，形成为与环轴A2垂直。由于支承部23沿轮胎周向连续，所以胎面环2的横置姿势更进一步稳定，并能够使胎面环2的环轴A2与轮毂3的轮毂轴A3以更进一步较高的精度一致。

在胎面环2的侧壁22形成有显示无气轮胎1的品牌名称、尺寸等的文字25。同样，在胎面环2的侧壁22也可以形成用于提高无气轮胎1的外观设计性的图案(未图示)。

如已经说明那样，因为支承部23在胎面环2的轴向的最外侧由平面24构成，所以在本实施方式中，文字25等形成为从支承部23向轮胎轴向的内侧凹陷的凹状。因为这样的文字25等不会给支承部23与水平面H的抵接带来任何影响，所以能够将环轴A2相对于水平面H的方向维持为垂直。

优选不在支承部23形成被用于硫化成形胎面环2的模具的气道吸起的胎毛。同样，优选不在支承部23形成从用于硫化成形胎面环2的模具的分割面突出的凸出胎毛。在支承部23形成有上述凸出胎毛的形态中，优选凸出胎毛沿轮胎周向均匀地形成。这是因为，通过沿轮胎周向均匀地形成凸出胎毛，能够将环轴A2相对于水平面H的方向维持为垂直。

优选在主视观察侧壁22的情况下，支承部23的面积为侧壁22的面积的10％以上。在支承部23的面积小于侧壁22的面积的10％的情况下，当胎面环2被横置在水平面H上时，因支承部23的变形而有环轴A2相对于水平面H的方向变动的可能性。

并且，最优选上述支承部23的面积是上述侧壁22的面积的100％，即，最优选侧壁22整体由支承部23构成的形态。在该情况下，因为能够将上述支承部23的变形抑制到最低程度，所以能够高精度地维持环轴A2相对于水平面H的方向。

图4示出了作为胎面环2的变形例的胎面环2A。在该胎面环2A中，支承部23A沿轮胎周向断续地设置有多个。支承部23A从胎面环2A的主体的侧面向胎面环2A的轴向的外侧突出。当胎面环2A被横置时，支承部23A以使环轴A2朝向与水平面H垂直的方向的方式对胎面环2A进行支承。由此，胎面环2A的环轴A2与轮毂3的轮毂轴A3亦即无气轮胎1的轮胎轴A1以较高的精度一致，从而无气轮胎1的均匀性提高。

在胎面环2A中，因为支承部23A从胎面环2A的侧壁22的主体突出形成，所以显示无气轮胎1的品牌名称、尺寸等的文字25A等也可以从胎面环2A的侧壁22的主体突出形成。在该情况下，文字25A等的突出高度为支承部23A的突出高度以下。在文字25A等的突出高度与支承部23A的突出高度相等的情况下，文字25A等实际上构成支承部23A的一部分。

优选在主视观察侧壁22的情况下支承部23A的面积S3是侧壁22的面积S2的10％以上。在支承部23A的面积S3不足侧壁22的面积S2的10％的情况下，在胎面环2A被横置在水平面H上时，有因支承部23A的变形而使环轴A2相对于水平面H的方向变动的可能性。

图5是示出无气轮胎1的制造方法中的工序的一个例子的流程图。如图5所示，无气轮胎1的制造方法包括：在胎面环2的侧壁22形成支承部23的工序(#1)；准备对用于形成轮辐4的型腔空间进行划分的注塑成型模具的工序(#2)；将胎面环2以及轮毂3横置于注塑成型模具的水平面的工序(#3)；关闭注塑成型模具的工序(#4)；向注塑成型模具的型腔空间注入形成轮辐4的材料并使其固化的工序(#5)；打开注塑成型模具的工序(#6)；以及使无气轮胎1从注塑成型模具脱模的工序(#7)。

在上述工序(#1)中，当胎面环2以单体的方式被横置在水平面H上时，形成与水平面H抵接的支承部23。支承部23在胎面环2的上述横置状态下，以使环轴A2朝向与水平面H垂直的方向的方式对胎面环2进行支承。在本实施方式中，通过用于对胎面环2进行硫化成形的硫化模具，来使支承部23与接地面21以及侧壁22的主体一起成形。

图6以及7示出了在工序(#2)中准备的用于成形无气轮胎1的轮辐4的注塑成型模具100。注塑成型模具100具备第一侧部101、外周部102、内周部103、以及第二侧部104。第一侧部101与被横置的胎面环2以及轮毂3的一侧的侧壁22、33抵接。外周部102定位并保持胎面环2的接地面21。内周部103定位并保持轮毂3的内周面。第二侧部104与胎面环2以及轮毂3的另一侧的侧壁22、33抵接。

在第一侧部101以及第二侧部104设置有用于形成轮辐4的梳齿状的第一轮辐形成部105以及第二轮辐形成部106。第一轮辐形成部105以及第二轮辐形成部106沿轮胎周向交替地配置，向被夹在胎面环2的内周面与轮毂3的外周面之间的空间突出。由胎面环2的内周面、轮毂3的外周面、第一侧部101、第一轮辐形成部105、第二侧部104以及第二轮辐形成部106划分出用于成形轮辐4的型腔空间107。

如图7所示，第一侧部101具有用于保持胎面环2以及轮毂3的水平面108。同样，第二侧部104具有用于保持胎面环2以及轮毂3的水平面109。

在工序(#3)中，胎面环2以及轮毂3被横置在注塑成型模具100的水平面108上。此时，胎面环2被第一侧部101的水平面108、外周部102以及第二侧部104的水平面109定位并保持。支承部23与水平面108抵接，并以使环轴A2朝向与水平面108垂直的方向的方式对胎面环2进行支承。

同样，轮毂3被第一侧部101的水平面108、内周部103以及第二侧部104的水平面109定位并保持。轮毂3的侧壁33以使轮毂轴A3朝向与水平面108垂直的方向的方式对轮毂3进行支承。

因此，胎面环2的环轴A2与轮毂3的轮毂轴A3相互平行地配置。并且，胎面环2的接地面21通过外周部102而在径向上被定位，并且轮毂3的内周面通过内周部103而在径向上被定位，从而胎面环2与轮毂3被准确地定心，进而环轴A2与轮毂轴A3以较高的精度一致。因此，无气轮胎1的均匀性提高。

之后，在工序(#4)中，第二侧部104移动，而注塑成型模具100被关闭。由此，在注塑成型模具100的内部划分出用于成形轮辐4的型腔空间107。

在工序(#5)中，向型腔空间107注入形成轮辐4的树脂材料，并使之固化。由此，胎面环2与轮毂3经由轮辐4而成为一体，从而形成无气轮胎1。作为被注入的树脂材料，能够采用热塑性树脂或热固化性树脂。从安全性的观点考虑，热固化性树脂例如环氧系树脂、酚醛系树脂、聚氨酯系树脂、硅系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂是合适的，特别是聚氨酯系树脂因弹性特性优异而更适合使用。

之后，在工序(#6)中，第二侧部104向图7中上方移动，注塑成型模具100打开，且在工序(#7)中，使无气轮胎1从注塑成型模具100脱模。

以上，详细地对本发明的无气轮胎以及其制造方法进行了说明，但本发明并不限定于上述的具体的实施方式，能够变更为各种方式来实施。

实施例

基于表1的规格来试制形成为图1的基本构造的无气轮胎，并对胎面环单体的横置姿势的稳定度、RRO以及实车所产生的振动进行了评价。

＜横置姿势的稳定度＞

单体的胎面环被横置于水平面，该姿势的稳定度通过试验者的感觉来评价。

＜RRO＞

测定各无气轮胎的轮胎赤道部以及两胎肩部的RRO，并计算出它们的平均值。结果是数值越小越好。

＜实车振动评价＞

将安装有各无气轮胎的小型EV车辆驶入测试路线，行驶时的振动通过试验者的感觉来评价。结果是将没有感受到振动的等级表示为A，将虽然感受到振动但却是在市场中所允许的等级表示为B，将感受到较大的振动且在市场中不被允许的等级表示为C。

[表1]

从表1可知，可以确认得出实施例的无气轮胎与对比例相比能够提高均匀性。

附图标记说明：

1…无气轮胎；2…胎面环；2A…胎面环；3…轮毂；4…轮辐；21…接地面；22…侧壁；23…支承部；23A…支承部；25…文字；25A…文字；100…注塑成型模具；108…水平面；A2…环轴；H…水平面。