CN100344465C - 载重子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有包胎圈结构的载重子午线轮胎。胎体的胎体帘线延伸并倾斜到轮胎周向一侧，和另一侧倾斜区，其中胎体的胎体帘线延伸并倾向另一侧，其具有在轮胎轴向上基本在中央的胎圈芯最低点。或者，增强帘布层与胎体帘布层一样倾斜。这样，可以增加胎体帘布层或增强帘布层对胎圈芯的束紧力，从而能够有效限制胎体帘布层在漏气方向上的移位。提供能够限制在内侧末端位置A处的胎圈损坏的载重子午线轮胎也是一个目的。

Description

载重子午线轮胎

发明领域

本发明涉及改善胎圈耐久性的载重子午线轮胎，同时当改进胎体的胎体帘线包边结构或增强增强帘布的帘线时，获得轻重量的结构。

发明背景

近年来，已经提出了具有如图14所示的胎圈结构(以下称为包胎圈结构)的轮胎，其中胎体帘布层的包边部分a缠绕胎圈芯b大约一整圈，并且从胎圈芯b的径向上表面伸出的帘布层包边部分a的末端部分a1被限制在胎圈芯b和胎圈三角胶c之间。例如，可参考日本公开专利申请第H11-321244、日本公开专利申请第2000-219016。

根据这种结构，帘布包边部分a绕胎圈芯b被截断，以便在轮胎变形时其末端部分a1不会承受应力。因此可以有效防止诸如在该末端部分a1发生帘线松脱的损坏。此外，由于帘布层包边部分a的长度很短，也就具有可减少轮胎重量的优点。

然而，由于在此结构中末端部分a1的长度很短，因此很难充分约束胎体帘布层以致其倾向于沿漏气方向移位。结果，当轮胎变形时在胎体帘布层和胎圈芯b之间的胎圈芯b的轮胎轴向内侧末端部分a1处产生大的剪切应变，从而引发胎体帘线的帘线松脱。通过将末端部分a1和胎圈芯b分离和降低所引起的末端部分a1的强折回作用(所谓回弹)能够减少这类问题，例如，在生胎成形期间。在这方面，此类明显的例子发生在胎圈部分的温度受刹车片等生热的影响而过分上升的情况下，从而引起橡胶的热软化。已知此类趋势同样也出现在用来增强胎圈部分刚度的增强帘布层中。

发明内容

因此本发明涉及具有帘布层包边部分的载重子午线轮胎，其中相对短的帘布层包边部分绕胎圈芯终止。还包括一侧倾斜区，其中胎体的胎体帘线延伸并倾向轮胎周向一侧，和另一侧倾斜区，其中胎体的胎体帘线延伸并倾向另一侧，并具有在轮胎轴向上基本在中央的胎圈芯最低点。此外，如果帘布层包边部分很短，则增强帘布层会象胎体帘布层一样倾斜。这样，就可以提高胎体帘布层和增强帘布层对胎圈芯的束紧力，从而能够有效限制胎体帘布层沿漏气方向移位。还有一个目的是提供能够限制在内侧末端位置A处的胎圈损坏的载重子午线轮胎。

因此，本发明提供的载重轮胎包括胎体帘布层，其中胎体帘布层主体从胎面部分延伸出来经过胎侧部分直到胎圈部分的胎圈芯并且帘布层包边部分沿轮胎轴向绕着胎圈芯从内向外卷起，

其中每个帘布层包边部分包括主体部分和弯曲部分，

所述的主体部分沿着胎圈芯的轮胎轴向内表面、径向下表面和轮胎轴向外表面弯曲，

所述的弯曲部分从主体部分延伸出来并朝着帘布层主体部分延伸，直到以小于90°的角度从胎圈芯的径向上表面分离，以及

帘布层包边部分包括一侧倾斜区，其延伸到位于胎圈芯下表面对接区域的拐点R0，和另一侧倾斜区，其从拐点R0延伸到帘布层包边部分顶端Pa，

其中胎圈芯下表面对接区域为胎体帘布包在胎圈芯的径向下表面的区域，

一侧倾斜区延伸并倾向轮胎周向的一侧，

另一侧倾斜区延伸并倾向轮胎周向的另一侧，

一侧倾斜区包括在胎圈芯下表面对接区域内的最小角位置Q1，其中相对于轮胎周向的胎体帘线的帘线角α为最小值α1min，和

帘线角α随着从最小角位置Q1到接近帘布层主体侧和拐点R0而增大，

另一侧倾斜区包括位于拐点R0和帘布层包边部分顶端Pa之间的最小角位置Q2，其中帘线角α为最小值α2min，和

帘线角α随着从最小角位置Q2到接近拐点R0和帘布层包边部分顶端Pa而增大。

本发明还包括含有胎体帘布层的载重子午线轮胎，其中胎体帘布层主体从胎面部分延伸出来经过胎侧部分直到胎圈部分的胎圈芯并且帘布层包边部分沿轮胎轴向绕着胎圈芯从内向外卷起，

其中每个帘布层包边部分包括主体部分和弯曲部分，

所述的主体部分沿着胎圈芯的轮胎轴向内表面、径向下表面和轮胎轴向外表面弯曲，

所述的弯曲部分从主体部分延伸出来并沿胎圈芯径向上表面朝着帘布层主体部分延伸，或直到以小于90°的角度从胎圈芯的径向上表面分离，以及

胎圈部分包括胎圈增强层，其中排布有增强帘线，

其中胎圈增强层包括弧形部分，该部分沿着帘布层包边部分的主体部分并包在其径向内侧；和外片，其在弧形部分的轮胎轴向外侧并且当其朝径向外侧从主体部分分离时倾斜向轮胎轴向外侧；以及内片，其沿着帘布层主体部分的轮胎轴向内表面延伸到弧形部分的轮胎轴向内侧；和

其中当定义沿着胎圈增强层从外片的顶端Qo至胎圈增强层内片的顶端Qi的长度为X，并定义在长度X位置处相对于轮胎周向的增强帘线的帘线角为Y，则在帘线角曲线Y＝f(X)中，

该帘线角曲线f(X)包括至少三个拐点R，即，

帘线角Y为最小值Ymin的第二拐点R2，和

在其两侧的第一和第三拐点R1、R3，

在顶端Qo和第一拐点R1之间，帘线角曲线f(X)的导数f’(X)为正值，

在第一和第二拐点R1、R2之间，导数f’(X)为负值，

在第二和第三拐点R2、R3之间，导数f’(X)为正值，和

其中第二拐点R2位于胎圈芯底点和胎圈芯内侧末端对接点之间，其中穿过胎圈芯重心G点中心并垂直于其径向下表面的直线与胎圈增强层相交在胎圈芯底点上，穿过胎圈芯的轮胎轴向内侧末端并平行于其径向下表面的直线与胎圈增强层相交在胎圈芯内侧末端对接点上。

本发明还包括含有胎体帘布层的载重子午线轮胎，其中胎体帘布层主体从胎面部分延伸出来经过胎侧部分直到胎圈部分的胎圈芯并且帘布层包边部分沿轮胎轴向绕着胎圈芯从内向外卷起，

其中每个帘布层包边部分包括主体部分和弯曲部分，

所述的主体部分沿着胎圈芯的轮胎轴向内表面、径向下表面和轮胎轴向外表面弯曲，

所述的弯曲部分从主体部分延伸出来并朝着帘布层主体部分延伸，直到接触胎圈芯径向上表面或以小于90°的角度从胎圈芯的径向上表面分离，以及

胎圈部分包括胎圈增强层，其中排布有增强帘线，

其中胎圈增强层包括弧形部分，该部分沿着帘布层包边部分的主体部分并包在其径向内侧；和外片，其在弧形部分的轮胎轴向外侧并且当其朝径向外侧从主体部分分离时倾斜向轮胎轴向外侧；以及内片，其沿着帘布层主体部分的轮胎轴向内表面延伸到弧形部分的轮胎轴向内侧；和

其中当定义沿着胎圈增强层从外片的顶端Qo至胎圈增强层内片的顶端Qi的长度为X，并定义在长度X位置处增强帘线的帘线排布密度为D，则在帘线排布密度曲线D＝g(X)中，

帘线排布密度曲线g(X)包括至少三个拐点R，即，帘线排布密度D为最大值Dmax的第二拐点R2，和在其两侧的第一和第三拐点R1、R3，

在顶端Qo和第一拐点R1之间，帘线排布密度曲线g(X)的导数g’(X)为负值，

在第一和第二拐点R1、R2之间，导数g’(X)为正值，

在第二和第三拐点R2、R3之间，导数g’(X)为负值，和

其中第二拐点R2位于胎圈芯底点和胎圈芯内侧末端对接点之间，其中穿过胎圈芯重心G点中心并垂直于其径向下表面的直线与胎圈增强层相交在胎圈芯底点上，穿过胎圈芯的轮胎轴向内侧末端并平行于其径向下表面的直线与胎圈增强层相交在胎圈芯内侧末端对接点上。

附图说明

图1示出根据本发明的载重子午线轮胎的一个实施方案的截面图；

图2示出其胎圈部分的放大截面图；

图3示出其胎圈部分的放大截面图；

图4为解释胎圈芯上表面定义的图解，其中径向上表面包括非平表面；

图5为说明以平面方式展开的帘布层包边部分的胎体帘线的排布状况的展开图；

图6为说明帘线角曲线的图表，其中沿着帘布层从帘布层包边部分的胎圈芯的径向下表面对接区域的中央位置开始的长度X被定为横坐标方向，同时在长度X的位置上胎体帘线与轮胎周向间的帘线角α被定为坐标Y的方向；

图7为说明以平面方式展开的帘布层包边部分的胎体帘线的排布状况的展开图；

图8示出其胎圈部分的放大截面图；

图9示出其胎圈部分的放大截面图；

图10为说明以平面方式展开的胎圈增强层的增强帘线的排布状况的展开图；

图11为说明帘线角曲线Y＝f(X)的图表，其中沿着胎圈增强层从胎圈增强层外片的顶端至胎圈增强层内片的顶端的长度X被定为横坐标方向，同时在长度X的位置上增强帘线与轮胎周向间的帘线角Y被定为纵座标的方向；

图12为说明帘线排布密度曲线D＝g(X)的图表，其中沿着胎圈增强层从胎圈增强层外片的顶端至胎圈增强层内片的顶端的长度X被定为横坐标方向，同时在长度X的位置上增强帘线的排布密度被定为纵座标的方向；

图13为说明如表中所指的现有技术的胎圈结构的截面图；

图14为解释一个包胎圈结构的现有技术实施例的截面图。

具体实施方式

在本说明书中，轮胎各部位的尺寸为在将轮胎装配在标准轮辋上并充有50kPa内压的充气状态下所确定的值，除非另有说明。在这方面，术语“标准轮辋”是指具有为各种轮胎所规定的、包括在轮胎所依据标准体系中的标准的轮辋，具体地，根据JATMA是普通轮辋，根据TRA为“设计轮辋”，根据ETRTO为“测量轮辋”。

现在说明本发明的一个实施方案。

图1为50kPa充气状态下根据本发明的载重子午线轮胎的截面图，图2和3为胎圈部分的放大截面图。

在图1中，载重子午线轮胎1包括从胎面部分2伸展通过胎侧部分3，直到胎圈部分4的胎圈芯5的胎体6，和一个安置在胎面部分2的径向内侧和胎体6外侧的带束层7。

带束层7由至少两层(通常在载重子午线轮胎中多于三层)使用钢制带束帘线的带束帘布层形成。本实施例中带束层7具有4层结构，包括在径向最内侧的第一带束帘布层7A，其中带束帘线在轮胎周向上以一定角度排布，例如60±15度，和第二至第四带束帘布层7B-7D，其中带束帘线在轮胎周向上以小角度排布，例如10-35度。带束帘布层7A-7D通过具有相互交错的带束帘线的帘布层所提供的环箍作用来提高带束刚度以及增强胎面部分2。

胎体6包括单层胎体帘布层6A，其中胎体钢丝帘线以与轮胎周向成85-90度角排布。胎体帘布层6A包括帘布层主体部分6a，其延伸自胎面部分2和胎侧部分3以桥接胎圈芯5、5，和帘布层包边部分6b，其从帘布层主体部分6a两侧延伸并沿轮胎轴向绕胎圈芯5从内向外卷起。

在此，每根胎圈芯5包括环形胎圈芯主体，其中钢制胎圈钢丝以如图2所示的多级和多列的方式缠绕成，例如，在水平面上具有扁平六边形形状的胎圈芯。在本实施例中，胎圈芯5的截面形状为长宽度的六边形。由于胎圈芯5被设计成径向下表面基本平行于标准轮辋J的轮辋外壳J1，因此与轮辋的配合力得到大幅提高。本实施例中标准轮辋J为用于无内胎轮胎的15斜肩轮辋。因此，胎圈芯5的径向下表面SL和上表面SU以约15度角相对于轮胎轴向线倾斜。胎圈芯5的截面形状还可根据需要为正六边形或矩形。

下面，根据本发明，每个胎体6的帘布层包边部分6b绕胎圈芯5缠绕，同时其顶端部分被夹在和约束在胎圈三角胶8之间，从而构成所谓包胎圈结构。

更具体地，帘布层包边部分6b包括沿着胎圈芯5的轮胎轴向内侧面Si、其径向下表面SL和其轮胎轴向上外侧面So弯曲的包边主体部分10。还包括从包边主体部分10延伸出来并接触或离开胎圈芯5的径向上表面Su的小长度的弯曲部分11。

本实施方案中弯曲部分11从胎圈芯5的径向上表面Su分开。弯曲部分11相对于径向上表面Su以小于90度并优选不大于75度的角度朝帘布层主体部分6a倾斜。弯曲部分11指位于上表面Su延长线的径向外侧的部分。虽然本实施方案中弯曲部分11假设为以基本为L型弯曲的弯曲线形，但也可以是直线或类似弓形的弯曲形状。

在此，可能是胎圈芯5具有形成为非平表面的径向上表面Su，其中胎圈钢丝40并非按线形排列次序排布但是在垂直方向上如图4所示变化。在这种情况下，径向上表面被限定为在胎圈钢丝行(最上行)的切线k，其包括与位于轮胎轴向最外侧的胎圈钢丝40o和位于轮胎轴向最内侧的胎圈钢丝40i相接触的上表面Su。当弯曲部分11具有曲线形状，如曲折形状或扭曲形状时，角度θ定义为连接弯曲部分11的下端Pb，其中弯曲部分11与径向上表面Su相交于该点(当径向上表面Su为非平面时，则为切线k)，和弯曲部分11的顶端Pa的直线相对于径向上表面Su的夹角。

弯曲部分11的顶端Pa距离径向上表面Su(当径向上表面Su为非平面时，则为切线k)的高度La限定为5-12mm。另外，软填充橡胶12被置于形成在弯曲部分11和上表面Su之间的区域。

本实施方案说明一个优选实例，其中填充橡胶12包括具有基本为三角形截面的基部12A，其被置于胎圈芯5的上表面Su、弯曲部分11和帘布层主体部分6a之间，和相对薄的膜状子部12B，其被置于胎圈芯5的轮胎轴向内表面Si、径向下表面SL、轮胎轴向外表面So和帘布层包边部分6b的主体部分10之间。在此，可以仅包括基部12A的填充橡胶12。

象这样，填充橡胶12包括具有三角形截面以及高度La为5-12mm的基部12A。结果，可以减少弯曲部分11的弯曲程度，并且可以限制可能引起的强折回(所谓回弹)，例如，在生胎成型加工期间。还可以限制诸如从中产生的气体残留等成型缺陷的发生。当高度La小于5mm时，不可能充分抑制回弹和当接地时顶端Pa受到的冲击将变大，以致易于在顶端Pa发生损坏。另一方面，当高度La超过12mm时，顶端Pa在轮胎变形时会有受到强应力的趋势，以致易于在顶端Pa发生损坏。

为了进一步减少作用在顶端Pa上的应力和冲击，本实施方案设计为其中填充橡胶12包括复合弹性模量Ea^*的范围为2-25MPa的低弹性橡胶，其显示出较好的减低冲击作用。复合弹性模量的值已通过使用粘弹谱仪，在测量温度为70℃、频率为10Hz、和动态应变率为2％的条件下得到。当复合弹性模量Ea^*超过25MPa时，其柔软性将劣化，以致减轻振动和应力的效果不能充分显示出来。

顶端Pa和帘布层主体部分6a之间的距离Lb优选确保为1-5mm。当距离Lb小于1mm时，由于轮胎成型期间引起的变化或轮胎行驶期间的变形，胎体帘线顶端和帘布层主体部分6a的胎体帘线容易相互接触。通过磨擦等容易引起诸如磨损等损坏。当距离Lb超过5mm时，弯曲部分11的约束力将会不足，以致会出现漏气的缺陷。

本实施方案设计为在该包胎圈结构中，帘布层包边部分6b具有如图5和6所示的帘线排布状况。这样，提高了帘布层包边部分6b的束紧力并且由于漏气或在漏气方向上移位所导致的损坏得到限制。

这里，图5为具有帘布层包边部分6b的胎体帘线30以平面方式铺开的排布状况的展开图。在图5和6中，区域N指如图2所示包在胎圈芯径向下表面SL上的帘布层包边部分6b的区域。即，区域N被称为胎圈芯下表面对接区。更具体地，该区域位于穿过径向下表面SL的两端并与帘布层包边部分6b垂直相交的两条直线之间。区域N为胎圈芯下表面对接区N。在图6中，帘布层包边部分6b与胎圈芯下表面对接区沿帘布层的径向距离X(其中帘布层主体部分6a侧定为+，而顶端Pa侧则定为-)定位为横坐标。在距离为X的位置上轮胎周向的胎体帘线的帘线角α定位为坐标Y。该情况下的帘线角曲线图示于图6。

更具体地，如图5和6所示，帘布层包边部分6b包括一侧倾斜区Z1，其中胎体帘线30延伸至拐点R0并向轮胎周向一侧f1倾斜。还包括另一侧倾斜区Z2，其中胎体帘线在向另一侧f2倾斜的同时，从拐点R0延伸至顶端Pa。因此，胎体帘线30以槽形方式弯曲，其中胎体帘线30的倾斜区从轮胎周向一侧f1变到另一侧f2。在此，如图5所示，拐点R0部分形成为弓形部分，其中拐点R0包括槽底。这样，一侧倾斜区Z1和另一侧倾斜区Z2以弓形部分为连接点而相互连续。

此时，拐点R0位于胎圈芯下表面对接区N内。另外，一侧倾斜区Z1包括在胎圈芯下表面对接区N内帘线角α为最小值α1min的最小角位置Q1。胎体帘线30的帘线角α分别随着从最小角位置Q1至拐点R0和从最小角位置Q1至帘布层包边部分6b在帘布层主体部分一侧的末端R而增大。另外，另一侧倾斜区Z2包括在拐点R0和顶端Pa之间的最小角位置Q2，其中帘线角α为最小值α2min。因此，胎体帘线30的帘线角α随着从最小角位置Q2至拐点R0和从最小角位置Q2至顶端Pa而增大。在此，虽然胎体帘线30可以包括至少在Q1-R1间、Q1-R0间、Q2-R0间和Q2-Pa间的任意至少一个区域内的微小下降部分R2，其中帘线角α部分下降范围Δα为不大于5度并优选不大于3度(如图6所示)，优选在各区域的帘线角α逐渐增大而不包括任何下降部分R2。

由于帘布层包边部分6b相应地设计为胎体帘线以S形状弯曲和弓形部分为槽形，因此有可能缠绕胎圈芯5的帘线长度比直线形的要长。此外，由于在拔出帘线的方向上的阻力可增加，因此帘布层包边部分6b的束紧力可得到进一步增加，同时帘线长度增加，从而由于漏气或在漏气方向上移位而在位置A造成的损坏可被有效抑制。

为此，最小值α1min、α2min优选分别设定为60-80度，当该角度超过80度时就很难充分保证提高束紧力的效果。在此，当最小值α1min、α2min变得小于60度时，帘线间距会变得过小，以致在胎体帘线30中有产生磨损的趋势。最小角位置Q2位于帘布层包边部分6b的主体部分10中并且在轮胎轴向上比胎圈芯5的外侧末端位置B更为接近帘布层主体部分6a(如图2所示)。这样，可以提高增加束紧力的效果。在此，轮胎赤道Co上的帘线角α0(本实施方案中α0为90度)与最小值α1min、α2min之差优选为不小于10度。

图7示出另一实施方案。图7为具有帘布层包边部分6b的胎体帘线30以平面方式铺开的排布状况的展开图。

更具体地，如图7所示，帘布层包边部分6b的胎体帘线30包括中央弓形部分31c、具有曲率半径Rs1的一侧倾斜区31s1、和具有曲率半径Rs2的另一侧倾斜区31s2。中央弓形部分31c为具有曲率半径Rc，以位于轮胎周向一侧f1的点为中心的弓形部分。一侧倾斜区31s1包括具有曲率半径Rs1的弓形部分，其平滑延伸到在帘布层主体部分6a侧的中央弓形部分31c中并且以位于轮胎周向另一侧f2的点为中心。中央弓形部分31c、具有曲率半径Rs1的一侧倾斜区31s1、和具有曲率半径Rs2的另一侧倾斜区31s2均为弯曲的，例如，以槽形方式。

由于帘布层包边部分6b被设计为胎体帘线30以波浪状形式弯曲，因此有可能缠绕胎圈芯5的帘线长度比直线形的要长。此外，在拔出帘线的方向上的阻力可通过波浪形弯曲而得到进一步增加。由于二者的协同效应，帘布层包边部分6b的束紧力可得到进一步增加，并且由于漏气或在漏气方向上移位而在内侧末端位置A造成的损坏可被有效抑制。

此时，减少中央弓形部分31c的曲率半径Rc有助于增加缠绕胎圈芯的帘线长度，并且优选将中央弓形部分31c置于与轮辋强烈接触的胎圈芯下方，从而将显示出高束紧力。

因此，本实施方案被设计为中央弓形部分31c的曲率半径Rc设定为不大于100mm，因而很小。将中央弓形部分31c安置在胎圈芯下表面对接区N中，其中帘布层包边部分6b包在胎圈芯5的径向下表面上(如图2所示)。在此，只要将中央弓形部分31c置于部分胎圈芯下表面对接区N中就足够了。还优选中央弓形部分31c占有不少于20％、进一步为不少于40％，更优选为不少于60％的胎圈芯下表面对接区N的宽度Wn。中央弓形部分31c的宽度Wc优选为胎圈芯5的芯宽W0(如图1所示)的20-150％，更优选为40-100％。在此，也可以设置中央弓形部分31c，例如使胎圈芯下表面对接区N延伸至帘布层主体部分6a侧和/或至顶端Pa侧。在此，边缘区M被定义为沿帘布层包边部分6b与胎圈芯下表面对接区N的径向距离范围为10-20mm的区域。为了形成均匀对称的波浪形弯曲，优选包括一侧和另一侧倾斜区31s1、31s2的边缘区M的整个区域。

本实施方案被设计为一侧倾斜区31s1的曲率半径Rs1大于100mm且不大于300mm，以便在保持弯曲平衡的同时使帘线长度得到增加。而且，将另一侧倾斜区31s2的曲率半径Rs2设定为不小于500mm且不大于1500mm。

当曲率半径Rc超过100mm时，将难以充分增加帘线长度。在此，当曲率半径Rc变得小于10mm时，末端(帘线排布密度)将变得密集，从而导致产生相邻帘线磨损的麻烦，并且优选将其下限值设定为不小于10mm。

当曲率半径Rs1大于300mm以及当曲率半径Rs2大于1500mm时，帘线长度将增加不足。此外，当曲率半径Rs1不大于100mm以及当曲率半径Rs2小于500mm时，帘线(每50mm的帘线数量)将变得密集并倾向于发生磨损。

在此，为了避免帘线变得过于密集的情况，将曲率半径Rs2设定为大于Rs1。

在此，可以将帘布层包边部分6b设计为例如将其中的胎体帘线30基本以直线方式延伸的直线部分插入到中央弓形部分31c和一侧倾斜区31s1之间和/或中央弓形部分31c和另一侧倾斜区31s2之间。

在如图1-7所示的实施方案中，为了进一步限制在位置A的损坏，在胎圈部分4处提供有胎圈增强层15。胎圈增强层15包括帘线帘布层，其中钢丝帘线以与轮胎周线成10-40度角倾斜排布。另外，如图3所示，其还包括至少一个弧形部分15A，其包在帘布层包边部分6b的主体部分10上并且向其径向内侧延伸，和在弧形部分15A的轮胎轴向外侧的外片15o，其倾斜向轮胎轴向外侧并朝径向外侧与主体部分10分离。本实施方案说明了一个优选情况，其中内片15i从弧形部分15A的轮胎轴向内侧延伸出来并沿着帘布层主体部分6b的轮胎轴向内表面延伸。

如上所提及，在位置A处发生损坏的主要原因是帘布层主体部分6b在漏气方向上的移位。在当胎圈部分4获得车辆侧的，如刹车片的热，而温度过度上升从而导致橡胶热软化的情况下，会明显发生这种损坏。更具体地，胎圈内侧的热软化橡胶被压在载有负荷的胎圈和凸缘之间，以致橡胶倾向于移动到胎趾侧。此时，帘布层包边部分6b被这种运动所拖曳，以至于促进了在漏气方向上的移位。

当外片15o的径向高度Ho不小于10mm并且优选不小于20mm时，将表现出防护盘的功能。这样，橡胶朝胎踵侧的位移F(如图3中的点划线所示)可以通过防护作用而减少。然而，当径向高度Ho超过35mm时，在外片15o的顶端容易发生由于应力集中而导致的损坏。此外，内片15i限制了胎体帘布层6A在载有负荷时的凹陷，从而进一步降低了弯曲部分11在顶端Pa的应变。因此，内片15i距胎圈基线BL的径向高度Hi优选为不小于10mm且更优选为不小于20mm。然而，当其超过60mm时，在内片15i的顶端容易发生由于应力集中所导致的损坏。

在此，当填充橡胶12的复合弹性模量Ea*小于2MPa时，将会过软。结果，帘布层包边部分6b倾向于容易被橡胶位移F所拖动，以至于对在位置A处的损坏不利。因此，复合弹性模量Ea^*的下限值优选设定为大于3MPa，更优选为大于8MPa，还优选为大于13MPa。填充橡胶12优选包含具有不少于5.0phr配合量的作为硫化剂的硫黄的高硫黄配合橡胶。当获得上述范围的复合弹性模量Ea^*时，配合有不少于5.0phr硫黄的橡胶表现出难以发生橡胶热软化的性质。因此，当胎圈温度由于刹车片发热等导致过度升高时，也可以限制促进在帘布层包边部分6b中的移位。在此，当硫黄配合量超过12phr时，会过度促进硫化反应以致由于发生橡胶焦烧，并且其连接元件的粘着性可能下降。因而硫黄配合量的优选范围为5.0-12phr，并且其下限值更优选为不少于7.0phr且其上限值更优选为不大于10phr。在此，与本发明的轮胎不同，由于普通轮胎的橡胶组合物的硫化配合量通常为1.0-4.5phr。

在此，本实施方案的胎圈三角胶具有双层结构，包括下三角胶部分8A和上三角胶部分8B。下三角胶部分8A具有35-60MPa的复合弹性模量Eb1^*。连接在下三角胶部分8A径向外侧的上三角胶部分8B具有大于填充橡胶12的复合弹性模量Ea^*的复合弹性模量Eb2^*，但小于下三角胶部分8A的复合弹性模量Eb1^*。特别地，如图2所示，本实施方案设计为下三角胶部分8A距胎圈基线BL的径向高度h01为整个胎圈三角胶8的高度h0的40-60％，以便同时获得乘坐舒适性和驾驶稳定性。

在图1、8-12中，考虑以与前述胎体帘线相同的方法来改善包胎圈结构轮胎的胎圈增强层15的增强帘布。帘线角曲线Y＝f(X)和帘线排布密度曲线D＝g(X)具有特定值，其中相对于轮胎周向的增强帘线的帘线角定义为Y且增强帘线的帘线排布密度定义为D。这样，是为了在包边结构中和胎圈耐久性上获得改善，同时获得轻重量的结构。因此，本发明被认为与上述涉及胎体帘线的发明属于同一类别。在此，对于胎体、胎圈三角胶和填充橡胶的说明，即除了增强帘线的部分，在图1、8-12所示的实施方案中一般均被省略。省略的设计说明可以是与上述实施方案所述相同或不同。

如上所述，胎圈增强层15包括其中排布有增强钢丝帘线的帘线帘布层。还包括，如图9所示，弧形部分15A，其沿帘布层包边部分6b的主体部分10延伸至其径向内侧；弧形部分15A的轮胎轴向外侧的外片15o，其倾斜向轮胎轴向外侧并朝径向外侧与主体部分10分离；以及弧形部分15i的轮胎轴向内侧的内片15i，其沿帘布层主体部分6a的轮胎轴向内表面伸展。

为了有效限制在内侧末端位置A处的损坏，同时利用包胎圈结构的轻重量设计，增强内侧末端位置A本身和限制胎体帘布层6A的皱缩(凹陷)将是重要的。为了增强内侧末端位置A本身，将有必要在内侧末端位置A处设定相对于轮胎周向的增强帘线的小帘线角Y。此外，为了限制胎体帘布层6A的皱缩，有必要为外片15o和内片15i设定小帘线角Y。

然而，当帘线角Y在胎圈增强层15的整个区域设定较低时，由于变得难以以字母U形状绕胎圈芯进行包边以及由于可成形性下降或操作变得困难，因而出现缺陷。

因而，如图10和11所示，采用的帘线排布为，其中在从胎圈增强层15的外片15o的顶端Qo到其内片15i顶端Qi过程中，在帘线角Y包括至少三个拐点R同时，帘线角Y重复上升和下降的变化。

在此，图10为说明以平面方式展开的胎圈增强层的增强帘线的排布状况的展开图，图11图示帘线角曲线Y＝f(X)。在帘线角曲线Y＝f(X)中，沿着胎圈增强层15从外片15o的顶端Qo至内片15i的顶端Qi侧的长度被定义为X。同时在长度X的位置上增强帘线30的帘线角被定义为Y。

如图11所具体示出，胎圈增强层15设计为，在帘线角曲线F(X)中，

<1>其包括至少三个拐点R，即，第二拐点R2，其中帘线角Y为最小值Ymin，以及在其两侧的第一和第三拐点R1和R3；

<2>在顶端Qo和第一拐点R1之间区域内的帘线角曲线f(X)的导数f’(X)为正值；

<3>在第一和第二拐点R1、R2之间区域的导数f’(X)为负值；

<4>在第二和第三拐点R2、R3之间区域的导数f’(X)为正值；和

<5>第二拐点R2位于胎圈芯底点Q2和胎圈芯内侧末端对接点Q3之间。

这里，众所周知，帘线角曲线f(X)的拐点R是指帘线角曲线f(X)的导数f’(X)为0的点。帘线角Y的上升/下降在拐点R处改变。术语“胎圈芯底点Q2”指，如图9所示，穿过胎圈芯5的重心G的中心并垂直于下表面SL的直线与胎圈增强帘布层15的交点。术语“胎圈芯内侧末端对接点Q3”指穿过胎圈芯5的轮胎轴向内侧末端并平行于下表面SL的直线与胎圈增强帘布层15的交点。在此，穿过胎圈芯5的轮胎轴向外侧末端并平行于下表面SL的直线与胎圈增强帘布层15的交点为胎圈芯外侧末端对接点Q1。

由上述特征<1>-<4>，帘线角曲线将基本画出一条M形状的曲线。更具体地，在顶端Qo和第一拐点R1之间区域帘线角Y随接近于顶端Qo而减小并且在第三拐点R3和顶端Qi之间区域其随接近于顶端Qi而减小。这意味着能够保证高增强效果，其中在外片15o和内片15i处的帘线角Y设定为小角。结果，可以表现出限制胎体帘布层6A皱缩的效果。

此外，在帘线角曲线f(X)中，第二拐点R2，其中帘线角Y为最小值Ymin，位于胎圈芯底点Q2和胎圈芯内侧末端对接点Q3之间，并优选朝胎圈芯内侧末端对接点Q3偏移。这样，就能够直接和牢固地增强内侧末端位置A，以使在内侧末端位置A处的损坏得到有效抑制，同时也限制胎体帘布层6A的皱缩。

另一方面，在帘线角曲线f(X)中，帘线角Y在第一和第三拐点R1、R3处变大。因此，胎圈增强层15能够很容易进行绕胎圈芯的包边，并且可成型性和生产率也因此得到保持。以这种方式，本实施方案的胎圈增强层15适用于保持包胎圈结构和包布的可成型性以及其它可保持的特性。还可以有效抑制在内侧末端位置A的损坏，特别是对于使用较少量钢丝的包胎圈结构。

第一拐点R1优选位于胎圈芯外侧末端对接点Q1的径向内侧，第三拐点R3优选位于胎圈芯内侧末端对接点Q3的径向外侧。这样的原因是当第一拐点R1优选位于胎圈芯外侧末端对接点Q1的径向外侧时，外片15o上的帘线角Y将不能充分减小，从而使限制胎体帘布层6A皱缩的效果倾向于下降。而且，当第三拐点R3优选位于胎圈芯内侧末端对接点Q3的径向内侧时，在胎圈芯内侧末端对接点Q3处的帘线角Y将变大，从而对内侧末端位置A的直接增强将减少。

考虑到此点，优选使第一拐点R1位于与胎圈芯底点Q2附近，并且第三拐点R3与胎圈芯内侧末端对接点Q3的距离Xa的范围优选为胎圈芯5的芯宽W0(如图9所示)的10-50％。在此，术语“胎圈芯底点Q2附近”指距离胎圈芯底点Q2不大于10mm的范围，优选指不大于7mm以及更优选为不大于4mm的区域。

为了更好地显现出上述功能和结果，胎圈增强层15优选设计为

<6>将顶端Qo的帘线角Yo限定为25-35度，其与第一拐点R1的帘线角Y1之差Y1-Yo不小于10度；

<7>将顶端Qi的帘线角Yi限定为20-35度，且其与第三拐点R3的帘线角Y3之差Y3-Yi不小于10度；和

<8>帘线角Y的最小值Ymin限定为20-30度。

这样的原因在于当角Yo、Yi和Ymin分别小于25度、20度和20度时，会损害包布的可成型性。另一方面，当角Yo、Yi和Ymin分别大于35度、35度和30度时，限制在内侧末端位置A处的损坏的效果将不足。另外，当帘线角之差Y1-Yo和Y3-Yi分别小于10度时，将难以同时保持包布的可成型性和对在内侧末端位置A处损坏的限制。在此，差值Y1-Yo和Y3-Yi的上限值分别优选为不大于50度，并且当超过该值时，增强帘线30将过度成型以致帘线本身的强度下降。在此，可适合使用的增强帘线30具有范围为800-1500N的拉伸强度。

在此，胎圈增强层15可以包括位于第三拐点R3和顶端Qi之间的第四拐点R4，其中帘线角Y4变小。然而，为了保证包布的可成型性，与帘线角Yi相似，优选帘线角Y4的范围为20-35度。

现在说明如图10和12所示的增强帘线30的帘线排布密度曲线D＝g(X)被限定的情况。

更具体地，为了增强内侧末端位置A本身，有必要在内侧末端位置A处获得大且密集的增强帘线的帘线排布密度D。为了限制胎体帘布层6A的皱缩，有必要在外片15o和内片15i上获得大且密集的帘线排布密度D。然而，当在整个胎圈增强层15上的排布变得密集时，将难以进行以U形方式绕胎圈芯的包边，从而显示出可成型性下降和操作困难的缺陷。

因此，如图12所示，采用的帘线排布为，其中在从胎圈增强层15的外片15o的顶端Qo到其内片15i顶端Qi过程中，帘线排布密度D包括至少三个拐点R，同时帘线排布密度D重复上升和下降的变化。

图12示出帘线排布密度曲线g(X)。在帘线排布密度曲线g(X)中，沿着胎圈增强层15从外片15o的顶端Qo向内片15i的顶端Qi侧的径向长度定义为X。在长度X的位置上的增强帘线30的帘线排布密度定义为D。在此，将帘线排布密度转换成帘线数量，即为在与帘线正交的方向上每50mm宽度内帘线排布的数量。

如具体在图12中所示，胎圈增强层15设计为，在帘线排布密度曲线g(X)中，

<1>包括至少三个拐点R，即最密集的第二拐点R2，其中帘线排布密度D为最大值Dmax，和在其两侧的第一和第三拐点R1、R3；

<2>在顶端Qo和第一拐点R1之间区域内的帘线排布密度曲线g(X)的导数g’(X)为负值；

<3>在第一和第二拐点R1、R2之间区域的导数g’(X)为正值；

<4>在第二和第三拐点R2、R3之间区域的导数g’(X)为负值；和

<5>第二拐点R2位于胎圈芯底点Q2和胎圈芯内侧末端对接点Q3之间.

由上述特征<1>-<4>，帘线排布密度曲线g(X)将基本画出一条W形状的曲线。更具体地，在顶端Qo和第一拐点R1之间区域帘线排布密度D随接近于顶端Qo而增加并且在第三拐点R3和顶端Qi之间区域其随接近于顶端Qi而增加。这意味着能够保证高增强效果，其中在外片15o和内片15i处设定密集的帘线排布，并且可以显示出限制胎体帘布层6A皱缩的效果。

此外，在帘线排布密度曲线g(X)中，第二拐点R2，其中帘线排布密度D为最大值Dmax，位于胎圈芯底点Q2和胎圈芯内侧末端对接点Q3之间，并优选朝胎圈芯内侧末端对接点Q3偏移。这样，就能够直接和牢固地增强内侧末端位置A，以使在内侧末端位置A处的损坏得到有效抑制，同时也限制胎体帘布层6A的皱缩。

另一方面，在帘线排布密度曲线g(X)中，帘线排布密度D在第一和第三拐点R1、R3处变小(粗疏)。因此，胎圈增强层15能够很容易进行绕胎圈芯的包边，并且可成型性和生产率也因此得到保持。以这种方式，本实施方案的胎圈增强层15适用于保持包胎圈结构和包布的可成型性以及其它可保持的特性。还可以有效抑制在内侧末端位置A的损坏，特别是对于使用较少量钢丝的包胎圈结构。

此外，第一拐点R1优选位于胎圈芯外侧末端对接点Q1的径向内侧，具体位于与胎圈芯底点Q2相邻的位置。而且，第三拐点R3优选位于胎圈芯内侧末端对接点Q3的径向外侧，具体位于离胎圈芯内侧末端对接点Q3为距离Xa处，距离Xa对应于胎圈芯宽度W0的10-50％。

为了更好地显现出上述功能和结果，胎圈增强层15优选设计为

<6>将顶端Qo的帘线排布密度Do限定为19-25根帘线/50mm，其与第一拐点R1的帘线排布密度D1之差D1-Do不小于3根帘线/50mm；

<7>将顶端Qi的帘线排布密度Di限定为22-28根帘线/50mm，且其与第三拐点R3的帘线排布密度D3之差D3-Di不小于5根帘线/50mm；和

<8>帘线排布密度D的最大值Dmax限定为22-28根帘线/50mm。

这样的原因在于当帘线排布密度Do、Di和Dmax分别小于19根帘线/50mm、22根帘线/50mm和22根帘线/50mm时，在内侧末端位置A处的损坏的限制效果将不足，另一方面，当帘线排布密度Do、Di和Dmax分别大于25根帘线/50mm、28根帘线/50mm和28根帘线/50mm时，将导致损害包布的可成型性。当帘线排布密度之差D1-Do和D3-Di分别小于3根帘线/50mm和5根帘线/50mm时，将难以同时保持包布的可成型性和对在内侧末端位置A处损坏的限制。在此，差值D1-Do和D3-Di的上限值优选为不大于15根帘线/50mm，并且当超过该值时，增强帘线30将过度成型以致帘线本身的强度下降。

在此，在充气轮胎中可以同时使用帘线角曲线Y＝f(X)和帘线排布密度曲线D＝g(X)。

虽然以上说明了本发明的具体实施方案，但本发明并不仅限于所述的实施方案，而可以通过将所述实施方案修改为不同形式而体现出来。

实施例1

制造具有图1、5和6所示结构和基于表1中规格的载重用轮胎(11R22.5)用于试验，并分别测量和比较样品轮胎的胎圈耐久性。在此，表中未列出的规格对所有轮胎均相同。

现有技术设计为胎体帘布层包布部分沿胎圈三角胶外侧包卷，如图13所示，其中帘布层包边部分距离胎圈基线的高度h2限定为65mm。

(1)胎圈耐久性：

<i>一般胎圈耐久性：

采用转鼓试验机，轮胎在以下条件下以30km/h的速度行驶：轮辋为7.50×22.5、内压为700kPa、垂直负荷为27.25kN的3倍，将直到胎圈部分发生损坏时的行驶时间与定为100的现有技术的行驶时间对比得到评价指数。该值越大，耐久性越高。

<ii>热胎圈耐久性：

在轮辋被加热至130℃的条件下进行上述胎圈耐久性测试，将直到胎圈部分发生损坏时的行驶时间与定为100的现有技术的行驶时间对比得到评价指数。在此，对于热胎圈耐久性，由于帘线松脱导致在胎圈芯的轮胎轴向内侧末端位置发生损坏。

表1

	实施例1		现有技术
				胎圈结构包边部分：·距离La<mm>·距离Lb<mm>填充橡胶：·复合弹性模量Ea*<Mpa>胎圈增强层：·高度Hi<mm>·高度Ho<mm>包边部分帘线排布·帘线角分布包边部分顶端Pa最小角位置拐点R0中央部分Jo最小角位置Q1胎圈强度：·一般胎圈耐久性·热胎圈耐久性	距离X(*1)-30-20-10-50510203040	包胎圈7392727S形弯曲角α(*2)84(f2侧)78(f2侧)72(f2侧)072(f1侧)70(f1侧)72(f1侧)76(f1侧)82(f1侧)88(f1侧)120120	图13-----基本直线-----------100100

*1)以胎圈芯下表面对接区域N的中央位置No为起点的径向距离X，帘布层主体部分6a侧为+，顶端Pa侧为一。

*2)在距离X的位置的帘线角α，f1、f2指帘线的倾斜方向。胎圈芯下表面对接区域为X的范围(-10至+10)。

实施例2

制造具有图1和7所示结构和基于表2中规格的载重用轮胎(11R22.5)用于试验，并分别测量和比较样品轮胎的胎圈耐久性。在此，表中未列出的规格对所有轮胎均相同。所有其它条件均与实施例1中的相同。

表2

	实施例1	现有技术
			胎圈结构包边部分：·距离La<mm>·距离Lb<mm>填充橡胶：·复合弹性模量Ea*<Mpa>胎圈增强层：·高度Hi<mm>·高度Ho<mm>包边部分帘线排布·中央弓形部分曲率半径<mm>·第一侧弓形部分曲率半径<mm>·第二侧弓形部分曲率半径<mm>胎圈强度：·一般胎圈耐久性·热胎圈耐久性	包胎圈12292527弯曲*140*1180*1900120120	图13----2527直线------100100

^*1)当以胎圈芯下表面对接区域N的中央位置No为起点时，径向距离定为在帘布层主体部分6a侧为+且在顶端Pa侧为一，中央弓形部分位于(0mm至+5mm)范围内，第一侧弓形部分位于(+10mm至+30mm)范围内，第二侧弓形部分位于(-20mm至-30mm)范围内。胎圈芯下表面对接区域N为(-10mm至+10mm)范围。

实施例3

制造具有图1和10-12所示结构和基于表3中所示规格的载重用轮胎(11R22.5)以及基于表4中所示规格的载重用轮胎(11R22.5)分别用于试验，并分别测量和比较样品轮胎的胎圈耐久性。在此，表中未列出的规格对所有轮胎均相同。所有其它条件均与实施例1中的相同。

表3

	实施例1	实施例2	实施例3	现有技术
					胎圈结构	包胎圈	包胎圈	包胎圈	图13
弯曲部分
					·距离La<mm>	7	7	7	-
·距离Lb<mm>	2	2	2	-
					填充橡胶
·复合弹性模量Ea*<Mpa>	9	9	9	-
					胎圈增强层
·帘线拉伸强度<N>	830	830	830	830
					·高度Hi<mm>	27	27	27	27
·高度Ho<mm>	27	27	27	27
					帘线角Yo(度)	30	40	30	-
帘线角Y1(度)	47	47	47	-
					帘线角Ymin(度)	25	25	25	-
帘线角Y3(度)	45	45	45	-
					帘线角Yi(度)	27	27	35	-
					胎圈强度
·一般胎圈耐久性	120	115	110	100
					·热胎圈耐久性	120	110	115	100

表4

	实施例l	实施例2	实施例3	现有技术
					胎圈结构	包胎圈	包胎圈	包胎圈	图13
弯曲部分
					·距离La<mm>	7	7	7	-
·距离Lb<mm>	2	2	2	-
					填充橡胶
·复合弹性模量Ea*<Mpa>	9	9	9	-
					胎圈增强层
·帘线拉伸强度<N>	830	830	830	830
					·高度Hi<mm>	27	27	27	27
·高度Ho<mm>	27	27	27	27
					帘线排布密度Do(根帘线/50mm)	23	20	23	23
帘线排布密度D1(根帘线/50mm)	17	17	17	23
					帘线排布密度Dmax(根帘线/50mm)	26	26	26	23
帘线排布密度D3(根帘线/50mm)	17	17	17	23
					帘线排布密度Di(根帘线/50mm)	25	25	21	23
					胎圈强度
·一般胎圈耐久性	120	115	110	100
					·热胎圈耐久性	120	110	115	100

Claims (7)

1.一种包括胎体帘布层的载重子午线轮胎，其中胎体帘布层主体从胎面部分延伸出来经过胎侧部分直到胎圈部分的胎圈芯并且帘布层包边部分沿轮胎轴向绕着胎圈芯从内向外卷起，

其中每个帘布层包边部分包括主体部分和弯曲部分，

所述的主体部分沿着胎圈芯的轮胎轴向内表面、径向下表面和轮胎轴向外表面弯曲，

所述的弯曲部分从主体部分延伸出来并朝着帘布层主体部分延伸，直到以小于90°的角度从胎圈芯的径向上表面分离，以及

帘布层包边部分包括一侧倾斜区，其中胎体帘线在向轮胎周向一侧倾斜的同时，延伸到位于胎圈芯下表面对接区域的拐点R0，和另一侧倾斜区，其中胎体帘线在向轮胎周向另一侧倾斜的同时，从拐点R0延伸到帘布层包边部分顶端Pa，

其中胎圈芯下表面对接区域为胎体帘布包在胎圈芯的径向下表面的区域，

一侧倾斜区包括在胎圈芯下表面对接区域内的最小角位置Q1，其中相对于轮胎周向的胎体帘线的帘线角α为最小值α1min，和

帘线角α随着从最小角位置Q1到接近帘布层主体侧和拐点R0而增大，

另一侧倾斜区包括位于拐点R0和帘布层包边部分顶端Pa之间的最小角位置Q2，其中帘线角α为最小值α2min，和

帘线角α随着从最小角位置Q2到接近拐点R0和帘布层包边部分顶端Pa而增大。

2.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中最小值α1min、α2min的范围为60-80度。

3.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中最小角位置Q2位于帘布层包边部分的主体部分内。

4.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中胎圈部分包括胎圈增强层，该胎圈增强层具有弧形部分，该部分沿着帘布层包边部分的主体部分并包在其径向内侧；和外片，其在弧形部分的轮胎轴向外侧并且当其朝径向外侧从主体部分分离时倾斜向轮胎轴向外侧，其中外片距离胎圈基线的径向高度Ho被限定为10-35mm。

5.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中所述弯曲部分的顶端离胎圈芯径向上表面的距离La为5-12mm，以及其离帘布层主体部分的距离Lb为1-5mm。

6.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中通过插入曲率半径Rc的中央弓形部分使胎体帘线以槽状方式弯曲，该中央弓形部分包括在一侧倾斜区和另一侧倾斜区之间的拐点R0，

中央弓形部分包括中心位于轮胎周向一侧的具有曲率半径Rc的弓形部分，和

其中一侧倾斜区包括延伸到在帘布层主体部分侧的中央弓形部分中、具有曲率半径Rs1，并且中心位于轮胎周向另一侧的弓形部分，

另一侧倾斜区包括延伸到在所述的弯曲部分顶端侧的中央弓形部分中、具有曲率半径Rs2，并且中心位于轮胎周向另一侧的弓形部分。

7.如权利要求1所述的载重子午线轮胎，其中中央弓形部分的曲率半径Rc不大于100mm，一侧倾斜区的曲率半径Rs1大于100mm且不大于300mm，以及另一侧倾斜区的曲率半径Rs2不小于500mm且不大于1500mm。

Images