CN101306634B - 载重轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有缠绕胎圈结构的载重轮胎，在缠绕胎圈结构中，胎体帘布层的反包部分环绕胎圈芯卷绕，其中，胎圈部分配备有具有U形横截面的胎圈补强层和具有三角形横截面的胎圈三角胶。反包部分具有经过胎圈芯径向外侧边附近的辅助反包部分。胎圈三角胶包括：设置在径向内侧的高弹性内三角胶部分和设置在径向外侧的低弹性外三角胶部分。内三角胶部分具有L形横截面，所述内三角胶部分包括：底片部分，其沿着辅助反包部分的径向外侧；以及立片部分，其在底片部分的轴向内端部侧竖起，并沿着胎体帘布层的本体部分以渐缩的方式沿径向朝外延伸。

Description

载重轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有改善的胎圈部分耐久性的载重轮胎。
背景技术
已经提出了通常如图12所示的具有所谓的缠绕胎圈结构的多种载重轮胎，其中胎体帘布层b的反包部分b2绕胎圈芯C缠绕。因为反包部分b2的端部设置成靠近胎圈芯C，使其在行驶过程中受到较小的扭曲，所以这种载重轮胎能够防止从反包部分b2的端部所引发的损伤。因此，这种载重轮胎的突出优势体现在能够改善胎圈的耐久性。
与传统的非缠绕胎圈结构相比，具有缠绕胎圈结构的胎圈在接地时的变形相对较大。因此，胎圈补强层f变得必不可少，胎圈补强层f具有例如钢丝帘线的补强帘线，并通过绕胎圈部分反包成U形来补强胎圈部分。
发明内容
本发明要解决的问题
然而，当设置这样的胎圈补强层f时，会有大的剪切力作用于胎圈补强层f的外片部分f1的外端部ft，且因此在外端部ft处容易发生例如橡胶分离(帘线松脱)。因此，存在进一步改善胎圈耐久性的空间。
本发明旨在提供一种载重轮胎，其具有能够改善胎圈耐久性的缠绕胎圈结构。
解决问题的方案
根据本发明的第一方面，载重轮胎包括：胎体，其具有一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有本体部分和反包部分，所述本体部分从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯，所述反包部分从本体部分延伸、从轴向内侧到轴向外侧反包在胎圈芯上、并具有辅助反包部分；胎圈补强层，其设置在胎圈部分并具有补强帘线；以及胎圈三角胶，其设置成与胎体帘布层的辅助反包部分相比更加朝向径向外侧，并以渐缩的方式沿径向朝外延伸。
反包部分具有：主反包部分，其沿着胎圈芯的轴向内侧边、径向内侧边、和轴向外侧边弯曲；以及辅助反包部分，其从主反包部分延伸并经过胎圈芯的径向外侧边附近朝向本体部分延伸。
胎圈补强层具有U形横截面，其包括：中间部分，其与主反包部分相比更加朝向径向内侧并沿着主反包部分延伸；外片部分，其从中间部分的轴向外侧延伸并径向朝外延伸离开反包部分；以及内片部分，其从中间部分的轴向内侧延伸并沿着本体部分的轴向内侧径向朝外延伸。
胎圈补强层的补强帘线具有700到1200N的帘线强度，并且补强帘线在外片部分处以相对于轮胎的周向成40°至70°的角度倾斜。
胎圈三角胶具有：内三角胶部分，其由高弹性橡胶形成并设置在径向内侧；以及外三角胶部分，其由弹性低于内三角胶部分的橡胶弹性的橡胶形成并设置在径向外侧。
内三角胶部分具有L形横截面，其包括：底片部分，其沿着辅助反包部分的径向外侧；以及立片部分，其在底片部分的轴向内端部侧竖起，并沿着胎体帘布层的本体部分以渐缩的方式沿径向朝外延伸。
根据本发明的第二方面，载重轮胎包括：胎体，其具有一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有本体部分和反包部分，所述本体部分从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯，所述反包部分从本体部分延伸、从轴向内侧到轴向外侧反包在胎圈芯上、并具有辅助反包部分；以及胎圈补强层，其设置在胎圈部分并具有补强帘线。
反包部分具有：主反包部分，其沿着胎圈芯的轴向内侧边、径向内侧边和轴向外侧边弯曲；以及辅助反包部分，其从主反包部分延伸并经过胎圈芯的径向外侧边附近朝向本体部分延伸。
胎圈补强层具有U形横截面，其包括：中间部分，其与主反包部分相比更加朝向径向内侧并沿着主反包部分延伸；外片部分，其从中间部分的轴向外侧延伸并径向朝外延伸离开反包部分；以及内片部分，其从中间部分的轴向内侧延伸并沿着本体部分的轴向内侧径向朝外延伸。
胎圈部分设有由帘布层形成的胎踵覆盖层，所述胎踵覆盖层在下文中限定的胎踵区域的外侧的至少一部分处具有有机纤维帘线，并且胎踵覆盖层的有机纤维帘线以相对于轮胎的周向成30°至90°的角度设置。
胎踵区域限定为夹在第一直线和第二直线之间的区域，所述第一直线从胎圈芯的横截面中心以垂直于胎圈部分的底部表面的方式沿径向朝内延伸，所述第二直线从胎圈芯的横截面中心以垂直于第一直线的方式沿轴向朝外延伸。
[本发明的效果]
在根据本发明的第一方面所述的载重轮胎中，将帘线强度高达700至1200N的补强帘线用于胎圈补强层，并且外片部分中的补强帘线以相对于轮胎周向成40°至70°的角度倾斜，从而增强了补强效果。这种结构提高了胎圈部分的抗弯刚度并因此改善了行驶稳定性。但是，集中在外片部分的外端部上的应力会增加，这样导致了促使在所述外端部处的橡胶分离的倾向。
通过使用具有L形横截面的内三角胶部分的胎圈三角胶能够降低所述外端部处的应力集中。具体地，在胎圈三角胶中，由高弹性橡胶形成的内三角胶部分具有L形横截面，所述内三角胶部分包括沿着辅助反包部分的底片部分和沿着胎体帘布层的本体部分的立片部分。这样在减少高弹性橡胶体积的同时保证了胎圈部分的抗弯刚度并保持行驶稳定性。此外，能够通过增加由低弹性橡胶形成的外三角胶部分的橡胶体积来换取高弹性橡胶的体积的减小。从而，作用于靠近外三角胶部分的胎圈补强层的外片部分上的剪切扭曲能够得以充分缓解。因此，能够有效抑制外片部分的外端部处的橡胶分离，从而提高胎圈耐久性。
根据本发明的第二方面的载重轮胎，由有机纤维帘线设置成预定角度的帘布层所构成的胎踵覆盖层设置在胎圈部分的胎踵区域的外侧。
此处，在缠绕胎圈结构中，由于胎体帘布层绕胎圈芯缠绕，所以与具有非缠绕胎圈结构的传统轮胎相比，在行驶过程中的胎体帘布层的帘线张力容易传递至胎圈芯。从而，存在这样一种倾向：即，在帘线张力以及高充气内压的作用下，胎圈芯有可能移动至轮辋凸缘侧。随着胎圈芯的移动，胎体帘布层的本体部分的移动也变大。从而，集中在胎圈补强层的外片部分的外端部处的应力增加，并因此促使橡胶分离。另外，由于胎圈芯的移动，胎圈包布胶(称作为压紧橡胶)被夹在胎圈芯和轮辋之间从而在厚度方向上受到压缩。而胎圈包布胶在与厚度方向垂直的方向上延伸。所述延伸会引起胎圈补强层和胎圈包布胶之间的接触面处的扭曲，由此而导致橡胶分离。
但是，根据本发明第二方面所述的胎踵覆盖层与胎圈包布胶结合成一体，从而抑制了胎圈包布胶在与厚度方向垂直的方向上的延伸。因而，能够抑制胎圈补强层与胎圈包布胶之间的分离。另外，由于通过抑制延伸而抑制了胎圈包布胶在厚度方向上的压缩变形，从而抑制了胎圈芯向轮辋凸缘侧的移动，因此减少了胎体帘布层的本体部分的移动。此外，由于胎踵覆盖层与胎圈包布胶结合成一体从而改善了抗弯刚度，所以能够抑制胎圈扭曲，将其与本体部分移动的减少相结合用以抑制外片部分的外端部处的橡胶分离。
附图说明
以下将结合附图说明本发明的实施方式，其中：
图1是图示出根据本发明第一方面的载重轮胎的实施方式的横截面视图。
图2是图示出根据本发明第一方面的载重轮胎的胎圈部分的放大的横截面图。
图3是图示出胎圈部分的主要部分的进一步放大的横截面图。
图4是胎圈部分的侧向截面图，其图示出胎圈补强层的外片部分中的补强帘线的设置。
图5是图示出内三角胶部分的横截面图。
图6是图示出胎踵覆盖层的横截面图。
图7是胎圈部分的局部侧视图，其图示出胎踵覆盖层的有机纤维帘线的设置。
图8是胎圈部分的局部侧视图，其图示出胎踵覆盖层的有机纤维帘线的另一设置。
图9是图示出根据本发明第一方面的载重轮胎的胎圈部分的另一实施例的横截面图。
图10是图示出根据本发明第二方面的载重轮胎的实施方式的横截面图。
图11是图示出根据本发明第二方面的载重轮胎的胎圈部分的放大的横截面图。
图12是传统的胎圈部分的局部横截面图。
具体实施方式
图1到9图示出根据本发明第一方面的载重轮胎1A的一个实施方式。图10至11图示出根据本发明第二方面的载重轮胎1B的一个实施方式。
除非另外具体指出，轮胎各部分的尺寸等确定为当轮胎安装在标准轮辋J上并且充气到标准压力--即无负载、标准内部压力条件--时的测量值。这里使用的术语“标准轮辋(standard rim)”指的是对应于标准系统中的轮胎所指定的轮辋，该标准系统包括轮胎所基于的标准。例如，标准轮辋是JATMA中指定的“标准轮辋”、TRA中指定的“设计轮辋(Design Rim)”、或者ETRTO中指定的“测量轮辋(MeasuringRim)”。这里使用的术语“标准压力”指的是对应于标准系统中的轮胎所指定的气压，该标准系统包括轮胎所基于的标准。例如，标准压力是JATMA中的最大气压、TRA中的“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES)”表中给出的最大压力、或者ETRTO中的“充气压力(INFLATION PRESSURE)”。
载重轮胎1A配备有：环形的胎体6，其从胎面部分2经过胎侧部分3延伸至胎圈部分4中的胎圈芯5；以及带束层7，其设置于胎体6的径向外侧以及胎面部分2的径向内侧。
带束层7由至少两个带束帘布层构成，所述带束帘布层使用均由钢丝帘线构成的带束层帘线。在本实施例中，设置三个带束帘布层7A到7C。在带束帘布层7A到7C中的至少两个带束帘布层的带束层帘线设置为相对于轮胎的周向成一个小角度(例如，10°到35°)，并且将帘布层设置成彼此交叉的方式。应当指出，带束层7可以由四个或更多的带束帘布层构成。
胎体6由胎体帘布层6A构成，所述胎体帘布层6A具有：环形形状的本体部分6a，其从胎面部分2经过胎侧部分3延伸至胎圈部分4中的胎圈芯5；以及反包部分6b，其从本体部分6a延伸并从轴向内侧至轴向外侧反包在胎圈芯5上。胎体帘布层6A具有由相对于轮胎子午线C以80°到90°的角度设置的钢丝帘线所形成的胎体帘线。
如图3中以放大的方式图示出，胎圈芯5是具有扁长的类似六角形横截面的环形材料，所述胎圈芯5是通过以形成多层和多列的方式缠绕胎圈钢丝5w而形成。具体地，胎圈芯5具有：内侧边SL，其作为类似六角形横截面中的径向内侧的长边；外侧边SU，其作为径向外侧的长边；内侧边Si，其具有在轴向内侧将内侧边SL连接到外侧边SU的V形弯曲边；以及外侧边So，其作为相对侧的弯曲边。胎圈芯5由所谓包裹橡胶16围绕，该包裹橡胶16防止胎圈芯5与胎体帘线直接接触。
在本实施例中，胎圈芯5的径向内侧边SL以与轮辋J的板面J1(如图1所示)大致平行的方式延伸。因而，在很大范围上获得了胎圈部分4和轮辋之间的高装配力。在本实施例中，由于轮辋J是以15°倾斜的轮辋，胎圈芯5的径向内侧边SL与径向外侧边SU相对于假想轴线以大致15°倾斜。
另外，如图3所示，胎体帘布层6A的反包部分6b具有所谓的缠绕胎圈结构，所述缠绕胎圈结构包括：主反包部分6b1，其沿着胎圈芯5的轴向内侧边Si、径向内侧边SL、轴向外侧边So平滑地弯曲；以及辅助反包部分6b2，其从主反包部分6b1延伸并经过胎圈芯5的径向外侧边SU附近朝向本体部分6a延伸。作为优选方面，优选地，反包部分6b呈环形平滑弯曲而没有局部折弯的成角的转角。应当指出，当反包部分6b具有成角的转角时，则存在减弱胎体帘线强度的倾向。
辅助反包部分6b2限定为对应于延长线K的径向外侧的部分，延长线K通过延长胎圈芯5的径向外侧边SU而获得。辅助反包部分6b2延伸并且在朝向外端部6bt的过程中距延长线K的距离增加的方向上倾斜。辅助反包部分6b2与延长线K的角度θ优选为等于或大于10°、并更优选为等于或大于15°。这会抑制胎体帘线6C的局部弯曲。如果角度θ过大，反包部分6b对胎圈芯5的钩挂能力会变弱。这样很有可能产生反包部分6b被拉向本体部分6a侧的现象(所谓的漏气现象)。基于上述方面，角度θ优选为等于或小于60°、更优选为等于或小于45°、并进一步优选为等于或小于40°。
应当指出，角度θ限定为由延长线K和直线N形成的角度，直线N连接点F与反包部分6b的外端部6bt，点F为反包部分6b的胎体帘线6C与胎圈芯5的延长线K交叉的点。此处，在某些情况下，胎圈芯5的径向外侧边SU由于例如胎圈钢丝5w的位置变化而变成非平整表面。在这种情况下，延长线K近似于切线，该切线与位于胎圈芯5的径向外侧边SU处的胎圈钢丝列中的设置在轴向最外侧的胎圈钢丝5wo以及设置在轴向最内侧的胎圈钢丝5wi相接触。
另外，反包部分6b的外端部6bt和延长线K之间的最短距离U1优选为等于或大于2.0mm、并更优选为等于或大于3.0mm。如果距离U1小于2.0mm，则需要将胎体帘线急剧弯曲，而这样容易导致帘线强度下降。如果距离U1过大，则存在当胎圈部分4弯曲变形时的应力会集中在外端部6bt上的倾向，而这不是优选的。基于所述方面，距离U1优选为等于或小于8.0mm、并更优选为等于或小于6.0mm。
另外，在胎体帘线6C中，反包部分6b的外端部6bt终止于离本体部分6a有一定距离而未抵达本体部分6a。外端部6bt和本体部分6a之间的最短距离U2优选为等于或大于0.5mm、并更优选为等于或大于1.0mm。如果距离U2小于0.5mm，则在外端部6bt和本体部分6a之间可能出现摩擦，取决于胎圈部分4f的变形程度，该摩擦会导致磨损断裂。相反，如果距离U2过大，则反包部分6b对胎圈芯5的钩挂能力可能会变得不足，并因此容易出现上述的漏气现象。基于所述方面，距离U2优选为等于或小于5.0mm、并更优选为等于或小于4.0mm。
此外，在载重轮胎1A中，为了防止辅助反包部分6b2的回弹，辅助帘布层8设置在相对辅助反包部分6b2的径向外侧。该辅助帘布层8由环形材料形成，在该材料中，例如由钢丝帘线形成的辅助帘线8w沿轮胎的周向以螺旋的方式缠绕至少一次、优选为两次或更多次。因此，能够可靠地抑制回弹而无需过度的模制胎体帘线6C。因此，辅助反包部分6b2能够稳定地保持预期的形式，同时防止因模制而引起的胎体帘线强度的急剧下降。
作为辅助帘线8w，优选帘线强度为2000N至4000N的钢丝帘线。如果帘线强度低于2000N，则存在对于辅助反包部分6b2的保持效果不够的倾向。如果帘线强度超过4000N，则存在辅助帘线8w变硬的倾向，使得难以缠绕帘线。
另外，如图1和2所示，胎圈部分4设有：胎圈补强层9，其具有U形横截面；以及胎圈三角胶10，其具有基本为三角形的横截面并设置在相对于辅助反包部分6b2的径向外侧。
如图2所示，胎圈补强层9包括：中间部分9a，其与主反包部分6b1相比更加朝向径向内侧并沿着主反包部分6b1以环形的方式延伸；外片部分9o，其从中间部分9a的轴向外侧延伸并沿径向朝外延伸离开主反包部分6b1；以及内片部分9i，其从中间部分9a的轴向内侧延伸并沿着胎体帘布层6A的本体部分6a的轴向内侧沿径向朝外延伸。胎圈补强层9由一个帘布层形成，在该帘布层中设置了均由钢丝帘线形成的补强帘线9C。
使用缠绕胎圈结构时，因为胎体帘布层6A的反包部分6b绕胎圈芯5缠绕，所以当与反包部分沿着胎圈三角胶的外侧沿径向朝外延伸的非缠绕胎圈结构的传统轮胎相比，使用缠绕结构的胎圈部分4的抗弯刚度变得不够充分。另外，在硫化过程中，包括胎圈三角胶等的橡胶有可能不均匀地并明显地沿轴向朝外流动。因此，存在橡胶测厚计的读数发生变化增加的倾向，例如橡胶测厚计显示的胎圈部分的厚度减少。
因此，胎圈部分4设有胎圈补强层9，该胎圈补强层9具有U形横截面并包括外片部分9o和内片部分9i。这样改善了胎圈部分4的抗弯刚度，从而与具有非缠绕胎圈结构的传统轮胎相比，能够保证行驶稳定性。此外，外片部分9o抑制了在硫化过程中胎圈部分处的橡胶流动，并因此稳定了胎圈部分的橡胶测厚计的读数，从而防止了橡胶测厚计读数的变化。
在此，胎圈补强层9的补强帘线9C的帘线强度为至少等于或大于700N、优选为等于或大于800N、并更优选为等于或大于850N。如果帘线强度低于700N，则在行驶过程中由于胎圈部分4的扭曲会使补强帘线9C容易发生断裂和塑性变形，也可能在硫化过程中由于胶囊施加的压力而使帘线产生扭曲。相反，如果帘线强度变得过大，则通过模制而获得U形横截面就可能变得难以实现，这会招致生产成本急剧增加。基于所述方面，补强帘线的帘线强度为至少等于或小于1200N、优选为等于或小于1100N、并更优选为等于或小于1000N。应当指出，辅助帘线8w的帘线强度高于补强帘线9C的帘线强度。
图4是胎圈表面侧向截面图，其中将胎圈部分4的外侧的橡胶除去，从而能够从轴向外侧看到胎圈补强层9的外片部分9o。在外片部分9o中，胎圈补强层9的补强帘线9C设置成以相对于轮胎的周向成40°至70°的角度α倾斜。如果角度α小于40°，则胎圈补强层9的补强帘线9C无法显示出足够的阻力来抵抗胎圈部分4朝向轴向外侧的倾斜或者在硫化过程中的压力。相反，如果角度α超过70°，则胎圈补强层9的补强帘线9C和胎体帘布层6A的本体部分6a的胎体帘线6C之间的角度差β会变小，这样会导致倾向于无法获得充分的补强效果。基于所述方面，相对轮胎周向的角度α的下限优选为等于或大于45°并且其上限优选为等于或小于65°，并更优选为等于或大于60°。
另外如图2所示，为了更有效地利用胎圈补强层9改善胎圈部分4的抗弯刚度，优选地，外片部分9o和内片部分9i从胎圈基线BL起的高度ho和高度hi均等于或大于15mm、并优选为等于或大于20mm。相反，如果高度ho和高度hi均过大，则轮胎重量会上升，并且由于外片部分9o的外端部ft更加接近在行驶过程中急剧弯曲的胎侧部分3而使耐久性下降。基于所述方面，高度ho和高度hi均优选为等于或小于40mm、并更优选为等于或小于35mm。
尤其优选地，使hi＞ho。从而，减少行驶过程中外片部分9o的外端部ft处的应力集中。基于所述方面，高度差(hi-ho)优选为等于或大于2mm。由于内片部分9i设置为与本体部分6a相邻，所以作用在其外端部的应力比作用在外片部分9o的应力要小。因此，不太可能发生在内片部分9i的外端部处的断裂。
接下来，胎圈三角胶10包括：内三角胶部分10A，其由高弹性橡胶形成并设置在径向内侧；以及外三角胶部分10B，其由弹性低于内三角胶部分10A的橡胶弹性的橡胶形成并且设置在径向外侧。另外，内三角胶部分10A具有L形横截面，所述内三角胶部分10A包括：底片部分10A1，其沿着辅助反包部分6b2的径向外侧；以及立片部分10A2，其在底片部分10A1的轴向内侧的端部处竖起并沿着胎体帘布层6A的本体部分以渐缩的方式沿径向朝外延伸。
因此，由高弹性橡胶形成的内三角胶部分10A具有L形横截面，其包括立片部分10A2和底片部分10A1并且立片部分10A2沿着胎体帘布层的本体部分6a的外侧沿径向延伸。从而，表现出抵抗胎体帘线6A的本体部分6a朝向轮辋凸缘侧倾斜的高抗弯刚度，其与胎圈补强层9共同协作从而保持了行驶稳定性，并进而改善了行驶稳定性。另外，由于内三角胶部分10A具有L形横截面，所以能够通过增加由低弹性橡胶形成的外三角胶部分10B的橡胶体积来减少高弹性橡胶的橡胶体积。这样能充分缓解作用在胎圈补强层9的外片部分9o的外端部上的剪切扭曲，从而防止外片部分9o的外端部ft处的橡胶分离，因此改善胎圈耐久性。应当指出，因为高弹性橡胶具有相对较高的能量损失，所以该载重轮胎1A能够减少滚动阻力。此外，因为立片部分10A2的厚度沿径向朝外逐渐减少，所以内三角胶部分10A与外三角胶部分10B之间的刚度差减少。这样能防止在立片部分10A2等的径向外端部处产生断裂。
具有20至70MPa的综合弹性模量E＊1的高弹性橡胶优选用于内三角胶部分10A。如果综合弹性模量E＊1小于20MPa，则对胎圈部分4的抗弯刚度的补强效果会相对减弱。相反，如果综合弹性模量E＊1超过70MPa，则缓解扭曲的能力会下降，而胎圈部分4的抗弯刚度会过分增大，这样可能导致乘坐舒适性的显著下降。具体地，内三角胶部分10A的综合弹性模量E＊1的下限优选为等于或大于35MPa并且其上限优选为等于或小于60MPa。
对于外三角胶部分10B，优选使用综合弹性模量E＊2为2.0至6.0MPa的低弹性橡胶。如果综合弹性模量E＊2小于2.0MPa，则对胎圈部分4的补强效果会不充分。相反，当综合弹性模量E＊2超过6.0MPa时，缓解扭曲的能力变得不充分。
综合弹性模量E＊1和综合弹性模量E＊2指的是使用IWAMOTOSEISAKUCHO有限公司生产的粘弹性测定装置在温度为70℃、频率为10Hz、初始变形为10％、以及振幅为2％的条件下测量的数值。
另外，外三角胶部分10B的高度Hb(即，从胎圈基线BL到外三角胶部分10B的径向外端部的径向高度)优选为40至100mm。立片部分10A2的高度Ha(即，从胎圈基线BL到立片部分10A2的径向外端部的径向高度)不小于35mm并且小于高度Hb。
如果高度Hb小于40mm或者高度Ha小于35mm，则不能充分改善胎圈部分4的抗弯刚度，并因此可能会降低行驶稳定性。相反，如果高度Hb超过100mm或者高度Ha等于或大于高度Hb，则胎圈三角胶10被不必要地增大，从而导致轮胎重量的增加。另外，内三角胶部分10A的外端部和外三角胶部分10B彼此结合，因此扭曲会在此处集中，从而导致可能发生断裂。为了在不降低耐久性的情况下更有效地改善胎圈部分4的抗弯刚度，内三角胶部分10A的外端部的高度Ha优选地大于胎圈补强层9的内片部分9i的高度hi。
此外，立片部分10A2的厚度沿径向朝外逐渐减少。优选地，将位于稍后限定的基线X1上的立片部分10A2的厚度Ta调整到1.0至4.0mm，并将位于基线X1上的外三角胶部分10B的厚度Tb调整到7.0至13.0mm。基线X1限定为经过点P并垂直于轮胎外侧的直线，所述点P设置在胎圈三角胶10的轴向外侧且位于距所述胎圈基线BL沿径向朝外25mm的距离处。
距离胎圈基线BL 25mm的高度位置靠近一区域的径向最外侧位置，当在常规内压条件下将常规(标准)负载施加到轮胎上时，轮胎外侧在该区域处与轮辋凸缘接触，并且在该位置处可能会发生大的扭曲。因此，通过指定这一高度位置的厚度Ta和Tb，能够更加有效地提高胎圈部分4的耐久性。
如果立片部分10A2的厚度Ta小于1.0mm，则会降低胎圈部分4的抗弯刚度，并降低行驶稳定性。相反，如果厚度Ta超过4.0mm，则会减少外三角胶部分10B的橡胶体积，并因此使缓解扭曲的能力不足。基于所述方面，立片部分10A2的厚度Ta的下限优选为等于或大于1.5mm，而其上限优选为等于或小于3.0mm。
另外，如果外三角胶部分10B的厚度Tb小于7.0mm，则减少胎圈补强层9的外片部分9o的变形或者扭曲的能力将无法充分体现。相反，如果厚度Tb超过13.0mm，则胎圈三角胶10会增大，这会导致重量和成本的增加。基于所述方面，外三角胶部分10B的厚度Tb的下限更优选为等于或大于10.0mm，而其上限更优选为等于或小于12.0mm。
具体地，厚度Ta与厚度Tb的比率(Ta/Tb)的下限为等于或大于0.10、并更优选为等于或大于0.15，并且上限为等于或小于0.35、并更优选为等于或小于0.25。这样能够以良好的平衡方式来改善胎圈部分4的抗弯刚度以及改善缓解扭曲的能力。
另外，通过由高弹性橡胶形成的底片部分10A1覆盖住辅助反包部分6b2并利用辅助帘布层8，能有效地防止辅助反包部分6b2的回弹并能够防止外端部处的断裂。基于所述方面，如图5所示，将位于穿过胎圈芯5的横截面中心G的假想径向直线X2上的关于底片部分10A1的厚度Tc调整到至少等于或大于1.0mm、优选为等于或大于2.0mm、并更优选为等于或大于2.5mm。相反，如果底片部分10A1的厚度Tc过大，则会减少外三角胶部分10B的橡胶体积。所以，厚度Tc的上限为等于或小于10.0mm、优选为等于或小于7.0mm、并更优选为等于或小于5.0mm。
缓冲橡胶20设置于内三角胶部分10A和胎圈芯5之间以及胎圈芯5和主反包部分6b1之间。对于缓冲橡胶20，优选使用综合弹性模量低于内三角胶部分10A的综合弹性模量的低弹性橡胶。例如，优选综合弹性模量约为5.0至10.0MPa的橡胶。这样防止了辅助反包部分6b2的外端部6bt与高弹性的内三角胶部分10A之间的直接接触，并因此有效缓解作用在外端部6bt上的扭曲。
接下来，如图2放大所示，胎圈部分4设有胎圈包布胶12。胎圈包布胶12包括：基部部分12a，其经过胎圈补强层9的中间部分9a的径向内侧沿着轮辋J的板面J1延伸；内竖立部分12i，其从基部部分12a的胎趾侧的端部沿径向朝外延伸；以及外竖立部分12o，其从基部部分12a的胎踵侧的端部起沿着胎圈补强层9的外片部分9o沿径向朝外延伸。基部部分12a和外竖立部分12o以与胎圈补强层9接触的方式设置。另外，外竖立部分12o径向朝外延伸超出轮辋J的凸缘的外端部。这种胎圈包布胶12需要足够的耐磨特性和硬度。因此，使用的硬质橡胶材料应具有优选为60°、并更优选为等于或大于70°的JISA硬度。
比胎圈包布胶12柔软的胎侧胶13连接到胎圈包布胶12的外竖立部分12o的径向外侧，并且设置在本体部分6a内侧的气密层橡胶14连接到胎圈包布胶12的内竖立部分12i。
接下来，如图6所图示，胎圈部分4设有胎踵覆盖层15，该胎踵覆盖层15包括至少一个帘布层15A，该帘布层的位于稍后限定的胎踵区域Ah外侧的至少一部分具有有机纤维帘线。胎踵区域Ah限定为夹在第一直线L1和第二直线L2之间的区域，所述第一直线L1从胎圈芯5的横截面中心G在垂直于胎圈部分4的底部表面4B的方向上沿径向朝内延伸，所述第二直线L2从胎圈芯5的横截面中心G在与第一直线L1垂直的方向上沿轴向朝外延伸。应当指出，胎圈部分4的底部表面4B指的是与轮辋J的线性板面J1接触的部分。
在本实施例中，胎踵覆盖层15设置成包括胎踵区域Ah的整个外侧。胎踵覆盖层15在轮胎周向上连续延伸，并覆盖着胎圈包布胶12的基部部分12a以及外竖立部分12o的外侧。
利用缠绕胎圈结构，在行驶过程中当张力施加到胎体帘布层6A的本体部分6a时，沿径向朝外的力和绕胎圈芯5的横截面中心G的力矩强烈地施加到胎圈芯5。因此，胎圈芯5可能移向轮辋凸缘侧。由于胎圈芯5的如此移动，使得本体部分6a的移动也变大。因此，集中在胎圈补强层9的外片部分9o的外端部ft处的应力增大，从而促使橡胶分离。另外，由于胎圈芯5的移动，尤其在胎踵区域Ah内的胎圈包布胶12被夹在胎圈芯5和轮辋J之间使其在厚度方向上被压缩，同时导致在与厚度方向垂直的方向上的延伸。该延伸导致在胎圈补强层9和胎圈包布胶12之间的接触面处发生扭曲，这样会促使橡胶分离。
相反，胎踵覆盖层15与胎圈包布胶12的基部部分12a和外竖立部分12o结合为一体。因此，能够抑制胎圈包布胶12在与厚度方向垂直的方向上的延伸。这样能抑制胎圈补强层9和胎圈包布胶12之间的分离。另外，由于通过抑制延伸而抑制了胎圈包布胶12在厚度方向上的压缩变形，所以抑制了胎圈芯5向轮辋凸缘的移动，由此减少了胎体帘布层6的本体部分6a的移动。此外，由于胎踵覆盖层15与胎圈包布胶12结合为一体从而改善了抗弯刚度，也能够抑制胎圈变形，将其与本体部分6a移动的减少相结合从而抑制了外片部分9o的外端部ft处的橡胶分离。
这样的胎踵覆盖层15由至少一个帘布层15A形成，在该帘布层15A中设有有机纤维帘线。钢丝帘线显示出与橡胶的低粘附性并且无法提供充分的延展性。因此，如果将钢丝帘线用于胎踵覆盖层15的帘布层，会引发起始于胎踵覆盖层的其它断裂。因此，钢丝帘线不是优选的。作为有机纤维帘线，优选使用例如尼龙、人造丝、聚酯或者芳族聚酰胺。另外，作为胎踵覆盖层15，优选纤度为1800到2200分特(dtex)的有机纤维帘线，并且尤其优选通过在每5cm设置20到30根帘线而获得的帘布层。
附图7是从轴向外侧观察的胎圈部分4的侧视图。胎踵覆盖层15的有机纤维帘线15C设置成相对于轮胎的周向的角度γ为30°至90°。如果角度γ小于30°，则可能在帘线15C之间出现开口，使得无法有效地抑制胎圈包布胶12在径向上的延伸。基于所述方面，角度γ优选为40°至90°、并更优选为45°到90°。尤其，为了提高对胎圈包布胶12的保护效果，优选地如图8所示，胎踵覆盖层15由两个帘布层15A和15B构成，以使得有机纤维帘线15C相互交叉的方式将所述帘布层15A和15B叠加。
胎踵覆盖层15可设置在胎踵区域Ah的部分处。这种情况下，优选地设置胎踵覆盖层15使其占据胎踵区域Ah的至少等于或大于50％、更优选地等于或大于60％、并进一步优选地等于或大于80％。尤其优选地，如本实施例所示，胎踵覆盖层15设置在整个胎踵区域Ah。这样更可靠地改善了胎圈部分4的耐久性。
另外，在本实施例中，胎踵覆盖层15的径向内端部15i终止于接近胎圈部分4的胎趾端部4t。因此，能够使胎圈部分4底部表面4B的胎趾侧具有与轮辋接触的橡胶部分。这样提高了保持内部压力的能力，并且利用位于胎趾侧的厚橡胶部分还能够有效地缓解行驶过程中的冲击，这样有助于防止振荡的扩散。为了有效地体现该效果，胎踵覆盖层15的内端部15i和胎趾端部4t之间的沿板面J1的距离X为等于或大于5mm，并优选为从10至20mm的范围内。
图9图示出根据本发明第一方面的载重轮胎的另一实施例。图9中的载重轮胎1A除了不设置胎踵覆盖层15外，在结构上与上述轮胎1A基本相同。这种情况下，不能期望由胎踵覆盖层15所提供的上述效果。但是，包括具有L形横截面的内三角胶部分10A的胎圈三角胶10足以保证胎圈部分的抗弯刚度，并且还能够缓解作用在胎圈补强层9的外片部分9o上的剪切扭曲。因此，抑制了外片部分9o的外端部ft处的橡胶分离从而改善了胎圈耐久性，同时保持或改善了行驶稳定性。
接下来，图10和11图示出根据本发明第二方面的载重轮胎1B的实施例。图10或11中的载重轮胎1B除了设置传统的胎圈三角胶30来替代包括具有L形横截面的内三角胶部分10A的胎圈三角胶10外，在结构上与上述轮胎1A基本相同。在这种情况下，尽管不能期望由胎圈三角胶10提供的上述效果，但是能体现由胎踵覆盖层15所提供的上述效果。因此，抑制了胎圈补强层9和胎圈包布胶12之间的分离，并且还缓解了在外片部分9o的外端部ft处的剪切扭曲从而抑制了橡胶分离，由此改善了胎圈耐久性。
胎圈三角胶30包括：内三角胶部分30A，其由高弹性橡胶形成并设置在径向内侧；以及外三角胶部分30B，其由弹性低于内三角胶部分30A的橡胶弹性的橡胶形成并设置在径向外侧。内三角胶部分30A形成为具有从辅助反包部分662的径向外侧竖起的三角形横截面。
尽管已经说明了本发明的一个特别优选的实施方式，但是所示的实施方式不应当理解为用以限制本发明的范围；在不背离本发明的范围的情况下可以做出多种改型。
[测试A]
准备具有如图9所示的基本结构以及如表1和2所示规格的试验用载重轮胎(尺寸：11R22.5)，并测试了以下性能。除表1和2所示之外，每个轮胎均具有相同的规格。在每个轮胎中，内三角胶部分的综合弹性模量E＊1为50.0MPa，并且外三角胶部分的综合弹性模量E＊2为4.0MPa。应当指出，比较例A1配备有如图12所示的胎圈三角胶。测试方法如下所述。
<胎圈耐久性>
在以下的条件下：7.50×22.5的轮辋、700kPa的内部压力、以及比27.25kN高3倍的纵向负载，使测试轮胎在转鼓试验台上以20km/h的速度行驶。测量胎圈部分发生损坏之前经历的行驶时间。以指数表示评估结果，其中比较例A1的行驶时间被限定为100。指数越大，则胎圈耐久性越优异。
<胎圈包布胶厚度的改变>
在上述胎圈耐久性测试之前和之后，测量从胎圈芯外侧高度的中间位置到胎圈部分外侧的垂线Z上的胎圈包布胶的厚度t(图6中以参考标记t指出)。然后计算厚度的减少量。可以认为，当减少量越小时，胎圈部分的耐久性就越高。
<劣化后的胎圈耐久性>
将轮胎附装在轮辋上、以一定的内压(1050kPa)进行充气、并且在温度为80℃的炉子内存放一周的时间。之后，将内部压力调整到700kPa以进行与上述相同的胎圈耐久性测试。以指数表示评价结果，其中比较例A1的行驶时间被限定为100。指数越大，则胎圈耐久性越优异。
<行驶稳定性>
使用轮胎静态测试台，在以下的条件下：7.50×22.5的轮辋、800kPa的内部压力、26.7kN的纵向负载、2.0kN的横向负载，测量横向负载/水平变形量的比率作为水平弹性常量。以指数表示测量值，其中比较例A1的行驶时间被限定为100。该数值越大，则水平弹性常量越高且行驶稳定性越优异。
测试结果在表1中示出。
Figure S2008100947400D00171
接下来，当仅改变内三角胶部分的综合弹性模量E＊1时，以表1中的实施例A1的轮胎作为参考，对胎圈耐久性和行驶稳定性进行比较。应当指出，每个轮胎的外三角胶部分的综合弹性模量均统一为4.0MPa。
[表2]
Figure S2008100947400D00181
测试结果证实了示例的轮胎在胎圈部分耐久性方面得到了显著的改善。
[测试B]
准备具有如图10所示的基本结构以及如表3所示规格的试验用载重轮胎(尺寸：11R22.5)，并测试以下性能。在每个实施例中，在表3中未示出的规格均相同。在表3中，“聚脂”和“尼龙”如下所示。
聚脂：聚脂帘线(纤度：2000dtex，帘线数：25根/5cm)
尼龙：尼龙帘线(纤度：2000dtex，帘线数：25根/5cm)
测试方法如下。
胎圈耐久性测试、胎圈包布胶的厚度改变的测试、以及劣化后的胎圈耐久性测试都以与测试A相同的方式进行。使用指数进行评估，其中比较例B1限定为100。
Figure S2008100947400D00191
测试结果证实各实施例中的轮胎的胎圈部分耐久性都得到了显著的改善。

Claims (12)

1. 一种载重轮胎，包括：
胎体，所述胎体包括一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有：本体部分，其从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯；以及反包部分，其从所述本体部分延伸、从轴向内侧至轴向外侧反包在所述胎圈芯上、并具有辅助反包部分；
胎圈补强层，其设置在所述胎圈部分并具有补强帘线；以及
胎圈三角胶，其设置成与所述胎体帘布层的所述辅助反包部分相比更加朝向径向外侧，并且以渐缩的方式沿径向朝外延伸，其中：
所述反包部分具有：主反包部分，其沿着所述胎圈芯的轴向内侧边、径向内侧边、以及轴向外侧边弯曲；以及所述辅助反包部分，其从所述主反包部分延伸并经过所述胎圈芯的径向外侧边附近朝向所述本体部分延伸；
所述胎圈补强层具有U形横截面，所述胎圈补强层包括：中间部分，其与所述主反包部分相比更加朝向径向内侧并沿着所述主反包部分延伸；外片部分，其从所述中间部分的轴向外侧延伸并径向朝外延伸离开所述反包部分；以及内片部分，其从所述中间部分的轴向内侧延伸并沿着所述本体部分的轴向内侧径向朝外延伸；
所述胎圈补强层的所述补强帘线具有700至1200N的帘线强度，并且所述补强帘线在所述外片部分处以相对于所述轮胎的周向成40°至70°的角度倾斜；
所述胎圈三角胶具有：内三角胶部分，其由高弹性橡胶形成并设置在径向内侧；以及外三角胶部分，其由弹性低于所述内三角胶部分的橡胶弹性的橡胶形成并设置在径向外侧；并且
所述内三角胶部分具有L形横截面，所述内三角胶部分包括：底片部分，其沿着所述辅助反包部分的径向外侧；以及立片部分，其在所述底片部分的轴向内端部侧竖起，并沿着所述胎体帘布层的所述本体部分以渐缩的方式径向朝外延伸。
2. 如权利要求1所述的载重轮胎，其中：
所述外三角胶部分的径向外端部距胎圈基线的径向高度Hb为40至100mm；并且
所述内三角胶部分的所述立片部分的径向外端部距所述胎圈基线的径向高度Ha不小于35mm并且不大于所述高度Hb。
3. 如权利要求1所述的载重轮胎，其中：
在如下限定的基线X1上，所述外三角胶部分的厚度Tb为7.0至13.0mm，并且所述内三角胶部分的所述立片部分的厚度Ta为1.0至4.0mm；并且
所述基线X1限定为经过点P并垂直于所述轮胎的外侧的直线，所述点P设置在所述胎圈三角胶的径向外侧并位于距胎圈基线沿径向朝外25mm的距离处。
4. 如权利要求3所述的载重轮胎，其中所述立片部分的厚度Ta与所述外三角胶部分的厚度Tb的比率Ta/Tb为0.10至0.35。
5. 如权利要求1所述的载重轮胎，其中所述内三角胶部分的综合弹性模量E＊1为20至70MPa，并且所述外三角胶部分的综合弹性模量E＊2为2.0至6.0MPa。
6. 如权利要求1所述的载重轮胎，其中所述胎圈补强层的所述外片部分的径向外端部距胎圈基线的径向高度ho为15至40mm。
7. 如权利要求1所述的载重轮胎，其中：
所述胎圈部分设有由帘布层构成的胎踵覆盖层，所述帘布层在如下限定的胎踵区域的外侧的至少一部分处具有有机纤维帘线；
所述胎踵覆盖层的所述有机纤维帘线以相对于所述轮胎的周向成30°至90°的角度设置；并且
所述胎踵区域限定为夹在第一直线和第二直线之间的区域，所述第一直线从所述胎圈芯的横截面中心以垂直于所述胎圈部分的底部表面的方式沿径向朝内延伸，所述第二直线从所述胎圈芯的所述横截面中心以垂直于所述第一直线的方式沿轴向朝外延伸。
8. 一种载重轮胎包括：
胎体，所述胎体包括一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有：本体部分，其从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯；以及反包部分，其从所述本体部分延伸、从轴向内侧至轴向外侧反包在所述胎圈芯上、并具有辅助反包部分；以及
胎圈补强层，其设置在所述胎圈部分并具有补强帘线；其中：
所述反包部分具有：主反包部分，其沿着所述胎圈芯的轴向内侧边、径向内侧边、以及轴向外侧边弯曲；以及所述辅助反包部分，其从所述主反包部分延伸并经过所述胎圈芯的径向外侧边附近朝向所述本体部分延伸；
所述胎圈补强层具有U形横截面，所述胎圈补强层包括：中间部分，其与所述主反包部分相比更加朝向径向内侧并沿着所述主反包部分延伸；外片部分，其从所述中间部分的轴向外侧延伸并径向朝外延伸离开所述反包部分；以及内片部分，其从所述中间部分的轴向内侧延伸并沿着所述本体部分的轮胎的轴向内侧径向朝外延伸；
所述胎圈部分设有由帘布层形成的胎踵覆盖层，所述帘布层在如下限定的胎踵区域的外侧的至少一部分处具有有机纤维帘线；
所述胎踵覆盖层的所述有机纤维帘线以相对于所述轮胎的周向成30°至90°的角度设置；并且
胎踵区域限定为夹在第一直线和第二直线之间的区域，所述第一直线从所述胎圈芯的横截面中心以垂直于所述胎圈部分的底部表面的方式沿径向朝内延伸，所述第二直线从所述胎圈芯的所述横截面中心以垂直于所述第一直线的方式沿轴向朝外延伸。
9. 如权利要求8所述的载重轮胎，其中所述胎踵覆盖层包括两个帘布层，所述两个帘布层叠加使得有机纤维帘线相互交叉。
10. 如权利要求8所述的载重轮胎，其中所述胎踵覆盖层设置成遍及所述胎踵区域的外侧。
11. 如权利要求8所述的载重轮胎，其中所述胎圈补强层的所述补强帘线具有700到1200N的帘线强度，并且所述补强帘线在所述外片部分处以相对于所述轮胎的周向成40°至70°的角度倾斜。
12. 如权利要求8所述的载重轮胎，其中所述胎圈补强层的所述外片部分的所述径向外端部距胎圈基线的径向高度ho为15至40mm。
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