CN103153655A - 重载充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明解决的技术问题是改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。提供一种重载充气轮胎（1），其包括含有胎体帘布层（6A）的胎体（6），所述胎体帘布层（6A）从胎圈部（2）经由侧壁部（3）延伸并围绕胎圈部（4）的胎圈芯（5）卷起。胎圈芯（5）包括沿着胎圈部（4）在轮胎径向上的底面（4a）延伸的径向内表面（5a）。在包括无载标准条件和负载标准条件的这两个条件下，所述轮胎的胎圈芯（5）的径向内表面（5a）与标准轮辋（R）的轮辋板表面（13）之间的角度（θ1）为0°+/-3°，其中无载标准条件是指轮胎被安装在标准轮辋（R）上并充气至常规内压，负载标准条件是指处于上述无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并且以0°的外倾角接地。

Description

重载充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种能改进胎圈耐久性和滚动阻力性能的重载充气轮胎。
背景技术
如图10（a）所示，通常，传统的无内胎型重载充气轮胎（a）包括设置在胎圈部中的其横截面基本为六边形的胎圈芯（c）。在轮胎被安装在标准轮辋（b）上并且在内压处还未充气的条件（例如，其中轮胎在充气到常规内压之后，其内压被降低到常规内压的5%的条件）下，胎圈芯（c）的径向内表面c1被设计成与轮辋（b）的轮辋板表面b1基本上平行，也就是说，径向内表面c1与轮辋板表面b1之间的角度α1近似为0°。因此，胎圈芯（c）与轮辋（b）之间的配合压力在胎圈芯（c）的下方处均一地增加，从而改进了胎圈耐久性和滚动阻力性能。相关文献的例子如下所示（参见专利文献1）。
专利文献1：日本未审查的专利申请公开No.2009-137035。
发明内容
本发明解决的技术问题
然而，如放大的图10（b）所示，当重载充气轮胎（a）充气至内压时，胎体帘布层（d）的张力（f）易于使胎圈芯（c）以顺时针方式转动，并且径向内表面c1与轮辋板表面b1之间的角度α1变为3°-5°。这种胎圈芯（c）倾向于严重降低对轮辋的配合压力，尤其是在胎圈部的趾侧的配合压力。因此，在这种轮胎运行时，胎圈芯（c）围绕胎圈芯（c）的横截面的重心重复旋转偏移（下面简称为“旋转”），并且存在因发热而导致胎圈耐久性劣化以及滚动阻力性能降低的问题。
因此，考虑到这些问题，本发明的目的在于提供一种重载充气轮胎，该轮胎基于胎圈芯的内表面与标准轮辋的轮辋板表面在如下两个条件下基本上彼此平行而能提高胎圈耐久性和滚动阻力性能：其中轮胎被安装在标准轮辋上并且充气至常规内压的无载标准条件；以及其中处于无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并且以0°的外倾角接地的负载标准条件。
解决问题的方法
在权利要求1的发明中，重载充气轮胎包括含有胎体帘布层的胎体，该胎体帘布层从胎面部经由侧壁部延伸并围绕胎圈部的胎圈芯卷起，其中所述胎圈芯具有基本呈六边形的横截面，该横截面包括沿着所述胎圈部的底面延伸的径向内表面，并且在包括无载标准条件和负载标准条件的这两个条件下，所述胎圈芯的所述径向内表面与所述标准轮辋的轮辋板表面之间的角度为0°+/-3°，其中无载标准条件是指轮胎被安装在标准轮辋上并充气至常规内压；负载标准条件是指处于无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并且以0°的外倾角接地。
在权利要求2的发明中，重载充气轮胎如权利要求1中所述，其中所述胎圈芯的所述六边形具有重心，所述标准轮辋包括具有高度的轮辋凸缘，以及在无载标准条件下，从胎圈基线到所述胎圈芯的所述六边形的重心的高度为轮辋凸缘高度的0.40-0.85倍。
在权利要求3的发明中，重载充气轮胎如权利要求1或2所述，其中在无载标准条件下，所述胎圈芯具有平行于所述轮辋板表面测量的最大宽度CW，与该最大宽度成直角地测量的最大厚度AW，以及0.2-0.7的最大厚度与最大宽度的比率AW/CW。
在权利要求4的发明中，重载充气轮胎如权利要求1-3中任一项所述，其中所述胎圈部包括胎圈三角胶，该胎圈三角胶从所述胎圈芯的径向外表面沿着轮胎的径向向外呈锥形延伸，以及胎圈三角胶的复数模量E*1为60-80MPa。
在权利要求5的发明中，在无载标准条件下，从胎圈芯的轴向内端到胎圈跟端点的轮胎轴向距离H与胎圈部的底面的轮胎轴向宽度G之间的比率H/G为0.60-0.94。
在权利要求6的发明中，在无载标准条件下，胎圈芯的最大宽度CW与胎圈部底面的轮胎轴向宽度G之间的比率CW/G为0.50-0.85。
在权利要求7的发明中，重载充气轮胎如权利要求1-6中任一项所述，其中在轮胎被安装在标准轮辋上并充气至常规内压的5%的无载条件下，胎圈芯的所述径向内表面具有相对于轮胎轴向线的角度αc，该角度αc大于所述轮辋板表面相对于轮胎轴向线的角度αr，并且角度αc与角度αr之间的差值为2°-8°。
在权利要求8的发明中，重载充气轮胎如权利要求1-7中任一项所述，其中围绕胎圈芯设置有包裹层，并且所述包裹层由具有6-11MPa的复数模量E*3的橡胶制成。
在权利要求9的发明中，所述胎体帘布层包括从胎面部经由侧壁部延伸至胎圈部的所述胎圈芯的主要部分、和围绕胎圈芯从轮胎的轴向内侧向其轴向外侧卷起的卷起部分，所述胎圈部包括具有基本呈L形横截面的胎圈增强层，该胎圈增强层包括：
沿着胎体帘布层的所述卷起部分的轴向外表面延伸的外侧部、以及沿着胎圈芯的径向内表面延伸并具有轴向内端的底部，并且在无载标准条件下，该底部的轴向内端设置在离胎圈部的胎圈跟端点10-25mm的轮胎轴向距离中。
在权利要求10的发明中，重载充气轮胎如权利要求9中所述，其中在无载标准条件下，该外侧部具有径向外端，该径向外端距离胎圈基线的高度为轮胎截面高度的0.12-0.25倍。
本发明的技术效果
在其中轮胎被安装在标准轮辋上并充气至常规内压的无载标准条件、以及其中处于该无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并以0°的外倾角接地的负载标准条件中，轮胎在胎圈芯的内表面与标准轮辋的轮辋板表面之间的角度限制在0°+/-3°的范围内。
该重载充气轮胎可在无载标准条件以及负载标准条件这两种条件下普遍地、较好地保持胎圈部对轮辋的配合压力。因此，本发明的重载充气轮胎可抑制胎圈芯在行驶期间的旋转，借此改进轮胎的胎圈耐久性和滚动阻力性能。
附图说明
图1为本发明实施方式的在无载标准条件下的重载充气轮胎的横截面视图。
图2为显示图1的胎圈部的横截面视图。
图3(a)为显示在无载标准条件下的重载充气轮胎的横截面局部图，图3(b)为显示在负载标准条件下的重载充气轮胎的横截面局部图。
图4(a)为显示放大的胎圈芯的横截面视图，图4(b)为呈自由状态的轮胎中的胎圈部的横截面视图。
图5为显示其中轮胎充气至5%的常规内压的无载条件中以及无载标准条件中的重载充气轮胎的胎圈部的横截面视图。
图6(a)为显示胎圈部与轮辋之间的接触区域的位置的横截面视图，图6(b)为显示图6(a)的接触区域的配合压力的曲线图。
图7(a)为其上设置生胎的胎圈环的横截面视图，图7(b)为说明硫化工艺的横截面视图。
图8为胎圈部的另一实施方式的放大视图。
图9为胎圈增强层的示意透视图。
图10(a)为传统的重载充气轮胎在内压充气之前的横截面视图，图10(b)传统的重载充气轮胎在该内压充气之后的横截面视图。
附图标记的说明
2胎面部
3侧壁部
4胎圈部
5胎圈芯
6胎体
6A胎体帘布层
R标准轮辋
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。
图1为显示重载充气轮胎1（下面简称为“轮胎”）与标准轮辋R的组装体的右侧横截面视图，重载充气轮胎1在其中轮胎被安装在标准轮辋R上并具有常规内压的无载标准条件下。除非另有说明，轮胎的每一部分的尺寸等均为在上述无载标准条件下测定的值。
“标准轮辋”是通过包含轮胎依据的标准的标准体系为每一轮胎确定的轮辋。例如，标准轮辋对于JATMA为“Normalrim”，对于TRA为“Design Rim”，对于ETRTO为“MeasuringRim”。
“常规内压”是通过标准为每一轮胎确定的大气压。例如，常规内压对于JATMA为最大大气压，对于TRA为表“在各种冷充气压力处的轮胎负载极限”中所述的最大值，以及对于ETRTO为“充气压力”。
作为无内胎类型显示的轮胎1包括环形胎体6和带束层7，该环形胎体6从胎面部2经由侧壁部3延伸至胎圈部4的胎圈芯5，该带束层7设置在该胎体6的径向外侧上并在胎面部2的内侧上。
胎体6包括至少一个包含主要部分6a和卷起部分6b的胎体帘布层6A（在本实施方式中为单个胎体帘布层6A），主要部分6a从胎面部2经由侧壁部3延伸至胎圈部4的胎圈芯5，卷起部分6b从该主要部分6a开始延伸并围绕胎圈芯5从轮胎的轴向内侧向轴向外侧卷起。
胎体帘布层6A由彼此平行排列并用贴面胶覆盖的胎体帘线的帘线帘布层制成。胎体帘线相对于轮胎赤道C以70°-90°的角度排列。至于胎体帘线，优选使用钢帘线。
上述带束层7例如包括如下四层：相对于轮胎赤道C以约60°+/-10°的角度排列的带束帘线的最内侧带束帘布层7A，以及各自具有相对于轮胎赤道C以约15°-35°的角度排列的带束帘线的带束帘布层7B、7C和7D。至于带束帘线，采用钢帘线。带束层7可以稳固地增强胎面部2的大体上整个宽度。进一步地，带束层7包括至少两个彼此交叉的带束帘布层从而改进带束层的刚度。
如放大的图2所示，胎圈芯5具有基本呈六边形的横截面，该形状例如通过连续缠绕横截面为圆形的胎圈线11来形成。至于胎圈线11，采用钢帘线。附带地，胎圈芯5可以具有单一整体结构。
此外，本实施方式的胎圈芯5包括：
沿着胎圈部4的底面4a延伸的径向内表面5a，面向径向内表面5a的径向外表面5b，在径向内表面5a和径向外表面5b的内侧中连接并沿着轴向内侧弯曲突出的轴向内表面5c，以及在径向内表面5a与径向外表面5b的外侧中连接并沿轴向外侧弯曲突出的轴向外表面5d。胎圈芯5被形成为具有近似扁平的六边形的横截面。胎圈芯5具有出色的结构稳定性从而可改进胎圈耐久性。
胎圈部4的底面4a表示从胎圈趾部4t（其为胎圈部的轴向最内端）到胎圈跟端点4h（其为胎圈部4的轴向最外端）的区域。在无载标准条件下，胎圈跟端点4h被定义为与穿过轮辋直径的轮胎轴向线的胎圈基线BL的交点。
本实施方式的标准轮辋R包括轮辋板Rs和轮辋凸缘Rf，该轮辋板Rs承接胎圈部4的底面4a，该轮辋凸缘Rf从轮辋板Rs的轴向外端向径向外侧突出、同时向轮胎的轴向外侧平滑地弯曲。
轮辋R为具有轮辋板Rs的15°锥形轮辋，该轮辋板Rs相对于轴向以约15°的角度θ2从轮胎轴向内侧向外侧倾斜。附带地，术语“约15°”包括制造时的误差幅度，其可以为15°+/-1°。
在包括无载标准条件（如图3（a）所示）和负载标准条件（其中处于无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并以0°的外倾角接地（如图3（b）所示））的这两个条件下，本实施方式的轮胎1的在胎圈芯5的径向内表面5a与形成轮辋板Rs的外表面的轮辋板表面13之间的角度θ1为0°+/-3°。
“常规负载”为通过标准为每一轮胎确定的负载。例如，常规负载对于JATMA为最大负载能力，对于TRA为表“在各种冷充气压力处的负载极限”中所述的最大值，以及对于ETRTO为“负载容量”。
如图2所示，当胎圈芯5由胎圈线11的绕线体形成时，胎圈芯5的径向内表面5a的倾斜度用经由胎圈线11的各个外表面的共同切线SL限定，该胎圈线11设置在横截面中的径向内表面5a上。当共同切线SL不能引出时，为了方便，共同切线SL被定义为与胎圈线11（设置在横截面中的径向内表面5a上）中的轴向最内侧胎圈线11ai和轴向最外侧胎圈线11ao相切的切线。
本发明的轮胎1可在无载标准条件和负载标准条件这两个条件下普遍地、较好地保持对于胎圈部4的配合压力。因此，本发明的轮胎1可抑制胎圈芯5在行驶期间的旋转，借此可降低胎圈部4的发热，从而可改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。
虽然传统的重载轮胎在胎圈芯5的径向内表面5a与轮辋板表面13之间的角度θ1在无载标准条件下为0°+/-3°，但该角度θ1因胎圈芯的旋转而在负载标准条件下不能保持为0°+/-3°。
然而，根据本发明的发明人的各种试验和分析，如图4(a)所示，结果发现，在胎圈芯5成形期间，当胎圈芯5的径向内表面5a相对于轮胎轴向的角度θc朝着轮胎轴向外侧开口并且被设定为20°+/-2°、优选20°+/-1°、更优选20°时，角度θ1可在无载标准条件和负载标准条件下保持为0°+/-3°。
除了胎圈芯的内表面的角度θc之外，如图4(b)所示，在轮胎未被安装在轮辋上的轮胎自由状态中，胎圈芯5的径向内表面5a与胎圈部4的底面4a上的在胎圈芯5下面的向内部分4a1之间的角度θa优选不小于0°，更优选不小于3°。将角度θa设定为优选不超过10°、更优选不超过7°也是重要的。
如上所述，如图5所示用实线表示的包括具有角度θc为20°+/-2°的径向内表面5a的胎圈芯5的轮胎1中，在其中轮胎被安装在标准轮辋R上并在充气5%的常规内压的内压处（通过向轮胎内充入常规内压并将内压降低至5%的常规内压获得）的无载条件下，其胎圈芯5的径向内表面5a相对于轮胎轴向的角度θc大于标准轮辋R的轮辋板表面13相对于轮胎轴向的角度θr。
因此，胎圈芯5的径向内表面5a与轮辋板表面13之间的角度θ1（θc-θr）优选为约5°+/-3°，更优选约5°+/-2°。同时，对于本说明书中的上述角度θc和角度θr，向轴向外侧开口的倾斜是正指向。
如图5所示，在用虚线表示的向轮胎充入常规内压之后，胎圈芯5因胎体帘布层6A的张力F2而在图中以顺时针方式朝着轮胎径向向外方向旋转。因此，胎圈芯5的径向内表面5a的角度θc变小，借此相对于轮辋板13的角度θ1变为0°+/-3°，优选0°+/-2°，更优选0°+/-1°。
此外，即使将常规负载加载在处于无载标准条件中的轮胎上，本实施方式的轮胎1也可以基本上没有变化地保持上述角度θ1。
需要进一步分析在使用上述胎圈芯5的情况中为什么角度θ1在无载标准条件和负载标准条件这两个条件下能在0°+/-3°的范围内。然而，一个可能的原因是受到胎圈部4的底面4a与轮辋板表面13的高配合压力的区域扩展。
图6(a)和6(b)显示在包含具有15°（参照例）和20°（实施例）的上述角度θc的胎圈芯的内表面的重载轮胎（11R22.5）中，无载标准条件下，胎圈部4与标准轮辋R的各个配合压力（接触压力）的测定结果。在图6(b)中，配合压力（接触压力）表示为纵坐标。此外，图6(a)所示的胎圈部4与标准轮辋R的接触区域的位置表示为横坐标，并且该数值越大，位置越靠近轴向内侧（接近胎圈趾部）。
此外，配合压力通过表面压力分布测定系统I-SCAN（NITTA公司制造）在上述无载标准条件下测定。由图6(b)清楚可见，在本实施方式的轮胎中，高轮胎配合压力较广地延伸，具体地讲，其向胎圈趾部4t延伸。据推测，配合压力的这种分布变化有利于角度θ1的保持。
也就是说，在负载标准条件下，如图3(b)所示，侧壁部3朝着轮胎的轴向外侧偏斜，并且位于胎圈部4的卷起部分6b的轴向外侧的橡胶部4o被轮辋凸缘Rf压向轮胎的径向外侧。进一步地，胎体帘布层6A的卷起部分6b随变形的橡胶部4o一起被拉向轮胎的径向外侧，从而产生使得胎圈芯5在图中以逆时针方式旋转的张力F1。
由于本实施方式的轮胎在胎圈部的底面4a与轮辋板表面13之间具有被增强的广泛地向胎圈趾部4t扩展的配合压力，故因胎体帘布层6A的张力F1而产生的胎圈芯旋转可被抑制。
通过该方式，本实施方式中的轮胎1的胎圈芯5在无载标准条件和负载标准条件这两个条件下相对于标准轮辋R可产生较大的配合压力，并且在轮胎行驶时还可抑制旋转。因此，轮胎1可抑制胎圈芯5的旋转，抑制胎圈部4的移动，抑制胎圈部4的损伤和能量损耗，以及改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。
为了更有效地提高上述作用，在无载标准条件和负载标准条件这两个条件下，上述角度θ1优选为0°+/-2°，更优选为0°+/-1°，更优选为0°。
如图1所示，在无载标准条件下，胎圈芯5的重心5g（横截面的重心）距离胎圈基线BL的高度H1可被任意设置。当高度H1太小时，胎圈芯5与标准轮辋R之间的橡胶厚度W1不足，于是在胎圈部4的底面4a等中可能产生裂纹。当高度H1太大时，不能保持相对于标准轮辋R的高配合压力，于是更易于发生比如轮胎从轮辋中脱落等问题。考虑到这些，高度H1优选不低于轮辋凸缘Rf的高度H2的0.40倍，更优选不低于0.5倍，更优选不低于0.55倍，并且优选不超过高度H2的0.85倍，更优选不超过0.75倍，更优选不超过0.70倍。
如图2所示，在无载标准条件下，当胎圈芯5的最大宽度CW与相对于该最大宽度CW成直角的最大厚度AW之间的比率（AW/CW）较小时，胎圈芯5的刚度趋于降低。当该比率（AW/CW）较大时，难以广泛地提高胎圈部4的底面4a与轮辋板表面13之间的配合压力。考虑到这一点，该比率（AW/CW）优选为不低于0.2，更优选不低于0.30，更优选不低于0.40，以及优选为不超过0.70，更优选不超过0.65，更优选不超过0.60。
此外，在无载标准条件下，胎圈芯5的轴向内端5i到胎圈跟端点4h的轴向距离H与胎圈部4的胎圈底面4a的轴向宽度G之间的比率（H/G）较小时，胎圈趾部4t一侧上的橡胶体积变得过大从而可能降低胎圈耐久性。当该比率（H/G）较大时，胎圈趾部4t一侧上的橡胶体积变得过小从而可能导致比如裂纹问题。考虑到这一点，该比率（H/G）优选为不低于0.60，更优选不低于0.70，以及优选不超过0.94，更优选不超过0.85。
同样地，胎圈芯5的最大宽度CW与胎圈部4的底面4a的轴向宽度G之间的比率（CW/G）优选不低于0.50，更优选不低于0.60，以及优选不超过0.85，更优选不超过0.75。
上述胎圈芯5优选具有围绕其外周面的包裹层12。该包裹层12可抑制胎圈线11分离。此外，包裹层12可抑制胎体帘布层6A的胎体帘线与胎圈芯5接触从而改进胎圈耐久性。
包裹层12优选由复数模量E*3为6-11MPa的高弹性橡胶制成。这种包裹层12可抑制胎圈芯5与胎体帘布层6A之间的橡胶厚度W2因硫化中的橡胶流动而降低尺寸。
复数模量E*3是根据JIS-K6394规定在如下条件下用岩本株式会社制造的粘弹性光谱计测定的值：
初始应变：10%
振幅：+/-1%
频率：10Hz
变形模式：拉伸
测定温度：70°C
因此，本实施方式的轮胎1可通过抑制橡胶因胎圈芯5与胎体帘布层6A之间的摩擦而产生的损坏，从而进一步改进胎圈耐久性。此外，由于橡胶厚度W2可在不增加包裹层12厚度的条件下被保持，故可抑制轮胎质量的增加。
当包裹层12的复数模量E*3低于6MPa时，包裹层12过软，于是不能保持橡胶厚度W2。当该复数模量E*3超过11MPa时，包裹层12过硬，于是包裹层12不易于围绕胎圈芯5卷绕。考虑到这一点，该复数模量E*3优选不低于7MPa，更优选不超过10MPa。
如图1所示，胎圈部4优选具有胎圈三角胶8，该胎圈三角胶从胎圈芯5的径向外表面5b沿着轮胎的径向向外呈锥形延伸。这种胎圈三角胶8可提高胎圈部4的弯曲刚度，并且可进一步改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。
胎圈三角胶8的复数模量E*1没有特别限定。然而，当复数模量E*1太小时，胎圈部4的弯曲刚度可能不会被充分提高。当复数模量E*1太大时，胎圈部4的弯曲刚度过度增加，于是应变可能集中于胎体帘布层6A的卷起部6b的外端6be等上。考虑到这一点，复数模量E*1优选为不低于60MPa，更优选不低于65MPa，以及优选不超过80MPa，更优选不超过75MPa。
在无载标准条件下，当胎圈三角胶8距离胎圈基线BL的径向高度H3太小时，胎圈部4的弯曲刚度可能不会被充分提高。当高度H3太大时，胎圈部4的弯曲刚度可能过度增加。考虑到这一点，高度H3优选为不低于轮胎截面高度H0的0.20倍，更优选不低于0.30倍，以及优选不超过轮胎截面高度H0的0.50倍，更优选不超过0.40倍。
如图7(a)和7(b)所示，本实施方式的轮胎1通过使用硫化模具21和气球状气囊22的硫化工艺制造，该硫化模具21包括具有胎圈成型面23的胎圈环21A，该气球状气囊22用于将生胎1L压向硫化模具21的成型面一侧上。
如图7(a)所示，本实施方式的胎圈环21A包括胎圈成型面23以及气囊接触面24，该气囊接触面24从胎圈成型面23的轴向内端23i向轮胎的径向内侧延伸使得气囊22与其接触并被保持在其上。气囊接触面24具有从胎圈成型面23的内端23i向轮胎的径向内侧和轴向外侧延伸的倾斜。此外，气囊接触面24相对于轮胎径向的角度θ4优选设定为20°-40°。而传统上，该角度θ4通常为0°。
如图7(b)所示，这种胎圈环21A可提高气囊22在胎圈成型面23的内端23i处的入射角θ5。因此，气囊22在内端23i处沿着轮胎轴向极大地凸出弯曲，并且在胎圈部4的轮胎内腔面10上的压力比以前更弱。因此，有助于抑制胎圈芯5与胎体帘布层6A之间的橡胶厚度W2（如图2所示）因气囊22的强压所导致的尺寸降低，从而可改进胎圈耐久性。
当气囊接触面24的角度θ4低于20°时，气囊22的压力可能未被充分地减弱。当角度θ4超过40°时，气囊22的压力过度降低，于是在胎圈部4中可能发生成型缺陷比如空气滞留。考虑到这一点，角度θ4优选为不低于25°，更优选不超过35°。
此外，图8显示本发明的轮胎1的另一实施方式。该实施方式的轮胎1具有在胎圈部4中的胎圈增强层9。如图9所示，该胎圈增强层9通过用贴面胶17覆盖胎圈增强帘线16的排列体形成，该胎圈增强帘线16相对于轮胎周向以20-30°的角度θ3排列。此外，至于胎圈增强帘线16，采用钢帘线。
这种胎圈增强层9可与胎圈三角胶8一起提高胎圈部4的弯曲刚度，并且改进高负载条件下的操纵稳定性。
此外，如图8所示，胎圈增强层9包括外侧部9a和底部9b，该外侧部9a沿着胎体帘布层6A的卷起部6b的轴向外表面延伸，该底部9b与该外侧部9a连接并沿着胎圈芯5的径向内表面5a延伸。胎圈增强层9的横截面为近似L形。
与传统的也包括内侧部（其沿着胎体帘布层6A的主要部分6a的轮胎径向向外延伸）的具有近似U形的胎圈增强层相比，胎圈增强层9可更多地降低轮胎1的重量。在轮胎被安装在标准轮辋R上的情况中，上述底部9b位于胎圈芯5与轮辋板Rs之间，并且胎圈部4的弯曲刚度在缺少这种内侧部的情况下也能增加。此外，底部9b沿着胎圈芯5的径向内表面5a延伸，从而均一地增加与标准轮辋R的配合压力。
同时，由于传统的具有横截面为近似L形的胎圈增强层9的轮胎易于在胎圈趾部4t一侧上具有较低的配合压力，故胎圈芯5趋于因拉伸胎圈增强层9的底部9b的胎体帘布层的张力而旋转。
在本实施方式中，由于胎圈芯5的旋转被抑制，故胎圈增强层9的旋转可被有效地抑制。
此外，在本实施方式中，在无载标准条件下，胎圈增强层9的底部9b的轴向内端9bi与胎圈跟端点4h之间的轴向距离L1在10-25mm的范围内。
因此，在行驶时，胎圈增强层9的底部9b仍位于胎圈跟端点4h的一侧上，从而可抑制旋转，其中胎圈部4的底面4a与标准轮辋R的轮辋板表面13以较大的配合压力稳定地接触。此外，胎圈增强层9可有效地提高胎圈部4的弯曲刚度，于是可极大地改进胎圈耐久性。
当胎圈增强层9的底部9b的内端9bi与胎圈跟端点4h之间的距离L1小于10mm时，难以使底部9b稳固地保持在胎圈芯5与标准轮辋R之间，于是胎圈耐久性可能未被充分地保持。当距离L1超过25mm时，底部9b趋于被胎体帘布层6A的张力拉伸，由此可能不能充分地保持胎圈耐久性。考虑到这一点，距离L1优选不低于15mm，更优选不超过20mm。
当外侧部9a距离胎圈基线BL的高度H4较大时，因轮胎行驶期间的变形而作用于外侧部9a的外端9at上的压缩应力趋于增加，于是从该外端9at处开始产生破坏。此外，当高度H4较小时，胎圈部4可能未被充分增强。考虑到这一点，高度H4优选为不低于轮胎截面高度H0的0.12倍，更优选不低于0.15倍，以及优选不超过轮胎截面高度H0的0.25倍，更优选不超过0.20倍。
当胎圈增强层9的贴面胶17的复数模量E*2较小时，胎圈部4可能未被增强。当复数模量E*2较大时，胎圈部4的刚度过度增加，于是乘坐舒适性会降低。考虑到这一点，复数模量E*2优选不低于7MPa，更优选不低于8MPa，以及优选不超过11MPa，更优选不超过10MPa。
类似地，胎圈增强帘线16的帘线强度F(N)与胎圈增强帘线16的末端数E（帘线数/cm）的乘积优选不低于20000，更优选不低于23000，并且优选不超过30000，更优选不超过27000。
此外，胎圈增强帘线16的上述角度θ3优选不低于22°，更优选不超过28°。
虽然本发明的优选实施方式已被详细描述，但本发明不限于上述实施方式，并且可进行各种变形。
实施例1
制造具有图1所示的基本结构、并且包括各自具有表1所示规格的胎圈芯和胎圈三角胶的重载充气轮胎，并且测试轮胎性能。
共同的规格如下所述：
轮胎尺寸：11R22.5
轮辋尺寸：7.50×22.5
轮辋凸缘高度H2：12.7mm
轮胎截面高度H0：240mm
标准轮辋的轮辋板表面相对于轮胎轴向的角度θr：15°
气囊接触面的角度θ4：25°
包裹橡胶的复数模量E*3：9MPa
测试方法如下所述。
<滚动阻力性能>
滚动阻力使用滚动阻力测试器在如下条件下测定。以参照例1指数为100使用指数来显示评估结果。数值越小，滚动阻力性能越小，其越优选。
内压：800kPa
负载：29.42kN
速度：80km/h
<胎圈耐久性1>
使用转鼓试验机，将各个试验轮胎安装在上述轮辋上，并使其充气至800kPa的内压，接着在88.26kN的负载条件下，使其以30km/h的速度行驶。测定直至试验轮胎胎圈部发生损坏为止的行驶时间。以参照例1指数为100用指数来显示评估结果。数值越大，耐久性越好。
<胎圈耐久性2>
在将上述轮辋的轮辋凸缘加热到130°C之后，将各个试验轮胎安装在轮辋上，并用与上述胎圈耐久性1相同的方式进行评估。试验结果显示在表1中。
[表1]
Figure BDA00002896748600141
Figure BDA00002896748600161
根据测试结果，可以证实，实施例的重载充气轮胎可改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。
实施例2
制造具有如图1所示的基本结构、并且包括各自具有图8和表2所示规格的胎圈芯、胎圈增强层和胎圈三角胶的重载充气轮胎，并且测试其性能。
共同的规格如下所述：
轮胎尺寸：11R22.5
轮辋尺寸：7.50×22.5
轮辋凸缘高度H2：12.7mm
轮胎截面高度H0：240mm
标准轮辋的轮辋板表面相对于轮胎轴向的角度θr：15°
气囊接触面的角度θ4：25°
包裹橡胶的复数模量E*3：9MPa
测试方法如下所述。
<胎圈耐久性1>
使用转鼓试验机，将各个试验轮胎安装在上述轮辋上并使其充气至800kPa的内压，接着在88.26kN的负载条件下，使其以30km/h的速度行驶。测定直至试验轮胎胎圈部发生损坏为止的行驶时间。以参照例1指数为100用指数来显示评估结果。数值越大，耐久性越好。
<胎圈耐久性2>
在将上述轮辋的轮辋凸缘加热到130°C之后，将各个试验轮胎安装在轮辋上，并用与上述胎圈耐久性1相同的方式进行评估。
<乘坐舒适性>
在上述条件下，将各个试验轮胎安装在上述车辆的上述轮辋上，并使车辆分别在不平整的沥青路面、Belgian路面以及bitzman路面上行驶。由有经验的驾驶员根据其感官综合地评估笨拙性、上冲性以及翻转性（dumping）。以实施例1指数为100使用指数来显示评估结果。数值越大，其越优选。
<滚动阻力性能>
滚动阻力使用滚动阻力测试器在如下条件下测定。以实施例1指数为100使用指数来显示评估结果。数值越小，滚动阻力性能越小，其越优选。
内压：800kPa
负载：29.42kN
速度：80km/h
试验结果显示在表2中。
[表2]
Figure BDA00002896748600201
实施例27 实施例28 实施例29 实施例30 实施例31 实施例32 实施例33
胎圈增强层的底部的内端与胎圈跟端点之间的距离L1[mm] 18 18 18 18 18 18 18
外侧部的高度H4[mm] 48 48 48 48 48 48 48
比率(H4/H0) 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
胎圈增强帘线的角度θ3[°] 25 25 25 25 25 25 25
胎圈增强帘线的帘线力F[N] 500 500 500 500 500 500 500
胎圈增强层的末端数E[帘线数/cm] 50 50 50 50 50 50 50
乘积(F×E) 25000 25000 25000 25000 25000 25000 25000
胎圈增强层的贴面胶的复数模量E*2[Mpa] 9 9 9 9 9 9 9
无载标准条件下的角度θ1[°] 0 0 0 0 0 0 0
负载标准条件下的角度θ1[°] 0 0 0 0 0 0 0
胎圈芯的重心的高度H1[mm] 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6
比率(H1/H2) 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
胎圈芯最大宽度CW[mm] 16 14 16 16 16 16 16
胎圈芯最大厚度AW[mm] 9 9 9 9 9 9 9
比率(AW/CW) 0.56 0.64 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56
胎圈芯从内端到胎圈跟端点的距离H[mm] 20 20 20 20 20 20 20
胎圈底部宽度G[mm] 21 28 19 25 25 25 25
比率(H/G) 0.95 0.71 1.05 0.80 0.80 0.80 0.80
比率(CW/G) 0.76 0.5 0.84 0.64 0.64 0.64 0.64
胎圈三角胶复数模量E*1[Mpa] 70 70 70 60 80 70 70
胎圈三角胶长度H3[mm] 75 75 75 75 75 48 120
比率(H3/H0) 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.2 0.5
胎圈芯在轮胎充气至5%的常规内压时的角度θc[°] 20 20 20 20 20 20 20
θc-θr[°] 5 5 5 5 5 5 5
胎圈芯的内表面与胎圈部的内侧胎圈底部之间的角度θa[°] 5 5 5 5 5 5 5
胎圈耐久性1（指数）（越大越好） 60 70 70 70 100 80 100
胎圈耐久性2（指数）（越大越好） 60 70 70 70 100 80 100
乘坐舒适性（指数）（越大越好） 100 100 100 100 70 100 70
滚动阻力性能（指数）（越小越好） 102 102 102 102 100 102 100
根据试验结果，可以证实，实施例中的重载充气轮胎可改进胎圈耐久性和滚动阻力性能。
实施例3
制造具有如图1所示的基本结构、并且包括具有表3所示规格的包裹橡胶的重载充气轮胎，并且测试其性能。该重载充气轮胎使用具有图7(a)和7(b)以及表3所示规格的胎圈环制造。
共同的规格如下所述：
轮胎尺寸：11R22.5
轮辋尺寸：7.50×22.5
轮辋凸缘高度H2：12.7mm
轮胎截面高度H0：240mm
标准轮辋的轮辋板表面相对于轮胎轴向的角度θr：15°
无载标准条件下的角度θ1：0°
负载标准条件下的角度θ1：0°
胎圈芯的重心的高度H1：7.6mm
比率(H1/H2)：0.60
胎圈芯最大宽度CW:16mm
胎圈芯最大厚度AW：9mm
比率(AW/CW)：0.56
胎圈芯从内端到胎圈跟端点的距离H：20mm
胎圈底部宽度G：25mm
比率(H/G)：0.80
比率(CW/G)：0.64
胎圈三角胶复数模量E*1：70MPa
胎圈三角胶长度H3：75mm
比率(H3/H0)：0.31
胎圈芯在轮胎充气至5%常规内压时的角度θc：20°
θc-θr：5°
胎圈芯的内表面与胎圈部的内侧胎圈底部之间的角度θa：5°
测试方法如下所述。
<胎圈耐久性>
各个试验轮胎被安装在上述轮辋上，接着将300cc的水灌入轮胎内腔中，然后使轮胎充气至800kPa的内压。使用转鼓试验机，使轮胎在3倍常规负载的条件下行驶，并且测定直至其胎圈部发生损伤为止的行驶时间。以实施例1的指数为100使用指数来显示评估结果。数值越大，其越优选。
<围绕胎圈的空气滞留>
通过使用各个试验胎圈环，制造一百个试验轮胎，并且对围绕胎圈的空气滞留进行视觉观察。将评估结果定义为具有空气滞留的轮胎数量的倒数，并以实施例1的指数为100使用指数来显示。数值越大，其越有利。
<加工性>
将各个试验包裹橡胶卷绕在胎圈芯上，接着检测卷绕缺陷的存在。将评估结果定义为具有卷绕缺陷的轮胎数量的倒数，并以实施例1的指数为100使用指数来显示。数值越大，其越有利。
[表3]
根据试验结果，可以证实，根据本发明，气囊接触面的角度θ4和包裹橡胶的复数模量E*3在优选范围内的实施例具有出色的胎圈耐久性，并且能够抑制围绕胎圈的空气滞留的产生以及加工性的降低。

Claims (10)

1.重载充气轮胎，其包括：
含有胎体帘布层的胎体，所述胎体帘布层从胎面部经由侧壁部延伸并围绕胎圈部的胎圈芯卷起，其中，
所述胎圈芯具有基本呈六边形的横截面，所述横截面包括沿着所述胎圈部的底面延伸的径向内表面，以及
在包括无载标准条件和负载标准条件的这两个条件下，所述胎圈芯的所述径向内表面与所述标准轮辋的轮辋板表面之间的角度为0±3°，其中无载标准是指轮胎被安装在标准轮辋上并充气至常规内压的条件下，负载标准是指处于无载标准条件下的轮胎被加载了常规负载并且以0°的外倾角接地的条件下。
2.如权利要求1所述的重载充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈芯的所述六边形具有重心，在无载标准条件下，从胎圈基线到所述胎圈芯的所述六边形的重心的高度为所述标准轮辋的轮辋凸缘高度的0.40-0.85倍。
3.如权利要求1或2所述的重载充气轮胎，其特征在于，
在无载标准条件下，所述胎圈芯具有：
平行于所述轮辋板表面测量的最大宽度CW，
与所述最大宽度成直角地测量的最大厚度AW，以及
所述最大厚度与所述最大宽度的比率AW/CW为0.2-0.7。
4.如权利要求1-3中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
所述胎圈部包括胎圈三角胶，所述胎圈三角胶从所述胎圈芯的径向外表面沿着轮胎的径向向外呈锥形延伸，以及
所述胎圈三角胶的复数模量E*1为60-80MPa。
5.如权利要求1-4中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
在无载标准条件下，从胎圈芯的轴向内端到胎圈跟端点的轮胎轴向距离H与胎圈部的底面的轮胎轴向宽度G之间的比率H/G为0.60-0.94。
6.如权利要求1-5中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
在无载标准条件下，胎圈芯的最大宽度CW与胎圈部底面的轮胎轴向宽度G之间的比率CW/G为0.50-0.85。
7.如权利要求1-6中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
在轮胎被安装在标准轮辋上并充气至常规内压的5%的无载条件下，
胎圈芯的所述径向内表面具有相对于轮胎轴向线的角度θc，所述角度θc大于所述轮辋板表面相对于轮胎轴向线的角度θr，以及
角度θc与角度θr之间的差值为2°-8°。
8.如权利要求1-7中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
围绕胎圈芯设置有包裹层，以及
所述包裹层由复数模量E*3为6-11MPa的橡胶制成。
9.如权利要求1-8中任一项所述的重载充气轮胎，其特征在于，
所述胎体帘布层包括从胎面部经由侧壁部延伸至胎圈部的所述胎圈芯的主要部分、和围绕胎圈芯从轮胎的轴向内侧向其轴向外侧卷起的卷起部分，
所述胎圈部包括具有基本呈L形横截面的胎圈增强层，所述胎圈增强层包括：
沿着胎体帘布层的所述卷起部分的轴向外表面延伸的外侧部，以及
沿着胎圈芯的径向内表面延伸并具有轴向内端的底部，并且
在无载标准条件下，所述底部的轴向内端位于离胎圈部的胎圈跟端点10-25mm的轮胎轴向距离处。
10.如权利要求9所述的重载充气轮胎，其特征在于，
在无载标准条件下，所述外侧部具有径向外端，所述径向外端距离胎圈基线的高度为轮胎截面高度的0.12-0.25倍。
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