CN1096966C - 重载型子午轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的重载型子午轮胎，具有含胎体帘布层的胎体和胎圈胶芯。上述胎体帘布层由本体部和折返部构成，本体部从胎面部经过侧壁面部到达胎圈部的胎圈钢丝芯，折返部与本体部设成为一体，该折返部在胎圈钢丝芯处从轮胎轴方向内侧向外侧折返后朝半径方向外侧延伸，并且帘线相对于轮胎赤道以70～90°的角度倾斜配列，上述胎圈胶芯在胎体帘布层的本体部与折返部之间，从胎圈钢丝芯朝轮胎半径方向外侧呈变细状延伸。上述折返部具有平行部，该平行部沿着胎圈胶芯的轮胎轴方向外侧面朝半径方向外侧延伸、并从胎圈胶芯的轮胎半径方向外端接近胎体帘布层本体部后几乎平行地延伸。该平行部的长度L设定为胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW的1.0～8.0倍。

Description

重载型子午轮胎
技术领域
本发明涉及能提高轮胎胎圈部耐久性的重载型子午轮胎。
背景技术
近年，随着道路的完善化和车辆的高性能化，例如对用于卡车、大轿车等的重载型轮胎也要求高行走性能。近年来，普遍采用子午构造胎体和用高刚性带层紧固该胎体外侧的重载型子午轮胎。该重载型子午轮胎，其胎面部的刚性高，高速性能好，并具有耐磨耗性和低燃费性。
重载型子午轮胎，在行驶中，从侧壁面部到胎圈部的区域受到很大的交变应力。另外，除了该应力外，由于大气中臭氧的作用，该区域容易产生细微的龟裂(以下仅称为裂纹)。
这些裂纹可能导致轮胎不能再循环使用，或者裂纹进展到轮胎内部而导致胎体帘布层分离。
另外，重载型子午轮胎、尤其如图12所示那样的装在5°锥形轮圈(轮圈j的轮圈座面j1相对于轮胎轴方向倾斜5°)上的重载型子午轮胎，由于轮胎胎圈部的外面广范围(例如80％以上)地与轮圈凸缘的圆弧面j2接触，所以，在行驶中，该接触区域产生大的变形和产生高热。
该变形和热的复合作用，使轮胎胎圈部的橡胶物性硬化以至于劣化，是促进诱发上述裂纹和胎体帘布层分离等的原因。
发明的揭示
本发明权利要求1至3记载的发明，其目的是提供可长期抑制容易在轮胎胎圈部表面容易产生的裂纹，能提高轮胎胎圈部耐久性的重载型子午轮胎。
本发明者发现，将轮胎组装在正规轮圈上并使其膨胀变化时，轮胎外表面的最大主变形越大，越容易产生上述裂缝。另外还发现，轮胎外表面在轮胎轴向最外侧的轮胎最大宽度点与接触外方点(该接触外方点是胎圈部与轮圈凸缘接触的接触区域的半径方向外方点)之间的区域的轮胎外表面的最大主变形εm、以及该最大主变形εm与上述轮胎最大宽度点处的最大主变形εp之差(εm-εp)越大，在相对地主变形大的部位容易集中产生裂纹。
为了控制该最大主变形，将胎体帘布层在胎圈钢丝芯的周围从轮胎轴方向内侧向外侧折返形成折返部，同时，将该折返部接近本体部地形成平行的平行部，而且，将该平行部的长度限制为胎圈钢丝芯断面最大宽度CW的1.0～8.0倍。这样，可以见效。
权利要求4、5记载发明的目的，除了防止裂缝外，还防止胎体帘布层的分离，进一步提高胎圈部的耐久性。为此，在胎体帘布层折返部的靠轮胎轴方向的外侧面，配设有100％定伸强度为14～65kgf/cm2、最好为47～60kgf/cm2的侧密封橡胶，并且，限制其轮胎半径方向外端位置。
权利要求6至9记载发明，为了进一步防止上述裂纹和分离，胎圈部的外面与凸缘圆弧面接触的接触长度St与凸缘圆弧面的圆弧长度S之比(St/S)，设定为0.2～0.7，最好为0.4～0.65。
本说明书中，“正规轮圈”是指由JATMA规定的标准轮圈、由TRA规定的“Design Rim”或由ETRTO规定的“Measuring Rim”，是特定尺寸的轮圈。“正规内压”是指由JATMA规定的最高空气压、TRA的表“TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值、或者由ETRTO规定的“INFLATION PRESSURE”。
附图的简单说明
图1是本发明一实施例轮胎的断面图(右半部分)。
图2是其胎圈部的放大断面图。
图3是图2的A-A部断面图。
图4是表示最大主变形测定结果的曲线图。
图5是说明最大主变形测定方法的线图。
图6(A)和(B)是说明记号的标点位置的图。
图7是表示另一实施例的胎圈部放大断面图。
图8是表示边沿部温度与比(St/S)关系的曲线图。
图9是说明过盈量的局部断面图。
图10是表示另一实施例的胎圈部的放大断面图。
图11是表示胎圈部的温度与比(f/F)关系的曲线图。
图12是表示现有重载型子午轮胎的胎圈部的放大断面图。
实施本发明的最佳方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。
图1中，表示把重载型子午轮胎1(以下仅称为轮胎1)装在正规轮圈上并充填正规内压的无负荷状态、即标准状态时的轮胎和轮圈的组合体，左半部分与右半部分对称。
上述轮圈J，在本实施例中表示的是5°锥形轮圈，该锥形轮圈在一方具有固定凸缘Jf，其轮圈座面Js相对于轮胎轴方向线倾斜5°(容许±1°的误差)，该固定凸缘Jf如图2所示，在作为轮圈宽度部分的轮圈凸缘面Jf1的径方向外端，具有以略90度的圆弧角弯曲的凸缘圆弧部Jf2。
图1、图2中，轮胎1具有胎面部2、从该胎面部2的两端向轮胎半径方向内方延伸的一对侧壁面部3、位于各侧壁面部3的内方端的胎圈部4。另外，轮胎1还具有例如由1块胎体帘布层6a构成的胎体6，该胎体帘布层6a由本体部6A和折返部6B一体地构成，上述本体部6A从胎面部2经过侧壁面部3到达胎圈4的胎圈钢丝芯5。上述折返部6B在上述胎圈钢丝芯5的周围从轮胎轴方向内侧向外侧折返。由于用一块胎体帘布层6a构成胎体6，所以可减轻轮胎的重量。
上述胎体帘布层6a，其胎体帘线相对于轮胎赤道C配置在70～90°的角度范围。另外，胎体帘线最好采用钢线，根据需要也可以采用尼龙、人造丝、聚酯、芳香族聚酰胺等有机纤维线。本实施例中的胎体6，是用100％定伸强度Mt为37～47kgf/cm2的衬橡胶包覆钢线束成的帘线配列体的织物构成，相对于轮胎赤道C约倾斜90°。
在上述胎体6的半径方向外侧且胎面部2的内方，配置着带层7。带层7在本例中为带帘布层7A、7B、7D、7C的4层叠合构造。带帘布层7A在最内层，其钢帘线相对于轮胎赤道C例如倾斜60±10°。帘布层7B、7C、7D的钢帘线相对于轮胎赤道C倾斜30°以下的小角度，上述带帘线在帘布层间相互交叉的交叉部分设有一处以上。另外，根据需要带层7也可采用人造丝、尼龙、芳香族聚酰胺等其它的线材。
上述胎圈部4内充填着硬质橡胶构成的胶芯8，该胶芯在胎体帘布层6a的本体部6A与折返部6B之间、从胎圈钢丝芯5向轮胎半径方向外侧变细。上述胎圈胶芯8，例如如图1所示，从胎圈基线BL到其外端8t的轮胎半径方向高度H1，为胎体断面高度Hc的6～35％，最好为8～25％，更好为15～25％。本例中设定为约21％。
所谓的“边沿基线BL”，是指在标准状态中，通过轮圈径位置的轮胎轴方向线。所谓的“胎体断面高度”，是指在标准状态中，从该边沿基线BL到胎体6的轮胎半径方向最外端的轮胎半径方向的距离。
如图2所示，胎圈胶芯8，在本例中，其轮胎轴方向外侧面8o朝轮胎轴方向内侧凹陷并形成为圆滑的圆弧状，例如，由100％定伸强度Ma为14～84kgf/cm2，最好为55～84kgf/cm2，更好为64～84kgf/cm2的橡胶形成。
上述胎圈胶芯8的100％定伸强度Ma，如果超过84kgf/cm2，则胎圈部4的刚性过大，在胎圈胶芯8的半径方向外端附近，容易局部地弯折胎体帘线，使胎体帘线强度降低，或诱发帘布层松弛等。另外，如果胎圈胶芯8的100％定伸强度Ma小于55kgf/cm2，则胎圈部4得不到所需的刚性，使操作稳定性大为降低。
上述胎圈钢丝芯5，在本例中是将钢线卷绕预定圈数并绑扎而形成为大致六边形状断面。例如，用橡胶包覆其周围。另外，如图2所示，胎圈钢丝芯5的轮胎半径方向的内片5i沿着轮胎轴方向线。另外，本实施例的轮胎1，由于装在5°锥形轮圈上，所以，通过上述内片5i的胎圈钢丝芯5的内径φA，必须大于正规轮圈J的轮圈名义直径φB。
上述胎圈钢丝芯5的内径φA，如果小于正规轮圈J的轮圈名义直径φB，则胎体6的线露出于边沿座面，或者不能组装轮圈。另外，胎圈钢丝芯5除了钢线以外，也可以采用芳香族聚酰胺的线材等。
上述胎体胎圈帘布层6a的折返部6B，其终端最好在负载时变形量较小的、高度H2的位置。具体地说，使胎圈胶芯8的外端8t避开轮胎最大宽度点P1。该最大宽度点P1超过到半径方向外侧，并且轮胎外表面为轮胎轴方向的最外侧。这样，可减少在该折返部6B的外端的变形集中，防止分离。
如图1所示的上述胎体帘布层6a的折返高度H2，为从边沿基线BL到胎体断面高度Hc的20～60％，最好为30～60％，更好为35～45％，本例中设定为约41％。上述折返部6B的半径方向外端高度H2，如果不足上述胎体断面高度Hc的30％，则在该折返部6B的外端变形集中而容易产生分离。反之，如果折返部6B的半径方向外端高度H2超过上述胎体断面高度Hc的60％，其耐久性早已达到最大限度，反而导致轮胎重量增加，并不理想。
上述胎体帘布层的折返部6B，在本实施例中形成一段平行部G，该平行部G沿着胎圈胶芯8的外侧8o，以先向内鼓出状朝半径方向外侧延伸且从胎圈胶芯8的略外端8t的位置接近胎体织物的本体部6A，并平行于本体部6A地延伸。
上述平行部G的长度L(沿平行部测定)，例如在上述标准状态下，为上述胎圈钢丝芯5的断面最大宽度CW(以线部分为对象测定)的1.8～8.0倍，最好为2.0～8.0倍，更好为3.5～6.5倍，尤其是4.0～6.0倍为最佳。本实施例中，平行部G为胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW的约5.0倍。该平行部G起到控制胎圈部外表面的最大主变形等的作用。
本实施例中，形成该平行部G的同时，把轮胎1组装到正规轮圈J上，并且从充填了0.5kgf/cm2内压的临时状态到充填了正规内压的标准状态地使其膨胀变化时，上述轮胎最大宽度点P1与接触外方点(该接触外方点是胎圈部4与轮圈J的凸缘Jf相接的接触区域的半径方向外方点)P2之间区域Y的表面最大主变形εm为4％以下，而且，上述区域Y的最大主变形εm与上述轮胎最大宽度点P1处的最大主变形εp之差(εm-εp)不足2％。
上述平行部G的长度L为胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW的1.0倍以下时，上述区域Y出现明显的最大主变形εm的峰值，在该最大主变形εm的峰值位置，容易较早产生集中的裂缝。相反，如果平行部G的长度L为胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW的8.0倍以上，则胎圈部的耐久性的提高早已达到最大限度，反而导致轮胎重量增加，也是不理想的。
本例中，上述平行部G的靠轮胎半径方向的内端处于轮圈凸缘Jf的外端的轮胎半径方向的外侧。图2的A-A断面即图3中，平行部G中，胎体帘布层的本体部6A和折返部6B相互接近。图中，胎体帘布层6a的本体部6A和折返部6B的胎体线间距离N，例如设定为胎体帘线11的直径D的1.0～4.5倍，最好为1.5～3.5倍。
该平行部G的作用是，借助夹在胎体帘线间的橡胶材的弹性缓和作用于胎体本体部6A与折返部6B的胎体帘线间的剪切力，另外，减少胎圈部表面的变形。
上述线间的距离N，如果不足上述胎体帘线直径D的1.0倍，则胎体帘线11彼此容易接近，线间剪力的橡胶产生的缓和效果不理想，并且，胎体线11可能会局部接触而导致帘线松弛。如果线间距离N超过胎体线直径D的4.5倍，则即使在本体部6A与折返部6B平行地延伸的情况下，也降低上述区域Y的外表面的最大变形ε的效果也变小，另外，不必要地增大了胎圈部4的厚度，发热性不好。
夹设在平行部G的胎体线11、11间的橡胶材，可以利用胎体帘布层6a的上述衬橡胶，但本例中，是在胎体帘布层的本体部6A与折返部6B之间，夹设了另外的缓冲橡胶层12。该缓冲橡胶层12可采用与上述衬橡胶略相同的橡胶材，也可以采用能加强胎圈部4的、与上述胎圈胶芯8相同程度的硬质橡胶材等。
图4中表示现有轮胎(没有平行部的图12所示轮胎)和本发明轮胎的、上述轮胎最外侧点P1与接触外方点P2之间区域Y中的变形测定结果。从图4可见，现有轮胎在其膨张变化中，区域Y处的最大主变形εm有7～8％的峰值Z。另外，现有轮胎，在轮胎最外侧点P1处约减小为2％程度。即，最大主变形εm大，并且，区域Y的最大主变形εm与上述轮胎最大宽度点P1处的最大主变形εp之差(εm-εp)即相对变形也大5％以上。
而本发明的轮胎，可将整个区域Y的最大主变形εm抑制在4％以下。而且，本发明的轮胎，上述区域Y的最大主变形εm与上述轮胎最大宽度点P1处的最大主变形εm之差(εm-εp)可控制为不足于2％，所以，基本上没有最大主变形εm的峰值，而且该区域Y中的相对变形也小。
因此，本实施例的轮胎，从侧壁面部3到胎圈部4的上述区域Y中，由于轮胎表面的最大主变形非常小，所以，可长期有效地抑制因反复变形及大气中臭氧的影响而产生的裂缝。另外，也可防止从胎圈部4的外面向轮胎内部进展的分离。
如果上述最大主变形εm超过了4％，则行驶时因侧壁面部的反复变形而产生橡胶劣化，并且因大气中臭氧等的影响，裂缝在变形高的部位集中产生。如果有上述区域Y的最大主变形εm与上述轮胎最大宽度点P1的最大主变形εm之差(εp-εm)超过2％的部位存在，则与该轮胎最大宽度点P1的相对变形大，在该位置容易集中产生裂缝。
如图5所示，上述最大主变形εm的测定如下述地进行。先抛光研磨试验用轮胎的侧壁面部3和胎圈部4的表面，用石脑油擦拭。在该研磨面上涂敷粘接剂，画出朝轮胎半径方向延伸的测定基准线RL。然后，使用印刷用网板等，用白墨水(氧化钛+DOP+蓖麻油)把排列着若干圆的记号复印到尼龙带15上。接着把该尼龙带15沿上述测定基准线贴在组装在轮圈上并充填了0.5kgf/cm2内压的上述试验用轮胎的研磨面上，进行转印。再充填空气压直到正规内压，使轮胎膨胀后，把留在轮胎上的上述记号复印到新的带子上。放大这样得到的记号(0.5kgf/cm2的内压充填时的基准条件、正规内压充填时的比较条件)，计测图6所示各标点，可用下述式1～式11算出最大主变形。(式1)
基准条件下的周向长度
Lc0＝{(x10-x20)2+(y10-y20)2}1/2(式2)
基准条件下的半径方向长度
Lr0＝{(x30-x40)2+(y30-y40)2}1/2(式3)
基准条件下的135°方向长度
L1350＝{(x50-x60)2+(y50-y60)2}1/2(式4)
比较条件下的周向长度
Lc1＝{(x11-x21)2+(y11-y21)2}1/2(式5)
比较条件下的半径方向长度
Lr1＝{(x31-x40)2+(y31-y41)2}1/2(式6)
比较条件下的135°方向长度
L1351＝{(x51-x61)2+(y51-y61)2}1/2(式7)
周方向变形
εc＝(Lc1-Lc0)/Lc0(式8)
半径方向变形
εr＝(Lr1-Lr0)/Lr0(式9)
135°方向变形
ε135＝(L1351-L1350)/L1350(式10)
剪切变形
γ＝εc+εr-2×ε135(式11)
最大主变形
ε＝(εc+εr)/2+{(εc-εr)2+γ2}1/2/2
另外，本实施例中，在胎体帘布层6A的折返部6B的轮胎轴方向外侧面，配设着轮胎半径方向内端、外端为尖状的、100％定伸强度Mp为14～65kgf/cm2、最好为47～60kgf/cm2的侧衬橡胶9。该侧衬橡胶9的半径方向外端9t终止在胎圈胶芯8的外端8t外侧、并且，本例中该外端9t终止在上述平行部G外端的内侧。
胎圈部4配置了全部覆盖侧衬橡胶9的轮胎轴方向外面，并且，露出于胎圈部4的外面4a和边沿座面4b的沿口衬层橡胶10。该沿口衬层橡胶10，其100％定伸强度Mc为55～75kgf/cm2，最好为60～75kgf/cm2。该定伸强度大的沿口衬层橡胶10的作用是，提高与轮圈J相接的胎圈部4的外面4a和边沿座面4b的刚性，不偏离轮圈，并且，有效地抑制因与轮圈的接触而损伤。
这样，由于在上述胎体帘布层的折返部6B的外侧面，分别配置规定了100％定伸强度的侧衬橡胶9和沿口衬层橡胶10等，可以与减小胎体6的衬橡胶的界面的定伸强度差，缓和变形的集中，有效防止折返部6B的分离。
如果上述侧衬橡胶9的100％定伸强度Mp不足14kgf/cm2，虽然对胎体的随从性得到提高，但是胎圈部的刚性降低，操作稳定性大幅度降低。反之，如果侧衬橡胶9的100％定伸强度Mp超过65kgf/cm2，则与胎体帘布层6a的衬橡胶的定伸强度差变大，防止分离的效果减小。胎体帘线的衬橡胶的100％定伸强度Mt与侧衬橡胶的100％定伸强度Mp之差在10kgf/cm2以下，最好在5kgf/cm2以下。
如果侧衬橡胶9的外端9t位于胎圈胶芯8的外端8t内侧，则轮胎在行驶中，胎圈胶芯8的外端部8t追随较大弯曲的胎体6，缓和变形的效果降低。另外，在侧衬橡胶9的外端9t包覆着平行部G的外端地向其外侧延伸时，有利于防止折返部6B的分离。另外，通过将侧衬橡胶9的轮胎半径方向内端9b和外端9t，分别做成尖状，能极力缓和与其它周围橡胶之间产生的刚性差，能分散变形。
上述侧衬橡胶9的半径方向内端9b，本例中如图2所示，位于从胎圈钢丝芯5的略中心向轴方向外侧延伸的轴方向线上。为了有效地防止胎体帘布层的折返部6B的分离，该内端9b的高度H3，最好为胎体断面高度Hc的1～8％，本例中设定为4.5％。侧衬橡胶9的外端高度H4，最好为胎体断面高度Hc的25～65％，本例中设定为31％。
因此，本实施例中，胎圈胶芯8的高度H1、胎体的折返高度H2、侧衬橡胶的内外端高度H3、H4设定为下式关系：
H3＜H1＜H4＜H2。
但也可以设定为
H3＜H1＜H2＜H4。
侧衬橡胶9的最大厚度t(图2所示)，为胎圈钢丝芯5的断面最大宽度CW的0.2～0.7倍最有效。上述厚度t如果不足于胎圈钢丝芯5的断面最大宽度CW的0.2倍，则侧衬橡胶9的防止胎体折返部6B分离的效果减小。反之，如果上述厚度t超过胎圈钢丝芯5的断面最大宽度CW的0.7倍，则有增加胎圈部4的橡胶厚度的倾向，有加剧胎圈部4发热的倾向。
上述沿口衬层橡胶10的100％定伸强度Mc如果不足55kgf/cm2，则得不到能承受与轮圈J接触的充分刚性。反之，如果超过了75kgf/cm2，则胎圈部的刚性过度被提高。本例中，该沿口衬层橡胶10与构成侧壁面部3的外表面的、100％定伸强度Ms为10～20kgf/cm2的侧壁面橡胶14相连接。
由于设置了该侧衬橡胶9和沿口衬层橡胶10等，可适度缓和胎圈部4的刚性，将其变形分散到广范围，提高防止分离的效果。另外，侧衬橡胶9可防止胎圈胶芯8外端8t处的胎体6的局部弯曲，可防止该外端8t附近的胎体帘线的强度降低。
图7表示另一实施例。该例中，在上述标准状态的轮胎子午断面中，胎圈部4的外面与弯曲的凸缘圆弧面Jf2接触，同时，胎圈部4的外面与凸缘圆弧面Jf2接触的接触长度St与上述凸缘圆弧面的圆弧长度S之比(St/S)为0.2～0.7。其它构造与上述实施例相同。上述凸缘圆弧面Jf2与轮圈宽度部分即轮圈凸缘面Jf1的径向外端相连，并有约90°的圆弧角。
装在5°锥形轮圈上的现有轮胎(图12所示)，在上述标准状态下，由于胎圈部4的外面4a在广范围内与上述凸缘圆弧面jf2接触，所以，在胎体帘布层的折返部等处常常发生分离。而本实施例中，胎圈部4的外面4a与凸缘圆弧面Jf2接触的接触区域T(图7所示)限定在比已往小的特定范围内，所以，可减小在轮胎行驶中伴随着向轮圈凸缘Jf倒入的轮胎变形而产生的变形振幅和摩擦热，由于侧衬橡胶9的配置和限制最大主变形的复合作用，可进一步抑制分离的产生。
上述比(St/S)的限定范围，是根据本发明者的各种试验结果得出的。即，对进行了种种变化了的(St/S)的轮胎进行转鼓耐久试验。测定胎圈部的内部(图7的A点)的温度，结果得到图8所示的结果。将上述比(St/S)设定在0.2～0.7的范围、最好在0.4～0.65、更好在0.5～0.65的范围，可将胎圈部4的发热抑制在非常小的程度。
如果上述比(St/S)不足0.2，则接触区域T的范围过于减少，胎圈部4的弯曲变形量显著增大，使摩擦发热增加。如果上述比(St/S)超过0.7，则与现有轮胎无大差别，由于接触区域T的范围过大而使发热以至变形增大，得不到防止分离的效果。另外，凸缘圆弧面Jf具有90°以上的圆弧角时，圆弧长度S采用相当于圆弧角的长度。
该实施例中，上述胎圈部4的外面形成圆弧形曲面部13，该圆弧形曲面部13从与上述轮圈凸缘Jf的凸缘圆弧面Jf2相接的接触区域T的半径外方向点即接触外方点P2朝轮胎半径方向外侧延伸，并且向轮胎内腔侧凹陷。该圆弧形曲面部13的作用是，进一步减少胎圈部4的橡胶厚度，减少因橡胶内部摩擦而发热，进一步防止分离。
另外，该圆弧形曲面部13，形成为向轮圈凸缘侧倒入时与轮圈凸缘Jf的凸缘圆弧面Jf2的形状吻合的形状，所以，在该倒入变形时，因没有圆弧的反转等，该圆弧形曲面部13与轮圈凸缘Jf的凸缘圆弧面Jf2的摩擦非常小，所以，可减少胎圈部4的发热、减少变形、抑制分离。
如图7所示，从边沿基线BL到该圆弧形曲面部13的半径方向外端P3的高度H5为上述胎体断面高度Hc的15～35％，最好为20～30％，更好为22～28％，本例中设定为21％，与上述胎圈胶芯8的高度H1大致相等。本实施例中，该圆弧形曲面部13与侧壁面部3的外面圆弧C1(该外面圆弧C1在轮胎内腔侧具有中心，曲率半径为R1)相交，其相交部在轮胎周方向呈棱线。
上述圆弧形曲面部13的半径方向外端高度H5，如果为胎体断面高度Hc的15％以下，则难以减少胎圈部4的橡胶厚度，并且，减少圆弧形曲面部13与轮圈凸缘Jf的凸缘圆弧面Jf2的摩擦的效果降低。反之，如果超过30％，则胎圈部4的刚性降低。本例中，将圆弧形曲面部13的外端P3设在与硬质橡胶构成的胎圈胶芯8的外端8t同等或其内侧的位置，可防止胎圈部的刚性降低。
在轮胎子午断面中，圆弧形曲面部13最好用单一或若干的圆弧形成。用单一圆弧时，其曲率半径最好为上述胎体断面高度Hc的20～30％。另外，如图7的虚线所示，圆弧形曲面部13与侧壁面部3的外面圆弧最好圆滑相接。
形成了这样的圆弧形曲面部13时，胎圈部4的向轮圈凸缘Jf的倒入变形量增大。尤其是现有的装在5°锥形轮圈上的重载型轮胎中，在轮胎加硫金属模具尺寸内由于胎圈座面4b的内径设定为大于轮圈座面Js的外径，同时胎圈部外面与轮圈凸缘面之间形成着过盈量，所以，在上述的倒入时，胎圈座面4b产生更大的运动，使胎圈部4的发热加剧。
本实施例中，如图9中虚线所示，在轮胎加硫金属模具内的尺寸内，把胎圈座面4b的内径设定得小于轮圈座面Js的外径，这样，在标准状态中在胎圈座面4b与轮圈座面Js之间设置过盈量。这样，轮胎1在负荷时，轮圈座面Js的大的动作被抑制，可降低因反复变形导致的过盈部发热，也抑制胎圈基面的橡胶破坏，更提高胎圈部的耐久性。
如图9所示，固定凸缘侧的轮圈座面Js与金属模具内尺寸的轮胎的胎圈座面之间的最大过盈量E，最好为0.5～3.0mm。如果该过盈量E不足0.5mm，则抑制负荷时的胎圈座面4b大运动的效果减小。反之，如果超过3.0mm，则轮圈的组装困难。另外，也可以适当配置增强胎圈座面4b强度的帘线(纤维)沿口衬层。
该实施例中，如图10所示，在上述的标准状态，在凸缘圆弧面Jf2中，以最短长度F连接P点(该P点是从轮圈凸缘部Jf1的径方向外端到相当于60°圆弧角的凸缘圆弧面Jf2的60°位置)与M点(该M点是胎体折返部6B的轴方向外侧面)的线，与胎圈部4的外面的交点为R时，MR间的长度f与上述线长度F之比(f/F)为0.4～0.9地设定橡胶厚度。
根据本发明者的试验结果，胎圈部4的分离，以上述M点附近为中心发生，通过限制相对于上述线长度F的橡胶厚度、即限制上述MR间的长度f，可以控制胎圈部4的发热，防止分离。
即，对种种变化了(f/F)的轮胎作了转鼓耐久性试验，测定该M点附近的温度，如图11所示，如果上述比(f/F)超过0.9，则虽然边沿部4的刚性被提高，但由于与轮圈凸缘Jf的接触机会增加而使发热加剧。如果上述比(f/F)不足0.4，则因胎圈部的橡胶厚度不足而刚性降低，操作稳定性降低，容易产生构造破坏等。
这样，通过限制胎圈部的橡胶厚度，可提高侧衬橡胶9的作用，另外，也能减少上述区域Y的变形，更加提高胎圈部的耐久性。
上面对本实施例的重载型子午轮胎1作了详细说明，上述任一实施例中，在胎圈部4上都设有除了帘布层之外再与帘布层不同地配置由排列着有机纤维或钢丝纤维的线帘布层构成的线加强层。这有利于减轻轮胎的重量和降低成本。本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨范围内可作各种变更。具体例
按照表1的规格，制作轮胎尺寸为10.00R20的5°锥形轮圈用重载型子午轮胎(实施例1～8、现有例)，进行胎圈部的耐久试验。轮胎的规格如下。<胎体>
·帘布层数        1层
·帘线构成        钢线(3×0.20+7×0.23)
·帘线角度        相对于轮胎赤道90°
·帘线密度        38根/5cm(位于胎圈钢丝芯的轮胎半径
                  方向内侧)<带层>
·帘布层数        4层
·帘线构成        钢线(3×0.20+6×0.35)
·帘线角度        相对于轮胎赤道从内侧织物起
                  +67/+18/-18/-18度
·帘线密度        26根/5cm
先比较使平行部长度作各种变化时的上述区域Y的最大主变形和裂缝的发生状况、边沿耐久性等。该试验中，各橡胶的定伸强度如下述为一定，未设置侧衬橡胶。
侧壁面橡胶的100％定伸强度Ms  ：15kgf/cm2
胎圈胶芯橡胶的100％定伸强度Ma：75kgf/cm2
沿口衬层橡胶的100％定伸强度Mc：71kgf/cm2
胎体胶芯橡胶的100％定伸强度Mt：42kgf/cm2
试验内容如下。<胎圈部的耐久性>
把试验轮胎装在7.5×20的正规轮圈上，充填内压1000kpa，使其以9000kgf荷重、20km/h的速度在转鼓上行走，在用目视可确认的损伤发生时停止行走，以将现有例设定为100的指数来评价损伤发生距离L1与行走距离L0(10000km)之比L1/L0。数值越大者越优。<最大主变形测定试验>
按照前面的说明，评价峰值的有无和最大主变形εm、εp(正规轮圈：7.5×20，内压：800kpa)。<裂缝测定试验>
将试验轮胎装在7.5×20的正规轮圈上，并充填800kpa的内压，将该试验轮胎放入臭氧浓度为40pphm、室温40度的臭氧腔内，以将现有例设定为100的指数来评价上述区域Y中产生裂纹的时间。数值越大者耐裂纹性越优。<轮胎重量>
测定1个轮胎的重量，以将现有例1设定为100的指数来进行表示。
试验结果如表1所示。表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4  实施例5   实施例6  现有例1
平行部的长度(mm)     68     20     117     39     26     104     0
胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW(mm)     13     13     13     13     13     13     13
L/CW     5.2     1.5     9.0     3.0     2.0     8.0     0
胎圈部形状     图2     图2     图2     图2     图2     图2     图12
区域Y的最大主变形εm(％)εm-εp(％)     2.50.5     3.51.5     2.50.5     2.50.5     3.01.0     2.50.5     6.54.5
裂纹测定(指数)     130     105     130     130     125     130     100
胎圈部的耐久性(指数)     120     70     120     115     105     120     100
轮胎重量(指数)     95     92     103     94     93     101     100
接着，如表2所示，设置侧衬橡胶，并且使各橡胶定伸强度变化，进行同样的试验。各试验结果的指数，是以将现有例2设定为100的指数表示的。
试验结果如表2所示。表2
  实施例7   实施例8   实施例9  实施例10  实施例11  实施例12  实施倒13  实施例14  现有例2
胎圈胶芯比(H1/Hc)(％)胎体折返部比(H2/Hc)(％)侧衬橡胶内端高度比(H3/Hc)(％)外端高度比(H4/Hc)(％)     25414.531     25414.531     25194.531     25614.531     25414.531     25414.531     25414.531     25414.531     41--
100％定伸强度(kgf/cm2)侧壁面橡胶Ms侧衬橡胶Mp胎圈胶芯Ma沿口衬层橡胶Mc胎体衬橡胶Mt 1550757142 1550758042 1550755142 1550757142 1550757142 1550757152 1510757142 1570755042 15-757142
胎圈部外面与凸缘圆弧面的接触比(St/S)(％) 58 58 58 58 19 71 58 58 89
胎圈部的橡胶厚度比(f/F)(％)     80     80     80     80     80     80     80     80     100
平行部的长度比(L/cw)     5.0     5.0     1.8     1.0     5.0     5.0     5.0     5.0     -
胎体帘线间距离比(Q/D)     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.0
区域Y的最大主变形εm(％)(εm-εp)(％)     31     31     31     31     31     31     31     31     8.55
胎圈座面的过盈量(mm)     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     0
胎圈部的耐久性(指数)     200     105     115   150     125     130     101     102     100
裂纹测定(指数)     300     300     300   300     300     300     300     300     100
轮胎重量(指数)     92     92     90     93     90     95     92     92     100
*Hc：胎体断面高度
再使各橡胶定伸强度变化，并变化上述比(St/S)，进行同样的试验。试验结果如表3所示。
表3
实施例15 实施例16 实施例17 实施例18
胎圈胶芯  比(H1/Hc)(％)胎体折返部比(H2/Hc)(％)侧衬橡胶的内端高度  比(H3/Hc)(％)外端高度  比(H4/Hc)(％) 25414.531 25194.531 25614.531 25414.531
100％定伸强度(kgf/cm2)侧壁面橡胶Ms侧密封橡胶Mp胎圈胶芯Ma沿口衬层橡胶Mc胎体衬橡胶Mt 1550757142 1550757142 1550757142 1550757142
胎圈外面与凸缘圆弧面的接触比(St/S)(％) 58 58 58 58
胎圈部的橡胶厚度比(f/F)(％) 80 80 80 30
平行部的长度比(L/cw) 5.0 1.8 6.0 5.0
胎体线间的距离比(Q/D) 2.5 2.5 2.5 2.5
区域Y的最大主变形εm(％)(εm-εp)(％) 31 31 31 31
胎圈座面的过盈量(mm) 1.5 1.5 1.5 1.5
胎圈部的耐久性(指数) 200 115 150 125
裂纹测定(指数) 300 300 300 300
轮胎重量(指数) 92 90 93 90
*Hc：胎体断面高度
从这些试验结果可知，实施例的轮胎可提高胎圈部的耐久性。另外，实施例的轮胎，在区域Y中最大主变形εm不具有峰值，并且在4.0％以下。另外，(εm-εp)均不足于2％，相对变形也小。从这些结果还可知，实施例的轮胎具有很好的耐裂纹性。
另外，对其它的轮胎尺寸也得到大致同样良好的试验结果。

Claims (13)

1.重载型子午轮胎，它具有
由胎体帘布层构成的胎体，构成胎体帘布层的帘线相对于轮胎赤道倾斜70～90°角度排列着，上述胎体帘布层包括一个本体部，该本体部从胎面部经过侧面部延伸到达胎圈部的胎圈钢丝芯，上述本体部成整体地设有折返部，该折返部在上述胎钢丝芯处从轮胎轴方向由内侧向外侧折返并且沿轮胎半径方向向外侧延伸，
一个胎圈胶芯在胎体帘布层的本体部与折返部之间从胎圈钢丝芯呈尖状地沿半径方向向外延伸；其特征在于，
上述折返部具有平行部，该平行部沿着上述胎圈胶芯的轮胎轴向的外侧面延伸到半径方向外侧，并且从胎圈胶芯的轮胎半径方向外端起接近胎体帘布层的本体部后几乎平行地延伸；
该平行部的长度L为上述胎圈钢丝芯的断面最大宽度CW的1.0～8.0倍，以及
在上述平行部中，本体部的胎体帘线和构返部的胎体帘线之间的距离是胎体帘线直径D的1.0～4.5倍。
2.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，装在5°锥形轮圈上，其特征在于，上述胎体由一片胎体帘布层构成，并且上述折返部的轮胎半径方向的外端高度H2为胎体断面高度Hc的30～60％。
3.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于：在从把轮胎装在正规轮圈上、并充填0.5kgf/cm2的内压的临时状态到充填正规内压的标准状态使其膨胀变化的情况下，
轮胎外面在P1点与接触外方点P2点之间区域的表面的最大主变形εm为4％以下，上述P1点是轴向最外侧的轮胎最大宽度点，上述接触外方点P2是胎圈部与轮圈凸缘相接的接触区域的半径方向外方点；而且，上述区域的最大主变形εm与轮胎最大宽度点P1处的最大主变形εp之差(εm-εp)在2％以下。
4.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部，在胎体帘布层的折返部的轮胎轴方向外侧面上配设有100％定伸强度Mp为14～65kgf/cm2的侧衬橡胶，同时，其轮胎半径方向的外端位于胎圈胶芯外端的外侧。
5.如权利要求4所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部设有覆盖上述侧衬像胶的轮胎轴方向外面、并露出于胎圈部外面和胎圈座面的100％定伸强度Mc为55～75％kgf/cm2的沿口衬层橡胶，而且，该沿口衬层橡胶上连接着形成为侧壁面部的外面的、100％定伸强度Ms为10～20kgf/cm2的侧壁面橡胶。
6.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部，在组装到正规轮圈且充填了正规内压的无负荷标准状态下，与弯曲的凸缘圆弧面接触，该凸缘圆弧面与通过轮圈凸缘宽度位置的轮圈凸缘面的径向外端相连、并具有90°的圆弧角；并且，该胎圈部的外面与凸缘圆弧面接触的接触长度St，与上述凸缘圆弧面的圆弧长度S之比(St/S)为0.2～0.7。
7.如权利要求6所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部具有在标准状态下，从与轮圈凸缘接触的接触区域的半径方向外方点即接触外方点延伸到轮胎半径方向外侧、并且向轮胎内腔侧凹入的圆弧形曲面部，同时，上述比(St/S)为0.4～0.65。
8.如权利要求6所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部在上述标准状态下，以最短长度F连接P与M的线与胎圈部外面相交的点为R时，MR间的长度f与上述线长度F之比(f/F)为0.4～0.9；上述P是从轮圈凸缘部的径向外端到相当于60°圆弧角的凸缘圆弧面的60°的位置，上述M是胎体折返部的轴方向外侧面。
9.如权利要求6所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈部，其边沿座面与轮圈座面之间有过盈量。
10.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈胶芯从胎圈基线至外端测量的径向高度H1是胎体断面高度HC的6％到35％。
11.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈胶芯从胎圈基线至外端测量的径向高度H1是胎体断面高度HC的8％到25％。
12.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈胶芯从胎圈基线至外端测量的径向高度H1是胎体断面高度15％到25％。
13.如权利要求1所述的重载型子午轮胎，其特征在于，上述胎圈胶芯由橡胶制成，该橡胶具有14到84kgf/cq.cm的100％的定伸强度Ma。
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