专利名称：重载轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重载轮胎，其中通过限制胎体帘线的爆裂并同时限制在胎圈卷绕结构的胎圈部分处的胎圈芯变形而提高了胎圈耐久性。
背景技术：
如图9(A)所示，构成轮胎框架的胎体帘布层a总体布置成将绕胎圈芯b翻卷的卷起部a2设置在桥架于胎圈芯b、b之间的帘布层主体部a1的两侧上。为了诸如减轻胎圈芯重量等的改良目的，现已提出如日本公开专利申请11-321244号所公开的重载轮胎的结构，其中重载轮胎采用由钢帘线构成的胎体帘布层a，如图9(B)所示，帘布层卷起部a2连续形成在帘布层主体部a1处，其中，帘布层绕胎圈芯b大体卷绕一周。这样的结构称为所谓的“胎圈卷绕结构”，此术语也用于本说明书中。
在这样的结构中，帘布层卷起部a2绕胎圈芯b终止。由此，其有利之处在于，当胎圈变形时，几乎没有应力作用在其末端a2e上，由此可有效的防止诸如由末端a2e处开始产生的帘线的松动等的损害。
同时，在这样的结构中，帘布层卷起部a2以较小的曲率半径卷绕。由此，极易产生所谓的回弹，即，其中胎体帘线(钢帘线)试图恢复其初始的不同形状，进而胎体帘线的形状倾向于不稳定。特别在这样的回弹发生在生轮胎模制工序期间的情况下，易于在帘布层卷起部a2与胎圈芯b之间形成间隙，并导致诸如气体残留等的缺陷模制。
另一方面，为了牢固地将帘布层绕胎圈芯b卷绕，在该“胎圈卷绕结构”中可能会通过一模制装置使帘布层卷起部a2变形。在该情况下，如图9(B)所示，帘布层卷起部a2约束胎圈芯b。通过施加至胎体帘线的张紧力F，绕胎圈芯产生很大的转矩M。该转矩M导致胎圈芯变形，使绕胎圈芯b的胎圈丝布置紊乱(排列偏移)。这还将使胎圈芯b的胎圈趾侧上的角部p与胎体帘线之间的接触压力变大，导致会使帘线断裂的磨损。
特别是在该胎圈卷绕结构中，由于转矩M，胎圈芯b在其绕其截面中心旋转的方向上变形。为了抑制该旋转变形，希望实现胎圈芯的扁平化。但是，胎圈芯的扁平化将导致促进胎圈的变形及磨损的产生。
由此，日本公开专利申请2001-246675号及日本公开专利申请2000-219016号已提出通过塑性变形在胎体帘布层a处预先形成弯折部k，其中胎体帘线在适合于胎圈芯b的角部的位置处部分弯折并模制，如图9(C)所示。但是，当进行胎体帘线的部分模制(使用模具部分变形)时，帘线强度将由于部分弯折而降低，由此导致帘线较早断裂，且很难保证充分的胎圈耐久性。
对此，日本公开专利申请2002-59716号公开了一种布置，其中在帘布层卷起部的外侧设置加强层用于通过夹紧帘布层卷起部来防止爆裂。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种重载轮胎，其可以在较长的时段中抑制胎体帘线的断裂并同时防止胎体帘线的爆裂，以改善胎圈耐久性。
本发明的另一个目的是提供一种重载轮胎，其可以抑制诸如胎圈丝布置紊乱(排列偏移)等胎圈芯变形以及胎体帘线的磨损，以改善胎圈的耐久性。
为了达到发明目的，本发明提供一种重载轮胎，其包括帘布层主体部；以及胎体帘布层，其包括延续于所述帘布层主体部的帘布层卷起部，其中，所述帘布层主体部延伸经过胎侧部至胎圈部的胎圈芯，且所述帘布层卷起部延续于所述帘布层主体部并绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧卷绕，其中，每个帘布层卷起部都包括沿胎圈芯的轮胎轴向内侧的内表面、轮胎径向内侧的下表面SL、以及轮胎轴向外侧的外表面弯曲的主部，及副部，其由所述主部延续并朝向帘布层主体部延伸至面向轮胎径向外侧的胎圈芯的上表面的附近，其中，所述帘布层卷起部绕所述胎圈芯翻卷而未形成局部弯折部，其中，在所述副部的轮胎径向外侧设置用于压制所述副部的辅助帘线层，所述辅助帘线层通过在轮胎圆周方向上将钢帘线绕所述副部卷绕至少一周而形成，其中，所述副部设置为其末端与所述胎圈芯的上表面之间的距离La限定在1.0mm至10mm的范围内，且在平行于所述胎圈芯的上表面的方向上，该末端与胎圈芯的轮胎轴向外端之间的距离d不小于5mm，且其中，每个胎圈部都设置有胎圈加强层，所述胎圈加强层包括弯曲部、外部件及内部件，所述弯曲部沿所述帘布层卷起部的主部延伸并位于其径向内侧，所述外部件在弯曲部的轮胎轴向外侧从所述主部分离，所述内部件在弯曲部的轮胎轴向内侧延伸，将内部件距胎圈基线的径向高度Hi限定为大于外部件距胎圈基线的径向高度Ho，同时高度Ho不小于25mm。
通过以上结构，可以抑制回弹而不会随之产生局部弯折部的变形或胎体帘线的局部变形。由此可以抑制胎体帘线的爆裂同时抑制气体残余或帘线断裂而导致的缺陷模制。
在此，副部没有由辅助帘线层以粘附方式强烈地压在胎圈芯的顶表面上。以此布置，胎体帘线的弯折程度可得以减轻，以防止辅助帘线层导致的胎体帘线的部分弯折，从而可以防止帘线的断裂。
此外，在副部与胎圈芯外表面之间插入橡胶，用于确保距离La在1.0mm至10mm的范围内。以此设置，通过在轮胎变形时作用的张力，防止了在爆裂方向上胎体帘线的位置偏移，且通过设置胎圈加强层，抑制了胎体帘线的位置偏移，从而实现胎圈耐久性的改善。
另一方面，本发明提供一种重载轮胎，其包括帘布层主体部；以及胎体帘布层，其包括延续于所述帘布层主体部的帘布层卷起部，其中，所述帘布层主体部延伸经过胎侧部至胎圈部的胎圈芯，且所述帘布层卷起部延续于所述帘布层主体部并绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧翻卷，其中，每个所述帘布层卷起部都包括沿胎圈芯的轮胎轴向内侧的内表面、轮胎径向内侧的下表面SL、以及轮胎轴向外侧的外表面弯曲的主部，及副部，其由所述主部延续并以朝向所述帘部层主体部倾斜方式延伸至面向轮胎径向外侧的胎圈芯上表面附近，其中，所述帘布层卷起部绕所述胎圈芯翻卷而在未形成局部弯折部，其中，在所述副部的轮胎径向外侧设置用于压制该副部的辅助帘线层，其中，所述胎圈芯的外周覆有加强橡胶层，该加强橡胶层包括厚度ta为0.5mm至3.0mm、复合弹性模量E*a为20MPa至70MPa的高弹性橡胶，其中，在所述胎圈芯的胎圈丝与所述胎体帘布层的胎体帘线最接近的邻近位置处，胎圈丝与胎体帘线之间的间隙部的橡胶厚度TO不小于0.7mm，且所述间隙部包括介于所述加强橡胶层与所述胎体帘线之间的衬垫橡胶层，该衬垫橡胶层由低弹性橡胶制成，其复合弹性模量E*b小于所述加强橡胶层的复合弹性模量E*a，且其差值(E*a-E*b)不小于10MPa。
在胎圈卷绕结构中，胎圈芯的外周通过覆以具有特定厚度的高弹性加强橡胶层而达到加强目的。由此可以限制诸如胎圈丝排列偏移等胎圈芯变形。此外，在胎圈丝与胎体帘线之间靠近的邻近位置处，确保胎圈丝与胎体帘线之间的间隙部的橡胶厚度TO(例如图7(A)所示)不小于0.7mm。通过确保橡胶厚度TO及在设置高弹性加强橡胶层于其间的综合效果也可有效抑制胎体帘线的磨损，且可以改善胎圈耐久性同时也可期待抑制胎圈芯变形。
在加强橡胶层与胎体帘线之间进一步插入低弹性的衬垫橡胶层。通过此布置，可以减轻变形同时还可以抑制胎体帘线的爆裂。
图1是示出了本发明的重载轮胎的一实施例的截面图；图2是以放大形式示出其胎圈部的截面图；图3是以进一步放大形式示出胎圈部的主部的截面图；图4是详细示出帘布层卷起部的截面图；图5是示出了另一胎圈部的主部的截面图；图6是用于说明胎体帘布层的截面图；图7(A)是以放大形式示出邻近位置处的胎圈丝与胎体帘线之间的间隙部的截面图，图7(B)是沿线A-A所取的截面图；图8(A)是以放大形式说明另一实施例的邻近部的截面图，图8(B)是沿线A-A所取的截面图；图9(A)，9(B)及9(C)是用于说明现有胎圈部的截面图。
具体实施例方式
以下将结合其图示说明的示例说明本发明的一实施例。图1是说明本发明重载轮胎在50kPa的充气状况下的截面图，且图2及图3是以放大形式说明其胎圈部的截面图。
在此，除非特别指出，轮胎的各个部件的尺寸定义为在50kPa的充气条件下——即轮胎安装至常规轮辋、填充50kPa的内压并且其上未施加负载的状况下的尺寸。在此，术语“常规轮辋”指根据包括轮胎所基于的标准的标准系统为每个轮胎所限定的轮辋，可以是根据JATMA的常规轮辋，根据TRA的“设计轮辋(design rim)”，以及根据ETRTO的“测量轮辋(measuring rim)”。
此外，术语“胎圈基线BL”指通过由轮胎基于的标准所规定的轮辋直径位置的沿轮胎轴向的线。
此外，复合弹性模量是通过在温度为70℃，频率为10Hz，初始应变为10％且动态应变为±1％的条件下使用粘弹性分光计(viscoelasticityspectrometer)而测量的值。
在图1中，重载轮胎1包括从胎面部2经胎侧部3延伸直至胎圈部4的胎圈芯5的胎体6，以及布置在胎体6的径向外侧、胎面部2内的带束层7。
带束层7包括不少于两个、优选不少于三个采用钢制带束帘线(钢帘线)的带束帘布层。本实施方式图示说明了三层式结构，其包括第一带束帘布层7A、第二带束层7B以及第三带束层7C，其中第一带束层7A位于径向最内侧，且其带束帘线相对于轮胎圆周方向成例如60度±15度的角度排列，而第二带束层7B以及第三带束层7C中的帘线相对于轮胎圆周方向成较小的角度排列，例如10至35度。因为带束层7布置成在其中一个帘布层中带束帘线互相交叉，这样通过环箍效应起到改善带束强度及加强胎面部2的作用。
胎体6由相对于轮胎圆周方向成例如80度至90度的角度排列的胎体帘布层6A构成。胎体帘布层6A包括一系列的帘布层卷起部6b，其沿在胎圈芯5与5之间延伸的帘布层主体部6a的两侧布置。帘布层卷起部6b由轮胎轴向内侧向外侧卷起。
如图2以放大形式所示的，胎圈芯5由环状体构成，在其中，例如钢制胎圈丝卷绕成多段多层列的形式。本实施例示出了具有横长截面的扁平六角形形状。在此，根据需要，胎圈芯5的截面形状也可以是正六角形或矩形。在具有六角形截面的胎圈芯5中，当从截面观察时，包括轮胎径向内侧的长边的表面定义为胎圈芯5的下表面SL，而包括轮胎径向外侧的长边的表面定义为胎圈芯5的上表面SU。此外，将包括多边形线性弯折边且在轮胎轴向内侧连接胎圈芯5的下表面SL与上表面SU的表面定义为胎圈芯5的内表面Si。形成弯折边的其相对侧上的表面定义为外表面So。
下表面SL平行于常规轮辋J的轮辋片J1的片表面而延伸，由此在宽度范围内加强了其与轮辋的配合力。常规轮辋J是无内胎的15度渐缩式轮辋，而胎圈芯5的下表面SL及上表面SU相对于轮胎轴线相应的倾斜约15度的角度。在此，术语“约15度”意在允许制造误差，指15度±2度的范围。
在该胎圈卷绕结构中，因为帘布层卷起部6b绕胎圈芯5卷绕，故通过施加在胎体帘线20上的张紧力，绕胎圈芯将产生较强的转矩。由此，在胎圈芯5中倾向于产生诸如胎圈丝5w的排列偏移或排列塌陷(布置紊乱)等的芯变形。也可能发生与胎体帘线的接触压力强烈地作用在胎圈芯5的胎圈趾或胎圈踵侧的角部P1，P2处的情况，从而导致可能引起胎体帘线断裂的磨损。
进一步，由于转矩，胎圈芯5在绕其截面中心的旋转方向上容易变形。由此，胎圈部4也会在趾端侧从轮辋片抬起的方向上变形，这在气密性方面是不利的。由此需要限制此旋转变形。
由此，相较于现有技术，示于图3中的胎圈芯5更为扁平。具体而言，在平行于上表面SU的方向上的芯宽度WC与在垂直于上表面SU的方向上的芯厚度HC的比WC/HC限定为不小于1.7，优选不小于2.0。通过增大比WC/HC而实现的超平式结构将减小胎圈芯5的旋转变形。由此，可以防止趾侧由轮辋片J1抬起，从而确保了轮辋J的气密性。这里，因为过于扁平将使得弯折刚性减小，而可能导致轮辋J的配合力不足，故不希望比WC/HC超过2.8。具体而言，比WC/HC限定在1.7至2.8或1.7至2.5的范围内，由此，在本实施方式中比HC/WC限定在0.4至0.6的范围内。
在本实施方式中，包绕层12绕胎圈芯5布置。包绕层12例如由采用有机纤维的纺织布、无纺布、或布置有有机纤维丝的帘布层构成。因为包绕层12覆盖了胎圈芯5的外周表面，可以防止胎体帘线与胎圈丝的直接接触，从而可以防止磨损导致的胎体帘线的损坏。
此外，胎圈部4为胎圈卷绕结构，其中胎体6的帘布层卷起部6b靠近胎圈芯5的上表面SU通过。
如图3所示，帘布层卷起部6b包括主部10及由其延续的副部11。主部10沿内表面Si、下表面SL及外表面So弯曲。副部11由主部10延续并以朝向帘布层主体部6a倾斜的方式靠近胎圈芯的上表面SU延伸。此时，帘布层卷起部6b没有局部弯折，即，它们没有经历所谓的模制(压变形)。因此，它们没有形成通过塑性变形获得的弯折部。这样，帘布层卷起部6b仅包括弹性弯曲成平滑弧形的部分，从而防止胎体帘线强度的劣化。
这里，副部11指相较于胎圈芯5的上表面SU(或其延伸面)位于径向更外侧的部分。副部11沿其相对于上表面SU的距离越接近末端11a越大的方向而倾斜。具有大致三角形截面的填充橡胶13布置在副部11与上表面SU之间(在本实施方式中，布置在副部11与包绕层12之间)。
此外，为了约束副部11并为了防止胎体帘线的回弹，在副部11的轮胎径向外侧形成用于压制该副部的辅助帘线层20。
辅助帘线层20由卷绕体构成，在该卷绕体中钢制的辅助帘线20w在轮胎的圆周方向上卷绕不少于一周。优选螺旋卷绕两至六周，副部11的箍紧效果得以加强。通过此设置，可以限制回弹且无需对胎体帘线进行模制。此外还可防止由模制导致的帘线强度的劣化。还可以稳定地将副部11保持在所希望的形状。
辅助帘线20w优选具有2000N至4000N的帘线强度，其中，当小于2000N时，则需要增加卷绕帘线的数量以产生充分的箍紧效果，这使得产能受损。另一方面，当超过4000N时，辅助帘线20w将过硬，使得卷绕工作难以进行。采用其中外周预先涂有顶层橡胶(topping rubber)的涂胶帘线作为辅助帘线20w。在此方面，如果采用有机纤维帘线作为辅助帘线20w，则由于例如硫化期间施加的压力及热量，帘线会相对较大的膨胀，使得副部11不能稳定地保持为所希望的形状。
但是，当采用此种辅助帘线层20来拉紧副部11以接触并面向胎圈芯5的上表面SU延伸时，胎体帘线的弯折程度加大。通过辅助帘线层20，在胎体帘线中产生新的局部弯折，例如，在胎圈芯5的轮胎轴向外端5e附近，从而将难以可靠地抑制帘线的断裂。
为此，如上所述，在副部11与上表面SU之间(在本实施方式中，在副部11与包绕层12之间)布置具有大体三角形形状的填充橡胶13。通过这样布置，副部11制作为相对于上表面SU成大于0度，优选不小于10度，更优选不小于15度的角度θ倾斜。
通过这样布置，胎体帘线的弯折程度可适当的减轻，以可靠地防止帘线的断裂。这也抑制了诸如由胎体帘线的回弹导致的气体残留等的缺陷模制。在此方面，如果角度θ过大，则辅助帘线层20可能会滑动并移位。这将削弱帘布层卷起部6b的接合力并可能导致发生爆裂。由此，角度θ的上限优选的不大于60度，进一步优选不大于45度。
如图4所示，在此方面，角度θ定义为连接(副部11的)下端位置11b与副部11的末端11a的直线相对于上表面SU所形成的角度，其中，在该下端位置11b处，副部11与胎圈芯5的上表面SU(或其延伸面)相交。对于胎圈芯5，可能会发生胎圈丝5w没有线性排列而是在竖直方向上变化的情况。此时，胎圈芯5的上表面SU呈现为非平面表面。在这种情况下，其近似为切线K，该切线K接触出现在上表面SU上的胎圈丝列中的轮胎轴向最外侧的胎圈丝5wo以及轮胎轴向最内侧的胎圈丝5wi。
此外，从上表面SU至副部11的末端11a的距离La限定在1.0mm至10mm的范围内。此外，还需要将末端11a与胎圈芯5的轮胎轴向外端5e之间的距离d设定为不小于5mm。该距离d是在平行于胎圈芯5的上表面SU的方向上的值。
这是因为如果距离La大于10mm，则轮胎变形时的应力将强烈地作用在副部11的末端11a上。由此，容易在末端11a处产生损害。如果其小于1.0mm，则胎体帘线的弯折程度就不能充分减轻。考虑到这些因素，优选将距离La的上限设置为不大于7mm。如果距离d小于5mm，则帘布层卷起部6b的接合力将变得不充分。因此，正如所讨论的，由于制动热量等的累积而导致温度增加，在爆裂方向上的位置偏移将变大，由此导致胎体帘线松动。这样，距离d限定为使得末端11a不接触帘布层主体部6a，即，末端11a距帘布层主体部6a的距离Lb大于0，且优选不小于1.0mm。
在此方面，辅助帘线层20优选布置为其轮胎轴向内端与副部11的末端11a之间沿副部11的距离Lc为1mm至10mm，其中如果其小于1mm，则副部11会从辅助帘线层20脱离，从而不能实现辅助帘线层20的箍紧效果。另一方面，如果其大于10mm，则末端11a侧上的约束力将变得不充分，使得距离La与距离d将不稳定，在以上两种情况下都不可能改善胎圈的耐久性。
此外，填充橡胶13由呈现极佳冲击及压力减轻效果的低弹性的橡胶混合物构成。这种布置起到吸收副部11的末端11a处的变形并防止损坏的作用。更具体而言，复合弹性模量E*a为5MPa至15MPa的橡胶混合物是合适的。如果复合弹性模量E*a小于5MPa，则橡胶过软，使得副部11的末端11a的变形较大。如果其大于15MPa，则填充橡胶13的柔软程度将不足，使得减轻以及吸收变形的性能劣化。考虑到这些因素，优选地，将复合弹性模量E*a的下限值设置为不小于6MPa且优选的不小于7MPa，并将上限值设置为不大于13MPa且优选的不大于11MPa。复合弹性模量是通过在温度为70℃，频率为10Hz，初始应变为10％，以及动态应变为±1％的条件下使用粘弹性分光计所测量的值。
具体来说，在如上所述的制动热量等的累积导致温度增加的情况下，在爆裂方向上的位置偏移倾向于变大。换言之，将导致胎体帘线的松动，使得胎圈的热耐久性能劣化。
为此，胎圈部4形成有大体呈U形的胎圈加强层15。胎圈加强层15由其中钢帘线相对于轮胎圆周线成10度至60度的角度排列的帘线层构成，例如成10度至40度或15度至60度，并且，如图2所示，其包括弯曲部15A、位于弯曲部15A轮胎轴向外侧的外部件15o、以及位于弯曲部15A轮胎轴向内侧的内部件15i。弯曲部15A面对并沿着帘布层卷起部6b的主部10并在其径向内侧通过。外部件15o自主部10分离并向轮胎轴向外侧倾斜而延伸向径向外部。内部件15i沿帘布层主体部6a的轮胎轴向内侧表面延伸。
在此方面，胎圈加强层15的钢帘线相对于轮胎圆周方向的倾斜方向与帘布层卷起部6b的胎体帘线6w相对于轮胎圆周方向的倾斜方向不同。这样，由于钢帘线与胎体帘线20在弯曲部15A处相交，故刚性得以提高，由此改善了对胎圈芯5的旋转变形的抑制效果。
这里，当由制动热量累积的热量导致胎圈部4的温度过度增加时，由于热量而已软化的胎圈中的橡胶由施加有负载的轮辋凸缘按压，使得其倾向于向胎圈趾侧移动。伴随此移动，帘布层卷起部6b向爆裂方向的位置偏移将变的显著，进而胎圈的热耐久性将劣化。外部件15o起遮挡橡胶向胎圈趾侧移动的作用，由此抑制了在爆裂方向上的位置偏移并改善了胎圈的热耐久性。为此目的，外部件15o的外端距胎圈基线BL的径向高度Ho限定为不小于25mm。当其小于25mm时，不能期待获得上述效果。
另一方面，当负载施加于其上时，内部件15i起抑制胎圈部4塌陷的作用。具体地，其外端部距胎圈基线BL的径向高度Hi设置为大于外部件15o的高度Ho。通过此布置，在外部件15o的外端处的应力集中得以降低，由此有效抑制了在外部件15o的外端处的损坏。为此目的，优选确保高度差(Hi-Ho)不小于3.0mm。在此方面，因为通过邻接帘布层主体部6a而使内部件15i得以保护，则只要Hi＞Ho成立，作用于其外端的应力将较小，从而在内部件15i的外端很难产生损坏。
但是，当高度Hi，Ho过大时，内部件15i和外部件15o的外端部将更为接近承受较大变形的胎侧部3一侧，则更易产生损坏。这也不利于减轻重量。由此优选高度Hi的上限值不大于60mm，且高度Ho的上限值不大于40mm。
在此方面，在副部11的径向外侧布置了胎圈三角胶芯16，该胎圈三角胶芯16以渐缩方式朝轮胎径向外侧延伸而通过帘布层主体部6a及外部件15o。在本实施方式中，胎圈三角胶芯16包括布置在轮胎径向内侧的内侧胶芯部16a及布置在其外侧的外侧胶芯部16b。在此方面，内侧胶芯部16a及外侧胶芯部16b由从副部11的内端朝帘布层主体部6a倾斜的边界线j分隔开。
在本实施方式中，内侧胶芯部16a的复合弹性模量E*b限定为不小于20MPa。以此设置，当向其加载时，由帘布层主体部6a的塌陷所导致的变形可以由胎圈芯5的上表面SU承受。在此方面，如果复合弹性模量E*b超过60MPa，则该部分的弹性将增加过大。因为这将导致变形集中于外部件15o的外端附近，从而导致损坏，故这是不利的。考虑到这些因素，复合弹性模量E*b的下限值优选的不小于25MPa且更优选的不小于30MPa，而上限值优选的不大于50MPa且更优选的不大于40MPa。
此外，外侧胶芯部16b的复合弹性模量E*c小于内侧胶芯部16a的复合弹性模量，且复合弹性模量E*c优选不小于3MPa且更优选不小于3.5MPa。上限值期望不大于7MPa且更优选不大于5MPa。当复合弹性模量E*c小于3MPa时，与内侧胶芯部16a的弹性模量之间的差将过大，使得易于由边界线j附近产生损坏，而另一方面，当其超过7MPa时，整个胎圈部4的刚性过高，易于在外侧胶芯部16b的外端附近产生损坏，这是不希望的。
此外，图5至7(A)及7(B)示出了本发明另一实施方式的一个实施例，图8(A)及8(B)示出了该实施方式的另一实施例。这里，对于在此没有具体阐明的结构，采用了示于图1至4中的实施方式的结构。
该另一实施方式的特征在于用于抑制胎圈变形或磨损的下述布置(1)至(3)。
(1)胎圈芯5的外周覆有由高弹性橡胶制成的加强橡胶层15(如图5所示)。
(2)于胎圈丝5w及胎体帘线20最接近的邻近位置Q处(在本实施方式中为角部P1，P2)，确保橡胶厚度TO(如图7(A)及7(B)所示)不小于0.7mm。该邻近位置Q处的橡胶厚度TO指胎圈丝5w与胎体帘线20之间的间隙部G的橡胶厚度。
(3)由低弹性橡胶制成的衬垫橡胶层16(如图7(A)及7(B)所示)于间隙部G处插设在加强橡胶层15与胎体帘线20之间。
加强橡胶层15由复合弹性模量E*a为20MPa至70MPa的高弹性橡胶制成，且其厚度ta限定在0.5mm至3.0mm的范围内。这里，厚度ta指各个表面SU，SL，Si及So的切线之间的厚度。
如图7(A)及7(B)所示，在邻近位置Q处的胎圈丝5w与胎体帘线20之间的间隙部G的橡胶厚度TO限定为不小于0.7mm。该橡胶厚度TO是包括加强橡胶层15的厚度ta的值。
此外，于间隙部G处，在加强橡胶层15与胎体帘线20之间插设衬垫橡胶层16。该衬垫橡胶层16由低弹性橡胶制成，其复合弹性模量E*b小于加强橡胶层15的复合弹性模量E*a，且其差值(E*a-E*b)不小于10MPa。本实施方式说明了其中间隙部G中的橡胶为包括加强橡胶层15与衬垫橡胶层16的两层式结构的情况。在本实施例中，形成胎体帘布层6A的顶层橡胶层22构成衬垫橡胶层16。
以此方式，因为胎圈芯5的外周覆盖有具有特定复合弹性模量E*a及特定厚度ta的高弹性加强橡胶层15并以其加强，故可以有效防止诸如胎圈丝5w的排列偏移及排列塌陷等的芯变形。此外，在邻近位置Q处，确保间隙部G的橡胶厚度TO不小于0.7mm。确保橡胶厚度TO并在其中插入高弹性加强橡胶层15的综合效果也将有效抑制由与胎圈丝的摩擦所导致的胎体帘线20的磨损，并且在期望抑制芯变形的同时可改善胎圈耐久性。
在此方面，也可以应用图1至4的实施方式中示出的包绕层12，其厚度限定得较小。在此方面，包绕层12的厚度也包括在橡胶厚度TO中。此外，填充橡胶13填充在形成于加强橡胶层15与帘布层卷起部6b之间的另一空间中。
此时，当在间隙部G处仅存在高弹性加强橡胶层15时，会担心当向其加载时，特别是冲击负载作用于其上时，在胎体帘线20产生爆裂。但是，因为低弹性衬垫橡胶层16插在间隙部G处，故可以减轻变形，且可以同时防止胎体帘线的爆裂。
在此方面，如果复合弹性模量E*a小于20MPa，且厚度ta小于0.5mm，则对胎圈芯5的加强及保护将过小，由此对芯变形及磨损的抑制将不充分。在此方面，当橡胶厚度TO小于0.7mm时，对磨损的抑制也将不充分。另一方面，当复合弹性模量E*b超过70MPa，将产生因为运行时应变集中于外周橡胶处而趋于发生爆裂的不利之处。当厚度ta超过3.0mm时，因需使用过多橡胶，故将增加不必要的成本。当差值(E*a-E*b)小于10MPa时，也容易发生胎体帘线的爆裂。
考虑到这些因素，优选将复合弹性模量E*a的下限值设置为不小于20MPa且其上限值设置为不大于70MPa。优选将厚度ta的下限值设置为不小于0.3mm且其上限值设置为不大于3.0mm。优选地，差值(E*a-E*b)的下限不小于20MPa。优选地，差值(E*a-E*b)的上限不大于60MPa，当超过该值时，应变将集中在外周橡胶上，使得易于产生爆裂。由此，该差值更优选不大于50MPa。因为上述原因，橡胶厚度TO的上限值优选设置为不大于2.0mm。这里，考虑到防止爆裂，衬垫橡胶层16的厚度tb优选不小于0.1mm。
此时，由于进行轮胎硫化模制期间的硫化拉伸，在胎体帘线20与胎圈芯5之间作用了较强的压力，将难以确保间隙部G处的橡胶厚度TO不小于0.7mm。由此，在轮胎硫化模制之前，优选地，至少加强橡胶层15对应于邻近位置Q的部分被硫化(也包括半硫化)。在此方面，适合应用采用电子束的EBR照射作为硫化(也包括半硫化)的方法。除了该方法外，例如也可通过在胎圈芯5处于涂覆状态下加热整个加强橡胶层15来进行硫化。
图8(A)及8(B)示出了另一实施例。附图示出其中邻近位置Q处的间隙部G中的橡胶包括加强橡胶层15及衬垫橡胶层16的不少于三层的示例。在本实施例中，描述了应用三层式结构的示例。
更具体的，该三层式结构包括加强橡胶层15、胎体帘布层6A的顶层橡胶层22、以及形成在其间的中间层23。顶层橡胶层22形成衬垫橡胶16。在本实施方式中，中间层23覆盖在加强橡胶层15的外周。此外，为了减小顶层橡胶层22与加强橡胶层15间的弹性差异以抑制中间层剥落，中间层23进一步布置为其复合弹性模量E*e与复合弹性模量E*a之间的差值(E*a-E*e)小于10MPa。基于需要，衬垫橡胶层16可以由中间层23构成。在此情况下，顶层橡胶层22的复合弹性模量E*f与复合弹性模量E*a的差值(E*a-E*f)小于10MPa。
这里，当差值(E*a-E*e)或差值(E*a-E*f)不小于10MPa时，可以考虑当E*b≠E*e且E*b≠E*f成立时，顶层橡胶层22与中间层23两者构成衬垫橡胶层16。换言之，此时衬垫橡胶层16将是双层式结构。在此方面，当加强橡胶层15也在上述20至70MPa的范围内时，可以采用多层式结构。也可以将胎圈丝顶层橡胶层布置在加强橡胶层15与胎圈丝5w之间，其中该胎圈丝顶橡胶层的复合弹性模量未落入上述20至70MPa的范围内。
虽然目前已说明了本发明的具体优选实施方式，但本发明并不限于所说明的实施方式，而是可基于将其改变为不同形式而实现。
(示例1)根据表1中的参数，制造轮胎尺寸为11R22.5及具有图1-3中的基本结构的重载轮胎，其中测试并相互比较各个示例轮胎的胎圈耐久性。表1以外的参数是共同的。
在此方面，比较例1具有图9(A)所示的结构，其中胎体的帘布层卷起部沿胎圈三角胶芯橡胶的外表面卷绕。帘布层卷起部距胎圈基线的的高度h限定为37mm。
(1)胎圈耐久性<i>胎圈普通耐久性应用了鼓状测试器并使轮胎以20km/h的时速在以下条件下运行，其中轮辋为7.50×22.5，内压为700KPa，负载为26.72KN×3，且测量了直至导致胎圈部损坏的驾驶时间。以比较例1的驾驶时间定义为100的指标来进行评价。数值越大，越有利。
<ii>胎圈热耐久性上述胎圈耐久性测试在轮辋加热至130℃的条件下进行，直至导致胎圈部损坏的驾驶时间以比较例1的驾驶时间定义为100的指标表示。
从表中可以确定，本发明实施方式的产品中的胎圈普通耐久性及胎圈热耐久性两者都得到了改善。
(示例2)试制了具有图1及图2以及图5中的基本结构及表2中的参数的重载轮胎(轮胎尺寸11R22.5)，并评估了胎圈耐久性及芯变形。除了表2中的参数外的参数在操作上是相同的。
(1)胎圈耐久性应用了鼓状测试器并使轮胎以20km/h的时速在以下条件下运行，其中轮辋为7.50×22.5，标准内压为700KPa，并采用三倍标准负载(27.25KN×3)，且检测了直至导致胎圈部损坏的驾驶时间。以比较例1的驾驶时间定义为100的指标来进行评价。数值越大，越有利。
(2)芯变形在进行完耐久性测试后，将轮胎拆下以观察是否存在诸如胎圈丝的排列偏移或排列塌陷等的胎圈芯的变形。
(3)爆裂在进行完耐久性测试后，将轮胎拆下以观察是否存在爆裂。
从表中可以确定，本实施方式的产品可抑制胎圈芯的变形，大大地改善胎圈耐久性，并同时抑制胎体帘线的爆裂。
权利要求
1.一种重载轮胎，包括帘布层主体部；以及胎体帘布层，其包括延续于所述帘布层主体部的帘布层卷起部，其中，所述帘布层主体部经过胎侧部延伸至胎圈部的胎圈芯，且所述帘布层卷起部延续于所述帘布层主体部并绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧翻卷，其中，每个帘布层卷起部都包括沿胎圈芯的轮胎轴向内侧的内表面、轮胎径向内侧的下表面SL、以及轮胎轴向外侧的外表面弯曲的主部，及副部，其由所述主部延续并以朝向帘布层主体部倾斜的方式延伸至面向轮胎径向外侧的胎圈芯的上表面的附近，其中，所述帘布层卷起部绕所述胎圈芯翻卷而未形成局部弯折部，其中，在所述副部的轮胎径向外侧设置用于压制所述副部的辅助帘线层，所述辅助帘线层通过在轮胎圆周方向上将钢帘线绕所述副部卷绕至少一周而形成，其中，所述副部设置为其末端与所述胎圈芯的上表面之间的距离La限定在1.0毫米至10毫米的范围内，且在平行于所述胎圈芯的上表面的方向上，该末端与胎圈芯的轮胎轴向外端之间的距离d不小于5毫米，且其中，每个胎圈部都设置有胎圈加强层，所述胎圈加强层包括弯曲部、外部件及内部件，所述弯曲部沿所述帘布层卷起部的主部延伸且位于其径向内侧，所述外部件在弯曲部的轮胎轴向外侧从所述主部分离，所述内部件在弯曲部的轮胎轴向内侧延伸，将内部件距胎圈基线的径向高度Hi限定为大于外部件距胎圈基线的径向高度Ho，且高度Ho不小于25毫米。
2.如权利要求1所述的重载轮胎，其中所述辅助帘线层通过在轮胎圆周方向上将钢帘线卷绕二至六周而设置。
3.如权利要求1或2所述的重载轮胎，其中所述辅助帘线层布置为，沿该副部的辅助帘线层轮胎轴向内端至副部末端的距离Lc限定在1毫米至10毫米的范围内。
4.如权利要求1至3中任一项所述的重载轮胎，其中所述胎圈芯布置为，平行于所述外表面的方向上的芯宽度WC限定为垂直于所述外表面的方向上的芯厚度HC的1.7至2.8倍。
5.一种重载轮胎，其包括帘布层主体部；以及胎体帘布层，其包括延续于所述帘布层主体部的帘布层卷起部，其中，所述帘布层主体部经过胎侧部延伸至胎圈部的胎圈芯，且所述帘布层卷起部延续于所述帘布层主体部并绕所述胎圈芯从轮胎轴向内侧向外侧翻卷，其中，每个所述帘布层卷起部都包括沿胎圈芯的轮胎轴向内侧的内表面、轮胎径向内侧的下表面SL、以及轮胎轴向外侧的外表面弯曲的主部，及副部，其由所述主部延续并以朝向所述帘部层主体部倾斜的方式延伸至面向轮胎径向外侧的胎圈芯的上表面附近，其中，所述帘布层卷起部绕所述胎圈芯翻卷而未形成局部弯折部，其中，在所述副部的轮胎径向外侧设置用于压制该副部的辅助帘线层，其中，所述胎圈芯的外周覆有加强橡胶层，该加强橡胶层包括厚度ta为0.5毫米至3.0毫米、复合弹性模量E*a为20兆帕至70兆帕的高弹性橡胶，其中，在所述胎圈芯的胎圈丝与所述胎体帘布层的胎体帘线最接近的邻近位置处，胎圈丝与胎体帘线之间的间隙部的橡胶厚度TO不小于0.7毫米，且所述间隙部包括介于所述加强橡胶层与所述胎体帘线之间的衬垫橡胶层，该衬垫橡胶层由低弹性橡胶制成，其复合弹性模量E*b小于所述加强橡胶层的复合弹性模量E*a，且其差值(E*a-E*b)不小于10兆帕。
6.如权利要求5所述的重载轮胎，其中所述加强橡胶层的至少一部分在轮胎硫化模制之前预先硫化。
7.如权利要求5所述的重载轮胎，其中所述胎圈芯布置为，平行于所述外表面方向上的芯宽度WC限定为垂直于所述外表面方向上的芯厚度HC的1.67至2.5倍。
8.如权利要求5所述的重载轮胎，其中所述衬垫橡胶层是包括所述胎体帘层的顶层橡胶层。
9.如权利要求5所述的重载轮胎，其中所述帘布层卷起部包括位于所述副部的轮胎径向外侧的辅助帘线层，其通过在轮胎圆周方向上将钢帘线绕所述副部卷绕至少一周而形成，用以压制所述副部。
10.如权利要求5所述的重载轮胎，其中所述胎圈部包括胎圈加强层，所述胎圈加强层具有弯曲部、外部件以及内部件，所述弯曲部沿所述帘布层卷起部的主部延伸且位于其径向内侧，所述外部件在所述弯曲部的轮胎轴向外侧从所述主部分离，并向轮胎轴向外侧倾斜而延伸向径向外部，且所述内部件在所述弯曲部的轮胎轴向内侧延伸，并沿所述帘布层主体部的轮胎轴向内侧表面延伸。
全文摘要
本发明涉及一种重载轮胎，其可防止胎体帘线在爆裂方向上的位置偏移并同时抑制胎体帘线的断裂，以改善胎圈耐久性。胎体6的帘布层卷起部6b包括副部11，其以朝向帘布层主体部6a倾斜的方式延伸接近胎圈芯5的轮胎轴向上表面SU，且帘布层卷起部6b还包括辅助帘线层20，用于在其径向外侧压制副部。胎圈部4还设置有U形胎圈加强层15。胎圈芯5的外周由加强橡胶层15所覆盖，该加强橡胶层由复合弹性模量E
文档编号B60C15/00GK1833890SQ20061006532
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月17日 优先权日2005年3月18日
发明者丸冈清人 申请人:住友橡胶工业株式会社