專利名稱：重載充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能改進(jìn)胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能的重載充氣輪胎。
背景技術(shù)：
如圖10 (a)所示，通常，傳統(tǒng)的無內(nèi)胎型重載充氣輪胎(a)包括設(shè)置在胎圈部中的其橫截面基本為六邊形的胎圈芯(C)。在輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞(b)上并且在內(nèi)壓處還未充氣的條件(例如，其中輪胎在充氣到常規(guī)內(nèi)壓之后，其內(nèi)壓被降低到常規(guī)內(nèi)壓的5%的條件)下，胎圈芯(c)的徑向內(nèi)表面Cl被設(shè)計(jì)成與輪輞(b)的輪輞板表面bl基本上平行，也就是說，徑向內(nèi)表面Cl與輪輞板表面bl之間的角度α I近似為0°。因此，胎圈芯(C)與輪輞(b)之間的配合壓力在胎圈芯(C)的下方處均一地增加，從而改進(jìn)了胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。相關(guān)文獻(xiàn)的例子如下所示(參見專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)1:日本未審查的專利申請(qǐng)公開N0.2009-137035。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題然而，如放 大的圖10(b)所示，當(dāng)重載充氣輪胎(a)充氣至內(nèi)壓時(shí)，胎體簾布層(d)的張力(f)易于使胎圈芯(C)以順時(shí)針方式轉(zhuǎn)動(dòng)，并且徑向內(nèi)表面Cl與輪輞板表面bl之間的角度α 變?yōu)?° -5°。這種胎圈芯(C)傾向于嚴(yán)重降低對(duì)輪輞的配合壓力，尤其是在胎圈部的趾側(cè)的配合壓力。因此，在這種輪胎運(yùn)行時(shí)，胎圈芯(C)圍繞胎圈芯(C)的橫截面的重心重復(fù)旋轉(zhuǎn)偏移(下面簡(jiǎn)稱為“旋轉(zhuǎn)”)，并且存在因發(fā)熱而導(dǎo)致胎圈耐久性劣化以及滾動(dòng)阻力性能降低的問題。因此，考慮到這些問題，本發(fā)明的目的在于提供一種重載充氣輪胎，該輪胎基于胎圈芯的內(nèi)表面與標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞板表面在如下兩個(gè)條件下基本上彼此平行而能提高胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能:其中輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并且充氣至常規(guī)內(nèi)壓的無載標(biāo)準(zhǔn)條件；以及其中處于無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并且以0°的外傾角接地的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件。解決問題的方法在權(quán)利要求1的發(fā)明中，重載充氣輪胎包括含有胎體簾布層的胎體，該胎體簾布層從胎面部經(jīng)由側(cè)壁部延伸并圍繞胎圈部的胎圈芯卷起，其中所述胎圈芯具有基本呈六邊形的橫截面，該橫截面包括沿著所述胎圈部的底面延伸的徑向內(nèi)表面，并且在包括無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件的這兩個(gè)條件下，所述胎圈芯的所述徑向內(nèi)表面與所述標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞板表面之間的角度為0° +/-3°，其中無載標(biāo)準(zhǔn)條件是指輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓；負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件是指處于無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并且以0°的外傾角接地。在權(quán)利要求2的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求1中所述，其中所述胎圈芯的所述六邊形具有重心，所述標(biāo)準(zhǔn)輪輞包括具有高度的輪輞凸緣，以及在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，從胎圈基線到所述胎圈芯的所述六邊形的重心的高度為輪輞凸緣高度的0.40-0.85倍。在權(quán)利要求3的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求1或2所述，其中在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，所述胎圈芯具有平行于所述輪輞板表面測(cè)量的最大寬度CW，與該最大寬度成直角地測(cè)量的最大厚度AW，以及0.2-0.7的最大厚度與最大寬度的比率AW/CW。在權(quán)利要求4的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述，其中所述胎圈部包括胎圈三角膠，該胎圈三角膠從所述胎圈芯的徑向外表面沿著輪胎的徑向向外呈錐形延伸，以及胎圈三角膠的復(fù)數(shù)模量E*1為60-80MPa。在權(quán)利要求5的發(fā)明中，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，從胎圈芯的軸向內(nèi)端到胎圈跟端點(diǎn)的輪胎軸向距離H與胎圈部的底面的輪胎軸向?qū)挾菺之間的比率Η/G為0.60-0.94。在權(quán)利要求6的發(fā)明中，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈芯的最大寬度CW與胎圈部底面的輪胎軸向?qū)挾菺之間的比率CW/G為0.50-0.85。在權(quán)利要求7的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述，其中在輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓的5%的無載條件下，胎圈芯的所述徑向內(nèi)表面具有相對(duì)于輪胎軸向線的角度ac，該角度a c大于所述輪輞板表面相對(duì)于輪胎軸向線的角度a r，并且角度a c與角度a r之間的差值為2° -8°。在權(quán)利要求8的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述，其中圍繞胎圈芯設(shè)置有包裹層，并且所述包裹層由具有6-llMPa的復(fù)數(shù)模量E*3的橡膠制成。在權(quán)利要求9的發(fā)明中，所述胎體簾布層包括從胎面部經(jīng)由側(cè)壁部延伸至胎圈部的所述胎圈芯的主要部分、和圍繞胎圈芯從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)向其軸向外側(cè)卷起的卷起部分，所述胎圈部包括具有基本呈L形橫截面的胎圈增強(qiáng)層，該胎圈增強(qiáng)層包括:沿著胎體簾布層的所述卷起部分的軸向外表面延伸的外側(cè)部、以及沿著胎圈芯的徑向內(nèi)表面延伸并具有軸向內(nèi)端的底部，并且在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，該底部的軸向內(nèi)端設(shè)置在離胎圈部的胎圈跟端點(diǎn)10-25mm的輪胎軸向距離中。在權(quán)利要求10的發(fā)明中，重載充氣輪胎如權(quán)利要求9中所述，其中在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，該外側(cè)部具有徑向外端，該徑向外端距離胎圈基線的高度為輪胎截面高度的0.12-0.25 倍。本發(fā)明的技術(shù)效果在其中輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓的無載標(biāo)準(zhǔn)條件、以及其中處于該無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并以0°的外傾角接地的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件中，輪胎在胎圈芯的內(nèi)表面與標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞板表面之間的角度限制在0° +/-3°的范圍內(nèi)。該重載充氣輪胎可在無載標(biāo)準(zhǔn)條件以及負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件這兩種條件下普遍地、較好地保持胎圈部對(duì)輪輞的配合壓力。因此，本發(fā)明的重載充氣輪胎可抑制胎圈芯在行駛期間的旋轉(zhuǎn)，借此改進(jìn)輪胎的胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的重載充氣輪胎的橫截面視圖。圖2為顯示圖1的胎圈部的橫截面視圖。圖3(a)為顯示在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的重載充氣輪胎的橫截面局部圖，圖3(b)為顯示在負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件下的重載充氣輪胎的橫截面局部圖。
圖4(a)為顯示放大的胎圈芯的橫截面視圖，圖4(b)為呈自由狀態(tài)的輪胎中的胎圈部的橫截面視圖。圖5為顯示其中輪胎充氣至5%的常規(guī)內(nèi)壓的無載條件中以及無載標(biāo)準(zhǔn)條件中的重載充氣輪胎的胎圈部的橫截面視圖。圖6(a)為顯示胎圈部與輪輞之間的接觸區(qū)域的位置的橫截面視圖，圖6(b)為顯示圖6(a)的接觸區(qū)域的配合壓力的曲線圖。圖7(a)為其上設(shè)置生胎的胎圈環(huán)的橫截面視圖，圖7(b)為說明硫化工藝的橫截面視圖。圖8為胎圈部的另一實(shí)施方式的放大視圖。圖9為胎圈增強(qiáng)層的示意透視圖。圖10(a)為傳統(tǒng)的重載充氣輪胎在內(nèi)壓充氣之前的橫截面視圖，圖10(b)傳統(tǒng)的重載充氣輪胎在該內(nèi)壓充氣之后的橫截面視圖。附圖標(biāo)記的說明2胎面部3側(cè)壁部4胎圈部5胎圈芯6 胎體6A胎體簾布層R標(biāo)準(zhǔn)輪輞
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1為顯示重載充氣輪胎I (下面簡(jiǎn)稱為“輪胎”)與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的組裝體的右側(cè)橫截面視圖，重載充氣輪胎I在其中輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞R上并具有常規(guī)內(nèi)壓的無載標(biāo)準(zhǔn)條件下。除非另有說明，輪胎的每一部分的尺寸等均為在上述無載標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定的值?！皹?biāo)準(zhǔn)輪輞”是通過包含輪胎依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)體系為每一輪胎確定的輪輞。例如，標(biāo)準(zhǔn)輪輞對(duì)于JATMA為“Normalrim”，對(duì)于TRA為“Design Rim”，對(duì)于ETRTO為“Measuring Rim，，?！俺Ｒ?guī)內(nèi)壓”是通過標(biāo)準(zhǔn)為每一輪胎確定的大氣壓。例如，常規(guī)內(nèi)壓對(duì)于JATMA為最大大氣壓，對(duì)于TRA為表“在各種冷充氣壓力處的輪胎負(fù)載極限”中所述的最大值，以及對(duì)于ETRTO為“充氣壓力”。作為無內(nèi)胎類型顯示的輪胎I包括環(huán)形胎體6和帶束層7，該環(huán)形胎體6從胎面部2經(jīng)由側(cè)壁部3延伸至胎圈部4的胎圈芯5，該帶束層7設(shè)置在該胎體6的徑向外側(cè)上并在胎面部2的內(nèi)側(cè)上。胎體6包括至少一個(gè)包含主要部分6a和卷起部分6b的胎體簾布層6A(在本實(shí)施方式中為單個(gè)胎體簾布層6A)，主要部分6a從胎面部2經(jīng)由側(cè)壁部3延伸至胎圈部4的胎圈芯5，卷起部分6b從該主要部分6a開始延伸并圍繞胎圈芯5從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)向軸向外側(cè)卷起。
胎體簾布層6A由彼此平行排列并用貼面膠覆蓋的胎體簾線的簾線簾布層制成。胎體簾線相對(duì)于輪胎赤道C以70° -90°的角度排列。至于胎體簾線，優(yōu)選使用鋼簾線。上述帶束層7例如包括如下四層:相對(duì)于輪胎赤道C以約60° +/-10°的角度排列的帶束簾線的最內(nèi)側(cè)帶束簾布層7A，以及各自具有相對(duì)于輪胎赤道C以約15° -35°的角度排列的帶束簾線的帶束簾布層7B、7C和7D。至于帶束簾線，采用鋼簾線。帶束層7可以穩(wěn)固地增強(qiáng)胎面部2的大體上整個(gè)寬度。進(jìn)一步地，帶束層7包括至少兩個(gè)彼此交叉的帶束簾布層從而改進(jìn)帶束層的剛度。如放大的圖2所示，胎圈芯5具有基本呈六邊形的橫截面，該形狀例如通過連續(xù)纏繞橫截面為圓形的胎圈線11來形成。至于胎圈線11，采用鋼簾線。附帶地，胎圈芯5可以
具有單一整體結(jié)構(gòu)。此外，本實(shí)施方式的胎圈芯5包括:沿著胎圈部4的底面4a延伸的徑向內(nèi)表面5a,面向徑向內(nèi)表面5a的徑向外表面5b，在徑向內(nèi)表面5a和徑向外表面5b的內(nèi)側(cè)中連接并沿著軸向內(nèi)側(cè)彎曲突出的軸向內(nèi)表面5c，以及在徑向內(nèi)表面5a與徑向外表面5b的外側(cè)中連接并沿軸向外側(cè)彎曲突出的軸向外表面5d。胎圈芯5被形成為具有近似扁平的六邊形的橫截面。胎圈芯5具有出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性從而可改進(jìn)胎圈耐久性。胎圈部4的底面4a表不從胎圈U止部4t (其為胎圈部的軸向最內(nèi)端)到胎圈跟端點(diǎn)4h (其為胎圈部4的軸向最外端)的區(qū)域。在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈跟端點(diǎn)4h被定義為與穿過輪輞直徑的輪胎軸向線的胎圈基線BL的交點(diǎn)。本實(shí)施方式的標(biāo)準(zhǔn)輪輞R包括輪輞板Rs和輪輞凸緣Rf，該輪輞板Rs承接胎圈部4的底面4a，該輪輞凸緣Rf從輪輞板Rs的軸向外端向徑向外側(cè)突出、同時(shí)向輪胎的軸向外側(cè)平滑地彎曲。輪輞R為具有輪輞板Rs的15°錐形輪輞，該輪輞板Rs相對(duì)于軸向以約15°的角度Θ 2從輪胎軸向內(nèi)側(cè)向外側(cè)傾斜。附帶地，術(shù)語“約15° ”包括制造時(shí)的誤差幅度，其可以為 15。+/-1°。在包括無載標(biāo)準(zhǔn)條件(如圖3 Ca)所示)和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件(其中處于無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并以0°的外傾角接地(如圖3 (b)所示))的這兩個(gè)條件下，本實(shí)施方式的輪胎I的在胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a與形成輪輞板Rs的外表面的輪輞板表面13之間的角度Θ I為0° +/-3°?！俺Ｒ?guī)負(fù)載”為通過標(biāo)準(zhǔn)為每一輪胎確定的負(fù)載。例如，常規(guī)負(fù)載對(duì)于JATMA為最大負(fù)載能力，對(duì)于TRA為表“在各種冷充氣壓力處的負(fù)載極限”中所述的最大值，以及對(duì)于ETRTO為“負(fù)載容量”。如圖2所示，當(dāng)胎圈芯5由胎圈線11的繞線體形成時(shí)，胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a的傾斜度用經(jīng)由胎圈線11的各個(gè)外表面的共同切線SL限定，該胎圈線11設(shè)置在橫截面中的徑向內(nèi)表面5a上。當(dāng)共同切線SL不能引出時(shí)，為了方便，共同切線SL被定義為與胎圈線11 (設(shè)置在橫截面中的徑向內(nèi)表面5a上)中的軸向最內(nèi)側(cè)胎圈線Ilai和軸向最外側(cè)胎圈線Ilao相切的切線。本發(fā)明的輪胎I可在無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件這兩個(gè)條件下普遍地、較好地保持對(duì)于胎圈部4的配合壓力。因此，本發(fā)明的輪胎I可抑制胎圈芯5在行駛期間的旋轉(zhuǎn)，借此可降低胎圈部4的發(fā)熱，從而可改進(jìn)胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。雖然傳統(tǒng)的重載輪胎在胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a與輪輞板表面13之間的角度Θ I在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下為0° +/-3°，但該角度Θ I因胎圈芯的旋轉(zhuǎn)而在負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件下不能保持為0° +/-3°。然而，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的各種試驗(yàn)和分析，如圖4(a)所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在胎圈芯5成形期間，當(dāng)胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a相對(duì)于輪胎軸向的角度Θ c朝著輪胎軸向外側(cè)開口并且被設(shè)定為20° +/-2°、優(yōu)選20° +/-1°、更優(yōu)選20°時(shí)，角度Θ I可在無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件下保持為0° +/-3°。除了胎圈芯的內(nèi)表面的角度Θ c之外，如圖4(b)所示，在輪胎未被安裝在輪輞上的輪胎自由狀態(tài)中，胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a與胎圈部4的底面4a上的在胎圈芯5下面的向內(nèi)部分4al之間的角度Ga優(yōu)選不小于0°，更優(yōu)選不小于3°。將角度Θ a設(shè)定為優(yōu)選不超過10°、更優(yōu)選不超過7°也是重要的。如上所述，如圖5所示用實(shí)線表示的包括具有角度θ c為20° +/-2°的徑向內(nèi)表面5a的胎圈芯5的輪胎I中，在其中輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞R上并在充氣5%的常規(guī)內(nèi)壓的內(nèi)壓處(通過向輪胎內(nèi)充入常規(guī)內(nèi)壓并將內(nèi)壓降低至5%的常規(guī)內(nèi)壓獲得)的無載條件下，其胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a相對(duì)于輪胎軸向的角度Θ c大于標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的輪輞板表面13相對(duì)于輪胎軸向的角度ΘΓ。因此,胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a與輪輞板表面13之間的角度θ 1( Θ c_ θ r)優(yōu)選為約5。+/-3°，更優(yōu)選約5° +/-2°。同時(shí)，對(duì)于本說明書中的上述角度0C和角度ΘΓ，向軸向外側(cè)開口的傾斜是正指向。如圖5所示，在用虛線表示的向輪胎充入常規(guī)內(nèi)壓之后，胎圈芯5因胎體簾布層6A的張力F2而在圖中以順時(shí)針方式朝著輪胎徑向向外方向旋轉(zhuǎn)。因此，胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a的角度Θ c變小，借此相對(duì)于輪輞板13的角度Θ I變?yōu)?° +/-3°，優(yōu)選0° +/-2°，更優(yōu)選0° +/-1°。此外，即使將常規(guī)負(fù)載加載在處于無載標(biāo)準(zhǔn)條件中的輪胎上，本實(shí)施方式的輪胎I也可以基本上沒有變化地保持上述角度θ1。需要進(jìn)一步分析在使用上述胎圈芯5的情況中為什么角度Θ I在無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件這兩個(gè)條件下能在0° +/-3°的范圍內(nèi)。然而，一個(gè)可能的原因是受到胎圈部4的底面4a與輪輞板表面13的高配合壓力的區(qū)域擴(kuò)展。圖6 (a)和6 (b)顯示在包含具有15° (參照例)和20° (實(shí)施例)的上述角度Θ c的胎圈芯的內(nèi)表面的重載輪胎(11R22.5)中，無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈部4與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的各個(gè)配合壓力(接觸壓力)的測(cè)定結(jié)果。在圖6(b)中，配合壓力(接觸壓力)表示為縱坐標(biāo)。此夕卜，圖6(a)所示的胎圈部4與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的接觸區(qū)域的位置表示為橫坐標(biāo)，并且該數(shù)值越大，位置越靠近軸向內(nèi)側(cè)(接近胎圈趾部)。此外，配合壓力通過表面壓力分布測(cè)定系統(tǒng)1-SCAN (NITTA公司制造)在上述無載標(biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定。由圖6(b)清楚可見，在本實(shí)施方式的輪胎中，高輪胎配合壓力較廣地延伸，具體地講，其向胎圈趾部4t延伸。據(jù)推測(cè)，配合壓力的這種分布變化有利于角度Θ1的保持。也就是說，在負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件下，如圖3 (b)所示，側(cè)壁部3朝著輪胎的軸向外側(cè)偏斜，并且位于胎圈部4的卷起部分6b的軸向外側(cè)的橡膠部4ο被輪輞凸緣Rf壓向輪胎的徑向外側(cè)。進(jìn)一步地，胎體簾布層6Α的卷起部分6b隨變形的橡膠部4o —起被拉向輪胎的徑向外側(cè)，從而產(chǎn)生使得胎圈芯5在圖中以逆時(shí)針方式旋轉(zhuǎn)的張力F1。由于本實(shí)施方式的輪胎在胎圈部的底面4a與輪輞板表面13之間具有被增強(qiáng)的廣泛地向胎圈趾部4t擴(kuò)展的配合壓力，故因胎體簾布層6A的張力Fl而產(chǎn)生的胎圈芯旋轉(zhuǎn)可被抑制。通過該方式，本實(shí)施方式中的輪胎I的胎圈芯5在無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件這兩個(gè)條件下相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)輪輞R可產(chǎn)生較大的配合壓力，并且在輪胎行駛時(shí)還可抑制旋轉(zhuǎn)。因此，輪胎I可抑制胎圈芯5的旋轉(zhuǎn)，抑制胎圈部4的移動(dòng)，抑制胎圈部4的損傷和能量損耗，以及改進(jìn)胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。為了更有效地提高上述作用，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件這兩個(gè)條件下，上述角度Θ1優(yōu)選為0° +/-2°，更優(yōu)選為0° +/-1°，更優(yōu)選為0°。如圖1所示，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈芯5的重心5g (橫截面的重心)距離胎圈基線BL的高度Hl可被任意設(shè)置。當(dāng)高度Hl太小時(shí)，胎圈芯5與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R之間的橡膠厚度Wl不足，于是在胎圈部4的底面4a等中可能產(chǎn)生裂紋。當(dāng)高度Hl太大時(shí)，不能保持相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的高配合壓力，于是更易于發(fā)生比如輪胎從輪輞中脫落等問題?？紤]到這些，高度Hl優(yōu)選不低于輪輞凸緣Rf的高度H2的0.40倍，更優(yōu)選不低于0.5倍，更優(yōu)選不低于
0.55倍，并且優(yōu)選不超過高度H2的0.85倍，更優(yōu)選不超過0.75倍，更優(yōu)選不超過0.70倍。如圖2所示,在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，當(dāng)胎圈芯5的最大寬度CW與相對(duì)于該最大寬度CW成直角的最大厚度AW之間的比率(AW/CW)較小時(shí)，胎圈芯5的剛度趨于降低。當(dāng)該比率(AW/CW)較大時(shí)，難以廣泛地提高胎圈部4的底面4a與輪輞板表面13之間的配合壓力?？紤]到這一點(diǎn)，該比率(AW/CW)優(yōu)選為不低于0.2，更優(yōu)選不低于0.30，更優(yōu)選不低于0.40，以及優(yōu)選為不超過0.70,更優(yōu)選不超過0.65，更優(yōu)選不超過0.60。此外，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈芯5的軸向內(nèi)端5i到胎圈跟端點(diǎn)4h的軸向距離H與胎圈部4的胎圈底面4a的軸向?qū)挾菺之間的比率(Η/G)較小時(shí)，胎圈趾部4t 一側(cè)上的橡膠體積變得過大從而可能降低胎圈耐久性。當(dāng)該比率(Η/G)較大時(shí)，胎圈趾部4t 一側(cè)上的橡膠體積變得過小從而可能導(dǎo)致比如裂紋問題。考慮到這一點(diǎn)，該比率(Η/G)優(yōu)選為不低于0.60,更優(yōu)選不低于0.70,以及優(yōu)選不超過0.94，更優(yōu)選不超過0.85。同樣地，胎圈芯5的最大寬度CW與胎圈部4的底面4a的軸向?qū)挾菺之間的比率(CW/G)優(yōu)選不低于0.50,更優(yōu)選不低于0.60,以及優(yōu)選不超過0.85，更優(yōu)選不超過0.75。上述胎圈芯5優(yōu)選具有圍繞其外周面的包裹層12。該包裹層12可抑制胎圈線11分離。此外，包裹層12可抑制胎體簾布層6A的胎體簾線與胎圈芯5接觸從而改進(jìn)胎圈耐久性。包裹層12優(yōu)選由復(fù)數(shù)模量E*3為6-llMPa的高彈性橡膠制成。這種包裹層12可抑制胎圈芯5與胎體簾布層6A之間的橡膠厚度W2因硫化中的橡膠流動(dòng)而降低尺寸。復(fù)數(shù)模量E*3是根據(jù)JIS-K6394規(guī)定在如下條件下用巖本株式會(huì)社制造的粘彈性光譜計(jì)測(cè)定的值:初始應(yīng)變:10%振幅:+/-1%
頻率:10Hz變形模式:拉伸測(cè)定溫度:70° C因此，本實(shí)施方式的輪胎I可通過抑制橡膠因胎圈芯5與胎體簾布層6A之間的摩擦而產(chǎn)生的損壞，從而進(jìn)一步改進(jìn)胎圈耐久性。此外，由于橡膠厚度W2可在不增加包裹層12厚度的條件下被保持，故可抑制輪胎質(zhì)量的增加。當(dāng)包裹層12的復(fù)數(shù)模量E*3低于6MPa時(shí)，包裹層12過軟，于是不能保持橡膠厚度W2。當(dāng)該復(fù)數(shù)模量E*3超過IlMPa時(shí),包裹層12過硬,于是包裹層12不易于圍繞胎圈芯5卷繞?？紤]到這一點(diǎn)，該復(fù)數(shù)模量E*3優(yōu)選不低于7MPa，更優(yōu)選不超過lOMPa。如圖1所示，胎圈部4優(yōu)選具有胎圈三角膠8，該胎圈三角膠從胎圈芯5的徑向外表面5b沿著輪胎的徑向向外呈錐形延伸。這種胎圈三角膠8可提高胎圈部4的彎曲剛度，并且可進(jìn)一步改進(jìn)胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。胎圈三角膠8的復(fù)數(shù)模量E*1沒有特別限定。然而，當(dāng)復(fù)數(shù)模量E*1太小時(shí)，胎圈部4的彎曲剛度可能不會(huì)被充分提高。當(dāng)復(fù)數(shù)模量E*1太大時(shí)，胎圈部4的彎曲剛度過度增加，于是應(yīng)變可能集中于胎體簾布層6A的卷起部6b的外端6be等上?？紤]到這一點(diǎn)，復(fù)數(shù)模量E*1優(yōu)選為不低于60MPa，更優(yōu)選不低于65MPa，以及優(yōu)選不超過80MPa，更優(yōu)選不超過 75MPa。在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，當(dāng)胎圈三角膠8距離胎圈基線BL的徑向高度H3太小時(shí)，胎圈部4的彎曲剛度可能不會(huì)被充分提高。當(dāng)高度H3太大時(shí)，胎圈部4的彎曲剛度可能過度增力口?？紤]到這一點(diǎn)，高度H3優(yōu)選為不低于輪胎截面高度HO的0.20倍，更優(yōu)選不低于0.30倍，以及優(yōu)選不超過輪胎截面高度HO的0.50倍，更優(yōu)選不超過0.40倍。如圖7(a)和7(b)所示，本實(shí)施方式的輪胎I通過使用硫化模具21和氣球狀氣囊22的硫化工藝制造，該硫化模具21包括具有胎圈成型面23的胎圈環(huán)21A，該氣球狀氣囊22用于將生胎IL壓向硫化模具21的成型面一側(cè)上。如圖7(a)所示，本實(shí)施方式的胎圈環(huán)21A包括胎圈成型面23以及氣囊接觸面24，該氣囊接觸面24從胎圈成型面23的軸向內(nèi)端23i向輪胎的徑向內(nèi)側(cè)延伸使得氣囊22與其接觸并被保持在其上。氣囊接觸面24具有從胎圈成型面23的內(nèi)端23i向輪胎的徑向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)延伸的傾斜。此外，氣囊接觸面24相對(duì)于輪胎徑向的角度Θ 4優(yōu)選設(shè)定為20° -40°。而傳統(tǒng)上，該角度Θ4通常為0°。如圖7(b)所示，這種胎圈環(huán)2IA可提高氣囊22在胎圈成型面23的內(nèi)端23i處的入射角Θ5。因此，氣囊22在內(nèi)端23i處沿著輪胎軸向極大地凸出彎曲，并且在胎圈部4的輪胎內(nèi)腔面10上的壓力比以前更弱。因此，有助于抑制胎圈芯5與胎體簾布層6A之間的橡膠厚度W2 (如圖2所示)因氣囊22的強(qiáng)壓所導(dǎo)致的尺寸降低，從而可改進(jìn)胎圈耐久性。當(dāng)氣囊接觸面24的角度Θ 4低于20°時(shí)，氣囊22的壓力可能未被充分地減弱。當(dāng)角度Θ4超過40°時(shí)，氣囊22的壓力過度降低，于是在胎圈部4中可能發(fā)生成型缺陷比如空氣滯留?？紤]到這一點(diǎn)，角度Θ4優(yōu)選為不低于25°，更優(yōu)選不超過35°。此外，圖8顯示本發(fā)明的輪胎I的另一實(shí)施方式。該實(shí)施方式的輪胎I具有在胎圈部4中的胎圈增強(qiáng)層9。如圖9所示，該胎圈增強(qiáng)層9通過用貼面膠17覆蓋胎圈增強(qiáng)簾線16的排列體形成，該胎圈增強(qiáng)簾線16相對(duì)于輪胎周向以20-30°的角度Θ3排列。此夕卜，至于胎圈增強(qiáng)簾線16，采用鋼簾線。這種胎圈增強(qiáng)層9可與胎圈三角膠8 一起提高胎圈部4的彎曲剛度，并且改進(jìn)高負(fù)載條件下的操縱穩(wěn)定性。此外，如圖8所示，胎圈增強(qiáng)層9包括外側(cè)部9a和底部％，該外側(cè)部9a沿著胎體簾布層6A的卷起部6b的軸向外表面延伸，該底部9b與該外側(cè)部9a連接并沿著胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a延伸。胎圈增強(qiáng)層9的橫截面為近似L形。與傳統(tǒng)的也包括內(nèi)側(cè)部(其沿著胎體簾布層6A的主要部分6a的輪胎徑向向外延伸)的具有近似U形的胎圈增強(qiáng)層相比，胎圈增強(qiáng)層9可更多地降低輪胎I的重量。在輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞R上的情況中，上述底部9b位于胎圈芯5與輪輞板Rs之間，并且胎圈部4的彎曲剛度在缺少這種內(nèi)側(cè)部的情況下也能增加。此外，底部9b沿著胎圈芯5的徑向內(nèi)表面5a延伸，從而均一地增加與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的配合壓力。同時(shí)，由于傳統(tǒng)的具有橫截面為近似L形的胎圈增強(qiáng)層9的輪胎易于在胎圈趾部4t 一側(cè)上具有較低的配合壓力，故胎圈芯5趨于因拉伸胎圈增強(qiáng)層9的底部9b的胎體簾布層的張力而旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中，由于胎圈芯5的旋轉(zhuǎn)被抑制，故胎圈增強(qiáng)層9的旋轉(zhuǎn)可被有效地抑制。此外，在本實(shí)施方式中，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈增強(qiáng)層9的底部9b的軸向內(nèi)端9bi與胎圈跟端點(diǎn)4h之間的軸向距離LI在10-25mm的范圍內(nèi)。因此，在行駛時(shí)，胎圈增強(qiáng)層9的底部9b仍位于胎圈跟端點(diǎn)4h的一側(cè)上，從而可抑制旋轉(zhuǎn)，其中胎圈部4的底面4a與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R的輪輞板表面13以較大的配合壓力穩(wěn)定地接觸。此外，胎圈增強(qiáng)層9可有效地提高胎圈部4的彎曲剛度，于是可極大地改進(jìn)胎圈耐久性。當(dāng)胎圈增強(qiáng)層9的底部9b的內(nèi)端9bi與胎圈跟端點(diǎn)4h之間的距離LI小于IOmm時(shí)，難以使底部％穩(wěn)固地保持在胎圈芯5與標(biāo)準(zhǔn)輪輞R之間，于是胎圈耐久性可能未被充分地保持。當(dāng)距離LI超過25mm時(shí)，底部9b趨于被胎體簾布層6A的張力拉伸，由此可能不能充分地保持胎圈耐久性?？紤]到這一點(diǎn)，距離LI優(yōu)選不低于15mm，更優(yōu)選不超過20mm。當(dāng)外側(cè)部9a距離胎圈基線BL的高度H4較大時(shí)，因輪胎行駛期間的變形而作用于外側(cè)部9a的外端9at上的壓縮應(yīng)力趨于增加，于是從該外端9at處開始產(chǎn)生破壞。此外，當(dāng)高度H4較小時(shí)，胎圈部4可能未被充分增強(qiáng)?？紤]到這一點(diǎn)，高度H4優(yōu)選為不低于輪胎截面高度HO的0.12倍，更優(yōu)選不低于0.15倍，以及優(yōu)選不超過輪胎截面高度HO的0.25倍，更優(yōu)選不超過0.20倍。當(dāng)胎圈增強(qiáng)層9的貼面膠17的復(fù)數(shù)模量E*2較小時(shí)，胎圈部4可能未被增強(qiáng)。當(dāng)復(fù)數(shù)模量E*2較大時(shí)，胎圈部4的剛度過度增加，于是乘坐舒適性會(huì)降低?？紤]到這一點(diǎn)，復(fù)數(shù)模量E*2優(yōu)選不低于7MPa,更優(yōu)選不低于8MPa,以及優(yōu)選不超過IlMPa,更優(yōu)選不超過IOMPa。類似地，胎圈增強(qiáng)簾線16的簾線強(qiáng)度F(N)與胎圈增強(qiáng)簾線16的末端數(shù)E (簾線數(shù)/cm)的乘積優(yōu)選不低于20000，更優(yōu)選不低于23000，并且優(yōu)選不超過30000，更優(yōu)選不超過 27000。此外，胎圈增強(qiáng)簾線16的上述角度Θ 3優(yōu)選不低于22°，更優(yōu)選不超過28°。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式已被詳細(xì)描述，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，并且可進(jìn)行各種變形。實(shí)施例1制造具有圖1所示的基本結(jié)構(gòu)、并且包括各自具有表I所示規(guī)格的胎圈芯和胎圈三角膠的重載充氣輪胎，并且測(cè)試輪胎性能。共同的規(guī)格如下所述:輪胎尺寸:11R22.5輪輞尺寸:7. 50X22.5輪輞凸緣高度H2:12.7mm
輪胎截面高度HO: 240mm標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞板表面相對(duì)于輪胎軸向的角度ΘΓ:15°氣囊接觸面的角度Θ 4:25°包裹橡膠的復(fù)數(shù)模量E*3: 9MPa測(cè)試方法如下所述?！礉L動(dòng)阻力性能〉滾動(dòng)阻力使用滾動(dòng)阻力測(cè)試器在如下條件下測(cè)定。以參照例I指數(shù)為100使用指數(shù)來顯示評(píng)估結(jié)果。數(shù)值越小，滾動(dòng)阻力性能越小，其越優(yōu)選。內(nèi)壓:800kPa負(fù)載:29.42kN速度:80km/h〈胎圈耐久性1>使用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)機(jī)，將各個(gè)試驗(yàn)輪胎安裝在上述輪輞上，并使其充氣至800kPa的內(nèi)壓，接著在88.26kN的負(fù)載條件下，使其以30km/h的速度行駛。測(cè)定直至試驗(yàn)輪胎胎圈部發(fā)生損壞為止的行駛時(shí)間。以參照例I指數(shù)為100用指數(shù)來顯示評(píng)估結(jié)果。數(shù)值越大，耐久性越好?！刺トδ途眯?>在將上述輪輞的輪輞凸緣加熱到130° C之后，將各個(gè)試驗(yàn)輪胎安裝在輪輞上，并用與上述胎圈耐久性I相同 的方式進(jìn)行評(píng)估。試驗(yàn)結(jié)果顯示在表I中。[表I]
權(quán)利要求
1.重載充氣輪胎，其包括: 含有胎體簾布層的胎體，所述胎體簾布層從胎面部經(jīng)由側(cè)壁部延伸并圍繞胎圈部的胎圈芯卷起，其中， 所述胎圈芯具有基本呈六邊形的橫截面，所述橫截面包括沿著所述胎圈部的底面延伸的徑向內(nèi)表面，以及 在包括無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件的這兩個(gè)條件下，所述胎圈芯的所述徑向內(nèi)表面與所述標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞板表面之間的角度為0±3°，其中無載標(biāo)準(zhǔn)是指輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓的條件下，負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)是指處于無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并且以0°的外傾角接地的條件下。
2.如權(quán)利要求1所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 所述胎圈芯的所述六邊形具有重心，在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，從胎圈基線到所述胎圈芯的所述六邊形的重心的高度為所述標(biāo)準(zhǔn)輪輞的輪輞凸緣高度的0.40-0.85倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，所述胎圈芯具有: 平行于所述輪輞板表面測(cè)量的最大寬度CW， 與所述最大寬度成直角地測(cè)量的最大厚度AW，以及 所述最大厚度與所述最大寬度的比率AW/CW為0.2-0.7。
4.如權(quán)利要求1-3中 任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 所述胎圈部包括胎圈三角膠，所述胎圈三角膠從所述胎圈芯的徑向外表面沿著輪胎的徑向向外呈錐形延伸，以及 所述胎圈三角膠的復(fù)數(shù)模量E*1為60-80MPa。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，從胎圈芯的軸向內(nèi)端到胎圈跟端點(diǎn)的輪胎軸向距離H與胎圈部的底面的輪胎軸向?qū)挾菺之間的比率Η/G為0.60-0.94。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，胎圈芯的最大寬度CW與胎圈部底面的輪胎軸向?qū)挾菺之間的比率CW/G 為 0.50-0.85。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 在輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓的5%的無載條件下， 胎圈芯的所述徑向內(nèi)表面具有相對(duì)于輪胎軸向線的角度9c，所述角度Θ c大于所述輪輞板表面相對(duì)于輪胎軸向線的角度ΘΓ，以及角度Qc與角度ΘΓ之間的差值為2° -8°。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 圍繞胎圈芯設(shè)置有包裹層，以及 所述包裹層由復(fù)數(shù)模量Ε*3為6-1 IMPa的橡膠制成。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 所述胎體簾布層包括從胎面部經(jīng)由側(cè)壁部延伸至胎圈部的所述胎圈芯的主要部分、和圍繞胎圈芯從輪胎的軸向內(nèi)側(cè)向其軸向外側(cè)卷起的卷起部分， 所述胎圈部包括具有基本呈L形橫截面的胎圈增強(qiáng)層，所述胎圈增強(qiáng)層包括:沿著胎體簾布層的所述卷起部分的軸向外表面延伸的外側(cè)部，以及 沿著胎圈芯的徑向內(nèi)表面延伸并具有軸向內(nèi)端的底部，并且 在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，所述底部的軸向內(nèi)端位于離胎圈部的胎圈跟端點(diǎn)10-25mm的輪胎軸向距離處。
10.如權(quán)利要求9所述的重載充氣輪胎，其特征在于， 在無載標(biāo)準(zhǔn)條件下，所述外側(cè)部具有徑向外端，所述徑向外端距離胎圈基線的高度為輪胎截面高度的0. 12-0.25倍。
全文摘要
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是改進(jìn)胎圈耐久性和滾動(dòng)阻力性能。提供一種重載充氣輪胎(1)，其包括含有胎體簾布層(6A)的胎體(6)，所述胎體簾布層(6A)從胎圈部(2)經(jīng)由側(cè)壁部(3)延伸并圍繞胎圈部(4)的胎圈芯(5)卷起。胎圈芯(5)包括沿著胎圈部(4)在輪胎徑向上的底面(4a)延伸的徑向內(nèi)表面(5a)。在包括無載標(biāo)準(zhǔn)條件和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件的這兩個(gè)條件下，所述輪胎的胎圈芯(5)的徑向內(nèi)表面(5a)與標(biāo)準(zhǔn)輪輞(R)的輪輞板表面(13)之間的角度(θ1)為0°+/-3°，其中無載標(biāo)準(zhǔn)條件是指輪胎被安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞(R)上并充氣至常規(guī)內(nèi)壓，負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)條件是指處于上述無載標(biāo)準(zhǔn)條件下的輪胎被加載了常規(guī)負(fù)載并且以0°的外傾角接地。
文檔編號(hào)B60C15/02GK103153655SQ201180043290
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者轟大輔, 前原敦史 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社