CN1325291C - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种充气轮胎，包括一子午线胎体5，其中至少有包含一主体部分3a与一上翻区域3b强化层的一胎体帘布层；以及一强化单元7，包括至少两层强化层，其中构成强化层21的强化层6a，6b，6c中，至少两层强化层6a，6b会被放置用来包覆至少子午线胎体5的上翻区域以及让这些层的绳彼此交错；而构成交错强化层21的强化层6a，6b的外端14a，14b，是位于轮胎的半径方向外侧的子午线胎体5的上翻区域3b的轮胎的半径方向外侧，且在径向上，叫半径层胎体的上翻区域3b的外端13，更向外突出；构成每层强化层6a，6b，6c的绳是具有给定特性的绳，相对于轮胎的圆周方向15，相邻绳6a，6b之间的交错角度α超过50°但小于130°。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明是有关于一种充气轮胎的耐久性改善，且特别是有关于胎圈部的耐久性。
背景技术
当充气的子午线轮胎(radial tire)在负载下滚动时，在接触路面的胎面的侧边区域的一部份会大幅弯曲，而位于车轮的轮框凸缘(rim flange)的直径方向外部的胎圈(bead)部的部分会往轮胎的半径方向发生大幅变形的情况，如第21图所示，而每次与地面触时就会发生往外大幅变形的情况。这样的变形现象在轮胎宽度方向会施加一个大的剪应变在子午线胎体(carcass)与轮胎宽度方向附近的橡胶之间的子午线胎体上翻区域的外端的周围区域上，而因此会有轮胎耐久力退化的问题。
另外，在大约轮胎圆周方向的变形会发生在侧壁部分，以及轮胎着地面与地板接触面的末端部分，所以剪应变也会被施加在胎体的上翻区域外端的位置上，且因此会有轮胎耐久性退化的问题。
在用于卡车、巴士等重负荷充气的子午线轮胎中，在安装到轮框以后，建议的内部压力会被设定在一个较高的级数，但是在使用较高内部压力的情况中，内部压力的反应力在夹在胎圈部的胎体帘布层上翻区域以及轮框凸缘(比如与胎圈接触的橡胶强化层)之间胎圈部的橡胶部分上施加一个压缩力，如此橡胶部分会沿着轮框边缘往轮胎的直径方向向外移动，变形量的比例会与压缩力相对应，因此会用高刚性(rigidity)的绳索像是钢丝或是难变形的类似对象强化胎体层，大的剪应变会发生在构成胎体层的外表面橡胶的上翻区域上，如此一来在胎体层上翻区域外端的剪应变会变得更大。
作为控制在胎体层上翻区域外端剪应变的装置，至少要有一层强化层位于一外端，该外端位于由胎圈在直径方向上的上翻区域外端之外侧，藉以由位于上翻区域的外端往强化层的外端部分传送机能障碍核心，这些比如在日本专利JP-A-11-20423等中有揭露。
在JP-A-8-225005中揭露了一个控制剪应变的装置，可以用胎圈填充物来实现。
然而，在最近的负重用的充气子午线轮胎中，也会在剖面的平坦化方面有所提升，这样的平坦化会让转动中往胎圈部的输入增加。另外，透过在翻新旧轮胎中，胎圈部的耐久性并无法用上述的控制剪应变的装置来作足够的提升，因此需要更进一步的改善。
在JP-A-11-20423中揭露的结构中，机能障碍还是会发生在胎体的上翻区域的外端部分，而且会有一个问题就是强化层对主要机能障碍的区域的保护动作并不够。
在低区域剖面中，纵横比不会超过60％的大尺寸轮胎，有一个很严重的问题就是在胎圈部的机能障碍不仅会造成新轮胎的过早退化，也会让旧轮胎翻新的次数减少。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种充气轮胎，藉由以特殊方式适当地配置交错强化层，即使在近年来的子午线轮胎的平坦化与实施轮胎的反复翻新，该充气轮胎在负载下转动时在宽度方向与周围方向产生的剪应变，在位于胎圈部的胎体上翻区域处都可以降地够低，以改善胎圈部的耐久性。
本发明的再一目的是提供一种充气轮胎，藉由利用位于胎体上翻区域的最外帘布层，及在由强化单元的配设以抑制增加的重量，来改善胎圈部的耐久性。
为了达到本发明的上述与其它目的，根据本发明第一目的提到的充气轮胎，该充气轮胎包括一个子午线胎体与胎圈填充物。该子午线胎体由至少一个胎体层所构成，该胎体层包括一个主体部分超环面地延伸到分别嵌入于一对胎圈部的胎圈核心之间，而该上翻区域会由主体部延伸而缠绕胎圈核心与位在上述的胎圈核心上方的胎圈填充物；该胎圈填充物包括一个下方橡胶部分以及一个上方橡胶部分，该下方的橡胶部分，设置在相邻于胎圈核心的外部周围表面；该上方的橡胶部分位在该下方的橡胶部分的的直径方向外部，其刚性会比下方橡胶部分还低。其特征在于该充气轮胎还包括一个强化单元，该强化单元由至少两层以橡胶披覆的强化层所构成，每一强化层含有彼此以平行状态放置的钢丝或是有机纤维绳，以及在构成强化单元的至少两强化层上，是交错安置的强化层，藉以至少包围子午线胎体的上翻区域，并让这些层彼此交错横跨，该些强化层位于，轮胎宽度方向上，子午线胎体上翻区域的外端外侧，而构成交错强化层的强化层的两个外端是放置在，轮胎宽度方向上，子午线胎体上翻区域的一个外端处的外侧，而构成每一强化层的钢丝或有机纤维绳是透过把细线捻绞在一起而形成，其中每一条细线的弹性系数不小于40GPa，而每一条钢丝或是有机纤维绳的弯曲刚性不超过2GPa·mm4，每一股的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以在钢丝或有机纤维绳的末端数(cords/mm)的结果为0.012-0.62(GPa·mm4·cords/mm)，相邻强化层的绳索之间的交错角度(α)相对应于轮胎的圆周方向会超过50度，但是小于130度。
此外，在此用到的”细线的弹性系数”这个词表示拉紧单一条未捻绞的细线得到的弹性系数。
通常，当装上轮框的子午线充气轮胎被填入气体以具有内部压力时，挤压的力会透过内部压力与反向力而施加到夹在子午线胎体的上翻区域外端以及轮框凸缘之间的橡胶部分，而结果橡胶部分会由轮框凸缘的顶端部在轮胎的直径方向往外移动，然后往轮胎的宽度方向向外移动。
相反的，用绳索强化的子午线胎体，由于上述内部压力而产生的反向力，使子午线胎体很不容易变形。所以，在子午线胎体的上翻区域外端以及于其上的橡胶部分之间，会产生在轮胎的宽度方向上的剪应变。
当轮胎于有负载的状况下滚动时，在轮胎宽度方向的剪应变会变得较大，根据本发明的第一目的，安排了由至少两层橡胶的强化层构成的强化单元，每一强化层含有高刚性的钢丝或有机纤维绳，是透过将每股弹性系数不小于40Gpa的细绳彼此平行放置并捻绞在一起而成，这些构成强化单元的强化层，其中至少有两层，是交错放置的强化层，藉以包覆住子午线胎体的上翻区域，并使这些层的细绳彼此交错在一起。而构成在轮胎的宽度方向中由子午线胎体的上翻区域往外放置的强化层的两端，会放置在轮胎的直径方向上，子午线胎体的上翻区域的外端之外，所以上述的压缩力可以利用位于由强化层宽度方向之外的橡胶吸收掉，其是位于轮胎的宽度方向的子午线胎体的上翻区域的外端往外放置，所以不会在子午线胎体上翻区域的外端以及位于其周围的橡胶上造成这样的一个压缩力，如此在轮胎的宽度方向中产生剪应变的状况可以避免发生在轮胎宽度方向往外的橡胶以及半径胎体上翻区域外端之间，且因此可以了解在轮胎附近的平板处可以弯曲的胎圈部的耐久性以及轮胎的重新翻新次数。
另外，在本发明的充气轮胎中，透过放置至少两层强化层，其中每一层含有如上所述的高刚性绳索，可以控制轮胎构成对象，像是在轮胎的圆周方向的胎体帘布层或类似的对象的变形，这个可以在由位于相对地面接触面的胎圈部的弯曲部的一区域内观察到，特别是在负载的状态下滚动时在前端部分以及尾端部分处，藉以可以将在轮胎圆周方向的剪应变被控制在子午线胎体的上翻区域附近，且因此可以理解可弯曲的轮胎附近平板的胎圈部的耐久性以及轮胎的重新翻新次数。
此外，本发明的第一目的可以用在一个状况，就是当其中每一含有有机纤维绳的两强化层会一个一个的堆栈在一起，所以强化层的绳索彼此会交错，在轮胎的圆周方向的剪应变为习知未装设强化层的一半。为了改良这个效果，必须要让构成强化层绳索的细绳的弹性系数大于40GPa，另外也必须让相邻的强化层的绳索之间的交错角度α相对于轮胎的圆周方向要大于50°但是小于130°。
在本发明的第一目的中，构成每一强化层的钢丝或是有机纤维绳是透过捻绞细绳而形成，且每钢丝或是有机纤维绳的弯曲刚性不超过2GPa·mm4，藉以强化层可以轻易的跟着位于轮胎的宽度方向的外部橡胶变形，且因此在产生于强化层与位于轮胎宽度方向外侧的橡胶之间，轮胎圆周方向与宽度方向上的剪应变可以被抑制，用以避免在强化层外端与为于其周围的橡胶的分离，藉以实现在轮胎的胎圈部的绝佳刚性。
另外，根据本发明的第一目的，为了充分地发挥上述效果，必须让每一股的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以在钢丝或有机纤维绳的末端数(cords/mm)的结果为0.012-0.62(GPa·mm4·cords/mm)。
在本发明的第一目的中，较适当的是在构成强化单元的强化层的一强化层是一宽的强化层，藉以包围子午线胎体的一区域，该区域的范围由上翻区域到主体部分，而宽的强化层的一内端，在轮胎的宽度方向上，放置在子午线胎体的主体部的内侧；且该宽的强化层的一内端，在直径方向上，放置在构成轮胎的胎圈填充物的下方橡胶部分的外端的外侧。
习知放置强化层的实施例，通常会结合两种类的强化层，也就是说一层强化层会设置用以覆盖子午线胎体的上翻区域外端，而一层强化层会设置用以横跨一区域，此区域由轮胎的子午线胎体的主体部宽度方向的内侧至子午线胎体往上部分的外端附近处。若使用宽的强化层，可以达到与上述2种类的强化层同样的效果，并可以分别减轻重量以及降低制作成本。
此外，宽的强化层可以由分别沿着轮胎的圆周方向多个分离强化层区域组合而成，在此情况中，分离的强化层片段的刚性可以根据其目的，透过分别改变其绳索以及同样的是在复数个分离强化层区域的放置角度来达成，但是因为恐怕在分离强化层区域与位于其周围的橡胶之间的分离会因为在分离点上刚性有阶段差异的情况下提早产生在分离点上，最好是透过将分离点放置在由在轮胎的半径方向内的子午线胎体的上翻区域外端处往内至在轮胎的宽度方向的子午线胎体上翻区域的外侧之间的范围内。
此外，假如分离点是位于上述范围内，可以是在轮胎的宽度方向内的子午线胎体的主体部内部，或是在轮胎的宽度方向内的子午线胎体的上翻区域外侧，或是可能被放置在复数个位置上。
在本发明的第一目的，较适当的是配设保护层，该保护层使用橡胶披覆线绳，该线绳是由每一弹性系数小于40Gpa的纤维捻绞在一起而成，该保护层至少用以包围住位于强化单元以及胎体之间，及/或在交错强化层的轮胎宽度方向的子午线胎体上翻区域外侧的外端。
在此情况中，在强化层的末端部分与位于其周围的橡胶之间的分离可以受到控制，以进一步增进轮胎内的胎圈部的刚性。
在本发明的第一目的，较适当是在轮胎的宽度方向内的子午线胎体的上翻区域外侧放置一层缓冲层橡胶层。
此外，为了放置这样的缓冲层橡胶层，子午线胎体的上翻区域的放置形状，在轮胎的宽度方向内的一交错面上看起来，可能会是一个大概成直线的形状，或是一个是弯折的或弯曲形状。
当强化层被放置在轮胎的宽度方向内的子午线胎体上翻区域的外侧时，断裂倾向于发生在强化层上子午线胎体容易到达的地方。在本发明的充气轮胎中，不管如何，缓冲橡胶层会被放置在子午线胎体的上翻区域外侧，藉以可以避免断裂传播到强化层的现象，以进一步改善轮胎内的胎圈部的耐久性。
另外，这样的缓冲橡胶层不仅可以避免断裂的传播，由于内压与其反力，还可以缓和夹在子午线胎体上翻区域外端与车轮凸缘之间的橡胶区域上产生的压缩力，以控制在橡胶区域与子午线胎体上翻区域的外端之间的轮胎宽度方向内的剪应变，藉以使轮胎内的胎圈部的耐久力进一步地被改善。
此外，缓冲层橡胶层的硬度可以于涂布在构成子午线胎体的绳索上以提供达到上述缓和压缩力的橡胶，且较佳可以用与侧壁的橡胶或是胎圈填充物同样的橡胶材质，以避免在制作成本的考量上要增加橡胶种类。
另外，在本发明的第一目的加上重量减少的重要性下，较佳是将强化层只放置在胎体的上翻区域一侧。
根据本发明的第二目的提供的充气轮胎，该充气轮胎包括胎体与强化单元，该胎体由主体部与上翻区域所构成，主体部超环面地延伸于分别嵌入到一对胎圈部的胎圈核心之间，该胎体由至少一线层所构成，该帘布层以橡胶披覆，上翻区域会由主体部延伸而缠绕胎圈核心，而其中位在主体部分内的高刚性绳会沿着径向放置，该强化单元由至少一强化层所构成，该强化层由披覆有橡胶的高刚性绳所构成；其特征在于在构成该上翻区域的帘布层中，至少位于轮胎宽度方向的最外侧的帘布层中的最外帘布层，具有至少一弯曲部，该弯曲部改变绳的延伸方向，且该最外帘布层沿着位于相邻的强化层上外侧层的一最内侧强化层；以及该充气轮胎还形成有一交错绳部，该交错绳部是由位于由轮胎径向最外侧的上侧部与最内部的强化层所形成，而构成交错绳部分的绳索相对于该轮胎的圆周方向的一交错角度不会小于50°。
在本发明的第二目的中，较适当的是相对于轮胎的圆周方向，在该最内部的强化层的绳索的延伸角度范围为20°-55°，而相对于该轮胎的圆周方向，在该最外强化层的绳的延伸角度范围为30°-55°。
在本发明的第二目的中，较适当的是弯曲部，在把轮胎装设在标准的轮框与施以最大的气压于其上的状态下，是位于由轮框凸缘的高度算起到最外帘布层外端的一位置之间的一距离的0.01-0.5倍的范围内。
在本发明的第二目的中，较适当的也包括在轮胎的直径方向的交错绳部分的一长度不会小于20mm。
在本发明的第二目的中，较适当的是构成至少最外帘布层与最内部的强化层的高刚性绳索为钢丝或是芳香族聚酰酩(aramid)纤维绳，特别的是至少使用在最外帘布层与最内部的强化层构成高刚性绳索的所有细绳的一弹性系数不小于40Gpa。
在本发明的第二目的中，该强化层仅放置在胎体上翻区域的一侧。
在本发明的第二目的中，更适当的是还包括一对缓冲橡胶层，在包括最外帘布层的外端以及最内部的强化层的轮胎的直径方向的外端的径向范围内，该对缓冲橡胶层由轮胎的宽度方向的外侧与内侧夹住上述之外端，该对缓冲橡胶层的硬度为构成具有位于最外帘布层的外端以及最内部的强化层中更外侧的一外端的橡胶的硬度的0.95-1.05。
另外，当一轮胎外表面的法线n1，穿过轮胎的直径方向的交错绳部分的外端位置；而一轮胎外表面的法线n2，穿过位于最内部的强化层的外端位置以及最外帘布层的外端位置的轮胎直径方向上最外侧的一个最外端位置时，从轮胎的宽度方向的剖面来看，在法线n1上量测到的由胎体层的主体部分的绳索中心位置往轮胎直径方向的交错绳部分的外端位置的距离为用上述方法在轮胎的外表面量到的一距离的0.4-0.7倍，而在法线n2上量测到由胎体层的主体部分的绳中心位置往最外端的位置之间的距离为用与上述相同的方式量测到轮胎的外表面距离的0.7-0.9倍。
本发明的各实施例将会配合图标作详细的说明。
第1图绘示为根据本发明第一目的的充气轮胎中，在装载于一个轮框上的情况下，包括胎圈部分的一主体部分的宽度方向剖面图，其中标号1表示一个胎圈部、标号2表示一个胎圈核心、标号4为胎圈填充物、标号5表示子午线胎体、标号6a-6c为强化层、而标号7为强化单元。
在第1图中具有胎圈部1的车轮包括一子午线胎体5，其具有至少一胎体层，此胎体层包括一主体部3a与上翻区域3b，该主体部3a超环面地延伸到嵌入于一对胎圈部份1(在第1图中只显示出一边)的胎圈核心2，该上翻区域3b由主体部3延伸而环绕胎圈核心2以及位于胎圈核心2上方的胎圈填充物4。
另外，胎圈填充物4包括一个下方橡胶部分4a以及一个上方橡胶部分4b，下方橡胶部分4a放置相邻于胎圈核心2的外部圆周面，是用较硬的橡胶作成，上方橡胶部分4b放置相邻于轮胎的半径方向内的下方橡胶部分4a的一外部，是用比下方橡胶部分4a软一点的橡胶作成。
本发明第一目的的架构主要的特征在于精确的放置交错的强化层，更具体的来说，轮胎包括强化单元7，该强化单元7由至少两层以橡胶披覆的强化层所构成，其中以橡胶披覆的强化层含有彼此以平行状态放置的钢丝或是有机纤维绳，如第1图所中的强化层6a，6b，6c，其中在构成强化单元7的强化层6a，6b，6c中，至少有两层强化层，如第1图所示的强化层6a，6b，会是交错强化层21，藉以至少包覆子午线胎体5的上翻区域3b，且这些层的绳索会彼此交错跨越，而位于由轮胎的宽度方向的子午线胎体5的上翻区域3b的外端朝外而构成交错强化层21的强化层6a，6b的外端14a，14b，在轮胎的直径方向上，会位于子午线胎体5的上翻区域3b的外端13之外，而构成每一强化层6a，6b，6c的钢丝或有机纤维绳是透过将细绳捻绞在一起而形成，每一细绳的弹性系数不小于40GPa，而每一条钢丝或有机纤维绳的弯曲刚性不超过2GPa·mm4，每一股的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以在钢丝或有机纤维绳的末端数(cords/mm)的结果为0.012-0.62(GPa·mm4·cords/mm)，在相邻强化层6a，6b的绳索之间的交错角度α相对于轮胎的圆周方向15会超过50°但是小于130°。
在此提到的“相邻强化层的绳索之间的交错角度α相对于轮胎的圆周方向15就是如第2图所示的α，而在第2图中的符号a与b表示相邻强化层6a，6b的绳索。
根据第1图中的充气子午线轮胎，在负载下滚动时，在胎圈部于轮胎的宽度方向以及圆周方向上产生的剪应变会被降到一个不管是在子午线轮胎的平坦化或是实施轮胎的重新翻新，都足够耐久的程度，且因此可以在轮胎的胎圈部得到绝佳的耐久性。
在第1图的实施例中，一层以橡胶披覆的强化层6c，其每个绳(cord)透过将细线捻绞在一起而形成，每股细线的弹性系数不小于40GPa，此强化层6c会被放置在强化层6b与子午线胎体5之间，并横跨于子午线胎体5的主体部3a的轮胎的宽度方向内侧的区域上，藉以有效地控制发生在子午线胎体5的主体部3a处的圆周方向内的变形，最终得以控制在强化层6a，6b的每端与其周围的橡胶之间的分离，并更增进轮胎内的胎圈部的刚性。
在满足胎圈部的耐久性以及减轻重量的平衡考量下，较适当的是只在胎体的上翻区域侧边放置强化层。
第3图绘示是根据本发明第一目的另一实施例，再此实施例中，除了在第1图中的架构以外，缓冲橡胶层16(第3图内的阴影部分)会被放置在轮胎内的子午线胎体5的上翻区域3b的宽度方向外侧，藉以避免在子午线胎体5产生的断裂延伸到强化层6a，6b，以更进一步的改善轮胎内胎圈部分的耐久性。
第4图为根据本发明第一目的的再另一实施例，在本实施例中于第1图的架构下，一个宽的强化层24会被用来取代第1图内的强化层6b与强化层6c。被放置的宽的强化层24的内端22，在轮胎的宽度方向上，位于子午线胎体5的主体部3a的内侧。此内端22位于构成胎圈填充物4的下方橡胶部分4a的轮胎的直径方向的最外端23的外部，藉以使轮胎架构的简化、重量的减低以及制作成本减少都可以分别实现。
第5图为根据本发明第一目的的更另一实施例，在此实施例中第4图的架构下，在轮胎的宽度方向内的子午线胎体5的上翻区域3b外侧的宽强化层24会被分隔成两个分离的强化层区域25a，25b。在此情况下，根据目的可以分别改变分离的强化层区域25a，25b之间的绳的设置角度等，以使分离的强化层区域25a，25b具有不同的刚性。
此外，有一个顾虑就是，因为产生在分离点26的刚性有阶段性差异会导致在分离的强化层区域25a，25b与在其周围的橡胶之间的分离较早发生，较适当的是在子午线胎体5的上翻区域3b的轮胎的宽度方向的外侧的强化层24的分离点26会落在轮胎的半径方向上，较子午线胎体5的上翻区域3b的外端13往内之范围，以避免上述的分离。另外，当分离点26是在上述范围内时，可以放置在轮胎的宽度方向上，子午线胎体5的主体部3a内部，或是放置在轮胎的宽度方向上，子午线胎体5的上翻区域3b外部，此外也可以放置在复数个位置上。
第6图为根据本发明第一目的的更再另一实施例，在此实施例中于第1图的架构下，在轮胎的半径方向内的强化层6a，6b的轮胎径向的外端14a，14b的轮胎径向的位置关系可以被设计成与第1图的实施例相反，此时含有以橡胶披覆的低刚性绳(细绳的弹性系数小于40GPa)的保护层27会被设置在轮胎的宽度方向内的强化层6a，6b外面，藉以让产生在强化层6a，6b外端14a，14b附近的剪应变可以有效的被抑制。
此外，当保护层27被往上延伸超过在轮胎的半径方向内的强化层6a，6b的外端14a，14b所在的位置，且落在轮胎的宽度方向内的每一强化层6a，6b的内部或外部时，可以让在轮胎内的胎圈部有绝佳的耐久性。
第11图所绘示是根据本发明第二实施例，在装载于轮圈上的状态下，包括充气轮胎的胎圈部的一主体部的宽度方向剖面图。
具有如第11图所示的胎圈部1的轮胎包括一子午线胎体5，此子午线胎体5包括一主体部3a与一上翻区域3b，该主体部3a超环面地延伸到一对嵌入在对应的胎圈部(第11图仅显示出一个胎圈部1)内的胎圈核心2之间，上翻区域3b由主体部3a延伸出来，包围胎圈核心2及一个刚好位于其上的胎圈填充物4，并构成含有高刚性绳(具体的来说，高刚性绳会用相对于轮胎的赤道面度数为70-90°的一角度来放置)于其中的以橡胶包覆的帘布层3。此外，虽然第11图是表示包括一帘布层3的胎体5，假如有需要的话帘布层的数目是可以增加的。
在第11图中绘示的是胎圈填充物4，其包括两种橡胶，也就是说用较硬的橡胶构成的下方橡胶部分4a以及用较软的橡胶作成的上方橡胶部分4b，但是本发明的胎圈填充物的架构并不限于此，也可以是单一种橡胶或是三种以上的橡胶所构成。
轮胎的胎圈部1内会进一步，至少沿着胎体5的上翻区域3b的外表面，被放置一个由至少一层含有以橡胶披覆的高刚性绳的强化层，其中第11图仅绘示由一强化层6所构成的强化单元7。
此外，图中未绘示，轮胎包括一条由复数个绳层组成的皮带，每一绳层包含橡胶处理的钢丝，以及一个胎面区域，其在胎体5的冠状区域的外圆周侧会被皮带强化，此胎面区域会准确的提供胎面凹槽像是复数个环绕的凹槽沿着轮胎的圆周方向延伸以及/或复数个侧面凹槽在跨过环绕凹槽的方向内延伸，根据使用的目的可以省略上述的这些单元。
本发明第二目的的结构的主要特征在于胎体5的上翻区域3b中，帘布层3至少位于轮胎的宽度方向内的至少最外侧(在第11图中的帘布层数量为一，帘布层3对应到最外帘布层)，而构成强化层6的一层最内强化层会与其相邻(在第11图中强化层的数量为一，强化层6对应到最内强化层)。更具体的来说，最外帘布层3具有至少一弯曲部8会在沿着最内强化层6放置的状态下，改变绳9的延伸方向，而用位于由轮胎的半径方向内的弯曲部8的一位置往外的最外帘布层3的一个上侧部10以及最内强化层6形成一个交错绳部11，上侧部10位于轮胎的半径方向的弯曲部8的外部，而构成交错绳部11的绳9，12之间的交错角度θ3不小于50°。
利用上述架构可以有效改善胎圈区域的耐久性，并可以用强化单元7的额外设计来抑制重量的增加。
本发明第二目的的实现发展将会在下列叙述中详细的说明。
根据本发明的第一目的的轮胎，轮胎的胎圈部配设有由多层强化层以预定角度所形成的交错强化层21，藉以用覆盖胎体的上翻区域的外端位置，所以交错强化层21会吸附产生在轮胎的宽度方向的外侧的压缩变形，且不会把压缩变形传递到上翻区域3b的外端位置13上，藉以可以将产生在上翻区域3b的外端位置13上的剪应变大幅降低。但是，在胎圈部的架构预设为多层铁丝强化层设计时，较不适合用于抑制重量的增加是很重要的情况。
至此，本发明研究以改善胎圈部的耐久性，此时重量的增加的抑制是用强化层7的安排来实现。
结果，当构成上翻区域3b的帘布层3是一个子午线胎体时，在上翻区域3b的帘布层部分的绳9会被放置在半径方向上，就像那些在胎体5的主体部3a的帘布层部分一样。本发明者发现至少有一改变绳9的延伸方向的弯曲部8会形成在最外帘布层3上的上翻区域3b内，延着最内强化层6，而位于范围由弯曲部8到外端13的一个上方区域10上的绳9的延伸方向会由半径方向所定的角度而倾斜，如此产生在胎体帘布层3的上翻区域3b外端13的剪应变可以受到抑制。
另外，当最外帘布层3的上方区域11被用来在上方区域11的帘布与最内强化层6之间形成一个相对于第12a图中的轮胎圆周方向，其交错角度θ3不小于50°的交错绳区11时，会发现在胎圈部的耐久性与根据本发明第一目的用复数个强化层(具体的来说是铁丝强化层)的轮胎内得到的一样，而且也可以达到减轻重量的目的，结果可以达到本发明的第二目的。
此外，为什么绳的交错角度要限制在不小于50°的理由是因为当小于50°时，在负载下产生于圆周方向的变形无法有效的被减少，而胎圈部的耐久性退化的问题就会产生。
在本发明的第二目的中，最外帘布层3的外端13与在轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端14之间的位置关系并不用特别加以限定。最外帘布层3的外端13的放置方式由在轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端14往内，如第11图所示，或是由在轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端14往外，如第14图所示。在任何情况下，较适当的是相对于轮胎的圆周方向15，在最内强化层6内的绳12延伸角度θ1范围为20-55°，而相对于轮胎的圆周方向15最外帘布层3的上方区域10内的绳的延伸角度θ2范围为30-55°。当相对于轮胎的圆周方向15，在最内强化层6内的绳12延伸角度θ1小于20°时，在末端区域的圆周方向上的剪应变会恶化，而当角度超过55°时，在末端区域的宽度方向上的剪应变会恶化，换句话说当相对于轮胎的圆周方向15，在最外帘布层3的上方区域10内的绳延伸角度θ2小于30°时，在末端区域的圆周方向内的剪应变会恶化，而当角度超过55°时，在末端区域的宽度方向上的剪应变会恶化。
第13a图与第13b图为一实施例的测试结果，此实施例的最外帘布层3的外端13系位于由轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端14往内。在第13a图中绘出透过改变相对于轮胎的圆周方向15，在最内强化层6中的绳12的延伸角度θ1，在轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端位置14处宽度方向与圆周方向的剪应变；第13b图中绘出当延伸角度θ1为20°时，改变交错角度θ3在圆周方向内的胎圈部上的变形量。此外，呈现在第13a图中于轮胎的半径方向内的最内强化层的外端位置上的宽度方向与圆周方向内的剪应变可以用索引值来表示，在本发明中的标准轮胎值为100，而在第13b图的圆周方向内的胎圈部的变形量用索引值来表示，以标准来说习知的轮胎为100。
如在第13a与13b图中看到的结果，在第11图的胎圈部的架构中，当相对于轮胎的圆周方向15，在最内强化层6中的绳12的延伸角度θ1没有超过55°时，在最内强化层6的外端位置14处宽度方向内的剪应变会被控制，而延伸角度θ1没有小于20°时，在圆周方向的剪应变会受到控制；另外当交错角度θ3不小于50°时，在圆周方向的变形可以有效的被控制，这对改进耐久性的观点来说是乐见的。
此外，第15a与15b图是一实施例的测试结果，此实施例的最外帘布层3的外端13是位于由轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端14往外。在第15a图中绘出透过改变相对于轮胎的圆周方向15，在最外帘布层3的上部分10内的绳的延伸角度θ2，在轮胎的半径方向内的最外帘布层3的外端位置13处宽度方向与圆周方向的剪应变；第15b图中绘出当延伸角度θ2为30°时，改变交错角度θ3在圆周方向内的胎圈部上的变形量。此外，呈现在第15a图最内强化层的外端位置上的宽度方向与圆周方向内的剪应变可以用索引值来表示，在本发明中的标准轮胎值为100，而在第15b图的圆周方向内的胎圈部的变形量用索引值来表示，以标准来说习知的轮胎为100。
如在第15a与15b图中看到的结果，在第14图的胎圈部的架构中，当相对于轮胎的圆周方向15，在最外帘布层3中的上方部分10内的延伸角度θ2没有超过55°时，在最外帘布层3的外端位置处3宽度方向内的剪应变会被控制，而延伸角度θ2没有小于30°时，在圆周方向的剪应变会受到控制；另外当交错角度θ3没有小于50°时，在圆周方向的变形可以有效的被控制，这对改进耐久性的观点来说是乐见的。
另外，较适当是可以用比如滚轮等在一个方向上改变绳9的延伸方向，依据其中的可塑变形来形成弯曲部8；在此情况中，较适当的是利用滚轮过程以移除额外产生在压缩负载方向内的变形。
如第14图所示，透过把轮胎安装在一个标准的轮圈上并施以最大气压于其上的轮胎-超轮装备状态下，较适当的是把弯曲部8定位，如此在轮胎的半径方向中量测到的就是由轮圈凸缘Rf的高点P至弯曲部8的位置的距离L2，是到最外帘布层3的外端位置13的距离L1的0.01-0.5倍。当距离L2小于0.01倍时，会倾向造成胎体的绳会被来自轮圈凸缘Rf的压缩应力所破坏的问题产生，而当其超过0.5倍时，经由交错绳部11所产生的足够抑制变形的效果便无法得到。
在利用交错绳部得到足够变形控制效果的考量下，在轮胎的半径方向内的交错绳部11的长度为不小于20mm较适当。
此外，在由高刚性绳9，12构成至少最外帘布层3与最内强化层6中，利用交错绳部11得到足够变形控制效果的考量下，较适当的是用钢绳或是芳香族聚酰酩(aramid)纤维绳，且在所有构成这些高刚性绳9，12的绳索内的弹性系数不低于40GPa。
此外，在此使用到的”构成高刚性绳的所有细绳的弹性系数”表示在细绳于未捻绞的状态下拉伸的弹性系数。
在本发明的第二目的中，利用至少只在胎体5的上翻区域3b侧边放置强化层6就足以形成交错绳部11。如第16图所示，在减轻重量的观点上来看，较适当的是只在胎体5的上翻区域3b侧边的放置一层窄宽度的强化层6。
但是，当在胎圈部的耐久性的改进的重要性大于减轻重量的状况下，如第17与18图所示，可以将一层宽的强化层6放置在由胎体5的上翻区域3b侧边至其中的主体部3a之间的一个区域上，或是放置复数个强化层。
即使在后续的情况中，当本发明的第二目的用来与本发明的第一目的相互比较时，即使放置的强化层6的数量减少到只有一层时还是可以对胎圈部提供同样的耐久性。
假如需要更进一步的控制最内强化层6的外端14以及最外帘布层3的外端13处产生的应变时，会将由轮胎的宽度方向内的内部与外部，夹住最外帘布层的外端13与最内强化层6的外端14的一对缓冲橡胶层16a，16b会被放置在轮胎的半径方向内包括这些外端13，14的区域上。较佳的是缓冲橡胶层16a，16b的橡胶硬度范围为在构成最外帘布层3与最内强化层6的部件中，位于轮胎的半径方向外，具有外端13或14的单元3或6的橡胶的0.95-1.05倍，这适合用来控制产生在外端13与14处断裂的成长。
另外，由制作的观点来看，缓冲橡胶层16a，16b较适当是用与构成最内强化层6的橡胶以及构成最外帘布层3的橡胶相同。
另外，在改进胎圈部耐久性的观点来看，较适当的是用具有高耗损的杨氏系数”E”的缓冲橡胶层16a，16b。
此外，假如需要更进一步的控制在外端13，14每个位置上的变形的话，如第18图所示，由轮胎的宽度方向的剖面来看，较适当的是当通过轮胎的半径方向内(在第18图内的上翻区域3b的外端位置13)的交错绳部外端的位置，并拉到轮胎外表面的一条法线是n1，而通过在最内强化层的外端位置以及最外帘布层的外端位置内的轮胎半径方向内(在第18图内的最内强化层的外端位置14)更往外的最外端的一位置，并拉到轮胎外表面的一条法线是n2。在法线n1上量测到，由胎体帘布层的主体部分3a的绳中心位置至轮胎的半径方向内的交错绳部11的外端位置13之间的距离Gt1会是用上述方式量测到的到轮胎外表面的距离Gt的0.4-0.7倍；而在法线n2上量测到，由胎体帘布层的主体部分3a的绳中心位置至最外端位置14之间的距离Gf1是以上述相同的方式量到到轮胎外表面的距离Gf的0.7-0.9倍。
因为产生在轮胎的半径方向内的交错绳部11的外端处的分离主要是由轮胎的圆周方向15中的扭力变形造成的，较适当的是这样的外端位置要被放置在扭力变形的中心轴附近，也就是说，由控制分离的观点来看，距离Gt1的范围要在距离Gt的0.4-0.7倍之间。另外，当位于轮胎的宽度方向内的最外端往内的橡胶部分要够厚，也就是说距离Gf1的范围是距离Gf的0.7-0.9倍，在最外端的压缩应力可以被减轻，且因此在最外端的分离可以被控制。
在第19图中绘出改变距离比率Gt1/Gt在交错绳的外端位置上的应变关系；在第20图中绘出改变距离比率Gf1/Gf在最外端的应变关系。
如在第19图与第20图看到的结果，其特征在于距离Gt1的范围是距离Gt的0.4-0.7倍，且距离Gf1的范围是距离Gf的0.7-0.9倍，这些对控制在外端13，14的每一处上的应力是有帮助的。
虽然上述仅提到本发明的实施例，但是在本发明的范围内可以作各种变化应用。
附图说明
第1图绘示为根据本发明第一目的，在气体子午线轮胎内的胎圈部的横剖面图；
第2图是在相邻强化层之间的交错绳的一实施例图；
第3图绘示为根据本发明第一目的，在气体子午线轮胎的胎圈部的横剖面图；
第4图绘示为根据本发明第一目的，在气体子午线轮胎的胎圈部的横剖面图；
第5图绘示为根据本发明第一目的，在气体子午线轮胎的胎圈部的横剖面图；
第6图绘示为根据本发明第一目的，在气体子午线轮胎的胎圈部的横剖面图；
第7图绘示系为习知的气体子午线轮胎的剖面图；
第8图绘示系为习知的另一种气体子午线轮胎的剖面图；
第9图绘示为胎圈部的耐久性与在相邻强化层的绳之间的交错角度α(°)的关系图；
第10图绘示为轮胎胎圈部的耐久性与每绳的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以末端量(cords/mm)的结果之间的关系图；
第11图绘示为根据本发明第二目的的气体子午线轮胎胎圈部的横剖面图；
第12a图绘示为在最外层的上部分的绳以及在最内强化层的绳的延伸方向的透视图；
第12b图绘示为在最外层的上部分的绳以及在最内强化层的绳的延伸方向的平面图；
第13a图为一图表，对应于轮胎的圆周方向15，是利用改变最内强化层6内的绳的延伸角度θ1时，在轮胎的半径方向内的最内强化层6的外端位置14处宽度方向与圆周方向内的剪应变；
第13b图为一图表，当延伸角度θ1为20°时，利用改变交错角度θ3在圆周方向的胎圈部的变形量；
第14图绘示为胎圈部的另一例子的横剖面图；
第15a图为一图表，对应于轮胎的圆周方向15，是利用改变最外帘布层3内的绳的延伸角度θ2时，在轮胎的半径方向内的最外帘布层3的外端位置13处宽度方向与圆周方向内的剪应变；
第15b图为一图表，当延伸角度θ2为30°时，利用改变交错角度θ3在圆周方向的胎圈部的变形量；
第16图为胎圈部的另一例子的横剖面图；
第17图为胎圈部的另一例子的横剖面图；
第18图为胎圈部的另一例子的横剖面图；
第19图为在Gt1/Gt的一比例下，交错绳部的外端位置的应变；
第20图为在Gf1/Gf的一比例下，交错绳部的最末端位置的应变；
第21图绘示为当一般轮胎在负载下行走时在胎圈部的变形状态；
第22图为习知例子的轮胎内的胎圈部的横剖面图；以及
第23图为一比较力的轮胎内的胎圈部的横剖面图。
附图标记说明
1：胎圈部    2：胎圈核心
5：胎体             3a：主体部分
3b：上翻区域        4：橡胶部分
4a：下方橡胶部分    4b：上方橡胶部分
6a，6b，6c，21：强化层
7：强化单元         Rf：轮圈凸缘
13，14a，14b，14c：绳外端
15圆周方向          16，16a，16b缓冲橡胶层
24宽的强化层        22主体部分的内部内端
23下方橡胶部分的外端
25a，25b分离的强化层区域
26分离点            27保护层
8弯曲部             10上翻区域
11交错绳部9，12绳
13上翻区域3b的外端
14最内强化层6的外端
α，θ1，θ2，θ3角度n1，n2  法线
d，L1，L2，Gt1，Gt，Gf1，Gf  距离
具体实施方式
实施例1
针对本发明第一目的，会针对轮胎的胎圈部制作充气轮胎并加以评估。
所有的测试轮胎都是用于卡车与巴士的气体子午线轮胎，尺寸为285/60R22.5。所有的比较范例轮胎1-6与范例轮胎1-9具有表1-4内标示的每个尺寸，而这些尺寸以外的结构和用于卡车与巴士的一般常用气体子午线轮胎相同。在表1-4中显示在每个测试轮胎的强化层尺寸。
[表1]
    比较范例轮胎1   比较范例轮胎2     比较范例轮胎3     比较范例轮胎4
   参考图     第7图   第7图     第8图     第1图
   强化层等(1)     (L/0.3/0.063/L45/31)   (L/0.3/0.063/L45/31)     (L/0.3/0.063/L45/36)     (H/210/0.76/L45/6a)
   强化层等(2)     (L/0.3/0.063/R45/32)   (L/0.3/0.063/R45/32)     (L/0.3/0.063/R45/37)     (H/210/0.76/L45/6b)
   强化层等(3)     (L/0.3/0.063/L45/33)   (H/210/0.109/R30/35)     (H/210/0.44/L30/38)     (H/210/0.0109/R30/6c)
   强化层等(4)     (L/0.3/0.063/R45/34)   -     (H/210/0.109/R30/39)     -
   强化层等(5)     (H/210/0.109/R30/35)   -     -     -
[表2]
    比较范例轮胎5   比较范例轮胎6   范例轮胎1   范例轮胎2
   参考图     第1图   第1图   第1图   第1图
   强化层等(1)     (H/210/0.0096/L45/6a)   (H/210/1.12/L45/6a)   (H/210/0.15/L45/6a)   (H/210/0.61/L45/6a)
   强化层等(2)     (H/210/0.0096/R45/6b)   (H/210/1.12/L45/6b)   (H/210/0.15/R45/6b)   (H/210/0.61/R45/6b)
   强化层等(3)     (H/210/0.0109/R30/6c)   (H/210/0.0109/R30/6c)   (H/210/0.109/R30/6c)   (H/210/0.109/R30/6c)
   强化层等(4)     -   -   -   -
   强化层等(5)     -   -   -   -
[表3]
    范例轮胎3     范例轮胎4     范例轮胎5     范例轮胎6
  参考图     第1图     第1图     第1图     第3图
  强化层等(1)     (H/210/0.014/L45/6a)     (H/210/0.15/L60/6a)     (H/210/0.15/L30/6a)     (H/210/0.15/L45/6a)
  强化层等(2)     (H/210/0.014/R45/6b)     (H/210/0.15/R60/6b)     (H/210/0.15/R30/6b)     (H/210/0.15/L45/6b)
  强化层等(3)     (H/210/0.109/R30/6c)     (H/210/0.109/R30/6c)     (H/210/0.109/R30/6c)     (H/210/0.109/R30/6c)
  强化层等(4)     -     -     -     -
  强化层等(5)     -     -     -     -
[表4]
       范例轮胎7     范例轮胎8        范例轮9
   参考图        第4图     第5图        第6图
   强化层等(1)        (H/210/0.15/L45/6a)     (H/210/0.15/L45/6a)        (H/210/0.15/L45/6a)
   强化层等(2)        (H/210/0.15/R45/24)     (H/210/0.15/R45/24)        (H/210/0.15/R45/6b)
   强化层等(3)         -      -        (H/210/0.109/R30/6c)
   强化层等(4)         -      -        (L/0.3/0.01/L45/27)
   强化层等(5)         -      -        -
另外，在表1-4中的每层强化层的尺寸表示(强化层的绳是高刚性绳或不是/构成绳的细绳每一的弹性系数/每绳的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以末端数(cords/mm)的结果(GPa·mm4·cords/mm)/绳对应于圆周方向的延伸角度(°)/参考图)。
在表1-4中，”强化层等”是表示假如安置了保护层27则有包括一保护层，而强化层在使用高刚性绳的状态下用”H”来表示，在使用低刚性绳的状态下用”L”来表示，而绳相对于轮胎的圆周方向的延伸角度(°)表示方式则是，当由轮胎安装在一交通工具上的状态下，由相对于轮胎的赤道面的右边往上观察为”R”，若是由左边往上观察的话表示为”L”，接在”R”或”L”的后的数字表示相对于轮胎赤道面的角度。
另外，每一绳的弯曲刚性(GPa·mm4)系用下列式子表示：
方程式：D＝2Ncosβ/{1+cos2β}/EI+sin2β/GIP
G＝E/2(1+μf)
其中，N是每一强化层的细线数目，β是细线的捻绞角度，E是杨氏系数，G是横截面弹性系数，I是面积的惯性量(I＝π/64×d4，IP＝π/32×d4，“d”是细线的直径)，而μf是细线的泊松比率(Poisson’s ratio)。
轮胎胎圈部的耐久性的评估系透过轮胎在一个半径1.7m的鼓状测试机器上用60公里/小时的速度滚动轮胎来进行，直到胎圈部破损为止，同时会在最大气压为900kPa而使用的轮圈为9.00×22.5的情况下，施以对应于最大负载力31.5kN的1.5倍的负载47.3kN。
轮胎胎圈部的耐久性结果会显示在表5中，其中耐久性的评估数字是以比较范例轮胎1(100)为基准，其中数值越大表示轮胎胎圈部的耐久性越佳。
[表5]
    胎圈部的耐久性
    比较范例轮胎1     100
    比较范例轮胎2     60
    比较范例轮胎3     90
    比较范例轮胎4     85
    比较范例轮胎5     80
    比较范例轮胎6     20
    范例轮胎1     145
    范例轮胎2     120
    范例轮胎3     115
    范例轮胎4     115
    范例轮胎5     118
    范例轮胎6     160
    范例轮胎7     135
    范例轮胎8     145
    范例轮胎9     165
由表5来看，在所有范例轮胎1-9内的轮胎胎圈部的耐久性都比那些比较范例轮胎1-6的结果要好很多。
实施例2
根据本发明第一目的，于具有第1图所示的胎圈部架构的充气轮胎中，利用改变相对于充气轮胎中轮胎的圆周方向，相邻强化层的绳的交错角度α(°)来审慎评估轮胎胎圈部的耐久性，评估的结果如第9图所示。
由第9图的结果来看，当交错角度α的范围在50＜α＜130(°)时具有绝佳的耐久性。
此外，在第9图中当轮胎的交错角度α(°)为50°时，轮胎胎圈部的耐久性由指针评估为100。
实施例3
在具有第1图所示的胎圈部架构的充气轮胎中，利用改变每一绳的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以末端数(cords/mm)的结果(GPa·mm4·cords/mm)来评估轮胎胎圈部的耐久性，评估的结果如第10图所示。
由第10图的结果来看，当每一绳的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以末端数(cords/mm)的结果(GPa·mm4·cords/mm)范围为0.012-0.62(GPa·mm4·cords/mm)时，具有绝佳的耐久性。
此外，在第10图中当每一绳的弯曲刚性(GPa·mm4)乘以末端数(cords/mm)的结果(GPa·mm4·cords/mm)为0.012时，轮胎胎圈部的耐久性由指针评估为100。
实施例4
针对本发明第二目的，会针对轮胎的胎圈部制作充气轮胎并加以评估如下。
·范例1
范例1中的轮胎是用于卡车与巴士的气体子午线轮胎，其胎圈部的架构如第11图所示，尺寸为285/60R22.5，其中一层宽的强化层(铁丝强化层)会被放置在由胎体的上翻区域至其主体部之间的一个范围内，而构成交错绳部的绳的交错角度为90°，在最内强化层内的绳相对于轮胎的圆周方向的延伸角度为45°，最外帘布层的上翻区域内的绳相对于轮胎的圆周方向的延伸角度45°，而一弯曲部系定位在于轮胎的半径方向内量测是为由轮圈凸缘的高处至最外帘布层的一外端位置的距离的1.5倍的位置上，在轮胎的半径方向的交错绳部长度为24mm，构成每一最外帘布层与最内强化层的高刚性绳为钢丝，构成高刚性绳的所以细绳的弹性系数为3100GPa，而距离比率Gt1/Gt为0.64，距离比率Gf1/Gf为0.83。
此外，轮胎的其它结构与一般用在卡车与巴士上的气体子午线轮胎相同。
范例2的轮胎是一种具有第16图中的胎圈部架构的轮胎，而除了只在胎体的上翻区域上放置一层窄的强化层(铁丝强化层)以外，其具有与范例1同样的结构。
·比较范例
比较范例的轮胎是一种具有如第23图绘示的胎圈部架构的轮胎，且除了下述的差异以外具有与第1图相同的结构，在胎圈部不是形成在上翻区域内以及两层铁丝强化层20a，20b放置可以让绳的交错角度落在90°以内，并覆盖上翻区域的外端，而且有一层缓冲橡胶放置在轮胎的宽度方向内的胎体的上翻区域的外端的外侧以及在铁丝强化层的内表面之间，以控制在外端位置上的扭力。
·习知范例
习知范例中的轮胎是一种具有如第22图所示的胎圈部架构的轮胎，且除了下列的差异以外具有与第1图相同的结构，胎圈部不在上翻区域内，会放置一层铁丝强化层17与四层尼龙强化层18a-18d，一层缓冲橡胶19会被放置在轮胎的宽度方向内的胎体上翻区域的外端外侧以及铁丝强化层内表面之间，以控制在外端位置处的扭力。
胎圈部的耐久性的评估可以利用将每一测试轮胎装置在一个标准轮圈(9.00×22.5)上，并在一个半径1.7m的鼓状测试机器上用60公里/小时的速度于最大气压为900kPa且施以对应于最大负载力30.87kN的1.5倍的负载下来量测轮胎滚动的距离直到胎圈部破损为止，评估的结果绘示于表6。
[表6]
    胎圈部耐久性    轮胎重量(kgf)
    习知范例     100    49.8
    比较范例     150    52.3
    范例1     150    49.2
    范例2     168    48.7
如同在表6中看到的结果，相较于习知范例，范例1与2在胎圈部的耐久性都呈现好的结果，另外在胎圈部的耐久性也与比较范例相等或更好，且可以达到减少轮胎重量。
工业应用
根据本发明的第一目的与第二目的，可以提供在胎圈部具有绝佳耐久性的充气轮胎。
特别的是，根据本发明的第二目的，可以利用在胎体的上翻区域处的最外帘布层提供具有改良耐久性的充气轮胎，并可以利用强化层的安排来抑制重量的增加。

Claims (15)

1.一种充气轮胎，包括子午线胎体与胎圈填充物；该子午线胎体由至少一个胎体层所构成，该胎体层包括一个主体部与一个上翻区域，该主体部超环面地延伸到分别嵌入于一对胎圈部的胎圈核心之间，而该上翻区域会由主体部分延伸而缠绕胎圈核心与位在上述的胎圈核心上方的胎圈填充物；该胎圈填充物包括一个下方橡胶部分以及一个上方橡胶部分，该下方的橡胶部分，设置在相邻于胎圈核心的外部周围表面；该上方的橡胶部分位在该下方的橡胶部分的轮胎的直径方向外部，其刚性会比下方橡胶部分还低；其特征在于该充气轮胎还包括强化单元，该强化单元由至少两层以橡胶披覆的强化层所构成，每一强化层含有彼此以平行状态放置的钢线或是有机纤维绳，以及在构成强化单元的至少两强化层，是交错强化层，藉以至少包围子午线胎体的上翻区域，并让这些层彼此交错横跨，位于由在轮胎宽度方向的子午线胎体上翻区域的外端朝外而构成交错强化层的强化层的两个外端是放置在轮胎直径方向外侧的子午线胎体上翻区域的一个外端处的外侧，而构成每一强化层的钢丝或有机纤维绳是透过把细线捻绞在一起而形成，其中每一条细线的弹性系数不小于40GPa，而每一条钢丝或是有机纤维线的弯曲刚性不超过2GPa·mm4，产品每一股的弯曲刚性(GPa·mm4)与在钢丝或有机纤维绳的末端数(cords/mm)的乘积为0.012-0.62(GPa·mm4·cords/mm)，相邻强化层的绳索之间的交错角度(α)相对应于轮胎的周缘方向会超过50度，但是小于130度。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中在构成强化单元的强化层中的一强化层是一宽的强化层，藉以包围子午线胎体的一区域，该区域范围由上翻区域往主体部延伸；被放置的宽的强化层，其位于子午线胎体的主体部的轮胎的宽度方向的内端，放置在直径方向上，由构成轮胎的胎圈填充物的下方橡胶部分的外端的外侧。
3.如权利要求2所述的充气轮胎，其中该宽的强化层是由分别沿着轮胎的圆周方向的多个分离强化层区域构成。
4.如权利要求1、2或3所述的充气轮胎，配设保护层，该保护层使用橡胶披覆线绳，该线绳是由每一弹性系数小于40Gpa的纤维捻绞在一起而成，该保护层至少用以包围住位于强化单元以及胎体之间，及/或在交错强化层的轮胎宽度方向的子午线胎体上翻区域外侧的外端。
5.如权利要求1中任一项所述的充气轮胎，其中一缓冲橡胶层会放置在轮胎宽度方向的子午线胎体的上翻区域的外侧。
6.如权利要求1中任一项所述的充气轮胎，其中该强化层只被放置在胎体的上翻区域边缘。
7.一种充气轮胎，包括胎体与强化单元，该胎体由主体部与上翻区域所构成，主体部分超环面地延伸于分别嵌入到一对胎圈部的胎圈核心之间，该胎体由至少一线层所构成，该帘布层以橡胶披覆，上翻区域会由主体部延伸而缠绕胎圈核心，而其中位在主体部分内的高刚性绳会沿着径向放置，该强化单元由至少一强化层所构成，该强化层由披覆有橡胶的高刚性绳所构成；其特征在于在构成该上翻区域的帘布层中，至少位于该轮胎宽度方向的最外侧的帘布层中的最外帘布层，该最外帘布层具有至少一弯曲部，该弯曲部改变绳的延伸方向，且该最外帘布层沿着位于相邻的强化层上外侧层的一最内侧强化层；以及该充气轮胎还形成有一交错绳部，该交错绳部是由位于轮胎径向最外侧的上侧部与最内部的强化层所形成，而构成交错绳部分的绳索相对于该轮胎的圆周方向的一交错角度不会小于50°。
8.如权利要求7所述的充气轮胎，其中相对于该轮胎的圆周方向，在该最内部的强化层的绳索的延伸角度范围为20°-55°，而相对于该轮胎的圆周方向在该最外强化层的绳索的延伸角度范围为30°-55°。
9.如权利要求7或者8所述的充气轮胎，其中该弯曲部，在把轮胎装设在标准的轮框与施以最大的气压于其上的状态下，是位于由轮框凸缘的高度算起到最外帘布层外端的一位置之间的一距离的0.01-0.5倍的范围内。
10.如权利要求7所述的充气轮胎，其中在轮胎的直径方向的交错绳部分的一长度不会小于20mm。
11.如权利要求7任一项所述的充气轮胎，其中构成至少最外帘布层与最内部的强化层的高刚性绳索为钢丝或是芳香族聚酰酩(aramid)纤维绳。
12.如权利要求7任一项所述的充气轮胎，其中至少使用在最外帘布层与最内部的强化层构成高刚性绳索的所有细绳的弹性系数不小于40Gpa。
13.如权利要求7中任一项所述的充气轮胎，其中该强化层仅放置在胎体上翻区域的一侧。
14.如权力要求7中任一项所述的充气轮胎，还包括一对缓冲橡胶层，在包括最外帘布层的外端以及最内部的强化层的轮胎的直径方向的外端的径向范围内，该对缓冲橡胶层由轮胎的宽度方向的外侧与内侧夹住上述之外端，该对缓冲橡胶层的硬度为构成具有位于最外帘布层的外端以及最内部的强化层中更外侧的一外端的橡胶的硬度的0.95-1.05。
15.如权利要求7中任一项所述的充气轮胎，其中当一轮胎外表面的法线n1，穿过轮胎的直径方向的交错绳部分的外端位置；而一轮胎外表面的法线n2，穿过位于最内部的强化层的外端位置以及最外帘布层的外端位置的轮胎直径方向上最外侧的一个最外端位置时，从轮胎的宽度方向的剖面来看，在法线n1上量测到的由胎体层的主体部的绳索中心位置往轮胎直径方向的交错绳部的外端位置的距离为用上述方法在轮胎的外表面量到的一距离的0.4-0.7倍，而在法线n2上量测到由胎体层的主体部的绳中心位置往最外端的位置之间的距离为用与上述相同的方式量测到轮胎的外表面距离的0.7-0.9倍。
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