CN109866556A - 一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明主要提供一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎，主要的轮胎胎体由胎面、胎边、胎肩及胎唇所构成，胎体内的钢丝环带层及缠绕钢丝层依序叠设于胎体钢丝层上，再以一胎面外层环设包覆于钢丝环带层之上；其中该缠绕钢丝层，其具有一缠绕钢丝条以单线连续绕设方式缠绕于该缠绕部上，由该缠绕起点以预设的一绕设倾斜角度进行连续绕设直至该缠绕终点，该绕设倾斜角度则与该轮胎赤道线呈一预设角度，其数值范围为－5°~＋5°，借此，利用单一连续绕设的该缠绕钢丝条，所形成的缠绕钢丝层与该钢丝环带层于层叠后形成加强结构，能降低局部磨耗，提升轮胎寿命、刚性、强度及缓冲能力，同时可调整各缠绕钢丝条的间距，以达到胎面强化度可弹性调整的效果。

Description

一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎内的缠绕钢丝层结构，特别是指以一单线连续缠绕钢丝条以连续绕设方式设于胎面预设部位，所形成具有高弹性及高强度的轮胎结构。

背景技术

于地面上移动的交通工具，除了轨道式者外，大多需借由轮胎直接接触地面并滚动而产生移动；因此轮胎具有四大功能：其一为可负荷车体、乘客及货物重量的支撑功能；其二将引擎动力传达至路面，同时可进行移动、加速、减速及停止的驱动制动动作；其三具有吸收来自地面冲击力的吸震缓冲作用；其四为提供转弯、直线维持等操控功效。除前述四大功能外，轮胎亦有其他附加效果，作为使用者购买时的参考条件，如耐磨耗性、滚动阻抗、耐冲击性、耐疲劳性、耐热性、降噪性、震动及舒适性等。

轮胎胎体的结构，大致由胎面、胎肩、胎边、及胎唇所共同组成，其中胎体为形成轮胎大小、外形的主体部份，以提供所需的力学强度；胎面设于胎体的外径侧缘，为主要贴近地面的部位，其必须具有适当的磨耗及抓地能力；胎边则是由胎面两侧以径向垂直延伸的侧面缘，其承受轮胎的弹跳支撑作用，使轮胎不会扭曲、撞击；胎唇则设于胎边朝中心延伸的端缘处，其内藏设有胎唇钢丝圈以作为固定于轮圈上的部位。

轮胎的制造流程，大致上依序进行“原料混炼”、“叠设贴覆各式物料层”、“形成生胎”及“加硫作业”，其中“原料混炼”将橡胶、石油、碳黑、二氧化硅及其他化学物等原料，进行混合精炼；“叠设贴覆各式物料层”则由内而外依序叠设贴覆内面胶层、胎体钢丝层、钢丝环带层、胎面胶层，以及胎唇钢丝圈、胎边胶层；“形成生胎”即利用轮胎成型筒设备将前述已叠设贴覆各式物料层进行充气加压后定型形成生胎；最后于硫化设备内进行“加硫作业”，把所有各式物料层硫化在一起，并同时形成胎纹。

针对“钢丝环带层”作分析，其设于胎体钢丝层外径缘的胎冠部位，主要作为强化整体轮胎胎面的刚性、抗压力及强韧性，同时可防止轮胎遭受外物刺穿。现有的钢丝环带层的制作，在贴覆在胎体钢丝层外径缘之前，先预先独立制造完成，其制造过程先将若干数量成卷的钢丝于机台上同时输出钢丝，以预设数量依序排列呈带状，接着将其完整包覆橡胶层后，经押制作业形成薄层状的钢丝环带层。

钢丝环带层的制作依其技术可分为“贴合式”及“缠绕式”两大类，其中“贴合式”的制程，当钢丝环带层设置于生胎上时，将整片的钢丝环带层贴覆于胎体钢丝层外径缘部位，再以一角度裁切多余部位，并将钢丝环带层裁切后的两端接点相互贴接，即贴覆钢丝环带层完成。依需求可贴覆多层以上，每层则会分别产生贴接点。此类技术如国内第079208885号新型专利所揭露的“轮胎的钢带保护结构改良”；及美国第3,677,319号发明专利所公开的轮胎结构。

由于“贴合式”的钢丝环带层会产生贴接点，此一贴接点如贴接不良或上下迭置时，则会形成一列凸线的较硬部位，此一较硬部位于路面高速行驶时，会产生异常抖动；并且，凸出的硬点亦是容易产生磨耗的部位，一旦磨耗龟裂开始产生，则会逐渐影响硬点附近的轮胎结构，轮胎的使用寿命则缩短；一般大型车用轮胎、胎宽尺寸大或低扁平轮胎等，通常会设置多层钢丝环带层，加上每层则会分别产生贴接点，因此会有多个线状硬点，则更容易产生前述问题。

“缠绕式”的钢丝环带层制法，则将至少一条缠绕钢丝条连续缠绕于滚动状的胎体钢丝层外径缘部位，而于胎面上形成具预设间距的周向排列者；如美国第US 8,075,718号发明专利所公开的轮胎钢丝环带层技术，其主要于轮胎配有钢丝环绕层，所述钢丝环绕层由缠绕于轮胎成型筒上的第二钢丝环带层与第三钢丝环带层之间缠绕钢丝而形成的加强层，所述制造方法包括：将上表面附连有下橡胶片的所述第二钢丝环带层贴附到所述轮胎成型筒上；在所述下橡胶片上同时供应并缠绕多股无涂层钢丝而形成加强层；将纬纱(weftyarn)以波浪形的形式设置在所述加强层上；以及将预先附连至所述第三钢丝环带层的上橡胶片安装在所述加强带和所述纬纱上。

发明内容

综上所述，前述“缠绕式”的钢丝环带层制法，于进行缠绕时，因多股无涂层钢丝与胎面赤道线呈预设角度，并以预设间距排列于胎面上，形成一加强层；同时，并以纬纱以波浪形的形式设置在所述加强层上，其受重压时，接触地面的受力面积内，因为纬纱以波浪形的形式设置而有受力不平均的情形发生；因此本案发明人提供一种缠绕式的轮胎钢丝环带层结构，除了解决“贴合式”的裁切接点所产生问题外，亦能解决现有“缠绕式”的问题，并提升各项轮胎性能。

有鉴于此，本发明所公开的缠绕式钢丝环带结构的轮胎，主要的轮胎胎体由胎面、胎边、胎肩及胎唇所构成，其中胎体内的胎体钢丝层从胎面内侧中心分别向两侧胎肩与胎边的内侧延伸，并于该胎唇绕过胎唇钢丝后向上包围胎唇钢丝，并由钢丝环带层贴覆于该胎体钢丝层的外径缘，钢丝环带层其具有一胶料层及包覆于其内的若干钢丝，于该钢丝环带层的外径缘部位设有预设面积的一缠绕部，并于该缠绕部设定至少一缠绕起点及至少一缠绕终点；至少一缠绕钢丝层，其由一预先包覆胶料的缠绕钢丝条以单线连续绕设方式缠绕于该缠绕部上，由该缠绕起点以预设的一绕设倾斜角度进行连续绕设直至该缠绕终点，该绕设倾斜角度则与该轮胎赤道线呈一预设角度，其数值范围为－5°~＋5°；一胎面外层，环设包覆于最外层的该钢丝环带层的外径缘部位；借由上述构件，利用单一缠绕钢丝条以预设绕设倾斜角，连续绕设于第一钢丝环带层上，而形成一缠绕钢丝层，并使以倾斜角绕设的该缠绕钢丝条，与各层的已设定不同倾斜角的各钢丝环带层的钢丝呈现迭置，以各种不同倾斜角所形成交叉可共同承受地面的冲击力及车体的荷重压力，可将力量平均分散，并共同承受更大的地面的冲击力及车体的荷重压力，故能降低局部磨耗，提升轮胎寿命，提升轮胎的刚性、强度及缓冲能力，同时可依需求调整该缠绕钢丝条的间距，以达到胎面强化度可弹性调整的效果。

本发明的主要目的即在提供一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎，以单一缠绕钢丝条利用单线以预设倾斜角绕设，并连续绕设于胎体上已有的钢丝环带层上，而形成一缠绕钢丝层，并使以倾斜角绕设的该缠绕钢丝条，与各钢丝环带层的各钢丝以不同倾斜角绕设呈现迭置，具有以预设面积接触地面及承受重压的效果。

本发明的次一目的即在提供一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎，片状面的钢丝环带层及缠绕钢丝层可承受更大的地面的冲击力及车体的荷重压力，故可有效提升轮胎的刚性、强度及缓冲能力。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的轮胎局部立体断面示意图。

图2为本发明一较佳实施例的轮胎局部平面断面示意图。

图3为本发明一较佳实施例的缠绕钢丝层缠绕状态图。

图4为本发明一较佳实施例各钢丝及缠绕钢丝条的迭置交叉状态图。

图5为本发明一较佳实施例的第一钢丝环带层贴合状态示意图一。

图6为本发明一较佳实施例的第一钢丝环带层贴合状态示意图二。

图7为本发明一较佳实施例的第一钢丝环带层贴合状态示意图三。

图8为本发明一较佳实施例的缠绕钢丝层缠绕状态示意图一。

图9为本发明一较佳实施例的缠绕钢丝层缠绕状态示意图二。

图10为本发明一较佳实施例的缠绕钢丝层缠绕状态示意图三。

图11为本发明一较佳实施例的第二钢丝环带层贴合状态示意图一。

图12为本发明一较佳实施例的第二钢丝环带层贴合状态示意图二。

图13为本发明一较佳实施例的第三钢丝环带层贴合状态示意图一。

图14为本发明一较佳实施例的第三钢丝环带层贴合状态示意图二。

图15为本发明第二实施例的二缠绕钢丝条缠绕状态示意图。

图16为本发明第三实施例的二缠绕钢丝条缠绕状态示意图。

图17为本发明第四实施例的二缠绕钢丝条缠绕状态示意图。

附图标记说明

1、轮胎胎体；11内免胶层；12、胎体钢丝层；121、缠绕部；122、缠绕起点；123、缠绕终点；13、胎便胶层；14、胎唇钢丝圈；20、钢丝环带层；21、胶料层；22、钢丝；23、第一钢丝环带层；231、缠绕部；232、缠绕起点；233、缠绕终点；234、第一缠绕起点；235、第一缠绕终点；236、第二缠绕起点；237、第二缠绕终点；24、第二钢丝环带层；25、第三钢丝环带层；30、缠绕钢丝层；31、缠绕钢丝条；311、缠绕钢丝；312、橡胶层；313、第一缠绕钢丝条；314、第二缠绕钢丝条；32、第一缠绕层；40、胎面外层；θ、绕设倾斜角度。

具体实施方式

首先请参照图1至图5，本发明所提供的一种缠绕式的轮胎钢丝环带结构，主要的轮胎胎体由胎面、胎边、胎肩及胎唇所构成，首先以三层钢丝环带层及一层缠绕钢丝层为实施的态样说明，其包括有：一轮胎胎体10，及设于该轮胎胎体10的三钢丝环带层20、一缠绕钢丝层30及一胎面外层40。

该轮胎胎体10，呈U形环状，其具有位于朝内开口状的一内面胶层11，及朝外封闭状的一胎体钢丝层12；该轮胎胎体10的两侧面部位，分别由至少一胎边胶层13及至少一胎唇钢丝圈14所共同形成。

各钢丝环带层20，以一第一层钢丝环带层23贴覆于该胎体钢丝层(12)外径缘；各钢丝环带层20均由一胶料层21包覆于其内的若干平铺排放呈平行排列钢丝22所构成。

该缠绕钢丝层30，其具有一缠绕钢丝条31以单线连续绕设方式缠绕于该缠绕部231上，由该缠绕起点232以预设的一绕设倾斜角度θ进行连续绕设直至该缠绕终点233；该绕设倾斜角度θ则与该轮胎10赤道线呈一预设角度，其数值范围为－5°~＋5°；该缠绕钢丝条31为至少一缠绕钢丝311，其外包覆有一橡胶层312。

另外二层的各钢丝环带层20，依序叠设贴合于该缠绕钢丝层30外，其具有一第二钢丝环带层24及一第三钢丝环带层25，其中该第二钢丝环带层24贴合于该缠绕钢丝层30外径缘；该第三钢丝环带层25贴合于该第二钢丝环带层24外径缘。

该胎面外层40，环设包覆于最外层的该第三钢丝环带层25外径缘部位。

借由上述构件，利用单一缠绕钢丝条31以预设绕设倾斜角度θ，连续绕设于该胎体钢丝层12上，而形成一缠绕钢丝层30，可与该钢丝环带层20层迭后形成迭置的加强结构，可将力量平均分散，并共同承受更大的地面的冲击力及车体的荷重压力，故能降低局部磨耗，提升轮胎寿命，提升轮胎的刚性、强度及缓冲能力，同时可依需求调整各缠绕钢丝条31的间距，以达到胎面强化度可弹性调整的效果。

为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，将本发明使用方式加以叙述如下：

请参照图5，本实施例的各第一钢丝环带层23、第二钢丝环带层24、第三钢丝环带层25其内部所包覆的各钢丝22，相互间均呈平行状环于该胎体钢丝层12上，并依轮胎结构强度的设计，设定有预定且与该轮胎的赤道线呈正或负角度状态；配合该缠绕钢丝层30的缠绕钢丝条31以＋5°的绕设倾斜角度θ连续缠设而形成于各第一钢丝环带层23、第二钢丝环带层24之间，层迭后形成迭置的加强结构，于贴合叠设后，构成钢丝强化的缠绕钢丝环带结构。

本发明以单一缠绕钢丝条31利用单线以预设绕设倾斜角度θ进行绕设，并连续绕设于该第一钢丝环带层23上，所形成一层该缠绕钢丝层30，形成迭置的强化结构设计，其具有下列功效：

1、本发明的该缠绕钢丝条31与该轮胎胎体10的赤道线呈一绕设倾斜角度θ，而各第一钢丝环带层23、第二钢丝环带层24、第三钢丝环带层25内的各钢丝22则与该轮胎胎体10的赤道线呈一预设倾斜角度的平行排列状态，于各第一钢丝环带层23、第二钢丝环带层24、第三钢丝环带层25及缠绕钢丝层30依序贴设及绕设迭置成型后，各钢丝22及缠绕钢丝条31则相互迭置的多层强化，使得各缠绕钢丝311原有的单线支撑扩及为平面支撑，以将压力重量分力承受，而具有扩大支撑面积的效果，故具有较佳的支撑性，解决现有平行状缠绕钢丝缠绕以单线分别局部支撑压力的问题。

2、本发明以多层的该钢丝环带层20配合该缠绕钢丝层30依序贴覆及绕设于该胎体钢丝层12上，并使以倾斜角绕设的该缠绕钢丝条31，与各层的各钢丝22以不同倾斜角绕设呈现迭置，以各种不同倾斜角所形成交叉可共同承受地面的冲击力及车体的荷重压力，各层不同倾斜角的钢丝环带层20与缠绕钢丝层30可将 力量平均分散，减少单一部位承受力量的情形，因可降低局部磨耗，提升轮胎寿命。

3、各钢丝22及缠绕钢丝条31以各种不同倾斜角相互迭置，例如第一钢丝环带层23可设为＋45°至＋70°，搭配缠绕钢丝层30 0°至＋5°，再加上第二钢丝环带层24可设为－10°至－45°，最后加上第三钢丝环带层25可设为－10°至－45°，以不同倾斜角迭层构成，使具有高刚性及高强度的效果。

4、由各钢丝22所形成的钢丝环带层20与由该缠绕钢丝条31所缠绕形成的缠绕钢丝层30迭置，相较于现有单纯由钢丝22平行铺设的钢丝环带层结构可承受更大的地面的冲击力及车体的荷重压力，故可有效提升轮胎的刚性、强度及缓冲能力，具有优于习知结构的效果，特别适合需载重、受重压的大型车辆使用。

5、本发明可依车辆荷重的重量承受需求，将该缠绕钢丝层30以搭配缠设于各钢丝环带层20间，或以不同缠设角度的该缠绕钢丝层30，或是利用该缠绕钢丝条31缠设时的间距变化，均可提升该轮胎胎体10产生不同程度的强度、刚性及支撑性，故具有可弹性调整强度、刚性及支撑性的效果。

请参图15，为本发明的第二实施例，为二缠绕钢丝条31由内而外进行缠绕的应用方式，其中该缠绕部231分别于二预设部位设有二缠绕起点232，及于二预设部位设有二缠绕终点233，并使每一缠绕起点232对应一缠绕终点233；二缠绕钢丝条31分别由各缠绕起点232连续绕设至相对应的各缠绕终点233。本实施例以该缠绕部231的中央处二部位分别设为一第一缠绕起点234及一第二缠绕起点236，于该缠绕部231的二侧预设部位分别设有一第一缠绕终点235及一第二缠绕终点237；再以一第一缠绕钢丝条313及一第二缠绕钢丝条314分别或同时进行缠设；其中该第一缠绕钢丝条313由该第一缠绕起点234开始进行绕设，至该第一缠绕终点235止，再予以裁切；该第二缠绕钢丝条314由该第二缠绕起点236开始进行绕设，至该第二缠绕终点237止，再予以裁切。

本实施例提供另一种缠绕钢丝条绕设方式，其他有关结构配置与方式、贴合与绕设方式、制作流程及所预期达到的功效，则皆与前述第一实施例完全相同。

请参照第图16，为本发明的第三实施例，为二缠绕钢丝条31由外而内进行缠绕的应用方式，其中该缠绕部231分别于二预设部位设有二缠绕起点232，及于二预设部位设有二缠绕终点233，并使每一缠绕起点232对应一缠绕终点233；二缠绕钢丝条31分别由各缠绕起点232连续绕设至相对应的各缠绕终点233。本实施例于该缠绕部231的两侧部位分别设有一第一缠绕起点234及一第二缠绕起点236，于该缠绕部231的中央部位则设有一第一缠绕终点235及一第二缠绕终点237；再以一第一缠绕钢丝条313及一第二缠绕钢丝条314分别或同时进行缠设；其中该第一缠绕钢丝条313由该第一缠绕起点234开始进行绕设，至该第一缠绕终点235止，再予以裁切；该第二缠绕钢丝条314由该第二缠绕起点236开始进行绕设，至该第二缠绕终点237止，再予以裁切。

本实施例提供另一种缠绕钢丝条绕设方式，其他有关结构配置与方式、贴合与绕设方式、制作流程及所预期达到的功效，则皆与前述第一实施例完全相同。

请参照图17，为本发明的第四实施例，为二缠绕钢丝条31由左而右或由右而左进行分段缠绕的应用方式，其中该缠绕部231分别于二预设部位设有二缠绕起点232，及于二预设部位设有二缠绕终点233，并使每一缠绕起点232对应一缠绕终点233；二缠绕钢丝条31分别由各缠绕起点(232)连续绕设至相对应的各缠绕终点233。本实施例于该缠绕部231的一侧部位设有一第一缠绕起点234，于该缠绕部231的中央部位则设有一第一缠绕终点235；在由该缠绕部231的中央部位，接续该第一缠绕终点235处设有一第二缠绕起点236，及于该缠绕部231的另一侧部位设有一第二缠绕终点237；再以一第一缠绕钢丝条313及一第二缠绕钢丝条314分别或同时进行缠设（实施例）；其中该第一缠绕钢丝条313由该第一缠绕起点234开始进行绕设，至该第一缠绕终点235止，再予以裁切；该第二缠绕钢丝条314由该第二缠绕起点236开始进行绕设，至该第二缠绕终点237止，再予以裁切。

本实施例提供另一种缠绕钢丝条绕设方式，其他有关结构配置与方式、绕设方式、制作流程及所预期达到的功效，则皆与前述第一实施例完全相同。

综合上述，本发明所公开的缠绕式钢丝环带结构的轮胎，提供一种于该 胎体层外部叠设有多层该钢丝环带层及至少一缠绕钢丝层所共同形成的轮 胎缠绕钢丝环带结构设计，其利用一缠绕钢丝条呈该绕设倾斜角度以单线连 续缠绕于各钢丝环带层间，并使以倾斜角绕设的该缠绕钢丝条，与各钢丝环 带层的以不同倾斜角铺设的各钢丝呈现迭置，以各种不同倾斜角所形成交叉 可共同承受地面的冲击力及车体的荷重压力，故能降低局部磨耗，提升轮胎 寿命，提升轮胎的刚性、强度及缓冲能力，而获致一刚性高及强度的重车用轮胎结构，俾使整体确具产业实用性及成本效益，本发明不属于现有技术， 符合发明专利申请条件，恳请明鉴，早日审查授权。

综上所述，以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种缠绕式钢丝环带结构的轮胎，主要的轮胎胎体由胎面、胎边、胎肩及胎唇所构成，其包括有：

一轮胎胎体；该轮胎胎体呈U形环状，其具有位于朝内开口状的一内面胶层，及朝外封闭状的一胎体钢丝层；该轮胎胎体的两侧面部位，分别由至少一胎边胶层及至少一胎唇钢丝圈所共同形成；

至少一钢丝环带层，贴覆于该胎体外径缘，其具有一胶料层及一钢丝，该钢丝环带层的外径缘设有一缠绕钢丝层；

一缠绕钢丝层，具有一缠绕钢丝连续缠绕于该钢丝环带层上，该缠绕钢丝层上包括一缠绕起点及一缠绕终点，该缠绕起点以一角度进行缠绕至该缠绕终点形成一缠绕部，该角度与轮胎赤道线呈－5°~＋5°。

2.如权利要求1所述的缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕钢丝层下方设有该钢丝环带层，该钢丝环带层角度设为＋45°~＋70°。

3.如权利要求1所述的缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕钢丝层上方设有该钢丝环带层，该钢丝环带层角度设为－10°~－45°。

4.如权利要求1所述的缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕钢丝包括一条以上，该缠绕起点与该缠绕终点设于该缠绕部两侧端点位置。

5.如权利要求4述缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕部分别设有两个缠绕起点与两个缠绕终点，该缠绕部由该缠绕起点缠绕至对应该缠绕终点。

6.如权利要求5所述缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕起点设于该缠绕部两侧端点位置；该缠绕终点设于该缠绕部的中央位置。

7.如权利要求5所述缠绕式钢丝环带结构的轮胎，其特征在于，该缠绕起点设于该缠绕部中央位置；该缠绕终点设于该缠绕部两侧端点位置。