TW202039275A - 非充氣式輪胎之製造方法 - Google Patents

Abstract

一種非充氣式輪胎之製造方法，係先製造出二半胎體，再將該二半胎體相互結合，各半胎體具有一胎面部、一胎底部、複數連接於胎面部與胎底部之間的分隔肋、一連接胎面部、胎底部及各分隔肋一側之胎邊、一位於胎面部、胎底部及各分隔肋另一側之連接面，以及由胎面部、胎底部、胎邊及分隔肋所形成之自連接面凹陷且各自獨立或相互連通的複數凹孔，該二半胎體之凹孔一對一地相互結合而形成出複數獨立的或相互連通的封閉氣室；藉此，本發明可利用體積小且結構簡單之模具製造非充氣式輪胎，且可使輪胎有較佳之重量、反彈力、支撐力及舒適性，且可避免甩水及結構平衡破壞之問題。

Description

非充氣式輪胎之製造方法

本發明係與輪胎有關，特別是關於一種非充氣式輪胎之製造方法。

一般輪胎主要可區分為充氣式輪胎及非充氣式輪胎兩大類型，其中充氣式輪胎具有重量輕、舒適性高等優點，然而，充氣式輪胎之缺點在於需要不定時充氣以維持強度及彈性，且同時有被刺破或切割而漏氣之風險。

反觀非充氣式輪胎，係依靠諸如橡膠等彈性材料製成之胎體本身之硬度及厚度所產生的強度來承載重量，因此不需充氣也不會有漏氣問題。然而，習用之非充氣式輪胎大多為實心輪胎，或者在空心胎體內填充諸如PU等材質之彈性體，其缺點為重而硬、缺乏反彈力，且舒適性和抓地力不佳，不但容易騎行疲勞，也容易發生滑倒及剎車不及的危險。

目前非充氣式輪胎亦發展出無胎邊之骨架式或多孔式輪胎，雖因有空放式凹孔而減輕些許重量，但仍有重量重及支撐度不足之問題，且其開放式的凹孔容易累積髒污，以及容易積水進而產生甩水現象，因此未被普遍接受。此外，無胎邊之骨架式或多孔式輪胎因凹孔結構較為複雜，其製造所需之模具構造亦較為複雜且體積龐大，造成輪胎製造上的不便，更且，其開放式的支撐結構較容易遭受外力而損傷，進而影響完整形狀、產生破壞平衡等問題。

有鑑於上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種非充氣式輪胎之製造方法，係利用體積較小且結構較簡單之模具製造具有胎邊之非充氣式輪胎，並可使得該非充氣式輪胎具有較為理想之重量、反彈力、支撐強度、及舒適性，且可避免甩水及結構平衡破壞之問題。

為達成上述目的，本發明所提供之非充氣式輪胎之製造方法包含有下列步驟：

a) 製造出已硫化之二半胎體，使得各該半胎體具有圍繞一假想中心軸線呈圓環狀之一胎面部及一胎底部、複數連接於該胎面部與該胎底部之間的分隔肋、一連接該胎面部一側、該胎底部一側及各該分隔肋一側之胎邊、一位於該胎面部另一側、該胎底部另一側及各該分隔肋另一側之連接面，以及由該胎面部、該胎底部、該胎邊及該等分隔肋所形成之複數凹孔，該等凹孔係實質上平行於該假想中心軸線地自該連接面朝該胎邊之方向凹陷；以及

b) 將該二半胎體之連接面相互結合並硫化固定，使得該二半胎體之凹孔一對一地相互結合而形成出複數氣室。

藉此，由該二半胎體所結合成之非充氣式輪胎係呈立體封閉形狀，因此具有良好之結構強度、支撐性及平衡性，且不易累積髒污和水而可避免甩水現象，該輪胎內部具有封閉氣室可減輕整體重量並提供良好反彈力及舒適性，更可依不同用途而設計適當大小及形狀之氣室，以產生最為理想之重量、反彈力、支撐強度、及舒適性。此外，製造該非充氣式輪胎之模具不但結構設計較為簡單，體積也僅約為習用者之一半，可提升輪胎製造上之便利性。

在本發明的一實施例中，步驟a中的半胎體之複數個凹孔係各自獨立，而在步驟b之後，該二半胎體之凹孔係相互結合而形成出複數個封閉的獨立氣室。

在本發明的另一實施例中，步驟a中的半胎體之各個分隔肋更具有一自該連接面朝該胎邊之方向凹陷的凹陷溝槽，各該凹陷溝槽係與相鄰的二凹孔相互連通；在步驟b之後，該二半胎體之凹陷溝槽係相互結合而形成出複數個連通通道，且各個連通通道係與相鄰的二該氣室相互連通。

有關本發明所提供之非充氣式輪胎之製造方法的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之參考號碼，表示相同或類似之元件或其結構特徵。

需注意的是，圖式中的各元件及構造為例示方便並非依據真實比例及數量繪製，且若實施上為可能，不同實施例的特徵係可以交互應用。

請參閱圖1，本發明一第一較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法係用以製造出如圖1所示之非充氣式輪胎10，該製造方法包含有下列步驟：

a) 如圖2所示，製造出結構完全相同之二半胎體20。

在此須先說明的是，該非充氣式輪胎10能定義出一通過其圍出之中心孔11之中心的一假想中心軸線A，如圖1所示，亦即該非充氣式輪胎10係圍繞該假想中心軸線A而呈圓環狀，該二半胎體20係如同將該非充氣式輪胎10沿一垂直於該假想中心軸線A之假想平面對半分開，如圖2所示，因此各該半胎體20亦圍繞該假想中心軸線A而呈圓環狀。

此步驟a之詳細過程，係先依照該非充氣式輪胎10之用途（例如應用於機車、電動助力車、自行車、輪椅、嬰兒車、滑板車、農耕用具、園藝用具等等）及所需尺寸規格而設計出具有最佳胎面花紋及內部支撐強度的結構形狀，並開發出可以生產如此之結構設計的半邊輪胎（亦即半胎體20）之模具（圖中未示），該模具之表面可為平面或齒輪狀。然後，依照如此之結構設計開發出適合之橡膠配方（例如採用天然膠及一般輪胎使用的通用人造合成橡膠），藉以使輪胎10具有良好之耐磨性、抓地力及安全性能。然後，依照如此之結構設計計算出所需橡膠使用量，並將此適量橡膠材料壓成膠片或擠出成膠條。然後，將該模具固定在硫化機上，並將該膠片或膠條放入模具內，進而將該橡膠材料硫化成半邊的輪胎10，如此即完成一該半胎體20之製造。

更進一步而言，前述之結構設計除了針對尺寸及胎面花紋之外，更重要的是自該半胎體20一側凹入之特定形狀的凹孔21，詳而言之，如圖2至圖4所示，該半胎體20具有圍繞該假想中心軸線A呈圓環狀之一胎面部22及一胎底部23、複數連接於該胎面部22與該胎底部23之間的分隔肋24，以及一連接該胎面部22一側、該胎底部23一側及各該分隔肋24一側之胎邊25，該等胎面部22、胎底部23及分隔肋24之另一側則共同形成一平坦之連接面26，如此一來，該胎面部22、該胎底部23、該胎邊25及該等分隔肋24即形成出前述之凹孔21，該等凹孔21係實質上平行於該假想中心軸線A地自該連接面26朝該胎邊25之方向凹陷，且該等凹孔21係各自獨立而未相互連通，亦即，各該凹孔21除了在該連接面26上有一開口211之外，其他部分皆為封閉狀。

在本實施例中，各該半胎體20的分隔肋24係實質上呈放射狀地自該胎底部23徑向延伸至該胎面部22，該等凹孔21係圍繞該假想中心軸線A且等距離地排列成一圈，此外，各該凹孔21之開口211在該連接面26上係實質上呈梯形，且各該分隔肋24係自該胎底部23朝該胎面部22漸寬。如此之凹孔21及分隔肋24設計可產生良好之支撐性及反彈力，並可大幅減輕該半胎體20之重量。

b)將該二半胎體20之連接面26相互結合並硫化固定，使得該二半胎體20之凹孔21一對一地相互結合而形成出複數封閉氣室12，如圖5所示。

步驟b之詳細過程，係先在該二半胎體20之連接面26貼上接著劑，例如利用合成膠及／或天然膠調製的接著配方混練而成之膠片或攪拌製成之膠糊，或者名為開姆洛克（CHEMLOCK）之接著劑等等，再將該二半胎體20以其連接面26相互貼附且凹孔21相互對準之方式結合並一同放入硫化機上一適當尺寸之模具內，再進行第二次硫化，進而使該二半胎體20結合固定成一個完整輪胎，如此即完成該非充氣式輪胎10之製造。

在本實施例中，該步驟a製造出之各該半胎體20具有一位於其胎底部23之對準標記27，而該步驟b係以該二半胎體20之對準標記27相互對準之方式結合該二半胎體20，藉以確保該二半胎體20之凹孔21一對一地完全對準而結合呈封閉氣室12。

然而，各該半胎體20亦可設置其他形式之對準機制，例如圖6及圖7所示之本發明一第二較佳實施例中，各該半胎體20具有位於該連接面26上之複數凸塊28及複數嵌孔29，該等凸塊28及嵌孔29係相互交錯設置，亦即每兩凸塊28之間設有一嵌孔29，每兩嵌孔29之間設有一凸塊28，且該等凸塊28及嵌孔29係圍繞該假想中心軸線A且等距離地排列成一圈。如圖7所示，本實施例之步驟b係以其中一該半胎體20之凸塊28分別嵌入其中另一該半胎體20之嵌孔29的方式結合該二半胎體20，如此之對準方式不但更為便利且精準，更可加強該二半胎體20之間的結合穩固性。

藉由前述本發明之製造方法所製造而成之非充氣式輪胎10，其內部具有圍繞該假想中心軸線A連續性地排列之多個獨立的密閉氣室12，每個獨立封閉氣室12內具有一定的氣壓而產生類似氣墊之結構，且各該氣室12在胎面部22、胎底部23、胎邊25及分隔肋24的部分皆為完整的封閉式連結， 因此形成一個堅強且具支撐度的立體結構，係可同時解決習用之充氣式輪胎及非充氣輪胎之問題，詳述如下。

首先，本發明所製成之輪胎10不需充氣、不怕刺破，但又比習用之非充氣式輪胎有更理想之重量、反彈性、舒適性及抓地力。再者，相較於習知無胎邊之骨架式或多孔式輪胎，本發明所製成之輪胎10具有更加良好之結構強度、支撐性及平衡性，且不易累積髒污和水而可避免甩水現象。此外，製造該半胎體20之模具不但結構設計較為簡單，體積也僅約為習用者之一半，可提升輪胎10製造上之便利性。而且，藉由調整半胎體20之分隔肋24及凹孔21的形狀、尺寸、數量，可使得製成之輪胎10達到最適合其用途之支撐強度、反彈能力及重量，例如，當重量輕為最重要的需求時，可將氣室12尺寸增大、數量減少（亦即減少分隔肋24數量）。本發明亦可在輪胎10之胎底部23加入簾纱、簾纱絲、鋼絲、鋼纱等補強材而進一步地提高結構強度。

由前述內容可得知，各該半胎體20之凹孔21形狀不以前述實施例所提供者為限，例如圖8所示之本發明之第三較佳實施例中的凹孔21係呈三角形，又例如圖9所示之本發明之第四較佳實施例中的凹孔21係呈蜂巢狀，不同形狀之凹孔21可提供不同之支撐性及反彈力，並可不同程度地減輕輪胎10整體重量。

更進一步地，如圖10所示，在該步驟b進行之前，可先在其中至少一該半胎體20的每個凹孔21內分別設置一能在特定溫度下汽化之氣體發泡劑13，例如偶氮二甲醯胺（azodicarbonamide；化學式C₂ H₄ N₄ O₂ ；分子式NH₂ CON=NCONH₂ ）或二氮烯二羧酰胺（diazinedicarboxamide），在該二半胎體20相結合並進行第二次硫化的過程中，當硫化溫度達到140℃以上時，該發泡劑13會分解汽化成無毒、無臭、自熄性的氮氣（N₂ ）及二氧化碳（CO₂ ），該氣體會在輪胎10之氣室12內產生比大氣壓高的壓力，進而提升該輪胎10之氣墊功能。

請再參閱圖11及圖12，圖11為本發明一第五較佳實施例所提供之非充氣式輪胎10之二個半胎體20的立體分解圖，而圖12係為本發明該第五較佳實施例所提供之非充氣式輪胎10之製造方法所製造出的非充氣式輪胎10之一半胎體20的側視圖。前述半胎體20係按照上述步驟a)所製得，其與圖2、3第一較佳實施例所示的半胎體類似，同樣具有一胎面部22、一胎底部23、複數連接於該胎面部22與該胎底部23之間的分隔肋24、一胎邊25，以及複數個凹孔21，惟其差異在於：各該分隔肋24更具有自連接面26往內（亦即，朝胎邊25之方向）凹陷的凹陷溝槽242，凹陷溝槽24的凹陷深度可以小於或等於該凹孔21之凹陷深度（此實施例中係小於該凹孔21之凹陷深度），且與相鄰的二個凹孔21相互連通，藉此，該等凹孔21係可藉由各個凹陷溝槽242而相互連通。其次，經由上述步驟b)將二個相同的半胎體二次硫化固接之後，二半胎體20之凹孔21係一對一地相互結合而形成出複數氣室12，且各個氣室12之間具有由一對凹陷溝槽242所組成的連通通道244，亦即，各該連通通道244係與相鄰的二個氣室12相互連通，如此所形成的非充氣式輪胎10，不但具有前述各實施例所述的優點，並可藉由彼此相互連通的氣室12提供不同之支撐性及反彈力，且可減輕輪胎10整體重量。再者，由於凹陷溝槽242與鄰近的二凹孔21相互連通，因此在步驟b進行之前，不需要在每個凹孔21中皆投放前述的氣體發泡劑，故可減少氣體發泡劑的用量並節省製程時間與成本。

最後，必須再次說明，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10:非充氣式輪胎11:中心孔 12:氣室13:發泡劑 20:半胎體21:凹孔 211:開口22:胎面部 23:胎底部24:分隔肋 242:凹陷溝槽244:連通通道 25:胎邊26:連接面 27:對準標記28:凸塊 29:嵌孔 A:假想中心軸線

圖1為本發明一第一較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法所製造出的非充氣式輪胎之立體組合圖。 圖2為本發明該第一較佳實施例中該非充氣式輪胎之立體分解圖。 圖3為本發明該第一較佳實施例中該非充氣式輪胎之一半胎體的側視圖。 圖4為圖3沿剖線4-4之剖視圖。 圖5係類同於圖4，惟顯示出相結合之二半胎體。 圖6為本發明一第二較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法所製造出的非充氣式輪胎之一半胎體的立體圖。 圖7為本發明該第二較佳實施例中該非充氣式輪胎之局部剖視立體圖。 圖8為本發明一第三較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法所製造出的非充氣式輪胎之一半胎體的側視圖。 圖9為本發明一第四較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法所製造出的非充氣式輪胎之一半胎體的側視圖。 圖10係類同於圖5，惟更顯示出設於該二半胎體內之氣體發泡劑。 圖11為本發明一第五較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之二個半胎體的立體分解圖。 圖12為本發明該第五較佳實施例所提供之非充氣式輪胎之製造方法所製造出的非充氣式輪胎之一半胎體的側視圖。

10:非充氣式輪胎

20:半胎體

21:凹孔

22:胎面部

23:胎底部

24:分隔肋

25:胎邊

26:連接面

27:對準標記

A:假想中心軸線

Claims (9)

1. 一種非充氣式輪胎之製造方法，包含有下列步驟： a) 製造出已硫化之二半胎體，使得各該半胎體具有圍繞一假想中心軸線呈圓環狀之一胎面部及一胎底部、複數連接於該胎面部與該胎底部之間的分隔肋、一連接該胎面部一側、該胎底部一側及各該分隔肋一側之胎邊、一位於該胎面部另一側、該胎底部另一側及各該分隔肋另一側之連接面，以及由該胎面部、該胎底部、該胎邊及該等分隔肋所形成之複數凹孔，該等凹孔係實質上平行於該假想中心軸線地自該連接面朝該胎邊之方向凹陷；以及 b) 將該二半胎體之連接面相互結合並硫化固定，使得該二半胎體之凹孔一對一地相互結合而形成出複數氣室。
2. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中該步驟a製造出之各該半胎體具有一對準標記，該步驟b係以該二半胎體之對準標記相互對準之方式結合該二半胎體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中該步驟a製造出之各該半胎體具有位於該連接面上之複數凸塊及複數嵌孔，各該半胎體之凸塊及嵌孔係相互交錯設置且圍繞該假想中心軸線地排列；該步驟b係以其中一該半胎體之凸塊分別嵌入其中另一該半胎體之嵌孔的方式結合該二半胎體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中該步驟a製造出之各該半胎體的分隔肋係實質上呈放射狀地自該胎底部徑向延伸至該胎面部。
5. 如申請專利範圍第4項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中該步驟a製造出之各該半胎體的分隔肋係自該胎底部朝該胎面部漸寬。
6. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中該步驟a製造出之各該半胎體的凹孔在該連接面上係實質上呈梯形、三角形或蜂巢狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中步驟a中的各該半胎體之該等凹孔係各自獨立，而在步驟b之後，該二半胎體之凹孔係相互結合而形成出複數個封閉的獨立氣室。
8. 如申請專利範圍第1項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中步驟a中的各該半胎體之各該分隔肋，更具有一實質上平行於該假想中心軸線地自該連接面朝該胎邊之方向凹陷的凹陷溝槽，各該凹陷溝槽係與相鄰的二該凹孔相互連通；在步驟b之後，該二半胎體之凹陷溝槽係相互結合而形成出複數連通通道，且各該連通通道係與相鄰的二該氣室相互連通。
9. 如申請專利範圍第1至8項其中任一項所述之非充氣式輪胎之製造方法，其中在該步驟b進行之前，先在至少其中一該半胎體的至少一該凹孔內設置一能汽化之發泡劑。

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