TWI670187B - 外胎內嵌入物以及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種複層式或多段之發泡外胎內嵌入物，可替換充氣內胎來模擬各種溫度及壓力下的影響，同時保持傳統充氣內胎的重量。通過使用不同密度的材料及/或這些材料的取向和厚度，實現所需之性能。複層式或多段之發泡外胎內嵌入物是利用發泡材料之蒸氣模造或擠壓成型所製成。

Description

外胎內嵌入物以及其製造方法

本發明是關於一種車輪輪胎的內胎，特別是關於一種用於腳踏車、摩托車、汽車、卡車以及其他車輛之外胎與內胎系統的發泡內嵌入物。

充氣輪胎具有被刺穿的特性是由於腳踏車或內胎式摩托車之輪胎本身彈性體材料的性質所致，當輪胎充氣時，此種彈性材料具有提供緩衝乘坐及提高牽引力的特性，以獲得較好的性能，然而，此種材料的缺點在於被尖銳物品刺破會導致輪胎的損壞。

腳踏車輪胎通常具有狹窄外胎胎體結構，其具有薄的橫截面以及內部充氣之丁基材料內胎，且此種內胎比普遍在摩托車輪胎還要更高的壓力下充氣，不幸的是，尖銳物品可容易穿透外部橡膠胎體結構以刺穿內胎。

對於所有類型的腳踏車來說，爆胎是常見的事，令騎乘者煩惱，尤其是兒童腳踏車使用充氣輪胎可能會特別麻煩。然而，成年騎乘者在偏遠地區發生了爆胎，可能會造成危險，儘管許多騎乘者會攜帶輪胎修理套件、工具以 及其他裝置，諸如用於修理爆胎的密封材料，但這些工具材料通常具有缺陷，難以進行修理。在任何情況下，受到針刺或其他尖銳物品刺穿外胎，導致內胎破裂而造成爆胎，是件令人沮喪之事。

已有各種提議提出使用不同方式來避免此種內胎穿刺的問題，試圖防止內胎穿刺的方法包括外胎墊帶，其裝置於外胎的胎裡，利用氣壓夾在胎體結構與內胎之間。此種墊帶昂貴且明顯增加輪胎重量，導致降低腳踏車之性能，增加騎乘者騎乘時的困難度。

其他解決方法試圖使用實心橡膠內胎來代替充氣內胎。雖然這種實心橡膠輪胎解決了漏氣的問題，但是高重量與缺乏緩衝的問題，使得腳踏車不易騎乘。也就是說，實心橡膠的重量會使騎乘者感到緩慢及震動，因此實心內胎不被任何騎乘者接受。

針對如農用曳引機或道路施工設備的非公路用車輛之輪胎，最常使用水基底的防刺液；在較冷氣候條件下，該防刺液填充氯化鈣、乙二醇、丙二醇以及水來填充輪胎以產生防凍效果。此種填充輪胎防刺液具有增加牽引力與減少輪胎磨損的壓載作用。最後，懸浮液中具有小纖維的注射液溶液已被採用，不過這些解決方法是短暫、沉重且安裝相當麻煩的。

先前技術關於輪胎及/或內胎的實施例如下：1984年公告的美國專利案第4,471,827號名稱「輪胎用的非充氣內胎(Non-pneumatic insert tube for tires)」顯示一種用於輪胎之非充氣內胎，其調適安裝在圓形輪圈。內襯內胎是具有薄壁的細長彈性塑料圓管，其定義在整個內胎長度延伸的連續孔。

1998年公告的美國專利案第5,795,414號名稱「耐穿刺輪胎組成(Puncture resistant tire assembly)」顯示一種充氣輪胎用的輪胎總成，其提供抗穿刺能力。輪胎總成包括內胎，其外圍包含複數個突出可偏轉結構，該結構沿著內胎外周連續設置。

2002年公告的美國專利案第6,418,991號名稱「防刺穿內胎(Puncture proof inner tube)」提供一種改善的充氣內胎，該充氣內胎由半剛性氣密橡膠胎心部形成，其由接合到胎心部外壁的複數個薄被覆克維拉(Kevlar)編織層所包覆。

2010年美國公開專利申請案第2010/0084064號名稱「無穿刺輪胎內胎、無穿刺輪胎以及輪胎內胎裝配到輪胎的方法(Puncture free tire tube,puncture free tire and method for fitting tire tube to tire)」顯示一種無穿刺輪胎內胎，其在壓縮變形下裝配到環形輪胎之外壁中，該外壁可拆卸地安裝至環形輪圈上。無穿刺輪胎內胎包含用彈性體壓出成型之長構件，且其截面積為環形外壁的內胎容納空間之截面積的1至1.3倍。

聚合物發泡是指利用固相以及氣相混合一起以形成發泡，其通常是將兩相快速結合並使系統以平順的方式反應，所取得之發泡具有包含氣泡及氣隧的聚合物基質，其 分別稱為密閉性或開放性結構。密閉性發泡通常更剛性，而開放性發泡則更有彈性或柔韌性。在製造的過程中使用的氣體被稱為發泡劑。

本發明提供一種外胎內嵌入物以及其製造方法，透過由不同發泡材料密度來製成之內部結構、外部結構及胎心結構所構成之弧形段相互接合，容納在車輪輪胎組件內，可替換充氣內胎來模擬各種溫度及壓力下的影響，同時保持傳統充氣內胎的重量，可用於所有類型的輪胎。

依據本發明之一態樣提供一種外胎內嵌入物，其包含複數弧形段，各弧形段沿著一連接表面互相連接，且包含一內部結構、一外部結構以及一胎心結構。內部結構具有一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面，外部結構具有一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面，其中第一配合面與第二配合面連接，且形成一內腔，內腔位於第一胎心接合面以及第二胎心接合面之間。胎心結構具有一T型橫截面構造，且設置於內腔。其中內部結構由一第一發泡材料製成，外部結構由一第二發泡材料製成，且第一發泡材料與第二發泡材料不同。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中第一發泡材料是一高密度發泡材料，第二發泡材料是一低密度發泡材料，且低密度發泡材料之彈性較高密度發泡材料之彈性高。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中第一發泡材料是一膨脹聚丙烯發泡材料(Expanded PolyPropylene,EPP)，第二發泡材料是一膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料(Expanded Thermoplastic PolyUrethane foam,ETPU)。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中高密度發泡材料是一密閉性發泡，低密度發泡材料是一熱塑性彈性體。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中T型橫截面構造可包含一橫向部及一腹杆部。腹杆部正交地突出於橫向部，其中第一胎心接合面與腹杆部的一側面以及橫向部的至少一部分接合。腹杆部可包含複數徑向突起，且內部結構可包含複數凹穴，各凹穴容納接合各徑向突起。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中內部結構沿著一垂直面分叉以產生一第一內部結構與一第二內部結構，第一內部結構與第二內部結構接合腹杆部之側面。

依據前段所述之外胎內嵌入物，其中內部結構沿著一垂直面分裂以產生一第一內部結構與一第二內部結構，垂直面延伸穿過各凹穴，使得內部結構沿著設置於各凹穴之間的表面互相接合。

藉此，本發明之外胎內嵌入物容納在車輪輪胎組件內，並且由發泡材料製成，來模擬充氣內胎的性能與重量，消除了充氣內胎容易被尖銳物刺破之缺點。

依據本發明之另一態樣提供一種外胎內嵌入物的製造方法，包含以下步驟。將一膨脹聚丙烯發泡材料製成一內部結構以形成一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面；將一膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料製成一外部結構以形成一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面；將另一膨脹聚丙烯發泡材料製成一胎心結構，且膨脹聚丙烯發泡材料具有一發泡密度，胎心結構被第一胎心接合面與第二胎心接合面包圍，且形成一T型結構；以及，將內部結構、外部結構、胎心結構、第一配合面、第二配合面、第一胎心接合面以及第二胎心接合面與T型結構接合，T型結構之複數介面分別與內部結構以及外部結構連接。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成胎心結構之材料之膨脹聚丙烯發泡材料具有一均勻密度。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成胎心結構之材料係選自密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡材料之混合物。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成內部結構之步驟可包含將膨脹聚丙烯發泡材料以一蒸氣模造成型；製成外部結構之步驟可包含將膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料以一蒸氣模造成型；製成胎心結構之步驟可包含將膨脹聚丙烯發泡材料以一蒸氣模造成型。

依據本發明之又一態樣提供一種外胎內嵌入物的製造方法，包含以下步驟。將複數蒸氣模造成型之膨脹聚 丙烯珠粒製造出一內部結構，其具有一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面；將複數蒸氣模造成型之膨脹熱塑性聚氨酯珠粒製造出一外部結構，其具有一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面；將複數蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出一胎心結構，形成一T型橫截面構造，且胎心結構被第一胎心接合面與第二胎心接合面包圍；將第一配合面與第二配合面黏合，且與內部結構及外部結構連接；以及，將第一胎心接合面與第二胎心結合面黏合至胎心結構，使內部結構及外部結構連接圍繞胎心結構。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構之步驟可更包含蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構之一第一部分與一第二部分，第一部分與第二部分分別具有一接合面，其用於黏合第一部分與第二部分。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構之步驟可更包含沿著一垂直面分裂內部結構，且垂直面垂直於外胎內嵌入物之一旋轉軸向。

依據前段所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構之步驟可更包含選擇一複數密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡珠粒之混合物。

10‧‧‧外胎內嵌入物

100‧‧‧弧形段

102‧‧‧連接表面

102a‧‧‧前連接部

102b‧‧‧後連接部

112‧‧‧內部結構

112a‧‧‧第一內部結構

112b‧‧‧第二內部結構

114‧‧‧外部結構

116‧‧‧胎心結構

122‧‧‧內周表面

144‧‧‧橫向部

146‧‧‧腹杆部

150‧‧‧內腔

152‧‧‧配合面

154‧‧‧上表面

156‧‧‧向下傾斜面

162‧‧‧凹穴

164‧‧‧徑向突起

166‧‧‧垂直表面

174‧‧‧側面

176‧‧‧向上傾斜面

124‧‧‧第一配合面

126‧‧‧第一胎心接合面

132‧‧‧外周表面

134‧‧‧第二配合面

136‧‧‧第二胎心接合面

P‧‧‧垂直面

100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H‧‧‧步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示本發明之一實施方式之一實施例之外胎內嵌入物的立體示意圖；第2圖係繪示第1圖實施例之外胎內嵌入物的分解圖；第3圖係繪示第1圖實施例之外胎內嵌入物之弧形段的立體示意圖；第4圖係繪示第3圖實施例之弧形段沿割線11-11的剖面圖；第5圖係繪示第3圖實施例之弧形段沿割線12-12的剖面圖；第6圖係繪示第3圖實施例之弧形段的爆炸圖；第7圖係繪示第3圖實施例之弧形段的部分分解圖；以及第8圖係繪示外胎內嵌入物之一弧形段的製造方法之步驟流程圖。

以下將參照圖式說明本發明之實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，閱讀者應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示。

請參閱第1圖及第2圖，其中第1圖繪示依照本發明一實施方式之一實施例之外胎內嵌入物10的立體示意圖，第2圖繪示依照第1圖實施例之外胎內嵌入物10的分解圖。如第1圖及第2圖所示，外胎內嵌入物10包含四弧形段100，各弧形段100沿著連接表面102互相連接，以產生一360度的環形結構。各弧形段100由複數選擇性成型之發泡結構製成，後面將更詳細的說明選擇性成型之發泡結構的細節。第1圖實施例中，弧形段100的數量為四，但其更可為多於四或少於四的獨立弧形段。例如，其中一實施例可包含一弧形段順著一連接表面互相連接，又一實施例可包含三弧形段，各弧形段延長270度並沿著三連接表面互相連接，再一實施例可包含六弧形段，各弧形段延長60度並沿著六連接表面互相連接。如第2圖所示，各弧形段100皆為一致且包含一前連接部102a及一後連接部102b，前連接部102a及後連接部102b各自與相鄰的弧形段100之對應的連接部連接，藉此，四弧形段100沿著四連接表面102相互連接以形成外胎內嵌入物10。

請參閱第3圖、第4圖以及第5圖，其中第3圖繪示第1圖實施例之外胎內嵌入物10之弧形段100的立體示意圖，第4圖繪示依照第3圖實施例之弧形段100沿割線11-11的剖面圖，第5圖繪示依照第3圖實施例之弧形段100沿割線12-12的剖面圖。如第3圖、第4圖以及第5圖所示，各弧形段100包含一內部結構112、一外部結構114以及一胎心結構116，胎心結構116被內部結構112及外部結構114包圍。 詳細地說，內部結構112具有一內周表面122、一第一配合面124以及一第一胎心接合面126。外部結構114具有一外周表面132、一第二配合面134以及一第二胎心接合面136。最後，胎心結構116形成一T型結構，且其包含一橫向部144以及一腹杆部146，腹杆部146正交地突出於橫向部144。

如第3圖、第4圖以及第5圖所示，內部結構112之第一胎心接合面126具有一周向凹部來接受胎心結構116。此外，內部結構112之第一配合面124容納接合外部結構114之第二配合面134，使得胎心結構116被包圍在一內腔150，內腔150位於第一胎心接合面126以及第二胎心接合面136之間。內部結構112之第一配合面124與外部結構114之第二配合面134黏合，以連接弧形段100之內部結構112、外部結構114以及胎心結構116。為了進一步整合內部結構112、外部結構114以及胎心結構116，內部結構112之第一胎心接合面126可與胎心結構116之腹杆部146的一配合面152黏合。同時，外部結構114之第二胎心接合面136可與T型結構之一上表面154黏合(即橫向部144)，而第一胎心接合面126可接合於橫向部144之一向下傾斜面156。

請參閱第6圖以及第7圖，其中第6圖繪示依照第3圖實施例之弧形段100的爆炸圖，第7圖繪示依照第3圖之弧形段100的部分分解圖。如第6圖及第7圖所示，內部結構112、外部結構114以及胎心結構116可進一步透過徑向 導向之凹穴162來連接，其中凹穴162為沿著外胎內嵌入物10之內圓周的等角位置所形成。第7圖實施例中，各內部結構112之凹穴162的數量為七，大約每隔12度設置一凹穴162，且各凹穴162接合所對應之腹杆部146的各徑向突起164。因此，胎心結構116沿著圓周固定且對應於弧形段100之內部結構112。

為了便於製造及組裝，內部結構112可沿著一垂直面P分叉，以產生一第一內部結構112a及一第二內部結構112b，第一內部結構112a與第二內部結構112b可沿著各凹穴162之間的垂直表面166相互接合，大約相隔12度。能理解的是，當內部結構112分叉形成第一內部結構112a與第二內部結構112b時，各皆具有(i)內周表面122、(ii)第一配合面124以及(iii)第一胎心接合面126。與上述實施例相似，第一內部結構112a及第二內部結構112b可與部分橫向部144及部分腹杆部146黏合。也就是說，如第7圖所示，各凹穴162與各徑向突起164之側面174接合，且同時接合橫向部144之一向上傾斜面176與一向下傾斜面156(如第5圖所示)。

與上述的實施例相似，內部結構112、外部結構114以及胎心結構116均由發泡材料製成，其中內部結構112包含一第一發泡材料，而外部結構114包含一第二發泡材料，第二發泡材料與第一發泡材料不同。第4圖實施例中，內部結構112包含第一發泡材料、外部結構114包含第二發泡材料以及胎心結構116通常包含與第一發泡材料相 同之發泡材料，然而胎心結構也可包含第一發泡材料與第二發泡材料的結合。較佳地，第一發泡材料為膨脹聚丙烯發泡材料，而第二發泡材料為膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料。

雖然外胎內嵌入物10之各結構可由上述實施例所描述製造，但是透過上述之製造方法製造特定材料時發現某些缺點。舉例來說，某些材料於外胎內嵌入物10在特定應用上無法提供有用的性質範圍，例如越野賽車。此外，目前使用最低成本的製造方法可能無法有效地製備所需的材料。

如前段所述，內部結構112可由膨脹聚丙烯發泡材料製成，而外部結構114可由膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料製成。胎心結構116可由上述兩種材料組合製成，但在本實施方式中，胎心結構116與內部結構112皆由膨脹聚丙烯發泡材料製成。每種材質對於外胎內嵌入物10之特性將於後面更詳細的說明。

在研發過程中，發現優選的材料無法有效地被最低成本的製造方法製造出，例如擠出成型。經過反覆試驗後，蒸氣模造成型被選為製造外胎內嵌入物10使用之膨脹聚丙烯發泡材料及膨脹熱塑性聚氨酯材料優選的製造方法之一。

蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯發泡材料是一種多用途的密閉性珠粒發泡材料，提供獨特的機械性能混合，包含優異地抗衝擊性、能量吸收性、絕緣性、耐熱性以及浮力/浮選性。此外，膨脹聚丙烯發泡材料具有重量輕、可回收、 優異的表面保護性以及對油、化學品和水有高抵抗力之特性。最後，也是最重要的是，膨脹聚丙烯發泡材料具有特別高強度的重量比，也就是說，膨脹聚丙烯發泡材料非常堅固且重量極輕。由於上述原因，膨脹聚丙烯發泡材料在汽車、包裝以及建築行業的使用上，逐漸得到推廣。

蒸氣模造成型之膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料的性質與蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯發泡材料非常地不同。儘管膨脹聚丙烯發泡材料具有高強度及高剛度，而膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料則具有高伸長率和高拉伸強度。最重要的是，膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料在較廣的溫度範圍內保持高彈性與柔和性。在彈性測試下，膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料達成超過55%的回彈性能，而在動態機械分析顯示出，即使是在極低的零下20℃的溫度下，膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料依然保持高活躍、柔和以及彈性。

無論是膨脹聚丙烯發泡材料還是膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料，在蒸氣模造成型機中，蒸氣溫度可能會也可能不會與蒸氣氣壓耦合。也就是說，蒸氣模造成型機可透過類似氣體填充過程來加壓氣體，或利用機械方法透過裂縫填充過程來加壓氣體。

上述之氣體填充過程為透過模具產生的反壓來形成壓力梯度。注射器用於將加壓後的發泡珠粒放置模腔內，而過熱之蒸氣利用高壓引入於模具中。過熱之蒸氣促使模腔內的發泡珠粒進一步膨脹，以減少珠粒之間的空氣量。達到熔點或玻璃轉化溫度時，珠粒會熔合以產生最終產品。

上述之裂縫填充過程為透過機械方法而不是利用注射氣體來對發泡珠粒施加壓力。也就是說，可透過半模的相對運動來達成氣體壓縮，例如，將凸模移動至凹模之空腔中，以減少夾帶之氣體。為了獲得更低的密度與更好的光滑表面，可採用預加壓之方法，在此方法中，增壓罐內的發泡珠粒會先產生過壓。額外的熱量會導致珠粒在固定體積的模腔內膨脹，因此使珠粒在模腔內完全加壓。

如表一所示，描述了關於製造外胎內嵌入物10之內部結構112、外部結構114以及胎心結構116進行蒸氣模造循環的主要變量。

如表二所示，描述了用於填充與傳統充氣內胎相關之環形空隙的外胎內嵌入物所使用之主要材料。此種材料組合產生了強度、剛度及彈性之精確組合以重現充氣內胎之性能，同時防止路面破壞與相關的危險。

本發明之另一實施方式之一實施例之一種外胎內嵌入物10的製造方法，包含下列步驟。將膨脹聚丙烯發 泡材料製成一內部結構112以形成一內周表面122、一第一配合面124以及一第一胎心接合面126，另外再將膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料製成一外部結構114以形成一外周表面132、一第二配合面134以及一第二胎心接合面136，之後將膨脹聚丙烯發泡材料製成一胎心結構116，且膨脹聚丙烯發泡材料具有一發泡密度，胎心結構116被第一胎心接合面126與第二胎心接合面136包圍，形成一T型結構(未另標示)，最後將內部結構112、外部結構114、胎心結構116、第一配合面124、第二配合面134、第一胎心接合面126以及第二胎心接合面136與T型結構接合，T型結構之複數介面分別與內部結構112以及外部結構114連接。

詳細來說，製成胎心結構116之材料之膨脹聚丙烯發泡材料具有一均勻密度，且選自密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡材料之混合物。另外，製成內部結構112之步驟包含將膨脹聚丙烯發泡材料以蒸氣模造成型，製成外部結構114之步驟包含將膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料以蒸氣模造成型，製成胎心結構116之步驟包含將膨脹聚丙烯發泡材料以蒸氣模造成型。

本發明之又一實施方式之一實施例之一種外胎內嵌入物10的製造方法，包含下列步驟。將複數蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出一內部結構112，內部結構112具有一內周表面122、一第一配合面124以及一第一胎心接合面126，另外再將複數蒸氣模造成型之膨脹熱塑性聚氨酯珠粒製造出一外部結構114，外部結構114具有一外周 表面132、一第二配合面134以及一第二胎心接合面136，之後將蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出一胎心結構116，形成一T型橫截面構造，且胎心結構116被第一胎心接合面126與第二胎心接合面136包圍，最後將第一配合面124與第二配合面134黏合，且與內部結構112及外部結構114連接，以及將第一胎心接合面126與第二胎心接合面136黏合至胎心結構116，使內部結構112及外部結構114連接圍繞胎心結構116。

詳細來說，蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構112之步驟更包含蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構112之第一部分(未另標示)與一第二部分(未另標示)，第一部分與第二部分分別具有一接合面，各接合面用於黏合第一部分與第二部分。另外蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出內部結構之步驟更包含沿著一垂直面P分裂內部結構112，垂直面P垂直於外胎內嵌入物10之一旋轉軸向以及選擇一複數密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡珠粒之混合物。

請參閱第8圖，第8圖繪示外胎內嵌入物10之一弧形段100的製造方法之步驟流程圖。步驟100A及100B為製造內部結構112以及外部結構114之步驟，其中，弧形之內部結構112具有一沿著T型周圍之凹槽，而外部結構114形成一圓形段。如前段所述，內部結構112可包含複數相同間隔之凹穴162來接合胎心結構116之腹杆部146的複數徑向突起164。步驟100C為製造胎心結構116，其具有一T型 橫截面構造，且接合內部結構112之凹槽或第一胎心接合面126。

內部結構112通常由膨脹聚丙烯發泡材料製成以達成高剛度以及高強度，而外部結構114通常由膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料製成以產生優異的回彈性能。關於前者，膨脹聚丙烯發泡材料密度可為EPP 30，也可從EPP 11至EPP 30中選擇。關於後者，膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料密度優選為ETPU 200，但也可從ETPU 200至ETPU 300之間選擇。在步驟100D中，內部結構112、外部結構114及胎心結構116可由各種方式接合，然而，黏合在可用技術中為最普遍的方式。在接合結構之前，必須解決其他步驟以產生期望之項目。更具體地說，在步驟100E中，具體說明了胎心結構116是否由均勻密度之膨脹聚丙烯發泡材料製成，或者在步驟100F中，說明胎心結構116是否由膨脹聚丙烯發泡材料之混合物製成，即具有一定範圍的膨脹聚丙烯發泡材料之密度。關於步驟100F，膨脹聚丙烯發泡材料之密度可從EPP 11至EPP 30中選擇。本實施例中，內部結構112由EPP 30製成，且胎心結構116由EPP 15製成。在步驟100G中，普遍的問題為考慮與內部結構112、外部結構114及胎心結構116有關聯之膨脹聚丙烯發泡材料及膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料是否為蒸氣模造成型。如果答案為肯定，內部結構112、外部結構114及胎心結構116則在步驟100H中進行蒸氣模造成型。如果答案為否定，則透過其他方式來製成各結構，例如上文所描述之技術。

整體來說，多密度、多層及多部分結構模擬了氣送管之特性，消除空氣流失的可能性以及輪胎突然失去氣體對乘坐人員所造成的危險。與多層結構及多種發泡材料相關聯之設計變量，使外胎內嵌入物仿效下列特性：(i)氣壓、(ii)性能以及(iii)重量。這些變量也可用來操作以及達到期望中的水平。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

1. 一種外胎內嵌入物，包含：複數弧形段，沿著一連接表面互相連接，且該些弧形段中至少一者包含：一內部結構，具有一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面；一外部結構，具有一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面，其中該第一配合面與該第二配合面連接，且形成一內腔，該內腔位於該第一胎心接合面以及該第二胎心接合面之間；以及一胎心結構，其具有一T型橫截面構造，且設置於該內腔；其中該內部結構由一第一發泡材料製成，該外部結構由一第二發泡材料製成，且該第一發泡材料與該第二發泡材料不同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之外胎內嵌入物，其中該第一發泡材料是一高密度發泡材料，而該第二發泡材料是一低密度發泡材料，且該低密度發泡材料之彈性較該高密度發泡材料之彈性高。
3. 如申請專利範圍第2項所述之外胎內嵌入物，其中該第一發泡材料是一膨脹聚丙烯發泡材料。
4. 如申請專利範圍第2項所述之外胎內嵌入物，其中該第二發泡材料是一膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料。
5. 如申請專利範圍第2項所述之外胎內嵌入物，其中該高密度發泡材料是一密閉性發泡。
6. 如申請專利範圍第2項所述之外胎內嵌入物，其中該低密度發泡材料是一熱塑性彈性體。
7. 如申請專利範圍第2項所述之外胎內嵌入物，其中該T型橫截面構造包含：一橫向部；以及一腹杆部，該腹杆部正交地突出於該橫向部；其中該第一胎心接合面與該腹杆部的一側面以及該橫向部的至少一部分接合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之外胎內嵌入物，其中該腹杆部包含複數徑向突起，且該內部結構包含複數凹穴，該些凹穴容納接合該些徑向突起。
9. 如申請專利範圍第8項所述之外胎內嵌入物，其中該內部結構沿著一垂直面分叉以產生一第一內部結構與一第二內部結構，該第一內部結構與該第二內部結構接合該腹杆部之該側面。
10. 如申請專利範圍第8項所述之外胎內嵌入物，其中該內部結構沿著一垂直面分裂以產生一第一內部結構與一第二內部結構，該垂直面延伸穿過各該複數凹穴，使得該內部結構沿著設置於各該複數凹穴之間的垂直表面互相接合。
11. 一種外胎內嵌入物的製造方法，包含下列步驟：(a)將一膨脹聚丙烯發泡材料製成一內部結構以形成一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面；(b)將一膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料製成一外部結構以形成一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面；(c)將另一膨脹聚丙烯發泡材料製成一胎心結構，且該膨脹聚丙烯發泡材料具有一發泡密度，該胎心結構被該第一胎心接合面與該第二胎心接合面包圍，且形成一T型結構；以及(d)將該內部結構之該第一配合面與該外部結構之該第二配合面黏合，以連接該內部結構、該外部結構以及該胎心結構，且該第一胎心接合面與該T型結構之一向下傾斜面接合，該第二胎心接合面與該T型結構之一上表面黏合，使該T型結構之複數介面分別與該內部結構以及該外部結構連接，以製成該外胎內嵌入物。
12. 如申請專利範圍第11項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成該胎心結構之材料之該膨脹聚丙烯發泡材料具有一均勻密度。
13. 如申請專利範圍第11項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成該胎心結構之材料係選自密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡材料之混合物。
14. 如申請專利範圍第11項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成該內部結構之步驟包含將該膨脹聚丙烯發泡材料以一蒸氣模造成型。
15. 如申請專利範圍第11項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成該外部結構之步驟包含將該膨脹熱塑性聚氨酯發泡材料以一蒸氣模造成型。
16. 如申請專利範圍第12項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中製成該胎心結構之步驟包含將該膨脹聚丙烯發泡材料以一蒸氣模造成型。
17. 一種外胎內嵌入物的製造方法，包含下列步驟：(a)將複數蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出一內部結構，該內部結構具有一內周表面、一第一配合面以及一第一胎心接合面；(b)將複數蒸氣模造成型之膨脹熱塑性聚氨酯珠粒製造出一外部結構，該外部結構具有一外周表面、一第二配合面以及一第二胎心接合面；(c)將該些蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出一胎心結構，形成一T型橫截面構造，且該胎心結構被該第一胎心接合面與該第二胎心接合面包圍；(d)將該第一配合面與該第二配合面黏合，且與該內部結構及該外部結構連接；以及(e)將該第一胎心接合面與該第二胎心接合面黏合至該胎心結構，使該內部結構及該外部結構連接圍繞該胎心結構。
18. 如申請專利範圍第17項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中該些蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出該內部結構之步驟更包含：該些蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出該內部結構之一第一部分與一第二部分，該第一部分與該第二部分分別具有一接合面，各該接合面用於黏合該第一部分與該第二部分。
19. 如申請專利範圍第17項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中該些蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出該內部結構之步驟更包含：沿著一垂直面分裂該內部結構，該垂直面垂直於該外胎內嵌入物之一旋轉軸向。
20. 如申請專利範圍第17項所述之外胎內嵌入物的製造方法，其中該些蒸氣模造成型之膨脹聚丙烯珠粒製造出該內部結構之步驟更包含：選擇一複數密度範圍為EPP 11到EPP 30之複數膨脹聚丙烯發泡珠粒之混合物。