CN101195262B - 轮胎制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造轮胎的方法，将生胎(20)放入其中装有插入模芯(18)和气囊(22)的模具(16)中。在放入操作中，插入模芯(18)的直径降低，气囊(22)收缩。在放入操作后，插入模芯(18)的直径增加从而使生胎(20)中的胎圈(8)的内表面紧靠夹芯板(36)。胎圈介于插入模芯(18)和型腔面(34)之间。通过充气，气囊(22)逐渐膨胀。合模模具(16)从而使气囊(22)的内压进一步增加。未紧靠插入模芯(18)的生胎(20)的内周表面的部分紧靠气囊(22)。通过模具(16)和气囊(22)中的热导加热生胎(20)。

Description

轮胎制造方法

本申请要求2006年12月1日在日本提交的专利申请No.2006-325423的优先权，通过引用将其全部内容结合到本文中。 

技术领域

本发明涉及一种制造轮胎的方法。更具体地，本发明涉及在硫化轮胎步骤中的改善。 

背景技术

在硫化充气轮胎的步骤中，使用模具和气囊。模具由金属形成。气囊由橡胶形成。气囊被安装在模具中。在硫化步骤中，将预成型步骤中获得的生胎放入开模中。在放入操作中，气囊收缩。通过放入操作，使气囊位于生胎的内侧上。通过充气使气囊膨胀。通过膨胀，使生胎变形。该变形被称为成型。接下来，将模具合模使气囊的内压升高。生胎介于模具的型腔面和气囊的外表面之间，从而被加压。通过模具和气囊中的热导来加热生胎。通过加压和加热，使生胎中的橡胶组合物流动。通过流动，使模具中的空气发生运动从而从模具中排出。通过加热，橡胶发生交联反应从而获得轮胎。日本专利公报No.6-143288中已公开了一种使用气囊制造轮胎的方法。 

轮胎内表面的形状依赖于膨胀中的气囊的形状。由于气囊由橡胶形成，故其膨胀中的形状的精确度是不充足的。此外，当气囊被重复使用时，其膨胀中的形状因物理性能和厚度随时间变化而波动。因此，轮胎内表面的形状不易控制。 

在膨胀过程中，气囊逐渐紧靠生胎的内周表面。在某些情况中，生胎中的橡胶组合物因紧靠而发生意料之外的流动。在某些情况中，胎体的形状因流动而偏离设计形状。此外，当气囊的形状不均匀时，轮胎的均匀性将受影响。 

在某些情况中，使用金属制的插入模芯代替气囊。插入模芯较硬从而具有出色的尺寸精度。此外，插入模芯中没有尺寸波动。通过该插入模芯，可以获得具有出色的尺寸精度的轮胎。 

在使用插入模芯的制造方法中，需要制备具有合适尺寸的插入模芯用于各个尺寸的轮胎。插入模芯通常是昂贵的。使用插入模芯制造轮胎需要较高的成本。 

与气囊不同，插入模芯不膨胀。在模具的型腔面与插入模芯之间的距离是恒定的。也就是说，插入模芯未向生胎加压。在使用插入模芯的硫化步骤中，施加到生胎上的压力仅取决于生胎的热膨胀。该压力是不充足的。特别在其中厚度较小的生胎的区域中，压力因较小的膨胀量而变得不充足。压力不充足导致空气残留。由于压力不充足，故构成生胎的橡胶成分在某些情况中不能彼此充分结合。 

本发明的目的在于提供一种通过其能以低成本获得高质量的轮胎的制造方法。 

发明内容

根据本发明的制造轮胎的方法包括如下步骤： 

(1)形成包括胎面、胎侧壁和具有胎圈芯及三角胶的胎圈的生胎； 

(2)将生胎放入模具中；和 

(3)加热处于如下状态中的生胎，其中生胎的外表面紧靠模具的型腔面，胎圈的整个或部分内表面紧靠安装在模具中的硬的插入模芯，胎圈的表面从插入模芯的顶端开始沿径向紧靠插入模芯或模具的型腔面，以及未紧靠插入模芯的生胎的内周表面中的部分紧靠安装在模具中的软气囊。 

胎圈的形状影响轮胎的各种性能。胎圈的形状是重要的。在本发明中，胎圈被硫化并形成在模具和插入模芯之间。因此，胎圈的形状与设计形状相一致。在本发明中，未紧靠插入模芯的生胎的内周表面的部分被气囊加压。施加的压力较高。将用于本发明中的插入模芯能以较低成本获得。插入模芯具有出色的多方面适应性。通过本发明，能以较低成本获得高质量的轮胎。 

优选插入模芯的端部应沿径向位于胎圈芯的上表面和三角胶的顶端之间。优选插入模芯的直径能减小和增大。优选膨胀的气囊能紧靠插入模芯的内侧。 

附图说明

图1所示为剖面图，表示通过根据本发明的制造方法获得的轮胎的例子， 

图2所示为平面图，表示待用于制造如图1所示的轮胎的模具的一部分， 

图3所示为沿图2中的III-III剖面线获得的放大的剖面图，以及 

图4所示为放大的剖面图，表示图3中的模具的一部分。 

具体实施方式

接下来将结合优选实施方式和附图对本发明进行详细说明。 

在图1中，将垂直方向设定为径向方向，将水平方向设定为轴向方向，以及将垂直于纸面的方向设定为切线方向。如图1所示的轮胎2具有相对图中的点划线CL几乎对称的形状。点划线CL代表轮胎2的赤道面。轮胎2包括胎面4、一对胎侧壁6、和一对胎圈8。胎面4具有沿径向向外凸出的形状。胎面4与路面接触。胎侧壁6沿径向从胎面4的末端近似向内延伸。胎圈8沿径向从胎侧壁6近似向内延伸。轮胎2包括胎体10。胎体10位于胎面4、胎侧壁6和胎圈8之上。 

胎圈8包括胎圈芯12和沿径向从胎圈芯12向外延伸的三角胶14。胎圈芯12是环状的。胎圈芯12包括多个非延伸性的金属丝(典型的由钢形成的金属丝)。三角胶14沿径向向外成锥形。通过具有较高硬度的交联橡胶形成三角胶14。 

最大宽度点表示为图中的P。最大宽度点P位于除夹持部之外的轴向最外侧上。双箭头H1表示从胎圈基线BL到最大宽度点P的高度。沿径向测定高度H1。 

图2是表示待用于制造图1中的轮胎2的模具16的一部分的平面图。在图2中，插入模芯18与模具16也一起被显示。图3是沿图2中的III-III剖面线获得的放大的剖面图。在图3中，生胎20和气囊22也与模具16和插入模芯18一起被显示。 

模具16包括大量的胎面段24、一对上侧和下侧板26、和一对上侧和下侧钢丝圈28。胎面段24、侧板26和钢丝圈28均由金属材料形成。胎面段24的平面形状基本上是圆弧形。胎面段24由支架30和多个片段32构成。大量的胎面段24被连成环。胎面段24的数目通常等于或大于3且等于或小于20。侧板26和钢丝圈28基本上是环形的。模具16是所谓的“两相模具”。由胎面段24、胎侧壁26和钢丝圈形成型腔面34。 

插入模芯18包括一对夹芯板36。夹芯板36基本上是环形的。由图3中显而易见，夹芯板36位于钢丝圈28的内侧上。一对生胎20位于钢丝圈28和夹芯板36之间。一对生胎20还位于侧板26和夹芯板36之间。夹芯板36由金属材料形成。沿切向将夹芯板36分成多个部分(图中未显示)。通过分割，可以降低插入模芯18的直径。 

气囊22由交联橡胶形成。气囊22是中空的。通过用气体充气气囊22，能使气囊22膨胀。通过从气囊22中释放气体，能使气囊22收缩。图3所示为处于膨胀状态中的气囊22。气囊22沿夹芯板36的内侧扩展。此外，气囊22沿生胎20扩展。 

图4是表示图3中的模具16的一部分的放大的剖视图。在图4中，生胎20和夹芯板36也被显示。在图4中，气囊22未被显示。由图4中显而易见，胎圈8的外表面紧靠由侧板26和钢丝圈28形成的型腔面34。胎圈8的内表面的一部分紧靠夹芯板36。胎圈8介于模具16和插入模芯18之间。 

在使用模具16的硫化步骤中，将生胎放入其中装有插入模芯18和气囊22的模具16中。在放入操作中，插入模芯18的直径降低，气囊22收缩。通过放入操作，使插入模芯18和气囊22位于生胎20的内侧上。当插入模芯18的直径在放入操作后增加时，胎圈8的内表面紧靠夹芯板36。当气体被充入时，气囊22逐渐膨胀。气囊22首先沿夹芯板36扩展。气囊22进一步膨胀，从而沿生胎20的内表面扩展。合模模具16从而提高气囊22的内压。图3所示为其中气囊22发生最大膨胀的状态。通过模具16和气囊22中的热导来加热生胎20。通过加压和加热，使生胎20中的橡胶组合物流动。通过流动，使模具16中的空气发生运动，从而从模具16中排出。通过加热，橡胶发生交联反应从而获得轮胎2。 

在硫化步骤中，生胎20的外表面紧靠模具16中的型腔面34。此外，胎圈8的内表面紧靠夹芯板36。也就是说，胎圈8介于两个较硬的组件之间从而被加热。在通过该制造方法获得的轮胎2中，胎圈8的尺寸精度较高。通过该制造方法，可获得包括具有不偏离设计形状的胎圈8的轮胎2。 

当将轮胎2安装到轮辋中时，胎圈8适配于轮辋。至于通过根据本发明的制造方法获得的轮胎2，胎圈8具有适合的形状。因此，胎圈8以合适的状态紧靠轮辋。于是，充进轮胎2中的空气不从胎圈8和轮辋之间的部分中漏出。胎圈8的形状影响轮胎2的曲率。在轮胎2中，合适的曲率被获得。当将轮胎2安装到轮辋中时，合适的安装压力产生。轮胎2中的胎圈8不会以突然的加速和突然的减速偏离轮辋。通过轮胎2，保持车轮平衡。在轮胎2中，胎圈8的尺寸沿纵向有较小的改变。轮胎2具有出色的均匀性。 

由图3中显而易见，未紧靠插入模芯18的生胎20的内周表面的部分紧靠气囊22。通过气囊22，使生胎20充分受压。通过加压，使橡胶组合物充分流动从而排出空气。通过加压，构成生胎20的橡胶成分彼此紧密结合。通过组合使用插入模芯18和气囊22的制造方法，可以获得高质量的轮胎2。 

插入模芯18比传统的紧靠生胎20的整个内表面的插入模芯更便宜。此外，插入模芯18能用于制造多个轮胎2，其中胎圈8具有相同的形状和多个不同的尺寸。插入模芯18具有较高的多方面适应性。通过使用插入模芯18，可以以较低成本获得轮胎2。 

在制造方法中，夹芯板36的形状被设计。于是，可以形成具有不依赖于气囊22的形状的任选形状的胎圈8。通过采用特定形状的胎圈8，可以获得具有较高功能的轮胎2。 

在图4中，双箭头L表示从基线BL到夹芯板36的顶端的距离。双箭头H2表示胎圈芯12的上表面的高度。双箭头H3表示三角胶14的顶端的高度。高度H2和H3以基线BL为基准。沿径向测定距离L和高度H2和H3。 

考虑到胎圈8的形状的精度，优选距离L应大于高度H2。更具体地，优选距离L等于或大于10mm，进一步优选为等于或大于15mm。考虑到生胎20被气囊22充分加压以及插入模芯18的多方面适应性，优选距离L应小于高度H1(见图1)。更具体地，优选距离L等于或小于60mm，进一步优选为等于或小于40mm。在如图4所示的夹芯板36中，距离L大于高度H2，且小于高度H3。 

胎圈8中的一个可以被夹芯板36包围，另一个胎圈8可以被气囊22加压。该制造方法对于非对称轮胎是有效的。 

实施例 

实施例1 

通过使用如图2～4所示的模具、插入模芯和气囊制造轮胎。插入模芯的距离L是26mm。距离L等于三角胶的上端的高度H3。轮胎具有“215/45ZR17”的尺寸。轮胎包括胎体帘布层。胎体帘布层绕胎圈芯向上翻起。向上翻起部分的末端与胎圈基线BL的高度He是20mm。轮胎中三角胶的高度(H3-H2)是20mm。 

实施例2～4和6 

用与实施例1相同的方法制造轮胎，所不同的是插入模芯被改变。插入模芯的距离L如下表1所示。在实施例2中，距离L小于高度H2。在实施例3中，距离L等于高度H2。在实施例4中，距离L大于高度H2，且小于高度H3。在实施例6中，距离L等于高度H1。 

实施例5 

用与实施例1相同的方法制造轮胎，所不同的只是胎体帘布层的末端的高度He设定为如下表1所示。 

均匀性的评估 

根据“JASO C607：2000”所定义的均匀性测试的条件测定RFV。通过测定20个轮胎获得的结果的平均值如下表1所示。 

感官评估 

将轮胎安装到轮辋中，接着将轮胎和轮辋安装到客车上。汽车是前置发动机后轮驱动型。汽车具有3000cc的发动机排量。使汽车在赛道上进行高速行驶，并由司机评估响应特性。结果如下表1所示。数值越大，表明评价越高。 

表1评估结果 

	对照例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例1	实施例6
								插入模芯的距离L(mm)	-	3	6	18	26	26	47
(L＜H2)	(L＝H2)	(H2＜L＜   H3)	(L＝H3)	(L＝H3)	(L＝H1)
								胎体帘布层的末端的高度He(mm)	20	20	20	20	10	20	20
RFV(N)	55	51	42	37	40	38	37
								感官评估	3.0	3.5	3.5	4.0	4.0	4.0	4.5
插入模芯的适应性	-	A	B	B	B	B	C

如表1所示，根据实施例的轮胎具有各种出色的性能。根据评估结果可知，本发明的优点是显而易见的。 

还可以将插入模芯与两片模具组合使用。上述说明仅是说明性的，在不脱离本发明的范围内可以进行各种改变。 

Claims (4)

1.一种制造轮胎的方法，包括如下步骤：

(1)形成包括胎面、胎侧壁和具有胎圈芯及三角胶的胎圈的生胎；

(2)将生胎放入模具中；和

(3)加热处于如下状态中的生胎，其中生胎的外表面紧靠模具的型腔面，整个或部分胎圈的内表面紧靠安装在模具中的硬的插入模芯，胎圈从插入模芯的顶端开始沿径向向内的整个表面紧靠插入模芯或模具的型腔面，以及未紧靠插入模芯的生胎的内周表面的部分紧靠安装在模具中的软气囊，三角胶沿径向从胎圈芯向外延伸，插入模芯的顶端沿径向位于胎圈芯的上表面和三角胶的顶端之间，其中

所述插入模芯紧靠所述胎圈的表面，以及

在所述软气囊膨胀时，所述软气囊首先沿所述插入模芯扩展，然后随着所述软气囊的进一步膨胀，所述软气囊沿生胎的内表面即未紧靠所述插入模芯的生胎的内周表面的部分扩展。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述插入模芯的直径能够减小或增大。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述膨胀的气囊能紧靠插入模芯的内侧。

4.一种通过如下制造方法获得的轮胎，所述制造方法包括如下步骤：

(1)形成包括胎面、胎侧壁和具有胎圈芯及三角胶的胎圈的生胎；

(2)将生胎放入模具中；以及

(3)加热处于如下状态的生胎，其中，生胎的外表面紧靠模具的型腔面，整个或部分胎圈的内表面紧靠安装在模具中的硬的插入模芯，胎圈从插入模芯的顶端开始沿径向向内的整个表面紧靠插入模芯或模具的型腔面，以及未紧靠插入模芯的生胎的内周表面的部分紧靠安装在模具中的软气囊，三角胶沿径向从胎圈芯向外延伸，插入模芯的顶端沿径向位于胎圈芯的上表面和三角胶的顶端之间，其中

所述插入模芯紧靠所述胎圈的表面，以及

在所述软气囊膨胀时，所述软气囊首先沿所述插入模芯扩展，然后随着所述软气囊的进一步膨胀，所述软气囊沿生胎的内表面即未紧靠所述插入模芯的生胎的内周表面的部分扩展。

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