CN101352933A - 充气轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种充气轮胎的制造方法。根据该方法，通过注射模制环形三角胶条并且在将该环形三角胶条保持在未硫化状态时打开成型模，环形地露出该三角胶条的侧表面。此外，通过注射模制环形橡胶垫以及在将该环形橡胶垫保持在未硫化状态时打开成型模，环形地露出该橡胶垫的侧表面。此后，通过将保持该三角胶条的下模和保持该橡胶垫的下模重叠，以及将该三角胶条的上述侧表面层压到该橡胶垫的上述侧表面，形成整体复合橡胶构件，并且通过将该复合橡胶构件层压到胎体帘布层来形成生胎。

Description

充气轮胎的制造方法

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎的制造方法，该制造方法包括通过将多个橡胶构件层压到被成形为管状的胎体帘布层上来形成生胎(未硫化的轮胎)的步骤。

背景技术

充气轮胎是一种通过将各种橡胶构件层压到由胎体帘布层构成的框架的内侧和外侧来构造的橡胶复合体，并且在制造步骤中在生产线上将多个橡胶构件层压到被成形为管状的胎体帘布层上，由此形成生胎。这些橡胶构件包括在线绕成形鼓或胎体帘布层卷绕从而被成形为环形或圆柱形的橡胶构件，以及按照离线制造被预先成形为环形以便在必要的时候被供应到生产线的橡胶构件。

如上所述的可以离线制造的橡胶构件，通常已经通过将由挤压机模制的挤压制品在转台上旋转以被成形为环形，以及以预定长度切割该挤压制品从而接合端部来制造。但是，在此方法中，由于结合部因端部之间的叠加或者紧密接触而局部变厚，橡胶构件的形状在圆周方向变得不均匀，并且存在降低轮胎均匀性的问题。

相反地，如日本特开第2004-338626号公报中所公开的，已知一种通过将窄橡胶带螺旋地卷绕来制造环形橡胶构件的通常所说的带卷绕构造法(ribbon winding construction method)。但是，按照该方法，虽然提高了橡胶构件的形状均匀性，但增加了卷绕工时并且成形时间变长。此外，存在易于沿着橡胶带的交界面产生裂缝的问题。

此外，如以下的日本特开第2006-248037号公报中所公开的，可以考虑使用注射模塑法。该专利文献描述了一种以下述方式形成环形填充胶条或胎侧橡胶的方法：通过将未硫化的橡胶合成材料浇注到成型模的型腔内，以及通过使用覆盖件(垫子(tray))使填充胶条或胎侧橡胶从成型模脱落。按照上述方法，与挤压模制法和带卷绕构造法相比，能够大大缩短成形时间，并且还能够比较好地确保橡胶构件的形状均匀性。

在此情况下，作为可以离线制造的橡胶构件，除了填充胶条之外还有各种橡胶构件存在。例如，在图1中示出的双胎圈型轮胎中，环形外翻部10由多个可以离线制造的环形橡胶构件构造。但是，即使在离线制造这些橡胶构件的情况下，也需要根据橡胶构件的数量在线定位和层压橡胶构件的步骤。因此，已经发现在轮胎的成形精度和生产效率方面仍然有提高的空间。

发明内容

考虑到上述实际情况做出了本发明，本发明的目的是提供一种充气轮胎的制造方法，该制造方法能够缩短成形时间从而提高生产效率，同时确保轮胎的成形精度。

可以通过以下的本发明实现该目的。即，本发明提供了一种充气轮胎的制造方法，该制造方法包括通过将多个橡胶构件层压到管状胎体帘布层来形成生胎的步骤，并包括：

通过将未硫化的橡胶合成材料注射填充到第一成型模的型腔内形成环形第一橡胶构件，以及在将第一橡胶构件保持在未硫化状态时打开第一成型模从而环形地露出第一橡胶构件的侧表面的第一步骤；

通过将未硫化的橡胶合成材料注射填充到第二成型模的型腔内形成环形第二橡胶构件，以及在将第二橡胶构件保持在未硫化状态时打开第二成型模从而环形地露出第二橡胶构件的侧表面的第二步骤；

在第一步骤和第二步骤之后，将第一成型模的、保持第一橡胶构件的模部件和第二成型模的、保持第二橡胶构件的模部件重叠，从而将第一橡胶构件的裸露侧表面层压到第二橡胶构件的侧表面上以形成整体复合橡胶构件的第三步骤；以及

将复合橡胶构件层压到胎体帘布层的第四步骤。

本发明由通过根据上述的第一至第三步骤形成环形复合橡胶构件，以及根据上述的第四步骤将环形复合橡胶构件层压到胎体帘布层构成。可以离线制造该复合橡胶构件，并且本发明能够通过精确地形成可以离线制造的橡胶构件来确保轮胎的成形精度，并且能够通过高效地进行橡胶构件到胎体帘布层的层压来提高轮胎的生产效率。

也就是说，根据常规的制造方法，注射模制成的橡胶构件被作为单独的产品从模具脱离，被单独地供应到生产线以便被层压。相反，根据本发明，由于第一橡胶构件和第二橡胶构件被作为整体复合橡胶构件供应，因此能够简化在生产线上的层压操作，并且能够缩短轮胎的成形时间从而提高生产效率。此外，由于通过将成型模的、保持第一和第二橡胶构件的模部件重叠来层压第一橡胶构件和第二橡胶构件，因此与在橡胶构件从模具脱离之后将其层压的情况相比提高了定位精度，并且能够确保轮胎的成形精度。

此外，在本发明中，由于通过注射模制法来获得第一和第二橡胶构件，因此可以获得优异的形状均匀性，并且可以良好地确保轮胎的均匀性。此外，由于第一和第二橡胶构件被保持在未硫化状态，因此提高了复合橡胶构件相对于胎体帘布层的粘结性，在硫化轮胎时不会产生过硫化。在此情况下，“未硫化状态”指没有进行硫化的状态，但是并不限于完全没有发生硫化反应的状态，而是包括半硫化状态和与JISK6200所定义的欠硫化(没有达到最佳硫化的硫化状态)相应的状态。

在上述方法中，优选地，在第四步骤中的胎体帘布层处于中心部在直径方向上向外侧外翻并且端部被卷起的状态。因此，能够优选地在抑制复合橡胶构件的形状变化的同时确保轮胎的成形精度。

本发明尤其适用于其中第一和第二橡胶构件由被成形为向胎圈部的在轮胎宽度方向上的外侧外翻的环形外翻部构成的情况。由于环形外翻部往往包括多个部件，因此根据常规的制造方法存在工时增加的趋势，并且轮胎成形操作复杂，但是，上述的本发明可以缩短成形时间从而提高生产效率。

附图说明

图1是示出了依据本发明制造的充气轮胎的实例的轮胎子午线的半横截面图；

图2(a)至2(c)是示意性示出了制造充气轮胎的状态的横截面图；

图3(a)至3(c)是示意性示出了形成三角胶条(apex rubber)的状态的横截面图；

图4是示意性示出了形成橡胶垫之后的状态的横截面图；以及

图5是示意性示出了形成复合橡胶构件的状态的横截面图。

具体实施方式

将参照附图说明本发明的实施方案。

图1是示出了依据本发明制造的充气轮胎的一个实例的轮胎子午线的半横截面图。该充气轮胎包括一对胎圈部1、从轮胎的相应胎圈部1径向向外延伸的胎侧部2以及设置在这些胎侧部2之间的胎面部3。在胎圈部1中布置有由胎圈钢丝的汇聚体构成的环形胎圈1a，以及在胎圈1a的、在轮胎直径方向上的外侧被成形为三角形横截面形状的填充胶条12，并且以将它们夹紧的方式将胎体帘布层14的端部向外侧卷起，其中胎圈钢丝由钢丝或类似物构成。

用于保持气压的气密橡胶(inner liner rubber)5布置在胎体帘布层14的内周侧。此外，垫带橡胶17布置在胎体帘布层14的胎圈部1的外周缘，胎侧橡胶11布置在胎体帘布层14的胎侧部2的外侧。此外，带束层6和用于在环箍效应的基础上进行增强的带束增强件7布置在胎体帘布层14的胎面部3的外周侧，胎面橡胶4进一步布置在它们的外周侧。胎体帘布层14由相对于轮胎中纬线(equator)C大致成90度角延伸的帘线构成。钢和诸如聚酯、人造丝、尼龙、芳族聚酰胺或类似物的有机纤维可以用于帘线。

上述充气轮胎是一种即使在由于刺穿或类似情况而导致内压力降低的情况下也能够行驶的漏气保用轮胎，具有月牙形横截面形状的增强橡胶垫9布置在胎侧部2的内侧。增强橡胶垫9具有支撑内压力降低的轮胎以防止轮胎完全跑气的功能，并且例如由具有橡胶硬度在65至90度的橡胶的橡胶构件构成，该硬度是通过基于JISK6253的A型硬度计硬度试验(type A durometer hardness test of JISK6253)进行测量而获得的。通过本发明制造的充气轮胎不限于漏气保用轮胎。

此外，充气轮胎具有被成形为向胎圈部1的、在轮胎宽度方向上的外侧外翻的环形外翻部10，并且由其中胎圈1b布置在环形外翻部10中的双胎圈型漏气保用轮胎构成。在上述轮胎中，由于在漏气行驶状态下行驶时由胎圈1b增强的环形外翻部10被压到轮辋凸缘8a上，因此防止了胎圈部1从轮辋8脱离。胎圈1b不限于由与胎圈1a相同的胎圈钢丝的汇聚体构成，而是例如可以由有机纤维的汇聚体、将纤维增强橡胶作为原料的橡胶胎圈以及类似物构成。

环形外翻部10在轮胎宽度方向上相比轮辋凸缘8a外翻到更外侧，并且具有沿着轮辋凸缘8a的外周侧曲面延伸的内周面。该内周面由具有优异耐磨性的垫带橡胶17构成，并且在本实施方案中被构造为使得由胎圈包布等等构成的增强层16沿着该内周面布置。此外，在环形外翻部10中，布置有在胎圈1b的、在轮胎直径方向上的外侧布置以被成形为三角形横截面形状的三角胶条15，以及邻近胎体帘布层14的卷起的端部布置的橡胶垫18。环形外翻部10可形成于至少一个胎圈部1中，并可仅形成于在安装时形成车辆外侧的一侧。

下文将描述一种制造充气轮胎的方法。图2(a)至2(c)是示意性示出了制造充气轮胎的状态的横截面图。

首先，如图2(a)所示，在气密橡胶5和增强橡胶垫9围绕成形鼓20的外周面卷绕，并且增强橡胶垫9卷绕在气密橡胶5上的状态下，这些部件被成形为圆柱形。随后，将胎体帘布层14布置在它们的外周侧以使其被成形为管状，将已经被预先离线成形为环形的胎圈1a和填充胶条12从外侧插到预定位置。

然后，如图2(b)所示，通过胎圈1a将胎体帘布层14的端部卷起，胎圈1a和填充胶条12被夹在中间。上述卷起操作可以用手工来执行，但是也可以用气囊状物(bladder)(未示出)来执行。此外，大约在卷起端部时或者在卷起端部的同时，使胎体帘布层14的中心部(图2中的左侧部分)变形从而在直径方向上向外侧外翻。上述外翻变形可以在通过已知的胎圈锁定机构(未示出)将胎圈1a固定以及使胎体帘布层14的中心部移动从而彼此靠近的同时，通过布置在胎体帘布层14的中心部的内周侧的诸如可膨胀刚性芯、气囊状物等等的膨胀机构(未示出)来实现。

然后，如图2(c)所示，将用于构成环形外翻部10的胎圈1b、三角胶条15和橡胶垫18层压到胎体帘布层14的侧部，然后将增强层16、垫带橡胶17和胎侧橡胶11层压到它们的外侧。通过用气囊状物(未示出)将垫带橡胶17和胎侧橡胶11卷起，可将它们层压。此后，通过进一步使胎体帘布层14外翻变形以及将它层压到布置在其外周侧的胎面构件(未示出)的内周面来形成生胎。胎面构件对应于在不同的步骤中将胎面橡胶4、带束层6和带束增强件7整合而制造的圆柱形构件。

如上所述的形成生胎的步骤在成形鼓20上进行并且归于在线制造，但是，三角胶条15和橡胶垫18可以预先通过离线制造被成形为环形，并且可在必要的时候被供应至生产线以便被层压到胎体帘布层14上。下文将描述从将三角胶条15和橡胶垫18成形至将它们层压的步骤。在本实施方案中，三角胶条15对应于第一橡胶构件，橡胶垫18对应于第二橡胶构件。

图3(a)至3(c)是示意性示出了形成三角胶条15的状态的横截面图。成型模36(对应于第一成型模)设有其中环形凹槽39被形成在上表面上的下模37以及布置在下模37上侧的上模38，并且成型模36被构造为可通过相对于上模38相对地向上和向下移动下模37而打开和关闭。如图3(b)所示，胎圈1b布置在环形凹槽39的底部，并且通过将该成型模夹紧，在模具37和38两者的界面中形成具有与三角胶条15相应的形状的型腔31。

在上模38中形成有进料路径32，该进料路径由从上表面的中心朝向下侧延伸的注入口、从注入口延伸从而在宽度方向上分支到两侧的流道以及从流道的端部延伸同时横截面变小的浇口构成。上模38被构造为使得可将未硫化的橡胶合成材料从注射机构(未示出)浇注到型腔31中。此外，在成型模36中设有温度控制机构，并且该温度控制机构被构造为控制温度、温度控制定时等等。

在本实施方案中，以下述的方式形成三角胶条15。也就是说，通过将胎圈1b布置在下模37的环形凹槽39内，然后如图3(b)所示将成型模36夹紧，以及将未硫化的橡胶合成材料注射填充到在内部形成的型腔31中，将环形三角胶条15与胎圈1b整体成形。随后在将形成的三角胶条15保持在未硫化状态时打开成型模36，如图3(c)所示环形地露出三角胶条15的侧表面15a(对应于第一步骤)。

在上述描述中，在浇注未硫化的橡胶合成材料时将成型模36加热并保持在使得能够确保未硫化的橡胶合成材料的流动性的温度。该温度可以低于硫化温度，或者可以以与常规注射模塑法相同的方式被设定为硫化温度。在三角胶条15处于未硫化状态时将成型模36脱模，并且当需要时可以将成型模36冷却为防止发生硫化。

可以通过与三角胶条15的形成步骤相同的步骤形成橡胶垫18。也就是说，通过利用其中形成有具有与橡胶垫18对应的形状的型腔的成型模(未示出)(对应于第二成型模)将未硫化的橡胶合成材料注射填充到型腔内，形成橡胶垫18，并且通过在将橡胶垫18保持在未硫化状态时打开该成型模，如图4所示环形地露出橡胶垫18的侧表面18a。在三角胶条15的成形和橡胶垫18的成形中，可以先进行任何一个。

如下所述形成环形复合橡胶构件19：通过形成三角胶条15和橡胶垫18，此后如图5所示将保持三角胶条15的下模37(对应于第一成型模的、保持第一橡胶构件的模部件)与保持橡胶垫18的下模47(对应于第二成型模的、保持第二橡胶构件的模部件)重叠，并且将三角胶条15的裸露侧表面15a层压到橡胶垫18的裸露侧表面18a上以形成整体(对应于上述的第三步骤)。

在本实施方案中，在将三角胶条15的侧表面和橡胶垫18的侧表面彼此层压时，将保持橡胶垫18的下模47上下颠倒，以便将其重叠放置。由于处于未硫化状态的橡胶垫18具有高粘性并且被紧密连附到下模47上，因此即使如上所述将橡胶垫18倒过来，橡胶垫18也不会从下模47脱落。在此情况下，为了更可靠地防止橡胶垫18脱落，通过使下模47的环形凹槽的表面粗糙度小可以提高吸盘效应，或者可以通过与环形凹槽的底面连通的吸孔将橡胶垫18吸住和保持住。此外，可将下模37和下模47设置成通过旋转90度而获得的直立姿态，以便使其彼此重叠。

在需要时，将如上所述形成的复合橡胶构件19供应到在图2(b)所示状态下的生产线，并且将其如图2(c)所示层压到胎体帘布层14(对应于上述的第四步骤)。由于通过将注射模制成的三角胶条15和橡胶垫18在被下模37和下模47保持的状态下层压来形成复合橡胶构件19，因此与脱模之后层压的情况相比可以提高定位精度，而且形状均匀性优异，并且能够良好地确保轮胎的均匀性。由于复合橡胶构件19被保持在未硫化状态，因此复合橡胶构件19相对于胎体帘布层14具有良好粘结性，并且在将轮胎硫化时不会产生过硫化。

从下模37和下模47取出的复合橡胶构件19可被层压到胎体帘布层14上，但是，优选地，在通过从图5中所示的状态仅仅去除下模47而由下模37保持复合橡胶构件19时，将复合橡胶构件19供应到生产线以将其层压到胎体帘布层14上。因此，能够精确和容易地将复合橡胶构件19相对于胎体帘布层14定位。通过例如通过利用顶出销(eject pin)将胎圈1b往上敲，可以将复合橡胶构件19平稳地从下模37取出。

在将三角胶条15和橡胶垫18作为单独的部件来分别制备，随后将它们输送至生产线的情况下，需要在在成形鼓20上操作--即在线操作--的基础上将橡胶垫18定位和层压，随后将三角胶条15定位和层压，但是，根据本实施方案，将复合橡胶构件19定位和层压在成形鼓20上是足够的。因此，能够简化在生产线上的层压操作，并且能够缩短轮胎的成形时间，从而提高生产效率。

除了在形成生胎时如上所述将复合橡胶构件层压到胎体帘布层上的步骤之外，根据本发明的充气轮胎的制造方法与常规方法相同，并且可以适当地利用已知的轮胎形成步骤而不限于图2中示出的步骤。在此情况下，优选地，当复合橡胶构件被层压时胎体帘布层处于一种中心部在直径方向上向外侧外翻并且端部被卷起的状态下，例如上述的实施方案。因此，能够优选地在抑制复合橡胶构件的形状变化的同时，确保轮胎的成形精度。根据本发明制造的充气轮胎的结构不限于图1中示出的结构，并且其材料和形状也没有特别限制。

本发明尤其适用于形成复合橡胶构件的橡胶构件由构成环形外翻部的橡胶构件组成的情况，例如上述的实施方案。由于环形外翻部往往包括多个部件，因此根据常规的制造方法存在工时增加的趋势，并且轮胎成形操作复杂，但是，本发明可以缩短成形时间从而提高生产效率。在此情况下，本发明并不限于此。例如，在安装到货运卡车或者类似车辆的轮胎中，由于胎侧加强部和胎圈周边由多个橡胶构件构成，因此能够将它们以如上所述的复合橡胶构件的形式层压。此外，结构可以被制造为使得通过将不同类型的未硫化橡胶合成材料注射填充到成型模的型腔内来形成环形多层橡胶构件，以及通过利用该环形多层橡胶构件形成复合橡胶构件。

Claims (3)

1.一种包括通过将多个橡胶构件层压到管状胎体帘布层来形成生胎的步骤的充气轮胎的制造方法，包括：

通过将未硫化的橡胶合成材料注射填充到第一成型模的型腔内形成环形第一橡胶构件，以及在将所述第一橡胶构件保持在未硫化状态时打开所述第一成型模从而环形地露出所述第一橡胶构件的侧表面的第一步骤；

通过将未硫化的橡胶合成材料注射填充到第二成型模的型腔内形成环形第二橡胶构件，以及在将所述第二橡胶构件保持在未硫化状态时打开所述第二成型模从而环形地露出所述第二橡胶构件的侧表面的第二步骤；

在第一步骤和第二步骤之后，将所述第一成型模的、保持所述第一橡胶构件的模部件和所述第二成型模的、保持所述第二橡胶构件的模部件重叠，从而将所述第一橡胶构件的裸露侧表面层压到所述第二橡胶构件的所述侧表面以形成整体复合橡胶构件的第三步骤；以及

将所述复合橡胶构件层压到胎体帘布层的第四步骤。

2.根据权利要求1的充气轮胎的制造方法，其中在第四步骤中所述胎体帘布层处于中心部在直径方向上向外侧外翻并且端部被卷起的状态。

3.根据权利要求1的充气轮胎的制造方法，其中所述第一橡胶构件和所述第二橡胶构件构成一个被成形为向胎圈部的、在轮胎宽度方向上的外侧外翻的环形外翻部。

Images