CN101541521A - 充气轮胎的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种充气轮胎的制造方法，在使用包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线的无接头构件形成圆周方向加强层时、能够防止由无接头构件的卷绕位置的不均引起的空气滞留的产生。本发明的充气轮胎的制造方法，在胎面部的胎体层的外周侧，将无接头构件沿轮胎圆周方向取向、并在轮胎轴方向上呈螺旋状卷绕，形成圆周方向加强层，该无接头构件包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线，其中：将所述无接头构件的横截面形状实质上设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α设为5°≤α≤20°的范围。

Description

充气轮胎的制造方法
技术领域
本发明涉及制造使用无接头构件形成圆周方向加强层的充气轮胎的制造方法，该无接头构件包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线，更详细地说，涉及能够防止由无接头构件的卷绕位置的不均引起的空气滞留的产生的充气轮胎的制造方法。
背景技术
主要针对扁平率60％以下的重载用子午线轮胎，提出过这样的方案：在胎面部的胎体层的外周侧，追加由包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线的无接头构件构成的圆周方向加强层，由此提高带束部的耐久性。
以往，当将上述的无接头构件沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕形成圆周方向加强层时，该无接头构件的横截面形状为圆形、正方形或者长方形。即，在无接头构件包含1根钢丝帘线时横截面形状为圆形或者正方形，在无接头构件包含多根钢丝帘线时横截面形状为长方形。但是，如果在无接头构件的卷绕时其卷绕位置产生不均，则导致在轮胎内部产生空气滞留。
鉴于这样的不良情况，有这样的方案(例如，参照专利文献1)：在无接头构件上设置埋设有帘线的主体部和从该主体部突出的由覆盖橡胶构成的边缘部，在无接头构件的卷绕时使边缘部相对于主体部重叠。但是，难以稳定地成形包括主体部与边缘部的无接头构件，或者成形成本较高，所以使用这样的无接头构件并不是最良策略。
专利文献1：日本特开平8-132822号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种充气轮胎的制造方法，在使用包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线的无接头构件形成圆周方向加强层时、能够防止由无接头构件的卷绕位置的不均引起的空气滞留的产生。
用于达成上述目的的本发明的充气轮胎的制造方法，在胎面部的胎体层的外周侧，将无接头构件沿轮胎圆周方向取向、并在轮胎轴方向上呈螺旋状卷绕，形成圆周方向加强层，该无接头构件包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线，该方法的特征在于：将所述无接头构件的横截面形状实质上设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α设为5°≤α≤20°的范围。
在本发明中，通过在使用包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线的无接头构件形成圆周方向加强层时、将无接头构件的横截面形状实质设为平行四边形，并规定该平行四边形的倾斜角度α，即使在无接头构件的卷绕位置产生不均的情况下，也能够防止由此引起的空气滞留的产生。而且，横截面形状为平行四边形的无接头构件能够通过具有平行四边形的开口部的成形嘴简单地成形。
在本发明中，优选的是：在圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为S加捻时，将无接头构件的横截面形状设为左低右高的平行四边形，从轮胎轴方向右侧向左侧进行该无接头构件的卷绕；在圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时，将无接头构件的横截面形状设为右低左高的平行四边形，从轮胎轴方向左侧向右侧进行该无接头构件的卷绕。即，在卷绕时在无接头构件上产生的扭转的方向由于钢丝帘线的加捻构造而不同，所以根据该加捻构造适当设置无接头构件的横截面形状以及卷绕方向，由此能够更有效地防止空气滞留的产生。
优选的是：圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的外径为1.2mm～2.2mm，该圆周方向加强层的钢丝帘线的打入根数为17根/50mm～30根/50mm。特别在扁平率60％以下的重载用子午线轮胎中优选将圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的外径以及打入根数设为上述范围。另外，优选的是：圆周方向加强层的帘线角度相对于轮胎圆周方向为0°～5°。
优选的是：在形成圆周方向加强层的工序中，使用具备成形嘴的橡胶覆盖装置对1根或多根钢丝帘线覆盖橡胶，该成形嘴具有平行四边形的开口部，由此成形无接头构件，将从所述橡胶覆盖装置的成形嘴排出的无接头构件直接供给于成形鼓。由此，能够在良好地维持横截面形状为平行四边形的无接头构件的形状的状态下形成圆周方向加强层。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的重载用充气子午线轮胎的要部的子午线半剖视图。
图2是表示本发明的其他实施方式的重载用充气子午线轮胎的要部的子午线半剖视图。
图3是例示圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的剖视图。
图4是表示包含覆盖有橡胶的1根钢丝帘线的无接头构件的剖视图。
图5是表示包含覆盖有橡胶的多根钢丝帘线的无接头构件的剖视图。
图6是表示无接头构件的横截面形状与卷绕方形的观测方向的说明图。
图7是表示钢丝帘线的最外加捻为S加捻时的无接头构件的举动的剖视图。
图8是表示钢丝帘线的最外加捻为S加捻时的无接头构件的卷绕方向的剖视图。
图9是表示钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时的无接头构件的举动的剖视图。
图10是表示钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时的无接头构件的卷绕方向的剖视图。
图11是表示用于成形无接头构件的橡胶覆盖装置的俯视图。
图12是表示图11的橡胶覆盖装置的成形嘴的正视图。
符号说明
1：胎面部
2：胎体层
3a～3d：带束层
4：圆周方向加强层
40：无接头构件
C：钢丝帘线
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的结构进行详细说明。图1表示本发明的实施方式的重载用充气子午线轮胎的要部。如图1所示，在胎面部1的胎体层2的外周侧埋设有包含加强帘线的带束层3a～3d。从胎体侧数，第1带束层3a的相对于轮胎圆周方向的帘线角度为45°～90°，带束层3b～3d的相对于轮胎圆周方向的帘线角度为5°～30°。带束层的个数没有特别限定，但在这里在重载用子午线轮胎中采用一般的4层构造。从胎体层侧数，第2带束层3b与第3带束层3c的加强帘线互相交叉。在这些处于交叉关系的带束层3b、3c之间配置有圆周方向加强层4。
另外，圆周方向加强层4被配置在胎体层2的外周侧，但也可以如图2所示那样配置在带束层3c、3d之间，即配置在处于交叉关系的带束层3b、3c的外周侧，除此之外，也可以配置在胎体层2与带束层3a之间，带束层3a、3b之间，或者保护用带束层3d的外周侧。
圆周方向加强层4，是将包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线的无接头构件沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕而形成的，其帘线角度相对于轮胎圆周方向为例如0°～5°。该圆周方向加强层4是出于特别是在扁平率60％以下的重载用子午线轮胎中抑制由高内压引起的胎面部1的鼓起的目的而设置的。因此，圆周方向加强层4所使用的钢丝帘线的外径优选为1.2mm～2.2mm，该圆周方向加强层的钢丝帘线的打入根数优选为17根/50mm～30根/50mm。如果钢丝帘线的外径不到1.2mm，则加强效果变得不充分，所以耐久性下降，相反如果超过2.2mm，则圆周方向加强层的厚度变得过大。另外，如果钢丝帘线的打入根数不到17根/50mm，则加强效果变得不充分，所以耐久性下降，相反如果超过30根/50mm，则充气轮胎的制造成本增加。
图3例示圆周方向加强层所使用的钢丝帘线。在图3中，钢丝帘线C具有将多根下捻(下燃り)帘线C0进而捻合的加捻构造，所述下捻帘线C0是将多根钢丝f捻合而成的。钢丝帘线C的外径R为外切圆的直径。作为圆周方向加强层4所使用的钢丝帘线C，优选具有上述加捻构造，但也可以是其他的加捻构造。
图4以及图5分别例示用于形成圆周方向加强层的无接头构件。图4表示包含覆盖有橡胶的1根钢丝帘线C的无接头构件40。另一方面，图5表示包含覆盖有橡胶的多根钢丝帘线C的无接头构件40。在两种情况下，无接头构件40的横截面形状都实质设为平行四边形，该平行四边形的倾斜角度α设定为5°≤α≤20°的范围，更优选设定为5°≤α≤15°的范围。所谓倾斜角度α，是在假设为与轮胎轴方向大致平行地配置的基准边和相对于该基准边倾斜的倾斜边时，相对于该基准边垂直的垂线与倾斜边所成的角度。
在制造上述的充气子午线轮胎时，在由带束层3a～3d以及圆周方向加强层4构成的带束层构件的制造工序中，将包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线C的无接头构件40沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕而形成圆周方向加强层4。另一方面，成形包含胎体层2的1次生胎。然后，一边使1次生胎直径扩大，一边在与该1次生胎的胎面部相对应的位置接合包含圆周方向加强层4的带束层构件，成形2次生胎，然后进行该2次生胎的硫化。
在如上所述那样使用包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线C的无接头构件40形成圆周方向加强层4时，由于将无接头构件40的横截面形状实质设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α规定为上述范围，即使在无接头构件40的卷绕位置产生不均的情况下，也能够防止由此引起的空气滞留的产生。即，即使在轮胎轴方向上相邻的无接头构件40的间距过小或者过大时，由于基于倾斜角度α而倾斜的无接头构件40的侧部彼此互相重合，所以也能够避免在无接头构件40的相互之间形成较大的空隙，或者在无接头构件40上形成较大的突出部。在这里，如果倾斜角度α不到5°，则防止空气滞留的产生的效果变得不充分，相反如果超过20°，则在对钢丝帘线C进行橡胶覆盖时容易产生橡胶剥离。这样的橡胶剥离导致耐久性恶化。
在上述轮胎制造方法中，优选根据圆周方向加强层4所使用的钢丝帘线C的最外加捻适当设定无接头构件40的横截面形状与卷绕方向。即，在圆周方向加强层4所使用的钢丝帘线C的最外加捻(最终加捻工序中的加捻)为S加捻时，将无接头构件40的横截面形状设为向左低右高的平行四边形，从轮胎轴方向右侧向左侧进行该无接头构件40的卷绕；在圆周方向加强层4所使用的钢丝帘线C的最外加捻为Z加捻时，将无接头构件40的横截面形状设为右低左高的平行四边形，从轮胎轴方向左侧向右侧进行该无接头构件40的卷绕。另外，无接头构件40的横截面形状与卷绕方向，如图6所示，是在相对于成形鼓D卷绕无接头构件40时，从与无接头构件40的行进方向相对一侧观察时观测到的形状以及方向。
图7表示钢丝帘线的最外加捻为S加捻时的无接头构件的举动，图8表示钢丝帘线的最外加捻为S加捻时的无接头构件的卷绕方向。如图7所示，包含S加捻的钢丝帘线C的无接头构件40在被施加了张力时产生扭转变形而从原来的形状(通过虚线图示)向右侧变形。因此，如图8所示，将表现出上述举动的无接头构件40设为左低右高的平行四边形，将该无接头构件40的卷绕方向设为箭头A1的方向(从轮胎轴方向右侧向左侧)。由此，能够更有效地防止无接头构件40的周围的空气滞留的产生。
图9表示钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时的无接头构件的举动，图10表示钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时的无接头构件的卷绕方向。如图9所示，包含Z加捻的钢丝帘线C的无接头构件40在被施加了张力时产生扭转变形而从原来的形状(通过虚线图示)向左侧变形。因此，如图10所示，将表现出上述举动的无接头构件40设为向右低左高的平行四边形，将该无接头构件40的卷绕方向设为箭头A2的方向(从轮胎轴方向左侧向右侧)。由此，能够更有效地防止无接头构件40的周围的空气滞留的产生。
图11是表示用于成形无接头构件的橡胶覆盖装置的俯视图，图12是表示其成形嘴的正视图。在图11中，橡胶覆盖装置10包括挤压头11和安装在挤压头11上的成形嘴12。成形嘴12如图12所示，具有形成为平行四边形的开口部13。在该橡胶覆盖装置10中，在1根或多根钢丝帘线C通过挤压头11的内部时在钢丝帘线C的周围覆盖橡胶，横截面形状实质上为平行四边形的无接头构件40从成形嘴12排出。
在上述的充气轮胎的制造方法中，优选的是：在形成圆周方向加强层4的工序中，使用包括具有平行四边形的开口部13的成形嘴12的橡胶覆盖装置10对1根或多根钢丝帘线C覆盖橡胶，由此成形横截面形状实质上为平行四边形的无接头构件40，将从橡胶覆盖装置10的成形嘴12排出的无接头构件40不卷绕在卷筒上而直接供给于成形鼓D。由此，能够在良好地维持由成形嘴12的开口部13规定的无接头构件40的横截面形状的状态下形成圆周方向加强层4。
上述的充气轮胎的制造方法，能够应用于包括圆周方向加强层的各种轮胎的制造，但特别适合于制造扁平率60％以下的重载用子午线轮胎的情况。
上面，对本发明的优选的实施方式详细进行了说明，但应该理解为，只要不脱离权利要求书所规定的本发明的精神以及范围，能够对其进行各种变更、代用以及置换。
实施例
在胎面部的胎体层的外周侧、将包含覆盖有橡胶的多根钢丝帘线的无接头构件沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕形成圆周方向加强层，由此制造轮胎尺寸435/45R22.5的充气轮胎时，将无接头构件的横截面形状实质设为平行四边形，使该平行四边形的倾斜角度α各不相同(实施例1～2、以往例1以及比较例1～2)。其中，圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻方向、卷绕方向、外径以及打入根数等条件相同。
对于这些实施例1～2、以往例1以及比较例1～2，通过下述的方法，评价橡胶剥离率与空气滞留不良率，将其结果表示在表1中。
橡胶剥离率：
在供给包含多根钢丝帘线的无接头构件的过程中，通过传感器进行检查，求出钢丝帘线露出的部分的长度相对于无接头构件的全长的比例(％)。
空气滞留不良率：
对于完成轮胎进行错位散斑干涉(Shearography)检查。即，将完成轮胎配置在真空下通过目视确认由空气滞留引起的鼓起，求出产生空气滞留不良的轮胎的比例(％)。
表1
如从该表1可知，在实施例1～2中关于橡胶剥离率以及空气滞留不良率得到了良好的结果。另一方面，在以往例1以及比较例1～2中关于橡胶剥离率或空气滞留不良率没有得到良好的结果。
接下来，在胎面部的胎体层的外周侧、将包含覆盖有橡胶的多根钢丝帘线的无接头构件沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕形成圆周方向加强层，由此制造轮胎尺寸435/45R22.5的充气轮胎时，将无接头构件的横截面形状实质设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α设为10°，使钢丝帘线的最外加捻方向以及卷绕方向各不相同(实施例3～6)。其中，圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的外径以及打入根数等条件相同。
对于这些实施例3～6，通过上述的方法，评价橡胶剥离率与空气滞留不良率，将其结果表示在表2中。
表2
 实施例3  实施例4  实施例5  实施例6
  最外加捻方向   S   Z   S   Z
  卷绕方向   右→左   左→右   左→右   右→左
  倾斜角度α(°)   10   10   10   10
  帘线外径(mm)   1.95   1.95   1.95   1.95
  帘线打入根数(根/50mm)   22   22   22   22
  橡胶剥离率(％)   0   0   0   0
  空气滞留不良率(％)   0   0   1   1
从该表2可知，在圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为S加捻时，从轮胎轴方向右侧向左侧进行无接头构件的卷绕；在圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时，从轮胎轴方向左侧向右侧进行无接头构件的卷绕，由此空气滞留不良率的降低效果变大。
接下来，在胎面部的胎体层的外周侧、将包含覆盖有橡胶的多根钢丝帘线的无接头构件沿轮胎圆周方向取向并在轮胎轴方向上螺旋状地卷绕形成圆周方向加强层，由此制造轮胎尺寸435/45R22.5的充气轮胎时，将无接头构件的横截面形状实质设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α设为10°，使钢丝帘线的外径以及打入根数各不相同(实施例7～9)。其中，圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻方向以及卷绕方向条件相同。
对于这些实施例7～9，通过上述的方法，评价橡胶剥离率与空气滞留不良率，将其结果表示在表3中。
另外，对于实施例7～9以及前述的实施例3，通过下述的方法，评价耐久性、重量、制造成本，将其结果一起表示在表3中。
耐久性：
将各试验轮胎安装在轮辋尺寸22.5×14.00的轮辋上，将气压设为900kPa，安装在转鼓试验机上，以速度45km/h、载重68.65kN的条件实施行驶试验，测定直到轮胎破坏为止的行驶距离。评价结果通过将实施例3设为100的指数表示。该指数值越大意味着耐久性越优异。
重量：
测定各试验轮胎的重量。评价结果通过将实施例3设为100的指数表示。该指数值越小意味着越轻。
制造成本：
求得各试验轮胎的制造成本。评价结果通过将实施例3设为100的指数表示。该指数值越小意味着制造成本越低。
表3
  实施例3   实施例7   实施例8   实施例9
  最外加捻方向   S   S   S   S
  卷绕方向   右→左   右→左   右→左   右→左
  倾斜角度α(°)   10   10   10   10
  帘线外径(mm)   1.95   1.95   1.00   1.00
  帘线打入根数(根/50mm)   22   15   30   40
  橡胶剥离率(％)   0   0   0   0
  空气滞留不良率(％)   0   0   0   0
  耐久性(指数)   100   90   92   98
  重量(指数)   100   98   98   100
  制造成本(指数)   100   98   105   110
从该表3可知，如果圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的打入根数低于规定范围，则耐久性恶化；如果圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的外径低于规定范围，则耐久性恶化；如果圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的打入根数超过规定范围，则制造成本增加。

Claims (5)

1.一种充气轮胎的制造方法，在胎面部的胎体层的外周侧，将无接头构件沿轮胎圆周方向取向、并在轮胎轴方向上呈螺旋状卷绕，形成圆周方向加强层，该无接头构件包含覆盖有橡胶的1根或多根钢丝帘线，该方法的特征在于：将所述无接头构件的横截面形状实质上设为平行四边形，将该平行四边形的倾斜角度α设为5°≤α≤20°的范围。
2.如权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：在所述圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为S加捻时，将所述无接头构件的横截面形状设为左低右高的平行四边形，从轮胎轴方向右侧向左侧进行该无接头构件的卷绕；在所述圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的最外加捻为Z加捻时，将所述无接头构件的横截面形状设为右低左高的平行四边形，从轮胎轴方向左侧向右侧进行该无接头构件的卷绕。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所述圆周方向加强层所使用的钢丝帘线的外径为1.2mm～2.2mm，该圆周方向加强层中的钢丝帘线的打入根数为17根/50mm～30根/50mm。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：所述圆周方向加强层的帘线角度相对于轮胎圆周方向为0°～5°。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于：在形成所述圆周方向加强层的工序中，使用具备成形嘴的橡胶覆盖装置对1根或多根钢丝帘线覆盖橡胶，该成形嘴具有平行四边形的开口部，由此成形所述无接头构件，将从所述橡胶覆盖装置的成形嘴排出的所述无接头构件直接供给于成形鼓。
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