CN101823409A - 充气轮胎和用于制造充气轮胎的方法 - Google Patents

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Abstract

充气轮胎和用于制造充气轮胎的方法。充气轮胎包括；胎体；置于胎体的沿着轮胎径向方向的内侧处的内衬；被置于胎体和内衬之间的联结橡胶层，内衬和联结橡胶层被层叠，使得其端部沿着轮胎周边方向相互移位，内衬和联结橡胶层被拼接使得内衬沿着轮胎周边方向的端部相互交迭且使得联结橡胶沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。该方法包括：层叠内衬和联结橡胶层，使内衬和联结橡胶层的端部沿轮胎周边方向相互移位以形成层叠片；在成形滚筒上缠绕层叠片；拼接内衬和联结橡胶层，使内衬的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭使联结橡胶的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。根据本发明，在拼接部分中在内衬的端部之间和在联结橡胶的端部之间的结合强度被改进。

Description

充气轮胎和用于制造充气轮胎的方法
相关申请的交叉引用
本公开涉及在于2009年1月20日提交的日本专利申请JP2009-010092中包含的主题，该专利申请在此通过引用而被以其整体并入。
技术领域
本发明涉及一种被用于车辆例如小汽车、卡车和公共汽车的充气轮胎和一种用于制造该充气轮胎的方法。
背景技术
传统的充气轮胎设有在沿着轮胎宽度方向置放的一对胎圈部分之上形成的胎体和沿着胎体的轮胎径向方向置于内侧的内衬。联结橡胶(tie rubber)通常被置于内衬和胎体之间以防止剥离。通常，内衬由主要包括丁基橡胶并且具有低的气体渗透性的橡胶制成，并且联结橡胶由与胎体相同种类的橡胶制成。
当制造这种充气轮胎时，预先层叠的内衬和联结橡胶缠绕成形滚筒从而沿着轮胎周边方向将其端部相互拼接。在这个拼接部分中，内衬的外表面和联结橡胶的内表面单独地相互接触，并且因此，不同类型的橡胶被相互结合。因此，当轮胎在运转时反复地变形时，由于橡胶性质差异而在拼接部分中引起剥离，从而不利地引起裂纹。
作为针对这个缺点的一项已知对策，沿着通过层叠内衬和联结橡胶而获得的片的轮胎周边方向的端部被切割成相对厚度方向倾斜，从而被设置成具有锐角倾斜面的内衬的沿着轮胎周边方向的第一端部能够与内衬的沿着轮胎周边方向的第二端部的内表面接触，并且被设置成具有锐角倾斜面的联结橡胶的沿着轮胎周边方向的第二端部能够与联结橡胶的沿着轮胎周边方向的第一端部的外表面接触。因此，内衬和联结橡胶被沿着轮胎周边方向连续地拼接。在JP-A-11-005261中公开了这种技术的一个实例。
然而，当如在传统技术中那样通过层叠内衬和联结橡胶而获得的片被切割成具有沿着轮胎周边方向倾斜的端部时，在拼接部分中交迭的倾斜面的长度不是足够的，并且因此，为了改进防止裂纹发生的效果，有必要进一步改进在内衬的端部之间和在联结橡胶的端部之间的结合强度。发明内容本发明的目的之一在于提供一种充气轮胎和一种用于制造该充气轮胎的方法，在该充气轮胎中，在拼接部分中在内衬的端部之间和在联结橡胶的端部之间的结合强度得以改进。根据本发明的一个方面，提供一种充气轮胎，包括；胎体；置于胎体的沿着轮胎径向方向内侧处的内衬；和，被置于胎体和内衬之间的联结橡胶层，其中该内衬和该联结橡胶层被层叠，使得其端部沿着轮胎周边方向相互移位，并且其中该内衬和该联结橡胶层被拼接，使得内衬沿着轮胎周边方向的端部相互交迭并且使得联结橡胶沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。根据本发明的另一个方面，提供一种用于制造充气轮胎的方法，该充气轮胎包括：胎体；置于胎体的沿着轮胎径向方向的内侧处的内衬；和，被置于胎体和内衬之间的联结橡胶层，其中该方法包括：层叠该内衬和该联结橡胶层，使得其端部沿着轮胎周边方向相互移位，以形成层叠片；使所述层叠片缠绕成形滚筒；并且拼接该内衬和该联结橡胶层，使得该内衬沿着轮胎周边方向的端部相互交迭，并且使得该联结橡胶沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。附图说明将参考附图描述实现本发明的各种特征的总体配置。提供了附图和相关说明以示意本发明的实施例而非限制本发明的范围。图1是根据本发明的一个实施例的充气轮胎的局部前截面视图。图2是轮胎制造过程的一个部分的概略图表。图3A、3B和3C是内衬和联结橡胶的侧视图。图4A和4B是内衬和联结橡胶的拼接部分的侧视图。图5是示意滚压并且层叠内衬和联结橡胶的步骤的侧视图。图6是辊模的前视图。图7是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的过程的平面视图。图8是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图9是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图10是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图11是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图12是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图13是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图14是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图15是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图16是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图17是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图18是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图19是示意在切割并且成形内衬和联结橡胶的步骤中的另一过程的平面视图。图20是测试结果的图表。具体实施方式在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在以下说明中，相同或者类似的构件将由相同的附图标记表示，并且其重复说明将被省略。
根据本发明实施例的充气轮胎包括在轮胎外周边一侧上形成的胎面部分1、在沿着轮胎宽度方向的两侧上形成的一对侧壁部分2，和在沿着轮胎宽度方向的两侧上形成的一对胎圈部分3。而且，充气轮胎包括置于轮胎内侧上的内衬4、置于内衬4外侧的胎体部件5、置于沿着轮胎宽度方向的两侧上的一对胎圈部件6、置于胎体部件5外侧的束带7、置于轮胎的外周边一侧上的胎面部件8，和置于轮胎两侧上的一对侧壁部件9。
内衬4由主要包括丁基橡胶的、具有低的气体渗透性的橡胶片制成，并且被置于胎体部件5的内周边一侧上。利用联结橡胶(联结橡胶层)4a将内衬4附着到胎体部件5的内周边，联结橡胶由与用于被夹在其间的胎体部件5的橡胶等效的橡胶制成。内衬4和联结橡胶4a的沿着轮胎周边方向的端部被分别地形成为相对轮胎径向方向倾斜的倾斜面A1和A2，并且倾斜面A1和A2中的每一个被形成为相对垂直于轮胎径向方向的方向具有不小于10度并且不大于50度的倾斜角度θ。
胎体部件5由橡胶片制成，在该橡胶片中，多个胎体帘布层5a被沿着轮胎周边方向布置，并且其沿着宽度方向的两端被沿着轮胎宽度方向从内侧到外侧地朝向侧壁部分2折叠从而包进胎圈部件。
胎圈部件6包括胎圈芯6a和胎圈填料6b，胎圈芯6a包括例如金属丝的丝束，胎圈填料6b由具有基本三角形截面的橡胶制成，并且胎圈填料6b被置于胎圈芯6a外侧。
束带7是通过利用橡胶片涂覆由钢、高强度纤维等制成的带绳而获得的，并且被置于胎体部件5的外周边一侧上。
胎面部件8是由通过挤出模塑形成的橡胶制成的，被置放成覆盖胎体部件5的沿着宽度方向的中心部分和束带7的外周边，并且在它的外周边上具有作为在硫化模塑期间形成的胎面花纹的凹槽1a。
侧壁部件9是由通过挤出模塑形成的橡胶制成的并且被置放成覆盖胎体部件5的沿着轮胎宽度方向的两侧。
下面，将描述用于制造这个实施例的充气轮胎的方法。附带说一句，在下面描述的步骤仅仅是用于充气轮胎的制造过程的一个部分并且省略了其它步骤。可以通过应用传统技术执行从以下说明省略的步骤。
在用于执行滚压并且层叠内衬和联结橡胶的步骤的第一制造设备10中，如在图5中所示意地，利用第一辊模12滚压从第一挤出器11挤出的橡胶从而形成将被用作内衬的第一橡胶片R1，并且利用第二辊模14滚压从第二挤出器13挤出的橡胶从而形成将被用作联结橡胶的第二橡胶片R2。第一辊模12包括竖直地布置的一对辊12a和12b，并且上辊12a在它的外周边上具有用于将第一橡胶片R1形成为给定厚度的凹部12c。凹部12c的沿着宽度方向的两端呈锥形，从而形成内衬4的倾斜面A1。第二辊模14包括竖直地布置的一对辊14a和14b，并且上辊14a具有用于形成第二橡胶片R2的凹部14c。分别地由辊模12和14形成的第一橡胶片R1和第二橡胶片R2被沿着厚度方向层叠并且利用压力辊15的压力而被相互结合。第二挤出器13和第二辊模14被置于第一挤出器11和第一辊模12后面，从而从第二辊模14供给的第二橡胶片R2能够被输送到第一挤出器11和第一辊12上方，并且因此，第二橡胶片R2被置于从第一辊模12供给的第一橡胶片R1之上。此时，在层叠橡胶片R1和R2时，它们沿着宽度方向(相应于轮胎周边方向)以给定长度L(例如不小于12mm并且不大于24mm)相互移位，如在图3A和3B中所示意地，并且利用压力而被相互结合，如在图3C中所示意地。结果，获得了层叠片R3，其中第一橡胶片R1(相应于内衬)在沿着宽度方向的一端处以长度L凸出超过第二橡胶片R2(相应于联结橡胶)，并且第二橡胶片R2(相应于联结橡胶)在沿着宽度方向的另一端处以长度L凸出超过第一橡胶片R1(相应于内衬)。如此获得的层叠片R3缠绕载架16的滚筒16a，从而被输送到被用于以下步骤的第二制造设备20。
接着，在用于执行切割并且形成内衬和联结橡胶的步骤的第二制造设备20中，如在图7中所示意地，被从载架16的滚筒16a拉出的层叠片R3被第一输送器21沿着长度方向(朝向沿着轮胎宽度方向的第一侧)输送并且被刀具22沿着宽度方向(相应于轮胎周边方向)切割成给定宽度W，由此形成第一层叠片R3-1。接着，如在图8中所示意地，第一层叠片R3-1被移动到第二输送器23上，并且如在图9中所示意地，第三输送器24被朝向沿着轮胎宽度方向的第二侧移动从而被置于第二输送器23下面。随后，如在图10中所示意地，在由第二输送器23沿着相同方向供给第一层叠片R3-1时，第三输送器24被朝向沿着轮胎宽度方向的第一侧移动，由此如在图11中所示意地将第一层叠片R3-1移动到第三输送器24上。此后，如在图12中所示意地，被从载架16的滚筒16a拉出的另一层叠片R3被第一输送器21沿着长度方向(朝向沿着轮胎宽度方向的第一侧)输送并且被刀具22沿着宽度方向(相应于轮胎周边方向)切割成给定宽度W，由此形成第二层叠片R3-2。接着，如在图13中所示意地，第二层叠片R3-2被移动到第二输送器23上，如在图14中所示意地，第二输送器23被朝向沿着轮胎周边方向的第一侧移动，并且如在图15中所示意地，第三输送器24被朝向沿着轮胎宽度方向的第二侧移动从而被置于第二输送器23下面。随后，如在图16中所示意地，在由第二输送器23沿着相同方向供给第二层叠片R3-2时，第三输送器24被朝向沿着轮胎宽度方向的第一侧移动，由此将第二层叠片R3-2移动到第三输送器24上从而使得第二层叠片R3-2的沿着轮胎周边方向的第一侧上的端部与第一层叠片R3-1的沿着轮胎周边方向的第二侧上的端部交迭。然后，层叠片R3-1和R3-2被相互拼接。此后，如在图18中所示意地层叠片R3-1和R3-2缠绕转移滚筒25，并且然后如在图19中所示意地从转移滚筒25缠绕成形滚筒26，从而将第一层叠片R3-1的在沿着轮胎周边方向的第一侧上的一端拼接到第二层叠片R3-2的在沿着轮胎周边方向的第二侧上的一端。以此方式，层叠片R3-1和R3-2被沿着轮胎周边方向以相等间隔在两个部分中相互拼接。
因为内衬4和联结橡胶4a沿着轮胎周边方向相互移位以使得它们的沿着轮胎周边方向的端部以如在图4A中示意的长度L相互移位，所以内衬4在沿着轮胎周边方向的一端处以长度L凸出超过联结橡胶4a并且联结橡胶4a在沿着轮胎周边方向的另一端处以长度L凸出超过内衬4。因此，如在图4B中所示意地，当内衬4和联结橡胶4a被层叠和拼接时，足够地保证了在内衬4的端部之间沿着轮胎周边方向的拼接长度S1和在联结橡胶4a的端部之间沿着轮胎周边方向的拼接长度S2。此外，因为内衬4和联结橡胶4a是通过沿着轮胎宽度方向切割沿着轮胎宽度方向滚压的橡胶片R1和R2分别地形成的并且是使得切割方向按照轮胎周边方向而被形成的，所以通过滚压过程而使得沿着轮胎宽度方向(相应于滚压方向)的弹性比沿着轮胎周边方向的弹性更高。因此，沿着轮胎周边方向的弹性低于沿着轮胎宽度方向的弹性，并且因此能够抑制裂纹发生。
关于裂纹发生和轮胎静平衡测试根据实例1和2以及传统例1和2的轮胎，由此获得在图20中示意的结果。在传统例1中，内衬和联结橡胶被层叠使得它们的沿着轮胎周边方向的端部并不相互移位，并且在传统例2中，内衬和联结橡胶被层叠使得它们的沿着轮胎周边方向的端部并不相互移位并且被切割成相对厚度方向倾斜。在传统例1和2这两者中，一个内衬和一个联结橡胶被层叠并且在沿着轮胎周边方向的一个部分中被拼接。在另一方面，在实例1和2的每一个中，内衬和联结橡胶中的每一个被形成为具有相对轮胎径向方向倾斜的沿着轮胎周边方向的倾斜端部，并且它们被移位以使得它们的沿着轮胎周边方向的端部相互移位6mm。在实例1中，一个内衬和一个联结橡胶被层叠并且在沿着轮胎周边方向的一个部分中被拼接，并且在实例2中，两个内衬和两个联结橡胶被层叠并且沿着轮胎周边方向以相等间隔在两个部分中被拼接。此外，在实例1和2以及传统例1和2中的每一个中，内衬具有0.7mm的厚度并且联结橡胶具有0.7mm的厚度。通过采用225/45R18的轮胎尺寸和180kPa的轮胎压力执行测试。
在关于裂纹发生的测试中，在于使用室内滚筒测试机器的低压运转测试中运转4800km之后，利用一种指标表达在内衬的拼接部分中引起的裂纹的深度倒数，使得传统例1的指标被视为指标100，并且该指标数值越大，则轮胎被评价为越优良。作为测试结果，发现与在传统例1和2的轮胎中相比，在实例1和2的轮胎中引起更少的裂纹。
在关于轮胎静平衡的测试中，根据JASOC607测量轮胎静平衡，并且利用一种指标表达测得的静平衡，使得传统例1的指标被视为指标100，并且该指标数值越大，则轮胎被评价为越优良。作为测试结果，发现根据本发明的实例2的轮胎在轮胎静平衡方面优于传统例1和2的轮胎静平衡并且实例1和实例2在一致性方面得以改进。
以此方式，根据这个实施例，内衬4和联结橡胶4a被层叠为使得它们的沿着轮胎周边方向的端部以给定长度L沿着轮胎周边方向相互移位并且然后被拼接，使得内衬4的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭并且使得联结橡胶4a的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。因此，内衬4沿着轮胎周边方向的拼接长度S1和联结橡胶4a沿着轮胎周边方向的拼接长度S2能够得以足够地保证，从而在拼接部分中改进了在内衬4的端部之间和在联结橡胶4a的端部之间的结合强度。结果，在拼接部分中防止裂纹发生的效果能够得以改进，从而改进轮胎的耐久性。
内衬4的端部和联结橡胶4a的端部的位置沿着轮胎周边方向以不小于12mm并且不大于24mm的长度移位，并且因此，移位长度L对于获得充分效果有利地并不太小并且能够防止太大以至降低一致性。
此外，因为内衬4和联结橡胶4a中的每一个被形成为使得沿着轮胎周边方向的端部相对轮胎径向方向倾斜，所以当倾斜端面相互接触时，在拼接部分中引起的水平差异或者空气余留最少，对于改进结合强度而言，这是非常有利的。
内衬4和联结橡胶4a中的每一个被形成为使得沿着轮胎周边方向的端部以不小于10度并且不大于50度的倾斜角度θ相对垂直于轮胎径向方向的方向倾斜。因此，倾斜角度θ有利地对于获得充分的效果而言不太大并且没有那么小以至在沿着轮胎周边方向的端部中引起切割故障。
而且，在将被用作内衬4的第一带形橡胶片R1和将被用作联结橡胶4a的第二带形橡胶片R2层叠以使得它们的位置沿着宽度方向移位之后，如此获得的层叠片R3被沿着宽度方向切割以形成内衬4和联结橡胶4a，并且在使得切割方向按照轮胎周边方向而缠绕成形滚筒25之后，内衬4和联结橡胶4a被拼接。因此，如与其中例如内衬4和联结橡胶4a在被切割成给定长度之后层叠的情形相比，它们的沿着轮胎周边方向的端部沿着轮胎周边方向相互移位的层叠片R3能够被更加容易地形成，从而提高生产率。
因为通过沿着轮胎宽度方向滚压橡胶而形成第一橡胶片R1和第二橡胶片R2，所以沿着轮胎周边方向的弹性能够低于沿着轮胎宽度方向(相应于滚压方向)的弹性，并且因此，在拼接部分中防止裂纹发生的效果能够被进一步改进。
此外，分别地通过利用在它们的外周边上具有凹部12c和14c的辊12a和14a滚压而形成沿着轮胎周边方向具有倾斜端面的橡胶片R1和R2，凹部12c和14c在沿着宽度方向的端部处具有倾斜面A1和A2。因此，橡胶片的滚压和倾斜面A1和A2的形成是同时地执行的，并且因此，如与其中在随后的步骤通过切割形成倾斜面的情形相比，能够提高生产率。
而且，因为内衬4和联结橡胶4a中的每一个被划分成沿着轮胎周边方向的多个部分并且沿着轮胎周边方向在处于相等间隔的位置中被拼接，所以轮胎静平衡能够得以改进并且一致性能够得以改进。
虽然在前述实施例中内衬4和联结橡胶4a的层叠片R3被沿着轮胎周边方向划分并且沿着轮胎周边方向在多个位置中被拼接，但是它可以沿着轮胎周边方向在一个位置中被拼接而不进行划分。而且，虽然在前述实施例中内衬4和联结橡胶4a中的每一个使得沿着轮胎周边方向的端面相对轮胎径向方向倾斜，但是沿着轮胎周边方向的端面不倾斜的内衬和联结橡胶可以被层叠，使得它们的位置沿着轮胎周边方向相互移位。
如以上描述地，在内衬的端部之间沿着轮胎周边方向的拼接长度和在联结橡胶的端部之间沿着轮胎周边方向的拼接长度能够被足够地保证，并且因此，在拼接部分中在内衬的端部之间和在联结橡胶的端部之间的结合强度能够得以改进。结果，在拼接部分中防止裂纹发生的效果能够得以改进，从而改进轮胎的耐久性。应该理解本发明不限于上述特殊实施例并且本发明能够利用经过修改的构件实施而不偏离本发明的精神和范围。能够根据在上述实施例中公开的构件的适当组合而以各种形式实施本发明。例如，可以从作为实施例描述的配置删除一些构件。

Claims (12)

1.一种充气轮胎，包括：
胎体；
内衬，置于所述胎体的沿着轮胎径向方向的内侧处；和
联结橡胶层，置于所述胎体和所述内衬之间，
其中所述内衬和所述联结橡胶层被层叠，使得所述内衬和所述联结橡胶层的端部沿着轮胎周边方向相互移位，并且
其中拼接所述内衬和所述联结橡胶层，使得所述内衬的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭，并且使得所述联结橡胶的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。
2.根据权利要求1的充气轮胎，
其中所述内衬和所述联结橡胶层被层叠为使得所述内衬和所述联结橡胶层的端部在轮胎周边方向上相互移位不小于12mm且不大于24mm的长度。
3.根据权利要求1的充气轮胎，
其中所述内衬和所述联结橡胶层的端面被形成为相对轮胎径向方向倾斜。
4.根据权利要求3的充气轮胎，
其中所述内衬和所述联结橡胶层的端面被形成为以不小于10度且不大于50度的倾斜角度相对于与轮胎径向方向垂直的方向倾斜。
5.一种用于制造充气轮胎的方法，所述充气轮胎包括：
胎体；
内衬，置于所述胎体的沿着轮胎径向方向的内侧处；和
联结橡胶层，置于所述胎体和所述内衬之间，
其中所述方法包括：
层叠所述内衬和所述联结橡胶层，使得所述内衬和所述联结橡胶层的端部沿着轮胎周边方向相互移位，以形成层叠片；
在成形滚筒上缠绕所述层叠片；和
拼接所述内衬和所述联结橡胶层，使得所述内衬的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭，并且使得所述联结橡胶的沿着轮胎周边方向的端部相互交迭。
6.根据权利要求5的方法，
其中所述内衬和所述联结橡胶层被层叠为使得所述内衬和所述联结橡胶层的端部在轮胎周边方向上相互移位不小于12mm且不大于24mm的长度。
7.根据权利要求5的方法，
其中所述内衬和所述联结橡胶层的端面被形成为相对轮胎径向方向倾斜。
8.根据权利要求7的方法，
其中所述内衬和所述联结橡胶层的端面被形成为以不小于10度且不大于50度的倾斜角度相对于与轮胎径向方向垂直的方向倾斜。
9.根据权利要求5的方法，进一步包括：
通过层叠将被用作内衬的第一橡胶片和将被用作联结橡胶层的第二橡胶片而形成层叠橡胶片，其中所述第一橡胶片和所述第二橡胶片的位置在所述层叠橡胶片的宽度方向上相互移位；和
沿着所述宽度方向切割所述层叠橡胶片以形成所述内衬和所述联结橡胶层的层叠片，
其中使所述层叠片缠绕所述成形滚筒以使得所述宽度方向与轮胎周边方向匹配。
10.根据权利要求9的方法，
其中通过沿着轮胎宽度方向滚压所述第一橡胶片和所述第二橡胶片而形成所述层叠橡胶片。
11.根据权利要求10的方法，
其中所述第一橡胶片和所述第二橡胶片被形成为使得沿着轮胎周边方向的端面是倾斜的，并且
其中通过利用辊沿着轮胎宽度方向滚压所述第一橡胶片和所述第二橡胶片而形成所述层叠橡胶片，所述辊具有外周边，所述外周边形成有具有倾斜边缘的凹部。
12.根据权利要求5的方法，进一步包括：
在具有给定间隔的拼接位置处拼接多个分划片以形成所述内衬和所述联结橡胶层。
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