CN101896331B - 充气轮胎制造方法以及充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明旨在改善充气轮胎的均匀性。公开了一种充气轮胎制造方法，其包括条料缠绕步骤(S3)，其中在缠绕于成型机上的圆筒形帘布层(6A1)的帘布层内侧部分(6A1a)上和/或在缠绕于轮胎轴向的外侧上的帘布层外侧部分(6A1b)上周向地并螺旋地缠绕橡胶条料(20)，帘布层内侧部分与胎圈芯设定位置(P)相比位于轮胎轴向的内侧，由此形成用于形成胎圈三角胶的条料缠绕体(21)。该方法还包括：扩展步骤(S4)，其中将圆筒形帘布层(6A1)的帘布层内侧部分(6A1a)扩展成环面状；以及接合步骤(S5)，其中将圆筒形帘布层(6A1)的帘布层外侧部分(6A1b)绕胎圈芯(5)反包，由此将帘布层外侧部分(6A1b)和环面状的帘布层内侧部分(6A1a)彼此接合同时将条料缠绕体(21)夹置在其间。

Description

充气轮胎制造方法以及充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于制造充气轮胎的方法，在该充气轮胎中由橡胶条料缠绕体形成胎圈三角胶橡胶，以及由该方法制造的充气轮胎。

背景技术

通常，如图10(A)所示，为了加强胎圈部分“a”以便由此改善操纵稳定性和胎圈耐久性，在胎圈部分“a”中设置具有三角形横截面并从胎圈芯“b”的径向外表面径向向外延伸的胎圈三角胶橡胶“c”。这种轮胎传统上通过如下方法制造，在该方法中，在单独的步骤中将胎圈芯“b”和胎圈三角胶橡胶“c”接合在一起用以形成环形胎圈芯组件，然后将胎圈芯组件供应到胎坯生产线。

另一方面，传统上通过如下方式来实现形成胎圈芯组件，即：通过利用橡胶挤出机挤出成型来形成具有三角形横截面的橡胶构件、将该橡胶构件在胎圈芯的外表面上缠绕一圈、并将其周向的两个端部对接。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，由于在接合部分处可能出现端部未对准等，因此这种挤出成型方法引起刚性和强度不均匀，导致轮胎均匀性劣化。

近年来，从轮胎重量减小方面以及从诸如操纵稳定性和乘坐舒适性的轮胎性能方面考虑，存在如下趋势，即：作为胎圈三角胶橡胶“c”，其优选地为如图10(B)所示的具有较大高度的薄构件。然而，由于橡胶的收缩而因此使尖端侧部分明显地卷曲，所以具有这种横截面的胎圈三角胶橡胶难以保持期望的形状。因此，大大地限制了胎圈三角胶橡胶的高度增加和厚度减小。

因此，本发明的目的在于提供一种用于制造充气轮胎的方法，其能够有效地形成在周向方向上均匀的胎圈三角胶橡胶以便由此改善生产效率和轮胎均匀性，并且其能够容易地生产设置了具有各种易于变形的横截面形状的胎圈三角胶橡胶的轮胎，以及提供一种通过该方法制造的充气轮胎。

例如在下列专利文献1中公开了涉及由缠绕体形成胎圈三角胶橡胶的技术，该缠绕体是通过以交叠的方式螺旋缠绕橡胶条料而获得。

专利文献1：JP-A-2007-168241

解决问题的手段

第一发明涉及一种用于制造充气轮胎的方法，该充气轮胎包括：胎体帘布层，该胎体帘布层具有帘布层反包部分和环面状的帘布层主体部分，该帘布层主体部分从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯，该帘布层反包部分与帘布层主体部分相连并且从轮胎的轴向内侧向轴向外侧绕胎圈芯反包；以及胎圈三角胶橡胶，该胎圈三角胶橡胶在帘布层主体部分与帘布层反包部分之间从胎圈芯径向向外延伸，该方法的特征在于包括：

胎体缠绕步骤，将片状的胎体帘布层沿周向缠绕在模制成型机上以形成圆筒形帘布层；

胎圈芯设定步骤，将胎圈芯设定在位于圆筒形帘布层上并位于其轴向两侧的芯设定位置处；

条料缠绕步骤，通过在圆筒形帘布层的帘布层内侧部分上和/或在圆筒形帘布层的帘布层外侧部分上在轮胎周向方向上以交叠的方式螺旋缠绕窄长的橡胶条料来形成用于形成胎圈三角胶橡胶的条料缠绕体，所述帘布层内侧部分位于芯设定位置的轴向内侧并构成帘布层主体部分，所述帘布层外侧部分位于芯设定位置的轴向外侧并构成帘布层反包部分；

扩展步骤，将圆筒形帘布层的帘布层内侧部分进行环面状扩展；以及

接合步骤，通过将圆筒形帘布层的帘布层外侧部分绕胎圈芯反包以将条料缠绕体夹置在环面状的帘布层内侧部分与帘布层外侧部分之间，将帘布层内侧部分、条料缠绕体和帘布层外侧部分进行接合。

第二发明涉及一种以通过第一发明的制造方法形成为特征的充气轮胎。

发明的效果

在第一发明中，通过在形成于模制成型机上的圆筒形帘布层(胎体帘布层)上螺旋缠绕橡胶条料，在构成胎体帘布层主体部分的圆筒形帘布层内侧部分上和/或在构成胎体帘布层反包部分的圆筒形帘布层外侧部分上形成用于形成胎圈三角胶的条料缠绕体。

这样，在没有任何接点的情况下由条料缠绕体——条料缠绕体中的条料沿周向连续——形成胎圈三角胶橡胶，因此能够改善均匀性。此外，由于条料缠绕体粘着于帘布层内侧部分和/或帘布层外侧部分并且由它们支撑，所以在扩展和反包过程中条料缠绕体不发生变形，并且即使在反包之后，在条料缠绕体在压力下夹置于帘布层内侧部分与帘布层外侧部分之间的整合状态下，其保持其形状。因此，即使在胎圈三角胶橡胶具有各种易于变形的横截面形状——例如具有较大高度或较薄壁的横截面形状——的情况下，能够在不导致变形的情况下以良好的精度和良好的效率容易地形成胎圈三角胶橡胶。

此外，由于能够在传统的单阶段系统的胎坯生产线上形成胎圈三角胶橡胶而无需安装其它生产线，所以能够确保极高的生产率。另外，因为能够针对轮胎的每种类型(包括尺寸)任意设定胎圈三角胶橡胶的适当形状和尺寸，所以可以在不削弱生产率的情况下优化轮胎的性能。

附图说明

图1是示出通过本发明的制造方法形成的充气轮胎的实施例的横截面图；

图2是以放大的形式示出胎圈部分连同胎圈三角胶橡胶的横截面图；

图3是概念性地示出用于形成胎圈三角胶橡胶的方法的横截面图；

图4是示出模制成型机连同胎体缠绕步骤的横截面图；

图5是示出条料缠绕步骤的横截面图；

图6(A)和6(B)是概念性地示出扩展步骤和接合步骤的横截面图；

图7是橡胶条料的横截面图；

图8是示出条料缠绕步骤的另一实施方式的横截面图；

图9是示出条料缠绕步骤的又一实施方式的横截面图；以及

图10(A)和10(B)是用于说明现有技术中的问题的视图。

附图标记列表

2胎面部分

3胎侧部分

4胎圈部分

5胎圈芯

6a帘布层主体部分

6b帘布层反包部分

6A胎体帘布层

6A1圆筒形帘布层

6A1a帘布层内侧部分

6A1b帘布层外侧部分

8胎圈三角胶橡胶

20橡胶条料

21条料缠绕体

21a内侧条料缠绕体

21b外侧条料缠绕体

21c连接条料缠绕体

30模制成型机

P芯设定位置

S1胎体缠绕步骤

S2胎圈芯设定步骤

S3条料缠绕步骤

S4扩展步骤

S5接合步骤

具体实施方式

将参照附图解释本发明的实施方式。图1是示出通过本发明的制造方法形成的充气轮胎的示例的横截面图。

如图1所示，充气子午线轮胎1设有：胎体6，其从胎面部分2经过胎侧部分3延伸至胎圈部分4中的胎圈芯5；以及胎圈三角胶橡胶8，其设置在胎圈部分4中。

胎体6包括至少一个胎体帘布层6A——在本实施方式中为单个胎体帘布层，在胎体帘布层中，胎体帘线以相对于轮胎周向方向成例如75°至90°的角度设置。胎体帘布层6A具有：环面状的帘布层主体部分6a，其在胎圈芯5、5之间延伸；以及帘布层反包部分6b，其与帘布层主体部分6a的两个端部相连并从轮胎的轴向内侧向轴向外侧绕胎圈芯5反包。

带束层7设置在胎面部分2内并设置在胎体6的径向外侧。带束层7包括至少两个带束帘布层——在本实施方式中为两个带束帘布层7A和7B，在每个带束帘布层中，带束层帘线以相对于轮胎周向方向成例如大约10°至35°的角度设置。带束帘布层叠置使得一个帘布层中的带束层帘线与另一带束帘布层中的帘线交叉，由此，利用环箍效应来提高带束的刚性以便强有力地加强胎面部分2的几乎整个宽度。

胎圈三角胶橡胶8在帘布层主体部分6a与各帘布层反包部分6b之间以渐缩的方式从胎圈芯5径向向外延伸，由此加强了从胎圈部分4延伸到胎侧部分3的区域，以提高操纵稳定性。

如图2以放大的形式所示，在本实施方式中的胎圈三角胶橡胶8包括：U形的三角胶底部10，其沿胎圈芯5的轴向内侧表面Si、径向内侧表面SL和轴向外侧表面So延伸；以及具有近似三角形横截面的三角胶主体部11，其从胎圈芯5的径向外侧表面SU径向向外延伸。通过起始于胎圈芯5的分界面K将三角胶主体部11分为轴向内侧主体部11A和轴向外侧主体部11B。

从胎圈基线BL起，帘布层反包部分6b的径向高度h3至少大于三角胶主体部的轴向外侧主体部11B的径向高度h2，并且优选地大于胎圈三角胶橡胶8的径向高度h0。而且优选地，轴向内侧主体部11A和轴向外侧主体部11B的其中一个的径向高度大于另一个的径向高度。在本实施方式中示出了轴向内侧主体部11A的径向高度h1大于轴向外侧主体部11B的径向高度h2的情况。

轴向内侧主体部11A与三角胶底部10的轴向内侧端部10a相连，并且轴向外侧主体部11B与三角胶底部10的轴向外侧端部10b相连。如图3中概念性地示出，能够通过如下方式形成这种胎圈三角胶橡胶8，即：将带状体12置于胎圈芯5的下方，将带状体12的从胎圈芯5轴向向内延伸的内侧部12A和带状体12的从胎圈芯5轴向向外延伸的外侧部12B分别绕胎圈芯5反包，并且在胎圈芯5的径向外侧使它们彼此接合。其接合表面形成分界面K。

下面将解释用于制造充气轮胎1的方法。该方法的特征在于在用于形成未硫化的胎坯的胎坯形成步骤中包括胎体缠绕步骤S1、胎圈芯设定步骤S2、条料缠绕步骤S3、扩展步骤S4和接合步骤S5。

特别地，如图4所示，在胎体缠绕步骤S1中，通过将片状胎体帘布层6A在圆筒形模制成型机30上沿周向缠绕一圈来形成圆筒形帘布层6A1。作为胎圈帘布层6A可使用层压片，其中，内衬层橡胶(未示出)被层压至胎体帘布层6A的内表面。然而，在缠绕胎体帘布层6A之前，可在模制成型机30上将内衬层橡胶缠绕一圈，或者可以将单层的胎体帘布层6A——其中将低透气性橡胶用作胎体帘布层6A的顶覆橡胶以便具有如内衬层橡胶的功能——缠绕一圈。

此处，模制成型机30是在所谓的单阶段成形方法中使用的成型机。在本实施方式中使用的成型机具有如下已知的结构，即：在一对滑动圆筒上分别安装用于支撑胎圈芯5的胎圈锁定装置33和用于径向向外反包帘布层反包部分6b的折叠装置34，所述一对滑动圆筒能够在成型机的轴向方向上相对运动以便彼此靠近和彼此远离。

胎圈锁定装置33包括胎圈容纳环33A，其直径是可扩大和可缩小的。通过扩大环33A的直径将胎圈芯5固定于环33A的外周表面。折叠装置34包括胶囊34A，其能够通过填充气体等进行膨胀。在本实施方式中，将胶囊34A的内侧端部固定于胎圈容纳环33A的成型机轴向方向上的内侧，并且将胶囊34A的外侧端部固定于胎圈容纳环33A的成型机轴向方向上的外侧。在充气之前的标准状态Y1下，胶囊34A被折叠成圆筒形形式以便放在胶囊外侧端部的成型机轴向方向上的外侧。图中附图标记35指的是中心胶囊，并且在其充气之前的标准状态Z1下，其为圆筒形形式。在胎体缠绕步骤中，中心胶囊对于执行胎体帘布层6A的一圈缠绕起到引导和支撑的作用。此外，随着胎圈容纳环33A、33A的靠近运动，中心胶囊35充气，由此将帘布层主体部分6a成形为环面状形式。可以使用具有各种结构的传统成型机作为成型机30，而不限于本实施方式中所示出的成型机。

在胎圈芯设定步骤S2中，在圆筒形帘布层6A1上，在位于其轴向两侧的芯设定位置P(在本实施方式中，位置P为胎圈容纳环33A的位置)处设定胎圈芯5。在本实施方式中，在条料缠绕步骤S3之后执行胎圈芯设定步骤S2，但是能够根据胎圈三角胶橡胶8的结构在条料缠绕步骤S3之前执行胎圈芯设定步骤S2。

在条料缠绕步骤S3中，如图5所示，在圆筒形帘布层6A1的帘布层内侧部分6A1a上和/或在圆筒形帘布层6A1的帘布层外侧部分6A1b上在轮胎周向方向上以交叠的方式螺旋缠绕窄长的橡胶条料20，所述帘布层内侧部分位于各芯设定位置P的轴向内侧并将构成帘布层主体部分6a，所述帘布层外侧部分位于芯设定位置P的轴向外侧并将构成帘布层反包部分6b，由此形成用于形成胎圈三角胶的条料缠绕体21。

在本实施方式中，条料缠绕步骤S3包括：在帘布层内侧部分6A1a上形成内侧条料缠绕体21a的步骤S3a，在帘布层外侧部分6A1b上形成外侧条料缠绕体21b的步骤S3b，以及以经过芯设定位置P的方式形成用于连接内侧条料缠绕体21a和外侧条料缠绕体21b的连接条料缠绕体21c的步骤S3c。特别地，在本实施方式中，从轮胎轴向方向上的一个端部侧朝向另一端部侧(在本实施方式中，从外侧端部侧朝向内侧端部侧)连续地缠绕单个橡胶条料20，由此由橡胶条料20按如下顺序连续地形成外侧缠绕体21b、连接缠绕体21c和内侧缠绕体21a以生成单个缠绕体22。该缠绕体22对应于上述的带状体12。

橡胶条料20的缠绕方向没有特别限制。例如，可从轴向内侧端部侧向轴向外侧端部侧连续地缠绕条料20，或者在条料缠绕体21b、21c和21a之间的缠绕方向可以不同。

在本实施方式中，在形成这种缠绕体22之后，执行胎圈芯设定步骤S2。从插入胎圈芯5的容易程度方面考虑，优选地将外侧缠绕体21b的最大厚度“tb”设定为小于内侧缠绕体21a的最大厚度“ta”。根据待形成的胎圈三角胶橡胶8的截面形状和尺寸适当地确定内侧缠绕体21a和外侧缠绕体21b的截面形状和尺寸。

与在传统的条料缠绕方法中所使用的橡胶条料相比，可适当地使用具有较窄宽度和较小厚度的橡胶条料作为橡胶条料20，例如如图7中所示的条料，其具有5mm至50mm的宽度W1以及条料宽度W1的1/10至1/100的最大厚度T。优选地，条料宽度W1等于或大于7mm，而等于或小于30mm、尤其是等于或小于20mm。关于橡胶条料20的截面形状，从提高待形成的胎圈三角胶橡胶8的形状精度和抑制滞留气泡方面考虑，具有如下截面形状的条料是优选的，即：在宽度方向上的两个边缘部分的厚度小于中心部分的厚度，例如梯形、双凸透镜状和三角形形状以及与其类似的其它形状。

在扩展步骤S4中，如图6(A)所示，随着使胎圈芯5、5彼此接近，通过胶囊35将帘布层内侧部分6A1a进行环面状扩展。

在接合步骤S5中，如图6(B)所示，通过胶囊34A使帘布层外侧部分6A1b绕胎圈芯5反包，由此将条料缠绕体21a和21b夹置在环面状扩展的帘布层内侧部分6A1a与帘布层外侧部分6A1b之间并且被压靠在布层内侧部分和帘布层外侧部分以接合为整合体。

这样，由于胎圈三角胶橡胶8由周向连续的条料缠绕体21形成，提高了均匀性，因此改善了轮胎均匀性。此外，由于条料缠绕体21在粘着于帘布层内侧部分6A1a和帘布层外侧部分6A1b的状态下由它们支撑，所以在扩展或反包过程中可防止其变形。此外，由于在反包之后，条料缠绕体仍被夹置并被压在帘布层内侧部分6A1a与帘布层外侧部分6A1b之间，因此它们处于整合的状态并且其形状得到保持。因此，即使胎圈三角胶橡胶8具有例如较大高度或较薄壁的易于变形的截面形状，也能够在不变形的情况下以良好的精度和良好的效率容易地形成胎圈三角胶橡胶。此外，由于胎圈三角胶橡胶8能够在传统的单阶段系统的胎坯生产线上形成而无需安装另外的生产线，因此能够确保极高的生产率。此外，由于能够针对轮胎的每种类型(包括尺寸)任意形成具有适当形状和适当尺寸的胎圈三角胶橡胶8，所以可以在不削弱生产率的情况下优化轮胎性能。

如果在接合步骤S5中将内侧条料缠绕体21a和外侧条料缠绕体21b接合成使得缠绕体21a和21b的尖端“ae”和“be”相配，则增加了胎圈三角胶橡胶8的尖端的厚度，从而引起空气积聚的趋势。因此，优选地使尖端“ae”和“be”位于径向不同的位置处。优选地，尖端“ae”与“be”之间的径向距离H等于或大于2mm、尤其是等于或大于5mm。

因为在胎圈三角胶橡胶8的横截面中出现橡胶条料20、20之间的界面，所以能够容易地将通过包括上述的条料缠绕步骤S3的本发明的方法制造的轮胎与其它轮胎区别开。

图8和图9中示出了条料缠绕步骤S3的其它实施方式。在图8中示出的条料缠绕步骤S3中，不形成连接条料缠绕体21c，但是分别独立地形成帘布层内侧部分6A1a上的内侧条料缠绕体21a以及帘布层外侧部分6A1b上的外侧条料缠绕体21b。因此，形成了仅由三角胶主体部11制成的胎圈三角胶橡胶8，所以能够减小胎圈芯周围的橡胶的体积从而实现胎圈部分4的尺寸减小。

内侧条料缠绕体21a和外侧条料缠绕体21b可具有彼此不同的橡胶组成物。例如，在内侧条料缠绕体21a中使用在硫化之后具有较小橡胶硬度的软橡胶，而在外侧条料缠绕体21b中使用在硫化之后具有较大橡胶硬度的硬质橡胶，由此在改善操纵稳定性的情况下改善乘坐舒适性。特别地，由于在条料缠绕步骤S3中能够任意地改变内侧条料缠绕体21a和外侧条料缠绕体21b的厚度“t”和其接合之后的径向高度，所以通过将这些尺寸改变与使用具有不同物理特性——例如橡胶硬度等——的橡胶相结合的情况下，可以容易地设法进一步改善轮胎性能。

在图9所示的条料缠绕步骤S3中，仅在帘布层内侧部分6A1a和帘布层外侧部分6A1b中的其中一个上形成条料缠绕体21，并且胎圈三角胶橡胶8仅由该条料缠绕体21形成。图9示出了仅在帘布层内侧部分6A1a上形成内侧条料缠绕体21a的情况。

在不包括形成连接条料缠绕体21c的步骤S3c的情况下，可在执行胎圈芯设定步骤S2之后执行条料缠绕步骤S3。

尽管已描述了本发明的特别优选的实施方式，但是本发明能够进行各种变化和改型，而不仅限于附图中所示出的这种实施方式。

实施例

根据本发明的方法制造具有215/45R17的轮胎尺寸以及具有图1中示出的结构的用于轿车的夏季子午线轮胎。测量轮胎的均匀性(RFV(径向力偏差)，LFV(侧向力偏差)，CON(锥度效应))并将其与传统轮胎进行比较。在传统示例的轮胎的生产中，通过准备从橡胶挤出机挤出的具有三角形横截面的橡胶构件、将其在胎圈芯上缠绕一圈、并且将其周向的两个端部对接来形成胎圈三角胶橡胶，除此之外，传统示例的轮胎的技术规格基本上与实施例的轮胎的规格相同。

<均匀性>

利用轮胎均匀性试验机，根据JASO C607：2000的“汽车轮胎均匀性试验方法”，在轮辋17×7J、轮胎旋转速度60转/分、空气压力200kPa、竖向载荷4.08kN的条件下，测量轮胎的RFV、LFV和CON。每个值为100个轮胎的平均值。值越小，均匀性越好。

表1

	实施例1	传统示例1
			均匀性
RFV(N)	51	56
			LFV(N)	49	55
CON(N)	-24	-33

在表格1中证实了通过本发明的制造方法能够改善轮胎均匀性。

Claims (3)

1.一种用于制造充气轮胎的方法，所述充气轮胎包括：胎体帘布层，所述胎体帘布层具有帘布层反包部分和环面状的帘布层主体部分，所述帘布层主体部分从胎面部分经过胎侧部分延伸至胎圈部分中的胎圈芯，所述帘布层反包部分与所述帘布层主体部分相连并从轴向内侧向轴向外侧绕所述胎圈芯反包；以及胎圈三角胶橡胶，所述胎圈三角胶橡胶在所述帘布层主体部分与所述帘布层反包部分之间从所述胎圈芯径向向外延伸，所述方法的特征在于包括：

胎体缠绕步骤，将片状的胎体帘布层沿周向缠绕在模制成型机上以形成圆筒形帘布层，

胎圈芯设定步骤，将胎圈芯设定在位于所述圆筒形帘布层上并位于其轴向两侧的芯设定位置处，

条料缠绕步骤，通过在所述圆筒形帘布层的帘布层内侧部分上和/或在所述圆筒形帘布层的帘布层外侧部分上在轮胎周向方向上以交叠的方式螺旋缠绕窄长的橡胶条料来形成用于形成所述胎圈三角胶橡胶的条料缠绕体，所述帘布层内侧部分位于所述芯设定位置的轴向内侧并构成所述帘布层主体部分，所述帘布层外侧部分位于所述芯设定位置的轴向外侧并构成所述帘布层反包部分，

扩展步骤，将所述圆筒形帘布层的所述帘布层内侧部分进行环面状扩展，以及

接合步骤，通过将所述圆筒形帘布层的所述帘布层外侧部分绕所述胎圈芯反包以将所述条料缠绕体夹置在所述环面状的帘布层内侧部分与所述帘布层外侧部分之间，将所述帘布层内侧部分、所述条料缠绕体和所述帘布层外侧部分进行接合，

其中，所述条料缠绕步骤包括在所述帘布层内侧部分上形成内侧条料缠绕体的步骤和在所述帘布层外侧部分上形成外侧条料缠绕体的步骤，并且在所述接合步骤中，将所述帘布层内侧部分、所述内侧条料缠绕体和外侧条料缠绕体、以及所述帘布层外侧部分接合在一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述条料缠绕步骤在所述胎圈芯设定步骤之前执行，并且包括以经过所述芯设定位置的方式形成用于连接所述内侧条料缠绕体和外侧条料缠绕体的连接条料缠绕体的步骤。

3.一种通过如权利要求1至2中任一项所述的方法制造的充气轮胎。

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