CN102626966B - 轮胎的硫化模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供轮胎的硫化模具，通过改进胎唇环的形状从而有助于减少胎圈部的胎踵区域的无覆盖等硫化不良。轮胎的硫化模具(M)包括具有胎圈成形面(17)的胎唇环(M3)。上述胎唇环(M3)由两个以上环片(R)形成，两个以上环片(R)由从轮胎的胎圈部(4)的胎圈胎踵面(4b)延伸的一个以上分割面(S)在轮胎轴向内外分割而成。在一侧的环片的分割面上设有：沿周向延伸的周向沟(26)；从该周向沟(26)延伸至上述胎圈胎踵面(4b)并且在与另一侧的环片的分割面之间形成间隙(G)为0.02～0.04mm的排气狭缝(E)的多条狭缝形成沟(27)。配置于轮胎轴向外侧的外侧的环片设有贯通该外侧的环片而延伸的排气孔(B)。

Description

轮胎的硫化模具

技术领域

本发明涉及通过改进胎唇环的构造，从而有助于减少胎圈部的胎圈胎踵面的无覆盖等硫化不良的轮胎的硫化模具。

背景技术

如图9(a)所示，轮胎的硫化模具m的构成包括：将胎面部成形的胎面成型部ma、将胎侧部成形的胎侧成型部mb、以及将胎圈部b成形的能够拆卸的胎唇环mc。如图9(b)所示，胎唇环mc形成为包括：将轮胎的胎圈部b的胎圈底面b1成形的胎圈底成形面g1、将胎圈部b的胎圈胎踵面b2成形的胎踵成形面g2、以及将胎圈部b的轮胎轴向外侧面b3成形的外侧成形面g3。

然而，上述胎圈成形面g，如图9(b)所示，在上述胎圈胎踵面b2处弯折成L字状。因此硫化成型时，造成胎圈部b的橡胶先与胎圈底成形面g1以及外侧成形面g3接触，从而在胎圈部b与胎踵成形面b2之间封入空气，因而容易产生空气滞留部e，因此成形后的轮胎容易产生被称为无覆盖的硫化不良(凹陷)。

其中，作为防止空气滞留部e的方法，已知有在模具上设置排气用的排气孔(未图示)。然而，由于该排气孔使用例如钻头等工具被加工，所以很难形成于曲率半径小的曲面状的胎踵成形面g2。此外，在设有排气孔的情况下，由于橡胶的一部分也与空气一起被吸入，所以造成在硫化后的胎圈部形成被称为挤出胶的胡须状的突起，因此用于切除该挤出胶的作业需耗费时间。并且，由于切除后也会残留若干突起，所以存在该突起对与轮辋的嵌合性带来不好的影响的问题。与这种技术相关的文献如下。

专利文献1：日本特开平11-138547号公报

专利文献2：日本特开2000-52347号公报

发明内容

本发明是鉴于以上那样的问题而提出的，其主要目的在于提供一种轮胎的硫化模具，通过改进胎唇环的构造，有助于将硫化成形时残存于胎圈部的胎圈胎踵面的空气排出，从而减少发生无覆盖等缺陷。

本发明中技术方案1所记载的发明是一种轮胎的硫化模具，包括具有胎圈成形面的胎唇环，其中胎圈成形面包括：将轮胎的胎圈部的胎圈底面成形的胎圈底成形面、将胎圈部的胎圈胎踵面成形的胎踵成形面、将胎圈部的轮胎轴向外侧面成形的外侧成形面，该轮胎的硫化模具的特征在于，上述胎唇环由两个以上环片形成，该两个以上环片由从上述胎圈胎踵面延伸的一个以上分割面在轮胎轴向内外分割而成，而且在上述分割面处相邻的一侧的环片的分割面上具有：周向沟，其沿周向延伸且沟深度(t)为0.8～2.2mm；多条狭缝形成沟，它们从上述周向沟延伸至上述胎圈胎踵面并且在与另一侧的环片的分割面之间形成间隙(G)为0.02mm～0.08mm的排气狭缝，并且在上述一侧、另一侧的环片中的配置于轮胎轴向外侧的外侧的环片上设有排气孔，该排气孔贯通该外侧的环片而延伸并且一端与上述周向沟连通。

此外，技术方案2所记载的发明是在技术方案1所记载的轮胎的硫化模具的基础上，其特征在于，上述周向沟由沿周向隔开间隔配置的多条周向沟部形成，并且上述多条狭缝形成沟与各周向沟部连接。

此外，技术方案3所记载的发明是在技术方案1或2所记载的轮胎的硫化模具的基础上，其特征在于，上述胎唇环由两个分割面分割成轮胎轴向内、中、外三个环片，并且贯通上述中环片的排气孔，一端与形成于上述内、中环片之间的分割面处的周向沟连通，并且另一端与形成于上述中、外环片之间的分割面处的周向沟连通。

此外，技术方案4所记载的发明是在技术方案3所记载的轮胎的硫化模具的基础上，其特征在于，贯通上述外环片的排气孔，一端与形成于上述中、外环片之间的分割面处的周向沟连通，并且另一端与胎唇环外导通。

本发明的轮胎的硫化模具包括具有胎圈成形面的胎唇环。上述胎唇环由被从胎圈胎踵面延伸的一个以上的分割面分割成轮胎轴向内外的两个以上的环片形成，而且在上述分割面处相邻的一侧的环片的分割面上具有：沿周向延伸的周向沟、和从该周向沟延伸至上述胎圈胎踵面的狭缝形成沟。此外，在配置于轮胎轴向外侧的外侧的环片上设有排气孔，该排气孔贯通该外侧的环片而延伸且一端与上述周向沟连通。由此，在硫化成形时，能够将残存在胎圈部与胎唇环的胎踵成形面之间的空气从狭缝形成沟、周向沟经过排气孔而切实地向外部排出。并且，由于在胎圈部附近，配置有在一侧的环片与另一侧的环片的分割面之间形成间隙G为0.02～0.08mm的排气狭缝的多条狭缝形成沟，所以抑制橡胶的吸入，削减挤出胶的形成。因此由本发明的轮胎的硫化模具制成的充气轮胎非常美观。

附图说明

图1为利用本发明的制造方法得到的充气轮胎的剖视图。

图2为包括本实施方式的硫化模具的轮胎的成形装置的剖视图。

图3为说明胎唇环的剖视图。

图4(a)为胎唇环的立体图，(b)为各环片的立体图。

图5(a)为内环片的局部放大立体图、(b)为中环片的局部放大立体图、(c)为外环片的局部放大立体图。

图6(a)为说明将生胎成形的工序的剖视图，(b)为说明将生胎硫化的硫化工序的剖视图。

图7为表示其他实施方式的充气轮胎的制造装置的剖视图。

图8(a)为其他实施方式的内环片的局部放大立体图、(b)为其他实施方式的中环片的局部放大立体图、(c)为其他实施方式的外环片的局部放大立体图。

图9(a)为现有的硫化模具的剖视图，(b)为表示(a)的硫化模具的胎圈成形面与胎圈部的接触状态的剖视简图。

附图标记说明：4...胎圈部；4a...胎圈底面；4b...胎圈胎踵面；4c...轮胎轴向外侧面；14...胎圈底成形面；15...胎踵成形面；16...外侧成形面；17...胎圈成形面；26...周向沟；27...狭缝形成沟；B...排气孔；E...排气狭缝；M...硫化模具；M3...胎唇环；R...环片；S...分割面。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一个实施方式。

图1表示使用本实施方式的轮胎的硫化模具制造出的充气轮胎1的剖视图。该充气轮胎1示出了包括胎体6和带束层7的轿车用轮胎，其中，胎体6从胎面部2经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5，带束层7配置在该胎体6的轮胎径向外侧且在胎面部2的内部。

上述胎体6由具有从胎面部2经过胎侧部3到达胎圈部4的胎圈芯5的胎体帘线的胎体帘布6A构成。上述胎体帘布6A由例如有机纤维构成的胎体帘线相对于轮胎赤道C例如以75～90°的角度排列而成。本实施方式的胎体帘布6A以环状跨越胎圈部4、4之间，其两侧的端部6e在胎圈芯5处不折返而是在胎圈芯5内形成终端。另外，在胎体6的内侧配置由非透气性优秀的橡胶构成的内衬8。

上述带束层7至少包括两枚带束层帘布，在本实施方式中包括轮胎径向内、外两枚带束层帘布7A、7B。各带束层帘布7A、7B具有相对于轮胎赤道C以15～40°的角度倾斜的例如钢帘线等高弹性的带束帘线。另外，各带束层帘布7A、7B以带束帘线相互交叉的方式重叠。

在本实施方式中，上述胎圈芯5具有：配置在胎体帘布6A的轮胎轴向内侧的内芯片5i、以及配置在胎体帘布6A的轮胎轴向外侧的外芯片5o。并且胎体帘布6A的端部6e被夹持在内、外芯片5i、5o之间。另外，在胎圈芯5的轮胎径向内侧配置由硬质橡胶构成的边口胶4G，以防止与轮辋(未图示)的接触引起的磨损。

图2表示对上述充气轮胎1进行硫化成形的成形装置10的一个实施方式。该成形装置10的构成包括本实施方式的硫化模具M、以及例如配置在该硫化模具M的型腔内的硬质的型芯N。在图2中，硫化模具M完全关闭。由此在硫化模具M与型芯N之间形成对充气轮胎1进行硫化成形的成形空间k。

上述型芯N为组装式，例如通过将沿轮胎周向分割的组合模进行组装从而实质上成为沿轮胎周向连续的环状体。此外，由于型芯N配置在硫化模具M内，所以由能经得住硫化时的热及压力的金属材料或耐热性树脂等构成。其中，型芯N的内部被挖空，从而能够在该挖空的空间内置例如用于从内侧对生胎进行加热的加热器等(未图示)。

此外，型芯N具有形成充气轮胎1的内腔面i的成形面9。该成形面9包括：将胎面部2的内腔面2i成形的胎面内腔成形面9a、将胎侧部3的内腔面3i成形的胎侧部内腔成形面9b、以及将胎圈部4的轮胎内腔面4i成形的胎圈内腔成形面9c。

此外，型芯N优选构成为包括型芯主体12和辅助件13，其中，型芯主体12构成型芯N的主要部分，辅助件13是构成上述胎圈内腔成形面9c的一部分的能够更换的环状且截面为矩形状。这样的辅助件13尤其适合有效地维护磨损严重的胎圈内腔成形面9c的轮胎径向内侧部分。

如图2所示，上述硫化模具M构成为包括：例如将生胎1a(充气轮胎)的胎面部2的外表面成形的能够扩径缩径的胎面环M1；将胎侧部3的外表面成形且能够沿轮胎轴向移动的一对胎侧环M2；以及至少将上述胎圈部4的底面成形且能够沿轮胎轴向移动的一对胎唇环M3。

上述胎面环M1和胎侧环M2可采用与以往相同的结构。

如图3和图4所示，本实施方式的胎唇环M3具有胎圈成形面17，该胎圈成形面17包括：胎圈底成形面14，其形成沿轮胎周向连续的环状且将轮胎的胎圈部4的胎圈底面4a(图2所示)成形；圆弧状的胎踵成形面15，其与上述胎圈底成形面14的胎踵侧连接且将胎圈部4的胎圈胎踵面4b(图2所示)成形；外侧成形面16，其与上述胎踵成形面15的轮胎径向外侧连接且将胎圈部4的轮胎轴向外侧面4c(图2所示)成形。此外，胎唇环M3具有：胎趾面18，其与上述胎圈成形面17的轮胎轴向内端17e连接，并且与上述辅助件13(图2所示)的轮胎径向内侧面相接；内侧形成面19，其与上述胎趾面18的轮胎轴向的内端18e连接并且向轮胎径向内侧延伸。

此外，胎唇环M3由两个以上的环片R形成，该两个以上的环片R由从上述胎圈胎踵面4b延伸的一个以上的分割面S在轮胎轴向内外分割而成。本实施方式的胎唇环M3由内、中、外三个环片20、21、22形成，该内、中、外三个环片20、21、22由配置于轮胎轴向内侧的内侧分割面S1和比该内侧分割面S1更靠轮胎轴向外侧配置的外侧分割面S2这两个分割面在轮胎轴向内外分割而成。即，在本实施方式中，内侧分割面S1由内环片20的轮胎轴向外侧的内中分割区域20a、和中环片21的轮胎轴向内侧的中内分割区域21a形成。同样地，外侧分割面S2由中环片21的轮胎轴向外侧的中外分割区域21b、和外环片22的轮胎轴向内侧的外内分割区域22a形成。另外，在本实施方式的内、中、外三个环片20、21、22上例如沿轮胎周向在四个位置设置有贯通轮胎轴向内外的螺栓孔36，用于将上述三个环片固定为一体。

此外，在本实施方式中，内环片20的内中分割区域20a构成为包括：内倾斜面23，其从胎圈胎踵面4b即胎踵成形面15向轮胎轴向外侧且轮胎径向内侧倾斜地延伸；内外表面24，其从上述内倾斜面23的轮胎轴向的外端23e向轮胎径向内侧延伸；内内表面25，其从上述内外表面24的轮胎径向的内端24e向轮胎径向内侧且轮胎轴向内侧延伸，并且在上述内侧形成面19形成终端。同样地，中环片21的中外分割区域21b构成为包括：中倾斜面28，其从胎踵成形面15向轮胎轴向外侧且轮胎径向内侧倾斜地延伸；中外表面29，其从上述中倾斜面28的轮胎轴向的外端28e向轮胎径向内侧延伸；中内表面30，其从该中外表面29的轮胎径向的内端29e向轮胎径向内侧且轮胎轴向内侧延伸，并且在上述内侧形成面19形成终端。

此外，本实施方式的外环片22的轮胎轴向外侧的面构成为包括：倾斜面31，其从上述外侧成形面16的轮胎径向的外端16e向轮胎径向内侧且轮胎轴向外侧倾斜地延伸；外侧面32，其从上述倾斜面31的轮胎轴向外端31e向轮胎径向内侧延伸。

另外，在本发明中，在分割面S处相邻的一侧的环片的分割面上具有：沿周向延伸的周向沟26、和从该周向沟26延伸至上述胎圈胎踵面4b的多条狭缝形成沟27。

周向沟26包括：形成于内侧分割面S1的内周向沟26a、和形成于外侧分割面S2的外周向沟26b。在本实施方式中，内周向沟26a与内环片20的内倾斜面23的轮胎径向内缘23i连接并且配置在上述内外表面24的轮胎径向外侧。此外，在本实施方式中，外周向沟26b与中环片21的中倾斜面28的轮胎径向内缘28i连接并且配置在上述中外表面29的轮胎径向外侧。

此外，如图4(b)所示，在本实施方式中，各内外周向沟26a、26b沿周向隔开间隔配置，由例如呈大致圆弧状的多条周向沟部26c形成。

这样的周向沟部26c，如果配设多条，则各环片20、21的刚性下降，从而有可能使耐久性恶化，相反如果减少则有可能无法有效地排出硫化时残存的空气。基于这样的观点，上述周向沟部26c的配设条数，在轮胎圆周上优选为8～20条，更优选为10～15条。此外，基于同样的观点，表示周向沟部26c的大小的轮胎周向角度θ1，优选以10～40度、更优选以15～35度形成。并且，基于同样的观点，周向沟部26c的沟深度t(图3所示)，优选为0.8～2.2mm，更优选为1.0～2.0mm。

上述狭缝形成沟27在一侧的环片的分割面与另一侧的环片的分割面之间形成间隙G为0.02～0.08mm的排气狭缝。

如图4(b)和图5(a)、(b)所示，本实施方式的狭缝形成沟27构成为包括：内狭缝形成沟27a，其在内环片20的内倾斜面23处沿轮胎轴向内外延伸并且与上述内周向沟26a连接；中狭缝形成沟27b，其在中环片21的中倾斜面28处沿轮胎轴向内外延伸并且与外周向沟26b连接。

此外，本实施方式的狭缝形成沟27，在轮胎周向上与上述周向沟部26c以相同的间隔隔开配置。此外，狭缝形成沟27的截面形成为大致矩形状，但不限于这样的方式，例如也可以为大致U字状或大致三角状等。

这样的狭缝形成沟27，如果间隙G较小，则由于轮胎硫化时无法排出空气，所以不能抑制无覆盖的发生。相反如果间隙G较大，则生胎1a的橡胶流入到狭缝形成沟27内，从而产生挤出胶。基于这样的观点，上述间隙G(图3所示)的上限，优选为0.06mm以下，更优选为0.04mm以下。

此外，为了有效地排出硫化时残存的空气，狭缝形成沟27的配设条数优选为在轮胎圆周上配设200～400条左右。

此外，在本发明中，在上述一侧、另一侧的环片中的配置于轮胎轴向外侧的外侧环片上设有排气孔B，该排气孔B贯通该外侧的环片而延伸并且一端与上述周向沟26连通。

在本实施方式中，上述排气孔B包括：贯通中环片21的中排气孔B1和贯通外环片22的外排气孔B2。

本实施方式的中排气孔B1的一端与形成于上述内、中环片20、21之间的分割面S1上的上述内周向沟26a连通，并且另一端与形成于上述中、外环片21、22之间的分割面S2上的上述外周向沟26b连通。

此外，外排气孔B2的一端与形成在上述中、外环片21、22之间的分割面S2上的上述外周向沟26b连通，并且另一端与胎唇环外导通。

另外，在本实施方式的外环片22的上述倾斜面31上配置有：多条狭缝状形成沟33，它们从上述外端16e向轮胎轴向外侧且不到达该倾斜面31的上述外端31e而是形成终端；沟部34，其与该狭缝形成沟27连接并且越过上述胎侧环M2的轮胎径向的内端P(图2所示)而延伸。另外，上述外排气孔B2的另一端，通过与上述沟部34连通从而外排气孔B2与胎唇环外导通。

这样的排气孔B的直径d，基于将聚集于周向沟26的空气切实地从上述狭缝形成沟27排出并且确保各环片21、22的耐久性的观点，排气孔B的直径d优选为1.5～4.5mm，更优选为2.0～4.0mm。

对使用了包括上述那样构成的硫化模具M的成形装置10的充气轮胎1的制造方法进行叙述。在本实施方式的制造方法中包括：将生胎1a成形的工序和将该生胎1a硫化的硫化工序。

例如如图6(a)所示，生胎1a是将轮胎构成部件粘贴在型芯N的成形面9上成形的。在本实施方式中，按照以下顺序进行粘贴：内衬8、边口胶4G的轮胎轴向内侧的基部4Ga、边口胶4G的底部分4Gb、内芯片5i、胎体帘布6A、外芯片5o、边口胶4G的轮胎轴向外侧的基部4Gc、胎侧胶3G、带束层帘布7A、7B以及胎面胶2G。但是，各部件的粘贴顺序或形状等不限于这样的方式。

接着，进行将上述生胎1a硫化的硫化工序。在硫化工序中，打开硫化模具M，并且将生胎1a与型芯N一起放入到其成形空间k(图2所示)内。然后，如图6(b)所示，关闭胎唇环M3、胎侧环M2以及胎面环M1，通过对硫化模具M和/或型芯N进行加热，从而将生胎1a硫化成形。由于生胎1a的橡胶材料相对于成形空间k的膨胀，使得成形空间k内、尤其是胎唇环M3与胎圈部4之间残存的空气进入到狭缝形成沟27。

然后，当硫化结束时，打开硫化模具M从其成形空间k内将充气轮胎1与型芯N一起取出。此外，型芯N通过被分解而从充气轮胎1的内部拆下。

在该硫化工序中，由于残存的空气从上述狭缝形成沟27经过周向沟26向排气孔B排出，所以利用本实施方式的硫化模具M制造出的充气轮胎1的胎圈部4不会产生无覆盖的缺陷。此外，由于从胎圈胎踵面4b延伸的狭缝形成沟27的间隙G被规定为0.02～0.08mm，所以抑制橡胶流入狭缝形成沟27，从而防止挤出胶的产生。此外，通过将周向沟26的沟深度t以及排气孔B的直径d设为上述的数值范围，由此能够更有效地排出空气。因此，利用本发明的硫化模具M形成的充气轮胎非常美观。

图7表示本发明的其他的充气轮胎1的制造方法及成形装置11。

该实施方式的型芯N1的成形面9只由将充气轮胎1的胎圈部4的轮胎内腔面4i成形的胎圈内腔成形面9c构成，内腔面i的其他部分，使用由交联橡胶构成的气袋Bu来进行硫化成形。其他部分与上述实施方式相同。因此，由于这样的实施方式也能够切实地排出空气，所以在胎圈部4不会产生无覆盖，能够制造非常美观的充气轮胎。

以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细叙述，但本发明不限于图示的实施方式，还可变形为各种方式来实施。例如，如图8(a)至(c)所示，上述狭缝形成沟27、狭缝状形成沟33、周向沟26以及沟部34均可以是沿轮胎周向连续延伸的形状。此外，由于确保了更高的胎唇环M3的刚性，所以周向沟26及沟部34的轮胎径向的长度，还可以为小于图5所示的本实施方式的轮胎径向的长度的方式。

实施例

为了确认本发明的效果，按照表1的规格分别试制了100个尺寸215/45R17的轿车用充气子午线轮胎，并对胎圈部的胎圈胎踵面的美观状况进行了调查。除表中记载的部分以外，其余均相同。主要的共通规格如下。

<狭缝形成沟>

配设条数：在轮胎圆周上配设300条

<周向沟>

配设条数：在轮胎圆周上配设12条

周向角度θ1：20度

胎圈胎踵面的美观状况，通过检查员的目视和触诊，用以下基准按照五个阶段进行了判定。数值越大越好。

5：未发生无覆盖或挤出胶等

4：虽然发生了一些无覆盖或挤出胶等，但无需修理且是能够容许的级别

3～2：发生了需要修理的无覆盖或挤出胶等

1：发生了不能修理的无覆盖

测试结果示于表1。

表1

测试的结果确认了实施例的轮胎与比较例相比，无覆盖或挤出胶等的发生较少，提高了美观性。其中，如果加大周向沟的沟深度则存在胎唇环的耐久性恶化的倾向。

Claims (3)

1.一种轮胎的硫化模具，包括具有胎圈成形面的胎唇环，其中胎圈成形面包括：将轮胎的胎圈部的胎圈底面成形的胎圈底成形面、将胎圈部的胎圈胎踵面成形的胎踵成形面、将胎圈部的轮胎轴向外侧面成形的外侧成形面，该轮胎的硫化模具的特征在于，

上述胎唇环由两个以上环片形成，该两个以上环片由从上述胎圈胎踵面延伸的一个以上分割面在轮胎轴向内外分割而成，而且

在上述分割面处相邻的一侧的环片的分割面上具有：周向沟，其沿周向延伸且沟深度(t)为0.8～2.2mm；多条狭缝形成沟，它们从上述周向沟延伸至上述胎圈胎踵面并且在与另一侧的环片的分割面之间形成间隙(G)为0.02mm～0.08mm的排气狭缝，并且

上述周向沟由沿周向隔开间隔配置的多条周向沟部形成，并且上述多条狭缝形成沟与各周向沟部连接，上述狭缝形成沟与上述周向沟部在轮胎周向上以相同的间隔隔开配置，上述周向沟部的轮胎周向角度为10～40度，

在上述一侧、另一侧的环片中的配置于轮胎轴向外侧的外侧的环片上设有排气孔，该排气孔贯通该外侧的环片而延伸并且一端与上述周向沟连通。

2.根据权利要求1所述的轮胎的硫化模具，其特征在于，

上述胎唇环由两个分割面分割成轮胎轴向内、中、外三个环片，并且

贯通上述中环片的排气孔，一端与形成于上述内、中环片之间的分割面处的周向沟连通，并且另一端与形成于上述中、外环片之间的分割面处的周向沟连通。

3.根据权利要求2所述的轮胎的硫化模具，其特征在于，

贯通上述外环片的排气孔，一端与形成于上述中、外环片之间的分割面处的周向沟连通，并且另一端与胎唇环外导通。