CN103448166A

CN103448166A - 轮胎硫化模具

Info

Publication number: CN103448166A
Application number: CN2013101915499A
Authority: CN
Inventors: 小原圭
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: US20130323342A1; EP2669078B1; US8757995B2; EP2669078A1; JP5613198B2; JP2013244732A; CN103448166B

Abstract

本发明提供一种轮胎硫化模具，能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶，并能够将轮胎硫化模具内的空气排出。轮胎硫化模具（1）具备对轮胎（T）的外表面（Ts）进行成型的成型面（2），并具有至少一个通气孔（20），该通气孔使一端（20a）在所述成型面开口、且使另一端（20b）与模具外部连通，通气孔（20）相对于与成型面垂直的法线（N）以60°以上但不足90°的角度θ倾斜。因此，沿着成型面的法线方向被按压的橡胶，在以与该法线方向呈较大的角度倾斜的通气孔的内周面受到阻力，从而沿着通气孔内的方向的推进力被减弱。由此，能够减少橡胶向通气孔内的进入，从而能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶。

Description

轮胎硫化模具

技术领域

本发明涉及一种用于对轮胎进行硫化成型的轮胎硫化模具，详细而言，是涉及能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶且能够将模具内的空气排出的轮胎硫化模具。

背景技术

通过在轮胎硫化模具内对表面被未硫化橡胶覆盖的生胎进行硫化成型而制造轮胎。生胎在轮胎硫化模具内被加热、且被按压于轮胎硫化模具的成型面。由此，未硫化橡胶成型为规定的形状。为了以高精度对轮胎进行成型，优选使生胎与轮胎硫化模具的成型面均匀地密接。然而，由于例如生胎与成型面的接触时机的偏差等，因此有时空气会被封闭于生胎与成型面之间。这样的空气阻碍硫化过程中的橡胶的流动，成为在轮胎的外表面产生凹部（凹坑）等成型不良的原因。

以往，为了抑制轮胎的成型不良，如图9所示，提出有具备将成型面a与模具外部连通的通气孔c的轮胎硫化模具d（例如，参照下述专利文献1）。这样的轮胎硫化模具d能够将生胎e的外表面f与轮胎硫化模具d的成型面a之间的空气从通气孔c排出。

[专利文献1]日本特开2001-163018号公报

然而，当进行硫化成型时，生胎e被因流体的填充而膨胀的橡胶气球状的气袋g从内侧按压从而膨胀。该气袋g大致相对于成型面d朝其法线b方向按压轮胎外表面的各部的橡胶i。

另一方面，现有的通气孔c形成为与成型面c的法线b方向大致平行。

因此，在现有的轮胎硫化模具d中，当利用气袋g按压生胎e而使其膨胀时，橡胶i容易与空气一起进入到通气孔c内。进入到通气孔c内的橡胶i在硫化以后作为胡须状的突出胶而残存于轮胎的外表面。由于这种突出胶使轮胎的外观变差，因此并非为优选。另一方面，为了阻止橡胶进入到通气孔c内而实现突出胶的减少，例如也想到了减小通气孔c的内径的方法，但是这种方法无法期待空气的充分排出。

发明内容

本发明是鉴于上述这样的问题而提出的，其主要目的在于提供一种轮胎硫化模具，能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶，并能够将轮胎硫化模具内的空气排出。

本发明中的技术方案1所记载的发明是一种轮胎硫化模具，该轮胎硫化模具具备对轮胎的外表面进行成型的成型面，该轮胎硫化模具的特征在于，具有至少一个通气孔，该通气孔通过使一端在上述成型面开口、且使另一端与模具外部连通而能够在硫化时将空气朝模具外部排出，上述通气孔相对于与上述成型面垂直的法线以60°以上但不足90°的角度θ倾斜地与上述成型面连通。

另外，根据技术方案1所记载的轮胎硫化模具，在技术方案2所记载的发明中，上述通气孔从上述成型面在轮胎周向上倾斜。

另外，根据技术方案1或2所记载的轮胎硫化模具，在技术方案3所记载的发明中，上述成型面是对上述轮胎的胎侧部进行成型的胎侧成型面。

另外，根据技术方案1至3中任意方案所记载的轮胎硫化模具，在技术方案4所记载的发明中，上述通气孔包括：从上述成型面朝模具外侧延伸的第一部分；以及与上述第一部分连接的第二部分，上述第一部分由筒状的通气构件的贯通孔形成，该通气构件相对于设置在上述成型面的孔装卸自如、且具有上述贯通孔。

另外，根据技术方案4所记载的轮胎硫化模具，在技术方案5所记载的发明中，上述贯通孔的截面积为0.10mm²～0.30mm²。

另外，根据技术方案1至5中任意方案所记载的轮胎硫化模具，在技术方案6所记载的发明中，设置于上述成型面的上述通气孔的开口为在轮胎周向上较长的横长形状。

另外，根据技术方案6所记载的轮胎硫化模具，在技术方案7所记载的发明中，上述横长形状为矩形状。

根据本发明，其特征在于，通气孔相对于与轮胎硫化模具的成型面垂直的法线以60°以上但不足90°的角度θ倾斜地与上述成型面连通。因此，沿成型面的法线方向被按压的橡胶，在以与该法线方向呈较大的角度倾斜的通气孔的内周面受到阻力，从而沿着通气孔内的方向的推进力被减弱。由此，在本发明中，能够减少橡胶向通气孔内的进入，从而能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶。另外，还能够防止由橡胶引起的通气孔的堵塞。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的轮胎硫化模具的剖视图。

图2是对图1的轮胎硫化模具的胎侧模具片从其成型面侧观察的侧视图。

图3是胎侧模具片的局部放大立体图。

图4是图1的A-A剖视图。

图5是图1的X视图。

图6是对轮胎硫化模具的通气构件（vent piece）进行说明的立体图。

图7是对其它形状的通气构件进行说明的立体图。

图8是对实施例的通气构件从成型面侧进行观察的线图。

图9是现有的轮胎硫化模具的剖视图。

附图标记说明：

1…轮胎硫化模具；2…成型面；5…胎面模具片；6…胎侧模具片；6A…胎侧成型面；7…胎圈模具片；10…胎面部；11…胎侧部；11A…外表面；13…胎圈部；20…通气孔；21…第一部分；22…第二部分；23…通气构件；25…贯通孔；T…轮胎；Ts…外表面；N…法线；θ…角度。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的轮胎硫化模具（以下，有时简记作“硫化模具”）1在其内侧具备对未硫化的生胎T的外表面Ts进行成型的成型面2。生胎T在该硫化模具1内被加热、且被膨胀的橡胶气球状的气袋B从内侧朝成型面Ts侧按压。由此，对生胎T进行硫化成型。

对于生胎T，示出了用于轿车用的充气轮胎的情况，该生胎T具备：胎面部10；在上述胎面部10的两端朝轮胎径向内侧延伸的胎侧部11；以及设置于上述胎侧部11的轮胎径向内端部的胎圈部13。另外，虽未进行图示，但是利用从胎面部10经由胎侧部11而到达胎圈部13的胎体、在上述胎体的轮胎径向外侧且在胎面部10的内部所配置的带束层等来对生胎T进行加强。

在本实施方式中，硫化模具1包括：胎面模具片5，该胎面模具片5具备对胎面部10的外表面10A进行成型的胎面成型面5A；胎侧模具片6，该胎侧模具片6具备对胎侧部11的外表面11A进行成型的胎侧成型面6A；以及胎圈模具片7，该胎圈模具片7具备对胎圈部13的外表面13A进行成型的胎圈成型面7A。

上述胎面模具片5通过将在轮胎周向上分割成多个的扇形件连接而呈环状地连续。另外，各扇形件设置成能够在轮胎径向上移动。由此，胎面模具片5构成为能够接近生胎T的胎面部10的外表面10A并能够与该外表面10A分离。此外，在胎面模具片5的胎面成型面5A，形成有在对生胎T进行硫化时转印于胎面部10的外表面10A的胎面花纹。

上述胎侧模具片6及胎圈模具片7例如形成为在轮胎周向上连续的环状，且上述胎侧模具片6及胎圈模具片7分别配置成能够在轮胎轴向上移动。因此，各模具片5、6及7能够从图1所示的闭模状态相分离。由此，从硫化模具1中取出硫化完毕的轮胎。此外，虽未进行图示，但是模具片5至7附设有加热单元，该加热单元设置成例如能够将温度调整到100℃以上。

在本实施方式中，通气孔20形成于胎侧模具片6。该通气孔20是一端20a在胎侧成型面6A开口、且另一端20b与模具外部连通的流路。未图示的泵等与通气孔20的另一端20b侧连接，使通气孔20内形成为负压。由此，通过通气孔20而能够将胎侧部11的外表面11A与胎侧成型面6A之间的空气朝模具外部排出，并能够使生胎T的外表面Ts与硫化模具1的成型面2密接，进而能够防止凹坑等的成型不良。

对于通气孔20的内径、截面积等而言，由于它们发挥上述作用，所以进行适当的设定。另外，对于通气孔的个数而言，虽然只要至少设置有一个即可，但是如本实施方式这样，优选设置有多个。

图2中示出了对胎侧模具片6从其成型面6A侧观察的侧视图（图1的X视图），图3中示出了胎侧模具片6的局部放大立体图。本实施方式的通气孔20的特征在于，相对于与胎侧成型面6A垂直的法线N以60°以上但不足90°的角度θ倾斜地与上述成型面6A连通。

在这种硫化模具1中，当进行硫化时，大致沿着成型面6A的法线N的方向而被按压的生胎T的橡胶，受到由以相对于该法线N的方向呈较大的角度倾斜的通气孔20的内周面所产生的阻力，从而减弱了沿着通气孔20内的方向的推进力。即，在通气孔20的一端20a，胎侧成型面6A的法线N的方向上的外力F减弱为与通气孔20平行的方向上的力F·cosθ。由于上述角度θ为60°以上但不足90°，因此橡胶的与通气孔20平行的方向上的推进力减弱为50%以下。因此，在本发明中，能够减少橡胶进入通气孔20内的量，从而能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶。另外，还能够防止通气孔20因橡胶而堵塞。

本实施方式的通气孔20以延伸成直线状的方式将成型面6A与模具外部连通。由于这种通气孔20容易加工，因此在提高硫化模具1的生产率方面是优选的。然而，在本发明中，只要通气孔20与成型面6A连通的角度θ被设定在上述范围内即可，另一端侧的角度能够任意地变更。即，通气孔20可以形成为弯曲的结构。

只要通气孔20以相对于与成型面6A垂直的法线N成60°以上但不足90°的角度θ相对于成型面6A倾斜即可，其倾斜的朝向能够任意地规定。在本实施方式中，根据图2或图3明确可知，通气孔20从胎侧成型面6A在轮胎周向上以上述角度θ的范围倾斜。这种方式，例如在胎侧成型面6A将通气孔20沿轮胎径向排列配置多个的情况下，使通气孔20互不干涉，确保了足够的配置空间，因此是优选的。然而，还可以根据需要使通气孔20在轮胎径向上倾斜。

通过例如基于钻头等工具的切削加工，将通气孔20形成于模具片5、6或7。该通气孔20可以以加工出的孔的状态直接使用。然而，通过上述切削加工来加工小孔是有界限的。因此，通过将通气构件23等插入到切削加工而成的孔，还能够将通气孔20的截面积等调节为更小。

图4中示出了图1的A-A剖视图，图5中示出了图1的X视图。本实施方式的通气孔20包括：从胎侧成型面6A朝模具外侧延伸的第一部分21；以及与上述第一部分21连接且延伸到上述另一端20b的第二部分22。

第二部分22例如是将切削加工而成的孔24直接使用的流路，其具有内径d2。

第一部分21由筒状的通气构件23的贯通孔25形成，且具有内径d1，其中，该通气构件23设置成相对于形成在胎侧成型面6A的孔26装卸自如、且具有贯通孔25。孔26与上述孔24连通，具有大于孔24的内径的内径。

如图6所示，上述通气构件23构成为包括：外筒部29；气密地插入到上述外筒部29的内筒部28。内筒部28构成为包括能够分割的一对分割片28a、28b，通过组合这两个分割片而形成为具有上述贯通孔25的筒状。由于这种通气构件23能够通过各种机械加工而形成，因此能够使贯通孔25的截面积进一步小型化。因此，有助于调节通气孔20的一端20a侧的开口面积。

在通气构件23中，为了使空气高效地流通，对于形成于通气孔20的一端20a侧的上述贯通孔25的截面积而言，优选设定为0.1mm²以上，更加优选设定为0.16mm²以上。另一方面，为了尽量抑制橡胶的流入，对于贯通孔25的截面积而言，优选设定为0.3mm²以下，更加优选设定为0.24mm²以下。

另外，对于通气构件23的贯通孔25的形状，例如通气孔20的一端20a侧的开口、即成型面6A上的贯通孔25的形状，优选形成为在轮胎周向上较长的横长形状。如图6所示，在本实施方式中，根据在贯通孔25的截面积相等的情况下进一步减弱进入通气孔20内的橡胶的推进力这一观点，使贯通孔25在成型面6A上的形状形成为在轮胎周向上较长的矩形状。这种贯通孔25在成型面6A上的矩形状，例如通过沿着成型面6A倾斜地切断以正方型截面延伸的贯通孔25而形成。

此外，在本实施方式中，虽然将贯通孔25在上述成型面6A上的形状形成为在轮胎周向上较长的矩形状，但是根据贯通孔25的加工容易性的观点，例如如图7所示，也可以将贯通孔25在成型面6A上的形状形成为在轮胎周向上较长的椭圆形状。这种贯通孔25在成型面6A上的椭圆形状，例如通过沿着成型面6A倾斜地切断以圆形截面延伸的贯通孔25而形成。

以上虽然对本实施方式的硫化模具1进行了详细叙述，但是本发明并不局限于上述实施方式，能够变形为各种方式而加以实施。虽然在本实施方式中使通气孔20形成于胎侧模具片6，但是例如可以使该通气孔20形成于胎面模具片5，尤其可以使该通气孔20形成于轮胎T的胎肩部16的成型面附近。另外，本实施方式的硫化模具1并不局限用于轮胎T，例如能够用于卡丁车（racing kart）用、摩托车用、轿车用、重载荷车辆用以及飞机用等的所有用途的轮胎。

实施例

为了确认本发明的效果，利用具有表1所记载的规格的硫化模具试制了轮胎尺寸为215/45R17的轮胎。在180℃、2200kPa的条件下将上述轮胎按压于硫化模具，然后在190℃下对上述轮胎进行了硫化成型。针对各种规格的硫化模具，每种均进行1000次上述硫化成型，并且针对此时的硫化后的橡胶朝通气孔的流入量、由通气孔内的橡胶的烧结而引起的橡胶堵塞、以及由轮胎的胎侧部的空气的滞留而引起的凹坑的产生情况，分别利用10分法进行了评价。

上述表1中示出了第1次、第300次、第600次以及第1000次的硫化成型后的评价结果，均为数值越大越好。

此外，在用于硫化成型的硫化模具中，通气孔的数量以及通气孔的配置位置在各规格中均相同。另外，表1中所记载的通气孔在成型面上的开口形状与图8（a）至图8（e）所示的形状A至形状E对应。

<橡胶的流入量>

当橡胶流入到通气孔时，已流入的橡胶在硫化成型后的轮胎的胎侧部成型为突出胶。因此，通过测量上述突出胶的长度而对橡胶的流入量进行了评价。对于该评价以如下方式表示：例如在不存在突出胶的情况下评为满分的10分，在突出胶的长度为2.5mm的情况下评为5分，在突出胶的长度为5mm以上的情况下评为1分。

<橡胶堵塞>

在对轮胎进行硫化成型以后的硫化模具中，检测多个通气孔中的几成比例的通气孔存在由橡胶的烧结而引起的橡胶堵塞，来评价橡胶堵塞情况。对于该评价以如下方式表示：例如在硫化模具具有100处的通气孔，若在所有通气孔中均不存在橡胶堵塞则评为满分的10分，若50处的通气孔存在橡胶堵塞则评为5分，若100处的所有通气孔均存在橡胶堵塞则评为1分。

<凹坑产生状况>

对第1次、第300次、第600次以及第1000次的硫化成型前后各10次的、共计20次的硫化成型而成型出的20个轮胎，确认是否产生了凹坑，来评价凹坑产生状况。对于该评价以如下方式表示：例如20个轮胎均未产生凹坑时评为满分的10分，10个轮胎产生凹坑时评为5分，20个轮胎均产生凹坑时评为1分。其中，对于第1次的硫化成形的评价，是对第1次～第20次的硫化成型而成型出的20个轮胎，确认是否产生了凹坑来评价凹坑产生状况。

表1

如表1所示，能够确认：利用本发明的硫化模具进行硫化成型而成的轮胎，能够减少成型于轮胎的外表面的突出胶、通气孔的堵塞，并且能够将轮胎硫化模具的成型面与轮胎的外表面之间的空气排出。

Claims

1.一种轮胎硫化模具，所述轮胎硫化模具具备对轮胎的外表面进行成型的成型面，

所述轮胎硫化模具的特征在于，

具有至少一个通气孔，该通气孔通过使一端在所述成型面开口、且使另一端与模具外部连通而能够在硫化时将空气朝模具外部排出，

所述通气孔相对于与所述成型面垂直的法线以60°以上但不足90°的角度θ倾斜地与所述成型面连通。

2.根据权利要求1所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

所述通气孔从所述成型面在轮胎周向上倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

所述成型面是对所述轮胎的胎侧部进行成型的胎侧成型面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

所述通气孔包括：从所述成型面朝模具外侧延伸的第一部分；以及与所述第一部分连接的第二部分，

所述第一部分由筒状的通气构件的贯通孔形成，该通气构件相对于设置在所述成型面的孔装卸自如、且具有所述贯通孔。

5.根据权利要求4所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

所述贯通孔的截面积为0.10mm²～0.30mm²。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

设置于所述成型面的所述通气孔的开口为在轮胎周向上较长的横长形状。

7.根据权利要求6所述的轮胎硫化模具，其特征在于，

所述横长形状为矩形状。