CN103619570B - 刚性芯 - Google Patents

Abstract

一种刚性芯在不使用螺栓的情况下能够有效地、稳定地且非常精确地组装和拆卸，该刚性芯设有：芯主体（3），该芯主体（3）包括沿轮胎的周向方向划分的多个芯节段（9）；用于防止每个芯节段（9）沿径向方向朝向内侧移动的圆筒形芯（5），该圆筒形芯（5）插入到芯主体（3）的中心孔中；以及一对侧板（6U、6L），这一对侧板（6U、6L）通过定位在芯主体（3）的轴向方向上的两侧并且通过将芯主体（3）夹在且保持在其内表面之间而防止每个芯节段（9）沿其轴向方向的移动。在芯（5）的外周表面上形成有第一燕尾部（16），且在每个芯节段（9）的内周表面上形成有用于与第一燕尾部（16）接合的第二燕尾部（17）。在一侧的侧板（6U、6L）固定至芯（5）的位于其一侧的端部，而在另一侧的侧板（6U、6L）设置有从其突出的凸台部分（22），该凸台部分（22）能够螺纹连接到设置在芯（5）的中心孔中的内螺纹（13）中。

Description

刚性芯

技术领域

本发明涉及一种刚性芯，该刚性芯为能够从充气轮胎上拆除的刚性芯，并且可以高精度和高效率地重新安装拆除的刚性芯。

背景技术

近来，如图10(A)所示，为了提高充气轮胎的形成精度，提出一种用于充气轮胎的硫化方法(例如，专利文献1)，该方法通过使用具有和轮胎内表面形状对应的外部形状的刚性芯(a)而实现。在该方法中，诸如内衬层、胎体帘布层、带束层、胎侧胶及胎面胶之类的轮胎组成构件依次粘附到刚性芯(a)上，从而形成未硫化的轮胎(t)。该未硫化的轮胎(t)与刚性芯(a)一起放入硫化模具(b)中，并且在作为内模具的刚性芯(a)与作为外模具的硫化模具(b)之间被硫化。

如图10(B)所示，刚性芯(a)的芯主体(a1)包括沿轮胎周向方向划分的多个芯节段(c)。芯节段(c)包括：

多个第一芯节段(c1)，该多个第一芯节段(c1)在周向端部处具有划分面，该划分面沿宽度变窄方向朝向径向内侧部分倾斜；以及

多个第二芯节段(c2)，该多个第二芯节段(c2)在周向端部处具有划分面，该划分面沿宽度变宽方向朝向径向内侧部分倾斜。

这些第一芯节段(c1)和第二芯节段(c2)沿周向方向交替地布置。

通过沿径向方向向内移动，从第二芯节段(c2)开始依次拆除这些芯节段(c)。因此，将芯主体(a1)分成几部分地从硫化轮胎上取下。

芯节段(c)中的每一个芯节段的径向内侧端部由螺栓(e)固定至框架(d)的圆筒形芯部(d1)并且环向地被组装。如图10(A)所示，框架(d)在圆筒形芯部(d1)的轴向第一端部处设置有开口(f)，从而能够从开口(f)移除螺栓(e)。

然而，在该结构中，不易于实现螺栓(e)的自动移除；此外，必定存在许多待拧紧的螺栓。因此，刚性芯(a)的拆卸和组装操作需要做很多工作，因而不太可操作。此外，难以决定芯节段(c)中的每一个芯节段的定位，因而容易造成不太精确。因此，难以实现以高精度和高稳定性组装刚性芯(a)。

专利文献1:日本未审专利申请公报No.2006-160236

发明内容

本发明要解决的问题

本发明旨在提供一种刚性芯，其能够在不使用任何螺栓的情况下以高精度、高效率及高稳定性进行组装和拆卸，并且能够提高组装-拆卸的自动化。

解决该问题的方法

为了解决上述问题，本发明的一个方面涉及一种刚性芯，其包括环形芯主体，该环形芯主体在外表面上设置有形成充气轮胎的腔体表面的模制表面。

该刚性芯包括

芯主体，该芯主体包括多个芯节段，该多个芯节段沿轮胎的周向方向划分并且能够径向向内地移除，

圆筒形芯，该圆筒形芯插入芯主体的中心孔中以防止芯节段中的每一个芯节段的径向向内的移位，以及

一对侧板，这一对侧板沿轴心方向设置在芯主体的两侧，以通过将芯主体保持在内表面之间而防止芯节段沿轴心方向的移位。

在圆筒形芯的外周表面上存在第一燕尾部，该第一燕尾部由沿轴心方向连续地延伸的榫眼和凸榫中的一者形成；并且，在芯节段的内周表面上存在第二燕尾部，该第二燕尾部由沿轴心方向延伸的榫眼和凸榫中的另一者形成，并且第二燕尾部与第一燕尾部互锁。轴心方向上的第一侧板固定至圆筒形芯的第一端部。轴心方向上的第二侧板在该侧板的内表面上设置有突出的凸台部段，该凸台部段将要被螺纹连接到设置在圆筒形芯的中心孔中的内螺纹部中，以便相对于圆筒形芯的第二端部可移除。

在本发明的另一方面中，芯节段包括第一芯节段和第二芯节段，第一芯节段在周向端部处具有沿周向宽度变窄的方向朝着径向内侧部分倾斜的划分面，第二芯节段在周向端部处具有沿周向宽度变宽的方向朝着径向内侧部分倾斜的划分面。第一芯节段和第二芯节段沿周向方向交替地布置。并且芯节段能够沿径向方向向内地移动。

在本发明的另一方面中，轴心方向上的第一侧板和第二侧板中的每一个侧板包括沿轴心方向向外地突出的支撑轴部。

在本发明的另一方面中，支撑轴部在外端表面上设置有锁定部分，该锁定部分由用于阻止旋转的键状突出部或键槽形成。

本发明的效果

为了解决上述问题，刚性芯包括插入到芯主体中的圆筒形芯以及一对侧板，这对侧板沿轴心方向设置在芯主体的两侧。圆筒形芯的第一端部与第一侧板固定。

在圆筒形芯的外周表面上形成有沿轴心方向延伸的第一燕尾部，并且，在芯节段中的每一个芯节段的内周表面上形成有沿轴心方向延伸的第二燕尾部。因此，在本发明中，芯节段能够由第一燕尾部引导并相继地绕着圆筒形芯布置。由于第一燕尾部与第二燕尾部彼此互锁，因此能够防止芯节段的移位，并且高精准和稳定地操作组装过程。

第二侧板设置有突出的凸台部段，该凸台部段能够螺纹连接到圆筒形芯的中心孔中。凸台部段的螺纹帮助一对侧板对芯主体进行保持以便防止芯节段中的每一个芯节段沿轴心方向的移位。因此，在本实施方式中，由于第一燕尾部与第二燕尾部之间的互锁、由于通过圆筒形芯防止了芯节段的径向向内的移位，以及由于保持在侧板之间而防止了芯节段沿轴心方向的移位，因此组装的芯节段能够被固定，并且，能够以高精度保持芯主体3。

而且，本实施方式中的刚性芯在不使用任何螺栓等的情况下仅仅通过单一的螺纹连接而固定。因此，组装和拆卸操作的效率得到了很大程度地提高并且明显有助于使操作实现自动化。

附图说明

[图1]图1为示出了本发明的刚性芯的实施方式的截面图。

[图2]图2为示出了具有圆筒形芯的芯主体的俯视图。

[图3]图3为刚性芯的分解立体图。

[图4]图4为示出了第一燕尾部与第二燕尾部的互锁状态的放大图。

[图5]图5为解释连接装置的截面图。

[图6]图6(A)至图6(C)为解释拆除刚性芯的顺序的截面图。

[图7]图7为解释从轮胎上拆除芯主体以及组装芯主体的截面图。

[图8]图8为解释从轮胎上拆除芯主体以及组装芯主体的平面图。

[图9]图9为解释使第二侧板与圆筒形芯附接的截面图。

[图10]图10(A)为示出通过使用刚性芯形成充气轮胎的方法的截面图；以及图10(B)为沿轴心方向的刚性芯的侧视图。

附图标记说明

1刚性芯

2模制表面

3芯主体

3H中心孔

5圆筒形芯

5H中心孔

6L、6U侧板

9芯节段

9A第一芯节段

9B第二芯节段

9S划分面

12支撑轴部

13内螺纹部

14榫眼

15凸榫

16第一燕尾部

17第二燕尾部

21支撑轴部

22凸台部段

36锁定部分

T充气轮胎

Ts腔体表面

具体实施方式

以下，将对本发明的实施方式进行描述。

如图1中所示，本实施方式的刚性芯1包括：

环形芯主体3，环形芯主体3在外表面上设置有形成充气轮胎T的腔体表面Ts的模制表面2；

圆筒形芯5，圆筒形芯5插入芯主体3的中心孔3H中；以及

一对侧板6L、6U，这对侧板6L、6U沿轴心方向设置在芯主体3的两侧。

在刚性芯1中，诸如内衬层、胎体帘布层、带束层、胎侧胶、胎面胶之类的轮胎组成构件相继粘附到刚性芯3的模制表面2上以形成未硫化轮胎。并且接着，未硫化轮胎与刚性芯1一起放置到硫化模具中以进行硫化。图1示出了刚性芯1与硫化充气轮胎T一起从硫化模具中取下并转移到保持轴4上的状态。

芯主体3包括：含有模制表面2的主部分3A；以及凸出部3B，凸出部3B设置在主部分3A的径向内侧并且沿轴心方向朝外侧突出。凸出部3B的径向外表面包括锥形表面7，该锥形表面7朝着径向内侧部分沿轴心方向向外倾斜。在芯主体3内部，存在与芯主体3同心地布置的凹形部8。

在本实施方式的凹形部8中，作为硫化加热用的热介质的蒸汽通过设置在圆筒形芯5中的流动通道(未示出)供给到凹形部8中。同时，本发明不限于上述实施方式，例如电火源之类的硫化加热用的热源也能够容置在凹形部8中。凹形部8还用作用以钩住后文提到的保持夹具41(在图7中示出)的钩状部。因此，保持夹具41能够钩住拆卸的芯主体3并将轮胎T从芯主体3中取出。

如图2和3中所示，芯主体3包括沿轮胎周向方向划分的多个芯节段9。芯节段9包括

多个第一芯节段9A，该多个第一芯节段9A在周向端部处具有划分面9S，该划分面沿周向宽度变窄的方向朝着径向内侧部分倾斜，以及

多个第二芯节段9B，该多个第二芯节段9B在周向端部处具有划分面9S，该划分面沿周向宽度变宽的方向朝着径向内侧部分倾斜。

这些第一芯节段9A和第二芯节段9B沿周向方向交替地布置。

因此，在芯节段9中，第二芯节段9B和第一芯节段9A能够沿径向方向相继向内移动。因此，如图7和8中所示，通过沿径向方向向内地从第二芯节段9B相继移动，芯主体3能够从轮胎T的腔体TH取出。

如图1-3中所示，圆筒形芯5具有圆筒形形状并且插入到芯主体3的中心孔3H中。因此，圆筒形芯5能够防止芯节段9的每一个的径向向内的运动。并且，圆筒形芯5的一个侧端部与第一侧板6L的内侧表面固定。

本实施方式示出圆筒形芯5和第一侧板6L由螺栓10固定的情形(在图1中示出)。如图3中所示，圆筒形芯5和第一侧板6L一体地从芯主体3上取下。因此，螺栓固定不对刚性芯1的拆卸、组装操作造成影响。因此，圆筒形芯5和第一侧板6L能够例如通过焊接进行固定。

如图1和3中所示，在圆筒形芯5的中心孔5H中，在另一轴心方向上存在内螺纹部13。在圆筒形芯5的外周表面上存在第一燕尾部16，该第一燕尾部16由沿轴心方向连续地延伸的榫眼14和凸榫15中的一者形成。在芯节段9的内周表面上存在第二燕尾部17，该第二燕尾部17由沿轴心方向延伸的榫眼14和凸榫15中的另一者形成，并且该第二燕尾部17与第一燕尾部16互锁。在本实施方式中，榫眼14形成为第一燕尾部16，而凸榫15形成为第二燕尾部17，但是，也可以将凸榫15形成为第一燕尾部16，而将榫眼14形成为第二燕尾部17。

如在图4的近视图中所示，榫眼14和凸榫15中的每一个大致具有梯形形状，其中，如众所周知那样，梯形形状的两个侧表面沿着宽度增加的方向朝着凹槽底部和凸榫头部倾斜。这些榫眼14和凸榫15彼此填充并且以仅能够沿轴心方向相对移动的方式连接。

如图1中所示，第一侧板6L包括侧板主体11，侧板主体11包括盘状基础板部11A和凸缘部11B，凸缘部11B圆周地设置在基础板部11A的外边界上。

基础板部11A沿轴心方向在外表面上同心地设置有支撑轴部12，支撑轴部12沿轴心方向向外突出。凸缘部11B与锥形表面7一样地倾斜。该凸缘部11B有助于同心地结合侧板6F与芯主体3并且有助于将芯主体3的凸出部3B保持在凸缘部11B与圆筒形芯5之间。

如图1中所示，第二侧板6U包括侧板主体20，侧板主体20包括盘状基础板部20A和凸缘部20B，凸缘部20B圆周地设置在基础板部20A的外边界上。

基础板部20A沿轴心方向在外表面上同心地设置有支撑轴部21，支撑轴部21沿轴心方向向外突出。凸缘部20B抵接锥形表面7。因此，在本实施方式中，基础板部20A和支撑轴部21在结构上与第一侧板6L的基础板部11A和支撑轴部12类似。

基础板部20A在内表面上同心地设置有突出的凸台部段22，该凸台部段22能够螺纹连接到设置在圆筒形芯5的中心孔5H中的内螺纹部13中。将凸台部段22与内螺纹部13旋拧到一起有助于将第二侧板6U与圆筒形芯5可移除地进行组装。

在将第二侧板6U与圆筒形芯5进行组装时，如同第一侧板6L的情形，凸缘部20B有助于同心地结合侧板6U与芯主体3并且有助于将芯主体3的凸出部3B保持在凸缘部20B与圆筒形芯5之间。

在本实施方式中，第二侧板6U的支撑轴部21经由连接装置24与马达驱动的旋转轴23连接。旋转轴23用于附接和移除第二侧板6U。并且，第一侧板6L的支撑轴部12经由连接装置24与保持轴4连接。同时，在本说明书中，保持轴4与旋转轴23可统称为“接合轴25”。

本实施方式的连接装置24具有球锁系统。如图5中所示，本实施方式的连接装置24包括：

连接孔26，该连接孔26在支撑轴部12、21的每个外端部分中同心地凹进，以及

连接圆筒形部分27，该连接圆筒形部分27在接合轴25的外端部分同心地突出。

连接圆筒形部分27插入到连接孔26中。连接装置24包括球锁工具28，用以将连接孔26与连接圆筒形部分27锁定。

连接孔26绕着其内周设置有周向凹槽26A。连接圆筒形部分27包括沿周向方向分散布置且沿径向方向贯穿的多个通孔29。

球锁工具28包括

刚性球30，每个刚性球30保持在连接圆筒形部分27的通孔29中，

活塞件33，活塞件33容置在接合轴25内的气缸室31中，以及

柱塞34，柱塞34设置在连接圆筒形部分27的中心孔27H中。

在气缸室31中，活塞件33能够结合压缩空气供给到气缸室31中和从气缸室31中排出而沿轴心方向向内和向外地移动。

柱塞34与活塞件33一体地连接。并且，在连接圆筒形部分27的中心孔27H中，柱塞34能够结合活塞件33的沿轴心方向的向内和向外的移动而沿轴心方向向内和向外地移动。柱塞34的外表面包括玉米状表面，该玉米状表面沿轴心方向向外地朝着外侧渐缩。

该柱塞34沿轴心方向朝着外侧的运动有助于使外周表面接触刚性球30中的每一个刚性球并且沿径向方向向外地推升每个刚性球。因此，刚性球30中的每一个刚性球压靠着周向凹槽26A，从而将连接孔26与连接圆筒形部分27锁定。

由于活塞件33沿轴心方向的向内运动，柱塞34能够在连接圆筒形部分27的中心孔27H中沿轴心方向向内移动。这能够释放刚性球30的径向向外的推升，从而将连接孔26与连接圆筒形部分27解锁。

支撑轴部12、21中的每一个支撑轴部在外端表面上设置有锁定部分36(在图3中示出)，该锁定部分36由用于阻止旋转的键状突出部和键槽中的一个形成。形成用以与锁定部分36进行互锁的互锁部(未示出)的键槽和键状突出部中的另一个布置在接合轴25的外端表面中。这有助于使锁定部分36和互锁部将接合轴25的动力传递至支撑轴部12、21。

接着，将描述从充气轮胎T上拆除本实施方式的刚性芯1以及该刚性芯1的组装。图1示出如上所述的从硫化模具上拆除的刚性芯1与充气轮胎移动至保持轴4上的状态。如图6(A)中所示，首先，旋转轴23朝着第二侧板6U的支撑轴部21放低；然后，通过使用连接装置24将旋转轴23以单触方式与支撑轴部21连接。

接着，使旋转轴23旋转，并且旋转轴23能够将刚性芯1的第二侧板6U从圆筒形芯5上拆除，如图6(B)中所示。拆除的第二侧板6U向别处转移并同时与旋转轴23保持在连接装置24中。

随后，芯主体3由已经从下面升起的环形芯主体捕捉器40支撑。如图6(C)中所示，保持轴4与第二侧板6U一起被降低，而第二侧板6U和圆筒形芯5一体地从刚性芯1上拆除。拆除的第二侧板6U和圆筒形芯5与保持轴4一起转移至组装空间K(在图7中示出)同时保持在连接装置24中。

在图7中示出的过程之后，芯节段9中的每一个单独地从芯主体3上取下，芯主体3例如由附接在机械臂上的保持夹具41保持在芯主体捕捉器40上。取下的芯节段9转移至组装空间K并相继附接在圆筒形芯5的周围。

本发明的保持夹具41具有用以钩住芯主体3的凹形部8的钩状形状。这种保持夹具41有助于在径向向内地移动芯节段9后悬吊芯节段9并且有助于将芯节段9转移至组装空间K。

如上所述且如图8中所示，从第二芯节段9B开始逐一地取下芯节段9。所有第二芯节段9B都被取下；并且接着，第一芯节段9A的每一个单独地被取下。

在组装空间K中再次安装芯节段9的过程中，首先，第一芯节段9A和第二芯节段9B全都附接在圆筒形芯5的周围。其次，如图9中所示，旋转轴23与第二侧板6U一起降低到圆筒形芯5上，并且使旋转轴23旋转。这样，第二侧板6U的凸台部段22螺纹连接到圆筒形芯5中从而再次组装了刚性芯1。

如图8中所示，圆筒形芯5和芯节段9中的每一个芯节段分别包括第一燕尾部16、第二燕尾部17。芯节段9在由圆筒形芯5的第一燕尾部16的引导下布置在圆筒形芯5的周围。此外，第一燕尾部16和第二燕尾部17彼此互锁，使得能够防止芯节段9的移位并且能够以高精度和稳定性进行组装。

如图1和9中所示，第二侧板6U设置有突出的凸台部段22，该凸台部段22旋拧到圆筒形芯5中。凸台部段22的该旋拧能够使芯主体3保持在一对侧板6L、6U之间并且能够防止芯节段9中的每一个芯节段的轴向运动。

因此，在本发明中，通过第一燕尾部16与第二燕尾部17之间的互锁，通过由圆筒形芯5防止芯节段9的径向向内的移位，以及通过保持在一对侧板6L、6U之间而防止芯节段9沿轴心方向的移位，组装的芯节段9、9能够被固定。因此，刚性芯1能够以高精度保持芯主体3。

刚性芯1在不使用任何螺栓的情况下仅仅通过单一的螺纹连接而固定，这有助于显著地加强拆卸和组装操作的效率。因此，这明显有助于使刚性芯1的拆卸和组装操作实现自动化。

虽然已经详细地描绘了本发明的特别优选的实施方式，但不必说，本发明不限于上文提到的在图中示出的具体实施方式，而是能够做出各种修改。

Claims (4)

1.一种刚性芯，包括：

环形的芯主体，所述芯主体在外表面上设置有形成充气轮胎的腔体表面的模制表面，其中，所述芯主体包括多个芯节段和在截面中沿轴心方向朝外侧突出的凸出部，所述多个芯节段沿所述轮胎的周向方向划分并且能够径向向内地移除，所述凸出部包括锥形表面，所述芯节段中的每个芯节段在所述芯节段的内周表面上设置有沿所述轴心方向延伸的第二燕尾部，

圆筒形芯，所述圆筒形芯插入所述芯主体的中心孔中以防止所述芯节段中的每一个芯节段的径向向内的移位，所述圆筒形芯在所述圆筒形芯的外周表面上设置有沿所述轴心方向连续地延伸的第一燕尾部，以及

一对侧板，所述一对侧板沿所述轴心方向设置在所述芯主体的两侧，以通过将所述芯主体保持在所述侧板的内表面之间而防止所述芯节段沿所述轴心方向的移位；

所述一对侧板包括第一侧板和第二侧板，

所述第一侧板固定至所述圆筒形芯的第一端部，

所述第二侧板包括基础板部和凸缘部，所述凸缘部圆周地设置在所述基础板部的外边界上，

所述基础板部设置有突出的凸台部段，所述凸台部段将要被螺纹连接到设置在所述圆筒形芯的中心孔中的内螺纹部中，从而相对于所述圆筒形芯的第二端部可移除，

所述凸缘部通过将突出的所述凸台部段螺纹连接到所述内螺纹部中而抵接在所述锥形表面上，以及

所述第一燕尾部由榫眼和凸榫中的一者形成，并且所述第二燕尾部由所述榫眼和所述凸榫中的另一者形成以与所述第一燕尾部互锁。

2.根据权利要求1所述的刚性芯，其中，

所述芯节段包括第一芯节段和第二芯节段，所述第一芯节段在周向端部处具有沿周向宽度变窄的方向朝着径向内侧部分倾斜的划分面，所述第二芯节段在周向端部处具有沿周向宽度变宽的方向朝着径向内侧部分倾斜的划分面；并且

所述第一芯节段和所述第二芯节段沿周向方向交替地布置，使得所述芯节段能够沿径向方向向内地移动。

3.根据权利要求1或2所述的刚性芯，其中，所述轴心方向上的所述第一侧板和所述第二侧板中的每一个均包括沿所述轴心方向向外突出的支撑轴部。

4.根据权利要求3所述的刚性芯，其中，所述支撑轴部在所述支撑轴部的外端表面上设置有锁定部分，所述锁定部分由用于阻止旋转的键状突出部或键槽形成。