CN104640691B - 刚性型芯以及使用该刚性型芯的充气轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供容易将型芯主体取出的技术。包含环状的型芯主体(11)，该型芯主体(11)具备对充气轮胎的内表面进行成形的成形面(18)，型芯主体(11)由多个扇形体构成，并且，朝径向内侧将各扇形体取出。型芯主体(11)的成形面(18)的位于对胎侧部进行成形的区域的部位的最大宽度W、与对胎圈部的胎趾端进行成形的胎趾端成形位置(18e)处的轮胎轴向上的宽度Bd之比Bd/W为0.80以上。在成形面(18)的从胎趾端成形位置(18e)至最大宽度W的位置的内侧区间(30)，在成形面(18)引出的切线(T)的角度α为45度以下。内侧区间(30)包含切线(T)的角度α为30度～45度的倾斜部分(32)，该倾斜部分(32)的径向长度h与从胎趾端成形位置(18e)朝径向外侧引出的轮胎径向线和成形面(18)交叉的交点(P)的长度H之比h/H不足0.25。

Description

刚性型芯以及使用该刚性型芯的充气轮胎的制造方法

技术领域

本发明涉及刚性型芯以及使用该刚性型芯的充气轮胎的制造方法，该刚性型芯具备对充气轮胎的内表面进行成形的外表面。

背景技术

为了提高轮胎的精加工精度，例如在专利文献1至2中提出了使用刚性型芯的充气轮胎的制造方法。

在该制造方法中，将成为轮胎构成部件的未硫化的橡胶部件依次粘贴于刚性型芯的外表面，由此对生胎进行成形。轮胎构成部件为内衬、胎体帘布层、带束帘布层、胎侧胶以及胎面胶等。

将生胎与刚性型芯一起投入到硫化模具内进行硫化成形。刚性型芯为内模。硫化模具为外模。

刚性型芯包含环状的型芯主体。型芯主体具有与轮胎的内表面一致的外表面。型芯主体分割为多个扇形体。在硫化成形以后，将各扇形体从硫化完毕的轮胎朝轮胎径向内侧依次拉出。由此，将刚性型芯从轮胎的胎圈部侧取出(型芯取出工序)。

众所周知，充气轮胎的内表面的截面形状形成为胎侧部最朝轮胎轴向外侧伸出。另一方面，胎圈部具有比胎侧部的宽度小的宽度。因此，为了将扇形体从轮胎取出，在使该扇形体从胎圈部通过时，需要特别大的力。

为了提高轮胎的生产率，需要减轻取出型芯主体时的劳力，需要缩短型芯取出工序的周期。

专利文献1:日本特开2011－161896号公报

专利文献2:日本特开2011－167979号公报

发明内容

本发明是鉴于以上实际情况而提出的，其主要目的在于提供刚性型芯以及充气轮胎的制造方法，以改善型芯主体的成形面的形状为基本，缩短刚性型芯取出工序的周期。

本发明中的技术方案1所记载的发明是一种用于制造充气轮胎的刚性型芯，该刚性型芯包含环状的型芯主体，该型芯主体具备对具有胎面部、胎侧部以及胎圈部的环形的充气轮胎的内表面进行成形的成形面，上述型芯主体由沿着轮胎周向相连的多个扇形体构成，并且，通过使各扇形体朝轮胎径向内侧移动而将它们从上述充气轮胎取出，上述刚性型芯的特征在于，在上述型芯主体的包含轮胎旋转轴的子午线截面中，上述成形面的最大宽度W与宽度Bd之比Bd/W为0.80以上，其中，上述最大宽度W是位于对上述胎侧部进行成形的区域的部位的轮胎轴向上的最大宽度，上述宽度Bd是对上述胎圈部的胎趾端进行成形的胎趾端成形位置处的轮胎轴向上的宽度，在上述成形面的从上述胎趾端成形位置至上述最大宽度W的位置的内侧区间，轮胎轴向上的宽度朝向轮胎径向内侧逐渐减小，并且，在该内侧区间的成形面引出的切线相对于轮胎径向线的角度α为45度以下，并且，上述内侧区间包含上述切线的角度α为30度～45度的倾斜部分，长度h与长度H之比h/H不足0.25，其中，上述长度h是上述倾斜部分的轮胎径向上的长度，上述长度H是从上述胎趾端成形位置至朝轮胎径向外侧引出的轮胎径向线与上述成形面交叉的交点的轮胎径向上的长度。

在技术方案1所记载的刚性型芯的基础上，在技术方案2所记载的发明中，上述成形面在上述内侧区间包含上述切线的角度α最大的最大倾斜位置，从上述最大倾斜位置朝向轮胎径向内侧的区域包含由在型芯外侧具有中心的圆弧形成的倒圆弧部分。

在技术方案2所记载的刚性型芯的基础上，在技术方案3所记载的发明中，上述倒圆弧部分的轮胎径向上的长度Hr与上述倾斜部分的轮胎径向上的长度h之比Hr/h为0.50～0.83。

在技术方案2或3所记载的刚性型芯的基础上，在技术方案4所记载的发明中，上述最大倾斜位置的上述切线的角度α为40度～44度。

在技术方案1～4中任一方案所记载的刚性型芯的基础上，在技术方案5所记载的发明中，上述比Bd/W为0.80～0.84。

在技术方案1～5中任一方案所记载的刚性型芯的基础上，在技术方案6所记载的发明中，上述比h/H为0.15～0.22。

技术方案7所记载的发明是使用了技术方案1～6中任一方案所记载的刚性型芯的充气轮胎的制造方法，其特征在于，包括：生胎形成工序，通过将未硫化的轮胎构成部件依次粘贴于上述刚性型芯的外表面而形成生胎；硫化工序，将上述生胎连同上述刚性型芯一起投入到硫化模具内进行硫化成形；以及型芯取出工序，使各上述扇形体朝轮胎径向内侧移动，由此将各上述扇形体从硫化成形后的上述充气轮胎取出。

在本发明中，型芯主体的成形面的位于对胎侧部进行成形的区域的部位的轮胎轴向上的最大宽度W与对胎圈部的胎趾端进行成形的胎趾端成形位置处的轮胎轴向上的宽度Bd之比Bd/W为0.80以上。即，利用本发明的刚性型芯成形的充气轮胎形成有较大的胎趾端之间的宽度。因此，在从轮胎取出扇形体时，扇形体从胎圈部的胎趾端之间通过时的阻力(摩擦力)减小。

对于本发明的刚性型芯而言，在成形面的从胎趾端成形位置至上述最大宽度W的位置的内侧区间，轮胎轴向上的宽度朝向轮胎径向内侧逐渐减小。在内侧区间，在成形面引出的切线相对于轮胎径向线的角度α为45度以下。即，本发明的型芯主体的内侧区间的相对于轮胎周向的倾斜角度α较小。因此，容易从轮胎径向内侧取出各扇形体。

本发明的刚性型芯的上述内侧区间包含切线的角度α为30度～45度的倾斜部分。倾斜部分的轮胎径向上的长度h与从胎趾端成形位置至交点的轮胎径向上的长度H之比h/H不足0.25。交点是从胎趾端成形位置朝向轮胎径向外侧引出的轮胎径向线和上述成形面交叉的点。这样，通过将倾斜部分的范围限定为较小的范围，更加容易从轮胎径向内侧取出扇形体。

上述结构特征全部满足的本发明的刚性型芯能够减轻从轮胎取出扇形体时的劳力，进而能够缩短型芯取出工序的周期。

附图说明

图1是示出通过本实施方式的制造方法制造的充气轮胎的一个例子的剖视图。

图2是示出刚性型芯的一个例子的分解立体图。

图3是形成有生胎的刚性型芯的剖视图。

图4是从轴心方向观察型芯主体的侧视图。

图5是在刚性型芯的外表面形成的生胎的剖视图。

图6是对硫化工序进行说明的剖视图。

图7是对刚性型芯拆卸工序进行说明的分解剖视图。

图8是型芯主体的包含轮胎旋转轴的剖视图。

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。

本实施方式的刚性型芯用于图1所示那样的充气轮胎1的制造。

在图1中，作为充气轮胎1的例子，示出了轿车用的子午线轮胎。充气轮胎1为具有胎面部2、胎侧部3以及胎圈部4的环形(toroid)。

充气轮胎1包括胎体6、带束层7以及内衬9。胎体6从胎面部2经由胎侧部3而延伸至胎圈部4的胎圈芯5。带束层7配置于胎体6的轮胎径向外侧、且配置于胎面部2的内部。内衬9配置于胎体6的内侧。众所周知，充气轮胎1以胎侧部3比胎圈部4朝轮胎轴向外侧伸出的方式形成。

胎体6包括胎体帘布层6A。胎体帘布层6A由相对于轮胎赤道C以例如75°～90°的角度排列的胎体帘线的层构成。胎体帘线例如采用聚酯等有机纤维帘线。

胎体帘布层6A以环形地跨越胎圈部4、4之间的方式延伸。胎体帘布层6A的轮胎径向的内端6e在胎圈部4并未反包，而是形成终端。

胎圈芯5配置于胎圈部4。胎圈芯5包括内侧芯5A与外侧芯5B。内侧芯5A配置于胎体帘布层6A的轮胎轴向的内侧。外侧芯5B配置于胎体帘布层6A的轮胎轴向的外侧。内侧芯5A以及外侧芯5B为环状。内侧芯5A以及外侧芯5B的由钢构成的胎圈线材5c绕轮胎旋转轴卷绕为漩涡状并重叠。

在内侧芯5A的轮胎轴向的内侧面配置有内侧的三角胶8i。在外侧芯5B的轮胎轴向的外侧面配置有外侧的三角胶8o。三角胶8i、8o由硬质橡胶形成。三角胶8i、8o朝向轮胎径向外侧形成为锥状。

带束层7由内侧、外侧的两个带束帘布层7A、7B构成。带束帘布层7A、7B由相对于轮胎赤道C以例如10°～40°的角度倾斜地排列的带束帘线的层构成。带束帘布层7A、7B以带束帘线的朝向相互交叉的方式重叠。带束帘线例如采用钢帘线、芳族聚酰胺等有机纤维帘线。

内衬9配置为以环形跨越胎圈部4的胎趾端4e、4e之间。内衬9配置于轮胎的内表面17的整个范围。内衬9由不透气性的橡胶材料构成。作为不透气性的橡胶材料，例如能够优选使用丁基系橡胶。对于丁基系橡胶而言，在100质量份的橡胶成分中，丁基橡胶(或者其衍生物)的配比为60质量份以上，优选为80质量份以上，进一步优选为100质量份。内衬9的厚度t例如为0.5mm～2.0mm左右。

图2示出了刚性型芯10的分解立体图。图3示出了刚性型芯10的剖视图。如图2以及图3所示，刚性型芯10包括环状的型芯主体11、芯体12以及一对侧壁体13L、13U。型芯主体11具有中心孔11h。芯体12内插于型芯主体11的中心孔11h。侧壁体13L、13U分别配置于型芯主体11的轴心方向的两侧。

型芯主体11的外表面构成成形面18。成形面18对充气轮胎1的内表面17进行成形。换言之，在硫化成形以后，图1的充气轮胎1的内表面17与型芯主体11的成形面18一致。

型芯主体11由沿着轮胎周向分割的多个扇形体14构成。如图4所示，扇形体14包括第一扇形体14A与第二扇形体14B。第一扇形体14A的周向长度L1朝向轮胎径向内侧逐渐减小。第二扇形体14B的周向长度L2朝向轮胎径向内侧逐渐增大。第一扇形体14A以及第二扇形体14B沿着轮胎周向交互地配置。由此，型芯主体11成为沿着轮胎周向连续的环状体。

如图5所示，型芯主体11的成形面18包含胎面成形面18a、胎侧成形面18b以及胎圈成形面18c。胎面成形面18a对充气轮胎1(生胎1L)的胎面部2的内表面17进行成形。胎侧成形面18b对胎侧部3的内表面17进行成形。胎圈成形面18c对胎圈部4的内表面17进行成形。胎侧成形面18b以比胎圈成形面18c朝轮胎轴向外侧伸出的方式形成。胎侧成形面18b包含具有轮胎轴向上的最大宽度W的最大宽度位置20。

如图2以及图3所示，芯体12为圆筒状。如图3所示，芯体12内插于型芯主体11的中心孔11h。在芯体12的外周面形成有沿着刚性型芯10的轴心方向延伸的燕尾槽19a。在扇形体14A、14B的内周面形成有沿着刚性型芯10的轴心方向延伸的燕尾榫19b。燕尾槽19a与燕尾榫19b相互卡合。若将芯体12插入于中心孔11h，则第一扇形体14A以及第二扇形体14B的轮胎径向以及轮胎周向上的移动受到限制。

如图3所示，一方的侧壁体13L在芯体12的轴心方向的一侧由螺栓固定。另一方的侧壁体13U固定于芯体12的轴心方向的另一侧。另一方的胎侧体13U旋入到内螺纹部15并以装卸自如的方式固定于内螺纹部15。内螺纹部15设置于芯体12的中心孔11h。如图3所示，一对胎侧体13L、13U对芯体12相对于型芯主体11朝向轴心方向的移动进行限制。

在各侧壁体13L、13U的外侧面设置有朝轴心方向的外侧突出的支承轴部16。在支承轴部16以能够装卸的方式连结有卡盘(chuck)部23。卡盘部23例如是将刚性型芯10向硫化模具等输送的输送装置(省略图示)等。

如图5所示，将未硫化的轮胎部件等粘贴于刚性型芯10的成形面18的外侧。由此，形成生胎1L。

如图6所示，将生胎1L与刚性型芯10一起投入到硫化模具22。硫化模具22具有形成生胎1L的外表面的型腔22s。以外表面与型腔22s一致、且内表面17与型芯主体11的成形面18一致的方式对生胎1L进行硫化成形。

在硫化结束以后，从硫化模具22将硫化后的轮胎1与刚性型芯10一起取出。如图7所示，从刚性型芯10拆下胎侧体13L、13U、芯体12。由此，在充气轮胎1的内部仅残留有型芯主体11。

接下来，将型芯主体11的第二扇形体14B以及第一扇形体14A朝轮胎径向内侧依次拉出。即，一边将型芯主体11分解一边将其从充气轮胎1中取出。

如图8所示，在型芯主体11的包含轮胎旋转轴的子午线截面中，成形面18的最大宽度W与胎趾端4e之间的宽度Bd之比Bd/W为0.80以上。最大宽度W是位于胎侧成形面18b的部位的轮胎轴向上的最大宽度。胎趾端4e之间的宽度Bd是对胎圈部的胎趾端4e进行成形的胎趾端成形位置18e处的轮胎轴向上的宽度。换言之，通过本发明的型芯主体11进行硫化成形后的充气轮胎1，形成有较大的胎趾端4e之间的宽度Bd。

在将扇形体14从充气轮胎1的胎圈部侧取出时，扇形体14的最大宽度位置20一边使胎趾端4e、4e之间的宽度Bd扩大一边通过。即，通过进行硫化成形并形成较大的胎趾4e之间的宽度Bd，使得扇形体14的最大宽度位置20从胎圈部的胎趾端4e、4e之间通过时的阻力(摩擦力)变小。因此，从充气轮胎1的胎圈部侧取出扇形体14变得容易。

根据发明者们的各种实验结果能够判明：若上述比Bd/W为0.80以上，则可显著地发挥上述效果。随着比Bd/W增大，变得更加容易从轮胎1取出扇形体14。然而，当对胎趾端4e、4e之间的宽度Bd非常大的充气轮胎1进行轮辋组装时，必须使胎圈部大幅地变形从而将充气轮胎1安装于轮辋。因此，轮辋组装性变差。另外，还有可能因胎体的轮廓变形而导致滚动阻力、轮胎质量增加。因此，上述比Bd/W优选为0.84以下，更加优选为0.83以下。

内侧区间30是从胎趾端成形位置18e至最大宽度位置20的区间。在内侧区间30，型芯主体11的成形面18的轮胎轴向上的宽度朝向轮胎径向内侧逐渐减小。另外，在内侧区间30，在成形面18引出的切线T相对于轮胎径向线的角度α为45度以下。

在从充气轮胎1的胎圈部侧取出扇形体14时，扇形体14的最大宽度位置20一边与充气轮胎1的内侧区间30的内表面17接触一边朝胎趾端4e侧移动。此时，若在内侧区间30中的成形面18引出的切线的角度α增大，则在将扇形体14取出时，扇形体14与内表面17之间的摩擦力增大。因此，从充气轮胎1拔出扇形体14的情况变差。因此，在本发明中，通过将上述角度α设为45度以下，实现了内侧区间30的内表面17与扇形体14之间的摩擦力的减小。由此，变得更加容易从充气轮胎1取出扇形体14。

内侧区间30包含切线T的角度α为30度～45度的倾斜部分32。在取出扇形体14时，倾斜部分32对扇形体施加较大的摩擦力。因此，优选将倾斜部分32的轮胎径向的长度h限制在恒定范围。在本发明中，倾斜部分32的轮胎径向的长度h与从胎趾端成形位置18e至交点P的轮胎径向上的长度H之比h/H不足0.25。由此，内侧区间30的内表面17与扇形体14之间的摩擦力减小。根据各种实验结果，上述比h/H尤其优选为0.15～0.22。交点P是从胎趾端成形位置18e引至轮胎径向外侧的轮胎径向线与成形面18交叉的点。

成形面18的内侧区间30包含上述切线T的角度α最大的最大倾斜位置34。在该例中，切线T的角度α在从胎趾端成形位置18e至最大倾斜位置34逐渐增大以后，从最大倾斜位置34至最大宽度位置20逐渐减小。最大倾斜位置34处的切线T的角度α为45度以下。最大倾斜位置34处的切线T的角度α优选为40度～44度。

从成形面18的最大倾斜位置34朝向轮胎径向内侧的区域36，包含由在型芯外侧具有中心的圆弧形成的倒圆弧部分38。如图1所示，借助这种倒圆弧部分38而在充气轮胎1的胎体帘布层6A也形成有由在轮胎外侧具有中心的圆弧形成的倒圆弧部分40。这种充气轮胎1的倒圆弧部分40使得转胎体帘线的弯曲方向反转(即，倒圆弧部分40变化为在轮胎内侧具有中心的圆弧)，从而在轮胎的内腔形成较大的空间。由此，容易取出型芯主体11的各扇形体。

倒圆弧部分38的轮胎径向上的长度Hr与倾斜部分32的轮胎径向上的长度h之比Hr/h优选为0.50～0.83。

以上虽然对本发明的特别优选的实施方式进行了详细叙述，但是本发明并不限定于图示的实施方式，能够变形为各种方式来实施。

实施例

基于表1的规格试制了形成有图1的基本构造、且用于制造尺寸为235/40R18的轿车用充气轮胎的刚性型芯。另外，对上述这些刚性型芯的性能进行了测试。测试方法如下。

＜型芯取出工序的周期＞

对使用各刚性型芯生产充气轮胎并从该充气轮胎取出型芯的工序所需的周期进行了测定。测定结果由周期(秒)表示。数值越小，越容易取出型芯，从而越好。

＜型芯取出后的轮胎内表面的状态＞

用肉眼观察使用各刚性型芯生产的充气轮胎的内表面，确认其有无损伤。

表1中示出了测试结果。

[表1]

根据测试结果能够确认：实施例的刚性型芯能够防止对充气轮胎的内表面造成损伤，并且能够缩短型芯取出工序的周期。

附图标记的说明：

10…刚性型芯；11…型芯主体；14…扇形体；18…成形面；30…内侧区间；32…倾斜部分；34…最大倾斜位置；38…倒圆弧部分。

Claims (9)

1.一种刚性型芯，用于制造充气轮胎，该刚性型芯包含环状的型芯主体，该型芯主体具备对具有胎面部、胎侧部以及胎圈部的环形的充气轮胎的内表面进行成形的成形面，

所述型芯主体由沿着轮胎周向相连的多个扇形体构成，

并且，通过使各扇形体朝轮胎径向内侧移动而将它们从所述充气轮胎取出，

所述刚性型芯的特征在于，

在所述型芯主体的包含轮胎旋转轴的子午线截面中，所述成形面的最大宽度W与宽度Bd之比Bd/W为0.80以上，其中，所述最大宽度W是位于对所述胎侧部进行成形的区域的部位的轮胎轴向上的最大宽度，所述宽度Bd是对所述胎圈部的胎趾端进行成形的胎趾端成形位置处的轮胎轴向上的宽度，

在所述成形面的从所述胎趾端成形位置至所述最大宽度W的位置的内侧区间，轮胎轴向上的宽度朝向轮胎径向内侧逐渐减小，并且，在该内侧区间的成形面引出的切线相对于轮胎径向线的角度α为45度以下，

并且，所述内侧区间包含所述切线的角度α为30度～45度的倾斜部分，

长度h与长度H之比h/H不足0.25，其中，所述长度h是所述倾斜部分的轮胎径向上的长度，所述长度H是从所述胎趾端成形位置至朝轮胎径向外侧引出的轮胎径向线与所述成形面交叉的交点的轮胎径向上的长度。

2.根据权利要求1所述的刚性型芯，其特征在于，

所述成形面在所述内侧区间包含所述切线的角度α最大的最大倾斜位置，

从所述最大倾斜位置朝向轮胎径向内侧的区域包含由在型芯外侧具有中心的圆弧形成的倒圆弧部分。

3.根据权利要求2所述的刚性型芯，其特征在于，

所述倒圆弧部分的轮胎径向上的长度Hr与所述倾斜部分的轮胎径向上的长度h之比Hr/h为0.50～0.83。

4.根据权利要求2所述的刚性型芯，其特征在于，

所述最大倾斜位置的所述切线的角度α为40度～44度。

5.根据权利要求3所述的刚性型芯，其特征在于，

所述最大倾斜位置的所述切线的角度α为40度～44度。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的刚性型芯，其特征在于，

所述比Bd/W为0.80～0.84。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的刚性型芯，其特征在于，

所述比h/H为0.15～0.22。

8.根据权利要求6所述的刚性型芯，其特征在于，

所述比h/H为0.15～0.22。

9.一种充气轮胎的制造方法，该制造方法中使用权利要求1～8中任一项所述的刚性型芯，

所述充气轮胎的制造方法的特征在于，包括：

生胎形成工序，通过将未硫化的轮胎构成部件依次粘贴于所述刚性型芯的外表面而形成生胎；

硫化工序，将所述生胎连同所述刚性型芯一起投入到硫化模具内进行硫化成形；以及

型芯取出工序，使各所述扇形体朝轮胎径向内侧移动，由此从硫化成形后的所述充气轮胎取出各所述扇形体。