CN104755242A - 轮胎硫化用气囊以及充气轮胎制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够根据要制造的轮胎中各部位内面形状施加适当按压力的轮胎硫化用气囊、以及充气轮胎制造方法。气囊主体部(2)的膜厚为固定厚度，在相当于轮胎胎面部(Z1)、胎肩部(Z2)及胎圈部(Z4)的气囊(1)内面，形成多个橡胶制环状条状花纹(4A)、以螺旋状旋转数圈连接而成的橡胶制螺旋状条状花纹(4B)、多个环状凹槽花纹(5A)、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹(5B)中的任一种，将气囊(1)插入以横卧状态安放在模具(10)内的生胎(G)中并使其膨胀时，可根据胎面部(Z1)、胎肩部(Z2)及胎圈部(Z4)的内面形状，限制气囊(1)的膨胀程度来按压生胎(G)。

Description

轮胎硫化用气囊以及充气轮胎制造方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎硫化用气囊以及充气轮胎制造方法，更具体而言，涉及一种能够根据要制造的轮胎中各部位内面形状对生胎施加适当按压力的轮胎硫化用气囊、以及使用该轮胎硫化用气囊的充气轮胎制造方法。

背景技术

制造充气轮胎时，将生胎安放在模具中后，在该生胎的内部，使硫化用气囊膨胀进行硫化。生胎一般以横卧状态安放在模具内，硫化用气囊则以筒轴方向为上下方向而配置。筒状硫化用气囊通常膜厚固定(周向刚性在上下方向固定)，其上下端部由夹持构件固定后进行膨胀，因此上下方向中央部膨胀最大，与其他部分相比，受按压最强。

此外，近年随着轮胎高性能化，其低扁平化不断发展，轮胎剖面中的内面曲率因部位不同而出现较大差异。该曲率将影响膨胀后的硫化用气囊对生胎施加的按压力。要制造的轮胎剖面中，相当于内面曲率较大部位的部分，较之相当于曲率较小部位的部分，其受到硫化用气囊的按压力易变小。因此，利用硫化用气囊按压生胎时，未硫化橡胶会从所受按压力较大的部分往较小的部分移动，从而产生制造轮胎的橡胶厚度不符合设定规格的问题。

例如，现已提出一种方案，使用由有机纤维等形成的增强抑制构件来构成气囊冠部(参照专利文献1)。此外，现已提出一种方案，仅在硫化用气囊内面的特定部分配置增强层，从而提高配置增强层部分的刚性(参照专利文献2)。然而，设置这种增强抑制构件或增强层的部分，不仅周向刚性而且所有方向的刚性都会提高，因此难以根据要制造的轮胎中各部位内面形状施加适当按压力。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开2006-103123号公报

【专利文献2】日本专利特开2008-126495号公报

发明的概要

发明拟解决的问题

本发明目的在于提供一种能够根据要制造的轮胎中各部位内面形状施加适当按压力的轮胎硫化用气囊、以及使用该轮胎硫化用气囊的充气轮胎制造方法。

发明内容

为达成上述目的，本发明的轮胎硫化用气囊，其用于对模具内以横卧状态安放的生胎进行硫化，其特征在于，筒状气囊主体部的膜厚设为固定厚度，在气囊内面相当于轮胎胎面部、胎肩部及胎圈部的部分，形成沿周向延伸的橡胶制条状花纹或凹槽花纹的至少一种，所述条状花纹为多个环状条状花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹，所述凹槽花纹为多个环状凹槽花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹。

此外，本发明的充气轮胎制造方法，其特征在于，使用上述轮胎硫化用气囊硫化生胎。

发明的效果

根据本发明，筒状气囊主体部的膜厚设为固定厚度，在相当于轮胎胎面部、胎肩部及胎圈部的气囊内面，形成沿周向延伸的橡胶制条状花纹或凹槽花纹的至少一种，因此形成条状花纹的部分，周向刚性提高，形成凹槽花纹的部分，上下方向(筒轴方向)刚性降低。并且，多个环状条状花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹中，形成条状花纹的部分，上下方向刚性变化较小。另一方面，多个环状凹槽花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹中，形成凹槽花纹的部分，周向刚性变化较小。因而，通过在硫化用气囊的内面形成条状花纹或凹槽花纹，能够随意改变硫化用气囊在所需方向上的刚性。因此，能够根据要制造的轮胎中各部位内面形状，利用硫化用气囊对生胎施加适当按压力。由此，利用硫化用气囊对生胎施加按压力时，能够抑制未硫化橡胶往不必要的方向移动，从而有助于使硫化轮胎的橡胶厚度符合设定规格。

此处，例如可采用以下规格：所述条状花纹形成在所述气囊内面相当于轮胎胎面部的部分，所述凹槽花纹形成在所述气囊内面相当于轮胎胎肩部及胎圈部的部分。根据该规格，能够防止相当于胎面部的硫化用气囊部分膨胀过大，从而对生胎造成过强按压，且能够防止相当于胎肩部及胎圈部的气囊部分膨胀量过小，从而对生胎的按压力过弱。

可采用以下规格：在所述气囊内面相当于轮胎胎面部的部分中，相当于轮胎主槽部的部分不形成所述条状花纹。相当于主槽部的部分，生胎受到模具的主槽形成凸起按压，易往内侧局部膨胀。因此，通过在相当于该部分的硫化用气囊内面不设置条状花纹，硫化用气囊的该部分易往外侧膨胀，从而抑制生胎往内侧局部膨胀。

还可采用以下规格：通过改变所述条状花纹的剖面积或配置间隔的至少一种，使气囊上下方向中央部的气囊周向刚性往上下方向中心成为最大。在气囊内面相当于轮胎主槽部的部分不形成所述条状花纹时，还可通过同样方法，采用以下规格：使除了所述气囊内面相当于轮胎主槽部的部分以外，所述气囊上下方向中央部的气囊周向刚性往上下方向中心成为最大。通过采用这种规格，在膨胀硫化用气囊时，可使最易膨胀的气囊上下方向中央部更易平面膨胀。更优选采用以下规格：所述气囊上下方向中央部的气囊周向刚性往气囊上下方向中心呈上下对称大小。

还可采用以下规格：所述条状花纹的剖面形状是头部大于根部的咬边形状。根据该规格，能够抑制气囊上下方向刚性上升，且大幅提高周向刚性。

为了抑制由于在气囊内面设置条状花纹和凹槽花纹而对导热性产生的影响，并根据要制造的轮胎中各部位内面形状施加适当按压力，例如可将所述条状花纹的高度设为所述气囊主体部的膜厚以下，将所述条状花纹的配置间隔设为气囊主体部膜厚的0.5以上2.0以下。此外，将所述凹槽花纹的深度设为所述气囊主体部膜厚的0.3以上0.5以下，将所述凹槽花纹的配置间隔设为气囊主体部膜厚减去凹槽花纹深度后所得最小厚度的0.5以上2.0以下。

附图说明

图1是以纵剖面例示本发明轮胎硫化用气囊实施方式的说明图。

图2是图1中条状花纹附近的放大图。

图3是图1中凹槽花纹附近的放大图。

图4是以半纵剖面例示图1中轮胎硫化用气囊膨胀状态的说明图。

图5是以半纵剖面例示图4中轮胎硫化用气囊抵接于生胎整个内面状态的说明图。

图6是图5的局部放大图。

图7是例示改变配置间隔后配置而成的条状花纹的剖面图。

图8是表示条状花纹改进例的剖面图。

图9是以纵剖面例示本发明轮胎硫化用气囊其他实施方式的说明图。

具体实施方式

以下，基于图示的实施方式，说明本发明的轮胎硫化用气囊以及充气轮胎制造方法。

图1～图3中例示的本发明的轮胎硫化用气囊1(以下称为气囊1)是由丁基橡胶等构成的橡胶制产品，形成为筒状。气囊主体部2的膜厚Gb为规定的固定厚度，其筒轴方向两端部(开口边缘部)分别形成厚度大于气囊主体部2膜厚Gb的上侧夹持部3a、下侧夹持部3b。该膜厚Gb根据轮胎尺寸不同而异，例如为4mm～20mm左右。另外，本发明中，固定厚度的膜厚Gb之“固定”包括通常会在气囊中出现的数％左右的偏差。

气囊1以筒轴方向为上下方向，安装在硫化装置的中心机构7上。具体而言，气囊1的上侧夹持部3a、下侧夹持部3b分别保持在安装于中心机构7中心柱上的圆盘状上侧保持部8a、下侧保持部8b上。中心机构7的中心柱上，设有往气囊1内部注入蒸汽等加热介质H(以及加压介质)的注入喷嘴9a。

在气囊1内面，相当于要制造轮胎胎面部Z1的部分形成沿周向延伸的橡胶制环状条状花纹4A，相当于胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分形成沿周向延伸的橡胶制环状凹槽花纹5A。环状条状花纹4A是指在气囊1内面沿周向一圈的条状花纹，该环状条状花纹4A以规定配置间隔Pr形成多个。环状凹槽花纹5A是指在气囊1内面沿周向一圈的凹槽花纹，该环状凹槽花纹5A以规定配置间隔Pg形成多个。

本实施方式中，环状条状花纹4A的剖面形状为头部4a前端较细的山形，但也可采用各种形状，并可适当变更其他规格。此外，环状凹槽花纹5A以固定配置间隔Pg设置相同规格(相同的形状、凹槽花纹深度D及凹槽花纹宽度Wg)者，但也可适当变更该规格。

本发明中，在气囊1内面相当于轮胎胎面部Z1、胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分，形成沿周向延伸的橡胶制条状花纹或凹槽花纹的至少一种。在气囊1内面相当于轮胎侧部Z3的部分，不形成条状花纹和凹槽花纹，为平面形状。通过构成气囊主体部2的橡胶，条状花纹与气囊主体部2形成为一体，通过使构成气囊主体部2的橡胶成为凹状，凹槽花纹与气囊主体部2形成为一体。本实施方式中，在气囊1内面相当于轮胎胎面部Z1的部分中，至少相当于轮胎主槽部g的部分不形成条状花纹。

如下所述，作为条状花纹，也可采用以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹4B。此外，作为凹槽花纹，也可采用以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹5B。

要制造的轮胎，其胎肩部Z2是所有部位中曲率最大(曲率半径小)的部位。胎圈部Z4是弯曲方向与其他部位相反的部位。

本发明中，可将各环状条状花纹4A的剖面积及配置间隔Pr设为固定，但也可通过改变环状条状花纹4A的剖面积或配置间隔Pr的至少一种，使气囊上下方向中央部的气囊1周向刚性往气囊1上下方向中心CL成为最大。但在气囊1内面相当于轮胎主槽部g的部分不形成环状条状花纹4A时，通过除了气囊1内面相当于轮胎主槽部g的部分以外，改变环状条状花纹4A的剖面积或上下方向间隔的至少一种，由此可使气囊上下方向中央部的气囊1周向刚性往上下方向中心成为最大。本实施方式中，是将环状条状花纹4A的配置间隔Pr设为固定，改变剖面积。

即，图2的环状条状花纹4A中，往上下方向中心CL，条状花纹高度按照H3、H2、H1的顺序增大。各环状条状花纹4A的根部4b宽度Wr相同，因此环状条状花纹4A的剖面积往气囊1上下方向中心CL成为最大。在形成环状条状花纹4A的范围内，例如可使气囊1周向刚性往上下方向中心CL以最大40％～60％左右幅度逐渐增加。

气囊上下方向中央部是指，相对于气囊1上下方向中心CL，上下方向中各气囊1上下方向长度(上侧夹持部3a至下侧夹持部3b的长度)的5％～20％左右范围。

本发明的充气轮胎制造方法中，如图4例示，使用该气囊1，对设置于硫化装置6中的模具10内以横卧状态安放的生胎G进行硫化。本实施方式中，模具10由上侧模具10a、下侧模具10b、环状上部板10c、以及环状下部板10d构成。生胎G配置于开模后的模具10内部，生胎G内侧插有气囊1。

接着，将模具10闭模后，从注入喷嘴9a往气囊1内部注入并填充加热介质H(以及加压介质)。具体而言，使用蒸汽、空气或氮气等各种气体使气囊1膨胀，按压生胎G内面并进行加热。

如图4例示，气囊1膨胀后，如图5、图6例示，进一步使气囊1膨胀，按压生胎G整个内面，硫化生胎G。通过气囊1内面形成的多个环状条状花纹4A，相当于胎面部Z1的部分，周向刚性会大于其他部分。因此，能够在气囊1膨胀时，防止相当于胎面部Z1的部分膨胀过大，从而对生胎G造成过强按压。

另一方面，通过气囊1内面形成的多个环状凹槽花纹5A，相当于胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分，上下方向刚性会小于其他部分。由此，相当于胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分，即使不施加高内压，气囊1也易为了吻合要制造轮胎的剖面内面形状而变形。因此，能够在气囊1膨胀时，防止相当于胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分膨胀量较小，从而对生胎G的按压力过弱的问题。即，较之以往，能够通过气囊1更有力按压难以用力按压的生胎G中相当于胎肩部Z2及胎圈部Z4的部分。

并且，多个环状条状花纹4A(以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹4B)中，形成条状花纹的部分，上下方向刚性变化较小。另一方面，多个环状凹槽花纹5A(以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹5B)中，形成凹槽花纹的部分，周向刚性变化较小。因此，通过在气囊1内面形成这种条状花纹或凹槽花纹，能够随意改变气囊1在所需方向上的刚性。即，能够大幅提高气囊1的设计自由度。由此，能够根据要制造的轮胎中各部位内面形状，利用气囊1对生胎G施加适当按压力。

因此，能够在硫化中抑制生胎G的未硫化橡胶往预期外不必要的方向移动，从而有助于使硫化后轮胎的橡胶厚度符合设定规格。此外，气囊主体部2的膜厚Gb为固定厚度，因此能够将导热性变化控制为较小。因此，能够制造高质量的充气轮胎。

然而，相当于轮胎主槽部g的部分，生胎G受到模具10主槽形成凸起11的按压，易产生往内侧的局部膨胀。因此，如本实施方式所示，可在气囊1内面相当于主槽部g的部分不设置条状花纹，形成为平面形状。由此，气囊1的该部分将易往外侧膨胀，能够抑制往生胎G内侧局部膨胀。

此外，气囊1膨胀时，上下方向中心CL附近膨胀量最大，因此如本实施方式所示，可采用以下规格：使气囊1周向刚性往上下方向中心CL成为最大。根据该规格，能够使气囊上下方向中央部更易平面膨胀，并在气囊上下方向中央部，使膨胀后的气囊1对生胎G内面施加的按压力大致均等。更优选采用以下规格：气囊1周向刚性往上下方向中心CL呈上下对称大小。

例如图7例示，也可通过预先使各环状条状花纹4A的剖面积相同，并改变环状条状花纹4A的配置间隔Pr，由此使气囊上下方向中央部的气囊1周向刚性往上下方向中心CL成为最大。图7的环状条状花纹4A全部相同(形状相同，且条状花纹高度H及根部4b宽度Wr相同)，往上下方向中心CL，相邻环状条状花纹4A的配置间隔Pr按照Pr3、Pr2、Pr1的顺序减小。

或者，也可通过同时改变环状条状花纹4A的剖面积及环状条状花纹4A的配置间隔Pr，使气囊1周向刚性往上下方向中心CL成为最大。

如图8例示，也可将环状条状花纹4A的剖面形状形成为头部4a大于根部4b的咬边形状。本实施方式中，头部4a为圆形。通过如此形成咬边形状，易提高气囊1的周向刚性，并抑制上下方向刚性的上升。

图8中，环状条状花纹4A的配置间隔Pr固定，根部4b宽度Wr相同，往上下方向中心CL，环状条状花纹4A的条状花纹高度H按照H3、H2、H1的顺序增大。即，通过预先将环状条状花纹4A的配置间隔Pr设为固定，并改变环状条状花纹4A的剖面积，由此使气囊上下方向中央部的气囊1周向刚性往上下方向中心CL成为最大。

环状条状花纹4A的高度H优选为气囊主体部2的膜厚Gb以下，例如为膜厚Gb的50％～100％。此外，环状条状花纹4A的配置间隔Pr优选为气囊主体部2膜厚Gb的0.5以上2.0以下(50％～200％)。进而，设有环状条状花纹4A范围内的气囊1剖面积，可设为不设置环状条状花纹4A时(即固定膜厚Gb时)剖面积的130％～160％左右。

环状条状花纹4A的高度H不足膜厚Gb的50％、或配置间隔Pr超过膜厚Gb的2.0时，气囊1周向刚性的提高易过小。环状条状花纹4A的高度H超过膜厚Gb的100％、或配置间隔Pr不足膜厚Gb的0.5时，气囊1周向刚性的提高易过大，从而易造成制造难度(包括成本增高)，或者与其他部分的导热性差异过大。

环状凹槽花纹5A的深度D例如优选为气囊主体部2膜厚Gb的0.3以上0.5以下(30％～50％)。环状凹槽花纹5A的配置间隔Pg优选为气囊主体部2膜厚Gb减去环状凹槽花纹5A深度D后所得最小厚度的0.5以上2.0以下(50％～200％)。进而，设有环状凹槽花纹5A范围内的气囊1剖面积，可设为不设置环状凹槽花纹5A时(即固定膜厚Gb时)剖面积的70％以上。

环状凹槽花纹5A的深度D不足气囊主体部2膜厚Gb的0.3、或配置间隔Pg超过气囊主体部2膜厚Gb减去环状凹槽花纹5A深度D后所得最小厚度的2.0时，气囊1上下方向刚性的降低易过小。环状凹槽花纹5A的深度D超过气囊主体部2膜厚Gb的0.5、或配置间隔Pg不足气囊主体部2膜厚Gb减去环状凹槽花纹5A深度D后所得最小厚度的0.5时，气囊1上下方向刚性的降低易过大，从而易造成制造难度(包括成本增高)，或者与其他部分的导热性差异过大。环状凹槽花纹5A的剖面形状可采用各种形状，但考虑到耐久性等观点，优选如上述实施方式所示，底面为圆弧状。

如图9例示的实施方式所示，也可替代上述环状条状花纹4A，使用按照规定配置间隔Pr，以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹4B。此外，也可替代上述环状凹槽花纹5A，使用按照规定配置间隔Pg，以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹4B。螺旋状时的配置间隔Pr、Pg是指，旋转1圈后相邻部分之间的间隔。根据本实施方式，也可获得与前述实施方式几乎相同的效果。

进而，设置这种螺旋状条状花纹4B、螺旋状凹槽花纹5B后，在硫化工序中，经由注入喷嘴9a往气囊1内部注入并填充加热介质H(以及加压介质)时，加热介质H将沿着螺旋状条状花纹4B、螺旋状凹槽花纹5B流动，从而有望获得加热介质H易在气囊1内部搅拌的优点。

本实施方式中，螺旋状条状花纹4B往右升高，螺旋状凹槽花纹5B往右下降，螺旋状条状花纹4B与螺旋状凹槽花纹5B的倾斜方向不同，但也可螺旋状条状花纹4B与螺旋状凹槽花纹5B的倾斜方向相同。此外，该螺旋状条状花纹4B、螺旋状凹槽花纹5B也可分别使用与前述实施方式中说明的环状条状花纹4A、环状凹槽花纹5A相同的规格以及相同的排列。

随着低扁平化的发展，制造轮胎剖面中内面曲率因部位不同而出现较大差异的低扁平化轮胎时，能够更有效地使用本发明。例如，本发明适合制造扁平率60％以下的轮胎。

符号说明

1 气囊

2 气囊主体部

3a 上侧夹持部

3b 下侧夹持部

4A 环状条状花纹

4B 螺旋状条状花纹

4a 头部

4b 根部

5A 环状凹槽花纹

5B 螺旋状凹槽花纹

6 硫化装置

7 中心机构

8a 上侧保持部

8b 下侧保持部

9a 注入喷嘴

10、10a、10b、10c、10d 模具

11 主槽形成凸起

G 生胎

g 主槽部

Z1 胎面部

Z2 胎肩部

Z3 轮胎侧部

Z4 胎圈部

H 加热介质

Claims (10)

1.一种轮胎硫化用气囊，其用于对模具内以横卧状态安放的生胎进行硫化，其特征在于，筒状气囊主体部的膜厚设为固定厚度，在气囊内面相当于轮胎胎面部、胎肩部及胎圈部的部分，形成沿周向延伸的橡胶制条状花纹或凹槽花纹的至少一种，所述条状花纹为多个环状条状花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状条状花纹，所述凹槽花纹为多个环状凹槽花纹、或者以螺旋状旋转数圈连接而成的螺旋状凹槽花纹。

2.如权利要求1所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，所述条状花纹形成在所述气囊内面相当于轮胎胎面部的部分，所述凹槽花纹形成在所述气囊内面相当于轮胎胎肩部及胎圈部的部分。

3.如权利要求2所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，在所述气囊内面相当于轮胎胎面部的部分中，相当于轮胎主槽部的部分不形成所述条状花纹。

4.如权利要求2所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，通过改变所述条状花纹的剖面积或配置间隔的至少一种，使气囊上下方向中央部的气囊周向刚性往上下方向中心成为最大。

5.如权利要求3所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，通过改变所述条状花纹的剖面积或配置间隔的至少一种，使除了所述气囊内面相当于轮胎主槽部的部分以外，所述气囊上下方向中央部的气囊周向刚性往上下方向中心成为最大。

6.如权利要求4或5所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，所述气囊上下方向中央部的气囊的周向刚性大小相对于气囊上下方向中心呈上下对称。

7.如权利要求1至6中任一项所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，所述条状花纹的剖面形状是头部大于根部的咬边形状。

8.如权利要求1至7中任一项所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，所述条状花纹的高度为所述气囊主体部的膜厚以下，所述条状花纹的配置间隔为气囊主体部膜厚的0.5以上2.0以下。

9.如权利要求1至8中任一项所述的轮胎硫化用气囊，其特征在于，所述凹槽花纹的深度为所述气囊主体部膜厚的0.3以上0.5以下，所述凹槽花纹的配置间隔为气囊主体部膜厚减去凹槽花纹深度后所得最小厚度的0.5以上2.0以下。

10.一种充气轮胎制造方法，其使用权利要求1至9中任一项所述的轮胎硫化用气囊硫化生胎。