CN109551797A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其具备以不切断带状橡胶(20)的方式将带状橡胶(20)绕着轮胎转动轴卷绕而形成的橡胶部件(5、12)。橡胶部件(5、12)具有：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶(20)与轮胎周向(CD)平行的平行部位(20a)；以及带状橡胶(20)从平行部位(20a)朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶(20)相对于轮胎周向(CD)倾斜的倾斜部位(20b)。形成平行部位(20a)的带状橡胶(20)沿轮胎周向(CD)不卷绕360°卷绕，而卷绕N°(N＝210～300)。

Description

充气轮胎及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有利用卷绕的带状橡胶形成的橡胶部件的充气轮胎及其制造方法。
背景技术
以往，提出了通过在大致圆筒状的旋转支承体的外周面，将未硫化的带状橡胶以重叠其侧缘的方式绕着轮胎转动轴卷绕，由此形成构成轮胎的橡胶部件(例如胎冠橡胶)，即所谓的卷带施工方法。卷带施工方法中，已知被称作所谓的倾斜卷绕和间距进给卷绕这两种施工方法。
倾斜卷绕施工方法在日本专利公开2002-178415公报的图4及日本专利公开2006-69130号公报的图8中已被公开。若将带状橡胶从始点至终点以相对于轮胎周向倾斜的姿势进行卷绕，则会在轮胎宽度方向两端产生未卷绕有带状橡胶的空白部分。若存在没有橡胶的部分，则因剖面不同而使轮胎的结构不同，故而不优选。因而，通过在作为轮胎宽度方向端部的部分，将带状橡胶以与轮胎周向平行的方式卷绕一周，由此避免产生未卷绕橡胶的空白部分。然而，若使用倾斜卷施工方法，则如图11所示，会在轮胎的对角线上成对产生带状橡胶重叠的部位较多的厚重部位H，且会在轮胎的对角线上成对产生带状橡胶的重叠少的轻便部位L。这样的重量不平衡被称为动态不平衡(偶不平衡(日文：カップルアンバランス))，会导致均匀性恶化。
间距进给卷绕方法在日本专利公开2006-69130号公报的图1～4、6及日本专利公开2013-111864号公报中已被公开。该施工方法将带状橡胶以保持与轮胎周向平行的姿势直接卷绕一周，每卷绕一周，使带状橡胶沿轮胎宽度方向位移。由于间距进给卷绕施工方法将带状橡胶以与轮胎周向平行的姿势卷绕一周，因此不会产生上述偶不平衡。另一方面，由于仅使带状橡胶位移的部分的橡胶量增加，因此在轮胎周向只有位移部分变重。这样的重量不平衡称为静态不平衡，会导致均匀性恶化。此外，上述倾斜卷绕方法虽然会产生偶不平衡，但不会产生静态不平衡。
若在轮胎周向上180度的相反侧配置重物，可容易地调整静态不平衡，但难以调整偶不平衡。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明是鉴于这样的问题而提出的，其目的在于，提供一种在具有利用所谓的倾斜卷绕施工方法得到的结构的轮胎中使重量不平衡降低的充气轮胎及其制造方法。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采取以下方案。
即，本发明的充气轮胎具备通过以不切断带状橡胶的方式将带状橡胶绕着轮胎转动轴卷绕而形成的橡胶部件，
所述橡胶部件具有：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶与轮胎周向平行的平行部位；以及带状橡胶从所述平行部位朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶相对于轮胎周向倾斜的倾斜部位，
形成所述平行部位的带状橡胶沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)。
(三)有益效果
若在这样形成平行部位时，将带状橡胶沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)，则与现有技术那样将带状橡胶卷绕360°的情况相比，能够降低周上的重量不平衡。
附图说明
图1为表示本发明一实施方式的充气轮胎的轮胎子午线剖面图。
图2为表示在橡胶部件的成型工序中使用的制造设备的图。
图3为带状橡胶的示意剖面图。
图4为表示内衬层橡胶的带卷绕位置的移动路径的概念图。
图5为表示胎冠橡胶的带卷绕位置的移动路径的概念图。
图6为表示带状橡胶的卷绕过程的俯视图。
图7为以在平面上展开的方式对带状橡胶的卷绕状态示意性表示的说明图。
图8为以周向剖面的方式对带状橡胶的卷绕状态进行示意性表示的说明图。
图9为以在平面上展开的方式对带状橡胶的卷绕状态示意性表示的说明图。
图10为表示另一实施方式的带状橡胶的卷绕过程的俯视图。
图11为关于偶不平衡的说明图。
附图标记说明
20-带状橡胶；20a-平行部位；20b-倾斜部位；5-内衬层橡胶(橡胶部件)；12-胎冠橡胶(橡胶部件)；CD-轮胎周向；S1-始点；E1-终点。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，对本发明的充气轮胎的结构进行说明，接着，对本发明的充气轮胎的制造方法进行说明。
[充气轮胎的结构]
图1所示的充气轮胎T具备：一对胎圈部1、从各个该胎圈部1向轮胎径向外侧延伸的胎侧部2、以及与该胎侧部2的各个轮胎径向外侧端连接的胎面部3。在胎圈部1配设有对钢丝等收束体被覆橡胶而成的环状的胎圈芯1a、以及由硬质橡胶构成的胎边芯1b。
在一对胎圈部1之间配置有环状的胎体层7，其端部以介由胎圈芯1a而卷起的状态卡止。胎体层7利用至少一片(本实施方式中为两片)胎体帘布层构成，该胎体帘布层是将相对于轮胎周向大致90°的角度延伸的帘线用顶部橡胶被覆的方式形成。在胎体层7的内周配置有用于保持空气压的内衬层橡胶5。
胎圈部1中，在胎体层7的外侧设置有在轮辋安装时与轮辋(未图示)接触的垫带橡胶4。此外，胎侧部2中，在胎体层7的外侧设置有胎侧橡胶9。
胎面部3中，在胎体层7的外侧配置有利用多片(本实施方式中为两片)带束帘布构成的带束层6。各带束帘布是将以相对于轮胎周向倾斜的方式延伸的帘线用顶部橡胶被覆而形成，该帘线在层间以互相沿相反方向交差的方式层叠。
胎面部3中，在带束层6的外周侧设置有胎面橡胶10。胎面橡胶10具有构成接地面的胎冠橡胶12、以及设置于胎冠橡胶12的轮胎径向内侧的基部橡胶(日文：ベースゴム)11。基部橡胶11由与胎冠橡胶12不同种类的橡胶构成。
作为上述的橡胶层等的原料橡胶，可列举出天然橡胶、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)等，它们可单独使用一种或混合使用两种以上。此外，这些橡胶利用炭黑、二氧化硅等填充材料进行加固，并且可适当配合硫化剂、硫化促进剂、增塑剂、防老化剂等。
构成轮胎的多个橡胶部件中的至少一个橡胶部件利用所谓的卷带施工方法来成型。卷带施工方法为将图3所示的宽度窄且未硫化的带状橡胶20绕着轮胎转动轴卷绕(参照图2及图6)，而使具有所期望的剖面形状的橡胶部件成型的施工方法。利用卷带施工方法可形成的橡胶部件，可列举出内衬层橡胶5、胎面橡胶10(胎冠橡胶12、基部橡胶11)、胎侧橡胶9、垫带橡胶4等。可以将这些橡胶部件全部通过卷带施工方法成型，也可以将一部分橡胶部件通过卷带施工方法成型，可适当选择。
此处，为了方便说明，以内衬层橡胶5及胎冠橡胶12的卷带施工方法为例进行说明。如图4、5所示，利用卷带施工方法成型的橡胶部件5、12具有带状橡胶20的卷绕始点S1及卷绕终点E1。该等卷绕始点S1及卷绕终点E1、卷绕位置的移动路径能够在轮胎子午线剖面确认。详细情况将在后面说明。
另外，通过对胎面橡胶10的表面实施硫化处理，形成沿轮胎周向延伸的主槽15。硫化处理中使用的轮胎模具中设置有突起，通过将该突起按压至胎面橡胶10从而形成主槽15。虽然未图示，但胎面橡胶10中可适当设置沿与主槽15交差的方向延伸的横槽等。
[充气轮胎的制造方法]
接着，对制造充气轮胎T的方法进行说明。
构成轮胎的多个橡胶部件中的至少一个橡胶部件(例如胎冠橡胶12、内衬层橡胶5)通过上述卷带施工方法成型。如图2所示，基于卷带施工方法的橡胶部件5、12的成型工序包括一边使旋转支承体31旋转，一边将由带状橡胶成型装置30供给的带状橡胶20卷绕于旋转支承体31的工序。卷绕时，图3的下侧成为与旋转支承体31相对的内周侧。带状橡胶(也称为橡胶条)的宽度、厚度没有特别限定，理想的是，宽度优选为15～40mm，厚度优选为0.5～3.0mm。
如图2所示，带状橡胶成型装置30以挤出橡胶从而可将带状橡胶20成型的方式构成。旋转支承体31以可进行以轴31a为中心的R方向的旋转、及向轴向的移动的方式构成。控制装置32进行带状橡胶成型装置30及旋转支承体31的动作控制。本实施方式中，带状橡胶20的剖面为三角形状，但并不限定于此，也可以为椭圆形、四边形等其他形状。另外，旋转支承体31以可向轴向移动的方式构成，也可以使带状橡胶成型装置30相对于旋转支承体31移动。即，旋转支承体31以可相对于带状橡胶成型装置30沿轴向相对移动的方式构成即可。
如图6所示，带状橡胶20的卷绕间距P20设定为比带状橡胶20的带宽W20小。由此，相邻的带状橡胶20、20彼此以相互接触的状态呈螺旋状卷绕。箭头D表示带卷绕位置的移动方向，沿该方向相邻的带状橡胶20相互重叠缘部。虽然本实施方式中卷绕间距P20为带宽W20的一半，但可适当变更。
此处，为了方便说明，在轮胎子午线剖面，将轮胎宽度方向WD的第一侧(图中为左方)设为WD1，将与第一侧相反的第二侧设为WD2(图中为右方)。
图4概念性地表示内衬层橡胶5的成型工序中的带状橡胶20的卷绕位置的移动路径。如同图所示，带状橡胶20从位于轮胎宽度方向第一侧WD1的端5a的始点S1向轮胎宽度方向第二侧WD2卷绕，并到达位于轮胎宽度方向第二侧WD2的端5b的终点E1。
图7为以在平面上展开的方式对带状橡胶20的卷绕状态示意性表示的说明图。图7的上部中，图示了带状橡胶20的重叠数。同图中，在左下及右上存在未卷绕带状橡胶20的空白区域。整体的大半区域卷绕有两片，存在一部分卷绕有三片的区域，存在卷绕有一片的区域。
如图7及图6所示，带状橡胶20从位于轮胎宽度方向第一侧WD1的端5a的始点S1开始卷绕。带状橡胶以与轮胎周向CD平行的姿势沿轮胎周向CD不卷绕360°，而卷绕N°(本实施方式中为270°)，由此形成平行部位20a。接着，通过将带状橡胶20以相对于轮胎周向CD倾斜的姿势进行卷绕，由此形成倾斜部位20b。倾斜部位20b的带状橡胶20从平行部位20a朝向轮胎宽度方向WD的内侧。若倾斜部位20b到达轮胎宽度方向第二侧WD2的端5b，则带状橡胶20变更为与轮胎周向CD平行的姿势，平行部位20a沿轮胎周向CD卷绕N°，并在终点E1卷绕结束。
若以此方式进行卷绕，则如图6～8所示，平行部位20a及倾斜部位20b在一个橡胶部件中设置于轮胎宽度方向第一侧WD1及第二侧WD2这两侧。位于轮胎宽度方向第一侧WD1的平行部位20a的轮胎周上的位置为0°至N°。位于轮胎宽度方向第二侧WD2的平行部位20a的轮胎周上的位置为(360－N；本实施方式中为90)°至360°。
本实施方式中，设N＝270°，但只要N＝210～300，则可适当变更。N＝210～300的理由如下所述。
如图9所示，由于未将平行部位20a卷绕360°，由此产生未卷绕带状橡胶20的空白区域Ar1。在轮胎宽度方向第一侧WD1中，存在重叠三片带状橡胶20的区域Ar2、Ar3。此处，试将周上0°～180°分为上侧，将180～360°分为下侧的情况下，由于区域Ar1与Ar2的面积相同，因此根据“区域Ar2×3片－区域Ar1×1片”，下侧成为相当于两片区域Ar2的面积。与之相对，上侧成为相当于三片区域Ar3的面积。若区域Ar3与Ar2的面积之差变小，则上侧区域与下侧区域的周上重量不平衡变小。因此，在N＝0°～360°中，算出了使N每变化30°时区域Ar2与区域Ar3的面积。为了能够进行相对比较，而如图9的下方所示，将30°对应的三角区域Ar4的面积设为1，而表示于表1。卷绕间距P20为带宽W20的一半。
[表1]
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
区域Ar3 27 27.5 29 32 34 35.5 36 37 40 45 51 57 63
区域Ar2 9 9 9 9 10 13 18 23.5 28 32 35 39.5 45
面积差 18 18.5 20 23 24 22.5 18 13.5 12 13 16 17.5 18
根据表1能够理解，在将平行部位20a卷绕360°的现有结构中，面积差为18，与之相对，N＝210～300时，面积差变得比18小，周上的重量不平衡降低。进一步优选N＝210～270，最优选N＝240±10。这是因为认为面积差的最小点位于该范围。
由于上述数值范围能够降低周上的重量不平衡，故优选。另外，位于轮胎宽度方向第一侧WD1的平行部位20a的轮胎周上的位置优选为0°至N°，位于轮胎宽度方向第二侧WD2的平行部位20a的轮胎周上的位置优选为(360－N)°至360°。若为这样的位置关系，则能够降低偶不平衡。
如上所述的以平行部位20a成为N°(N＝210～300)的方式卷绕的方法也适用于图5所示的胎冠橡胶12的卷绕方法。图5概念性地示出了胎冠橡胶12成型工序中的带状橡胶20的卷绕位置的移动路径。如同图所示，带状橡胶20从位于轮胎宽度方向中央部CL的始点S1到达轮胎宽度方向第一侧WD1的端12a，接着在轮胎宽度方向第一侧WD1的端12a折返并到达轮胎宽度方向第二侧WD2的端12b，接着在轮胎宽度方向第二侧WD2的端12b折返并到达位于轮胎宽度方向中央部CL的终点E1。在该情况下，如图10所示，在轮胎宽度方向第一侧WD1的折返部位，带状橡胶20从倾斜部位20b变成平行部位20a，然后再次变成倾斜部位20b。图5所示的卷绕方法除了胎冠橡胶12以外，可用于基部橡胶11。
虽然本实施方式中，为了降低偶不平衡，位于轮胎宽度方向第一侧WD1的平行部位20a的轮胎周上的位置为0°至N°，位于轮胎宽度方向第二侧WD2的平行部位20a的轮胎周上的位置为(360－N)°至360°，但如果稍微允许偶不平衡，则也可以略微偏移。
如上所述的本实施方式的充气轮胎具备以不切断的方式将带状橡胶20绕着轮胎转动轴卷绕而形成的橡胶部件5、12，
橡胶部件5、12具有：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶20与轮胎周向CD平行的平行部位20a；以及带状橡胶20从平行部位20a朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶20相对于轮胎周向CD倾斜的倾斜部位20b，
形成平行部位20a的带状橡胶20沿轮胎周向CD不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)。
本实施方式的充气轮胎的制造方法包括以不切断带状橡胶20的方式将带状橡胶20绕着轮胎转动轴卷绕而形成橡胶部件5、12的工序。在形成橡胶部件5的工序中，形成：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶20与轮胎周向CD平行的平行部位20a；以及带状橡胶20从平行部位20a朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶20相对于轮胎周向CD倾斜的倾斜部位20b。形成平行部位20a的带状橡胶20沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)。
若在这样形成平行部位20a时，将带状橡胶20沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)，则与现有技术那样将带状橡胶卷绕360°的情况相比，能够降低周上的重量不平衡。
本实施方式中，平行部位20a及倾斜部位20b在一个橡胶部件5、12中设置于轮胎宽度方向第一侧WD1及轮胎宽度方向第二侧WD2这两侧，位于轮胎宽度方向第一侧WD1的平行部位20a的轮胎周上的位置为0°至N°，位于轮胎宽度方向第二侧WD2的平行部位20a的轮胎周上的位置为(360－N)°至360°。
若以此方式进行配置，则能够降低偶不平衡。
本实施方式中，带状橡胶20从位于轮胎宽度方向第一侧WD1的端5a的始点S1向轮胎宽度方向第二侧WD2卷绕，并到达位于轮胎宽度方向第二侧WD2的端5b的终点E1。
即使为这样的卷绕路径，也能够降低重量不平衡。
本实施方式中，带状橡胶20从位于轮胎宽度方向中央部CL的始点S1到达轮胎宽度方向第一侧WD1的端12a，接着在轮胎宽度方向第一侧WD1的端12a折返并到达轮胎宽度方向第二侧WD2的端12b，接着在轮胎宽度方向第二侧WD2的端12b折返并到达位于轮胎宽度方向中央部CL的终点E1。
即使为这样的卷绕路径，也能够降低重量不平衡。
可将上述的各实施方式中采用的结构用于其他任意的实施方式中。各部的具体的结构并不仅限于上述的实施方式，可在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其具备通过以不切断带状橡胶的方式将带状橡胶绕着轮胎转动轴卷绕而形成的橡胶部件，
所述橡胶部件具有：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶与轮胎周向平行的平行部位；以及带状橡胶从所述平行部位朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶相对于轮胎周向倾斜的倾斜部位，
形成所述平行部位的带状橡胶沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述平行部位及所述倾斜部位在一个所述橡胶部件中设置于轮胎宽度方向第一侧及轮胎宽度方向第二侧这两侧，
位于轮胎宽度方向第一侧的所述平行部位的轮胎周上的位置为0°至所述N°，
位于轮胎宽度方向第二侧的所述平行部位的轮胎周上的位置为(360－N)°至360°。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述带状橡胶从位于轮胎宽度方向第一侧的端的始点向轮胎宽度方向第二侧卷绕，并到达位于轮胎宽度方向第二侧的端的终点。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述带状橡胶从位于轮胎宽度方向中央部的始点到达轮胎宽度方向第一侧的端，接着在轮胎宽度方向第一侧的端折返并到达轮胎宽度方向第二侧的端，接着在轮胎宽度方向第二侧的端折返并到达位于轮胎宽度方向中央部的终点。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述橡胶部件为内衬层橡胶、胎冠橡胶、基部橡胶、胎侧橡胶、垫带橡胶中的至少任意一种部件。
6.一种充气轮胎的制造方法，其包括以不切断带状橡胶的方式将带状橡胶绕着轮胎转动轴卷绕而形成橡胶部件的工序，
在所述形成橡胶部件的工序中，形成：在作为轮胎宽度方向外侧的端部，带状橡胶与轮胎周向平行的平行部位；以及带状橡胶从所述平行部位朝向轮胎宽度方向内侧且带状橡胶相对于轮胎周向倾斜的倾斜部位，
形成所述平行部位的带状橡胶沿轮胎周向不卷绕360°，而卷绕N°(N＝210～300)。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，
将所述平行部位及所述倾斜部位在一个所述橡胶部件中设置于轮胎宽度方向第一侧及轮胎宽度方向第二侧这两侧，
位于轮胎宽度方向第一侧的所述平行部位的轮胎周上的位置为0°至所述N°，
位于轮胎宽度方向第二侧的所述平行部位的轮胎周上的位置为(360－N)°至360°。
8.根据权利要求6或7所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，将所述带状橡胶以从位于轮胎宽度方向第一侧的端的始点向轮胎宽度方向第二侧卷绕，并到达位于轮胎宽度方向第二侧的端的终点的方式进行卷绕。
9.根据权利要求6或7所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，将所述带状橡胶以从位于轮胎宽度方向中央部的始点达到轮胎宽度方向第一侧的端，接着在轮胎宽度方向第一侧的端折返并到达轮胎宽度方向第二侧的端，接着在轮胎宽度方向第二侧的端折返并到达位于轮胎宽度方向中央部的终点的方式进行卷绕。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，所述橡胶部件为内衬层橡胶、胎冠橡胶、基部橡胶、胎侧橡胶、垫带橡胶中的至少任意一种部件。
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