CN113226721A - 充气轮胎的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供充气轮胎的制造方法，该方法可有效消除在侧板与扇形部之间的分割位置处的形成于轮胎表面的不必要的凸状物，从而可获得具有减少的空气阻力的充气轮胎。在该制造方法中，使用具有用于成型充气轮胎(T)的侧壁部的侧板(11)及用于成型充气轮胎(T)的胎面部的扇形部(13)，并且在侧板(11)和扇形部(13)抵接的边缘部分别形成有倒角部(110、130)的模具(10)来进行硫化，在该模具(10)中硫化的充气轮胎(T)中，在侧板(11)与扇形部(13)之间的分割位置处，沿着倒角部(110、130)形成有向轮胎周向延伸的凸脊(150)，并用切削器(170)沿着轮胎周向切削该凸脊(150)。

Description

充气轮胎的制造方法
技术领域
本发明涉及制造充气轮胎的方法，更具体而言，涉及如下的充气轮胎的制造方法，即，可有效消除在侧板与扇形部之间的分割位置处的形成于轮胎表面的不必要的凸状物，从而可获得具有减小的空气阻力的充气轮胎。
背景技术
在对充气轮胎进行硫化时，通常使用具有用于成型侧壁部的下侧板及上侧板、用于成型胎圈部的下侧胎圈环及上侧胎圈环及用于成型胎面部的多个扇形部的分段式模具(例如，参照专利文献1～3)。
当使用如上所述的模具来进行硫化时，由于硫化器的结构，在侧板与扇形部之间的分割位置处形成有高度差。在这种情况下，在获得的充气轮胎中，在侧板与扇形部之间的分割位置处形成有因模具的高度差而导致的突出物。并且，通常扇形部由铝合金构成，侧板由铁合金构成，但因两者的热膨胀度互不相同，因此即使在关闭模具时两者紧密接触，也可能在侧板与扇形部之间的分割位置处发生橡胶的溢流。在这种情况下，在获得的充气轮胎中的侧板与扇形部之间的分割位置处，沿着轮胎周向形成膜状的毛边。此外，从轮胎表面去除突出的膜状毛边是极为困难的。
另一方面，在侧板与扇形部之间的分割位置处的形成于轮胎表面的不必要的凸状物成为增加行驶期间的空气阻力的因素。因此，从减少充气轮胎的滚动阻力的观点出发，需要使从侧壁部的轮廓线突出的凸状物尽可能小。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-285331号公报
专利文献2：日本特开2005-47202号公报
专利文献3：日本特开2005-66848号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供如下的充气轮胎的制造方法，即，可有效消除在侧板与扇形部之间的分割位置处的形成于轮胎表面的不必要的凸状物，从而可获得具有减小的空气阻力的充气轮胎。
技术方案
用于实现上述的目的的本发明的充气轮胎的制造方法的特征在于，使用具有用于成型充气轮胎的侧壁部的侧板和用于成型充气轮胎的胎面部的扇形部，并且在所述侧板和所述扇形部抵接的边缘部分别形成有倒角部的模具来进行硫化，在该模具中硫化的充气轮胎中，在所述侧板与所述扇形部之间的分割位置处，沿着所述倒角部形成有向轮胎周向延伸的凸脊，用切削器沿着轮胎周向切削该凸脊。
发明效果
在本发明中，通过在侧板与扇形部抵接的边缘部分别设置倒角部，充气轮胎中的侧板与扇形部之间的分割位置处形成向轮胎周向延伸的凸脊以作为切削余量，并用切削器沿着轮胎周向切削该凸脊。基于倒角部刻意形成的凸脊具有比膜状的毛边更高的刚性，因此可通过切削器稳定且容易地切除。由此，可有效消除在侧板与扇形部之间的分割位置处的形成于轮胎表面的不必要的凸状物，从而可容易地获得具有减小的空气阻力的充气轮胎。
在本发明中，优选地，从扇形部的边缘部的虚拟顶点至形成于该扇形部的成型面的凹部或凸部的最短距离为2mm以上。这样，通过充分确保从扇形部的边缘部的虚拟顶点至形成于其成型面的凹部或凸部的最短距离，从而可使通过切削器来进行的凸脊的切削工作变得容易。
优选地，各倒角部的宽度在1.0mm～2.0mm的范围之内，各倒角部的深度在0.5mm～2.0mm的范围之内。通过将倒角部的宽度及深度设定在上述的范围之内，可使凸脊具有适当的刚性，并可使通过切削器来进行的凸脊的切削工作变得容易。
优选地，形成于侧板上的倒角部的曲率半径Rs在0.3mm～2.0mm的范围内，形成于扇形部的倒角部的曲率半径Rt在0.5mm～5.0mm的范围内。尤其，优选地，形成于扇形部的倒角部的曲率半径Rt大于形成于侧板上的倒角部的曲率半径Rs。通过将倒角部的曲率半径Rs、Rt设定在上述的范围之内，可使凸脊具有适当的形状，并可使通过切削器来进行的凸脊的切削工作变得容易。
当将侧板的边缘部的虚拟顶点设为A，将扇形部的边缘部的虚拟顶点设为B，将轮胎宽度方向内侧相对于该虚拟顶点B设为负，将轮胎宽度方向外侧相对于该虚拟顶点B设为正时，虚拟顶点A相对于虚拟顶点B处于-0.5mm～+0.3mm的范围内。通过将虚拟顶点A、B的位置关系设定在上述的范围内，可使凸脊具有适当的形状，并可使通过切削器来进行的凸脊的切削工作变得容易。
附图说明
图1为示出本发明中使用的轮胎硫化装置的子午线截面图。
图2为示出图1的轮胎硫化装置中的模具的主要部分(X部)的放大截面图。
图3为示出图1的轮胎硫化装置中的模具的主要部分(X部)以及尺寸线的放大截面图。
图4为示出充气轮胎中的侧板与扇形部之间的分割位置处形成的凸脊的切削工序的立体图。
图5为示出图4的充气轮胎的细节部分(Y部)的侧视图。
图6为示出轮胎硫化装置中的模具的主要部分的变形例的截面图。
图7为示出轮胎硫化装置中的模具的主要部分的其他变形例的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的结构。图1为示出本发明中所使用的轮胎硫化装置的图，图2及图3为示出其模具的主要部分的图。
如图1所示，该轮胎硫化装置具有用于成型充气轮胎T的外表面的模具10和插入于充气轮胎T的内侧的管状气囊20。并且，该轮胎硫化装置包括用于向气囊20内供应诸如蒸汽等的加热加压介质的加热加压介质供应单元(未图示)或用于加热模具10的加热单元(未图示)。
模具10由用于成型充气轮胎T的侧壁部的成对的侧板11(下侧板11A及上侧板11B)、用于成型充气轮胎T的胎圈部的成对的胎圈环12(下侧胎圈环12A及上侧胎圈环12B)以及用于成型充气轮胎T的胎面部的多个扇形部13构成，使得在该模具10的内侧对充气轮胎T进行硫化成型。
气囊20的下端部被夹持在下侧胎圈环12A与下侧夹持环21之间，气囊20的上端部被夹持在上侧夹持环22与辅助环23之间。在如图1所示的硫化状态下，气囊20处于朝向充气轮胎T的径向外侧膨胀的状态，但硫化之后，当从模具10中取出充气轮胎T时，伴随着上侧夹持环22向上方移动，气囊20从充气轮胎T的内侧被拉出。
加热加压介质供应单元(未图示)适于及时供应被调节为规定的温度及压力的蒸汽以及被调节为规定的压力的氮气来作为加热加压介质。当如上所述的加热加压介质被引入气囊20中时，充气轮胎T基于其压力从内侧向模具10的内部面被挤压。此外，也可仅使用蒸汽来作为加热加压介质。
加热单元(未图示)安装在构成模具10的下侧板11、上侧板12及扇形部13上，通过该加热单元来加热模具10，从而对充气轮胎T进行硫化。
在以如上所述的方式构成的轮胎硫化装置中，如图2及图3所示，在构成模具10的侧板11与扇形部13的抵接的边缘部分别形成有倒角部110、130。这种倒角部110、130均呈朝向模具10的内侧突出的弧形截面形状，在侧板11与扇形部13之间的分割位置处沿着轮胎周向连续地形成。在图2及图3中，虚线部分示出未进行倒角加工的状态的侧板11及扇形部13。点B为扇形部13的边缘部的虚拟顶点。并且，扇形部13的成型面131中形成有例如，花纹槽成型骨架132等，通过该花纹槽成型骨架13，可在充气轮胎T的胎面部形成向轮胎宽度方向延伸的花纹槽133。
当使用上述的轮胎硫化装置来对充气轮胎T进行硫化时，通过如下方式来对充气轮胎T进行硫化，即，向模具10中加入未硫化的充气轮胎T，并向该充气轮胎T的内侧插入气囊20，在向气囊20中引入加热加压介质并从外侧加热模具10。由此，在模具10中被硫化的充气轮胎T中的侧板11与扇形部13之间的分割位置处，沿着倒角部110、130形成向轮胎周向延伸的凸脊150。凸脊150呈与倒角部110、130的截面形状相对应的大致三角形的截面形状。
图4为示出凸脊的切削工序的图，图5为示出其细节部分的图。如图4及图5所示，在充气轮胎T中的侧板11与扇形部13之间的分割位置处，形成向轮胎周向延伸的凸脊150。这种凸脊150由切削器170沿着轮胎周向切削。此时，切削器170可沿着轮胎周向手动地移动，或者可沿轮胎周向机械移动。并且，也可在固定切削器170的同时来使充气轮胎T旋转。切削器170的结构不受特别限制，可使用各种切削工具。呈大致三角形的截面形状的凸脊150可在其高度方向(轮廓法线方向)上的任意位置处进行切削，但当在靠近轮胎表面的位置处切削时，有可能会损坏轮胎表面，当在远离轮胎表面的位置处切削时，凸脊150失去弹性，这使得其难以切削。因此，优选地，在适当的高度位置处对凸脊150进行切削。
在上述的充气轮胎T的制造方法中，通过在侧板11与扇形部13抵接的边缘部分别设置有倒角部110、130，以使充气轮胎T中的侧板11与扇形部13之间的分割位置处形成有向轮胎周向延伸的凸脊150以作为切削余量，沿着轮胎周向用切削器170切削该凸脊150。与由于通过向侧板11与扇形部13之间的间隙浸入橡胶而意外形成的膜状的毛边相比，基于倒角部110、130刻意形成的凸脊150的刚性更高，因此，可通过切削器170来稳定且容易地进行切除。由此，在侧板11与扇形部13之间的分割位置处，可有效去除形成于轮胎表面的不必要的凸状物。并且，可容易地获得具有减小的空气阻力的充气轮胎。
在上述的模具10中，如图2及图3所示，优选地，从扇形部13的边缘部的虚拟顶点B至形成于该扇形部13的成型面131的凹部或凸部(本实施方式中的槽成型骨架132)的最短距离L为2mm以上。即，优选地，在充气轮胎T中，沿着形成于侧板11与扇形部13之间的分割位置处的凸脊150，形成不具有因槽或装饰字母等引起的凸部或凹部的带状的平坦区域。通过充分确保这种从扇形部13的边缘部的虚拟顶点B至形成于其成型面131的凹部或凸部的最短距离L，可防止切削器170被卡在凹凸中，因此可使利用切削器170进行的凸脊150的切削工作变得容易。最短距离L不是必须设为2mm以上，但应该避免在距扇形部13的边缘部的虚拟顶点B的2mm以内的区域中设置0.3mm以上高度的凸部或0.3mm以上深度的凹部。
如图3所示，优选地，侧板11的倒角部110的宽度Ws及扇形部13的倒角部130的宽度Wt分别在1.0mm～2.0mm的范围内，侧板11的倒角部110的深度Ds及扇形部13的倒角部130的深度Dt分别在0.5mm～2.0mm的范围内。倒角部110、130的深度Ds、Dt为轮廓法线方向的深度。通过将倒角部110、130的宽度Ws、Wt及深度Ds、Dt设为如上所述的范围内，可使凸脊150具有适当的刚性，并可使利用切削器170进行的凸脊150的切削工作变得容易。
其中，当倒角部110、130的宽度Ws、Wt大于2.0mm时，凸脊150的刚性过大，因此难以进行切削，反之，小于1.0mm时，凸脊150失去弹性，因此难以进行切削。并且，当倒角部110、130的深度Ds、Dt小于0.5mm时，难以利用切削器170切削凸脊150，反之，当大于2.0mm时，丢弃的切削片不必要的大。此外，在将倒角部110、130的各个尺寸设在上述的范围之内的情况下，即使在关闭模具时侧板11与扇形部13之间产生了一些偏差，也可形成适当的凸脊150以作为切削余量。
优选地，形成于侧板11的倒角部110的曲率半径Rs在0.3mm～2.0mm的范围内，形成于扇形部13的倒角部130的曲率半径Rt在0.5mm～5.0mm的范围内。尤其，优选地，形成于扇形部13的倒角部130的曲率半径Rt大于形成于侧板11的倒角部110的曲率半径Rs。这是因为，当考虑到一般的轮胎轮廓形状时，侧板11侧的边缘部以子午线截面视角观察时成为锐角，扇形部13侧的边缘部以子午线截面视角观察时成为钝角。通过将倒角部110、130的曲率半径Rs、Rt设为上述的范围内，可使凸脊150具有适当的形状，并可使利用切削器170进行的凸脊150的切削工作变得容易。
其中，当形成于侧板11的倒角部110的曲率半径Rs小于0.3mm时，凸脊150的高度受限，反之，当大于2.0mm时，因凸脊150的刚性过大而使切削变难。并且，当形成于扇形部13的倒角部130的曲率半径Rt小于0.5mm时，凸脊150的高度受限，反之，当大于5.0mm时，因凸脊150的刚性过大而使切削变难。
图6及图7为分别示出轮胎硫化装置中的模具的主要部分的变形例的图。这些实施方式仅在侧板11和扇形部13的配置上不同于上述的实施方式，因此，相同的对象由相同的附图标记表示，并省略其部分的详细描述。在图6及图7中，优选地，当将侧板11的边缘部的虚拟顶点设为A，将扇形部13的边缘部的虚拟顶点设为B，将轮胎宽度方向内侧相对于虚拟顶点B设为负，将轮胎宽度方向外侧相对于该虚拟顶点B设为正时，虚拟顶点A与虚拟顶点B之间的距离X在-0.5mm～+0.3mm的范围内。该距离X为沿着侧板11与扇形部13的分割面方向测量的距离。
可如图6所示，将侧板11的边缘部的虚拟顶点A设置在比扇形部13的边缘部的虚拟顶点B更向轮胎宽度方向内侧的位置，或者，可如图7所示，将侧板11的边缘部的虚拟顶点A设置在比扇形部13的边缘部的虚拟顶点B更向轮胎宽度方向外侧的位置。此时，通过将虚拟顶点A、B的距离L设在上述的范围之内，可使凸脊150具有适当的形状，并可使利用切削器170进行的凸脊150的切削工作变得容易。尤其，当采用如图6所示的结构，即，侧板11的边缘部的虚拟顶点A设置在比扇形部13的边缘部的虚拟顶点B更向轮胎宽度方向内侧的位置时，可提高凸脊150的切削加工性能。其中，当虚拟顶点A与虚拟顶点B之间的距离X脱离-0.5mm～+0.3mm的范围时，因无法赋予凸脊150适当的形状，因此切削困难。
在上述的实施方式中，说明了针对侧板11与扇形部13之间的分割位置设在充气轮胎T的胎肩部附近的情况，但侧板11与扇形部13之间的分割位置还可设在轮胎最大宽度位置的附近。
实施例
当利用具有用于成型侧壁部的侧板和用于成型胎面部的扇形部的模具来对轮胎尺寸为225/55R17的充气轮胎进行硫化时，上述的模具使用了各种结构(常规示例、比较例1及实施例1～4)。
在常规示例中，在侧板与扇形部抵接的边缘部中，仅在侧板的边缘部中形成了倒角部。在比较例1中，在侧板与扇形部抵接的边缘部中未形成倒角部。在实施例1～4中，在侧板与扇形部抵接的边缘部中分别形成了倒角部。
在常规示例、比较例1及实施例1～4中，如表1所示来设定从扇形部的边缘部的虚拟顶点至形成于该扇形部的成型面的花纹槽成型骨架的最短距离L、侧板的倒角部的宽度Ws、扇形部的倒角部的宽度Wt、侧板的倒角部的深度Ds、扇形部的倒角部的深度Dt、侧板的倒角部的曲率半径Rs、扇形部的倒角部的曲率半径Rt以及侧板的边缘部的虚拟顶点A与扇形部的边缘部的虚拟顶点B之间的距离X。
通过上述的常规示例、比较例1及实施例1～4的制造方法，分别对60个充气轮胎进行硫化，在各轮胎中，利用切削器来对形成于侧板与扇形部之间的分割位置处的凸状物(凸脊或毛边)进行切边，测量残留在轮胎表面的高度差(剩余切口)的高度，并计算出60个轮胎的平均值。并且，针对60个轮胎，测量了在表面侧与里侧的切边上所消耗的总时间，并计算出每个轮胎的平均工作时间。将其结果汇总示于表1中。
表1
Figure BDA0003136163990000081
从表1可看出，在实施例1～4中，与常规示例相比，可有效消除形成于侧板与扇形部之间的分割位置处的凸脊，并可使形成于该位置的高度差尽可能小。另一方面，在比较例1中，在充气轮胎中的侧板与扇形部之间的分割位置处，沿着轮胎周向形成有膜状的毛边，实质上不可能利用切削器来修整如上所述的毛边。
附图标记说明
10 模具
11 侧板
12 胎圈环
13 扇形部
110 侧板的倒角部
130 扇形部的倒角部
150 凸脊
170 切削器
T 充气轮胎

Claims (6)

1.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，使用具有用于成型充气轮胎的侧壁部的侧板和用于成型充气轮胎的胎面部的扇形部，并且在所述侧板和所述扇形部抵接的边缘部分别形成有倒角部的模具来进行硫化，在该模具中硫化的充气轮胎中，在所述侧板与所述扇形部之间的分割位置处，沿着所述倒角部形成有向轮胎周向延伸的凸脊，用切削器沿着轮胎周向切削该凸脊。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，从所述扇形部的边缘部的虚拟顶点至形成于该扇形部的成型面的凹部或凸部的最短距离为2mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，各倒角部的宽度在1.0mm～2.0mm的范围内、各倒角部的深度在0.5mm～2.0mm的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，形成于所述侧板上的倒角部的曲率半径Rs在0.3mm～2.0mm的范围内，形成于所述扇形部的倒角部的曲率半径Rt在0.5mm～5.0mm的范围内。
5.根据权利要求4所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，形成于所述扇形部的倒角部的曲率半径Rt大于形成于所述侧板上的倒角部的曲率半径Rs。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，当将所述侧板的边缘部的虚拟顶点设为A，将所述扇形部的边缘部的虚拟顶点设为B，将轮胎宽度方向内侧相对于该虚拟顶点B设为负，将轮胎宽度方向外侧相对于该虚拟顶点B设为正时，所述虚拟顶点A相对于所述虚拟顶点B处于-0.5mm～+0.3mm的范围内。
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