CN114571764A - 轮胎硫化模具、使用它的轮胎制造方法和轮胎 - Google Patents

轮胎硫化模具、使用它的轮胎制造方法和轮胎 Download PDF

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荻原佐和
早苗隆平
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Abstract

本发明提供一种轮胎硫化模具、使用它的轮胎制造方法和轮胎，其能够维持轮胎的外观性能，并提高油耗性能。本发明的轮胎硫化模具(1)，其包括具有胎面成型面(6)的胎面模(2)、和具有胎侧成型面(7)的胎侧模(3)。胎面模(2)的对接面(4)与胎面成型面(6)的角部(k1)通过第1圆弧(10)倒角。胎侧模(3)的对接面(5)与胎侧成型面(7)的角部(k2)通过第2圆弧(11)倒角。第1圆弧(10)的曲率半径(R1)是第2圆弧(11)的曲率半径(R2)的1.2～2.0倍。

Description

轮胎硫化模具、使用它的轮胎制造方法和轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎硫化模具、使用它的轮胎制造方法和轮胎。
背景技术
下述专利文献1记载了一种橡胶硫化模具，其包括具有胎面成型面的胎面段、和具有胎侧成型面的侧壁模具。所述胎面段与所述胎侧模在硫化时通过分割面接合。此外，所述胎面成型面与所述胎侧成型面的至少一者包括第1凸条部，其从所述分割膜相邻的位置向轮胎侧突出。所述第1凸条部由第1突起形成，其经由第1间隙沿轮胎周向延伸。这样的轮胎硫化模具被认为抑制了由于橡胶构件浸入所述分割面而形成的毛刺。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2016-198999号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，需求车辆的油耗性能的更进一步提高。本发明人发现，通过改善在轮胎硫化模具的对接面形成的轮胎外表面的凸部的形状，能够不损害轮胎的外观性能而减少轮胎行驶时的空气阻力，进而有助于车辆的油耗性能的提高。
本发明是鉴于上述的实际情况而提出的，其课题在于，提供一种维持轮胎的外观性能的同时使油耗性能提高的轮胎硫化模具、使用该轮胎硫化模具的轮胎制造方法以及轮胎。
用于解决问题的方案
本发明的第1方式是一种橡胶硫化模具，其用于将具有一对胎侧部的轮胎进行硫化成型，包括：胎面模，具有用于将所述胎面部成型的胎面成型面；和一对胎侧模，具有用于将所述一对胎侧部分别成型的胎侧成型面；所述一对胎侧模和所述胎面模分别在模具轴心方向左右包括一对成双的接面对，其在硫化成型时在模具径向相互对接，在所述一对成双的接面对中的至少一者中，所述胎面模的所述对接面与所述胎面成型面的角部通过第1圆弧倒角，且所述胎侧模的所述对接面与所述胎侧成型面的角部通过第2圆弧倒角，所述第1圆弧的曲率半径R1是所述第2圆弧的曲率半径R2的1.2～2.0倍。
优选地，本发明的轮胎硫化模具形成有凹槽，其在所述胎面模与所述胎侧模通过所述对接面对接时，在所述第1圆弧和所述第2圆弧之间沿模具周向延伸，所述凹槽的深度相对于虚拟侧轮廓为2.0mm以下，所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
优选地，本发明的轮胎硫化模具的所述第2圆弧的曲率半径R2为5.0mm以下。
优选地，本发明的轮胎硫化模具的所述第2圆弧的曲率半径R2为1.0mm以上。
优选地，本发明的轮胎硫化模具的所述第1圆弧的曲率半径R1为10mm以下。
优选地，本发明的轮胎硫化模具的所述第1圆弧的曲率半径R1为2.0mm以上。
优选地，本发明的轮胎硫化模具中，所述胎侧成型面在所述胎侧模的所述对接面、与沿模具径向内侧离开所述胎侧模的对接面10mm的位置之间，所述胎面成型面在虚拟侧轮廓上延伸，所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
优选地，本发明的轮胎硫化模具中，所述胎面成型面在所述胎面模的所述对接面、与沿模具径向外侧离开所述胎面模的所述对接面10mm的位置之间，所述胎面成型面在虚拟侧轮廓上延伸，所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
优选地，本发明的轮胎硫化模具中，所述一对对接面与所述胎面成型面的模具径向外端之间的模具径向的距离，为相当于安装在所述轮胎硫化模具的所述轮胎的胎圈底线的模具径向的位置、与所述胎面成型面的模具径向外端之间的模具径向距离的10％～30％。
本发明的第2方式是一种轮胎的制造方法，其包括使用上述第1方式所述的轮胎硫化模具将生轮胎硫化成型的工序。
本发明的第3方式是一种轮胎，其具有胎面部和一对胎侧部，所述一对胎侧部连接在所述胎面部的轮胎轴向两侧，所述一对胎侧部中的至少一者包括隆起部，其外面隆起，沿轮胎周向延伸，在所述轮胎子午线截面中，所述隆起部由第1圆弧部和所述第2圆弧部形成，所述第1圆弧板为向轮胎半径方向内侧凸起的圆弧状，所述第2圆弧部连接在所述第1圆弧部的轮胎轴向外端，沿轮胎半径方向的内侧延伸，且为向轮胎半径方向外侧凸出圆弧状，所述第1圆弧部的曲率半径r1为所述第2圆弧部的曲率半径r2的1.2～2.0倍。
优选地，本发明的轮胎中，所述隆起部的高度h与所述第1圆弧部的曲率半径r1之比(h/r1)为0.08～0.40。
优选地，本发明的轮胎中，所述隆起部的高度h与所述第2圆弧部的曲率半径r1之比(h/r2)为0.1～0.8。
发明效果
本发明的轮胎硫化模具和轮胎的制造方法通过采用上述构成，能够硫化及制造可维持外观性能并提高油耗性能的轮胎。
附图说明
图1是示出本发明的轮胎硫化模具的一个实施例的剖面图。
图2是图1的轮胎硫化模具的局部放大图。
图3是通过图1的轮胎硫化模具形成的轮胎的放大剖面图。
图4是另一实施方式的轮胎硫化模具的局部剖面图。
标记说明
1轮胎硫化模具
2胎面模
3胎侧模
4、5对接面
6胎面成型面
7胎侧成型面
10第1圆弧
11第2圆弧
k1、k2角部
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。
图1是轮胎硫化模具(以下有时简单称为“模具”)1和安装在模具1内的轮胎(已硫化轮胎)20的剖面图。图1示出了包括轮胎20的轮胎旋转轴(省略图示)的轮胎子午线截面。通过本实施方式的模具1，将乘用汽车用的充气轮胎进行硫化成型。另外，本发明也可以应用于用于将载重用充气轮胎、摩托车用充气轮胎硫化成型的模具1。
通过本实施方式的模具1，轮胎20以横放(轮胎旋转轴朝向垂直)的状态进行硫化成型。
如图1所示，模具1包括：胎面模2，其用于成型轮胎20的胎面部21；和胎侧模3、3，其用于成型一度胎侧部22、22。胎面模2和各胎侧模3、3在轮胎20硫化成型时为沿模具的径向相互对接的模具闭状态Y。另外，模具1进一步包括例如胎圈模具B，其用于成型轮胎20的胎圈部23。
一对胎侧模3、3配置在例如胎面模2的模具轴心方向两侧。一对胎侧模3、3在本实施方式中由下部的胎侧模3A和配置在下部的胎侧模3A的上方的胎侧模3B形成。
所述“模具轴心方向”在本说明书中是与模具1内安装的轮胎20的轮胎轴向一致的方向。“模具径向”在本说明书中是与模具1内安装的轮胎20的轮胎半径方向一致的方向。“模具周向”在本说明书中是与模具1内安装的轮胎20的轮胎周向一致的方向。
胎面模2具有对接面4，其在模具闭状态Y与胎侧模3对接；和胎面成型面6，其用于成型胎面部21。胎侧模3具有对接面5，其在模具闭状态Y与胎面模2对接；和胎侧成型面7，其用于成型胎侧部22。
胎面模2包括例如沿模具周向分割的多个段14而形成。各段14例如构成为可在模具径向扩缩直径。
图2是模具闭状态Y时的、下部的胎侧模3A与胎面模2对接的部分的放大图。如图1和图2所示，胎面模2中，胎面模2的对接面4与胎面成型面6的角部k1通过第1圆弧10倒角。下部的胎侧模3A中，胎侧模3的对接面5与胎侧成型面7的角部k2通过第2圆弧11倒角。另外，第2圆弧11可以仅形成在上部的胎侧模3B，也可以形成在一对胎侧模3、3的任一个上。此外，第1圆弧10以与第2圆弧11相对的方式与第2圆弧11相邻设置。
这些角部k1、k2在硫化成型时，确保投入模具1的生轮胎(省略图示)与对接面4、5的距离，抑制生轮胎浸入对接面4、5(以下有时称为“耐浸入性”)。由此抑制在对接面4、5产生的毛刺。此外，这样的对接面4、5的第1圆弧10和第2圆弧11能够吸收胎面模2或胎侧模3的模具轴心方向的错位造成的轮胎表面的凹凸。由此，本实施方式的模具1能够将外观性能优异的轮胎20硫化成型。
轮胎行驶时，轮胎的半径方向的外侧部分与内侧部分相比，空气的流速大，对空气阻力的影响大。而在本实施方式中，第1圆弧10的曲率半径R1为第2圆弧11的曲率半径R2的1.2～2.0倍。由此，通过轮胎20的第1圆弧10形成的面(后述的第1圆弧部26)比通过第2圆弧11形成的面(后述的第2圆弧部27)相对更靠近直线，使该处的空气的流动流畅。因此，通过本实施方式的模具1硫化成型的轮胎20能够减少行驶时的空气阻力，进而使车辆的油耗性能提高。
为了使行驶中的轮胎20的所述空气的流动流畅，优选第1圆弧10的曲率半径R1为2.0mm以上。此外，优选第1圆弧10的曲率半径R1为10mm以下。由此，可实现轮胎20的质量的降低效果，油耗性能提高。此外，外观性能也提高。因此，更优选第1圆弧10的曲率半径R1为5.0mm以下。
由于同样的观点，第2圆弧11的曲率半径R2优选为5.0mm以下，更优选为3.0mm以下。此外，在第2圆弧11的曲率半径R2过小的情况下，不仅不能抑制橡胶的浸入，而且存在空气的阻力变大的风险。因此，优选第2圆弧11的曲率半径R2为1.0mm以上。
在本实施方式中，第1圆弧10和第2圆弧11分别以相同曲率半径的圆弧形成。另外，第1圆弧10和第2圆弧11并不限定于这样的方式，例如可以其中一个或两个以曲率半径不同的多个圆弧并列的方式形成。在此情况下，第1圆弧10的曲率半径R1和第2圆弧11的曲率半径R2分别采用弧长最长的圆弧的曲率半径。
图3是通过这样的模具1进行硫化成型的轮胎20的放大图。图3示出了各角部k1、k2形成的轮胎20的部分。如图1和图3所示，轮胎20的一对胎侧部22、22中的至少一个，本实施方式为两个，形成有隆起部25，其外面22a隆起，沿轮胎周向延伸。
在本实施方式中，隆起部25由第1圆弧部26和第2圆弧部27形成。本实施方式的第1圆弧部26是向轮胎半径方向的内侧凸出的圆弧状部分。本实施方式的第2圆弧部27是连接至第1圆弧部26的轮胎轴向的外端26e、沿轮胎半径方向内侧延伸、且向轮胎半径方向的外侧凸出的圆弧状部分。本实施方式的第1圆弧部26是由第1圆弧10形成的部分。第1圆弧部26的曲率半径r1优选与第1圆弧10的曲率半径R1相同。本实施方式的第2圆弧部27是由第2圆弧11形成的部分。第2圆弧部27的曲率半径r1优选与第2圆弧11的曲率半径R1相同。
在本说明书中，轮胎20的各部的尺寸是在正常状态下测定的值。所述“正常状态”是轮胎20在正常轮辋(省略图示)上进行轮辋组装、且以正常内压充气的无负荷的状态。
所述“正规轮辋”是在包括轮胎所依据的规格的规格体系中，该规格对每个轮胎规定的轮辋，例如JATMA中为“标准轮辋”，TRA中为“Design Rim”，ETRTO中为“MeasuringRim”。
所述“正规内压”是在包括轮胎所依据的规格的规格体系中，该规格对每个轮胎规定的气压，JATMA中为“最高气压”，TRA中为表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLDINFLATION PRESSURES”记载的最大值，ETRTO中为“INFLATIONPRESSURE”。
第1圆弧部26例如与向轮胎20的外侧凸出的外侧圆弧部28平滑连接。第2圆弧部27例如与向轮胎20的外侧凸出的内侧圆弧部29平滑连接。外侧圆弧部28是通过胎面模2的胎面成型面6形成的部分。内侧圆弧部29是通过胎侧模3的胎侧成型面7形成的部分。
为了耐浸入性的提高、空气阻力的降低、抑制不受胎面模2与胎侧模3A有无位置错位的影响的隆起部25的变形或应力的集中，优选如下进行规定。隆起部25的高度h除以第1圆弧部26的曲率半径r1的值(h/r1)优选为0.08以上，更优选为0.12以上，进一步优选为0.16以上，优选为0.40以下，更优选为0.36以下，进一步优选为0.32以下。此外，隆起部25的高度h除以第2圆弧部27的曲率半径r2的值(h/r2)优选为0.1以上，更优选为0.2以上，进一步优选为0.3以上，优选为0.8以下，更优选为0.7以下，进一步优选为0.6以下。
如图2所示，在模具闭状态Y，在第1圆弧10和第2圆弧11之间形成有凹槽15，其沿模具周向延伸。此外，在模具闭状态Y，形成有虚拟侧轮廓P，其将胎面成型面6和胎侧成型面7平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧构成。
凹槽15的深度d优选相对于虚拟侧轮廓P为2.0mm以下。由此，在通过本实施方式的模具1程序的轮胎20中，隆起部25的高度h(图3示出)为2.0mm以下，能够将空气阻力抑制得小。为了有效抑制硫化成型时的对接面4、5处的生轮胎的浸入，凹槽15的深度d优选为0.4mm以上。此外，为了吸收轮胎表面的所述凹凸，隆起部25的高度h优选为0.4mm以上。隆起部25的高度h是胎侧部22离开虚拟轮廓22p的高度。虚拟轮廓22p以与虚拟侧轮廓P重复的方式形成。为了进一步提高这样的左右，凹槽15的深度d进一步优选对虚拟侧轮廓为0.8mm以上，进一步优选为1.6mm以下。
凹槽15例如沿模具周向连续延伸。这样的凹槽15有效抑制毛刺的产生。另外，凹槽15不限定于这样的方式，例如也可以沿模具周向间隔设置。
在胎面模2的对接面4与位置A1之间，胎面成型面6优选在虚拟侧轮廓P上延伸，其中位置A1是从胎面模2的对接面4向模具径向外侧离开10mm的距离L1的位置。换言之，在对接面4与位置A1之间，胎面成型面6优选不设置从虚拟侧轮廓P凹陷的凹部、突起的凸部。由此保持空气阻力的减少。
在胎侧模3的对接面5与位置A2之间，胎侧成型面7优选在虚拟侧轮廓P上延伸，其中位置A2是从胎侧模3的对接面5向模具径向内侧离开10mm的距离L1的位置。换言之，在对接面5与位置A2之间，胎侧成型面7优选不设置从虚拟侧轮廓P凹陷的凹部、突起的凸部。由此保持空气阻力的减少。
如图1所示，在模具闭状态下，距离La在本实施方式中设为距离Lh的10％～30％。距离La是对接面4与胎面成型面6的模具径向的外端6e之间的、模具径向的距离。距离Lh是相当于安装在模具1的轮胎20的胎圈底线BL的模具径向的位置，与胎面成型面6的外端6e之间的模具径向的距离。换言之，距离Lh相当于通过模具1成型的轮胎20的轮胎截面高度。此外，距离La相当于从轮胎20的轮胎半径方向的外端20e起，到通过凹槽15形成的隆起部25的外端26e(图3示出)为止的轮胎半径方向的距离。
距离La为距离Lh的10％以上，因此在形成了从胎面部21延伸至胎侧部22的横槽(省略图示)的情况下，能够增大所述横槽的长度，可见性提高，轮胎的外观性能提高。所述横槽形成为在比隆起部25更靠近轮胎半径方向的外侧结束。距离La为距离Lh的30％以下，因此隆起部25被配置在比轮胎最大宽度M更大幅远离的位置，因此不仅维持空气阻力的减少，还抑制隆起部25产生的破裂、缺口。从这样的观点出发，距离La进一步优选为距离Lh的15％以上，进一步优选为25％以下。
图4是另一实施方式的模具1的放大剖面图。与上一实施方式的模具1相同的构成，有时会赋予相同的标号，省略其说明。如图4所示，本实施方式的模具1在胎面模2形成有外侧突出部18，其从胎面成型面6和虚拟侧轮廓P突出。外侧突出部18例如沿模具周向间隔设置。外侧突出部18例如形成公知的横槽(省略图示)，其从轮胎20的胎面部21延伸至胎侧部22。外侧突出部18在该实施方式中配置在比位置A1更靠近模具径向的内侧。
此外，该实施方式的模具1在胎侧模3形成有内侧突出部19，其从胎侧成型面7和虚拟侧轮廓P突出。内侧突出部19例如沿模具周向间隔设置。内侧突出部19例如形成公知的锯齿(省略图示)，其配置在轮胎20的胎侧部22。内侧突出部19在该实施方式中配置在比位置A2更靠近模具径向的外侧。
以上对本发明的特别优选的实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于图示的实施方式，可以变形为各种方式来实施。
实施例
基于表1的规格制作了具有图1所示的结构的橡胶硫化模具。然后，使用该轮胎硫化模具，制造充气轮胎，进行了与油耗性能、轮胎的外观性能和耐久性能相关的测试。测试方法如下。
轮胎尺寸：205/55R16
安装轮辋：16×6.5J
轮胎内压：所有车轮250kPa
<油耗性能>
将通过各待测试模具制造的轮胎安装在下述测试车辆。然后，算出该测试车辆行驶时的油耗。结果通过将实施例1的油耗作为100的指数来表示。数值越大，油耗性能越优异，96以上为合格。
测试车辆：排量1600cc、前轮驱动车
轮胎安装位置：所有车轮
<外观性能>
通过测试者的感官评价用各待测试模具制造的轮胎的隆起部附近的成型状态、和轮胎的错位的明显程度。结果分别通过将实施例1作为100的评分来表示。所述成型状态和所述明显程度均越大越优异，96以上为合格。
<耐久性能>
使上述测试车辆行驶，终止后通过测试者的感官评价隆起部产生的裂痕的状态。结果通过将实施例1作为100的评分来表示。数值越大，耐久性能性能越优异，96以上为合格。
行驶距离：10000km
测试的结果示于表1。测试项目中记载的“A”表示评价为胎面模与胎侧模不发生位置错位而形成的轮胎。此外，测试项目中记载的“B”表示评价为胎面模与胎侧模发生位置错位而形成的轮胎。
【表1】
Figure BDA0003297576680000101
如表所示，确认了实施例与比较例相比，为能够制造维持外观性能、且油耗性能被提高的轮胎的模具。

Claims (13)

1.一种轮胎硫化模具，其特征在于，用于将具有胎面部和一对胎侧部的轮胎硫化成型，
该轮胎硫化模具包括：
胎面模，用于将所述胎面部成型；和
一对胎侧模，分别具有用于将所述一对胎侧部成型的胎侧成型面，
所述一对胎侧模和所述胎面模分别在模具轴心方向左右包括一对成双的接面对，其在硫化成型时在模具径向相互对接，
所述一对成双的接面对的至少一个中，
所述胎面模的所述对接面与所述胎面成型面的角部通过第1圆弧倒角，且
所述胎侧模的所述对接面与所述胎侧成型面的角部通过第2圆弧倒角，
所述第1圆弧的曲率半径R1是所述第2圆弧的曲率半径R2的1.2～2.0倍。
2.根据权利要求1所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
在所述胎面模与所述胎侧模通过所述对接面对接时，在所述第1圆弧和所述第2圆弧之间形成沿模具周向延伸的凹槽，
所述凹槽的深度相对于虚拟侧轮廓为2.0mm以下，所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
所述第2圆弧的曲率半径R2为5.0mm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
所述第2圆弧的曲率半径R2为1.0mm以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
所述第1圆弧的曲率半径R1为10mm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
所述第1圆弧的曲率半径R1为2.0mm以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
在所述胎侧模的所述对接面、与沿模具径向内侧离开所述胎侧模的所述对接面10mm的位置之间，所述胎侧成型面在虚拟侧轮廓上延伸，
所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
在所述胎面模的所述对接面、与沿模具径向外侧离开所述胎面模的所述对接面10mm的位置之间，所述胎面成型面在虚拟侧轮廓上延伸，
所述虚拟侧轮廓将所述胎面成型面与所述胎侧成型面平滑连接，且由向模具轴心方向外侧凸出的圆弧形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎硫化模具，其特征在于，
所述一对对接面与所述胎面成型面的模具径向外端之间的模具径向的距离，为相当于安装在所述轮胎硫化模具的所述轮胎的胎圈底线的模具径向的位置、与所述胎面成型面的模具径向外端之间的模具径向距离的10％～30％。
10.一种轮胎的制造方法，其特征在于，包括使用权利要求1至9中任一项所述的轮胎硫化模具将生轮胎硫化成型的工序。
11.一种轮胎，其特征在于，具有胎面部和一对胎侧部，所述一对胎侧部连接至所述胎面部的轮胎轴向的两侧，
所述一对胎侧部中的至少一者包括外面隆起而沿轮胎周向延伸的隆起部，
在所述轮胎的子午线截面中，
所述隆起部由第1圆弧部和第2圆弧部形成，所述第1圆弧部向轮胎半径方向的内侧凸出而为圆弧状，所述第2圆弧部与所述第1圆弧部的轮胎轴向的外端连接，沿轮胎半径方向的内侧延伸，且向轮胎半径方向的外侧凸出而为圆弧状，
所述第1圆弧部的曲率半径r1是所述第2圆弧部的曲率半径r2的1.2～2.0倍。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其中，所述隆起部的高度h与所述第1圆弧部的曲率半径r1之比(h/r1)为0.08～0.40。
13.根据权利要求11所述的轮胎，其中，所述隆起部的高度h与所述第2圆弧部的曲率半径r2之比(h/r2)为0.1～0.8。
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