CN117480042A - 用于形成轮胎的模具及轮胎生产方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种轮胎成型模具(1)以及一种使用所述模具的轮胎制造方法，所述模具设置有环形的胎面成型部(20)，胎面成型部被分割成沿周向排列的多个分段(21)。轮胎成型模具(1)的特征在于包括：旋转轴(5)，其垂直于分段(21)的移动方向和胎面成型部(20)的轴线；基座构件(6)，其将分段(21)支撑为能绕旋转轴(5)旋转；和外力施加机构(30)，其在胎面成型部(20)打开时对分段(21)施加外力，以使分段(21)沿着分段(21)的轴向另一端围绕旋转轴(5)朝向径向外侧移动的方向旋转。

Description

用于形成轮胎的模具及轮胎生产方法

技术领域

本公开涉及用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法。

背景技术

在已知的用在未硫化的生轮胎的硫化成型中以生产轮胎的用于形成轮胎的传统模具中，已知的是，用于形成轮胎的胎面的环形胎面成型部(胎面模具)被分割成沿周向排列的多个分段，并且被构造成通过沿径向移动所述分段中的每一者来开闭(例如，参见专利文献1至3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-326332号公报

专利文献2：日本特开2000-334740号公报

专利文献3：日本特开2009-149079号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述的用于形成轮胎的传统模具或上述的传统轮胎生产方法中，当轮胎在硫化成型后从胎面成型部脱模时，在维持每个分段相对于轮胎胎面的取向的情况下使每个分段朝向径向外侧移动。结果，用于形成分段的胎面的胎面设计面的所有部分从胎面同时剥离。因此，出现了在轮胎脱模初期驱动分段需要很大的驱动力的问题。

鉴于上述问题完成了本公开，并且本公开的目的是提供用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法，其可以减小在轮胎脱模初期驱动分段所需的驱动力。

用于解决问题的方案

本公开的用于形成轮胎的模具是一种用于将未硫化的生轮胎硫化成型为轮胎的形成轮胎用的模具，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部被分割成沿周向排列的多个分段，其中，可旋转轴设置于所述分段在所述胎面成型部的轴线方向上的一端侧，并且垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线；基座构件将所述分段支撑为能围绕所述可旋转轴旋转；并且外力施加机构在所述胎面成型部打开时对所述分段施加外力，以使所述分段朝向所述分段在所述轴线方向上的另一端侧围绕所述可旋转轴朝向径向外侧移动的方向旋转。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：所述外力施加机构包括旋转用弹簧构件，所述旋转用弹簧构件用于对所述分段施加作为外力的弹簧力。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：外环布置在所述分段的径向外侧，并且能在所述分段保持在预定位置的保持位置和允许所述分段围绕所述可旋转轴朝向径向外侧旋转的释放位置之间移动。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：所述模具包括：导轨，其将所述基座构件支撑为能沿所述胎面成型部的径向移动；以及滑动用弹簧构件，其朝向所述胎面成型部的径向外侧对所述基座构件施力，其中，在所述分段围绕所述可旋转轴旋转的情况下，所述分段朝向径向外侧移动。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，第一分段围绕第一可旋转轴旋转，随后，第二分段围绕第二可旋转轴旋转。

本公开的轮胎生产方法是一种通过使用形成轮胎用的模具硫化成型未硫化的生轮胎以生产轮胎的轮胎生产方法，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部被分割成沿周向排列的多个分段，其中，当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，通过由外力施加机构对所述分段施加外力，在所述分段围绕可旋转轴旋转的情况下，所述轮胎从所述胎面成型部脱模，所述可旋转轴设置于所述分段在所述胎面成型部的轴线方向上的一端侧并且垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线。

发明的效果

本公开可以提供用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法，其可以减小在轮胎脱模初期驱动分段所需的驱动力。

附图说明

在附图中：

图1是在正视图中图示的根据本公开的实施方式的用于形成轮胎的模具的截面图；

图2是在平面图中图示的图1中图示的胎面成型部的截面图；

图3是在正视图中图示的图1中图示的用于形成轮胎的模具的主要部分的详细结构的放大截面图；

图4是在正视图中图示的图3中图示的一个分段的主要部分的详细结构的放大截面图；

图5是在平面图中图示的在轮胎脱模初期用于形成轮胎的模具的主要部分的状态的截面图；和

图6是在平面图中图示的从图5图示的状态进一步进行轮胎的脱模的用于形成轮胎的模具的主要部分的状态的截面图。

具体实施方式

通过示例，现在将参照附图详细说明根据本公开的实施方式的用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法。在这方面，在附图中出现的共同构件和部分具有相同的附图标记。

根据本公开的实施方式的图1中图示的用于形成轮胎的模具1用于将基于合成橡胶的未硫化(硫化前)的生轮胎在生轮胎被硫化的情况下形成为预定形状以生产轮胎2。

在这方面，轮胎2是基于合成橡胶的空心轮胎，其包括一对胎侧2a、2b和胎面2c，并且形成为在轮胎2的内部提供用于填充诸如空气或氮气的气体的空间。

用于形成轮胎的模具1包括胎侧成型部10和胎面成型部20。

例如，胎侧成型部10可以包括固定到下容器3的顶面的环形下胎侧成型部11和固定到上容器4的底面的环形上胎侧成型部12。

胎侧成型部10可以在下胎侧成型部11和上胎侧成型部12之间将环形轮胎2或生轮胎布置(容纳)为如下取向：该取向使生轮胎的中心轴线变成与胎侧成型部10的中心轴线O同轴。下胎侧成型部11包括下胎侧设计面11a，下胎侧设计面11a围绕中心轴线O呈环形形式并且朝向向上方向取向。下胎侧成型部11可以通过下胎侧设计面11a形成轮胎2或生轮胎的一侧(在图1中都朝向向下方向取向)的胎侧2a的外表面。同样地，上胎侧成型部12包括上胎侧设计面12a，上胎侧设计面12a围绕中心轴线O呈环形形式并且朝向向下方向取向。上胎侧成型部12可以通过上胎侧设计面12a形成轮胎2或生轮胎的另一侧(在图1中都朝向向上方向取向)的胎侧2b的外表面。通过从图1所示的位置相对于下容器3向上(上容器4和下容器3沿着轮胎2的中心轴线彼此移离的方向)移动上容器4，胎侧成型部10打开，并且轮胎2从胎侧成型部10脱模。通过将上容器4向下移动到如图1所示的上容器4的最初位置，处于打开构型的胎侧成型部10关闭以允许形成轮胎2或生轮胎。

在这方面，可以适当对胎侧成型部10的构型进行变型，并且这种变型的示例包括通过相对于上容器4向下移动下容器3来打开胎侧成型部10的构型。

胎面成型部20是环形的并与胎侧成型部10同轴，并且布置为与下胎侧成型部11和上胎侧成型部12的径向外侧相邻。胎面成型部20的朝向径向内侧取向的内周面是胎面设计面20a，用于形成轮胎2的胎面2c的外周面。

如图2所示，胎面成型部20被分割成沿周向排列的多个分段21。分段21中的每一者在平面图中均呈圆弧形，并且分段21以周向排列的方式组合以构成胎面成型部20，胎面成型部20整体为环形模具。在该实施方式中，胎面成型部20被分割成在周向上具有相同长度的9个分段21。在这方面，胎面成型部20在周向上的分割数量优选地但不限于7至13，并且可以适当改变。

如图3所示，在本实施方式中，构成胎面成型部20的多个分段21中的每一者均包括保持件22和设计面分割模具部23。

保持件22可以例如通过切割由诸如低碳钢的金属制成的块来形成。

设计面分割模具部23是构成用于形成轮胎2的胎面2c的胎面设计面20a的部分并且在平面图中呈圆弧状，并且朝向径向内侧取向的面构成胎面设计面20a的周向分割部。设计面分割模具部23布置在对应于设计面分割模具部23的保持件22的径向内侧，并且通过使用诸如螺栓(未示出)的固定构件被固定到保持件22。

设计面分割模具部23可以被构造为使得胎面设计面20a设置有从胎面设计面20a朝向径向内侧沿径向突出的多个突起24。多个突起24用于在硫化成型的轮胎2的胎面2c上形成例如构成胎面图案的槽或刀槽。多个突起24可以具有被定制成胎面图案的多种形状或尺寸(长度)，诸如沿轮胎宽度方向延伸的多个突起24以及沿轮胎周向延伸的多个突起24。在这方面，胎面设计面20a可以不设置突起24。

优选地通过铸造诸如铝合金的具有高导热性的金属材料来形成设计面分割模具部23。在这种情况下，例如，可以通过在设计面分割模具部23的铸造中与设计面分割模具部23一体化来设置由钢制成的肋状或叶片状突起24。

如图3所示，在胎面成型部20的轴线方向上的一端侧(在图3所示的情况下，下端侧)，每个分段21均包括可旋转轴5，可旋转轴5垂直于分段21的移动方向(径向)并且也垂直于胎面成型部20的轴线。在本实施方式中，可旋转轴5布置在保持件22的下端部。

在每个分段21的向下方向上，布置了对应于分段21的单独的基座构件6。可旋转轴5由基座构件6支撑，并且由此，分段21以能围绕可旋转轴5旋转的方式被基座构件6支撑。换句话说，分段21能相对于基座构件6围绕可旋转轴5旋转。

胎面成型部20可以以下述方式打开：在轮胎2硫化成型后，在每个分段21均在预定位置的情形下，每个分段21均围绕可旋转轴5从预定位置朝向径向外侧旋转以使胎面2c从胎面设计面20a脱模。

在本实施方式中，基座构件6由沿分段21的径向延伸的导轨25支撑，并且导轨25由下容器3和下胎侧成型部11支撑。因此，基座构件6可以以胎面成型部20的轴线(中心轴线O)为中心在径向上移动。而且，在基座构件6和下胎侧成型部11之间布置有滑动用弹簧构件26，并且每个分段21均被对应于每个分段21的滑动用弹簧构件26朝向径向外侧施力。当基座构件6沿径向移动时，由基座构件6支撑的分段21与基座构件6一起沿径向移动。

在每个分段21和对应于该分段21的基座构件6之间，布置了外力施加机构30，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，外力施加机构30对分段21施加外力，以使分段21朝向分段21的上端侧围绕可旋转轴5朝向径向外侧移动的方向旋转。

在本实施方式中，外力施加机构30包括旋转用弹簧构件31，旋转用弹簧构件31用于对分段21施加作为外力的弹簧力。

更特别地，如图4所示，外力施加机构30包括轴状体32，轴状体32以使得轴状体32垂直于基座构件6的顶面并且沿上下方向延伸的方式被固定到基座构件6的顶面。轴状体32插入构成分段21的保持件22中设置的孔22a中，并且设置于轴状体32的上端的凸缘部33布置在孔22a中。旋转用弹簧构件31是螺旋压缩弹簧并且布置成被压缩在凸缘部33和孔22a的底壁之间。因此，通过外力施加机构30，外力被施加到分段21，以使分段21朝向分段21的上端侧围绕可旋转轴25朝向径向外侧移动的方向旋转。

如图1、图3和图4所示，在每个分段21的径向外侧布置外环7，以抵抗由外力施加机构30施加的外力地将分段21保持在预定位置。外环7以上胎侧成型部12为媒介固定到上容器4，并且可以与上容器4一起相对于由下容器3或基座构件6支撑的分段21沿上下方向移动。在这方面，术语“预定位置”是指分段21处于如下取向的位置：设置在设计面分割模具部23上的胎面设计面20a与设置在另一分段21的设计面分割模具部23上的胎面设计面20a以周向排列的方式连续连接。

外环7的朝向径向内侧取向的内周面设置有锥形面7a，锥形面7a以使得锥形面7a的外径朝向向上方向逐渐变小的方式倾斜。每个分段21的朝向径向外侧取向的外周面设置有锥形面21a，锥形面21a以使得锥形面21a的外径朝向向上方向逐渐变小的方式倾斜。在本实施方式中，锥形面21a设置于保持件22的外周面。当外环7在图1和图3所示的保持位置时，锥形面7a抵靠分段21的锥形面21a以将分段21保持在预定位置。而且，当通过沿向上方向移动上容器4来打开胎面成型部20时，外环7可以与上容器4一起相对于保持位置移动到位于向上方向侧的释放位置。

用于形成轮胎的模具1包括气囊8，气囊8布置在生轮胎内部并通过供应加压蒸汽而膨胀。而且，用于形成轮胎的模具1包括用于加热胎侧成型部10和胎面成型部20的加热器(未示出)。加热器的位置可以适当确定。

接下来，将说明通过使用具有上述结构的用于形成轮胎的模具1对生轮胎硫化成型以生产具有预定形状的轮胎2的方法，即，作为本公开的实施方式的轮胎生产方法。

首先，打开胎侧成型部10和胎面成型部20，以将生轮胎布置在用于形成轮胎的模具1的内部，随后，关闭胎侧成型部10和胎面成型部20。

通过对布置在生轮胎内部的气囊8供应加压蒸汽来使气囊8膨胀。因此，生轮胎的胎侧分别压靠在胎侧成型部10的下胎侧设计面11a和上胎侧设计面12a上，并且胎面压靠在胎面成型部20的胎面设计面20a上。在这种情况下，使用加热器加热胎侧成型部10和胎面成型部20，并且这种热导致构成生轮胎的合成橡胶硫化以形成具有预定形状的轮胎2。

在完成了轮胎2的形成后，打开胎侧成型部10和胎面成型部20以移除形成的轮胎2。

当在轮胎2硫化成型后外环7相对于每个分段21从保持位置朝向释放位置沿向上方向移动以打开胎面成型部20时，如图5所示，允许分段21围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转，并且分段21被外力施加机构30驱动以围绕可旋转轴5从预定位置朝向径向外侧自发旋转(摇动动作)。

如上所述，在通过使用本实施方式的用于形成轮胎的模具1的轮胎生产方法中，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，通过由外力施加机构30对分段21施加外力，在分段21围绕设置于分段21的一端侧(下端侧)的可旋转轴5旋转的情况下，轮胎2可以从胎面成型部20脱模。由此，使轮胎2的胎面2c从设计面分割模具部23的在轮胎2的宽度方向上的一端侧(在图5中，上端侧)逐渐脱模，随后从另一端侧(在图8中，下端侧)脱模。由此，在胎面2c与胎面设计面20a之间从一端侧逐渐引入外部空气，以允许减小轮胎2的胎面2c在轮胎2的脱模初期从胎面设计面20a的脱模阻力。因此，减小了轮胎2的胎面2c在轮胎2的脱模初期从胎面设计面20a脱模所需的力，并且由此通过由外力施加机构30施加的外力可以使轮胎2可靠地从胎面成型部20脱模。而且，可以减少在轮胎2脱模时施加到分段21的驱动力，因此，可以使外力施加机构30小型化以降低生产成本。此外，可以减少轮胎2的胎面2c从胎面设计面20a脱模的阻力，因此，可以抑制脱模后的轮胎2中的残余应变(永久变形)的产生，以改善轮胎2的初始性能。

而且，在轮胎2从胎面成型部20脱模时，每个设计面分割模具部23均围绕可旋转轴5旋转，以减小由突起24导致的轮胎2的胎面2c的底切阻力。因此，可以进一步减小在轮胎2的脱模初期驱动分段21所需的驱动力。此外，在轮胎2从胎面成型部20脱模时，可以通过防止过高的底切阻力来抑制轮胎2的成形的胎面2c中的诸如永久变形的缺陷和突起24的破损。

而且，本实施方式的用于形成轮胎的模具1被构造为包括：导轨25，其将基座构件6支撑为能沿胎面成型部20的径向移动；以及滑动用弹簧构件26，其朝向胎面成型部20的径向外侧对基座构件6施力。在本实施方式的用于形成轮胎的模具1中，当外环7移动到释放位置时，如图6所示，在分段21通过由外力施加机构30施加的外力围绕可旋转轴5从预定位置朝向径向外侧自发旋转的情况下，分段21被滑动用弹簧构件26施力从而与基座构件6一起沿着导轨25朝向径向外侧移动。因此，在设置于胎面设计面20a的突起24的突出高度较高的情况下，例如，在形成用在工程车辆等中的大轮胎的情况下，分段21围绕可旋转轴5旋转时由突起24导致的轮胎2的胎面2c的底切阻力可以减小。此外，在轮胎2脱模时，可以将分段21移动到突起24不会导致阻碍的位置，并且因此，可以更容易地执行轮胎2的脱模。

此外，本实施方式的用于形成轮胎的模具1以下述方式构造：外力施加机构30包括旋转用弹簧构件31，旋转用弹簧构件31用于将弹簧力作为外力施加到分段21。因此，简化了外力施加机构30的构造，并且由此，可以进一步降低轮胎2的生产成本。

在这方面，外力施加机构30可以被构造成不包括用于将弹簧力作为外力施加到分段21的旋转用弹簧构件31，并且可以以使得通过诸如气缸的驱动力源将外力施加到分段21的方式构造。

此外，本实施方式的用于形成轮胎的模具1被构造为包括外环7，外环7布置在分段21的径向外侧并且能在分段21被保持在预定位置的保持位置和允许分段21围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转的释放位置之间移动。因此，可以简化开闭分段21的机构以进一步降低轮胎2的生产成本。

本实施方式的用于形成轮胎的模具1可以以下述方式构造：当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，多个分段21中的一个分段(第一分段)21围绕可旋转轴5(第一可旋转轴)朝向径向外侧旋转，并且随后，多个分段21中的另一分段(第二分段)21围绕可旋转轴(第二可旋转轴)5朝向径向外侧旋转。换句话说，多个分段21可以在分段21的旋转之间有时间差的情况下顺次旋转。在这种情况下，分段21可以以如下的方式在周向上顺次地围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转：使得一个分段21围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转，随后，与该分段21相邻的分段21围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转，然后，与所述分段21相邻的分段21围绕可旋转轴5朝向径向外侧旋转。作为上述构造的结果，在轮胎2的脱模初期，胎面2c以使得胎面2c的部分沿周向顺次脱模的方式从胎面设计面20c脱模。因此，可以通过更小的驱动力使轮胎2的胎面2c从胎面设计面20a脱模。

当然，本公开不限于上述实施方式，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行多种变型。

例如，在上述实施方式中，每个分段21都设置有保持件22，设计面分割模具部23固定到保持件22，并且保持件22以相对于基座构件6可旋转的方式由可旋转轴5支撑。然而，也是可以不设置保持件22并且通过可旋转轴5将设计面分割模具部23支撑在基座构件6上。

而且，胎面成型部20可以以下述方式构造：基座构件6不能沿径向移动并且胎面成型部20纯粹通过分段21围绕可旋转轴5的旋转来打开。

附图标记列表

1用于形成轮胎的模具

2轮胎

2a胎侧

2b胎侧

2c胎面

3下容器

4上容器

5可旋转轴

6基座构件

7外环

7a锥形面

8气囊

10胎侧成型部

11下胎侧成型部

11a 下胎侧设计面

12 上胎侧成型部

12a 上胎侧设计面

20 胎面成型部

20a 胎面设计面

21 分段

21a锥形面

22 保持件

22a 孔

23 设计面分割模具部

24 突起

25 导轨

26滑动用弹簧构件

30外力施加机构

31旋转用弹簧构件

32轴状体

33凸缘部

Claims (6)

1.一种用于将未硫化的生轮胎硫化成型为轮胎的形成轮胎用的模具，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部被分割成沿周向排列的多个分段，其中，所述模具包括：

可旋转轴，其设置于所述分段在所述胎面成型部的轴线方向上的一端侧，并且垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线；以及

基座构件，其将所述分段支撑为能围绕所述可旋转轴旋转；以及

外力施加机构，其在所述胎面成型部打开时对所述分段施加外力，以使所述分段朝向所述分段在所述轴线方向上的另一端侧围绕所述可旋转轴朝向径向外侧移动的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的形成轮胎用的模具，其中，

所述外力施加机构包括旋转用弹簧构件，所述旋转用弹簧构件用于对所述分段施加作为外力的弹簧力。

3.根据权利要求2所述的形成轮胎用的模具，所述模具包括：

外环，其布置在所述分段的径向外侧，并且能在所述分段保持在预定位置的保持位置和允许所述分段围绕所述可旋转轴朝向径向外侧旋转的释放位置之间移动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的形成轮胎用的模具，所述模具包括：

导轨，其将所述基座构件支撑为能沿所述胎面成型部的径向移动；以及

滑动用弹簧构件，其朝向所述胎面成型部的径向外侧对所述基座构件施力，其中，

在所述分段围绕所述可旋转轴旋转的情况下，所述分段朝向径向外侧移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的形成轮胎用的模具，其中，

当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，第一分段围绕第一可旋转轴旋转，随后，第二分段围绕第二可旋转轴旋转。

6.一种通过使用形成轮胎用的模具硫化成型未硫化的生轮胎以生产轮胎的轮胎生产方法，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部被分割成沿周向排列的多个分段，其中，

当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，通过由外力施加机构对所述分段施加外力，在所述分段围绕可旋转轴旋转的情况下，所述轮胎从所述胎面成型部脱模，所述可旋转轴设置于所述分段在所述胎面成型部的轴线方向上的一端侧并且垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线。