专利名称：用于轮胎的模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造充气轮胎的模具。具体而言，本发明涉及一种对所述模具的胎圈环的改进。
背景技术：
在硫化充气轮胎的步骤使用两段式模具(two phase mold)。图9为示出传统的两段式模具2的一部分以及生胎G和胶囊B的剖视图。两段式模具2包括胎面区段4、侧板6和胎圈环8。胎圈环8包括内周表面10和底部形成表面12。在硫化步骤中，首先，将事先形成的生胎G放置到打开的模具2中。接下来，将模具2关闭。然后，为胶囊B填充高温气体。胶囊B沿着内周表面10膨胀，并且由模具2和胶囊B形成一个腔。在该腔中，同时对生胎G加压和加热。通过加压和加热，橡胶组成物流动。由于加热而引起橡胶的交联反应，从而获得轮胎。通过胎圈环8和胶囊B形成胎圈。这样的模具2已经在美国专利US6,398,533(日本公开专利文献2001/9840号)中公开。
有时候，当将生胎G放置到模具2中时，如图10所示，生胎G的端部E被卡在内周表面10与底部形成表面12间的边界上。通过胶囊B的膨胀，端部E如箭头A1所示被轴向朝外推，进而朝向底部形成表面12移动。在此，有时候橡胶组成物会插入到胶囊B和内周表面10之间。如图11所示，橡胶组成物被插入使得在胎圈Be的胎趾侧上形成舌状部分To。该现象称为“长胎趾”。在轮胎包括橡胶胎圈包布(在其中未使用织物的胎圈包布)的情况下，橡胶组成物相较于轮胎包括帆布胎圈包布(由浸渍有橡胶的织物形成的胎圈包布)的情况更易于流动。由于此原因，易于形成舌状部分To。舌状部分To劣化了轮胎的外观和品质。大尺寸的舌状部分To要被移除。通过使用小刀手工进行移除工作。移除工作需要大量的时间和劳动力。
如果生胎G的端部E的厚度设定得小，则能够抑制舌状部分To的产生。但是，有时候，由薄端部E产生的胎圈Be的体积不足。该现象称为“脱套(smash)”。在其上产生脱套的轮胎中，胎圈和轮辋的气密不足。在此轮胎中，胎圈的厚度不足。由于此原因，有可能在轮胎结合到轮辋中时损坏胎圈。此外，在此轮胎中，各个断面的胎圈芯的位置是变化的。此变化限制了轮胎均匀性。同样的问题也发生在由两件式模具获得的轮胎中。本发明的一个目的在于提供一种模具，通过该模具可获得高品质的轮胎。
发明内容
根据本发明的用于轮胎的模具包括胎圈环。所述胎圈环包括底部形成表面，用于抵接胎圈底部以确定胎圈底部的形状；用于胶囊的支撑表面，其定位在相对所述底部形成表面的径向内侧上；以及，用于胶囊的引导表面，其定位在相对所述用于胶囊的支撑表面的径向内侧和轴向外侧上。所述支撑表面的径向距离等于或小于5.0mm。
在所述模具中，胶囊沿着所述引导表面膨胀。因此，当所述胶囊和生胎彼此接触时，所述胶囊建立在接触点上。此外，胶囊膨胀使得所述生胎被径向朝外推。在此模具中，可防止生胎由胶囊轴向朝外推。通过此模具，可防止产生舌状部分。
优选地，所述引导表面应该从径向内侧朝径向外侧轴向向内倾斜。所述引导表面相对径向方向的角度等于或大于15度并且等于或小于75度。
优选地，所述引导表面的距离应该等于或大于5mm。优选地，底部形成表面的轴向宽度W1与胎圈芯的轴向宽度W2的比(W1/W2)应该等于或小于2.5。
根据本发明的一种制造轮胎的方法，其包括以下步骤(1)将生胎放置到包括胎圈环的模具中，胎圈环具有底部形成表面，用于抵接在胎圈底部上以确定胎圈底部的形状；用于胶囊的支撑表面，其定位在相对所述底部形成表面的径向内侧上；以及，用于胶囊的引导表面，其定位在相对所述用于胶囊的支撑表面的径向内侧和轴向外侧上，且所述支撑表面的径向距离等于或小于5.0mm；以及(2)将由模具和胶囊环绕的腔中的生胎加压并加热，由此通过胎圈环形成胎圈。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的用于轮胎的模具，图2是沿图1中的II-II线所取的放大剖视图，图3是示出局部剖切的图2中的下部胎圈环的剖视图，图4是示出图3中的胎圈环以及生胎的放大剖视图，图5是示出图2中的模具以及生胎的放大剖视图，图6是示出通过图1到5中所示模具获得的轮胎的一部分的剖视图，图7是示出图3中的胎圈环的放大剖视图，图8是示出根据本发明的另一个实施方式的模具的一部分的剖视图，图9是示出传统的模具的一部分以及生胎的剖视图，图10是示出图9中的模具的一部分以及生胎的放大剖视图，以及图11是示出通过图9中的模具获得的轮胎的一部分的剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图基于优选实施方式详细描述本发明。
图1和2所示的模具22包括多个胎面区段24、上部侧板26、上部胎圈环28、下部侧板30以及下部胎圈32。胎面区段24具有大致圆弧形的平面形状。所述多个胎面区段24象环一样耦接。上部侧板26、下部侧板30、上部胎圈环28以及下部胎圈环32大致为环形。胎面区段24的数量通常为3到20个。模具是所谓的“两段式模具”。图2还示出在硫化步骤完成前即刻获得的生胎G。
在图3中，下部胎圈环32的截面中的径向方向以箭头X示出。在图3中，右侧指径向内侧，而左侧指径向外侧。在图3中，下部胎圈环32的截面中的轴向方向以箭头Y示出。在图3中，上侧指轴向内侧，而下侧指轴向外侧。下部胎圈环32包括侧部形成表面34、底部形成表面36、用于胶囊的支撑表面38以及用于胶囊的引导表面40。如从图2所看到的，上部胎圈环28以与下部胎圈环32相同的方式也包括侧部形成表面、底部形成表面、用于胶囊的支撑表面以及用于胶囊的引导表面。
侧部形成表面34几乎平行于径向方向。侧部形成表面34抵接在生胎G的端部E附近的外表面上。通过侧部形成表面34，形成轮胎的胎圈的侧部。
底部形成表面36定位在侧部形成表面34的径向内侧上。底部形成表面36大体从轴向外侧朝轴向内侧径向向内倾斜。底部形成表面36由弯曲部分42和平坦部分44构成。弯曲部分42连接到侧部形成表面34。平坦部分44连接到弯曲部分42。
用于胶囊的支撑表面38定位在底部形成表面36的径向内侧。支撑表面38连接到底部形成表面36。支撑表面38沿径向方向延伸。支撑表面38可相对径向方向略微倾斜。在此情况下，优选地，支撑表面38相对径向方向形成的角度应该等于或小于15度。
用于胶囊的引导表面40定位在支撑表面38的径向内侧和轴向外侧上。引导表面40连接到支撑表面38。引导表面40从径向内侧向径向外侧轴向向内倾斜。
在使用模具22制造轮胎的方法中，首先，在模具22打开且胶囊B收缩的状态下，将事先形成而获得的生胎G放置到模具22中。接下来，为胶囊填充高温气体。如图4(a)所示，胶囊B沿着引导表面40膨胀。设置在相对引导表面40的径向外侧上的胶囊B通过引导表面40建立。在此状态下，胶囊B抵接在生胎G上。胶囊B相对生胎G以充分的角度抵接在生胎G上。借助于胶囊B沿箭头A2的方向推压生胎G，由此将生胎G装配到底部形成表面36中。此时，可防止生胎G的橡胶组成物被插入到胶囊B和支撑表面38之间。
图4(b)示出了胶囊B进一步膨胀的状态。胶囊B经过支撑表面38而弯曲。支撑表面38支撑胶囊B。通过胶囊B将生胎G推抵侧部形成表面34和底部形成表面36。胶囊B进一步膨胀，使得生胎G也被推抵由胎面区段24(见图2)和侧板26、30所形成的腔表面。在由模具22和胶囊B环绕的腔中对生胎G加压。同时，通过高温气体的热传导加热生胎G。通过加压和加热，橡胶组成物沿着腔表面流动。图5示出正在经历加压步骤的生胎G。生胎G的端部E由胶囊B、底部形成表面36和侧部形成表面34环绕。通过进一步加热，橡胶产生交联反应，从而获得轮胎。
图6是示出通过图1到5所示的模具22获得的轮胎T的一部分的剖视图。图6示出胎圈Be的附近。胎圈Be包括侧部S和胎圈底部Bb。侧部S的形状由侧部形成表面34确定。胎圈底部Bb的形状由底部形成表面36确定。
如上所述。胶囊B通过引导表面40建立。建立的胶囊B抵接在生胎G上，使得可防止橡胶组成物插入到支撑表面38与胶囊B之间。通过使用模具22，可防止长胎趾。一般来说，长胎趾沿圆周方向不均匀的产生。因此，导致胎圈的重量不均匀。通过根据本发明的模具22，可防止胎圈Be的重量不均匀。由此制造方法获得的轮胎T在均匀性方面是良好的。如果使用模具22，则不需用于防止生胎G中的长胎趾的对策。因此，还可以抑制破碎。通过该模具22，可获得高品质的轮胎T。在制造轮胎T的方法中，无需进行移除舌状部分的工作。此制造方法在生产率方面是良好的。
图7是示出图3中的下部胎圈环32的一部分的放大的剖视图。在图7中，箭头θ指示引导表面40相对径向方向的角度。优选地，角度θ应该等于或大于15度并且等于或小于75度。通过将角度θ设置为等于或大于15度，胶囊B建立为足以抑制长胎趾。在长胎趾的抑制方面，角度θ更优选地等于或大于20度，特别优选地等于或大于25度。通过将角度θ设置为等于或小于75度，可防止胶囊B被支撑表面38损坏。在防止胶囊B的损坏方面，角度θ更优选地等于或小于60度，特别优选地等于或小于50度。
在图7中，箭头L1指示引导表面40的距离。通过设置充分的距离L1，胶囊B建立为能够抑制长胎趾。由此观点，距离L1优选地等于或大于5mm，更优选地等于或大于10mm。在胎圈环28和32的耐久性方面，优选地，距离L1应该等于或小于30mm。
在图7中，箭头L2指示支撑表面38的径向距离。如果距离L2过大，胶囊B在膨胀过程中沿着支撑表面38设置。因此，建立程度小的胶囊抵接在生胎G上。在此情况下，易于产生长胎趾。在抑制长胎趾方面，优选地，距离L2应该更小。优选地，距离L2等于或小于5.0mm，更优选地的等于或小于3.0mm，特别优选地等于或小于2.0mm。距离L2可以是零。在距离L2为零的情况下，底部形成表面36和引导表面40通过一条线彼此邻接。理论上，线的宽度为零。但是，在实际的模具22中，不可避免地会形成具有微小宽度的支撑表面38。在防止胶囊B的损坏方面，距离L2优选地等于或大于0.1mm，更优选地等于或大于0.5mm。
在图7中，箭头W1指示底部形成表面36的轴向宽度。在图6中，箭头W2指示芯的轴向宽度。如果底部形成表面36的宽度W1较小，则在将生胎G放置到模具22中时易于将生胎G装配在胎圈环28和32中。由此观点，宽度W1与宽度W2的比(W1/W2)优选地等于或小于2.5，更优选地等于或小于2.3，特别优选地等于或小于2.0。所述比(W1/W2)等于或高于1.5。
在本发明中，在轮胎T结合到常规轮辋中并充入空气而获得常规内压时测量芯的宽度W2。在此测量中，没有对轮胎T施加负载。在本说明书中，常规轮辋指在轮胎T所基于的规则中确定的轮辋。所述常规轮辋包括JATMA规则中的“标准轮辋(standard rim)”、TRA规则中的“设计轮辋(Design Rim)”以及ETRTO中的“测量轮辋(Measuring Rim)”。在本说明书中，常规内压指在轮胎T所基于的规则中确定的内压。所述常规内压包括JATMA规则中的“最大空气压力(maximum air pressure)”、TRA规则中的“各种冷充气压力下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITSAT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES)”中的“最大值(maximumvalue)”以及ETRTO中的“充气压力(INFLARION PRESSURE)”。在此测量中，没有对轮胎T施加负载。
包括引导表面40的胎圈环可以通过重复利用传统胎圈环8(见图9)而获得。更具体地，传统胎圈环8的内周表面10被切割而形成引导表面40。通过重复利用而获得的胎圈环是便宜的。
在包括橡胶胎圈包布的轮胎中，橡胶组成物剧烈地流动。因此易于形成长胎趾。根据本发明的模具适用于包括橡胶胎圈包布的轮胎。当然，模具22也可用来制造包括帆布胎圈包布的轮胎。
图8是示出根据本发明的另一种实施方式的模具48的一部分的剖面图。以与图2所示的模具22的相同方式，模具48也包括多个胎面区段、上部侧板、上部胎圈环、下部侧板以及下部胎圈环50。图8示出了下部胎圈环50。
下部胎圈环50包括侧部形成表面34、底部形成表面36、用于胶囊的支撑表面52以及用于胶囊的引导表面40。支撑表面52是倒圆的。支撑表面52的径向距离理论上是零。在实际的金属模具中，不可避免地形成具有微小宽度的支撑表面52。同样地，在模具48中，通过引导表面40建立胶囊B以及通过支撑表面52支撑胶囊B。同样地，在模具48中，可以抑制长胎趾。在长胎趾的抑制方面，倒圆的曲率半径R优选地等于或小于5.0mm，更优选地等于或小于2.0mm。在防止胶囊B的损坏方面，曲率半径R优选地等于或大于0.1mm，更优选地等于或大于0.5mm，特别优选地等于或大于1.0mm。
实施例实施例1制备具有如图1到5和图7所示的形状的模具。在此模具中，支撑表面的径向距离L2为3.0mm，引导表面的角度θ为45度，且底部形成表面的宽度W1为21.0mm。将生胎放置到模具中，并进行加压和加热以获得轮胎。轮胎的尺寸为“195/75R15”。轮胎的芯的宽度W2为10.0mm。由此，比(W1/W2)为2.1。
实施例2除了使用图8中所示的模具之外，以与实施例1中相同的方式获得轮胎。模具的支撑表面是倒圆的。倒圆的曲率半径为0.5mm。支撑表面的径向距离L2理论上为零。
实施例3到5以及比较例1到3除了使用具有下面的表1所示的距离L2之外，以与实施例1中相同的方式获得轮胎。
实施例6到13除了使用具行下面的表2所示的角度θ的模具之外，以与实施例1中相同的方式获得轮胎。
实施例14到17除了使用具有底部形成表面的宽度W1的模具之外，以与实施例1中相同的方式获得轮胎。
传统例
除了使用图9和10中所示的模具之外，以与实施例1中相同的方式获得轮胎。模具既不包括支撑表面也不包括引导表面。
外观观察视觉观察胎圈外观。结果示于下面的表1到3中。
RFV的测量根据“JASO C6072000”中指定的均匀性条件测量出RFV。通过测量二十个轮胎而获得的结果的平均值示于下面的表1到3中。
表1评估结果
表2评估结果
表3评估结果
如表1到3所示，在根据实施例的模具中不容易产生缺陷。从评估结果来看，本发明的优势是明显的。
包括支撑表面和引导表面的胎圈环并不限于两段式模具，而是也可用于两件式模具(two piece mold)。上面的描述仅仅是说明性的，可在不脱离本发明范围的情况下进行多种变化。
权利要求
1.一种用于轮胎的模具，其包括用于硫化并形成轮胎胎圈的胎圈环，所述胎圈环包括底部形成表面，用于抵接胎圈底部以确定所述胎圈底部的形状；用于胶囊的支撑表面，其定位在相对所述底部形成表面的径向内侧上；以及用于胶囊的引导表面，其定位在相对所述支撑表面的径向内侧和轴向外侧上，且所述支撑表面的径向距离等于或小于5.0mm。
2.如权利要求1所述的模具，其中，所述引导表面从径向外侧朝径向内侧轴向向内倾斜，且所述引导表面相对径向方向的角度等于或大于15度并且等于或小于75度。
3.如权利要求1所述的模具，其中，所述引导表面的距离等于或大于5mm。
4.如权利要求1所述的模具，其中，所述底部形成表面的轴向宽度(W1)与胎圈芯的轴向宽度(W2)的比(W1/W2)等于或小于2.5。
5.一种制造轮胎的方法，其包括以下步骤将生胎放置到包括胎圈环的模具中，所述胎圈环具有底部形成表面，用于抵接在胎圈底部上以确定所述胎圈底部的形状；用于胶囊的支撑表面，其定位在相对所述底部形成表面的径向内侧上；以及，用于胶囊的引导表面，其定位在相对所述支撑表面的径向内侧和轴向外侧上，且所述支撑表面的径向距离等于或小于5.0mm；以及将由所述模具和所述胶囊环绕的腔中的生胎加压并加热，由此通过所述胎圈环形成胎圈。
全文摘要
本发明公开一种模具(22)，其包括胎圈环(32)。胎圈环(32)包括侧部形成表面(34)、底部形成表面(36)、用于胶囊的支撑表面(38)、用于胶囊的引导表面(40)。支撑表面(38)定位在底部形成表面(36)的径向内侧上。支撑表面(38)沿径向延伸。支撑表面(38)的径向距离(L2)等于或小于5.0mm。引导表面(40)定位在相对支撑表面(38)的径向内侧和轴向外侧上。引导表面(40)从径向内侧朝径向外侧轴向向内倾斜。引导表面(40)相对径向方向的角度(θ)等于或大于15度且等于或小于75度。在膨胀中，通过引导表面(40)建立胶囊(B)。通过进一步膨胀，胶囊(B)由支撑表面(38)支撑。
文档编号B29L30/00GK1982018SQ20061016103
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月14日
发明者坂本雅之, 小野了 申请人:住友橡胶工业株式会社