专利名称：轮胎硫化成形模具及轮胎制造方法
技术领域：
本发明涉及用于对轮胎进行硫化成形的轮胎硫化成形模具 和使用该轮胎硫化成形模具的轮胎制造方法。
背景技术：
用于对轮胎进行硫化成形的轮胎硫化成形模具是组合多个模具部而构成的，根据其分割形态大致分为两件(2piece)式 和拼合(segment)式。在后者中，与轮胎胎面抵接的环状模 具部由被沿轮胎周向分割出的多个扇形件(sector)构成，在 各扇形件的内周面设有沟部形成用骨架部、和被该骨架部划分 出的接地部形成用凹部。各扇形件在开模状态下相互分离，在 合模状态下聚集成圆环状。但是，上述扇形件包括一体形成有其内周侧部分的一体铸 造型扇形件、和在背部扇形体(back segment)的内周侧组装 入多个构件(piece )而构成的分割型扇形件。在分割型扇形件 中，如下述专利文献l ~ 3所记载那样，调整构件之间的间隙是 非常重要的。即，在构件之间的间隙形成得不均勻而产生偏差 时，会在间隙过大的部位发生橡胶溢出，在成形之后的胎面上 产生胶边。另外，在间隙过小的部位，未适当排出存在于扇形 件内周面与胎面之间的空气，会产生被称作缺胶的凹痕。因此，以往，在构件的轮胎周向端面之间夹着板簧或螺旋弹簧等弹性体，由此，可以调整构件之间的间隙。在下述专利 文献l ~ 3中记载有利用弹性体的作用力使构件相互分离的开 模状态、和克服该弹性体的作用力使构件相互接近的合模状态， 并公开有 一 种随着模具的开闭动作使构件之间的间隙均匀地增减，从而一边调整该间隙、 一边制造轮胎的技术。但是可以判断出在这些轮胎硫化成形模具中，在进行开闭动作时各构件沿轮胎周向滑动，因此，会由构件之间的摩擦、 构件与背部扇形体之间的摩擦，各构件会在早期磨损而缩短模具寿命。另外，存在这样的情况若构件在滑动时产生卡挂， 则不能适当调整间隙，导致产生上述问题。另外，所谓卡挂， 是指构件被相邻的构件或背部扇形体挂住而不能动的现象。 专利文献l:曰本特开2006—159669号7>才艮 专利文献2:国际/>开\￥02003/008169号/>净艮 专利文献3:日本特开平7—186303号公报发明内容本发明即是鉴于上述实际情况而作出的，其目的在于提供 一种可以适当地调整构件之间的间隙，并且，可以防止构件早 期磨损、防止产生卡挂的轮胎硫化成形模具和轮胎制造方法。可以通过如下述的本发明达到上述目的。即，本发明的轮 胎硫化成形模具，与轮胎胎面抵接的环状模具部由被沿轮胎周 向分割成的多个扇形件构成，其中，上述扇形件包括被沿轮胎 周向分割出的多个构件、支承该多个构件的背部扇形体、和夹 在上述构件的轮胎周向端面之间的弹性体，在硫化成形前的非 加热状态下，在上述构件与上述背部扇形体之间设有空隙，使 上述构件可沿轮胎周向滑动，在硫化成形时的加热状态下，上 述空隙因上述构件的热膨胀而减小，从而将上述构件固定于上 述背部扇形体上。采用本发明的轮胎硫化成形模具，在硫化成形前的非加热 状态下，在构件与背部扇形体之间设有空隙，使构件可沿轮胎 周向滑动，因此，利用弹性体朝使各构件相互分离的方向对该各构件施力，可以容易地将构件之间的间隙调整为均匀且无偏 差的状态。另外，在该阶段的构件之间的间隙也可以增大至无 法防止橡胶溢出的程度。在对轮胎进行硫化成形时，将轮胎硫化成形模具加热至适 当的硫化温度(例如，16CTC左右)。在本发明中，在石克化成形 时的加热状态下，利用构件的热膨胀来减小上述空隙，从而将 构件固定于背部扇形体上而使其无法滑动。由此，在利用弹性 体保持构件之间的间隙均匀且无偏差的状态、并从非加热状态 转移到加热状态的过程中，构件之间的间隙因构件的热膨胀而 变小，在膨胀稳定的同时其大小确定。在确定了构件之间间隙的大小的状态下进行轮胎的硫化成 形，考虑到非加热状态的上述空隙、构件及背部扇形体的热膨 胀率等，可以适当地调整该阶段的构件之间的间隙。因此，可 以在硫化成形时防止橡胶的溢出、同时确保充分地排出空气。 另外，在处于加热状态的期间内，各构件固定于背部扇形体上， 因此，在模具进行开闭动作时，构件不会沿轮胎周向滑动，可 以防止构件早期磨损、防止产生卡挂。在上述技术方案中，优选为，上述背部扇形体具有从轮胎 宽度方向外侧支承上述构件的臂部，在硫化成形时的加热状态 下，上述构件被上述臂部夹持固定。采用这样的构造，可以利 用背部扇形体稳定地支承固定多个构件，从而可以可靠地停止 构件在加热状态下的滑动，能充分地防止构件的磨损、防止产 生卡挂。在这样的情况下，在不与臂部相邻的构件周边、例如 构件的轮胎径向外侧，可以在加热状态下确保背部扇形体之间 有空隙。在上述技术方案中，优选为，该轮胎硫化成形模具包括止 挡件，该止挡件设于上述背部扇形体的轮胎周向两端面上，且自上述构件的滑动面朝向上述多个构件中的、配置于上述扇形 件的轮胎周向两端的端部构件侧突出，在上述端部构件上形成 有可供上述止挡件进入的凹部。采用这样的构造，可以限制端部构件向扇形件的轮胎周向 端面侧滑动，从而限制被该扇形件支承的各构件的滑动范围， 因此，可以以扇形体为单位容易地调整非加热状态下的构件之 间的间隙。另外，在非加热状态下，利用弹性体向使各构件相 互分离的方向对该各构件施力时，构件之间的间隙稳、定，因此， 可适当地调整加热状态下的构件之间的间隙。另外，由于可供 止挡件进入的凹部形成于端部构件上，因此，在使扇形件的轮 胎周向端面相互间^^接时，该止挡件不会成为阻挡壁。在上述技术方案中，优选为，上述构件由铝材形成，上述 背部扇形体由热膨胀率小于上述铝材的原料形成。由此，可以利用构件与背部扇形体的热膨胀量之差，简便地将构件固定于 背部扇形体上。另外，由铝材形成的构件在磨损的发展速度较 快、且产生了卡挂时，有可能产生变形，因此，可以有效地防 止构件早期磨损、防止产生卡挂，在这一点上，本发明特别有用。另外，本发明的轮胎制造方法，是使用轮胎硫化成形模具 来进行的，该轮胎硫化成形模具的与轮胎的胎面抵接的环状模 具部由沿轮胎周向分割出的多个扇形件构成，上述扇形件包括 沿轮胎周向分割出的多个构件、支承该多个构件的背部扇形体、 和夹在上述构件的轮胎周向端面之间的弹性体，该轮胎制造方法包括施力工序、力口热工序、安置工序、石克化工序、脱才莫工序；在施力工序中，在处于石克化成形前的非加热状态时，上述多个 构件在其与上述背部扇形体之间设有空隙地支承于上述背部扇 形体上，利用上述弹性体向使上述多个构件相互分离的方向对该多个构件施力；在加热工序中，加热上述轮胎硫化成形模具 而使其处于可进行硫化成形的状态，并且随着该加热的进行， 利用上述构件的热膨胀使上述空隙减小，将上述构件固定于上述背部扇形体上；在安置工序中，将未硫化轮胎安置在处于开模状态的上述轮胎硫化成形模具内；在硫化工序中，对上述轮 胎硫化成形模具进行合模，使上述环状模具部与上述未硫化轮胎的胎面相抵接，进行硫化成形；在脱才莫工序中，对上述轮胎硫化成形模具进行开模，使硫化完毕的轮胎脱模；通过在上述 脱模工序之后重复进行上述安置工序以后的工序，继续进行轮 胎的^^危化成形。采用本发明的轮胎制造方法，可以使用如上述那样的轮胎 硫化成形模具，如下述这样对轮胎进行硫化成形。首先，在处 于硫化成形前的非加热状态时，利用弹性体向使各构件相互分 离的方向对该各构件施力(施力工序)，该各构件与背部扇形体 之间设有空隙地支承于背部扇形体上。由此，可以使各构件沿 轮胎周向滑动，从而容易地将构件之间的间隙调整为均匀且无 偏差的状态。另外，处于该阶段的构件之间的间隙也可以增大 至无法防止橡胶溢出的程度。接着，加热轮胎硫化成形模具而使其处于可进行硫化成形 的状态(加热工序)。在本发明中，随着该加热的进行，利用构 件的热膨胀减小上述空隙，将各构件固定于背部扇形体上而使 它们无法滑动。由弹性体保持构件之间的间隙的均匀性而将它 们保持在无偏差的状态、并从非加热状态转移到加热状态的过 程中，构件之间的间隙因构件的热膨胀而变小，在热膨胀稳定 的同时被确定其大小。然后，将未硫化轮胎安置于模具内(安置工序)，进行合模， 使环状模具部与该轮胎的胎面相抵接，进行硫化成形(硫化工序)，开模并使硫化完毕的轮胎脱模(脱模工序)。这样一连串 的工序是在轮胎硫化成形模具处于加热状态、且确定了构件之 间间隙的大小的状态下进行的。考虑到非加热状态下的上述空 隙、构件及背部扇形体的热膨胀率等，可以适当地调整处于该 阶段的构件之间的间隙，因此，可以在防止橡胶溢出的同时， 确保排出空气。脱模工序之后，通过重复进行安置工序以后的工序，可以 继续对轮胎进行硫化成形。在处于硫化成形时的加热状态的期 间内，各构件固定于背部扇形体上，因此，在模具进行开闭动 作时，构件不会沿轮胎周向滑动，可以防止构件早期磨损、防 止产生卡挂。在上述技术方案中，优选为，上述构件由铝材形成，并且， 上述背部扇形体由热膨胀率小于上述铝材热膨胀率的原料形 成，在上述加热工序中，利用上述构件与上述背部扇形体的热 膨胀量之差来减小上述空隙，由此，可以简便地将构件固定于 背部扇形体上。
图l是概略地表示本发明的轮胎硫化成形模具的一个例子 的纵剖视图。图2是轮胎硫化成形模具所具有的环状模具部的俯视图。 图3是扇形件的立体图。 图4是扇形件的俯视图。图5是表示非加热状态下的扇形件的轮胎周向端面的图。 图6是表示加热状态下的扇形件的轮胎周向端面的主要部 分放大图。图7是表示本发明的另 一 实施方式的扇形件的轮胎周向端面的图。
具体实施方式
下面，参照
本发明的实施方式。图l是概略地表 示本发明的轮胎硫化成形模具的一个例子的纵剖视图，表示合 模状态。在图中，以轮胎轴向为上下方向，安置未硫化轮胎(未 图示)。即，图l的上下方向为轮胎宽度方向，右方向为轮胎径向内侧，左方向为轮胎径向外侧。图2是该轮胎硫化成形模具 所具有的环状才莫具部的俯视图。该轮胎硫化成形模具是包括环状模具部l、下模具部2和上 模具部3的拼合式模具；上述环状模具部1与轮胎的胎面相抵 接；上述下模具部2与轮胎的下方侧壁部相抵接；上述上模具 部3与轮胎的上方侧壁部相抵接。在下模具部2及上模具部3的 轮胎径向内侧设有胎圏环4,其构成为可嵌合轮胎的胎圏。如图2所示，环状模具部1由被沿轮胎周向分割出的多个扇 形件5构成。各扇形件5在开模状态下以放射状相互分离，但在 合模状态下聚集，相互压接轮胎周向端面而连成圆环状。在本 实施方式中，表示了环状模具部1被分割成7个扇形体、且各扇 形件5的周长大致相等的例子，但本发明并不限定为环状模具 部l的分割数量，而各扇形件5的周长也可以互不相同。在各扇 形件5的内周面(环状模具部l的内周面la)设有沟部形成用骨 架部和凹凸面，该凹凸面由被该骨架部划分出的接地部形成用 凹部构成。如图l所示，将环状模具部l安装于容器(container) 21 的侧面，将下模具部2安装于平板状的容器22的上表面，将上 模具部3安装于平板状的容器23的下表面。容器21设置在每个 被分割出的扇形件5上，且以可沿轮胎径向滑动的方式安装于可升降的容器23的下表面。在容器21的轮胎径向外侧的斜面上 设有滑动导轨25,容器24以可沿滑动导轨25的倾斜方向滑动的 方式与其嵌合。容器24安装于导向平板26上，导向平板26支承 于升降自由的臂27上。容器24构成为可相对于容器23进行相对升降。因此，通过使容器24自图l所示的状态上升，可以使容器 21向轮胎径向外侧移动，而使各扇形件5远离下模具部2及上模 具部3,再通过使容器23上升，可以使扇形件5及上模具部3远 离下模部2，从而转移到开模状态。从开模状态向合模状态的 转移则相反地进4于上述动作即可。图3是扇形件5的立体图，图4是该扇形件的俯视图。扇形 件5包括被沿轮胎周向分割出的多个构件6、支承该多个构件6 的背部扇形体7、和夹在构件6的轮胎周向端面之间的弹性体8。 另外，虽然省略图示，但在各构件6的内周面设有上述凹凸面。 在本实施方式中，表示了扇形件5具有7个构件6、且包括它们 的周长互相不同的情况的例子，但本发明并不限定于此。各构件6嵌入到形成于背部扇形体7内周面侧的凹陷部7a 中，并被背部扇形体7的臂部7b自轮胎宽度方向外侧支承。在 ^Tu化成形前的非加热状态(常温)下，在各构件6与背部扇形 体7之间设有图5所示那样的空隙C1 C3,构件6构成为可沿轮 胎周向滑动。背部扇形体7的周长大于各构件6的总计周长，在 构件6之间形成有较小的间隙G。弹性体8向使构件6相互分离的方向对构件6施力，由此， 可以容易地调整到使各构件6之间的间隙G均匀且无偏差的状 态。在本实施方式中，表示了将螺旋弹簧用作弹性体8的例子， 但在本发明中也可使用板簧、橡胶状弹性体等。作为该橡胶状 弹性体，优选在橡胶中混合硅树脂、氟树脂等而成的材料等耐热性及耐磨损性优良的材料。各弹'峻体8被收容在收容孔9内，
该收容孔9设置于构件6的轮胎周向端面上。
在背部扇形体7的轮胎周向两端面上，设有自构件6的滑动 面ll向端部构件6a侧突出的止挡件IO。本实施方式的止挡件IO 为沿轮胎宽度方向空出间隔地配置的一组矩形金属板，且被固 定螺栓12固定于背部扇形体7上。在端部构件6 a上形成有可供 止挡件10进入的凹部13,从而在使扇形件5的轮胎周向端面相 互间抵接时，止挡件10不会成为阻挡壁。另外，端部构件6a为 多个构件6中的、配置于扇形件5轮胎周向两端的构件。
借助止挡件10限制端部构件6 a向扇形件5的轮胎周向端面 侧滑动，由此，可防止端部构件6a自背部扇形体7脱落。另夕卜， 通过设置止挡件IO,可以限制各构件6的滑动范围，能容易地 以扇形件5的单位调整非加热状态下的间隙G。
示出将铝材作为构件6的原料的例子。该铝材是不仅包含 纯铝系的原料、还包含铝合金的概念，列举了例如A1—Cu系、 Al—Mg系、A1—Mg—Si系、A1—Zn—Mg系、Al—Mn系、Al 一Si系。另一方面，背部扇形体7使用热膨胀率小于形成构件6 热膨胀率的铝材的原料，例示了钢材。
该轮胎硫化成形模具构成为，在使轮胎硫化成形时被加热 至硫化温度(例如，160。C左右)，但在进行该碌u化成形时的加 热状态下，利用构件6的热膨胀来减小空隙C1 C3,将构件6 固定于背部扇形体7上而使其不能滑动。另外，随着加热，背 部扇形体7也进行热膨胀，但由于背部扇形体7由热膨胀率小于 构件6热膨胀率的原料形成，因此，可以利用它们的热膨胀量 之差来减小空隙C1 ~ C3。
本实施方式构成为，构件6通过被背部扇形体7的臂部7b夹 持而被固定。即，在加热状态下，轮胎宽度方向上的空隙C1因构件6的热膨胀而减少，如图6所示那样紧贴在臂部7b上。这样 的构造设定为使构件6的热膨胀量与背部扇形体7的热膨胀量 之差与空隙C1相等或大于空隙C1即可。另外，这里所说的空隙 Cl，是在相反侧(图5中左侧)的臂部7b处将轮胎宽度方向上 的空隙设为0的状态下测定的。
态，并从硫化成形前的非加热状态转移f 'J化成形时的加热状
膨胀稳定的同时确定其大小。考虑到非加热状态下的空隙C1 、 构件6及背部扇形体7的热膨胀率等，可以适当地调整该确定之 后的间隙，将其设定为，可以防止硫化成形时橡胶溢出，并可 以适当地排出存在于扇形件5内周面与胎面之间的空气。
下面，说明使用该模具的轮胎制造方法。首先，在处于硫 化成形前的非加热状态时，由弹性体8向使各构件6相互分离的 方向对该各构件6施力(相当于上述施力工序)，将构件6之间 的间隙G调整为均匀且无偏差的状态。在非加热状态下，由于 在构件6与背部扇形体7之间设有空隙C1 C3，且各构件6可沿 轮胎周向滑动，因此容易进行这样的调整。另外，处于该阶段 的构件6之间的间隙G也可以增大到无法防止橡胶溢出的程度。
接着，将轮胎硫化成形模具加热至适当的硫化温度，成为 可进行硫化成形的状态(相当于上述加热工序)。通常，使模具 温度上升l小时以上，将其加热至与硫化条件、轮胎规格等相 对应的硫化温度(通常为130 ~ 17(TC左右)，并保持该温度。 随着该加热的进行，各构件6被固定于背部扇形体7上而不能滑 动，并且，构件6之间的间隙G变小。在模具温度达到并保持为 期望的硫化温度时，构件6等的膨胀稳定住，与此同时，构件6 之间间隙的大小也定住。将该确定了的构件6之间的间隙调整为可以防止硫化成形时橡胶溢出。并可确保排出空气。
接着，将未硫化轮胎安置于模具内(相当于上述安置工序)。 以图l中的轮胎轴向为上下方向，安置该未硫化轮胎。在安置 未硫化轮胎之后进行合模，使环状模具部1与该未硫化轮胎的 胎面相坤氐接，进行石克化成形(相当于上述碌"匕工序)。在胎面上 形成与上述凹凸面相对应的胎面花紋。
在硫化结束时开模，使硫化完毕的轮胎脱模(相当于上述 脱模工序)。脱模之后，将新的未硫化轮胎安置于模具内，重复 上述工序，乂人而可以继续进行轮胎的石克化成形。在这样一连串 的工序中，轮胎硫化成形模具处于加热状态，在该期间中，各 构件6被固定于背部扇形体7上而不会滑动。因此，可以在将构
件6之间的间隙保持为适当的大小的状态下，稳定地进行轮胎 的硫化成形，另外，由于在模具进行开闭动作时构件6不会沿 轮胎周向滑动，因此，可以防止构件6的早期磨损、防止产生卡挂。
本发明并不受上述的实施方式的任何限定，在不脱离本发 明主旨的范围内可进行各种改良变更，且可以适当地改变构件、 背部扇形体的形状等。因此，例如也可以这样设置通过采用 图7所示那样的单一的止挡件15，利用2个固定螺栓16将该止挡 件15固定于背部扇形体7上，从而限制端部构件6a向轮胎周向 端面侧滑动。
权利要求
1.一种轮胎硫化成形模具，该轮胎硫化成形模具的与轮胎的胎面相抵接的环状模具部由被沿轮胎周向分割出的多个扇形件构成，其特征在于，上述扇形件包括被沿轮胎周向分割出的多个构件、支承该多个构件的背部扇形体、和夹在上述构件的轮胎周向端面之间的弹性体；在硫化成形前的非加热状态下，在上述构件与上述背部扇形体之间设有空隙，从而，上述构件可沿轮胎周向滑动；在硫化成形时的加热状态下，上述空隙因上述构件的热膨胀而减少，从而将上述构件固定于上述背部扇形体上。
2. 根据权利要求l所述的轮胎硫化成形模具，其中，上述背部扇形体具有从轮胎宽度方向外侧支承上述构件的 臂部，在硫化成形时的加热状态下，上述构件被上述臂部夹持固定。
3. 根据权利要求l所述的轮胎硫化成形模具，其中，该轮胎硫化成形模具包括止挡件，该止挡件设于上述背部 扇形体的轮胎周向两端面，且自上述构件的滑动面朝上述多个 构件中的配置于上述扇形件的轮胎周向两端的端部构件侧突出；在上述端部构件上形成有可供上述止挡件进入的凹部。
4. 根据权利要求l所述的轮胎硫化成形模具，其中，上述构件由铝材形成，上述背部扇形体由热膨胀率小于上 述铝材热膨胀率的原料形成。
5. —种轮胎制造方法，其中，该轮胎制造方法使用轮胎硫化成形模具，该轮胎硫化成形 模具的与轮胎的胎面相抵接的环状模具部由沿轮胎周向分割出 的多个扇形件构成，上述扇形件包括沿轮胎周向分割出的多个构件、支承该多个构件的背部扇形体、和夹在上述构件的轮胎周向端面之间的弹性体；该轮胎制造方法包括施力工序、加热工序、安置工序、石克化工序和脱一莫工序；在施力工序中，在处于硫化成形前的非加热状态时，上述 多个构件在其与上述背部扇形体之间设有空隙地支承于上述背 部扇形体上，利用上述弹性体向使上述多个构件相互分离的方 向对它们施力；在加热工序中，加热上述轮胎硫化成形模具而使其成为可 进行硫化成形的状态，并且，随着该加热的进行，利用上述构 件的热膨胀使上述空隙减小，从而将上述构件固定于上述背部 扇形体上；在安置工序中，将未硫化轮胎安置在处于开模状态的上述 轮胎硫化成形模具内；在硫化工序中，对上述轮胎硫化成形模具进行合模，使上 述环状模具部与上述未硫化轮胎的胎面相抵接，进行硫化成形；在脱模工序中，对上述轮胎硫化成形模具进行开模，使硫 化完毕的轮胎脱模；在上述脱模工序之后，通过重复进行上述安置工序以后的 工序，继续进行轮胎的硫化成形。
6.根据权利要求5所述的轮胎制造方法，其中，上述构件由铝材形成，并且，上述背部扇形体由热膨胀率 小于上述铝材热膨胀率的原料形成，在上述加热工序中，利用 上述构件与上述背部扇形体的热膨胀量之差来减小上述空隙。
全文摘要
本发明提供轮胎硫化成形模具与轮胎制造方法。该轮胎硫化成形模具可以适当地调整构件之间的间隙，并且可以防止构件早期磨损、防止产生卡挂。该轮胎硫化成形模具的扇形件(5)包括被沿轮胎周向分割出的多个构件(6)、支承该多个构件的背部扇形体(7)、和夹在构件的轮胎周向端面之间的弹性体(8)。在硫化成形前的非加热状态下，在构件与背部扇形体之间设有空隙(C1～C3)，构件可沿轮胎周向滑动，因此，可以将构件之间的间隙适当地调整为均匀且无偏差的状态。另外，在硫化成形时的加热状态下，空隙因构件的热膨胀而减小，从而将构件固定于背部扇形体上，因此，使构件不沿轮胎周向滑动，就可以防止构件早期磨损、防止产生卡挂。
文档编号B29C35/02GK101244614SQ200810007079
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月1日 优先权日2007年2月13日
发明者兵头昌树 申请人:东洋橡胶工业株式会社