用于形成轮胎的刚性芯的制作方法
【专利摘要】提供了用于形成轮胎的刚性芯，该刚性芯构造成使得橡胶的咬入不会发生并且使得防止了芯本体的圆度的劣化。芯本体包括沿周向方向分开的芯部段。每个芯部段的两个周向端表面设置为配合表面，并且芯本体通过将芯部段的周向相邻的配合表面彼此邻接而形成。周向相邻的配合表面中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面，该阶梯状配合表面包括沿至少一个表面的外周边缘延伸的接界表面区域，并且还包括被接界表面区域围绕并且从接界表面区域以阶梯形状凹陷的凹陷表面区域。作为该构型的结果，相邻的配合表面仅在接界表面区域处彼此接触。
【专利说明】用于形成轮胎的刚性芯
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于形成轮胎的刚性芯，该刚性芯能够通过改进芯部段的配合表面防止橡胶侵入芯部段之间的间隙中，并且防止芯本体的圆度在硫化期间下降。
【背景技术】
[0002]近年来，已经提出了用于通过使用刚性芯形成轮胎的方法来提升形成轮胎的精确度(参照，例如，专利文献I和2)。刚性芯包括芯本体，该芯本体具有的外部形状对应于受硫化之后的轮胎的轮胎内腔表面的形状。轮胎结构构件顺序地粘附至芯本体上以便形成生胎。然后，生胎与刚性芯一起放入硫化模具中。并且生胎在保持在作为内模的芯本体与作为外模的硫化模具之间的同时被硫化模制。
[0003]如图8 (A)中所示，芯本体a包括多个芯部段C，所述多个芯部段c被周向分开以便在硫化模制之后从轮胎上拆卸并移除。通过使用芯部段c中的每个芯部段的两个周向端表面作为配合表面CS，沿周向方向彼此相邻的配合表面CS彼此抵靠，并且因此形成环形形状的芯本体。
[0004]如图8(B)中所示，常规的芯部段c的配合表面cs形成为平面形状。配合表面cs构造成使得其整体与相邻的配合表面CS相接触。因此，配合表面的平整度的影响增加，从而引起使得芯本体a的圆度被降低的问题。并且在配合表面CS之间形成有间隙，并且发生橡胶的侵入。
[0005]特别地，芯本体a受到从生胎的形成期间的常温状态(约15至50摄氏度)至硫化模制期间的高温状态(100摄氏度或以上)的温度上升。此外，胎面区域的周向长度比胎圈区域的周向长度更长。因此，胎面侧经受较大量热膨胀，而胎圈侧经受较少量的热膨胀。因此，在硫化期间，配合表面CS以波状的形状复杂地变形，从而导致平整度的显著降低。这会在硫化期间增加包括位于配合表面CS之间的间隙的区域的数量并且也会扩大配合表面CS之间的间隙。因而，已经存在下述问题:橡胶的侵入变得更严重并且芯部段c之间的压力变得不均匀，并且因此芯本体a的圆度易于降低。
[0006]专利文献1:日本未经审查的特许申请N0.2011-161896。
[0007]专利文献2:日本未经审查的特许申请N0.2011-167979。
【发明内容】
[0008]本发明要解决的问题
[0009]本发明的目的是提供用于形成轮胎的刚性芯，该刚性芯能够基于下述构型有效抑制在硫化期间发生橡胶侵入和在硫化期间芯本体的圆度劣化，所述用于形成轮胎的刚性芯基于以下构造提供:彼此相邻的配合表面中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面，该阶梯状配合表面包括沿外周边缘延伸的接界表面区域和从接界表面区域凹成阶梯形状的凹陷表面区域。
[0010]解决问题的手段
[0011]为解决上述问题，本发明的权利要求1涉及用于形成轮胎的刚性芯，该刚性芯包括环形芯本体，环形芯本体在其外表面中设置有用于形成生胎的轮胎模制表面区域，并且该刚性芯用于通过与生胎一起放入硫化模具来使生胎在硫化模具与芯本体之间经受硫化模制，其特征在于，芯本体包括多个周向分开的芯部段，芯部段中的每个芯部段的两个周向端表面用作配合表面，并且沿周向方向彼此相邻的配合表面彼此抵靠以形成芯本体，并且沿周向方向彼此相邻的配合表面中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面，该阶梯状配合表面包括接界表面区域和凹陷表面区域，接界表面区域沿配合表面的外周边缘延伸，凹陷表面区域由接界表面区域围绕并且从接界表面区域凹陷成阶梯状形状使得仅接界表面区域与相邻的配合表面接触。
[0012]在权利要求2中，用于形成轮胎的刚性芯的特征在于从外周边缘测量的接界表面区域的宽度W为5至35mm。
[0013]在权利要求3中，用于形成轮胎的刚性芯的特征在于从接界表面区域测量的凹陷表面区域的深度H为0.05至1.0mm。
[0014]发明效果
[0015]在本发明中，如上所述，沿周向方向彼此相邻的配合表面中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面，该阶梯状配合表面包括接界表面区域和凹陷表面区域，接界表面区域沿配合表面的外周边缘延伸，凹陷表面区域从接界表面区域凹成阶梯形状。因此，在芯部段的已装配状态下，配合表面仅在接界表面区域中彼此接触。因此，当与在整个配合表面上发生接触的情况相比较时，平整度的影响下降，并且可以改善配合表面之间的匹配。特别地，当由于热膨胀而在配合表面中发生复杂的变形时，变形的不利作用可以通过凹陷表面区域吸收，从而能够获得配合表面之间的良好匹配。因此，本发明的刚性芯确保了有效抑制在硫化期间发生橡胶侵入和在硫化期间芯本体的圆度的劣化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是示出了本发明的刚性芯的实施方式的使用状态的截面图。
[0017]图2是芯本体的立体图。
[0018]图3是芯本体的侧视图。
[0019]图4(A)是芯部段的立体图，其中示出了阶梯状配合表面，而图4(B)是阶梯状配合表面的主视图。
[0020]图5是以放大的尺寸示出使用阶梯状配合表面的邻接状态的侧视图。
[0021]图6(A)至图6(D)是示意图，其中，每个附图示出了阶梯状配合表面的组合。
[0022]图7㈧和图7(B)是示意图，其中，每个附图示出了出现在表I中的芯部段的内腔区域的状态。
[0023]图8(A)是芯本体的侧视图，而图8B是芯部段的立体图。
[0024]附图标记的说明
[0025]I 刚性芯
[0026]2 芯本体
[0027]2S 轮胎模制表面区域
[0028]5 芯部段
[0029]6 配合表面
[0030]6e 外周向表面
[0031]7 接界表面区域
[0032]8 凹陷表面区域
[0033]9 阶梯状配合表面
[0034]b 硫化模具
[0035]t 生胎
[0036]本发明的实施方式
[0037]下面对本发明的实施方式进行详细描述。
[0038]如图1中所示，本实施方式的刚性芯I包括环形芯本体2，该环形芯本体2在其外表面设置有轮胎模制表面区域2S。轮胎结构构件比如胎体帘布层、带束层、胎侧橡胶和胎面橡胶在轮胎模制表面区域2S上顺序地一个粘附在另一个上以便形成具有与成品轮胎的形状大致相同的形状的生胎t。硫化模制通过下述方式实施:通常将生胎t与刚性芯I 一起放入硫化模具b，然后对在作为内模的生胎本体2与作为外模的硫化模具b之间的生胎t加热和加压。轮胎模制表面区域2S形成为与成品轮胎的内表面形状大致相同的形状。
[0039]刚性芯I包括环形芯本体2和圆柱形芯3，该圆柱形芯3内插至环形芯本体2的中心孔2H中。任何已知的结构很好地适用于除了芯本体2的构型之外的构型。因此，下面仅给出了芯本体2的描述。
[0040]本实施方式的芯本体2形成为中空形状，该中空形状在其中具有沿周向方向连续延伸的内腔区域4。用于从内侧加热生胎t的加热装置(未示出)比如电加热器设置在内腔区域4中。
[0041]如图2和图3中所示，芯本体2包括多个周向分开的芯部段5。通过使用每个芯部段5的两个周向端表面5作为配合表面6，沿周向方向彼此相邻的配合表面6彼此抵靠，并且因而形成了环形芯本体2。
[0042]在本实施方式中，芯部段5包括沿周向方向交替设置的第一芯部段5A和第二芯部段5B。在第一芯部段5A中，在沿周向方向的两端上的配合表面6沿减小配合表面6的周向宽度的方向径向向内倾斜。在第二芯部段5B中，在沿周向方向的两端上的配合表面6沿增加配合表面6的周向宽度的方向径向地向内倾斜。这确保了芯部段5能够从第二芯部段5B按顺序径向向内地被移除，以便在硫化模制之后从成品轮胎的胎圈孔按顺序被卸载。芯3(图1中所示)抑制了芯部段5的径向向内的运动以便将芯部段5彼此一体地联接。
[0043]在本实施方式中，如图4A和图4B中所示，沿周向方向彼此相邻的配合表面6和配合表面6中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面9，该阶梯状配合表面9包括接界表面区域7和凹陷表面区域8，接界表面区域7沿配合表面6的外周向边缘6e延伸，凹陷表面区域8由接界表面区域7围绕并且从接界表面区域7以阶梯形状凹陷。从而阶梯状配合表面9可以如图5中所示仅在接界表面区域7中与相邻的配合表面6接触。
[0044]因此，在阶梯状配合表面9中，即使当彼此相邻的芯部段5的配合表面6因热膨胀而复杂地变形时，凹陷表面区域8也保持非接触，因而确保了配合表面6和配合表面6之间的高度一致。因此，本发明的刚性芯I能够有效抑制在硫化期间发生橡胶侵入和在硫化期间芯本体的圆度劣化。
[0045]为此，优选的是，从外周边缘6e测量的接界表面区域7的宽度W为5至35mm。如果接界表面区域7的宽度W变得大于35mm，则由于接触区域宽，所以很难确保匹配，并且防止橡胶侵入和圆度劣化的效果变差。另一方面，如果接界表面区域7的宽度W变得小于5mm，则由于接界表面区域7的强度降低，所以施加在接界表面区域7上的压强相对增加。因此，耐久度降低，并且接界表面区域7在重复使用中经受变形和损害。
[0046]在凹陷表面区域8中，同样优选的是，从接界表面区域7测量的凹陷表面区域8的深度H为0.05至1.0mm。如果深度H小于0.05mm,那么将很难充分消除配合表面6因热膨胀的变形，因而将很难确保良好的匹配。另一方面，如果深度H大于1.0_，那么接界表面区域7的强度降低，并且耐久度性降低，因此接界表面区域7易于在重复使用中经受变形和损害。
[0047]尽管更优选的是接界表面区域7的宽度W和深度H是恒定的，但是接界表面区域7的宽度W和深度H可以不是恒定的。因此，在这样的情况下，优选的是上限值和下限值落入上述范围5至35_和范围0.05至1.0mm内。
[0048]当接界表面区域7的宽度W和深度H落入上述范围时，对橡胶侵入和圆度下降的抑制效果随着接界表面区域7的面积SI和配合表面6的轮廓面积S2的比率S1/S2的降低而增加。因此，从改进抑制效果的观点出发，优选的是比率S1/S2不超过55%，更优选的是比率不超过35%。轮廓面积S2意指由配合表面6的轮廓线(外周边缘)围绕的面积。
[0049]阶梯状配合表面9需要形成在沿周向方向彼此相邻的配合表面6和配合表面6中的至少一配合表面上。替代性地，阶梯状配合表面9可以根据下面的方面(A)至(D)形成。
[0050](A)如图6(A)中所示，第二芯部段5B的配合表面6和6分别形成为阶梯状配合表面9，而第一芯部段5A的配合表面6和6分别形成为常规平滑配合表面10，而不具有凹陷表面区域8。
[0051](B)如图6(B)中所示，第二芯部段5B的配合表面6和6分别形成为平滑配合表面10，而第一芯部段5A的配合表面6和6分别形成为阶梯状配合表面9。
[0052](C)如图6(C)中所示，仅在第一芯部段5A和第二芯部段5B的沿周向方向的一个方向侧(本方面的右侧)的配合表面6和6形成为阶梯状配合表面9。
[0053](D)如图6(D)中所不,第一芯部段5A和第二芯部段5B的配合表面6和6分别形成为阶梯状配合表面9。
[0054]如图7㈧中所示，芯本体2中的内腔区域4被限定在每个芯部段5中以便在不与配合表面10连通的情况下被形成。在该情况下，经加热的流体比如蒸汽可以用作加热手段。经加热的流体流入各个内腔区域4中以便在芯本体2插置在内腔区域4与生胎t之间的情况下从内侧加热生胎t。
[0055]尽管已经对本发明的特别优选实施方式进行了详细描述，但是本发明可以在不限于不出的实施方式的情况下以各种实施方式被修改和实施。
[0056]示例
[0057]为确定本发明的效果，基于表I中呈现的规格对用于形成轮胎尺寸为195/65R15的充气轮胎的芯本体进行试生产。然后，在使用每个芯本体生产充气轮胎时对抗橡胶侵入性和芯本体的圆度进行评价。
[0058]芯本体中的每个芯本体由铝(热膨胀系数=23.1X10_6/摄氏度)构成并且分开为10个芯部段。在芯本体的常温状态下(20摄氏度)，形成生胎，并且将芯本体在硫化模具中加热至150摄氏度的高温状态。除了表I中示出的规格以外的规格大致相同，并且接界表面区域的宽度W和深度H保持恒定。
[0059](I)抗橡胶侵入性
[0060]在硫化模制之后，对应于发生在芯部段之间的橡胶侵入的橡胶的量通过10分法(10-point method)进行测量和评价。也就是说，较大值表明较小的橡胶侵入，从而导致优异的抗橡胶侵入性在第I次、第300次、第600次以及第1000次的硫化模制中进行抗橡胶侵入性的评价，以便还评价抗橡胶侵入性的随着增加硫化模制的数量的改变。
[0061](2)芯本体的圆度
[0062]芯本体绕其轴线缓慢旋转以便通过使用千分表在赤道位置处测量芯本体的外周向表面上的不规则变化，并且通过10分法评价测量结果。换言之，较大值表明较小的不规则变化，从而产生优异的圆度的精确性。在第I次、第300次、第600次以及第1000次的硫化模制中对圆度进行测量，以便还评价圆度的随着增加硫化模制的数量的改变。例如，第600次圆度表示芯本体的在一经第600次硫化的终止、部段从轮胎卸除并且刚性芯在常温下重新组装时而测量的圆度。
[0063]表I
[0064]
1-1
O
σ>
Oii
对比对比示例示例示例—I~示例—示
__示例 I示例2 12 3 4 _____?
配合表面画III Im I _________-(AiI 7(B)7< \)At——η At | 7<A) 7(.mL.不存在存宽度 W (mm)—1515 15 I 5 ~ I
面私比率 S1/S2 (%)—2727 27|9^518
深度 H (mm)—(I
配合表面_图图样式?φ\)6(C)
评价师I
OO----!-J-!----
第一次评价一抗橡胶性9 91# 10 1 10 I
—圈農變 9If ICI 謂 10 I
第遍次评价一抗橡胶狀性B 89.5 9.5 9.5 99.5
—國度7 79.5 9.5 9.5 99.5
第?H?次评价
—抗橡胶 ?Α 性 7.5 7,539 9 8f
—圖度6.5 6.59 9 9 7.5 9
第I (丨00次评价一抗橡胶侵入性I 78.5 8.5 8.5 7.5 8.5
—圆度5,5 5.58.5 8,5 8.5 | 7HS —示例10 I示例11 I示例12 于例13丨于例14
配合表面 EB 状态__图7(A)
表當孟域存在存在存在存在存在
宽度 W (mm)_15_
~面积比率Sl/S2(%)—10
深度 H (mm)— 0.2 | 0.05 | 0.? | 0.8 [ 1.0
_配合表面样式__图6(B)
评价结果Il
第一次评价
—抗橡股侵入性109.5101010
_ 圆度109.5101010
第300次评价
—抗橡胶侵入性9.59999
—圆度9.58999
第600次评价
—抗橡胶侵入性98.58.58.58
—圆度97.58.58.57.5
第1000次评价
—抗橡胶性8.58887 S
—圆度8.56.5887
[0066]如表I所呈现的，可以确定的是，采用阶梯状配合表面作为配合表面的示例中的刚性芯能够提升芯部段之间的一致性以便改进抗橡胶侵入性和圆度。
[0067]可以确定的是，如在示例4中宽度W小而在示例12中深度H大，这些示例的接界表面区域的强度变得不足，并且接界表面区域在重复使用期间发生变形，从而抗橡胶侵入性的降低程度和圆度的下降程度变高。
【权利要求】
1.一种用于形成轮胎的刚性芯，所述刚性芯包括环形芯本体，所述环形芯本体在所述环形芯本体的外表面中设置有用于形成生胎的轮胎模制表面区域，并且所述刚性芯用于通过与所述生胎一起放入硫化模具中而使所述生胎在所述硫化模具与所述芯本体之间经受硫化模制，其特征在于， 所述芯本体包括多个周向分开的芯部段， 所述芯部段中的每个芯部段的两个周向端表面用作配合表面，并且沿所述周向方向彼此相邻的所述配合表面彼此抵靠以形成所述芯本体，以及 沿所述周向方向彼此相邻的所述配合表面中的至少一个配合表面形成为阶梯状配合表面，所述阶梯状配合表面包括接界表面区域和凹陷表面区域，所述接界表面区域沿所述配合表面的外周向边缘延伸，所述凹陷表面区域由所述接界表面区域围绕并从所述接界表面区域以阶梯形状凹陷，使得仅所述接界表面区域与相邻的所述配合表面接触。
2.根据权利要求1所述的用于形成轮胎的所述刚性芯，其特征在于，从所述外周向边缘测量的所述接界表面区域的宽度W为5mm至35mm。
3.根据权利要求1或2所述的用于形成轮胎的所述刚性芯，其特征在于，从所述接界表面区域测量的所述凹陷表面区域的深度H为0.05mm至1.0mm。
【文档编号】B29D30/12GK104136205SQ201380010452
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2012年3月7日
【发明者】小原圭 申请人:住友橡胶工业株式会社