用于制造噪音降低胎面的模制元件的制作方法

本发明涉及一种模制元件，特别地涉及一种用于制造具有将相邻接触元件上的两个相对侧面相连接的连接构件的轮胎胎面的模具的模制元件。

背景技术：

近年来，从乘客的舒适性和环境因素的视角出发，车辆的高端化和质量的改善导致希望实现各种噪音的降低，特别是通行噪音的降低。

当轮胎胎面上的接触元件在滚动期间进入或离开接触区块时，胎面由于变平而被迫弯曲。在此阶段，由相对轴向的花纹沟与接触区块的周期性接触引起的几何不连续性导致胎面在周向方向上的弯曲刚度的不均匀性并且激励轮胎的内部构造而产生噪音。

为了减小胎面在周向方向上的弯曲刚度的这种不均匀性，已知减小轴向花纹沟的体积是有效的。然而，也已知减小轴向花纹沟的体积会损害胎面的滑水性能。因此，期望在维持滑水性能的同时改善噪音性能。

申请人在国际专利申请PCT/JP2015/086150的图1中已经提出了一种充气轮胎胎面，其具有连接构件，所述连接构件将一接触元件的横向面连接至周向相邻的接触元件的横向面并且由具有比接触元件的杨氏模量高的杨氏模量的材料制成，以同时获得令人满意的滑水性能和令人满意的噪音性能。在图6中，公开了一种充气轮胎胎面，其具有连接构件，所述连接构件将一接触元件的横向面连接至周向相邻的接触元件的横向面并且连续地延伸通过同一接触元件的两个横向面以提高这种胎面的生产率。

然而，将这种连接构件嵌入接触元件中以便跨过花纹沟将相邻接触元件的两个侧面相连接需要复杂的制造工艺，因此这种胎面的生产率的提高仍然不足。

EP0858875A1在图1中公开了一种模具，所述模具具有第一型模和第二型模，其在功能上适于形成至少一个孔口，所述至少一个孔口允许橡胶在模制期间通过所述孔口。然而，在这种配置下，难以移除特别地呈轮胎形式的、形成花纹沟或切口的底部的第一型模或第二型模，因此仍然需要用于移除这种型模的复杂工艺。

KR20130078562A在图3至图5中公开了使用安装于模具中的增强帘线插入块来制造具有跨过花纹沟的增强帘线的充气轮胎的方法和模具。然而，在这种配置下，难以使增强帘线插入块进行对将增强帘线置入增强帘线插入块来说必要的移动，因此仍然需要复杂的工艺，并且难以防止橡胶闪入花纹沟中。

US20080152744A1在图1中公开了一种适用于模制胎面中的下陷花纹沟或刀槽花纹的模制元件，并且这种装置可以由细柔性线构成。然而，对于这种模制元件，难以在细柔性线从胎面中拉出时放置连接构件以便连接不同接触元件的侧面。

引文列表

专利文献

PTL 1：PCT/JP2015/086150

PTL 2：EP0858875A1

PTL 3：KR20130078562A

PTL 4：US20080152744A1

定义：

“轮胎”是指所有类型的弹性轮胎，无论其是否承受内部压力。

“生胎”是指带有或不带有增强件的以带状或片状形式存在的多个半成品橡胶产品的叠加。生胎预定用于在模具中硫化以便获得轮胎。

轮胎的“胎面”是指由侧表面和两个主表面限定的一定量橡胶材料，所述两个主表面之一预定用于当轮胎滚动时与地面接触。

“模具”是指当彼此靠近时限定环形模制空间的单独的模制元件的集合。

模具的“模制元件”是指模具的一部分。模制元件例如是模具部段。

模制元件的“模制表面”是指模具的预定用于模制胎面表面的表面。

“10％伸长率下的模量”是根据ASTM标准D412测得的百分之十(10％)伸长率下的拉伸应力(以MPa计)。

“花纹沟”是两个橡胶面/侧壁之间的空间，所述两个橡胶面/侧壁它们之间在惯常滚动条件下不会相接触，并且由另一橡胶面/底部相连接。花纹沟具有宽度和深度。

因此，本发明的目的是提供一种用于制造轮胎胎面的模具的模制元件，所述模制元件可以提高制造设有将相邻接触元件的两个侧面相连接的连接构件的胎面的生产率。

技术实现要素：

本发明提供了一种模具的模制元件，其用于制造具有由多个花纹沟限定的多个接触元件和将相邻的接触元件的两个侧面相连接的连接构件的轮胎的胎面，所述模制元件具有模制表面和肋条，所述模制表面用于形成接触元件的预定用于在滚动期间与地面接触的接触面，所述肋条用于形成相邻的接触元件之间的花纹沟，至少两个肋条侧面形成接触元件的侧面，所述肋条具有凹口部分，由与模制元件的材料不同的材料制成的引导构件被接收在所述凹口部分中并且具有顶面和两个相反侧面，所述两个相反侧面被配置为形成接触元件的侧面的一部分，所述顶面被配置为形成花纹沟的底部的一部分，并且所述引导构件的材料的在10％伸长率下的模量低于模制元件的材料的在10％伸长率下的模量，所述引导构件具有引导狭缝，所述引导狭缝从所述两个相反侧面中的一个至所述两个相反侧面中的另一个延伸通过(穿过)所述引导构件并在径向上从所述顶面延伸，所述引导构件在所述顶面上具有在沿着所述引导狭缝的方向上延伸的凹陷(凹入)区域，并且所述引导狭缝的最外侧部分在所述凹陷区域中敞开。

该布置提高了制造设有将相邻的接触元件的两个侧面相连接的连接构件的胎面的生产率。

由于引导狭缝从所述相反的两个侧面中的一个至所述相反的两个侧面中的另一个延伸通过(穿过)所述引导构件，所以所述引导狭缝在模制期间可以接收将被定位在预定位置处的连接构件，并且在脱模期间可以使连接构件从模具中释放，而不需要任何复杂工艺。因此，可以提高制造设有连接构件的胎面的生产率。

由于构成引导构件的材料的在10％伸长率下的模量低于模制元件的材料的在10％伸长率下的模量，所以能够使得连接构件进/出引导狭缝。一旦连接构件已经通过，则引导狭缝基本闭合，从而防止橡胶在模制期间闪入(快速进入)引导狭缝中，这将防止橡胶在脱模之后闪入花纹沟中。

由于在凹口部分中接收了由与构成模制元件的材料不同的材料制成的引导构件，因此能够维持接触元件的侧面的形式(形状)。因此可以维持滑水性能。同时，由于暴露于来自连接构件的应力的引导构件被构造为模制元件中的单独且可更换的构件，所以模制元件的维护可以更容易。

由于引导构件在顶面上具有在沿着引导狭缝的方向上延伸的凹陷区域，并且引导狭缝的最外侧部分在凹陷区域中敞开，所以即使连接构件未与引导狭缝合适地对准，在模制期间也可以将连接构件朝向引导狭缝安全地引导。因此，可以更有效地提高制造设有连接构件的胎面的生产率。

在另一优选实施例中，引导构件包括构成引导构件的最窄部分的缩窄部分。

根据该布置，可以减小与模制元件具有不同热导率(热导性)的引导构件的体积，从而可以简化硫化工艺。

此外，缩窄部分充当防止引导构件在脱模期间从肋条中滑出的防止部分。因此，可以更有效地提高制造设有连接构件的胎面的生产率。

通过将缩窄部分定位在引导狭缝的径向最外侧的下方的径向较低水平处，可以进一步改善上述防止引导构件在脱模期间从肋条中滑出的效果。

在另一优选实施例中，缩窄部分的宽度(轴向长度)Ws宽于或等于连接构件的直径DC的两倍。

如果缩窄部分的宽度Ws小于连接构件的直径DC的两倍，则存在以下风险，即，因体积不足以让连接构件压缩引导构件以通过而导致连接构件在模制和脱模期间不能通过引导狭缝。

通过将缩窄部分的宽度Ws设定为宽于或等于连接构件的直径DC的两倍，当连接构件通过引导狭缝时，引导构件可以充分地变形，以便为连接构件的通行提供足够的空间，并因此可以有效地提高制造设有连接构件的胎面的生产率。

缩窄部分的宽度Ws优选小于连接构件的直径DC的4倍。

在另一优选实施例中，相对于顶面的径向位置的、凹陷区域的径向深度Vr至少等于0.2mm且最多等于5.0mm。

如果相对于顶面的径向位置的、凹陷区域的径向深度Vr小于0.2mm，则存在以下风险，即，由于当连接构件未与肋条突起开口部分合适地对准时引导构件可能在引导狭缝的相对侧(与引导狭缝相对地)变形而导致不可将连接构件朝向引导狭缝引导。

如果相对于顶面的径向位置的、凹陷区域的径向深度Vr大于5.0mm，则存在以下风险，即，由于这样的距离将在花纹沟的底部中、在与引导狭缝相对应的位置处产生突块而导致滑水性能降低。

通过将径向深度Vr设定为至少等于0.2mm且最多等于5.0mm，可以有效地提高制造设有连接构件的胎面的生产率，同时维持这种胎面的足够的滑水性能。

相对于顶面的径向位置的、凹陷区域的径向深度Vr优选地至少等于0.3mm且最多等于4.0mm，更优选地至少等于0.3mm且最多等于3.0mm，并且仍更优选地至少等于0.5mm且最多等于2.5mm。

在另一优选实施例中，引导构件的顶面至少部分地被从凹口部分的相对侧面突出的成对肋条突出构件所覆盖，并且引导狭缝通过在成对肋条突出构件之间形成的肋条突起开口部分暴露，所述肋条突起开口部分没有引导构件。

根据该布置，成对肋条突出构件能够防止引导构件在脱模期间从肋条中滑出，同时通过引导构件的拱起部分确保连接构件进/出引导狭缝。因此，可以有效地提高制造设有连接构件的胎面的生产率。

通过布置成对肋条突出构件以便完全地覆盖拱起部分，可以进一步突显所述防止引导构件在脱模期间从肋条中滑出的效果。

附图说明

本发明的其它特征和优点从下面参考附图进行的描述中显现，所述附图显示了作为非限制性示例的本发明的实施例。

在这些图中：

[图1]图1是利用包括根据本发明的第一实施例的模制元件的模具模制而成的轮胎的胎面的示意性平面图；

[图2]图2是显示了图1中指示为II的部分的放大示意性立体图；

[图3]图3是根据本发明的第一实施例的模制元件的一部分的示意性立体图；

[图4]图4是根据本发明的第一实施例的带有引导构件的模制元件的一部分的示意性立体图；

[图5]图5是沿着图4中的线V-V截取的横截面图；

[图6]图6是根据本发明的第二实施例的模制元件的示意性横截面图；

[图7]图7是根据本发明的第三实施例的模制元件的示意性横截面图；

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施例。

将参考图1至图5描述用于制造轮胎的胎面101的模具的模制元件1、包括模制元件1的模具以及使用根据本发明的实施例的模具模制和硫化而成的胎面101。

图1是利用包括根据本发明的第一实施例的模制元件的模具模制而成的轮胎的胎面的示意性平面图。图2是显示了图1中指示为II的部分的放大示意性立体图。图3是根据本发明的第一实施例的模制元件的一部分的示意性立体图。图4是根据本发明的第一实施例的带有引导构件的模制元件的一部分的示意性立体图。图5是沿着图4中的线V-V截取的横截面图。

胎面101是具有尺寸205/55R16的轮胎的胎面，并且包括多个沿着指示为XX’的轮胎周向方向延伸的周向花纹沟103a和沿着指示为YY’的大体轮胎轴向方向延伸的轴向花纹沟103b。

如图1所示，在胎面101中形成有大体长方体形状的多个接触元件104。接触元件104在周向方向上由周向花纹沟103a限定，并且在轴向方向上由轴向花纹沟103b限定。因此，接触元件104具有面向周向相反方向的两个横向面(正向面)1041、1042。

在周向方向上相邻布置的接触元件104被轴向花纹沟103b分开。接触元件104在其顶部部分处具有预定用于在滚动期间与地面接触的接触面102。

除了与连接构件105相关的布置之外，胎面101具有与传统胎面相同的结构，并且预定用于施加至传统的充气子午线轮胎。因此，将省略对胎面101的内部构造的描述。

在两个周向相邻的接触元件104之间，设置有具有细棒状形状的连接构件105。如图1和图2所示，连接构件105延伸跨过两个周向相邻的接触元件104之间的轴向花纹沟103b。

在本实施例中，在胎面101的轴向中心区段中，在周向相邻的接触元件104之间设置有一个连接构件105。即，在轴向中心区域中，周向相邻的接触元件104通过一个连接构件105相连接。

另一方面，在胎面101的轴向向外区段中，在周向相邻的接触元件104之间设置有两个连接构件105。即，在轴向向外区域中，周向相邻的接触元件104通过两个连接构件105相连接。两个连接构件105定位于相同的径向位置。

在本实施例中，连接构件105被布置成基本上沿着周向方向延伸从而与轮胎的旋转轴线维持相同距离。即，连接构件105平行于接触面102地延伸。

每个连接构件105沿着周向花纹沟103a延伸，因此连接构件105的延伸方向相对于轮胎周向方向的角度为0度。

如图1和图2所示，在胎面101的轴向中心区域中，在轴向花纹沟103b的底部处整体地形成有矩形隆起1031。具体地，矩形隆起1031从一个横向面(正向面)1041、1042延伸至另一横向面(正向面)1042、1041，并且在轴向横截面中具有梯形形状。

在第一实施例的布置下，胎面101在周向方向上的弯曲刚度的不均匀性可以大幅减小，这导致对轮胎的内部构造的激励较少。因此，可以降低在轮胎滚动期间产生的噪音。

接下来，将参考图3、图4和图5来描述用于制造胎面101的模具的模制元件1。

如图3所示，模制元件1具有预定用于模制接触元件104的接触面102的模制表面2。模制元件1还具有预定用于模制花纹沟103a、103b从而从模制表面2径向向外延伸的多个肋条3。

肋条3包括预定用于模制花纹沟103a、103b的底部的肋条顶面31。肋条顶面31的径向位置在(多个)肋条3之中可以是相同的，或者在(多个)肋条3之中可以是不同的。

预定用于模制轴向花纹沟103b的肋条3还包括周向相反的肋条侧面41、42，所述肋条侧面41、42预定用于模制接触元件104的正向面1041、1042。预定用于模制轴向花纹沟103b的肋条3包括凹口部分6。凹口部分6通过移除肋条3的一部分形成，并且具有由底面61和轴向相对的侧面62、63限定的大体长方体形状。

凹口部分6在其中接收引导构件5，所述引导构件5具有顶面54和周向相反的两个侧面52、53并且与凹口部分6互补。如图4所示，凹口部分6的内部空间填充有引导构件5，以使得顶面54与肋条顶面31相齐平，并且侧面52、53分别与肋条3的肋条侧面41、42相齐平。因此，引导构件5的侧面52、53将形成接触元件104的正向侧面1041、1042的一部分。

在顶面54上，引导构件具有凹陷(凹入)区域55，所述凹陷区域55在轴向横截面中具有梯形形状并且在周向方向上在两个侧面52、53之间延伸。凹陷区域55的两轴向侧形成为拱起部分58。

相对于顶面54的径向位置的、凹陷区域55的径向深度Vr至少等于0.2mm且最多等于5.0mm。

构成引导构件5的材料的在10％伸长率下的模量低于模制元件的材料的在10％伸长率下的模量。引导构件5的材料优选地为弹性体组合物。所述弹性体组合物的一个例子例如是饱和或不饱和的橡胶和热塑性弹性体。

引导构件5具有引导狭缝51，所述引导狭缝51在周向上延伸通过(穿过)引导构件5并且在径向上从顶面54向内延伸。也就是说，引导狭缝51从相反的两个侧面52、53中的一个至相反的两个侧面53、52中的另一个延伸通过(穿过)引导构件5，并且在周向上通向侧面52、53且在径向上通向引导构件5的顶面54中的凹陷区域55。

如图5所示，引导狭缝51的径向外端在引导构件5的顶面54中的凹陷区域55中的轴向中心位置处敞开。引导狭缝51径向向内终止于靠近凹口部分6的底面61的闭合端部511处。

虽然在本实施例中引导狭缝51径向地延伸，但是例如在其中与模制表面2垂直的方位不同于模制元件1的径向方位的区段中，引导狭缝可以相对于径向方位以一定角度延伸，从而使连接构件105更好地脱模。引导狭缝51在径向方位上和/或在周向方位上可以沿着稍微弯曲的路径延伸。

将描述使用第一实施例的模制元件制造轮胎的胎面101。

作为第一步骤，将至少一个具有直径DC的连接构件105周向地设置在未硫化的生胎的表面上。将带有连接构件105的未硫化的生胎放置在具有至少一个上述模制元件1的模具中。

连接构件105是诸如线缆、丝线或线绳的细长构件。连接构件105可部分地或完全地、手动或自动地使用类似于周向放置半成品材料的工艺放置在未硫化的生胎的表面上。连接构件105可以借助于例如粘合剂或其他未硫化橡胶来粘贴至未硫化的生胎的表面上。

然后，随着未硫化的生胎朝向模具元件1移动，未硫化的生胎的表面上的连接构件105与引导狭缝51的上端相接触，然后强行地打开引导狭缝51的上端。

然后，通过生胎的在周向上位于肋条3两侧的部分连续地向下推动连接构件51，并且使连接构件51沿着引导狭缝51深入并向下朝向闭合端部511移动，从而使引导构件5在宽度方向上向外变形。一旦连接构件51已经通过，则引导狭缝51再次闭合。

一旦连接构件105到达引导狭缝51的闭合端部511，则连接构件105不能进一步移动并在闭合端部511处停止。另一方面，生胎的在周向上位于肋条3两侧的部分进一步朝向模制元件1的模制表面2连续地向下移动。由于引导狭缝51在连接构件105后方闭合，所以橡胶不会进入引导狭缝51中。

一旦生胎的在周向上位于肋条3两侧的部分到达模制元件1的模制表面2，则生胎的所述部分停止移动并且模具闭合。

然后施加热量和压力以硫化和模制生胎。在此过程期间，生胎被转化成轮胎的胎面101，连接构件105被固定地附接至所述胎面101，以便将相邻的接触元件104的两个正向面1041、1042相连接。具体地，连接构件105的一部分暴露于轴向花纹沟103b中，并且连接构件105的剩余部分被嵌入接触元件104中。

硫化和模制完成后，将模具打开。在脱模期间，连接构件105的暴露于轴向花纹沟103b中的部分穿过引导狭缝51从引导构件5中脱出。

通过模制元件1，能够在不需要复杂工艺的情况下制造具有由多个花纹沟103限定的多个接触元件104并具有将相邻的接触元件104的两个侧面1041、1042、1043、1044相连接的连接构件105的轮胎的胎面101，并且因此能够提高制造所述胎面101的生产率。

由于引导狭缝51通向引导构件5的两个侧面52、53和顶面54并且径向延伸，所以能够在不需要任何复杂工艺的情况下将连接构件105定位在接触元件104中的预定位置处并且使所述连接构件105留在该处。

根据本实施例的模制件1，由于引导构件5在顶面上具有在沿着引导狭缝51的方向上延伸的凹陷区域55，并且引导狭缝51的最外侧部分在凹陷区域55中敞开，所以即使连接构件5未与引导狭缝51合适地对准，在模制期间也可以将连接构件5朝向引导狭缝51安全地引导。

备选地，凹口部分6填充有可以由液态弹性体组合物制成的引导构件5，所述液态弹性体组合物在填充至凹口部分6中之后的一定时间段之后将具有上述必要特性。

将参考图6描述根据本发明的第二实施例的模制元件1。图6是根据本发明的第二实施例的模制元件的示意性横截面图。除了图6中所示的布置之外，该第二实施例的构成类似于第一实施例的构成，因此将参考图6进行描述。

在第二实施例中，引导构件520在轴向横截面中具有“心形形状”，并且凹口部分620具有与引导构件520的“心形形状”互补的“心形形状”。

引导构件520的上部(径向向外部分)具有平坦的凹陷区域552和设置在平坦的凹陷区域552的两侧的拱起部分582、582。在本实施例中，拱起部分582具有圆柱形形状。平坦的凹陷区域552和拱起部分582、582在周向方向上具有相同的横截面。

引导狭缝51的最外端向上通向凹陷区域552。每个拱起部分582的顶部部分与肋条顶面31相齐平。此外，拱起部分582的向外顶面被从凹口部分620的相对侧面62、63向内突出的成对肋条突出构件35所覆盖。

另一方面，引导构件520的底部部分具有缩窄部分59。缩窄部分59的宽度(轴向长度)Ws宽于或等于连接构件105的直径的两倍。

相对于每个拱起部分582的顶部部分的、凹陷区域552的径向深度Vr至少等于0.2mm且最多等于5.0mm。

将参考图7描述根据本发明的第三实施例的模制元件30。图7是根据本发明的第三实施例的模制元件的示意性横截面图。除了图7中所示的布置之外，该第三实施例的构成类似于第二实施例中的构成，因此将参考图7进行描述。

在第三实施例中，如图7所示，引导构件530在轴向横截面中具有“X形十字”形状，并且凹口部分630具有与引导构件530互补的“X形十字”形状。

引导构件530的上部部分具有平坦的凹陷区域553和设置在平坦的凹陷区域553的两轴向侧的拱起部分583、583。在本实施例中，拱起部分583具有圆柱形形状。平坦的凹陷区域553和拱起部分583、583在周向方向上具有相同的横截面。

引导狭缝51的最外端向上通向中央凹陷区域553。拱起部分583、583完全地被从凹口部分630的相对侧面向内突出的成对肋条突出构件353、353所覆盖。肋条突出构件353的顶面与肋条顶面31相齐平。

因此，拱起部分583、583的顶面完全地被成对肋条突出构件353、353所覆盖。

引导狭缝51的最外端通过在肋条突出构件353、353之间限定的肋条突起开口部分36在径向上向上通向凹陷区域553。

引导构件530的径向中心部分具有缩窄部分593。缩窄部分593的宽度(轴向长度)Ws宽于或等于连接构件105的直径的两倍。

相对于肋条突出构件353的顶面的、凹陷区域553的径向深度Vr至少等于0.2mm且最多等于5.0mm。

肋条突起开口部分36可以附加地填充有其它构件。如果肋条突起开口部分36还填充有其它构件，则可避免在花纹沟103中、在与肋条突起开口部分36相对应的位置处产生突块。因此，可以防止因花纹沟的体积减小而导致对滑水性能产生潜在影响(冲击)。

本发明不限于所述和所示的示例，并且在不脱离其框架的情况下可以对其进行各种修改。

在以上实施例中，虽然引导构件和凹口部分是轴向对称的，但是引导构件和凹口部分也可以是轴向不对称的。

在以上实施例中，虽然凹陷区域具有平坦的形状，但是凹陷区域可以具有能够将连接构件105朝向引导狭缝51正确地引导的、诸如V形或者凹形、对称或不对称的各种形状。

附图标记列表

1 模制元件

2 模制表面

3 肋条

31 肋条顶面

35 肋条突出构件

351 肋条突出构件的顶面

352 肋条突出构件的下部面

36 肋条突起开口部分

37 倒角表面

37 倒角表面的末端

41、42、43、44 肋条侧面

5 引导构件

51 引导狭缝

511 引导狭缝的闭合端部

52、53 引导构件的侧面

54 引导构件的顶面

6 凹口部分

61 凹口部分的底面

62、63 凹口部分的侧面

101 胎面

102 接触面

103 花纹沟

104 接触元件

1041、1042 接触元件的正向侧面

1043、1044 接触元件的侧向侧面

105 连接构件