輪胎形成用的剛性型芯及使用該剛性型芯的輪胎制造方法
【專利摘要】在型芯加工法中，抑制型芯段之間的橡膠嚙合，并且抑制由熱膨脹引起的產生型芯段之間的半徑方向的階梯差。型芯主體(2)被分割為第1型芯段(5A)、第2型芯段(5B)以及配置于其間的對接部件(6)，其中，該第1型芯段(5A)的周向兩端面(5As)朝向半徑方向內側而向周向寬度增加的方向傾斜，該第2型芯段(5B)的周向兩端面(5Bs)朝向半徑方向內側而向周向寬度減小的方向傾斜，且與所述型芯段(5A)交替配置。對接部件(6)的楊氏模量(Ea)比第1、第2型芯段(5A、5B)的楊氏模量(Eb)小。
【專利說明】
輪胎形成用的剛性型芯及使用該剛性型芯的輪胎制造方法
技術領域
[0001] 本發明涉及在型芯加工法中能夠抑制在型芯段之間的橡膠嚙合并且能夠抑制由 熱膨脹引起的產生型芯段之間的半徑方向的階梯差的輪胎形成用的剛性型芯以及使用該 剛性型芯的輪胎制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，為了提高輪胎的形成精度，而提出了使用剛性型芯的輪胎制造方法（以下 有時稱為"型芯加工法"。）的方案(例如參照專利文獻1、2。）。該剛性型芯具有型芯主體，該 型芯主體具有與已完成硫化的輪胎的輪胎內腔面的形狀對應的外形形狀，通過在該型芯主 體上依次粘貼輪胎結構部件而形成生胎。并且通過將該生胎與剛性型芯一起放入到硫化模 具內，從而夾持于作為內模的型芯主體與作為外模的硫化模具之間，從而對生胎進行硫化 成型。
[0003] 如圖8(A)所示，在所述型芯加工法中，為了從硫化成型后的輪胎中取出型芯主體 a，所述型芯主體a被分割成周向的多個型芯段c。
[0004] 所述型芯段c由將周向兩端面作為第1配合面scl的周向寬度較小的第1型芯段cl 和將周向兩端面作為第2配合面sc2的周向寬度較大的第2型芯段c2構成。并且通過使在周 向上相鄰的第1、第2配合面scl、 SC2彼此相互對接，從而所述型芯主體a形成為環狀。
[0005] 所述第1配合面scl形成為外傾斜面，第2配合面sc2形成為內傾斜面，其中，該外傾 斜面朝向半徑方向內側而向周向寬度增加的方向傾斜，該內傾斜面朝向半徑方向內側而向 周向寬度減小的方向傾斜。由此，能夠從第1型芯段c 1起逐一向半徑方向內側移動來取出。 即，能夠分解型芯主體a而從輪胎取出。
[0006] 但是在所述型芯主體a中，溫度從生胎形成時的常溫狀態（約為15°C~50°C)上升 到硫化成型時的高溫狀態（100 °c以上）。因此，當進行硫化成型時，由于熱膨脹而在周向上 相鄰的型芯段Cl、c2間產生擠壓力。此時如圖8(B)所示，配合面scl為外傾斜面的第1型芯段 cl被向半徑方向內側擠出，另外配合面sc2為內傾斜面的第2型芯段c2被向半徑方向外側擠 出。其結果為，在第1、第2型芯段cl、c2的外周面之間產生半徑方向的階梯差d，產生降低輪 胎的均勻性的問題。
[0007] 為了減小所述階梯差d，提出增加常溫狀態下的配合面scl、SC2之間的間隙量來減 小硫化成型時的擠壓力的方案。但是在這種情況下，在硫化過程中橡膠流入到所述間隙內 而產生橡膠嚙合等導致輪胎品質的降低。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:日本特開2011-161896號公報 [0011] 專利文獻2:日本特開2011-167979號公報
【發明內容】
[0012] 發明要解決的課題
[0013] 本發明的課題在于提供一種抑制橡膠嚙合并且能夠抑制產生第1、第2型芯段之間 的半徑方向的階梯差從而能夠提高輪胎的均勻性的輪胎形成用的剛性型芯以及使用該剛 性型芯的輪胎制造方法。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 本發明為一種剛性型芯，其具有環狀的型芯主體，該環狀的型芯主體在外表面具 有形成生胎的輪胎成型面，并且，通過將所述剛性型芯與生胎一起放入到硫化模具內，由此 在該硫化模具與型芯主體之間對所述生胎進行硫化成型，其特征在于，
[0016] 所述型芯主體被分割為多個第1型芯段、第2型芯段以及配置于所述第1、第2型芯 段之間的對接部件，其中，該第1型芯段的周向兩端面朝向半徑方向內側而向周向寬度增加 的方向傾斜，該第2型芯段的周向兩端面朝向半徑方向內側而向周向寬度減小的方向傾斜， 且與所述第1型芯段在周向上交替配置，
[0017] 并且，所述對接部件被固定于相鄰的第1型芯段和第2型芯段中的一方的型芯段的 周向端面，并且，
[0018] 所述對接部件的楊氏模量Ea比所述第1型芯段和第2型芯段的楊氏模量Eb小。
[0019] 發明效果
[0020] 如在本發明中所說明的那樣，使對接部件介于第1型芯段和第2型芯段之間。該對 接部件的楊氏模量Ea設定為比第1型芯段和第2型芯段的楊氏模量Eb小。因而，能夠通過所 述對接部件壓縮變形來吸收緩和由硫化時的熱膨脹產生的型芯段之間的擠壓力。因而，能 夠降低在第1、第2型芯段之間產生的半徑方向的階梯差，能夠提高輪胎的均勻性。
[0021] 另外，所述對接部件固定于第1型芯段和第2型芯段中的一方的型芯段。因此，能夠 將型芯主體的分解操作性維持成與以往相同水平。另外，不需要擴大對接部件與另一方的 型芯段之間的間隙，因此能夠抑制產生橡膠嚙合。
【附圖說明】
[0022] 圖1是示出本發明的輪胎的制造方法中的硫化工序的剖視圖。
[0023] 圖2的(A)、（B)是型芯主體的立體圖以及放大了其一部分的局部側視圖。
[0024] 圖3的(A)、（B)是示出對接部件與一個型芯段的固定狀態的立體圖和側視圖。
[0025] 圖4是說明型芯主體的分解的側視圖。
[0026]圖5是型芯段的周向端面上的擠壓力的分布圖。
[0027] 圖6是說明由對接部件引起在硫化輪胎的內表面產生的凸狀痕的剖視圖。
[0028] 圖7的(A)是示出對接部件的固定的其它例的側視圖，圖7的(B)是示出型芯段的其 它例的側視圖。
[0029] 圖8的(A)是以往的型芯主體的側視圖，圖8的(B)是示出放大階梯差的產生狀態的 側視圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下對本發明的實施方式進行詳細地說明。
[0031] 如圖1所示，本實施方式的輪胎形成用的剛性型芯1具有環狀的型芯主體2,該型芯 主體2在外表面具有輪胎成型面S。通過在該輪胎成型面S上依次粘貼胎體簾布層、帶束簾布 層、胎側橡膠、胎面橡膠等輪胎結構部件，從而形成與成品輪胎大致相同形狀的生胎T。另 外，通過將所述生胎T與剛性型芯1 一起放入到硫化模具B內，從而在作為內模的型芯主體2 與作為外模的硫化模具B之間對所述生胎T進行硫化成型。所述輪胎成型面S形成為與成品 輪胎的內表面形狀大致相同的形狀。
[0032]所述剛性型芯1構成為包含環狀的所述型芯主體2和內插于其中心孔2H的圓筒狀 的鐵芯3。除了所述型芯主體2以外，能夠采用以往的公知結構。因而，在本說明書中，以下僅 說明所述型芯主體2。
[0033] 本例的型芯主體2在其內部形成為具有例如在周向上連續延伸的內腔部4的中空 狀，在所述內腔部4內配置有對所述生胎T進行內側加熱的例如電加熱器等加熱單元(未圖 示)。
[0034] 如圖2(A)、（B)所示，所述型芯主體2被分割成在周向上交替配置的多個第1、第2型 芯段5A、5B以及在其間配置的對接部件6。所述第1型芯段5A的周向兩端面5As朝向半徑方向 內側而向周向寬度增加的方向傾斜(有時稱為"外傾斜"）。與此相對，第2型芯段5B的周向兩 端面5Bs朝向半徑方向內側而向周向寬度減小的方向傾斜(有時稱為"內傾斜"）。另外，所述 對接部件6的周向兩端面6s相互平行，即成為周向厚度t大致固定的板狀。
[0035] 所述對接部件6固定于相鄰的第1、第2型芯段5A、5B中的一方的型芯段的周向端 面。在本例中如圖3(A)、（B)所示，各對接部件6使用例如小螺釘8等能夠更換地固定于第1型 芯段5A的周向端面5As。即在本例中，第1型芯段5A形成為與對接部件6、6-體接合的復合型 芯段9。
[0036]因而如圖4所示，在本例中，通過使復合型芯段9的周向端面9s與第2型芯段5B的周 向端面5Bs相互對接，而能夠將型芯主體2組合成環狀。另外，在組合好的型芯主體2上，能夠 從所述復合型芯段9起依次向半徑方向內側移動。即，硫化成型后，能夠從復合型芯段9起依 次從硫化輪胎的胎圈孔中逐個分解而取出。此外所述鐵芯3阻止各型芯段5A、5B向半徑方向 內側的移動，將組合好的型芯主體2保持成環狀。
[0037]接著，所述對接部件6的楊氏模量Ea設定為比所述第1、第2型芯段5A、5B的楊氏模 量 EM、。
[0038]在此，如以下那樣產生由熱膨脹造成的第1、第2型芯段5A、5B之間的半徑方向的階 梯差d(圖8(B)所示）。由于硫化成型時的硫化熱，在型芯主體2上，不僅是在半徑方向上而且 在周向上也產生熱膨脹。并且，由于該周向的熱膨脹，向第1、第2型芯段5A、5B的周向端面 5As、5Bs作用有周向的擠壓力。此時，周向端面5As、5Bs分別為外傾斜和內傾斜。其結果為， 外傾斜的第1型芯段5A向半徑方向內側擠出而錯位，內傾斜的第2型芯段5B向半徑方向外側 擠出而錯位。由于該錯位而產生所述階梯差d。另外，周向的擠壓力越高則所述階梯差d越 大。
[0039]在本發明中，楊氏模量Ea較小的對接部件6介于第1、第2型芯段5A、5B之間。因而， 能夠通過所述對接部件6壓縮變形來吸收緩和由周向的熱膨脹產生的對型芯段5A、5B的擠 壓力。
[0040]另一方面，所述型芯主體2形成為與成品輪胎的內表面形狀大致相同的形狀，因此 進行復雜地熱膨脹。即，當制作型芯段5A、5B時，即使在常溫狀態下將各周向端面5As、5Bs加 工成平面的情況下，在硫化溫度狀態下，周向端面5As、5Bs也變形成曲面狀，擠壓力的分布 不均勻。圖5示出未設置對接部件6的情況下的擠壓力的分布的一例。該圖是在常溫狀態(20 °C)時使周向端面5As、5Bs為平面且端面5As、5Bs的間隔為0.07mm(固定）的鋁制的型芯主體 2(未形成內腔部4)上升到硫化溫度（150°C)時的端面5As、5Bs之間的擠壓力的分布。示出隨 著顏色變深而壓力增大。
[0041]像這樣擠壓力的分布不均勻，因此在夾著對接部件6的情況下，對接部件6的壓縮 變形的分布也不均勻。因而，在對接部件6的周向厚度t過薄的情況下，壓縮變形相對于厚度 t的比例過大，具有在對接部件6上造成損傷的趨勢。從這樣的觀點出發，優選所述厚度t是 1 ? 0mm以上，更優選是4 ? 0mm以上。另外，在對接部件6的厚度t過厚的情況下，如圖6所示，對 接部件6的半徑方向外端面被硫化過程中的橡膠G的壓力按壓而比輪胎成型面S向半徑方向 內側凹陷。其結果為，在硫化輪胎T的內表面產生凸狀痕20,導致降低輪胎品質的趨勢。從這 樣的觀點出發，優選所述厚度t是10.0mm以下，更優選是6.0mm以下。
[0042]另外，所述對接部件6的楊氏模量Ea優選是所述第1、第2型芯段5A、5B的楊氏模量 Eb的10 %以下。如果所述楊氏模量Ea超過楊氏模量Eb的10 %，則對接部件6對擠壓力的吸收 緩和效果變小，難以充分抑制第1、第2型芯段5A、5B之間的階梯差d。
[0043]從階梯差d的抑制效果的觀點出發，優選楊氏模量Ea與楊氏模量Eb之比Ea/Eb越小 越好。但是，如果楊氏模量Ea自身過小，則對接部件6被硫化過程中的橡膠G的壓力按壓而凹 陷成凹狀，具有在硫化輪胎T的內表面導致所述凸狀痕20的趨勢。相反，即使楊氏模量Ea自 身過大，也難以壓縮變形，降低階梯差d的抑制效果。從這樣的觀點出發，楊氏模量Ea的下限 優選是〇. lGPa以上，更優選是0.4GPa以上，上限優選是2. OGPa以下，更優選是1. OGPa以下。
[0044] 作為以往的型芯主體的材料，從耐久強度、操作性、能量效率等觀點出發一般使用 例如鋁或其合金(鋁合金)等輕質金屬材料。在本發明的型芯主體2中也從同樣的觀點出發， 作為第1、第2型芯段5A、5B的材料，能夠優選采用例如鋁或其合金(鋁合金)等輕質金屬材 料。
[0045] 與此相對，作為對接部件6,優選耐熱性的合成樹脂材料，例如能夠舉出硅樹脂(硅 橡膠）、烯丙樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、氟樹脂、聚苯硫醚樹脂(PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 樹脂（PET)等。在表1中示出其楊氏模量的一例。如表所示，作為楊氏模量Ea在0.1 GPa~ 2. OGPa的范圍的材料能夠舉出氟樹脂、烯丙樹脂。
[0046] 表 1
[0047]
[0048]在本例中示出了將對接部件6固定于第1型芯段5A的周向兩端面5As的情況。但是， 也能夠將對接部件6固定于第2型芯段5B的周向兩端面5Bs。另外，如圖7(A)所示，也能夠將 對接部件6分別固定于第1型芯段5A的周向一方側(在圖中是右側）的端面5As和第2型芯段 5A的周向一方側(在圖中是右側)的端面5Bs。
[0049] 另外，在所述型芯主體2中，所述內腔部4在周向上不連續，如圖7(B)中以第1型芯 段5A為代表而示出那樣，也能夠在型芯段5A、5B的內部封閉地形成，即內腔部4不在周向端 面5As、5Bs以及內周面上開口。在這種情況下，作為所述加熱單元能夠采用水蒸氣等加熱流 體，該加熱流體流入到各內腔部4。
[0050] 接著，輪胎的制造方法具有生胎形成工序和硫化工序。在生胎形成工序中，通過在 所述剛性型芯1的輪胎成型面S上依次粘貼例如胎體簾布層、帶束簾布層、胎側橡膠、胎面橡 膠等輪胎結構部件，從而形成生胎T。另外，在硫化工序中，如圖1所示，將通過所述生胎形成 工序獲得的生胎T與剛性型芯1 一起放入到硫化模具B內進行硫化成型。
[0051]以上，對本發明的特別優選的實施方式進行了詳細說明，但本發明不限于圖示的 實施方式，能夠變形成各種方式進行實施。
[0052] 實施例
[0053]為了確認本發明的效果，按照圖2的結構且表2的規格試制了輪胎尺寸為195/ 65R15的充氣輪胎形成用的型芯主體2。并且，對當使用該型芯主體2形成充氣輪胎時的型芯 段5A、5B之間的半徑方向的階梯差d(如圖8(B)所示）的產生狀況、對接位置上的凸狀痕20 (如圖6所示)的產生狀況、對接位置上的橡膠嚙合的產生狀況以及維護性進行了評價。 [0054] 使用鋁(楊氏模量Ea = 71GPa、熱膨脹率=2.38父10一5/度)作為第1、第2型芯段5八、 5B。另外，使用表1記載的耐熱性的合成樹脂材料作為對接部件6。生胎形成時的型芯主體2 的溫度是20°C，硫化時的型芯主體2的溫度是150°C。另外，20°C下的對接面之間的間隙是 0.15mm。另外，除了表2記載的以外，實質上為相同規格。
[0055] (1)階梯差的產生狀況：
[0056]用刻度式指示表測定當將型芯主體加熱到150°C時的輪胎赤道面上的第1、第2型 芯段之間的半徑方向的階梯差，并且用指數評價了測定值。數值越小階梯差越小就越好。
[0057] (2)凸狀痕的產生狀況：
[0058] 觀察硫化成型后的輪胎的內表面，使對接位置上的凸狀痕的寬度與高度之積數值 化，并用指數進行了評價。數值越小凸狀痕越小就越好。此外評價是在初期(第1個輪胎)進 行的。
[0059] (3)橡膠嚙合的產生狀況：
[0060] 觀察硫化成型后的輪胎的內表面，使對接位置上的橡膠嚙合的數量數值化，并用 指數進行了評價。數值越小橡膠嚙合越少就越好。此外在評價是在初期（第1個輪胎)進行 的。
[0061] (4)維護性：
[0062]使用各型芯主體以1天150個的工作進度形成了100天（15000個）的輪胎。將此時的 對接部件的損傷造成的更換次數數值化，并用指數進行了評價。數值越小更換次數越少就 越好。
[0063]表 2
[0065]如表所示，在實施例中，能夠確認：能夠抑制橡膠嚙合并且能夠抑制第1、第2型芯 段之間的半徑方向上產生階梯差。
[0066] 標號說明
[0067] 1:剛性型芯；2 :型芯主體；5A:第1型芯段；5B:第2型芯段;6 :對接部件;B:硫化模 具;S:輪胎成型面;T:生胎。
【主權項】
1. 一種輪胎形成用的剛性型芯，其具有環狀的型芯主體，該型芯主體在外表面具有形 成生胎的輪胎成型面，并且，通過將所述剛性型芯與生胎一起放入到硫化模具內，由此在該 硫化模具與型芯主體之間對所述生胎進行硫化成型，其特征在于， 所述型芯主體被分割為多個第1型芯段、第2型芯段以及配置于所述第1型芯段和第2型 芯段之間的對接部件，其中，該第1型芯段的周向兩端面朝向半徑方向內側而向周向寬度增 加的方向傾斜，該第2型芯段的周向兩端面朝向半徑方向內側而向周向寬度減小的方向傾 斜，且與所述第1型芯段在周向上交替配置， 并且，所述對接部件被固定于相鄰的第1型芯段和第2型芯段中的一方的型芯段的周向 端面，并且， 所述對接部件的楊氏模量Ea比所述第1型芯段和第2型芯段的楊氏模量Eb小。2. 根據權利要求1所述的輪胎形成用的剛性型芯，其特征在于， 所述對接部件的周向厚度t在1 .Omm~10.0 mm的范圍。3. 根據權利要求1或2所述的輪胎形成用的剛性型芯，其特征在于， 所述對接部件的楊氏模量Ea為所述第1型芯段和第2型芯段的楊氏模量Eb的10%以下。4. 根據權利要求1~3中任一項所述的輪胎形成用的剛性型芯，其特征在于， 所述對接部件的楊氏模量Ea在0. lGPa~2 .OGPa的范圍。5. -種輪胎制造方法，其特征在于，該輪胎制造方法具有： 生胎形成工序，通過在權利要求1~4中任一項所述的剛性型芯的輪胎成型面上依次粘 貼輪胎結構部件從而形成生胎；以及 硫化工序，將在所述生胎形成工序中得到的生胎與所述剛性型芯一起放入到硫化模具 內而進行硫化成型。
【文檔編號】B29K21/00GK106029321SQ201580009542
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年3月3日
【發明人】小原圭
【申請人】住友橡膠工業株式會社