CN112659417B - 轮胎的硫化模具及轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供轮胎的硫化模具及轮胎的制造方法，在抑制刀片的弯曲或折断等损伤的同时，使胎面部的刚性在轮胎周向上均匀化，从而抑制轮胎周向的偏磨损。一种轮胎的硫化模具(1)，该轮胎配置有沿轮胎周向排列的多个刀槽(3)。该轮胎的硫化模具(1)包括在胎面成型面(10S)设置有用于形成刀槽(3)的多个刀片(14)的胎面模具(10)。胎面模具(10)由在轮胎周向上分割而成的能够沿轮胎径向移动的多个组合模(15)构成，组合模(15)的分割数为17～29。

Description

轮胎的硫化模具及轮胎的制造方法

技术领域

本发明涉及在胎面部配置有沿轮胎周向排列的多个刀槽的轮胎的硫化模具及轮胎的制造方法。

背景技术

在无钉防滑轮胎或雪地轮胎等轮胎中，为了提高冰上性能，在胎面部的外表面形成有沿轮胎周向排列的多个刀槽。

这种轮胎通过包括环形的胎面模具的硫化模具来硫化成型。胎面模具具有成型胎面部的外表面的胎面成型面和从该胎面成型面突出的刀槽成型用的多个刀片。另外，胎面模具由被分割面沿轮胎周向分割的多个组合模构成。

在此，各刀片朝向轮胎轴心向轮胎径向内侧突出。另外，为了从硫化模具取出轮胎而各组合模向轮胎径向外侧移动。因此，对于配置于组合模的分割面侧的刀片而言，在突出方向与组合模的移动方向之间产生角度差。

因此，在取出轮胎时，配置于组合模的分割面侧的刀片受到来自轮胎的橡胶的较大的弯曲力，存在受到弯曲或折断等损伤的问题。对于这种损伤而言，在以下情况下更加显著：刀片的厚度为0.6mm以下较薄的情况、刀片是在长度方向及高度方向以锯齿状延伸的三维刀片的情况、以及刀片距胎面成型面的高度为15mm以上的情况。

因此，在下述的专利文献1中提出了使配置在分割面侧的端部区域的刀片的厚度大于配置在成为剩余部分的中央区域的刀片的厚度的方案。

专利文献1：日本特开2013-252690号公报

发明内容

但是，在上述提出的硫化模具中，在轮胎周向上交替地出现由配置于端部区域的刀片构成的宽幅的刀槽和由配置于中央区域的刀片构成的窄幅的刀槽。因此，胎面部的刚性在轮胎周向上变得不均匀，产生在轮胎周向上发生偏磨损的新问题。

本发明的课题在于提供一种轮胎的硫化模具及轮胎的制造方法，能够抑制配置于组合模的分割面侧的刀片的弯曲或折断等损伤，并且能够使胎面部的刚性在轮胎周向上均匀化而抑制轮胎周向上的偏磨损。

本发明是在胎面部配置有沿轮胎周向排列的多个刀槽的轮胎的硫化模具，所述轮胎的硫化模具包括胎面模具，所述胎面模具具有用于成型所述胎面部的外表面的胎面成型面，并且在所述胎面成型面设置有用于形成所述刀槽的多个刀片，所述胎面模具由利用分割面在轮胎周向上分割而成的、能够沿轮胎径向移动的多个组合模构成，所述组合模的分割数为17～29。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，在所述组合模的、通过所述刀片且与轮胎赤道平行的截面中，配置于所述分割面侧的端部区域的刀片的厚度及距胎面成型面的高度与配置于所述端部区域间的中央区域的刀片的厚度及距胎面成型面的高度相等。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，所述刀片是在所述刀片的长度方向和高度方向上以锯齿状延伸的三维刀片。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，所述刀片的厚度为0.6mm以下。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，所述刀片距所述胎面成型面的高度为13.0mm以上。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，所述分割数为质数。

在本发明的轮胎的硫化模具中，优选为，所述分割数为19。

本发明是一种轮胎的制造方法，包括使用所述轮胎的硫化模具对轮胎进行硫化的工序。

根据本发明，构成胎面模具的组合模的分割数被限制为17以上。与此相对，以往，组合模的分割数一般在8～10的范围内。

在此，代替配置于最靠分割面侧的刀片的突出方向与组合模的移动方向的角度差而以分割面与组合模的移动方向的角度差进行比较时，以往(分割数为8～10)的角度差为18.0度～22.5度，相对于此，在本发明(分割数为17以上)中，角度差能够减小到10.6度以下。

即，在取出轮胎时，能够减小分割面侧的刀片受到的弯曲力，能够抑制弯曲或折断等损伤。作为这样的抑制损伤的效果，在刀片的厚度为0.6mm以下较薄的情况下、在刀片为三维刀片的情况下、以及在刀片的高度为15mm以上的情况下，能够特别有效地发挥作用。

而且，在本发明中，为了抑制损伤，不需要加厚分割面侧的刀片或减小其突出高度等。因此，还能够期待能够抑制在轮胎周向上出现刚性差的效果。

另外，如在“具体实施方式”栏中说明的那样，通过将分割数设为17以上，能够抑制例如RRO的高次成分的增加的同时，能够减少RRO的O.A.以及RRO的中次成分(例如8次成分)。

因此，使大幅度降低RRO的O.A.以及RRO的中次成分的效果与配置于组合模的刀片的厚度及突出高度彼此相等的效果组合，由此能够更有效地抑制轮胎周向的偏磨损的产生。

附图说明

图1是表示使用本发明的硫化模具制造的轮胎的胎面部的一例的展开图。

图2是表示硫化模具的主要部分的子午线剖视图。

图3是表示硫化模具的主要部分的分解立体图。

图4是表示胎面模具的与轮胎轴心成直角方向的剖视图。

图5是表示组合模的立体图。

图6是图5的G-G线剖视图。

图7是表示三维刀片的一例的立体图

图8是表示组合模的分割数对轮胎的RRO(径向偏离)的影响的图表。

图9是表示更有效地发挥本发明的效果的轮胎的胎面部的展开图。

标号说明

1：硫化模具；2：胎面部；3：刀槽；10：胎面模具；10S：胎面成型面；14：刀片；15：组合模；21：三维刀片；S：分割面；Ye：端部区域；Yc：中央区域。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1表示使用本发明的硫化模具1(图2所示)制造的轮胎T的胎面部2的展开图。

如图1所示，在胎面部2配置有沿轮胎周向排列的多个刀槽3。在本例中，胎面部2具有沿轮胎周向延伸的多条(例如4条)周向槽4，通过该周向槽4，胎面部2被划分为沿轮胎周向延伸的多条(例如5条)肋状陆部5。并且，在至少1条肋状陆部5(本例中为各肋状陆部5)配置有沿轮胎周向排列的多条刀槽3。

作为肋状陆部，例如示出形成有配置于轮胎赤道C的内肋状陆部5c、配置在最靠近胎面端Te侧的外肋状陆部5o、配置在内肋状陆部5c与外肋状陆部5o之间的中间肋状陆部5m的情况。在本例中，在各肋状陆部5分别形成有沿与周向槽4交叉的方向延伸的多个刀槽3及横槽6。

作为横槽6，可以举出横切肋状陆部5的开放式横槽6a、以及一端在肋状陆部5内中断的半开放式横槽6b。这些横槽6a、6b根据轮胎的要求性能够适当选择而采用。

作为刀槽3，可以举出横切肋状陆部5的开放刀槽3a、一端在肋状陆部5内中断的半开放刀槽3b、以及两端在肋状陆部5内中断的封闭式刀槽3c。这些刀槽3a、3b、3c根据轮胎的要求性能够适当选择而采用。

在本例中，示出了具有周向槽4、横槽6和刀槽3的胎面花纹相对于轮胎赤道C呈左右非对称的情况。但是，作为胎面花纹可以采用各种方式，例如也可以优选采用左右对称(包括线对称及点对称)的方式。

图2表示用于对轮胎T进行硫化成型的硫化模具1的一个实施方式的子午线截面。如图2所示，硫化模具1包括成型轮胎T的胎面部2的胎面模具10、成型轮胎T的胎侧部7的一对胎侧模具11、成型轮胎T的胎圈部8的一对胎圈模具12。

胎侧模具11具有用于成型胎侧部7的外表面的胎侧成型面11S。胎圈模具12具有用于成型胎圈部8的外表面的胎圈成型面12S。胎侧模具11及胎圈模具12例如呈环状，例如经由压板(省略图示)等分别被支承为能够沿轮胎轴向移动。

胎面模具10呈环状，在内周面侧配置有用于成型胎面部2的外表面的胎面成型面10S和设置于该胎面成型面10S的多个刀片14。

刀片14呈薄板状，植设于胎面成型面10S。通过在模具打开时将刀片14从胎面胶拔出，由此作为刀片14的反转形状而形成刀槽3。为了将胎面刚性维持得较高，刀片14的厚度t(省略图示)优选为0.6mm以下，但从确保刀片14的刚性及强度的观点出发，厚度t的下限优选为0.2mm以上。

刀片14距胎面成型面10S的高度h虽然也取决于轮胎尺寸和类别，但在重载用轮胎的情况下，从长期发挥冰上性能的观点出发，优选为15mm以上，更优选为17mm以上。另外，高度h的上限优选为周向槽4的槽深度以下。

如图3、图4所示，胎面模具10由被分割面S沿轮胎周向分割出的多个组合模15构成。如图3所示，各组合模15分别保持在扇形板16的径向内侧。扇形板16的数量与组合模15的分割数量相同。

各扇形板16的径向外表面16S构成向上方缩径的圆锥面17的一部分。该径向外表面16S例如经由滑动键(省略图示)被引导至环状致动器18的圆锥状的内表面部分18S。

因此，各组合模15随着环状致动器18的上下移动，能够与扇形板16一起在模具打开状态Q1(图4所示)和模具关闭状态Q2(图3所示)之间向轮胎径向的内外移动。并且，在模具打开状态Q1下，各组合模15相互分离，能够从硫化模具1取出轮胎T。

如图4、图6所示，组合模15能够沿着将其周向长度的中间位置P和轮胎轴心j连结的轮胎径向的基准线X向轮胎径向的内外移动。

如图5所示，在各组合模15中，在胎面成型面10S上配置有沿轮胎周向排列的多个刀片14。另外，在图5中，为了简化，省略了一部分的刀片14。在本例的胎面成型面10S上，除了形成有刀片14之外，还形成有成型周向槽4的槽成型凸部20A以及成型横槽6的槽成型凸部20B。

图6表示图5的G-G线剖面。如图6所示，各刀片14从胎面成型面10S朝向轮胎轴心j向轮胎径向内侧突出。

在此，各刀片14向轮胎径向内侧突出，与此相对，组合模15沿着基准线X向轮胎径向移动。

因此，越是靠近组合模15的分割面S的刀片14，刀片14的突出方向与组合模15的移动方向F的角度差α越大，在取出轮胎T时从胎面胶受到的弯曲力越大。

在本实施方式中，将组合模15的分割数限制在比以往多的17～29的范围内。

例如，在代替配置于最靠分割面S侧的刀片14的突出方向与组合模15的移动方向F的角度差α而利用分割面S与组合模15的移动方向F的角度差β进行比较时，相对于以往(分割数8～10)的角度差β为18.0度～22.5度的情况，在本实施方式(分割数为17以上)中，角度差β能够减到10.6度以下。

即，在取出轮胎时，能够大幅减小分割面S侧的刀片14受到的弯曲力，能够抑制刀片14的弯曲或折断等损伤。

在本例的组合模15中，在通过刀片14的与轮胎赤道C平行的截面(例如图6)中，配置于分割面S侧的端部区域Ye的刀片14的厚度t及突出高度h与配置于端部区域Ye、Ye之间的中央区域Yc的刀片14的厚度t及突出高度h彼此相等。换句话说，在组合模15中，设置于上述横截面的各个刀片14的厚度t和突出高度h彼此相等。因此，能够使胎面部2的刚性在轮胎周向上均匀化。另外，端部区域Ye至少包含配置在最靠分割面S侧的刀片14，优选为，距分割面S的距离是指组合模15的周向宽度W的1/4范围的区域。

接着，图8表示组合模15的分割数对轮胎T的RRO(径向偏离)的影响。图8表示本发明人对900个轮胎实施的均匀性的测试结果，除了组合模的分割数不同以外，包括刀片的厚度、高度在内的胎面花纹实质上为相同规格。作为测试结果，在分割数为8的情况下，RRO的8次成分例如为0.30mm这样的大小，判断为可能成为轮胎周向的偏损的产生原因。与此相对，在分割数为19的轮胎的情况下，判断为在抑制RRO的19次成分的增加的同时能够大幅度降低RRO的O.A.以及RRO的8次成分。另外，确认到该效果在分割数为17～29的范围内也能够发挥出来。

因此，使RRO的O.A.以及RRO的8次成分大幅度降低的效果与配置于组合模15的刀片14的厚度t及突出高度h彼此相等的效果组合，由此能够更有效地抑制轮胎周向的偏磨损的产生。

如果分割数过多，则胎面部2的圆度降低，损害均匀性，导致振动性能的恶化。另外，会导致胎面模具10的组装作业性的降低。另外，在闭模时，在分割面S、S之间产生橡胶咬入，由于分割数多，橡胶咬入的数量增加，导致其清洁作业性的降低。根据这样的观点，分割数的上限为29以下。

分割数优选为质数。通过为质数，能够防止与起因于轮胎的内部结构例如胎体或带束层等的低次成分(例如2次、3次等)共振。由此，产生进一步抑制噪声、振动、偏磨损等的效果。

从这样的观点出发，分割数最优选为19。

如图7概念性地所示，在本例中，作为刀片14，优选采用沿刀片14的长度方向及高度方向以锯齿状延伸的三维刀片21。由这样的三维刀片21形成的刀槽3由于与对置的刀槽壁面相互啮合，因此能够抑制胎面部2的倾倒。其结果是，提高耐磨损性的同时，提高边缘效应，能够提高冰上性能。

但是，在三维刀片21中，由于在从橡胶拔出时施加更大的力，因此容易发生弯曲或折断等损伤。因此，对于特别是这样的三维刀片21，进一步对于厚度t为0.6mm以下的刀片14、高度h为15mm以上的刀片14，本发明能够更有效地发挥作用。

另外，作为刀片14，也可以采用平板状的一维刀片、仅沿刀片14的长度方向以锯齿状延伸的二维刀片等。

在此，在轮胎T中，为了降低花纹噪声，多采用将周向长度不同的多个间距要素沿轮胎周向随机配置的所谓可变间距法。在这种情况下，各组合模15被进一步分成多个块。

但是，组合模15和块在以下方面进行区别。即，组合模15中的每一个沿各自的基准线X分别沿轮胎径向移动。与此相对，对于块而言，不是各块沿着各自的基准线X分别沿轮胎径向移动，而是由多个块构成的组中的每一组沿着各自的基准线X分别沿轮胎径向移动。

图9表示使用本发明的硫化模具1制造的轮胎T的更优选的实施例。该轮胎T是卡车客车用等的重载用轮胎，在图9中表示其胎面部2的展开图。在重载用轮胎中，刀槽3的深度即刀片14距胎面成型面10S的高度h例如为15mm以上甚至17mm以上，与乘用车用轮胎的情况相比显著地高。因此，将刀片14从轮胎T取出时从橡胶受到的弯曲力与乘用车用轮胎的情况相比显著增大，容易发生弯曲或折断等损伤。因此，从最有效地发挥本发明的效果的观点出发，本发明的硫化模具1最适合作为重载用轮胎的硫化模具1。

以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于图示的实施方式，能够变形为各种方式来实施。

【实施例】

为了确认本发明的效果，将图9所示的胎面花纹作为基本花纹的无钉防滑用的重载用轮胎(315/80R22.5)使用包括根据表1的规格的刀片的硫化模具试制出。在比较例和实施例中，除了表1中的记载以外，实质上为相同规格。另外，在通过刀片的与轮胎赤道平行的任意截面上，各硫化模具的刀片的厚度t及突出高度h分别在轮胎的整周上相等。

并且，对硫化后的轮胎的耐偏磨损性能、圆度以及对轮胎进行硫化时的刀片的变形性、成本、作业性进行了测试。

(1)耐偏磨损性能：

硫化后的轮胎在轮辋(22.5×9.00)、内压(830kPa)的条件下安装在10t装载卡车的所有车轮上，在装载了标准装载量的50％的货物的状态下行驶40000km。行驶后，将胎面模具的分割面的位置附近与其他部分间的磨损量的差用以比较例1为100的指数来表示。数值越大，磨损量差异越小，耐偏磨损性能越优异。

(2)圆度：

测定硫化后的轮胎的圆度，以比较例1为100的指数来表示。数值越大，圆度越优异。

(3)刀片的变形性：

使用各硫化模具，连续地对1000个轮胎进行硫化成型。然后，测定刀片的变形量，用以比较例1为100的指数来表示。数值越大，弯曲越少，越良好。

(4)成本：

使用各硫化模具，连续地对1000个轮胎进行硫化成型。然后，用以比较例1为100的指数来表示因橡胶咬入而附着于分割面并废弃的橡胶的量。数值越大，废弃的橡胶量越少，越良好。

(5)操作性：

实施胎面模具的组装/清洁作业，用以比较例1为100的指数来表示所花费的作业时间。数值越大，作业时间越短，越良好。

【表1】

作为测试的结果，能够确认到：在实施例的硫化模具中，能够抑制刀片的变形，并且能够抑制轮胎周向的偏磨损。

Claims (7)

1.一种卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，所述轮胎在胎面部配置有沿轮胎周向排列的多个刀槽，其中，

所述轮胎的硫化模具包括胎面模具，所述胎面模具具有用于成型所述胎面部的外表面的胎面成型面，并且在所述胎面成型面设置有用于形成所述刀槽的多个刀片，

所述胎面模具由利用分割面在轮胎周向上进行分割而成的、能够沿轮胎径向移动的多个组合模构成，

所述组合模的分割数为17～29，

在所述组合模的、通过所述刀片且与轮胎赤道平行的截面中，配置于所述分割面侧的端部区域的刀片的厚度及距胎面成型面的高度与配置于所述端部区域间的中央区域的刀片的厚度及距胎面成型面的高度相等，所述端部区域是指距所述分割面的距离为所述组合模的周向宽度的1/4范围的区域。

2.根据权利要求1所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，其中，

所述刀片是在所述刀片的长度方向和高度方向上以锯齿状延伸的三维刀片。

3.根据权利要求1或2所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，其中，

所述刀片的厚度为0.6mm以下。

4.根据权利要求1或2所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，其中，

所述刀片距所述胎面成型面的高度为13.0mm以上。

5.根据权利要求1或2所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，其中，

所述分割数为质数。

6.根据权利要求1或2所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具，其中，

所述分割数为19。

7.一种卡车和客车用的重载用轮胎的制造方法，其中，

包括使用权利要求1至6中的任意一项所述的卡车和客车用的重载用轮胎的硫化模具对轮胎进行硫化的工序。