CN117480041A - 用于形成轮胎的模具及轮胎生产方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种轮胎成型模具(1)以及使用所述模具的轮胎制造方法，所述轮胎成型模具包括：被构造为当多个分段(21)沿径向移动时开闭的环形的胎面成型部(20)。所述轮胎成型模具(1)的特征在于：每个分段(21)均具有设计面分割模具部(23)，设计面分割模具部(23)包括用于成型轮胎(2)的胎面(2c)的胎面设计面(20a)并且被构造为当在轮胎(2)硫化成型后打开胎面成型部(20)时围绕垂直于每个分段(21)的移动方向和胎面成型部(20)的轴线的可旋转轴(25)旋转。

Description

用于形成轮胎的模具及轮胎生产方法

技术领域

本公开涉及用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法。

背景技术

在已知的用在未硫化的生轮胎的硫化成型中以生产轮胎的用于形成轮胎的传统模具中，已知的是，用于形成轮胎的胎面的环形胎面成型部(胎面模具)被分割成沿周向排列的多个分段，并且被构造成通过沿径向移动所述分段中的每一者来开闭(例如，参见专利文献1至3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-326332号公报

专利文献2：日本特开2000-334740号公报

专利文献3：日本特开2009-149079号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述的用于形成轮胎的传统模具或上述的传统轮胎生产方法中，当轮胎在硫化成型后从胎面成型部脱模时，在维持每个分段相对于轮胎胎面的取向的情况下使每个分段朝向径向外侧移动。结果，用于形成分段的胎面的胎面设计面的所有部分从胎面同时剥离。因此，出现了在轮胎脱模初期驱动分段需要很大的驱动力的问题。

鉴于上述问题完成了本公开，并且本公开的目的是提供用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法，其可以减小在轮胎脱模初期驱动分段所需的驱动力。

用于解决问题的方案

本公开的用于形成轮胎的模具是一种用于将未硫化的生轮胎硫化成型为轮胎的形成轮胎用的模具，所述模具包括：环形的胎面成型部，其分割成沿周向排列的多个分段并且被构造为通过在径向上移动每个所述分段来开闭，其中，每个所述分段包括：设计面分割模具部，其包括用于形成所述轮胎的胎面的胎面设计面，并且被构造为当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，围绕垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线的可旋转轴旋转。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：每个所述分段均包括保持件，当打开所述胎面成型部时，所述保持件由容器朝向径向外侧驱动，所述设计面分割模具部固定到所述保持件的径向内侧，以及所述保持件以能相对于所述容器旋转的方式由所述可旋转轴支撑。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以以下述方式构造：所述可旋转轴相对于所述保持件的径向中心以单侧方式布置在径向外侧，并相对于所述保持件的在所述胎面成型部的轴线方向上的中心布置在所述胎面成型部的轴线方向上的一侧。

在实施方式中，本公开的用于形成轮胎的模具可以被构造成包括：弹簧构件，其附接在对应于所述弹簧构件的所述保持件和所述容器之间，以将对应于所述弹簧构件的所述设计面分割模具部保持在预定位置，并且当打开所述胎面成型部时，所述弹簧构件弹性变形以允许所述保持件相对于所述容器旋转。

本公开的轮胎生产方法是一种通过使用形成轮胎用的模具硫化成型未硫化的生轮胎以生产轮胎的方法，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部分割成沿周向排列的多个分段并且被构造为通过在径向上移动每个所述分段来开闭，其中，当每个所述分段朝向径向外侧移动以打开所述胎面成型部时，在设置在所述分段上的设计面分割模具部围绕垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线的可旋转轴旋转的情况下，所述轮胎从所述胎面成型部脱模。

发明的效果

本公开可以提供用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法，其可以减小在轮胎脱模初期驱动分段所需的驱动力。

附图说明

在附图中：

图1是在正视图中图示的根据本公开的实施方式的用于形成轮胎的模具的截面图；

图2是在平面图中图示的图1中图示的胎面成型部的截面图；

图3是在正视图中图示的当打开用于形成轮胎的模具时的图1中图示的用于形成轮胎的模具的截面图；

图4是在平面图中图示的当打开胎面成型部时的图1中图示的胎面成型部的截面图；

图5是在正视图中图示的图1中图示的用于形成轮胎的模具的主要部分的详细结构的放大截面图；

图6是平面图中的图5中图示的一个分段和中间容器的截面图；

图7是图示了图5中图示的弹簧构件的细节的截面图；和

图8是在平面图中图示的轮胎脱模时的图5中图示的一个分段的截面图。

具体实施方式

通过示例，现在将参照附图详细说明根据本公开的实施方式的用于形成轮胎的模具和轮胎生产方法。在这方面，在附图中出现的共同构件和部分具有相同的附图标记。

根据本公开的实施方式的图1中图示的用于形成轮胎的模具1用于将基于合成橡胶的未硫化(硫化前)的生轮胎在生轮胎被硫化的情况下形成为预定形状以生产轮胎2。

在这方面，轮胎2是基于合成橡胶的空心轮胎，其包括一对胎侧2a、2b和胎面2c，并且形成为在轮胎2的内部提供用于填充诸如空气或氮气的气体的空间。

用于形成轮胎的模具1包括胎侧成型部10和胎面成型部20。

例如，胎侧成型部10可以包括固定到下容器3的顶面的环形下胎侧成型部11和固定到上容器4的底面的环形上胎侧成型部12。

胎侧成型部10可以在下胎侧成型部11和上胎侧成型部12之间将环形轮胎2或生轮胎布置(容纳)为如下取向：该取向使生轮胎的中心轴线变成与胎侧成型部10的中心轴线O同轴。下胎侧成型部11包括下胎侧设计面11a，下胎侧设计面11a围绕中心轴线O呈环形形式并且朝向向上方向取向。下胎侧成型部11可以通过下胎侧设计面11a形成轮胎2和生轮胎的一侧(在图1中都朝向向下方向取向)的胎侧2a的外表面。同样地，上胎侧成型部12包括上胎侧设计面12a，上胎侧设计面12a围绕中心轴线O呈环形形式并且朝向向下方向取向。上胎侧成型部12可以通过上胎侧设计面12a形成轮胎2和生轮胎的另一侧(在图1中都朝向向上方向取向)的胎侧2b的外表面。如图3所示，通过相对于下容器3向上(上容器4和下容器3沿着轮胎2的中心轴线彼此移离的方向)移动上容器4，胎侧成型部10打开，并且轮胎2从胎侧成型部10脱模。通过将上容器4向下移动到如图1所示的上容器4的最初位置，处于打开构型的胎侧成型部10关闭以允许形成轮胎2或生轮胎。

在这方面，可以适当对胎侧成型部10的构型进行变型，并且这种变型的示例包括通过相对于上容器4向下移动下容器3来打开胎侧成型部10的构型。

胎面成型部20是环形的并与胎侧成型部10同轴，并且布置为与下胎侧成型部11和上胎侧成型部12的径向外侧相邻。胎面成型部20的朝向径向内侧取向的内周面是胎面设计面20a，用于形成轮胎2的胎面2c的外周面。

如图2所示，胎面成型部20被分割成沿周向排列的多个分段21。分段21中的每一者在平面图中均呈圆弧形，并且分段21以周向排列的方式组合以构成胎面成型部20，胎面成型部20整体为环形模具。在该实施方式中，胎面成型部20被分割成在周向上具有相同长度的9个分段21。在这方面，胎面成型部20在周向上的分割数量优选地但不限于7至13，并且可以适当改变。

如图1所示，将每个分段21的朝向径向外侧取向的外周面固定到与每个分段21对应的中间容器5的内部，并且每个分段21均由中间容器5驱动，以胎面成型部20的轴线为中心(中心轴线O)朝向径向移动。通过使每个分段21沿径向移动，可以开闭胎面成型部20。

更具体地，中间容器5的朝向径向外侧取向的外周面设置有锥形面5a，锥形面5a以使得锥形面5a的外径朝向向上方向逐渐变小的方式倾斜。布置在中间容器5的径向外侧的环形外环6固定到上容器4的底面。外环6的朝向径向内侧取向的内周面设置有锥形面6a，锥形面6a以使得锥形面6a的外径朝向向上方向逐渐变小的方式倾斜。例如，通过使用导向构件(未示出)以使得锥形面6a沿着中间容器5的锥形面5a在上下方向上滑动的方式将外环6与每个中间容器5联接。

当上容器4相对于下容器3向上移动时，外环6相对于每个中间容器5向上移动，同时锥形面6a沿着中间容器5的锥形面5a滑动。因此，如图3所示，每个中间容器5均以胎面成型部20的轴线为中心朝向径向外侧移动。当每个中间容器5均以胎面成型部20的轴线为中心朝向径向外侧移动时，如图3和图4所示，每个分段21均由对应于每个分段21的中间容器5驱动而与中间容器5一起朝向径向外侧移动。因此，胎面成型部20打开，以处于胎面设计面20a与轮胎2或生轮胎的胎面2c分离的位置。在这方面，胎面成型部20可以被构造为使得，在胎面成型部20如上所述地打开后，由外环6悬挂的胎面成型部20与上容器4一起向上移动到成形后的轮胎2可以移除的位置(相对于图3所示的位置的上方位置)。当上容器4向下移动到图1所示的最初位置时，胎面成型部20向下移动到与下胎侧成型部11相邻的位置。随后，外环6相对于每个中间容器5向下移动，并且每个中间容器5均以胎面成型部20的轴线为中心朝向径向内侧移动。因此，如图1和图2所示，每个分段21均由对应于每个分段21的中间容器5驱动而与中间容器5一起朝向径向内侧移动，并且胎面成型部20关闭以允许轮胎2或生轮胎的形成。

如上所述，在本实施方式的用于形成轮胎的模具1中，环形胎面成型部20分割成沿周向排列的多个分段21，并且被构造为通过沿径向移动每个分段21来开闭。

胎面成型部20的开闭机构不限于使用外环6的构造，而是可以采用多种构造。

用于形成轮胎的模具1包括气囊7，气囊7布置在生轮胎内部并通过供应加压蒸汽而膨胀。而且，用于形成轮胎的模具1包括用于加热胎侧成型部10和胎面成型部20的加热器(未示出)。加热器的位置可以适当确定。

如图5和图6所示，在本实施方式的用于形成轮胎的模具1中，构成胎面成型部20的多个分段21中的每一者均包括设计面分割模具部23。

在本实施方式中，每个分段21均包括保持件22。设计面分割模具部23布置在保持件22的径向内侧，并通过使用诸如螺栓等的固定构件(未示出)固定到保持件22。

保持件22是当胎面成型部20打开时由中间容器5朝向径向外侧驱动的部分。当胎面成型部20关闭时，保持件22由中间容器5朝向径向内侧驱动。保持件22例如可以通过切割由诸如低碳钢的金属制成的块来形成。

设计面分割模具部23是构成用于形成轮胎2的胎面2c的胎面设计面20a的部分。如图6所示，设计面分割模具部23在平面图中呈圆弧形，并且是构成胎面设计面20a的周向分割部的朝向径向内侧取向的面。

如图5所示，设计面分割模具部23可以被构造为使得胎面设计面20a设置有从胎面设计面20a朝向径向内侧沿径向突出的多个突起24。多个突起24用于在硫化成型的轮胎2的胎面2c上形成例如构成胎面图案的槽或刀槽。多个突起24可以具有被定制成胎面图案的多种形状或尺寸(长度)，诸如沿轮胎宽度方向延伸的多个突起24以及沿轮胎周向延伸的多个突起24。在这方面，胎面设计面20a可以不设置突起24。

优选地通过铸造诸如铝合金的具有高导热性的金属材料来形成设计面分割模具部23。在这种情况下，例如，可以通过在设计面分割模具部23的铸造中与设计面分割模具部23一体化来设置由钢制成的肋状或叶片状突起24。

设计面分割模具部23被构造为：当轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，围绕垂直于分段21的移动方向并且也垂直于胎面成型部20的轴线(中心轴线O)的可旋转轴25旋转。

在本实施方式中，保持件22以能相对于中间容器5旋转的方式由垂直于分段21的移动方向并且也垂直于胎面成型部20的轴线(平行于轮胎2的切线方向)的可旋转轴25支撑。设计面分割模具部23被构造为与所述保持件22一起围绕可旋转轴25相对于中间容器5旋转。

而且，在本实施方式中，可旋转轴25相对于保持件22的径向中心以单侧方式布置在径向外侧，并相对于保持件22的在胎面成型部20的轴线方向上的中心布置在胎面成型部20的轴线方向上的一侧(在图5中，上侧)。

更具体地，如图5和图6所示，保持件22的朝向径向外侧取向的背面的上端设置有凹部22a。中间容器5的朝向径向内侧取向的表面的上端一体地设置有朝向径向内侧突出的凸部5b。凸部5b布置在凹部22a的内部。在可旋转轴25的两端由保持件22支撑的情况下，可旋转轴25延伸通过布置在凹部22a的内部的凸部5b。因此，在凹部22a处，保持件22由延伸通过中间容器5的凸部5b的可旋转轴25支撑，以能相对于中间容器5旋转。

作为上述构造的结果，保持件22和设计面分割模具部23被构造为：当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，以使得下端侧相对于可旋转轴25所布置的上端侧朝向径向内侧移动的方式从预定位置起围绕垂直于分段21的移动方向并且也垂直于胎面成型部20的轴线的可旋转轴25相对于中间容器5旋转。在这方面，术语“预定位置”是指设计面分割模具部23处于如下取向的位置：设置在设计面分割模具部23上的胎面设计面20a与设置在另一分段21的设计面分割模具部23上的胎面设计面20a以周向排列的方式连续连接。

胎面成型部20可以被构造为包括弹簧构件27，弹簧构件27附接在对应于弹簧构件27的保持件22和中间容器5之间，以将对应于弹簧构件27的设计面分割模具部23保持在预定位置，并且当胎面成型部20打开时，弹簧构件27弹性变形以允许保持件22相对于中间容器5旋转。如图7所示，在本实施方式中，螺栓28固定到保持件22的背面，弹簧构件27布置在螺栓28的头28a和中间容器5中的孔5c的底壁之间，螺栓28的头28a布置在设置于中间容器5中的孔5c中。弹簧构件27是螺旋压缩弹簧。弹簧构件27在距可旋转轴25一距离处对保持件22的一部分朝向使所述部分被引向中间容器5的方向施力。因此，弹簧构件27将固定到保持件22的设计面分割模具部23与保持件22一起保持在预定位置，并且当胎面成型部20打开时，弹簧构件27在螺栓28的头28a与孔5c的底壁之间弹性变形，以允许固定到保持件22的设计面分割模具部23相对于中间容器5旋转。

接下来，将说明通过使用具有上述结构的用于形成轮胎的模具1对生轮胎硫化成型以生产具有预定形状的轮胎2的方法，即，作为本公开的实施方式的轮胎生产方法。

首先，打开胎侧成型部10和胎面成型部20，以将生轮胎布置在用于形成轮胎的模具1的内部，随后，关闭胎侧成型部10和胎面成型部20。

接下来，通过对布置在生轮胎内部的气囊7供应加压蒸汽来使气囊7膨胀。因此，生轮胎的胎侧分别压靠在胎侧成型部10的下胎侧设计面11a和上胎侧设计面12a上，并且胎面压靠在胎面成型部20的胎面设计面20a上。在这种情况下，使用加热器加热胎侧成型部10和胎面成型部20，并且这种热导致构成生轮胎的合成橡胶硫化以形成具有预定形状的轮胎2。

在完成了轮胎2的形成后，打开胎侧成型部10和胎面成型部20以移除形成的轮胎2。

在轮胎2硫化成型后，当将每个分段21移向径向外侧以打开胎面成型部20时，用于抵抗轮胎2的胎面2c与胎面设计面20a的内周面紧密接触以及用于抵抗轮胎2的胎面2c与突起24之间产生的底切阻力所需的驱动力以保持件22为媒介被施加到每个设计面分割模具部23。此时，每个分段21中的设计面分割模具部23被支撑为能以保持件22为媒介相对于中间容器5围绕可旋转轴25旋转。因此，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，如图8所示，设计面分割模具部23与保持件22一起以使得下端侧相对于可旋转轴25所布置的上端侧朝向径向内侧移动的方式围绕垂直于分段21的移动方向并且也垂直于胎面成型部20的轴线的可旋转轴25相对于中间容器5自发旋转(平移动作)。

如上所述，在通过使用本实施方式的用于形成轮胎的模具1来生产轮胎的方法中，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，在设计面分割模具部23围绕垂直于分段21的移动方向并且也垂直于胎面成型部20的轴线的可旋转轴25旋转的情况下，轮胎2可以从胎面成型部20脱模。由此，使轮胎2的胎面2c从设计面分割模具部23的在轮胎2的宽度方向上的一端侧(在图8中，上端侧)逐渐脱模，随后从另一端侧(在图8中，下端侧)脱模。由此，在胎面2c与胎面设计面20a之间从一端侧逐渐引入外部空气，以允许减小轮胎2的胎面2c在轮胎2的脱模初期从胎面设计面20a的脱模阻力。因此，减小了轮胎2的胎面2c在轮胎2的脱模初期从胎面设计面20a脱模所需的力，从而可以减小在轮胎2的脱模初期驱动分段21所需的驱动力。而且，可以减小在轮胎2的脱模中施加于分段21的驱动力，因此，可以使包括用于形成轮胎的模具1的整个生产装置小型化以降低生产成本。此外，可以减小轮胎2的胎面2c从胎面设计面20a的脱模阻力，因此，可以抑制脱模后的轮胎2中的残余应变(永久变形)的产生，以改善轮胎2的初始性能。

特别地，在本实施方式中，可旋转轴25相对于保持件22的径向中心以单侧方式布置在径向外侧，并相对于保持件22的在胎面成型部20的轴线方向上的中心布置在胎面成型部20的轴线方向上的一侧。因此，用于朝向径向外侧移动分段21的驱动力不成比例地施加到保持件22或设计面分割模具部23的在轮胎2的宽度方向上的一端侧。因此，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，设计面分割模具部23可以更可靠地围绕可旋转轴25自发旋转。因此，可以更可靠地降低在轮胎2的脱模初期驱动分段21所需的驱动力。

而且，在轮胎2从胎面成型部20脱模时，每个设计面分割模具部23均围绕可旋转轴25旋转，以减小由突起24导致的轮胎2的胎面2c的底切阻力。因此，可以进一步减小在轮胎2的脱模初期驱动分段21所需的驱动力。此外，在轮胎2从胎面成型部20脱模时，可以通过防止过高的底切阻力来抑制轮胎2的成形的胎面2c中的诸如永久变形的缺陷和突起24的破损。

此外，在本实施方式的用于形成轮胎的模具1中，胎面成型部20包括弹簧构件27，弹簧构件27附接在对应于弹簧构件27的保持件22和中间容器5之间，以将对应于弹簧构件27的设计面分割模具部23保持在预定位置，并且当胎面成型部20打开时，弹簧构件27弹性变形以允许保持件22相对于中间容器5旋转。因此，确保了设计面分割模具部23在生轮胎的硫化成型时保持在预定位置，以改善轮胎2的成形性。此外，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，设计面分割模具部23可以与保持件22一起相对于中间容器5围绕可旋转轴25自发旋转。因此，可以更可靠地减小在轮胎2的脱模初期使轮胎2的胎面2c从胎面设计面20a脱模所需的力。

当然，本公开不限于上述实施方式，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行多种变型。

例如，在上述实施方式中，每个分段21都设置有保持件22，设计面分割模具部23固定到保持件22，并且保持件22以能相对于中间容器5旋转的方式由可旋转轴25支撑。然而，不设置保持件22并且通过可旋转轴25将设计面分割模具部23支撑在中间容器5上也是可以的。

而且，可旋转轴25的多种位置是可能的，只要可旋转轴25的位置是如下的位置即可：借助于该位置，当在轮胎2硫化成型后打开胎面成型部20时，设计面分割模具部23围绕可旋转轴25自发旋转。

附图标记列表

1 用于形成轮胎的模具

2 轮胎

2a 胎侧

2b 胎侧

2c 胎面

3 下容器

4 上容器

5 中间容器

5a 锥形面

5b 凸部

5c 孔

6 外环

6a 锥形面

7 气囊

10 胎侧成型部

11 下胎侧成型部

11a 下胎侧设计面

12 上胎侧成型部

12a 上胎侧设计面

20 胎面成型部

20a 胎面设计面

21 分段

22 保持件

22a 凹部

23 设计面分割模具部

24 突起

25 可旋转轴

27 弹簧构件

28 螺栓

28a 头

O 中心轴线

Claims (5)

1.一种用于将未硫化的生轮胎硫化成型为轮胎的形成轮胎用的模具，所述模具包括：

环形的胎面成型部，其分割成沿周向排列的多个分段并且被构造为通过在径向上移动每个所述分段来开闭，其中，

每个所述分段包括：

设计面分割模具部，其包括用于形成所述轮胎的胎面的胎面设计面，并且被构造为当在所述轮胎硫化成型后打开所述胎面成型部时，围绕垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线的可旋转轴旋转。

2.根据权利要求1所述的形成轮胎用的模具，其中，

每个所述分段均包括保持件，当打开所述胎面成型部时，所述保持件由容器朝向径向外侧驱动，

所述设计面分割模具部固定到所述保持件的径向内侧，以及

所述保持件以能相对于所述容器旋转的方式由所述可旋转轴支撑。

3.根据权利要求2所述的形成轮胎用的模具，其中，

所述可旋转轴相对于所述保持件的径向中心以单侧方式布置在径向外侧，并相对于所述保持件的在所述胎面成型部的轴线方向上的中心布置在所述胎面成型部的轴线方向上的一侧。

4.根据权利要求2或3所述的形成轮胎用的模具，所述模具包括：

弹簧构件，其附接在对应于所述弹簧构件的所述保持件和所述容器之间，以将对应于所述弹簧构件的所述设计面分割模具部保持在预定位置，并且当打开所述胎面成型部时，所述弹簧构件弹性变形以允许所述保持件相对于所述容器旋转。

5.一种通过使用形成轮胎用的模具硫化成型未硫化的生轮胎以生产轮胎的方法，所述模具包括环形的胎面成型部，所述胎面成型部分割成沿周向排列的多个分段并且被构造为通过在径向上移动每个所述分段来开闭，其中，

当每个所述分段朝向径向外侧移动以打开所述胎面成型部时，在设置在所述分段上的设计面分割模具部围绕垂直于所述分段的移动方向并且也垂直于所述胎面成型部的轴线的可旋转轴旋转的情况下，所述轮胎从所述胎面成型部脱模。