CN1772464B - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供可改善均匀性的充气轮胎及其制造方法。充气轮胎1包括胎体和胎面，其中，胎体使用其中径向布置的胎体帘线阵列覆盖有顶层橡胶的胎体帘布层10。胎体帘布层10包括：中心帘布层部分11，其在轮胎周向上绕胎面部2缠绕且其轮胎周向上的开始端及终止端相互接合；以及位于中心帘布层11两侧的长矩形帘布层部分12。在每个长矩形帘布层部分12中，长矩形片12a通过将顶层橡胶切割切口13而形成，且每个长矩形帘布层部分12以下列方式按照胎侧部3的外形径向向内弯曲，即相邻的长矩形片12a相互叠置，从而形成胎体的侧部6S。

Description

充气轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及可改善均匀性的充气轮胎及其制造方法。

背景技术

在传统的子午线轮胎的制造过程中，如图24A所示，首先准备圆柱形缠绕的胎体帘布层a。胎体帘布层a的每个端部绕胎圈芯c折回，且胎侧橡胶b粘附至胎体帘布层a的两个胎侧区域的每一个上。然后，如图24B所示，胎体帘布层a膨胀并变形为曲面环形，同时减小胎圈芯c之间的间隙。这样，预先备好的环状带束层d及胎面橡胶e可粘附至胎体帘布层a的胎面区域上，由此可结合入一个生外胎f。经由这样的膨胀及变形过程，在胎面部处于胎体帘布层a的一排胎体帘线中产生了孔隙且帘线端部减小。由于在胎体帘布层的斜坡接合部或者说拼接部中的顶层橡胶(topping rubber)的厚度的变化，该端部收缩在轮胎的周向上不均匀并容易改变。

如图25所示，生外胎f相较于成品轮胎外径较小。由此，在硫化及成形时，对橡胶及帘线产生相对较大的拉伸i。此拉伸i减小了带束层的带束帘线相对于轮胎赤道的角度。尽管形成带束层d时考虑到由拉伸i导致的带束帘线角度的变化，但由于硫化时压力分布不可能完全均匀，该角度还是会局部变化。

胎体帘线的端部及带束帘线角度的这种改变劣化了均匀性，并在车辆行驶时产生本不希望产生的多种力(力的变化)。力的变化增加了行驶时的振动及噪音，并劣化了驾驶性能。

近年，为了避免上述缺陷，日本公开的专利申请H11-254906提出了一种充气轮胎的制造方法，其在内压充入时使用具有类似于轮胎内表面形状之外周表面的成形体。更具体的讲，内衬层、胎体帘布层、不可膨胀的胎圈、带束层、胎面橡胶以及胎侧橡胶粘附至该成形体的外侧，由此形成生外胎。此方法没有上述胎体帘布层的膨胀及变形过程。

在使用该成形体的轮胎制造方法中，通常需要将矩形或平行四边形平面胎体帘布层变形为曲面环形的三维形状。为此，如图26A所示，现有技术中揭示的技术使用多个尺寸如下的条带片h，其轮胎径向长度X比轮胎周向长度Y更长。如图26B所示，该现有技术描述了条带片h在成形体g的外侧上沿轮胎周向连接，由此形成三维胎体帘布层a。条带片h呈矩形。每个条带片h都是未硫化的顶层橡胶片，在其中具有多个由一个胎圈部延伸至另一个胎圈部的胎体帘线j。条带片h的胎圈部别与相邻的条带片h的胎圈部相重叠。

但是，无间隙地精确定位长矩形条带片h很困难并需要昂贵的设备。特别是在胎面部中，取决于条带片h的粘附精度，在胎体帘线j的各端部易于产生变化。此外，不易稳定地在径向上定位条带片h。换言之，条带片h的胎圈部一侧上的端部的位置容易改变。

日本公开的专利申请H7-215007揭示了一种胎体帘布层，其通过在布置于一个胎圈部中的帘线束与布置于另一个胎圈部中的帘线束之间将胎体帘线编织成圈状而形成，而非使用平面胎体帘布层而形成。制造这种胎体帘布层使得制造过程及制造设备复杂，且生产率较低。

发明内容

设计本发明以解决此问题，且本发明的一个目的是提供一种充气轮胎，其中在胎面部中的胎体帘线的各端部的变化很小，且其可高效地生产，还提供了一种此充气轮胎的制造方法。

为此，本发明的基础是：胎体帘布层包括一个沿轮胎周向绕胎面部连续缠绕的中心帘布层部分以及位于中心帘布层部分的两侧的长矩形帘布层部分。该长矩形帘布层部分为形成胎侧部及胎圈部而设置。即，中心帘布层部分沿轮胎周向绕胎面部缠绕，且其开始端及终止端相互搭接。长矩形帘布层部分包括长矩形片，长矩形片在周向上沿中心帘布层部分的两侧连续设置。长矩形片通过从胎体帘布层的两侧至中心帘布层部分切割顶层橡胶以在径向上提供切口而形成。通过在与相邻长矩形片重叠时沿胎侧部的形状而径向向内弯折长矩形片，长矩形片形成了胎体的侧部。每个长矩形帘布层部分中的叠置的长矩形片终止于胎圈部中且没有折回，并且长矩形片的端部固定在设置于胎圈部中的轴向内胎圈芯与轴向外胎圈芯之间，其中，轴向内胎圈芯和轴向外胎圈芯均由螺旋缠绕的不可伸展的胎圈丝制成。

根据本发明的充气轮胎，曲面环形的胎体可以在没有经过传统的膨胀和变形过程的情况下形成。此外，因为胎体沿轮胎周向绕胎面部缠绕，且开始端及终止端相互搭接，所以可以使胎体帘线的端部在轮胎周向上均匀化，同时防止生产率降低，并提供了具有优良均匀性的充气轮胎。

在充气轮胎的制造方法中，用于形成曲面环形的胎体的胎体形成过程包括：一个供应具有切口的胎体帘布层至成形体的步骤；一个搭接帘布层两端的步骤；以及一个弯折长矩形片的步骤。

对于方法发明，尽管胎体帘布层沿轮胎周向缠绕在胎面部中且开始端及终止端相互搭接，但与传统技术不同，胎体是在没有使用膨胀和变形过程的情况下形成曲面环形的。由此，特别是在胎体部分中，这有助于使胎体帘线的端部在轮胎周向方向上均匀化。此外，胎体帘布层的粘附过程可以简化，并可防止生产率降低。此外，硫化时的拉伸可大大减小。由此，该充气轮胎的制造方法可以减小带束层帘线角度的变化并改善均匀性。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的充气轮胎的截面图；

图2是充气轮胎的部分剖视立体图；

图3是示出在成形前胎体帘布层的一个实施例的平面图；

图4是示出在成形后胎体帘布层的一个实施例的侧视图；

图5是沿图4中的线A-A所取的胎体帘布层的截面图；

图6是沿图4中的线B-B所取的胎体帘布层的截面图；

图7是成形体的截面图；

图8是内衬层绕其缠绕的成形体的截面图；

图9是其中布置有胎圈芯等的成形体的局部截面图；

图10是橡胶条带的立体图；

图11是示出胎圈芯的另一实施方式的立体图；

图12是用于解释胎体帘布层的成形步骤及供应步骤的示意性侧视图；

图13是示出用于在胎体帘布层上制造切口的装置的立体图；

图14是用于解释胎体帘布层的成形过程的立体图；

图15是用于解释胎体帘布层的成形过程的立体图；

图16是用于解释胎体帘布层的成形过程的立体图；

图17是示出在成形后胎体帘布层的另一实施方式的侧视图；

图18是用于解释胎体帘布层的另一成形方法的示意性侧视图；

图19A至19E是示出胎体的成形步骤的实施方式的流程图；

图20是示出用于在胎体帘布层中形成切口的另一实施方式的截面图；

图21是带有在其上形成的生外胎的成形体的截面图；

图22是用于解释硫化及成形步骤的局部截面图；

图23是示出在成形前胎体帘布层的另一实施例的平面图；

图24A及24B是用于解释传统的膨胀及变形步骤的示意性截面图；

图25是用于解释拉伸的示意性示图；

图26A及26B是用于解释使用成形体的传统制造方法的示图，其中图26A是形成胎体帘布层的条带片的立体图；图26B是示出条带片h粘附至成形体上的局部立体图。

具体实施方式

以下将基于附图解释本发明的实施方式。

图1是包括本实施方式充气轮胎1的轮胎轴线的轮胎子午线截面图。图2是充气轮胎1的局部剖视立体图。图1示出了一常规状态，其中充气轮胎1装配至常规轮辋J，常规内压充入该轮胎，且轮胎没有负载。

此处，“常规轮辋”是通过一个基于轮胎的标准而为每个轮胎所确定的轮辋。例如，常规轮辋是在JATMA情况下的标准轮辋，在TRA情况下的“设计轮辋”，在ETRTO情况下的“测量轮辋”。此外，“常规内压”指基于所述标准而为每个轮胎所确定的气压。“常规内压”是在JATMA情况下的最大气压，在TRA情况下的“在各种常温内压下的轮胎载荷极限(TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATIONPRESSURES)”表中所描述的最大值，在ETRTO情况下的“充气压力(INFLATION PRESSURE)”。但是，当轮胎是用于客车时，该常规内压是180KPa。

充气轮胎1包括：胎体6，其经过胎侧部3由胎面部2分别延伸至两侧的胎圈部4及4；以及胎面加强层8，其具有布置于胎面部2中且位于胎体6的轮胎径向外侧的带束层7。由橡胶制成且具有优良气密性的内衬层9布置在轮胎的内表面上。充气轮胎1是作为用于客车的无内胎轮胎的实施例示出的。

在此实施方式中，仅由带束层7形成胎面加强层8。带束层7包括两个带束帘布层7A及7B，每个带束帘布层都具有覆盖有顶层橡胶的钢帘线。带束帘线相对于轮胎赤道C成15至40度的角度，且带束帘布层7A及7B定位成使得其中一个带束帘布层的带束帘线与另一个带束帘布层的带束帘线相交。胎面加强层8可以不仅包括带束层7，还可包括例如具有沿轮胎周向延伸的帘线的带层(图中未示出)。

在此实施方式中，胎体6由具有径向布置(由前部观察)的胎体帘线的一个胎体帘布层10形成。径向布置的胎体帘线包括相对于轮胎赤道C成75至90度角度——即相对于包括轮胎轴线的子午线平面成0至15度的角度——布置的胎体帘线。图3是在成形前的未硫化的胎体帘布层10的平面图。胎体帘布层10成形为使得胎体帘线15以恒定间距平行排列而形成一个排列体，且其两个表面覆盖有顶层橡胶16。在此实施方式中，胎体帘布层10形成为矩形形状。用于胎体帘线15的材料没有特别的限制，但优选使用诸如尼龙、人造丝、聚酯、聚芳酰胺、聚2，6萘二酸亚乙酯等有机纤维帘线。此实施方式的胎体帘线15在胎体帘布层10的两侧缘线10E与10E之间连续。在此实施方式中，胎体帘线15平行于帘布层的宽度方向延伸(相对于宽度中心线CL大体呈90度角)。

胎体帘布层10包括中心帘布层部分11及位于中心帘布层部分11的两侧的长矩形帘布层部分12及12。

中心帘布层部分11沿轮胎周向缠绕在充气轮胎1的胎面部2中，且其轮胎周向的开始端11a及终止端11b相互搭接。通过此搭接，中心帘布层部分11成形为在轮胎周向上连续的曲面环形。换言之，中心帘布层部分11通过顶层橡胶16连接并具有这样的轮胎周向长度L，即中心帘布层部分11可以至少缠绕一圈并相互搭接。此“搭接”不仅包括开始端11a与终止端11b以用于沿轮胎径向重叠的叠置余量相互叠置的模式，还包括开始端11a及终止端11b的端面相互抵靠接合而使得叠置余量基本为零的模式。

此实施方式的中心帘布层部分11包括连续的纬线17，这些纬线沿垂直于胎体帘线15的方向由开始端11a延伸至终止端11b。纬线17编织在胎体帘线15之间，从而纬线17交替地进出胎体帘线15的排列体的一个表面与另一个表面。此纬线17与胎体帘线15一同构成轮胎织物，并有助于保持胎体帘线15端部的恒定。类似传统实施例，优选使用一个或更多个例如由有机纤维制成的细线作为一个或更多个纬线17。在此实施方式的情况下，提供了多于一个的纬线17。

每个长矩形帘布层部分12都包括多个沿周向排布的长矩形片12a。通过切割顶层橡胶16以形成沿胎体帘布层10的宽度方向由每个侧缘线10E延伸至中心帘布层部分11的切口13而形成该长矩形片12a。在此实施方式中，切口13在胎体帘线15之间的顶层橡胶16中基本上没有宽度。由此，长矩形片12a呈横长矩形状并连接至中心帘布层部分11的侧缘线11e。两个切口13之间的间隔，即每个长矩形片12a在垂直于胎体帘线15方向上的长度La设置得大体相同。更具体地，优选长矩形片12a的轮胎周向长度La通过将中心帘布层部分11的轮胎周向长度L划分为大体相同的部分而获得。当开始端11a及终止端11b相互抵靠而接合时，长度La设置为通过将长度L划分为相同部分而获得的值。

如图2所示，胎体帘布层10的中心帘布层部分11形成胎体6的中心部6C。在此实施方式中，中心帘布层部分11布置在胎面部2中使得胎体帘线15相对于轮胎赤道C大体呈90度角。长矩形帘布层部分12沿胎侧部3的形状径向向内弯折，而使相邻的长矩形片12a相互重叠。这样，长矩形帘布层部分12可形成在轮胎子午线截面上具有光滑弯曲轮廓的胎体6的侧部6S。

如图2、4及14至16所示，在此实施方式的胎体6的侧部6S中，每个长矩形帘布层部分12的长矩形片12a都包括交替布置的长矩形片12a1及长矩形片12a2.长矩形片12a1先于长矩形片12a2径向向内弯折.然后，将长矩形片12a2向轮胎内部径向弯折，并沿轮胎轴向粘附至长矩形片12a1的外表面.当以此方式交替弯折长矩形片时，长矩形片12a的长度La设置为将中心帘布层部分11的周向长度L划分为偶数个大体相同部分的值.长矩形片12a可在周向上顺次弯折，使得一侧端部与另一侧端部叠置且一侧端部进入里面而另一侧端部伸到外面.

图5是沿图4中的线A-A所取的胎体帘布层的截面图，而图6是沿图4中的线B-B所取的胎体帘布层的截面图。如图5及图6所示出的，此实施方式的长矩形帘布层部分12包括：在轮胎周向上彼此相邻的长矩形片12a未叠置的未叠置部分12A，以及在轮胎周向上彼此相邻的长矩形片12a相叠置的叠置部分12B。每个未叠置部分12A都由一层胎体帘线15构成。每个叠置部分12B都由两层胎体帘线15构成。未叠置部分12A及叠置部分12B在轮胎周向上交替设置。由此，长矩形片12a的轮胎周向长度La设置为将中心帘布层部分11的周向长度L划分为偶数个大体相同部分的值。

叠置部分12B的轮胎周向上的长度Lo越靠近轮胎的径向内侧，长矩形帘布层部分12越大。这样，胎体帘线在接近胎圈部4的位置处的布置密度增大，且弯折刚度可得到加强。这有助于改善驾驶稳定性。

不像传统技术那样，胎体帘布层10在没有经过从圆柱形到曲面环形的膨胀及变形过程的情况下成形为曲面环形。由此，胎体帘线15的端部(每5cm的帘线数量)，特别是胎面部2的端部没有产生大的变化。因此，可将轮胎周向上的端部均匀化，这有助于获得具有优良均匀性的充气轮胎1。因为胎体帘布层10的中心帘布层部分11绕胎面部2缠绕并且具有通过搭接而在轮胎周向上连续的长度，可以避免生产率降低。

如果中心帘布层部分11的轮胎轴向上的宽度过大，则在肩部或胎侧部的外径变形较大的位置中成形时会产生皱折，就有不能获得光滑胎体轮廓的趋势。另一方面，如果中心帘布层部分11的宽度变小，则长矩形片12a的长度就增加。这使得难以在成形时将轮胎周向上的叠置量均匀化，并且在胎体6的侧部6S中易于产生变化。由此看来，优选中心帘布层部分11的侧缘线11e基本上与缓冲橡胶CG(图1所示)所布置的范围相匹配。在此实施方式中，缓冲橡胶CG的截面是略微***的三角形，且其顶点位于带束层7的侧缘线7e处。优选地，中心帘布层部分11的侧缘线11e位于区域F中，该区域F处于带束层7的轮胎周向外端7e与轴向内侧距离该外端7e为20mm、更优选为15mm的位置之间。

如果长矩形片12a的长度La过大，当相邻的长矩形片12a沿胎侧部3的形状叠置时易产生折皱，且如果长度La过小，则很难精确地径向弯折长矩形片12a，且有均匀性可能劣化的不利之处。由此看来，优选地，在每侧的长矩形帘布层部分12中，长度La为10至13mm。此长度La是长矩形片12a的在轮胎周向上的长度。

长矩形片12a的径向上的端部——即胎体帘布层10的侧缘线10E终止于胎圈部4。在此实施方式中，胎体帘布层10的侧缘线10E没有在轮胎径向外侧上折回，而在轮胎的径向内部被切割。

每个胎圈部4在长矩形片12a的轮胎轴向的内表面和外表面的至少其中一个上设置有胎圈芯5。此实施方式的胎圈芯5包括：布置在长矩形片12a的轮胎轴向内表面上的内胎圈芯5i；以及布置在长矩形片12a的轮胎轴向外表面上的外胎圈芯5o。胎圈芯5从轮胎轴向上的内表面和外表面夹入长矩形片12a，这有助于避免所称的胎体帘布层10的穿过并有助于改善耐久性。

内胎圈芯5i及外胎圈芯5o通过沿轮胎周向缠绕不可伸展的胎圈丝5a至少一圈或更多圈而形成，且在此实施方式中为多圈。钢帘线、钢丝、聚芳酰胺帘线等适于作为该不可伸展的胎圈丝5a。通过绕轮胎的转轴螺旋缠绕一个连续供应的胎圈丝5a并将其在轮胎径向上层置，内胎圈芯5i形成为旋涡状。类似的，通过在轮胎径向上螺旋缠绕胎圈丝5a，外胎圈芯5o形成为旋涡状。

优选地，用于外胎圈芯5o的胎圈丝的数量多于内胎圈芯5i的，并且外胎圈芯5o具有较高的刚性，但本发明不限于此。更具体地，优选外胎圈芯5o的胎圈丝5a的截面的总面积是内胎圈芯5i的胎圈丝5a的截面的总面积的约1.2至2.0倍。这样，在转向行驶运动外侧的胎圈部4中，借由外胎圈芯5o可获得高的刚性，且这有助于改善驾驶稳定性。

如图5及图6所示，胎圈部4设置有内三角胶14i和外三角胶14o，它们以渐缩方式沿轮胎径向由内、外胎圈芯5i和5o的外表面向轮胎径向外侧延伸。优选地，内、外三角胶14i和14o每个的JIS A型硬度计硬度为80度或更高，更优选的为90度或更高，且其上限小于100度，更优选地为98度或更小。三角胶14i及14o粘附至胎体帘布层10的顶层橡胶16。三角胶14i及14o加强了胎圈部4的抗弯刚度，并有助于改善驾驶稳定性。为了避免接触轮辋J而导致的磨损，设置了由硬橡胶制成的紧固橡胶4G及胎圈包布21。

以下描述具有上述结构的充气轮胎1的制造方法的实施方式。该制造方法包括形成生外胎的步骤及硫化生外胎的步骤。形成生外胎的步骤使用成形体N实现。

此实施方式的成形体N包括：三维外周表面22，当轮胎充入5％的内压时，其接近于轮胎的内表面形状；以及一对凸缘表面23，其在胎圈侧连接至外周表面22的端部并沿轴向向外延伸。这里所讲的轮胎的内表面形状是从此时开始要制造的轮胎的内表面形状，且“当充入5％的内压”指内压从常规状态减至常规内压的5％。通常，当充入5％的内压时，轮胎的截面形状很接近在硫化模式下的轮胎的截面形状。由此，通过当充入5％的内压时使成形体的外周表面22形成接近于轮胎内表面的形状，可以减小在硫化和成形时作为生外胎延伸的拉伸。

此实施方式的成形体N是由可以在轮胎的周向上分割的多个分割片P1至P4而形成的组件。由此，在生外胎1a于成形体N的外部成形后，分割片P1至P4可分解并以预定顺序由生外胎1a取下。成形体N不限于此实施方式中的组件，可以使用不同类型的成形体，例如使用流体压力的伸缩型成形体以及鼓型成形体，其中仅当外周表面22具有在生外胎形成期间基本不变形的刚性时，该鼓型成形体直径可在轮胎径向上增加或减小。此实施方式的成形体N可以悬臂方式由支撑轴D可旋转地支撑。当组件型成形体N与生外胎一同硫化时，优选使用可抵挡硫化时的热及压力的金属材料，诸如硬铝。当生外胎在硫化前自成形体N移除时，成形体N优选使用具有优良加工特性的诸如合成树脂的材料，特别是化学加工用材。

此实施方式中，形成生外胎1a的步骤(如图21所示)包括粘附紧固橡胶4G的基部4Ga及内衬层9至成形体N的外侧的步骤。紧固橡胶4G的基部4Ga具有矩形截面，并成圈状绕凸缘表面23缠绕。

如图10所示，内衬层9通过绕成形体N的外周表面22周向缠绕未硫化橡胶条带G并同时在子午线方向偏离侧缘线而形成。橡胶条带G呈带状，宽度W约5至35mm，并且厚度t约0.5至2.0mm。

当缠绕时，橡胶条带G的一端粘附至成形体N的外周表面22。然后，成形体N通过支持轴D回转，且橡胶条带G在胎侧部沿径向以预定间距移动。在胎侧部，形成旋涡状的螺旋内衬层部分。如图8所示，在成形体N的外周表面22的一个部分(例如，整个区域)处，橡胶条带G沿朝向转轴的方向偏离设置于适当位置处，且螺旋内衬层部分可形成在胎面部。此橡胶件形成方法通常称作条带缠绕方法，且此方法适用于形成复杂的三维形状。为了形成内衬层9，可采用条带缠绕方法绕胎面区域及其相对两侧的侧部缠绕一个宽的橡胶片。可绕整体缠绕一个橡胶条带G，或可同时由多个位置缠绕多个橡胶条带G。

然后，在此实施方式中，如图9所示，在胎圈区域的内衬层9的外侧形成内胎圈芯5i。在此步骤中，内胎圈芯5i通过螺旋缠绕一个胎圈丝5a而形成，其中该胎圈丝5a连续供应多圈，使得胎圈丝5a从基部4Ga在轮胎径向上叠置。当缠绕胎圈丝5a时，优选在凸缘表面23上安装可在内衬层9的外表面之间形成小间隙的圈状补片24。如图11所示，使用捆扎体作为胎圈丝5a，其中该捆扎体在另一步骤中预先通过使用缠绕捆扎件25将胎圈丝5a捆扎起来而形成。

然后，执行将内三角胶14i布置在内胎圈芯5i的轮胎径向外侧的步骤。内三角胶14i从外侧压迫内胎圈芯5i以防止内胎圈芯5i变形。

然后，在此实施方式中，执行将其中中心帘布层部分11及长矩形帘布层部分12被分割的胎体帘布层10供应至成形体N的步骤。在此实施方式中，如图12所示，形成有切口13的胎体帘布层10由标准帘布层10P形成，该标准帘布层10P成匹储存且未设置切口13。标准帘布层10P例如连续地缠出至传输器29上，且在传输过程中，切口13通过第一切割工具26形成，然后，通过第二切割工具27切割成预定的周向长度。这样，形成胎体帘布层10。经过传输器29，胎体帘布层10供应至设置在第二切割工具27下游的成形体N，并绕其外侧缠绕。

如图12所示，在胎体帘布层10的两侧上布置一对滚刀供使用以作为第一切割工具26。每个滚刀都具有在周向上以预定间隔布置的切割片。在旋转滚刀时将滚刀推抵通过的标准帘布层10P，在该标准帘布层10P上以预定间隔形成切口13。

第一切割工具26不限于上述实施方式。例如，图13示出了第一切割工具26的另一实施例。此实施方式的第一切割工具26包括门状框体30、能够通过缸31相对于框体30竖直移动的可移动框架32、以及设置在可移动框架32上并可在标准帘布层10P的宽度方向上移动的滑动切割器33。

框体30布置在框体30跨过移动标准帘布层10P的传输器29延伸的方向上。可移动框架32在标准帘布层10P的宽度方向上延伸，且在此实施方式中，可移动框架32设置有水平延伸且相互平行的螺杆轴34及导轴35。螺杆轴34在其一端形成有右螺纹部并在其另一端形成有左螺纹部。螺杆轴34通过电机36在预定方向上旋转。

滑动切割器33包括左右成对切割器33A及33B，且每个切割器都包括滑动支承33a以及由滑动支承33a向下延伸的切割器部分33b。滑动支承33a包括与螺杆轴34螺纹配合的球状螺母，以及导轴35可在其中滑动的导引孔(其细节未示出)。滑动切割器33A与螺杆轴34的右螺纹部螺纹配合，且另一滑动切割器33B与左螺纹部螺纹配合。这样，驱动电机36以旋转螺杆轴34，由此在彼此不同的方向上移动该对滑动切割器33A及33B。可以使用循环链、齿轮或移动机构而非滚珠螺杆机构来完成滑动运动。

以下描述此实施方式的第一切割工具26的操作。首先，以预定间矩间歇地送出标准帘布层10P。当标准帘布层10P停止时可移动框架32下降，且滑动切割器33的切割器部分33b的尖端可刺于成为中心帘布层部分11的侧缘线11e的位置。然后，驱动电机36而将该对滑动切割器33A及33B移至横向外侧，并切割胎体帘线之间的顶层橡胶。这样，可在标准帘布层10P上形成切口13。在切口13形成后，可移动框架32向上移动，且允许滑动切割器33返回其初始位置(切割器部分的尖端对着中心帘布层部分11的侧缘线11e的位置)。此后，重复这些操作，并形成设置有连续的切口13的胎体帘布层10。

然后，在此实施方式中，如图14所示，胎体帘布层10的中心帘布层部分11在成形体N的外侧并在胎面区域中沿轮胎周向缠绕。执行在轮胎周向上搭接开始端11a及终止端11b的步骤。在此实施方式中，如上所述，内衬层9预先粘附至成形体N的外表面。因为在胎面区域中外径的变化极小，中心帘布层部分11可形成为圈形并粘附在内衬层9的外侧而没有产生折皱。因为中心帘布层部分11仅绕成形体N的外侧缠绕，当粘附时不会在周向上作用有大的张力。由此，可以防止在此过程中胎体帘线15的端部产生大的变化。

然后，如图15及16所示，执行径向向内弯折长矩形片12a使得相邻的长矩形片12a相互叠置的步骤。在此实施方式中，如图15所示，长矩形帘布层部分12的长矩形片12a1先于另一长矩形片12a2径向向内弯折。然后，如图16所示，长矩形片12a2粘附至先于其弯折的长矩形片12a1的轮胎轴向上的外表面上。此实施方式有助于均匀化胎体6的侧部6S的刚性。

在此步骤中，例如如上所述且如图17所示的，长矩形片12a也可在周向上顺次弯折而使得它们相叠置且同时一侧端部在内而一侧端部在外。即，此步骤可如此实现：使得长矩形帘布层部分12的相邻长矩形片12a在轮胎周向上径向向内顺次弯折。此时，如图18所示，在每个长矩形帘布层部分12中，多个(此实施例中为8个)沿轮胎周向间隔(优选彼此等间隔)布置的长矩形片12am同时径向向轮胎内部弯折，然后，邻近所弯折的8个长矩形片12am的总共8个长矩形片12an同时弯折。此后，重复此过程。在此情况下，生产率相较于长矩形片12a依次弯折的情况得到了提高。此外，长矩形片12a的轮胎周向上的长度La设置为中心帘布层部分11的轮胎周向长度L除以同时弯折的长矩形片12a的数量的倍数而获得的值。

图19A至19E示出了胎体形成步骤的流程图。在实施方式中解释了图19A的过程。可以先执行径向向内弯折长矩形片12a的图19B所示的步骤，然后，可以接着完成胎体帘布层10的开始端11a及终止端11b的相互搭接。

如图19A及19B所示，在胎体形成步骤中，预先形成有切口13的胎体帘布层10供应至成形体N。或者，如图19C至19E所示，可以将切割成预定长度的标准帘布层10P供应至成形体N，且在成形体N上该标准帘布层10P可形成切口13。

例如，如图20所示，可以通过成形体N及布置在成形体N的相对两侧上的辅助鼓40及41形成临时圆柱形帘布层缠绕体43。辅助鼓40及41具有圆柱形表面，该圆柱形表面具有大体与成形体N的胎面表面相同的外径。通过将辅助鼓40及41的外周表面连接至成形体N的胎面表面的相对两侧，可以形成宽度大于标准帘布层10P宽度的圆柱形帘布层缠绕体43。

可以将标准帘布层10P绕帘布层缠绕体43缠绕，然后，可在标准帘布层10P上形成切口13.切口13可通过在旋转滚刀的同时，如图12所示将滚刀压靠标准帘布层10P的两外侧而形成.在图20中，切口13通过将针状切割器33b刺入标准帘布层10P的顶层橡胶并轴向向外滑动切割器33b而形成.优选全部切口13通过在周向上设置多个切割器33b并同时轴向向外移动切割器33b而在一个过程中形成.这可提高生产率.以此方式，使切口13设置在成形体N上而形成胎体帘布层10.

然后，如图19C及19D所示，执行相互搭接胎体帘布层10的开始端11a及终止端11b的步骤以及径向向内弯折长矩形片12a的步骤。进行该两个步骤的顺序不是很重要。如图19E所示，切口13可以在胎体帘布层10的开始端11a及终止端11b搭接后而形成。尽管没有图示说明，但当所有切口13不是同时形成时，当然可以交替地执行形成切口13的步骤及径向向内弯折长矩形片12a的步骤。

接着，形成曲面环形的胎体，然后如图21所示执行布置外胎圈芯5o及外三角胶14o的步骤。与紧固橡胶4G的基部4Ga连续的副部4Gb布置在轮胎轴向上的外侧。而且，布置有缓冲橡胶CG、带束层7、胎侧橡胶3G以及胎面橡胶2G。可绕每个橡胶材料缠绕一个一体挤压成形部，但当橡胶材料具有诸如胎侧橡胶3G等的复杂三维形状时，优选通过条带缠绕方法而形成。

生外胎1a形成在成形体N的外侧上。然后，在此实施方式中，成形体N由生外胎1a的内部取出，且布置有诸如帆布等的胎圈包布21(如图5和图6所示)。然后，如图22所示，是一个在硫化模具中硫化并形成生外胎1a的硫化及成形过程，其中自生外胎1a中取出成形体N。

硫化模具M包括与生外胎1a的外表面接触并给予该外表面一预定形状的成形表面Mi。将现有组合式模具或类似物用作该硫化模具M。可膨胀及收缩的囊状物B布置在设置于硫化模具M中的生外胎1a的内表面中。当膨胀时，囊状物B与生外胎1a的内表面接触，并被有力地推抵成形表面Mi而使轮胎可靠地硫化成形。通过这种效果，在生外胎1a中径向及子午线方向上产生拉伸。

如果拉伸变大，就会产生上述各种缺点。由此，硫化成形步骤执行为使得径向及/或子午线方向上的生外胎1a的拉伸变小。而且这样，在硫化及成形过程中，胎体帘线15的端部没有变化，且可以可靠地制造在轮胎周向上精确均匀化的充气轮胎。因为施加在带束层7的帘线的张力抑制在极小值，故在硫化中带束帘线的角度变化可以减小，且可以极为精确地控制帘线角度。由此，根据此实施方式的制造方法，可以制造具有优良均匀性的充气轮胎。

优选在硫化成形时的生外胎1a径向及/或子午线方向上的拉伸为2.0％或更小，更优选是1.5％或更小，最优选是1.0％或更小。通过改变成形体N的外周表面22的形状与硫化模具M的成形表面Mi的形状之间的相对关系，可以适当地实现拉伸的调整。即，如果成形体N的外周表面22相对于硫化模具M的成形表面Mi减小，则伸展增加，而如果成形体N的外周表面22相对增加，则伸展可以减小。

“径向上的拉伸”可以使用以下等式，由成品轮胎于充入5％的内压的状态下在轮胎赤道C位置处的内径Ri、以及成形体N的赤道Nc的位置处的外径Ro来计算：

径向上的拉伸(％)＝{(Ri-Ro)×100}/Ro。

内径Ri可近似通过从要由硫化模具M的成形表面Mi(没有包括用于形成胎面花纹沟的突起)硫化出的轮胎赤道部分的内径Mri减去轮胎设计尺寸的胎面厚度的两倍距离而得到.

“子午线方向上的拉伸”可以使用以下等式，由充入5％的内压的状态下的距成品轮胎内表面其中一个胎趾的路径长度(路径长度是所称的沿形状测得的外周长度)Li、以及成形体N的外周表面的路径长度Lo(如图21所示)来计算：

子午线方向上的拉伸(％)＝{(Li-Lo)×100}/Lo。

例如，如果在子午线方向上的拉伸超过2.0％，则存在胎体帘线15的端部改变及带束层7处的帘线变化的改变等增加的趋势，就不能期望均匀性的充分提高。如果子午线方向上的拉伸超过2.0％，则当胎面部被有力地推抵用于形成胎面花纹沟的硫化模具M的突起Mt时，带束帘线的布置等倾向于受到扰乱。

拉伸的下限是0％。即，成品轮胎在充入5％内压的状态下的截面形状和生外胎1a的形状可基本相同。在根据此实施方式形成的生外胎1a的情况下，相较于执行膨胀及变形步骤的传统情况，胎体帘线15在轮胎周向上的张力得以均匀化。

但是，因为在制造胎体帘布层10并将胎体帘布层10粘附至成形体N上时会产生误差，生外胎1a的胎体帘线15的张力在轮胎周向上并非是完全均匀化的。故，优选生外胎1a受到比传统的拉伸小很多的拉伸，且在不均匀的张力均匀化的同时完成硫化。这样，当胎体帘线15在轮胎的周向上松弛时，此松弛可在硫化时去除。相对于施加有较大张力的胎体帘线15，允许通过拉伸在胎体帘线15与胎圈芯5之间产生适当的滑动。这样，胎体帘线15的张力可最终变得更为一致。此外，可通过施加适当的张力抑制带束帘线的扰乱等。

由此看来，优选将成形体N的外周表面22的外形限定为使得在硫化期间在子午线方向及/或径向上的生外胎的拉伸为0.1％或更大，更优选为0.2％或更大，最优选为0.3％或更大。

在此实施方式的充气轮胎1中，胎体帘布层10的侧缘线10E未绕胎圈芯5折回而终止。此外，因为在硫化期间的拉伸较小，没有产生其中胎圈环试图绕其截面旋转的胎圈芯的旋转。因此，由此缘故也可稳定轮胎尺寸。在此实施方式的充气轮胎1中，在其硫化后的成品状态，设置在中心帘布层部分11上的一些纬线17在硫化期间未被切割而保留着。由此，胎体帘线的端部没有改变且保持一致。

作为另一实施方式，生外胎1a可与成形体N一同硫化。在此情况下，就不需要移除或传输生外胎1a的步骤，由此，可以防止在该步骤中可能产生的生外胎1a的变形，而这助于制造具有优良均匀性的充气轮胎。

尽管以上描述了本发明的几个实施方式，但本发明可以不同方式修改并实现。例如，可使用两个或更多胎体帘布层10来形成胎体6。此外，胎体帘布层10可形成为如图23所示的平行四边形。在此情况下，优选胎体帘线15布置得平行于帘布层的轮胎周向上的两侧缘线。此外，优选地，因切口13形成在胎体帘线15之间，切口13形成得与胎体帘线15平行。如果使用这种胎体帘布层10，可以形成包括下述胎体帘线的充气轮胎，即该胎体帘线相对于轮胎周向的角度小于90度。

实施例

在改变制造方法的同时，基于表1所示的参数，设计用于客车的具有175/65R14尺寸的充气轮胎模型，并测试了轮胎的均匀性水平.传统实施例是通过传统的制造方法形成的轮胎，该方法具有如图24所示的胎体帘布层的膨胀及变形过程.对比实施例是如图26所示由其中带状条带片连续粘附至一个芯的外侧上的胎体帘布层所形成的轮胎.在本发明的实施例轮胎1中，如图14至16所示，交替地向内弯折长矩形片，然后将剩余的长矩形片粘附至所述外侧.本发明的实施例轮胎2包括胎体，其中长矩形片12a如图17所示顺次向内弯折.

每个上述轮胎都包括一胎体，该胎体包括一个具有由聚酯制成的胎体帘线的胎体帘布层以及两个由钢帘线制成的带束层，其中胎体帘线相对于轮胎赤道成90度角倾斜。适当地加工和使用如下的标准胎体帘布层，该标准胎体帘布层的端部中每5cm打入50根胎体帘线。在本发明的实施例轮胎中，长矩形片的轮胎周向长度是20mm。

至于均匀性水平，在JASO C607：2000的均匀性测试条件下测量了横向力变化(LFV)及径向力变化(RFV)。获得了20个轮胎的平均值(N)，且其结果使用其中传统实施例的值为100的指标来表示。数值越小，均匀化程度越高。

在生外胎的形成时期中，测量形成一个生外胎所需的时间，且其结果使用其中传统实施例的值为100的指标来表示。数值越小，形成时间越佳。

测试结果等示于表1中。

表1

通过测试结果，可以确定本发明的每个实施例轮胎的均匀性水平都相较于传统实施例都得到了提高。至于生外胎的形成时间，实施例轮胎相对传统实施例也具可比性。

此外，在拉伸改变的不同条件下通过硫化和变形由图14至16所示的方法形成的生外胎而设计多种充气轮胎模型，且测试了其均匀性。通过将硫化模具的成形表面固定成恒定形状，并改变成形体的外周表面的形状来调整拉伸。其结果使用其中实施例轮胎3的LFV及RFV定义为100的指标来表示，在实施例轮胎3中将在直径方向上及径向上的拉伸设置为0。测试的结果等示于表2中。

表2

根据测试结果，可确定当拉伸为2.0％或更小时，均匀性水平显著地得到提高。

Claims (11)

1.一种充气轮胎，其包括：胎体，所述胎体经过相应胎侧部由胎面部延伸至两侧的胎圈部，并使用其中径向布置的胎体帘线阵列覆盖有顶层橡胶的胎体帘布层；以及胎面加强层，所述胎面加强层包括布置在所述胎面部中且位于所述胎体的径向外侧的带束层，其中

所述胎体帘布层包括：中心帘布层部分，其在轮胎周向上绕所述胎面部连续缠绕并且其轮胎周向上的开始端及终止端相互接合；以及一对长矩形帘布层部分，其位于所述中心帘布层部分的两侧，

在每个长矩形帘布层部分中沿周向布置有长矩形片，所述长矩形片通过以从帘部层的一侧缘到中心帘布层部分位于所述胎体帘线之间的切口来切割顶层橡胶而形成，

所述每个长矩形帘布层部分按照每个胎侧部的外形以相邻长矩形片相互叠置的方式而径向向内弯折，从而形成所述胎体的一侧部，并且

每个所述长矩形帘布层部分中的叠置的长矩形片终止于所述胎圈部中且没有折回，并且所述长矩形片的端部固定在设置于所述胎圈部中的轴向内胎圈芯与轴向外胎圈芯之间，其中，所述轴向内胎圈芯和轴向外胎圈芯均由螺旋缠绕的不可伸展的胎圈丝制成。

2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述中心帘布层部分包括连续纬线，其在与所述胎体帘线成直角相交的方向上由所述开始端延伸至所述终止端。

3.如权利要求1与2中任一项所述的充气轮胎，其中，所述长矩形片的轮胎周向上的长度是10至30毫米。

4.如权利要求1与2中任一项所述的充气轮胎，其中，每个所述长矩形帘布层部分中的所述长矩形片包括沿轮胎周向交替排列的第一长矩形片及第二长矩形片，且所述胎体的侧部通过在所述第二长矩形片之前径向向内弯折所述第一长矩形片、并随后将所述第二矩形片叠置在所述第一长矩形片的轴向外表面上而形成。

5.如权利要求1与2中任一项所述的充气轮胎，其中，所述胎体的侧部通过顺序径向向内弯折所述长矩形片而形成，每个长矩形片都具有一个重叠预先弯折的相邻长矩形片的轮胎轴向外表面的部分。

6.一种制造如权利要求1中所述的充气轮胎的制造方法，

所述制造方法包括使用一个成形体形成一曲面环形胎体的胎体形成过程，其中，

所述胎体形成过程包括：

供应胎体帘布层至成形体的步骤，其中，所述长矩形帘布层部分还未切割成长矩形片；

形成切口的步骤，其切割布置在成形体上的胎体帘布层的胎体帘线之间的顶层橡胶，由此形成所述中心帘布层部分以及所述一对长矩形帘布层部分，所述中心帘布层部分在轮胎周向上由所述顶层橡胶连续设置，每个所述长矩形帘布层部分都包括有由切口形成且沿中心帘布层部分的侧部周向布置的长矩形片，其中，所述形成切口的步骤通过如下方式实现：在成形体两侧上布置一对辅助鼓，该辅助鼓具有圆柱形表面且该圆柱形表面具有大体与成形体的外表面相同的外径；将辅助鼓的外表面连接至成形体的外表面的相对两侧以形成宽度大于胎体帘布层的宽度的临时圆柱形帘布层缠绕体；将所供应的胎体帘布层绕临时帘布层缠绕体缠绕，使得中心帘布层部分设置在成形体上且长矩形帘布层部分设置在相应的辅助鼓上；并且通过用滚刀或针状切割器从中心帘布层部分的边缘至胎体帘布层的边缘切割顶层橡胶而在位于辅助鼓上的长矩形帘布层部分上制造切口；

搭接中心帘布层部分的轮胎周向上的缠绕开始端及缠绕终止端的步骤；及

在相互叠置相邻的长矩形片的同时，朝向与辅助鼓分离的成形体径向向内弯折所述长矩形帘布层部分的每一长矩形片的步骤。

7.如权利要求6所述的充气轮胎的制造方法，其中，所述成形体具有当充入5％的内压时接近于轮胎内表面形状的外周表面。

8.如权利要求6所述的充气轮胎的制造方法，其中，所述成形体具有当充入5％的内压时小于轮胎内表面形状的外周表面。

9.如权利要求6所述的充气轮胎的制造方法，还包括：

形成生外胎的过程，该生外胎包括位于所述成形体的外侧上的所述曲面环形胎体；及

在移除成形体后使用硫化模具硫化并成形所述生外胎的硫化和成形过程。

10.如权利要求9所述的充气轮胎的制造方法，其中，在所述硫化和成形过程中，所述生外胎得到硫化，且通过布置在所述生外胎的内表面侧上的一个囊状物的膨胀而在径向上拉伸0.1％至2.0％。

11.如权利要求10所述的充气轮胎的制造方法，其中，在所述硫化和成形过程中，所述生外胎得到硫化，且通过布置在所述生外胎的内表面上的一个囊状物的膨胀而在子午线方向上拉伸0.1％至2.0％。

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