三角胶橡胶形成方法以及三角胶橡胶形成装置

摘要

本发明以良好的精度在胎圈芯的外周面上形成三角胶橡胶。提供了一种模制成型过程，在该模制成型过程中，使得未硫化的橡胶流入到由含有圆形胎圈芯的外周面的多个表面所围成的三角胶模制成型室中，并且三角胶橡胶直接形成在围绕芯轴心旋转的胎圈芯的外周面上。该模制成型过程包括：形成三角胶橡胶的前端的前端形成步骤；中间部段形成步骤，该中间部段形成步骤顺次地以与前端接续的方式形成三角胶橡胶；以及连结步骤，该连结步骤用以通过使未硫化的橡胶流入所述三角胶橡胶的后端与前端之间而连结所述三角胶橡胶的后端与前端。

说明书

技术领域

本发明涉及能够精确地在胎圈芯的外周面上形成三角胶橡胶的三 角胶橡胶形成方法以及三角胶橡胶形成装置。

背景技术

如图11(A)中示意性地所示，充气轮胎的胎圈部(a)设置有 由硬钢丝和类似物制成的环状的胎圈芯(c)，该胎圈芯(c)用以稳 固地固定胎体(b)的两个端部，以防其从轮辋脱落。胎圈芯(c)的 径向外周面设置有截面呈三角形的三角胶橡胶(d)，以提高胎圈耐用 性和转向稳定性等。该三角胶橡胶(d)作为事先与胎圈芯(c)连结 成一体的三角胶橡胶-芯连结体(下文中称为“芯连结体”)进入轮胎 生产线中。

至今为至，如图11(B)所示，作为芯连结体的形成方法，通过 橡胶挤出机挤出和形成的截面呈三角形形状的三角胶橡胶(d)在胎 圈芯(c)的外周面上卷绕一次。之后，使前端部和后端部的两卷绕 末端抵接并且连结。此时，刚刚模制成型后的具有高温的三角胶橡胶 (d)是柔软并且可变形的。因此，将刚刚模制成型后的三角胶橡胶 (d)供给至胎圈芯并不容易。其需要在模制成型之后立即进行冷却。

然而，冷却使得三角胶橡胶(d)的粘附特性劣化。因此，缺乏 粘附性使得三角胶橡胶(d)更易于从胎圈芯(c)脱落(参见图12 (A))。三角胶橡胶(d)的截面形状在宽度方向上发生诸如收缩和 卷曲之类的形变(参见图12(B))。在严重卷曲的情况中，前端部(d1) 和后端部(d2)不能连结。当三角胶橡胶(d)的截面高度较大时， 三角胶橡胶(d)由于卷曲而向下并且使得难以形成芯连结体。另外， 存在以下问题：在前端部(d1)与后端部(d2)之间由于粘附不足连 结部脱落(参见图12(C))，并且前端部(d1)与后端部(d2)之间 的间隙(f)(参见图12(D))以及前端部(d1)与后端部(d2)之 间的重叠(g)(参见图12(E))造成重量失衡。

作为将三角胶橡胶设置于胎圈芯上的传统装置，已知下面的专利 文件1和2。

专利文件

专利文件1：日本未审专利申请公报No.H10-291261

专利文件1：日本未审专利申请公报No.2004-202960

发明内容

本发明要解决的问题

本发明目的是提供一种三角胶橡胶形成方法以及三角胶橡胶形成 装置，该方法和装置能够保持三角胶橡胶与胎圈芯之间高的粘附强度并 且防止由收缩所造成的变形；另外，三角胶橡胶大体上以无缝的形式形 成，可防止连结部中发生的间隙和重叠所引起的重量失衡以及连结部中 的粘附脱落的问题。

解决问题的方法。

在根据权利要求1的本发明中，三角胶橡胶形成方法在具有芯轴 线的环状胎圈芯的外周面上连续地形成整圈的三角胶橡胶。所述方法 包括模制成型过程，所述模制成型过程用于通过使未硫化的橡胶从定 位在模制成型头的第一内壁面中的橡胶流入口流入到三角胶模制成 型室中而使三角胶橡胶一体地形成在围绕芯轴线旋转的胎圈芯的外 周面上。所述三角胶模制成型室由所述胎圈芯的所述外周面、所述模 制成型头的位于芯轴线方向的一侧上的第一内壁面、以及所述模制成 型头的位于所述芯轴线方向的另一侧上的第二内壁面围成。所述三角 胶模制成型室在周向方向上延伸且所述三角胶模制成型室的两个周 向端部敞开。所述模制成型过程包括前端形成步骤、中间部段形成步 骤以及连结步骤。所述前端形成步骤用于在通过前闸门和后闸门在相 对于所述橡胶流入口的所述胎圈芯旋转方向上的前侧和后侧闭合所 述三角胶模制成型室的闭合状态并且在所述胎圈芯的旋转停止状态 通过使未硫化的橡胶流入到所述三角胶模制成型室中而在前闸门与 后闸门之间形成所述三角胶橡胶的前端部。所述中间部段形成步骤用 于通过移开所述前闸门以打开所述胎圈芯旋转方向上的所述前侧并 且在所述胎圈芯旋转的同时使未硫化的橡胶流动而顺次地、与所述前 端部连续地形成所述三角胶橡胶。所述连结步骤用于通过橡胶连接部 将所述后端部与所述前端部连结成一体。在所述连结步骤中，当所述 前端部再次返回到所述三角胶模制成型室时停止所述胎圈芯，移开所 述后闸门以打开所述胎圈芯旋转方向上的所述后侧并且在所述三角 胶橡胶的所述后端部与所述前端部之间形成连接空间，并且使未硫化 的橡胶流入到所述连接空间中以形成所述橡胶连接部。

在根据权利要求2的本发明中，三角胶橡胶形成装置在具有芯轴 线的环状胎圈芯的外周面上连续地形成整圈的三角胶橡胶。所述三角 胶橡胶形成装置包括：胎圈芯保持装置，所述胎圈芯保持装置用于以 能够围绕所述芯轴线旋转的方式保持所述胎圈芯；橡胶挤出机，所述 橡胶挤出机具有齿轮泵以便根据所述齿轮泵的通断电动作而从橡胶 排出口挤出未硫化的橡胶；以及模制成型头，所述模制成型头固定至 所述橡胶挤出机的前端。所述模制成型头包括所述旋转的胎圈芯的一 部分所通过的通过空间。所述通过空间包括三角胶模制成型室，所述 三角胶模制成型室由通过所述通过空间的所述胎圈芯的所述外周面、 所述模制成型头的位于芯轴线方向的一侧的第一内壁面、以及所述模 制成型头的位于所述芯轴线方向的另一侧的第二内壁面围成。所述三 角胶模制成型室在周向方向上延伸且所述三角胶模制成型室的两个 周向端部敞开。所述第一内壁面设置有橡胶流入口，所述橡胶流入口 经由橡胶流动通道与所述橡胶排出口连接，以使来自所述橡胶挤出机 的未硫化的橡胶流入到所述三角胶模制成型室中。所述模制成型头包 括前闸门、后闸门以及切割件。所述前闸门用于在相对于所述橡胶流 入口的胎圈芯旋转方向上的前侧闭合所述三角胶模制成型室。所述后 闸门用于在相对于所述橡胶流入口的所述胎圈芯旋转方向上的后侧 闭合所述三角胶模制成型室。所述切割件用于通过沿着所述第一内壁 面横过所述橡胶流入口而将所述橡胶流动通道中的橡胶部分与所述 三角胶模制成型室中的橡胶部分切分开。

本发明的效果

三角胶橡胶形成方法包括以下的模制成型过程：通过使未硫化的橡 胶流入三角胶橡胶模制成型室中而直接地在围绕芯轴线旋转的胎圈芯 的外周面上形成三角胶橡胶。该模制成型过程包括用以形成三角胶橡胶 的前端部的前端形成步骤、用以顺次地以与前端部连续的方式形成三角 胶橡胶的中间部段形成步骤、以及用以通过使未硫化的橡胶流动而连结 后端部与前端部的连结步骤。

在前端形成步骤中，前闸门和后闸门在相对于橡胶流入口的胎圈芯 旋转方向上的前侧和后侧闭合三角胶模制成型室。并且，在胎圈芯的旋 转停止状态下，使未硫化的橡胶流入闭合的三角胶模制成型室中以便形 成三角胶橡胶的前端部。

首先，在前端形成步骤中，由于三角胶模制成型室处于闭合状态， 因此可增大模制成型室中的橡胶内压。因此，由于橡胶填充在模制成型 室内，所以可精确地制成前端部。由于橡胶内压较高，因此增大了前端 部与胎圈芯之间的附着力，可提高粘附强度。

其次，在中间部段形成步骤中，在通过移开前闸门来打开胎圈芯旋 转方向上的前侧的状态中，在胎圈芯旋转的同时未硫化的橡胶流动。这 使得顺次地、与前端部连续地制成三角胶橡胶。

在三角胶模制成型室中，由于已经形成前端部，因此前闸门也移开 时，三角胶模制成型室还是大体上处于闭合状态。因此，从橡胶流入口 流出来的橡胶朝向胎圈芯旋转方向上的前侧推动三角胶模制成型室中 已模制成型的橡胶模制成型部并与橡胶模制成型部相连接。此时，由于 由橡胶所施加的朝向胎圈芯旋转方向上的前侧的推力，胎圈芯可与橡胶 模制成型部一体地旋转。

最后，在连结步骤中，胎圈芯大体旋转一次，前端部返回到三角胶 模制成型室，胎圈芯停止，并且移走后闸门以打开胎圈芯旋转方向上的 后侧。这在三角胶橡胶的后端部与前端部之间形成连接空间。并且，在 连接空间中，进一步流入未硫化的橡胶。这允许通过橡胶连接部将后端 部与前端部连接成一体。

如从上文可看出的，前端部与后端部之间的空间填充有流入的未硫 化的橡胶并且以相同的截面形状进行连接，三角胶橡胶成为具有大体上 无缝的结构。因此，不会发生常见的接头引起的间隙和重叠，抑制了重 量偏差，并且可防止连结部中的粘附分离。

此外，三角胶橡胶在保持高温的状态下形成圆形的形式。因此，可 通过整体约束来抑制收缩以及由于收缩产生的变形。并且，由于三角胶 橡胶与胎圈芯一体地形成，因此三角胶橡胶和胎圈芯可保持高的粘附强 度。

另外，这消除了对传统的冷却过程和粘合过程的需要。因此，这可 通过减小加工过程的数量、提高产率、缩小工厂空间、以及减小生产线 和设备的尺寸而做出贡献。

附图说明

图1是示出了本发明的用于三角胶橡胶形成方法的三角胶橡胶形 成装置的实施方式的侧视图。

图2是三角胶橡胶形成装置的主要部分的放大的侧视图。

图3是三角胶橡胶形成装置的主要部分的立体图。

图4是三角胶橡胶形成装置的主要部分的俯视截面图。

图5是示出了胎圈芯保持装置的立体图。

图6(A)是芯轴线方向上的三角胶模制成型室的截面图，以及 图6(B)是其分解的立体图。

图7是概念性地示出了模制成型过程的主视图。

图8是说明了前端形成步骤的俯视截面图。

图9是说明了中间部段形成步骤的俯视截面图。

图10是说明了连结步骤的俯视截面图。

图11(A)是轮胎的胎圈部的截面图，以及图11(B)是传统的 三角胶橡胶形成方法的侧视图。

图12(A)至图12(E)是示出了传统的三角胶橡胶形成方法的 一些问题的图。

具体实施方式

下文将具体地描述本发明的优选实施方式。图1是示出了三角胶 橡胶形成装置1(可以简称为“形成装置1)的实施方式的侧视图。

如图1所示，形成装置1包括：胎圈芯保持装置2，该胎圈芯保 持装置2用于以绕芯轴线可旋转的方式保持胎圈芯A；橡胶挤出机4， 该橡胶挤出机4将未硫化的橡胶G从橡胶排出口3挤出；以及模制 成型头5，该模制成型头5固定至橡胶挤出机4的前端。如图3所示， 形成装置1在胎圈芯A的外周面上形成整圈的三角胶橡胶B。

在本实施方式中，如图5所示，胎圈芯保持装置2包括用以保持 胎圈芯A的内周缘的一对平行的保持辊2a、2a。保持辊2a、2a经由 辊保持件7可旋转地安装在保持模制成型头5的支承平台6(图1和 图2中示出)上。胎圈芯A以悬置并且跨装的状态围绕水平的芯轴线 可旋转地被保持在保持辊2a、2a之间。本实施方式的胎圈芯保持装 置2包括多个侧辊2b，侧辊2b用以通过保持胎圈芯A的侧面而保持 胎圈芯A的姿态稳定。

橡胶挤出机4在前端部设置有齿轮泵8，并且根据齿轮泵8的通 断电动作将未硫化的橡胶G从橡胶排出口9(图4中示出)挤出。具 体地，本实施方式的橡胶挤出机4包括：朝向前端的开口10H推动 输入橡胶G同时进行混炼的橡胶挤出机主体10；以及齿轮泵8，齿 轮泵8与橡胶挤出机主体10的前端部设置在一起。橡胶挤出机主体 10具有包括缸体10a的周知的结构，该缸体10a包括橡胶投入口10c 和设置在缸体10a中的螺旋轴10b。由于通过电动马达M使螺旋轴 10旋转，因此以混炼的方式将橡胶G从缸体10a的前端的开口10H 挤出。

如图2所示，齿轮泵8是周知的定容积挤出机。齿轮泵8包括壳体 11和设置在壳体11中的一对挤出齿轮8a。通过电动马达(未示出)使 挤出齿轮8a彼此接合地旋转。并且从橡胶挤出机主体10中所挤出的橡 胶G从前端的橡胶排出口9(图4中示出)中被推压出。本实施方式的 壳体11附接至橡胶挤出机主体10的前端并且由支承平台6从下方支承。

如图2、图6(A)以及图6(B)所示，模制成型头5包括通过空 间12，旋转的胎圈芯的A的一部分沿周向方向通过该通过空间12。通 过空间12包括在截面图中呈三角形形状的三角胶模制成型室15(可以 简称为“模制成型室15”)。模制成型室15由通过该通过空间12的胎圈 芯A的外周面As、模制成型头5的位于芯轴线方向的一侧的第一内壁 面13s、模制成型头5的位于另一侧的第二内壁面14s所包围。模制成 型室15在周向方向上延伸，并且其两个端部都敞开。

具体地，本实施方式的模制成型头5包括固定在齿轮泵8的一侧的 头主体13以及通过保持装置17保持在头主体13上的覆盖板14。头主 体13的外侧面13A形成模制成型室15的第一内壁面13s。覆盖板14 的内侧面14A形成模制成型室15的第二内壁面14s。技术上来说，本 实施方式的覆盖板14的内侧面14A包括接触面14A1和倾斜面14A2， 接触面14A1定位在头主体13的外侧面13A上，倾斜面14A2延续到接 触面14A1中。并且倾斜面14A2形成第二内壁面14s。覆盖板14可在 形成模制成型室15的闭合状态Y1与通过诸如使用缸体之类的保持装置 打开模制成型室15的打开状态Y2之间改变其位置。在打开状态Y2中， 执行从模制成型室15中取出芯的组装体并且将下一个胎圈芯A安装至 模制成型室15中。

橡胶流入口19开在模制成型头5的第一内壁面13s中。如图4和图 8所示，橡胶流入口19经由橡胶流动通道18延续至橡胶排出口9中并 且使得从橡胶挤出机4输入的橡胶G流动至模制成型室15中。橡胶流 动通道18包括渐窄的挤压通道18a、和平行通道18b，渐窄的挤压通道 18a具有朝向前方逐渐缩小的截面面积，平行通道18b从挤压通道18a 延伸至橡胶流入口19并且具有大体上恒定的截面面积。平行通道18b 向胎圈芯旋转方向上的前侧F1倾斜。

模制成型头5包括前闸门20和后闸门21，前闸门20用以在相对于 橡胶流入口19的胎圈芯旋转方向上的前侧F1闭合模制成型室15，后 闸门21用以在相对于橡胶流入口19的胎圈芯旋转方向上的后侧F2闭 合模制成型室15。在本实施方式中，在模制成型头5的周向前方，引导 槽22上下延伸。前闸门20可沿着引导槽22上下移动。因此，可在相 对于橡胶流入口19的胎圈芯旋转方向上的前侧F1打开和闭合模制成型 室15。

头主体13包括引导槽23，该引导槽23朝向胎圈芯旋转方向上的前 侧F1成角度地延伸并且与模制成型室15相交。后闸门21可沿着引导 槽22来回移动。在向前移动中，后闸门21横穿模制成型室15，并且其 前端面21s与第二内壁面14s紧密地接触。因此，后闸门21可在相对于 橡胶流入口19的胎圈芯旋转方向上的后侧F2闭合模制成型室15。在 后闸门21的向后运动中，模制成型室15被打开。优选的是在下面所述 的用于使未硫化的橡胶G流入连接空间J中的连结步骤中在靠近橡胶流 入口19的位置打开-闭合后闸门21。因此，引导槽23与橡胶流入口19 之间的距离L(图8中示出)设定为不大于1mm。为了相同的目的， 引导槽23关于周向方向的角度θ1也优选地设定为小于平行通道18关 于周向方向的角度θ2。

模制成型头5包括切割件25。切割件25沿着第一内壁面13s横过 橡胶流入口19切割。并且切割件25将橡胶流动通道18中的橡胶与模 制成型室15中的橡胶切分开。本实施方式的切割件25可沿着形成于第 一内壁面13s中的引导槽26来回移动。橡胶流入口19开在引导槽26 的底面中。同时，图4中示出的附图标记30表示用于驱动切割件25的 驱动装置，并且本实施方式中采用缸体。附图标记31表示后闸门21的 驱动装置，并且本实施方式中采用齿轮-齿条结构。前闸门21通过诸如 缸体之类的驱动装置(未示出)被驱动。

下面，将通过形成装置1说明三角胶橡胶形成方法(可以简称为“形 成方法”)。

如图7所示，本实施方式的形成方法包括模制成型过程P，该模制 成型过程P通过使来自橡胶流入口19的未硫化的橡胶G流入模制成型 室15中而使三角胶橡胶B一体地形成在旋转的胎圈芯A的外周面As 上。

如图7所示，模制成型过程P包括前端形成步骤P1、中间部段形 成步骤P2以及连结步骤S3，前端形成步骤P1用以形成三角胶橡胶B 的前端部Bf，中间部段形成步骤P2用以顺次地形成与前端部Bf接续 的三角胶橡胶B，连结步骤S3通过使未硫化的橡胶流入后端部Br与前 端部Bf之间的连接空间J中而一体地连接后端部Br与前端部Bf。

图8至图10是模制成型室15的俯视图，出于简便起见省略了胎圈 芯A。如图8所示，在前端形成步骤P1中，前闸门20和后闸门21在 相对于橡胶流入口19的胎圈芯旋转方向上的前侧F1和后侧F2闭合模 制成型室15。在胎圈芯A的旋转停止的状态中，处于闭合状态的模制 成型室15被填充涌入的未硫化的橡胶G。因此，在前闸门20与后闸门 21之间形成三角胶橡胶B的前端部Bf。

此时，模制成型室15通过前闸门20和后闸门21成为闭合状态， 模制成型室15中的橡胶内压可升高。因此，可精确地形成前端部Bf。 并且由于橡胶内压较高，因此增大了前端部Bf与胎圈芯A之间的附着 力，并且可提高粘附强度。同时，通过齿轮泵8的通断电来控制橡胶G 的流入和停止以及流量。

如图9所示，在中间部段形成步骤P2中，移开前闸门20，胎圈芯 旋转方向上的前侧F1敞开，并且在使胎圈芯A旋转的同时未硫化的橡 胶G从橡胶流入口19流出来。这些橡胶与前端部Bf连接以连续地形成 三角胶橡胶B。

在模制成型室15中，由于已形成前端部Bf，因此即使移开前闸门 20，模制成型室15也大体上处于闭合状态。因此，从橡胶流入口19流 出来的橡胶G朝向胎圈芯旋转方向上的前侧F1推动模制成型室15中 已形成的橡胶模制成型部并且与橡胶模制成型部连接以连续地形成三 角胶橡胶B。此时，由于由橡胶G所施加的朝向胎圈芯旋转方向上的前 侧F1的推力，因此胎圈芯A可与橡胶模制成型部一体地旋转。即，本 实施方式的形成装置1无需马达及类似物用以驱动胎圈芯A，而是通过 橡胶G的推力自动地旋转。因此，可简化胎圈芯保持装置2的结构。

在连结步骤P3中，当胎圈芯A大体上旋转一周，并且前端部Bf 返回到模制成型室15中时，胎圈芯A的旋转停止(图10(A))。该停 止可通过使橡胶G借助于齿轮泵8从橡胶流入口19的流出停止而执行。 并且，可采用增补的制动装置。继而，后闸门21回退以打开胎圈芯旋 转方向上的后侧F2(图10(B))。这在三角胶橡胶B的后端部Br与前 端部Bf之间形成连接空间J。在本实施方式中，由于后闸门21的后退 量较大，因此使切割件25推进到后端部Br的位置的前方从而使切割件 25形成连接空间J中的第一内壁面13s(图10(C))。然而，也可通过 使后闸门21的前端面21s向后推进到与第一内壁面13s相同的平面而形 成连接空间J中的第一内壁面13s。

在形成连接空间J之后，通过使齿轮泵8运行可使橡胶G流入连接 空间J中。后端部Br和前端部Bf通过橡胶连接部Bm连接成一体(图 10(D))。由于橡胶流入口19定位在后闸门21附近，并且由于后闸门 21朝向胎圈芯旋转方向上的前侧F1倾斜，因此在后端部Br中，与橡 胶流入口19连接的一侧呈现成锐角的形式。因此，来自橡胶流入口19 的橡胶G可容易地从锐角部分流入连接空间J中。

在本实施方式中，在形成橡胶连接部Bm之后，将执行切断步骤P4 (图10(E))。在切断步骤P4中，切割件25向前推进而沿着第一内壁 面13s横过橡胶流入口19。通过这种方式，将三角胶橡胶B与橡胶流 动通道18中的橡胶部分切分开。橡胶流入口19具有较小的直径。因此， 可不用切割件25而是利用在将芯组装体从模制成型室15中取出时的张 力而来切断橡胶。

如上所述，在模制成型过程P中，前端部Bf和后端部Br还可以以 相同的截面形状用未硫化橡胶流连接。因此，三角胶橡胶B以大体上无 缝的形式形成。因此，不会由于连结而发生常见的间隙和重叠，抑制了 重量偏差，并且可防止连结部发生粘附分离。

尽管已经详细描述了本发明的特别优选的实施方式，但是本发明并 不限于上述特定的实施方式，而是可做出各种改型。

附图标记的说明

1   三角胶橡胶形成装置

2   胎圈芯保持装置

3   橡胶排出口

4   橡胶挤出机

5   模制成型头

8   齿轮泵

12  通过空间

13s 第一内壁面

14s 第二内壁面

15  三角胶模制成型室

18  橡胶流动通道

19  橡胶流入口

20  前闸门

21  后闸门

25  切割件

A   胎圈芯

As  外周面

B   三角胶橡胶

Bf  前端部

Bm  橡胶连接部

Br  后端部

G   未硫化的橡胶

J   连接空间

P   模制成型过程

P1  前端形成步骤

P2  中间部段形成步骤

P3  连结步骤