贴附橡胶条的方法、利用该方法制造充气轮胎的方法以及贴附装置

摘要

本发明解决了在橡胶条绕鼓轴中心贴附于鼓侧表面时抑制贴附位置在径向方向上的错位的问题。在本发明中，通过施胶装置的使用，将橡胶条沿输送方向供给至鼓侧表面，该输送方向与在鼓侧表面上从鼓轴中心沿径向方向向外延伸的基准线成直角。利用贴附辊将所供给的橡胶条压靠并贴附于鼓侧表面。贴附辊被支承成使得能够绕与基准线平行的辊轴中心旋转。辊轴中心布置在基准线的沿鼓旋转方向的下游、与基准线相距一定距离(L)处。

权利要求

1.一种贴附橡胶条的方法，所述贴附橡胶条的方法通过使带状未硫化的橡胶条围绕鼓的鼓轴中心卷绕并贴附而使所述橡胶条贴附于所述鼓的鼓侧表面上，所述鼓以能够围绕所述鼓轴中心旋转的方式被支承，其中，

通过使用施胶装置将所述橡胶条沿输送方向供给至所述鼓侧表面，所述输送方向与在所述鼓侧表面上从所述鼓轴中心径向向外延伸的基准线成直角，通过使用贴附辊将所供给的所述橡胶条压靠并贴附于所述鼓侧表面，并且所述贴附辊以能够围绕与所述基准线平行的辊轴中心旋转的方式被支承，且所述辊轴中心布置在所述基准线的沿鼓旋转方向的下游、与所述基准线相距距离L处。

2.根据权利要求1所述的贴附橡胶条的方法，其中，所述鼓为具有轮胎形状的轮胎成型鼓，以通过使所述橡胶条贴附于所述鼓侧表面上而形成轮胎的胎侧胶。

3.根据权利要求1或2所述的贴附橡胶条的方法，其中，所述距离L在从20mm至40mm的范围内。

4.一种贴附橡胶条的装置，所述贴附橡胶条的装置用以通过使带状未硫化的橡胶条围绕鼓的鼓轴中心卷绕而使所述橡胶条贴附于所述鼓的鼓侧表面上，所述鼓以能够绕所述鼓轴中心旋转的方式被支承，其中，

所述贴附橡胶条的装置包括：

施胶装置，所述施胶装置用以将所述橡胶条沿输送方向供给至所述鼓侧表面，所述输送方向与在所述鼓侧表面上从所述鼓轴中心径向向外延伸的基准线成直角，以及贴附辊，所述贴附辊用以将所供给的所述橡胶条按压并贴附于所述鼓侧表面，并且所述贴附辊以能够围绕与所述基准线平行的辊轴中心旋转的方式被支承，且所述辊轴中心布置在所述基准线的沿鼓旋转方向的下游、与所述基准线相距距离L处。

5.根据权利要求4所述的贴附橡胶条的装置，其中，所述鼓为具有轮胎形状的轮胎成型鼓。

6.根据权利要求4或5所述的贴附橡胶条的装置，其中，所述距离L在从20mm至40mm的范围内。

7.一种制造充气轮胎的方法，所述方法包括用以成形所述充气轮胎的生外胎的成形步骤以及用以硫化所述生外胎的硫化步骤，所述成形步骤包括根据权利要求1至3中的任一项所述的贴附橡胶条的方法。

说明书

贴附橡胶条的方法、利用该方法制造充气轮胎的方法以及贴

附装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用以使橡胶条围绕鼓轴中心卷绕并贴附于鼓侧表面上的贴附橡胶条的方法、利用该方法制造充气轮胎的方法以及贴附装置。

背景技术

[0002] 在生胎的制造过程中，利用带状橡胶条的STM方法(胶条卷绕方法)被广泛使用(例如，参见专利文献1)。在该STW中，橡胶条以螺旋方式卷绕在筒形鼓的外表面上。这允许橡胶构件例如内衬层、胎侧胶、胎面胶等直接形成在鼓的外表面上。

[0003] 然而，近年来，为了提高轮胎的成形精度，提出了利用具有轮胎形状的轮胎成型鼓(通常被称为“刚性芯”)的筒制法(例如，参见专利文献2)。特别地，该轮胎成型鼓具有硫化轮胎的内部形状。在该筒制法中，各个轮胎组成构件例如内衬层、胎体帘布层、胎圈芯、带束层、胎侧胶、胎面胶等依次贴附于轮胎成型鼓(刚性芯)上以便形成生胎。随后，将生胎与轮胎成型鼓(刚性芯)一起置于硫化模具中并且进行硫化。轮胎成型鼓(刚性芯)使轮胎的内部形状成形。硫化模具使轮胎的外部形状成形。

[0004] 在该筒制法中所提出的是，轮胎组成构件的橡胶构件以胶条卷绕方法形成。

[0005] 例如，如图6(A)和图6(B)中所示，当以胶条卷绕方法形成胎侧胶时，橡胶条G在围绕鼓轴中心(ai)卷绕的同时贴附于轮胎成型鼓(a)的鼓侧表面(as)上。照惯例，橡胶条G朝向鼓侧表面(as)上的贴附目标位置P1供给，并且所供给的橡胶条G由设置在贴附目标位置P1处的压辊(b)压靠在鼓侧表面(as)上。橡胶条G的输送方向与穿过鼓轴中心(ai)和贴附目标位置P1的径向基准线N成直角。压辊(b)的辊轴中心(bi)平行于基准线N。

[0006] 然而，当以上述方法施用橡胶条G时，实际贴附位置P2径向上错位而与贴附目标位置P1相比更靠外侧。因此，存在橡胶构件形成有低精度的问题。例如，当将具有20mm的宽度和1mm的厚度的橡胶条G贴附于呈具有250mm的半径的圆弧形状的鼓侧表面(as)上时，实际贴附位置P2径向上错位而与贴附目标位置P1相比更靠外侧大约10mm。

[0007] 这种错位归因于鼓侧表面(as)上的橡胶条G的外边缘侧的速度与内边界侧的速度之间的差。也就是说，当贴附橡胶条G时，橡胶条G被拉动至较快的外边缘侧。可以预期的是，这导致了径向错位。

[0008] 引用

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本公开未审申请No.2007-176088

[0011] 专利文献2：日本公开未审申请No.2006-160236

发明内容

[0012] 本发明将解决的问题

[0013] 本发明意在提供能够在使橡胶条围绕鼓轴中心贴附于鼓侧表面上时有效地减小贴附位置的径向错位的贴附橡胶条的方法、利用该方法制造充气轮胎的方法以及贴附装置。

[0014] 解决问题的方法

[0015] 第一发明为在使带状未硫化橡胶条围绕鼓轴中心卷绕并贴附的同时使橡胶条贴附于鼓的鼓侧表面上的方法，该鼓以能够围绕鼓轴中心旋转的方式被支承。通过使用施胶装置将橡胶条沿输送方向供给至鼓侧表面，该输送方向与在鼓侧表面上从鼓轴中心沿径向方向向外延伸的基准线成直角。通过使用贴附辊将所供给的橡胶条压靠并贴附于鼓侧表面。贴附辊以能够围绕与基准线平行的辊轴中心旋转的方式被支承。此外，辊轴中心布置基准线的沿鼓旋转方向的下游、与基准线相距距离L处。

[0016] 第二发明为贴附橡胶条的装置，该贴附橡胶条的装置用以在使橡胶条围绕鼓轴中心卷绕的同时使带状未硫化橡胶条贴附于鼓的鼓侧表面上，该鼓以能够围绕鼓轴中心旋转的方式被支承。该贴附橡胶条的装置包括施胶装置和贴附辊，施胶装置用以将橡胶条沿输送方向供给至鼓侧表面，该输送方向与在鼓侧表面上从鼓的轴中心沿径向方向向外延伸的基准线成直角，贴附辊用以将所供给的橡胶条按压并贴附于鼓侧表面。贴附辊以能够围绕与基准线平行的辊轴中心旋转的方式被支承，并且辊轴中心布置在基准线的沿鼓旋转方向的下游、与基准线相距距离L处。

[0017] 在根据本发明的贴附橡胶条的方法以及贴附装置中，鼓为具有轮胎形状的轮胎成型鼓以通过使橡胶条贴附于鼓侧表面上而形成轮胎的胎侧胶。

[0018] 在根据本发明的贴附橡胶条的方法以及贴附装置中，距离L优选地在20mm至40mm的范围内。

[0019] 第三发明为制造充气轮胎的方法，该制造充气轮胎的方法包括用以成形充气轮胎的生外胎的成形步骤以及用以硫化生外胎的硫化步骤，成形步骤包括根据权利要求1至3中的任一项所述的贴附橡胶条的方法。

[0020] 本发明的效果

[0021] 在本发明中，贴附辊以能够围绕与基准线平行的辊轴中心旋转的方式被支承。辊轴中心布置在基准线的沿鼓旋转方向的下游、与基准线相距距离L处。因此，当通过贴附辊进行按压时，橡胶条中出现朝向内边界侧的速度矢量分量。该速度矢量分量抵消由橡胶条的外边缘侧速度与内边界侧速度之间的差异所造成的径向向外指向的张力。因此，抑制了橡胶条的径向错位。

附图说明

[0022] 图1为示出了根据本发明的贴附橡胶条的装置的实施方式的侧视图。

[0023] 图2为其上形成有生外胎的轮胎成型鼓的截面图。

[0024] 图3为示出了在本发明的贴附橡胶条的装置中所制造的充气轮胎的实施方式的截面图。

[0025] 图4A为从鼓轴中心的方向示出的橡胶条的贴附状态的放大前视图，并且图4B为其侧视图。

[0026] 图5为示出了说明根据本发明的错位减小的机制的框架格式的视图。

[0027] 图6A为从鼓轴中心的方向示出的常规橡胶条的贴附状态的放大前视图，并且图6B为其侧视图。

具体实施方式

[0028] 下文中详细地描述了本发明的贴附橡胶条的方法以及用于实施该贴附方法的贴附橡胶条的装置1。

[0029] 如图1中所示，贴附橡胶条的装置1(下文中会被简称为“贴附装置1”)包括施胶装置2和贴附辊3。贴附装置1在使橡胶条G1围绕鼓4的鼓轴中心4j卷绕于鼓4的鼓侧表面4S上的同时贴附橡胶条G1。

[0030] 橡胶条G1并未被特别地限制，但其为具有例如大约从0.5mm至3.0mm的厚度以及大约从10mm至30mm的宽度的未硫化的橡胶带。本发明的橡胶条G1在通过例如螺杆式的橡胶挤出装置(未示出)挤出并成形的同时被连续地输送到施胶装置2中。应注意的是，橡胶条G至施胶装置2的输送例如可以利用如下方式进行：从橡胶挤出装置挤出并成形的橡胶条G1在辊状的卷筒本体上卷一下，并且随后，橡胶条G1从卷筒本体回卷地输送以便将其输送至施胶装置2。

[0031] 鼓4以能够围绕鼓轴中心4j旋转的方式被支承。在该实施方式中，对于鼓4而言，使用了具有轮胎形状的轮胎成型鼓30(所谓的“刚性芯”)。另外，橡胶条G1贴附于鼓4的鼓侧表面4S上以形成例如胎侧胶。轮胎成型鼓(下文中可以被简称为“成型鼓”)30包括芯主体32以及一对支承轴部33。

[0032] 如图2中所示，本实施方式的芯主体32包括外表面22和一对凸缘面23，外表面22基本等同于硫化轮胎的内表面，所述一对凸缘面23连接至外表面22的胎圈侧端部并且各自沿轴向向外延伸。例如，对于芯主体32而言，优选地使用利用能够在轮胎的周向方向上分开的多个可分件的可分式、利用流体压力的可扩大且可收缩式、以及具有能够在轮胎的径向方向上扩张及收缩的直径的鼓式。

[0033] 如图1中所示，支承轴部33从芯主体32两侧沿轮胎轴向方向同心地向外突出。支承轴部33在支承台31上以可旋转地枢转。

[0034] 本实施方式的支承台31包括输送台35、枢转台36和芯支承台37。输送台35能够在基座34上移动。枢转台36由输送台35支承并且能够绕竖向的枢转轴中心J旋转。芯支承台37经由水平传送台38由枢转台36支承。芯支承台37包括支承台主体37A和连接部37B。支承台主体37A坐置于水平传送台38上。连接部37B设置在支承台主体37A中。连接部37B包括例如锁球机构。连接部37B可分离地连接芯支承台37与轮胎成型鼓30的一个支承轴部33。

[0035] 施胶装置2由施胶装置支承台39支承。本实施方式的施胶装置支承台39包括施胶装置传送台39A和支承部39B。施胶装置传送台39A沿与轨迹34垂直的X轴线方向水平地移动。支承部39B立于施胶装置传送台39A。施胶装置2固定在支承部39B的上端。

[0036] 施胶装置2向鼓侧表面4S供给橡胶条G1。施胶装置2例如为输送式输送机。在本实施方式中，施胶装置2包括下输送机部分5和上输送机部分6。下输送机部分5包括输送带5A，该输送带5A具有作为输送表面的向上表面并且能够循环。上输送机部分6包括按压带6A，按压带6A具有作为按压表面的向下表面并且能够循环。橡胶条G1在被夹在按压表面与输送表面之间的同时进行输送。这防止在橡胶条G1的输送期间的错位。输送带5A和按压带6A被以相同的速度同步驱动。施胶装置2包括气缸7。

[0037] 贴附辊3使所供给的橡胶条G1朝向鼓侧表面4S贴附。本实施方式的贴附辊3经由辊保持件可旋转地支承在气缸7的杆末端处。贴附辊3以通过气缸7的气压将橡胶条G1压靠在鼓侧表面4S上的方式来贴附橡胶条G1。本实施方式的贴附辊3由至少外表面能够弹性变形的海绵材料形成。因此，贴附辊3将橡胶条G1以面接触压靠在鼓侧表面4S上。该面接触与线接触相比更能够使贴附状态稳定。

[0038] 接下来是利用如上所述那样构成的贴附装置1的充气轮胎T的制造方法的实施方式。充气轮胎T的制造方法包括生外胎Ta的成形步骤以及生外胎Ta的硫化步骤。在生外胎Ta的成形步骤中使用了轮胎成型鼓30。

[0039] 如图3中所示，轮胎T包括胎体13、带束层14和内衬层16。胎体13从胎面部10经由胎侧部11设置到两侧的胎圈部12、12中。带束层14在轮胎的径向方向上设置在胎面部10内且在胎体13外。内衬层16布置在胎腔表面上并且由具有良好的不透气性的橡胶构成。

[0040] 另外，轮胎T包括胎面胶10G和胎侧胶11G，胎面胶10G接触道路表面，胎侧胶11G设置成在轮胎的径向方向上比胎面胶10G更靠内。

[0041] 本实施方式的胎体13由包括径向地布置的胎体帘线的单个胎体帘布层13A形成。该径向布置意味着胎体帘线相对于轮胎赤道线C以从75度至90度的角度倾斜。胎体帘布层
13A通过利用顶覆橡胶来覆盖如下构成的胎体帘线的排列体的两个表面而形成，即，胎体帘线以恒定的间距平行地布置。

[0042] 本实施方式的带束层14由两个如下的带束帘布层14A和14B形成，即，该带束帘布层14A和14B由覆盖有顶覆橡胶的钢丝帘线构成。带束帘线相对于轮胎赤道线C以从15度至40度的角度倾斜以便彼此相交。在带束层14的径向外部例如可以含有包括沿着轮胎的周向方向的帘线的冠带层(未示出)。在本实施方式中，设置有用以填充带束层14与胎体13之间的空隙的缓冲橡胶20。

[0043] 胎圈部12在胎体13的径向内侧部和径向外侧部中的至少一者中设置有胎圈芯15。本实施方式的胎圈芯15包括内胎圈芯15i和外胎圈芯15o，内胎圈芯15i设置在胎体13的轴向内侧，外胎圈芯15o设置在胎体13的轴向外侧。

[0044] 胎圈芯15通过使不可延伸的胎圈钢丝15a在轮胎的周向方向上卷绕至少一周、在本实施方式中为多周而构成。对于胎圈钢丝15a而言，优选地使用钢丝帘线、钢丝线、芳纶帘线等。

[0045] 胎圈部12设置有从胎圈芯15的径向外表面以渐缩的方式径向向外延伸的三角胶17。三角胶17帮助改善胎圈部12的弯曲刚度以及驾驶稳定性。在本实施方式中，三角胶17包括内三角胶17i和外三角胶17o，内三角胶17i设置在内胎圈芯15i的径向外侧，外三角胶17o设置在外胎圈芯15o的径向外侧。另外，胎圈部12设置有硬的防擦橡胶18以防止由与轮辋J的接触而引起的磨损。

[0046] 如图2中所示，在形成生外胎Ta的步骤中，防擦橡胶18的基部18a以及内衬层16首先贴附于芯主体32的外侧。防擦橡胶18的基部18a的截面例如为长方形的并且以环状的方式卷绕于凸缘面23上。

[0047] 内衬层16例如通过使未硫化的宽幅橡胶板材G2卷绕于芯主体32的外表面22上而形成。在该卷绕过程中，橡胶板材G2定位在芯主体32的外表面22的一个端部处并且使支承轴部33中的芯主体32滚动以便贴附于外表面22的全部圆周上。同时，内衬层16可以通过使宽幅橡胶板材G2卷绕于胎面部10的区域上并且使长橡胶条(未示出)卷绕并贴附于设置在其两侧的胎侧部11以及胎圈部12的区域中而形成。

[0048] 接下来，在本实施方式中，在胎圈部12的区域的胎圈部16的外侧制造内胎圈芯15i。内胎圈芯15i例如通过多于一次地螺旋卷绕被连续供给的单个胎圈钢丝15a使得从防擦橡胶18的基部18a在径向方向上堆叠而形成。随后，内三角胶17i设置在内胎圈芯15i的径向外侧上。

[0049] 接下来，设置胎体13、外胎圈芯15o、外三角胶17o、与发苍橡胶18的基部18a连接的附属部18b、缓冲橡胶20和带束层14。在本实施方式中，每一个轮胎组成构件均由宽幅一体挤出式的帘布层构件和橡胶板材形成。

[0050] 接下来，形成胎侧胶11G。胎侧胶11G以本发明的橡胶条的贴附方法形成。如图4(A)和图4(B)中所示，胎侧胶11G的橡胶条G1通过施胶装置2在垂直于基准线N的输送方向上供给至鼓侧表面4S。基准线N为在鼓侧表面4S上从鼓中心4j径向向外延伸的径向线。在本实施方式中，基准线N水平地延伸。在输送方向上所供给的橡胶条G1的宽度中心线Gj与基准线N相交处的点为贴附目标位置P1。换句话说，当使橡胶条G1贴附于基准线N上的任意的贴附目标位置P1上时，在输送方向上供给橡胶条G1使得其宽度中心线Gj穿过贴附目标位置P1。

[0051] 贴附辊3以能够围绕与基准线N平行的辊轴中心3j旋转的方式被支承。辊轴中心3j布置在基准线N的沿鼓旋转方向的下游、与基准线N相距距离L处。距离L狭义上意味着在侧视图中辊轴中心3j与鼓轴中心4j和基准线N平行。

[0052] 贴附辊3的这种布置抑制了由橡胶条G1的径向外边缘侧与径向内边界侧之间的速度差导致的径向错位。也就是说，橡胶条G1沿与穿过贴附目标位置P1的目标轨迹S类似的轨迹贴附。同时，“目标轨迹S”表示橡胶条G1在没有错位的情况下贴附于贴附目标位置P1时的轨迹。

[0053] 本发明中的橡胶条G1的错位的抑制机制推断如下：图5为示出了说明橡胶条G1的错位抑制机制的框架格式的视图。如图5中所示，当布置于基准线N的沿鼓旋转方向的下游、与基准线N相距距离L处设置的辊轴中心3j时，通过按压贴附辊3橡胶条G1随着鼓旋转得到与鼓的径向方向垂直的速度矢量V。速度矢量V包括与基准线N平行的向内指向的速度矢量分量Vy以及与基准线N垂直的速度矢量分量Vx。向内的速度矢量分量Vy抵消由于橡胶条G1的外边缘侧与内边界之间的速度差而产生的向外指向的张力F，并且此外使橡胶条G1向内边界侧移动。从而抑制了上述错位，并且橡胶条G1能够沿与目标轨迹G类似的轨迹贴附。

[0054] 同时，当具有20mm的宽度和1mm的厚度的橡胶条G1贴附于呈具有250mm的半径的弧状样式的鼓侧表面4S上时，出现径向离开大约10mm的错位。因此，当形成常规轮胎T的胎侧胶时，距离L优选地设定为在从20mm至40mm的范围内。这种设定使与贴附目标位置P1的径向错位量不大于大约3mm，此外不大于2mm。

[0055] 接下来，如图2中所示，设置胎面胶10G。胎面胶10G由例如一体挤出的橡胶板材形成。

[0056] 因此，生外胎Ta形成在芯主体32的外侧。接下来，芯主体32和生外胎Ta在硫化模具(未示出)中一体地被硫化并被模制。因此，制造出轮胎T。

[0057] 本发明的贴附橡胶条的方法并不限于仅形成胎侧胶11G的方法。本发明的贴附橡胶条的方法可以形成例如三角胶17、胎侧部11、或胎圈部12的区域中的内衬层16。

[0058] 尽管已经对本发明的特别优选的实施方式进行了详细描述，但是本发明并不限于示出的实施方式，并且可以做出各种改型。

[0059] 实施方式

[0060] 为了确认本发明的效果，利用具有图1中示出的结构的贴附装置，使橡胶条围绕鼓轴中心卷绕并贴附于旋转鼓的鼓侧表面上。另外，所测量的是实际贴附位置P2与贴附目标位置P1之间的在鼓的径向方向上的错位量，并且记录在表1中。计算速度矢量分量Vx、Vy(在图5中示出)。同时，关于错位量，符号(-)是指鼓的径向向外方向上的错位，并且符号(+)是指鼓的径向向内方向上的错位。

[0061] 橡胶条具有20mm的宽度和1mm的厚度。贴附目标位置P1距鼓轴中心的距离R以及压辊距基准线N的距离L为可变数目。

[0062] 表1

[0063]

[0064] 如表中所示出的，辊轴中心布置在沿鼓旋转方向的下游处的一定距离处，并且错位量可以减小。

[0065] 符号说明

[0066] 1 贴附橡胶条的装置

[0067] 2 施胶装置

[0068] 3 贴附辊

[0069] 3j 辊轴中心

[0070] 4 鼓

[0071] 4j 鼓轴中心

[0072] 4S 鼓侧表面

[0073] 30 轮胎成型鼓

[0074] G1 橡胶条

[0075] N 基准线