轮胎制造用的模具以及轮胎的制造方法与流程

[0001]本发明涉及轮胎制造用的模具以及轮胎的制造方法。背景技术：[0002]典型的轮胎制造用的模具具有多个组合模和环形状的侧板。在俯视观察下，各个组合模的外周面及内周面呈圆弧状。多个组合模在侧板的外周的周围呈环形状配置。由此，将这些组合模和侧板组合，形成供生胎放入的型腔。典型地讲，组合模的材料为铝合金，侧板的材料为钢。[0003]在轮胎的制造中，生胎在模具中被加热以及加压。通过该加热，组合模和侧板热膨胀。铝合金的线膨胀系数大于钢的线膨胀系数。通过加热，组合模比侧板膨胀得剧烈。因此，可能发生相邻的组合模彼此强烈接触、相互压迫的情况。为了防止这种情况，在常温下，在将组合模配置在侧板的周围时，在组合模之间设置间隙。在日本特开2016-196114公报中报告了关于考虑了热膨胀的模具的研究。[0004]现有技术文献[0005]专利文献[0006]专利文献1：日本特开2016－196114号公报技术实现要素：[0007]以往，在相邻的组合模之间设置有等宽度的间隙。即，在相邻的组合模中，内周面侧的间隙的宽度和外周面侧的间隙的宽度相同。但是，由热膨胀引起的组合模的外周面长度的增加量比内周面长度的增加量大。因此，在模具被加热时，在组合模的外周面侧，可能发生相邻的组合模彼此强烈接触、相互压迫的情况。这可能成为组合模的磨损或变形的主要原因。另外，由于在组合模的外周面侧组合模彼此接触，因此在组合模的内周面侧无法减小间隙的宽度，可能引起生胎的橡胶进入它们之间的情况。这可能影响轮胎的外观。[0008]本发明的目的在于提供一种模具，其能够抑制由热膨胀引起的组合模的磨损及变形，并且能够制造外观优异的轮胎。[0009]本发明所涉及的轮胎制造用的模具具有多个组合模以及环形状的侧板，在俯视观察时，该多个组合模的内周面以及外周面均呈圆弧状。在常温下，当将上述多个组合模等间隔地排列在上述侧板的周围时，在相邻的上述组合模之间存在间隙。上述组合模的上述外周面侧的间隙的宽度go比上述组合模的上述内周面侧的间隙的宽度gi大。[0010]优选为，该模具所具有的上述间隙的宽度go及宽度gi使得：在将上述组合模及侧板加热到规定的温度tv的状态下，能够使上述多个组合模以相邻的组合模彼此不重叠的方式等间隔地排列在上述侧板的周围。[0011]优选为，在将上述组合模及侧板加热到规定的温度tv的状态下，当将上述多个组合模等间隔地排列在上述侧板的周围时，在相邻的上述组合模之间存在间隙，上述组合模的上述内周面侧的间隙的宽度gi’为规定的值g以下。[0012]优选为，上述规定的值g为0.05mm。[0013]优选为，上述规定的温度tv为140℃以上且180℃以下。[0014]优选为，上述组合模的材质为铝合金，上述侧板的材质为钢。[0015]本发明所涉及的轮胎的制造方法包含如下工序：[0016]形成生胎；[0017]以及[0018]在模具中对上述生胎进行加热以及加压，其中，该模具具有多个组合模和环形状的侧板，在平面观察下，该多个组合模的内周面及外周面均呈圆弧状，在常温下，当将上述多个组合模等间隔地排列在上述侧板的周围时，在相邻的上述组合模之间存在间隙，上述组合模的上述外周面侧的间隙的宽度go比上述组合模的上述内周面侧的间隙的宽度gi大。[0019]在该模具中，在常温下，当将多个组合模等间隔地排列在侧板的周围时，相邻的组合模之间的外周面侧的间隙的宽度go比内周面侧的间隙的宽度gi大。由于间隙的宽度go大，因此即使组合模热膨胀，也能够防止在组合模的外周面侧相邻的组合模彼此强烈接触、相互压迫。由于间隙的宽度gi小，因此，能够在高温下在内周面侧使间隙的宽度变小。该模具防止了生胎的橡胶进入到组合模之间。附图说明[0020]图1是表示本发明的一个实施方式的轮胎用模具的俯视图。[0021]图2是沿图1的ii-ii线的剖视图。[0022]图3是将图1的局部放大后的俯视图。[0023]图4是示出图3的模具处于高温的状态的俯视图。[0024]标号说明[0025]2：模具；4：组合模；6：侧板；8：胎圈环；10：组合模的型腔面；12：组合模的内周面；14：组合模的外周面；16：分割面；22：侧板的型腔面；23：胎圈环的型腔面；24：侧板的外周面；26：间隙。具体实施方式[0026]下面，一边适当参照附图一边根据优选的实施方式详细说明本发明。[0027]图1是表示本发明的轮胎制造用的模具2的俯视图。在图1中，双箭头a所示的方向是该模具2的周向，与纸面垂直的方向是该模具2的轴向。图2是沿图1的ii-ii线的剖视图。在图2中，左右方向为半径方向，上下方向为轴向，与纸面垂直的方向为周向。该模具2具有组合模4、一对侧板6以及一对胎圈环8。在图2中还示出了生胎r。图1和图2示出了常温tc下的模具2。在这里，常温tc是10℃以上且35℃以下的规定的温度。在该实施方式中，常温tc为20℃。[0028]如图1所示，组合模4的平面形状实质上是圆弧形状。多个组合模4在侧板6的周围配置成环形状。该组合模4的数量被称为分割数n。在该实施方式中，分割数n为9。组合模4等间隔地排列。组合模4由铝合金构成。如图1和图2所示，组合模4具有型腔面10、成对的内周面12和外周面14、以及一对分割面16。[0029]如图2所示，型腔面10主要与生胎r的胎面接触。虽然未图示，但在型腔面10上设置有用于在胎面形成槽的突条。[0030]各个内周面12位于型腔面10的轴向外侧。内周面12与所对应的侧板6接触。如图1所示，在俯视观察下，内周面12呈圆弧状。[0031]外周面14是组合模4的半径方向外侧的面。在图2的实施方式中，作为组合模4的半径方向外侧的面，存在沿轴向延伸的第一面18和位于该第一面18的轴向外侧且相对于轴向倾斜的一对第二面20。这样，在组合模4的半径方向外侧的面存在多个时，将其中位于半径方向最外侧的从组合模4的周向的一端延伸到另一端的面作为外周面14。在该实施方式中，第一面18是外周面14。如图1所示，在俯视观察下，外周面14呈圆弧状。[0032]分割面16是组合模4的周向的端面。与周向的两个端部对应地存在一对分割面16。在该实施方式中，在俯视观察下，分割面16呈直线状。[0033]如图1所示，侧板6为环形状。如图2所示，侧板6存在上下一对。各个侧板6具有型腔面22以及外周面24。型腔面22主要与生胎r的侧部接触。外周面24从型腔面22的径向外侧端沿轴向延伸。外周面24与组合模4的相应的内周面12接触。如图1所示，在俯视观察下，外周面24为圆形。[0034]如图1所示，胎圈环8为环形状。如图2所示，胎圈环8存在上下一对。各个胎圈环8具有型腔面23，该型腔面23与生胎r的相应的胎圈部分接触。胎圈环8固定于侧板6。[0035]在图3中，将图1的模具2的局部放大示出。在图2和图3中，箭头ri表示组合模4的内周面12的曲率半径，箭头ro表示组合模4的外周面14的曲率半径。箭头rp表示侧板6的外周面24的半径。如图3所示，在该实施方式中，在温度tc下，组合模4的内周面12和侧板6的外周面24无间隙地接触。换言之，在温度tc下，半径ri和半径rp相等。[0036]如图1和图3所示，在相邻的组合模4之间设置有间隙26。在组合模4的分割面16和与其相邻的组合模4的相对的分割面16之间设有间隙26。在图3中，双箭头gi表示组合模4的内周面12侧的间隙26的宽度。双箭头go表示组合模4的外周面14侧的间隙26的宽度。在该模具2中，宽度go比宽度gi大。[0037]图4中表示将图3的模具2加热到规定的温度tv时的状态。该温度tv被设定为轮胎硫化时的温度。温度tv通常为140℃以上且180℃以下。[0038]当模具2被加热到温度tv时，组合模4以及侧板6进行热膨胀。它们的半径也变大。在图4中，箭头ri’表示组合模4的内周面12的曲率半径，箭头ro’表示组合模4的外周面14的曲率半径。箭头rp’表示侧板6的外周面24的半径。这些半径由以下的式子表示。[0039]ri’＝(1+αs·δt)·riꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(1)[0040]ro’＝(1+αs·δt)·roꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(2)[0041]rp’＝(1+αp·δt)·rpꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(3)[0042]在这里，αs是组合模4的线膨胀系数，αp是侧板6的线膨胀系数。δt是温度tv与温度tc之差(tv-tc)。δt是从图3的状态到图4的状态的上升温度。[0043]组合模4的线膨胀系数αs比侧板6的线膨胀系数αp大。由上述的式子(1)及式子(3)可知，半径ri’大于半径rp’。因此，如图4所示，在组合模4的内周面12与侧板6的外周面24接触时，在它们之间产生间隙。[0044]在图4中，双箭头gi’表示组合模4的内周面12侧的间隙26的宽度。双箭头go’表示组合模4的外周面14侧的间隙26的宽度。如上所述，线膨胀系数αs比线膨胀系数αp大，因此组合模4比侧板16膨胀得剧烈。宽度gi’小于宽度gi，宽度go’小于宽度go。另外，由于组合模4的外周面长度比内周面长度长，因此外周面长度的增加量比内周面长度的增加量大。即，外周面14侧的间隙26的减少量(go－go’)比内周面12侧的间隙26的宽度的减少量(gi－gi’)大。[0045]由于组合模4比侧板6膨胀得剧烈，因此根据宽度gi和宽度go的值，在温度tv下，计算上组合模4彼此产生重叠。在此，计算上产生重叠时的宽度gi’及宽度go’用负值表示。由于组合模4是金属，因此在现实中组合模4彼此不会重叠，成为相邻的组合模4彼此强烈接触、相互压迫的状态。在此，计算上宽度gi’或宽度go’为负值的状态被称为“相邻的组合模4彼此重叠”。[0046]在该实施方式中，即使在膨胀后，相邻的组合模4彼此也不会重叠，组合模4排列在侧板6的周围。换言之，该模具2所具有的间隙26的宽度go及宽度gi使得：在规定的温度tv下，使相邻的组合模4彼此不会重叠而能够等间隔地排列在侧板6的周围。并且，换言之，该模具2具有使宽度gi’及宽度go’均为0以上的宽度go及宽度gi。[0047]使宽度gi’以及宽度go’均为0以上这样的间隙26的宽度go及宽度gi可以通过计算来确定。例如，宽度gi’及宽度go’均为0时的宽度go及宽度gi如下确定。[0048]在图4中，双箭头li’表示在温度tv下的组合模4的内周面12的长度，双箭头lo’表示组合模4的外周面14的长度。已知半径ri’(式子(1))、半径rp’(式子(3))及分割数n(在本实施方式中为9)，因此宽度gi’及宽度go’均为0的相邻的组合模4的分割面16彼此接触时的长度li’能够根据这些值来计算。也可以描绘此时的图来求出长度li’。同样，也能够求出此时的长度lo’。[0049]在图3中，双箭头li表示温度tc下的组合模4的内周面12的长度，双箭头lo表示该温度下的组合模4的外周面14的长度。组合模4的内周面12的长度li和组合模4的外周面14的长度lo可以使用上述的长度li’和长度lo’通过下面的式子来计算。[0050]li＝(1－αs·δt)·li’ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(4)[0051]lo＝(1－αs·δt)·lo’ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ(5)[0052]gi及go为下面的式子。[0053]gi＝2π·ri/n-li[0054]ꢀꢀ＝2π·ri/n-(1-αs·δt)·li’ꢀꢀꢀꢀ(6)[0055]go＝2π·ro/n-lo[0056]ꢀꢀ＝2π·ro/n-(1-αs·δt)·lo’ꢀꢀꢀ(7)[0057]为了在温度tv下使组合模4与相邻的组合模4不重叠而等间隔地排列在侧板6的周围，使gi为式子(6)的gi以上，go为式子(7)的go以上即可。即，gi以及go如下所示。[0058]gi≧2π·ri/n-(1-αs·δt)·li’ꢀꢀꢀꢀ(8)[0059]go≧2π·ro/n-(1-αs·δt)·lo’ꢀꢀꢀꢀ(9)[0060]这些是使宽度gi’及宽度go’均为0以上的间隙26的宽度go及宽度gi的范围。[0061]另外，对式子(8)及式子(9)乘以具有大于1的值的安全系数β及γ。[0062]gi≧β·(2π·ri/n-(1-αs·δt)·li’)ꢀꢀꢀꢀꢀ(10)[0063]go≧γ·(2π·ro/n-(1-αs·δt)·lo’)ꢀꢀꢀꢀꢀ(11)[0064]安全系数β及安全系数γ例如为1.05。[0065]使用该模具2的轮胎的制造方法包含获得生胎r的工序以及对生胎r进行硫化的工序。在获得生胎r的工序中，在成形鼓的外表面层叠有胎体、胎面等轮胎的构成部件。由此，制作生胎r。在对生胎r进行硫化的工序中，将该生胎r投入到该模具2中。生胎r在该模具2内一边被加压一边被加热。通过加压及加热使橡胶组合物流动。通过加热使橡胶发生交联反应。由此，得到轮胎。[0066]下面，说明本发明的作用效果。[0067]模具被加热时的组合模的外周面长度的增加量比内周面长度的增加量大。在本发明的模具2中，在常温tc下，当将多个组合模4等间隔地排列在侧板6的周围时，相邻的组合模4之间的外周面14侧的间隙26的宽度go比内周面12侧的间隙26的宽度gi大。即使通过热膨胀而使外周面长度增加，由于间隙26的宽度go大，因此能够防止在组合模4的外周面14侧相邻的组合模4彼此强烈接触、相互压迫。该模具2防止组合模4的磨损及变形。[0068]在该模具2中，能够通过较大的宽度go来防止外周面14侧的组合模4彼此接触，并且通过较小的宽度gi来减小高温下的内周面12侧的间隙26的宽度。该模具2能够防止生胎r的橡胶进入到组合模4之间。由该模具2制造的轮胎具有优异的外观。[0069]该模具2所具有的间隙26的宽度go及宽度gi使得：即使在规定的温度tv下，也使相邻的组合模4彼此不重叠而能够等间隔地排列在侧板6的周围。在该模具2中，即使在规定的温度tv下，也能够防止相邻的组合模4彼此强烈接触、相互压迫。这有助于防止组合模4的磨损以及提高耐久性。[0070]宽度gi’优选为规定的值g以下。换言之，该模具2优选具有使宽度gi’为规定的值g以下的间隙26的宽度go及宽度gi。由此，能够有效地控制生胎r的橡胶向组合模4之间进入。[0071]规定的值g优选为0.05mm以下。换言之，优选该模具2具有使宽度gi’为0.05mm以下的间隙26的宽度go及宽度gi。这样，能够有效地防止生胎r的橡胶进入组合模4之间。[0072]宽度go’优选为0.05mm以下。换言之，该模具2优选具有使宽度go’为0.05mm以下的间隙26的宽度go及宽度gi。由此，该组合模4具有充分的耐久性。该模具2实现了良好的耐久性。[0073]在图1～图4的实施方式的模具2中，在俯视观察下，组合模4的分割面16为直线。组合模4的分割面16也可以不是直线。例如，分割面16也可以是从内周面12朝向外周面14向组合模4的中央侧弯曲的曲线。分割面16也可以从内周面12朝向外周面14向组合模4的中央侧阶梯状地折弯。组合模4的分割面16可以具有凸部，相邻的组合模4的相对的分割面16可以具有与该凸部相对应的凹部。组合模4之间的间隙26的宽度从内周面12朝向外周面14逐渐变宽，由此宽度go比宽度gi大即可。或者，也可以通过在组合模4之间的间隙26中存在宽度从内周面12朝向外周面14变宽的部分和等宽度的部分，使宽度go比宽度gi大。[0074]在图1～图4的实施方式的模具2中，在常温tc下，组合模4的内周面12的曲率半径ri与侧板6的半径rp相同。其结果，在温度tv下，组合模4的内周面12的曲率半径ri’大于侧板6的半径rp’。虽然未图示，但作为本发明所涉及的其他实施方式的模具，该模具构成为，在温度tv下，使半径ri’和半径rp’相同。在这种情况下，在温度tc下，半径ri小于半径rp。[0075]在该模具中，在温度tc下，外周面侧的间隙的宽度go比内周面侧的间隙的宽度gi大。由此，防止在温度tv下在组合模的外周面侧相邻的组合模彼此强烈接触、相互压迫。[0076]该模具所具有的间隙的宽度go及宽度gi使得：能够在规定的温度tv下使相邻的组合模彼此不重叠而等间隔地排列在侧板的周围。由此，在该模具中，即使在规定的温度tv下也能够防止相邻的组合模彼此强烈接触、相互压迫。[0077][实施例][0078]以下，通过实施例来明确本发明的效果，但不应基于该实施例的记载来限定地解释本发明。[0079][实施例1][0080]制作出图1-4所示的模具。该模具的组合模的材质为铝合金，侧板的材质为钢。在该模具中，宽度go大于宽度gi。在该模具中，将温度tv设定为170℃，以使此时相邻的组合模之间的间隙的宽度gi’及go’为0的方式来确定常温tc下的间隙的宽度gi及宽度go。[0081][比较例1][0082]除了宽度go与宽度gi相同以外，其余与实施例1同样地制作比较例1的模具。[0083][生胎的橡胶的进入][0084]将生胎放入所制作的模具中，在模具内进行加压及加热。加热的温度为170℃。将由此得到的轮胎从模具中取出，目视确认橡胶向组合模之间的进入。在利用实施例1的模具制作出的轮胎中，没有发生该进入。在利用比较例1的模具制作出的轮胎中，发生了该进入。[0085][相邻的组合模的分割面之间的压力][0086]将生胎放入所制作的模具中，在模具内进行加压以及加热。加热的温度为170℃。在分割面的外周面侧测量相邻的组合模的分割面之间的压力。其结果，可以确认实施例1的模具中的压力比比较例1的模具中的压力小。该压力优选为较小。[0087]如上所述，实施例的模具的评价比比较例的模具的评价高。根据该评价结果，明确本发明的优越性。[0088]产业上的可利用性[0089]本发明的模具可以适用于各种轮胎的制造。