專利名稱：充氣輪胎用胎圈芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎用胎圈芯，其中使用卡釘裝置(staple fittings)能夠防止胎圈線松脫。
背景技術(shù)：
所謂單線圈結(jié)構(gòu)的充氣輪胎用胎圈芯正大量被使用，其中單根胎圈線以多列和多級的形式連續(xù)地纏繞。在胎圈芯具有此種結(jié)構(gòu)的情況下，通常使用由紡織布料等制得的包裹層將整個胎圈芯包裹來加固胎圈芯，以防止纏繞和交疊的胎圈線松脫，并保持其在橫截面表面的形狀。然而，這種使用包裹層包裹的操作效率較差，并且會造成生產(chǎn)力下降或更高的成本。
因此近年來開始使用如圖8(A)所示的由金屬盤條(wire rod)制成的C形卡釘裝置(a)包裹在胎圈芯(b)的外圍，使其在至少包括線圈的起始部分和末端部分的數(shù)個位置上得以固定。
然而，雖然這種卡釘裝置(a)能夠防止松脫，但其對胎圈芯(b)的夾緊力較弱。因此，在制造生胎的成形過程中，卡釘裝置(a)由于受到胎體(c)的拉動而沿轉(zhuǎn)動方向繞著胎圈芯發(fā)生如圖8(B)所示的位移。結(jié)果是，卡釘裝置(a)的尖端a1會凸出穿過胎體簾線進(jìn)入胎腔一側(cè)，從而造成氣密層橡膠的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種充氣輪胎用胎圈芯，其能夠限制卡釘裝置繞胎圈芯發(fā)生位移，并且能夠有效地限制因這種位移而導(dǎo)致對氣密層橡膠的損壞。
本發(fā)明的充氣輪胎用胎圈芯包含環(huán)狀胎圈芯主體，其中單根胎圈線以多列和多級方式連續(xù)地纏繞，和由金屬材料制成的卡釘裝置，其中胎圈芯主體被設(shè)置成胎圈芯主體的外圍表面包括在包含其中心軸在內(nèi)的子午截面(meridian section)上外凸的角狀部分，其中卡釘裝置被設(shè)置成它們被彎成C形的樣式包裹在胎圈芯主體的外圍表面以防止胎圈線松脫，以及其中卡釘裝置包含內(nèi)凹部分，通過胎圈芯主體的角狀部分向其伸入來限制卡釘裝置繞胎圈芯主體發(fā)生位移。
本發(fā)明中的胎圈芯可包括在包含其中心軸的子午截面上外凸的角狀部分，其與胎圈芯主體的外圍表面相接，以及其中卡釘裝置的至少一部分內(nèi)側(cè)外圍表面通過在其長度的方向上以重復(fù)形成內(nèi)凹的方式變形為與至少一部分角狀部分相對應(yīng)的波狀樣式。并且本發(fā)明中的胎圈芯在主體部分中可包括數(shù)量(n)為1～8個的角狀部分，且卡釘裝置包括不大于(n)的數(shù)量為(m)的內(nèi)凹部分。
同時，在本發(fā)明中的胎圈芯中，在卡釘裝置的角的方向上相對于與卡釘裝置最內(nèi)端位置相接的內(nèi)圍表而的高度(h)設(shè)定為0.3～1.5mm。
并且，當(dāng)胎圈芯主體部分的角狀部分?jǐn)?shù)量(n)為6、卡釘裝置的內(nèi)凹部分的數(shù)量(m)為2或3時，高度(h)被定為0.5～1.3mm，而當(dāng)卡釘裝置的內(nèi)凹部分的數(shù)量(m)為4時，高度(h)被定為0.5～0.8mm。


圖1是使用本發(fā)明的胎圈芯的充氣輪胎的一個實(shí)施方式的截面圖；圖2是胎圈芯放大的截面圖；圖3是解釋卡釘裝置在壓合之前的正視圖；圖4(A)～4(C)是胎圈芯主體另一實(shí)施方式的截面圖；圖5是解釋形成卡釘裝置的方法的示意圖；圖6是卡釘裝置的另一實(shí)施方式的示意圖；圖7是實(shí)施方式的測試結(jié)果；以及圖8(A)和8(B)是解釋先前工藝的問題的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將結(jié)合列舉的實(shí)施例來解釋本發(fā)明的一個實(shí)施方式。圖1是使用本發(fā)明的胎圈芯的充氣輪胎是例如重型輪胎的情況的截面圖。
在圖1中，充氣輪胎1包含分別位于從胎面部2的兩側(cè)末端沿輪胎徑向向內(nèi)延伸以配合輪輞的胎壁部分3的內(nèi)側(cè)末端的胎圈部4。環(huán)狀胎圈芯5被埋入到胎圈部4中，同時環(huán)狀胎體6架橋于胎圈芯5，5之間。
胎體6包括一層或多層胎體簾布層(在本實(shí)施方式中使用單層胎體簾布層6A)，其中胎體簾線與輪胎圓周方向成如75～90度角排列。胎體簾布層6A以串聯(lián)的形式包含位于在胎圈芯5，5之間架橋的簾布層主體部分6a的兩側(cè)的簾布層卷起部6b，其繞著胎圈芯5從內(nèi)向外卷起并被固定在那兒。在本方法中，在簾布層主體部分6a和簾布層卷起部6b之間發(fā)置有用于加強(qiáng)胎圈的三角膠橡膠8，其沿著輪胎徑向從胎圈芯5以逐漸變細(xì)的方式向外延伸。
帶束層7沿輪胎圓周方向纏繞于胎體6外側(cè)和胎面部2內(nèi)側(cè)。帶束層7由兩層或多層使用帶束層簾線的帶束簾布層組成(其中客車用輪胎通常使用兩層簾布層，而重型輪胎使用三或四層簾布層)。本實(shí)施方式列舉的情形為帶束層7為四層結(jié)構(gòu)，包括在輪胎徑向最內(nèi)側(cè)的第一帶束層簾布層7A，其中鋼制簾線與輪胎圓周方向成例如45～75度角排列，以及第二到四帶束層簾布層7B～7D，其中簾線與輪胎圓周方向成較小的角度如10～35度排列。帶束簾布層7A～7D用以提高帶束層的剛性，并借助由在重疊的簾布層之間提供互相交叉的一個或多個點(diǎn)帶來的緊箍(hoop)效應(yīng)來加強(qiáng)胎面部2。
如圖2的放大模式所示，每個胎圈芯5都包含所謂單線圈結(jié)構(gòu)的環(huán)狀胎圈芯主體11，其中由例如鋼絲制成的單根胎圈線10以多列和多級的方式連續(xù)地纏繞，和用金屬材料制成的卡釘裝置12。
胎圈芯主體11的隆起部分形成了向外凸出的角狀部分P，在包含其中心軸在內(nèi)的子午截面上，外圍表面S以多邊形截面的方式相接。如圖2所示，本實(shí)施方式列舉了一個胎圈芯，其中角狀部分P在多邊形截面中作為接合部分。在本方法中，也可以形成非圓形的截面形狀，其在外圍表面S上包括(n)個(至少一個或更多)角狀部分P。當(dāng)胎圈芯主體11為多邊形時，可以優(yōu)選使用少于八邊形(n≤8)的多邊形，例如本實(shí)施方式中的六邊形(n＝6)，和如圖4(A)所示的四邊形(n＝4)。在n＞8的情況下，胎圈芯主體11會變得過于接近圓形，以至于采用角狀部分P來限制卡釘裝置12發(fā)生位移的效果難以充分顯現(xiàn)。在本方法中，除了多邊形以外，必要時也可以使用如圖4(B)和圖4(C)所示的多邊形的一部分被替換為圓形的復(fù)雜形狀。
金屬材料被用于卡釘裝置12。金屬材料可以是金屬絲例如鋼絲、鋁絲等。卡釘裝置12具有由金屬材料制成的C形的形狀(在下文中稱為金屬盤條)。卡釘裝置12通過包圍胎圈芯主體11的外圍表面來阻止胎圈線10松脫。因此，將卡釘裝置12裝配為在包含其中心軸在內(nèi)的子午截面(換句話說，即與輪胎圓周方向垂直的橫截面)上包圍外圍表面S。
更特別的，卡釘裝置12在壓合之前的狀態(tài)是具有如圖3所示的基本是拱門形狀。使用已知的卡釘壓合方法，從外部沿胎圈芯主體11的徑向?qū)⑵鋲汉?。這時，拱門形狀的尖端部分12E向內(nèi)彎曲形成為C形樣式，這樣輕易的將胎圈線10固定。在本方法中，卡釘裝置12被設(shè)置在至少包括胎圈線10的線圈的起始部分和末端部分的位置。
在本實(shí)施方式中，卡釘裝置12形成于其內(nèi)圍表面12s處，用于限制位移的內(nèi)凹部分14(如圖2和3所示)將胎圈芯主體11包圍，而角狀部分P則伸入其中。
在本實(shí)施方式中，胎圈芯主體11的截面呈水平上長的扁平六邊形，其徑向上的內(nèi)側(cè)表面FL面向胎圈底部表面一側(cè)。在這里所列舉的情形中，胎圈芯主體11具有總共六個(n＝6)角狀部分P，它們是位于內(nèi)側(cè)表面FL徑向上兩側(cè)的內(nèi)側(cè)角狀部分Pa，Pa；位于外側(cè)表面FU徑向上兩側(cè)的外側(cè)角狀部分Pb，Pb；和位于外圍表面S上在寬度方向上基本外凸的中間角狀部分Pc，Pc。
內(nèi)凹部分14的數(shù)量(m)小于數(shù)量(n)(角狀部分P的數(shù)量)，其形成于卡釘裝置12的內(nèi)圍表面12s。在本實(shí)施方式中，形成總共四個(m＝4≤n)內(nèi)凹部分14，它們是外側(cè)角狀部分Pb，Pb所伸入的內(nèi)凹部分14a，14a；和中間角狀部分Pc，Pc所伸入的內(nèi)凹部分14c，14c。這四個內(nèi)凹部分14與角狀部分P的位置相對應(yīng)，并且在卡釘裝置12的長度方向上重復(fù)其結(jié)構(gòu)。以這樣的排列，至少內(nèi)圍表面12s的一部分變形為波狀的樣式，在其中，內(nèi)凹部分14和其間的凸出部分15交替重復(fù)。而且，卡釘裝置12的這種排列使得其圍繞胎圈芯主體11的位移因角狀部分P向內(nèi)凹部分14的伸入而受到限制。
這里，在那些形成內(nèi)凹部分14的位置與角狀部分P的位置不相適合的地方，限制卡釘裝置12的位移的效果不能充分顯現(xiàn)。而且，可能發(fā)生內(nèi)凹部分14的數(shù)量過大，以至于凸出部分15形成于尖端部分12E的情況。在這種情況下，尖端部分12E在被壓合時彎曲會變得困難。并且可能導(dǎo)致不能固定胎圈芯主體11。因此，內(nèi)凹部分14的形成數(shù)量(m)優(yōu)選為其下限被定為2或以上，其上限數(shù)量(m)優(yōu)選定為最大不大于(n)，并且優(yōu)選為不大于(n-2)甚至不大于(n-3)。
為了實(shí)現(xiàn)限制位移的效果，還優(yōu)選將內(nèi)凹部分14的高度(h)設(shè)為0.3～1.5mm的范圍。當(dāng)高度(h)小于0.3mm時，與角狀部分P的接合將不充分。并且，當(dāng)其超過1.5mm時，角狀部分P將在內(nèi)凹部分14中過度移動，而且在這兩種情況下，限制位移的效果有變差趨勢。從這些方面考慮，高度(h)的下限優(yōu)選設(shè)為不小于0.4mm，并且進(jìn)一步不小于0.5mm，而其上限優(yōu)選設(shè)為不大于1.3mm，并且進(jìn)一步不大于1.0mm。在本方法中，每個內(nèi)凹部分14的高度(h)指的是基于連接內(nèi)側(cè)最末端部分的虛擬內(nèi)表面12s’，在與卡釘裝置12的內(nèi)表面12s垂直方向上的最大高度。
在本方法中，由本實(shí)施方式的測試結(jié)果圖7(將在后文中描述)可以看出，當(dāng)胎圈芯主體的角狀部分的數(shù)量為6，卡釘裝置的內(nèi)凹部分的數(shù)量(m)為2～3時，通過把高度(h)設(shè)為在0.5～1.3mm的范圍內(nèi)可以使暴露(exposure)的發(fā)生率限制在0％。而且，對于卡釘裝置的內(nèi)凹部分的數(shù)量(m)為4，當(dāng)把高度(h)設(shè)為在0.4～0.8mm的范圍內(nèi)，可以使暴露的發(fā)生率限制在0％。
這里，通常制成如圖5所示的傳統(tǒng)卡釘裝置，其中使用(1)旋轉(zhuǎn)過程，以捆扎的方法從纏繞著金屬盤條20的繞線筒21中拉出金屬盤條20，并旋轉(zhuǎn)繞線筒以制成一束條帶狀的盤條22，其中每根金屬盤條20以平行的方式排列；(2)粘結(jié)過程，將粘結(jié)劑涂在盤條束22上，使金屬盤條20相互固定；(3)切割過程，將粘結(jié)的盤條束22A切割成與外圍表面S的長度相應(yīng)的長度；和(4)彎曲過程，將切割的盤條束22B彎曲，以形成拱門形狀。
本發(fā)明中的卡釘裝置12在例如彎曲過程中，通過對盤條束22B進(jìn)行擠壓成型，能進(jìn)一步形成內(nèi)凹部分14。
在本方法中，例如，如圖6所示，通過使用與內(nèi)圍表面12s相似的波狀外圍表面，本發(fā)明的卡釘裝置12能被制為在長度方向上具有基本一致的厚度。
盡管本發(fā)明最優(yōu)選的實(shí)施方式已經(jīng)在上文中進(jìn)行了詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不限于所列舉的實(shí)施方式，而是可以以各種變形實(shí)施。
實(shí)施例制得卡釘裝置12，其形成內(nèi)凹部分14的數(shù)量(m)和高度(h)做了各種改變，將其用于具有水平上呈長且扁平的六邊形截而的胎圈主體11(圖3)。將胎圈線10被卡釘裝置12固定的胎圈芯5用于采用普通方法制備1000個生胎。對卡釘裝置12在發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移時是否伴隨有其尖端部分向輪胎內(nèi)腔暴露進(jìn)行檢測。暴露的發(fā)生率(％)結(jié)果見附圖7。
如上所述，對于卡釘裝置的內(nèi)凹部分?jǐn)?shù)量(m)為2或3處，當(dāng)高度(h)設(shè)為在0.5～1.3mm的范圍內(nèi)時，暴露的發(fā)生率可限制為0％。而且，對于卡釘裝置的內(nèi)凹部分?jǐn)?shù)量(m)為4處，當(dāng)高度(h)設(shè)為在0.4～0.8mm的范圍內(nèi)，暴露的發(fā)生率可限制為0％。在本方法中，根據(jù)圖7的結(jié)果，當(dāng)(m)為5時，(h)在0.3～0.7mm的范圍內(nèi)，而當(dāng)(m)為6時，(h)在0.3～0.6mm的范圍內(nèi)。如圖7所示，可以證實(shí)，通過在卡釘裝置12的內(nèi)圍表面12s上設(shè)置角狀部分P所伸入的內(nèi)凹部分14，能夠限制卡釘裝置12的旋轉(zhuǎn)位移。在這里，圖7中的“停止”是指無法測定超過顯示值的高度(h)。
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎用胎圈芯，它包括環(huán)狀胎圈芯主體，其中單根胎圈線以多列和多級的方式纏繞，和由金屬材料制成的卡釘裝置，其中胎圈芯主體被設(shè)置成胎圈芯主體的外圍表面包括在包含其中心軸在內(nèi)的子午截面上外凸的角狀部分，其中卡釘裝置被設(shè)置成它們被彎成C形的桿式包裹在胎圈芯主體外圍表面以防止胎圈線松脫，以及其中卡釘裝置包含內(nèi)凹部分，以胎圈芯主體的角狀部分的伸入來限制卡釘裝置繞胎圈芯主體發(fā)生位移。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎用胎圈芯，其特征在于，所述胎圈芯主體在包含其中心軸的子午截面上，呈包括向外凸出的角狀部分的多邊形截面，其與胎圈芯主體的外圍表面相接，以及其中卡釘裝置的至少一部分內(nèi)圍表面通過在其長度的方向上以重復(fù)形成內(nèi)凹的方式變形為與至少一部分角狀部分相對應(yīng)的波狀樣式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的充氣輪胎用胎圈芯，其特征在于，所述胎圈芯主體包含的角狀部分的數(shù)量(n)為1～8，并且卡釘裝置包含的內(nèi)凹部分的數(shù)量(m)不大于(n)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎用胎圈芯，其特征在于，所述內(nèi)凹部分被設(shè)置為，其在卡釘裝置的角的方向上相對于與卡釘裝置最內(nèi)端位置相接的虛擬內(nèi)圍表面的高度(h)被設(shè)為0.3～1.5mm。
5.如權(quán)利要求4所述的充氣輪胎用胎圈芯，其特征在于，所述當(dāng)胎圈芯主體的角狀部分的數(shù)量(n)為6、卡釘裝置的內(nèi)凹部分?jǐn)?shù)量(m)為2或3時，高度(h)被設(shè)為0.5～1.3mm，而當(dāng)卡釘裝置的內(nèi)凹部分?jǐn)?shù)量(m)為4時，高度(h)被設(shè)為0.5～0.8mm。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的充氣輪胎用胎圈芯，其特征在于，所述金屬材料為金屬盤條。
全文摘要
一種充氣輪胎用胎圈芯，它包含環(huán)狀胎圈芯主體(11)，其中單根胎圈線(10)以多列和多級的方法纏繞，在其外圍表面S還具有在其子午截面上的角狀部分P，和卡釘裝置(12)，其子午截面被彎曲成C形圍繞于外圍表面S，以防止胎圈線(10)松脫?？ㄡ斞b置(12)包含內(nèi)凹部分(14)，通過胎圈芯主體的角狀部分P向其伸入來限制卡釘裝置繞胎圈芯主體(11)發(fā)生位移。用這樣的安排，能夠限制卡釘裝置圍繞胎圈芯的位移，并且有效地限制由于這種位移導(dǎo)致的氣密層橡膠的損壞。
文檔編號D07B1/18GK1695936SQ20051006727
公開日2005年11月16日 申請日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者鈴木和也 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社