KR0146956B1 - 타이어 성형방법 및 이 방법을 실행하기 위한 몰드 - Google Patents

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Description

타이어 성형방법 및 이 방법을 실행하기 위한 몰드

제1도 내지 제3도는 몰드 세그먼트에 의한 타이어 트레드 조각 무늬의 성형을 개략적으로 도시한 것으로 회전축에 대해 수직으로 취한 단면도.

제4도는 본 발명에 따라 제조된 트레인 외면을 도시한 것으로 몰드 세그먼트 사이에서 접합 평면과 동일한 레벨에서 조각 무늬를 도시한 도면.

제5도는 제4도의 선 1-1을 따라 취한 단면도.

제6도는 제4도의 선 2-2을 따라 취한 단면도.

제7도 및 제8도는 본 발명에 따라 제조된 다른 트레드 조각 무늬를 도시한 제4도와 유사한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:타이어 5:세그먼트

10:트레드 15:홈

17:마모 표시기

[발명의 배경]

본 발명은 타이어, 특히 승용차용 또는 예를 들면 버스나 트럭 등의 이른바 대형 차량용 레이디얼 타이어의 성형에 관한 것이다. 또한, 타이어 재생을 위해 사용되는 트레드의 성형에 관한 것으로, 특히 이와 같은 타이어의 트레드 조각 무늬에 관한 것이다.

이들 타이어의 성형 및 경화를 실행하기 위해, 측면벽을 성형하는 두개의 측면부와 트레드 성형을 위해 측면부 사이에 배치된 세그먼트의 환형 링을 포함하는 몰드를 사용하는 것이 공지되어 있다. 예를들어, 미국 특허 제3,847,520호 및 제3,779,677호에는 이러한 몰드가 개시되어 있다.

특히, 버스에 사용되는 대형 차량용의 타이어는 30Hz 내지 150Hz에 걸친 주파수에서 진동과 소음을 일으킨다는 발견에 따라서, 이러한 진동은 타이어 성형에 기인한 것이 명백하다.

따라서, 본 발명의 목적은 차량에서 불편함을 초래케하는 기하학적 균일성의 부족, 요철(凹凸) 및 초과두께등의 문제점을 해결하기 위하여 몰드 구성을 위한 새로운 개념을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명은, 조각 무늬가 홈에 의해 적어도 부분적으로 형성된 오목부로 둘러싸인 고무 블록을 갖고, 각 블록은 이론 체적의 고무를 가지며, 상기 트레드는 세그먼트 몰드에 의해 성형되고, 각 세그먼트는 횡방향 평면에 의해 원주 방향으로 한정되고, 상기 세그먼트에는 트레드의 조각 무늬를 형성하는 오목부를 형성하기 위해 원하는 배열에 따라 배열되는 양각의 소자가 제공되고, 그 양각의 소자는 이론 체적과 대응하는 체적을 갖는 오목 영역을 세그먼트위에 형성하고, 오목 영역의 일부는 두개의 인접 세그먼트위에 분포되어 있는, 조각무늬가 있는 트레드를 갖는 타이어 성형 방법에 있어서, 2개의 인접 세그먼트위에 분포된 오목 영역의 체적은 대응 블록의 이론 체적보다 큰 체적을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명은 또한 상기 조건에 따라 설계된 세그먼트 몰드에 관한 것이다. 축방향으로 인접한 2개의 링을 한정하는 원주방향의 중간 분리부를 포함하는 몰드뿐만아니라 조각무늬 특성에 평행한 횡방향 평면을 포함하는 몰드 및 가장 흔한 경우로서 방사상의 세그먼트의 횡방향 평면을 포함하는 몰드 양자에 응용될 수 있다. 더욱이, 이것은 상기 방법에 의해 생산된 타이어에 확대 적용된다.

본 발명의 설명을 간단히 하기 위하여, 이하에 세그먼트 몰드를 성형하여 얻어진 대형 차량 타이어를 위해 주어진 조각무늬에 대한 응용이 기술되어 있으며, 상기 세그먼트의 횡방향 평면은 방사형을 갖는다.

경화 프레스에서의 몰드 폐쇄 단계중, 몰드는 조각무늬의 성형 개시 전에 폐쇄하는 것이 바람직하다. 실제로, 대부분의 트레드 조각 무늬는 선형이든지 아니든지 간에 오목부를 갖는다. 이러한 오목부 성형을 확실하게 하기 위하여, 세그먼트 내부 표면상에서 내측으로 방사상으로 돌출된 양각의 소자가 있으며, 세그먼트의 내면은 보통 성형될 조각무늬와 반대되는 무늬를 가지고 있다.

트레드 성형 링을 세그먼트로 형성함으로써, 이들 양각의 소자는 세그먼트의 연결 평면이라고도 하는 세그먼트 횡방향 평면의 레벨에서 차단된다. 따라서, 세그먼트가 모두 합쳐지기 전에, 즉 몰드를 완전히 폐쇄하기 전에 성형을 시작하면, 적어도 양각의 소자 레벨에 있는 몰드의 세그먼트 사이에 고무가 수용될 위험이 있다.

상기 문제를 피하기 위해서라면, 가공전 상태에서 트레드의 외부 표면은 몰드가 폐쇄될때 몰드의 양각의 소자 보다 더 낮은 반경 위치에 위치되도록 타이어가 제조되며, 그 후 타이어가 최종 치수에 도달하도록 하기 위해 반드시 행해지는 부가적인 성형은 보강 코드(카커스 플라이 및 크라운 플라이)의 미끄럼을 일으키고, 이들 코드가 서로에 대해 경사지도록 한다. 더욱이, 부가적인 성형은 실모양의 보강재가 회전축에 수직인 평면에 대해 0°로 트레드 아래에 배열되는 경우에는 부가적인 성형을 불가능하게 할 수 있다.

따라서, 트레드 고무내로의 몰드 세그먼트의 양각의 소자의 관통이 몰드가 완전히 폐쇄되기 전에 개시되도록 가공전 상태에서 타이어를 필요한 치수로 하는 것이 실용화되어 있다.

이것은 오목부에 의해 모든 측면이 에워싸인 고무의 블록을 갖는 이전의 조각무늬의 경우에는 결코 관찰되지 않는 결점을 가져오는 원인이다. 이하의 설명에서, 이들 오목부는 오목부의 폭이 2mm보다 더 클때에는 홈으로, 작을때에는 절개부라고 한다. 종종 이들 절개부는 타이어가 팽창될때 폐쇄되고, 이들 절개부는 노면과 접촉하는 영역에서 폐쇄되는 반면에, 홈은 특히 우천시에 물을 제거하기 위한 것이므로 개방된채로 유지되어야 한다.

오목부 형태일지라도, 조각무늬가 모든 측면상에서 오목부에 의하여 에워싸인 블록을 포함할때 성형 문제가 나타난다. 세그먼트 사이의 연결 평면 레벨에서, 고무의 블록에 대응하는 오목부는 두개의 인접 세그먼트상에 전체적으로 분포되어 있다. 이것은 버르(burr)가 나타나는 것을 규제하며, 세그먼트의 형성과 경화 프레스 운동의 제어를 단순화시킨다.

진동은 몰드 세그먼트 수에 대응하는, 조파(harmonic) H6 내지 H16의 타이어 원형상의 결함에 대응하는 것을 알았다.

기하학적 균일성의 결함은 조각무늬가 고무의 브리지에 의해 함께 결합된 블록을 포함할때, 특히 조각무늬가 양측면상에서 고무의 돌기를 횡단하지 않는 절개부 또는 홈이 없이 횡방향으로 배열된 절개부 또는 홈 및 원주 방향으로 커다란 오목부를 포함할때에도 나타나는 것을 알았다. 따라서, 보다 일반적으로는 최소한 충분히 큰 헤드의 손실이 흐름을 제한하거나 완전히 차단시켜, 물질이동, 기하학적 결함이 동작에 나쁜 결과를 초래함으로써 조각무늬 성형을 확실하게 하는 몰드 소자가 원주 방향에서 비경화된 모구의 이동을 방해하면, 블록은 모든 측면이 오목부에 의해 둘러싸일 필요가 없다.

승용차용 타이어의 다른 실시예에 있어서, 상이한 마모량은 세그먼트의 중심에 대응하는 트레드 위치와 비교하여 보면 세그먼트 사이의 조인트에 대응하는 트레드 위치에서 찾을 수 있었다.

[양호한 실시예의 설명]

이하, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명한다.

제1도 내지 제3도는 벨트 직경에 거의 대응하는 직경(φ1)과 가공하기 전의 상태에서 트레드(10)의 표면상에서 측정된 경화 타이어의 최종 외경에 거의 대응하는 직경(φ2)을 갖는 타이어(1)를 도시하고 있다.

또한, 트레드상에 있는 오목부의 성형을 확실하게 하는 양각의 몰드 베어링 소자(50)의 세그먼트(5)가 도시되어 있다. 세그먼트(5)는 반경 방향으로 향하고 있는 횡방향 평면(55)에 의해 한정되어 있으며, 트레드(14)의 조각무늬는 세그먼트(도시되어 있지 않음)상에서 원주 방향 소자에 의해 성형된 원주 방향의 오목부를 포함한다.

제1도는 소자(50)가 트레드(10)의 고무안으로 관통하기 시작할때 세그먼트(5)가 여전히 이격되어 있는 것을 도시하고 있다.

몰드가 횡방향으로 배향된 양각의 소자(50)를 가질때, 세그먼트(5)의 횡방향 평면(55)에 인접되어 있는 소자(50)는, 몰드 폐쇄의 위치에 대응하는 거리(1)보다 더 긴 거리(L)로 원주 방향으로 이격되어 있는 반면에, 이들은 몰드의 완전 폐쇄전에 고무안으로 관통하므로, 트레드(10)상에서 대응 블록(11)의 이론 체적보다 더 큰 가공하지 않은 고무의 체적을 수용하려는 경향이 있다.

가공하지 않은 상태에서 타이어의 제조시, 비경화 고무는 원주 방향으로 트레드상에 균일하게 분포된다. 물론, 고무의 총 체적은 타이어가 성형 및 경화될때 트레드의 조각무늬를 구성하는 모든 고무 블록의 총 체적에 좌우된다. 각 블록에서, 고무의 이론 체적은 조각무늬의 설계자가 블록에 부여하고자 하는 정확한 성에 의해 결정된다. 예를들면, 고무 블록(11)의 이론 체적은 블록(11)의 표면 깊이, 조각무늬의 깊이, 인접 홈에 대한 테이퍼 형상 및 다양한 피치 기술에 의한 사항에 좌우된다. 이하, 본 명세서에서 사용된 용어 이론 체적은 조각무늬에 위치된 블록에 대해 취해진 체적이 아닌, 세그먼트(5)사이의 조인트 레벨에 위치된 문제의 이상적인 블록의 체적을 의미한다.

그래서, 고무의 체적이 성형에 필요한 것보다 클때, 초과된 체적은 화살표(12)로 표시된 고무의 운동에 의해 타이어를 내측 반경 방향으로 변형시키고, 특히 타이어의 내부 캐비티의 가요성 성형막에 의해 허여되는, 반경 방향 내측을 향하는 크라운의 보강 구조물(벨트)의 변위(13)를 일으키고, 외측 반경 방향의 변형은 몰드의 강성에 의해 방지된다.

상기 방법으로 경화된 타이어의 장착 및 팽창후, 보강 벨트는 타이어에 효율적이고 개선된 최종 형상을 부여하게 된다. 그러므로, 해당 타이어에 높은 팽창 압력의 영향하에서, 벨트는 타이어의 회전축에 수직인 평면을 지나는 단면으로 도시된 바와 같이(제3도), 완전한 원형을 나타낸다. 그러므로, 세그먼트 사이의 조인트면의 레벨에서 고무의 전 블록의 초과 체적은 험핑(humping)(14)을 초래함으로서 트레드의 표면 레벨에서 원형상에 결함을 유발시킨다. 이동시, 이것은 예를들어 문제의 500mm의 총 반경에 대해 반경상에 0.2mm정도의 초과 결함이 있는 경우 즉 대형 차량용의 타이어의 경우에는 뚜렷하게 인지할 수 있는 진동을 일으킨다.

제4도 및 그 이하의 도면에 도시된 조각무늬에서 돌기가 나타나는 것을 피하기 위해, 본 발명에 따르면, 예를들어 2개의 인접 세그먼트상에 분포되어 있는 오목 영역과 접하는 양각의 몰드 소자를 얇게 함으로써, 반경 방향 대신에 횡방향으로 초과 체적을 이동시키는 것이 제안되었다. 이것은 조각무늬의 설계 특히 설계를 가변 피치로 하는 고려의 결과로서 이론적인 표면과 비교하여 고무의 블록 표면을 증가시키고 조각무늬의 절단비를 국부적으로 감소시키는 결과를 초래한다. 또한, 예를들어 마모 표시기의 적절한 배치에 의해 상기 소자의 높이를 뚜렷하게 감소시킬 수 있다.

제4도 내지 제6도에는 원주 방향으로 놓인 3개의 홈(15)으로 구성되고 횡으로 배열된 다수의 절개부(16)를 포함하는 타이어 조각무늬가 도시되어 있다. 고찰한 경우에, 이렇게 형성된 블록(11)은 일정한 피치로 이루어진 조각무늬와 관련이 있는 조각무늬에서 동일한 방법으로 균일하게 위치된다. 영역(A)에서 블록(11)의 이론 체적은 영역(B)에서 블록(11)의 이론 체적과 동일하다.

제4도 내지 제8도에는 절개부를 성형하는 양각의 소자를 확실히 변경시킬 수 있는 충분한 체적이 없으므로, 홈을 성형하는 양각의 소자를 집중적으로 얇게 하는 것이 도시되어 있다. 얇게 한 홈은 원주 방향을 향하는 것이 도시되어 있다. 분포된 오목 영영의 체적 대 상기 이론 체적의 비가 1.01 내지 1.10 사이, 양호하게는 1.025 내지 1.05일때 양호한 결과가 얻어지는 것을 알았다.

홈(15)의 바닥부는 블록(11)의 측부(110)와의 만남을 나타내는 선(150)을 동글하게 하여 형성된다. 선(550)은 몰드의 세그먼트(5)사이의 이음 자국이다.

본 발명에 따르면, 이론 체적보다 큰 대응 블록(11)을 위한 성형 체적이 영역(A)내에 제공되어 있다. 이것은 홈을 얇게함으로써 얻어지고, 영역(A)(제6도)에서의 폭(d)은 영역(B) 또는 보다 일반적으로는 세그먼트 조인트의 외부(제5도)의 폭(D)보다 작다. 더나아가, 마모 표시기(17)는 상기 영역(A)에 배열되므로 구성상 고무의 초과 체적부분을 사용가능하게 하는 2개의 인접 세그먼트상에 분포된다. 마모 표시기(17)는 약간 경사진 모서리(170)에 의해 한정된 홈(15)의 바닥부에서 고무의 초과 두께에 의해 타이어의 트레드상에 형성된다.

제7도에 도시된 실시예는 조각무늬 피치의 가변 특성을 제외하고는 제5도 및 제6도의 실시예와 유사하다. 영역 A와 B를 비교할때, 동일 위치에서 마모 표시기(17)의 위치 설정 뿐만아니라 세그먼트 사이의 조인트550)위치에서 홈(15)의 얇은 부분의 동일 특성을 얇게 하는 것을 주목해야 한다.

제8도에서 절개부(180)에 의해 부분적으로 방사상으로 연장된 작고 얕은 홈(18)에 의해 횡으로 형성된 블록(11)이 도시되어 있다. 절개부는 2개의 인접홈(15) 사이에서 일부분(약 50% 도시)만 형성되어 있다. 기하학 결함이 나타나는 것을 방지하기 위해 동일 영역(A)에서 마모 표시기(17)의 위치 뿐만 아니라 각 홈(15)을 국부적으로 얇게 하는 것(영역 A)이 또한 나타나 있다.

Claims (6)

1. 일부가 홈(15)에 의해 형성된 오목부에 의해 둘러싸인 고무 블록(11)을 조각무늬가 갖고, 각 블록(11)은 이론 체적의 고무를 가지며, 트레드(10)가 세그먼트 몰드에 의해 형성되고, 각 세그먼트(5)는 횡방향 평면에 의해 원주 방향으로 한정되고, 세그먼트(5)에는 트레드(10)의 조각무늬를 형성하는 오목부를 형성하기 위해 원하는 배열에 따라 배치된 양각의 소자(50)가 제공되고, 양각의 소자는 이론 체적에 대응하는 체적을 갖는 오목영역을 세그먼트(5)상에 한정하고, 오목 영역의 일부는 2개의 인접 세그먼트(5)상에 분포되어 있는, 조각무늬가 있는 트레드(10)를 갖는 타이어 성형방법에 있어서, 2개의 인접 세그먼트(5)상에 분포된 오목 영역의 체적은 대응 블록의 이론 체적보다 큰 체적을 가지며, 이론 체적 보다 큰 체적은 거의 원주 방향으로 지향된 홈(15)을 성형하는 양각의 소자를 횡방향으로 얇게 함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 타이어 성형방법.
2. 제1항에 있어서, 분포된 오목 영역 대 이론 체적의 체적비는 1.01 내지 1.10인 것을 특징으로하는 타이어 성형방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마모 표시기(17)가 두개의 인접 세그먼트(5)상에 분포되도록 마모 표시기(17)는 원주 방향의 홈(15)을 성형하는 양각의 소자상에 배열되는 것을 특징으로 하는 타이어 성형방법.
4. 일부가 홈(15)에 의해 형성된 오목부에 의해 둘러싸인 고무 블록(11)을 조각무늬가 갖고, 각 블록(11)은 이론 체적의 고무를 포함하고, 트레드(10)가 세그먼트 몰드에 의해 성형되고, 각 세그먼트(5)는 횡방향 평면에 의해 원주 방향으로 한정되고, 세그먼트(5)에는 트레드(10)의 조각무늬를 형성하는 오목부를 형성하기 위해 원하는 배열에 따라 배치된 양각의 소자(50)가 제공되고, 양각의 소자는 이론 체적에 대응하는 체적을 갖는 오목영역을 세그먼트(5)상에 한정하고, 오목 영역의 일부는 2개의 인접 세그먼트상에 분포되어 있는, 조각무늬가 있는 트레드(10)를 갖는 타이어 성형을 위한 세그먼트 몰드에 있어서, 2개의 인접 세그먼트(5)상에 분포된 오목 영역의 체적은 대응 블록의 이론 체적보다 큰 체적을 가지며, 이론 체적보다 큰 체적은 거의 원주 방향으로 지향된 홈(15)을 성형하는 양각의 소자를 횡방향으로 얇게 함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 세그먼트 몰드.
5. 제4항에 있어서, 분포된 오목 영역의 체적 대 이론 체적의 비는 1.01 내지 1.10인 것을 특징으로 하는 세그먼트 몰드.
6. 제4항 또는 제8항에 있어서, 마모 표시기(17)가 두개의 인접 세그먼트(5)상에 분포되도록 마모 표시기(17)는 원주 방향의 홈(15)을 성형하는 양각의 소자상에 배열되는 것을 특징으로 하는 세그먼트 몰드.

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