KR100414197B1 - 타이어 코드의 균일도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어를 지지하고 있는 카카스의 재료인 코드의 균일도를 측정하여 안전한 타이어를 제조하기 위한 타이어 코드 균일도 측정장치에 관한 것이다.

그 기술적 구성은 바닥의 고정판(11)과 그 고정판(11)의 양 측단에 설치되는 측판(12)(12′)으로 이루어지는 프레임(10)과, 상기 프레임(10) 내부 일측에 위치되고 코드지(P)를 측정할 수 있는 상하측 몰드(20)(20a)와, 상기 측판(12)(12′)에 그 양 끝부분이 고정되는 1쌍의 가이드 로드(30)와, 상기 1쌍의 가이드 로드(30)에 결합되어 왕복 이동되고 상기 코드지(P)의 일측 끝부분을 고정시키는 이동 홀더(40)와, 상기 타측 측판(12′)에 고정되고 상기 코드지(P)의 타측 끝부분을 고정시키는 고정 홀더(50)와, 상기 일측 측판(12)에 공회전되게 결합되고 상기 이동 홀더(40)에 나사결합되는 회동축봉(60)과, 상기 회동축봉(60)을 회전시켜 주는 작동부(70)로 구성되는 것이다.

Description

타이어 코드의 균일도 측정장치{Measuring Device for Tire Cord}

본 발명은 타이어를 지지하고 있는 카카스의 재료인 코드의 균일도를 측정하는 것으로서, 실제 타이어 공정에서 발생되고 있는 여러가닥의 불균일 코드를 직접 측정하여 안전한 타이어를 제조하기 위한 타이어 코드 균일도 측정장치에 관한 것이다.

종래, 타이어 코드의 균일도를 측정하는 상용화되고 있는 장치는 존재하지 않고 있다. 따라서, 일반적으로 타이어 코드의 가류 전 및 가류 후에 대한 불균일도를 측정하지는 못하고, 단지 코드를 한 가닥씩 빼어내어 물성 및 고무의 침투량 등을 측정하고 있다. 그런데, 실제 타이어에는 여러가닥의 코드가 고무에 토핑되어 타이어를 지지하고 있으므로, 이러한 상태로서 코드의 균일도를 측정하기는 곤란하며, 각 코드간 균일한 배열을 평가하는데 있어서 국부적인 힘의 불균일을 배제하여 측정하기가 어려웠다.

한편, 코드지는 타이어의 뼈대가 되는 카카스의 재료로 사용되는 것으로, 내부에 여러가닥의 코드가 고무로 토핑되어 있다. 이 코드들의 개수 및 코드간의 일정한 간격 등이 타이어의 성능에 중요한 영향을 미친다.

본 발명의 목적은, 타이어에 있어서 가황 전/후의 고무로 토핑된 코드의 균일도를 변형이 적은 상태에서 측정하기 위하여 국부적인 힘을 제거한 형태로 여러 가닥의 코드를 실제의 타이어에 적용되는 상태에서 측정할 수 있는 타이어 코드의 균일도 측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 코드의 균일도 측정장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 타이어 코드의 균일도 측정장치의 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 타이어 코드의 균일도 측정장치의 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:프레임 11:고정판

12,12′:측판 20:상측 몰드

20a:하측몰드 30:가이드 로드

40:이동 홀더 41:측정자

50:고정 홀더 60:회동축봉

70:작동부 71:모터

P:코드지

이하, 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 타이어 코드의 균일도 측정장치는 도 1에서 도시하는 바와 같이, 바닥의 고정판(11)과 그 양단에 세워져 있는 측판(12)(12′)으로 이루어진 프레임(10)과, 상기 프레임(10) 내부 일측에 위치되고 코드지(P)를 측정할 수 있는 상하측 몰드(20)(20a)와, 상기 고정판(11)의 양단에 설치된 측판(12)(12′)에 그 양 끝부분이 고정되는 1쌍의 가이드 로드(30)와, 상기 1쌍의 가이드 로드(30)에 결합되어 왕복 이동되고 상기 코드지(P)의 일측 끝부분을 고정시키는 이동 홀더(40)와, 상기 한쪽 측판(12′)에 고정되고 상기 코드지(P)의 타측 끝부분을 고정시키는 고정 홀더(50)와, 상기 다른쪽 측판(12)에 공회전되게 결합되고 상기 이동 홀더(40)에 나사결합되는 회동축봉(60)과, 상기 회동축봉(60)을 회전시켜 주는 작동부(70)로 구성되는 것이다.

여기에서, 상하측 몰드(20)(20a)간을 서로 결합시키는 구조 필요 없으며 다만 하측 몰드(20a)에 상측 몰드(20)를 올려놓는다. 상측 몰드(20)의 하면에 2x2인치 표시판이 각인되어 있다.

또한, 회동축봉(60)을 회전시키는 작동부(70)는 도 1 내지 도 3에서와 같이, D.C 구동모터(71)를 사용하여 회전축봉(60)을 회전시킬 수 있는 것이며, 또한 도면으로 도시하지 않았지만, 회전축봉을 증속기어에 결합시키고 그 증속기어에 손잡이를 부착시켜 수동으로 회전시킬 수도 있다.

한편, 도 1에서와 같이 이동 홀더(40)의 측면에 이동거리를 측정할 수 있는 측정자(41)를 부착시킬 수 있다. 이동 홀더(40)가 이동되면 측정자(41)도 함께 이동되어 이동거리를 쉽게 확인할 수 있다(도3참조).

가황 전의 코드 균일도를 측정하기 위하여 가로 4인치, 세로 2인치의 고무로 토핑된 샘플 코드지(P)를 이동홀더(40)와 고정홀더(50) 사이에 위치시키고 고정볼트들을 이용하여 샘플 코드지(P)를 고정시킨 다음, 원하는 거리만큼 D.C 구동모터(71)를 이용하여 이동 홀더(40)를 이동시킨다(도3참조). 이 때 고정 홀더(50)는 고정되어 있다.

이 때의 측정 부위는 코드지(P)가 가류판에 위치한 2x2(인치) 상의 값에 해당되는데, 이는 이동홀더(40)가 이동하기 전에 상측몰드를 하측몰드에 위치시키면 상측몰드 하면에 각인된 2x2인치 표시판이 코드지의 토핑된 고무표면에 찍히게 되며, 원하는 길이만큼 샘플 코드지(P)를 이동 후 도면에서의 코드에 대한 인치당 개수 및 각각 코드간 거리를 측정한다. 이 때의 코드에 대한 인장거리는 이동용 모터 속도를 통해 알 수 있으며, 이동 속도 및 거리는 D.C. 모터의 변속기를 통해 변량할 수 있으며, 원하는 속도를 적용할 수 있다. 즉, 최초의 타이어 코드지가 원하는 인장량과 인장 속도에 따라 늘어난 상태에서 2인치판 상에 위치한 코드지(P)에 대해 몇 가닥의 코드가 있는가, 각 코드간 거리는 얼마인가를 측정한다.

이 때 가황 전의 늘어난 코드들의 치수 안정을 위해 가류판에 가황전의 타이어 코드 균일도를 측정하기 위해서는 타이어 코드 가황부의 상측 몰드(20)를 늘어난 코드지(P)의 상측에 위치시키면, 늘어난 코드지(P)는 상하측 몰드(20)(20a)에 위치되어 치수 및 코드의 이동이 없는 상태로 유지된다.

가류 후의 코드에 대한 균일도를 측정하기 위하여, 먼저 몰드를 원하는 온도로 예열시키기 위해 전기 가열 압착기(가류기)를 이용하여 적용하고자 하는 온도를맞춘 다음, 타이어 코드 균일도 측정장치의 고정판(11) 부위를 전열판 위에 올린 후 몰드를 압착한다. 적용 온도가 되면 몰드를 인출시킨 후에 고무가 토핑된 타이어용 코드지를 늘어남 없이 양쪽 고정용 볼트에 고정시킨 후, 다시 가열 압착기에 올려 놓은 후, 원하는 온도에 이르도록 한다. 이때 상측 몰드는 가황전의 방법과 같이 2인치 표시판만 고무로 토핑된 코드지에 찍히게 하고, 몰드를 코드지로부터 분리한 후, 가로면에서의 코드에 대한 인치된 개수 및 각각 코드간 거리를 측정한다. 하측 몰드 위에 올려진 코드지가 D.C. 모터에 의해 원하는 거리만큼 이동된 후 상측 몰드를 늘어난 코드지 위에 위치시킨 후 가황을 시킨다.

이 때 가황 시간은 가열 압착기의 온도에 따라 다르게 적용된다. 가황이 끝난 후 2인치 몰드 상에 있는 코드의 개수 및 각 코드간 거리를 측정하여 코드의 균일도를 측정한다. 원하는 온도에서 고무로 토핑된 코드지를 늘일 때 코드지의 속도는 10mm/sec가 넘지 않도록 한다.

[실시예]

1. 가황(혹은 가류) 전 코드 균일도 측정(몰드온도 상온)

1) 고무로 토핑이 된 코드지(나일론, 폴리에스테르 등)를 가로 4인치, 세로 2인치로 절단하여 고정 홀더(50)와 이동 홀더(40)에 늘어남이 없이 고정시킨다. 코드지(P)를 고정시킬 때는 고정용 나사를 이용하게 되는데, 고정용 나사가 코드를 전단시키지 않도록 송곳 등을 이용하여 미리 코드지(P)에 나사가 들어갈 정도의 구멍을 만든 후 고정용 나사를 이용 코드지를 하측 몰드(20a)에 고정시킨다.

2) 고정된 코드지(P) 위에 상측 몰드(20)를 위치시켜, 상측몰드 하면에 양각된 2인치x2인치 크기의 양각된 선이 나타나도록 한다.

3) 2인치x2인치 내의 코드에 대해 가로 방향(코드간 방향)으로 코드간 거리 및 개수를 측정한다. 이때 측정은 가로 방향에 대해 좌/우측으로 2번하여 평균한 값을 취한다.

4) 샘플 코드지(P)를 원하는 길이만큼 작동부(70) 혹은 이동홀더(40)를 이용하여 이동시킨다.

5) 코드의 늘어남이 안정화 되면, 상기 3)항에서와 같이 늘어난 2인치x2인치 표지판에서 가로방향에 대해 좌우로 코드의 숫자를 세고 각각 코드간의 거리를 측정한 다음 좌우값을 평균한 값을 취한다.

6) 상기 5)항값 - 3)항값을 하여 원하는 값 이상이 발생될 경우 해당공정에서 코드의 불균일도에 미치는 영향을 해결한다.

2. 가황(혹은 가류) 후 코드 균일도 측정

1) 코드 균일도 측정기의 몰드를 원하는 온도로 예열시키기 위해 전기 가열 압착기(혹은 가류기)를 이용하여 적용하고자 하는 온도를 맞춘다음 코드 균일도 측정기의 고정판을 가류기의 전열판에 올린 후 압착한다(이때 상측몰드(20)도 도 1과 같이 조립된 상태임).

2) 적용 온도가 되면 코드 균일도 측정기의 고정판을 가류기에서 꺼낸 후 고정판에 샘플 코드지(P)를 조립하기 위해 상기 가황전에 해당하는 1)항에서 4)항까지를 반복한다.

3) 상기 2)항에서 고정판에 샘플 코드지(P)를 부착하는 동안 몰드 온도 하락을 보상하기 위해 다시 상기 1)항에서와 같이 가류기의 전열판에 코드 균일도 측정기를 올린 후 적용 온도가 될 때 까지 기다린다.(이때 상측몰드(20)는 조립되지 않아야 하며, 샘플 코드지(P)는 힘을 받지 않아야 함.)

4) 적용온도에 이르면, 샘플 코드지(P)를 원하는 길이만큼 작동부(70) 혹은 이동홀더(40)을 이용하여 이동시킨다.

5) 코드의 늘어남이 안정화 되면, 상기 2)항에서와 같이 늘어난 2인치x2인치 표지판에서 가로방향에 대해 좌우로 코드의 숫자를 세고 각각 코드간의 거리를 측정한 다음 좌우값을 평균한 값을 취한다.

6) 상측몰드(20)을 도 1과 같이 위치시키고 원하는 압력을 몰드에 가하여 원하는 시간만큼 가황을 시작한다. 이때 가황 온도는 100℃ - 200℃ 이내이며, 가황시간은 0.5분-20분 정도를 유지한다. 가황 시간은 온도가 높아지면 짧아지게 된다.

7) 가황이 끝난 샘플 코드지(P)는 더 이상의 고무층에 대한 흐름이 없으며, 이때 2인치 x 2인치 표지판을 기준으로 하여 상기 5)항에서 측정한 길이 폭만큼 측정자(41)를 이용하여, 선을 그은 후 가로방향에 대해 좌우로 코드를 세고 코드간 거리를 측정한다.

8) 원하는 온도에서의 코드 균일도 판정

가) 가황 전 코드 균일도 비교 = 상기 5)항 - 상기 1)항의 초기값

나) 가황 후 코드 균일도 비교 = 상기 7)항 - 상기 5)항

9) 판정 : 상기 8)항에서 원하는 값 이상이 발생될 경우 해당공정에서 코드의 불균일도에 미치는 영향을 해결한다.

한편, 본 코드의 균일도 측정장치는 코드의 개수 및 코드간 거리의 균일도 등을 측정하는 것이며, 코드의 개수 및 코드간의 불균일한 거리를 교정할 수 있는 것은 아니다. 다만, 코드의 개수 및 코드간의 균일도를 측정하여 그 값을 근거로 하여 코드지 생산공정 시에 해결할 수 있도록 알려주는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 고무로 토핑된 타이어 코드지의 균일도를 측정하므로써 타이어 주행 안정에 저해가 되는 요인을 제거할 뿐만 아니라 가황 전/후의 코드지의 균일한 배열을 유도할 수 있는 효과를 가지며,

타이어 코드지에 대한 균일도는 초기 코드지의 원재료에 대한 접착 성능을 고무와 토핑을 통해 균일도 측정장치를 통해 측정하여 원부재료에 대해서도 코드의 접착 성능을 평가하여, 초기 재료부터 품질을 안정화 할 수 있는 효과를 가지며,

타이어의 골격을 설계하는 성형 공정에서 고무로 토핑된 코드지의 최대 인장률을 제시하며, 이를 통해 과도한 인장에 의한 불균일한 코드 배열을 방지하여 타이어의 균일한 내구력을 유지시킬 수 있는 효과를 가지며,

또한, 가황공정에서 과대한 열에 의한 이상 늘어짐을 예방할 수 있어 코드 물림 현상 및 불균일한 코드 배열을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 바닥의 고정판(11)과 고정판(11)의 양 측단에 설치되는 측판(12)(12′)으로 이루어지는 프레임(10)과, 상기 프레임(10) 내부 일측에 위치되고 코드지(P)를 측정할 수 있는 상하측 몰드(20)(20a)와, 상기 측판(12)(12′)에 그 양 끝부분이 고정되는 1쌍의 가이드 로드(30)와, 상기 1쌍의 가이드 로드(30)에 결합되어 왕복 이동되고 상기 코드지(P)의 일측 끝부분을 고정시키는 이동 홀더(40)와, 상기 타측 측판(12′)에 고정되고 상기 코드지(P)의 타측 끝부분을 고정시키는 고정 홀더(50)와, 상기 일측 측판(12)에 공회전되게 결합되고 상기 이동 홀더(40)에 나사결합되는 회동축봉(60)과, 상기 회동축봉(60)을 회전시켜 주는 작동부(70)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 코드의 균일도 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동 홀더(40)에 측정자(41)를 부착시키는 것을 특징으로 하는 타이어 코드의 균일도 측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 작동부(70)는 구동모터(71)로 작동하는 것을 특징으로 하는 타이어 코드의 균일도 측정장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 작동부(70)는 증속기어에 손잡이를 부착시켜 수동으로 작동하는 것을 특징으로 하는 타이어 코드의 균일도 측정장치.