KR100693240B1 - 후경화 팽창기 및 가황 타이어 냉각 방법 - Google Patents

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Abstract

가황 타이어를 팽창 냉각시키기 위한 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 강제 대류가 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 고속으로 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 구비한다.
가황 타이어, 팽창기, 강제 대류, 회전 메커니즘, 공기 제거 메커니즘, 블레이드 부재

Description

후경화 팽창기 및 가황 타이어 냉각 방법 {POST CURE INFLATOR AND VULCANIZED TIRE COOLING METHOD}
도1은 본 발명을 실시하는 타이어 가황기 및 후경화 팽창기(post cure inflator)의 배열 레이아웃을 도시하는 평면도.
도2는 타이어 가황기 및 후경화 팽창기의 배열 레이아웃을 도시하는 정면도.
도3은 후경화 팽창기를 도시하는 수직 단면의 개략적인 구성도.
도4는 블레이드 부재의 배열 상태를 도시하는 도면.
도5는 후경화 팽창기를 도시하는 수직 단면의 개략적인 구성도.
도6은 후경화 팽창기의 개략적인 평면도.
도7은 종래의 후경화 팽창기에 의한 공기 유동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도8은 종래의 후경화 팽창기에 의한 공기 유동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도9는 본 발명의 후경화 팽창기에 의한 공기 유동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도10은 본 발명의 후경화 팽창기에 의한 공기 유동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도11은 본 발명의 후경화 팽창기에 의한 공기 유동의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도12는 후경화 팽창기를 도시하는 수직 단면의 개략적인 구성도.
도13은 블레이드 부재의 배열 상태를 도시하는 도면.
도14A는 블레이드 부재의 배열 상태를 도시하는 평면도.
도14B는 블레이드 부재의 배열 상태를 도시하는 정면도.
도15는 필요 냉각 시간을 도시하는 그래프.
도16은 필요 회전 속도에 대한 판단 기준을 도시하는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 타이어
2 : 하부 림 메커니즘
3 : 상부 림 메커니즘
10 : 회전 메커니즘
41 : 공기 제거 메커니즘
42 : 블레이드 부재
101 : 후경화 팽창기
102 : 가황기
103 : 팽창 냉각 유닛
본 발명은 가황 타이어를 팽창 냉각시키기 위한 후경화 팽창기 및 가황 타이어 냉각 방법에 관한 것이다.
통상, 폴리에스터, 나일론 등의 유기 섬유 재료가 타이어 내부의 강화 섬유인 카커스(carcass)로서 사용된다. 가황을 완료한 후에 타이어를 냉각시키는 공정에서, 이러한 강화 섬유들이 수축된다. 그러나, 수축의 정도는 부재들의 불균형, 배열, 성형 상태 등으로 인해 균일하지 않다. 단순히 타이어를 방치하는 자연 냉각 시에, 타이어는 수축 정도의 차이로 인해 변형되고, 이는 타이어를 결함 있는 제품으로 만들거나 타이어의 균일성 성능을 악화시킨다.
따라서, 공기가 보통 가황이 완료된 후에 후경화 팽창기에 의해 타이어의 내부로 충전되고, 타이어는 타이어를 적절한 형상으로 유지하면서 강화 섬유들의 수축이 멈추는 특정 온도 이하(보통 100℃ 이하, 바람직하게는 80℃ 이하)로 냉각된다 (예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제H06-143298호 참조, 이하에서 "종래 기술 1"로 언급됨).
타이어를 냉각시키기 위한 2개의 상부 및 하부 위치를 가지며 타이어를 유지하고 뒤집음으로써 두 취급 위치들 사이에서 타이어를 이동시키는 소위 2점식 후경화 팽창기가 제안되었고, 이러한 유형의 후경화 팽창기로서 실질적으로 사용된다 (예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제H11-320564호 참조, 이하에서 "종래 기술 2"로 언급됨).
최근에, 단축된 가황 시간을 처리하기 위해 타이어 냉각 시간을 단축시키는 것이 요구되었고, 타이어 냉각 시간을 단축시키기 위한 다양한 구성을 갖는 후경화 팽창기가 제안되어 실제로 사용된다. 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2002-307444호(이하에서, "종래 기술 3"으로 언급됨)는 중공 통로가 타이어의 비드 부분을 유지하기 위한 림 메커니즘 내에 형성되고, 냉각 공기가 이러한 중공 통로 내로 공급되어 그를 따라 유동하고, 공기 또는 분무수가 타이어의 외측 표면 상에 분사되고, 이에 의해 타이어를 강제 냉각시켜서 단시간 내에 냉각을 완료하는 후경화 팽창기를 제안한다.
그러나, 종래 기술 1의 후경화 팽창기의 경우에, 가황 타이어를 냉각시키기 위해 장시간을 요구하는 문제점이 있다. 더욱이, 가황 타이어의 상부에서의 온도는 예를 들어 자연 대류에 의해 영향을 받음으로써 더 높은 경향이 있고, 가황기에 대면하는 가황 타이어의 일 표면은 설비 주위의 비대칭 온도 환경으로 인해 더 고온이고, 타이어의 주연부 온도는 타이어의 패턴, 구성 및 재료와 같은 비대칭 사양으로 인해 변한다. 따라서, 가황 타이어는 수직 방향 및 원주 방향을 따라 잘 균형 잡힌 방식으로 냉각될 수 없다. 냉각 편차에 기인하는 온도차는 답면 구배(conicity)와 같은 품질 변동의 문제점을 야기한다.
종래 기술 2의 후경화 팽창기의 경우에, 타이어의 전체 외측 표면을 균일하게 냉각시키는 것이 어렵고, 이는 타이어 외부에서 원주 방향을 따라 온도 불균일성 및 냉각 불균일성을 야기한다. 복잡한 메커니즘, 높은 장비 비용, 및 높은 보수 빈도 및 비용의 다른 문제점이 있다.
종래 기술 3에서 개시된 바와 같이 냉각 공기 또는 분무수와 같은 냉매를 사 용하여 타이어를 강제 냉각시키기 위한 후경화 팽창기에서, 수위선과 같은 얼룩이 물과 같은 냉매가 분사된 위치에 부착하기 쉽고, 이에 의해 타이어의 외측 표면의 외관에 있어서 문제점을 야기한다. 더욱이, 냉매를 공급하기 위한 구동원 및 파이프를 포함하는 메커니즘이 장치 주위에 설치되어야 하므로, 장치는 확대되고 메커니즘은 이러한 주변 장비에 의해 복잡해지고, 부품 비용이 주변 장비를 설치함으로서 증가된다. 구동원의 작동에 의해 운전 비용에 있어서 현저한 증가의 추가적인 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 문제점이 없는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 구비한다. 가황 타이어는 가황 타이어 외부에서 유동하는 공기에 의해 냉각된다.
완성된 타이어의 품질은 가황 타이어를 단시간 내에 적합하게 냉각시킴으로써 개선된다. 가황 타이어는 장치의 크기를 증가시키지 않고서, 메커니즘을 복잡하게 만들지 않고서, 그리고 부품 비용 및 운전 비용에 있어서의 현저한 증가로 이어지지 않고서 적절하게 냉각될 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 특징, 태양, 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 양호한 실시예/예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 후경화 팽창기(PCI) 및 가황 타이어 냉각 방법이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
(제1 실시예)
본 발명을 실시하는 후경화 팽창기 및 타이어 가황기의 배열 레이아웃을 도시하는 도1 및 도2를 참조하면, 후경화 팽창기(101)가 가황기(102)의 후방 표면(도1 및 도2에서 우측)으로부터 규정된 거리에 설치된다. 후경화 팽창기(101)는 타이어(1)를 팽창 냉각시키기 위한 팽창 냉각 유닛(103)을 포함한다. 팽창 냉각 유닛(103)의 개수는 가황기(102)의 주형의 개수와 동일하게 설정된다. 특히, 후경화 팽창기(101)는 평행하게 배열된 2개의 팽창 냉각 유닛(103)과, 양 팽창 냉각 유닛(103)의 하부 림 메커니즘(2)들을 동시에 상승시키기 위한 하부 림 상승 메커니즘(125)을 포함하고, 2개의 가황 타이어(1)를 가황기(102)로부터 동시에 받았을 때 동시에 팽창 냉각시킬 수 있도록 구성된다. 팽창 냉각 유닛(103)은 이후에 상세하게 설명된다는 것을 알아야 한다.
후경화 팽창기(101)와 평행하게 설치된 가황기(102)는 2개의 그린 타이어(107, 생타이어)를 동시에 가황시키기 위한 직렬식 프레싱 장치이다. 특히, 가황기(102)는 각각의 그린 타이어(107)를 가황시키기 위한 2개의 주형(110)과, 그린 타이어(107)를 프레싱 장치의 전방 측면으로부터 각각의 주형(110) 내로 운반하기 위한 2개의 반입 적재기(111)와, 가황 타이어(1)를 각각의 주형(110)으로부터 운반하여 후경화 팽창기(101)로 이송하기 위한 2개의 회전식 적재기(104)를 구비한다. 가황기(102)는 하나 또는 셋 이상의 주형(110)을 구비할 수 있다. 이러한 경우에, 후경화 팽창기(101)는 가황기(102)의 주형의 개수에 대응하는 하나 또는 셋 이상의 팽창 냉각 유닛(103)을 구비한다.
각각의 주형(110)은 주형(110)을 폐쇄 및 개방하기 위해 수직 방향을 따라 상대 이동 가능한 상부 주형 부품(110A) 및 하부 주형 부품(110B)을 포함한다. 상부 주형 부품(110A)은 가황기 프레임(112)의 하부에 고정된 하부 주형 부품(110B)에 대해 실린더를 상승시킴으로써 상승된다. 각각의 반입 적재기(111)는 상하 이동 및 회전하도록 안내 칼럼(112B) 상에 제공된다. 안내 칼럼(112B)은 가황기 프레임(112)의 전방 측면(도1 및 도2의 좌측)의 중간 위치에 서 있다. 그린 타이어(107)는 그의 상부 비드 부분이 회전식 아암(111A)의 선단부에서 타이어 척(111B)에 의해 파지됨으로써 회전 운동에 의해 각각의 주형 부품(110A, 110B) 사이로 이송된다.
각각의 회전식 적재기(104)는 가황기 프레임(112)의 후방 중심 프레임(112A) 상에 배열된다. 각각의 회전식 적재기(104)는 후방 중심 프레임(112A)을 따라 배열된 안내 레일(133)을 상하로 이동시키기 위해 안내 마운트(134, 지지 부분) 상에 위치된 중심 회전축을 가지고 회전 가능하게 장착되고, 회전식 아암(104A) 및 타이어 척(104B)을 포함한다. 회전식 아암(104A)은 안내 마운트(134) 상에 회전 가능하게 지지되어, 타이어 척(104B)을 복수의 도시되지 않은 유체 실린더에 의해 가황기(102)와 후경화 팽창기(101) 사이에서 회전시킨다. 타이어 척(104B)은 셋 이상의 클로(104a)를 원주방향으로 등간격으로 배열함으로써 구성되고, 클로(104a)들은 타이어 척(104B)의 직경을 연장시키거나 단축시키기 위해 동시에 이동 가능하다. 각각의 클로(104)는 가황 타이어(1) 또는 냉각 타이어(1') 내로 직경이 감소된 상태로 삽입된 후에 타이어 척(104B)의 직경을 연장시키도록 이동되고, 이에 의해 상부 비드 부분을 파지한다. 타이어(1 또는 1')는 타이어 척(104B)의 직경을 단축시키도록 각각의 클로(104a)를 다시 이동시킴으로써 해제된다.
토출 컨베이어(105)가 각각의 회전식 아암(104A)의 회전 경로("a") 상에 배열된다. 토출 컨베이어(105)는 복수의 롤러로 구성된 롤러 컨베이어이고, 회전식 적재기(104) 아래에 위치된다. 또한, 토출 컨베이어(105)는 팽창 냉각 유닛(103)의 외측 측면에 근접하여 위치되고, 이에 의해 팽창 냉각 유닛(103) 및 토출 컨베이어(105)는 정방향 및 역방향을 따라 나란히 배열된다. 각각의 토출 컨베이어(105)는 하부 림 메커니즘(2)의 상하 이동을 방해하지 않기 위해 가황기(102)로부터 반출 컨베이어(106)를 향해 하방으로 기울어지고, 여기서 냉각 타이어(1')는 반출 컨베이어(106) 상으로 중력에 의해 이송된다. 반출 컨베이어(106)는 벨트 컨베이어이고, 각각의 토출 컨베이어(105)로부터 전달된 냉각 타이어(1')를 후공정인 타이어 검사 공정 또는 선적 장소로 이송하기 위해 후경화 팽창기(101)로부터 후방에서 규정된 거리에 배열된다.
후경화 팽창기(101)의 각각의 팽창 냉각 유닛(103)은 도3에 도시된 바와 같이 수평으로 배치된 가황 타이어(1)의 하부 표면을 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘(2; 이하에서 "하부 림 메커니즘(2)")과, 가황 타이어(1)의 상부 표면을 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘(3; 이하에서 "상부 림 메커니즘(3)") 을 포함한다. 상부 림 메커니즘(3)은 가황 타이어(1)의 상부 비드 부분(1a)을 기밀식으로 유지하기 위한 상부 림(4)과, 상부 림(4)에 결합되는 상부 림 결합 부재(5)를 포함한다. 가황 타이어(1)는 축방향 중심점에 대해 대칭 형상을 갖도록 형성되고, 가황 타이어의 균분원은 축방향 중심점을 통과하며 축방향에 대해 수직인 평면과 가황 타이어(1)의 원주 방향 표면의 교차선으로 정의된다.
상부 림(4)은 상부 비드 부분(1a)의 직경에 대응하는 외경을 갖는 디스크 형상을 갖는다. 이후에 설명되는 로킹 샤프트(33)를 도입하도록 사용되는 개구(4a)가 상부 림(4)의 반경 방향 내측 측면에 형성된다. 상부 림 결합 부재(5)는 상부 림(4)의 상부 표면에 고정된다. 상부 림 결합 부재(5)는 개구(4a)를 둘러싸기 위한 둥근 튜브형 형상을 갖도록 형성되고, 그의 중심축이 상부 림(4)의 수직 중심축과 일치하도록 배열된다.
위와 같이 구성된 상부 림 메커니즘(3)은 회전 메커니즘(10)에 의해 임의의 속도에서 임의의 방향으로 회전 가능하다. 회전 메커니즘(10)은 회전 메커니즘(10)의 외측 원주 방향 표면에 수평으로 고정된 피구동 풀리(11)와, 피구동 풀리(11)의 일 측면에 배열된 구동 풀리(12)와, 피구동 풀리(11) 및 구동 풀리(12) 상에 장착된 구동 벨트(13)와, 구동 풀리(12)에 결합된 타이어 구동 모터(14)를 포함한다. 회전 메커니즘(10)은 타이어 구동 모터(14)의 토크를 구동 풀리(12) 및 구동 벨트(13)를 거쳐 피구동 풀리(11)로 전달하고, 이에 의해 상부 림 결합 부재(5) 및 상부 림(4)을 회전시켜서 상부 림(4)에 의해 유지되는 가황 타이어(1)를 고속으로 회전시킨다.
여기서, "고속 회전"은 강제 대류가 가황 타이어(1) 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 속도에서의 회전을 의미한다. 특히, 이는 100 rpm 이상의 가황 타이어(1)의 회전 속도이다. "고속 회전"의 회전 속도는 100 rpm 이상으로 충분하지만, 양호하게는 200 rpm 이상, 더욱 양호하게는 300 rpm 이상, 그리고 양호하게는 1000 rpm 이하, 더욱 양호하게는 800 rpm 이하이다. 여기서 상한이 설정되고, 이는 회전 속도가 과도하게 증가되면, 냉각 효과(필요 냉각 시간)가 아주 많이 변하지 않고 오히려 장비의 내구성의 감소가 현저하기 때문이다. 더욱이, 현저한 장비 비용 및 노동력이 안전을 보장하기 위해 필요하다. 블레이드를 제공하는 경우에, 회전 속도가 800 내지 1000 rpm일 때 얻어지는 것과 동일한 효과가 500 rpm 이하의 회전 속도에서도 얻어질 수 있다.
회전 메커니즘(10)은 강제 대류가 가황 타이어(1) 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 고속으로 가황 타이어(1)를 회전시키고, 이에 의해 강제 대류에 의해 가황 타이어(1)의 열을 적극적으로 제거한다. 결과적으로, 가황 타이어(1)는 단시간 내에 규정 온도 이하로 냉각될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동인 상기 강제 대류를 생성함으로서, 가황 타이어(1)는 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭으로 냉각될 수 있다. 결과적으로, 팽창 냉각 후의 품질, 특히 균일성이 개선될 수 있다. 바꾸어 말하면, 후경화 팽창기는 물성치들이 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되도록 고속으로 가황 타이어(1)를 회전시키도록 구성되고, 이에 의해 가황 타이어는 가황 타이어(1) 외부의 공기가 강제 대류 가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 유동되면서 팽창 냉각될 수 있다. 여기서, "물성치"는 카커스 코드의 경도, 인장 강도, 신장률, 순수 탄성 강도, 충격 탄성, 파열 강도, 압축 변형, 마멸 저항, 내절도, 및 공정내 연장률과 같은 물리적 요소들 중 적어도 하나를 의미하지만, 모든 물리적 요소의 물성치를 의미할 필요는 없다.
도3에 도시된 바와 같이, 상부 림 메커니즘(3)을 회전 가능하게 지지하기 위한 상부 림 지지 메커니즘(21) 및 상부 림 메커니즘(3)과 하부 림 메커니즘(2)을 탈착 가능하게 결합시키기 위한 로킹 메커니즘(31)이 상부 림 메커니즘(3)의 상부 림 결합 부재(5) 내부에 그러한 순서로 배열된다. 상부 림 지지 메커니즘(21)은 상부 림 결합 부재(5)의 내측 원주 방향 표면을 따라 배열된 둥근 튜브의 형태인 튜브형 지지 부재(22)와, 튜브형 지지 부재(22)와 상부 림 결합 부재(5) 사이에 배열된 베어링 부재(23)를 포함한다. 튜브형 지지 부재(22)는 수평 프레임(6)에 고정된 그의 상단부를 갖는다. 수평 프레임(6)은 후경화 팽창기를 규정된 자세로 유지하기 위한 도시되지 않은 프레임 메커니즘의 일부를 구성한다. 다른 한편으로, 베어링 부재(23)는 튜브형 지지 부재(22)와 상부 림 결합 부재(5)를 결합시켜서 이들을 수직 방향에 대해 고정시키고, 이들을 수평으로 회전 가능한 방식으로 지지한다. 따라서, 상부 림 지지 메커니즘(21)은 수평 프레임(6) 상에 지지됨으로써 상부 림 메커니즘(3)을 규정된 높이 위치에서 회전 가능하게 지지한다.
로킹 메커니즘(31)은 상부 림 지지 메커니즘(21)의 반경 방향 내측 측면에 제공된다. 로킹 메커니즘(31)은 로킹 부재(32)와, 로킹 샤프트(33)와, 로킹을 위 한 회전 메커니즘(34)을 포함한다. 로킹 부재(32)는 상부 림 지지 메커니즘(21)의 튜브형 지지 부재(22) 내에 회전 가능하게 끼워진다. 회전 샤프트(35)의 선단부는 로킹 부재(32)의 상부 표면에 회전 가능하게 결합된다. 회전 샤프트(35)는 수평으로 배치되고, 그의 후방 단부는 공기 실린더 또는 유압 실린더와 같은 실린더 장치(36)에 결합된다. 회전 샤프트(35) 및 실린더 장치(36)는 실린더 장치(36)에 의해 회전 샤프트(35)를 회전시킴으로써 로킹 부재(32)를 정방향 및 역방향으로 회전시킬 수 있는 로킹을 위한 회전 메커니즘(34)을 구성한다.
회전 메커니즘(34)에 의해 회전 가능한 로킹 부재(32)는 개방된 하단부를 갖는 리세스 부분(32a)을 갖는다. 공기 구멍(32d)이 리세스 부분(32a)의 천장 표면의 중심 내에 형성되어, 로킹 부재(32)의 상부벽 부분을 수직으로 관통한 후에 공기 파이프(7)와 연결된다. 공기 파이프(7)는 내압에 의해 가황 타이어(1)를 팽창시키기 위해 가황 타이어(1) 내로 팽창용 공기를 공급하기 위한 공기 공급 메커니즘과 예를 들어 가황 타이어(1)의 회전 중에 팽창용 공기를 교체하기 위한 공기 교체 메커니즘을 포함하는 도시되지 않은 공기 공급 장치와 연결된다.
래칭 부분(32b)이 리세스 부분(32a)의 하단부에서 측벽 표면의 4개의 위치로부터 반경 방향 내측으로 돌출하고, 삽입 홈(32c; 노치)들이 인접한 래칭 부분(32b)들 사이에 형성된다. 삽입 홈(32c)들은 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)을 통과하도록 형성된다. 이렇게 구성된 로킹 메커니즘(31)은 로킹 부재(32)를 예를 들어 회전 메커니즘(34)에 의해 정방향으로 회전시킴으로써 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a) 및 삽입 홈(32)을 수직 방향에 대해 정렬시키고, 이에 의해 로킹 샤 프트(33)의 돌출 부분(33a)은 자유롭게 리세스 부분(32a)으로 진입하고 빠져 나오도록 만들어진다. 다른 한편으로, 로킹 메커니즘(31)은 로킹 부재(32)를 예를 들어 역방향으로 회전시킴으로써 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a) 및 래칭 부분(32b)을 수직 방향에 대해 정렬시키고, 이에 의해 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)이 리세스 부분(32a) 내에 고정될 수 있다.
상기 돌출 부분(33a)은 로킹 샤프트(33)의 상단부의 4개의 위치에서 반경 방향 외측으로 돌출하도록 배열된다. 더욱이, 로킹 샤프트(33)는 그의 축이 상기 하부 림 메커니즘(2)의 중심축과 일치하도록 배열되고, 상단부로부터 아래로 연장되는 샤프트 부분(33b) 및 샤프트 부분(33b)의 하단부에 형성된 샤프트 지지 부분(33c)을 포함한다.
하부 림 메커니즘(2)은 샤프트 지지 부분(33c) 상에 회전 가능하게 장착된다. 하부 림 메커니즘(2)은 가황 타이어(1)의 하부 비드 부분(1b)을 기밀식으로 유지하기 위한 하부 림(16)과, 하부 림(16)에 결합되는 하부 림 지지 부재(17)와, 하부 림 지지 부재(17)를 로킹 샤프트(33)의 샤프트 지지 부분(33c)에 회전 가능하게 결합시키는 하부 림 결합 메커니즘(18)을 포함한다.
하부 림(16)은 하부 비드 부분(1b)의 직경에 대응하는 외경을 갖는 디스크 형상을 갖는다. 전술한 로킹 샤프트(33)를 도입하기 위해 사용되는 개구(16a)가 하부 림(16)의 반경 방향 내측 측면에 형성된다. 하부 림 지지 부재(17)가 하부 림(16)의 하부 표면에 고정된다. 하부 림 지지 부재(17)는 개구(16a)를 둘러싸도록 둥근 튜브형 형상을 갖고, 그의 중심축이 하부 림(16)의 중심축과 일치하도록 배열된다. 베어링 부분을 포함하는 하부 림 결합 메커니즘(18)이 하부 림 지지 부재(17)의 내측 원주 방향 표면 상에 제공된다. 이렇게 구성된 하부 림 메커니즘(2)은 가황 타이어(1)의 하부 비드 부분(1b)을 유지하면서 상부 림 메커니즘(3)의 회전에 의해 구동됨으로써 가황 타이어(1)를 로킹 샤프트(33)에 대해 회전 가능하게 지지한다.
로킹 샤프트(33)의 하단부는 로킹 샤프트(33)를 도시되지 않은 타이어 배치 위치와 도시된 위치보다 더 높이 위치된 타이어 장착 위치 사이에서 상하로 이동 가능하게 만드는 도시되지 않은 상승 메커니즘에 결합된다. 타이어 배치 위치에서, 가황 타이어(1)는 하부 림 메커니즘(2)에 부착되고 그로부터 탈착된다. 다른 한편으로, 타이어 장착 위치에서, 가황 타이어(1)의 상부 비드 부분(1a)은 상부 림 메커니즘(3)에 의해 유지되고, 냉각은 하부 및 상부 림 메커니즘(2, 3)에 의해 가황 타이어(1)를 유지하면서 수행된다.
냉각은 또한 회전 메커니즘(10)에 의한 가황 타이어(1)의 회전에 더하여 공기 제거기 또는 공기 제거 메커니즘(41)에 의해 수행된다. 공기 제거 메커니즘(41)은 회전 메커니즘(10)에 의한 회전을 이용하여 가황 타이어(1)의 측표면 부분인 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하도록 구성된다.
특히, 공기 제거 메커니즘(41)은 가황 타이어(1)의 측표면 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분 및 림 메커니즘(2, 3)과 함께 회전에 의한 반경 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동을 생성하도록 구성된다. 특히, 공기 제거 메커니즘(41)은 각각의 상부 및 하부 림 메커니즘(3, 2) 상에 배치되고 회전 메커니즘(10) 으로부터 토크가 전달되는 복수의 블레이드 부재(42)를 구비한다. 이러한 블레이드 부재(42)들은 도4에 도시된 바와 같이 림 메커니즘(3, 2)들 각각의 외측 주연부의 원주 방향을 따라 등간격으로 배열된다. 블레이드 부재(42)는 각각의 림 메커니즘(3, 2)의 외측 원주 방향 표면과 대체로 동일한 곡률 반경으로 만곡된 플레이트의 형태이고, 림 메커니즘(3, 2)의 반경 방향에 대해 기울어진다. 바꾸어 말하면, 각각의 블레이드 부재(42)는 반경 방향 내측 단부가 회전 방향(도4의 화살표 방향)에 대해 반경 방향 외측 단부보다 더욱 상류에 위치되도록 기울어진 소위 후퇴 날개이다. 따라서, 공기 제거 메커니즘(41)은 가황 타이어(1)의 측표면 부분을 따른 방향으로의 성분 및 림 메커니즘(3, 2)과 함께 블레이드 부재(42)의 회전에 의한 상대 원주 속도를 감소시키지 않는 반경 방향 외측 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동을 생성한다. 이러한 공기 제거 메커니즘(41)은 다중 블레이드 원심 팬(fan)과 유사한 원심 팬의 형상을 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 블레이드 부재(42)는 림 메커니즘과 함께 회전할 필요는 없을 수 있지만, 림 메커니즘에 대해 회전할 수 있다.
타이어(1)로부터 대향하는 상부 및 하부 블레이드 부재(42)들의 측면에, 구획 부재(43)가 공기 제거 메커니즘(41)의 일부로서 제공된다. 구획 부재(43)는 측벽 부분(1c, 1d)의 측면에서의 타이어(1)의 영역을 블레이드 부재(42)를 향한 공기 유입 측면에서의 제1 공간 영역(A) 및 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d) 근방의 제2 공간 영역(B)으로 구획한다. 특히, 구획 부재(43)는 블레이드 부재(42)를 향한 측면(일 측면)에서의 그의 외측 주연부가 블레이드 부재(42)의 외측 주연부에 근접하고 일 측면에서의 그의 내경이 타 측면에서의 내경보다 더 작도록 배열된다. 이러한 방식으로, 구획 부재(43)는 제2 공간 영역(B) 내에 존재하는 공기가 제1 공간 영역(A) 내로 유동하는 것을 방지하고, 열 교환 전에 제1 공간 영역(A) 내에 존재하는 공기를 수집함으로써 다량의 공기를 블레이드 부재(42)를 향해 유동시킨다.
회전 메커니즘(10)의 토크의 일부가 블레이드 부재(42)로 전달될 수 있거나, 회전 메커니즘(10)에 추가하여 제공된 구동 메커니즘의 토크가 블레이드 부재(42)에 전달될 수 있다. 타이어(1) 및 블레이드 부재(42)의 위상이 상대 회전에 의해 회전 방향을 따라 변화하므로, 타이어(1)의 원주 방향을 따라 공기를 더욱 균일하게 제거하는 효과가 있다. 블레이드 부재(42)에 토크를 전달하기 위해 회전 메커니즘(10)에 추가하여 구동 메커니즘(들)을 제공하는 경우에, 다른 구동 메커니즘들로부터 토크가 전달되는 블레이드 부재는 가황 타이어(1)의 상부 및 하부 측면에 제공될 수 있다. 선택적으로, 가황 타이어(1) 위의 블레이드 부재(42)에만 토크를 전달하기 위한 구동 메커니즘이 회전 메커니즘(10)에 추가하여 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 가황 타이어(1)에 대한 냉각 능력은 가황 타이어(1)의 상부 및 하부에서 조정될 수 있다. 바꾸어 말하면, 더욱 정밀한 조정이 가황 타이어(1)의 상부 및 하부 사이의 온도차에 대해 이루어질 수 있다. 따라서, 가황 타이어(1)의 상부에서의 온도가 장비 주위의 온도의 비대칭성의 영향으로 인해 더 높은 경향이 있거나 냉각 속도가 가황 타이어(1)의 상부 및 하부의 비대칭성으로 인해 편위되더라도 (예를 들어, 측벽 부분(1c, 1d)들의 형상이 다르더라도), 상부 및 하부의 냉각 속도가 일치될 수 있다. 가황 타이어(1)의 상부 및 하부에서의 냉각 능력은 가 황 타이어(1)의 상부 측면에 제공된 블레이드 부재(42)의 형상을 하부 측면에 제공된 블레이드 부재(42)의 형상으로부터 변화시키거나 상부 및 하부 측면에서의 블레이드 부재(42)의 개수를 변화시킴으로써 개별적으로 변화될 수 있다.
타이어(1)로부터 대향하는 상부 및 하부 구획 부재(43)들의 측면에, 냉각 공기 공급 메커니즘(44)이 공기 제거 메커니즘(41)의 일부로서 제공된다. 각각의 냉각 공기 공급 메커니즘(41)은 림 메커니즘(3 또는 2)의 상부 또는 하부 림 결합 부재(5 또는 17)를 둘러싸도록 형성되고 배열된 환형 파이프(45)와, 냉각 공기를 환형 파이프(45)에 공급하기 위한 도시되지 않은 냉각 공기 공급 장치와, 냉각 공기를 블레이드 부재(42)를 향해 분출하기 위해 환형 파이프(45) 상에 제공된 도시되지 않은 노즐을 포함한다. 노즐은 환형 파이프(45) 내에 형성된 관통 구멍일 수 있다는 것을 알아야 한다.
다음으로, 상기 구성을 갖는 후경화 팽창기(101)의 작동이 설명된다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 가황기(102)에 의한 가황의 완료 시에, 각각의 회전식 적재기(104)는 상방으로 이동되고 회전되어 타이어 척(104B)을 각각의 주형(110) 내에 위치시킨다. 이후에, 타이어 척(104B)은 하강되어 가황 타이어(1)를 파지한다. 그 다음, 타이어 척(104B)은 상방으로 이동되고 회전되어 가황 타이어(1)를 각각의 주형(110)으로부터 후경화 팽창기(101)의 각각의 팽창 냉각 유닛(103)으로 이송한다. 하부 림 메커니즘(2)을 그의 하한 위치로 하강시킴으로써 도달되는 도시되지 않은 타이어 배치 위치에서, 각각의 적재기(104)는 가황 타이어(1)가 각각의 회전식 적재기(104)를 하강시킴으로써 각각의 하부 림 메커니즘(2) 상에 배치된 후에, 상방으로 이동되고 회전되어 대응하는 팽창 냉각 유닛(103)으로부터 후퇴한다.
가황 타이어(1)가 위와 같이 하부 림 메커니즘(2) 상에 배치되면, 가황 타이어(1)의 하부 비드 부분(1b)은 도3에 도시된 바와 같이 하부 림 메커니즘(2)의 하부 림(16)에 의해 유지된다. 그 후에, 로킹 샤프트(33)는 상방으로 이동되고, 그에 의해 하부 림 메커니즘(2) 및 가황 타이어(1)를 상방으로 이동시킨다. 이 때, 로킹 부재(32)는 로킹 메커니즘(31) 내에서 회전 메커니즘(34)에 의해 정방향으로 회전되고, 이에 의해 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)과 로킹 부재(32)의 삽입 홈(32c)이 수직 방향에 대해 정렬된다. 따라서, 상방으로 이동하는 로킹 샤프트(33)는 돌출 부분(33a)의 삽입 홈(32c) 통과 시에 리세스 부분(32a)으로 진입한다. 로킹 샤프트(33)가 상한 위치인 타이어 장착 위치에 도달하면, 로킹 샤프트(33)의 상승은 정지되고 가황 타이어(1)의 상부 비드 부분(1a)은 상부 림 메커니즘(3)의 상부 림(4)에 의해 기밀식으로 유지된다.
그 후에, 로킹 부재(32)는 로킹 메커니즘(31) 내에서 역방향으로 회전되고, 래칭 부분(32b)은 수직 방향에 대해 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)과 정렬된다. 이후에, 도시되지 않은 공기 공급 장치의 공기 공급 메커니즘은 팽창용 공기를 공기 파이프(7) 등을 거쳐 규정된 압력으로 가황 타이어(1) 내로 공급하도록 작동된다. 결과적으로, 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)은 리세스 부분(32a) 내의 래칭 부분(32b)에 의해 수직 방향에 대해 고정되고, 이에 의해 상부 림 메커니즘(3) 및 하부 림 메커니즘(2)이 로킹 샤프트(33)를 거쳐 서로로부터 규정된 거리에 고정되고, 가황 타이어(1)는 팽창되어 규정된 형상으로 유지된다.
그 후에, 공기 공급 장치의 공기 교체 메커니즘은 가황 타이어(1) 내의 압력을 일정한 수준으로 유지하면서 팽창용 공기를 교체하도록 적합하게 작동된다. 결과적으로, 가황 타이어(1)와의 열 교환에 의해 고온에 도달한 팽창용 공기는 토출되고, 열 교환 이전의 저온의 팽창용 공기가 가황 타이어(1) 내로 공급된다. 그러므로, 냉각은 가황 타이어(1)의 내부로부터 효율적으로 수행될 수 있다.
더욱이, 타이어 구동 모터(14)는 회전 메커니즘(10) 내에서 작동되고, 상부 림 메커니즘(3)은 구동 풀리(12), 구동 벨트(13) 및 피구동 풀리(11)를 거쳐 회전되고, 이에 의해 상부 림 메커니즘(3)에 의해 유지되는 가황 타이어(1)를 고속으로 회전시킨다. 결과적으로, 강제 대류는 가황 타이어(1) 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되고, 이에 의해 가황 타이어(1)의 열량이 강제 대류에 의해 적극적으로 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 가황 타이어(1)는 가황 타이어(1)가 고정된 상태로 팽창 냉각되거나 가황 타이어(1)가 자연 대류가 더욱 우세한 저속으로 회전되면서 팽창 냉각되는 경우에 비해 더 짧은 시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
더욱이, 각각의 가황 타이어(1)가 그의 축방향 중심 위치에 대해 대칭으로 형성되므로, 가황 타이어(1)의 고속 회전에 의해 생성되는 강제 대류는 가황 타이어(1)의 균분원, 즉 축방향 중심점을 통과하며 축방향에 대해 수직인 평면과 가황 타이어(1)의 원주 방향 표면의 교차선에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동이다. 따라서, 가황 타이어(1)는 타이어 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에 서 대칭으로 냉각될 수 있고, 이에 의해 팽창 냉각 후의 품질, 특히 균일성을 개선한다.
각각의 측벽 부분(1c, 1d)이 가황 타이어(1)의 회전에 의해 주위 공기에 대해 이동될 때, 상대 속도가 측벽 부분(1c, 1d)의 외측 표면 상에서 0이며 외측 표면으로부터의 거리가 증가함에 따라 점진적으로 증가하는 공기 유동 분포, 즉 소위 유체역학 경계층이 생성된다. 이러한 유체역학 경계층은 공기 제거 메커니즘(41)에 의해 유도되는 공기 유동의 영향에 의해 타이어가 단순 회전될 때보다 더 얇아진다. 유사하게, 온도장에 대해, 측벽 부분 근방에 존재하는 열 경계층이 얇아진다. 경계층이 얇을 수록, 열 저항이 적고, 그러므로 측벽 부분(1c, 1d)은 신속하게 냉각될 수 있다. 가황 타이어(1)는 유체역학 경계층을 충분히 얇게 만들도록 고속으로 회전될 필요가 있다. 특히, 가황 타이어(1)는 100 rpm 이상, 양호하게는 200 rpm 이상, 더욱 양호하게는 300 rpm 이상으로 회전된다. 훨씬 더 빨리 회전됨으로써, 가황 타이어(1)는 더욱 신속하게 냉각될 수 있다.
열 교환에 의해 고온에 도달한 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기는 공기 제거 메커니즘(41)에 의해 강제 제거된다. 특히, 냉각이 가황 타이어(1)의 회전에 의해 시작되면, 냉각 공기 공급 메커니즘(44)의 환형 파이프(45)로부터의 저온 공기가 블레이드 부재(42)를 향해 분출된다. 각각의 림 메커니즘(3, 2)이 회전되면, 이러한 림 메커니즘(3, 2) 내에 제공된 블레이드 부재(42)가 회전되고, 즉 림 메커니즘(3, 2)의 축 중심에 대해 회전한다. 결과적으로, 각각의 림 메커니즘(3, 2)의 제1 공간 영역(A) 내에 존재하는 냉각 공기를 포함하는 열 교환 이전의 공기가 구획 부재(43)로부터 블레이드 부재(42)에 의해 타이어(1)를 향해 이동되고, 이에 의해 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동(바람)이 된다.
이러한 방식으로, 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 열 교환 후의 고온 공기는 가황 타이어(1)로부터 제거되고, 열 교환 전의 공기가 블레이드 부재(42)에 의해 제1 공간 영역(A)으로부터 공급되어 이렇게 제거된 공기를 보충한다. 따라서, 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)은 열 교환이 큰 온도차를 갖는 공기들 사이에서 일정하게 수행되므로, 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각된다. 블레이드 부재(42)를 제공하는 경우에, 동등한 효과가 블레이드 부재가 제공되지 않는 경우에 비해 더 낮은 회전 속도 또는 더 짧은 시간 내에 얻어질 수 있다.
더욱이, 측벽 부분(1c, 1d) 근방의 제2 공간 영역(B)이 구획 부재(43)에 의해 제1 공간 영역(A)으로부터 구획되므로, 가황 타이어(1)와의 열 교환에 의해 고온에 도달한 제2 공간 영역(B) 내의 고온 공기가 제1 공간 영역(A)을 향해 이동하는 것이 방지된다. 결과적으로, 열 교환 전의 공기만이 제1 공간 영역(A) 내에 존재하며 블레이드 부재(42)를 향해 유동한다. 그러므로, 측벽 부분(1c, 1d)은 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다.
가황 타이어(1)의 고속 회전에 의한 냉각 중에, 상부 및 하부 측면의 측벽 부분(1c, 1d) 내의 공기는 가황 타이어(1)의 반경방향 외측으로 유동된다. 이는 하부 측벽 부분(1d)과의 열 교환에 의해 고온에 도달한 공기가 자연 대류에 의해 상부 측벽 부분(1c)으로 이동하는 경우의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 상부 및 하부 측벽 부분(1c, 1d)들은 동일한 상태로 냉각될 수 있다. 가황 타이어(1) 내부의 공기는 그러한 고속 회전에 의해 생성되는 원심력에 의해 대향 축방향 측면들에서 대칭인 유동으로 유도되고, 이에 의해 가황 타이어(1)의 내부로부터 대향 축방향 측면들에서의 대칭 (균일) 냉각을 촉진한다. 100 rpm 이상의 고속으로 가황 타이어(1)를 회전시키기 위한 회전 메커니즘(10)을 포함하는 후경화 팽창기(101)에서, 가황 타이어(1)의 형상과 일치하는 냉각, 가황 타이어(1)의 내부 및 외부로부터의 균일한 냉각, 및 냉각 시간의 조정 및 단축이 가황 타이어(1)의 회전 속도, 블레이드 부재(42)의 존재 여부, 가황 타이어(1)와 블레이드 부재(42)의 상대 회전의 존재 여부, 및 상부 및 하부 블레이드 부재(42)의 회전 속도를 적합하게 조정함으로써 실현될 수 있다. 1회 가황 사이클 내에서 냉각을 완료하기 위해 그러한 조정을 하는 것도 가능하다. 바꾸어 말하면, 후경화 팽창기(101)는 1회 가황 사이클 내에서 냉각을 완료하도록 조정하기 위한 구성 및 메커니즘, 예를 들어 가황 타이어(1)의 회전 속도, 블레이드 부재(42)의 존재 여부, 가황 타이어(1)와 블레이드 부재(42)의 상대 회전의 존재 여부, 및 상부 및 하부 블레이드 부재(42)의 회전 속도를 적합하게 조정하기 위한 구성 및 메커니즘을 가질 수 있다. 가황 타이어(1)가 수직 및 원주 방향에 대해 잘 균형 잡힌 방식으로 냉각되므로, 냉각 후의 가황 타이어(1)는 높은 품질을 갖는다.
가황 타이어(1)의 냉각이 위와 같이 완료되면, 팽창용 공기는 토출되고, 로킹 부재(32)는 로킹 메커니즘(31) 내의 회전 메커니즘(34)에 의해 정방향으로 회전되고, 이에 의해 로킹 샤프트(33)의 돌출 부분(33a)과 로킹 부재(32)의 삽입 홈 (32c)이 수직 방향에 대해 정렬된다. 그 후에, 로킹 샤프트(33)는 하강되고, 리세스 부분(32a) 내에 위치된 돌출 부분(33a)은 삽입 홈(32c)을 통해 빠져 나온다. 냉각된 가황 타이어(1)가 하부 림 메커니즘(2)과 함께 도시되지 않은 타이어 배치 위치로 하강될 때, 가황 타이어(1)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 회전식 적재기(104)에 의해 반출되고, 다음의 가황 타이어(1)의 냉각이 대기 시간 없이 시작된다.
(제2 실시예)
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 후경화 팽창기가 설명된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 후경화 팽창기를 개략적으로 도시하는 도5 및 도6에서, 제1 실시예의 후경화 팽창기(101)에서와 동일한 부재는 동일한 도면 부호에 의해 표시되며 여기서 설명되지 않는다. 공기 제거 메커니즘(41) 등이 도시되지 않았지만, 제1 실시예에서 설명된 부재 및 메커니즘은 필요하다면 적합하게 제공될 수 있다.
도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 후경화 팽창기는 수평으로 배치된 가황 타이어(1)의 하부 표면을 유지하기 위한 하부 림 메커니즘(2)과, 가황 타이어(1)의 상부 표면을 유지하기 위한 상부 림 메커니즘(3)을 포함한다. 상부 림 메커니즘(3)은 상부 림 메커니즘(3)에 결합된 회전 샤프트 부재(75), 회전 샤프트 부재(75)를 회전 가능하게 지지하여 회전 샤프트 부재(75)를 수직으로 유지하기 위한 외측 튜브 부재(76), 및 풀리 및 벨트를 거쳐 회전 샤프트 부재(75)의 상단부에 결합된 구동 모터(77)를 포함하는 회전 메커니즘(74)에 의해 임의의 속도로 회전 가능하게 된다. 회전 샤프트 부재(75)는 회전 샤프트 부재(75)를 수직으로 관통한 후에 도시되지 않은 공기 파이프를 거쳐 공기 공급 장치와 연결되는 공기 구멍(75b)을 구비하여 형성된다.
또한, 도5에 도시된 바와 같이, 회전 샤프트 부재(75)를 지지하는 외측 튜브 부재(76)는 수평 프레임(78)에 고정된다. 회전 메커니즘(79)은 외측 튜브 부재(76)의 외측 원주 방향 표면 상에 배열된다. 회전 부재(79)는 튜브 부분(76b)의 외측 원주 방향 표면 상에 제공되며, 수직으로 이동 가능한 로드(80a)를 갖는 맞물림 실린더(80), 맞물림 실린더(80)의 로드(80a)와 맞물리도록 배열되어 회전 샤프트 부재(75)에 고정된 맞물림 보드(81), 및 튜브 부재(76b)를 수평으로 회전시키기 위해 외측 튜브 부재(76) 상에 지지되는 회전 실린더(82)를 포함한다.
로킹 메커니즘(83)이 회전 메커니즘(79) 아래에 제공되고, 회전 샤프트 부재(75)의 하단부(선단부)에 형성된 돌출 부분(75a) 및 상부 림 메커니즘(3)에 결합된 로킹 부재(84)를 포함한다. 로킹 부재(84)는 개방된 상단부를 갖는 리세스 부분(84a)을 갖는다. 리세스 부분(84a)의 측벽 표면 상의 4개의 위치로부터 반경 방향 내측으로 돌출하는 래칭 부분(84b)들이 리세스 부분(84a)의 상단부에 형성되고, 삽입 홈(노치)들이 인접한 래칭 부분(84b)들 사이에 형성된다. 삽입 홈은 회전 샤프트 부재(75)의 돌출 부분(75a)의 통과를 허용하도록 형성된다. 이렇게 구성된 로킹 메커니즘(83)은 회전 샤프트 부재(75)를 예를 들어 회전 메커니즘(79)에 의해 정방향으로 회전시킴으로써 돌출 부분(75a)과 삽입 홈을 수직 방향에 대해 정렬시키고, 이에 의해 돌출 부분(75a)은 자유롭게 리세스 부분(84a)으로 진입하고 그로 부터 빠져 나온다. 다른 한편으로, 로킹 메커니즘(83)은 회전 샤프트 부재(75)를 예를 들어 역방향으로 회전시킴으로써 돌출 부분(75a)과 래칭 부분(84b)을 수직 방향에 대해 정렬시키고, 이에 의해 돌출 부분(75a)은 리세스 부분(84a) 내에 고정될 수 있다. 다른 구성은 제1 실시예의 후경화 팽창기와 동일하다.
다음으로, 상기 구성을 갖는 후경화 팽창기의 작동이 설명된다.
먼저, 하부 림 메커니즘(2)을 하한 위치로 하강시킴으로써 도달되는 도시되지 않은 타이어 배치 위치에서, 가황 타이어(1)는 하부 림 메커니즘(2) 상에 배치되어 그에 의해 유지된다. 그 후에, 하부 림 메커니즘(2)은 로킹 메커니즘(83)과 함께 상방으로 이동되어 하부 림 메커니즘(2) 및 가황 타이어(1)를 상방으로 이동시킨다. 이 때, 로킹 메커니즘(83) 위에 위치된 회전 샤프트 부재(75)는 회전 메커니즘(79)에 의해 정방향으로 회전되고, 이에 의해 돌출 부분(75a)은 수직 방향에 대해 로킹 부재(84)의 삽입 홈과 정렬된다. 따라서, 상방으로 이동하는 로킹 부재(84)는 돌출 부분(75a)을 리세스 부분(84a) 내로 삽입한다. 하부 림 메커니즘(2)이 상한 위치인 타이어 장착 위치에 도달하면, 상향 이동이 멈추고 가황 타이어(1)는 상부 림 메커니즘(3)에 의해 기밀식으로 유지된다.
그 후에, 회전 샤프트 부재(75)는 회전 메커니즘(79) 내에서 역방향으로 회전되고, 이에 의해 로킹 부재(84)의 래칭 부분(84b)이 수직 방향에 대해 회전 샤프트 부재(75)의 돌출 부분(75a)과 정렬된다. 그 다음, 공기 공급 메커니즘이 도시되지 않은 공기 공급 장치 내에서 작동되어, 팽창용 공기를 규정된 압력으로 가황 타이어(1) 내로 공급한다. 결과적으로, 회전 샤프트 부재(75)의 돌출 부분(75a)은 리세스 부분(84b) 내에서 수직 방향에 대해 래칭 부분(84b)에 의해 고정되고, 이에 의해 상부 림 메커니즘(3) 및 하부 림 메커니즘(2)이 회전 샤프트 부재(75)를 거쳐 서로로부터 규정된 거리에 고정되고, 가황 타이어(1)는 규정된 형상으로 팽창되어 유지된다.
이후에, 맞물림 실린더(80)의 로드(80a)는 맞물림 보드(81)로부터 분리되도록 후퇴되고, 이에 의해 회전 샤프트 부재(75)는 외측 튜브 부재(76)에 대해 회전 가능하게 된다. 그 후에, 구동 모터(77)는 풀리 및 벨트를 거쳐 회전 샤프트 부재(75)를 회전시키도록 작동된다. 이러한 방식으로, 가황 타이어(1)는 고속으로 회전됨으로써 팽창 냉각된다.
가황 타이어(1)의 냉각이 완료되면, 로킹된 상태는 팽창용 공기가 토출된 후에 로킹 메커니즘(83) 및 회전 메커니즘(70)에 의해 하부 및 상부 림 메커니즘(2, 3)들을 결합시키는 전술한 것으로부터 역작동에 의해 해제된다. 하부 림 메커니즘(2)이 가황 타이어(1)와 함께 도시되지 않은 타이어 배치 위치로 하강되어 멈춘 후에, 가황 타이어(1)는 반출되고, 다음의 가황 타이어(1)의 냉각이 시작된다. 다른 작동은 제1 실시예의 후경화 팽창기(101)에서와 동일하다.
다음으로, 다음의 시뮬레이션 테스트가 제1 및 제2 실시예에 따른 후경화 팽창기에 의한 냉각 효과를 확인하기 위해 수행되었다.
종래에 행해진 바와 같이, 가황 타이어(1)가 고정되어 배치되었을 때 (0 rpm의 회전 속도) 가황 타이어(1) 내부 및 주위에서 생성된 공기 유동의 유동 상태가 검사되었다. 도7 및 도8은 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도7은 반경 및 수직 방 향의 속도 벡터를 도시하는 도면이고, 도8은 반경 방향으로의 속도 성분의 등치선을 도시하는 도면이다. 색이 진할 수록 속도가 높다는 것을 알아야 한다. 결과적으로, 고온에 도달한 공기가 가황 타이어(1) 외부에서 가황 타이어(1)의 하부 측벽 부분(1d)에서 상승하고, 이에 의해 도7 및 도8에 도시된 바와 같이 상부 측벽 부분(1c) 주위에서 유동하는 자연 대류의 공기 유동(화살표 방향)을 생성한다는 것이 확인되었다. 더욱이, 벨트 내측 라이너 부분을 따라 상승하는 자연 대류가 생성되었고 온도 층상화가 생성되어 가황 타이어(1) 내부에서 상부 및 하부 사이에 온도차를 생성했다는 것이 확인되었다.
가황 타이어(1)는 블레이드 부재(42)를 구비한 후경화 팽창기 내에 장착되었고, 가황 타이어(1)가 500 rpm의 회전 속도로 회전되었을 때 가황 타이어(1) 내부 및 주위에서 생성된 공기 유동의 유동 상태가 검사되었다. 도9는 시뮬레이션 결과를 도시하며, 반경 및 수직 방향의 속도 벡터를 도시하는 도면이다. 결과적으로, 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 강제 대류의 공기 유동(화살표 방향), 즉 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동이 생성되었고, 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기는 도9에 도시된 바와 같이 타이어 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭으로 그리고 강제로 제거되었다는 것이 확인되었다.
더욱이, 블레이드 부재(42)가 제공된 경우와 블레이드 부재가 제공되지 않은 경우에 대해, 가황 타이어(1)가 600 rpm의 회전 속도로 회전되었을 때 가황 타이어(1) 내부 및 주위에서 생성된 공기 유동의 유동 상태가 검사되었다. 도10 및 도11 은 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도10은 (블레이드 부재가 있을 때의) 반경 방향 성분의 등치선을 도시하는 도면이고, 도11은 (블레이드 부재가 없을 때의) 반경 방향 성분의 등치선을 도시하는 도면이다. 양 도면에서, 색이 진할 수록 속도 성분이 크다. 결과적으로, 원주 방향을 따른 주위 공기에 대한 상대 속도는 크고 우세했지만, 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동(화살표 방향)은 반경 방향 외측 방향의 2차 유동에 대해 증가했고 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기는 도10 및 도11에 도시된 바와 같이 블레이드 부재를 제공함으로써 더욱 효과적으로 제거되었다는 것이 확인되었다.
전술한 바와 같이, 제1 및 제2 실시예에 따른 각각의 후경화 팽창기는 가황 타이어(1)의 상부 및 하부 비드 부분(1a, 1b)을 유지하기 위한 상부 및 하부 림 메커니즘(3, 2; 가황 타이어 유지 메커니즘)과, 가황 타이어(1)를 림 메커니즘(3, 2)을 거쳐 고속으로 회전시키기 위해 강제 대류가 가황 타이어(1) 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 훨씬 더 우세하게 되도록 회전 메커니즘(10)에 의해 가황 타이어(1)를 회전시킴으로써 강제 대류에 의해 가황 타이어(1)의 열을 적극적으로 제거하도록 (즉, 외부로부터 가황 타이어(1)를 적극적으로 냉각시키도록) 구성된 회전 메커니즘(10)을 구비한다. 따라서, 가황 타이어(1)는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
이 때, 가황 타이어(1)가 축방향 중심점에 대해 대칭으로 형성되므로, 가황 타이어(1)의 고속 회전에 의해 생성되는 강제 대류는 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동이 되고, 가황 타이어(1) 내부에 존 재하는 공기는 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동으로 유도되고, 이에 의해 대향 축방향 측면들에서 대칭인 내측 표면 온도 분포를 얻는다. 바꾸어 말하면, 가황 타이어는 물성치들이 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되도록 팽창 냉각된다. 따라서, 가황 타이어(1)는 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭으로 냉각될 수 있고, 그 결과 냉각 후의 가황 타이어(1)의 균일성 및 답면 구배와 같은 품질이 개선될 수 있다.
특히, 제1 및 제2 실시예에서 가황 타이어(1)를 냉각시키기 위한 방법에 따르면, 가황 타이어(1)는 물성들이 가황 타이어(1)의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 값을 취하게 만들기 위해 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어(1) 외부의 공기를 유동시키면서 팽창 냉각된다. 따라서, 가황 타이어(1)는 가황 타이어(1)의 수직 및 원주 방향을 따라 잘 균형 잡힌 방식으로 냉각될 수 있고, 그 결과 냉각 후의 가황 타이어(1)의 균일성 및 답면 구배와 같은 품질이 개선될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어(1)가 가황 타이어(1) 외부에서 강제 대류에 의해 공기 유동을 생성함으로써 외부로부터 적극적으로 냉각되므로, 가황 타이어(1)는 단시간 내에 팽창 냉각될 수 있다.
특히, 제1 및 제2 실시예에서, 가황 타이어(1)가 100 rpm 이상의 고속으로 회전되므로, 냉각 시간을 단축시키면서 품질이 개선될 수 있다. 고속 회전의 하한치는 다음의 이유로 100 rpm으로 설정된다. 이후에 설명되는 도15 및 도16의 그래프에 도시된 바와 같이, 가황 타이어(1)가 100 rpm의 회전 속도로 회전됨으로써 팽창 냉각되었을 때, 가황 타이어가 회전되지 않고서 팽창 냉각되는 경우에 비해, 답 면 구배는 30% 이상 개선되었고 냉각 시간은 20% 이상 단축되었다. 따라서, 현저한 효과가 예상될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어(1)는 100 rpm 이상의 고속으로 회전됨으로써 열 수축이 발생하지 않는 온도로 충분히 냉각될 수 있고, 이에 의해 예를 들어 강화 섬유와 같은 카커스 부재가 냉각 후에 열 수축을 받는 것이 방지되고, 타이어 균분원에 대한 대향 축방향 측면들 사이의 물성치들의 차이가 감소될 수 있다. 결과적으로, 균일성이 개선될 수 있다.
더욱이, 가황 타이어(1)가 회전 메커니즘(10)에 의한 고속 회전에 의해 냉각되므로, 냉각용 구동원 및 파이프가 종래에 행해졌던 바와 같이 추가되는 경우에 비해, 냉각을 위해 요구되는 운전 비용이 증가하지 않고, 메커니즘을 복잡하게 하며 부품 비용을 증가시키는 장치의 크기 증가의 가능성이 없다.
또한, 공기 제거 메커니즘(41)이 회전 메커니즘(10)에 의한 회전을 이용하여 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d; 측표면 부분) 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하고 외부로부터 냉각 공기를 도입하기 위해 제공되므로, 가황 타이어(1)는 가황 타이어(1)가 단순 회전됨으로써 냉각되는 경우에 비해 더 짧은 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
특히, 제1 실시예에서, 공기 제거 메커니즘(41)은 각각의 림 메커니즘(3, 2)과 함께 회전됨으로써 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동을 생성하기 위해 각각의 림 메커니즘(3, 2) 상에 제공된 블레이드 부재(42)를 구비한다. 따라서, 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기는 각각의 림 메커니즘(3, 2) 상에 블레이드 부재(42)를 제공하 는 간단한 구성에 의해 만족스럽게 제거될 수 있고, 그 결과 물성치들이 타이어 균분원에 대한 대칭 축방향 측면들에서 더욱 대칭적일 수 있다. 제2 실시예의 후경화 팽창기는 유사하게 블레이드 부재(42)를 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
여기서, 블레이드 부재(42)가 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동을 생성하면, 블레이드 부재(42)의 임의의 형상 및 임의의 배열이 선택될 수 있다. 예를 들어, 단지 하나의 블레이드 부재(42)만이 제공될 수 있고, 블레이드 부재(42)들의 경사각, 형상, 및 크기는 개별적으로 다를 수 있고, 블레이드 부재(42)는 편평 플레이트일 수 있다. 더욱이, 블레이드 부재(42)의 상부는 생성되는 공기 유동이 측벽 부분(1c, 1d)에 대한 수직 방향으로 더 많은 성분을 포함하도록 공기 유동 방향으로, 즉 측벽 부분(1c, 1d)을 향해 구부러질 수 있거나, 또는 전체 블레이드 부재(42)가 측벽 부분(1c, 1d)을 향해 기울어질 수 있다.
블레이드 부재(42)는 다른 부분보다 원하는 부분에서 더 빠른 공기 유동을 생성하는 조건을 만족시키는 방식으로 측벽 부분(1c, 1d)의 가장 두꺼운 부분과 같은 가황 타이어(1)의 원하는 위치에 제공될 수 있다. 그러한 경우에, 더 많은 열이 가황 타이어(1)의 원하는 부분에서 더 큰 공기 유동을 생성함으로써 다른 부분에서보다 원하는 부분에서 제거될 수 있으므로, 원하는 부분이 선택적으로 냉각될 수 있다. 결과적으로, 가황 타이어(1)는 이상적인 상태로 냉각될 수 있다. "조건을 만족시키는 것"은 더 큰 공기 유동이 블레이드 부재(42)의 개수, 경사각, 및 형상과 같은 공기 유동 변화 인자 중에서 적어도 하나를 조정함으로써 다른 부분에서 보다 원하는 부분에서 생성되는 것을 의미한다.
제1 실시예에서, 각각의 공기 제거 메커니즘(41)은 타이어(1) 주위의 영역을 블레이드 부재(42)를 향한 공기 유입 측면에서의 제1 공간 영역(A)과, 측벽 부분(1c, 1d) 근방의 제2 공간 영역(B)으로 구획하기 위한 구획 부재(43)를 포함하고, 제2 공간 영역(B)은 제2 공간 영역(B) 내에 존재하는 공기의 온도가 가황 타이어(1)와의 열 교환으로 인해 상승할 때 제1 공간 영역(A)으로부터 구획된다. 따라서, 고온에 도달한 공기의 제1 공간 영역(A) 내로의 이동이 효과적으로 방지될 수 있다. 결과적으로, 열 교환 이전의 공기만이 제1 공간 영역(A) 내에 존재하며 이러한 공기가 블레이드 부재(42)를 향해 유동하고, 그러므로 가황 타이어(1)는 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다. 제2 실시예의 후경화 팽창기는 유사하게 구획 부재(43)를 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
제1 실시예에서, 공기 제거 메커니즘(41)은 냉각 공기를 블레이드 부재(42)에 공급하기 위한 냉각 공기 공급 메커니즘(44)을 포함하고, 이에 의해 냉각 공기를 가황 타이어(1)로 보낸다. 따라서, 가황 타이어(1)는 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다. 제2 실시예의 후경화 팽창기는 유사하게 냉각 공기 공급 메커니즘(41)을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
제1 실시예의 후경화 팽창기는 가황 타이어(1)의 회전 중에 가황 타이어(1)를 팽창시키기 위한 팽창용 공기를 교체하기 위한 공기 교체 메커니즘을 더 포함하며, 가황 타이어(1)를 내측으로부터 적극적으로 냉각시킬 수 있다. 따라서, 가황 타이어(1)는 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다. 제2 실시예의 후경화 팽창기는 유 사하게 공기 교체 메커니즘을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다.
제1 및 제2 실시예에서, 생타이어인 그린 타이어(107)를 가황시키기 위한 가황기(102)로부터 반출된 가황 타이어(1)는 도1에 도시된 바와 같이 유지되면서 팽창 냉각된다. 회전 메커니즘(10)은 가황 타이어(1)를 가황기(102) 내에서 가황 시간 내에 80℃의 규정된 온도 이하로 냉각시키기 위해 고속으로 가황 타이어(1)를 회전시키도록 제공된다.
따라서, 가황 타이어(1)는 가황기(102) 내에서 그린 타이어(107)를 가황 타이어(1)로 가황시키기 위한 가황의 1회 사이클 주기 내에 일정하게 냉각될 수 있다. 따라서, 가황 타이어(1)는 가황 후에 대기 시간 없이 팽창 냉각을 시작하도록 가황 타이어 유지 메커니즘(2) 내에 설치될 수 있다. 더욱이, 최소 개수의 가황 타이어 유지 메커니즘(2)을 제공하는 것이 충분하므로, 후경화 팽창기의 구성은 단순화될 수 있고, 부품 비용 및 조립 비용이 감소될 수 있다. 또한, 가황 타이어 유지 메커니즘(2)이 규정된 위치에 배열되므로, 가황 타이어(1)는 개선된 정밀도로 가황 타이어 유지 메커니즘(2) 내에 설치될 수 있다. 그러므로, 고품질이 팽창 냉각 후에 가황 타이어(1)에 대해 유지될 수 있고, 품질 변동이 감소될 수 있다.
제1 및 제2 실시예에서, 후경화 팽창기는 상부 및 하부 림 메커니즘(3, 2; 가황 타이어 유지 메커니즘)에 의한 가황 타이어(1)의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정이 도3에 도시된 바와 같이 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행되는, 즉 단지 하나의 위치만이 공정에 대해 제공되는 냉각 위치 고정식이다. 이는 장비의 구성을 단순화할 수 있으므로, 기계적 정밀성 및 가황 타이어를 위치시키고 유지하는 정밀성이 개선될 수 있고, 그 결과 타이어의 품질은 예를 들어 타이어 균일성의 개선을 통해 더욱 개선될 수 있다. 더욱이, 장비의 신뢰성이 증가되고, 짧은 휴지 및 보수의 빈도 및 비용이 감소될 수 있다. 가황 타이어 유지 메커니즘(2)이 냉각 위치를 변화시키기 위해 수직으로 뒤집히는 유형의 후경화 팽창기에서, 가황기(102) 및 후경화 팽창기(101)는 서로로부터 충분히 이격될 필요가 있다. 그러나, 고정 냉각 위치식 후경화 팽창기에서, 가황기(102) 및 후경화 팽창기(101)가 서로에 대해 근접하므로, 장치 설치 공간(특히, 전후 방향을 따른 깊이 방향)이 감소된다. 따라서, 취출기가 가황 타이어(1)를 가황기(102)로부터 후경화 팽창기(101)로 이송하기 위한 이송 메커니즘으로 사용되면, 이러한 취출기의 회전 반경은 더 작아지고, 그러므로 회전 모멘트가 더 작아지며 가황 타이어(1)는 가황 타이어 유지 메커니즘(2)으로 고도로 정밀하게 이송될 수 있다.
제1 실시예의 공기 제거 메커니즘(42)은 회전 메커니즘(10)의 회전력을 직접 사용하여 가황 타이어(1)의 대향 측표면들 근방에 존재하는 공기를 회전시킴으로써 가황 타이어(1)의 대향 측표면 부분들에서 공기 유동을 생성하도록 구성된다. 그러나, 공기 제거 메커니즘(41)이 회전 메커니즘(10)에 의한 회전을 사용하여 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d; 측표면 부분)들 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하는 기능을 나타내는 것으로 충분하고, 공기 제거 메커니즘(41)은 자체가 회전하지 않도록 고정될 수 있다.
선택적으로, 공기 제거 메커니즘(42)은 가황 타이어(1)의 회전과 협동하여 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)들 근방에 존재하는 공기를 강제 유동시키거나 소제하고 제거하기 위해 가황 타이어(1)의 대향 측표면 부분들에 대면하거나 근접하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 공기 제거 메커니즘(41)은 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 구동되지 않을 수 있다. 즉, 가황 타이어 유지 메커니즘을 위한 동일한 구동원에 의해 구동되지 않을 수 있다. 그러한 경우에, 가황 타이어(1)는 가황 타이어(1)의 회전 방향과 반대 방향으로 공기 제거 메커니즘(41)을 회전시킴으로써 또는 가황 타이어(1)의 회전 속도와 다른 속도로 공기 제거 메커니즘(41)을 회전시킴으로써 그에 대해 적합한 원하는 상태로 냉각될 수 있다.
더욱이, 공기 제거기 또는 공기 제거 메커니즘(41)은 제1 공기 제거 메커니즘 및 제2 공기 제거 메커니즘을 포함하며, 제1 공기 제거 메커니즘은 회전 메커니즘의 회전력을 이용하여 가황 타이어(1)를 회전시킴으로써 그의 일 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하여 일 측표면 부분에서 공기 유동을 생성하고, 이에 의해 가황 타이어(1)의 일 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하고, 제2 공기 제거 메커니즘은 가황 타이어의 타 측표면에 대면하도록 제공되어 가황 타이어의 회전과 협동하여 가황 타이어의 타 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 유동시키거나 교반하고 제거한다. 여기서, 타 측면에서의 공기 제거 메커니즘은 측벽 부분(1c, 1d)에 대응하는 고정된 블레이드 또는 고정된 상태를 해제함으로써 회전 가능한 블레이드를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 실시예에서, 가황 타이어(1)는 상부 및 하부 림 메커니즘(3, 2; 가황 타이어 유지 메커니즘)에 의해 유지되면서 고속으로 회전된다. 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 가황 타이어(1)는 기울어진 자세 또는 수직 자세로 유지되면 서, 즉 가황 타이어(1)의 중심축이 수평 방향에 대해 정렬된 자세에서 고속으로 회전될 수 있다. 가황 타이어(1)를 수직 자세에서 고속으로 회전시키는 경우에, 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서의 공기 유동의 대칭성이 더욱 개선되고, 이에 의해 냉각의 대칭성 또는 균일성과 같은 품질을 더욱 개선시킨다.
하나의 가황 타이어(1)가 제1 및 제2 실시예에서 수평 프레임(6) 아래의 위치에서 냉각되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 동일하게 구성된 메커니즘이 수평 프레임(6)에 대해 대칭으로 제공될 수 있으며 수직으로 뒤집힐 수 있다.
더욱이, 제1 및 제2 실시예에서, 후경화 팽창기는 상부 및 하부 림 메커니즘(3, 2; 가황 타이어 유지 메커니즘)에 의한 가황 타이어(1)의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정이 도1에 도시된 바와 같이 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행되는, 즉 하나의 위치가 공정에 대해 제공되는 냉각 위치 고정식이다. 따라서, 장비는 간단한 구성을 가질 수 있고, 이에 의해 기계적 정밀성의 개선 및 가황 타이어를 이송하고 유지하는 정밀성의 개선을 가능케 하고, 그 결과 타이어의 품질은 타이어의 개선된 균일성 및 다른 인자를 통해 더욱 개선될 수 있다. 더욱이, 장비의 신뢰성이 증가되고, 짧은 휴지 및 보수의 빈도 및 비용이 감소될 수 있다.
본 발명은 양호한 실시예에 기초하여 설명되었지만, 그의 범주로부터 벗어나지 않고서 변화될 수 있다. 특히, 도12에 도시된 바와 같이, 후경화 팽창기는 공기 제거 메커니즘(41)으로서 측벽 부분(1c, 1d)들 근방에 존재하는 공기를 소제하기 위한 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)들에 대향하여 고정된 소제 부재(51)를 포함할 수 있다.
특히, 소제 부재(51)는 측벽 부분(1c, 1d)들과 대면하는 그의 표면들이 측벽 부분(1c, 1d)으로부터 등거리에 있도록 형성된다. 더욱이, 소제 부재(51)는 측벽 부분(1c, 1d) 위와 아래에 배열된다. 상부 소제 부재(51)는 상부 지지 부재(52)를 거쳐 튜브형 지지 부재(22)에 고정되고, 하부 소제 부재(51)는 하부 지지 부재(53)를 거쳐 로킹 샤프트(33)의 샤프트 지지 부분(33c)에 고정된다.
더욱이, 도13에 도시된 바와 같이, 복수의 소제 부재(51)가 측벽 부분(1c, 1d)과 대면하는 환형 영역 내에 등간격으로 배열된다. 각각의 소제 부재(52)는 가황 타이어(1)의 외측 원주 방향 표면과 대체로 동일한 곡률 반경으로 만곡된 플레이트이고, 가황 타이어(1)의 반경 방향으로 기울어진다. 바꾸어 말하면, 각각의 소제 부재(51)는 반경 방향 내측 단부가 회전 방향(도13의 화살표 방향)에 대해 반경 방향 외측 단부보다 더욱 상류에 위치되도록 기울어진다.
각각의 소제 부재(51)는 반경 방향 내측 단부가 회전 방향(도13의 화살표 방향)에 대해 반경 방향 외측 단부보다 더욱 하류에 위치되도록 기울어질 수 있다. 소제 부재(51)는 블레이드 부재(42) 및 구획 부재(43) 및/또는 도3에 도시된 공기 제거 메커니즘(41)의 냉각 공기 공급 메커니즘(44)과 조합하여 제공될 수 있다. 소제 부재(51)가 가황 타이어의 측벽 부분에 대해 회전하여 측벽 부분 근방에 존재하는 공기를 소제하는 것으로 충분하고, 소제 부재(51)는 로킹 샤프트 및 튜브형 부재에 고정된 것으로 제한되지 않을 수 있다.
상기 구성에서, 가황 타이어(1)가 회전될 때, 측벽 부분(1c, 1d)은 소제 부재(51)에 대해 이동하고, 이에 의해 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하며 측벽 부분 (1c, 1d)과 함께 이동하는 공기가 소제 부재(51)에 의해 소제된다. 결과적으로, 가황 타이어(1)와의 열 교환에 의해 고온에 도달한 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기가 강제 제거될 수 있다. 따라서, 가황 타이어(1)는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
도14A 및 도14B에 도시된 바와 같이, 후경화 팽창기는 가황 타이어(1)의 측벽 부분(1c, 1d)에 대향하여 상향 및 하향 공기 유동에 의해 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하는 공기를 이동 (또는 제거)하도록 되어 있으면서 각각의 림 메커니즘(3, 2)에 고정된 축류 블레이드 부재(54)를 갖는 공기 제거 메커니즘(41)으로서 제공될 수 있다.
특히, 축류 블레이드 부재(54)는 대응하는 림 메커니즘(3, 2)에 고정된 후방 단부를 가지며, 회전 중심(O)에 대해 4개의 원주 방향으로 변위된 위치에 배열된다. 축류 블레이드 부재(54)의 선단부는 측벽 부분(1c, 1d)에 대향하고, 제1 및 제2 플레이트 부재(55, 56)를 포함한다. 제2 플레이트 부재(56)는 측벽 부분(1c, 1d)과 평행하게 배열되고, 제1 플레이트 부재(55)는 대응하는 제2 플레이트 부재(56)와 연결된 상류 단부를 가지며 30°와 같은 규정된 각도로 상방으로 기울어진 하류 단부를 갖는다.
축류 블레이드 부재(54)는 회전 방향에 대한 제1 플레이트 부재(55)의 상류 단부가 제2 플레이트 부재(56)와 연결되고 그의 하류 단부가 30°와 같은 규정된 각도로 하방으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 더욱이, 축류 블레이드 부재(54)는 블레이드 부재(42) 및 구획 부재(43) 및/또는 도3에 도시된 공기 제거 메커니즘 (41)의 냉각 공기 공급 메커니즘(44)과 조합하여 제공될 수 있다. 축류 블레이드 부재(54)는 가황 타이어에 대해 회전 가능하도록 제공될 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어(1)가 회전될 때, 측벽 부분(1c, 1d) 및 축류 블레이드 부재(54)는 동일한 속도로 회전(이동)되거나 상대 회전된다. 축류 블레이드 부재(54) 내에서, 제2 플레이트 부재(56)는 그의 이동을 통한 공기 유동의 압력차로 인해 측벽 부분(1c, 1d)으로부터 멀리 상향 및 하향 공기 유동을 생성한다. 결과적으로, 측벽 부분(1c, 1d) 근방에 존재하며 가황 타이어(1)와의 열 교환에 의해 고온에 도달한 공기가 상향 및 하향 공기 유동에 의해 강제 제거된다. 따라서, 가황 타이어(1)는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
다음으로, 전술한 후경화 팽창기를 사용한 다양한 실험이 설명될 것이다.
먼저, 비드 코어 주위에서 축방향 내측 측면으로부터 축방향 외측 측면으로 접힌 접힘 부분이 트레드 부분으로부터 측벽 부분을 거쳐 비드 부분으로 연장되는 본체에 일체로 형성된, 하나의 카커스 층으로 구성된 카커스 구조를 갖는 가황 타이어에 대해, 가황 타이어의 회전 속도(rpm), 블레이드의 존재 여부, 블레이드의 개수, 및 블레이드의 형상과 같은 냉각 조건을 변화시키면서, 팽창 냉각 시의 냉각 시간(분), 종래 기술 1의 냉각 시간에 대한 이러한 냉각 시간의 비율(%), 카커스 코드(공정내 연장률(%)의 상한 및 하한치 간의 차이), 및 답면 구배의 테스트 항목에 대해 테스트가 수행되었다. 상기 테스트 항목은 또한 종래의 방법에 의해 가황 타이어를 팽창 냉각시킴으로써 검사되었다.
여기서, 냉각 시간은 트레드 부분에 인접한 측벽의 카커스 부분을 80℃로 냉 각시키는데 요구되는 시간으로서 정의되었다. 그러나, 종래의 방법에 의한 냉각 시간은 현재 사용되는 2-사이클 방법에 의한 후경화 팽창 시간으로서 정의되었다. 더욱이, 카커스 코드 공정내 연장률은 샘플로서 타이어로부터 모아진 측벽 부분을 사용하여 측정되었다. 답면 구배는 12개 타이어(N = 12)의 평균치이다.
공정내 연장률, 즉 일정 부하에 대한 연장 비율은 JIS L1017의 7.7항(화학 섬유 타이어 코드 시험 방법)에 정의된 바와 같이 수행된 측정에서 일정 부하(W)가 가해질 때 측정되며 7.7.1항에 정의된 표준 시험에 기초하여 측정된 신장 비율(%)이다. 일정 부하(W)는 W(kgf) = 4.5 x (d2/d1)에 의해 계산되도록 결정된다. 여기서, d1은 섬유의 종류에 의해 결정되는 기준 데시텍스를 표시하고, d2는 샘플의 표시 데시텍스를 표시한다. 타이어마다, 카커스 코드 샘플의 4개의 세트가 타이어의 대향 측면들(상부 및 하부 측면) 각각에서 측벽 부분의 네 개의 대체로 균일하게 원주방향으로 배치된 위치로부터 모아졌고, 각각의 세트는 한 쌍의 상부 및 하부 샘플로 구성되고, 10개의 타이어(샘플의 40개 세트)에 대한 공정내 연장률의 최대치와 최소치 사이의 차이의 평균치가 소수점 첫째 자리까지 계산되었다.
특히, 가황 사이클 시간(여기서, 가황 시간과, 주형을 개방 및 폐쇄하고 타이어를 반입 및 반출하는데 요구되는 시간의 합)이 10분으로 설정되었고, 크기가 195/65R15 91S인 승용차용 래디얼 타이어가 준비되었다. 그 다음, 팽창 냉각이 표 1 및 표 2에 도시된 바와 같은 다양한 방식으로 상기 냉각 조건을 변화시킴으로써 수행되었다. 냉각 조건 및 테스트 결과가 표 1 및 표 2에서 예 1 내지 예 13과 종래 기술 1에 대해 상세하게 도시되었다. 종래의 방법에 의한 냉각 시간에 대한 예 1 내지 예 7의 냉각 시간의 비율이 계산되었고, 도15에 도시된 바와 같이 그래프로 도시되었다. 기준 데이터로서, 회전 속도가 30, 50, 및 80 rpm일 때의 이러한 비율이 또한 기록되었다.
종래 기술 1 예 1 예 2 예 3 예 4 예 5 예 6 예 7 예 8 예 9 예 10
회전 속도(rpm) 0 100 200 300 500 800 1000 1200 500 300 300
블레이드 여부 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 있음 있음 있음
개수 - - - - - - - - 4 16 16
형상 - - - - - - - - 편평 편평 편평
기타 다른 플레이트와 맞춰짐
냉각 시간(분) 12.0 9.3 8.0 7.0 5.6 4.0 3.8 3.7 5.0 5.2 4.8
종래 기술 1에 대한 필요 냉각 시간(%) 100 78 67 58 47 33 32 31 42 43 40
카커스 코드 공정내 연장률(%) 0.9 0.3 0.2 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 0.1 0.1
답면 구배 20N 13N 8N 5N 3N 4N 4N 3N 2N -2N -3N
타이어 크기: 195/65R15 91S
예 11 예 12 예 13
회전 속도(rpm) 500 800 300
블레이드 여부 있음 있음 있음
개수 16 16 16
형상 편평 편평 후퇴 날개
기타 다른 플레이트와 맞춰짐 다른 플레이트와 맞춰짐 다른 플레이트와 맞춰짐
냉각 시간(분) 4.0 3.3 5.4
종래 기술 1에 대한 필요 냉각 시간(%) 33 28 45
카커스 코드 공정내 연장률(%) 0.0 0.1 0.0
답면 구배 2N -2N 2N
다음으로, 265/70R16 112S의 크기를 갖는 4륜 구동 차량용 래디얼 타이어가 14분의 가황 사이클 시간(여기서, 가황 시간과, 주형을 개방 및 폐쇄하고 타이어를 반입 및 반출하는데 요구되는 시간의 합)에서 준비되었다. 이러한 래디얼 타이어는 표2에 도시된 바와 같이 상기 냉각 조건을 다양하게 변화시킴으로써 팽창 냉각되었다. 냉각 조건 및 테스트 결과의 세부 사항이 표3에서 예 14 내지 예 17과 종래 개술 2에 대해 도시되어 있다.
타이어 크기: 265/70R15 112S
종래 기술 2 예 14 예 15 예 16 예 17
회전 속도(rpm) 0 50 100 200 300
블레이드 여부 없음 없음 없음 없음 없음
개수 - - - - -
형상 - - - - -
기타
냉각 시간(분) 24.0 22.5 18.0 12.5 10.0
종래 기술 1에 대한 필요 냉각 시간(%) 100 94 75 52 42
카커스 코드 공정내 연장률(%) 0.9 0.8 0.4 0.4 0.3
답면 구배 38N 35N 21N 18N 17N
다음으로, 그라스호프 수 Gr = gβΔTL1 3/ν2 및 레이놀드 수 Re = L2πdω/ν가 계산되었다. 그라스호프 수는 고온체에 의해 야기되는 자유 대류의 연구에서 사용되는 무차원 수라는 것을 알아야 한다.
여기서, g[m/s2]: 중력 가속도, β[1/K]: 공기의 체적 팽창 계수, ΔT[K]: 타이어의 외측 표면과 주위 공기 사이의 온도차, L1[m]: 자연 대류의 특성 길이, ν[m2/s]: 공기의 운동 점도, L2[m]: 강제 대류의 특성 길이, d[m]: 타이어 직경, ω[rps]: 각속도. 계산 시에 L1 = d 및 L2 = d로 가정되었다.
상기 그라스호프 수(Gr) 및 레이놀드 수(Re)가 예 1 내지 예 20 각각에 대해 계산된 후에, Gr/Re2 = gβΔTL1 3/(π2Tω2L2 2d2)이 계산되었다. 예 1 내지 예 13과 예 14 내지 예 17은 각각 Gr/Re2195 및 Gr/Re2265로 표시되어 도16에 그래프로 도시되었다. 예 1 내지 예 7에서 사용된 가황 타이어(1)의 원주 속도 및 답면 구배는 도16의 그래프 상에 중첩되었다. 기준 데이터로서, 30, 50, 및 80 rpm의 회전 속도에서의 답면 구배가 또한 표시되었다. Gr/Re2의 값은 양호하게는 (80 rpm 이상의 회전 속도에서) 0.4 이하이고, 더욱 양호하게는 (100 rpm 이상의 회전 속도에서) 0.25 이하이고, 훨씬 더 양호하게는 (200 rpm 이상의 회전 속도에서) 0.05 이하이고, 가장 양호하게는 (300 rpm 이상의 회전 속도에서) 0.025 이하이다.
표 1 내지 표 3 및 도15 및 도16으로부터, 회전 속도가 100 rpm 이상이면, 냉각 시간은 (예에서 80% 이하로) 현저하게 단축될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이에 대한 이유는 강제 대류가 전술한 시뮬레이션 결과에서도 도시된 바와 같이 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 범위까지의 가황 타이어의 고속 회전으로 생각된다. 가황 타이어가 고속으로 회전될 때 냉각 속도는 블레이드의 부재 시보다 블레이드의 존재 시에 더욱 단축될 수 있다는 것도 밝혀졌다.
더욱이, 답면 구배는 가황 타이어를 고속으로 회전시킴으로써 개선되었다는 것이 밝혀졌다. 특히, 답면 구배는 100 rpm 이상의 회전 속도에서의 팽창 냉각 시에 개선되었고, 200 rpm 이상의 회전 속도에서 갑작스럽게 개선되었고, 300 rpm 이상의 회전 속도에서 현저하게 개선되었다는 것이 밝혀졌다. 카커스 코드의 공정내 연장률(최대/최소 차이(%))은 가황 타이어가 100 rpm 이상의 높은 회전 속도에서 팽창 냉각될 때 0.5% 이하로 억제될 수 있다는 것도 밝혀졌다. 이에 대한 이유는 가황 타이어 주위에 존재하는 공기가 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하고 이러한 유동이 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭으로 발생된 상태로 유동했고, 이에 의해 가황 타이어의 물성치들이 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되었기 때문일 것이다.
다음으로, 비대칭 측면 규격을 갖는 타이어가 표4에 도시된 바와 같이 준비되어 상기 냉각 방법에 의해 팽창 냉각되었다. 테스트 결과의 세부 사항이 표 4에서 예 8, 예 18, 및 예 19에 대해 도시되어 있다. 종래의 PCI를 사용하여 비대칭 측면 규격을 갖는 타이어를 냉각시킴으로써 얻어진 결과는 비교예로서 기록되었다.
타이어 크기: 195/65R15 91S
비교예 예 8 예 18 예 19
측면 규격: 상부 3.0 3.0 3.0 3.0
측면 규격: 하부 5.0 3.0 5.0 5.0
회전 속도 0 500 500 500
블레이드 형상 - 편평 편평 편평
개수(상부) - 4 4 4
개수(하부) - 4 4 8
냉각 시간(분) 17.0 5.0 7.2 5.9
종래 기술 1에 대한 필요 냉각 시간(%) 142 42 60 49
카커스 코드 공정내 연장률(%) 1.8 0.0 1.1 0.2
답면 구배 27N 2N 12N 3N
표 4의 예 8 및 예 18의 비교로부터, 블레이드 부재들이 상부 및 하부 측면에서 대칭으로 배열된 장치에 의해 비대칭 측면 규격을 갖는 타이어를 냉각시키는 경우에, 카커스 코드의 연장률(최대/최소 차이 %) 및 답면 구배는 악화, 즉 덜 균일하게 되었다는 것이 명백해졌다. 다른 한편으로, 예 8, 예 18, 및 예19의 비교로부터, 이러한 물성들이 예 19에서와 같이 측면 규격의 더 두꺼운 측면(측면 규격의 하부 측면)에서 블레이드의 개수를 증가시킴으로써 (예 18에서 4개의 블레이드 및 예 19에서 8개의 블레이드) 더욱 균일해져서 더 두꺼운 측면 규격의 냉각을 촉진했다는 것이 명백해졌다.
냉각 시간이 이전보다 현저하게 단축될 수 있으므로, 후경화 팽창기가 가황 타이어의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정을 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행하기 위해 가황기에 대해 단지 하나의 처리 위치만을 갖더라도, 팽창 냉각은 가황 후에 대기 시간 없이 시작될 수 있다. 크기가 195/65R15 91S인 가황 타이어를 사용하는 실험에서 가황 사이클 시간이 10분이고 목표 냉각 온도가 80℃였으므로, 목표 냉각 온도에 도달하는 냉각 시간이 (100 rpm 이상의 회전 속도에서) 10분 이하인 예들이 설명되었다. 그러나, 타이어 크기는 동일하지만 10분 이상의 가황 사이클 시간이 필요하거나 목표 냉각 온도가 약간 더 높은 경우에, 위와 유사한 효과가 100 rpm보다 약간 더 느린 회전 속도에서도 얻어질 수 있다는 것이 명백하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 포함한다.
양호하게는, 회전 메커니즘은 강제 대류가 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어를 가황 타이어 유지 메커니즘에 의해 고속으로 회전시킬 수 있다.
그러한 구성에서, 가황 타이어의 열은 강제 대류가 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어가 고속으로 회전될 때, 강제 대류에 의해 더욱 적극적으로 제거될 수 있다. 따라서, 가황 타이어는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어가 축방향 중심 위치에 대해 대칭으로 형성되므로, 가황 타이어의 고속 회전에 의해 생성된 강제 대류는 가황 타이어의 균분원, 즉 축방향 중심점을 통과하며 축방향에 대해 수직인 평면과 가황 타이어의 원주 방향 표면의 교차선에 대한 축방향 대칭 측면들에서 대칭인 공기 유동이다. 따라서, 가황 타이어는 타이어 균분원에 대한 축방향 대칭 측면들에서 대칭으로 냉각될 수 있고, 이에 의해 팽창 냉각 후의 그의 품질, 특히 균일성이 개선될 수 있다.
더욱이, 가황 타이어가 그의 회전에 의해 냉각되므로, 냉각용 구동원 및 파이프가 종래에 행해졌던 바와 같이 추가되는 경우에 비해, 냉각을 위한 운전 비용이 증가되지 않고, 메커니즘을 복잡하게 하며 부품 비용을 증가시키는 장치의 크기 증가의 가능성이 없다.
상기 구성에서, 회전 메커니즘은 양호하게는 가황 타이어를 100 rpm 이상의 회전 속도로 회전시킬 수 있다. 그러한 회전 메커니즘에서, 강제 대류는 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 확실히 더욱 우세하게 될 수 있다.
더욱 양호한 모드로서, 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘과, 회전 메커니즘의 회전을 이용하여 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위한 공기 제거 메커니즘을 포함하는 공기 제거기를 포함할 수 있다.
특히, 측표면 부분이 가황 타이어의 회전에 의해 주위 공기에 대해 이동될 때, 상대 속도가 측표면 부분의 외측 표면 상에서 0이며 외측 측표면으로부터의 거리가 증가함에 따라 점진적으로 증가하는 공기 유동 분포, 즉 소위 유체역학 경계층이 생성된다. 상기 구성에서, 유체역학 경계층은 공기 제거 메커니즘에 의해 유도되는 공기 유동에 의해 타이어가 단순 회전될 때보다 훨씬 더 얇아진다. 유사하게, 온도장에 대해, 측표면 부분 근방에 존재하는 열 경계층이 얇아진다. 열 저항은 이러한 경계층이 얇아짐에 따라 더욱 감소한다. 측표면 부분 근방에 존재하며 열 교환에 의해 고온에 도달한 공기는 공기 제거 메커니즘에 의해 강제 제거되고, 열 교환 전의 공기가 외부로부터 공급되어 제거된 공기를 보상한다. 결과적으로, 가황 타이어는 가황 타이어가 단순 회전됨으로써 냉각되는 경우보다 더 짧은 시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어의 냉각이 회전 메커니즘에 의한 그의 회전을 이용하여 촉진되므로, 냉각용 구동원 및 파이프가 종래에 행해졌던 바와 같이 추가되는 경우에 비해, 냉각을 위한 운전 비용이 증가되지 않고, 메커니즘을 복잡하게 하며 부품 비용을 증가시키는 장치의 크기 증가의 가능성이 없다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 가황 타이어 유지 부재와의 회전에 의해 가황 타이어의 측표면 부분을 따른 방향으로의 성분을 포함하는 공기 유동을 생성하기 위해 가황 타이어 유지 메커니즘 내에 제공된 블레이드 부재를 포함할 수 있다. 그러한 공기 제거 메커니즘에서, 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기는 림 메커니즘 내에 블레이드 부재를 제공하는 간단한 구성에 의해 제거될 수 있다.
또 다른 양호한 모드로서, 블레이드 부재들은 다른 부분보다 가황 타이어의 원하는 부분에서 고속 공기 유동을 선택적으로 생성하기 위한 조건을 만족시키도록 제공될 수 있다.
이러한 구성이 가황 타이어의 원하는 부분에서 공기를 고속으로 유동시킴으로써 다른 부분보다 원하는 부분에서 더 많은 열을 제거할 수 있으므로, 냉각은 원하는 부분 상에 더욱 집중될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 블레이드 부재를 향한 공기 유입 측면에서의 제1 공간 영역과, 가황 타이어의 측표면 부분 근방의 제2 공간 영역을 구획하기 위한 구획 부재를 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 제2 공간 영역 내에 존재하는 공기의 온도가 가황 타이어와의 열 교환으로 인해 증가할 때, 제2 공간 영역이 구획 부재에 의해 제1 공간 영역으로부터 구획되므로, 증가된 온도를 갖는 공기의 제1 공간 영역 내로의 이동이 방지될 수 있다. 결과적으로, 열 교환 전의 공기만이 제1 공간 영역 내에 존재하며 블레이드 부재를 향해 유동한다. 그러므로, 가황 타이어는 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 블레이드 부재에 냉각 공기를 제공하기 위한 냉각 공기 공급 메커니즘을 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어는 냉각 공기가 가황 타이어에 공급되므로, 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 소제하기 위해 가황 타이어의 측표면 부분에 대향하여 고정된 소제 부재를 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 측표면 부분 근방에 존재하며 가황 타이어와의 열 교환에 의해 고온에 도달한 공기는 소제 부재에 의해 소제됨으로써 강제 제거될 수 있다. 따라서, 가황 타이어는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 후경화 팽창기는 가황 타이어의 회전 중에 내압에 의해 가황 타이어를 팽창시키기 위한 팽창용 공기를 교체하기 위한 공기 교체 메커니즘을 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어는 공기 교체 메커니즘에 의해 가황 타이어를 팽창시키기 위한 팽창용 공기를 교체함으로써 가황 타이어를 내부로부터 냉각시키는 것이 가능해 지므로, 더욱 효율적으로 냉각될 수 있다.
본 발명의 다른 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 유지되는 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘과, 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 가황 타이어의 회전과 협동하여 강제 유동시키거나 소제함으로써 제거하기 위해 가황 타이어의 양 측표면 부분에 대향하여 공기 제거 메커니즘을 포함하는 공기 제거기를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하여 가황 타이어의 원주 방향으로 회전시키기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 가황 타이어의 원주 방향으로의 회전에 의해 가황 타이어의 대향 측표면 부분들에서 공기 유동을 생성하기 위한 공기 제거 메커니즘을 특징으로 할 수 있고, 이에 의해 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거한다.
본 발명의 또 다른 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하여 가황 타이어의 원주 방향으로 회전시키기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과, 일 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 가황 타이어의 원주 방향으로의 회전에 의해 가황 타이어의 측표면 부분들 중 하나에서 공기 유동을 생성하기 위한 제1 공기 제거 메커니즘 및 가황 타이어의 회전과 협동하여 가황 타이어의 타 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 타 측표면 부분에 대향한 제2 공기 제거 메커니즘을 포함하는 공기 제거기를 특징으로 할 수 있다.
이러한 구성에서, 측표면 부분 근방에 존재하는 공기는 측표면 부분이 가황 타이어의 회전에 의해 공기에 대해 이동될 때 강제 제거된다. 특히, 공기 제거 메커니즘이 가황 타이어의 회전과 협동하여 공기를 강제 소제하도록 구성되면, 측표면 부분 근방에 존재하며 열 교환에 의해 고온에 도달한 공기는 공기 제거 메커니즘에 의해 강제 제거되고, 열 교환 전의 공기가 외부로부터 공급되어 제거된 공기를 보상한다. 결과적으로, 가황 타이어는 가황 타이어를 단순 회전시킴으로써 냉각시키는 경우보다 더 짧은 시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다. 더욱이, 상대 속도가 측표면 부분의 외측 표면 상에서 0이며 외측 표면으로부터의 거리가 증가함에 따라 점진적으로 증가하는 공기 유동 분포, 즉 소위 유체역학 경계층이 각각의 측표면 부분의 외측 표면 상에 생성된다. 유체역학 경계층은 공기 제거 메커니즘에 의해 유도되는 공기 유동에 의해 타이어가 단순 회전될 때보다 훨씬 더 얇아진다. 유사하게, 온도장에 대해, 측표면 부분 근방에 존재하는 열 경계층이 얇아진다. 열 저항은 이러한 경계층이 얇아짐에 따라 더욱 감소하고, 열 교환은 신속하게 수행된다. 더욱이, 가황 타이어의 냉각이 회전 메커니즘에 의한 회전을 이용하여 촉진되므로, 냉각용 구동원 및 파이프가 종래에 행해진 바와 같이 추가되는 경우에 비해, 냉각을 위한 운전 비용이 증가되지 않고, 메커니즘을 복잡하게 하며 부품 비용을 증가시키는 장치의 크기 증가의 가능성이 없다.
이러한 구성에서, 공기 제거 메커니즘 또는 제1 및 제2 공기 제거 메커니즘은 양호하게는 가황 타이어의 원주 방향을 따라 등간격으로 위치된 복수의 블레이드 부재를 포함할 수 있다.
그러한 블레이드 부재에 의해, 가황 타이어의 측표면 부분은 원주 방향을 따라 균일하게 냉각될 수 있다.
더욱이, 공기 제거 메커니즘 또는 제1 및 제2 공기 제거 메커니즘은 양호하게는 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 소제하기 위해 가황 타이어의 측표면 부분에 대향하여 고정된 소제 부재를 포함할 수 있다.
그러한 소제 부재에 의해, 측표면 부분 근방에 존재하며 가황 타이어와의 열 교환을 통해 고온에 도달한 공기가 소제 부재에 의해 소제됨으로써 강제 제거될 수 있다. 따라서, 가황 타이어는 단시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각될 수 있다.
본 발명의 가황 타이어 냉각 방법은 가황 타이어 외부의 공기를 강제 대류로 유동시키면서 가황 타이어를 팽창 냉각시키는 단계를 포함한다.
가황 타이어 냉각 방법은 가황 타이어 외부의 공기를 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 방식으로 유동시키면서 가황 타이어를 팽창 냉각시켜서, 물성치들이 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 가황 타이어는 가황 타이어가 강제 대류에 의해 가황 타이어 외부에 공기 유동을 생성함으로써 외부로부터 적극적으로 냉각될 수 있으므로, 단시간 내에 팽창 냉각될 수 있다. 더욱이, 물성치들은 이러한 공기 유동의 냉각에 의해 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되고, 이에 의해 팽창 냉각 후의 답면 구배와 같은 가황 타이어의 품질이 개선될 수 있다.
가황 타이어 냉각 방법은 강제 대류에 의해 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들의 영역 내에서 가황 타이어 외부의 공기를 대칭으로 유동시킴으로써 가황 타이어를 팽창 냉각시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 가황 타이어는 가황 타이어가 가황 타이어 외부에 공기 유동을 생성함으로써 외부로부터 적극적으로 냉각될 수 있으므로, 단시간 내에 팽창 냉각될 수 있다. 더욱이, 온도 분포는 대향 축방향 측면들의 영역 내에서 공기를 대칭으로 유동시킴으로써 가황 타이어의 대향 축방향 측면들에서 대칭이 될 수 있다. 따라서, 팽창 냉각 후의 답면 구배와 같은 가황 타이어의 품질이 개선될 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 공기의 강제 대류가 양호하게는 가황 타이어를 고속으로 회전시킴으로써 생성될 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 공기 유동이 적어도 가황 타이어 외부에서 생성되어, 가황 타이어를 고속으로 회전시키는 비교적 간단한 방법에 의해 냉각 시간 및 품질을 개선할 수 있다. 가황 타이어가 이러한 방식으로 고속으로 회전되면, 가황 타이어 외부에 존재하는 공기는 또한 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동으로 유도된다. 따라서, 내측 표면 온도 분포는 적어도 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되고, 이에 의해 냉각 시간이 단축될 수 있으며 품질이 개선될 수 있다.
상기 방법의 더욱 양호한 모드로서, 가황 타이어는 100 rpm 이상의 속도로 회전될 수 있다.
이러한 방법은 가황 타이어의 고속 회전에 의해 발생되는 냉각 시간의 단축 및 품질의 개선을 확보할 수 있다.
더욱이, Gr 및 Re가 자연 대류의 강도를 판단하는데 사용되는 그라스호프 수 및 레이놀드 수를 표시하면, Gr/Re2의 값은 0.4 이하일 수 있다.
이러한 방법에 따르면, 강화 섬유인 (예를 들어, 폴리에스터로 만들어진) 카커스 부재는 냉각 후에 열 수축이 방지될 수 있고, 이는 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들 간의 물성치의 차이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 가황 타이어는 상기 가황 타이어 냉각 방법들 중 하나에 의해 팽창 냉각될 수 있다.
그러한 가황 타이어는 상기 냉각 방법에 따라 냉각되므로, 높은 타이어 품질을 누릴 수 있다.
본 발명의 후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하기 위한 타이어 유지 메커니즘과, 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 방식으로 가황 타이어 외부의 공기를 유동시키기 위한 공기 제거 메커니즘을 포함할 수 있어서, 물성치들이 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 된다.
이러한 구성에서, 가황 타이어는 가황 타이어가 가황 타이어 외부에 공기 유동을 생성함으로써 외부로부터 적극적으로 냉각될 수 있으므로, 단시간 내에 팽창 냉각될 수 있다. 더욱이, 가황 타이어의 대향 축방향 측면들에서 대칭인 온도 분포가 대향 축방향 측면들의 영역 내에서 공기를 대칭으로 유동시킴으로써 얻어질 수 있으므로, 팽창 냉각 후의 답면 구배와 같은 가황 타이어의 품질이 개선될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 가황 타이어를 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 100 rpm 이상의 고속으로 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 강제 대류에 의한 공기 유동은 수평으로 배치된 가황 타이어를 100 rpm 이상의 고속으로 회전시킴으로써 가황 타이어 외부에 생성될 수 있다. 따라서, 공기 유동이 적어도 가황 타이어 외부에 생성될 수 있어서, 가황 타이어를 고속으로 회전시키는 비교적 간단한 방법에 의해 냉각 시간을 단축시키고 품질을 개선한다. 이러한 방식으로 가황 타이어를 고속으로 회전시킴으로써, 가황 타이어 내부의 공기는 대향 축방향 측면들에서 대칭인 공기 유동으로 유도될 수 있다. 따라서, 적어도 대향 축방향 측면들에서 대칭인 내측 표면 온도 분포가 얻어질 수 있고, 그러므로 냉각 시간이 단축될 수 있으며 품질이 개선될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 공기 제거 메커니즘은 공기를 교반하기 위한 블레이드 부재를 포함할 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어는 가황 타이어가 열 수축을 받지 않는 온도로 충분히 냉각될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 후경화 팽창기는 단지 하나의 취급 위치만을 갖는 고정 냉각 위치식일 수 있어서, 가황 타이어 유지 메커니즘에 의한 가황 타이어의 유지로부터 냉각까지의 공정은 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행된다.
이러한 구성에서, 장비가 더욱 간단하게 구성될 수 있으므로, 기계적 정밀성이 개선될 수 있으며 가황 타이어를 위치시키고 유지하는 정밀성이 개선될 수 있고, 그 결과 타이어의 품질이 예를 들어 타이어 균일성의 개선을 통해 더욱 개선될 수 있다. 더욱이, 장비의 신뢰성이 증가되고, 짧은 휴지 및 보수의 빈도 및 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 후경화 팽창기는 그린 타이어를 유지하면서 가황시키기 위한 가황기로부터 반출되는 가황 타이어를 팽창 냉각시키기 위한 것일 수 있으며, 가황 타이어를 유지하기 위해 규정된 위치에 설치된 가황 타이어 유지 메커니즘 및 가황 타이어를 가황기 내에서 가황 시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각시키기 위해 고속으로 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 특징으로 할 수 있다. 가황 타이어 유지 메커니즘은 단지 하나의 취급 위치만을 가져서, 가황 타이어의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정은 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행된다.
이러한 구성에서, 가황 타이어가 가황 타이어를 얻기 위해 가황기 내에서 그린 타이어를 가황시키기 위한 1회 가황 사이클 내에 확실하게 냉각될 수 있으므로, 주형마다 단지 하나의 가황 타이어 유지 메커니즘이 규정된 위치에 설치되더라도, 다음의 가황 타이어가 가황 타이어 유지 메커니즘 내에 설치되어 가황 후에 대기 시간 없이 팽창 냉각을 시작할 수 있다. 더욱이, 가황 타이어 유지 메커니즘의 개수가 필요한 최소 개수로 감소될 수 있으므로, 후경화 팽창기의 구성이 단순화될 수 있으며 부품 비용 및 조립 비용이 감소될 수 있다. 더욱이, 장비가 더욱 간단하게 구성될 수 있으므로, 기계적 정밀성이 개선될 수 있으며 가황 타이어를 위치시키고 유지하는 정밀성이 개선될 수 있고, 그 결과 타이어의 품질이 예를 들어 타이어 균일성의 개선을 통해 더욱 개선될 수 있다. 더욱이, 장비의 신뢰성이 증가되고, 짧은 휴지 및 보수의 빈도 및 비용이 감소될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 회전 메커니즘은 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어 외부의 공기를 유동시키기 위해 가황 타이어를 고속으로 회전시킬 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어가 가황 타이어의 고속 회전에 의해 생성되는 강제 대류에 의해 신속하게 냉각될 수 있으므로, 가황 타이어 유지 메커니즘 내에서의 냉각 시간은 가황기 내에서의 가황 시간 내에서 확실하게 설정될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 규정된 온도는 트레드 부분에 인접한 측벽 부분, 즉 강철 벨트 모서리로부터 비드 와이어로의 측벽 부분에서 80℃일 수 있다.
이러한 구성에서, 강화 섬유의 수축으로 인한 가황 타이어의 변형이 확실하게 방지될 수 있다.
또 다른 양호한 모드로서, 회전 메커니즘은 가황 타이어를 100 rpm 이상의 고속으로 회전시킬 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어의 냉각 속도는 100 rpm 이상의 고속 회전에 의해 현저하게 증가될 수 있고, 공기 유동은 가황 타이어를 회전시키는 비교적 간단한 방법에 의해 적어도 가황 타이어 외부에 생성될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 블레이드 부재는 가황 타이어 주위의 공기를 교반하도록 제공될 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어의 냉각 속도가 더욱 증가될 수 있다.
다른 양호한 모드로서, 블레이드 부재는 후퇴 날개의 형상을 갖도록 설정될 수 있다.
이러한 구성에서, 가황 타이어의 냉각 속도가 훨씬 더 증가될 수 있다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2004-327584호, 제2004-327585호, 및 제2004-327586호에 기초하며, 이들의 내용은 본원에서 전체적으로 참조되었다.
본 발명이 그의 주요 특징의 취지로부터 벗어나지 않고서 여러 형태로 실시될 수 있는 바와 같이, 본 실시예들은 예시적이며 제한적이지 않고, 이는 본 발명의 범주가 이전의 설명에 의해서가 아니라 첨부된 청구범위에 의해 한정되고 청구범위의 한계 및 범위 내에 있는 모든 변화물 또는 그러한 한계 및 범위의 등가물이 청구범위에 의해 포함되기 때문이다.
본 발명에 따르면, 가황 타이어를 단시간 내에 냉각시킬 수 있으며, 타이어의 균일성과 같은 품질을 개선하고, 구성을 단순화시키며 부품 비용 및 조립 비용을 감소시킬 수 있고, 신뢰성이 증가되고 휴지 및 보수가 감소된 가황 타이어의 후경화 팽창기를 제공할 수 있다.

Claims (34)

  1. 가황 타이어의 비드부에서 기밀 상태로 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과,
    가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  2. 제1항에 있어서, 회전 메커니즘은 강제 대류가 가황 타이어 주위의 공기 유동 내에서 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 고속으로 가황 타이어를 회전시키는 후경화 팽창기.
  3. 제2항에 있어서, 회전 메커니즘은 가황 타이어를 100 rpm 이상의 속도로 회전시키는 후경화 팽창기.
  4. 제2항에 있어서, 회전 메커니즘에 의한 회전을 이용하여 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위한 공기 제거 메커니즘을 더 포함하는 후경화 팽창기.
  5. 제4항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 가황 타이어 유지 메커니즘과 함께 회전함으로써 측표면 부분에서 공기 유동을 생성하도록 가황 타이어 유지 메커니즘 내에 제공된 블레이드 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  6. 제5항에 있어서, 블레이드 부재는 다른 부분보다 가황 타이어의 원하는 부분에서 더 빠른 공기 유동을 선택적으로 생성하기 위한 조건을 만족시키도록 배열되는 후경화 팽창기.
  7. 제5항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 블레이드 부재에 냉각 공기를 공급하기 위한 냉각 공기 공급 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  8. 제4항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 블레이드 부재를 향한 공기 유입 측면에서의 제1 공간 영역과, 가황 타이어의 측표면 부분 근방의 제2 공간 영역을 구획하기 위한 구획 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  9. 제4항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 소제하기 위해 가황 타이어의 측표면 부분에 대향하여 고정된 소제 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  10. 제2항에 있어서, 가황 타이어의 회전 중에 내압에 의해 가황 타이어를 팽창시키기 위한 팽창용 공기를 교체하기 위한 공기 교체 메커니즘을 더 포함하는 후경화 팽창기.
  11. 제1항에 있어서, 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 제거하 기 위한 공기 제거기를 더 포함하는 후경화 팽창기.
  12. 제11항에 있어서, 공기 제거기는 가황 타이어의 원주 방향을 따라 등간격으로 위치된 복수의 블레이드 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  13. 제11항에 있어서, 공기 제거기는 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 소제하기 위해 가황 타이어의 측표면 부분에 대향하여 고정된 소제 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  14. 제11항에 있어서, 공기 제거기는 가황 타이어의 회전과 협동하여 공기를 강제 유동시키거나 공기를 소제함으로써 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 제거하기 위해 가황 타이어의 양 측표면 부분들에 대향하여 공기 제거 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  15. 제11항에 있어서, 공기 제거기는 가황 타이어의 양 측표면 부분들에서 공기 유동을 생성하여 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 가황 타이어의 원주 방향으로 회전 가능한 공기 제거 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  16. 제11항에 있어서, 공기 제거기는,
    가황 타이어의 일 측표면 부분에서 공기 유동을 생성하여 일 측표면 부분 근 방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 가황 타이어의 원주 방향으로 회전 가능한 제1 공기 제거 메커니즘과,
    가황 타이어의 회전과 협동하여 가황 타이어의 타 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 타 측표면 부분에 대향한 제2 공기 제거 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  17. 제11항에 있어서, 공기 제거기는,
    비드 측면으로부터 강화 타이어의 대향 측표면 부분들을 향한 공기 유동을 생성하기 위해 가황 타이어의 원주 방향으로 회전 가능한 제1 공기 제거 메커니즘과,
    가황 타이어의 회전과 협동하여 가황 타이어의 측표면 부분 근방에 존재하는 공기를 강제 제거하기 위해 가황 타이어의 대향 측표면들에 대향한 제2 공기 제거 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  18. 제1항에 있어서,
    후경화 팽창기는 가황 타이어를 유지하면서 그린 타이어를 가황시키기 위한 가황기로부터 반출되는 가황 타이어를 팽창 냉각시키고,
    회전 메커니즘은 가황 타이어를 가황기 내에서 가황 시간 내에 규정된 온도 이하로 냉각시키는 속도로 가황 타이어를 회전시키고,
    가황 타이어 유지 메커니즘은 가황 타이어를 유지하기 위한 규정된 위치에 설치되고, 가황 타이어 유지 메커니즘에 의한 가황 타이어의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정이 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행되도록 단지 하나의 취급 위치만을 갖는 후경화 팽창기.
  19. 제18항에 있어서, 회전 메커니즘은 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되도록 가황 타이어 외부의 공기를 유동시키기 위해 고속으로 가황 타이어를 회전시키는 후경화 팽창기.
  20. 제18항에 있어서, 규정된 온도는 트레드 부분에 인접한 측벽 부분에서 80℃인 후경화 팽창기.
  21. 제18항에 있어서, 회전 메커니즘은 가황 타이어를 100 rpm 이상의 속도로 회전시키는 후경화 팽창기.
  22. 제18항에 있어서, 가황 타이어 주위의 공기를 교반하기 위한 블레이드 부재를 더 포함하는 후경화 팽창기.
  23. 제22항에 있어서, 블레이드 부재는 후퇴 날개의 형상을 갖도록 설정되는 후경화 팽창기.
  24. 가황 타이어를 유지하기 위한 가황 타이어 유지 메커니즘과,
    물성치들이 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되도록, 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 방식으로 가황 타이어 외부의 공기를 유동시키기 위한 공기 제거 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  25. 제24항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 가황 타이어 유지 메커니즘을 거쳐 100 rpm 이상의 고속으로 가황 타이어를 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 포함하는 후경화 팽창기.
  26. 제24항에 있어서, 공기 제거 메커니즘은 공기를 교반하기 위한 블레이드 부재를 포함하는 후경화 팽창기.
  27. 제24항에 있어서, 후경화 팽창기는 단지 하나의 취급 위치만을 갖는 고정 냉각 위치식이어서, 가황 타이어 유지 메커니즘에 의한 가황 타이어의 유지로부터 팽창 냉각까지의 공정이 동일한 위치 및 동일한 자세로 수행되는 후경화 팽창기.
  28. 가황 타이어 냉각 방법이며,
    가황 타이어 외부의 공기를 강제 대류로 유동시키면서 가황 타이어를 팽창 냉각시키는 단계를 포함하고,
    가황 타이어를 100 rpm 이상의 속도로 회전시킴으로써 강제 대류를 발생시키는 가황 타이어 냉각 방법.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 제28항에 있어서, 공기는 가황 타이어 외부에서 타이어 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서의 영역 내에서 강제 대류에 의해 대칭으로 유동되는 가황 타이어 냉각 방법.
  32. 제28항에 있어서, 가황 타이어 외부의 공기는 강제 대류가 자연 대류보다 더욱 우세하게 되는 방식으로 유동되어, 물성치들이 가황 타이어의 균분원에 대한 대향 축방향 측면들에서 대칭이 되는 가황 타이어 냉각 방법.
  33. 제32항에 있어서, Gr 및 Re가 자연 대류의 강도를 판단하는데 사용되는 그라스호프 수 및 레이놀드 수를 표시할 때, Gr/Re2의 값은 0.4 이하인 가황 타이어 냉각 방법.
  34. 제32항에 따른 가황 타이어 냉각 방법에 의해 팽창 냉각되는 가황 타이어.
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