KR100857970B1

KR100857970B1 - 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어가류금형의 공기 배출구조

Info

Publication number: KR100857970B1
Application number: KR1020070060203A
Authority: KR
Inventors: 이광원
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-09-10

Abstract

본 발명은 타이어 가류금형의 트레드 패턴부에 설치되어 타이어 가류시 그린 타이어의 외면과 가류금형 사이에 존재하는 공기를 용이하게 배출할 수 있도록 한 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 관한 것으로서,

타이어 가류금형의 에어 밸브(20)가, 가류금형(10)의 통공(12)에 끼움 결합되고 외주면에 통공(12)의 내주면과의 사이에 미세 간극(30)이 형성되도록 하는 벤트부(23)가 다수 구비되며 통공(12)의 중단부에 형성된 밀림방지턱(13)에 의해 지지되는 대경부(21)와, 그보다 작은 직경으로 형성되는 소경부(22)로 이루어지고; 소경부(22)의 끝단 중심으로부터 대경부(21)까지 형성된 배기 홀(25) 및 벤트부(23)와 배기 홀(25)을 연통시키는 연통 홀(24)을 구비한 것을 특징으로 하고,

타이어 가류금형의 공기 배출구조는, 가류금형(10)에 에어 밸브(20)가 설치될 수 있도록 금형 본체(11)의 내부와 외부를 관통하는 2단 구조의 통공(12)을 복수개 형성되고, 트레드 패턴 세그먼트가 분할되지 않고 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 타이어 가류금형의 내부와 외부 사이에 미세 공기배출 라인이 형성되어 그린 타이어와 타이어 가류금형 사이의 잔존 공기가 원활하게 배출될 수 있으면서도 고무의 유입이 차단되어 고무식출이 발생하지 않으므로 트리밍 공정을 생략할 수 있고 타이어 완제품의 외관 품질을 향상시킬 수 있다.

타이어, 가류금형, 벤트리스, 미세간극, 밀림방지턱, 트리밍, 식출고무, 미세 공기배출 라인

Description

타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조{The Air Valve of Tire Mold and The Air Vent System of Tire Mold Using It}

도 1은 종래의 벤트리스 가류금형의 일부가 도시된 평면 전개도.

도 2는 공기배출을 위하여 에어 밸브를 사용한 타이어 가류금형의 일부가 도시된 평면 전개도.

도 3은 본 발명에 의한 타이어 가류금형의 에어 밸브가 도시된 사시도.

도 4는 에어 밸브의 저면도.

도 5는 본 발명의 타이어 가류금형의 공기 배출구조에서 도 4의 "A-A" 단면측이 도시된 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 가류금형 11: 금형 본체

12: 통공 13: 밀림 방지턱

20: 에어 밸브 21: 대경부

22: 소경부 23: 벤트부

24: 연통 홀 25: 배기 홀

30: 미세 간극

본 발명은 타이어 가류시 식출이 발생하는 것을 최소화하고 공기 배출은 용이하게 한 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 관한 것으로서, 특히 타이어 가류금형의 트레드 패턴부에 설치되어 타이어 가류시 그린 타이어의 외면과 가류금형 사이에 존재하는 공기를 용이하게 배출할 수 있도록 한 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 관한 것이다.

일반적인 타이어 제조공정에 따르면, 인너 라이너와 벨트층 및 카카스, 트레드를 부착하여 그린 타이어로 성형하는 성형공정이 완료된 후, 이 그린 타이어를 최종 완제품으로 만들기 위한 가류공정을 수행하게 된다. 상기 그린 타이어에 일정 시간 동안 열과 압력을 가하는 가류 공정은 다음과 같은 순서로 진행된다. 가류기 내에서 그린 타이어를 가류금형 내부에 넣은 후 가류금형을 닫고, 일정 시간 동안 열과 압력을 가하여 그린 타이어가 가류금형의 내면에 밀착되도록 함으로써, 가류금형의 내면에 구비된 문양에 대응되는 형상의 트레드 패턴이 그린 타이어의 외면에 형성되도록 한다.

그런데, 상기한 가류공정을 수행하는 도중 가류금형과 그린 타이어 사이에는 공기가 잔존하게 되는데, 이 공기로 인하여 완제품 타이어의 표면이 불균일하게 형성되는 불량이 초래된다. 따라서, 일반적인 가류금형에는 이 공기를 배출하기 위한 공기 배출구조가 구비되어 있다.

종래의 타이어 가류용 벤트리스 가류금형은 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어 가류금형(1)의 폭방향을 따라 공기 배출을 위한 벤트 라인(Vent Line)(2)이 형성된 구조로 되어 있다. 즉, 타이어 가류금형(1)을 구성하는 트레드 세그먼트에 타이어의 폭방향을 따라 복수의 벤트 라인(2)이 형성되도록 트레드 세그먼트가 다수개로 분할된 구조로 형성되는 것이다.

이에 따라 타이어 가류시 그린 타이어와 가류금형 사이에 있는 공기가 트레드 세그먼트의 벤트 라인(2)을 통해 배출되어 잔존 공기로 인한 완제품 타이어의 외관 불량이 발생하지 않게 된다.

그러나, 상기한 분할형 세그먼트를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조는 트레드 세그먼트에서 벤트 라인을 확보하기 위해 트레드 패턴별로 세그먼트를 다수개로 분할하여 제작하게 되므로, 고가의 제작비용과 장시간의 제작기간이 소요되고 그 제작공정이 복잡할 분 아니라, 가류 도중 다수개의 분할 벤트라인의 균일성이 확보되어야 하므로, 제작후 사용시에도 조립 및 분해 작업시 정밀도가 요구되는 어려움이 있었다.

이에 따라 타이어 가류금형을 분할하지 않고 공기배출이 요구되는 벤트라인 형성부에 에어 밸브와 같은 별도의 공기배출수단을 설치하여 타이어 가류시 식출고무가 발생하지 않도록 하는 새로운 형태의 벤트리스 금형이 사용되었다. 도 2는 벤트리스 금형의 일부가 도시된 도면으로서, 가류금형(1)에 에어 밸브 등의 공기배출수단이 설치되는 복수의 벤트 홀(3)이 형성된 것을 나타내고 있다.

이와 같이 에어 밸브 등의 공기배출수단을 사용하게 되면, 식출고무의 발생 을 최소화할 수 있고, 공기배출수단을 통해 잔존 공기를 용이하게 배출할 수 있어 완제품 타이어의 외관 품질을 향상시킬 수 있으며, 통상의 분할형 가류금형에 비해 비용과 제작시간을 줄일 수 있고, 가류금형의 조립 및 분해 작용이 용이한 장점이 있다.

여기서, 잔존 공기가 원활하게 배출되기 위해서는 공기배출수단의 구조가 매우 중요하며, 공기배출수단은 최소한 다음과 같은 특징을 구비해야 한다. 그린 타이어와 가류금형 사이에 존재하는 잔존 공기의 배출이 원활해야 하고, 잔존 공기가 배출될 때 고무가 함께 빠져나가지 않도록 해야 하며, 그린 타이어 가류시 움직임이 최소화되어야 한다.

그러나, 종래의 벤트리스 가류금형의 공기 배출구조에서 사용되는 공기배출수단은 상기한 요구조건을 모두 만족하는 경우가 많지 않으며, 상기한 요구조건을 모두 만족하는 공기배출수단의 경우는 그 구조가 복잡하여 제조 비용이 증가하고 작동과정에서 오작동이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 세그먼트를 분할하지 않은 일체형 세그먼트를 이용하는 타이어 가류금형의 본체에 형성된 다수의 벤트 홀에 끼워져 잔존 공기가 원활하게 배출될 수 있도록 하는 에어 밸브의 형상을 변형시킴으로써 원가를 거의 증가시키지 않으면서도 공기배출은 원활하게 이루어지도록 함은 물론 식출고무의 발생을 최소화할 수 있는 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 간단한 구조변경을 통해 가류금형의 공기배출수단의 요구조건을 모두 충족시킬 수 있도록 함으로써 제조비용을 줄임과 동시에 오작동을 방지할 수 있도록 한 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 그린 타이어의 가류시 사용되는 가류금형에 형성된 통공에 설치되어 타이어 가류시 발생하는 공기를 배출시키는 타이어 가류금형의 에어 밸브에 있어서; 상기 가류금형의 통공에 끼움 결합되고 외주면에 상기 통공의 내주면과의 사이에 미세 간극이 형성되도록 하는 일정 크기의 벤트 부가 하나 이상 구비되며 상기 통공의 중단부에 형성된 밀림방지턱에 의해 지지되는 대경부와, 상기 대경부에 비해 작은 직경으로 형성되어 상기 대경부의 후부를 형성하는 소경부로 이루어지고; 상기 소경부의 끝단 중심으로부터 상기 대경부까지 형성된 배기 홀 및 상기 벤트부와 상기 배기 홀을 연통시키는 연통 홀을 구비한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브에 따르면, 상기 벤트부에 의해 형성되는 미세 간극의 크기는 0.03~0.05㎜인 것을 특징으로 하며, 상기 대경부의 길이가 3~10㎜이거나 상기 대경부의 직경이 2~3.5㎜인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브에 따르면, 상기 배기 홀과 연통 홀의 직경은 0.5~1㎜인 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 타이어 가류금형의 공기 배출구조는, 그린 타이어를 가류시켜 트레드 패턴을 형성하는 타이어의 가류금형의 공기 배출구조에 있어서, 상기 가류금형은 에어 밸브가 설치될 수 있도록 금형 본체의 내부와 외부를 관통하는 일정 크기의 통공이 복수개 구비하며, 트레드 패턴 세그먼트가 분할되지 않고 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 타이어 가류금형의 에어 밸브가 도시된 사시도이고, 도 4는 에어 밸브의 저면도이며, 도 5는 본 발명의 타이어 가류금형의 공기 배출구조에서 도 4의 "A-A" 단면측이 도시된 단면도이다.

본 발명에 의한 타이어 가류금형의 에어 밸브는, 그린 타이어의 가류시 사용되는 가류금형(10)에 구비된 통공(12)에 설치되어 타이어 가류시 발생하는 공기를 배출시키는 것으로, 상기 가류금형(10)의 통공(12)에 끼움 결합되고 외주면 일측에 상기 통공(12)의 내주면과의 사이에 미세 간극(30)이 형성되도록 하는 일정 크기의 벤트부(23)가 형성되며 상기 통공(12)의 중단부에 형성된 밀림방지턱(13)에 의해 지지되는 대경부(21)와, 상기 대경부(21)에 비해 작은 직경으로 형성되어 상기 대경부(21)의 후부를 형성하는 소경부(22)로 이루어진다.

여기서, 상기 벤트부(23)는 상기 대경부(21)의 좌우 양측에 각각 형성되는 것이 바람직하며, 상기 소경부(22)에 상기 벤트부(23)에 이어지는 연장부(23')가 돌출 형성될 수도 있다. 이때, 상기 소경부(22)의 연장부(23')가 삽입될 수 있도록 상기 통공(12)에도 요홈부(도시 생략)가 형성되며, 이로 인하여 에어 밸브(20)가 가류 금형(10) 내에서 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다. 또한, 상기 대경부(21)가 상기 통공(12)의 밀림 방지턱(13)에 의해 지지되므로 에어 밸브(20)의 움직임에 따라 완제품 타이어 표면의 외관 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 소경부(22)의 끝단 중심으로부터 상기 대경부(21) 일부까지 배기 홀(25)이 형성되고, 상기 벤트부(23)와 상기 배기 홀(25)을 연통시키는 연통 홀(24)이 형성된다.

한편, 상기 벤트부(23)에 의해 형성되는 미세 간극(30)의 크기는 0.03~0.05㎜인 것이 바람직하다. 이는 미세 간극(30)의 크기가 0.03㎜ 이하인 경우에는 틈새가 너무 협소하여 공기의 배출이 용이하지 않아 베어(BEAR) 불량이 발생할 수 있고, 미세 간극(30)의 크기가 0.05㎜ 이상이 되면 가류시 상기 미세 간극(30)을 통해 고무가 유입되어 식출 불량을 야기할 수 있기 때문이다.

또, 상기 대경부(21)의 길이는 3~10㎜인 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 대경부(21)의 길이가 3㎜ 이하이면 에어 밸브(20)를 가류금형(10)에 원활하게 설치할 수 없고, 상기 대경부(21)의 길이가 10㎜ 이상이 되면 가류공정이 반복되면서 상기 벤트부(23)의 미세 간극(30)이 막힘으로 인해 통한 공기의 배출이 원활하지 않게 되어 베어 불량이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 대경부(21)의 직경은 2~3.5㎜인 것이 바람직하다. 이는 상기 에어 밸브(20)를 설치하기 위하여 가류금형(10)의 통공(12)을 형성할 때 드릴공구를 사용함에 있어서 상기 통공(12)의 직경이 2㎜ 이하인 경우에는 상기 가류금형(10) 의 두께를 고려할 때 드릴의 직경이 너무 작아 파손의 위험이 있고, 상기 에어 밸브(20)를 직경 2㎜ 이하로 제작하는데에 한계가 있기 때문이다. 또한, 통공(12)의 직경을 3.5㎜ 이상으로 형성하는 경우에는 드릴링 작업에 많은 시간이 소요되어 비경제적이고 비효율적이기 때문이다.

그리고, 상기 배기 홀(25)과 연통 홀(24)의 직경은 0.5~1㎜로 하는 것이 바람직하다. 이는 공기의 배출을 원활하게 함과 동시에 0.5mm 이하의 드릴링 작업시드릴의 파손이 예상되기 때문에 최소한 0.5㎜ 이상의 직경을 갖도록 해야 하고, 상기 에어 밸브(20)의 길이 및 직경를 감안할 때 1㎜ 이상의 직경을 갖도록 하는 것은 드릴링 작업에 많은 시간이 소요되어 비경제적이고 비효율적이기 때문이다.

한편, 상기 에어 밸브(20)는 분말야금공법을 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 에어 밸브(20)에 대응되는 금형을 제작한 후, 이 금형에 금속분말을 분말을 채운 후, 프레스로 가압하여 에어 밸브(20)의 외형을 형성하며, 여기에 배기 홀(25) 및 연통 홀(24)을 형성함으로써 에어 밸브의 제작을 완료한다.

그리고, 본 발명의 타이어의 가류금형의 공기 배출구조는, 상기 가류금형(10)의 금형 본체(11)의 내부와 외부를 관통하는 2단 구조의 통공(12)이 복수개 형성되어 상기 에어 밸브(20)가 설치되는 구조이다. 여기서, 상기 가류금형(10)의 트레드 패턴 세그먼트가 분할되지 않고 일체로 형성된다. 그리고, 상기 에어 밸브(20)는 상기 통공(12)에 압입되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 가류금형의 공기 배출구조는 에어 밸브를 가류금형에 설치하였을 때 에어 밸브와 가류금형 사이에 미세 공기배출 라인을 형성하여 공기의 배출은 원활하게 하면서도 고무식출이 발생하지 않도록 한다.

타이어 가류금형(10)의 트레드 패턴 세그먼트에 형성된 통공(12)에 에어 밸브(20)를 압입하게 되면, 상기 에어 밸브(20)의 대경부(21)가 금형 본체(11)의 통공(12) 내주면에 밀착된다. 이때, 상기 에어 밸브(20)의 대경부(21)에 구비된 벤트부(23)에 의해 상기 에어 밸브(20)의 외주면과 상기 통공(12)의 내주면 사이에 소정의 미세 간극(30)이 존재하게 된다. 따라서, 타이어 가류금형(10)의 내부와 외부 사이에 벤트부(23)와 연통 홀(24) 및 배기 홀(25)로 이어지는 미세 공기배출 라인이 형성된다.

따라서, 그린 타이어를 가류하는 과정에서 그린 타이어의 외주면과 가류금형(10)의 내주면 사이에 잔존하던 공기가 상기 미세 공기배출 라인을 따라 배출되어 베어 불량이 발생하지 않게 된다. 그리고, 상기 대경부(21)의 벤트부(23)와 통공(12)의 내주면 사이의 미세 간극(30)이 너무 협소하여 고무는 미세 간극(30)으로 거의 유입되지 않으므로 식출 불량이 발생하지 않게 된다. 따라서, 식출고무를 제거하는 트리밍 공정을 실시할 필요가 없어지게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 따르면, 타이어 가류금형의 내부와 외부 사이에 미세 공기배출 라인이 형성되어 그린 타이어와 타이어 가류금형 사이의 잔존 공기가 원활하게 배출될 수 있으면서도 고무의 유입이 차단되어 고무식출이 발생하지 않으므로 트리밍 공정을 생략할 수 있고 타이어 완제품의 외관 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 타이어 가류금형의 에어 밸브 및 이를 이용한 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 따르면, 타이어 가류금형의 트레드 세그먼트를 다수로 분할하지 않고 일체형으로 형성함에 따라 가류금형 제작비용 및 제작시간을 단축할 수 있고, 가류금형 제작 후 조립이나 분해가 용이하여 유지보수 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

그린 타이어의 가류시 사용되는 가류금형(10)에 형성된 통공(12)에 설치되어 타이어 가류시 발생하는 공기를 배출시키는 타이어 가류금형의 에어 밸브(20)에 있어서,

상기 가류금형(10)의 통공(12)에 끼움 결합되고 외주면에 상기 통공(12)의 내주면과의 사이에 미세 간극(30)이 형성되도록 하는 벤트부(23)가 하나 이상 구비되며 상기 통공(12)의 중단부에 형성된 밀림방지턱(13)에 의해 지지되는 대경부(21)와, 상기 대경부(21)에 비해 작은 직경으로 형성되고 상기 대경부(21)의 후부를 구성하는 소경부(22)로 이루어지고,

상기 소경부(22)의 끝단 중심으로부터 상기 대경부(21)까지 형성된 배기 홀(25) 및 상기 벤트부(23)와 상기 배기 홀(25)을 연통시키는 연통 홀(24)을 구비한 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 에어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 벤트부(23)에 의해 형성되는 미세 간극(30)의 크기는 0.03~0.05㎜인 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 에어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 대경부(21)의 길이는 3~10㎜인 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 에어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 대경부(21)의 직경은 2~3.5㎜인 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 에어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 배기 홀(25)과 연통 홀(24)의 직경은 0.5~1㎜인 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 에어 밸브.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 대경부(21) 및 소경부(22)는 분말야금공법에 의해 일체로 제작되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 에어밸브.
그린 타이어를 가류시켜 트레드 패턴을 형성하는 타이어 가류금형의 공기 배출구조에 있어서,

상기 가류금형(10)은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 에어 밸브(20)가 설치될 수 있도록 금형 본체(11)의 내부와 외부를 관통하는 2단 구조의 통공(12)을 복수개 구비하며, 트레드 패턴 세그먼트가 분할되지 않고 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 공기 배출구조.
제7항에 있어서,

상기 에어 밸브(20)는 상기 통공(12)에 압입되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 공기 배출구조.