KR101385322B1 - 타이어 성형용 몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 타이어 성형장치는 상호 결합되어 타이어의 트레드를 형성하기위한 섹터몰드(20)와, 상기 섹터 몰드(20)의 상부 측에 결합되는 상부 사이드 몰드(30)와, 상기 섹터 몰드(20)의 하부 측에 결합되는 하부 사이드 몰드(40)를 구비하며, 상기 섹터몰드(20)에 형성된 트레드들 중 일부를 형성하는 것으로 다공성 기체로 이루어져 성형공간 내부의 공기를 배출하기 위한 제 1배기 부재(60)를 구비하며, 상기 상부 사이드 몰드(30)과 하부 사이드 몰드(40)의 적어도 일측에는 성형된 타이어의 외주면에 문자 또는 문양을 형성하며, 성형공간 내부의 공기를 배출하는 제 2배기부재(70)가 설치된다.

Description

타이어 성형용 몰드{tire molding apparatus}

본 발명은 타이어 성형용 몰드에 관한 것으로, 더 상세하게는 타이어 성형 시 몰드의 내부에 가스를 배출시키기 위한 가스 배출구조가 개선된 타이어 성형용 몰드에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어에 있어서, 가류(加硫)의 목적은 유연한 고무로 된 그린 타이어를 일정한 몰드에 넣어 내부와 외부에서 열과 압력을 가해 유황과 다른 화학약품이 고무와 반응을 일으키게 하는 작업으로서, 이와 같은 화학반응에 의해 고무분자는 유황과 결합하여 안정된 화합물이 되며, 탄성을 얻게 되고, 몰드에 의해 독특한 트래드 디자인을 얻게 된다.

그리고, 가류공정은 크게 나누어 이형제 도포, 가류작업, 팽창작업, 사상작업으로 구분할 수 있으며, 타이어용 가류몰드는 상하 분리형(2-피스 pieces)방식과 섹션널(sectional)로 대별되는데 각 몰드의 접합부위는 기본 원리상 완전접합이 되도록 되어 있으나 실제 가류기에서는 상하 몰드가 완전하게 접합되기 이전에 접합틈새로 고무가 흘러서 식출고무로 남아 타이어 상에 붙어있게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 가류공정에서 타이어 가류 성형 시에는, 타이어의 외주면과 몰드의 성형면과의 사이에 공기가 모이거나 가스가 발생하여, 이 공기나 가스가 제품 타이어의 표면에 미소한 오목 부분을 형성하여 제품 불량을 발생시키는 것이 공지되어 있다. 이 때문에, 종래에서는 몰드의 성형면에 가스 배출구(vent hole)로 호칭되는 공기 빼기용의 관통 구멍이나 배기용의 홈을 형성하고 있다.

상기 가스 배출구나 배기용의 홈에는, 타이어 가류 성형 시에 고무 재료가 흘러 들어와, 제품 타이어의 표면에 스퓨(spew; 수염 모양의 고무의 돌기부로서 버(burr)라고도 함)를 형성한다. 이 때문에, 성형 후에 스퓨를 제거하는 마무리 작업이 필요하게 되며, 또한 스퓨를 제거한 후에는, 그 흔적을 남겨 타이어 제품의 외관을 손상하거나, 타이어의 소음을 증가시킨다고 하는 문제가 있었다.

최근에는 외관이 뛰어난 타이어로, 또한 타이어 가류 성형 시에 불량품의 발생을 저감시킬 목적으로, 가스 배출구나 배기 홈을 몰드면에 형성하지 않은 스퓨레스 몰드(슬릿벤트:slit vent)가 사용되고 있다.

이 스퓨레스 몰드의 발명으로서는, 일본 특허 공개 평4-223108호에 미가류 타이어 카커스의 가류용 몰드 및 해당 몰드의 제작 방법 및 해당 몰드를 사용한 타이어의 가류 방법이 게시되어 있으며, 일본 특허 공개 평10-24423호에 타이어 가류 성형용 몰드 및 그 제조 방법이 게시되어 있다.

대한민국 공개 특허 제 2010-0120066호에는 타이어 가류몰드의 타이어 공기 배출장치가 게시되어 있다. 게시된 타이어 가류몰드의 타이어 공기 배출장치는 분말야금으로 제조된 것으로, 본체에 다수개의 공기배출구멍을 구비하여 단일 몸체부로 구성되며, 상기 본체는 상부본체의 외경이 하부본체의 외경과 같거나 큰 구조를 가진다.

실용신안 등록 제 0436675호에는 타이어 가류 몰드의 공기 배출 플러그가 게시되어 있으며, 특허 등록 제 0942294호에는 타이어 가류몰드 공기 배출장치방법이 게시되어 있으며, 특허 공고 제 1993-0003764호에는 자동차 타이어 가류몰드의 공기 배출방법 및 장치가 게시되어 있으며, 실용신안 공고 제 1994-0005748호에는 타이어 제조용 몰드의 배기공 차단장치가 게시되어 있다.

게시된 배기공 차단장치는 타이어의 표면측 몰드에 배기공을 다수 형성하고 이 배기공에 다수의 다공성 소결 합금체를 상기 몰드의 내표면과 동일평면으로 결합하도록 된 구조에 있어서, 상기 소결합금체는 상기 금현의 내표면측에 대향측에 요홈부를 형성하고 연이어서 방사상으로 다수의 배기장홈을 형성하여 중앙에 코아봉를 결합하되, 상기 코아봉에는 상기 배기공의 나사부에 결합되는 다수의 배기통과공을 갖는 연결나사가 결합된다.

그리고 공개 특허 제 2003-0069698에는 타이어 가류몰드의 에어 플러그가 게시되어 있다. 게시된 에어 플러그는 타이어 그루브의 최적 성형을 위한 몰드 내에 정체된 에어(air)를 외부로 방출시키기 위해 다수개의 벤트가 방사상으로 다수개 천공되어 있는 가류몰드에 있어서, 상기 벤트에 개재되어 타이어의 성장과정에 식출 고무(스퓨고무)의 생성을 차단하는 에어플러그와, 상기 에어플러그에 구비되어 중공 상의 공기통로를 갖춘 몸체에, 상기 몸체 내부의 공기통로에 압입되어 공기만을 선택적으로 통과하도록 길이방향의 외주면에 방사형의 에어 방출홈이 형성된 스플라인을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 배기장치는 가스를 배출하기 위한 배기홀이 형성되어 있으므로 타이어의 성형 시 버(burr)가 발생되는 문제점이 있으며, 이 버를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요하게 되어 생산성의 향상을 도모할 수 없는 문제점이 있다. 특히 성형하는 과정에서 타이어의 외주면에 마크를 인쇄하거나 문자를 인식시키기 위해서는 별도의 인식을 위한 수단이 필요하게 된다.

또한 상기 에어 플러그는 몸체 내부의 공기통로에 압입되어 공기만을 선택적으로 통과하도록 길이방향의 외주면에 방사형의 에어 방출홈이 형성된 스플라인을 포함하고 있으므로 버(burr)의 발생을 근본적으로 방지할 수 없다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 타이어의 가류(加硫) 또는 성형 시 몰드 내부의 가스 배출을 원활하게 할 수 있으며, 버의 발생을 근본적으로 방지하여 트리밍(trimming) 작업을 줄일 수 있는 타이어 성형용 몰드를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 타이어의 성형 시 타이어의 마크, 제조사의 마크 또는 글씨 등이 성형되는 과정에서 가스의 배출이 이루어지도록 함으로써 몰드의 구조를 단순화시킬 수 있는 타이어 성형용 몰드를 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 타이어 성형용 몰드는 상호 형합되어 성형공간을 형성하는 상부 사이드 몰드와 하부 사이드 몰드 및 트레드를 형성하기 위한 섹터몰드를 구비하며, 상기 섹터몰드에 형성된 트레드들 중 일부를 형성하는 것으로 다공성 기체로 이루어져 성형공간 내부의 공기를 배출하기 위한 제 1배기부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 사이드 몰드 또는 하부 사이드 몰드의 적어도 일측에 설치되어 성형된 타이어의 외주면에 문자 또는 문양을 형성하며 성형공간 내부의 공기를 배출하는 제 2배기부재를 더 구비한다.

그리고 상기 다공성 기체로 이루어진 제 1배기부재는 트레드를 형성하기 위한 형상으로 이루어진 제1 본체와, 상기 제 1본체의 내부에 형성되며, 제 1본체의 표면을 통하여 배출되는 성형공간의 공기를 원활하게 배출될 수 있도록 하는 배기통로들이 형성된다. 상기 제 1본체에 형성된 배기통로는 표면과 대응되는 깊이에 형성되거나 제 1본체의 두께 방향으로 형성될 수 있다.

상기 제 1배기부재에는 상기 제 1배기부재는 단위피스의 내주면에 결합 및 분리되어 타이어의 트레드를 형성하며 다공성 기체로 이루어진 트레드 성형편으로 이루어진다.

그리고, 상기 제 2배기부재는 공기의 배출이 가능한 다공성 기체로 형성된 제 2본체가 구비되며, 성형공간과 대응되는 표면에 글씨 또는 문양을 형성하기 위한 패턴 형성부가 마련되고, 성형공간 내부의 공기 배출이 원활하게 이루어지며 패턴 성형성을 높이기 위해 패턴형성부에 형성된 기공의 크기가 제 2본체에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성된다.

본 발명에 따른 타이어 성형용 몰드는 타이어의 형성 시 성형공간의 가스 배출을 원활하게 이루어져 타이어 성형에 따른 불량을 줄일 수 있으며, 타이어 성형용 몰드 즉, 가류를 위한 몰드는 고무로 된 그린 타이어를 일정한 몰드에 넣어 내부와 외부에서 열과 압력이 가하여지는 과정에서 공기의 배출이 원활하게 이루어지게 되므로 탄성의 향상과 트레드의 성형성을 향상시킬 수 있으며, 타이어의 성형 즉, 가류작업 후 별도의 트리밍 단계를 줄일 수 있어 생산성의 향상을 도모 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 성형용 몰드의 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 타이어 성형용 몰드의 단면도,
도 3은 섹터몰드의 단위 피스를 발췌하여 도시한 사시도,
도 4는 트레드 몰드의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,
도 5는 상, 하부 사이드 몰드를 나타내 보인 사시도,
도 6은 상, 하부 사이드 몰드의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도,

본 발명에 따른 타이어 성형몰드는 타이어의 가류 시 캐비티 내부의 가스를 배출함과 아울러 트레드를 성형할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 성형몰드(10) 즉, 타이어의 가류 성형용 몰드는 상호 결합되어 타이어의 트레드를 형성하기 위한 섹터몰드(20)와 상기 섹터 몰드(20)의 상부 측에 결합되는 상부 사이드 몰드(30)와, 상기 섹터 몰드 (20)의 하부측에 결합되는 하부 사이드 몰드(40)를 구비한다. 상기 섹터 몰드(20)는 단위피스(21)에 의해 원형으로 지지되고, 상기 상부 사이드 몰드(30)와 하부 사이드 몰드(40)는 각각 상부 사이드 플레이트(51)와 베이스 플레이트(52)에 의해 지지된다.

그리고 상기 섹터 몰드(20)에는 가류되는 타이어의 트레드를 형성하는 단위피스(21)중 적어도 하나는 다공성 기체로 이루어져 성형공간 내부의 공기를 배출하기 위한 제 1배기 부재(60)가 설치되고, 상기 상부 사이드 몰드(30)과 하부 사이드 몰드(40)의 적어도 일측에는 성형된 타이어의 외주면에 문자 또는 문양을 형성하며, 성형공간 내부의 공기를 배출하는 제 2배기부재(70)가 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 타이어 성형장치를 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 섹터 몰드(20)는 트레이드 형상과 동일한 요철이 형성된 복수개의 단위 피스(21)들이 블록(23)에 지지되는 구조를 가진다. 상기 단위피스(21)들은 세그먼트 블록(22)에 지지된다. 그리고 상기 단위피스(21)중 적어도 하나는 성형 공간 내의 공기를 배출하기 위한 제 1배기부재(60)로 이루어지는데, 이 제 1배기부재(60)은 소결금속 또는 세락믹 등이 소결되어 이루어진 다공석 기체로 이루어진 제 1본체(61)를 구비한다.

상기 제 1본체(61)의 내부에는 제 1본체(61)의 표면으로부터 유입되는 기체의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 배기통로(62)들이 형성된다. 상기 배기통로(62)는 제 1본체(61)의 길이 방향으로 복수개가 형성되거나 상기 제 1본체(61)의 내부에 전면측으로부터 후방측으로 형성될 수 있다. 상기 제1본체(61)의 길이 방향과 나란하게 형성된 배기통로(62)는 이와 연결되어 제 1본체의 후방측으로 연장되는 분기통로(63)가 형성될 수 있다. 상기 배기통로(62)는 가능한 다공성 기체의 다공으로 유입되는 기체가 원활하게 배출될 수 있도록 제 1본체(61)의 표면과 근접되는 위치에 형성될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 단위 피스를 이루는 제 1배기 부재(60)는 섹터 몰드(20)들에 배열설치되어 타이어의 외주면을 이루는 구조에 있어서, 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 소정의 간격으로 설치함이 바람직하다. 상기 제 1배기부재(60)는 타이어의 트레드를 형성함에 있어서, 트레드의 가장자리 또는 모서리부에서 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 가장자리에 형성된 기공의 수가 제 1배기부재(60)의 면부위에 형성된 기공의 보다 많거나 가장자리에 형성된 기공의 크기가 면부위에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성된다. 상기 제 1배기부재(60)의 고정은 상기 제 1배기부재(60)의 형상을 타이어의 트레드를 형성하기 위한 단위 피스의 형상으로 형성되어 있으므로 블록(23) 및 세그멘트 블록(22)에 의해 지지됨으로써 이루어진다.

도 4에는 본 발명에 따른 제 1배기 부재의 다른 실시예를 나타내 보였다.

도면에 도시된 바와 같이 제 1배기부재(65)는 타이어의 가류공간과 외부가 연통되도록 단위 피스(21)에 결합공(66)이 형성되고, 이 결합공(66)에 결합 및 분리되어 타이어의 트레드를 형성하는 트레드 성형편(67)으로 이루어진다. 이 트레드 성형편(67)은 다수의 기공이 형성되어 성형을 위한 가류 공간의 가스 배출이 이루어질 수 있도록 소결금속으로 이루어질 수 있다. 이 소결금속에 형성된 기공은 타이어의 가류 성형 시 버(burr, spew)가 발생되지 않을 정도로 작게 형성된다. 결합공(66)의 배면의 바닥부에는 가스의 원활한 배출을 위해 외기와 연통되는 다수개의 배기공(미도시)들이 형성된다.

한편, 상기 상부 사이드 몰드(30)과 하부 사이드 몰드(40)은 상기 섹터 몰드(20)과 결합되어 타이어의 형상을 이루는 것으로, 이의 적어도 일측에 설치되는 제 2배기부재(70)는 공기의 배출이 가능한 다공성 기체로 형성된 제 2본체(71)가 구비되며, 성형공간과 대응되는 표면에 글씨 또는 문양을 형성하기 위한 패턴 형성부(72)가 마련된다.

상기 패턴 형성부(72)는 타이어의 양측 외주면에 형성되는 것으로, 타이어의 규겨, 제조일, 상호, 회사의 마크, 상표 등의 패턴을 가진다.

상기 제 2본체(71)는 성형공간 내부의 공기 배출이 원활하게 이루어지며 패턴의 성형성을 높이기 위해 패턴형성부(72)에 형성된 기공의 크기가 제 2본체(71)에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성된다.

그리고 상기 제 2배기부재(70)의 고정은 상기 상, 하부 사이드 몰드 유닛(30)(40)에 형성된 장착홈(31)(41)에 형성되는데, 장착홈(31)(41)은 제 2배기 부재(70)를 통하여 배출되는 가스가 외부로 배출될 수 있도록 관통홀(32)(42)이 형성될 수 있다. 상기 장착홈의 바닥면은 공기의 배출이 원활하게 이루어지도록 관통홀과 연통되는 그루브가 형성될 수 있다.

상기 제 2배기부재(70)는 도 5에 도시된 바와 같이 글자 또는 문양들이 독립적으로 형성됨으로써 복수개로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 타이어 성형 몰드는 세그먼트블록(25)에 단위 피스(21)들이 장착된 섹터 몰드(20)의 상하부에 상부 플레이트(51)에 지지되어 승강 가능한 상부 사이드 몰드(side mold;30)가 설치되고, 또한 하부의 베이스 플레이트(52)에 지지된 하부 사이드 몰드(40)가 설치된다.

타이어의 가류시에는 각 섹터 몰드(20)의 단위 피스(21)들을 구심 방향(내측 방향)으로 이동시킴과 동시에, 상부 사이드 몰드(30)와 하부 사이드 몰드(40)를 각각 섹터 몰드(20)의 상하 단부에 밀착시킴으로서 타이어를 가류 성형공간을 형상하고, 이 성형공간을 이용하여 타이어를 가류 성형한다. 또한 가류가 종료한 때에는 각 섹터몰드(20)를 바깥 방향으로 이동시킴과 동시에 상부 사이드 몰드(30)를 위쪽 방향으로 이동시켜 타이어의 성형공간(가류공간)을 열 개 된다.

이러한 타이어 성형몰드는 타이어의 가류과정에서 발생되는 기체(공기, 가스)가 섹터 몰드에 제 1배기 부재(60)와 상, 하 사이드 몰드(30)(40)에 설치된 제 2배기부재(70)를 통하여 배출된다. 즉, 타이어의 트레드를 형성하는 과정에서 발생되는 가스는 트레드를 형성하기 위한 단위피스(21)의 형상으로 제조된 제 1 배기부재(60)를 통하여 배출된다. 상기 제 1배기부재는 다공성 기체로 형성되어 있으므로 가류 성형 시 발생되는 가스가 타이어의 외주면 측에서 원활하게 배출되게 된다. 특히 제 1배기부재(60)의 모서리부에 형성된 기공의 크기 또는 밀도가 면부위에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성되어 있으므로 배기되는 과정에서 버(또는 스퓨)가 생긴다 하여도 제거가 용이하며 품질의 영향을 최소화 할 수 있다.

또한, 제1배기부재(65)가 도 4에 도시된 바와 같이 트레드 성형편(67)으로 이루어진 경우 타이어에 형성된 트레드의 인입된 측면에 트레드 성형편의 표면에 의해 형성된 면을 가지게 된다. 따라서 노면과 직접적으로 접촉되는 면의 표면 조도가 떨어짐으로 인한 소음 발생을 불일 수 있다.

그리고 상, 하부 사이드 몰드(30)(40)에 설치되는 제 2배기부재(70)는 다공성 기체로 이루어지고, 패턴형성부(72)가 형성되어 있으므로 타이의 가류 작업 시 타이어의 표면에 글씨 또는 문양의 패턴이 타이어 표면의 조도 차이에 의해 형성된다.

특히 제 2배기부재(70)의 패턴 형성부(71)에 형성된 패턴은 기공이 상대적으로 크게 형성된 것에 의해 이루어지게 되므로 타이어가 가류되면서 이 기공에 의해 상대적으로 거친 요철에 의해 이루어지게 된다. 제 2배기부재(70)의 내부에는 배기홀(32)(42)이 형성되어 미세한 기공을 통하여 배출되는 가스의 배출이 원활하게 이루어지게 된다.

이상에서와 같이 본 발명의 타이어 성형용 몰드는 타이어의 가류 공정에서 가스의 배출을 위한 노즐에 의해 발생되는 버를 줄일 수 있으며, 나아가서는 종래와 같이 버를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않다.

또한 본 발명의 타이어 성형용 몰드는 타이어 표면의 마무리 가공이 불필요하기 때문에, 치수 정밀도가 높은 타이어를 제조할 수 있음과 동시에, 가류 성형 시에 불량 타이어의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 타이어 가류 후에 버( 또는 스퓨)를 제거하는 공정을 필요로 하지 않고, 타이어 소음을 악화시키는 버(또는 스퓨)의 흔적을 타이어 표면에 남기는 일 없이 타이어 외관을 양호하게 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본원 발명에 따른 제 1,2배기 부재는 타이어의 가류 몰드 뿐만 아니라 각종 사출몰드에도 널리 적용 가능하다.

20; 섹터 몰드
30; 상부 사이드 몰드 유닛
40;하부 사이드 몰드 유닛
60; 제 1배기부재
70 제 2배기부재

Claims (4)

1. 상호 결합되어 타이어의 트레드를 형성하기 위한 섹터몰드(20)와, 상기 섹터 몰드(20)의 상부 측에 결합되는 상부 사이드 몰드(30)와, 상기 섹터 몰드(20)의 하부 측에 결합되는 하부 사이드 몰드(40)와, 상기 섹터몰드(20)에 형성된 트레드들 중 일부를 형성하는 것으로 다공성 기체로 이루어져 성형공간 내부의 공기를 배출하기 위한 제 1배기 부재(60)가 구비되며,
   상기 배기부재(60)의 트레드 가장자리 또는 모서리부에서 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 가장자리 또는 모서리부에 형성된 기공의 크기가 제 1배기부재(60)의 면부위에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성되고,
   상기 상부 사이드 몰드(30)와 하부 사이드 몰드(40)의 적어도 일측에는 성형된 타이어의 외주면에 문자 또는 문양을 형성하며, 성형공간 내부의 공기를 배출하는 제 2배기부재(70)가 설치되고,
   상기 제 1배기부재(60)는 하나의 트레드를 형성하기 위한 형상으로 이루어진 제1 본체(61)와, 상기 제 1본체(61)의 내부에 형성되며 제 1본체(61)의 표면을 통하여 배출되는 성형공간의 공기를 원활하게 배출될 수 있도록 하는 배기통로(62)들이 형성되고,
   상기 제 2배기부재(70)는 공기의 배출이 가능한 다공성 기체로 형성된 제 2본체(71)가 구비되며, 성형공간과 대응되는 표면에 글씨 또는 문양을 형성하기 위한 패턴 형성부(72)가 마련되고, 상기 패턴형성부(72)에 형성된 기공의 크기가 제 2본체(71)에 형성된 기공의 크기보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 타이어 성형용 몰드.
   
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