KR101607857B1 - 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치에 관한 것으로서, 원호형 지지대에 탄성 지지되며 고정된 다수의 가압 롤러들을 이용해 성형 드럼 상에 감아 권취되는 필름 인너라이너를 균일하게 탄성 가압하여 고정시키도록 함과 아울러 필름 인너라이너가 균일하게 가압 고정된 상태를 그대로 유지하도록 잡아 줌으로써, 필름 인너라이너를 성형 드럼 상에 성형시 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이에 발생하는 미끄러짐 현상을 방지하여 타이어 성형 공정시 타이어 구축 및 제조 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 하고, 이를 통해 제조된 완제품 타이어의 주행 과정에서 우수한 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치{BUILDING DEVICE OF TIRE WITH FILM INNERLINER}

본 발명은 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 성형시 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이에 미끄러짐을 방지할 수 있도록 하는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 완제품 타이어는 원료를 혼합하여 컴파운드(Compound)를 만드는 정련 공정, 컴파운드를 시트 형태로 반제품으로 제조하는 압출/압연/재단 공정, 반제품들을 그린 케이스(Green Case)로 성형하는 성형 공정, 및 상기한 그린 케이스를 가류시키는 가류 공정을 거쳐 완성된다.

상기한 성형 공정에서 성형된 그린 케이스는 가류전 완제품 타이어의 형상에 가깝게 성형한 것을 의미하며, 대부분 1차 성형 공정을 통해 제조된 1차 그린 케이스와, 2차 성형 공정을 통해 제조된 2차 그린 케이스를 조립하여 완성된다.

상기한 1차 그린 케이스는 통상 시트 형태의 인너라이너(Inner Liner)와 카카스 플라이(Carcass Ply), 사이드 월(Side Wall), 비드(Bead) 및 체퍼(Nylon Chafer) 등을 감아 적층 성형한 것이고, 2차 그린 케이스는 시트 형태의 벨트(Belt)와 캡 플라이(Cap Ply) 및 트레드(Tread) 고무 반제품 등을 감아 적측 성형한 것이다.

상기한 1 그린 케이스 및 2차 그린 케이스를 성형하기 위한 각각의 성형 공정에서는 이들을 이루는 각각의 반제품들을 순차적으로 감아 적층하며 압착 성형되도록 하기 위한 성형 드럼을 포함하는 성형 장치를 사용한다.

한편 상기 1차 그린 케이스를 이루는 인너라인너는 완제품 타이어가 차량의 하중을 지지하고 효과적으로 분산시키기 위한 적정량의 공기압을 지속적으로 유지되도록 하는 역할을 한다.

따라서, 타이어 내부의 내공기투과성을 향상시키기 위해 인너라이너 고무층의 두께를 두껍게 하거나 내공기투과성이 우수한 고무원료를 주로 사용하는 방법이 있다.

그러나, 인너라이너 층을 두껍게 하는 것은 친환경적 제품에 대한 소비자 및 시장의 요구에 저중량/저연비 등이 고려되어야 하기 때문에 한계가 있다.

따라서 높은 내공기투과성을 갖는 타이어용 박막형 필름 인너라이너가 개발되어 현재 타이어에 적용되고 있다.

그러나, 상기한 필름 인너라이너가 적용된 타이어를 성형하는 과정에서 필름 인너라이너가 점착력이 떨어져 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이의 미끄러짐 현상이 발생하게 되어, 성형 드럼 상에 타이어의 구축 및 제조 작업이 원활하게 이루어지지 못할 뿐만 아니라 주행 과정에서 내구성 및 내피로 특성이 저하되는 단점을 가지게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2003-0075255호(공개일자 2003년09월26일) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0330694호(등록일자 2003년10월09일)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 필름 인너라이너가 적용된 타이어 성형시 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이에 미끄러짐을 방지할 수 있도록 하여 타이어 성형 공정시 타이어 구축 및 제조 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 하고, 이를 통해 제조된 완제품 타이어의 주행 과정에서 우수한 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있도록 하는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치는, 성형 드럼; 및 상기 성형 드럼 상에 권취되는 필름 인너라이너를 가압시킨 상태로 잡아 고정하는 필름 인너라이너 가압 고정기;를 포함하고, 상기 필름 인너라이너 가압 고정기는 성형 드럼을 향해 가이드 레일을 따라 수평 이동 가능하게 설치되는 가동 베이스; 상기 가동 베이스 상에서 상기 성형 드럼을 향해 수직 신장 가능하게 설치되는 가동 실린더축; 상기 가동 실린더축의 가동 단부에서 상기 성형 드럼과 동심을 이루는 원호형으로 이루며 연장 설치되는 지지대; 상기 지지대의 원호 방향을 따라 간격을 두고 서로 나란하게 배열되며, 상기 성형 드럼 상에 권취되는 상기 필름 인너라이너를 가압 고정하도록 하는 복수의 가압 롤러; 및 상기 각 가압 롤러의 양측 가동축부를 회전 가능하게 상기 원호 지지대 상에 잡아 고정하며, 상기 각 가압 롤러가 상기 성형 드럼의 외주면을 탄성 가압할 수 있도록 지지하는 롤러 고정 홀더:를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 지지대는 원호형 판재로 이루어질 수 있고, 상기 지지대가 이루는 원호의 중심각은 120°내지 180°범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 롤러 고정 홀더는 상기 지지대에 고정되는 고정 실린더; 상기 고정 실린더에 끼워져 신축 가능하게 결합되며, 상기 가압 롤러의 가동축부를 회전 가능하게 베어링 고정하는 가동 로더; 상기 고정 실린더 내부에 삽입되어 상기 가동 로더의 삽입 단부를 탄성 지지하는 코일 스프링;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 본 발명의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치에 따르면, 원호형 지지대에 탄성 지지되며 고정된 다수의 가압 롤러들을 이용해 성형 드럼 상에 감아 권취되는 필름 인너라이너를 균일하게 탄성 가압하여 고정시키도록 함과 아울러 필름 인너라이너가 균일하게 가압 고정된 상태를 그대로 유지하도록 잡아 줌으로써, 필름 인너라이너를 성형 드럼 상에 성형시 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이에 발생하는 미끄러짐 현상을 방지하여 타이어 성형 공정시 타이어 구축 및 제조 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 하고, 이를 통해 제조된 완제품 타이어의 주행 과정에서 우수한 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치의 도시한 정단면도이다.
도 3은 도 1의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 1의 성형 장치를 이용해 성형 드럼 상에 필름 인너라이너 및 카카스 플라이가 감겨 성형되는 과정을 도시한 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치의 도시한 정단면도이며, 도 3은 도 1의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치를 도시한 측단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치(1)는 성형 드럼(10) 및 필름 인너라이너 가압 고정기(100)를 포함하여 구성된다.

먼저, 성형 드럼(10)은 필름 인너라이너(50: 도 4 참조) 및 카카스 플라이(60: 도 4 참조)를 포함하여 1차 그린 케이스를 이루는 반제품들을 감아 적층 성형한 후, 턴업 과정을 거쳐 1차 그린 케이스를 완성할 수 있도록 구성된다.

여기서, 성형 드럼(10)은 상기한 필름 인너라이너(50) 및 카카스 플라이(60)를 포함하여 1차 그린 케이스를 이루는 반제품들을 감아 적층 성형할 수 있는 한 다양한 형태의 성형 드럼이 모두 사용 가능하며 이들에 대한 공지된 보다 구체적 설명들은 생략한다.

그리고, 필름 인너라이너 가압 고정기(100)는 상기 성형 드럼(10) 상에 권취되는 필름 인너라이너(50)를 가압시킨 상태로 잡아 고정하여, 성형 드럼(10)과 권취되는 필름 인너라이너(50) 사이에 미끄러짐 현상이 발생하지 않고 좀더 균일하게 감겨 압착 성형된 상태를 유지할 수 있도록 하다.

본 실시예에서 필름 인너라이너 가압 고정기(100)는 가동 베이스(150), 가동 실린더축(160), 지지대(130), 복수의 가압 롤러(110) 및 롤러 고정 홀더(120)를 포함하여 구성된다.

가동 베이스(150)는 성형 드럼(10)을 향해 가이드 레일(160)을 따라 수평 이동 가능하게 설치되어, 필름 인너라인너(50)를 성형 드럼(10) 상에 감아 권취시 필름 인너라이너 가압 고정기(100)를 성형 드럼(10)에 인접하게 수평 이동시킴과 아울러 성형 드럼(10) 상에 권취된 필름 인너라이너(50) 상에 카카스 플라이(60)를 감아 적층시킨 이후에는 후속하는 성형 공정들이 이에 의해 간섭받지 않도록 성형 드럼(10)으로부터 멀어지게 수평 이동시키는 역할을 하도록 한다.

가동 실린더축(140)은 상기 가동 베이스(150) 상에서 상기 성형 드럼(10)을 향해 수직 신장 가능하게 설치되어, 가압 롤러(110)들이 설치된 지지대(130)를 성형 드럼(10)을 향해 수직 이동시킴과 아울러 가압 롤러(110)들에 의해 성형 드럼(10) 상에 권취된 필름 인너라이너(50)를 가압시킨 상태로 잡아 줄 수 있게 가압력을 전달하는 역할을 한다.

지지대(130)는 상기 가동 실린더축(140)의 가동 단부에서 상기 성형 드럼(10)과 동심을 이루는 원호형으로 이루며 연장 설치되어, 상기 각 가압 롤러(110)들을 한 쌍의 롤러 고정 홀더(120)를 이용해 탄성 지지된 상태로 고정하도록 한다.

본 실시예에서는 지지대(130)가 원호형 판재를 이용해 단일체로 이루어지는 것을 예시하나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 상기한 가압 롤러(110)들이 성형 드럼(10)의 원주면을 따라 탄성지지 되며 고정될 수 있도록 하는 한 원호형을 이루도록 절곡된 지지 프레임들을 이용해 다양한 형태로 변형시켜 적용할 수 있음은 당연하다.

한편, 지지대(130)가 이루는 원호의 중심각은 지지대 상에 설치되는 복수의 가압 롤러(110)들에 의해 필름 인너라이너(50)가 성형 드럼(10) 상에 감겨 권취된 상태를 그대로 잡아 유지시킬 수 있게 적어도 120°내지 180°범위 이내로 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 지지대(130)가 이루는 원호의 중심각이 120° 미만인 경우 필름 인너라이너(50)가 성형 드럼(10) 상에 감겨 권취된 상태를 잡아 유지시키도록 하는 것이 어렵게 되고, 180°를 초과하는 경우 성형 드럼에 접근 자체가 불가능해지거나 동선이 복잡해져 타이어를 이루는 1차 그린케이스의 성형시간이 너머 길어지게 되는 단점을 가지게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 지지대(130)가 이루는 원호의 중심각이 180°로 이루어지는 것을 예시한다.

가압 롤러(110)들은 상기 지지대(130)의 원호 방향을 따라 간격을 두고 서로 나란하게 배열되도록 설치되어, 상기 성형 드럼(10) 상에 권취되는 상기 필름 인너라이너(50)를 가압하며 압착 성형된 상태를 유지하도록 잡아주는 역할을 한다.

그리고. 롤러 고정 홀더(120)는 상기 각 가압 롤러(110)의 양측 가동축부(11)를 회전 가능하게 상기 원호 지지대 상에 잡아 고정하도록 구성되어, 상기 각 가압 롤러(100)가 상기 성형 드럼의 외주면 감기 성형되는 필름 인너라이너(50)를 탄성 가압할 수 있도록 하는 역할을 한다.

한편, 본 실시예에서 롤러 고정 홀더(120)들은 고정 실린더(122), 가동 로더(121) 및 코일 스프링(123)을 포함하여 구성되는 것을 예시한다.

여기서, 고정 실린더(122)는 상기한 지지대(130)의 원주 방향을 따라 양측 가장자리에서 동일 간격을 이루며 고정 설치되고, 가동 로더(121)는 상기 고정 실린더부(122)에 신장 가능하게 끼워져 결합되며 상기 가압 롤러(110)의 가동축부(111)를 회전 가능하게 베어링 고정하고, 코일 스프링(123)은 상기 고정 실린더(122) 내부에 삽입되어 상기 가동 로더(121)의 삽입 단부를 탄성 지지하도록 한다.

따라서, 가동 실린더축(140)에 의해 가압 롤러(110)들이 성형 드럼(10) 상에 권취된 필름 인너라이너(50)와 접하도록 수직 이송된 이후에 추가적으로 수직 이동한 거리만큼이 롤러 고정 홀더(120)들에 결합된 가압 롤러(110)들을 의해 필름 인너라이너(50)를 탄성 가압하도록 한다.

이하, 상기한 본 실시예의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치(1)를 이용해 타이어의 1차 그린케이스를 이루는 필름 인너라이너 및 카카스 플라이를 성형 드럼 상에 적층 성형하는 과정을 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 1의 성형 장치를 이용해 성형 드럼 상에 필름 인너라이너 및 카카스 플라이가 감겨 성형되는 과정을 도시한 개략도이다.

도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 필름 인너라이너(50)를 성형 드럼(10)의 외주면 상에 감아 성형하기 위해서는, 먼저 가이드 레일(160)을 따라 상기 필름 인너라이너 가압 고정기(100)를 성형 드럼(10)쪽으로 수평 이동시킨 후, 가동 실린더축(140)을 이용해 지지대(130)에 고정된 가압 롤러(110)들이 성형 드럼(10)의 외주면에 인접하게 위치하도록 수직 이동시킨다.

그리고, 성형 드럼(10)을 회전시켜 가며 인너라이너 서비서(미도시)를 통해 기설정된 길이로 재단되어 성형 드럼쪽으로 공급된 필름 인너라이너(50)를 성형 드럼(10) 상에 감아 권취시킨다. 이때, 필름 인너라이너(50)는 성형 드럼(10)의 외주면과 이에 인접하게 배치되는 가압 롤러(110)들 사이를 통과하며 가압 롤러(110)들에 의해 가압되며 성형되도록 함으로써 필름 인너라이너(50)를 권취시 성형 드럼(10)의 토크가 원활이 전달되어 성형 드럼(10)과 필름 인너라이너(50) 사이에 미끄러짐 현상이 발생하지 않고 보다 균일하게 가압되며 압착 성형될 수 있도록 한다.

도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 인너라이너 가압 고정기(100)의 가압 롤러(110)들은 필름 인너라이너(50)가 성형 드럼(10) 상에 한 바퀴 감겨 권취된 이후에도 필름 인너라이너(50)를 가압하며 성형 드럼(10) 상에 잡아 주어 균일하게 가압 성형된 상태를 그대로 유지할 수 있도록 한다.

도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 인너라이너 가압 고정기(100)의 가압 롤러(110)들을 이용해 필름 인너라이너(50)를 성형 드럼 상에 잡아 고정시킨 상태로 카카스 플라이 서비서(미도시)를 통해 기설정된 길이로 재단되어 공급된 카카스 플라이(60)를 필름 인너라이너(50) 상에 감아 권취시켜 준다.

이때, 카카스 플라이(60) 역시 필름 인너라이너(50)가 권취된 성형 드럼(10)과 가압 롤러(110)들 사이를 통과하며 가압 롤러들에 의해 좀더 균일하게 가압되며 필름 인너라이너(50) 상에 감겨 압착 성형되게 된다.

도 4의 (d)에 도시한 바와 같이, 카카스 플라이(60)가 성형 드럼(10) 상에 한 바퀴 감겨 필름 인너라이너(50)를 감싸며 적층 성형된 이후, 필름 인너라이너 가압 고정기(100)는 가동 실린더축(140)을 이용해 가압 롤러(100)들을 카카스 플라이(60)로부터 떨어지게 하향 이동시킨 상태에서 가이드 레일(160)을 따라 성형 드럼(10)으로부터 멀어지게 이동시킨다. 이때, 필름 인너라이너(50)는 상측에 적층 성형된 카카스 플라이(60)에 의해 성형 드럼 상에 압착 고정된 상태를 그대로 유지하게 된다.

이처럼, 본 실시예의 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치(1)는 원호형 지지대(130)에 탄성 지지되며 고정된 다수의 가압 롤러(110)들을 이용해 성형 드럼(10) 상에 감아 권취되는 필름 인너라이너(50)를 균일하게 탄성 가압하여 고정시킴과 아울러 필름 인너라이너(50)가 균일하게 가압 고정된 상태를 그대로 유지하도록 잡아 줌으로써, 필름 인너라이너(10)를 성형 드럼(10) 상에 성형시 성형 드럼과 필름 인너라이너 사이에 발생하는 미끄러짐 현상을 방지하여 타이어 성형 공정시 타이어 구축 및 제조 작업을 원활하게 수행할 수 있도록 하고, 이를 통해 제조된 완제품 타이어의 주행 과정에서 우수한 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있도록 하는 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 성형 장치 10: 성형 드럼
100: 필름 인너라이너 고정기 110: 가압 롤러
111: 가동축부 120: 롤러 고정 홀더
121: 가동 로더 122: 고정 실린더
123: 코일 스프링 130: 지지대
140: 가동 실린더축 150: 가동 베이스
160: 가이드 레일

Claims (4)

1. 성형 드럼; 및
   상기 성형 드럼 상에 권취되는 필름 인너라이너를 가압시킨 상태로 잡아 고정하는 필름 인너라이너 가압 고정기;를 포함하고,
   
   상기 필름 인너라이너 가압 고정기는,
   성형 드럼을 향해 가이드 레일을 따라 수평 이동 가능하게 설치되는 가동 베이스;
   상기 가동 베이스 상에서 상기 성형 드럼을 향해 수직 신장 가능하게 설치되는 가동 실린더축;
   상기 가동 실린더축의 가동 단부에서 상기 성형 드럼과 동심을 이루는 원호형으로 이루며 연장 설치되는 지지대;
   상기 지지대의 원호 방향을 따라 간격을 두고 서로 나란하게 배열되며, 상기 성형 드럼 상에 권취되는 상기 필름 인너라이너를 가압 고정하도록 하는 복수의 가압 롤러; 및
   상기 각 가압 롤러의 양측 가동축부를 회전 가능하게 상기 원호 지지대 상에 잡아 고정하며, 상기 각 가압 롤러가 상기 성형 드럼의 외주면을 탄성 가압할 수 있도록 지지하는 롤러 고정 홀더:를 포함하는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 지지대는 원호형 판재로 이루어지는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치.
   
3. 제1항에서,
   상기 지지대가 이루는 원호의 중심각은 120°내지 180°범위 이내로 이루어지는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치.
   
4. 제1항에서,
   상기 롤러 고정 홀더는,
   상기 지지대에 고정되는 고정 실린더;
   상기 고정 실린더에 끼워져 신축 가능하게 결합되며, 상기 가압 롤러의 가동축부를 회전 가능하게 베어링 고정하는 가동 로더;
   상기 고정 실린더 내부에 삽입되어 상기 가동 로더의 삽입 단부를 탄성 지지하는 코일 스프링;을 포함하여 구성되는 필름 인너라이너가 적용된 타이어 제조용 성형 장치.

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