KR101917494B1 - 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커프가 형성된 타이어 트레드부의 강성을 깊이별로 차등설계하기 위한 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에 있어서, 블레이드프레임(10)에 커프형성요철부(20)가 형성되며, 상기 커프형성요철부(20)는 하부에 횡방향돌출부(30)가 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치를 제공한다.

Description

타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치{KERF MAKING BLADE OF VULCANIZATION MOLD FOR MANUFACTURING TIRE AND VEHICLE TIRE THEREOF AND APPARATUS FOR TIRE VULCANIXATION}

본 발명은 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커프가 형성된 타이어 트레드부의 강성을 차등 적용시키기 위한 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치에 관한 것이다.

동절기용 타이어(Winter Tire)는 눈, 얼음의 저마찰 노면에서의 접지력 향상을 위해 커프(Kerf)를 적용하고 있다. 그러나 커프의 적용으로 인하여 트레드 강성을 높게 유지하기가 어려우므로, 마른(Dry) 노면에서 구동, 제동, 핸들링 등의 성능이 하락하는 단점이 존재하여 왔다. 그리하여 여러 타이어 업체들은 경쟁적으로 3D 커프를 개발하여 트레드 강성을 보완하고 있다.

그러나 종래에 개발된 3D커프도 트레드 강성 확보에 어려움이 있어 왔다. 이에, 설면 및 빙판길에서의 접지력을 향상시키는 커프 기능을 유지하면서도 마른 노면에서의 구동 및 제동성능을 위하여 트레드 강성을 확보하는 커프 기술의 개발이 필요하다.

대한민국등록특허 제10-1631758호 “커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어”는 트레드, 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드 상에 복수의 블록들과 복수의 그루브들이 형성되는 공기입 타이어의 트레드 블록들에 형성되는 커프로서, 상기 커프는 트레드 표면 상에 형성되고, 상기 커프에 의해서 분단되는 이웃하는 블록들이 커프가 서로 맞물렸을 때 록킹될 수 있도록 하는 형상이 반복해서 연속 형성되는 표면개방 커프부; 및 상기 트레드 표면으로부터 깊이 방향으로 연장되고, 상기 커프에 의해서 수직 방향으로 분단되는 이웃하는 블록들이, 상기 커프가 서로 맞물릴 경우 록킹될 수 있는 형상이 반복해서 연속 형성되는 수직 연장 커프부를 포함하고, 상기 표면 개방 커프부는 중심선을 사이에 두고 서로 대칭되는 제1 및 제2 표면 개방 커프부로 구성되고, 상기 수직 연장 커프부는 상기 제2 표면 개방 커프부로부터 상기 제1 표면 개방 커프부와 반대 방향으로 돌출 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 커프 구조를 개시한 바 있다. 그러나 상기의 3D 구조의 커프의 경우 커프에 의한 트레드 블록 강성의 조절이 용이하지 아니하여 접지력이 저하되어 동절기 타이어 본연의 기능이 부족할 수 있는 문제가 있다.

대한민국공개특허 제10-2015-0138435호 “차량용 공기입 타이어” 는 트레드, 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드 상에 복수의 블록들과 복수의 그루브들이 형성되며, 상기 트레드 블록에 커프가 형성되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 커프가 트레드가 지면과 접촉하는 트레드의 최외측 표면에 형성되어 있는 테두리부; 및 상기 테두리부에 연결되어 커프의 깊이 방향 및 폭 방향으로 반복 형성되는 복수의 오목 커프부와 볼록 커프부를 구비하고, 커프의 일측벽면의 오목 커프부는 커프의 대향하는 타측벽면의 볼록 커프부와 대응되고, 커프의 일측벽면의 볼록 커프부는 대향하는 타측벽면의 오목 커프부와 대응되도록 구성되며, 상기 폭 방향으로 반복되는 상기 오목커프부와 상기 볼록 커프부의 돌출 방향이 서로 반대되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어를 개시한 바 있다. 그러나 상기의 기술 역시 커프에 의한 트레드 블록 강성의 조절이 용이하지 아니하여 접지력이 저하되어 동절기 타이어 본연의 기능이 부족할 수 있는 문제가 있다.

대한민국등록특허 제10-1631758호(공개일자 2016년02월16일) 대한민국공개특허 제10-2015-0138435호(공개일자 2015년12월10일)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 커프가 형성된 동절기용 타이어에 있어서, 트레드 블록에 형성되는 커프에 2D 커프와 3D 커프를 혼용하여 적용함으로써, 접지되는 영역에는 2D 커프로 인하여 강성을 저하시켜 접지력을 증대시키고, 블록 하부영역에는 3D커프로 인하여 블록 강성을 높여 마른 노면에서의 주행성능 저하를 방지하는 효과를 갖는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드와 이를 이용한 차량용 타이어 및 타이어 가류장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에 있어서, 블레이드프레임(10)에 커프형성요철부(20)가 형성되며, 상기 커프형성요철부(20)는 하부에 횡방향돌출부(30)가 형성되어 2D커프와 3D커프를 혼용하는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드를 제공함으로써 상기의 과제를 해결하고자 한다.

또한, 본 발명의 두 번째 실시예에 있어서, 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부를 포함하고, 상기 트레드부(100)에 블록(300)과 그루브(400)가 형성되며, 상기 블록(300)에 커프(500)가 형성되는 차량용 타이어에 있어서, 상기 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에의해 성형된 커프(500)를 포함하는 차량용 타이어를 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 바닥판(1)과 바닥판(1)에 설치되 는 세그멘트(3)와 세그멘트(3)의 상부 외측에 설치되는 외측링(4)과 외측링(4)의 상부 내측에 설치되는 상판(5)으로 구성되며, 상기 세그멘트(3) 내측에 섹터금형(6)이 설치되는 타이어 가류장치에 있어서, 상기 섹터금형(6)에 상기의의 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류장치를 제공한다.

동절기용 타이어의 경우, 개별 블럭의 크키가 작고 커프가 다수 형성되어 블록 강성이 문제가 된다. 블록의 크기가 작으므로 타이어가 하중을 받을 때 눌리는 변형량이 큰 블록에 대비하여 상대적으로 크게 되며 이는 강성저하의 문제로 직결된다. 그러나 강성저하의 문제를 방지하기 위하여 3D커프를 적용하여 강성을 높이고자 하는 경우에는 동절기 타이어 본연의 높은 접지력을 기대할 수 없게 되는 모순적인 문제가 있다.

이에, 본 발명의 실시예에 따르면, 블록 하부에는 3D커프를 적용하여 압축강도와 힘의 분산을 향상시켜 트레드 강성을 향상시키고, 노면과 접지되는 블록 상부에는 2D커프를 적용하여 접지력을 향상시키는 구조를 제공한다. 즉, 블록 하부의 3D커프에 의한 강성 증대로 마른 노면에서의 핸들링 성능을 향상시키며, 블록 상부의 2D커프로 인하여 접지력을 향상시켜 설면 및 빙판길의 주행성능을 향상시키게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 커프가 형성된 일반적인 동절기 타이어의 요부발췌사시도이다.
도 2는 종래의 3D커프가 형성된 동절기 타이어의 요부발췌사시도이다.
도 3은 본 발명의 커프블레이드의 사시도이다.
도 4 본 발명의 커프블레이드의 평면도이다
도 5는 종래의 3D커프의 요부 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 커프블레이드에 의해 형성된 커프의 요부 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 타이어 가류장치의 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 커프가 형성된 일반적인 동절기 타이어의 요부발췌사시도이다. 상술한 바와 같이 동절기 타이어는 눈 또는 빙판길의 접지력 향상을 위해 트레드부(100)의 블록(300)에 커프(500)가 형성된다. 동절기 타이어는 하절기 타이어에 비해 블록의 크기도 작고 상기 커프(500)가 형성됨에 따라 마른 노면 주행 시 타이어 강성이 취약한 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 블록(300)에 3D커프를 형성시키는 기술이 개발되어 왔다.

본 발명은 상기의 3D커프를 더욱 개량한 것이다. 본 발명은 도 3에 도시되는 바와 같이, 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에 있어서, 블레이드프레임(10)에 커프형성요철부(20)가 형성되며, 상기 커프형성요철부(20)는 하부에 횡방향돌출부(30)가 형성되는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드를 제공한다. 상기 횡방향돌출부(30)는 커프 성형용 블레이드에 의해 형성된 커프가 서로 맞물리게 형성되도록 내측에 횡방향요홈부(40)를 갖는다. 상기 횡방향돌출부(30)는 커프 성형용 블레이드에 의해 형성된 커프가 서로 맞물리게 형성된다. 또한, 블록간의 구속력을 증대시키기 위하여 상기 횡방향돌출부(30)의 블레이드길이방향 단면은 사각형 형상인 것이 바람직하다.

설면 및 빙판길에서의 접지력과 마른 노면에서의 주행성능의 조화를 위하여, 상기 횡방향돌출부(30)의 높이(L1)는 블레이드프레임(10) 높이(L)의 15~25%이며, 상기 횡방향돌출부(30)의 일단으로부터 블레이드프레임(10) 상단까지의 높이(L2)는 블레이드프레임(10) 높이(L)의 45~60%이고, 상기 횡방향돌출부(30)의 폭(D1)과 횡방향요홈부(40)의 폭(D2)은 블레이드프레임(10) 길이(D)의 6~10%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 블레이드프레임(10)의 두께(t1)은 0.3~1.0mm이고, 각 상기 횡방향돌출부(30)를 포함한 두께(t2)는 블레이드프레임(10) 두께(t1)의 150~400%인 것이 바람직하다. 상기의 수치들은 설면 및 빙판길 주행에서의 요구되는 접지력과, 마른 노면에서의 주행성능을 고려한 호적의 수치이다. 횡방향돌출부(30)의 높이(L1) 가 지나치게 큰 경우에는 블록의 강성이 지나치게 높아져서 설면 및 빙판길 주행에서의 요구되는 접지력을 만족시킬 수 없으며, 횡방향돌출부(30)의 일단으로부터 블레이드프레임(10) 상단까지의 높이(L2)가 지나치게 큰 경우에는 블록강성이 지나치게 낮아져서 높은 접지력을 얻을 수는 있으나 마른 노면에서의 주행성능이 크게 저하되는 문제가 발생하게 된다. 따라서 상기의 수치는 설면 및 빙판길 주행에서의 요구되는 접지력과, 마른 노면에서의 주행성능을 모두 만족시키는 것으로서 유의미하다.

본 발명은 이에 나아가, 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부를 포함하고, 상기 드레드부(100)에 블록(300)과 그루브(400)가 형성되며, 상기 블록(300)에 커프(500)가 형성되는 차량용 타이어에 있어서, 상기 커프(500)는 상술한 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에의해 성형된 것임을 특징으로 하는 차량용 타이어를 제공한다. 도 5는 종래의 3D커프의 요부 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 커프블레이드에 의해 형성된 커프의 요부 종단면도이다. 종래의 곡선형 3D커프는 가해지는 힘의 대칭이 선형으로 형성된다. 이에 반하여, 본원발명의 횡방향돌출부(30)는 커프 성형용 블레이드에 의해 형성된 커프가 서로 맞물리게 형성되고, 블록간의 구속력을 증대시키기 위하여 상기 횡방향돌출부(30)의 블레이드길이방향 단면이 사각형 형상으로 형성된다. 즉, 본원발명의 커프는 도 6에 도시되는 바와 같이 사각형 단면의 커프에 의해 사방의 힘이 한곳으로 집중되어 서로 상쇄되며 블록간을 서로 구속하게 된다. 이에 따라 블록의 압축 및 변형이 최소화되어 높은 강성을 얻게 된다.

본 발명은 이에 나아가, 도 7에 도시된 바와 같이, 바닥판(1)과, 바닥판(1)에 설치되는 세그멘트(2)와, 세그멘트(2)의 상부 외측에 설치되는 외측링(3)과, 외측링(3)의 상부 내측에 설치되는 상판(4)으로 구성되며, 상기 세그멘트(2) 내측에 섹터금형(5)이 설치되는 타이어 가류장치에 있어서, 상기 섹터금형(5)에 상술한 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드가 설치되는 타이어 가류장치를 제공한다. 반제품이 조립된 그린타이어(생타이어)는 상기 섹터금형(5)내로 삽입된 후 가류공정을 거치게 된다. 가류공정 중 섹터금형(5)에 설치된 상기 커프 성형용 블레이드에 의해 커프(500)가 생성될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 바닥판
2: 세그멘트
3: 외측링
4: 상판
5: 섹터금형
10: 블레이드프레임
20: 커프형성요철부
30: 횡방향돌기부
40: 횡방향요홈부
100: 트레드부
200: 사이드월부
300: 블록
400: 그루브
500: 커프

Claims (7)

1. 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에 있어서,
   블레이드프레임(10)에 커프형성요철부(20)가 형성되며, 상기 커프형성요철부(20)는 하부에 횡방향돌출부(30)가 형성되며,
   상기 횡방향돌출부(30)는 내측에 횡방향요홈부(40)를 포함하되,
   상기 커프형성요철부(20) 및 횡방향돌출부(30)는 상기 블레이드프레임(10)의 하단으로부터 일정 거리만큼 이격되도록 형성되어 상기 횡방향돌출부(30)의 최하단이 상기 블레이드프레임(10) 의 하단으로부터 상기 블레이드프레임 높이(L)의 15~40%만큼 이격된 지점에 위치하고,
   상기 횡방향돌출부(30)의 높이(L1)는 상기 블레이드프레임(10) 높이(L)의 15~25%로 형성되어 블록 강성을 조절하여 설면 및 빙판길 주행에서의 요구되는 접지력을 향상시키고,
   상기 횡방향돌출부(30)의 일단으로부터 블레이드프레임(10) 상단까지의 높이(L2)는 상기 블레이드프레임(10) 높이(L)의 45~60%로 형성되어 블록 강성을 조절하여 마른 노면에서의 주행 성능을 향상시키고,
   상기 횡방향돌출부(30)의 폭(D1)과 횡방향요홈부(40)의 폭(D2)은 블레이드프레임(10) 길이(D)의 6~10%를 가지도록 형성되며,
   상기 블레이드프레임(10)의 두께(t1)은 0.3~1.0mm이고,
   각 상기 횡방향돌출부(30)를 포함한 두께(t2)는 블레이드프레임(10) 두께(t1)의 150~400%인 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 횡방향돌출부(30)의 블레이드길이방향 단면은 사각형 형상으로 이루어져, 상기 횡방향돌출부(30)에 의하여 형성된 커프가 서로 맞물리게 형성되어 사방에서 작용하는 힘이 한곳으로 집중되면서 서로 상쇄되며 블록간의 구속력을 증대시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부를 포함하고, 상기 트레드부(100)에 블록(300)과 그루브(400)가 형성되며, 상기 블록(300)에 커프(500)가 형성되는 차량용 타이어에 있어서,
   상기 커프(500)는 제1항 또는 제3항의 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드에 의해 성형된 것임을 특징으로 하는 차량용 타이어.
   
7. 바닥판(1)과, 상기 바닥판(1)에 설치되는 세그멘트(2)와, 상기 세그멘트(2)의 상부 외측에 설치되는 외측링(3)과, 상기 외측링(3)의 상부 내측에 설치되는 상판(4)으로 구성되며, 상기 세그멘트(2) 내측에 섹터금형(5)이 설치되는 타이어 가류장치에 있어서,
   상기 섹터금형(5)에 제1항 또는 제3항의 타이어 가류금형의 커프 성형용 블레이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류장치.

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