KR101976699B1 - 공기입 타이어용 금형 - Google Patents

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KR101976699B1
KR101976699B1 KR1020180010135A KR20180010135A KR101976699B1 KR 101976699 B1 KR101976699 B1 KR 101976699B1 KR 1020180010135 A KR1020180010135 A KR 1020180010135A KR 20180010135 A KR20180010135 A KR 20180010135A KR 101976699 B1 KR101976699 B1 KR 101976699B1
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주원경
양규상
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넥센타이어 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 원주 방향으로 배치된 트레드 금형부와, 트레드 금형부의 양 측에 각각 배치되는 사이드 금형부를 포함하며, 사이드 금형부는 트레드 금형부의 제1면과 마주보는 제2면을 포함하되, 제1면 및 제2면 중 어느 하나에는 제1면과 제2면 사이의 갭에 위치하며 내부가 중공인 실링부가 구비된 공기입 타이어용 금형을 제공한다.

Description

공기입 타이어용 금형{Mold for pneumatic tire}
본 발명의 실시예들은, 공기입 타이어용 금형에 관한 것이다.
타이어는 차량에 있어서 지면과 접촉하여 차량의 주행 및 제동과 관련하여 중요한 역할을 담당한다. 타이어는 승차감뿐만 아니라 조정성 및 안정성을 확보하기 위한 부품 중 하나이다.
타이어의 제조 공정에서 가류 공정은 성형 공정에서 성형된 그린 타이어를 최종 제품으로 완성시키기 위한 공정 중 하나로서, 금형(mold)을 이용한다.
가류 공정은 금형을 이용하여 그린 타이어에 소정의 열과 압력을 가하는 공정을 포함할 수 있으며, 이 공정시 금형을 이루는 구성요소들 사이의 틈을 통해 고무가 식출되는 문제가 있다. 식출 고무는 타이어의 외관을 저해할 뿐만 아니라 타이어의 성능을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 식출 고무의 형성을 방지하거나 최소화한 공기입 타이어용 금형을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 원주 방향으로 배치된 트레드 금형부; 상기 트레드 금형부의 양 측에 각각 배치되는 사이드 금형부;를 포함하며, 상기 사이드 금형부는 상기 트레드 금형부의 제1면과 마주보는 제2면을 포함하되, 상기 제1면 및 상기 제2면 중 어느 하나에는 상기 제1면과 상기 제2면 사이의 갭에 위치하며 내부가 중공인 실링부가 배치된, 공기입 타이어용 금형을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나는 상기 실링부의 적어도 일부를 수용하는 그루브를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 실링부는 상기 사이드 금형부의 상기 제2면을 따라 연장된 고리 형상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 실링부의 내부와 유체적으로 연결된 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 실링부는 고무재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 원주 방향으로 배치된 트레드 금형부; 상기 트레드 금형부의 적어도 일측에 배치되며, 상기 트레드 금형부의 제1면과 마주보는 제2면을 구비하는 사이드 금형부; 및 상기 트레드 금형부의 상기 제1면 및 상기 사이드 금형부의 상기 제2면 사이에 개재되며, 유체가 드나드는 유입구를 구비한 실링부;를 포함하는, 공기입 타이어용 금형을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1면 및 상기 제2면 중 적어도 어느 하나는 상기 실링부의 적어도 일부를 수용하는 그루브를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 실링부는 상기 유체에 의해 팽창될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들은, 트레드 금형부와 사이드 금형부 사이의 틈을 효과적으로 밀폐함으로써 공기입 타이어를 이루는 고무의 식출을 방지하거나 최소화할 수 있으며, 공기입 타이어의 제조 공정 중 식출 고무를 제거하는 공정을 줄일 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형에 의해 형성되는 공기입 타이어를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드 금형부와 사이드 금형부, 및 실링부가 조립되기 전을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 금형부와 실링부를 나타낸 사시도이다.
도 5a는 실링부에 공기가 주입되기 전을 나타낸 단면도이고, 도 5b는 실링부에 공기가 주입된 후를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형에 의해 형성되는 공기입 타이어를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 공기입 타이어(1)는 트레드(10), 트레드(10)에서 연결된 한 쌍의 사이드 월(20)들을 포함한다. 사이드 월(20)은 트레드(10)의 양측에 배치되며, 중앙부가 뚫린 고리 형상일 수 있다. 사이드 월(20)의 내측 가장자리 단부에는 림과의 결합을 도와주는 비드부가 배치될 수 있다.
트레드(10)는 타이어의 가장 외측에 위치하고, 두꺼운 고무층으로 이루져 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달한다. 트레드(10)의 표면에는 조종 안정성, 견인력, 제동성을 위한 트레드 패턴과 트레드 패턴에 의해 구획된 블록(16)들이 위치할 수 있다. 블록(16)은 트레드(10)의 대부분을 차지하는 영역으로, 지면과 직접 접하여 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달한다.
트레드 패턴은 젖은 노면에서의 주행 시 배수를 위한 그루브(14)와 견인력 및 제동력을 향상시키기 위한 사이프를 포함할 수 있다. 그루브(14)는 차량의 주행방향과 일치하는 원주방향으로 연장될 수 있다. 트레드 패턴은 원주방향 그루브(14) 사이의 횡방향 그루브를 포함할 수 있다. 사이프는 블록(16)에 형성되며, 그루브(14)보다 작은 크기를 가진 홈일 수 있다. 사이프는 젖은 노면에서의 주행시 수분을 흡수하여 수막을 끊는 역할을 함으로써, 공기입 타이어(1)의 구동력과 제동력을 증가시킬 수 있다.
사이드 월(20)은 각각 폭방향을 따르는 트레드(10)의 일 측부로부터 하방으로 연장되어 배치된다. 사이드 월(20)은 공기입 타이어(1)의 옆 부분으로서 한 쌍이 구비된다. 사이드 월(20)은 트레드(10)와 사이드 월(20)의 내측에 구비되는 바디 플라이를 보호하고, 공기입 타이어(1)의 측면 안정성을 제공하며, 굴신운동을 함으로써 승차감을 높일 수 있다. 또한, 사이드 월(20)은 드라이브 샤프트를 통해 받은 엔진의 토크를 트레드(10)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 사이드 월(20)은 트레드(10)와 다른 고무 재질을 포함할 수 있다.
공기입 타이어(1)는 그린 타이어를 가류하여 형성될 수 있는데, 그린 타이어는 전술한 공기입 타이어(1)의 비드부, 사이드 월(20), 및 트레드(10)와 대응되는 가류 전의 구성들이 성형된 상태를 말할 수 있다. 성형된 그린 타이어는 금형에 삽입된 상태에서 고온 고압으로 쪄내는 가류 공정을 통해 공기입 타이어(1)가 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드 금형부와 사이드 금형부, 및 실링부가 조립되기 전을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 금형부와 실링부를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 공기입 타이어용 금형(100, 이하, 금형이라 함)은 트레드 금형부(110) 및 트레드 금형부 양측에 배치되는 사이드 금형부(120)를 포함한다.
트레드 금형부(110)는 그린 타이어(GT)의 트레드 부분과 대응된다. 일 실시예로, 트레드 금형부(110)는 원주 방향을 따라 복수 개 배열됨으로써 그린 타이어(GT)의 트레드 부분을 둘러싸는 세그먼트 타입일 수 있다. 트레드 금형부(110)의 내측면, 즉 그린 타이어(GT)의 트레드 부분과 대응되는 면에는 그린 타이어(GT)의 트레드 부분에 요철무늬, 예컨대 앞서 도 1을 참조하여 설명한 그루브(14), 블록(16) 및 사이프 등을 포함하는 트레드 패턴을 형성하기 위한 요철 패턴이 구비될 수 있다.
사이드 금형부(120)는 그린 타이어(GT)의 측면과 대응되는 부분으로서, 트레드 금형부(110)의 양측에 배치될 수 있다. 도 2는 사이드 금형부(120)가 트레드 금형부(110)의 상부와 하부에 각각 배치된 것을 도시하고 있다.
트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)는 내부에 그린 타이어(GT)를 배치한 채로 폐쇄되며, 그린 타이어(GT)는 금형(100)에 의해 지지된 상태에서 고온 고압의 분위기에서 가류될 수 있다. 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 접촉하도록 배치되는데, 그린 타이어(GT)의 고무가 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120) 사이의 틈으로 식출되는 것을 방지하기 위하여 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120) 중 어느 하나에는 실링부(130)가 배치될 수 있다. 도 3과 도 4는 실링부(130)가 사이드 금형부(120)에 배치된 것을 도시한다. 실링부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 사이드 금형부(120)의 일측 외주면을 따라 연장된 고리 형상일 수 있다.
트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)는 서로 접촉하도록 배치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 서로 분리 가능한 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)는, 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)과 사이드 금형부(120)의 제2면(120S)이 접촉하도록 도 2에 도시된 바와 같이 배치된다. 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120) 사이에는 실링부(130)가 배치되어 제1면(110S)과 제2면(120S)사이에 형성될 수 있는 매우 미세한 틈(갭)을 밀폐할 수 있다. 따라서, 가류 공정 중 그린 타이어(GT)의 고무가 해당 틈으로 식출되는 것을 방지할 수 있다.
실링부(130)는 탄성이 있는 고무재를 포함할 수 있다. 고무재는 실리콘 고무, 니트릴 고무, 플루오르 고무, 부틸 고무 등과 같은 다양한 종류의 물질을 포함할 수 있다.
실링부(130)는 예컨대, 사이드 금형부(120)에 구비되되, 사이드 금형부(120)의 제2면(120S)에 형성된 소정의 깊이의 그루브(120g)에 적어도 일부가 수용될 수 있다. 도 3은 실링부(130)의 일 부분이 사이드 금형부(120)의 그루브(120g) 내에 위치하고, 실링부(130)의 나머지 부분은 사이드 금형부(120)의 그루브(120g)와 마주보는 위치에 형성된 트레드 금형부(110)의 그루브(110g) 내에 수용될 수 있는 것을 도시한다. 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)의 그루브(110g, 120g)들은 실링부(130)가 위치하는 소정의 공간을 형성할 수 있다. 그루브(110g, 120g)들이 형성하는 공간은 실링부(130)와 대응되는 형상일 수 있으며, 공간의 직경은 실링부(130)의 직경과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 실질적으로 동일하다고 함은, 차이가 약 10%이내인 것으로 이해할 수 있다.
실링부(130)는 내부가 중공인 튜브 형상일 수 있다. 실링부(130) 내부의 중공은 펌프(140)와 유체적으로 연결될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 실링부(130)의 내부 공간은 사이드 금형부(120)에 형성된 유체관(125)은 매개로 유체적으로 연결될 수 있다.
펌프(140)는 그린 타이어(GT)의 가류 공정을 수행하기 전, 또는 가류 공정 중에 실링부(130)의 내부로 유체(예, 공기와 같은 기체)를 주입하거나 배출함으로써, 실링부(130)를 팽창하거나 압축할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 실링부(130)의 내부로 주입되는 유체가 공기인 경우로 설명한다.
도 5a는 실링부에 공기가 주입되기 전을 나타낸 단면도이고, 도 5b는 실링부에 공기가 주입된 후를 나타낸 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)과 사이드 금형부(120)의 제2면(120S)이 면접촉하도록 배치될 수 있다. 제1면(110S)과 제2면(120S) 사이, 예컨대 제1면(110S)의 그루브(110g)와 제2면(120S)의 그루브(120g)에 실링부(130)가 배치될 수 있다. 실링부(130)는 전술한 바와 같이 내부가 중공인 관의 형상으로, 공기가 드나들 수 있는 유입구(130i)를 포함하며, 유입구(130i)는 펌프(140)와 유체적으로 연결된다. 도 5a는 실링부(130)의 유입구(130i)가 유체관(125)은 통해 펌프(140)와 유체적으로 연결된 것을 도시한다.
트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)의 조립 공차, 또는 이들 사이의 마찰 등에 의하여 일정 기간이 지난 후 갭이 커지거나 새로운 미세한 갭이 발생될 수 있는데, 이와 같이 형성된 갭은 실링부(130)의 팽창에 의해 더욱 견고하게 밀폐될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 펌프(140)를 이용하여 공기를 실링부(130)의 내부 공간(IS)에 공기를 주입하면, 실링부(130)가 팽창하면서 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120) 사이의 갭을 더욱 효과적으로 밀폐할 수 있으며, 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120)에서의 고무 식출을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어용 금형의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 실링부(130)는 사이드 금형부(120)의 제2면(120S)에 배치되디, 제2면(120S)에 형성된 그루브에 배치되되, 앞서 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한 실시예와 달리 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)에는 그루브가 구비되지 않을 수 있다. 또는, 도시되지 않았으나 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)의 그루브는 실링부(130)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 완만한 커브를 가질 수 있다.
실링부(130)를 사이에 둔 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)과 사이드 금형부(120)의 제2면(120S) 사이의 갭은 실링부(130)의 외경보다 작을 수 있으며, 이 경우 트레드 금형부(110)와 사이드 금형부(120) 사이의 갭은 더 효과적으로 밀폐될 수 있으며, 따라서 고무가 식출되는 현상을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서도 실링부(130)는 유체관(125)은 매개로 펌프(140)와 유체적으로 연결되며, 펌프(140)의 구동에 의해 팽창될 수 있음은 물론이다.
도 2 내지 도 6은 실링부(130)가 사이드 금형부(120)에 구비된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 실링부(130)는 트레드 금형부(110)의 제1면(110S)에 구비될 수 있다. 이 때, 펌프(140)와의 연결을 위한 유체관은 트레드 금형부(110)에 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 공기입 타이어용 금형
110: 트레드 금형부
120: 사이드 금형부
125: 유체관
130: 실링부
140: 펌프

Claims (8)

  1. 원주 방향으로 배치된 트레드 금형부;
    상기 트레드 금형부의 양 측에 각각 배치되는 사이드 금형부;를 포함하며,
    상기 사이드 금형부는 상기 트레드 금형부의 제1면과 마주보는 제2면을 포함하되,
    상기 제1면 및 상기 제2면 중 어느 하나에는 상기 제1면과 상기 제2면 사이의 갭에 위치하며 내부가 중공인 실링부가 배치되며,
    상기 실링부의 일부는 상기 제1면에 배치된 그루브에 수용되고, 상기 실링부의 다른 일부는 상기 제2면에 배치된 그루브에 수용되며,
    상기 실링부가 팽창하여 상기 트레드 금형부의 상기 제1면과 상기 사이드 금형부의 상기 제2면 사이의 갭을 밀폐하는, 공기입 타이어용 금형.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실링부는 상기 사이드 금형부의 상기 제2면을 따라 연장된 고리 형상인, 공기입 타이어용 금형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실링부의 내부와 유체적으로 연결된 펌프를 더 포함하는, 공기입 타이어용 금형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실링부는 고무재를 포함하는, 공기입 타이어용 금형.
  6. 원주 방향으로 배치된 트레드 금형부;
    상기 트레드 금형부의 적어도 일측에 배치되며, 상기 트레드 금형부의 제1면과 마주보는 제2면을 구비하는 사이드 금형부; 및
    상기 트레드 금형부의 상기 제1면 및 상기 사이드 금형부의 상기 제2면 사이에 개재되며, 유체가 드나드는 유입구를 구비한 실링부;를 포함하며,
    상기 실링부는
    일부가 상기 제1면에 배치된 그루브에 수용되고, 다른 일부가 상기 제2면에 배치된 그루브에 수용되며,
    상기 실링부가 팽창하여 상기 트레드 금형부의 상기 제1면과 상기 사이드 금형부의 상기 제2면 사이의 갭을 밀폐하는, 공기입 타이어용 금형.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 실링부는 상기 유체에 의해 팽창되는, 공기입 타이어용 금형.
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