KR102135133B1 - 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치 - Google Patents

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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

성형 드럼의 측면(側面) 상(上)에서 밴드 부재에 비드 부재를 압착시킬 때에, 작업 공정을 삭감하면서 정도(精度) 좋게 소정의 위치에 비드 부재를 압착시켜 타이어 품질의 향상을 도모할 수 있는 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치를 제공한다. 성형 드럼(2) 및 성형 드럼(2)의 드럼축 방향 양측(兩側)에 배치된 사이드부(6)의 외주(外周) 측에 통상의 밴드 부재(10)를 배치하여, 성형 드럼(2)을 확경하는 것과 함께 사이드부(6) 각각을 서로가 근접하는 드럼축 방향으로 이동시켜, 밴드 부재(10)에 형성한 단차부(段差部)(10a)를 성형 드럼(2)의 측면을 따르게 하고, 그 다음으로 단차부(10a)를 향하여 비드 부재(11)를 이동시켜 성형 드럼(2)의 측면 상에서 비드 부재(11)를 밴드 부재(10)에 압착하고, 그 다음으로, 턴업(turn up) 기구(7)를 이용하여 밴드 부재(10)의 드럼축 방향 양단부를 비드 부재(11)를 감싸 턴업시켜 중간 그린 타이어(Gm)를 성형한다.

Description

공기입 타이어의 성형 방법 및 장치
본 발명은, 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치에 관한 것이고, 한층 더 상세하게는, 성형 드럼의 측면(側面) 상(上)에서 밴드 부재에 비드 부재를 압착시킬 때에, 작업 공정을 삭감하면서 정도(精度) 좋게 소정의 위치에 비드 부재를 압착시켜 타이어 품질의 향상을 도모할 수 있는 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치에 관한 것이다.
공기입 타이어는 미가류의 그린 타이어를 가류하는 것에 의하여 제조된다. 이 그린 타이어를 성형할 때에는, 예를 들어, 이너 라이너의 외주(外周) 측에 카커스재(材)가 배치된 통상(筒狀)의 밴드 부재와, 이 밴드 부재의 통축(筒軸) 방향 양단부에 배치된 한 쌍의 비드 부재로 이루어지는 중간 그린 타이어를 성형한다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 그 다음으로, 중간 그린 타이어의 외주면에 벨트 부재 등을 접합하여 그린 타이어를 성형한다.
중간 그린 타이어의 성형 공정에서는, 특허 문헌 1의 단락 0034 ~ 0035에 기재되어 있는 바와 같이, 플라이(ply)(밴드 부재)를 감은 성형 드럼을 확경(擴徑)하는 것에 의하여, 성형 드럼의 양단에 연접된 블래더와 성형 드럼과의 경계에 단차(段差)를 형성한다. 이것에 수반하여 이 단차의 상에 배치되어 있는 플라이에도 단차가 형성된다. 그래서, 플라이에 형성된 단차에 비드 부재를 부딪히게 하여 비드 부재를 박아 넣고 있다.
이와 같은 종래의 방법에서는, 확경한 성형 드럼의 측면에 플라이가 충분히 추종하지 않고 , 이 측면으로부터 멀어진 상태가 된다. 그 때문에, 블래더와 성형 드럼으로 형성된 단차와, 플라이에 형성된 단차와의 사이에는 간극(間隙)이 생긴다. 이것에 기인하여, 박아 넣은 비드 부재의 플라이에 대한 압착 위치에 격차가 발생하거나, 플라이에 형성된 단차의 범위가 비드 부재의 박아 넣음에 의하여 불균일하게 늘어나는 일이 있다. 이것들이 생기면, 제조한 타이어의 품질(유니포미티(uniformity) 등)에 영향을 미친다. 플라이에 형성된 단차의 범위에 스티처(stitcher) 등을 내리눌러, 블래더와 성형 드럼으로 형성된 단차에 플라이를 밀착시키는 것으로, 양 단차의 사이의 간극을 해소할 수 있다. 그렇지만, 이와 같은 스티처 등에 의한 추가적인 작업이 필요하게 된다.
일본국 공개특허공보 특개평10-258467호
본 발명의 목적은, 성형 드럼의 측면 상에서 밴드 부재에 비드 부재를 압착시킬 때에, 작업 공정을 삭감하면서 정도 좋게 소정의 위치에 비드 부재를 압착시켜 타이어 품질의 향상을 도모할 수 있는 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기입 타이어의 성형 방법은, 확축(擴縮) 가능한 성형 드럼 및 이 성형 드럼의 드럼축 방향 양측에 배치된 사이드부의 외주 측에 통상의 밴드 부재를 배치한 상태로 하여, 상기 성형 드럼을 확경하는 것으로 상기 밴드 부재에 단차부를 형성하고, 이 단차부를 향하여 비드 부재를 이동시키는 것에 의하여 상기 성형 드럼의 측면 상에서 상기 비드 부재를 상기 밴드 부재에 압착한 후, 상기 밴드 부재의 드럼축 방향 양단부를 상기 비드 부재를 감싸 턴업(turn up)시켜 중간 그린 타이어를 성형하고, 이 중간 그린 타이어에 남은 부재를 붙여 그린 타이어를 성형하는 공기입 타이어의 성형 방법에 있어서, 상기 성형 드럼의 확경 동작에 동기(同期)시켜, 각각의 상기 사이드부를 서로가 근접하는 상기 드럼축 방향으로 이동시키는 것에 의하여, 상기 밴드 부재의 단차부를 상기 성형 드럼의 측면을 따르게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공기입 타이어의 성형 장치는, 확축 가능한 성형 드럼과, 이 성형 드럼의 드럼축 방향 양측에 배치된 사이드부 및 턴업 기구를 구비하고, 상기 성형 드럼 및 상기 사이드부 각각의 외주 측에 통상의 밴드 부재가 배치된 상태에서 상기 성형 드럼이 확경하여 상기 밴드 부재에 단차부가 형성되고, 이 단차부를 향하여 이동하는 비드 부재가 상기 성형 드럼의 측면 상에서 상기 밴드 부재에 압착되어, 이 밴드 부재의 드럼축 방향 양단부가 상기 턴업 기구에 의하여 상기 비드 부재를 감싸 턴업되어 중간 그린 타이어가 성형되는 구성으로 한 공기입 타이어의 성형 장치에 있어서, 상기 성형 드럼의 확경 동작에 동기시켜, 각각의 상기 사이드부를 서로가 근접하는 상기 드럼축 방향으로 이동시키는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 성형 드럼의 확경 동작과 동기시켜, 각각의 사이드부를 서로가 근접하는 드럼축 방향으로 이동시키는 것에 의하여, 밴드 부재에 형성된 단차부가 성형 드럼의 측면을 따르도록 변형한다. 그 때문에, 이 단차부와 성형 드럼의 측면과의 간극이 작아져, 밴드 부재에 대한 비드 부재의 압착 위치에 격차가 발생하기 어려워진다. 또한, 비드 부재의 압착에 의하여, 이 단차부가 불균일하게 늘어나는 일도 회피할 수 있다. 이것에 수반하여, 제조하는 타이어의 품질을 향상시키기에는 유리하게 된다. 또한, 밴드 부재에 형성된 단차부와 성형 드럼의 측면과의 간극을 작게 하기 위하여, 일부러 스티처 등에 의한 추가적인 작업을 행할 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 공기입 타이어의 성형 장치를 종단면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 2는 도 1의 성형 장치를 A-A 단면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 3은 외주면에 밴드 부재가 감긴 상태의 도 1의 성형 장치의 좌반분(左半分)을 예시하는 설명도이다.
도 4는 도 3의 성형 드럼을 확경시키는 것과 함께 사이드부끼리를 근접 이동시킨 상태를 예시하는 설명도이다.
도 5는 도 4의 성형 드럼의 측면 상에서 비드 부재를 밴드 부재에 압착한 상태를 예시하는 설명도이다.
도 6은 도 5의 비드 부재를 비드록부에 의하여 보지한 상태를 예시하는 설명도이다.
도 7은 도 6의 밴드 부재의 폭 방향 단부를 턴업한 상태를 예시하는 설명도이다.
도 8은 성형된 중간 그린 타이어를 단면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 9는 중간 그린 타이어에 남은 부재를 붙여 그린 타이어를 성형하는 공정을 단면으로부터 보는 모습으로 모식적으로 예시하는 설명도이다.
이하, 본 발명의 공기입 타이어의 성형 방법 및 장치를 도면에 도시한 실시 형태에 기초하여 설명한다.
도 1, 2에 예시하는 본 발명의 공기입 타이어의 성형 장치(1)(이하, 성형 장치(1)라고 한다)를 이용하는 것에 의하여, 도 8에 예시하는 중간 그린 타이어(Gm)가 성형된다. 중간 그린 타이어(Gm)는, 통상의 밴드 부재(10)와, 밴드 부재(10)의 통축 방향 양단부에 배치된 한 쌍의 비드 부재(11)로 구성되어 있다. 밴드 부재(10)는, 이너 라이너와, 이너 라이너의 외주 측에 적층된 카커스재를 가지고 있다.
성형 장치(1)는, 확축 가능한 성형 드럼(2)과, 성형 드럼(2)의 드럼축 방향 양측에 배치된 사이드부(6) 및 턴업 기구(7)를 구비하고 있다. 도면에서는 드럼축 방향을 화살표 Z로 나타내고, 성형 드럼(2)의 축 중심 위치를 CL로 나타내고, 성형 드럼(2)의 폭 방향 중심 위치를 M으로 나타내고 있다.
성형 드럼(2)은, 중심축(5)과, 중심축(5)의 둘레에 환상(環狀)으로 배치된 복수의 세그먼트(3)를 가지고 있다. 각각의 세그먼트(3)는 횡단면으로부터 볼 때에 있어서 원호상(圓弧狀)이고, 중심축(5)과 각각의 세그먼트(3)의 내주면(內周面)과는 예를 들어 링크 기구에 의하여 접속되어 있다. 이것에 의하여, 원통상(圓筒狀)의 성형 드럼(2)은 확축 가능하게 되어 있다. 중심축(5)의 일방(一方) 단부는, 모터에 접속되어 있고, 성형 드럼(2)은 캔틸레버(cantilever) 지지되어 있다. 중심축(5)이 회전 구동되는 것으로 성형 드럼(2)은 회전한다. 이 실시 형태에서는, 각각의 세그먼트(3)는, 그 내주면에 내주 측으로 돌출하는 돌출부(3a)를 가지고 있다.
사이드부(6)는, 예를 들어, 가장 축경(縮徑)한 상태의 성형 드럼(2)의 외경(外徑)과 대체로 같은 외경의 원통체(圓筒體)이다. 이 실시 형태에서는, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향 내측(內側) 단부가 드럼축 방향 내측을 향하여 축경하는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 즉, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향 내측 단부에서는, 테이퍼 형상의 표면(6a)이 둘레 방향으로 1주(周) 연속하고 있다. 테이퍼 형상의 표면(6a)의 드럼축 방향에 대한 경사 각도는 대체로 45°(예를 들어 40° 이상 50° 이하)로 설정되어 있다. 각각의 사이드부(6)는 드럼축 방향으로 이동한다.
사이드부(6)의 종단면으로부터 볼 때에 있어서 평탄한 외주면의 테이퍼 형상의 표면(6a)과의 경계에는, 비드록(bead lock)부(部)(4)가 설치되어 있다. 비드록부(4)는, 반경 방향으로 이동하여 외주 측의 록 위치와 내주 측의 대기 위치에서 정지한다. 비드록부(4)는 록 위치에서는 비드 부재(11)를 보지한다.
턴업 기구(7)는, 팽창 수축하는 턴업 블래더(8)와, 원통상의 푸셔(pusher) 링(9)을 가지고 있다. 턴업 블래더(8)는 수축한 상태로 예를 들어, 사이드부(6)에 설치되어 있다. 푸셔 링(9)은 사이드부(6)에 외삽(外揷)된 상태로 드럼축 방향으로 이동한다. 턴업 기구(7)는, 이것으로 한정되지 않고 공지의 다양한 사양을 이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 공기입 타이어의 성형 방법의 수순(手順)을 설명한다. 성형 장치(1)는, 대체로 좌우 대칭의 구조이기 때문에 도 3 ~ 도 7에서는 좌반분만을 도시하고 있다. 성형 장치(1)의 우반분(右半分)은 좌반분과 마찬가지의 움직임을 한다.
우선, 도 3에 예시하는 바와 같이, 성형 드럼(2) 및 각각의 사이드부(6)의 외주 측에 통상의 밴드 부재(10)를 배치한 상태로 한다. 구체적으로는 이너 라이너를 내주 측으로 하여, 밴드 부재(10)를 성형 드럼(2)(각각의 세그먼트(3)) 및 각각의 사이드부(6)의 외주면에 감는다. 이 단계에서는, 성형 드럼(2)은 축경한 상태이며, 성형 드럼(2)의 외주면과 각각의 사이드부(6)의 외주면과는 대체로 같은 반경 방향 위치에 있다. 세그먼트(3)의 돌출부(3a)는 각각의 사이드부(6)의 테이퍼 형상의 표면(6a)에 접촉하고 있다. 비드록부(4)는 대기 위치에서 정지하고 있다.
이 단계에서는, 밴드 부재(10)는 성형 드럼(2) 및 각각의 사이드부(6)의 외주면에 접촉한다. 단, 테이퍼 형상의 표면(6a)과 밴드 부재(10)와는 비접촉 상태가 된다(간극을 가지고 있다).
그 다음으로, 도 4에 예시하는 바와 같이 각각의 세그먼트(3)를 외주 측으로 이동시켜 성형 드럼(2)을 확경하는 것과 함께, 각각의 사이드부(6)를 드럼축 방향으로 이동시켜 서로를 근접시킨다. 이 실시 형태에서는, 각각의 사이드부(6)를 드럼축 방향으로 근접 이동시키는 것으로, 돌출부(3a)가 각각의 사이드부(6)의 테이퍼 형상의 표면(6a)에 접촉하면서, 그 표면(6a)을 따라 외주 측으로 이동한다. 이 돌출부(3a)의 이동에 수반하여 각각의 세그먼트(3)가 외주 측으로 이동하여 성형 드럼(2)이 확경한다. 즉, 돌출부(3a) 및 테이퍼 형상의 표면(6a)을 이용하는 것으로, 성형 드럼(2)의 확경 동작과, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향의 이동이 동기하는 구성으로 되어 있다.
돌출부(3a)를 테이퍼 형상의 표면(6a)을 따라 원활히 이동시키기에는, 예를 들어, 돌출부(3a)의 선단(先端)에 프리 회전하는 롤러를 설치하면 된다. 혹은, 돌출부(3a)와 테이퍼 형상의 표면(6a)과의 접촉면 중 적어도 어느 일방 측에, 불소 수지 등의 저(低)마찰재를 채용하면 된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 각각의 사이드부(6)의 외경이 변화하지 않고 성형 드럼(2)이 확경하기 때문에, 밴드 부재(10)에는 단차부(10a)가 형성된다. 게다가, 성형 드럼(2)의 확경에 동기하여 사이드부(6)가 성형 드럼(2)을 향하여 드럼축 방향으로 이동하기 때문에, 단차부(10a)는 성형 드럼(2)의 측면(2a)을 따르도록 변형하여 이 측면(2a)에 당접(當接)한다. 단차부(10a)와 성형 드럼(2)의 측면(2a)과의 간극을 작게 하기 위하여, 일부러, 스티처 등을 이용하여 추가적인 작업을 할 필요가 없기 때문에 작업 공정을 삭감하기에는 유리하게 되어 있다.
만일, 사이드부(6)를 드럼축 방향으로 이동시키지 않고 성형 드럼(2)을 확경한 경우는, 밴드 부재(10)에 형성된 단차부(10a)가 성형 드럼(2)의 측면(2a)을 따르는 일이 없이, 이 측면(2a)과 단차부(10a)와의 사이에 큰 간극이 생긴다. 본 발명은, 밴드 부재(10)에 형성된 단차부(10a)와 성형 드럼(2)의 측면(2a)과의 사이의 간극을 최소한으로 할 수 있는 것이 큰 특징으로 되어 있다.
그 다음으로, 도 5에 예시하는 바와 같이 원환상(圓環狀)의 비드 부재(11)를 사이드부(6)에 외삽시켜, 단차부(10a)를 향하여 드럼축 방향으로 이동시킨다. 이것에 의하여, 성형 드럼(2)의 측면(2a) 상에서 비드 부재(11)를 밴드 부재(10)에 압착한다.
여기에서, 단차부(10a)와 성형 드럼(2)의 측면(2a)과의 간극이 큰 경우는, 드럼축 방향으로 이동시킨 비드 부재(11)가 최초로 밴드 부재(10)와 접촉하는 위치가 둘레 방향에서 격차가 생기기 쉬워진다. 또한, 이 간극이 있는 상태에서 비드 부재(11)가 밴드 부재(10)에 접촉하여 성형 드럼(2)의 측면(2a) 상에서 압착시키는 경우는, 단차부(10a)가 비드 부재(11)에 의하여 불균일하게 늘어나는 일도 있다. 그렇지만, 본 발명에 의하면, 단차부(10a)와 성형 드럼(2)의 측면(2a)과의 간극이 작아져 있기 때문에, 밴드 부재(10)에 대한 비드 부재(11)의 압착 위치에 격차가 발생하기 어려워져, 정도 좋게 소정의 위치에 압착시킬 수 있다. 또한, 단차부(10a)가 비드 부재(11)에 의하여 불균일하게 늘어나는 일도 회피할 수 있기 때문에, 제조하는 타이어의 유니포미티 등의 품질을 향상시키기에는 유리하게 된다.
그 다음으로, 도 6에 예시하는 바와 같이 비드록부(4)를 록 위치에 이동시켜 비드 부재(11)를 보지한다. 비드 부재(11)는, 성형 드럼(2)의 측면(2a)과 비드록부(4)에 의하여 움직임이 규제된다.
그 다음으로, 도 7에 예시하는 바와 같이 턴업 블래더(8)를 팽창시키는 것과 함께, 푸셔 링(9)을 드럼축 방향으로 이동시켜, 환상으로 팽창한 턴업 블래더(8)의 외주 측에 배치한다. 이것에 의하여, 밴드 부재(10)의 드럼축 방향 양단부를 비드 부재(11)를 감싸 턴업시킨다. 밴드 부재(10)의 턴업된 부분은, 푸셔 링(9)에 의하여 외주 측으로의 팽창이 규제된 턴업 블래더(8)에 의하여, 밴드 부재(10)의 대향하는 부분에 압착된다. 이와 같이 하여 밴드 부재(10)의 턴업이 완료하여, 도 8에 예시하는 중간 그린 타이어(Gm)가 성형된다.
그 다음으로, 도 9에 예시하는 바와 같이 중간 그린 타이어(Gm)에, 벨트 부재(12) 등의 남은 부재를 붙여 그린 타이어(G)가 성형된다. 중간 그린 타이어(Gm)로부터 그린 타이어(G)를 성형하기에는, 종래의 여러 가지의 방법을 채용할 수 있다.
이 실시 형태에서는, 성형 드럼(2)의 확경 동작과, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향의 이동을 동기시키기 위하여, 돌출부(3a)와 테이퍼 형상의 표면(6a)을 능숙하게 이용하고 있다. 테이퍼 형상의 표면(6a)의 드럼축 방향에 대한 경사 각도를 대체로 45°로 하고 있기 때문에, 성형 드럼(2)의 반경 방향 이동량과, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향의 이동량이 대체로 같게 된다. 이것에 의하여, 밴드 부재(10)에 형성된 단차부(10a)가, 성형 드럼(2)의 측면(2a)을 따르도록 변형하기 쉽게 되어 있다.
성형 드럼(2)의 확경 동작과, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향의 이동을 동기시키기 위한 수단은, 이 실시 형태로 예시한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 각각의 사이드부(6)의 드럼축 방향의 이동을 서보(servo) 모터에 의하여 행하고, 이 서보 모터를 제어부에 의하여 전기(電氣) 제어하는 것으로 성형 드럼(2)의 확경 동작에 동기시킬 수도 있다.
1: 성형 장치
2: 성형 드럼
2a: 측면
3: 세그먼트
3a: 돌출부
4: 비드록부
5: 중심축
6: 사이드부
6a: 테이퍼 형상의 표면
7: 턴업 기구
8: 턴업 블래더
9: 푸셔 링
10: 밴드 부재
10a: 단차부
11: 비드 부재
12: 벨트 부재
Gm: 중간 그린 타이어
G: 그린 타이어

Claims (4)

  1. 확축(擴縮) 가능한 성형 드럼 및 이 성형 드럼의 드럼축 방향 양측(兩側)에 배치된 사이드부의 외주(外周) 측에 통상(筒狀)의 밴드 부재를 배치한 상태로 하여, 상기 성형 드럼을 확경(擴徑)하는 것으로 상기 밴드 부재에 단차부(段差部)를 형성하고, 이 단차부를 향하여 비드 부재를 이동시키는 것에 의하여 상기 성형 드럼의 측면(側面) 상(上)에서 상기 비드 부재를 상기 밴드 부재에 압착한 후, 상기 밴드 부재의 드럼축 방향 양단부를 상기 비드 부재를 감싸 턴업(turn up)시켜 중간 그린 타이어를 성형하고, 이 중간 그린 타이어에 남은 부재를 붙여 그린 타이어를 성형하는 공기입 타이어의 성형 방법에 있어서,
    상기 성형 드럼의 확경 동작에 동기(同期)시켜, 각각의 상기 사이드부를 서로가 근접하는 상기 드럼축 방향으로 이동시키는 것에 의하여, 상기 밴드 부재의 단차부를 상기 성형 드럼의 측면을 따르게 하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이드부 각각의 상기 드럼축 방향 내측(內側) 단부를, 상기 드럼축 방향 내측을 향하여 축경(縮徑)하는 테이퍼 형상으로 형성하여 두고, 상기 성형 드럼의 일부를, 상기 테이퍼 형상의 표면에 접촉시킨 상태에서 이 표면을 따라 이동시키는 것에 의하여, 상기 성형 드럼의 확경 동작과, 각각의 상기 사이드부의 상기 드럼축 방향의 이동을 동기시키는 공기입 타이어의 성형 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성형 드럼의 확경 동작과, 각각의 상기 사이드부의 상기 드럼축 방향의 이동을 전기(電氣) 제어에 의하여 동기시키는 공기입 타이어의 성형 방법.
  4. 확축 가능한 성형 드럼과, 이 성형 드럼의 드럼축 방향 양측에 배치된 사이드부 및 턴업 기구를 구비하고, 상기 성형 드럼 및 상기 사이드부 각각의 외주 측에 통상의 밴드 부재가 배치된 상태에서 상기 성형 드럼이 확경하여 상기 밴드 부재에 단차부가 형성되고, 이 단차부를 향하여 이동하는 비드 부재가 상기 성형 드럼의 측면 상에서 상기 밴드 부재에 압착되어, 이 밴드 부재의 드럼축 방향 양단부가 상기 턴업 기구에 의하여 상기 비드 부재를 감싸 턴업되어 중간 그린 타이어가 성형되는 구성으로 한 공기입 타이어의 성형 장치에 있어서,
    상기 성형 드럼의 확경 동작에 동기시켜, 각각의 상기 사이드부를 서로가 근접하는 상기 드럼축 방향으로 이동시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 성형 장치.
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