KR102231682B1

KR102231682B1 - 타이어 금형

Info

Publication number: KR102231682B1
Application number: KR1020190169193A
Authority: KR
Inventors: 주원경
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-03-24

Abstract

본 발명의 일 실시예는 타이어의 트레드부에 대응하는 형상의 트레드 성형홈을 구비하는 트레드 금형부재, 상기 타이어의 사이드월부에 대응하는 형상의 사이드 성형홈을 구비하는 사이드 금형부재 및 상기 트레드 금형부재와 상기 사이드 금형부재가 만나는 접합부에 위치하며, 형상기억합금 소재로 이루어져 타이어의 가황공정온도에 대응하여 형상이 변화하는 식출방지부재를 포함하며, 상기 식출방지부재는 상기 트레드 금형부재에 형성되며 상기 접합부로부터 상기 트레드 금형부재를 향하여 오목한 제1 홈과, 상기 사이드 금형부재에 형성되며 상기 접합부로부터 상기 사이드 금형부재를 향하여 오목한 제2 홈으로 이루어지는 변형영역 내에 배치되는, 타이어 금형을 제공한다.

Description

타이어 금형{Vulcanizing mold for tire}

본 발명의 실시예들은 타이어 금형에 관한 것이다.

일반적으로 생고무 상태로 제조되는 그린 타이어는 고온 고압의 가류금형 내에서 가류되어 완성된 타이어가 된다. 가류금형은 금형부와 그린타이어를 금형에 가압시키는 브래더로 구성되고, 금형부는 트레드를 성형하는 트레드 금형과 사이드월부를 성형하는 사이드월 금형을 포함한다.

트레드 금형과 사이드월 금형을 구비하는 타이어 금형을 이용하여 그린 타이어를 가공하는 경우, 트레드 금형과 사이드월 금형 사이의 공간을 통해 공기와 함께 타이어의 고무가 함께 배출되어 의도치 않는 식출부가 형성되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시예들은 형상기억합금 소재를 이용하여, 식출 현상을 방지할 수 있는 타이어 금형을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 식출방지부재는 사전에 설정된 온도 이상인 경우, 제1 형상에서 상기 제1 형상과 다른 제2 형상으로 변형되며, 상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 상기 제2 형상의 일단에서 타단까지의 제2 길이는 상기 제1 형상의 일단에서 타단까지의 제1 길이보다 길 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 제1 폭을 갖고, 상기 제2 홈은 상기 제1 방향으로 정의되는 제2 폭을 가지며, 상기 제2 형상의 상기 제2 길이는 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 합과 동일할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 형상의 상기 제1 길이는 상기 제1 폭보다 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 홈은 상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 제1 폭을 갖고, 상기 제2 홈은 상기 제1 방향으로 정의되는 제2 폭을 가지며, 상기 제2 형상의 상기 제2 길이는 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 합보다 작고, 상기 제1 폭보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 식출방지부재의 일단은 상기 제1 홈의 일측에 고정될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 타이어 금형은 형상기억합금 소재로 이루어진 식출방지부재를 구비함으로써, 가황공정 시 식출 현상을 방지하여 타이어 표면의 외관불량을 최소화할 수 있다. 또한, 타이어 금형은 타이어의 식출부가 형성되지 않음으로 별도의 트리밍 작업을 생략할 수 있어, 공정 효율을 증대시킬 수 있다.

도 1은 종래에 따른 타이어 금형을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 금형을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 가황공정 전 도 2의 A부분을 도시한 도면이다.
도 4는 가황공정 후 도 2의 A부분을 도시한 도면이다.

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.

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.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어(1)에 대하여 설명한다.

도 1은 종래에 따른 타이어 금형(1)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 타이어 금형(1)은 트레드 금형부재(2) 및 사이드 금형부재(3)를 포함한다. 상기한 타이어 금형(1)을 이용하여 그린 타이어를 가공하는 경우, 트래드 금형부재(2)와 사이드 금형부재(3) 사이의 공간을 통해 그린 타이어와 타이어 금형(1) 사이에 존재하는 공기는 가류되는 과정에서 타이어 금형(1) 외부로 배출된다.

이때, 공기만 배출되는 것이 아니라, 가류압력에 의해 그린 타이어의 고무가 트레드 금형부재(2)와 사이드 금형부재(3)가 만나는 접합부(4)의 내측을 따라 공기와 함께 배출될 수 밖에 없었다. 따라서, 완성된 타이어에는 접합부(4)를 따라 배출된 고무에 의해 식출부가 형성되며, 이러한 식출부는 외관 불량뿐만 아니라, 타이어 회전시의 공기저항 및 소음을 유발하는 원인이 되었다. 종래에는 타이어를 완성하기 위하여, 전술한 식출부를 제거하는 트리밍(trimming) 작업이 반드시 필요했다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 금형(10)을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 금형(10)은 트레드 금형부재(11) 및 사이드 금형부재(12)를 포함할 수 있다.

트레드 금형부재(11)는 타이어의 트레드부에 대응하는 형상의 트레드 성형홈(111)을 구비하고, 사이드 금형부재(12)는 타이어의 사이드월부에 대응하는 형상의 사이드 성형홈(121)을 구비할 수 있다. 도시하지 않았지만, 타이어는 트레드부, 사이드월부를 포함할 수 있다.

트레드부는 지면과 접하는 영역을 가질 수 있으며, 그루브에 의해 구획된 다수 개의 블록들이 형성될 수 있다. 트레드 성형홈(111)은 이러한 트레드부의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 한편, 사이드월부는 트레드부의 양 단부로부터 연장되어 타이어의 측면을 형상하는 부분으로, 사이드 성형홈(121)은 이러한 사이드월부의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.

전술한 일 실시예는 트레드 금형부재(11)에 형성된 트레드 성형홈(111)은 트레드부에 대응되고, 사이드 금형부재(12)에 형성된 사이드 성형홈(121)은 사이드월부에 대응되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

다른 실시예로서, 트레드 금형부재(11)는 트레드 성형홈(111)이 타이어의 사이드월부의 일부에 대응되는 형상을 더 포함하거나, 사이드 금형부재(12)의 사이드 성형홈(121)이 타이어의 트레드부의 일부에 대응되는 형상을 더 포함할 수도 있다. 다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 트레드 성형홈(111)은 트레드부에 대응되는 형상이 구비되며, 사이드 성형홈(121)은 사이드월부에 대응되는 형상이 구비되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

한편, 트레드 금형(10)은 트레드 금형부재(11) 및 사이드 금형부재(12)가 만나는 접합부(13)에 위치하며, 형상기억합금(shape memory alloy) 소재로 이루어져 타이어의 가황공정온도에 대응하여 형상이 변화하는 식출방지부재(15)를 포함할 수 있다. 여기서, 형성기억합금이란, 다른 모양으로 변형시키더라도 가열에 의하여 다시 변형 전의 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 합금을 의미한다. 본 명세서에서 식출방지부재(15)는 상기한 형상기억합금의 성질을 이용하여, 타이어 가황공정 전에는 제1 형상(15-1, 도 3 참조)을 유지하였다가 가황공정이 수행되면, 가황공정온도에 대응하여 제2 형상(15-2, 도 4 참조)으로 변화하여, 접합부(13)로의 식출을 방지할 수 있다.

도 3은 가황공정 전 도 2의 A부분을 도시한 도면이고, 도 4는 가황공정 후 도 2의 A부분을 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 식출방지부재(15)는 제1 홈(113)과 제2 홈(123)으로 이루어지는 변형영역(M) 내에 배치될 수 있다. 식출방지부재(15)는 사전에 설정된 온도 이상인 경우, 제1 형상(15-1)에서 제1 형상(15-1)과 다른 제2 형상(15-2)으로 변형될 수 있다. 여기서, 식출방지부재(15)는 사전에 설정된 온도, 예를 들면, 가황공정온도에서 본래의 형상인 제2 형상(15-2)을 갖는다. 또한 가황공정온도는 150℃ 내지 160℃의 온도범위를 가질 수 있다.

제1 형상(15-1)은 제2 형상(15-2)에 힘을 인가하여 일단(E1)에서 타단(E2)까지 접합부(13)에 수직한 제1 방향(x방향)으로 정의되는 제2 형상(15-2)의 의 제2 길이(L2)보다 짧은 제1 길이(L1)을 가질 수 있다. 즉, 식출방지부재(15)는 타이어 금형(10)을 결합하기 전에 제1 홈(113) 내에 배치되어, 트레드 금형부재(11)와 사이드 금형부재(12)의 결합을 방해하지 않을 수 있다. 이를 위해, 식출방지부재(15)의 제1 형상(15-1)의 제1 길이(L1)는 제1 홈(113)의 제1 폭(W1)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 제1 형상(15-1)은 지그재그(zig-zag) 형상을 갖거나, 용수철(spring) 형상을 가질 수 있다.

제2 형상(15-2)은 도 4에 도시된 바와 같이, 단면에서 볼 때 직선 형태의 형상일 수 있다. 다시 말해, 가황공정이 진행되는 경우, 식출방지부재(15)는 접합부(13)에 수직한 제1 방향(x방향)으로 길이가 연장되는 직선 형태인 제2 형상(15-2)으로 변화하여, 접합부(13)의 끝단(edge1)을 막을 수 있다. 이를 통해, 식출방지부재(15)는 가황공정 과정에서 접합부(13)를 통해 고무가 식출되는 것을 방지할 수 있어, 이후 별도의 트리밍 공정없이도 타이어를 효율적으로 제조할 수 있게 된다. 이를 위해, 제2 형상(15-2)의 제2 길이(L2)는 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 합과 동일할 수 있다. 또는, 제2 형상(15-2)의 제2 길이(L2)는 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 합보다는 작고, 제1 폭(W1)보다 클 수 있다.

한편, 식출방지부재(15)는 일단(E1)이 제1 홈(113)의 일측에 고정되며, 타단(E2)은 자유도를 가질 수 있다. 즉, 일단(E1)이 고정된 상태에서 가황공정에 대응하여 타단(E2)을 통해 형상이 변화하여, 식출방지부재(15)의 일면(A1)이 접합부(13)를 막아 식출을 방지하는 구조로 변경될 수 있다.

이때, 제1 홈(113)과 제2 홈(123)은 접합부(13)의 수직한 제1 방향(x방향)으로 연장되는 제1 면(B1)과 제2 면(B2)이 접합부(13)의 끝단(edge1)에서 만날 수 있다. 다시 말해, 가황공정 진행 시 제2 형상(15-2)의 식출방지부재(15)가 일면(A2)을 통해 접합부(13)의 끝단(edge1)을 효과적으로 덮기 위해서, 제1 홈(113)과 제2 홈(123)은 끝단(edge2)에 일치하도록 각각 트레드 금형부재(11)와 사이드 금형부재(12)에 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 홈(113)은 트레드 금형부재(11)에 형성되며 접합부(13)로부터 트레드 금형부재(11)를 향하여 오목한 홈(groove)으로 이루어질 수 있다. 제2 홈(123)은 사이드 금형부재(12)에 형성되며 접합부(13)로부터 사이드 금형부재(12)를 향하여 오목한 홈으로 이루어질 수 있다. 제1 홈(113)은 접합부(13)에 수직한 제1 방향(x방향)으로 연장되며 제1 방향(x방향)으로 정의되는 제1 폭(W1)을 가질 수 있다. 또한, 제2 홈(123)은 제1 방향(x방향)으로 연장되며 제1 방향(x방향)으로 정의되는 제2 폭(W2)을 가질 수 있다.

일 실시예로서, 제1 홈(113)에 변형 전 식출방지부재(15)가 배치되는 경우, 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2)보다 클 수 있다. 즉, 제2 홈(123)은 식출방지부재(15)가 변형되는 경우에 식출방지부재(15)의 타단(E2)을 수용하는 기능을 수행하므로, 제1 홈(113)의 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 갖게 된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제2 홈(123)에 변형 전 식출방지부재(15)가 배치되거나, 변형 전 식출방지부재(15)의 길이가 변형 후 식출방지부재(15)의 길이의 1/2보다 작은 경우에는 제2 홈(123)의 제2 폭(W2)이 제1 홈(113)의 제1 폭(W1)보다 클 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 타이어 금형(10)은 형상기억합금 소재로 이루어진 식출방지부재를 구비함으로써, 가황공정 시 식출 현상을 방지하여 타이어 표면의 외관불량을 최소화할 수 있다. 또한, 타이어 금형(10)은 타이어의 식출부가 형성되지 않음으로 별도의 트리밍 작업을 생략할 수 있어, 공정 효율을 증대시킬 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.

10 : 타이어 금형
11 : 트레드 금형부재
12 : 사이드 금형부재
13 : 접합부
15 : 식출방지부재
113: 제1 홈
123: 제2 홈

Claims

타이어의 트레드부에 대응하는 형상의 트레드 성형홈을 구비하는 트레드 금형부재;
상기 타이어의 사이드월부에 대응하는 형상의 사이드 성형홈을 구비하는 사이드 금형부재; 및
상기 트레드 금형부재와 상기 사이드 금형부재가 만나는 접합부에 위치하며, 형상기억합금 소재로 이루어져 타이어의 가황공정온도에 대응하여 형상이 변화하는 식출방지부재;를 포함하며,
상기 식출방지부재는 상기 트레드 금형부재에 형성되며 상기 접합부로부터 상기 트레드 금형부재를 향하여 오목한 제1 홈과, 상기 사이드 금형부재에 형성되며 상기 접합부로부터 상기 사이드 금형부재를 향하여 오목한 제2 홈으로 이루어지는 변형영역 내에 배치되고,
상기 식출방지부재는 사전에 설정된 온도 이상인 경우, 제1 형상에서 상기 제1 형상과 다른 제2 형상으로 변형되며,
상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 상기 제2 형상의 일단에서 타단까지의 제2 길이는 상기 제1 형상의 일단에서 타단까지의 제1 길이보다 길고,
상기 식출방지부재는 상기 접합부에 수직한 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 접합부를 막는 타이어 금형.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 홈은 상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 제1 폭을 갖고,
상기 제2 홈은 상기 제1 방향으로 정의되는 제2 폭을 가지며,
상기 제2 형상의 상기 제2 길이는 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 합과 동일한, 타이어 금형.
제3 항에 있어서,
상기 제1 형상의 상기 제1 길이는 상기 제1 폭보다 작은, 타이어 금형.
제1 항에 있어서,
상기 제1 홈은 상기 접합부에 수직한 제1 방향으로 정의되는 제1 폭을 갖고,
상기 제2 홈은 상기 제1 방향으로 정의되는 제2 폭을 가지며,
상기 제2 형상의 상기 제2 길이는 상기 제1 폭과 상기 제2 폭의 합보다 작고, 상기 제1 폭보다 큰, 타이어 금형.
제5 항에 있어서,
상기 제1 형상의 상기 제1 길이는 상기 제1 폭보다 작은, 타이어 금형.
제1 항에 있어서,
상기 식출방지부재의 일단은 상기 제1 홈의 일측에 고정되는, 타이어 금형.