KR102318400B1

KR102318400B1 - 타이어 가류용 블래더와, 이를 구비한 타이어 가류 장치 및 이를 이용한 타이어 제조 방법

Info

Publication number: KR102318400B1
Application number: KR1020200120529A
Authority: KR
Inventors: 윤증섭; 박현기
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2021-10-28

Abstract

본 발명은 타이어 가류용 블래더와, 이를 구비한 타이어 가류장치 및 이를 이용하는 타이어 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 가류시에 그린 타이어의 내주면에 접촉하여 상기 그린 타이어를 성형하는 타이어 가류용 블래더에 있어서, 상기 타이어 가류용 블래더는, 성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부와, 상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부를 포함하고, 상기 팽창부는, 제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면과, 상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면을 포함하고, 상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부를 포함하고, 제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위일 수 있다.

Description

타이어 가류용 블래더와, 이를 구비한 타이어 가류 장치 및 이를 이용한 타이어 제조 방법 {Bladder for tire vulcanizing and tire vulcanizing apparatus comprising the same and method of manufacturing the tire using the same}

본 발명의 실시예들은 타이어 가류용 블래더 및 이를 구비한 타이어 가류 장치와 이를 이용한 타이어 제조 방법에 관한 것이다.

사용자들이 운행하는 차량은 많은 부품들로 이루어져 있고, 그 중 타이어는 실질적으로 차량의 구동에 큰 영향을 주고, 특히 사용자의 안전 확보를 위한 핵심 부품 중 하나라 할 수 있다.

타이어는 재단 공정, 성형 공정, 가류 공정 및 검사 공정을 거쳐서 생산된다. 재단 공정은 압연된 재료를 정해진 폭과 각도로 재단하는 공정이고, 성형 공정은 재단된 반제품을 조립하는 공정이다. 이후, 타이어의 물성을 향상시키기 위해서 성형된 타이어에 열과 압력을 가하는 가류 공정이 진행된다. 검사공정은 제작된 타이어의 성능을 검사하는 공정이다.

가류 공정은 타이어를 가류기에 투입하여 타이어의 내측 및 외측에 열과 압력을 가하여 진행된다. 열원으로는 스팀을 사용하고, 압력원으로는 불활성 기체를 사용한다.

가류 공정시에, 그린 타이어의 내부에서는 타이어 가류용 블래더가 열과 압력을 가하고, 외부에는 몰드가 그린 타이어에 열과 압력을 가하게 된다. 가류 공정은 타이어 가류용 블래더를 반복 사용하므로, 피로도에 의해서 그 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 타이어 가류용 블래더의 성능 및 수명을 향상시키는 방법에 대한 연구는 계속되고 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시예들은 공정 수명이 향상된 타이어 가류용 블래더, 이를 구비한 타이어 가류 장치 및 이를 이용한 타이어 제조 방법을 제공한다.

본 실시예에 있어서, 가류시에 그린 타이어의 내주면에 접촉하여 상기 그린 타이어를 성형하는 타이어 가류용 블래더에 있어서, 상기 타이어 가류용 블래더는, 성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부와, 상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부를 포함하고, 상기 팽창부는, 제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면과, 상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면을 포함하고, 상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부를 포함하고, 제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인 타이어 가류용 블래더를 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 가변부의 전체 길이는 3mm이상이면서 7mm이하의 범위 내일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 팽창부는, 상기 플랫면의 일면의 단부에서 상기 엠보면의 일면을 따라 연장되는 제1 그루브와, 상기 제1 그루브로부터 연장되도록 형성되며, 상기 제1 그루브와 깊이가 상이한 제2 그루브를 더 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 숄더부는, 상기 팽창부와 연결되는 제1 숄더부와, 상기 제1 숄더부와 연결되는 제2 숄더부를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 숄더부와 상기 제2숄도부의 연결 부분의 단면의 두께는 상기 제1 숄더부에서 상기 제2 숄더부로 갈수록 가변할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 숄더부와 상기 제2 숄더부를 연결하는 부분의 일면은 경사질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 그루브의 깊이가 상기 제2 그루브의 깊이보다 클 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 상승 및 하강 운동하는 중심축과, 상기 중심축의 상측에 설치되고, 내부공간을 가지며, 그린 타이어가 삽입되는 포스트와, 일단이 상기 포스트에 고정되고, 팽창시에 상기 그린 타이어의 내주면에 접촉하고, 수축 시에 상기 포스트의 상기 내부공간으로 수용되는 타이어 가류용 블래더와, 상기 타이어 가류용 블래더의 타단과 고정되고, 상기 중심축의 상단에 설치되는 허브와, 상기 포스트의 적어도 일부가 삽입되도록 설치되고, 상기 중심축이 하강하면 상기 그린 타이어를 지지하는 서포터를 포함하고, 상기 타이어 가류용 블래더는, 성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부와, 상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부를 포함하고, 상기 팽창부는, 제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면과, 상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면을 포함하고, 상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부를 포함하고, 제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인, 타이어 가류 장치를 개시한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 중심축의 상단에 설치된 포스트에 그린 타이어를 장착하는 단계와, 상기 중심축을 하강하면서, 상기 그린 타이어의 내주면으로 상기 포스트의 내부공간에 설치된 타이어 가류용 블래더를 팽창하는 단계와, 상기 그린 타이어의 상기 내주면과 상기 타이어 가류용 블래더 사이의 공기를 상기 타이어 가류용 블래더의 일면에 형성된 제1 홈 및 제2 홈으로 배출하는 단계와, 성형된 상기 그린 타이어가 상기 포스트에서 인출되고, 상기 타이어 가류용 블래더는 상기 포스트의 내부공간으로 접혀서 수용되는 단계를 포함하고, 상기 타이어 가류용 블래더는, 성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부와, 상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부를 포함하고, 상기 팽창부는, 제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면과, 상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면을 포함하고, 상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부를 포함하고, 제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인, 타이어 제조 방법을 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 타이어 가류용 블래더가 수용되는 단계는, 상기 플랫면이 적어도 2회 이상 접혀져서(folded) 상기 타이어 가류용 블래더가 상기 포스트의 내부공간에 삽입될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 팽창부에는 공기가 이동하는 그루브가 형성되며, 상기 그루브는 길이 방향으로 깊이가 다른 부분과 상이한 부분이 존재할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류용 블래더, 타이어 가류 장치 및 타이어 제조 방법은 타이어 가류용 블래더의 외경에 따른 노화영역을 회피하도록 가변부를 설정하여 공정 수명을 증대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 제조방법에 따라 제조된 공기입 타이어를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류용 블래더를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 팽창부을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A′선 또는 C-C′선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B′선을 따라 취한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 가류 장치를 이용하여 타이어를 제조하는 단계를 도시한 도면이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 제조방법에 따라 제조된 공기입 타이어를 도시한 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 타이어 제조 방법에 의해 제조된 공기입 타이어(10)는 트레드부(1), 사이드월(2), 비드부(3), 벨트층(4) 및 카카스층(5)을 포함할 수 있다.

트레드부(1)는 카카스층(5) 및 벨트층(4)의 타이어 직경 방향으로 외측에 배치된다. 트레드부(1)는 차량의 주행시에 지면과 접촉하는 부분으로, 소정의 패턴이 형성될 수 있다. 트레드부(1)는 공기입 타이어(10)의 반경방향으로 일주하는 그루브(1b)와 그루브(1b) 사이에 형성된 블록(1a)을 구비할 수 있다.

사이드월(2)은 트레드부(1)의 양단에서 연장된다. 사이드월(2)의 내측에는 카카스층(5)이 배치될 수 있다. 비드부(3)는 사이드월(2)의 단부에 형성되어, 타이어 휠(미도시)에 밀착된다.

벨트층(4)은 공기입 타이어(10)의 내구성 향상 시키고, 골격을 형성할 수 있다. 벨트층(4)은 트레드부(1)의 하측에 배치되고, 스틸 혹은 유기 섬유재로 이루어지는 복수의 벨트 코드(미도시)를 고무로 피복하여 압연 가공으로 형성될 수 있다.

카카스층(carcass)은 공기입 타이어(10)의 골격을 구성할 수 있다. 카카스층(5)은 스틸 혹은 섬유 유기재로 이루어지는 복수의 카커스 코드(미도시)를 고무로 피복하여 압연가공하여 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류용 블래더를 도시한 단면도이다.

도 2를 참고하면, 타이어 가류용 블래더(100)는 팽창부(110), 제1 숄더부(120) 및 제2 숄더부(130)를 구비할 수 있다. 타이어 가류용 블래더(100)는 후술하는 타이어 가류 장치에 설치되어 그린 타이어의 가류 공정에 사용된다.

팽창부(110)는 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창시에 그린 타이어의 내주면과 접촉할 수 있다. 즉, 팽창부(110)는 그린 타이어의 트래드에 대응된다. 팽창부(110)는 플랫면(111)과 엠보면(112)을 구비할 수 있다.

플랫면(111)은 제1 방향으로 기 설정된 폭을 가질 수 있다. 제1 방향은 제1 숄더부(120)와 제2 숄더부(130)를 연결하는 방향, 타이어 가류 장치(200)의 중심축(210)의 상승 또는 하강 방향(도 6a 참조), 그린 타이어의 트래드 폭 방향으로 정의될 수 있다.

플랫면(111)은 타이어 가류용 블래더(100)의 원주방향으로 연장될 수 있다. 플랫면(111)은 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창시에 팽창부(110)의 중심에 배치될 수 있다.

엠보면(112)은 플랫면(111)에서 양측으로 연장되고, 복수개의 엠보가 외측면에 배치될 수 있다. 엠보면(112)은 플랫면(111)과 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130) 사이에 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 엠보면(112)는 플랫면(111)으로부터 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)가지 연장되어 형성되는 것도 가능하다. 이러한 경우 엠보면(112)은 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)의 전체에 형성되는 것은 아니며, 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)의 일부에만 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 엠보면(112)은 팽창부(110)와 제1 숄더부(120)의 일부, 제2 숄더부(130)의 일부에 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 엠보면(112)은 외측면에 복수게의 엠보가 배치되어 소정의 거칠기를 가질 수 있다. 도 2 에서는 돌기 형태의 엠보를 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 연속되는 패턴이나, 엠보면이 소정의 표면조도(Surface roughness)를 형성하는 다양한 형태를 가질 수 있다.

엠보면(112)은 가류 공정시에 그린 타이어의 내주면에 접착력 및 압착력을 형성할 수 있다. 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창되면 엠보면(112)은 그린 타이어의 사이드월 또는 숄더부를 향하여 팽창된다.

그린 타이어의 사이드월 또는 숄더부는 만곡된 형상을 가지며, 제조된 공기입 타이어는 하중을 견뎌야 한다. 따라서 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창시에 그린 타이어의 사이드월 또는 숄더부에 강한 압력을 가해야 되고, 이때 타이어 가류용 블래더(100)의 팽창부(110)와 그린 타이어의 내주면은 상당한 크기의 접착력 또는 압착력이 형성되어야 한다.

엠보면(112)에 형성된 엠보는 그린 타이어의 내주면과 접촉하므로, 소정 크기의 접착력 또는 압착력을 형성할 수 있다. 그리하여, 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창시에 생성되는 압력을 효과적으로 그린 타이어의 숄더부 또는 트레드의 양단부로 전달할 수 있다.

엠보면(112)은 소정의 폭을 가질 수 있다. 엠보면(112)은 플랫면(111)을 중심으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 엠보면(112)은 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)를 향하여 연장되어, 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)와 엠보면(112)의 일부가 서로 중첩되게 형성될 수 있다. 즉, 제1 숄더부(120) 및 제2 숄더부(130)에는 엠보면(112)과 동일한 형태로 형성된 면을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 엠보면(112)는 가변부(112-1)와 연결된 부분까지이며, 팽창부(110)에 포함되는 영역만을 지칭하는 것으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 엠보면(112)은 가변부(112-1)를 포함할 수 있다. 이러한 가변부(112-1)는 엠보면(112)에 배치될 수 있으며, 타이어 가류용 블래더(100)를 작동시키는 경우 타이어 가류용 블래더(100)가 그린 타이어에 내면에 접촉하여 노화가 발생하는 타이어 가류용 블래더(100)의 부분에 배치되지 않을 수 있다. 가변부(112-1)는 플랫면(111)으로부터 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130) 측으로 배치될 수 있다. 이때, 가변부(112-1)의 끝단 중 플랫면(111)에 가까운 끝단은 제1 숄더부(120)의 평평한 외면과 제2 숄더부(130)의 평평한 외면 사이의 제1높이(H1)의 중심선(C1)으로부터 제1거리(L1)만큼 이격될 수 있다. 이러한 경우 제1거리(L1)는 중심선(C1)으로부터 타이어 가류용 블래더(100)의 외면을 따라 측정될 수 있다.

상기와 같은 제1거리(L1)는 타이어 가류용 블래더(100)의 반지름(R)의 약 0.4배이상이면서 0.6배이하의 거리일 수 있다. 예를 들면, 반지름(R)이 약 500mm인 타이어 가류용 블래더(100)의 경우 제1거리(L1)는 약 200mm이상이면서 300mm이하의 범위일 수 있다. 이때, 반지름(R)은 타이어 가류용 블래더(100)를 후술할 가류 장치에 장착하는 경우 가류 장치의 중심축의 중심으로부터 타이어 가류용 블래더(100)의 최외곽까지 측정한 값을 의미한다.

상기와 같은 경우 제1거리(L1)가 타이어 가류용 블래더(100)의 반지름(R)의 약 0.4배미만인 경우 가변부(112-1)의 일부가 타이어 가류용 블래더(100)의 곡률진 부분에 배치됨으로써 타이어 가류용 블래더(100)의 팽창 시 가변부(112-1)에 하중이 과도하게 집중됨으로써 타이어 가류용 블래더(100)가 파손되거나 변형되는 경우가 있다. 또한, 제1거리(L1)가 타이어 가류용 블래더(100)의 반지름(R)의 약 0.6배를 초과하는 경우 타이어 가류용 블래더(100)의 반복 사용 시 타이어 가류용 블래더(100)의 외면의 노화가 발생하는 구간과 가변부(112-1)가 중첩될 수 있다. 가변부(112-1)와 타이어 가류용 블래더(100)의 외면의 노화가 발생하는 구간과 중첩되는 경우 가변부(112-1)에서 파손이 발생함으로써 타이어 가류용 블래더(100)의 수명이 단출될 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)는 타이어 가류용 블래더(100)의 표면을 따라 일주하도록 배치될 수 있다. 즉, 가변부(112-1)는 원형의 링 형태를 형성할 수 있다.

또한, 상기와 같은 가변부(112-1)는 한쌍이 구비될 수 있다. 즉, 한쌍의 가변부(112-1) 중 하나는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 숄더부(120)와 팽창부(110) 사이에 배치될 수 있다. 한쌍의 가변부(112-1) 중 다른 하나는 상기에서 제2 숄더부(130)와 팽창부(110) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우 한쌍의 가변부(112-1)는 상기에서 설명한 중심선(C1)을 기준으로 서로 대층되는 지점에 배치될 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)는 타이어 가류용 블래더(100)의 단면에서 두께(T)가 가변할 수 있다. 예를 들면, 가변부(112-1)의 단면의 두께(T)는 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)로부터 플랫면(111) 쪽으로 갈수록 작아질 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)의 단면의 전체 길이(LA)는 3mm 이상이면서 7mm이하일 수 있다. 이때, 가변부(112-1)의 단면의 전체 길이(LA)가 3mm이하인 경우 타이어 가류용 블래더(100) 내부에 기체가 공급될 때 타이어 가류용 블래더(100)가 전개되지 못하거나 타이어 가류용 블래더(100)가 접힐 때 제대로 접히지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 가변부(112-1)의 단면의 전체 길이(LA)가 7mm를 초과하는 경우 가변부(112-1)의 적어도 일부가 상기에서 설명한 타이어 가류용 블래더(100)의 노화 부위가 가변부(112-1)와 겹치게 됨으로써 타이어 가류용 블래더(100)의 수명을 단출시킬 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)의 단면 형상은 다양할 수 있다. 예를 들면, 가변부(112-1)의 단면 형상은 사다리꼴과 유사한 형태를 가질 수 있다. 이러한 경우 타이어 가류용 블래더(100)의 외면에 배치된 가변부(112-1)의 외면은 평면 형태로 형성되어 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 경우 가변부(112-1)의 경사가 형성되는 각도(θ1)는 대략 5도 이상이면서 20도 이하의 범위 내일 수 있다. 즉, 가변부(112-1)의 경사가 형성하는 각도(θ1)가 5도 미만인 경우 가변부(112-1)의 두께(T)가 너무 적게 변화함으로써 타이어 가류용 블래더(100)의 전개가 신속하게 수행되지 않을 수 있다. 또한, 가변부(112-1)의 경사가 형성하는 각도(θ1)가 20도를 초과하는 경우 가변부(112-1)의 두께(T)가 급격히 변화함으로써 가변부(112-1)가 균일하게 변형되지 못하고 가변부(112-1) 전체에서 불균일하게 변형됨으로써 타이어 가류용 블래더(100)의 팽창 시 형상이 설계된 것과 동일하게 전개되지 않을 수 있다. 다른 실시예로써 타이어 가류용 블래더(100)의 외면에 배치된 가변부(112-1)의 외면은 곡면 형태로 형성될 수 있다. 이러한 경우 타이어 가류용 블래더(100)의 외면에 배치된 가변부(112-1)의 외면은 타이어 가류용 블래더(100)의 내측으로 인입되거나 외측으로 돌출된 형태일 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)는 제1 숄더부(120)과 팽창부(110)의 경계 및 제2숄더부(130)과 팽창부(110)의 경계 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우 가변부(112-1)는 제1 숄더부(120)와 제2 숄더부(130)의 평평한 지점이 끝나는 지점에서 시작될 수 있다.

제1 숄더부(120)는 제1 숄더부(120)는 팽창부(110)의 일측단에서 연장되고, 후술하는 타이어 가류 장치(200)의 허브(230)를 향하여 연장된다(도 6a 참조). 제1 숄더부(120)는 허브(230)에 삽입되는 제1 삽입돌기(121)와 제1 삽입돌기(121)을 지지하는 경사부(122)을 구비할 수 있다.

제2 숄더부(130)는 후술하는 타이어 가류 장치(200)의 포스트(220)에 고정되는 제2 삽입 돌기(131)와 제2 삽입 돌기(131)를 향해 굴곡되는 터닝부(132)를 구비할 수 있다. 터닝부(132)는 대략 90도로 굴곡되게 형성되어, 제2 삽입 돌기(131)가 포스트(220)에 고정될 수 있다.

상기와 같은 가변부(112-1)는 타이어 가류용 블래더(100)의 동작 시 반복 사용으로 인하여 노화가 발생하는 부분에 배치되지 않을 수 있다. 즉, 상기와 같이 가변부(112-1)가 배치되는 경우 타이어 가류용 블래더(100)의 노화가 발생하는 부분은 단면의 두께가 어느 정도 일정한 제1 숄더부(120) 및 제2 숄더부(130) 부분에 배치될 수 있다. 이러한 경우 제1 숄더부(120)의 단면의 두께 및 제2 숄더부(130)의 단면의 두께는 다른 부분보다 두껍고 두께가 가변하는 구간이 존재하지 않음으로써 노화가 발생하더라도 노화가 발생된 부분으로 타이어 가류용 블래더(100)의 일부가 돌출되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 도 2의 팽창부을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4는 도 3의 A-A′선 또는 C-C′선을 따라 취한 단면도이다. 도 5a 및 도 5b는 도 3의 B-B′선을 따라 취한 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 팽창부(110)는 복수개의 홈(115)을 구비할 수 있다. 복수개의 홈(115)은 팽창부(110)의 중심선(Cl)에 경사를 가지도록 배치될 수 있다. 즉, 복수개의 홈(115)은 비스듬하고 나란하게 배치될 수 있다.

복수개의 홈(115)은 팽창부(110)가 팽창시에, 그린 타이어의 내측에 존재하는 공기를 외부로 배출하는 통로 역할을 할 수 있다. 즉, 타이어 가류용 블래더(100)가 팽창하면 타이어 가류용 블래더(100)와 그린 타이어로 둘러싸여진 영역의 공기는 복수개의 홈을 따라 이동하여 외부로 배출될 수 있다.

복수개의 홈(115)은 서로 동일하게 형성되며, 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 복수개의 홈(115) 중 일부의 길이와 복수개의 홈(115) 중 다른 일부의 길이는 서로 상이할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수개의 홈(115)의 일부의 길이와 복수개의 홈(115) 중 다른 일부의 길이가 서로 상이하게 형성된 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

복수개의 홈(115)은 배치 형태 또는 길이에 따라 제1 홈(113) 및 제2 홈(114)으로 구분될 수 있다.

제1 홈(113)은 플랫면(111)의 일면의 단부에서 팽창부(110)의 엠보면(112)의 일면을 따라 연장될 수 있다. 제1 홈(113)의 일부는 플랫면(111) 상에 배치되고, 다른 일부는 팽창부(110)의 엠보면(112) 상에 배치된다. 제1 홈(113)은 플랫면(111)에도 적어도 일부가 형성되므로, 팽창부(110)가 팽창시에 플랫면(111)에 있는 공기를 외부로 배출할 수 있다. 또한, 상기와 같은 제1 홈(113)은 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130) 측으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 제1 홈(113)은 팽창부(110)의 엠보면(112)을 지나 가변부(112-1)에도 형성될 수 있으며, 가변부(112-1)를 지나 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)에도 형성될 수 있다.

제2 홈(114)은 제1 홈(113)의 사이에 배치되고, 팽창부(110)의 엠보면(112)의 일면에만 배치될 수 있다. 제2 홈(114)은 이웃하는 제1 홈(113) 사이에 배치되고, 제1 홈(113)와 나란하게 배치될 수 있다. 제2 홈(114)은 팽창부(110)의 엠보면(112)에만 형성되고, 엠보면(112)에 있는 공기를 외부로 배출할 수 있다. 팽창부(110)가 팽창시에 공기는 타이어 가류용 블래더(100)의 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)를 향하여 이동하므로, 플랫면(111)의 양단 즉, 팽창부(110)의 엠보면(112)에 공기의 흐름이 증가하게 된다. 제2 홈(114)은 팽창부(110)의 엠보면(112) 상의 공기의 유동을 안내하여 공기가 외부로 쉽게 배출하도록 할 수 있다.

상기와 같은 제1 홈(113)과 제2 홈(114) 중 적어도 하나는 복수개의 그루브를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 홈(113)은 적어도 2개 이상의 그루브가 서로 연결된 형태일 수 있다. 다른 실시예로써 제2 홈(114)은 적어도 2개 이상의 그루브가 서로 연결된 형태일 수 있다. 또 다른 실시예로써 제1 홈(113) 및 제2 홈(114)은 각각 적어도 2개 이상의 그루브가 서로 연결된 형태일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 홈(113)이 적어도 2개 이상의 그루브를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 홈(113)은 팽창부(110)의 엠보면(112)에 배치된 제1 그루브(113-1), 가변부(112-1)에 배치된 제2 그루브(113-2) 및 제1 숄더부(120) 또는 제2 숄더부(130)에 배치된 제3 그루브(113-3)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 경우 제1 그루브(113-1), 제2 그루브(113-2) 및 제3 그루브(113-3)는 서로 일렬로 배열되어 서로 연결될 수 있다. 이러한 경우 제1 그루브(113-1), 제2 그루브(113-2) 및 제3 그루브(113-3) 중 하나의 깊이는 제1 그루브(113-1), 제2 그루브(113-2) 및 제3 그루브(113-3) 중 다른 하나의 깊이와 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 그루브(113-1)와 제3 그루브(113-3)의 깊이는 서로 동일하며, 제1 그루브(113-1)의 제1 깊이(W1)와 제2 그루브(113-2)의 제2 깊이(W2)는 서로 상이할 수 있다. 구체적으로 제1 깊이(W1)는 제2 깊이(W2)보다 클 수 있다. 상기와 같은 경우 제2 그루브(113-2)는 가변부(112-1)에 배치됨으로서 제2 깊이(W2)가 제1 깊이(W1)와 동일한 경우 제2 그루브(113-2)의 제2 깊이(W2)가 너무 커짐으로써 제2 그루브(113-2)가 형성된 가변부(112-1) 부분의 단면의 두께는 제2 그루브(113-2)의 길이 방향으로 너무 얇은 부분이 존재할 수 있으며, 이로 인하여 타이어 가류용 블래더(100)의 팽창 시 제2 그루브(113-2) 부분에서 파단이 발생할 수 있다. 따라서 제2 깊이(W2)를 제1 깊이(W1)보다 작게 형성함으로써 제2 그루브(113-2)가 형성된 가변부(112-1)의 단면의 두께를 최대한 확보하도록 할 수 있다. 이러한 경우 제2 그루브(113-2)의 양단은 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 그루브(113-1)와 연결되는 제2 그루브(113-2) 부분은 제1 깊이(W1)와 제2 깊이(W2) 사이의 단차가 발생하지 않도록 제2 그루브(113-2)에서 제1 그루브(113-1)측으로 오르막 경사가 형성될 수 있다. 또한, 제3 그루브(113-3)와 연결되는 제2 그루브(113-2) 부분도 제1 그루브(113-1)와 연결되는 제2 그루브(113-2) 부분과 동일하게 형성될 수 있다.

한편, 상기와 같은 제2 그루브(113-2)의 길이 방향에 수직한 단면 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 그루브(113-2)의 길이 방향에 수직한 제2 그루브(113-2)의 단면 형상은 사다리꼴 형태일 수 있다. 이러한 경우 제2 그루브(113-2)의 측면의 경사 방향과 제2 그루브(113-2)의 저면에 대해서 수직한 직선이 형성하는 제1각도(θ2)는 일정 각도 이내의 범위를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1각도(θ2)는 100도 미만의 각도를 가질 수 있다. 즉, 제1각도(θ2)가 100도를 초과하는 경우 제2 그루브(113-2)를 통하여 기체가 원활하게 이동하지 않음으로써 가류 공정 시 문제가 발생할 수 있다. 다른 실시예로써 제2 그루브(113-2)의 길이 방향에 수직한 제2 그루브(113-2)의 단면 형상은 반원형, 타원의 일부 등 곡선 형태로 형성되는 것도 가능하다. 이러한 경우 제2 그루브(113-2)의 단면 형상으로 인하여 타이어 가류용 블래더(100)의 팽창 시 제2 그루브(113-2)에 가해지는 압력이 어느 한쪽에 집중되지 않을 수 있다.

상기와 같은 형상은 제1 그루브(113-1)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 가류 장치를 이용하여 타이어를 제조하는 단계를 도시한 도면이다.

도 6a 내지 도 6c를 참고하면, 타이어 가류 장치(200)는 중심축(210), 포스트(220), 타이어 가류용 블래더(100), 허브(230), 서포터(240)를 구비할 수 있다.

중심축(210)은 상승 및 하강 운동할 수 있다. 중심축(210)이 상승하여 타이어 가류 장치(200)로 그린 타이어(T)를 장착할 수 있다. 또한, 중심축(210) 상승하여 공정이 완료된 그린 타이어(T)를 인출할 수 있다. 중심축(210)이 하강하면서 그린 타이어(T)를 가력하여 공정이 진행될 수 있다.

포스트(220)는 중심축(210)의 상측에 설치된다. 포스트(220)는 타이어 가류용 블래더(100)를 수용할 수 있는 내부공간을 구비할 수 있다. 또한, 외측에는 그린 타이어(T)가 장착될 수 있다. 포스트(220)는 외측에 배치되는 제1 케이싱(221)과 내부공간에 설치되는 제2 케이싱(222)을 구비할 수있다. 제2 삽입 돌기(131)는 제1 케이싱(221)과 제2 케이싱(222) 사이에 고정될 수 있다.

제1 케이싱(221)의 외측에는 그린 타이어(T)를 고정하는 장착부재(223)가 설치될 수 있다. 장착부재(223)는 제1 케이싱(221)의 외측을 따라 연장되고, 그린 타이어(T)의 숄더부가 고정될 수 있다.

허브(230)는 중심축(210)의 상단에 설치될 수 있다. 허브(230)는 타이어 가류용 블래더(100)의 제1 삽입돌기(121)와 연결될 수 있다. 허브(230)는 중심축(210)의 상단에 고정되므로, 중심축(210)의 선형운동에 따라 이동할 수 있다.

서포터(240)는 포스트(220)의 적어도 일부가 삽입되도록 설치된다. 중심축이 하강하면, 포스트(220)에 장착된 그린 타이어(T)는 서포터(240)의 일측면에 지지되므로, 타이어 가류용 블래더(100)에서 생성된 압력이 그린 타이어(T)의 숄더부로 전달될 수 있다.

타이어 가류용 블래더(100)는 포스트(220)에 수용 시에, 플랫면(111)이 적어도 2회 이상 접히고, 엠보면(112)는 적어도 2회 이상 접히지 않는다. 즉, 플랫면(111)이 그린 타이어(T)의 외경에 따라 소정의 폭을 가지므로, 타이어 가류용 블래더(100)가 수축하여 포스트(220)에 수용시에 플랫면(111)만 적어도 2회 이상 접히게 된다.

타이어 가류용 블래더(100) 및 이를 구비한 타이어 가류 장치(200)를 이용한 타이어 제조방법은 하기와 같다.

중심축의 상단에 설치된 포스트에 그린 타이어를 장착하는 하고, 중심축을 하강하면서, 그린 타이어의 내주면으로 포스트의 내부공간에 설치된 타이어 가류용 블래더를 팽창할 수 있다. 또한, 그린 타이어의 내주면과 타이어 가류용 블래더 사이의 공기를 타이어 가류용 블래더의 일면에 형성된 제1 홈 및 제2 홈으로 배출하고, 성형된 그린 타이어가 포스트에서 인출되고, 타이어 가류용 블래더는 포스트의 내부공간으로 접혀서 수용될 수 있다.

먼저, 도 6a와 같이 중심축(210)이 상승한 상태에서 타이어 가류용 블래더(100)는 포스트(220)의 내부공간에 수용되어 있다. 이때, 타이어 가류용 블래더(100)의 플랫면(111)이 접혀진다. 즉, 플랫면(111)이 적어도 2번 접혀진다.

중심축의 상단에 설치된 포스트에 그린 타이어를 장착하기 위해서는 6b와 같이 타이어 장착 유닛(250)에 의해서 그린 타이어(T)가 장착부재(223)에 고정된다.

타이어 가류용 블래더가 팽창할 때 도 6c와 같이 중심축(210)이 하강하면서 타이어 장착 유닛(250)이 아래방향으로 가력하여 그린 타이어(T)가 서포터(240)에 지지될 수 있다. 이때, 타이어 가류용 블래더가 팽창하여 팽창부(110)는 그린 타이어(T)의 내주면에 접촉되고, 제1 숄더부(120) 및 제2 숄더부(130)는 그린 타이어(T)의 사이드월에 접촉하게 된다.

이때, 복수개의 홈으로 공기가 배출될 수 있다. 그린 타이어(T)의 내주면과 타이어 가류용 블래더(100) 사이의 공기는 타이어 가류용 블래더(100)의 일면에 형성된 제1 홈(113) 및 제2 홈(114)을 따라 이동하면서 외부로 배출될 수 있다. 제1 홈(113)은 플랫면(111) 및 엠보면(112)에 형성되므로, 팽창부(110)의 중심에 있는 공기를 외부로 쉽게 배출할 수 있다. 또한, 제2 홈(114)은 엠보면(112)에만 형성되므로, 엠보면(112)로 이동된 다량의 공기를 쉽게 배출할 수 있다.

성형된 그린 타이어(T)가 포스트(220)에서 인출되고, 타이어 가류용 블래더(100)는 포스트(220)의 내부공간으로 접혀서 수용된다. 다시 도 6a와 같이 타이어 가류용 블래더(100)는 수축하고, 중심축(210)은 상승한다. 이후, 타이어 장착 유닛(250)이 성형된 그린 타이어(T)를 포스트(220)에서 인출할 수 있다. 타이어 가류용 블래더(100)가 수축하면 적어도 2회 접히는 부분이 생성된다. 이러한 접힘부는 플랫면(111) 상에 배치되면서 포스트(220)의 내부공간에 수용될 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1: 트레드부
2: 사이드월
3: 비드부
4: 벨트층
5: 카카스층
10: 공기입 타이어
100: 타이어 가류용 블래더
110: 팽창부
111: 플랫면
112: 엠보면
113: 제1 홈
114: 제2 홈
120: 제1 숄더부
130: 제2 숄더부
200: 타이어 가류 장치
210: 중심축
220: 포스트
221: 제1 케이싱
222: 제2 케이싱
223: 장착부재
230: 허브
240: 서포터
250: 타이어 장착 유닛

Claims

가류시에 그린 타이어의 내주면에 접촉하여 상기 그린 타이어를 성형하는 타이어 가류용 블래더에 있어서,
상기 타이어 가류용 블래더는,
성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부; 및
상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부;를 포함하고,
상기 팽창부는,
제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면; 및
상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면;을 포함하고,
상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부;를 포함하며,
제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인 타이어 가류용 블래더.
제 1 항에 있어서,
상기 가변부의 전체 길이는 3mm이상이면서 7mm이하의 범위 내인 타이어 가류용 블래더.
제 1 항에 있어서,
상기 팽창부는,
상기 플랫면의 일면의 단부에서 상기 엠보면의 일면을 따라 연장되는 제1 그루브; 및
상기 제1 그루브로부터 연장되도록 형성되며, 상기 제1 그루브와 깊이가 상이한 제2 그루브;를 더 구비하는, 타이어 가류용 블래더.
제3 항에 있어서,
상기 숄더부는,
상기 팽창부와 연결되는 제1 숄더부; 및
상기 제1 숄더부와 연결되는 제2 숄더부;를 포함하는 타이어 가류용 블래더.
제4 항에 있어서,
상기 제1 숄더부와 상기 제2숄도부의 연결 부분의 단면의 두께는 상기 제1 숄더부에서 상기 제2 숄더부로 갈수록 가변하는 타이어 가류용 블래더.
제4 항에 있어서,
상기 제1 숄더부와 상기 제2 숄더부를 연결하는 부분의 일면은 경사진, 타이어 가류용 블래더.
제3 항에 있어서,
상기 제1 그루브의 깊이가 상기 제2 그루브의 깊이보다 큰 타이어 가류용 블래더.
상승 및 하강 운동하는 중심축;
상기 중심축의 상측에 설치되고, 내부공간을 가지며, 그린 타이어가 삽입되는 포스트;
일단이 상기 포스트에 고정되고, 팽창시에 상기 그린 타이어의 내주면에 접촉하고, 수축 시에 상기 포스트의 상기 내부공간으로 수용되는 타이어 가류용 블래더;
상기 타이어 가류용 블래더의 타단과 고정되고, 상기 중심축의 상단에 설치되는 허브; 및
상기 포스트의 적어도 일부가 삽입되도록 설치되고, 상기 중심축이 하강하면 상기 그린 타이어를 지지하는 서포터;를 포함하고,
상기 타이어 가류용 블래더는
성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부; 및
상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부;를 포함하며,
상기 팽창부는,
제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면; 및
상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면;을 포함하고,
상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부;를 포함하며,
제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인, 타이어 가류 장치.
제8 항에 있어서,
상기 가변부의 전체 길이는 3mm이상이면서 7mm이하의 범위 내인 타이어 가류 장치.
제8 항에 있어서,
상기 팽창부는,
상기 플랫면의 일면의 단부에서 상기 엠보면의 일면을 따라 연장되는 제1 그루브; 및
상기 제1 그루브로부터 연장되도록 형성되며, 상기 제1 그루브와 깊이가 상이한 제2 그루브;를 더 구비하는, 타이어 가류 장치.
제8 항에 있어서,
상기 숄더부는,
상기 팽창부와 연결되는 제1 숄더부; 및
상기 제1 숄더부와 연결되는 제2 숄더부;를 포함하는, 타이어 가류 장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 숄더부와 상기 제2숄도부의 연결 부분의 단면의 두께는 상기 제1 숄더부에서 상기 제2 숄더부로 갈수록 가변하는, 타이어 가류 장치.
제11 항에 있어서,
상기 제1 숄더부와 상기 제2 숄더부를 연결하는 부분의 일면은 경사진, 타이어 가류 장치.
제10 항에 있어서,
상기 제1 그루브의 깊이가 상기 제2 그루브의 깊이보다 큰 타이어 가류 장치.
중심축의 상단에 설치된 포스트에 그린 타이어를 장착하는 단계;
상기 중심축을 하강하면서, 상기 그린 타이어의 내주면으로 상기 포스트의 내부공간에 설치된 타이어 가류용 블래더를 팽창하는 단계;
상기 그린 타이어의 상기 내주면과 상기 타이어 가류용 블래더 사이의 공기를 상기 타이어 가류용 블래더의 일면에 형성된 제1 홈 및 제2 홈으로 배출하는 단계; 및
성형된 상기 그린 타이어가 상기 포스트에서 인출되고, 상기 타이어 가류용 블래더는 상기 포스트의 내부공간으로 접혀서 수용되는 단계;를 포함하고,
상기 타이어 가류용 블래더는,
성형시에 상기 그린 타이어의 트레드에 대응되는 팽창부; 및
상기 팽창부에서 양측으로 연장되는 숄더부;를 포함하고,
상기 팽창부는,
제1 방향으로 기 설정된 폭을 가지고, 상기 팽창부의 상기 제1 방향의 중심에 배치되는 플랫면; 및
상기 플랫면에서 양측으로 연장되고 복수개의 엠보가 외측면에 배치된 엠보면;을 포함하며,
상기 엠보면은 단면의 두께가 가변하는 가변부;를 포함하고,
제1높이의 중심선으로부터 상기 가변부의 끝단 중 하나까지의 거리는 상기 타이어 가류용 블래더가 전개된 경우 상기 타이어 가류용 블래더의 반지름의 0.4배이상이면서 0.6배이하의 범위인, 타이어 제조 방법.
제15 항에 있어서,
상기 타이어 가류용 블래더가 수용되는 단계는,
상기 플랫면이 적어도 2회 이상 접혀져서(folded) 상기 타이어 가류용 블래더가 상기 포스트의 내부공간에 삽입되는, 타이어 제조 방법.
제15 항에 있어서,
상기 가변부의 전체 길이는 3mm이상이면서 7mm이하의 범위 내인, 타이어 제조 방법.
제15 항에 있어서,
상기 팽창부에는 공기가 이동하는 그루브가 형성되며, 상기 그루브는 길이 방향으로 깊이가 다른 부분과 상이한 부분이 존재하는, 타이어 제조 방법.