KR102456911B1 - 타이어 가류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 가류장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어의 비드부가 형성됨을 인식하고 그 부분을 가압하여 동일성이 높은 타이어를 생산하기 위한 가류장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류장치는, 가류 몰드의 비드링에 설치되며, 타이어의 비드부 끝단이 형성되는 것을 감지하는 감지부와, 상기 비드링에 인접하여 위치된 클램프링에 설치되며, 상기 비드링의 원주방향과 수직한 방향으로 회동가능한 링크부 및 상기 링크부의 끝단에 구성되며, 상기 클램프링에 양 끝단이 고정 설치되고 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 그린케이스 가류가 이루어지는 블래더의 내부에서 변경 가능한 압력을 가하는 가압부를 포함한다.

Description

타이어 가류장치{Vulcanizing Device for Tire}

본 발명은 타이어 가류장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어의 비드부가 형성됨을 인식하고 그 부분을 가압하여 동일성이 높은 타이어를 생산하기 위한 가류장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

타이어의 제조과정을 살펴보면, 여러가지의 고무와 약품을 첨가하여 혼합시킨 배합 고무를 압연 또는 압출하여 반제품을 만든다. 이러한 반제품을 성형하여 그린케이스(Green Case)를 제조하고, 제조된 그린케이스를 가류장치에 넣어서 일정시간 동안 소정의 온도에서 압력을 가하여 배합된 고무를 화학적으로 결합시키는 가류공정을 거치게 된다. 이러한 가류 공정을 마친 후에 소정의 제조공정을 더 거쳐서 완제품 타이어가 된다.

가류 공정에 대하여 더 자세히 살펴보면, 도 1 및 도 2와 같이, 가류장치에 그린케이스를 넣고, 그린케이스의 내부에 위치하는 블래더(Bladder)라고 불리는 일종의 고무주머니를 팽창시킨다. 이렇게 블래더를 팽창시켜서 그린케이스를 가류장치의 몰드측으로 가압 및 가열하여 이루어지게 된다.

종래의 가류장치를 이용할 경우, 무작위로 타이어 완제품의 비드(Bead)부를 잘라낸 단면을 동일한 금형의 외형라인에 맞추어 보면, 도 3과 같이, 공정상의 불균일성으로 인하여 완벽히 일치하지 않고 조금씩 다른 형상을 띄게 된다. 특히, 비드부의 경우 완제품 타이어에서 마지막에 위치하는 관계로 그 불균일성이 극대화 되는 경향이 있고, 이로 인하여 타이어 자체의 동일성 저하가 발생한다. 또한, 비드부의 끝단에는 도 9 및 도 10과 같이, 식출이라고 불리는 매끈하지 못하게 울퉁불퉁하게 생기는 부분이 형성된다.

이러한 식출은 외관상 품질저하를 일으킬 뿐만 아니라, 타이어를 휠에 조립하는 경우, 식출 뜯김에 의한 타이어 내부 혼입으로 인하여 발생되는 안전 문제를 일으킬 수도 있다. 따라서, 식출을 최대한 방지하는 방향의 가류장치가 필요한 실정이다.

1. 한국 특허등록 제10-1497801호(2015.03.02 공고)

본 발명은 타이어 제작과정 중 가류공정에서 완제품의 타이어 비드부의 원주방향으로 불균일하게 타이어의 형성을 최소화 시키고, 타이어 비드부에 식출이 발생하는 것을 방지하도록 하는 타이어 가류장치를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류장치는, 가류 몰드의 비드링에 설치되며, 타이어의 비드부 끝단이 형성되는 것을 감지하는 감지부와, 상기 비드링에 인접하여 위치된 클램프링에 설치되며, 상기 비드링의 원주방향과 수직한 방향으로 회동가능한 링크부 및 상기 링크부의 끝단에 구성되며, 상기 클램프링에 양 끝단이 고정 설치되고 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 그린케이스 가류가 이루어지는 블래더의 내부에서 변경 가능한 압력을 가하는 가압부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 감지부는 상기 비드링의 원주방향으로 일정하게 배치되는 다수개의 스프링 플러그인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가압부는 회전 가능한 롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 감지부에 의하여 상기 타이어의 비드부 끝단이 형성된 것을 감지한 경우, 상기 링크부가 상기 블래더의 내부에서 감지된 비드부 끝단과 인접한 위치로 회동하고, 상기 가압부는 상기 블래더의 내측에서 상기 비드부 끝단을 향하여 가압하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 타이어의 가류 공정에서 타이어의 비드부의 외관상 불량 및 동일성 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 타이어 조립시 타이어의 식출 뜯김에 의한 타이어 내부 혼입을 방지하여, 타이어 밸브의 막힘을 사전에 방지함으로써, 안전상 문제를 사전에 해결하는 효과가 있다.

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 종래기술에 따른 가류장치에 그린케이스가 장착된 상태의 개략적인 단면도.
도 2는 타이어가 가류되는 상태의 종래 기술에 따른 가류장치의 개략적인 단면도.
도 3은 종래 기술에 따른 타이어 완제품을 잘랐을 경우, 동일한 외형라인에 타이어의 비드부를 맞추어 배열한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류장치에 대한 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 감지부를 나타낸 수직단면도.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 감지부를 나타낸 수평단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 링크부 및 가압부가 설치된 클램프링을 나타낸 수직단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 링크부 및 가압부가 설치된 클램프링을 나타낸 수평단면도.
도 9는 타이어 완제품의 표면 일부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 10은 타이어 완제품의 일부의 표면과 그에 따른 식출의 정도를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 타이어 가류장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

종래의 가류장치에 의한 완제품 타이어는 앞서 언급한 바와 같이 식출이 무작위로 형성되는 문제가 있어, 외관상 동일성을 저하시키고, 식출 뜯김에 의한 타이어 내부 혼입으로 인하여 타이어 밸브를 막는 등의 안전상 문제점을 갖고 있었다. 이러한 식출은 도 9 및 도 10을 참고하면, 타이어 완제품 비드부(50)에 형성된 식출은 블래더(Bladder)와 그린케이스(Green Case) 사이의 공기배출을 위한 통로인 그루브라인(Groove Line)에 의하여 불가피하게 발생된다. 일반적으로 식출은 공기가 빠지는 주요 그루브라인인 Main Groove(61)를 따라 가장 크게 형성되는 경향을 가지고, Sub Groove(62)는 그보다 작게 발생되며, Non Groove(63)에는 거의 발생하지 않는 경향을 보인다. 가류장치 내에 그린케이스(40)를 장착하고, 가압과 가열을 통하여 완제품을 생산하는 과정에서 그린케이스(40)와 블래더(30) 사이의 공기가 배출되면서 공기 배출 방향인 바깥쪽으로 식출이 형성되게 된다.

다만, 각기 무작위로 형성되는 식출의 정도에 따라, 여러가지 문제점을 발생시키므로, 본 발명에 따른 타이어 가류장치의 경우 이러한 식출의 발생을 최소화 할 수 있는 것을 목적으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류장치에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 가류장치는, 가류 몰드의 비드링(10)에 설치되며, 타이어의 비드부(50)의 끝단이 형성되는 것을 감지하는 감지부(100)와, 상기 비드링(10)에 인접하여 위치된 클램프링(20)에 설치되며, 상기 비드링(10)의 원주방향과 수직한 방향으로 회동가능한 링크부(200) 및 상기 링크부(200)의 끝단에 구성되며, 상기 클램프링(20)에 양 끝단이 고정 설치되고 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 그린케이스(40) 가류가 이루어지는 블래더(30)의 내부에서 변경 가능한 압력을 가하는 가압부(300)를 포함한다.

상기 감지부(100)는 가류 몰드의 비드링(10)에 설치되어 있으므로, 그린케이스(40)가 블래더(30)와 가류 몰드의 사이에 위치된 후, 압력과 열을 가하여 완제품 타이어(41)로 변화되는 과정에서, 타이어의 비드부(50)의 끝단이 형성된 것을 감지한다. 타이어 비드부(50)는 구조상 타이어의 가장 말단에 위치하므로, 그린케이스(40)의 가열, 가압에 의한 부피의 이동에 따른 식출의 발생의 영향을 가장 많이 받는 부분이 된다. 식출을 최소화 하기 위하여 비드부(50), 더 자세하게는 비드부(50)의 끝단이 형성되는 것을 감지할 수 있도록 감지부(100)는 가류 몰드의 비드링(10)에 설치된다. 그린케이스(40)를 가열 및 가압하는 과정에서 기존에 블래더(30)와 몰드 사이에 존재하던 공기가 비드링(10)에 설치되어 있는 감지부(100)방향으로 이동하고, 공기가 아닌 타이어 비드부(50)가 형성됨이 감지되면, 하기 설명할 링크부(200)와 가압부(300)를 통해 식출 발생이 최소화 되도록 제어하게 된다.

상기 링크부(200)는 상기 비드링(10)과 인접하여 위치된 클램프링(20)에 설치되며, 여러개의 막대 구조가 결합하여 비드링(10)의 원주방향과 수직한 방향으로 회동가능하도록 구성되어 있다. 상기 감지부(100)에 의하여 타이어 비드부(50)의 형성을 감지하기 전에는 블래더(30)의 내부에서 압력을 가하지 않도록 접힌 상태이거나 접촉하지 않도록 위쪽으로 이동하여 있는 상태이다. 링크부(200)는 감지부(100)에서 비드부(50)의 형성을 감지하면 블래더(30)의 내측에서 하기 설명할 가압부(300)가 블래더(30)의 내부에서 몰드쪽으로 가압할 수 있도록 이동시키는 역할을 한다. 이때, 제작되는 타이어의 형태와 두께 등에 의하여 링크부(200)의 이동하는 위치는 다르게 설정될 수 있다.

상기 클램프링(20)에 양 끝단이 고정 설치되며 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 그린케이스(40) 가류가 이루어지는 블래더(30)가 존재하고, 상기 가압부(300)는 상기 링크부(200)의 끝단에 위치하며, 비드부(50)가 형성된 그린케이스(40)를 블래더(30)의 내부에서 몰드의 방향을 향하여 압력을 가하게 된다. 상기 가압부(300)로 일정한 압력으로 힘을 가하면, 골고루 부피를 분포시켜 비드부(50)의 부피가 과대하게 되지 않아 식출 발생이 최소화 된다. 따라서, 이미 형성된 비드부(50)의 바로 위의 블래더(30) 부분을 가압하여, 일정한 두께 이상으로 비드부(50)가 형성되지 않도록 하여 식출의 발생을 최대한으로 방지하는 효과를 갖는다. 가하는 압력은 링크부(200)의 블래더(30)와의 거리를 통하여 변경 가능하다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 감지부를 나타낸 수직단면도와 수평단면도이다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 감지부(100)는 상기 비드링(10)의 원주방향으로 일정하게 배치되는 다수개의 스프링 플러그를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그린케이스(40)가 압력과 열을 받아 완제품 타이어(41)로 변화하는 과정에서, 타이어 비드부(50)가 형성되면 이를 감지하기 위한 감지부(100)는 스프링 플러그를 포함하여 구성될 수 있다. 스프링 플러그는 공기는 배출하면서도 점도가 있는 고무의 경우에는 통과하지 못하도록 하는 일종의 개폐구이다. 압력이 가해지면 닫히도록 구성되어 있으며, 가해진 압력이 제거되면 스프링의 복원력에 의하여 다시 열린 상태가 된다. 따라서, 그린케이스(40)가 블래더(30)에 의하여 압력이 가해지고 가류장치에 의하여 열을 받게 되면, 완제품으로 변화하는 과정에서 기존에 블래더(30)와 몰드 사이에 존재하던 공기는 스프링 플러그를 통하여 배출되고, 비드부(50)가 형성된다. 비드부(50)가 형성되면, 그린케이스(40)가 스프링 플러그에 압력을 가하고 닫힌 상태가 되어서 더이상 공기도 배출되지 않는 상태가 된다. 이렇게 닫힌 상태가 됨으로써, 감지부(100)는 비드부(50)가 형성됨을 감지할 수 있다. 가류장치에서 완제품 타이어(41)이 제거되면 스프링 플러그는 다시 원래 상태인 열린 상태로 돌아가게 되므로 반복적으로 사용할 수 있다.

감지부(100)는 스프링 플러그 뿐만 아니라, 압력센서 등의 비드부(50)가 형성되어 비드링(10)에 접촉됨을 감지하거나, 인식센서로 비드링(10)의 가까이에서 공기가 아닌 물체가 존재함을 감지하도록 구성될 수도 있다.

바람직하게는, 상기 감지부(100)는 비드링(10)의 원주방향으로 일정하게 배치되는 것을 특징으로 한다. 비드링(10)을 따라서 원주방향으로 비드부(50)가 형성되므로, 다수개의 스프링 플러그가 원주방향으로 일정하게 배치된다. 하나의 스프링 플러그만 있다고 한다면, 한 쪽으로 그린케이스(40)의 부피가 비대하게 이동되어 있는 경우에는 여전히 식출이 많이 발생되게 되는 경우가 발생한다. 이 경우에는 기존의 가류장치로 생산하는 것과 크게 차이가 없는 완제품 타이어(41)가 제조될 수도 있다. 그러므로, 다수개의 스프링 플러그를 설치하여, 각각의 스프링 플러그는 설치부위 혹은 그를 포함한 일정한 범위에서 비드부(50)의 끝단이 형성됨을 각각 다른 시점에 감지하게 됨이 바람직하다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가류장치의 링크부 및 가압부가 설치된 클램프링에 대한 수직단면도와 수평단면도이다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가압부(300)는 회전 가능한 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

가압부(300)는 블래더(30)의 내부에서 몰드방향을 향하여 지속적으로 가압하는 구성이다. 가압부(300)는 곡선의 형상인 블래더(30)에 가압하면서도 블래더(30)자체에는 손상을 가하지 않도록 구성됨이 중요하다. 또, 블래더(30)와 그린케이스(40)의 부피는 가류과정 중에 수시로 변하므로, 가압부(300)도 변경 가능한 압력을 가하면서도 블래더(30)에 손상이 가지 않도록 매끄러운 소재이거나, 롤러 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 충격을 흡수하면서도 매끄럽게 가압되며, 상하좌우로 소정 간격 이동이 가능하도록 구성됨이 바람직하다. 링크부(200)와 결합되어 약간의 위치 이동 가능하면서도 충격이 흡수될 수 있도록 가압부(300)는 롤러로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 감지부(100)에 의하여 상기 타이어의 비드부(50)의 끝단이 형성됨을 감지한 경우, 상기 링크부(200)가 상기 블래더(30)의 내부에서 감지된 비드부(50) 끝단과 인접한 위치로 회동되고, 상기 가압부(300)는 블래더(30) 내측에서 상기 비드부(50)의 끝단을 향하여 가압하여 그린케이스(40)는 가류 몰드와 밀착한 상태로 가류가 되고, 이렇게 가류 공정을 하면 가류 공정을 거치면서 완제품 타이어(41)의 일부분 특히, 타이어 비드부(50)의 부피가 비대해지는 것을 방지하며, 상기 비드부(50) 끝단에서 발생되는 식출을 방지하거나 식출 형성이 최소가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

링크부(200)와 가압부(300)는 상기 감지부(100)와 한 쌍으로 구성되고, 전체적으로는 복수개의 쌍으로 구성됨이 바람직하다. 해당 구간의 감지부(100)의 비드부(50)가 형성됨을 감지하면, 링크부(200)가 타이어의 두께 등 완제품 타이어(41)의 스펙에 따라 기설정된 위치의 블래더(30)의 내측으로 움직여서 자리하게 되고, 가압부(300)는 블래더(30)의 내측에서 몰드의 방향으로 압력을 가한다. 각각의 링크부(200), 가압부(300) 및 감지부(100)는 하나의 쌍으로써 작동하고, 감지부(100)가 감지한 구간에 해당하는 링크부(200)와 가압부(300)만 이동하여 해당부위에 압력을 가하게 된다. 따라서 이러한 가압 제어는 비드부(50)의 형성됨이 감지된 순서로 차례로 또는 동시에 각각 실행된다.

그린케이스(40)는 블래더(30) 내측에서 압력을 가함으로 인하여 몰드와 밀착하여 가류되고, 이미 비드부(50)가 형성된 경우, 그 부분에는 더이상 그린케이스의 부피가 그 비드부(50) 방향으로는 이동하지 않도록 함으로써, 불량으로 제작되는 완제품 타이어의 양이 줄어들게 된다.

즉, 각 부분의 감지부(100)에서 감지되는 비드부(50)가 형성되는 시점은 각기 다르고, 그린케이스(40)에서 적절하게 배분되지 않고 국소 부분으로 부피가 얼마나 이동되었는지 등에 따라서 그 부위가 비대해지거나 식출이 발생될 수 있으므로, 각각의 감지부(100)로부터 감지되면 그 부분에 해당하는 링크부(200)와 가압부(300)가 동작해서, 결과적으로 완제품 타이어(41)의 비드부(50)는 일정한 부피를 갖으면서도 식출이 최소화된 형태로서 제작되게 된다.

이와 같은 방식으로 식출 발생을 방지하여 식출 발생량을 최소화함으로 인하여, 외관상 품질이 우수하고, 휠 조립시 식출 뜯김에 의한 밸브 막힘 등의 안전상 문제 발생으로부터 자유롭게 될 수 있다. 또한, 과도한 식출이 발생하는 경우, 이를 제거하기 위한 별도의 식출 제거 공정이 필요했으나, 이러한 공정이 필요 없어지는 효과를 갖게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 비드링
20 : 클램프링
30 : 블래더
40 : 그린케이스
41 : 완제품타이어
50 : 비드부
100 : 감지부
200 : 링크부
300 : 가압부

Claims (4)

1. 가류 몰드의 비드링에 설치되며, 타이어의 비드부 끝단이 형성되는 것을 감지하는 감지부;
   상기 비드링에 인접하여 위치된 클램프링에 설치되며, 상기 비드링의 원주방향과 수직한 방향으로 회동가능한 링크부; 및
   상기 링크부의 끝단에 구성되며, 상기 클램프링에 양 끝단이 고정 설치되고 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 그린케이스 가류가 이루어지는 블래더의 내부에서 변경 가능한 압력을 가하는 가압부;를 포함하는 타이어 가류장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감지부는,
   상기 비드링의 원주방향으로 일정하게 배치되는 다수개의 스프링 플러그를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 가류장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 가압부는 회전 가능한 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 가류장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 감지부에 의하여 상기 타이어의 비드부 끝단이 형성된 것을 감지한 경우,
   상기 링크부가 상기 블래더의 내부에서 감지된 비드부 끝단과 인접한 위치로 회동하고,
   상기 가압부는 상기 블래더의 내측에서 상기 비드부 끝단을 향하여 가압하는 것을 특징으로 하는 타이어 가류장치.

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