KR20050084936A - 타이어 몰드 및 타이어 몰드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 타이어 몰드는, 타이어의 트레드부를 형성하기 위한 다수의 트레드 섹터와 타이어의 측벽을 성형하기 위한 두 개의 셀 인서트를 포함하고, 이들 트레드 섹터와 셀 인서트들은 동일 모델로부터 형성된 캐스팅들이다. 본 발명에 따른 몰드 제조 방법은, 타이어의 트레드와 측벽 형태부를 가진 캐스팅을 제공하는 단계와, 트레드와 측벽 사이에서 분리 지역을 가진 모델을 주형하는 단계와, 이 모델로부터 엘리먼트를 주형하며 이에 따라 캐스트 엘리먼트가 트레드와 측벽 사이에서 분리 지역을 갖게 되는 주형단계와, 이 캐스트 엘리먼트를 다수의 트레드 섹터와 대향하는 측벽 셀로 분할하는 단계를 포함한다. 단일 캐스팅 모델로부터 몰드 부품, 트레드 섹터 그리고 측벽 셀을 주형하는 방법의 이점은, 더 깊고 복잡한 형태부들이 측벽 셀에 형성될 수 있으며, 트레드로부터 측벽으로 연장하는 형태부들이 크기, 형상 그리고 외형에 있어서 더 잘 정렬되고 맞추어질 수 있다는 점이다.

Description

타이어 몰드 및 타이어 몰드 제조방법{Tire mold and method for making a tire mold}

본 발명은 타이어 몰드 및 그 몰드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 타이어 트레드를 성형하기 위한 다수의 가동 섹터(sector)로서 형성된 트레드 링과, 타이어 측벽을 성형하기 위한 측벽 링을 갖는 세그먼트형(segmented) 타이어 몰드에 관한 것이다.

타이어 디자인에 대한 최근의 경향은 타이어 측벽에서 트레드의 형태부(features)들을 비교적 멀리 연장시키는 것이다. 많은 경우에, 상기 형태부들은 적어도 타이어 적도(tire equator)까지 연장한다. 예를 들어 홈, 리브 및 블록과 같은 트레드 형태부들은 통상 측벽에 형성된 표시 또는 문자와 같은 형태부들에 비하여 깊고 길다.

종래 몰드에서, 트레드 링은 모델을 사용하는 알루미늄 캐스팅(aluminum casting)을 이용함으로써 형성된다. 측벽 셀들은 필요한 몰딩 엘리먼트들을 가지도록 강판을 기계가공함으로써 만들어진다. 측벽 셀에 깊은 트레드와 같은 형태부들을 형성하기 위해서는 예를 들어 상기 형태부를 트레드 링과 정렬하고, 측벽 셀 표면에서 깊거나 복잡한 형태부를 가공하는 것에 따른 어려움에 직면해 있다.

본 발명은 종래 기술의 어려움을 극복하고 추가의 이점을 제공하는, 개량된 타이어 몰드 및 개량된 타이어 몰드 제조방법을 제공한다.

본 발명은 투피스 세그먼트형 몰드에 양호하게 적용되며, 즉 이 몰드의 형식은 몰드 캐비티의 축방향 중심선 부근 또는 그 중심선을 따라 나누어지며, 상단 절반 및 하단 절반을 포함하고, 각각의 절반은 트레드 섹터들 및 측벽 셀을 가진다. 다른 몰드들은 원피스 세그먼트형 몰드와 같은 발명을 유리하게 사용할 수 있으며, 즉 원피스 몰드에서 트레드 세그먼트들은 축방향 중심을 따라 나누어지지 않지만, 몰드의 상단 또는 하단 절반에 장착되며, 몰드의 개방시에 나누어지도록 장착된다.

본 발명은 아래의 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 참고하면 더 양호하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 몰드로 제조된 타이어의 측벽의 도면.

도 2는 본 발명에 의한 몰드의 일부의 도면.

도 3은 본 발명에 의한 몰드의 단면도.

도 4는 도 3의 몰드의 측벽 셀 및 측면판의 확대부를 도시하는 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 몰드를 제조하기 위한 캐스트 엘리먼트의 제1 실시예의 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 몰드를 제조하기 위한 캐스트 엘리먼트의 제2 실시예의 단면도.

본 발명에 의한 타이어 몰드는 타이어의 트레드부를 형성하는 다수의 트레드 섹터와, 상기 타이어 섹터들을 지지하면서 개방위치와 폐쇄위치 사이로 이동 가능하게 하는 몰드 후부(back)와, 타이어의 측벽들을 성형하기 위한 2개의 셀 인서트와, 2개의 측면판(side plate)을 포함하고, 각각의 셀 인서트는 하나의 측면판에 장착되고, 트레드 섹터 및 셀 인서트는 캐스팅들이다.

본 발명의 다른 양상에 따라, 셀 인서트 각각은 그 후면에서 측면판의 장착 홈에 삽입하기 위한 원주상 장착 리브를 가진다. 상기 장착 홈은 타이어 성형 공정중에 트레드 섹터와 셀 인서트와의 적절한 정합(mating)을 보장하기 위해 셀 인서트와 측면판의 가열시에 나타나는 상대팽창(differential expansion)을 수용하도록 장착 리브 보다 반경방향의 폭이 더 넓다.

셀 인서트는 몰딩면(전방면)에서부터 후면까지 관통하는 통풍구와, 측면판의 통풍로와 연결되도록 후면에 형성된 홈을 가진다. 측면판 각각은 정합면에서, 진공원에 연결될 수 있는 내부통로와 연통하는 통로를 포함한다.

몰드는 타이어의 비드 영역을 성형하기 위한 2개의 비드링을 추가로 포함한다. 조립된 몰드에서 비드링은 몰드의 각 절반에 배치되고, 셀 인서트의 일부와 중첩되고, 그 영역에서 셀 인서트와 측면판 사이에 있는 어떤 갭을 덮어버린다.

본 발명에 의한 몰드 제조방법은, 트레드와 측벽 사이에서 분리 지역(parting zone)을 갖고, 타이어의 트레드 형태부와 측벽 형태부들을 가진 캐스팅 모델을 제공하는 단계와, 상기 모델로부터 몰드 엘리먼트를 주형하며 이에 따라 캐스트 엘리먼트(cast element)가 트레드와 측벽부 사이에서 분리 지역을 갖게 되는 주형 단계와, 상기 캐스트 엘리먼트를 다수의 트레드 섹터와 대향하는 측벽 셀들로 분할하는 단계를 포함한다.

양호한 방법에 따라, 캐스트 엘리먼트들은 축방향 중심선 부근 또는 중심선을 따라 나누어진 상단 절반 및 하단 절반에 제조된다. 단일 캐스팅 모델이 사용될 수 있지만, 편리한 대로 상부 절반 및 하부 절반 모델이 제조될 수도 있다. 다음에 2개의 캐스트 엘리먼트가 분할되고, 상부 절반 엘리먼트는 몰드의 상단 절반을 위해 상부 트레드 섹터와 상부 측벽 셀로 분리되고, 하부 캐스트 엘리먼트는 하단 절반을 위해 하부 트레드 섹터와 하부 측벽 셀을 형성하도록 분리된다.

다른 실시예에 따라, 캐스팅 모델은 트레드와 측벽 사이에 분리 지역이 없이 제조되고, 상단 절반 및 하단 절반 각각에 대해서 적어도 2개의 캐스트 엘리먼트가 형성되고, 제1 캐스트 엘리먼트가 다수의 트레드 섹터로 분리되고, 제2 캐스트 엘리먼트가 적어도 하나의 측벽 셀로 분리된다.

단일 캐스팅 모델로부터 성형부품, 트레드 섹터 및 측벽 셀들을 주형하는 장점은, 더 깊고 더 복잡한 형태부가 측벽 셀에 형성될 수 있으며, 트레드에서부터 측벽으로 연장하는 형태부가 크기, 형상 및 외양에 있어서 더 양호하게 정렬되고 더 양호하게 맞추어진다.

도 1은 본 발명에 의해 제조되는 타이어의 측벽을 도시한다. 타이어(10)의 측벽은 트레드 엘리먼트(14)에서 연속하는 다수의 돌출 엘리먼트(12)를 포함한다. 다른 돌출 엘리먼트(16)는 디자인을 보완한다. 종래 타이어 몰드에서, 측벽 형태부는 보통 기계가공되는 측벽 셀 또는 평판에 의해 주형된다. 다른 복잡한 형태부와 마찬가지로 상기 돌출부를 주형하는데 필요한 깊은 리세스를 기계가공하는 일은 어렵고 시간이 많이 소비된다. 트레드 엘리먼트들은 복수의 트레드 섹터들 또는 세그먼트들로 형성될 수 있는 트레드 링에 의해서 성형된다. 돌출부들을 성형하도록 트레드 링을 측벽 영역 주위로 연장시킬 수 있지만, 이것은 몰드가 세그먼트형일 경우에는, 몰드 사용시에 문제를 발생시킬 수 있다. 트레드 섹터들은 경화된 타이어를 몰드에서 이형시키는 것을 보조하기 위하여, 상기 몰드를 개폐하는 동안 이동할 수 있다. 만약, 트레드 섹터들이 측벽 영역 안으로 과도하게 연장된다면, 타이어의 이동 및 이형 작업이 어렵게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어 몰드는 타이어의 트레드부를 형성하기 위한, 복수의 트레드 섹터(20)와, 트레드 섹터들을 지지하고 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있게 허용하는 몰드 후부(22)와, 타이어의 측벽들을 성형하기 위한 두 셀 인서트(24) 및 두 측면판(26)을 포함한다. 각 셀 인서트(24)는 측면판(26)에 설치된다. 양호하게는, 트레드 섹터(20)와 셀 인서트(24)는 알루미늄 캐스팅(casting)으로 형성되는 것이 바람직하고, 이것은 도 1에 도시된 깊고 복잡한 형태부를 형성하기에 용이하게 한다. 타이어를 성형하여 가황하는데 필요한 강도 및 내구성을 가지면서 주조될 수 있는 다른 재료가 사용될 수 있다. 몰드 후부(22)와 측면판(26)은 강(steel)으로 형성될 수 있다.

도 2는 도 1의 타이어(10)에 대한 도 3에 따른 조립 몰드의 내부를 도시한다. 도시된 바와 같이, 트레드 성형 형태부는 트레드 영역에서 측벽 영역으로 연장되고, 트레드 성형 엘리먼트(14')와 측벽 성형 엘리먼트(12', 16')는 모두 형상이 정렬되며 일관성이 있다.

다시, 도 3에 있어서, 셀 인서트(24)는 후면에서 장착 홈(32)을 측면판 안으로 삽입하기 위한 원주방향의 장착 리브(30)를 각각 구비한다. 장착 홈(32)은 타이어 성형 공정 동안 트레드 섹터와 셀 인서트의 적절한 정합을 보장하기 위해, 셀 인서트(24)와 측면판(26)의 가열 시에 상대팽창을 수용하도록 장착 리브(30) 보다 반경방향[화살표 R로 표시된]으로 폭이 더욱 넓다. 작은 갭(34)을 장착 리브(30)와 장착 홈(32) 사이에서 볼 수 있다. 도 3은 냉각 상태 즉, 대기 온도에서의 몰드를 도시하고, 갭(34)은 도시된 위치에 있다. 몰드가 경화 온도로 가열될 때, 셀 인서트(24)와 측면판(26)의 상대 열 팽창으로 인하여 도 3에 도시된 갭과 같이 대향측에 갭이 만들어질 것이다.

도 4에 있어서, 셀 인서트(24)는 몰딩면(42)(전면)에서 관통하여 후면(44)으로 연장되는 구멍 또는 통풍구(40)와, 측면판의 통풍로(46)와 연결되도록 후면 상에 형성된 홈(41)을 구비한다. 측면판(26)은 진공원(도시생략)과 연결될 수 있는 내부적으로 형성된 통풍로(46)에 연통된 통로 또는 홈(48)을 정합면에서 각각 포함한다.

몰드는 타이어의 비드 영역을 성형하기 위한 두 비드 링(도시생략)을 추가로 포함한다. 조립 몰드에서의 비드 링들은 몰드의 각 절반에 위치하고, 트레드 섹터(20)로부터 반경방향으로 이격된 영역에서 셀 인서트(24)와 측면판(26)의 일부와 중첩된다. 비드 링들은 상기 영역에서 측면판과 셀 인서트 사이에 나타나는 어떤 갭을 덮어버릴 것이다.

도 5에 있어서, 본 발명에 따른 몰드의 제조 방법은 타이어의 측벽 형태부와 트레드 형태부를 구비한 캐스팅 모델을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 캐스팅 모델은 트레드와 측벽부 사이의 분리 지역을 구비한다. 적어도 하나의 캐스트 엘리먼트(50 또는 52)는 모델에서 주형되며, 따라서, 그 모델의 분리 지역에 대응하는 분리 지역(54)을 역시 구비한다. 캐스트 엘리먼트는 적당한 공정, 예를 들어, 와이어 EDM 컷팅 공정을 통해서 복수의 트레드 섹터들과 대향하는 측벽 셀들로 분리된다.

양호한 방법에 따라서, 두 캐스트 엘리먼트들, 즉 상부 엘리먼트 및 하부 엘리먼트들이 제조된다. 도 5는 상부 캐스트 엘리먼트(50)와 하부 캐스트 엘리먼트(52)를 도시한다. 완성 몰드를 위한 축방향 중심선에서 중심이 빗나간 분할선에서 분할된 캐스트 엘리먼트들이 도시된다. 이 보기에는, 분할하는 것이 불리한 트레드 몰드의 축방향 중심에 트레드 형태부들이 있다. 그러나, 다른 경우에는, 캐스트 엘리먼트들이 중심선에서 분할될 수 있다.

두 캐스트 엘리먼트들(50,52)들은 그때, 분할선(54)을 따라서 분할되고, 상부 캐스트 엘리먼트(50)는 몰드의 상단 절반에 대한 상부 측벽 셀(58)과 상부 트레드 섹터(56)를 형성하도록 분리되고, 하부 캐스트 엘리먼트(52)는 몰드의 하단 절반을 위한 하부 측벽 셀(62)과 하부 트레드 섹터(60)를 형성하도록 분리된다.

도 6에 있어서, 다른 실시예에 따른 캐스팅 모델(도시생략)은 트레드와 측벽 또는 트레드 섹터들 사이의 분리 지역 없이 제조된다. 도 6의 캐스트 엘리먼트(70)는 하단 절반 캐스트 엘리먼트를 도시한다. 이 실시예에서, 모델을 제조하는 것은 트레드와 측벽 엘리먼트들이 분리 지역으로 분리되지 않고 정렬 작업이 용이하기 때문에, 어느 정도 단순하다. 그러나, 분리될 때, 셀 인서트부 또는 트레드 섹터부로부터의 재료가 손실된다. 따라서, 원하는 몰드 절반 각각에 대해서, 적어도 두 캐스트 엘리먼트들이 형성되고; 제 1 캐스트 엘리먼트는 복수의 트레드 섹터(72)로 분리되고 제 2 캐스트 엘리먼트가 적어도 하나의 측벽 셀 인서트(74)로 분리된다. 작은 계단부(76)가 와이어 EDM 컷팅 공정에서 재료 손실에 의해서 발생된 트레드 링 부품들의 크기 변화를 수용하기 위하여, 트레드 섹터부(72)와의 접합부에서 셀 인서트부(74) 상에 형성된다.

타이어의 축방향 중심 주위에서 대칭인 트레드 및 측벽 디자인에 대해서, 타이어의 절반을 나타내는 모델을 제조하는 것만이 필요하다. 비대칭 트레드 및/또는 측벽 디자인들에 대해서 또는, 축방향 중심선에서 몰드를 분할하는 것이 양호하지 않은 트레드에 대해서는, 전체 타이어를 나타내는 모델을 제조하는 것이 양호하다.

단일 캐스팅 모델로부터의 성형 부품들, 트레드 섹터들과 측벽 셀들을 주형하는 이점은 측벽 셀들에서 더욱 깊고 복잡한 형태부들을 형성할 수 있고, 트레드에서 측벽 상으로 연장되는 형태부들이 크기, 형상 및 외형에서 더욱 양호하게 정렬될 수 있고, 더욱 용이하게 맞추어질 수 있다는 것이다.

Claims (6)

1. 타이어의 트레드부를 형성하기 위한 다수의 트레드 섹터와;

   트레드 섹터를 지지하면서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 트레드 섹터의 운동을 허용하도록 하는 몰드 후부와;

   타이어의 측벽을 성형하기 위한 두 개의 셀 인서트(shell insert)와;

   각 셀 인서트가 설치되는 두 개의 측면판을 포함하고,

   상기 트레드 섹터와 셀 인서트는 단일 캐스팅 모델로부터 주형되는 타이어 몰드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 인서트의 각각은 후면에서 상기 측면판의 장착 홈에 수용가능한 원주상 장착 리브를 구비하고, 상기 장착 홈은, 타이어 몰드 공정동안 트레드 섹터와 셀 인서트의 적합한 정합을 보장하기 위해 셀 인서트와 측면판의 가열시에 상대팽창을 수용하도록 상기 장착 리브보다 반경방향으로 더 큰 폭을 갖는 타이어 몰드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 셀 인서트의 각각은 상기 몰딩 면으로부터 이를 통과해 상기 후면까지 연장하는 통풍구(vent)를 구비하고, 상기 후면에 형성된 홈들을 구비하며, 상기 측면판 각각은 정합면에서 진공원에 연결될 수 있는 내부 통로에 연통되는 통로들을 포함하고, 셀 인서트 후면 상의 상기 홈들은 측면판 상에 설치되었을 때 이 측면판에서 통풍로에 연결되는 타이어 몰드.
4. 타이어 몰드를 제조하는 방법에 있어서,

   트레드와 측벽 사이에서 분리 지역(parting zone)을 갖고, 타이어의 트레드 형태부와 측벽 형태부들을 가진 캐스팅 모델을 제공하는 단계와;

   상기 모델로부터 몰드 엘리먼트를 주형하는 단계와;

   상기 캐스트 엘리먼트를 다수의 트레드 섹터와 대향하는 측벽 셀로 분할하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 캐스팅 모델을 축방향 중심선을 따라 두 개의 캐스팅 절반 모델로 분리하는 단계를 추가로 포함하고,

   상기 몰드 엘리먼트를 주형하는 단계는 두 개의 몰드 엘리먼트를 주형하는 것을 포함하고, 제 1 캐스트 엘리먼트는 분할되어 상부 절반 몰드에 대한 트레드 섹터와 측벽 셀을 형성하고, 제 2 캐스트 엘리먼트는 분할되어 하부 절반 몰드에 대한 트레드 섹터와 측벽 셀을 형성하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 몰드 엘리먼트를 주형하는 단계는 적어도 두 개의 캐스트 엘리먼트를 주형하는 것을 포함하고, 제 1 캐스트 엘리먼트를 다수의 트레드 섹터로 분할하는 단계와 제 2 캐스트 엘리먼트를 측벽 셀로 분할하는 단계를 추가로 포함하는 방법.