KR20060050543A

KR20060050543A - 팽창성 블래더

Info

Publication number: KR20060050543A
Application number: KR1020050076876A
Authority: KR
Inventors: 양 왕; 이케추쿠 조엘 오코예; 알폰소 퀴자노; 수잔 린 애쉬튼; 칭 치 리
Original assignee: 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2006-05-19
Also published as: US7128545B2; CN1739934A; DE602005010518D1; CN100537175C; EP1629962B1; KR101207638B1; BRPI0503384A; EP1629962A1; US20060040007A1

Abstract

타이어 경화 프레스에 사용되는 환상 형태의 팽창성 블래더는 한 쌍의 대향 환상 비드와 한 쌍의 환상 비드 사이에 팽창부 위치를 갖는다. 블래더의 팽창부는 중앙부, 쇼울더부 및 측벽부를 갖는다. 블래더가 비팽창 모드로만 장착되는 경우, 블래더의 쇼울더부는 중앙부의 곡률 반경(R_C)보다 상당히 작은 곡률 반경(R₁)을 갖는다. 쇼울더부는 기포 또는 정사각형과 같은 형상을 갖는다.

Description

팽창성 블래더{TIRE CURING BLADDER}

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 블래더를 도시한 도면,

도 4는 성형시 블래더가 타이어 공동 내로 팽창될 때의 블래더를 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 다른 블래더를 도시한 도면,

도 6은 종래 기술의 타이어 경화 블래더를 도시한 도면,

도 7은 타이어 공동 내로 팽창한 이후의 타이어 경화 블래더를 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 블래더 12 : 환상 유지 비드

14 : 중앙부 16 : 쇼울더부

18 : 측벽부 20 : 기포부

22, 24 : 소 만곡부 l10 : 블래더 프로파일

102 : 대향 비드 구역 l04 : 팽창 영역

108 : 갭

본 발명은 타이어 경화 블래더(tire curing bladder)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 타이어 경화 프레스(tire curing press)에 사용되는 경화 블래더에 관한 것으로, 블래더의 프로파일(profile)은 수명 및 경화를 개선시키도록 최적화된다.

통상적으로, 차량용 고무재 공기 타이어는 성형 프레스 내에서 미가공(green)의(비경화의) 부분적으로 성형된 타이어를 성형 및 경화함으로써 제조된다. 미가공 타이어는 내측 유체-팽창성 블래더(inner fluid-expandable bladder)에 의해 몰드 표면의 외측으로 압착된다. 이러한 방법으로써, 미가공 타이어는 타이어 트레드 패턴 및 측벽의 형상을 규정하는 외측 몰드 표면에 대해 형성된다. 열과 압력을 가함으로써, 타이어는 상승된 온도에서 성형 및 경화된다.

일반적인 실행에 있어서, 타이어의 경화 또는 가황 처리를 위한 열 전달에 관여할 수도 있는 가스, 온수 및/또는 스팀과 같은 유체에 의해 제공되는 내측 블래더 공동(cavity)에 내부 압력을 가함으로써 블래더의 팽창이 달성된다. 성형 및 경화 후의 타이어는 때때로 블래더에 공급되는 냉각수를 첨가함으로써 보조되는 몰드 내에서 다소 냉각된다. 그 후에 몰드가 개방되어, 블래더는 그 내부의 유체 압력의 해제로 붕괴되고, 타이어 몰드로부터 타이어가 제거된다. 이러한 타이어 경화 블래더의 사용은 당업자에게 잘 공지되어 있다.

종래의 타이어 경화 블래더(100)의 단면도가 도 6에 도시되어 있는데, 여기서 블래더(100)는 내측에서 개방되는 환상(toroidal) 형태를 가진다. 블래더는 대 향 비드 구역(opposing bead regions)(102)과, 비드 구역(102) 사이에 팽창 영역(expansion area)(104)을 갖는다. 비드 구역은 프레스 기구(press mechanism)에 경화 블래더를 고정시키는 수단을 구비하여, 블래더를 미가공 타이어의 외측 및 내부로 팽창시킨다. 성형시 타이어 공동(106) 내로 블래더(100)가 팽창하는 동안, 블래더(100)의 쇼울더부(shoulder portions)는 타이어 내부에 일관되게 접촉하지 않아 타이어 블래더와 타이어 공동 사이에 갭(gap)(108)과 포획된 공기가 남겨진다(도 7 참조). 타이어가 완전히 경화되는 동안, 갭은 경화된 타이어에 불균일성을 형성할 수 있다.

본 발명은 타이어 블래더에 관한 것으로, 타이어 블래더 쇼울더의 프로파일은 타이어의 몰딩 가공시 타이어 블래더와 타이어 내부 공동 사이에 잠재적으로 포획된 공기를 제거한다. 본 발명의 목표는 경화시에 블래더가 보다 신속하게 타이어 쇼울더 내부에 접촉하기 위해 블래더 쇼울더 프로파일이 종래 형상의 블래더 프로파일보다 더 움직이는 것으로, 블래더와 타이어 공동 사이의 임의의 갭과 포획된 공기의 발생을 감소시키고, 경화 공정시 타이어의 고무 유동을 최소화시키기 위한 것이다.

타이어 경화 프레스 내에 장착되어 공기 타이어를 형성하는 팽창성 블래더가 개시된다. 팽창성 블래더는 환상 형상을 가지며 한 쌍의 대향 환상(環狀) 비드(opposing annular beads)와 한 쌍의 환상 비드 사이에 위치되는 팽창부(expansion portion)를 포함한다. 블래더의 팽창부는 중앙부(central portion), 쇼울더부 및 측벽부(sidewall portions)를 갖는다. 블래더가 비 팽창 모드로만 장착되는 경우, 블래더의 쇼울더부는 중앙부의 곡률 반경(R_C)보다 현저하게 작은 곡률 반경(R₁ 또는 R₄)을 갖는다. 쇼울더부는 적어도 하나의 기포부(bubble portion) 또는 거의 직각인 프로파일을 갖는다.

본 발명의 개시된 일 실시예에서, 기포부의 곡률 반경(R₁)은 블래더 높이(H)의 20% 미만의 값을 갖는다. 기포부의 곡률 반경(R₁)의 수치값은 블래더의 사이즈에 따른다.

본 발명의 개시된 다른 실시예에서, 블래더의 기포부는 중앙부에 매끄럽게 연결된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 각각의 블래더 내의 기포부의 각각의 측면에서 쇼울더부는 소 만곡부(small curved portion)를 갖는다. 각각의 소 만곡부는 블래더의 외측에 위치되는 곡률 반경(R₂, R₃)을 갖는다. 이러한 프로파일의 일 변형예에서, 기포부의 각각의 측면에서의 각각의 소 만곡부의 곡률 반경(R₂, R₃)은 기포부의 곡률 반경(R₁)보다 큰 값을 갖는다. 이러한 프로파일의 다른 변형예에서, 기포부의 축방향 내측면의 만곡부는 기포부의 축방향 외측면에서의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경(R₂)을 갖는다.

정의

하기의 정의는 본 발명에 전체적으로 적용된다.

"축방향(axial)" 및 "축방향으로(axially)"는 본원에서 환상 형태의 중앙 고정 내부 선(central fixed internal line)에 평행한 선 또는 방향을 지칭하는 데 사용된다.

"반경 방향(radial)" 및 "반경 방향으로(radially)"는 환상 형태의 중앙 고정 내부 선에 수직이고 내부 선을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 의미하는 데 사용된다.

"환상(toroidal)"은 링(ring)과 같은 형태로 고정 내부 선 둘레에 원형의 형상으로 특징지어지는 링과 같은 형태를 갖는 것을 의미한다. 경화 블래더에 있어서, 고정 선은 경화 블래더가 고정된 장착 기둥에 평행하다.

본 발명은 예시로서 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

하기의 설명은 본 발명을 실시하기 위한 현재 고려되는 최선의 형태(들)에 관한 것이다. 이러한 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 나타내기 위한 것으로, 제한적인 의도를 갖는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위를 참조하여 최선으로 결정된다. 도면에 도시한 바와 같은 참조부호는 명세서에 언급된 것과 동일하다. 이러한 적용을 위해, 도면에 도시된 각종 실시예는 유사한 구성요소에 동일한 참조 번호를 각각 사용한다. 이 구조는 기본적으로 위치 또는 양을 변화시킨 동일한 구성요소를 채용하여 발명 개념을 실시할 수 있는 변형 구성의 근 원이 된다.

도 1은 본 발명에 따라 형성되는 블래더(10)를 도시한다. 도시된 프로파일은 형성된 바와 같이 블래더(10)의 것으로, 반드시 타이어 경화 몰드 내에 장착된 바와 같은 블래더(10)의 것은 아니다. 이러한 블래더가 도 6의 종래 기술의 블래더의 비대칭 프로파일에 비해 대칭적인 프로파일을 가지지만, 본원에 기술된 블래더에 대한 독창적인 변경은 블래더 구성의 양자 타입에 적용 가능하다. 블래더(10)는 경화 프레스에 고정된 블래더(10)(도시되지 않음)를 위한 한 쌍의 환상 유지 비드(annular retaining beads)(12)를 갖는다. 블래더(10)의 팽창부는 유지 비드(12) 사이에 존재한다. 블래더(10)의 팽창부는 중앙부(14), 쇼울더부(16) 및 측벽부(18)를 갖는다. 이러한 부분(14, 16, 18)은 하기의 기준점 및 치수에 의해 규정된다.

블래더(10)는 매끄럽게 연속적인 반경에 의해 규정되는 것 대신에, 곡률의 중심이 종래의 블래더 프로파일에서와 같이 블래더 프로파일의 내측에 위치되는 프로파일을 가지며, 블래더(10)의 각각의 쇼울더부(16)는 중앙부(14)의 곡률 반경(R_C)보다 현저하게 작은 곡률 반경(R₁)을 갖는 기포부(20)에 의해 규정된다. 블래더(10)의 중앙부(14)가 비팽창 위치에서 평평한 프로파일, 즉 무한대의 곡률 반경(R_C)을 가질 수 있다면, 기포부(20)의 곡률 반경(R₁)은 블래더 높이(H)의 일부분으로서 최선으로 규정된다. 블래더 높이(H)는 유지 비드(12)의 외측 에지 사이의 거리이 다. 기포부(20)의 곡률 반경(R₁)은 블래더 높이(H)의 20% 미만의 값을 갖는다.

기포부(20)는 중앙부(14)에 매끄럽게 연결될 수 있거나, 기포부(20)의 적어도 일 측면에서 소 만곡부(22, 24)가 존재할 수 있다. 도시된 블래더(10)에서, 기포부(20)의 각각의 측면에 소 만곡부(22, 24)가 존재한다. 각각의 만곡된 부분(22, 24)은 블래더 프로파일의 외측에 위치된 곡률 반경(R₂, R₃)을 갖는다. 블래더(10)가 2개의 소 만곡부를 가질 때, 곡률 반경(R₁, R₂, R₃)은 바람직하게 다른 하나에 매끄럽게 연속적이다. 2개의 소 만곡부(22, 24)의 곡률 반경(R₂, R₃)은 기포부(20)의 곡률 반경(R₁)과 동일하거나 보다 큰 값을 갖는다. 2개의 소 만곡부(22, 24)의 곡률 반경(R₂, R₃)은 실질적으로 유사할 수도 있고 유사하지 않을 수 있는데, 반경이 상이한 값을 갖는다면, 축방향 내측의 만곡부(22), 즉 중앙부(14)에 가장 근접한 부분은 바람직하게 블래더(10)의 측벽부(18) 내로 이르는 다른 만곡부(24)보다 평평하거나 넓은 곡선을 형성하도록 보다 큰 곡률 반경을 갖는다.

반경(R₁, R₂, R₃)의 값은 블래더의 사이즈와 블래더 및 타이어 공동의 쇼울더 내부 사이에 접촉을 발생시키기 위해 요구되는 블래더의 최적화를 따른다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기포부(20)는 도 1의 블래더의 기포부보다 더 작게 나타날 수 있다. 도 3의 블래더에서, 기포부(20)는 중앙부(14)와 매끄럽게 연속적이다.

도 4에 도시된 프로파일이 그려진 경화 블래더(10)가 경화시 타이어 내부 (30)로 팽창될 때, 기포부(20)는 타이어 쇼울더의 내부에 접촉하기 위한 블래더 재료를 첨가하여, 타이어 내부(30)와 경화 블래더(10) 사이의 임의의 갭의 가능성을 제거한다.

도 5는 블래더 프로파일의 다른 실시예를 도시하고, 쇼울더부(16)의 프로파일은 종래의 블래더 프로파일(110)에 비교했을 때 쇼울더부를 "밀어내도록(push out)" 변형되어 있다. 블래더 쇼울더부(16)를 밀어내기 위해서 기포부를 제공하는 것 대신에, 쇼울더부(16)는 거의 직각인 형상을 갖는다. 쇼울더부는 중앙부(14)의 곡률 반경(R_C)보다 현저하게 작은 곡률 반경(R₄)을 갖는다.

본 발명의 타이어 블래더는 종래의 팽창성 및 내구성있는 재료, 바람직하게 고무로부터 형성된다. 블래더는 다수의 평행한 코드 재료 또는 직조된 직물로 강화될 수 있다. 이러한 경화 블래더의 특징은 블래더 형성의 기술에서 잘 공지되고 통상적이다.

개선된 블래더 구성을 이용하면, 제조되는 타이어의 균일성을 개선시키고, 포획된 공기 결함을 감소시키며, 블래더 마모를 감소시킬 수 있어, 전체 제조 비용은 감소시키고 통상적으로 타이어 경화 블래더의 변경에 요구되는 장치 정지 시간(down time)을 감소시킨다.

본 발명에 따르면, 경화시에 블래더가 보다 신속하게 쇼울더 내부에 접촉하 기 위해 블래더 쇼울더 프로파일이 종래 형상의 블래더 프로파일보다 더 움직여서 블래더와 타이어 공동 사이의 임의의 갭과 포획된 공기의 발생을 감소시키고, 경화 공정시 타이어의 고무 유동을 최소화시킨다.

본 발명의 블래더 구성을 이용하면, 제조되는 타이어의 균일성을 개선시키고, 포획된 공기 결함을 감소시키며, 블래더 마모를 감소시킬 수 있어, 전체 제조 비용은 감소시키고 통상적으로 타이어 경화 블래더의 변경에 요구되는 장치 정지 시간을 감소시킨다.

Claims

타이어 경화 기계(tire curing machine) 내에 장착되는 공기 타이어를 성형하고, 환상(toroidal) 형태를 갖는 팽창성 블래더(expandable bladder)(10)에 있어서,

한 쌍의 대향 환상 비드(opposing annular beads)(12)와 상기 한 쌍의 환상 비드 사이에 위치된 팽창부(expansion portion)를 포함하며, 상기 팽창부는 중앙부(central portion)(14), 쇼울더부(shoulder portions)(16) 및 측벽부(sidewall portions)(18)를 포함하며,

상기 블래더가 비팽창 모드로만 장착된 경우, 상기 블래더의 쇼울더부의 곡률 반경(R₁ 또는 R₄)은 상기 중앙부의 곡률 반경(R_C)보다 상당히 작은 것을 특징으로 하는

팽창성 블래더.
제 1 항에 있어서,

상기 쇼울더부가 기포부(bubble portion)(20)를 갖는 것을 특징으로 하는

팽창성 블래더.
제 2 항에 있어서,

상기 기포부의 곡률 반경(R₁)이 블래더 높이(H)의 20% 미만의 값을 갖는 것을 특징으로 하는

팽창성 블래더.
제 2 항에 있어서,

각각의 블래더 쇼울더부 내의 상기 기포부의 적어도 일 측면상에 소 만곡부(small curved portion)(22, 24)를 가지며, 각각의 소 만곡부는 상기 블래더 외측에 위치된 곡률 반경(R₂, R₃)을 갖는 것을 특징으로 하는

팽창성 블래더.
제 4 항에 있어서,

상기 기포부의 각각의 측면상의 각각의 소 만곡부의 곡률 반경(R₂, R₃)은 상기 기포부의 곡률 반경(R₁)과 같거나 그보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는

팽창성 블래더.