KR20060128874A - 타이어의 균일성을 개선하기 위한 타이어 제조 방법 - Google Patents

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윌리암 데이빗 마우비
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소시에떼 드 테크놀로지 미쉐린
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Abstract

타이어 제조 방법은 경화 후 반경 방향 힘 변화를 감소시키는 것에 의하여 타이어의 균일성을 최적화하는 방법을 포함한다. 경화 후 반경 방향 힘 변화 벡터는 타이어 조립 단계들-“타이어 룸 효과 벡터”로부터 발생하는 기여들을 나타내는 벡터들의 각각 및 가황 및 균일성측정 단계들-“경화 룸 효과 벡터”로부터 발생하는 기여들을 나타내는 벡터의 벡터 합계로서 모델링된다. 추가적으로 상세하게, 타이어 룸과 경화 룸 효과 벡터들 모두는 측정 가능한 인디케이터를 이용할 수 있는 각 반경 방향 힘 변화 기여를 나타내는 서브 벡터들로 더욱 분해될 수 있다. 일련의 타이어들을 위하여, 방법은 조립 순서의 하나 이상의 스테이지들에서의 경화 전 반경 방향 런 아웃(RRO)으로서 이러한 측정들, 타이어 조립 설비에서의 적재 각도의 측정들, 및 가황 공정 동안 만들어진 측정들을 얻는다.
타이어, 반경 방향 런 아웃, 가황, 경화 전 반경 방향 런 아웃, 경화 후 반경 방향 런 아웃, 균일성

Description

타이어의 균일성을 개선하기 위한 타이어 제조 방법{TIRE MANUFACTURING METHOD FOR IMPROVING THE UNIFORMITY OF A TIRE}
본 발명은 타이어들을 제조하는 방법에 관한 것이고, 특히 경화 후 반경 방향힘 변화를 감소시키는 것에 의하여 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.
타이어에서, 보다 상세하게는, 레이디얼 타이어에서, 경화 후(after cure) 반경 방향 힘 변화(radial force variation, RFV)는 그린(경화되지 않음) 타이어의 조립 공정으로부터 도입되고 타이어의 경화동안의 많은 변수들에 의하여 영향을 받을 수 있다. 경화된 타이어에서 반경 방향 힘 변화가 수용할 수 있는 제한들을 초과할 때, 그 결과는 차량의 승차감 및 취급에 나쁜 영향을 주는 원하지 않는 진동들일 수도 있다. 이러한 이유들 때문에, 타이어 제조자들은 그 소비자들에게 배달되는 타이어들에서의 반경 방향 힘 변화의 레벨들을 최소화하도록 노력한다.
경화 후 RFV를 개선하기 위하여 널리 공지되고 일반적으로 실시되는 방법은 초과하는 반경 방향 힘에 대응하는 영역들에서 타이어의 접지면을 갈아내는 것이다. 이러한 방법은 효과적이지만, 원하지 않는 표면 외관을 만들고 제품으로부터 마모 가능한 접지 고무를 제거하는 결점을 가진다. 아울러, 이러한 방법은 여분의 제조 단계를 요구하여, 고가의 설비를 사용한다. 대안적으로, 경화 후 RFV는 미합중국 특허 제5,365,781호에 기술된 방법에 의하여 개선될 수도 있으며, 이 종래의 특허는 경화된 타이어의 측벽들이 측정된 균일성 특징에 응하여 제어된 방법으로 물리적으로 변형된다. 이 방법은 접지 고무의 원하지 않는 제거를 피하지만, 여전히 여분의 제조 단계 및 고비용의 설비를 요구한다.
RFV의 경화 후 보정의 대안은 경화 전 타이이어에서 RFV 소스를 처리하는 것이다. 예를 들어, 조립 공정동안 다양한 타이어 제품의 개시 지점들을 엇갈리게 하고, 경화 후 RFV에서의 효과를 관찰하는 것이 따르는 것이 타이어 산업에서 널리 공지되어 있다. 그런 다음, 이러한 데이터들은 경화 후 RFV를 가장 최소화하는 구성에 따른 각각의 타이어 조립 단계들을 위한 제조 개시 지점들의 최적의 정렬을 기입하도록 사용된다. 또 다른 접근은 타이어의 경화 전 반경 방향 런아웃(radial runout, RRO)이 측정되고, 경화되지 않은 타이어를 클램핑하여 보다 원형의 형태로 재형상화하는 공정이 따르는 미합중국 특허 제5,882,452호에 개시된다.
개선된 균일성을 위한 제조 방법에 대한 여전히 또 다른 접근은 경화 후 RRO 또는 RFV에 기여하는 타이어 조립 및 타이어 경화에 관계한 인자들 측정된 경화 전 RRO에 관계하여 상쇄하는 방법을 포함한다. 전형적인 방법의 한 예가 일본특허 출원 제JP-1-145135호에 주어진다. 타이어의 샘플 그룹, 통상 4개의 샘플들이 주어진 경화 몰드에 배치되고, 각 타이어는 동일한 각도 증가량만큼 회전된다. 각도 증가량은 경화 몰드의 고정 위치에 관계하여 제조 이음매와 같은 타이어에서의 기준 위치 사이에서 측정된다. 다음에, 타이어들은 가황되고, 타이어들의 합성 RFV 파형들 이 기록된다. “합성 파형”이라는 용어는 측정 기구로부터 기록된 바와 같은 원(raw) 파형을 의미한다. 파형들은 그런 다음 다른 것들 위에 각각의 기록된 파형들의 중첩에 의해 평균화된다. 중첩은 각 타이어로부터의 측정된 합성 파형을 겹치는 것에 의하여 달성되는 기록된 파형들의 지점 평균화에 의한 지점이다. 가황의 효과는 타이어의 조립에 관계된“구성”인자만 남기고 취소하는 것으로 추정된다. 같은 방식에 있어서, 샘플 타이어들의 또 다른 세트는 경화 몰드에서 가황되고, 이것들의 각 RFV 파형들이 얻어진다. 각각의 파형들은 다시 중첩에 의하여 평균화되고, 이 때, 파형들의 개시지점들은 각 타이어에 대한 각각의 각도 증가량에 의하여 상쇄된다. 이러한 방식에 있어서, 타이어 조립의 효과들은 단지 “가황 인자”만 남기고 취소하는 것으로 추정된다. 끝으로, 구성 인자와 가황 인자에 대응하는 평균 파형들은 중첩된다. 중첩된 파형들은 다른 파형의 최소치와 하나의 파형의 각 최대치를 정렬시키는 시도로 서로에 관계하여 상쇄된다. 그러므로, 결정된 각도 상쇄는 그런 다음 경화 몰드로 전치된다. 경화되지 않은 타이어들이 몰드에 도달할 때, 각 타이어는 사전 결정된 상쇄 각도에서 몰드에 배치된다. 이러한 방식에 있어서, 경화 후 RFV에 대한 구성 및 가황 기여들은 최소화되도록 주장된다. 이 방법의 주요 결점은 경화 후 EFV에 대한 구성 및 가황 기여들이 각 타이어에 대해 같다고 하는 이것의 가정이다. 특히, 구성 인자에 기여하는 인자들은 제조 작업 동안 상당히 변할 수 있다. 사실, 이러한 방법들은 모순된 가정들을 포함한다. 가황을 결정하도록 사용된 방법론은 경화 몰드에서 타이어들의 회전 단계가 타이어 조립(또는 구성) 효과들을 취소한다는 가정에 의지한다. 이러한 가정은 단지 경화 전 RRO가 불규칙 한 기여없이 하나의 타이어로부터 다음의 타이어로 일관될 때만 유효하다. 이러한 가정이 사실이면, 구성 인자의 결정을 위한 이후의 방법은 하찮은 결과를 만들 것이다.
추가의 개선책들이 일본특허출원 제JP-6-182903호와 미합중국 특허 제6,514,441호에 제안되었다. 이러한 참조물들에서, 상기된 것들과 유사한 방법들이 구성 및 가황 인자 파형들을 결정하도록 사용된다. 그러나, 이러한 방법들은 경화 후 RFV에 대한 경화 전 RRO의 대략적인 기여를 이러한 인자들에 더한다. 2개의 방법들은 다소 상이하게 측정된 경화 전 RRO를 취급한다. 일본특허출원 제JP-6-198203호에 개시된 방법은 RRO 효과들을 최적화하는 것에 반하여, 미합중국 특허 제6,514,441호는 효과적인 RFV를 평가하도록 RRO 파형에 일정한 강성-스케일링 인자의 적용에 의하여 RFV 효과들을 평가한다. 이러한 두 방법들은 경화 후 RFV를 최적화하는 시도에서 각각의 파형들의 겹침 또는 중첩의 이전에 개시된 공정에 의지한다.
상기 방법들 모두의 가장 중요한 결점은 각각의 파형들의 중첩 또는 겹침의 신뢰이다. RFV의 비균일성에 대한 차량 반응이 보다 낮은 조화 진동, 예를 들어 1내지 5개의 조화 진동들에서 보다 중요하다는 것은 타이어 산업에서 널리 공지된 것이다. 상기 방법들이 모든 조화 진동들을 포함하는 합성 파형들을 사용하기 때문에, 이러한 방법들은 차량이 가장 민감해 하는 RFV 조화 진동들을 최적화하는데 실패하였다. 아울러, 합성 파형들을 사용하여 균일성을 최적화하도록 시도하는 방법은 일부의 경우에 중요한 낮은 차수의 조화 진동들의 기여를 실제적으로 증가시키 는 경화 후 RFV를 만들도록 도시될 수 있다. 이러한 예에서, 타이어는 그 처리가 전혀 최적화되지 않았다면 보다 많은 차량 진동 문제들을 유발할 수 있다. 그러므로, 특정 조화 진동들을 최적화할 수 있고 타이어 구성 및 타이어 가황의 효과들을 결정하기 위한 상기 가정들이 없는 제조 방법은 일관적으로 개선된 균일성의 타이어들을 제조할 수 있어야 한다.
상기 배경을 고려하여, 본 발명은 제조된 각 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화(RFV)를 효과적으로 감소시킬 수 있는 타이어 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 각 RFV의 조화 진동을 최적화하도록 동작한다. 상기된 것들과 같은 합성 RFV 신호는 타이어에 적용되는 수직 부하에 대응하는 평균 반경 방향 힘으로부터 타이어 주위의 각 각도 위치에서 타이어의 반경 방향 힘의 변화인 스칼라 양이다. 이러한 합성이 이것의 각 조화 진동 성분으로 분해될 때, RFV의 각 조화 진동은 경화 후 RFV 벡터로서 극좌표로 설명될 수 있다. 이러한 벡터는 각각의 조화 진동의 힘 변화의 피크투피크(peak-to-peak)와 동일한 크기와, 측정 기준 지점과 최대 RFV의 지점 사이의 각도 차이와 동일한 방위각을 가진다.
본 발명의 방법은 주어진 공정에 의하여 제조된 타이어를 위하여 측정된 경화 후 RFV에 기여하는 몇 개의 인자들의 벡터 표현을 채택하는 것에 의하여 이전의 방법들 이상의 상당한 개선을 제공한다. 경화 후 RFV 벡터는 타이어 조립 단계로부터 생기는 RFV 기여들을 표현하는 각각의 벡터-“타이어 룸 효과 벡터”와 가황 및 균일성 측정 단계들로부터 생기는 RFV 기여들을 표현하는 벡터-“경화 룸 효과 벡터”의 벡터 합계로서 모델링된다. 추가적으로 상세하게, 타이어 룸과 경화 룸 모두는 각 RFV 기여를 표현하는 서브 벡터로 더욱 분해될 수 있으며, 이를 위해 측정 가능한 인디케이터가 이용 가능하다. 일련의 타이어들을 위하여, 방법은 조립 순서의 하나 이상의 스테이지들에서의 경화 전 반경 방향 런 아웃(RRO)과 같은 측정들, 타이어 조립 장비에서의 적재 각도들의 측정들, 및 가황 동안 만들어진 측정들을 얻는다. 가황 후에, 타이어들은 균일성 측정 기계에 장착되어, 측정된 경화 후 RFV 조화 진동 성분들이 얻어진다. 이 시점에서, 서브 벡터 성분의 크기 및 방위각에 대한 계수들 가운데 아무것도 알려지지 않았다.
본 발명은 타이어 룸과 경화 룸 효과들을 평가하기 위하여 측정된 합성 RFV 파형들의 조작에 의지하지 않고 이전에 기술된 가정들 중 어느 것도 의지하지 않기 때문에, 이전에 기술된 방법들을 더욱 개선한다. 본 발명은 단일 분석 단계에 대한 입력으로서 상기의 측정된 데이터를 이용한다. 그러므로, 모든 서브 벡터들의 계수들은 유사하게 결정된다. 이러한 계수들이 알려지면, 타이어 룸 효과 벡터와 경화 룸 벡터들은 용이하게 계산된다. 그런 후에, 개개의 타이어들이 제조됨으로써, 경화 전 RRO와 다른 제조 데이터들은 타이어들의 제조 동안 하나 이상의 단계들에서 측정되고 기록된다. 이러한 데이터들은 벡터 모델에 입력되고, 타이어 룸 효과 벡터의 크기 및 방위각들을 계산된다. 끝으로, 평가된 타이어 룸 및 경화 룸 효과 벡터들은 개개의 타이어를 위한 경화 후 RFV를 최소화하게 되는 경화 모델에서의 경화되지 않은 타이어의 각도 정위를 계산하도록 사용된다. 요약하면, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법은
(a) 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화를 평가하기 위하여 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계;
(b) (ⅰ) 개개의 타이어의 경화 전 반경 방향 런 아웃 특징을 측정하고;
(ⅱ) 최적화되도록 반경 방향 힘 변화의 조화 진동을 선택하고;
(ⅲ) 상기 벡터 계수들로부터 경화 후 균일성을 평가하는 서브 단계를 포함하는, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계;
(c) 사전 결정된 경화 룸 방위각으로 상기 개개의 타이어를 정렬하고, 상기 경화 몰드에 상기 개개의 타이어를 적재하고, 상기 타이어를 경화하는 단계를 포함한다.
바로 위에서 기술된 본 발명의 방법은 경화 후 RFV에 대한 경화 전 RRO에 관련한 인자들의 취급으로 이전의 방법들을 더욱 개선한다. 경화 전 타이어에서의 RRO 변화들이 크기 또는 방위각 어느 하나에서의 RRO 벡터의 스칼라 배수인 경화 후 RFV 기여를 항상 만드는 것이 아니라는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 단순한 강성 인자에 의지하는 스칼라 표현은 잘못된 결과를 이끌 수 있다.
경화 후 RFV에 대한 그린 타이어의 기여는 그린 타이어 카커스, 접지면의 RRO 및 벨트 조립체의 반경 방향 RRO, 및 그린 타이어 RRO 효과들의 어떠한 것에 의하여 설명되지 않는 제조 기계 효과들에 기인한 특정 레벨의 RRO에 기인한 효과들을 포함한다. 본 발명의 방법에서, 경화 후 RFV에 대한 그린 RRO의 기여는 이득 벡터(GC)와 그린 타이어 RRO 벡터(GR1)의 벡터 산출량으로서 모델링된다. 이득 벡터는 정확하게 경화 전 RRO로부터 경화 후 RFV로의 변환을 정확하게 모델링한다.
그린 타이어 벡터의 제 1 부분은 그린 카커스의 제 1 조화 진동 RRO 벡터(GR1C)를 카커스 이득 벡터(GNC)와 결합하는 것에 의하여 평가될 수 있다. GNC와 GR1C의 벡터 산출량은 카커스 효과 벡터로서 공지된다. 이러한 효과는 타이어로부터 타이어로 변화할 수도 있다.
그린 타이어 벡터의 제 2 부분은 그린 접지면 및 벨트 조립체의 RRO 벡터의 제 1 조화 진동(GRIT)을 접지면 및 벨트 조립체 이득 벡터(GNT)와 결합하는 것에 의하여 모델링될 수도 있다. GNT와 GRIT는 접지면 및 벨트 조립체 효과 벡터로서 공지된다. 이러한 효과는 또한 타이어로부터 타이어로 변화할 수도 있다.
그린 타이어 벡터의 제 3 부분은 GR1C 또는 GRIT에 의해 포착되지 않는 “기계”효과들에 기인한다. 이러한 기계 벡터들은 일정 벡터들이며, 그 크기는 타이어로부터 타이어로 변화하는 것으로 예측되지 않는다. 기계 효과들의 예들은 제 1 스테이지 조립 드럼 벡터 및 제 2 스테이지 조립 드럼 벡터, 접지면 및 벨트 조립체 조립 드럼 벡터, 및 운반 링 벡터와 같은 타이어 조립 장치에 관련된 벡터이다. 인터셉트 벡터는 이전의 벡터들 중 어떠한 것에 의해서도 기술되지 않은 어떤 다른 일정한 효과를 모델링한다.
기계 효과들은 모델의 정확성에 대한 개선을 허용한다. 측정된 RRO는 실제의 그린 타이어 RRO와, 현재 타이어가 장착된 조립 드럼 또는 측정 장치인 측정 기구의 RRO의 합계이다. 방법의 이러한 개선에 있어서, 한 세트의 벡터 계수들의 결정 단계는 제 1 스테이지 타이어 조립 드럼, 제 2 스테이지 타이어 조립 드럼, 또는 운반 링의 어느 것 또는 그 조합에서의 타이어 카커스의 적재 각도를 기록하는 서브 단계를 추가로 포함한다. 그 밖에, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계는 동일한 기계상에 있는 개개의 타이어의 카커스의 적재 각도를 기록하는 서브 단계를 추가로 포함한다.
기계 효과들은 경화 후 RFV를 추가로 최소화하도록 타이어 조립 도안 조작될 수도 있다. 이러한 것은 최적화 기준에 따라 타이어 룸 효과 벡터의 크기를 변경하는 것에 의하여 달성된다. 이 방법은,
(a) 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화를 평가하기 위하여 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계;
(b) (ⅰ) 개개의 타이어의 경화 전 반경 방향 런 아웃 특징을 측정하고;
(ⅱ) 최적화되는 반경 방향 힘 변화의 조화 진동을 선택하는 서브 단계들을 포함하는, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계;
(c) (ⅰ) 최적화 기준에 따라 하나 이상의 타이어 부품들의 적재 각도를 평가하고;
(ⅱ) 상기 적재 각도에서 대응하는 측정 기계에 상기 성분들을 적재하는 서브 단계들을 포함하며, 상기 벡터 계수들로부터 상기 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 최적화하는 단계를 포함한다.
경화 후 RFV는 제조 공정이 사전 결정된 방위각으로 몰드에 타이어의 적재를 허용하면 추가로 개선될 수 있다. 이 예에서, 최적화 기준은 타이어 룸 효과 벡터의 크기가 실질적으로 경화 룸 효과 벡터의 크기와 동일한 것이다. 그린 타이어는 그런 다음 사전 결정된 경화 룸 방위각에 정렬되고, 경화 몰드에 적재되며, 경화된다.
제조 공정이 사전 결정된 방위각으로 몰드에 타이어의 적재를 허용하지 않는 경우에, 최적화 기준은 타이어 룸 벡터의 크기만을 최소화하는 것이다. 모델의 이행하는 이러한 방법들 중 어느 것에 있어서, RRO는 완성된 그린 카커스의 RRO, 접지면 및 벨트 조립체의 RRO에 대하여, 그리고 완성된 그린 타이어에 대하여 타이어의 조립동안 측정된다. 각 중간 단계에서, 측정된 RRO는 기계 효과들과 어울리는 방위각에 의해 보완될 수도 있다.
본 발명의 방법은 서브 벡터들의 동시 결정에 기인하는 추가의 이점들을 가진다. 이전의 방법들과는 다르게, 본 발명의 방법은 서브 벡터들을 결정하도록 적재 위치들의 어떠한 정밀한 각도 증분들을 요구하지 않는다. 이는 생산 작업동안 얻어지는 측정된 데이터를 사용하여 서브 벡터 계수들을 연속적으로 업데이트에 대한 가능성을 연다. 그러므로, 방법은 대량생산 작업동안 일어나는 생산 변수를 고려하게 된다.
도 1은 본 발명의 방법을 실시하도록 설비된 타이어 제조 공정의 개략도.
도 2a 내지 도 2c도는 본래의 합성 파형들 뿐만 아니라 몇 개의 조화 진동 성분들을 도시한 타이어의 반경 방향 힘 변화의 균일성 측정을 나타내는 개략도.
도 3은 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화에 대한 타이어 룸 및 경화 룸 벡터들의 기여들을 도시한 본 발명의 방법의 벡터 선도.
도 4는 경화된 타이어 균일성의 최적화를 설명하는 본 발명의 방법의 벡터 선도.
도 5는 타이어 룸 효과 벡터에 대한 그린 타이어 반경 방향 런 아웃의 기여를 도시한 본 발명의 방법의 벡터 선도.
도 6은 그린 반경 방향 런 아웃을 측정하도록 사용된 측정 드럼의 그린 타이어 벡터에서의 효과를 도시한 본 발명의 방법의 벡터 선도.
도 7은 경화 후 균일성 측정 기계의 효과를 추가하는 본 발명의 방법의 벡터 선도.
도 8은 그린 타이어 카커스, 접지면 및 벨트 조립체로 인한 추가 성분 효과들의 그리고 제 1 스테이지 드럼, 접지면 및 벨트 조립체 드럼, 및 운반 링의 기계 효과들을 위한 추가 성분 효과들의 그린 타이어 벡터에서의 효과를 도시한 본 발명의 확장된 방법의 벡터 선도.
도 9는 경화된 타이어 조립체의 최적화를 결정하는 본 발명의 확장된 방법의 벡터 선도.
이하, 본 발명의 예시적인 형태들에 대해 참조가 상세하게 만들어지고, 하나 이상의 형태들이 도면들에 예시된다. 각 기술된 예는 본 발명의 설명으로서 제공되고, 본 발명의 제한으로서 의미하지 않는다. 설명 전체에 걸쳐서, 하나의 형태의 부분으로서 예시되거나 기술된 특징들은 또 다른 형태와 함께 사용될 수도 있다. 모든 또는 일부 형태들에 공통인 특징들은 도면들에서 추가로 인용되는 바와 같이 유사한 도면 부호들을 사용하여 기술된다. 다음의 표 1은 본 명세서에 채택된 특정 용어들을 지시한다. CBD_REF, FBD_REF, SBD_REF, TSR_REF, 및 CAV_REF은 타이어 제조 단계동안 기록되는 기준 각도들에 대한 스칼라 양들이다.
표 1- 벡터 명칭
벡터 크기 방위각
반경 방향 힘(VRH1) VRM1 VRA1
카커스 그린 RR0(GR1C) FRM1C FRA1C
이득 카커스(GNC) GC θC
접지면 그린 RRO(GRIT) FRM1T FRA1T
이득 접지면(GNT) GT θT
그린 타이어 RRO(GR1) FRM1 FRA1
이득(GN) GN θ
제 1 스테이지 기계(T1) TM1 TA1
제 2 스테이지 기계(T2) TM2 TA2
접지면 및 벨트 조립체(T3) TM3 TA3
운반 링 기계(T4) TM4 TA4
인터셉트(I1) IM1 IA1
타이어 룸 효과(TR1) TRM1 TRA1
경화 룸 효과(CR1) CM1 CA1
제 1 스테이지 적재 각도 CBD_REF
제 2 스테이지 적재 각도 FBD_REF
접지면 및 벨트 조립제 적재 각도 SBD_REF
운반 링 적재 각도 TSR_REF
경화 캐비티 적재 각도 CAV_REF
현대의 공기압 타이어들은 일반적으로 많은 배려와 정밀도로 제조된다. 타이어 설계자들의 목표는 원주 방향이나 또는 측면 방향에서의 비균일성이 없는 완성된 타이어이다. 그러나, 설계자들의 목적들에도 불구하고, 타이어 제조 공정에서의 다수의 단계들이 다양한 비균일성들을 이끌 수 있다. 하나의 명백한 비균일성은 타이어가 완전하게 원형(반경 방향 런 아웃 또는 RRO)일 수 없다는 것이다. 비 균일성의 또 다른 형태는 반경 방향 힘 변화(RFV)이다. 주어진 거리만큼 아래로 굽어지고 평탄면상에서 구르는 자유롭게 회전하는 허브에 장착되는 타이어를 고려한다. 타이어 설계의 함수인 평탄면에서의 작용하는 일정한 반경 방향 힘은 다양한 공지의 수단에 의하여 측정될 수 있다. 평균하여, 이러한 반경 방향 힘은 타이어에 적용되는 부하와 같다. 그러나, 타이어가 구름으로써, 반경 방향 힘은 타이어의 국부 적인 강성에서의 변화들을 이끄는 내부 타이어 기하학적 형상에서의 변화들로 인하여 약간 변화하게 된다. 이러한 변화들은 그린 타이어의 제조에서 사용되는 제품 연결부들 또는 특정 제품들의 부정확한 배치와 같은 국지화된 조건들에 의하여 그린 타이어상에서 야기될 수도 있다. 타이어를 경화하는 공정은 경화 동안 제품의 슬립으로 인한 추가 인자들을 이끌 수 있다.
도 1은 타이어 제조 공정의 단순화된 도면이다. 타이어 카커스(10)는 조립 드럼(15)에 형성된다. 단일 스테이지(unistage) 제조 공정에서, 카커스(10)는 드럼(15)에 남는다. 2-스테이지 공정에서, 카커스(10)는 드럼(15)으로부터 제거되어, 제 2 스테이지 완성 드럼(도시되지 않음)으로 이동된다. 어느 한 경우에도, 카커스(10)는 마무리된 그린 타이어(30)를 제조하도록 마무리된 접지면 띠(20)를 수용하도록 팽창된다. 본 발명의 하나의 변형예에서, 그린 타이어(30)의 RRO는 기준 지점으로서 바코드(35)를 사용하여 측정 시스템(70)에 의해 측정된다. RRO 파형은 컴퓨터(80)에 저장된다. 그린 타이어(30)는 타이어의 정위 각도(CAV_REF)가 기록되는 경화 룸으로 이동된다. 타이어는 그런 다음 경화 캐비티(40)에 적재되고 경화된다. 경화된 타이어(30＇)는 타이어 RFV의 측정 및 기록을 위하여 균일성 측정 기계(50)로 이동된다.
도 2a는 경화된 타이어(30＇)에 대해 측정된 RFV의 개략도이다. 가로좌표는 타이어의 원주를 나타내고, 종좌표는 반경 방향 힘 변화를 나타낸다. 도 2a는 측정된 신호로 합성 파형으로서 참조된다. 합성 파형은 조화 진동의 무한급수를 포함한다. 개개의 조화 진동들은 합성 신호에 푸리에 분해를 적용하는 것에 의하여 얻어 진다. 도 2b 및 도 2c는 각각 합성 신호로부터 추출된 결과적인 제 1 및 제 2 조화 진동들을 도시한다. 반경 방향 힘(VRM1)의 제 1 조화 진동의 크기는 최대 및 최소 힘 사이의 차이로서 정의된다. 제 1 조화 진동(VRM1)의 위상각도 및 방위각은 측정을 위한 기준 위치와 최댄 반경 방향 힘의 위치 사이의 각도 상쇄로서 정의된다. 그러므로, 도 2b에서의 데카르트 좌표들에 이해 지시된 사인파는 극좌표 도시에서의 벡터로서 동일하게 도시될 수 있다. 이러한 벡터 선도는 사인파 선도의 우측에 바로 접하여 도 2c에 도시된다. 제 1 조화 진동(VRH1)의 RFV 벡터는 VRM1과 같은 길이를 가지며, 방위각(VRA1)과 동일한 각도로 회전된다. 유사한 방식으로, 하나는 크기(VRM2) 및 방위각(VRA2)을 가지는 도 2c에 도시된 제 2 조화 진동 벡터(VRH2)를 추출할 수 있다. H2 벡터에 대한 좌표 선도는 각도 좌표가 현재 방위각의 2배인것 외에는 벡터(H1)와 닮았다.
방법의 한 예의 기술에 있어서, 특정 예가 제 1 조화 진동(H1)의 최적화에 한정된다. 그러나, H2, H3 등과 같은 다른 조화 진동을 최적화하는 방법을 적용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 마찬가지로, 다음의 예는 반경 방향 힘 변화의 최적화를 기술하는 것에 반하여, 곡선의 타이어 반경 방향 런 아웃 또는 측면 힘 변화와 같은 다른 균일성 특징들의 보정에 본 발명을 적용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 간단하게, 방법은 아래에 기술된 벡터 방정식에 대한 적절한 변경으로 어떤 측정 가능한 균일성 특징의 조화 진동들을 최적화하도록 사용될 수 있다.
도 3은 최적화가 적용되지 않았을 때, 경화 후 반경 방향 힘 변화, 타이어 룸 효과 벡터(TR1), 및 경화 룸 효과 벡터(CR1)의 제 1 조화 진동에 대한 2개의 주요 기여들을 도시한 벡터 선도이다. 경화된 타이어 결과(VRH1)는 이러한 2개의 성분들의 벡터 합계이다. 본 발명의 독특한 기여는 이러한 2개의 성분 벡터들의 조작에 의하여 경화 후 균일성을 최적화할 수 있다. 벡터 공간에서 이러한 효과들을 처리하는 능력은 오직 각 조화 진동이 추출되었을 때만 가능하다.
도 4는 최적화 단계의 개략도이다. 이 도면에서, 그린 타이어(30)는 사전 결정된 각도(CAV_REF)만큼 물리적으로 회전되어서, 그 타이어 룸 효과 벡터(TR1')는 겨화 룸 효과 벡터(CR1)에 직접 마주하고, 경화 룸 효과 벡터는 경화 설비(40)의 셋업 또는 스테이지에 변화가 없으면 고정된다. 이러한 최적화는 경화 후 결과(VRH1')를 크게 감소시키는 것을 쉽게 알 수 있다.
이전의 것은 경화 후 균일성에 영향을 주는 인자들의 크게 단순화된 도면이다. 타이어 룸과 경화 룸 성분 벡터들 모두는 많은 개개의 인자들 또는 서브 벡터들의 결과이다. 각 서브 벡터는 경화된 타이어 RFV에 대한 기여이고, 이러한 벡터들은 반경 방향 힘 변화, 즉 ㎏에 대응하는 단위들을 가진다. 도 5는 하나의 이러한 서브 벡터, GR1*GN으로서 지시되는 그린 타이어 반경 방향 런 아웃의 효과를 설명한다. 이러한 서브 벡터는 그린 RRO(㎜)의 벡터 성과, 및 국지화된 반경 방향 강성(㎏/㎜)을 모델링하는 이득 벡터를 표현한다. 그러나, 이득 벡터는 이전의 방법에서 사용된 것과 같은 간단한 스칼라 인자가 아니라, 그린 타이어(30) 주위의 원주 방향의 반경 방향 강성 변화를 고려하는 진 벡터(true vector)이다. 남아있는 확인되지 않은 인자들은 인터셉트 벡터(I1)에 합병된다. 모든 인자들이 알려지면, 인터셉트 벡터(I1)는 존재하지 않는다. 인터셉트 벡터(I1)는 확인되지 않은 효과들의 원인이 된다.
도 6은 기계 효과들의 제 1 표현을 도시한 타이어 룸 서브 벡터들을 더욱 하강시킨다. 그린 타이어가 조립 드럼(15)으로부터 제거되기 전에, 그린 타이어 RRO의 측정은 바람직하게 타이어 조립의 완성시에 있다. 예시된 예들의 방식에 의하여, 측정 드럼은 타이어 조립 드럼(15), 단일 스테이지 기계의 단일 드럼, 또는 2 스테이지 기계의 마무리 드럼이다. 그린 타이어 RRO는 또한 전용의 측정 장치에서 오프라인으로 수행될 수도 있다. 어느 하나의 경우에, 측정 드럼의 반경 방향 런 아웃은 그린 RRO 벡터에 대한 거짓 기여를 도입할 수 있다. 그린 타이어 RRO가 측정될 때, 그 결과는 그린 RRO 벡터이다. 그린 타이어 RRO가 측정될 때, 그 결과는 진(true) 타이어 런 아웃과 RRO의 측정을 위하여 사용된 드럼의 런 아웃의 합계이다. 그러나, 단지 그린 타이어 RRO는 타이어의 경화 후 RFV에서의 영향을 가진다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방법은 이러한 거짓 RRO 효과를 고려하는 측정 드럼으로 인한 서브 벡터(T2)를 포함한다.
서브 벡터 이점은 또한 경화 룸 효과들을 개선하도록 사용될 수 있다. 이전의 거짓 RRO와 유사한 효과는 경화 후 RFV의 측정을 위하여 존재한다. 즉, 측정 기게 자체는 측정된 바와 같은 타이어 RFV에 대한 기여를 포함한다. 도 7은 측정된 반경 방향 힘 벡터(VRH1)와 진 반경 방향 힘 벡터(TVRH1) 사이의 차이를 도시하는 이러한 효과를 고려한 추가의 서브 벡터(UM1)를 도시한다. 이러한 서브 벡터는 VRH1을 최적화하기 위하여 도 4에 도시된 회전각도(CAV_REF)에 대한 작지만 상당한 보정을 부과한다. 연구자들은 UM1 서브 벡터의 포함이 약 0.5 내지 1.0㎏ 만큼 진 반경 방향 힘 벡터(VRH1)의 크기(VRM1)를 개선할 수 있다는 것으로 보여주었다.
벡터 공간에서의 이전의 그래프 표현은 각 용어가 도 6의 예에 도시된 벡터들과 서브 벡터들을 나타내는 아래의 방정식(1)로서 지금 다시 계산될 수 있다. 방법은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 도 6에 도시되지 않고 또한 여기에 명시적으로 기술되지 않은 추가의 효과들에 적용될 수 있다.
VRH1 = 타이어 룸 RH1 + 경화룸 RH1 (1)
타이어 룸을 서브 벡터들로 대체하는 것은 최종 모델링 방정식을 산출한다:
VRH1 = (타이어 룸 RH1 + 조립 드럼 + 인터셉트) + 경화룸 RH1 (2)
또는
VRH1 = GR1 *GN + T2 + Il +CR1 (3)
방법의 이행에서의 제 1 단계는 모델링 방정식을 세우는 데이터를 모으는 것이다. 그린 RRO 및 VRH1 벡터들은 측정된 양들이다. 과제는 이득 벡터(GN), 조립 드럼 벡터(T2), 인터셉트 벡터(I1), 및 경화 룸 효과 벡터(CR1)를 평가하는 것이다. 이러한 것은 벡터 회전 및 회귀 분석에 의하여 달성된다.
먼저, 전체 공정을 통하여 접근할 수 있는 카커스 또는 생산 연결부에 적용되는 바코드와 같은 타이어상의 기준 지점이 확인된다. 명세서에 기술된 특정 예에서, 본 발명은 측정 드럼 자체의 반경 방향 런 아웃을 고려한 개선을 포함한다. 이러한 효과는 타이어 조립 드럼(15)이 측정 드럼으로서 사용될 때 중요할 수도 있다. 측정 드럼상에서 타이어 카커스의 적재 각도(FBD_REF)가 기록된다. 이러한 특 정예를 위하여, 카커스(10)가 단일 스테이지의 제 1 스테이지 또는 2 스테이지 기계의 제 2 스테이지에 적재됨으로써, 적재 각도가 측정된다. 벡터 계수의 측정 드럼 런 아웃의 효과의 정확한 평가를 보장하도록 타이어들의 주어진 샘플 내에서 적재 각도(FBD_REF)의 넓은 변화를 보장하는 것이 유익하다.
다음에, 마무리된 그린 타이어(30)의 RRO는 측정 기구(70)에 의해 측정되는 한편, 타이어는 마무리 스테이지 조립 드럼(15)에 장착된다. 대안적으로, 마무리된 그린 타이어는 측정 장치와 여기에서 만들어진 RRO 측정을 분리하도록 이동될 수도 있다. 이 RRO 측정은 모델링되지 않은 효과들을 임의 추출하도록 다중 타이어들에 대하여 반복된다. 비전 시스템 또는 레이저를 사용하는 비접촉 시스템과 같은 RRO 측정을 얻기 위한 많은 공지된 기구(70)들이 있다. 접선 화상화에 근거한 반경 방향 런 아웃의 측정을 위한 시스템이 반경 방향 화상화를 사용하는 것들보다 좋다는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 취득된 RRO 데이터들은 컴퓨터(80)에 기록된다.
다음에, 각 그린 타이어(30)는 경화 룸으로 운반되고, 각 그린 타이어가 경화되거나 또는 가황되는 경화 캐비티(40)의 식별 뿐만 아니라 각 그린 타이거가 경화 캐비티로 적재되는 정위 방위각(CAV_REF)이 기록된다. 벡터 계수들에서의 경화 캐비티 효과의 정확한 평가를 보장하기 위하여 타이어들의 주어진 샘플 내에서 정위 방위각의 넓은 변화를 보장하는 것이 유익하다. 각 타이어가 경화된 후에, 경화된 타이어(30')는 각 타이에 대한 반경 방향 힘 변화(RFV)를 취득하도록 균일성 측정 기계(50)로 이동된다. 그러므로, 취득된 RFV 데이터는 또한 컴퓨터(80)에 기록된다.
모델이 균일성 기계 서브 벡터(UM1)를 포함하도록 확장되면, 조립 드럼 벡터를 위하여 상기에서 윤곽이 그려진 것들과 유사한 단계들이 균일성 측정 기계에 적용된다. 제 2 스테이지 카커스 적재 각도(FBD_REF)와 유사한 균일성 측정 기계(UM_REF)에서의 경화된 타이어를 위한 적재 각도는 타이어들의 샘플을 위한 관련 RFV 데이터와 함께 컴퓨터(80)에 기록되어 저장된다. 그런 다음, 서브 벡터(UM1)는 조립 드럼 서브 벡터(T2)를 얻도록 본 명세서에 기술된 바와 같은 동일한 벡터 분석 절차를 사용한 모델에 더해질 수 있다. 모델은 경화 후 RFV의 평가를 개선하도록 서브 벡터(UM1)의 크기(UMM1)와 방위각(UMA1)을 얻도록 추가 쌍의 계수들을 포함할 것이다.
이들 데이터가 타이어들의 적절한 샘플을 취득하였으면, 조화 진동 데이터가 RRO 및 RFV 파형들로부터 추출된다. 본 예에서, 그린 반경 방향 런 아웃(GR1, 크기(FRM1) 및 방위각(FRA1)) 및 반경 방향 힘 변화(VRH1, 크기(VRM1) 및 방위각(VRA1))의 제 1 조화 진동 데이터는 각각 추출되고 저장된다. 상기 방정식(2)에서 각 벡터는 이전에 정의된 바와 같은 크기와 방위각을 가진다.
측정 환경에서 방정식(3)의 신속한 적용을 용이하게 하도록, 방정식을 풀기 위해 디지털 컴퓨터를 사용하는 것이 유익하다. 이러한 것은 상기 벡터 방정식들을 데카르트 좌표에서의 한 세트의 대수 방정식으로 변환시킬 것을 요구한다. 데카르트 좌표에서, 각 벡터 또는 서브 벡터는 아래의 예에 도시된 바와 같은 x-성분 및 y-성분을 가진다.
Figure 112006034750694-PCT00001
,및
Figure 112006034750694-PCT00002
여기에서, 괄호는 안에 있는 크기 및 방위각 양의 스칼라 값들이다. 유사한 방식으로, 독립 인자들은 극으로부터 데카르트 좌표들로 변환된다:
Figure 112006034750694-PCT00003
종속 벡터(VRH1X,VRH1Y)는 아래의 방정식에서 벡터들의 합이다.
Figure 112006034750694-PCT00004
표준 삼각법 동일성들로 이 방정식들을 확장하는 것은 다음을 산출한다:
Figure 112006034750694-PCT00005
확장된 방정식을 단순화하도록, 다음의 확인들을 도입한다:
Figure 112006034750694-PCT00006
이 확인들을 방정식(9) 및 (10)의 확장된 형태로 대체하는 것은 다음을 산출한다:
Figure 112006034750694-PCT00007
바로 위의 방정식(13) 및 (14)는 행렬 형태로 쓰여질 수 있다:
Figure 112006034750694-PCT00008
전조 계수 벡터(a,b),(c,d),(e,f), 및 (IlX,IlY)들이 알려졌을 때, 상기의 식(15)은 모델링 식을 제공하고, 모델링 식에 의하여 개개의 타이어를 위한 VRH1 벡터가 평가될 수도 있다. 이러한 기본 공식은 또한 다른 공정 요소들을 포함하고 다른 제조 기구 계획들을 고려하여 변경될 수 있다. 이러한 계수 벡터들은 위의 행렬식을 풀도록 다양한 공지의 수학적 방법들에 의해 얻어질 수 있다.
측정 환경에서, 그리고 계수들의 실시간 사용 및 업데이트를 용이하게 하도록, 방법은 계수들이 최소 제곱 회귀(least-squares regression) 평가에 의하여 동시에 결정되면 보다 용이하게 이행된다. 모든 조립 드럼 및 캐비티들에 대한 모든 계수들은 단일 회귀 단계에서 풀어질 수 있다. 끝으로, 벡터 계수들은 미래의 사용을 위하여 데이터베이스에 저장된다. 단일 몰드 및 단일 경화 캐비티의 예를 위하여, 계수들은 다음과 같은 물리적 취지를 가진다: (a,b)는 kgf/㎜의 단위들에서의 이득 벡터(GN)이고, (c,d)는 kgf의 단위들에서의 경화 룸 효과 벡터(CR1)이며, (e,f)는 kgf의 단위들에서의 조립 드럼 벡터(T2)이며, (IlX,IlY)는 kgf의 단위들에서의 인터셉트 벡터(I1)이다.
상기 목록의 식들은 하나의 경화 캐비티 및 하나의 조립 드럼을 위한 것이다. 경화 캐비티 및 조립 드럼은 비록 실제의 공정이 많은 조립 드럼과 많은 캐비티들을 포함할지라도 각 타이어는 단지 각각의 것을 이해하게 되는 것을 의미하는 네스티드(nested) 인자들이다. 그러므로, 완전 방정식은 아래에 도시된 바와 같은 각 조립 드럼 및 각 경화 캐비티를 위한 벡터를 포함한다. 모델을 확장하는 것은 먼저 다음의 행렬들 V ij , C ij , 및 X ij 의 생성을 요구하며, 아래첨자 “i”는 몰드 I를 표시하고, 아래첨자 “j”는 조립 기계 드럼 j를 표시하고, 아래첨자 쌍“i,j”은 조립 드럼“j”에서 제조되고 경화 캐비티“i”에서 경화된 타이어를 표시한다.
Figure 112006034750694-PCT00009
그런 다음, 상기 식들은 몰드와 조립 기계 드럼(i 및 j로 색인된)의 주어진 조합을 위하여 아래의 간단한 행렬 형태로 설명될 수 있다:
V ij = C ij X X ij (16)
이 식은 아래의 행렬식으로 동시에 다중 몰드들 및 조립 기계 드럼들을 수용하도록 확장될 수 있다:
Figure 112006034750694-PCT00010
최종 단계는 도 4에 도시된 예시에 따라서 개개의 타이어들이 제조됨으로써 개개의 타이어들의 RFV를 최적화하도록 모델을 적용하는 것이다. 각 타이어 조립 드럼은 식별자 "j"를 가지고, 각 경화 캐비티는 식별자 "i"를 가진다. 각 타이어는 바코드와 같은 독특한 식별자 기구를 가진다. 이러한 식별자 태그들은 개개의 타이어를 위하여 기록된 정보가 최종 단계에서 검색되도록 허용한다. 타이어 조립의 완성 시에, 그린 RRO가 측정되고, 그 조화 진동 크기(FRM1)와 방위각(FRA1)은 조립 또는 측정 드럼상의 타이어의 적재 각도(FBD_REF)와 함께 기록된다. 그린 타이어가 경화 룸에 도달하였을 때, 타이어가 경화되는 경화 캐비티는 미리 결정되고, 캐비티를 위한 경화 룸 효과 벡터 정보는 데이터베이스로부터 검색된다. 독취 기구는 타이어를 식별하여 측정되고 기록된 타이어 정보(FRM1 및 RFA1, 조립 드럼 식별 및 적재 각도(FBD_REF))를 찾도록 데이터베이스를 폴링하는 것을 용이하게 하도록 바코드를 스캐닝한다. 다음에, 계산은 아래의 방정식들에 의하여 타이어 룸 효과 벡터를 평가하도록 수행된다. 식 (17) 및 (18)들은 위의 식 (9) 및 (10)과 형태에 있어서 동일하지만, 경화된 RFV에 대한 타이어 룸 기여를 평가하도록 예측된 형태로 사용된다.
Figure 112006034750694-PCT00011
타이어 룸 효과 벡터(TR1)의 방위각(TRA1)은 양(TRlY/TRlX)의 역탄젠트이고, 경화 룸 효과 벡터(CA1)의 방위각(CA1)은 양(d/c)의 역탄젠트이다. 다시 도 4를 참조하여, 그린 타이어(30)는 회전되어서, 경화 캐비티(40)에 관계한 이것의 정위 각도(CAV_REF)는 예측된 타이어 룸 효과 벡터의 방위각(TRA1)이 경화 룸 효과 벡터의 방위각(CA1)에 마주하게 된다. 이러한 동작은 아래의 식으로 설명될 수 있다:
Figure 112006034750694-PCT00012
그린 타이어(30)는 그런 다음 경화된 타이어(30')에서 RFV를 최소화하는 정위 각도(CAV_REF)로 경화 캐비티(40)에 적재된다.
상기 방법이 다중의 타이어 조립 드럼과 다중의 경화 캐비티로 실시될 때, 벡터 계수를 결정하고, 경화 후 RFV를 평가하고, 경화 후 균일성을 최적화하는 방법들의 모든 단계들은 공정 방정식의 특정 식별자들을 사용하여 실시된다. 이러한 방식에서, 어떠한 조립 기계에서도 제조된 타이어는 최적화된 레벨의 RFV로 경화 캐비티에서 경화될 수 있다.
타이어가 독특한 식별 바코드를 가지지 않는 경우에, 경화 룸에서 전체 최적화 공정을 수행하는 것은 불가능하다. 이 경우에, 타이어는 타이어 룸 효과 벡터(TR1)의 방위각(TRA1)을 지시하도록 표시되어야만 되는 한편, 타이어는 타이어 조립 기계에 있다. 그린 타이어의 타이어 룸 효과 벡터의 방위각은 벡터 회귀 방법을 사용하여 계산되고, 마크는 방위각(TRA1)에 대응하는 타이어에 표시된다. 추가하여, 경화 캐비티(40)는 경화 룸 효과 벡터(CA1)에 대각으로 마주하는 방위각(CA1- 180)에 이전에 표시되었었다. 그린 타이어(30)가 경화 룸에 운반되고 경화 캐비티(40)에 도달하였을 때, 방위각(TRA1)을 지시하는 타이어(30)상의 미리 적용된 표시는 경화 캐비티(40)상의 미리 적용된 마크와 정렬된다. 이러한 방식에 있어서, 경화 후 벡터(VRH1)를 마주하는 타이어 룸 효과 벡터(TR1)와 경화 룸 효과 벡터는 최적화되게 된다.
본 발명의 또 다른 이점과 독특한 특징은 복합 제조 공정과 관련된 일정 변화들을 고려하도록 각 개개의 타이어로부터 측정된 데이터와 함께 예언적 계수 벡터(a,b), (c,d), (e,f), 및 (IX,IY)들을 업데이트할 수 있다. 개개의 타이어들의 그린 RRO 및 경화된 RFV가 연속적으로 측정되기 때문에, 모델은 공정에서의 변화들에 대한 예언적 식들을 조정하도록 새로운 이들 제조 데이터로 주기적으로 업데이트 될 수 있다. 이러한 업데이트들은 존재하는 데이터에 부가되거나 또는 본래의 데이터를 대체할 수 있는 새로운 독자적 세트의 예언적 계수 벡터들을 계산하도록 사용된다.
도 8은 그린 타이어 카커스, 접지면 및 벨트 조립체로 인한 추가의 성분 효과들의 그리고 제 1 스테이지 드럼의 기계, 접지면 및 벨트 조립체 드럼, 및 운반 링에 대한 효과들을 도시하는 본 발명의 확장된 방법의 벡터 선도이다. 이러한 것은 벡터 식의 이전의 시스템의 적절한 변경을 통하여 달성될 수 있다. 그린 타이어 효과 벡터(GR1*GN)는 지금 한 세트의 타이어 부품 서브 조립체들 및 한 세트의 기계 효과들에 대응하는 성분 서브 벡터들에 의하여 기술될 수 있다. 그린 타이어 효 과 벡터(GR1*GN)는 다음과 같이 나타난다:
Figure 112006034750694-PCT00013
평가된 타이어 룸 효과 벡터(TR1)를 기술하는 벡터 식(3)은 다음과 같이 되고:
Figure 112006034750694-PCT00014
평가된 경화 후 균일성은 식(1)에서와 같이 남게 된다.
Figure 112006034750694-PCT00015
여기에서, TR1은 새로운 식(23)에 의해 표현된다. 통상의 지식을 가진 자는 확장된 타이어 룸 벡터 식(23)에 대응하는 예언적인 식의 세트를 확장하도록 벡터식(4) 내지 (15)에서 이전에 기술된 바와 같이 동일한 방법론을 따를 수도 있다. 아래의 결과는 RFV의 x 및 y 성분들을 보인다.
Figure 112006034750694-PCT00016
다중 선형 회귀 루틴은 계수 벡터(a,b), (c,d), (h,j), (k,m), (n,p), (q,r), (s,t), 및 (IlX, I1Y)들을 동시에 평가하도록 사용된다. 벡터 계수들은 물리적 취지를 가진다. 벡터(a,b)는 카커스 이득 벡터(GC)이고, kgf/㎜의 단위를 사용한다. 벡터(c,d)는 접지면 및 벨트 조립체 이득 벡터(GT)이고, kgf/㎜의 단위를 사용한다. 벡터(h,j)는 제 1 스테이지 조립 드럼 기계 벡터(T1)이고, kgf의 단위를 사용한다. 벡터(k,m)는 제 2 스테이지 조립 드럼 기계 벡터(T2)이고, kgf의 단위를 사용한다.
벡터(n,p)는 접지면 및 벨트 조립체 벡터(T3)이고, kgf의 단위를 사용한다. 벡터(q,r)는 운반 링 기계 벡터(T4)이고, kgf의 단위를 사용한다. 벡터(s,t)는 경화 룸 효과 벡터(CR1)이고, kgf의 단위를 사용한다. 벡터(IlX, I1Y)는 인터셉트 벡터이고, kgf의 단위를 사용한다.
이전에 기술된 절차상 단계들의 다음에, 확장된 모델이 다음의 예시적인 방식으로 실시될 수 있다. 벡터 계수들을 결정하는 단계에서, 방법은 이전에 기술되었지만 추가의 방법들과 함께 실시된다. 예를 들어, 모델이 제 1 단계 조립 드럼 서브 벡터(T1)를 포함하는 것이면, 타이어들의 샘플에서의 데이터는 제 1 스테이지 드럼(CBD_REF)상의 카커스 적재 각도의 기록을 포함하는 것이 필요하다. 마찬가지로, 그린 타이어 카커스 서브 벡터(GR1C) 및 카커스 이득(GNC)을 고려하여, 그린 카커스의 RRO의 측정이 필요하다. 여기에서, 용어 카커스는 접지면과 벨트 조립체를 뺀 그린 타이어 의 성분들을 의미한다. 이러한 것은 종종 2 스테이지 조립 공정의 제 1 스테이지로부터의 서브 조립체이다. 그 밖에, 접지면과 벨트 조립체 서브 벡터(GRIT)와 접지면 이득(GNT)은 이 조립체를 조립하도록 공통적으로 사용된 형태 에서의 이 타이어 부품들의 접지면 및 벨트 조립체 적재 각도(SBD_REF)의 측정들을 통하여 포함될 수 있으며, 조립 형태에서의 조립체의 그린 RRO의 측정이 따른다. 끝으로, 운반 링 기계 효과(T4)는 조립 형태로부터 그린 카커스와 연결되는 위치로 접지면 및 벨트 조립체(20)를 운반하도록 장치 사용에 의해 도입된 균일성 효과들을 설명한다. 기계 효과(T4)는 운반 링(TSR_REF)에서의 적재 각도의 측정에 의해 설명된다.
이 타이들은 그런 다음 이전과 같이 경화 몰드에서 경화되고, 경화 후 RFV의 측정이 따른다. 일련의 서브 벡터들에 대한 알려지지 않은 계수들은 회귀 분석으로부터 동시단계에서 결정된다. 최종적으로, 서브 벡터 계수들이 알려지면, 식들은 예언적 방법으로 사용된다. 도 8은 추가적인 서브 벡터들이 개개의 타이어에 대한 타이어 룸 효과 벡터(TR1)를 평가하도록 사용되는 대안적인 수단을 제공하기 위한 식(22)의 결과를 도시한 그래프이다.
모델은 그런 다음 개개의 타이어의 경화 후 RFV를 최적화도록 적용된다. 본 명세서에 기술된 단계들은 카커스와 접지면 및 벨트 조립체들이 별도의 성분으로 조립되고, 타이어를 완성하도록 연결되는 2 스테이지 조립 공정에 적용한다. 다른 타이어 조립 방법들에 이 방법을 적용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다. 특히, 이 타이어 조립 단계들의 최적화는 모델 확립 단P에서 유도된 계수들을 사용하여 수행하게 된다. 기계 효과들과 측정된 반경 방향 런 아웃 효과들을 사용하여, 카커스(10) 및 접지면 및 벨트 조립체(20)의 적재의 최적화 상대 각도들은 발생되어, 요소들에 표시되거나 또는 바람직하게 기계 제어 시스템들에 의해 선택된 각도 들로 자동적으로 회전된다. 타이어 조립의 개시에서, 제 1 스테이 조립 드럼 식별자는 기록되고, 카커스를 조립하는 것이 따른다. 다음에, 카커스 RRO 측정들은 제 1 스테이지 드럼에서 만들어지고, 카커스 효과 벡터(GR1C*GC)가 수치화된다. 기계 기여는 기계 벡터(T1)를 통하여 알려진다. 대안적으로, 카커스 RRO 측정들은 제 2 스테이지 조립 드럼에서 만들어질 수 있으며, 이 경우에, 기계 벡터(T1 및 T2)들이 사용될 수 있다. 접지면 및 벨트 조립체 단계들은 식별자로부터의 조립을 기록하는 것으로 시작하고, 벨트들 및 접지 밴드를 적용하는 것이 따른다. 다음에, 접지면 및 벨트 조립체 RRO는 형태상에서 측정되고, 접지면 및 벨트 조립체 효과 벡터(GR1T*GT)는 수치화된다. 조립 형태의 기계 기여는 기계 벡터(T3)를 통해 알려진다. 끝으로, 이것은 제 2 스테이지 조립 드럼, 운반 링 드럼, 및 각각의 기계 벡터(T2 및 T4)들을 식별하도록 정보를 기록한다.
최적화 방법은 측정 설비의 정교함의 레벨에 따라 몇 개의 변화들로 적용될 수 있다. 도 1에 도시된 예에 대하여, 설비는 식별 및 방위각을 위한 타이어 부품들의 라벨링을 허용한다. 설비는 또한 경화 모델들의 선택을 허용하여, 모델에서 결정된 방위각 또는 정위 형태로 경화 몰드에서 타이어의 적재를 허용한다. 이 예에서, 경화 후 RFV는 경화 룸 효과 벡터(CR1)의 크기에 같거나 또는 거의 같은 타이어 룸 효과 벡터(TR1)의 크기를 가지는 그린 타이어(30)를 조립하는 것에 의하여 감소된다. 도 9는 이러한 변화를 타나낸다. 최적화된 타이어 룸 효과 벡터(TR1)는 경화 룸 효과 벡터(CR1)의 크기에 대한 그 크기의 일치를 설명하도록 점선으로 도시되어 있다. 특히, 도 9는 또한 점선으로 도시된 그린 타이어 효과 벡터(GR1C*GN) 의 조작을 추가적으로 설명한다. 그런 다음, 타이어가 경화 몰드에 일치 적재될 때, 2개의 효과들은 거의 동일하고 마주하며, 경화 후 RFV는 최소화된다. 실제로, 모델의 측정 및 정확성에서의 에러들은 이것이 제로 경화 후 RFV를 구비한 타이어를 생사하는 것을 기대하지 않는 정도다. 측정 설비가 덜 정교하고 경화 모델에서의 일치 적재를 허용하지 않으면, 최적화는 타이어 룸 효과 벡터(TR1) 만을 최소화하도록 간단하게 사용될 수 있다.
최적화 방법은 앞의 두 예들에 대해 유사하게 적용된다. 먼저, 최적화 표준은 측정 환경에 따라서 선택된다. 상기의 첫 번째 예에서, 의도된 경화 몰드는 공지되고, 그 각각의 경화 룸 효과 벡터(CR1)는 공지되어 있다. 최적화 기준은 경화 룸 효과 벡터(CR1)의 크기(CM1)이다. 상기의 제 2 예에서, 최적화 기준은 어떤 필요한 레벨로 설정된다. 예를 들어, 타이어 룸 효과 벡터(TR1)를 최소화하도록, 최적화 기준은 0으로 설정된다.
최적화 방법은 CM1의 사전 결정된 값을 가진 타이어를 생산하도록 제 2 스테이지 조립 드럼(FBD_REF)과 운반 링(TSR_REF)에서의 최적의 적재 각도를 결정하도록 사용된다. 경화 룸 방위각 각도(CAV_REF)는 미래의 사용을 위하여 동시에 결정된다. 방금 기술된 벡터 시스템은 성분 서브 벡터들의 함수로서 평가된 타이어 룸 효과 벡터(TR1)를 위한 반응 표면을 형성한다. 반응 표면은 단일의 최대 또는 몇 개의 국지적인 최대의 것들을 가진다. 최적화된 해법은 상업적으로 이용 가능한 코드에 근거하여 널리 공지된 비선형의 최대 경사법을 사용하여 효과적으로 결정될 수 있다. 본 방법에서 채택된 바와 같이, 최대 경사 루틴은 최상의 해법이 얻어질 가능성을 증가시키도록 한 세트의 개시값 이상을 사용하여 작동한다. 다른 최적화 방법들은 2차의 최적화, 선형의 하향 경사, 또는 심지어 전수 조사와 같이 가능하다. 다음의 단계들은 최적화된 적재 각도들에 따라 타이어(30)를 완성하는 것이다. 접지면 및 벨트 패키지(20)는 사전 결정된 각도(TSR_REF)로 정점 운반 링에 적재되고, 카커스(10)는 사전 결정된 각도(FBD_REF)로 제 2 스테이지 조립 드럼에 적재된다. 카커스(10)는 그런 다음 그린 타이어(30)를 완성하도록 팽창되고, 접지면 및 벨트 조립체(20)에 연결된다. 입증을 위한 선택적 단계로서, 마무리된 타이어의 경화 전 RRO는 모델의 건장함을 평가하도록 측정될 수 있다. 최종 단계에서, 그린 타이어(30)는 경화 룸으로 이동되고, 경화된 타이어(30')에서 RFV를 최소화하는 CAV_REF로부터 결정된 방위각으로 경화 캐비티(40)로 적재된다. 방법의 입증동안 얻어진 경험적 결과들은 본 발명이 유사한 제조 공정들을 가지고 사용되는 이전의 방법들보다 상당히 높은 백분율 경화 타이어 RFV을 설명할 수 있다는 것을 보여주었다.
방법이 단지 타이어 룸 효과 벡터(TR1)를 최소화하도록 적용될 대, 최적의 루틴은 각도(FBD_REF 및 TSR_REF)들을 결정한다. 카커스(20)와 접지면 및 벨트 조립체(20)들은 타이어(30)를 마무리하도록 사전 결정된 각도로 적재된다. 최종 단계에서, 그린 타이어(30)는 경화 룸으로 이동되고, 캐비티(40)에서 적재 각도에 대한 주의 없이 어떠한 경화 캐비티(40)에 적재된다.
본 발명이 첨부된 청구항들 및 그 등가물들의 범위에 들 것으로서 명세서에 기술된 타이어 제조 방법으로 만들어질 수 있는 다양한 변경들을 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (36)

  1. 타이어 경화 후 균일성을 개선하기 위한 방법으로서,
    (a) 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화를 평가하기 위하여 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계와;
    (b) (ⅰ) 개개의 타이어의 경화 전 반경 방향 런 아웃 특징을 측정하고;
    (ⅱ) 최적화되는 반경 방향 힘 변화의 조화 진동을 선택하는 서브 단계들을 포함하는, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계; 및
    (c) (ⅰ) 최적화 기준에 따라 하나 이상의 타이어 부품들의 적재 각도를 평가하고;
    (ⅱ) 상기 적재 각도에서 대응하는 제조 기계에 상기 성분들을 적재하는 서브 단계들을 포함하는, 상기 벡터 계수들로부터 상기 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 최적화하는 단계를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 개개의 타이어를 사전 결정된 경화 룸 방위각으로 정렬하고, 상기 경화 몰드에 상기 개개의 타이어를 적재하고, 상기 타이어를 경화하는 단계를 추가로 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어 부품은 타이어 카커스를 포함하고, 상기 기계는 제 2 스테이지 조립 드럼을 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어 부품은 접지면 및 벨트 조립체를 포함하고, 상기 기계는 조립 형태를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 최적화 기준은 타이어 룸 효과 벡터의 크기이고, 경화 룸 효과 벡터의 크기와 같은 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 최적화 기준은 타이어 룸 효과 벡터의 크기이고, 실질적으로 0인 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 벡터 계수들은 제 1 스테이지 조립 드럼 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 벡터 계수들은 제 2 스테이지 조립 드럼 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 벡터 계수들은 접지면과 벨트 조립 형태 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 벡터 계수들은 운반 링 벡터를 포함하는 타 이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터 계수들은 카커스 반경 방향 런 아웃 벡터와 이득 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터 계수들은 접지면 및 벨트 조립체 반경 방향 런 아웃 벡터와 접지면 및 벨트 조립체 반경 방향 런 아웃 벡터 이득 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터 계수들은 그린 타이어 반경 방향 런 아웃 벡터와 그린 타이어 반경 방향 런 아웃 벡터 이득 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터 계수들은 경화 룸 효과 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 벡터 계수들은 인터셉트 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 타이어 룸 효과 벡터는 경화 전 타이어 효과 벡터, 조립 드럼 벡터, 및 인터셉트 벡터의 벡터 합계를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 경화 전 타이어 효과 벡터는 카커스 벡터, 제 1 스테이지 조립 드럼 기계 벡터, 접지면 및 벨트 조립체 벡터, 및 접지면 및 벨트 조립체 기계 벡터의 벡터 합계를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 타이어 룸 효과 벡터의 상기 벡터 합계는 운반 링 기계 벡터를 추가로 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 경화 전 타이어 효과 벡터는 타이어 이득 벡터의 벡터 성과 및 상기 조화 진동의 반경 방향 런 아웃 벡터를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  20. 제 1 항에 있어서 상기 벡터 계수들을 결정하는 단계는 동시 행위로 수행되는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 동시 행위 단계는 둘 이상의 변수를 가진 최소 제곱 회귀를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 반경 방향 런 아웃 특징은 타이어 카커스에서 측정되는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 반경 방향 런 아웃 특징은 타이어 접지면 및 벨트 초립체에서 측정되는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 반경 방향 런 아웃 특징은 마무리된 타이어에서 측정되는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  25. 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법으로서,
    (a) 타이어의 경화 후 반경 방향 힘 변화를 평가하기 위하여 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계와;
    (b) (ⅰ) 개개의 타이어의 경화 전 반경 방향 런 아웃 특징을 측정하고;
    (ⅱ) 최적화되도록 반경 방향 힘 변화의 조화 진동을 선택하고;
    (ⅲ) 상기 벡터 계수들로부터 경화 후 균일성을 평가하는 서브 단계를 포함하는, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계; 및
    (c) 사전 결정된 경화 룸 방위각으로 상기 개개의 타이어를 정렬하고, 상기 경화 몰드에 상기 개개의 타이어를 적재하고, 상기 타이어를 경화하는 단계를 포함하는 타이어의 균일성 개선 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 한 세트의 상기 벡터 계수들을 결정하는 단계는,
    (ⅰ) 상기 타이어들의 측정동안 적어도 하나의 사전 결정된 단계에서 다수의 타이어들의 경화 전 반경 방향 런 아웃 특징을 측정하는 단계와;
    (ⅱ) 경화 몰드에서 마무리된 타이어들의 적재 각도를 기록하고 상기 타이들을 경화시키는 단계와;
    (ⅲ) 각각의 상기 타이어들에 대한 경화 후 반경 방향 힘 변화를 측정하는 단계와;
    (ⅳ) 상기 타이어들의 반경 방향 런 아웃 및 반경 방향 힘 변화의 적어도 하나의 조화 진동을 추출하는 단계와;
    (v) 상기 몰드에서 경화된 상기 타이어들의 경화 후 반경 방향 힘 변화에 대한 경화 전 반경 방향 런 아웃에 관련한 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계; 및
    (ⅵ) 상기 벡터들을 저장하는 단계를 포함하는 타이어의 균일성 개선 방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 한 세트의 상기 벡터 계수들을 결정하는 단계는 측정 고정물상의 타이어 카커스의 적재 각도를 기록하는 서브 단계를 추가로 포함하고, 개개의 타이어의 경화 후 균일성을 평가하는 단계는 상기 측정 고정물상의 상기 개개의 타이어의 카커스의 적재 각도를 기록하는 서브 단계를 추가로 포함하는 타이어의 균일성 개선 방법.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 측정 고정물은 타이어 조립 드럼인 타이어의 균일성 개선 방법.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 경화 전 반경 방향 런 아웃을 측정하는 서브 단계는 접선의 화상화 수단을 포함하는 측정 고정물로 수행되는 타이어의 균일성 개선 방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 경화 전 반경 방향 런 아웃을 측정하는 서브 단계는 상기 타이어의 조립의 완성시에 타이어 조립 드럼에서 수행되는 타이어의 균일성 개선 방법.
  31. 제 1 항에 있어서, 상기 한 세트의 벡터 계수들을 결정하고 경화 후 균일성을 평가하는 단계들은 다중의 조립 드럼들 및 다중의 경화 캐비티들에 대응하는 한 세트의 행렬식의 둘 이상의 변수를 가진 최소 제곱 회귀를 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  32. 제 1 항에 있어서, 특정 조립 드럼 및 특정 경화 캐비티에 대한 식별자를 기록하는 단계를 추가로 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  33. 제 1 항에 있어서, 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계는 균일성 측정 기계상의 경화된 타이어의 적재 각도를 기록하는 서브 단계를 추가로 포함하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  34. 제 1 항에 있어서, 한 쌍의 상기 벡터 계수들은 균일성 기계 벡터에 대응하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  35. 제 1 항에 있어서, 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계는 상기 개개의 타이어로부터의 데이터를 사용하여 반복적으로 업데이트하는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
  36. 제 1 항에 있어서, 상기 한 세트의 벡터 계수들을 결정하는 단계와 상기 경화 후 균일성을 최적화하는 단계는 상기 타이어의 반경 방향 힘 변화의 제 1 내지 제 5 조화 진동들을 사용하여 수행되는 타이어 경화 후 균일성 개선 방법.
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