KR20080081560A

KR20080081560A - 래디얼 타이어의 카카스 성형방법

Info

Publication number: KR20080081560A
Application number: KR1020070021715A
Authority: KR
Inventors: 양정원
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-10

Abstract

본 발명은 래디얼 타이어의 골격인 카카스를 성형하는 방법에 관한 것으로서, 코드지를 재단하는 절개공정에서 칼이나 가위나 그밖의 기계적 절단수단을 사용하는 대신에 올수측정기와 스캔헤드를 구비한 레이저 절단기를 사용하여 상기 코드지의 일측 단부에 정확한 간격과 깊이로 절개구를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 완제품 타이어의 사이드월 표면이 평탄하지 못하고 굴곡면이 발생하는 인덴테이션 현상을 제거하여 타이어 외관품질을 향상할 수 있는 래디얼 타이어의 제조방법을 제공할 수 있다.

카카스, 인덴테이션, 코드지, 코드사,

Description

래디얼 타이어의 카카스 성형방법{CARCASS FORMING METHOD FOR RADIAL TIRE}

도 1은 래디얼 타이어의 절단면을 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지간의 겹침구조를 나타낸 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지를 겹치기 전의 양상을 나타낸 평면도이다.

도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지를 겹친 후의 양상을 나타낸 평면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단기를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단기 및 스캔헤드를 사용하여 코드지 상에 절개구를 형성하는 양상을 나타낸 사시도이다.

도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절개구를 나타낸 현미경확대사진이다.

본 발명은 래디얼 타이어의 카카스 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어의 카카스(Carcass)(또는 바디플라이(Bodyply))의 코드지(Cord地)를 재단하고 성형하는데 있어 레이저 절단방식을 적용함으로써, 타이어의 사이드월(Side Wall) 표면 일부에 굴곡이 발생하는 인덴테이션(Indentation)현상을 방지하여 타이어의 외관품질을 향상하게 하는 장치와 가공방법에 관한 것이다.

도 1은 래디얼 타이어의 절단면을 나타낸 사시도이다.

일반적으로, 카카스는 타이어의 골격으로서, 차량의 하중에도 불구하고 타이어 형상을 유지해야하고, 충격에 견뎌야 하며, 주행 중 굴신운동에 대한 내피로성(耐疲勞性)이 뛰어나야하는 등의 조건을 갖추어야 한다.

따라서, 상기한 조건을 충족하기 위해 카카스의 구조는 견고한 층상구조를 이루고 있는데, 좀더 구체적으로 설명하면, 면이나 나일론사 또는 강철와이어를 소재로 하는 코드사(Cord絲)를 고무판 위에 단층으로 나란히 배열하고 그 위에 다시 고무판을 얹은 다음, 이를 압연(押延: Calending 또는 Topping)함으로써 얻어지는 코드지를, 타이어의 종류에 따라 다양한 각도로 재단하고, 재단한 것을 겹겹이 포개어서 이루어진 층상구조이다.

그런데, 상기 코드지의 재단각도는 타이어의 종류에 따라 달라지는데, 주지된 바와 같이, 바이어스 타이어와 래디얼 타이어는 카카스를 이루는 코드지의 배열 각도가 상이하다. 상기 바이어스 타이어는 상기 코드지가 트레드의 중심선에 대하여 경사(바이어스)지게 배열되고, 래디얼 타이어는 상기 코드지가 트레드의 중심선에 대하여 직각방향(방사상=래디얼) 즉, 림폭 방향으로 배열된 것이다. 최근에는 조종안정성과 내마모성 등의 특성이 우수한 래디얼 타이어 쪽이 많이 사용된다.

이하, 종래의 래디얼 타이어의 카카스 제조방법을 공정별로 좀더 상술한다.

우선, 코드사를 나란히 배열하고 여기에 고무판을 압착하여 긴 연속시트상의 코드지를 형성하는 압연공정과, 상기 코드지를 그 길이방향에 수직으로 소정폭으로 절단하는 재단공정과, 상기 절단된 코드지의 일측 단부에 칼이나 가위나 그밖의 기계적 절단수단을 사용하여 시트의 길이방향에 따라 적당한 간격으로 수 밀리미터 깊이의 절개구를 시트의 길이방향에 직각이 되게 형성하는 절개공정과, 상기 코드지들을 선·후행하게 배열하여 절개구를 가진 일측단부와 절개구가 없는 일측 단부가 일정폭으로 겹쳐져서 이어진 상태에서 그 겹침부위를 압착함으로써, 코드사의 배열방향이 90°각도로 전환된 연속시트 형상의 코드지를 만드는 압착공정으로 이루어진다. 상기 성형공정을 거치면서 다시 연속시트 형상으로 된 코드지는 롤(Roll)형태로 감겨서 어어지는 플라이성형공정으로 넘겨지게 된다.

그런데, 상기 선·후행하는 코드지 사이의 접합부위에서의 인장강도와, 코드지 상의 접합부위가 아닌 부위에서의 인장강도를 비교했을 때 그 차이가 최대 2배정도 되는데, 이는 상기 각각의 부위가 가지는 신율(伸率)이 다름을 의미하는 것이다. 이러한 다른 부위간의 신율의 차이는 타이어의 품질 및 성능의 측면에서 바람직하지 못한 영향을 주는데, 이러한 악영향의 구체적인 예로는, 타이어에 공기압을 가했을 때, 타이어의 사이드월 표면 일부가 평탄하지 못하고, 코드지가 겹쳐진 부위와 그렇지 않는 부위사이에 부분적인 함몰부위가 드러나는 현상, 소위 인덴테이션(Indentation)이라 하는 현상이 있어나는데, 이는 타이어 외관품질의 저해요인으로 되고 있다.

사이드월 표면 일부가 평탄하지 못한 원인은, 상기 절개공정을 통해 절개구를 가공할 때 절개구들 간의 간격과 그 가공깊이가 일정하지 않음으로 해서, 이후의 선·후행 코드지를 접합하고 다층으로 쌓아서 이를 타이어형상으로 구부리는 과정에서 절개구가 벌어져서 생긴 요철이 층간에서 중첩되어 상기 요철이 메꾸어짐 없이 더 확대되어 사이드월의 표면에 드러나게 되는 것으로 비롯되는 것이다.

이와 같이 종래의 카카스 성형방법으로는, 인덴테이션 현상을 해소할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 완제품 타이어의 사이드월 표면상에 발생하는 상기 인덴테이션 현상을 제거하여 타이어 외관품질을 향상할 수 있는 래디얼 타이어의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의하면, 래디얼 타이어(1)의 골격인 카카스(2)를 성형하는 방법에 있어서, 재단한 코드지(4)의 일측 단부에 절개구(10)를 형성하는 절개공정에서 칼이나 가위나 그밖 의 기계적 절단수단을 사용하는 대신에 올수측정기(도시하지 않음)와 스캔헤드(11)를 구비한 레이저 절단기(20)를 사용하여 상기 코드지의 일측 단부에 정확한 간격과 깊이로 절개구(10)를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예의 래디얼 타이어(1)의 카카스(2) 성형방법에 대하여 공정별로 설명한다.

먼저, 재단공정은, 롤 형태로 반입되는 코드지를 편 다음, 이를 콘베이어 등 이송수단으로 이송하면서 소정의 길이과 각도로 절단하는 단계이다. 래디얼 타이어(1)일 경우, 상술한 바와 같이 타이어 폭방향으로 절단한다.

이어지는 절개구(10) 형성공정에서는, 상기 재단공정에서 소정의 길이로 재단된 코드지(4) 상에 그 일측 단부를 따라 레이저 절단기로 일정간격과 일정깊이의 절개구(10)를 만드는 공정이다. 절개구(10) 형성공정은 상기 재단공정과 별도로 진행될 수 있고 동시에 진행될 수도 있으나, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 절개구(10) 형성공정과 재단공정이 동시에 실행된다. 상기 재단공정에서 코드지(4)를 재단하는 동안 코드지(4)의 이송이 일시중단되는데 이때 이송로 연도(沿道)에 설치된 올수측정기가 작동하여 코드지(4)의 일측 최단부에서부터 조사(照査)가 이루어진다. 상기 올수측정기의 조사는 코드지(4) 속의 코드사(5)의 올수가 가공설정치의 올수에 이를때까지 진행되며, 최단부를 기준으로 해당올수의 코드사(5)의 위치를 좌표상에서 특정한다. 이렇게 측정된 위치데이터는 올수측정기로부터 컨트롤러(도시하지 않음)로 보내지고, 이를 바탕으로 컨트롤러가 레이저 절단기(20)를 제어하여 상기 절개구(10)의 가공깊이만큼 가공되도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 가공설정치의 올수를 3올로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 절단기(20)를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 따른 바람직한 실시예에서 사용되는 레이저 절단기(20)는 듀얼타입(Dual Type)으로서, 파장이 10.6 ㎛인 CO₂ 레이저(12)를 사용한다. 상기 레이저(12)의 사양에 대해 좀더 부연설명하면, 최대출력은 70와트(watts)이상이고, 렌즈초점길이(Lens Focal Length)는 575± 2.5mm이며, 추적오차(Tracking Error)는 0.18ms이고, 마킹속도(Marking speed)는 1.0m/s 이며, 사이클 시간(Cycle Time)은 1sec 이하이다.

상기 레이저 절단기(20)에는 스캔헤드(11)가 장착되어 있는데, 상기 스캔헤드(11)는 하나의 레이저광을 동일한 파장으로 복수개로 분광하는 역할을 하는데, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 상기 스캔헤드(11)가 코드지(4)의 일측단부를 따라 동시에 3개소를 마킹하도록 함으로써 3개의 절개구(10)가 동시에 형성된다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 상기 절개구(10) 사이의 간격이 50~100mm가 되도록 스캔헤드(11)의 분광폭을 설정한다.

한편, 상기 절개구(10)의 가공깊이(s)와 관련해서 상술한 바와 같이, 컨트롤러가 올수측정기로부터 입력받은 측정치를 바탕으로 레이저(12)의 조사각도(a)를 제어하는데, 이러한 조사각도(a)의 제어수단으로써, 레이저 절단기(20)의 하부본체와 레이저(12)가 부착된 상판(15)이 힌지결합하도록 하는 힌지(13)가 사용된다. 즉, 상기 컨트롤러가 힌지(13)각도를 조절함으로써 레이저(12)의 조사각도(a) 변위량이 결정되고, 이 조사각도(a)의 변위량이 절개구(10)의 가공깊이(s)로 된다. 상기 조사각도(a)의 변위량은 상기 올수측정기가 측정한 측정치를 바탕으로 소폭 가감된다. 상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 올수를 3올로 하였는데, 측정된 올수는 상기 컨트롤러에서 구체적인 조사각도(a)의 변위량으로 변환되어 힌지(13)에 입력되는데, 이때의 가공깊이(s)는 3~5mm정도로 된다.

다음은, 압착공정에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지(4)(4')간의 겹침구조를 나타낸 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지(4)(4')를 겹치기 전의 양상을 나타낸 평면도이며, 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선·후행 코드지(4)(4')를 겹친 후의 양상을 나타낸 평면도이다.

상기한 바와 같이, 코드지(4) 일측 단부 상에 일정 간격과 일정 깊이로 상기 절개구(10)가 형성되면, 선행 코드지(4)의 절개구가 있는 일측 단부가 후행 코드지(4')의 절개구가 없는 일측 단부와 일정폭으로 겹쳐져서 이어진 상태로 하는데, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 상기 겹침폭(h)을 7mm 전후로 한다.

상기 절개구(10)가 있는 겹침부위는 압착기를 사용하여 압착하고, 선·후행해서 계속 이어지는 코드지(4)(4')들을 압착하여 접합해가면, 코드사(5)의 배열방향이 90도로 전환된 연속시트 형상의 코드지(4)나 소정길이의 코드지(4)가 얻어진다.

이렇게 해서 얻어진 코드지는 소정의 층수로 적층되어 압착됨으로써 카카스(2)를 형성하는데, 본 발명의 성형방법이 적용된 경우에는, 코드지(4)의 접합부분에서 절개구(10)가 동일간격과 동일깊이로 규칙적으로 배열되어 있으므로, 코드지(4)를 적층하여도 절개구(4)의 벌어진 부위끼리 중첩되는 것을, 미리 확인하여 최소한으로 한다든지 회피할 수 있게 된다. 따라서, 상기 절개구(10)가 벌어진 요철부분이 메꾸어지거나 적절히 배치됨으로써, 타이어 완성품의 사이드월 표면은 평탄하게 되고, 타이어(1)의 외관불량을 획기적으로 줄일 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는

이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 완제품 타이어의 사이드월 표 면상에 발생하는 상기 인덴테이션 현상을 제거하여 타이어 외관품질을 획기적으로 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims

래디얼 타이어의 카카스 성형방법에 있어서,

연속시트 상(狀)의 코드지를 컨베이어상에서 단속적으로 이송하면서 일정길이로 절단하는 재단공정;

상기 재단공정의 이송로에 설치된 레이저 절단기를 사용하여 상기 절단된 코드지의 일측 단부에 절개구를 형성하되, 상기 절개구는 코드지의 이송방향에 수직한 방향에 일정 간격 및 깊이를 갖고 형성되도록 하는 절개구 형성공정;

상기 절개구 형성공정 후, 선행 코드지의 절개구가 있는 일측 단부가 후행 코드지의 절개구가 없는 일측 단부와 일정폭으로 겹쳐지도록 배열한 다음, 겹쳐진 부위를 압착하는 압착공정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 절개구 형성공정과 상기 재단공정이 동시에 행하여지는 것을 특징으로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 레이저 절단기의 스캔헤드가 복수 개소에 동시에 분광조사하여 절단가공시 스캔헤드의 설정은, 상기 절개구 사이의 간격을 50~100mm로 하는 것을 특징으 로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 절개구의 가공깊이를 3~5mm 로 하는 것을 특징으로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 선·후행 코드지 사이의 겹침폭을 7mm 전후로 하는 것을 특징으로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 레이저 절단기에 부설된 코드사의 올수측정기가 상기 코드지의 일측 단부에서 절단가공할 코드사의 올수를 특정하도록 하여 코드지의 일단에서부터 3올 전후로 하는 것을 특징으로 하는 래디얼 타이어의 카카스 성형방법.