KR20100118419A - 저소음 타이어 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저소음 타이어 제작방법에 관한 것으로서, 내부에 흡음체가 구비되는 저소음 타이어 제조 방법에 있어서, 가류 공정이 완료된 타이어의 내주면에 흡착되도록 상기 타이어의 원주 방향을 따라 발포성 흡음재를 분사하는 흡음재 분사단계; 및 상기 타이어 내주면 상에 흡착된 흡음체의 표면을 통해 공기가 유입될 수 있도록 흡음체의 표면을 그라인딩 하는 그라인딩 단계를 포함하여 저소음 타이어 제조과정에서 일반적인 타이어가 발휘해야 할 기본적인 성능의 저하 없이 타이어에서 발생하는 공명음 및 방사소음을 줄이는 효과를 갖는다.

저소음 타이어, 제조방법, 흡음재

Description

저소음 타이어 제조방법{Manufacturing method of tire having low noise}

본 발명은 타이어 제작방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 타이어에서 발생하는 공명음 및 방사소음을 감소시키는 저소음 타이어의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 그린 타이어를 성형한 후, 상기 그린 타이어를 특정 몰드를 사용하여 최종 가류 공정을 거침으로써 일반 소비자들이 알고 있는 일반적인 타이어가 만들어지게 된다.

그러나, 일반적인 타이어는 타이어와 림 구조체에 의해 생성된 공동(Cavity)에서 200 Hz 전후 대역의 공명음 및 500 Hz 이상의 방사소음이 발생한다.

이러한 일반적인 타이어에 특정 주파수 대역의 소음을 저감시키기 위한 방법으로 타이어 내부 인너라이너에 흡음재를 적용하는 기술이 적용되고 있는 추세이다.

이러한 기술을 실제 적용하기 위해 특허문헌 JP 2008-093953에 따르면, 그린 타이어 성형 공정에서 인너라이너에 설치되는 흡음구에 대응하는 그린타이어의 내공면을 성형하는 타이어의 트레드에 별도의 홈(폴리우레탄 재료가 위치하게 될 몰드임)을 설치한다.

이 홈에 미발포 상태의 발포 재료를 삽입한 후 그린 타이어의 성형공정이 끝나게 되고, 이후 가류 시 상승하는 온도를 이용하여 발포 재료의 자연 발포를 유도한다. 최종 가류가 끝나면 홈을 제거함으로써 타이어 내부 인너라이너에 흡음재가 있는 타이어를 만들게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 가류 중 그린타이어 내부에 설치되는 타이어의 트레드부에 별도의 홈이 존재하게 되면, 이는 완성된 타이어의 성능을 저하시키는 원인이 된다.

왜냐하면, 그린 타이어를 가류 할 때는 공정상 블래더(Bladder)가 반드시 필요하고, 이 블래더가 그린 타이어를 타이어 몰드를 향해 밀어냄으로써 그린 타이어 내부에 존재하는 공기를 배출시키고, 고무 재료를 균일하게 만들지만, 이 과정에서 트레드부 쪽에 특정 형태의 홈이 존재하게 되면, 블래더 팽창 시 홈이 위치한 부분의 그린 타이어는 공기를 배출시키기 힘들고, 또 홈이 없는 부분과 있는 부분의 압력 차이로 인해 고무 재료가 불균일하게 되기 때문이다.

특히 가류 공정은 온도가 매우 높아 압력 차에 의한 재료의 불균일 및 형상의 일그러짐은 더욱 심해진다고 할 수 있다. 이러한 이유로 인해 가류 공정이 끝난 타이어는 유니포미티, 승차감, 진동 등의 성능 저하가 초래될 수 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제조과정에서 일반적인 타이어가 발휘해야 할 기본적인 성능의 저하 없이 타이어에서 발생하는 공명음 및 방사소음을 줄이는 효과를 갖고, 종래의 저소음 타이어 제조방법 보다 편리하고 간편한 저소음 타이어 제작방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저소음 타이어 제작방법은, 내부에 흡음체가 구비되는 저소음 타이어 제조 방법에 있어서, 가류 공정이 완료된 타이어의 내주면에 흡착되도록 상기 타이어의 원주 방향을 따라 발포성 흡음재를 분사하는 흡음재 분사단계; 및 상기 타이어 내주면 상에 흡착된 흡음체의 표면을 통해 공기가 유입될 수 있도록 흡음체의 표면을 그라인딩 하는 그라인딩 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 저소음 타이어 제조방법은 상기 타이어의 내주면 상에 흡착된 상기 흡음체를 기설정된 형상으로 커팅하는 커팅단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 커팅단계는 상기 그라인딩 단계 이후에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사단계는 상기 타이어가 회전되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사단계는 발포성 흡음재를 분사시키는 분사노즐이 회전되어 이 루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 발포성 흡음재는 폴리우레탄, 부틸고무, 부타디엔 고무, 실리콘 고무 중에 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포성 흡음재가 흡착되는 장소는 상기 타이어의 사이드월부의 내주면인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 저소음 타이어 제작방법에 따르면, 가류공정이 완료된 타이어의 내주면에 발포성 흡음재를 타이어의 원주방향을 따라 분사시키는 분사단계와 발포된 흡음재의 표면을 공기가 유입될 수 있도록 그라인딩(Grinding)하는 그라인딩단계를 포함하여 상기의 저소음 타이어 제조방법을 이용하면 저소음 타이어 제조과정에서 일반적인 타이어가 발휘해야 할 기본적인 성능의 저하 없이 타이어에서 발생하는 공명음 및 방사소음을 줄이는 효과를 갖는다.

또한, 종래의 저소음 타이어 제조방법 보다 간편하여 제조시간 및 제조비용을 줄일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요 소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 저소음 타이어의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 잘라서 본 단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B선을 따라 잘라서 본 단면도이고, 도 5는 본 발명의 저소음 타이어 제조방법의 순서도이다.

일반적인 타이어의 제조공정은, 정련공정 →압출공정 →압연공정 → 비드공정 → 재단공정 →성형공정 →가류공정으로 진행된다.

상기 정련공정은, 천연고무(Natural Rubber;NR), 합성고무(Synthetic Rubber)에 카본 또는 유황 등의 각종 약품을 벤버리 믹서(Banbury Mixer, 고무와 약품을 일정하게 배합하는 기계)나 밀(Mill, 배합 또는 배합된 고무를 가소화시키는 기계)을 이용하여 혼합시키는 공정으로서, 타이어의 고무에 필요한 특성을 부가하는 가장 기초가 되는 공정이며, 원가절감 및 제품품질에 큰 영향을 미치는 공정이다.

상기 압출공정은, 정련을 거친 배합고무로 사이드, 트레드 등의 타이어 반제품을 연속적으로 압출하는 공정이다.

상기 압연공정은, 카렌다(코드지에 고무를 먹이는 기계)에 공급되는 고무를 연화시키기 위해 열을 가하는 열입단계와, 상기 열입과정을 통해 연화된 타이어 카카스의 양면에 상기 카렌다를 이용하여 고무필름을 입히는 톱핑(Topping)단계로 이루어 진다.

상기 비드공정은, 와이어와 고무가 잘 접착되게 하기 위해 주석합금으로 도금한 비드용 스틸 와이어에 고무를 코팅하여 타이어 규격에 맞게 비드를 만드는 공 정으로, 비드압출단계와, 에이팩스 부착과정 및 프리핑(Flipping)단계와, 비드성형단계로 이루어 진다.

상기 재단공정은, 상기 압연공정에서 톱핑(Topping)된 코드지를 사선방향이나 직각으로 각을 주어 절단하는 공정으로, 필요한 폭과 각도로 절단한 후에 이를 연속적으로 연결 및 권취하여 다음 공정으로 공급한다.

상기 성형공정은, 상기 압출공정(트레드, 사이드 등의 반제품 생성) 및 상기 재단공정(코드지 절단 및 연결) 등에 의해 가공 처리되어 운반된 반제품을 성형기에서 조립하여 그린타이어(Green Tire)를 만드는 공정이다.

상기 가류공정은, 유연한 고무로 된 그린타이어를 일정한 몰드(금형)에 넣어 내부와 외부에서 열과 압력을 가해 유황과 다른 화학 약품이 고무와 반응을 일으켜서 트레드의 독특한 디자인과 고무의 탄성을 부여하는 공정이다.

이렇게 만들어진 타이어(100)는 노면과 직접 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드층(110)과; 타이어(100)의 측면부에 유연한 굴신운동으로 승차감을 좋게 하며 타이어의 종류, 규격, 제조회사 등이 표시되는 사이드월부(150)과; 코드지의 끝 부분을 감아주며 타이어(100)를 림에 장착시키는 비드부(160)와; 타이어(100)의 골격을 이루며 타이어내부의 공기압 및 하중이나 충격을 견디는 부분으로 타이어 코드지로 된 카카스층(130)과; 상기 트레드(110)와 카카스(130)의 내부에 삽입된 층으로 주행 시 외부의 충격을 완화하고, 상기 트레드(110)의 갈라짐이나 외상이 카카스(130)에 직접 도달하는 것을 방지하는 벨트층(120)과; 상기 카카스층(130)의 내측에 구비된 고무층으로 공기의 누출을 방지하는 이너라이너(140)로 이루어져 있 다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 저소음 타이어 제조방법은, 내부에 흡음체(200)가 구비되는 저소음 타이어를 제조하는 방법에 있어서, 흡음재 분사단계(ST10)와, 그라인딩단계(ST20)를 포함한다.

저소음 타이어는 상기 타이어(100)의 내부에 흡음체(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 흡음체(200)는 발포성 흡음재가 발포되어 형성된다.

상기 흡음재 분사단계(ST10)는 가류공정이 완료된 상기 타이어(100)의 내주면에 흡착되도록 상기 타이어의(100) 원주방향을 따라 발포성 흡음재를 분사시키는 단계이다.

여기서, 상기 발포성 흡음재는 분사노즐(미도시)에 의해 분사될 수 있다.

그리고, 상기 흡음재 분사단계(ST10)는 상기 타이어(100)가 회전되어 이루어질 수 있다. 즉 상기 분사노즐이 고정되고 상기 타이어(100)가 회전하여 상기 타이어(100)의 원주방향을 따라 발포성 흡음재가 분사될 수 있다.

이 때에, 상기 발포성 흡음재는 연속적 또는 단속적으로 분사될 수 있다. 단속적으로 분사될 때에는 타이어의 회전균형을 고려하여 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 타이어(100)가 회전되는 것은 회전원판(미도시) 위에 타이어(100)를 올려두고 이루어질 수 도 있고, 회전수단에 의해 이루어질 수 도 있다.

또한, 상기 흡음재 분사단계(ST10)는 상기 분사노즐이 회전되어 이루어질 수 있다. 즉, 상기 타이어(100)는 고정되고 상기 분사노즐이 상기 타이어(100)의 원주방향을 따라 회전되어 발포성 흡음재가 분사될 수 있다.

여기서, 분사되는 발포성 흡음재의 양을 일정하게 하기 위하여 상기 타이어(100)의 회전속도가 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분사노즐의 회전속도는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.

상기 발포성 흡음재가 분사되는 장소는 타이어(100)의 내주면에 원주면을 따라 원형으로 분사되는 것이 타이어의 회전균형 면에서 유리하고,

본 발명에서는 도 2 내지 도 3에서 도시하는 바와 같이 타이어(100)의 사이드월부(150)의 내주면에 타이어 원주방향을 따라 발포성 흡음재가 흡착된다.

그리고 상기 발포성 흡음재는 폴리우레탄, 부틸고무, 부타디엔 고무, 실리콘 고무 중에 어느 하나로 이루어진다.

상기 폴리우레탄은 이소시아네이트(Isocyanate) 및 폴리에테르 폴리올(Polyether Polyol)을 일정비율로 혼합한 연질인 것으로 이루어질 수 있다.

상기 그라인딩단계(ST20)는 상기 타이어 내주면 상에 흡착된 흡음체(200)의 표면을 통해 공기가 유입될 수 있도록 흡음체(200)의 표면을 그라인딩(Grinding)하는 단계이다.

이때에, 상기 흡음재 분사단계(ST10)와 그라인딩단계(ST20) 사이에 상기 발포성 흡음재가 발포되어 흡음체(200)로 형성된다.

한편, 상기 저소음 타이어 제조방법은 상기 타이어(100)의 내주면 상에 흡착된 상기 흡음체(200)를 기설정된 형상으로 커팅하는 커팅단계(ST30)를 더 포함할 수 있다. 즉, 원하는 디자인 또는 타이어의 회전균형 등을 고려하여 상기 흡음체(200)를 커팅하는 것이다.

여기서 상기 커팅단계(ST30)는 상기 흡음재 분사단계(ST10) 이후에 이루어질 수도 있고 그라인딩단계(ST20) 이후에 이루어질 수도 있으나, 그라인딩단계(ST20) 이후에 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 커팅단계(ST30)는 다관절 로봇을 사용하여 이루어질 수 있다.

상기의 저소음 타이어 제조방법을 이용하면 저소음 타이어 제조과정에서 일반적인 타이어가 발휘해야 할 기본적인 성능의 저하 없이 타이어에서 발생하는 공명음 및 방사소음을 줄이는 효과를 갖는다.

또한, 종래의 저소음 타이어 제조방법 보다 편리하고 용이하여 제조효율성을 증대시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 저소음 타이어의 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 잘라서 본 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B선을 따라 잘라서 본 단면도이다.

도 4는 본 발명의 저소음 타이어 제조방법의 순서도이다.

<주요 도면 부호의 설명>

100: 타이어 110: 트레드층

120: 벨트층 130: 카카스층

140: 인너라이너층 150: 사이드월부

160: 비드부 200: 흡음체

ST10: 분사단계 ST20: 그라인딩단계

ST30: 커팅단계

Claims (7)

1. 내부에 흡음체가 구비되는 저소음 타이어 제조 방법에 있어서,

   가류 공정이 완료된 타이어의 내주면에 흡착되도록 상기 타이어의 원주 방향을 따라 발포성 흡음재를 분사하는 흡음재 분사단계; 및

   상기 타이어 내주면 상에 흡착된 흡음체의 표면을 통해 공기가 유입될 수 있도록 흡음체의 표면을 그라인딩 하는 그라인딩 단계를 포함하는 저소음 타이어 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 저소음 타이어 제조방법은,

   상기 타이어의 내주면 상에 흡착된 상기 흡음체를 기설정된 형상으로 커팅하는 커팅단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 커팅단계는 상기 그라인딩 단계 이후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 분사단계는 상기 타이어가 회전되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 분사단계는 발포성 흡음재를 분사시키는 분사노즐이 회전되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 발포성 흡음재는,

   폴리우레탄, 부틸고무, 부타디엔 고무, 실리콘 고무 중에 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조방법.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 발포성 흡음재가 흡착되는 장소는 상기 타이어의 사이드월부의 내주면 인 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 제조방법.

Images