KR20110125423A - 자동차용 타이어의 제조 방법, 자동차 타이어 제조용 트레드 하우징 및 생타이어 제조 장치 - Google Patents

자동차용 타이어의 제조 방법, 자동차 타이어 제조용 트레드 하우징 및 생타이어 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 자동차용 타이어의 제조 방법과 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 가황 작업 전의 공정에 있어서의 그린타이어의 제조 방법에 특징을 둔 자동차용 타이어의 제조 방법과 장치에 관한 것이다. 종래에는 드럼에 인너라이너 카카스, 벨트 및 트레드를 차례로 적층시켜 왔으므로 적층되는 소자들이 접합부에서 겹쳐지게되어 타이어의 유니포미티를 해하는 등의 결점이 있었던 바, 본 발명은 트레드를 원통형으로 형성시키고, 원통형의 트레드 내부에 타이어 외경을 한계짓는 신축성 적은 조인트레스벨트를 감아 설치하고 그 내부에 벨트층과 카카스층이나 인너라이너 층을 설치할 수 있게 하여 트레드를 구성하는 소자 특히 트레드부 및 기타 소자에 접합부를 가지지 아니하게 하는 타이어를 제공하여 타이어의 내구성과 유니포미티를 향상시킬 수 있게 한 것임.

Description

자동차용 타이어의 제조 방법, 자동차 타이어 제조용 트레드 하우징 및 생타이어 제조 장치 {Vehicle tire manufacturing method, Tread housing and Green tire manufacturing apparatus}
본 발명은 자동차용 타이어의 제조 방법과 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 가황 작업 전의 공정에 있어서의 그린타이어의 제조 방법에 특징을 둔 자동차용 타이어의 제조 방법과, 그린 타이어를 제조하기 위한 소자들의 결합 장치 및 그린 타이어의 제조 장치에 관한 것이다.
타이어를 제조함에 있어서는, 고무, 카본 블랙, 유황 및 기타 고무용 약품을 혼합한 고무조성물을 압출하여 트레드나 사이드월 등을 성형시키고, 고무조성물을 압연하여 인너라이너 등의 소자를 마련 한 후, 성형 드럼 상에 인너라이너를 감고 드럼의 외경 만큼 재단하여 양단을 접합하며, 이 인너라이너 상에 림쿠션, 카카스, 사이드월, 비드필러를 포함하는 비드뭉치, 벨트, 트레드 등 모든 구성 소자들을 같은 방법으로 적층함으로써 그린케이스(그린타이어)라고 하는 생타이어를 마련하고, 마련된 생타이어는 이를 몰드에 넣고 열과 압력을 가하여 일정 시간이 경과시킴으로서, 배합되어 있던 고무와 약품이 반응하여 고무 분자간에 강력하고 견고한 결합이 일어나 탄성 및 인장강도를 증대시키고 각 약품 및 온도에 대한 내성을 가진 타이어로 완성되게 한다.
생타이어를 제조함에 있어서, 위와 같이 타이어 제조용 소자를 드럼에 부착하기 위해서는 압출 또는 압연된 필요 소자를 소기의 길이에 맞추어 절단하고 이를 드럼에 감은 후 양 끝을 접합함으로써 타이어에는 적어도 구성 소자들에 대응하는 수 이상의 접합부를 가지게 된다.
이와 같이 다수의 접합부를 가지게 되면, 이러한 접합부에서는 두께가 변하고 단차가 생기기 마련이어서 타이어의 유니포미티(UNIFORMITY)를 저하시키며, 또한 접합부위에서 파열(OPEN SPLICE) 현상이 발생할 염려가 크고, 외관이 불량하게 되며, 내구성이 저하되는 등의 문제점을 가지게 된다.
타이어를 구성하는 각 소자가 접합부를 가지지 아니한다면 접합부로 인한 유니포미티 저하 등의 문제가 발생하지 않을 것이라는 데에 착안하여 본 발명은 타이어를 구성하는 각 소자 중 고무만으로 구성되지 아니하는 카카스나 벨트 등의 복합소자는 그 접합부위에서 적층접합(OVERLAP JOINT)이 아닌 맞대기접합(BUTT JOINT) 구조를 구현하고, 배합고무만으로 구성된 소자는 접합부위가 없는 원통형체로 압출또는 사출 성형시킴으로서 타이어를 구성하는 소자들이 적층접합부위를 가지지 아니하여 유니포미티를 향상시킬 수 있게 하는 타이어 제조 방법을 제공하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.
나아가 본 발명은 위와 같은 제조 방법을 실시하기 위한 장치를 제공하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
제1단계: 밴드드럼에 인너라이너, 사이드월, 카카스 등의 기초반제품을 설치하는 기초반제품을 마련하는 기초반제품마련단계와, 
제2단계: 트레드하우징 내면에 트레드를 설치하고 트레드 내면에 조인트레스벨트를 감아 설치하는 트레드+3벨트 마련단계와, 
제3단계: 사선형1벨트드럼에 제1벨트층을 부착하고 사선형2벨트층에 제2벨트를 부착하는 1,2벨트층 마련단계와, 
제4단계: 1,2벨트층이 설치된 사선형벨트드럼들을 수축시키고 2단계에서 마련한 "트레드+3벨트"를 사선형2벨트드럼의 외방에 끼운 후 다시 사선형2벨트드럼을 팽창시켜 트레드 내부에 제2벨트층을 결합하며, 사선형1벨트드럼을 수축시킨 후 사선형1벨트드럼을 제2벨트층의 내부에 끼운 후 사선형1벨트드럼을 팽창시켜 제2벨트층 내부에 제1벨트층을 설치하여 주반제품을 마련하는 단계 및. 
제5단계: 셰이핑드럼(Shaping drum)에 제1단계의 기초반제품을 설치한 후, 양 단에 비드 뭉치를 설치하고 비드뭉치 사이에 제4단계에서 마련된 주반제품을 결합하는 셰이핑단계
로 구성되는 생타이어 제조 공정을 제공하는 것을 특징으로 하고,
위의 공정에 의해 마련된 생타이어를 가황하여 타이어를 완성시키는 타이어 제조 방법을 제공한다.
위와 같은 본 발명의 방법을 실시하기 위하여, 본 발명은 위에서 나아가,
제2단계공정을 수행하기 위한 트레드하우징을 제공하며, 제5단계 공정을 수행하기 위한 셰이핑드럼을 제공하고, 이들과, 제1단계 공정수행을 위한 밴드드럼과, 제3단계 공정 수행을 위한 사선형벨트드럼을 결합하여 생타이어 제조장치를 제공한다.
위와 같은 본 발명의 방법에 의하여 제조되는 타이어는 구성소자들, 특히 트레드부가 오버랩으로 접합되어 있지 아니하므로 적층접합부위를 가지지 아니하여 유니포미티를 향상시킬 수 있게 된다. 특히, 고무조성물로되는 소자들은 접합부위를 가지지 아니하여 접합부위에서의 파열(OPEN SPLICE) 현상 발생 염려를 해소할 수 있게 되며, 접합부위의 겹침으로 인한 외관 불량의 염려를 해소할 수 있게 하며, 위와 같은 유미포미티의 향상이라던가 파열현상의 감소로 인한 내구성 향상의 효과가 있다.
도1은 본 발명의 밴드드럼의 사시도.
도2는 본 발명의 제1단계의 설명도.
도3은 본 발명의 제2단계의 설명도.
도4는 본 발명의 제3단계의 설명도.
도5는 본 발명의 제4단계와 5단계의 설명도.
본 발명은
제1단계: 밴드드럼(1)에 인너라이너(11), 카카스(12), 사이드월(13)을 감아 기초반제품(10)을 마련하는 기초반제품마련단계와, 
제2단계: 트레드하우징(2) 내면에 트레드(21)를 설치하고 트레드(21) 내면에 조인트레스벨트(22)를 감아 설치하는 "트레드+3벨트"(20) 마련단계와, 
제3단계: 사선형1벨트드럼(31)과 사선형2벨트드럼(32)에 제1벨트와 제2벨트를 부착하는 1,2벨트층(310, 320) 마련단계와, 
제4단계: 제2단계에서 마련한 "트레드+3벨트"(20)를 사선형2벨트드럼(32)의 2벨트층(320) 외방 중앙부에 끼운 후 사선형2벨트드럼(32)을 팽창시켜 트레드 내부에 2벨트층(320)을 결합하고, 이어서, 2벨트층(320) 내부에 사선형1벨트드럼(31)을 위치시키고 사선형1벨트드럼(31)을 팽창시켜 2벨트층(320) 내부에 1벨트층(310)을 부착하여 주반제품(40)을 마련하는 주반제품마련단계 및. 
제5단계:  셰이핑드럼(Shaping drum)에 제1단계의 기초반제품을 설치한 후, 양 단에 비드 뭉치를 설치하고 비드뭉치 사이에 제4단계에서 마련된 주반제품을 결합하는 셰이핑단계
로 구성되는 생타이어 제조 공정을 제공하는 것을 특징으로 하고, 이와 같이 하여 제조된 생타이어를 가황하여 타이어를 완성시키는 타이어 제조 방법을 제공한다.
제2단계 공정에서 트레드 내면에 조인트레스벨트를 설치함에 있어서는 트레드하우징(2)을 필요로 한다.
트레드하우징(2)은, 첨부된 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 기대(201)에 설치되는 원통형의 레일(202)과, 원통형의 레일(202)에 설치되어 레일(202)을 타고 회전하는 회전통(203)과, 회전통(203)의 내부에 설치되며 회전통(203)을 꿰뚫고 내외방으로 진퇴되는 이동자(204)의 내단에 설치되는 세그먼트(205)와, 세그먼트(205)에 설치되는 트레드(21)에 조인트레스벨트(22)를 설치하기 위한 별도의 벨트부착기로 구성된다. 벨트부착기는 조인트레스벨트(22)가 감겨져 조인트레스벨트(22)를 공급하는 벨트롤(206)과 벨트롤(206)에 감긴 조인트레스벨트(22)를 트레드(21)에 압착시키는 압착로울러(207)와, 조인트레스벨트(22)가 트레드(21)에 감김에 따라 조인트레스벨트(22)가 겹쳐 감겨지지아니하게 조인트레스벨트(22)를 점차 횡 방향으로 이동시키는 이동장치(2070)를 포함한다. 이러한 이동장치(2070)는 종래의 타이어 제조장치에 있어서 벨트층 위에 조인트레스벨트를 연속으로 감는 장치에서의 이동장치에서 보는 바와 같이 이미 공지되어 널리 사용되는 기술이므로 여기서는 그 도시와 설명을 생략한다. 회전통(203)은 이를 회전시키는 회전장치를 필요로 하는 바, 첨부된 도면에는 회전장치의 일 실시예의 일부로서 기대(201)의 일측에 설치된 톱니바퀴(208)와 회전통(203)의 외면에 설치되는 톱니(2031)가 도시되어 있다.
제1벨트를 설치하는 사선형1벨트드럼(31)의 사선 방향은 1벨트층(310) 내의 코드 설치 방향과 동일한 방향으로 형성되며, 제2벨트를 설치하는 사선형2벨트드럼(32)의 사선 방향은 2벨트층(320) 내의 코드 설치 방향과 동일한 방향으로 형성된다.
사선형벨트드럼의 사선 방향과 당해 드럼에 설치되는 벨트 내에 설치되는 코드의 사선 방향을 일치시키는 이유는 드럼의 팽창으로 드럼에 설치된 코드가 용이하게 수축, 팽창되게 하기 위함이다. 즉, 벨트를 드럼에 부착한 상태에서 트레드내부에 결합하려면, 벨트의 외경이 트레드+3 벨트의 내경과 큰 차이가 없어서 트레드하우징이 벨트드럼으로 진입 시 걸리는 문제를 해결하기 위해서는 벨트드럼의 직경을 작게 형성시켰다가 팽창시켜야 하는데, 이때 드럼에 감겨진 벨트는 내부에 사선의 와이어가 있어서, 드럼 수축 팽창 시 드럼의 사선 방향이 벨트의 코드 방향과 다를 경우 벨트 내의 코드 강성 때문에 벨트가 용이하게 수축,팽창되지 않으므로 이를 방해를 받지 아니하게 하기 위함이다.
셰이핑드럼(5; Shaping drum)은 드럼의 좌우측부 중앙에 브라더(51; Bladder)가 설치되어 있다.
이와 같은 본 발명의 장치를 이용하여 본 발명의 방법에 의하여 생타이어를제조하는 공정의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
실시예:
제1단계 공정:
밴드드럼(1)에 인너라이너(11), 카카스(12), 사이드월(13)등을 감아 기초반제품(10)을 마련한다. 
밴드 드럼(1)은 다수의 세그먼트(101)들이 결합되어 구성되며, 각 세그먼트(101)들은 외방으로 진출되고 다시 도면에 도시된 바와 같은 상태로 후퇴되게 하는 작동장치를 구비한다. 이러한 작동장치는 공지의 기술이어서 여기 그 설시와 도시를 생략한다.
제2단계 공정:
벨트드럼을 수축시켜, 압출되어 절단된 또는 사출 성형된 원통형의 트레드(21)를 드럼(도면에 도시하지 않음)에 끼우고 트레드하우징(2)의 이동자(204)를 외방으로 후퇴시켜 세그먼트(205)의 내면으로 되는 하우징의 내경을 크게 한 후, 트레드(21)가 설치된 상기 드럼의 중심으로 트레드하우징(2)을 이동시킨 다음 (2)을 다시 이동자(204)들을 내측으로 전진시켜 세그먼트(205)들을 정위치 시킴으로서 세그먼트(205)들이 트레드(21)를 굳게 붙잡게 하고 트레드하우징(2)으로부터 상기 드럼을 이격시킨 후 트레드(21) 내면에 조인트레스벨트의 부착 공정을 수행한다.
조인트레스벨트를 부착시킴에 있어서는, 회전장치로 회전통(203)을 회전시키면서, 벨트롤(206)에 감긴 조인트레스벨트(22)를 풀며 압착로울러(207)로 조인트레스벨트(22)를 트레드(21) 내면에 압착시키되, 시작과 끝은 정원으로, 그 외 부분에 있어서는 이동장치(2070)로 압착로울러(207)를 횡방향으로 점점 이동시킴으로서 조인트레스벨트(22)가 나선형으로 감겨지게 한다.
본 발명은, 이와 같이 트레드 내면에 먼저 조인트레스벨트(22)를 설치하는 공정을 수행하는 점에 특징을 가진다. 즉, 종래에는 1,2벨트층(3) 위에 조인트레스벨트를 설치하고 그 위에 트레드고무층을 덧씌웠으므로 트레드고무층 내측에 벨트층을 설치하는 일이 용이하고 편리하다. 그러나, 본 발명에 있어서는 트레드고무층이 원통형으로 형성되어 있고 그 내부에 벨트층을 설치하여야 함으로 트레드고무층 내부에 벨트층을 설치하는 일이 용이하지 아니하다. 벨트층 외측에 원통형의 트레드고무층을 설치되려면, 트레드고무층의 직경보다 적은 직경을 가지며 팽창이 가능한 벨트층은 후술하는 바와 같이, 이를 트레드고무층 내부에 넣은 후 벨트층을 팽창시켜 트레드와 벨트층을 결합시킬 수 있으나, 조인트레스벨트(22)로 되는 벨트층은 직경 방향으로의 팽창이 허용되지 아니함으로, 조인트레스벨트층을 성형시킨 후 조인트레스벨트층을 트레드고무층 내부에 설치한 후 조인트레스벨트층을 팽창시켜 조인트레스벨트층과 트레드층을 결합시키는 일이 불가능하다. 그리하여, 트레드고무층 내부에 조인트레스벨트층을 설치함에 있어서, 본 발명은 트레드(21) 내면에 조인트레스벨트(22)를 압착 설치하는 기술을 제공한다. 그리하여 본 발명은, 트레드(21)의 내면에 엔드레스벨트(22)를 감아 설치되는 "트레드+3벨트"(20)를 마련하는 제2단계공정을 제공한다. 
제3단계 공정:
도 4의 (가)(나)에 도시된 바와 같이 사선형1, 2벨트드럼(31, 32)에 제1 및 제2벨트를 부착하여 1,2벨트층(310, 320)을 마련한다.
사선형1, 2벨트드럼(31, 32)은 다수의 세그먼트(30)로 분할 구성되며, 각 세그먼트(30)는 이웃 세그먼트(30)와 사선(301)으로 접하여지도록 사선형으로 형성되어 있다. 각 세그먼트(30)는, 밴드드럼(1)의 세그먼트(10)들과 같이, 외방으로 진출되고 다시 후퇴되게 하는 작동장치를 구비한다. 
제4단계: 제2단계에서 마련한 "트레드+3벨트"(20)를 사선형2벨트드럼(32)의 2벨트층(320) 외방 중앙부에 끼운 후 사선형2벨트드럼(32)을 팽창시켜 트레드 내부에 2벨트층(320)을 결합하고, 이어서, 2벨트층(320) 내부에 사선형1벨트드럼(31)을 위치시키고 사선형1벨트드럼(31)을 팽창시켜 2벨트층(320) 내부에 1벨트층(310)을 부착하여 주반제품(40)을 마련한다. 
 
제5단계 공정: 셰이핑드럼(5, Shaping drum)에 제1단계의 기초반제품을 설치한 후 양 단에 비드뭉치를 설치하고 양 측 비드뭉치 사이에 제4단계에서 마련된 주반제품(40)을 결합하되, 세이핑드럼(5)의 중앙에 설치된 브라더(51; Bladder)를 부풀려 기초반제품(10)의 중앙부가 주반제품(40)의 중앙에 접합되게 하여 생타이어를 제조하여 생타이어가 가황용 금형의 내부 형상에 유사하게 한다.
제6단계 공정:
위와 같이 제조된 생타이어는 공지의 가황 공정에 따라 일정 시간 가열 가압하여, 배합되어 있던 고무와 약품이 반응하여 고무 분자간에 강력하고 견고한 결합이 일어나 탄성 및 인장강도를 증대시키고 각 약품 및 온도에 대한 내성을 가진 타이어로 완성되게 한다.
1. 밴드드럼.
101. 세그먼트
10. 기초반제품
11. 인너라이너
12. 카카스
13. 사이드월
2. 트레드하우징
201. 기대
202. 레일
203. 회전통
204. 이동자
205. 세그먼트
206. 벨트롤
207. 압착로울러
2070. 이동장치.
20. 트레드+3벨트
21. 트레드
22. 조인트레스벨트
31. 사선형1벨트드럼
310. 1벨트층
32. 사선형2벨트드럼
320. 2벨트층
40. 주반제품

Claims (6)

  1. 제1단계: 밴드드럼(1)에 인너라이너(11), 카카스(12), 사이드월(13) 등을 감아 기초반제품(10)을 마련하는 기초반제품마련단계와, 
    제2단계: 트레드(21) 내면에 조인트레스벨트(22)를 감아 설치하는 "트레드+3벨트"(20) 마련단계와, 
    제3단계: 사선형1벨트드럼(31)과 사선형2벨트드럼(32)에 제1벨트와 제2벨트를 부착하는 1,2벨트층(310, 320) 마련단계와, 
    제4단계: 제2단계에서 마련한 "트레드+3벨트"(20)를 사선형2벨트드럼(32)의 2벨트층(320) 외방 중앙부에 끼운 후 사선형2벨트드럼(32)을 팽창시켜 트레드 내부에 2벨트층(320)을 결합하고, 이어서, 2벨트층(320) 내부에 사선형1벨트드럼(31)을 위치시키고 사선형1벨트드럼(31)을 팽창시켜 2벨트층(320) 내부에 1벨트층(310)을 부착하여 주반제품(40)을 마련하는 주반제품마련단계, 및. 
    제5단계: 셰이핑드럼(5, Shaping drum)에 제1단계의 기초반제품을 설치한 후 양 단에 비드뭉치를 설치하고, 양 비드뭉치 사이에 제4단계에서 마련된 주반제품(40)을 결합하는 셰이핑단계
    로 구성되는 생타이어 제조 공정을 제공하는 것을 특징으로 하고,
    제5단계 공정으로 제조된 생타이어를 가황하여 타이어를 완성시키는 것을 특징을 하는 자동차용 타이어의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, "트레드+3벨트"(20) 마련단계는, 벨트드럼을 수축시켜 원통형의 트레드를 끼우고 다시 팽창시켜 원래의 직경을 유지시킨후 , 트레드하우징(2)의 이동자(204)를 외방으로 후퇴시켜 세그먼트(205)들이 후진하게 하여 그 내부 공간을 확장시킨 후, 트레드하우징을 벨트드럼의 중심으로 이동시켜 원통형의 트레드(21)를 세그먼트(205) 내측에 위치시키고, 다시 이동자(204)들을 내측으로 전진시켜 세그먼트(205)들을 정위치 시킴으로서 세그먼트(205)들이 트레드(21)를 굳게 붙잡게 하며, 회전장치로 회전통(203)을 회전시키면서, 벨트롤(206)에 감긴 조인트레스벨트(22)를 풀며 압착로울러(207)로 조인트레스벨트(22)를 트레드(21) 내면에 압착시키되, 시작과 끝은 정원으로, 그 외 부분에 있어서는 이동장치(2070)로 압착로울러(207)를 횡방향으로 점점 이동시킴으로서 조인트레스벨트(22)가 나선형으로 감겨지게 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 타이어의 제조 방법.
  3. 기대(201)에 설치되는 원통형의 레일(202)과, 원통형의 레일(202)에 설치되어 레일(202)을 타고 회전하는 회전통(203)과, 회전통(202)의 내부에 설치되며 회전통(202)을 꿰뚫고 내외방으로 진퇴되는 이동자(204)의 내단에 설치되는 세그먼트(205)와, 세그먼트(205)에 설치되는 트레드(21)에 조인트레스벨트(22)를 설치하기 위한 벨트부착기로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 타이어 제조용 트레드 하우징.
  4. 제3항에 있어서, 벨트부착기는 조인트레스벨트(22)가 감겨져 조인트레스벨트(22)를 공급하는 벨트롤(206)과 벨트롤(206)에 감긴 조인트레스벨트(22)를 트레드(21)에 압착시키는 압착로울러(207)와, 조인트레스벨트(22)가 트레드(21)에 감김에 따라 조인트레스벨트(22)가 겹쳐 감겨지지아니하게 조인트레스벨트(22)를 점차 횡 방향으로 이동시키는 이동장치(2070)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 타이어 제조용 트레드 하우징.
  5. 인너라이너(11), 카카스(12), 사이드월(13) 등을 감아 기초반제품(10)을 마련하는 것으로 다수의 세그먼트로 분할 구성된 밴드드럼(1)과,
    내면에 트레드(21)를 설치하고 트레드(21) 내면에 조인트레스벨트(22)를 감아 설치되는 "트레드+3벨트"(20)를 마련하는 트레드 하우징(2)과,
    제1벨트와 제2벨트를 부착하여 1,2벨트층(310, 320)을 마련하는 것으로 제1 및 제2벨트내의 코드 설치 방향과 동일한 방향의 사선으로 분할된 다수의 세그먼트로 구성되는 사선형1, 2벨트드럼(31, 32)과,
    좌우측부 중앙에 브라더(51; Bladder)가 설치되어 있는 세이핑드럼(5)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 타이어 제조용 생타이어 제조 장치.

  6. 제5항에 있어서, 트레드하우징(2)은, 기대(201)에 설치되는 원통형의 레일(202)과, 원통형의 레일(202)에 설치되어 레일(202)을 타고 회전하는 회전통(203)과, 회전통(202)의 내부에 설치되며 회전통(202)을 꿰뚫고 내외방으로 진퇴되는 이동자(204)의 내단에 설치되는 세그먼트(205)와, 세그먼트(205)에 설치되는 트레드(21)에 조인트레스벨트(22)를 설치하기 위한 벨트부착기로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 타이어 제조용 생타이어 제조 장치.
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