KR20120006858U

KR20120006858U - 트레드 에어 제거기구

Info

Publication number: KR20120006858U
Application number: KR2020110002529U
Authority: KR
Inventors: 이덕주
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-08

Abstract

본 고안은 타이어의 가황 과정에서 트레드 고무층 내부 또는 트레드와 몰드 사이에 잔존한 공기를 제거하기 위한 트레드 에어 제거기구에 관한 것으로서,
일정 두께를 가지며 회전축(30)에 의해 동시에 회전하고 측면에 서로 맞닿도록 설치되는 복수개의 니들 롤러(10)와; 상기 니들 롤러(10)의 외주면을 따라 일정 간격으로 부착되어 상기 니들 롤러(10)의 회전에 따라 트레드 압출물(50)을 뚫어주는 복수개의 니들(20)과; 상기 회전축(30)에 결합된 상기 니들 롤러(10)들이 축방향으로 이동하지 않도록 최외곽 니들 롤러(10')의 외측에 각각 설치되어 상기 회전축(30)에 결합되는 스냅 링(35);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 트레드 에어 배출기구는 연속적으로 이송중인 트레드 압출물에 복수개의 니들이 장착된 니들 롤러가 맞물려 회전하면서 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 이루어지도록 하므로, 프리킹 작업을 위하여 트레드 압출물을 정지시킬 필요가 없어 생산성이 향상된다.

Description

트레드 에어 제거기구{Tread Air Vent Assembly}

본 고안은 타이어의 가황 과정에서 트레드 고무층 내부 또는 트레드와 몰드 사이에 잔존한 공기로 인한 불량을 방지하기 위하여 트레드 압출물의 공기를 제거하기 위한 트레드 에어 제거기구에 관한 것으로서, 특히 간단한 구조를 이용하여 연속적으로 이송 중인 트레드 압출물에 대한 연속적인 프리킹 작업을 실시할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상시킨 트레드 에어 제거기구에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 각종 타이어 반제품들을 성형드럼에 권취한 후 압착하여 일체화시킴으로써 그린타이어를 제작한 후, 이 그린타이어를 가황기에 투입하여 가황함으로써 완제품으로 만들게 된다.

여기서, 가황이란 타이어의 원재료인 천연고무 또는 합성고무가 충분한 탄성을 갖도록 하기 위하여 황 가루와 촉매를 투입한 후 가열함으로써 그린타이어의 고무들이 황 원자들을 통한 다리결합 구조를 갖도록 하는 공정이다. 이러한 다리결합 구조는 변형시켰을 때 본래 모습으로 되돌아가려는 분자적 특성, 즉 탄성의 원인이 된다. 이러한 다리결합 구조는 물이나 유기용매에 의해 팽윤되기는 하지만, 유기 용매에 녹지 않은 특성을 보인다. 고무에 이러한 다리결합 구조를 형성하기 위한 방법은 여러 가지가 있으나, 가황 공정이 가장 널리 이용되고 있다.

여기서, 그린타이어를 생산하기 위한 성형 공정은 미리 생산된 각종 타이어 반제품들을 성형 드럼에 와인딩하고, 와인딩된 타이어 반제품들을 압착(Stitching) 등으로 마무리하도록 되어 있고, 이러한 성형 공정에서 가장 크고 중량이 많이 나가는 타이어 반제품은 트레드 압출물이다.

상기 트레드 압출물은 상기 성형 드럼에 와인딩하고 압착하는 과정에서 이 트레드와 그 안쪽의 벨트나 카카스 사이에 허용 크기 이상의 기포가 남아 있게 되고, 이러한 기포가 그린타이어에 잔류되는 경우 가황이 끝난 완제품의 트레드부에도 기포가 남게 되어 완제품의 불량을 야기하게 된다. 이와 같이 가황이 끝난 타이어의 트레드 고무층 내에 공기가 빠져나가지 못하고 모여 있는 현상을 트레드 에어 입(Tread Air Trap)이라 한다. 또한, 타이어의 가황 과정에서 가황 몰드와 타이어 트레드 사이의 공기가 빠져나가지 못할 경우에는 잔존 공기에 의해 트레드부에 흠집이 발생하거나 잔존 공기로 인해 트레드 고무가 잘 흐르지 못하여 트레드부에 흠집이 발생하게 되는데, 이러한 잔존 공기로 인한 트레드부의 흠집을 트레드 베어(Tread Bare)라 한다.

이와 같이 트레드 압출물에 포함된 기포를 제거하지 못할 경우 트레드 에어입이나 트레드 베어와 같은 불량이 발생하게 되므로, 트레드 압출물에 포함된 기포를 제거하기 위하여 송곳 등의 도구를 이용하여 트레드 압출물을 찌르게 되는데, 이러한 작업을 프리킹 작업이라 한다.

프리킹 작업은 수동 프리킹 방식과 자동 프리킹 방식이 있으며, 수동 프리킹 방식의 경우에는 높은 노동 강도로 인해 작업자의 근골격계 질환을 유발하고 생산성이 높지 않을 뿐만 아니라 반복 작업시 불량률이 높아지는 문제점이 있기 때문에, 최근에는 자동 프리킹 방식이 주로 이용되고 있다.

이러한 자동 프리킹을 위한 프리킹 설비로는 특2003-0056196호 "트레드 프리킹 장치"가 공지되어 있으며, 상기 트레드 프리킹 장치는, 프리킹부의 하단까지 이송된 트레드 반제품을 정지시킨 상태에서 가동판이 하강하면서 복수의 프리킹핀이 구비된 스페이서를 하강시켜 그립판이 트레드 반제품을 지지한 상태에서 프리킹핀들이 트레드 반제품을 프리킹하도록 한 후, 그립판이 트레드 반제품을 지지한 상태에서 프리킹핀들이 트레드 반제품으로부터 이탈되고, 그 이후에 스프링의 탄성력에 의해 스페이서와 그립판이 초기 위치로 복귀하도록 하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 트레드 프리킹 장치는, 복잡한 설비가 필요할 뿐만 아니라 프리킹 작업을 위하여 트레드 반제품을 정지시켜야 하므로 생산성 향상 효과가 미미한 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 구조로 구성되어 원가 부담이 적고 연속적으로 이송중인 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 가능하여 생산성 향상 효과가 우수한 트레드 에어 제거기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 고안은 스프링의 탄성력을 이용하여 복수의 니들이 니들 롤러의 반경 방향으로 가압되도록 함으로써 트레드 압출물의 두께에 관계없이 프리킹이 가능한 트레드 에어 제거기구를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 고안은 니들 롤러와 회전축이 견고하게 나사 결합되어 니들 롤러가 축방향으로 이동하지 않도록 함으로써, 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 누락된 부분이 발생하지 않도록 한 트레드 에어 제거기구를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 고안은 트레드 압출물의 형상에 대응하도록 각기 다른 크기의 니들 롤러를 배치함으로써 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 용이하게 한 트레드 에어 제거기구를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 일정 두께를 가지며 회전축에 의해 동시에 회전하고 측면에 서로 맞닿도록 설치되는 복수개의 니들 롤러와; 상기 니들 롤러의 외주면을 따라 일정 간격으로 부착되어 상기 니들 롤러의 회전에 따라 트레드 압출물을 뚫어주는 복수개의 니들과; 상기 회전축에 결합된 상기 니들 롤러들이 축방향으로 이동하지 않도록 최외곽 니들 롤러의 외측에 각각 설치되어 상기 회전축에 결합되는 스냅 링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들 롤러는, 상기 일정 높이를 가지는 원통 형상의 케이스와, 상기 케이스의 원주면을 따라 배치되며 상기 니들이 설치되는 니들 장착부와, 상기 회전축이 결합될 수 있도록 상기 케이스의 중앙에 설치되는 축 결합부와, 상기 니들 장착부와 축 결합부 사이에 배치되어 상기 니들 장착부에 탄성을 부여하는 복수개의 탄성 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 회전축의 외주면에 수나사부가 형성되고 상기 축 결합부의 내주면에 암나사부가 형성되어, 상기 회전축과 니들 롤러가 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들 롤러는 반경 방향 끝단의 모서리 부분이 라운드처리된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들 롤러는 각각 다른 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들 롤러는 상기 트레드 압출물의 트레드 센터부에 대응하는 중앙측으로 갈수록 직경이 커지고 상기 트레드 압출물의 트레드 크라운부에 대응하는 가장자리측으로 갈수록 직경이 감소하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들 롤러의 축 방향 높이는 10~15㎜인 것을 특징으로 한다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 상기 니들은, 상기 니들 롤러의 외주면으로부터 2~10㎜ 높이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 트레드 에어 배출기구는 연속적으로 이송중인 트레드 압출물에 복수개의 니들이 장착된 니들 롤러가 맞물려 회전하면서 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 이루어지도록 하므로, 프리킹 작업을 위하여 트레드 압출물을 정지시킬 필요가 없어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면,

또한, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 탄성 스프링이 복수개의 니들이 설치된 니들 장착부를 탄성 지지하므로, 탄성 스프링의 탄성력에 의해 니들이 니들 롤러의 반경 방향으로 가압되어 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업이 이루어짐은 물론 트레드 압출물의 두께에 관계없이 프리킹 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 복수개의 니들 롤러가 회전축에 나사 결합되어 니들 롤러가 축방향으로 이동하지 않게 되므로, 니들 롤러 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있음은 물론 프리킹 작업이 누락된 부분이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 고안의 트레드 에어 배출기구에 따르면, 트레드 압출물의 두께를 고려하여 서로 다른 직경을 가진 니들 롤러를 사용함으로써 트레드 압출물의 두께에 관계없이 프리킹 작업을 수행할 수 있으며, 트레드 압출물의 형상에 대응하는 크기의 니들 롤러들을 배치함으로써 트레드 압출물의 형상에 관계없이 균일한 압력으로 프리킹 작업을 수행하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 트레드 에어 배출기구가 도시된 구성도.
도 2는 본 고안의 요부 구성인 니들 롤러의 단면도.
도 3은 본 고안의 트레드 에어 배출기구와 트레드 압출물과의 상관 관계를 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 트레드 에어 배출기구를 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 트레드 에어 배출기구는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 10~15㎜의 두께를 가지며 회전축(30)에 의해 동시에 회전하고 측면에 서로 맞닿도록 설치되는 복수개의 니들 롤러(10)와; 상기 니들 롤러(10)의 외주면을 따라 일정 간격으로 부착되어 상기 니들 롤러(10)의 회전에 따라 트레드 압출물(50)을 뚫어주며 상기 니들 롤러(10)의 외주면으로부터 2~10㎜ 높이로 형성되는 복수개의 니들(20)과; 상기 회전축(30)에 결합된 상기 니들 롤러(10)들이 축방향으로 이동하지 않도록 최외곽 니들 롤러(10')의 외측에 각각 설치되어 상기 회전축(30)에 결합되는 스냅 링(35);을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 니들 롤러(10)의 두께(또는 축 방향 높이)를 10~15㎜로 한 이유는 상기 니들 롤러(10)의 두께가 10㎜ 미만인 경우에는 상기 니들 롤러(10)에 설치되는 니들(20)의 폭 방향 간격이 너무 좁아 상기 트레드 압출물(50)의 품질이 저하될 수 있고, 상기 니들 롤러(10)의 두께가 20㎜를 초과하는 경우에는 상기 니들(20)의 폭 방향 간격이 너무 커져 프리킹 작업의 효과가 저하되기 때문이다.

또, 상기 니들(20)의 높이를 상기 니들 롤러(10)의 외주면으로부터 2~10㎜로 제한 한 이유는, 상기 니들(20)의 높이가 2㎜ 미만인 경우에는 프리킹 작업의 효과를 기대하기가 어렵고, 상기 니들(20)의 높이가 10㎜를 초과하게 되면 상기 니들(20)이 상기 트레드 압출물(50)을 관통하여 역효과가 나올 수 있기 때문이다.

한편, 상기 니들 롤러(10)는, 상기 일정 높이를 가지는 원통 형상의 케이스(11)와, 상기 케이스(11)의 원주면을 따라 배치되며 상기 니들(20)이 설치되는 니들 장착부(13)와, 상기 회전축(30)이 결합될 수 있도록 상기 케이스(11)의 중앙에 설치되는 축 결합부(12)와, 상기 니들 장착부(13)와 축 결합부(12) 사이에 배치되어 상기 니들 장착부(13)에 탄성을 부여하는 복수개의 탄성 스프링(14)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 회전축(30)의 외주면에 수나사부(30')가 형성되고 상기 축 결합부(12)의 내주면에 암나사부(12')가 형성되어, 상기 회전축(30)과 니들 롤러(10)가 나사 결합되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 회전축(30)에 복수의 니들 롤러(10)를 나사 결합시키게 되면, 상기 니들 롤러(10)가 상기 회전축(30)을 따라 축방향으로 이동하는 일이 발생하지 않고 상기 회전축(30)과 각 니들 롤러(10)가 일체화되어 회전하게 된다. 따라서, 상기 니들 롤러(10)의 축방향 움직임으로 인하여 누락되는 부분이 없이 상기 트레드 압출물(10) 전체에 대한 프리킹 작업을 수행할 수 있게 된다.

그리고, 상기 니들 롤러(10)는 반경 방향 끝단의 모서리 부분이 라운드처리되는 것이 바람직하다. 이는 상기 니들 롤러(10)가 프리킹 작업을 위하여 상기 트레드 압출물(50)에 접촉할 때 상기 니들 롤러(10)의 모서리 부분에 상기 트레드 압출물(50)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한, 상기 니들 롤러(10)는 각각 다른 직경을 갖는 것을 사용하되, 상기 트레드 압출물(50)의 트레드 센터부(51)에 대응하는 중앙측으로 갈수록 직경이 커지고 상기 트레드 압출물(40)의 트레드 크라운부(52)에 대응하는 가장자리측으로 갈수록 직경이 감소하도록 배치한다. 이와 같이 니들 롤러(10)들을 배치함에 따라 상기 트레드 압출물(50)에 가해지는 균일한 압력으로 프리킹을 실시할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 트레드 에어 배출기구는 연속적으로 이송되는 트레드 압출물에 대한 프리킹 작업을 통해 트레드 에어 입 또는 트레드 베어와 같은 불량이 발생하지 않도록 하게 된다.

트레드 압출물(50)은 트레드 반제품과 사이드 반제품이 접합되어 형성되는 것으로, 후에 타이어의 트레드면을 형성하는 부분인 트레드 센터부(51)와, 타이어의 트레드 숄더부를 형성하는 부분인 트레드 크라운부(52)로 구분되며, 상기 트레드 센터부(51)는 상대적으로 두께가 얇게 형성되고 상기 트레드 크라운부(52)는 상대적으로 두껍게 형성된다.

이에 따라 회전축(30)에 설치되는 니들 롤러(10)들은 중앙에는 직경이 큰 니들 롤러(10)가 배치되고 가장자리 부분에는 직경이 작은 니들 롤러(10)가 배치되어, 상기 니들 롤러(10)의 외주면과 상기 트레드 압출물(50)의 상면 사이의 간격이 비교적 균일해지도록 한다.

이 상태에서 상기 트레드 압출물(50)이 컨베이어 등의 이송수단에 의해 이송되고, 상기 이송수단의 상측에 승강 가능하게 설치된 프리킹부, 즉 본 고안의 컨베이어 트레드 에어 배출기구가 하강된다. 이때, 상기 니들 롤러(10)가 설치된 회전축(30)은 상기 니들 롤러(10)의 외주면이 상기 트레드 압출물(50)에 접할 때까지 하강한다. 따라서, 상기 니들 롤러(10)는 상기 트레드 압출물(50)의 수평 방향 이동에 따라 서로 맞물려 회전하게 되고, 상기 니들 롤러(10)의 외주면에 설치된 니들(20)은 상기 트레드 압출물(50)을 찔러 그 내부의 잔존 공기를 제거하는 프리킹 작업을 수행한다.

이상의 프리킹 작업 과정에서 상기 니들(20)에 의해 손상된 상기 트레드 압출물(50)은 가황 공정에서 스팀 등을 이용하여 가열할 때 고무 흐름에 의해 손상된 부분이 제거됨으로써, 완제품 타이어에는 상기 니들(20)에 의한 구멍이 외부로 드러나지 않게 된다.

또한, 상기한 프리킹 작업으로 인해 상기 트레드 압출물(50)에 포함된 잔류 공기가 제거된 후에 상기 트레드 압출물(50)이 성형 드럼에 감기게 되므로, 성형이 끝난 그린타이어를 가황 금형에서 가황할 때 발생하는 트레드 에어 입이나 트레드 베어와 같은 완제품의 불량을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 프리킹 작업을 할 때 상기 트레드 압출물(50)을 정지시킬 필요가 없으므로, 프리킹 작업이 연속적으로 진행되어 생산성이 향상됨은 물론, 프리킹 작업으로 인해 상기 트레드 압출물(50) 내부의 잔류 공기가 대부분 제거됨에 따라 트레드 에어 입 또는 트레드 베어와 같은 완제품의 불량이 최소화되어 완제품의 수율이 증가함은 물론 제품의 품질에 대한 신뢰성이 향상되게 된다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

10: 니들 롤러 10': 최외각 니들 롤러
11: 롤러 케이스
12: 축 결합부 12': 암나사부
13: 니들 장착부
14: 탄성 스프링
20: 니들
30: 회전축 30': 수나사부
35: 스냅 링
50: 트레드 압출물
51: 트레드 센터부
52: 트레드 크라운부

Claims

일정 두께를 가지며 회전축(30)에 의해 동시에 회전하고 측면에 서로 맞닿도록 설치되는 복수개의 니들 롤러(10)와;
상기 니들 롤러(10)의 외주면을 따라 일정 간격으로 부착되어 상기 니들 롤러(10)의 회전에 따라 트레드 압출물(50)을 뚫어주는 복수개의 니들(20)과;
상기 회전축(30)에 결합된 상기 니들 롤러(10)들이 축방향으로 이동하지 않도록 최외곽 니들 롤러(10')의 외측에 각각 설치되어 상기 회전축(30)에 결합되는 스냅 링(35);을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제1항에 있어서,
상기 니들 롤러(10)는, 상기 일정 높이를 가지는 원통 형상의 케이스(11)와, 상기 케이스(11)의 원주면을 따라 배치되며 상기 니들(20)이 설치되는 니들 장착부(13)와, 상기 회전축(30)이 결합될 수 있도록 상기 케이스(11)의 중앙에 설치되는 축 결합부(12)와, 상기 니들 장착부(13)와 축 결합부(12) 사이에 배치되어 상기 니들 장착부(13)에 탄성을 부여하는 복수개의 탄성 스프링(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제2항에 있어서,
상기 회전축(30)의 외주면에 수나사부(30')가 형성되고 상기 축 결합부(12)의 내주면에 암나사부(12')가 형성되어, 상기 회전축(30)과 니들 롤러(10)가 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 니들 롤러(10)는 반경 방향 끝단의 모서리 부분이 라운드처리된 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 니들 롤러(10)는 각각 다른 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제5항에 있어서,
상기 니들 롤러(10)는 상기 트레드 압출물(50)의 트레드 센터부(51)에 대응하는 중앙측으로 갈수록 직경이 커지고 상기 트레드 압출물(40)의 트레드 크라운부(52)에 대응하는 가장자리측으로 갈수록 직경이 감소하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 니들 롤러(10)의 축 방향 높이는 10~15㎜인 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 니들(20)은, 상기 니들 롤러(10)의 외주면으로부터 2~10㎜ 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 트레드 에어 배출기구.