KR20150141137A

KR20150141137A - 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치

Info

Publication number: KR20150141137A
Application number: KR1020150077125A
Authority: KR
Inventors: 히로토시 가고타; 와코 이와무라; 마코토 스기야
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2015-12-17
Also published as: US20150352755A1; EP2955009B1; KR102306954B1; US9358704B2; JP2015231681A; EP2955009B8; JP6231947B2; EP2955009A1

Abstract

(과제) 트레드 링을 고정밀도로 위치 결정하여, 타이어의 유니포미티를 향상시킨다.
(해결 수단) 상하의 금형 사이에서 트레드 링과 허브를 동심에 유지함과 함께, 그 사이에 캐비티를 형성하는 주형 금형, 상기 허브와 트레드 링을 동심에 위치 결정하는 위치 결정 수단, 및 금형 열림 상태에 있어서, 주형 성형 후의 에어리스 타이어를 상기 하부 금형으로부터 압출하는 탈형 수단을 구비한다. 상기 위치 결정 수단은, 트레드 링의 외주면과 맞닿아 트레드 링을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부를 포함하는 제 1 위치 결정 수단을 갖는다.

Description

에어리스 타이어의 스포크 주형 장치 {SPOKE CASTING DEVICE OF AIRLESS TIRE}

본 발명은, 트레드 (thread) 링과 허브를 고분자재로 이루어지는 스포크에 의해 연결한 에어리스 타이어에 있어서의 상기 스포크를, 트레드 링 및 허브와 일체로 주형 성형하는 주형 장치에 관한 것이다.

최근, 경량이고 승차감성이 우수한 에어리스 타이어로서, 접지면을 갖는 원통형의 트레드 링과, 차축에 고정되는 허브 사이를, 방사상으로 배열하는 복수의 스포크판부로 이루어지는 스포크에 의해 연결시킨 구조의 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1 에는, 상기 에어리스 타이어에 있어서의 스포크를, 트레드 링 및 허브와 일체 성형하는 것도 시사되어 있다.

한편, 상기 일체 성형을 실시하는 경우, 주형 금형 내에서, 트레드 링과 허브를 고정밀도로 위치 결정하는 것이 중요하다. 그러나 트레드 링은, 그 표면이 고무로 형성되기 때문에, 트레드 링을 위치 결정하여 고정시킬 때에 가해지는 외력에 의해, 그 표면이 변형되기 쉽다. 그 결과, 트레드 링의 진원도가 손상되거나 동심성이 저하되어, 타이어의 유니포미티 (uniformity) 의 저하를 초래한다는 문제가 발생한다.

또한 상하의 금형에, 트레드 링의 내주면과 맞닿는 고리형 돌기를 형성하여 위치 결정하는 것이 제안된다. 그러나 트레드 링의 내주면은, 스포크 주형용의 캐비티를 구성하기 때문에, 충분한 높이의 맞닿음면을 확보하는 것이 곤란하다. 그 결과, 위치 결정 정밀도를 불충분하게 함과 함께, 트레드 링의 진원도나 동심성을 충분히 높이는 것이 곤란하다. 또 금형을 닫을 때, 상하의 금형에 형성한 고리형 돌기의 일방이 트레드 링의 내주면과 끼워 맞춤 불량을 일으켜 버릴 위험성도 초래한다.

일본 공개특허공보 2008-260514호

그래서 발명은, 트레드 링의 외주면과 맞닿아 트레드 링을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부를 포함하는 제 1 위치 결정 수단을 갖는 것을 기본으로 하여, 금형 닫힘시의 끼워 맞춤 불량을 초래하지 않고, 트레드 링을 고정밀도로 위치 결정할 수 있고, 트레드 링의 진원도나 동심성을 높여 타이어의 유니포미티를 향상시킬 수 있는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명은, 접지면을 갖는 원통형의 트레드 링, 이 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고 또한 차축에 고정되는 허브, 및 상기 트레드 링과 허브를 연결하는 고분자재로 이루어지는 스포크를 구비하는 에어리스 타이어에 있어서의 상기 스포크를, 상기 트레드 링 및 허브와 일체로 주형 성형하는 주형 장치로서,

금형 닫힘 상태와 금형 열림 상태 사이를 타이어 축방향으로 상대 이동시킬 수 있는 상하의 금형을 갖고, 또한 금형 닫힘 상태에 있어서, 상기 상하의 금형 사이에서 트레드 링과 허브를 동심에 유지함과 함께, 유지된 트레드 링과 허브 사이에 스포크 주형용의 캐비티를 형성하는 주형 금형,

상기 허브와 트레드 링을 동심에 위치 결정하는 위치 결정 수단,

및 금형 열림 상태에 있어서, 주형 성형 후의 에어리스 타이어를 상기 하부 금형으로부터 압출하는 탈형 수단을 구비함과 함께,

상기 위치 결정 수단은, 상기 트레드 링의 외주면과 맞닿아 트레드 링을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부를 포함하는 제 1 위치 결정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 외주면 맞닿음부는, 트레드 링의 외주면의 거의 전체면과 맞닿는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 제 1 위치 결정 수단은, 트레드 링의 내주면의 일부와 맞닿는 내주면 맞닿음부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 캐비티에 고분자재를 주입할 때에 주형 금형을 진동시켜 고분자재 중의 기포를 배출하는 진동 발생기를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 진동 발생기는, 진폭이 0.02 ∼ 0.5 ㎜ 또한 주파수가 30 ㎐ 이상인 진동을 발생시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 캐비티의 상면은, 수평면에 대해 각도 α 로 경사지는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치에서는, 상기 각도 α 는 2 ∼ 10 도인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 서술한 바와 같이, 허브와 트레드 링을 동심에 위치 결정하는 위치 결정 수단이, 트레드 링의 외주면과 맞닿아 트레드 링을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부를 포함하는 제 1 위치 결정 수단을 구비한다.

트레드 링의 외주면은, 스포크 주형용의 캐비티를 구성하지 않는다. 그 때문에, 트레드 링과 제 1 위치 결정 수단의 맞닿음면의 높이를 충분히 확보할 수 있어, 위치 결정 정밀도를 높일 수 있다. 또 제 1 위치 결정 수단은, 트레드 링의 전체 둘레를 외측으로부터 감싸도록 누른다. 그 때문에 트레드 링에 힘이 가해져도, 트레드 링의 축경 방향의 변형은 거의 발생하지 않고, 게다가 트레드 링 단체에서의 진원도가 낮은 경우에도, 그것을 교정하면서 위치 결정할 수 있다. 그 결과, 주형시에 있어서의 트레드 링의 진원도나 동심성을 높여, 타이어의 유니포미티를 향상시킬 수 있다.

또 제 1 위치 결정 수단에서는, 외주면 맞닿음부를 예를 들어 2 분할함으로써, 트레드 링에 대해 이접 (離接) 이동 (반경 방향 내외로의 이동) 시킬 수 있다. 그 때문에, 금형 닫힘시의 끼워 맞춤 불량을 방지할 수 있다. 또 주형 성형 후에 제 1 위치 결정 수단을 트레드 링으로부터 분리시킴으로써, 에어리스 타이어를 금형으로부터 압출할 때의 저항력을 줄이는 것도 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치의 일 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 2 는 그 측면도이다.
도 3 은 금형 닫힘 상태에 있어서의 주형 금형을 나타내는 단면도이다.
도 4 는 제 1 위치 결정 수단의 주요부를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 5 는 주형 성형 후의 에어리스 타이어의 압출 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 그 부분 단면도이다.
도 7 은 스포크 주형 장치에 의해 주형 성형된 에어리스 타이어의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8 은 그 단면도이다.
도 9 는 제 1 위치 결정 수단의 그 밖의 실시예를 개념적으로 나타내는 부분 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 상세하게 설명한다.

도 7, 도 8 에, 본 발명의 스포크 주형 장치 (1) 에 의해 주형 성형된 에어리스 타이어 (T) 의 일례가 나타난다. 상기 에어리스 타이어 (T) 는, 접지면 (Ts) 을 갖는 원통형의 트레드 링 (2), 이 트레드 링 (2) 의 반경 방향 내측에 배치되고, 또한 차축 (J) 에 고정되는 허브 (3), 및 상기 트레드 링 (2) 과 허브 (3) 를 연결하는 고분자재로 이루어지는 스포크 (4) 를 구비한다. 본 예에서는, 상기 에어리스 타이어 (T) 가 승용차용 타이어로서 형성되는 경우가 나타난다.

상기 트레드 링 (2) 은, 공기가 들어간 타이어에 있어서의 트레드부에 상당하는 부위로, 트레드 고무부 (2A) 와, 그 내부에 매설되는 보강 코드층 (2B) 을 구비한다. 트레드 고무부 (2A) 로는, 접지에 대한 마찰력, 내마모성이 우수한 고무 조성물이 바람직하게 채용된다. 또 상기 보강 코드층 (2B) 으로는, 타이어 코드를 타이어 둘레 방향에 대해 예를 들어 10 ∼ 45 도의 각도로 배열된 벨트 플라이 (2B1), 및 타이어 코드를 타이어 둘레 방향으로 나선상으로 감은 밴드 플라이 (2B2) 가 적절히 채용될 수 있다.

이와 같은 트레드 링 (2) 은, 미리, 원통형의 드럼 상에서, 보강 코드층 (2B) 형성용의 시트상 부재 및 트레드 고무부 (2A) 형성용의 시트상 부재를 순차적으로 둘레 방향으로 감아 원상태의 트레드 링을 형성하고, 그 후, 이 원상태의 트레드 링을 가류 금형 내에서 가류 성형함으로써 별도 형성된다.

상기 허브 (3) 는, 타이어 휠에 상당하는 것으로, 본 예에서는, 차축 (J) 에 고정되는 원반상의 디스크부 (3A) 와, 이 디스크부 (3A) 의 반경 방향 외단부에 일체로 형성되는 원통형의 스포크 장착부 (3B) 를 구비한다. 상기 디스크부 (3A) 의 중앙에는, 차축 (J) 의 전단부 (Ja) 가 삽입 통과하는 허브공 (3A1) 이 형성된다. 또 허브공 (3A1) 의 주위에는, 차축측에 배치되는 볼트부 (Jb) 를 너트 고정시키기 위한 복수의 볼트 삽입 통과공 (3A2) 이 형성된다.

이와 같은 허브 (3) 는, 종래의 타이어 휠과 마찬가지로, 예를 들어, 스틸, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 금속 재료에 의해 별도 형성된다.

상기 스포크 (4) 는, 고분자재로 이루어지는 주형 성형체로서, 본 예에서는, 외측 고리형부 (4A), 내측 고리형부 (4B), 및 방사상으로 배치되고 상기 외측 고리형부 (4A) 와 내측 고리형부 (4B) 사이를 연결하는 복수 장의 스포크판부 (4C) 로 형성된다. 상기 고분자재로서, 예를 들어 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 폴리우레탄계 수지, 멜라민계 수지 등의 열 경화 수지가 바람직하게 채용되는데, 특히 폴리우레탄계 수지는 탄성 특성이 우수하기 때문에, 보다 바람직하게 채용할 수 있다.

상기 외측 고리형부 (4A) 및 내측 고리형부 (4B) 는, 각각 차축 (J) 과 동심인 원통형체이며, 상기 트레드 링 (2) 의 내주면 및 허브 (3) 의 외주면과는 일체 성형에 의해 접합된다. 본 예의 스포크판부 (4C) 는, 타이어 축방향에 대해 일방측으로 경사지는 제 1 스포크판부 (4C1) 와, 타방측으로 경사지는 제 2 스포크판부 (4C2) 로 구성되고, 상기 제 1, 제 2 스포크판부 (4C1, 4C2) 는 타이어 둘레 방향으로 교대로 배치된다. 본 예에서는 제 1, 제 2 스포크판부 (4C1, 4C2) 가 지그재그상으로 연속하는 경우가 나타나지만, 연속하지 않아도 된다.

이와 같은 스포크 (4) 는, 본 발명의 스포크 주형 장치 (1) 에 의해, 상기 트레드 링 (2) 및 허브 (3) 와 일체로 주형 성형된다.

도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 스포크 주형 장치 (1) 는,

(a) 상하의 금형 (5U, 5L) 을 가지고 또한 스포크 주형용의 캐비티 (6) 를 형성하는 주형 금형 (5),

(b) 상기 트레드 링 (2) 과 허브 (3) 를 동심에 위치 결정하는 위치 결정 수단 (7), 및

(c) 금형 열림 상태 (Y2) 에 있어서, 주형 성형 후의 에어리스 타이어 (T) 를 하부 금형 (5L) 으로부터 압출하는 탈형 수단 (9) 을 구비한다.

상기 주형 금형 (5) 은, 금형 닫힘 상태 (Y1) 와 금형 열림 상태 (Y2) 사이를 타이어 축방향으로 상대 이동시킬 수 있는 상하의 금형 (5U, 5L) 을 갖는다. 본 예에서는, 하부 금형 (5L) 이, 테이블상의 지지 프레임 (10) 에 고정됨과 함께, 상부 금형 (5U) 이, 승강 장치 (11) 에 의해 자유롭게 상하동할 수 있도록 지지된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 예의 하부 금형 (5L) 은, 허브 (3) 의 하단을 받는 받침면 (受面) (12S) 을 갖는 제 1 하부 금형부 (12) 와, 트레드 링 (2) 의 하단을 받는 받침면 (13S) 을 갖는 제 2 하부 금형부 (13) 를 구비한다.

제 1 하부 금형부 (12) 는, 상기 지지 프레임 (10) 상에 고정된다. 또 제 1 하부 금형부 (12) 는, 상기 받침면 (12S) 을 이루는 상면을 가짐과 함께, 이 상면에는, 허브 (3) 의 상기 허브공 (3A1) 에 삽입함으로써 허브 (3) 를 위치 결정하는 위치 결정핀 (14) 과, 상기 스포크판부 (4C) 형성용의 핀 (15) (도 5 에 나타낸다) 이 돌출 형성된다.

제 2 하부 금형부 (13) 는, 고리형을 이루고, 상기 제 1 하부 금형부 (12) 의 반경 방향 외측에 동심으로 배치됨과 함께, 상기 탈형 수단 (9) 에 의해 자유롭게 상하동할 수 있도록 지지된다. 제 2 하부 금형부 (13) 의 상단에는, 트레드 링 (2) 의 하단부를 지지하는 단면 직사각형 형상의 절결부 (18) 가 형성된다. 이 절결부 (18) 의 바닥면이 상기 받침면 (13S) 을 이룬다. 또 상기 절결부 (18) 의 측면 (18S) 은, 상기 받침면 (13S) 으로부터 약간 높게 솟아 올라, 트레드 링 (2) 을 하부 금형 (5L) 내에 투입할 때의 임시의 위치 결정, 및 주형 성형 후의 에어리스 타이어를 하부 금형 (5L) 으로부터 압출할 때의 위치 어긋남 방지 또한 낙하 방지를 실시한다.

상기 상부 금형 (5U) 은, 본 예에서는 원반상을 이루어, 그 하면 (16S) 에 의해, 상기 허브 (3) 의 상단 및 트레드 링 (2) 의 상단을 받는 받침면을 형성하고 있다. 또 상기 하면 (16S) 에는, 상기 스포크판부 (4C) 형성용의 핀 (17) (도 1, 도 2 에 나타낸다) 이 돌출 형성된다.

도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 상부 금형 (5U) 을 자유롭게 상하동할 수 있도록 지지하는 상기 승강 장치 (11) 는, 본 예에서는, 수직인 축심 (i) 회전에 의해 일단이 선회 가능하게 지지되는 아암 (20) 과, 이 아암 (20) 의 타단에 장착하는 예를 들어 1 쌍의 실린더 (21) 와, 그 실린더 (21) 의 로드 하단에 장착하는 승강대 (22) 를 구비한다. 그리고 이 승강대 (22) 에, 분리 수단 (23) 을 개재하여 상기 상부 금형 (5U) 이 자유롭게 분리되도록 연결된다. 본 예의 승강대 (22) 는, 스페이서를 개재하여 상하로 떨어진 1 쌍의 승강대 (22A, 22B) 로 이루어진다.

또 상기 분리 수단 (23) 은, 상부 금형 (5U) 의 상면에서 돌출되는 핀 (23A) 과, 이 핀 (23A) 을 탈착 가능하게 거는 클램프 금구 (23B) 와, 상기 클램프 금구 (23B) 를 걸림 위치와 분리 위치 사이에서 수평으로 진퇴 이동시킬 수 있는 예를 들어 실린더인 진퇴 이동구 (23C) 를 구비한다. 상기 핀 (23A) 은, 소경인 동체부의 상단에, 대경인 헤드부를 구비한다. 상기 클램프 금구 (23B) 는, 상기 동체부와 걸어맞춤으로써 상기 헤드부의 발출을 방지할 수 있는 반원상의 절결공을 구비한다. 또한 하부의 승강대 (22B) 에는, 상기 핀 (23A) 이 통과 가능한 삽입 통과공이 형성됨과 함께, 그 상면에 상기 진퇴 이동구 (23C) 가 고정된다.

이와 같은 주형 금형 (5) 은, 상부 금형 (5U) 이 하강한 금형 닫힘 상태 (Y1) 에 있어서, 상하의 금형 (5U, 5L) 사이에서 트레드 링 (2) 과 허브 (3) 를 사이에 두고 유지할 수 있다. 또 유지된 트레드 링 (2) 과 허브 (3) 사이에, 스포크 주형용의 캐비티 (6) 가 형성된다.

또한 스포크판부 (4C) 형성용의 상기 핀 (15, 17) 은, 본 예에서는 삼각 기둥상을 이루고, 상기 캐비티 (6) 내에 배치된다. 이로써 캐비티 (6) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 둘레 방향에서 이웃하는 핀 (15, 17) 사이에 배치되는 스포크판부 (4C) 주형용의 캐비티 부분 (d1), 핀 (15, 17) 의 반경 방향 외면과 트레드 링 (2) 의 내주면 사이에 배치되는 외측 고리형부 (4A) 주형용의 캐비티 부분 (d2), 및 핀 (15, 17) 의 반경 방향 내면과 허브 (3) 의 외주면 사이에 배치되는 내측 고리형부 (4B) 주형용의 캐비티 부분 (d3) 으로 구획된다. 또한 각 캐비티 부분 (d1 ∼ d3) 은 서로 도통하고 있다.

다음으로, 상기 위치 결정 수단 (7) 은, 도 1, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 트레드 링 (2) 을 위치 결정하는 제 1 위치 결정 수단 (25) 과, 허브 (3) 를 위치 결정하는 제 2 위치 결정 수단 (26) 을 구비한다. 본 예의 제 2 위치 결정 수단 (26) 은, 상기 위치 결정 핀 (14) 에 의해 형성된다.

또 상기 제 1 위치 결정 수단 (25) 은, 트레드 링 (2) 의 외주면 (2S) 과 맞닿아 트레드 링 (2) 을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부 (27) 를 포함한다.

도 4, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 예의 제 1 위치 결정 수단 (25) 은, 대향면 (28S) 에 반원상의 절결 구멍부 (28H) 를 형성한 반할 블록상의 한 쌍의 위치 결정편 (28) 과, 각 위치 결정편 (28) 을 대향면 (28S) 이 이접하는 X 방향으로 이동시킬 수 있는 이동 수단 (29) 을 구비한다. 상기 위치 결정편 (28) 은, 대향면 (28S) 끼리가 맞대어지는 전진 위치 (P1) (도 4 에 나타낸다) 에서는, 각 절결 구멍부 (28H, 28H) 가 협동하여, 하나의 원형공 (30) 을 형성하고, 이 원형공 (30) 의 내주면 (30S) 이, 트레드 링 (2) 의 외주면 (2S) 과 맞닿음으로써 트레드 링 (2) 을 동심에 위치 결정한다.

따라서, 본 예에서는, 상기 내주면 (30S) 이 외주면 맞닿음부 (27) 를 형성한다. 이 외주면 맞닿음부 (27) 는, 상기 외주면 (2S) 과, 그 전체 둘레에 걸쳐 맞닿는 것이 바람직하고, 나아가서는 상기 외주면 (2S) 의 거의 전체면과 맞닿는 것이 바람직하다. 또한 「거의 전체면」이란, 상기 외주면 (2S) 의 전체 면적의 90 ％ 이상을 의미한다. 본 예의 외주면 맞닿음부 (27) 는, 상기 외주면 (2S) 중, 상기 제 2 하부 금형부 (13) 로부터 상방으로 비어져나오는 면부 (2Sa) 와 맞닿아 있고, 이 면부 (2Sa) 의 면적은, 전체 면적의 90 ％ 이상을 이루고 있다. 또한 제 2 하부 금형부 (13) 에 형성하는 상기 측면 (18S) 을, 트레드 링 (2) 의 외주면 (2S) 과 맞닿는 맞닿음면으로 할 수도 있다. 이 경우에는, 상기 내주면 (30S) 과 측면 (18S) 에 의해, 상기 외주면 (2S) 의 전체면과 맞닿는 외주면 맞닿음부 (27) 를 형성하게 된다.

또한 본 예의 위치 결정편 (28) 에는, 절결 구멍부 (28H) 의 하단부에, 전진 위치 (P1) 에 있어서, 제 2 하부 금형부 (13) 와의 충합을 피하는 절결부 (24) (도 3 에 나타낸다) 가 형성되어 있다.

도 2, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 상기 이동 수단 (29) 은, 각 위치 결정편 (28) 을 상기 X 방향으로 안내하는 1 쌍의 가이드 (31) 와, 이 가이드 (31) 에 의해 안내되는 위치 결정편 (28) 을 X 방향으로 이동시키는 이동구 (32) 를 구비한다. 상기 가이드 (31) 는, 상기 지지 프레임 (10) 상에 부설된다. 이동구 (32) 는, 본 예에서는, 모터 (M) 에 의해 회전 구동되는 X 방향의 볼 나사축 (32A) 과, 위치 결정편 (28) 에 형성되고 또한 상기 볼 나사축 (32A) 에 나사 결합하는 너트공 (32B) 을 구비한다.

이 제 1 위치 결정 수단 (25) 은, 금형 열림 상태 (Y2), 또한 하부 금형 (5L) 상에 트레드 링 (2) 이 투입된 후에 작동한다. 그리고, 각 위치 결정편 (28) 이 대기 위치 (P2) 로부터 전진 위치 (P1) 까지 이동함으로써, 외주면 맞닿음부 (27) 가 트레드 링 (2) 의 외주면 (2S) 과 맞닿아, 트레드 링 (2) 을 동심에 양호한 정밀도로 위치 결정한다. 이 때, 트레드 링 단체에서의 진원도가 낮은 경우에도, 그것을 교정하면서 위치 결정할 수 있기 때문에, 주형시에 있어서의 트레드 링 (2) 의 진원도나 동심성을 높일 수 있다.

본 예의 스포크 주형 장치 (1) 에는, 상기 캐비티 (6) 내에 주입되는 고분자재를 가열하여 열 경화시키는 가열 수단 (8) 이 배치된다. 본 예의 가열 수단 (8) 은, 소위 전기 히터로서, 상부 금형 (5U), 하부 금형 (5L), 위치 결정편 (28), 및 지지 프레임 (10) 중 적어도 하나에 배치된다. 본 예에서는 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가열 수단 (8) 이, 하부 금형 (5L) 과 위치 결정편 (28) 에 매설되는 경우가 나타난다. 이 가열 수단 (8) 에 의해 주형 금형 (5) 을 고분자재의 경화 온도까지 가열한다. 가열 수단 (8) 으로서 스팀 등도 채용할 수 있다.

다음으로, 상기 탈형 수단 (9) 은, 금형 열림 상태 (Y2) 에 있어서, 주형 성형 후의 에어리스 타이어 (T) 를 상기 하부 금형 (5L) 으로부터 압출한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 예의 탈형 수단 (9) 은, 실린더 (9A) 와, 그 로드단에 장착하여 상하동 가능한 승강판 (9B) 과, 승강판 (9B) 으로부터 솟아 오르고 또한 상단에 상기 제 2 하부 금형부 (13) 를 장착한 복수의 압출축 (9C) 을 구비한다. 그리고 도 5, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 에어리스 타이어 (T) 를 제 2 하부 금형부 (13) 째로 들어 올림으로써, 에어리스 타이어 (T) 를 제 1 하부 금형부 (12) 로부터 꺼낼 수 있다. 또한 탈형 수단 (9) 에 의한 압출에 앞서, 위치 결정편 (28) 을 대기 위치 (P2) 까지 후퇴시킴으로써, 압출력을 경감시킬 수 있음과 함께, 에어리스 타이어 (T) 의 금형과의 마찰 변형 등을 방지할 수 있다. 도 1 중의 부호 33 은, 상기 승강판 (9B) 을 상하로 안내하는 가이드축이다.

또 본 예의 스포크 주형 장치 (1) 는, 캐비티 (6) 내에 고분자재를 주입할 때에 주형 금형 (5) 을 진동시켜 고분자재 중의 기포를 배출하는 진동 발생기 (35) (도 3 에 나타낸다) 를 구비한다. 상기 진동 발생기 (35) 는 소위 바이브레이터로서, 본 예에서는, 상기 분리 수단 (23) 에 의해 승강 장치 (11) 로부터 분리된 상부 금형 (5U) 상에 탈착 가능하게 장착한다.

캐비티 (6) 의 벽면에 부착되는 기포를 신속하게 배출시키기 위해서는, 상기 진동 발생기 (35) 에 의해, 진폭이 0.02 ∼ 0.5 ㎜ 또한 주파수가 30 ㎐ 이상인 진동을 발생시키는 것이 바람직하다. 진폭이 0.02 ㎜ 미만, 및 주파수가 30 ㎐ 미만인 경우, 기포의 배출 효과가 충분히 발휘되지 않게 된다. 또 진폭이 0.5 ㎜ 를 초과하면, 트레드 링 (2) 및 허브 (3) 가 위치 어긋남을 일으키기 쉬워져, 타이어의 형성 정밀도가 저하된다. 그 때문에 진폭의 하한으로서 0.1 ㎜ 이상이 보다 바람직하고, 상한으로서 0.3 ㎜ 이하가 보다 바람직하다. 또한 주파수로는 기포의 배출 효과의 관점에서 50 ㎐ 이상이 보다 바람직하다.

또 고분자재 중의 기포를 배출하기 위해서, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 캐비티 (6) 의 상면 (6S) 을, 수평면에 대해 각도 α (도시 생략) 로 경사시키는 것이 바람직하다. 이로써 기포가 흐르기 쉬워져 제거하기 쉬워진다. 또한 상기 각도 α 는 2 ∼ 10 도인 것이 바람직하고, 2 도를 하회하면 상기 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 반대로 10 도를 초과하면, 에어리스 타이어 (T) 의 품질이나 유니포미티의 저하를 초래하는 경향이 된다. 그 때문에 상기 각도 α 의 하한은 3 도 이상, 상한은 7 도 이하가 보다 바람직하다. 또한 도 3 중의 부호 45 는, 캐비티 (6) 내에 고분자재를 주입함과 함께, 및 부상한 기포를 제거하기 위한 개구이다.

도 9 에 제 1 위치 결정 수단 (25) 의 다른 실시예를 나타낸다. 본 예에서는, 제 1 위치 결정 수단 (25) 은, 상기 외주면 맞닿음부 (27) 에 더하여, 트레드 링 (2) 의 내주면의 일부와 맞닿는 내주면 맞닿음부 (40) 를 추가로 포함한다. 본 예에서는, 예를 들어 제 2 하부 금형부 (13) 에 형성하는 절결부 (18) 의 측면 (18S) 이 상기 내주면 맞닿음부 (40) 를 형성하고 있다. 이 내주면 맞닿음부 (40) 는, 보조적으로 트레드 링 (2) 을 위치 결정한다.

이상, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 대해 상세히 서술했지만, 본 발명은 도시하는 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지의 양태로 변형하여 실시할 수 있다.

실시예

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 도 1 에 나타내는 스포크 주형 장치를 이용하여 스포크를 트레드 링 및 허브와 일체 주형한 승용차용의 에어리스 타이어 (타이어 사이즈 145/70R12 에 상당한다) 를 표 1 의 사양에 기초하여 시작 (試作) 하였다. 그리고 각 시작 타이어의 유니포미티, 진동 특성, 외관성 (기포의 흔적) 및 내구성에 대해 테스트하였다.

각 타이어 모두, 트레드 링, 허브는 실질적으로 동일한 것을 사용하고, 또 주형 금형도 실질적으로 동 구성이며, 스포크에는 폴리우레탄 수지 (열경화성 수지) 를 사용하고 있다.

각 실시예 1 ∼ 15 의 제 1 위치 결정 수단은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 위치 결정편 (28, 28) 에 의한 외주면 맞닿음부 (27) 에 의해 트레드 링 (2) 을 위치 결정하고 있다. 또 실시예 16 에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 2 하부 금형부 (13) 에 형성하는 절결부 (18) 의 측면 (18S) 에 의한 내주면 맞닿음부 (40) 와 1 쌍의 위치 결정편 (28, 28) 에 의한 외주면 맞닿음부 (27) 에 의해 트레드 링 (2) 을 위치 결정하고 있다. 또 비교예 1 에서는, 도 9 중, 제 2 하부 금형부 (13) 에 형성하는 절결부 (18) 의 측면 (18S) 에 의한 내주면 맞닿음부 (40) 에 의해서만 트레드 링 (2) 을 위치 결정하고 있고, 외주면 맞닿음부 (27) 는 구비하고 있지 않다.

(1) 유니포미티：

비접촉의 레이저 측정기를 사용하여, 타이어 트레드에 있어서의 타이어 적도상, 및 숄더부 (트레드단으로부터 타이어 축방향 내측으로 20 ㎜ 떨어진 위치) 에 있어서, 각각 RRO (래디얼 런아웃) 를 측정하고, 그 측정값을 평균하였다.

(2) 진동 특성：

시공 타이어를, 차량 (초소형 EV：상품명 CMOS) 의 4 륜에 장착하고, 드라이 아스팔트 노면의 타이어 테스트 코스를 주행하여, 진동 성능에 대해 드라이버의 관능 평가에 의해 4 점법으로 평가하였다.

4 --- 진동을 느끼지 않는다.

3 --- 진동을 느끼지만, 시장에서는 문제가 되지 않는 합격 레벨이다.

2 --- 진동을 느낀다. 일부의 사용자로부터 불평이 생기는 레벨이다.

1 --- 큰 진동을 느껴, 거의 모든 사용자로부터 불평이 생기는 레벨이다.

(3) 외관성：(기포의 흔적)

·스포크에 있어서의 기포의 흔적을, 검사관의 육안 검사에 의한 관능 평가에 의해 4 점법으로 평가하였다.

4 --- 큰 기포의 흔적이 없다.

3 --- 작은 기포의 흔적이 다소 남아 있다.

2 --- 큰 기포의 흔적, 및 작은 기포의 흔적이 모두 다소 남아 있다.

1 --- 큰 기포의 흔적, 및 작은 기포의 흔적이 모두 많이 남아 있다.

(4) 내구성：

드럼 시험기를 사용하여, 시공 타이어를, 하중 (1.17 kN), 속도 (40 km/h) 로 드럼 상을 주행시키고, 타이어에 고장이 발생할 때까지의 주행 거리를, 실시예 5 를 100 으로 하는 지수로 표시하였다. 지수가 큰 것이 내구 성능이 우수하다.

실시예는, 외주면 맞닿음부에 의해 트레드 링을 위치 결정하고 있기 때문에, 유니포미티 (RRO) 를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다.

1：스포크 주형 장치
2：트레드 링
2S：외주면
3：허브
4：스포크
5：주형 금형
5U, 5L：상하의 금형
6：캐비티
6S：캐비티의 상면
7：위치 결정 수단
9：탈형 수단
25：제 1 위치 결정 수단
27：외주면 맞닿음부
35：진동 발생기
40：내주면 맞닿음부
T：에어리스 타이어
Ts：접지면
Y1：금형 닫힘 상태
Y2：금형 열림 상태

Claims

접지면을 갖는 원통형의 트레드 링, 이 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고 또한 차축에 고정되는 허브, 및 상기 트레드 링과 허브를 연결하는 고분자재로 이루어지는 스포크를 구비하는 에어리스 타이어에 있어서의 상기 스포크를, 상기 트레드 링 및 허브와 일체로 주형 성형하는 주형 장치로서,
금형 닫힘 상태와 금형 열림 상태 사이를 타이어 축방향으로 상대 이동시킬 수 있는 상하의 금형을 갖고, 또한 금형 닫힘 상태에 있어서, 상기 상하의 금형 사이에서 트레드 링과 허브를 동심에 유지함과 함께, 유지된 트레드 링과 허브 사이에 스포크 주형용의 캐비티를 형성하는 주형 금형,
상기 허브와 트레드 링을 동심에 위치 결정하는 위치 결정 수단,
및 금형 열림 상태에 있어서, 주형 성형 후의 에어리스 타이어를 상기 하부 금형으로부터 압출하는 탈형 수단을 구비함과 함께,
상기 위치 결정 수단은, 상기 트레드 링의 외주면과 맞닿아 트레드 링을 위치 결정하는 외주면 맞닿음부를 포함하는 제 1 위치 결정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 외주면 맞닿음부는, 트레드 링의 외주면의 거의 전체면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 위치 결정 수단은, 트레드 링의 내주면의 일부와 맞닿는 내주면 맞닿음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티에 고분자재를 주입할 때에 주형 금형을 진동시켜 고분자재 중의 기포를 배출하는 진동 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 진동 발생기는, 진폭이 0.02 ∼ 0.5 ㎜ 또한 주파수가 30 ㎐ 이상인 진동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐비티의 상면은, 수평면에 대해 각도 α 로 경사지는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 각도 α 는 2 ∼ 10 도인 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어의 스포크 주형 장치.