KR20160124491A - 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치를 개시한다.
본 발명에 따르는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치에 의하면, 고무조성물혼합체 투입부, 고무조성물 압출부 및 타이어용 고무 성형구금을 포함하는 타이어용 고무의 제조장치에 있어서, 상기 성형구금은, 원형 드럼형상을 이루되 그 둘레를 가변할 수 있는 외부나이프모듈과, 상기 외부나이프모듈의 내부에 이격되어 구비되고, 원형 드럼형상을 이루는 내부나이프모듈 및 상기 내부나이프모듈의 드럼 내부에 배치되어 회동하며 내부나이프모듈의 원형둘레를 가변시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의하면, 타이어를 이루는 적층소재인 트레드고무, 카카스플라이, 벨트와 같은 타이어용 고무의 접합부를 제거하여 그 단차를 해소하고 두께를 균일하게 하여 차량 운행중 파열을 미연에 방지할 수 있으며, 타이어 종류에 따라 필요되는 수많은 성형구금을 하나로 대체할 수 있어 제조비용을 절감하고, 그 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

이음새없는 타이어용 고무의 제조장치{Device of manufacturing seamless tyre-element rubber}

본 발명은 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 적층소재인 트레드고무, 카카스플라이, 벨트와 같은 타이어용 고무의 접합부를 제거하여 그 단차를 해소하고 두께를 균일하게 하여 차량 운행중 파열을 미연에 방지할 수 있으며, 타이어 종류에 따라 필요되는 수많은 성형구금을 하나로 대체할 수 있어 제조비용을 절감하고, 그 효율을 향상시키는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치에 관한 것이다.

종래 타이어를 제조함에 있어서는, 천연 또는 합성고무, 보강제로 카본 블랙이나 실리카, 유황 및 기타 고무용 약품을 혼합한 고무조성물을 압출하여 트레드나 사이드월 등을 성형시키고, 고무조성물을 압연하여 인너라이너 등의 소재를 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 경과시킴으로써, 배합되어 있던 고무와 약품이 반응하여 고무 분자간에 강력하고 견고한 결합이 일어나 탄성 및 인장강도를 증대시키고 각 약품 및 온도에 대한 내성을 가진 타이어를 제조하게 된다.

이러한 생타이어를 제조하는 경우에 위와 같이 타이어 제조용 소재를 드럼에 부착하기 위해서는 압출 또는 압연된 필요 소재를 모델별 사양에 따른 길이에 맞추어 절단하고 이를 드럼에 감은 후 양 끝을 접합함으로써 타이어에는 적어도 구성 소재들에 대응하는 수 이상의 접합부를 가지게 된다.

필연적으로 존재하는 다수의 접합부에서는 두께가 변하고 단차가 생기기 마련이어서 타이어의 두께나 길이의 균일성을 저감시키고, 외관상 미감을 해치는 것을 물론, 접합부에서 차량 운행중 파열이 발생과 같은 내구성이 열화되어 안전사고의 위험을 안고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국공개특허공보 제2011-0125423호에서는 조인트레스벨트를 감아 설치하고 그 내부에 벨트층과 카카스층이나 인너라이너 층을 설치할 수 있도록 하고 있으나, 이 역시 접합부에 의한 근원적인 문제점을 해결하는데에는 한계가 있다.

따라서, 타이어의 적층소재인 트레드고무, 카카스플라이, 벨트와 같은 타이어용 고무의 접합부를 제거하여 그 단차를 해소하고 두께를 균일하게 하여 차량 운행중 파열을 미연에 방지할 수 있으며, 타이어 종류에 따라 필요되는 수많은 성형구금을 하나로 대체할 수 있어 제조비용을 절감하고, 그 효율을 향상시키는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 고무조성물혼합체 투입부, 고무조성물 압출부 및 타이어용 고무 성형구금을 포함하는 타이어용 고무의 제조장치에 있어서, 상기 성형구금은, 원형 드럼형상을 이루되 그 둘레를 가변할 수 있는 외부나이프모듈과, 상기 외부나이프모듈의 내부에 이격되어 구비되고, 원형 드럼형상을 이루는 내부나이프모듈 및 상기 내부나이프모듈의 드럼 내부에 배치되어 회동하며 내부나이프모듈의 원형둘레를 가변시키는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 외부나이프모듈은 복수개의 단위외부나이프가 상호 연결되어 이루어지고, 상기 내부나이프모듈은 복수개의 단위내부나이프가 상호 연결되어 이루어지며, 이웃하는 단위외부나이프 또는 단위내부나이프는 상호 끼움결합되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 끼움결합은 이웃하는 단위나이프의 발부가 상호 엇갈려 끼워지되, 끼움된 발부간 슬라이드 결합으로 이동하거나 중심판을 따라 이동하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 단위외부나이프 또는 단위내부나이프는 가변되는 원형 드럼형상의 곡률에 따라 곡률이 변화되는 탄성재일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 외부나이프모듈의 단위외부나이프에 진퇴시키는 외부칼이동자가 구비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 회전부에 일단이 회동될 수 있게 체결되고, 타단은 단위내부나이프에 회동되도록 결합되는 내부칼이동자를 구비할 수 있다.

본 발명에 따르는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치에 의하면, 타이어를 이루는 적층소재인 트레드고무, 카카스플라이, 벨트와 같은 타이어용 고무의 접합부를 제거하여 그 단차를 해소하고 두께를 균일하게 하여 차량 운행중 파열을 미연에 방지할 수 있으며, 타이어 종류에 따라 필요되는 수많은 성형구금을 하나로 대체할 수 있어 제조비용을 절감하고, 그 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 제조장치의 전체구성을 나타내는 구성도이고,
도 2는 본 발명의 성형구금을 사시적으로 보여주는 그림이며,
도 3은 몸체부의 발부가 중심판을 중심으로 분리된 사시도이고,
도 4는 이웃한 발부들이 끼움결합되어 원형둘레가 증가되거나 감소되는 형상을 표현한 그림이며,
도 5는 본 발명의 발부에 대한 다른 실시예를 보여주는 그림이고,
도 6은 내외부나이프모듈의 둘레가 감소된 상태를 나타내는 그림이며,
도 7은 내외부나이프모듈의 둘레가 증가된 상태를 보여주는 그림이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 제조장치의 전체구성을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 성형구금을 사시적으로 보여주는 그림이며, 도 3은 몸체부의 발부가 중심판을 중심으로 분리된 사시도이고, 도 4는 이웃한 발부들이 끼움결합되어 원형둘레가 증가되거나 감소되는 형상을 표현한 그림이며, 도 5는 본 발명의 발부에 대한 다른 실시예를 보여주는 그림이고, 도 6은 내/외부나이프모듈의 둘레가 감소된 상태를 나타내는 그림이며, 도 7은 내/외부나이프모듈의 둘레가 증가된 상태를 보여주는 그림인데, 이를 참고하면, 본 발명에 따르는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치는 고무조성물혼합체 투입부(100), 고무조성물 압출부(200) 및 타이어용 고무 성형구금(300)을 포함하는 타이어용 고무의 제조장치에 있어서, 상기 성형구금은, 원형 드럼형상을 이루되 원형 둘레를 가변할 수 있는 외부나이프모듈(310)과, 상기 외부나이프모듈의 내부에 이격되어 구비되고, 원형 드럼형상을 이루는 내부나이프모듈(320)과, 상기 내부나이프모듈의 드럼 내부에 배치되어 회동하며 내부나이프모듈의 원형둘레를 가변시키는 회전부(330)를 포함하는 특징이 있다.

상기 고무조성물혼합체 투입부(100)는 고무조성물 압출부(200)에서 혼합되어 이후공정에서 그린타이어를 거쳐 완제품 타이어를 구성하는 천연고무나 합성고무 원료는 물론 카본블랙이나 실리카 같은 보강재, 가황제, 오일 등 각종 기능성 첨가제를 함유하는 고무조성물혼합체를 투입하여 압출부로 이송시키기 위한 입구이다.

또한, 상기 고무조성물 압출부(200)는 고무조성물혼합체를 균일하게 혼합하여 성형이 가능한 상(phase)의 고무조성물을 제조하여 성형구금(300)에 고무를 일정한 속도와 압력으로 공급한다.

상기 압출부(200)를 통하여 제공되는 고무원료는 본 발명에 의한 성형구금(300)의 외부나이프모듈(310)과 내부나이프모듈(320)의 사이로 토출되며 이음새없는 타이어용 고무를 제조할 수 있다.

이러한 외부나이프모듈(310)은 원형 드럼형상을 이루되 원형 둘레를 가변할 수 있는 특징을 가지며, 상기 외부나이프모듈의 내부에 이격되어 구비되고, 원형 드럼형상을 이루는 내부나이프모듈(320) 역시 원형 둘레를 가변을 가변할 수 있다.

여기서, 상기 내부나이프모듈(320)은 회전부에 의하여 가변되는데, 상기 회전부(330)는 내부나이프모듈의 드럼 내부에 배치되어 회동하며 내부나이프모듈의 원형둘레를 가변시키게 된다.

따라서, 가변되는 상기 내/외부나이프모듈(310, 320)의 사이로 토출되는 타이어용 고무는 타이어의 다양한 싸이즈에 따라 다양한 종류의 성형구금을 대체할 수 있어 제조비용이나 효율적인 면에서 우수함을 알 수 있다.

한편, 상기 외부나이프모듈(310)은 복수개의 단위외부나이프(312)가 상호 연결되어 이루어지고, 상기 내부나이프모듈(320)은 복수개의 단위내부나이프(322)가 상호 연결되어 이루어지며, 이웃하는 단위나이프(312, 322)는 상호 끼움결합되는데, 이러한 끼움결합은 이웃하는 단위나이프(312, 322)의 발부(3121, 3221)가 상호 엇갈리게 끼워지되, 끼움된 발부간 중심판(303)을 따라 이동하거나 슬라이드 결합으로 이동할 수 있다.

상기 발부(3121, 3221)는 단위나이프의 몸체부(3122, 3222)에서 이웃하는 단위나이프를 향하여 돌출된 돌출편으로 상기 중심판(303)이 내입될 수 있는 그루브(G)나 장공(H)을 구비하거나 이웃하는 발부(3121, 3221)의 측면에 장홈(LH)과 돌출턱(LO)을 두어 장홈(LH)을 따라 돌출턱(LO)이 진퇴하며 발부가 슬라이드 결합하여, 단위나이프(312, 322)의 간격을 조절할 수 있고, 중심판의 위치나 슬라이드결합된 부분이 힘점이 되어 단위나이프에 탄성을 발휘시켜 타이어용 고무의 다양한 곡률을 이루게 되어, 다양한 타이어의 크기에 대응되는 타이어용 고무를 제조할 수 있다.

여기서, 상기 내/외부나이프모듈(310, 320)은 그 원형 드럼 형상이 가변되어 곡률이 변경되므로, 상기 단위외부나이프 또는 단위내부나이프는 가변되는 원형 드럼형상의 곡률에 따라 변형되는 탄성재를 사용할 수 있으며, 이러한 탄성재는 타이어용 고무의 용융이나 성형온도 보다 높은 내열성을 가진 수지재를 사용할 수 있음은 물론, 금속재인 경우라도 원형 둘례를 따라 가변이 용이한 탄성을 가진 재료일 수 있다.

한편, 상기 외부나이프모듈(310)의 단위외부나이프(312)에 진퇴시키는 외부칼이동자(314)가 구비될 수 있는데, 상기 외부칼이동자(314)는 원형 드럼의 중심을 향한 방향으로 진퇴되며 그 일단에 진퇴추진력을 제공하는 액추에이터(A)가 구비되어 타단에 결합된 단위외부나이프(312)를 진퇴시키며 원형 드럼의 둘레를 축소하거나 확장할 수 있으며, 상기 액추에이터(A)는 외부나이프모듈을 둘러싸는 구금케이스(340)에 고정될 수 있다.

상기 구금케이스(340)는 압출부(200)와 연결통로 역할, 케이싱은 물론 내/외부나이프모듈(310, 320) 사이로 타이어용 고무원료를 공급하는 다양한 구조로 공지된 형상을 채용할 수 있으며, 원형 드럼의 중심에 배치된 회전부(330)에 회전력을 부여하는 정밀제어 모터(미도시)나 지지부(미도시)가 고정될 수 있다.

또한, 상기 회전부(330)에 일단이 회동될 수 있게 체결되고, 타단은 단위내부나이프(322)에 회동되도록 결합되는 내부칼이동자(350)를 구비할 수 있는데, 상기 단위내부나이프(322)에 구비된 고리부(3223)에 타단이 연결되어 회동할 수 있고, 회전부에 마련된 단위축(332)에 타단이 연결되어 회동할 수 있어 도면상 회전부(330)이 시계방향으로 회전하면 원형 드럼의 둘레가 증가되고, 반대로 회전하면 감소할 수 있는데, 실제상 반대의 경우(시계방향이면 감소, 반시계 방향이면 증가)도 가능함은 물론이다.

본 발명은 제어부(미도시)에 제조되는 타이어용 고무의 프로파일, 게이지(두께, (T-t)값)에 대한 정보가 미리 입력되어 있어, 상기 제어부는 액추에이터(A)의 진퇴나 회전부(330)의 방향이나 회전각을 조절하여 내/외부나이프모듈(310, 320)의 둘레(T, t)나 상호 간격((T-t)값)을 조절할 수 있어, 다양한 프로파일과 게이지를 가진 타이어용 고무를 제조할 수 있다.

고무조성물혼합체 투입구 100, 고무조성물 압출부 200,
성형구금 300, 외부나이프모듈 310,
단위외부나이프 312, 발부 3121,
몸체부 3122, 외부칼이동자 314,
내부나이프모듈 320, 단위내부나이프 322,
발부 3221, 몸체부 3222,
고리부 3223, 회전부 330,
단위축 332, 구금케이스 340,
내부칼이동자 350, 타이어용 고무 400,
액추에이터 A, 장홈 LH,
돌출턱 L0, 내부나이프모듈 t,
외부나이프모듈 T

Claims (6)

1. 고무조성물혼합체 투입부, 고무조성물 압출부 및 타이어용 고무 성형구금을 포함하는 타이어용 고무의 제조장치에 있어서,
   상기 성형구금은,
   원형 드럼형상을 이루되 그 둘레를 가변할 수 있는 외부나이프모듈;
   상기 외부나이프모듈의 내부에 이격되어 구비되고, 원형 드럼형상을 이루는 내부나이프모듈; 및
   상기 내부나이프모듈의 드럼 내부에 배치되어 회동하며 내부나이프모듈의 원형둘레를 가변시키는 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부나이프모듈은 복수개의 단위외부나이프가 상호 연결되어 이루어지고, 상기 내부나이프모듈은 복수개의 단위내부나이프가 상호 연결되어 이루어지며, 이웃하는 단위외부나이프 또는 단위내부나이프는 상호 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 끼움결합은 이웃하는 단위나이프의 발부가 상호 끼워지되, 끼움된 발부간 슬라이드 결합으로 이동하거나 중심판을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 단위외부나이프 또는 단위내부나이프는 가변되는 원형 드럼형상의 곡률에 따라 곡률이 변화되는 탄성재인 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부나이프모듈의 단위외부나이프에 진퇴시키는 외부칼이동자가 구비되는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전부에 일단이 회동될 수 있게 체결되고, 타단은 단위내부나이프에 회동되도록 결합되는 내부칼이동자를 구비하는 것을 특징으로 하는 이음새없는 타이어용 고무의 제조장치.

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