KR20180039348A - 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그를 개시한다.
본 발명에 따르는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그는 타이어 가류 금형에 형성된 벤트 홀에 끼워져 상기 가류 금형 내부의 잔류 공기를 외부로 배출시키는 타이어 가류 금형의 벤트 플러그에 있어서, 상기 가류 금형의 벤트 홀에 결합되고, 공기 유동을 위한 공기 통로를 갖는 케이싱과, 상기 공기 통로 속에 이동 가능하게 설치되는 밸브 스템과, 상기 가류 금형 내부에 수용된 고무의 압력에 의해 밀리면서 상기 케이싱에 접하여 상기 공기 통로를 밀폐할 수 있도록 상기 밸브 스템의 일단에 결합되는 벤트 마개를 갖는 밸브 부재 및 상기 케이싱에는 밸브 스템을 관통한 관통공을 통과하여 밸브 부재에 탄성 반발력을 제공하도록 배치된 와이어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는데 이에 의할 때, 가류시 공기와 함께 케이싱 내부로 유입되는 타이어 고무가 밸브 부재를 작동시키는 스프링에 부착되는 문제를 근본적으로 차단함으로써, 가류 금형으로부터의 공기 배출 동작을 안정적으로 수행할 수 있고, 유지보수 역시 간편하여 타이어 표면의 베어 불량을 획기적으로 낮출 수 있다.

Description

타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그{Springless vent plug for tire vulcanizing mold}

본 발명은 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가류시 공기와 함께 케이싱 내부로 유입되는 타이어 고무가 밸브 부재를 작동시키는 스프링에 부착되는 문제를 근본적으로 차단함으로써, 가류 금형으로부터의 공기 배출 동작을 안정적으로 수행할 수 있고, 유지보수 역시 간편하여 타이어 표면의 베어 불량을 획기적으로 낮출 수 있는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그에 관한 것이다.

타이어는 통상적으로 정련 공정, 반제품 공정, 성형 공정, 가류 공정을 거쳐 제조되며, 제조 공정에서 발생한 불량품을 골라내는 검사 공정을 거친 후 시판된다. 타이어의 각 제조 공정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

정련 공정은 천연고무나 합성고무, 카본블랙과 같은 보강제, 유황을 비롯한 화학약품으로 구성된 가류제 등 타이어의 원재료에 해당하는 모든 구성물을 혼합해 타이어용 고무로 가공하는 공정이고, 반제품 공정은 타이어를 구성하는 중요 반제품을 만드는 공정으로 압출 공정, 압연 공정, 재단 공정, 비드 공정이 이에 속한다.

성형 공정은 반제품들을 성형기 드럼에 순차적으로 조립하여 원통형의 고무복합체로 만드는 공정으로, 성형 공정을 통해 원통형의 그린 케이스(green case)가 만들어 진다.

그린 케이스를 형틀 역할을 하는 금형에 넣어 열과 압력을 가하면 고무에 혼합된 유황과 탄소가 완전히 경화되면서 탄성을 가진 타이어로 완성되는데, 반제품 형태의 그린 케이스를 타이어로 완성시키는 공정이 가류 공정이다.

가류 공정에는 가류 금형을 내부에 장착하고서 그린 케이스를 가열시키는 가류장치가 사용된다. 가류장치에는 그린 케이스 내부에 열과 압력을 공급하여 그린 케이스를 가류 금형에 밀착시키기 위하여 에어백 또는 블래더(bladder)가 설치되며, 그린 케이스가 설치되는 가류 금형에는 열을 공급하여 이를 가열시키는 장치가 설치된다.

가류에 사용되는 열매체로는 고압의 수증기가 이용된다.

타이어 가류 금형은 가류 시 발생되는 공기의 배출을 위한 벤트 홀을 구비하여 이 벤트 홀을 통해 공기를 배출한다.

한편, 식출 고무에 의한 완제품 타이어의 외관 품질이 하락하는 것을 방지하기 위해 벤트 식출이 발생하지 않는 벤트리스 타입의 금형이 사용되기도 한다. 벤트리스 타입의 금형은 개폐 가능하게 밸브가 구비된 벤트 플러그를 포함하며, 개폐가 가능한 밸브 형태의 벤트 플러그는 공기 배출시 밸브가 개방되고, 타이어 가류 시에는 밸브가 폐쇄되어 벤트 식출의 발생을 방지한다.

공개문헌인 대한민국공개특허공보 제2015-14044호를 도 7을 통하여 보면, 종래 벤트 플러그(10)는 가류 금형의 벤트 홀에 설치되는 케이싱(12)과, 케이싱(12)의 중공부(13)에 설치되는 밸브 부재(15)와, 밸브 부재(15)에 탄성력을 제공하는 스프링(19)을 포함하며, 상기 밸브 부재(15)는 벤트 마개(16)와, 벤트 마개(16)에 결합되는 밸브 스템(17)과, 밸브 스템(17)의 하단에 구비되어 밸브 부재(15)의 이동 거리를 제한하는 스토퍼(18)를 포함하는데, 타이어의 가류시 벤트홀 안에 타이어 고무(TR)가 흘러들어가 그린 케이스 외부에 식출 고무가 발생하게 되며, 별도의 공정을 통해 그린 케이스에 형성된 식출 고무를 제거할 수 밖에 없으며, 그린 케이스에 형성된 식출고무의 제거시 나이프를 이용하여 식출고무를 커팅하는데, 이에 의해 식출 고무의 잘림 자국이 남아 완제품 타이어의 외관 품질이 하락하게 된다.

또한, 종래 벤트 플러그(10)는 계속적인 가류시 공기와 함께 케이싱(12) 내부로 유입되는 타이어 고무(TR)가 케이싱(12) 안쪽의 스프링(19)에 부착되기 쉽고, 스프링(19)에 고무가 부착됨으로써, 공기배출 동작이 원활하게 이루어지지 못하고 베어 불량을 초래하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 가류시 공기와 함께 케이싱 내부로 유입되는 타이어 고무가 밸브 부재를 작동시키는 스프링에 부착되는 문제를 근본적으로 차단함으로써, 가류 금형으로부터의 공기 배출 동작을 안정적으로 수행할 수 있고, 유지보수 역시 간편하여 타이어 표면의 베어 불량을 획기적으로 낮출 수 있는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 타이어 가류 금형에 형성된 벤트 홀에 끼워져 상기 가류 금형 내부의 잔류 공기를 외부로 배출시키는 타이어 가류 금형의 벤트 플러그에 있어서, 상기 가류 금형의 벤트 홀에 결합되고, 공기 유동을 위한 공기 통로를 갖는 케이싱과, 상기 공기 통로 속에 이동 가능하게 설치되는 밸브 스템과, 상기 가류 금형 내부에 수용된 고무의 압력에 의해 밀리면서 상기 케이싱에 접하여 상기 공기 통로를 밀폐할 수 있도록 상기 밸브 스템의 일단에 결합되는 벤트 마개를 갖는 밸브 부재 및 상기 케이싱에는 밸브 스템을 관통한 관통공을 통과하여 밸브 부재에 탄성 반발력을 제공하도록 배치된 와이어부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 와이어부재는 합금소재로 이루진 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 와이어부재는 케이싱에 구비된 삽입홀에 삽입되어, 그 일단에 복원부가 구비되는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 복원부는 삽입홀을 통하여 와이어부재가 케이싱 내부로 당겨는 힘에 대하여 반대 방향으로 작동하는 저항력을 발휘하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 가류시 공기와 함께 케이싱 내부로 유입되는 타이어 고무가 밸브 부재를 작동시키는 스프링에 부착되는 문제를 근본적으로 차단함으로써, 가류 금형으로부터의 공기 배출 동작을 안정적으로 수행할 수 있고, 유지보수 역시 간편하여 타이어 표면의 베어 불량을 획기적으로 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 벤트플러그의 사시도이고,
도 2는 도 1의 벤트플러그를 분리하여 보여주는 사시도이며,
도 3은 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절취한 단면을 보여주는 그림이고,
도 4는 본 발명에 따르는 벤트플러그를 가류중인 타이어가 눌러 벤트마개가 닫힌 상태를 보여주는 단면도이며,
도 5는 본 발명의 와이어부재의 일단에 복원부로 코일스프링이 스토퍼와 삽입홀과의 사이에 개재되어 탄성적으로 작동되는 형상을 단면적으로 보여주는 그림이고,
도 6은 본 발명의 와이어부재의 일단에 복원부로 판형스프링이 스토퍼와 삽입홀과의 사이에 개재되어 탄성적으로 작동되는 형상을 단면적으로 보여주는 그림이며,
도 7은 종래 벤트플러그의 단면도로서, (a)는 개구부가 열린 상태와 (b)는 타이어 고무 이물로 인하여 스프링이 제대로 작동되지 아니하는 상태를 보여주는 도면이다.

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 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 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.

도 1은 본 발명에 따르는 벤트플러그의 사시도이고, 도 2는 도 1의 벤트플러그를 분리하여 보여주는 사시도이며, 도 3은 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절취한 단면을 보여주는 그림이고, 도 4는 본 발명에 따르는 벤트플러그를 가류중인 타이어가 눌러 벤트마개가 닫힌 상태를 보여주는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 와이어부재의 일단에 복원부로 코일스프링이 스토퍼와 삽입홀과의 사이에 개재되어 탄성적으로 작동되는 형상을 단면적으로 보여주는 그림이고, 도 6은 본 발명의 와이어부재의 일단에 복원부로 판형스프링이 스토퍼와 삽입홀과의 사이에 개재되어 탄성적으로 작동되는 형상을 단면적으로 보여주는 그림인데, 이를 참조한다.

발명에 따르는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그(100)는 타이어(T) 가류 금형에 형성된 벤트 홀(미도시)에 끼워져 상기 가류 금형 내부의 잔류 공기를 외부로 배출시키는 타이어 가류 금형의 벤트플러그에 있어서, 상기 가류 금형의 벤트 홀에 결합되고, 공기 유동을 위한 공기 통로(112)를 갖는 케이싱(110)과, 상기 공기 통로 속에 이동 가능하게 설치되는 밸브 스템(122)과, 상기 가류 금형 내부에 수용된 고무의 압력에 의해 밀리면서 상기 케이싱에 접하여 상기 공기 통로를 밀폐할 수 있도록 상기 밸브 스템의 일단에 결합되는 벤트 마개(124)를 갖는 밸브 부재(120) 및 상기 케이싱에는 밸브 스템을 관통한 관통공(130)을 통과하여 밸브 부재에 탄성 반발력을 제공하도록 배치된 와이어부재(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이싱의 내부에 관통된 홀인 공기통로(112)로는 밸브 부재의 밸프 스템(122)이 삽입되어 더 진입하면 일단에 고정된 벤트마개(124)가 진입하도록 이동하여 공기통로(112)의 개구부(113)가 테이퍼(taper) 면을 이루도록 구성될 수 있어 밀폐하게 되고, 반대로 이동하면 개구부가 열리게 되어 잔류공기를 외부로 배출시킬 수 있게 된다.

여기서 상기 개구부(113)는 종래와 같이 역원추형상과 대응되게 테이퍼링된 경사면을 갖도록 형성하는 것이 유익하며, 벤트마개 역시 경사면에 밀착될 수 있는 형상으로 마련될 수 있음은 물론이다.

아울러, 가류금형의 벤트 홀에 체결된 상태에서 가류를 시작하면 벤트마개(124)는 개구부(113)으로부터 이격된 상태를 유지하며 가류를 수행하고, 가류를 종결하는 시점에서 가류된 타이어(T)로 벤트마개를 누르게 되며, 다음 진입한 그린타이어의 가류를 위하여 벤트마개는 다시 원상태로 복귀하여 개구부를 열린상태로 유지하여야 하며, 이를 위하여 벤트마개는 일정 거리 이격된 상태를 유지하여 한다.

이렇게 벤트마개의 이격상태를 유지하기 위하여, 상기 케이싱의 내면에는 밸브 부재(120)에 탄성 반발력을 제공하도록 배치된 와이어부재(140)가 밸브 스템을 관통한 관통공(130)을 관통하여 케이싱 내면에 고정되어 있어 벤트마개(124)를 개구부로부터 이격시킨 상태를 유지할 수 있다.

상기 와이어부재가 고정되어 있는 경우에는 벤트마개가 이격상태를 유지하는 경우에는 그 길이의 변화가 없어 이격상태나, 와이어부재의 신축상태에 영향이 없으나, 타이어(T)에 의하여 눌린 상태에서는 와이어부재가 늘어난 상태가 되어야 하므로 와이어부재(140)는 탄성력을 가진 재료를 사용하여야 한다.

따라서, 상기 와이어부재(140)는 벤트마개 개폐에 의한 반복된 신축운동을 견디는 신축성과 동시에 내구성을 가져야 하므로, 니켈티탄니움(nickel-titanium alloy)과 같은 합금소재를 사용할 수 있다.

한편, 상기 와이어부재(140)로 신축성이 없거나 약한 금속재를 사용하는 경우에는 벤트마개(124)의 반복되는 개폐 운동에 복원력을 제공해야 하므로 상기 와이어부재는 케이싱에 구비된 삽입홀(114)에 삽입시켜 고정하되, 그 일단에는 복원부(142)를 배치할 수 있다.

즉, 상기 와이어부재(140)의 일단에 복원부(142)를 구비하여 케이싱 내부로 와이어가 당겨지는 경우에 그 반대방향으로 저항력을 발휘하도록 하는데, 상기 복원부(142)는 코일스프링(142c)나 판형스프링(142p)를 사용하여 구성할 수 있는데, 이러한 스프링(142c, 142p)는 삽입홀(114)을 관통한 와이어부재의 단부에 고정되는 스토퍼(142s)를 구비하여, 상기 스토퍼와 삽입홀과의 사이에 스프링을 배치함으로써 벤트마개(124)의 반복되는 개폐 운동을 구현하게 된다.

벤트 플러그 100, 케이싱 110,
공기 통로 112, 개구부 113,
삽입홀 114, 밸브 부재 120,
밸브 스템 122, 벤트 마개 124,
관통공 130, 와이어부재 140,
복원부 142, 코일스프링 142c,
판형스프링 142p, 스토퍼 142s,
타이어 T,

Claims (4)

1. 타이어 가류 금형에 형성된 벤트 홀에 끼워져 상기 가류 금형 내부의 잔류 공기를 외부로 배출시키는 타이어 가류 금형의 벤트 플러그에 있어서,
   상기 가류 금형의 벤트 홀에 결합되고, 공기 유동을 위한 공기 통로를 갖는 케이싱;
   상기 공기 통로 속에 이동 가능하게 설치되는 밸브 스템과, 상기 가류 금형 내부에 수용된 고무의 압력에 의해 밀리면서 상기 케이싱에 접하여 상기 공기 통로를 밀폐할 수 있도록 상기 밸브 스템의 일단에 결합되는 벤트 마개를 갖는 밸브 부재; 및
   상기 케이싱에는 밸브 스템을 관통한 관통공을 통과하여 밸브 부재에 탄성 반발력을 제공하도록 배치된 와이어부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 와이어부재는 합금소재로 이루진 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 와이어부재는 케이싱에 구비된 삽입홀에 삽입되어, 그 일단에 복원부가 구비되는 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 복원부는 삽입홀을 통하여 와이어부재가 케이싱 내부로 당겨는 힘에 대하여 반대 방향으로 작동하는 저항력을 발휘하는 것을 특징으로 하는 타이어 가류 금형의 스프링리스 벤트플러그.

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