KR20230012814A - 다중 에이팩스 스트립이 적용된 공기입 타이어 및 그 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 에이팩스 스트립이 적용된 공기입 타이어 및 그 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그린타이어 성형시 다수의 에이팩스 스트립 고무와 보강제를 적용하여 성형이 이루어지는 공기입 타이어와 그 성형방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 타이어 성형드럼상에 권취되는 인너라이너층과 바디플라이층 위에 배치되는 환형의 비드다발과, 상기 환형의 비드다발 양측으로 소정간격 이격되어 배치되는 복수의 에이팩스 스트립 및 상기 복수의 에이팩스 스트립 위에 배치되는 패브릭보강재를 포함한다.

Description

다중 에이팩스 스트립이 적용된 공기입 타이어 및 그 성형방법{Pneumatic tire applied with multiple apex strips and forming method thereof}

본 발명은 다중 에이팩스 스트립이 적용된 공기입 타이어 및 그 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그린타이어 성형시 다수의 에이팩스 스트립 고무와 보강제를 적용하여 성형이 이루어지는 공기입 타이어와 그 성형방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

타이어는 크게 정련, 반제품, 성형, 가류 등 4가지 제조공정을 거쳐 완성된다. 여기서, 정련 및 반제품 공정이 이루어진 후 트레드와 사이드월, 비드, 벨트, 카카스 등 모든 반제품을 순서대로 조립하여 그린타이어(보통 그린케이스라고 함)를 만드는 성형공정을 통해 그린타이어가 제조되고, 이후 몰드에 투입하고 정해진 온도와 압력을 일정시간 동안 가하여 완성된 타이어가 제조되는 가류공정을 통해 마무리된다. 그 중에서 성형공정의 경우, 타이어에 적용되는 반제품(카카스플라이와 이너라이너)을 성형드럼에 권취시킨 상태로 비드를 결합하고, 비드번들에 삼각형 모양으로 압출된 에이팩스(Apex) 고무를 부착한 후에, 성형드럼 측면에 위치하는 블래더에 압축공기가 공급되어 블래더를 팽창시키면 반제품이 비드를 감싸면서 턴업이 이루어지게 된다. 상기 에이팩스는 타이어의 비드를 감싸는 고무로 이루어져, 비드를 보호하고 외부로부터 충격을 완화하기 위하여 높은 강도를 가지고 내열성이 우수하게 설계된다.

여기서, 비드번들과 에이팩스가 부착된 상태로 턴업이 이루어지는 과정에서, 부착되는 에이팩스의 높이에 한계가 존재하고, 내구성이 우수한 long slim Apex를 적용하기에는 항아리짐 현상으로 적용에 한계가 있었다. 뿐만 아니라, 에이팩스 보강을 위해 사용되는 Fabric재질의 보강재는 에이팩스의 내측 또는 외측에 부착되는데, 부착 시 보강재의 경계면에서 크랙이 발생하는 등 내구성 문제가 발생한다는 단점이 있다.

1. 한국 특허등록 제10-2204855호(2021.01.20 공고)

본 발명에서는 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 타이어 성형공정시 에이팩스 스트립을 적용하여 에이팩스 압출물의 높이한계를 극복하고, 보강재를 통해 내구성을 높일 수 있는 공기입 타이어 및 그 성형방법을 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 타이어 성형드럼상에 권취되는 인너라이너층과 바디플라이층 위에 배치되는 환형의 비드다발과, 상기 환형의 비드다발 양측으로 소정간격 이격되어 배치되는 복수의 에이팩스 스트립 및 상기 복수의 에이팩스 스트립 위에 배치되는 패브릭보강재를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 복수의 에이팩스 스트립은, 타이어 성형공정이 이루어지면서, 상기 환형의 비드다발의 상부 양측에 배치되도록 턴업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 패브릭보강재는, 턴업이 이루어지면서 상기 복수의 에이팩스 스트립 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기입 타이어 성형방법은, 타이어 성형드럼에 인너라이너층 및 바디플라이층을 권취시키는 단계와, 상기 바디플라이층 상부에 성형드럼의 센터를 중심으로 양측으로 소정간격 이격된 위치에 환형의 비드다발을 배치시키는 단계와, 상기 환형의 비드다발을 중심으로 양측으로 소정간격 이격하여 복수의 에이팩스 스트립을 배치하는 단계와, 상기 복수의 에이팩스 스트립 상에 패브릭보강재를 배치하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 환형의 비드다발의 상부 양측에 에이팩스 스트립이 배치되도록 턴업이 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 패브릭보강재는, 턴업이 이루어지면서 상기 복수의 에이팩스 스트립 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 복수의 에이팩스 스트립에 의해 에이팩스 압출물의 높이한계를 극복하고, 패브릭보강재를 통해 내구성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래 에어팩스 스트립이 비드에 결합한 후 턴업하면서 발생하는 항아리짐 현상을 방지하고 long slim 에이팩스를 제조할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 패브릭보강재가 에이팩스 스트립 사이에 삽입됨으로써 종래 에이팩스 내외측에 보강재가 부착되면서 발생하는 크랙으로 인한 내구성 문제가 발생하지 않는다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 비드 어셈블리에 있어서, 성형공정 전단계를 도식화한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 성형공정을 도식화한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 에이팩스 스트립과 보강재가 삽입된 상태를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 공기입 타이어의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 타이어 성형드럼(1)상에 권취되는 인너라이너층(2)과 바디플라이층(3) 위에 배치되는 환형의 비드다발(4)과, 상기 환형의 비드다발(4) 양측으로 소정간격 이격되어 배치되는 복수의 에이팩스 스트립(6, 7) 및 상기 복수의 에이팩스 스트립(6, 7) 위에 배치되는 패브릭보강재(5)를 포함한다.

상기 타이어 성형드럼(1)은 타이어에 적용되는 반제품을 성형드럼에 권취시키는데, 그 중에서 인너라이너층(2)과 바디플라이층(3)을 포함한다. 상기 인너라이너층(2)과 바디플라이층(3)이 성형드럼(1)에 권취된 상태에서 환형의 비드다발(4)이 성형드럼(1) 센터를 중심으로 양측으로 소정거리 이격된 위치에 끼워진다. 상기 비드다발(4)이 끼워진 후에 비드다발(4)을 중심으로 양측으로 일정간격 이격된 위치에 에이팩스 스트립(6, 7)이 부착될 수 있다. 종래, 에이팩스는 상대적으로 높은 종횡비를 갖는 필러가 비드다발에 부착되는 구조로 비드다발에 부착시킨 후 턴업되는 방식으로 성형이 이루어졌으나, 본 발명에서는 비드다발에 끼우는 것이 아닌 바디플라이층(3) 상에 부착시킨 후에 턴업하는 방식으로 이루어진다.

보다 상세하게는, 상기 비드다발(4)을 중심으로 양측에 에이팩스 스트립(6, 7)이 부착된 후에 성형드럼(1) 측면에 위치하는 블래더에 압축공기가 공급되어 블래더가 팽창되면서 반제품이 비드다발(4)과 에이팩스 스트립(6, 7)을 감싸면서 턴업이 이루어지고, 상기 에이팩스 스트립(6, 7)은 비드다발(4)의 상부에 위치되면서 에이팩스 필러 역할을 하게 된다. 이렇게 에이팩스가 비드드발에 먼저 결합된 상태로 턴업이 이루어지는 것이 아니라, 턴업한 후에 에이팩스 스트립(6, 7)이 비드다발(4) 상부에 위치되면서 에이팩스의 높이의 한계를 극복할 수 있다.

뿐만 아니라, 에이팩스가 비드에 결합되기 위하여 소정높이 이하로 이루어질 필요가 있으며, 길고 얇은 에이팩스가 비드에 결합된다면 턴업 과정에서 에이팩스 끝단이 안쪽으로 밀려 들어오는 항아리짐 현상으로 적용이 어려웠으나, 높이의 제한 없이 에이팩스 스트립을 적용시킬 수 있으며, 턴업하는 과정에서 항아리짐 현상이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 복수의 에이팩스 스트립(6, 7)은, 타이어 성형공정이 이루어지면서, 상기 환형의 비드다발(4)의 상부 양측에 배치되도록 턴업이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 에이팩스 스트립(6, 7)은 복수개로 이루어질 수 있으며, 비드다발(4) 양측에서 복수의 층으로 적층 형성될 수 있다. 이렇게 적층된 복수의 에이팩스 스트립(6, 7)이 턴업이 이루어지면서 환형의 비드다발(4) 상부에 배치될 수 있고, 바람직하게는 양측에 위치한 에이팩스 스트립(6, 7)이 비드다발(4)의 상부 양측에 배치되면서 종래 에이팩스 필러의 역할을 하게 된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 패브릭보강재(5)는, 턴업이 이루어지면서 상기 복수의 에이팩스 스트립(6, 7) 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 패브릭보강재(5)는 에이팩스 스트립(6, 7) 중의 하나 또는 각각의 상부에 배치될 수 있으며, 이후 턴업공정이 이루어지면서 에이팩스 스트립(6, 7)이 비드다발(4) 상부에 위치되면서, 각 에이팩스 스트립(6, 7) 사이에 삽입 설치될 수 있다. 상기 패브릭보강재(5)는 에이팩스의 내구성을 증대시키기 위한 구성으로, 종래 에이팩스 필러의 내외측에 부착되면서 계면에서 발생된 크랙으로 인한 내구성 문제가 존재하였으나, 본 발명에서는 에이팩스 필러에 부착되는 구조가 아니라 내부에 삽입되는 구조를 갖게 되면서, 크랙이 발생되지 않고 불량발생을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기입 타이어 성형방법은, 타이어 성형드럼(1)에 인너라이너층(2) 및 바디플라이층(3)을 권취시키는 단계와, 상기 바디플라이층(3) 상부에 성형드럼의 센터를 중심으로 양측으로 소정간격 이격된 위치에 환형의 비드다발(4)을 배치시키는 단계와, 상기 환형의 비드다발(4)을 중심으로 양측으로 소정간격 이격하여 복수의 에이팩스 스트립(6, 7)을 배치하는 단계와, 상기 복수의 에이팩스 스트립(6, 7) 상에 패브릭보강재(5)를 배치하는 단계를 포함한다.

우선, 상기 타이어 성형드럼(1)에 타이어 반제품에 해당하는 인너라이너층(2)과 바디플라이층(3)을 권취시킨다. 이후에 성형드럼(1) 센터를 중심으로 양측에 환형의 비드다발(4)이 배치되고, 비드다발(4)을 중심으로 양측에 복수의 에이팩스 스트립(6, 7)이 위치된다. 여기서, 복수의 에이팩스 스트립(6, 7) 각각에 또는 그중 하나의 상부에 패브릭보강재(5)가 배치되고 나서 턴업블래더에 의해 턴업이 이루어지게 된다. 턴업이 이루어지는 과정에서, 비드다발(4)을 중심으로 양측에 위치한 에이팩스 스트립(6, 7)이 비드다발(4) 상부에 위치되고 그 사이에 패브릭보강재(5)가 삽입 설치됨으로써, 에이팩스 압출물의 높이한계를 극복하면서 내구성을 높일 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 타이어 성형드럼
2 : 인너라이너층
3 : 바디플라이층
4 : 비드번들
5 : 패브릭보강재
6, 7 : 에이팩스 스트립

Claims (6)

1. 타이어 성형드럼상에 권취되는 인너라이너층과 바디플라이층 위에 배치되는 환형의 비드다발;
   상기 환형의 비드다발 양측으로 소정간격 이격되어 배치되는 복수의 에이팩스 스트립; 및
   상기 복수의 에이팩스 스트립 위에 배치되는 패브릭보강재;
   를 포함하는 공기입 타이어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 에이팩스 스트립은, 타이어 성형공정이 이루어지면서, 상기 환형의 비드다발의 상부 양측에 배치되도록 턴업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 제1항에 있어서,
   상기 패브릭보강재는, 턴업이 이루어지면서 상기 복수의 에이팩스 스트립 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
4. 타이어 성형드럼에 인너라이너층 및 바디플라이층을 권취시키는 단계와,
   상기 바디플라이층 상부에 성형드럼의 센터를 중심으로 양측으로 소정간격 이격된 위치에 환형의 비드다발을 배치시키는 단계와,
   상기 환형의 비드다발을 중심으로 양측으로 소정간격 이격하여 복수의 에이팩스 스트립을 배치하는 단계와,
   상기 복수의 에이팩스 스트립 상에 패브릭보강재를 배치하는 단계를 포함하는 공기입 타이어 성형방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 환형의 비드다발의 상부 양측에 에이팩스 스트립이 배치되도록 턴업이 이루어지는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어 성형방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 패브릭보강재는, 턴업이 이루어지면서 상기 복수의 에이팩스 스트립 사이에 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어 성형방법.

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