KR100528273B1 - 트레드스트립제조방법및몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명에서, 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드(1)는 제 1 및 제 2 다이(2,3)와; 제 1 성형 요소(6)가 상기 제 2 다이(3)에 연결된 적어도 제 2 성형 요소(7)과 접촉하는 제 1 다이(2)에 연결되게함으로써 형성되는 스트립의 두께를 바로 통과하는 컷아웃(cutout)를 성형하는 요소를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 다이는 각각 몰드가 폐쇄위치에 있을 때 고무 스트립의 부피와 동일한 성형 부피의 범위를 정하는 성형 표면을 구비한다.

또한, 본 발명은 타이어 트레드스트립(treadstrip)을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 상기 스트립은 이 스트립을 바로 통과하는 적어도 하나의 컷아웃을 포함하고, 상기 컷아웃은 이것이 개방 및 폐쇄로 부터 방지하기 위하여 적어도 하나의 고무 연결 브릿지(bridge)를 구비한다.

Description

트레드스트립 제조 방법 및 몰드{Manufacturing method and mold for a treadstrip}

본 발명은 조각되어 새겨진(sculpted) 트레드패턴(tread pattern)을 가진 가황처리된 고무의 스트립을 제조하기 위한 몰드에 관한 것이고; 또한, 타이어를 미리 가황처리하여(prevulcanized) 미리성형된(premolded) 트레드스트립을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

구동시에 최적의 안전상태와 마모에 대하여 수명이 연장되는 타이어를 얻기 위하여, 도로와 접촉하는 트레드표면을 가진 트레드스트립(treadstrip)의 타이어를 제공하는 것은 공지되어 있다. 또한, 물기가 있는 곳에서 양호한 성능이 유지된다면, 적절한 레이아웃(layout)으로된 컷아웃(cutout)에 의하여 서로 분리된 고무요소(리브(rib) 및/또는 블록(block))로 형성된 트레드패턴를 가진 트레드스트립을 제공하는 방법은 공지되어 있다. 상기 방법에서, 스트립의 트레드표면은 다수의 고무 릿지(ridge)와, 동시에 비에 존재하는 물을 배출하기 위한 다수의 채널을 구비한다. 상기 고무 릿지는 도로위의 물의 층을 통하여 절단되고, 타이어와 도로사이의 실질적인 접촉을 보장한다.

상기 컷아웃사이에서, 홈과 사이프(sipe)사이에 구별이 있고, 상기 사이프는 홈의 폭보다 훨씬 폭이 작고, 일반적인 구동상태에서 백 업(back up)을 폐쇄할 수 있다. 컷아웃의 폭은 이 컷아웃의 어느 측부 위에 놓인 고무요소의 벽을 분리하는 평균거리를 의미한다.

젖어있는 상태에서 양호한 성능을 유지하기 위해서는, 상기 홈은 도로면 위에 존재하는 액체가 스트립의 마모상태에 관계없이 분사되도록 하기에 충분히 넓게 될 필요가 있다.

트레드스트립의 트레드패턴의 성능은 스트립의 마모에도 불구하고 타이어를 지속하기에 충분히 일정하게 되는 것이 필요하고; 따라서, 컷아웃이 트레드스트립의 마모시에도 타이어의 수명이 다할 때까지 존재할 수 있도록 매우 깊게 하는 것이 필요하다.

젖은 상태에서의 성능은 도로에서 타이어의 "푸트프린트(footprint)"에서 매우 많은 수의 활발하게 작동하는 릿지를 형성하는 매우 많은 다수의 컷아웃이 존재한다는 것을 의미하고, 동시에 이들 컷아웃은 타이어를 충분히 길게 지속하기에 충분하게 깊게되는 것이 요구된다. 이러한 목적들은 성취하기에 매우 어려운데, 왜냐하면 컷아웃이 많으면 많을수록, 평면하중(flatening load)과 절단하중(shear loading)의 영향으로 인하여 푸트프린트에서 트레드스트립의 강성에 영향이 크게 되기 때문이다; 이러한 점을 감안할 때, 상기 스트립의 강성에서의 손실은 성능감소를 초래하는 과도한 요소가 되기 때문에, 상기와 같은 고집하는 것은 더 이상 가능하지 않다.

그럼에도 불구하고, 건조하거나 젖은 상태에서 구동하게 될 때에, 주로 횡방향으로 향하는 컷아웃을 개방 및 폐쇄하는 운동이 발생한다. 타이어 접촉영역으로 들어가자 마자, 이들 운동은 접촉영역의 바깥쪽에 있는 스트립의 부분과, 접촉영역내에 이미 있는 스트립 부분사이에서 기하학적인 연결을 고려하여 트레드스트립의 중요한 굽힘(flexing)의 결과에 의한 것이다. 상기 연결 영역은 기하학적으로 상기 횡방향 컷아웃을 개방하도록 힘을 가하는 작은 곡률반경을 특징으로 하는데, 즉 상기 트레드스트립의 표면에서의 컷아웃의 폭은 상당히 증가된다. 이러한 개방운동은 타이어 표면의 접촉영역에서 상기 컷아웃을 폐쇄하는 역운동(reverse movement)에 의하여 뒤따르게 된다.

이러한 다양한 운동은 불균일한 마모를 발생시키는데, 즉 마모는 트레드스트립의 몇몇 부분에서만 한정되고, 그래서 타이어를 의도한 것보다 더 빨리 교체해야만하는 정도로 타이어 수명을 감소시킨다.

이와 유사한 현상은 상기 컷아웃이 도로면과 접촉함으로써 영향을 받게 되고 예를 들면 굽힘을 받게될 때에 횡방향 하중에 노출될 때, 원주방향으로 설치되는 컷아웃의 경우에 발생된다. 여기에서, 타이어는 트레드패턴을 형성하는 요소위에 작용하고 타이어의 원주방향에 근접한 방향에 컷아웃을 설치하며, 개방 및/ 또는 폐쇄하기 위하여 하중의 방향에 수직으로 있는 횡방향 하중을 받게된다.

트레드스트립의 트레드패턴의 2개의 인접된 요소중 어느 하나에 대향된 벽사이에는 전단 운동이 있고, 이것은 극도의 구동상태하에서 홈 및/또는 사이프(sipe)의 저부에 크랙(crack)이 나타나도록 할 수 있다.

이러한 문제점을 부분적으로 해결하기 위하여, 미국특허 제 2,661,041 호는 원주방향으로 있고 연속적인 다수의 리브(rib)를 형성하는 다수의 홈을 구비하는 트레드패턴을 기재하고 있다. 성형시에, 상기 리브의 반경방향 벽중 몇몇에서 원주방향에서 서로로 부터 균일하게 이격된 다수의 고무 돌출부가 형성되고, 이것의 목적은 횡방향 하중의 작용시에 상기 컷아웃이 접촉영역에서 폐쇄되는 것으로 부터 단지 방지하는 것이다. 그러나, 상기 트레드패턴은 동일한 컷아웃의 벽이 부분적으로 되는 것을 방지할 수는 없다.

미국 특허 제 5,022.448 호에서, 마모의 견지에서 타이어의 성능을 향상시키는 관점에서 볼때에, 단일의 브릿지(bridge)가 횡방향으로 설치된 홈에 형성되는 것이 제안되고, 상기 브릿지는 2개의 인접된 블록의 대향면을 함께 연결함으로써, 상대운동의 가능성을 감소시키며 강성을 증가시킨다. 강성을 증가시키는 경우에, 타이어의 트레드스트립이 이것의 트레드패턴을 구비하는 타이어로 성형하는 것과, , 그 다음에 고무 브릿지를 제조하기 위하여 상기 트레드 패턴을 가공하는 것으로 구성되는 제조 방법이 제안된다. 이러한 것을 성취하는 방법은, 시간과 수단의 견지에서 볼 때 매우 비싼데, 왜냐하면 이것은 각각 성형되고 가황처리된 타이어를 가공하기 위한 재가공 단계(reworking step)를 요구하기 때문이다. 무엇보다도, 상기 방법은 트레드스트립의 중간부분과, 공구를 사이프내로 도입할 필요가 있게되면 매우 좁은 사이프의 경우에서 이식하기에 매우 까다롭다.

종래의 성형방법은 컷아웃이 고무 스트립에 성형되도록 허용하지 않으며, 상기 컷아웃은 컷아웃의 어느 한 측부 위에 트레드패턴의 요소들사이에서 고무의 하나이상의 연결 브릿지를 포함하고; 이것은 종래의 몰드가 컷아웃을 성형하기 위하여 고무를 관통하는 하나 이상의 성형 요소가 돌출되는 성형 표면을 포함하기 때문이다. 이러한 점은 상기 성형 요소가 컷아웃의 벽들사이에서 고무 브릿지를 성형하기 위한 하나 이상의 오리피스를 구비한다면, 고무 브릿지를 통하여 절단하지 않고 몰드로 부터 상기 성형 요소를 빼내는 것이 불가능하다는 것을 의미한다.

이러한 문제점을 성취하기 위하여, 상기 스트립의 두께를 통하여 바로 통과하는 하나 이상의 컷아웃을 포함하는 고무 스트립 성형 몰드가 제안되는데, 상기 컷아웃은 트레드패턴의 2개 이상의 요소를 분리한다. 본 발명에 따른 몰드는 몰드 표면을 각각 구비하는 제 1 다이와 제 2 다이를 포함하는데, 상기 몰드가 폐쇄위치에 있을 때에 상기 제 1 및 제 2 다이는 고무 스트립의 부피와 동일한 내부 성형 부피를 형성한다. 각각의 다이는 그 자신의 성형면으로 부터 돌출되는 하나 이상의 성형 요소를 포함하고, 하나 이상의 컷아웃을 고무 스트립에서 형성한다. 각각의 성형 요소는 측벽과 단부벽을 구비하고; 상기 측벽은 다이가 성형 요소를 운반하는 교차부를 구비하는 벽인데, 상기 교차부는 성형후에 고무 스트립의 표면에서 컷아웃의 외형(contour)을 나타내는 외형을 구비하고, 상기 단부벽은 성형 요소를 운반하는 다이의 성형 표면에 대하여 외측에서 측벽을 서로 결합한다.

각각의 다이는 이것을 규정하고, 이것의 성형에 대응되며 몰드 해제 방향에 대응되는 방향으로 이동될 수 있고, 각각의 다이의 성형 요소는 이들이 상기 방향에서 몰드 해제를 수행할 수 있는 방법으로 주로 설치된다.

본 발명에 따른 몰드에서, 상기 몰드가 폐쇄위치에 있을때에, 제 1 다이의 하나 이상의 성형요소의 하나의 벽은 사이 요소에 공통으로 있는 접촉면을 따라 제 2 다이의 성형 요소의 벽과 접촉하게 됨으로써, 상기 스트립을 바로 통과하는 컷아웃을 성형하기 위하여 제 2 다이의 성형 표면만큼 멀리 제 1 다이의 성형 표면으로 부터 연장되는 연속적인 성형 요소를 구성하고, 상기 성형 요소의 단부의 기하형상은 스트립의 성형중에 고무가 오리피스를 통과하는 하나 이상의 오리피스를 형성하도록 기능적으로 설계된다.

본 발명에 따른 몰드는 성형하는데 어려움이 없이 그리고 고무 스트립을 몰드로부터 용이하게 빼내는 것을 가능하게 하고, 여기에서 하나 이상은 컷아웃이 제조되고, 또한 상기 컷아웃의 벽을 함께 연결하는 하나 이상의 고무 브릿지가 형성된다.

기능적으로 설계된다는 것은 하나 이상의 오리피스(orifice)가 연결 브릿지를 성형하기 위하여 제조될 수 있도록 단부벽의 형상이 이루어지고, 상기 형상은 형성된 고무 브릿지를 파괴하지 않고 몰드를 빼내도록 허용한다는 것을 의미한다.

또한, 트레드스트립을 제조하는 방법에 제공되는데, 상기 방법은 새로운 타이어를 제조하거나 또는 닳은 타이어를 리-캡핑(re-capping)하는 것이며, 상기 트레드스트립은 스트립의 성형시에 제조되는 컷아웃에 의하여 형성된 고무 블록으로 형성되는 트레드패턴을 구비하고, 상기 스트립을 바로 통과하는 하나 이상의 컷아웃은 상기 2개의 요소를 분리하는 개방 및 폐쇄로 부터 상기 컷아웃을 보호할 수 있도록 하나 이상의 고무 브릿지를 구비한다.

이러한 종류의 스트립의 제조 방법은 다음의 단계를 사용하여 미리 성형되고 미리 가황처리된(prevulcanized) 스트립의 제조를 포함한다:

몰드가 하나 이상의 고무 합성물로 부터 스트립을 성형하기 위하여 제조되고, 상기 몰드는 2개의 다이 즉, 제 1 다이 및 제 2 다이를 포함하고, 상기 몰드의 각 다이는 다수의 성형 요소가 돌출되고 스트립에서 컷아웃을 성형하는 성형표면을 포함하며, 몰드가 폐쇄될 때에 상기 몰드 표면은 성형되는 고무 스트립의 부피와 동일한 성형 부피를 형성하는 단계;

2개 부분의 성형 요소는 고무 스트립을 바로 통과하는 컷아웃을 성형하기 위하여 제조되고 하나 이상의 고무 연결 브릿지를 포함하며, 상기 제 1 부분들은 몰드의 제 1 다이에 고정되고 제 2 부분은 몰드의 제 2 다이에 고정되며, 상기 부분은 측벽 및 단부벽을 구비하고, 성형위치에 있을 수 있도록 되는 즉, 몰드 폐쇄에서는, 상기 부분들은 고무의 스트립을 바로 통과하는 컷아웃을 성형하는 요소를 형성할 수 있도록 공통면(common surface)을 따라 접촉되고, 이들의 단부벽은 성형동안에 합성물이 상기 요소를 바로 통과하도록 상기 성형 요소에서 하나 이상의 오리피스를 형성하도록 기능적으로 설계되는 단계;

스트립을 제조하기 위하여 적절한 양의 고무 합성물이 준비되고, 이 양은 스트립을 바로 통과하는 각각의 컷아웃을 성형하는 요소가 서로 접촉하게 될 때 까지 이들 2개의 다이를 함께 함으로써 성형되기 전까지, 몰드의 2개의 다이사이에 위치되는 단계;

상기 고무 스트립이 가황처리되는 단계;

상기 스트립은 다이를 가지고 이들과 협력하는 성형 요소를 취하는 2개의 성형 다이를 서로로 부터 분리함으로써 가황처리한 후에 상기 몰드로부터 분리되는 단계.

그다음 타이어 트레드스트립을 제조하기 위하여, 미리가황처리된 고무 스트립은 가황처리되거나 가황처리되지 않은 타이어 브랭크(blank)의 방사형 외부 위에 위치될 수 있다. 상기 타이어 브랭크가 이미 가황처리되었다면, 가황처리되지 않은 결합 합성물의 얇은 층은 타이어가 함께 입력되기 전에 상기 브랭크와 트레드스트립사이에 삽입되어, 결합 합성물은 가황처리된다.

본 발명에 따른 몰드로 얻어지는 미리 가황처리되고 미리 성형된 고무의 스트립은 타이어를 리-캡핑(re-capping)하기 위한 트레드스트립으로 사용될 수 있고: 상기 타이어의 닳게된 트레드스트립의 방사형 외부면이 준비된 다음, 미리 가황처리되고 미리 성형된 고무 스트립에 타이어의 가황처리된 고무를 결합하기 위한 고무 스트립은 조립 작동이 결합 합성물을 가황처리함으로써 완성되고 동시에 타이어위에 고무 스트립을 견고하게 가압할 수 있도록 고무 스트립위에 압력을 가하기 전에 제위치에 있게된다.

리-캡핑(re-capping)은 타이어의 트레드스트립의 모든 것 또는 부분적인 것이 일단 닳게되면 새로운 가황처리되고 미리 성형된 트레드스트립에 의하여 대체되는 타이어 제조 방법을 의미한다.

타이어 위에 놓이게되고 결합 합성물이 경화된다면 고무의 초과적인 경화처리를 피하기 위하여, 미리 가황처리된 고무의 스트립을 가황처리하는데 소비되는 시간을 짧게함으로써 적절하게 하는 것이 양호한 아이디어이다.

새로운 타이어를 제조하거나 리-캡된(re-capped) 타이어를 제조하든지 간에, 본 발명에 따른 고무 스트립은 트레드스트립이 부분적으로 닳게될 때에 동일한 형태의 고무 스트립 또는 구동을 위하여 의도되는 서로다른 형태의 것으로 조립되거나 재조립될 수 있다.

또한, 고무 스트립을 통하여 바로 통과하는 각각의 컷아웃 근처에서, 결합 합성물의 운동이 있는 것이 관찰되고, 결합 합성물은 상기 컷아웃내로 취출되고 따라서 상기 컷아웃의 부피를 감소시킨다. 이러한 결점을 완화시키기 위하여, 결합 합성물의 스트립이 이것의 평면 즉, 타이어의 횡방향 및 원주방향내에서 스트립을 보다 강성으로 만드는 하나 이상의 강화 구조체를 얻도록 하는 것이 양호하다. 이러한 종류의 강화구조는 예를 들면 나이론 또는 폴리에스터와 같은 섬유 필라멘트의 가교 섬유질(crossed fabric)을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 상기 결합 합성물의 스트립이 가황처리될 때에, 상기 구조체는 스트립의 변형에 대향되고, 상기 결합 합성물내로 개방되는 각각의 컷아웃이 손상되지 않도록 한다.

이러한 종류의 방법은 고무의 몇몇 요소 또는, 이들중 모든 요소가 인접된 요소사이에서 기계적인 커플링을 제조하기 위하여 상기 컷아웃에서 정렬되는 고무 브릿지에 의하여 함께 결합되는 트레드스트립의 트레드패턴을 제조하는 것을 가능하게 하고; 이러한 방법은 연결 브릿지를 다양한 단면으로 제조하는 가능성을 제공하고, 상기 몰드로부터 이들을 빼내도록 하며, 즉 상기 몰드의 개방 작동은 연결 브릿지의 전체적으로 파손시키지 않는다.

다음 본 발명을 첨부도면을 참고로 하여 보다 상세하게 설명하고, 이것은 단순히 예로써 주어지는 실시예와 관련되는 것이다.

본 명세서에서, 반경(radial) 및 방사성(radially)은 타이어가 회전하는 축에 대하여 수직인 방향을 언급하고; 축방향, 축방향으로 및 횡방향은 회전축에 평행한 방향을 의미하며, 종방향 또는 원주방향은 트레드스트립이 일단 타이어위에 위치된다면 트레드스트립의 가장 긴 치수를 의미한다. 상기 타이어 푸트프린트(footprint)는 땅과 접촉하는 타이어의 모든 점의 외부 엔벨로프(envelope)에 의하여 형성된 아우트라인(outline)내부에 놓이는 표면을 나타낸다.

도 1은 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드(1)를 부분적으로 도시하고, 상기 몰드는 제 1 다이(2)와 제 2 다이(3)를 형성하는 2 부분으로 구성되고, 상기 다이들은 도 2에 도시된 바와 같이 스트립을 성형하기 위한 위치에 몰드가 폐쇄될 때 서로에 대하여 접촉하게되며, 도 2는 몰드(1)를 통한 횡단면을 도시한다. 각각의 다이(2,3)는 상기 스트립의 외부면을 성형하기 위하여 몰드표면(4,5)을 각각 구비하며; 몰드가 폐쇄될 때에 각각의 다이의 성형면은 성형될 스트립의 부피와 동일한 내부 성형 부피를 형성한다.

성형 요소를 구성하는 얇은 금속 스트립(6)은 다이(2)에 걸리게 됨으로써, 스트립은 상기 다이의 성형면(4)으로 부터 돌출되고, 또한 고무 스트립을 성형하기 위한 부피내에 놓이게 된다. 상기 얇은 스트립(6)은 2개의 주 측벽(61 및 63)을 포함하는데, 이러한 특별한 예는 상호 평행하게 되고, 다이(2)를 가진 얇은 스트립의 교차부 표면을 형성하는 외형(64)을 따라 교차되는 성형면(4)에 수직으로 된다. 상기 교차부 표면에 대한 대향단부에서, 단부벽(62)은 주 벽(61 및 63)을 결합하고; 상기 단부벽은 직선부분(65)과 곡선부분(66)으로 구성되고, 상기 곡선 부분(66)은 얇은 스트립(6)에서 노치 종류를 형성한다.

이와같이, 성형 요소를 구성하는 얇은 스트립(7)은 제 2 다이(3)에 걸리게됨으로써, 스트립은 상기 다이의 성형면(5)으로 부터 돌출된다. 상기 얇은 스트립(7)은 서로 평행한 2개의 측벽(71 및 73)을 포함하고, 제 2 다이로써 상기 얇은 스트립의 교차부의 표면을 형성하는 외형(74)을 따라 교차되는 성형면(5)에 수직으로 된다. 상기 교차부 표면에 대향된 단부에서, 단부벽(72)은 주 벽(71 및 73)을 결합하고, 상기 단부벽(62)의 이미지에서 직선부분(75)과 곡선부분(76)으로 구성된다.

상기 얇은 스트립(6 및 7)은 몰드가 폐쇄될 때 스트립이 서로에 대하여 직선으로 있을수 있도록 정렬되고, 그래서 고무 스트립의 두께를 바로 통과하는 컷아웃을 성형하는 얇은 스트립을 형성하도록 스트립 단부벽(62 및 72)의 직선 부분(65,75)을 따라 부분적으로 접촉하게 된다. 각각의 얇은 스트립에서, 상기 단부벽(62 및 72)의 곡선 부분(66,76)은 서로 대향되고, 그래서 상기 얇은 스트립(6 및 7)에 의하여 형성되는 컷아웃의 벽사이에서 3개의 고무 브릿지를 제조하기 위하여 성형시에 고무가 통과하도록 오리피스(8; 도 2에 도시됨)를 형성한다. 상기 특별한 예에서, 각각의 고무 브릿지는 고무 스트립내에 전체적으로 놓이게 된다.

또한, 상기 몰드의 각각의 다이는 스트립의 바로 통과하지 않는 컷아웃을 성형할 수 있도록 상기 다이의 성형 표면위에 릴리프(relief)로 하나 이상의 다른 성형 요소를 구비할 수 있다.

특별한 이유로 인하여, 각각의 다이는 공지된 방법으로 서로 결합되는 다수의 요소적인 다이(elemental die)로 구성될 수 있고; 마지막으로, 본 발명에 따른 몰드는 2개의 동심의 환형 다이를 형성하기 위하여 다수의 요소적인 다이로 구성될 수 있고, 상기 제 1 다이는 폐쇄된 환형 스트립형태로 고무 스트립을 성형할 수 있도록 제 2 다이의 내부위에 방사형으로 위치된다.

도 3 내지 도 5는 상기 컷아웃의 벽을 함께 연결하는 고무 브릿지를 구비하는 컷아웃의 성형을 형성하는 본 발명의 다른 형태를 개략적으로 도시한다.

도 3은 서로로 부터 분리된 2개의 표면(14 및 15)을 따라 이들의 단부벽(12 및 13)에 의하여 접촉되는 2개의 얇은 스트립(10)만을 도시한다. 상기 얇은 스트립(11)의 단부벽(13)은 직선인 반면에, 상기 얇은 스트립(10)의 단부벽(12)은 상기 얇은 스트립에서 개구(16)을 형성하는 곡선 부분에 의하여 연결되는 2개의 직선 부분으로 구성된다. 상기 2개의 얇은 스트립(10 및 11)의 단부벽이 일단 접촉하게 된다면, 상기 벽(13)의 직선부분에 대향되는 개구(16)의 존재는 오리피스(17)가 성형시에 고무 통로용으로 형성하도록 한다.

도 4는 평면의 얇은 스트립(20)이 이것이 단부벽(23)근처에서 제 2 평면의 얇은 스트립(21)의 주요 측방향 표면(24)과 접촉하는 주요 측방향 표면(22)을 가지는 경우를 도시한다. 상기 얇은 스트립(20,21)의 단부벽(23,25)의 기하학적인 형상은 2개의 분리된 접촉면을 형성하기 위하여 기능적으로 설계되어, 상기 2개의 접촉 표면사이의 성형 고무의 통로용으로 오리피스(26)의 형성을 허용한다. 상기 특별한 예에서, 각각의 단부벽(23,25)의 기하학적인 형상은 각각의 얇은 스트립에서 개구(27,28)를 형성하는 곡선 부분에 의하여 연결되는 2개의 직선 부분으로 형성되고; 상기 얇은 스트립(20 및 21)이 접촉하게 될 때에 상기 개구는 서로 대향되게 된다.

도 5는 도 4의 경우에 설명된 장치의 다른 형태를 도시한다. 상기 다른 형태에서, 2개의 측방향 벽(32,33)을 거쳐서 접촉하게 되는 2개의 얇은 스트립(30 및 31)은 직선의 단부벽(34,35)을 가지고; 그러나, 상기 얇은 스트립(30,31)이 접촉하게 될 때 얇은 스트립(30,31) 사이에서 접촉용으로 표면에 대하여 상기 얇은 스트립의 단부벽(35)의 형상이 횡방향으로 국부적으로 변형하도록 제공됨으로써, 성형과 동시에 고무용 통로(36)를 제조하게 되고, 상기 통로(36)는 접촉 측방향 통로에 대하여 평행하거나 거의 평행하게 된다. 또한, 고무가 보다 용이하게 통과하도록 하는 유사한 방법으로 상기 단부벽(34)이 성형되도록 될 수 있다.

고무 스트립의 성형하기 위한 본 발명에 따른 몰드의 사용은 컷아웃에서 고무의 얇은 막이 국부적으로 있을 가능성이 있게 되고, 상기 막이 컷아웃을 일시적으로 폐쇄하는 가능성이 있게된다. 상기 얇은 막은 성형 요소가 몰드의 폐쇄시에 접촉하게 되는 점에서 성형되고, 완전한 접촉이 성취되지 않는다면 보다 쉽게 될 수 있다. 이러한 견지에서 볼 때에, 상기 스트립이 타이어 트레드스트립을 제조하는데 사용될 때, 상기 막은 존재는 상기 성능위에 매우 작은 영향만을 미치는데, 왜냐하면 상기 막은 기계적인 응력하에서 구동될 동안에 곧바로 찢어지고 닳게되기 때문이다.

도 6a에 도시된 바와 같은 2개의 레이아웃(layout)은 성형 요소사이의 접촉영역에서 고무막의 형성을 가능한 멀리 피하게 할 수 있도록 제안된다. 도 6a 및 도 6b는 상기 다이(42,43)에 대하여 각각 고정되고 접촉하는 이들의 단부벽(44 및 45)을 구비하는 2개의 얇은 스트립(40 및 41)의 두께를 통한 단면을 도시한다. 서로에 대한 상기 얇은 스트립(40 및 41)의 센터링(centering)과 동시에 양호한 접촉을 보장하기 위하여, 상기 얇은 스트립의 단부벽(44)은 이중의 챔퍼(chamfer)로 형성되고, 상기 얇은 스트립(41)의 단부벽(45)은 V자형 홈 형상을 가지며, 상기 챔퍼의 각을 초과하는 홈의 각은 단부벽(44)이 단부벽(45)을 형성하는 홈을 들어가게 보다 쉽게 하며, 상기 막을 통한 절단 가능성 또는 고무막의 형성을 피하기 위하여 충분한 접촉압력을 국부적으로 발생시킨다.

도 6b는 상기 다이(52,53)에 각각 고정되고 2개의 측벽이 부분적으로 접촉하는 2개의 얇은 스트립(50 및 51)의 두께를 통한 횡단면을 도시한다. 이들 단부벽(54,55)근처의 2개의 얇은 스트립(50,51)은 몰드의 폐쇄방향에 대하여 경사진 측벽부분(56 및 57)를 구비하고, 상기 방향은 이중 화살표(XX)로 도시되고, 이들은 2개의 얇은 스트립 위에서 0이 아닌 접촉 압력을 구비한다. 상기 몰드의 폐쇄방향은 상기 몰드를 형성하는 다이가 서로 접촉하는 방향을 의미한다. 또한, 상기 성형 요소가 고무를 관통하기가 쉽고, 상기 단부벽(54 및 55)은 상기 접촉 측벽의 각각에서 90°보다 더 작은 각도를 만든다.

물론, 상술된 원리는 성형표면에 경사지게 세트된 얇은 스트립의 경우에 적용되는 것이 양호할 수 있거나, 예를 들면 지그재그 형상 또는 파동형상(wavy shape)과 같은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 형상들은 몰드로 부터 해제될 수 있다.

크기 315/80 R 22.5 타이어의 트레드스트립(79), 이것의 트레드표면의 반쪽은 도 7에 도시되는데, 이것은 원주방향으로 설치된 8개의 리브(80)으로 구성된다. 이들 리브(80)은 8mm의 폭을 가진 3개의 홈(81)에 의하여 형성되는데, 이중의 하나는 직선이며 타이어의 최대 직경면 위에 놓이게 되고, 다른 2개는 원만한 지그재그(gentle zigzag)를 형성한다. 또한, 원주방향으로 설치된 2mm의 폭의 4개의 사이프(82)는 홈(81)에 대하여 교대로 횡방향으로 정렬된다. 마지막으로, 각각의 리브(80)는 횡방향에 대하여 약 5°의 각도로 설치된 1mm의 폭의 다수의 사이프(83)를 구비하고, 상기 사이프(83)은 15mm 의 평균거리로 이격된다. 모든 사이프는 스트립의 두께와 동일한 깊이를 가지는데, 즉 19mm이며, 상기 홈은 15mm의 폭을 가진다.

구동 표면위에 매우 많은 릿지가 존재함에도 불구하고 평탄하게 됨으로써 영향을 받는 영역에서 상기 트레드스트립에 충분한 강성을 부여하기 위하여, 다수의 연결 브릿지가 한쪽에서는 원주 사이프의 벽과, 다른 한쪽에서는 횡방향 사이프의 벽사이에서 제조된다. 이들 연결 브릿지는 본 발명에 따른 몰드에서 타이어 트레드스트립의 성형과 미리 가황처리될 때에 얻어지고, 상기 홈(81)을 성형하기 위한 성형 요소에 부가하여, 상기 사이프를 성형하고 동시에 연결 브릿지를 성형하기 위한 얇은 스트립을 포함한다.

상기 횡방향 사이프(83)를 성형하는 몰드(84)부분은 도 7a에 도시된다. 상기 도 7a에서, 폐쇄위치에 있는 몰드를 도시하고, 상기 몰드는 제 1 및 제 2 다이(77,78)과, 이들의 단부벽을 따라 2개의 얇은 스트립(86 및 87)를 접촉함으로써 조립체를 구성하는 얇은 스트립(85)을 포함하고, 상기 벽의 기하학적인 형상은 반경이 2.5mm인 원형 횡단면인 3개의 오리피스(88)를 형성하도록 설계되고, 따라서 고무는 상기 얇은 스트립(85)을 바로 통과할수 있다. 또한, 상기 얇은 스트립(86)의 측벽에는, 4개의 블라인드 캐비티(blind cavity; 89)가 제공되고, 다른 얇은 스트립(87)에서는, 상기 얇은 스트립(85)에 의하여 성형되는 사이프의 벽중의 바로 하나에 연결되는 고무 돌출부를 형성하기 위한 하나의 블라인드 캐비티(99)가 제공된다. 반경 1.25mm인 원형 횡단면을 가지는 캐비티(89 및 99)는 오리피스(88)에 의하여 성형되는 연결 브릿지에 폐쇄되도록 놓여있는 상기 사이프의 영역에서 사이프가 폐쇄되는 것을 방지한다.

양호하게는, 도 7A에 도시된 바와같이, 상기 오리피스(88)는 2개의 열(row)로 교대로 정렬되고, 각각의 열은 스트립 두께의 방향에서 2개로 있는 스트립을 분할하는 중간 평면(mid-plane)에 근접하게 놓여있다. 또한, 충분한 공간이 상기 사이프(83)의 저부와, 젖은 상태에서 구동할 때에 사이프가 액체를 충분히 분산하도록 하기 위하여 상기 트레드표면으로 부터 가장 멀리 있는 브릿지의 위치사이에 놓여있게 되고; 특별한 예로서 적어도 5 mm가 남아있게 된다.

도 7b는 상기 동일한 몰드(84)가 폐쇄위치로 있는 단면을 도시하고, 상기 단면은 원주 사이프(82)를 성형하는 얇은 스트립(90)에서 취하고; 상기 얇은 스트립(90)은 상기 단면에서 볼 수 있는 선(93)을 따라서 이들 단부벽을 따라서 접촉하는 2개의 얇은 스트립(91 및 92)의 교차부로 구성되고, 상기 벽의 기하적인 구성은 얇은 스트립(9)를 통하여 바로 고무를 통과하기 위하여 다수의 오리피스(94)를 형성하도록 설계된다. 이들 오리피스(94)는 2mm의 반경을 가진 원형형상의 횡단면을 가진다. 이들 오리피스는 스트립의 두께내에 즉, 상기 스트립의 외부면위에 나타나지 않는 것에 전체적으로 놓여짐으로써, 이들은 인접된 리브사이에서 효과적인 기계 연결을 제공한다.

도시된 패턴에 대한 다른 형태는 홈의 중간에 존재하는 연결 브릿지를 구비하고 상기 홈의 벽을 연결하도록 구성된다.

양호하게는, 2개 요소의 트레드패턴을 함께 연결하는 고무 브릿지의 장치는 상기 연결부가 보다 양호한 강성 분포을 부여하기 위하여 컷아웃의 깊이를 통하여 분포되고, 상기 트레드스트립이 마모될 때 상기 트레드패턴의 만족스러운 성능을 유지하도록 분포된다.

본 발명에 따라서, 타이어 트레드스트립의 트레드패턴은 홈 및/또는 사이프의 형태에서, 젖은 상태에서 구동할 때에 액체를 분산하는 높은 능력을 부여하는 매우 많은 컷아웃을 구비하고, 도로와 접촉하는 많은 고무 릿지를 구비하며, 동시에 타이어의 평탄화에 의하여 영향을 받게되는 부분에서 충분한 스트립 강성을 유지하고, 이것은 패턴이 새롭거나 부분적으로 닳아지더라도 성취된다.

이러한 장치로 인하여, 타이어가 평탄하게 됨으로써 영향을 받게되는 영역에서 발생되는 컷아웃의 폐쇄 및 개방 운동은 매우 감소되고, 이것은 트레드스트립과 도로사이의 하중 전달의 견지에서 볼 때 매우 양호하고; 상기 트레드스트립의 두께를 통한 적절한 분포와 매우 많은 연결 브릿지는 젖은 곳과 건조한 곳 양쪽에서 양호한 성능을 가지는 패턴을 성취하는 요소를 가진다. 상기 벽사이의 연결 요소의 존재는 하나를 한정하고, 동일한 컷아웃은 상기 컷아웃의 저부에서 크랙의 발생문제에 대한 해결점을 제공한다. 또한, 서로에 대하여 트레드패턴의 요소 운동을 감소시키는 것은 젖은상태 및 구동 소음의 견지에서 보다 양호한 성능을 타이어에 부여하게 된다.

마지막으로, 도 8은 고무 블록(101)의 6개의 원주 열을 구비하는 중량차량 타이어 트레드스트립(100)용 패턴 형태의 다른 것을 도시하고, 상기 블록(101)은 다수의 원주방향 홈(101)과 횡방향 홈(103)에 의하여 형성된다. 도시된 트레드패턴의 경우에, 각각의 블록은 2개의 연결 브릿지(104)에 의하여 원부방향에서 가장 가까운 곳과, 단일 연결 브릿지(105)에 의하여 횡방향에 가장 가까운 곳에 연결된다. 상기 가장 마지막의 예는 본 발명의 방법의 가능성을 나타내기 위한 지시(indication)로써 주여졌으며, 물론 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 설명되지 말아야만 된다.

본 발명에 따라서, 타이어 트레드스트립의 트레드패턴은 홈 및/또는 사이프의 형태에서, 젖은 상태에서 구동할 때 액체를 분산하는 높은 능력을 부여하는 매우 많은 컷아웃을 구비하고, 도로와 접촉하는 많은 고무 릿지를 구비하며, 동시에 타이어의 평탄화에 의하여 영향을 받게되는 부분에서 충분한 스트립 강성을 유지하고, 이것은 패턴이 새롭거나 부분적으로 닳아지더라도 성취된다.

이러한 장치로 인하여, 타이어가 평탄하게 됨으로 영향을 받게되는 영역에서 발생되는 컷아웃의 폐쇄 및 개방 운동은 매우 감소되고, 이것은 트레드스트립과 도로사이의 하중 전달의 견지에서 볼 때 매우 양호하고; 상기 트레드스트립의 두께를 통한 적절한 분포와 매우 많은 연결 브릿지는 젖은 곳과 건조한 곳 양쪽에서 양호한 성능을 가지는 패턴을 성취하는 요소를 가진다. 상기 벽사이의 연결 요소의 존재는 하나를 한정하고, 동일한 컷아웃은 상기 컷아웃의 저부에서 크랙의 발생문제에 대한 해결점을 제공한다. 또한, 서로에 대하여 트레드패턴의 요소 운동을 감소시키는 것은 젖은상태 및 구동 소음의 견지에서 보다 양호한 성능을 타이어에 부여하게 된다.

도 1은 고무 스트립을 성형하기 위한 본 발명에 따른 몰드가 개방위치에 있는 것을 부분적으로 도시하는 도면.

도 2는 도 1의 몰드가 폐쇄위치에 있는 것을 도시하는 도면.

도 3은 2개의 성형요소가 이들의 단부벽에 의하여 접촉하여 있는 것을 도시하는 도면.

도 4 및 도 5는 2개의 성형요소의 측벽에 부분적으로 접촉하고 있는 2개의 성형 요소의 경우와 관련된 2개의 다른 형태를 도시하는 도면.

도 6a와 도 6b는 2개의 성형요소 사이에서 접촉하기 위하여 표면과 관련된 장치를 도시하는 도면.

도 7은 미리 성형되고(premolded) 미리 가황처리된(prevulcanized) 고무의 스트립을 사용하여 제조된 중량화물차(heavy goods vehicle) 타이어의 트레드스트립의 트레드패턴을 도시하는 도면.

도 7a 및 도 7b는 도 7의 A-A선과, 도 7의 B-B선을 따라 취한 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 중량화물차 타이어의 트레드스트립의 트레드패턴의 다른 형태를 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 몰드 2: 제 1 다이

3: 제 2 다이 4: 제 1 성형면

5: 제 2 성형면 6: 제 1 성형 요소

7: 제 2 성형 요소 44: 단부벽

61,63,71,73: 측벽 62, 72: 단부벽

Claims (10)

1. 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드에 있어서,

   상기 몰드는 성형면(4,5)을 각각 구비하는 제 1 다이(2)와 제 2 다이(3)를 포함하고, 상기 다이는 몰드가 폐쇄위치에 있을때에, 고무 스트립의 부피와 동일한 내부 성형 부피를 형성하며, 각각의 다이는 상기 다이의 성형면으로부터 돌출되며, 하나 이상의 컷아웃을 고무 스트립에서 형성하기 위한 하나 이상의 성형 요소(6,7)를 포함하며, 상기 성형 요소는 측벽(61,63,71,73)과 상기 측벽과 결합되는 단부벽(62,72)을 구비하고, 상기 몰드는 몰드(1)가 폐쇄위치에 있을때에, 상기 제 1 다이(2)의 하나 이상의 성형 요소(6)의 한쪽 벽은 스트립을 바로 통과하는 컷아웃을 성형하기 위하여 제 2 다이의 성형면만큼 멀리 제 1 다이의 성형면으로부터 연장되는 연속적인 성형 요소를 구성할 수 있도록 상기 요소들에 공통인 접촉면을 따라서 제 2 다이(3)의 성형 요소(7)의 한쪽 벽과 접촉하는 것이며, 상기 성형 요소의 단부벽(62,72)의 기하학적인 형상은 스트립의 성형동안에 고무가 오리피스를 통과할 수 있도록 허용하는 하나 이상의 오리피스를 형성하도록 기능적으로 설계되는 고무 스트립을 형성하기 위한 몰드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2개의 성형 요소사이의 공통의 접촉면은 2개 이상의 기하학적으로 분리된 표면으로 구성되고, 고무를 통과시키도록 형성된 각각의 오리피스는 상기 2개의 접촉면 사이에 위치되는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 몰드가 폐쇄위치에 있는 상태에서, 상기 제 1 다이(2)의 하나의 성형 요소(6)의 한쪽 측벽(61,63)은 고무 스트립을 바로 통과하는 성형 요소를 형성하기 위하여 제 2 다이(3)의 성형 요소(7)의 한쪽 측벽(71,73)과 부분적으로 접촉하는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 성형 요소의 접촉면은 몰드의 폐쇄방향에 대하여 0이 아닌 각도에 있는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 몰드가 폐쇄위치에 있는 상태에서, 제 1 다이(2)의 하나의 성형 요소(6)의 단부벽(62)은 고무 스트립을 바로 통과하는 성형 요소를 형성하기 위하여 성형 요소(7)의 단부벽(72)과 부분적으로 접촉하는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하나의 성형 요소(41)의 단부벽(45)은 V자형 홈을 형성하고, 제 1 요소와 접촉하는 다른 성형 요소(40)의 단부벽(44)은 상기 2개의 성형 요소(40,41) 사이의 양호한 접촉을 보장할 수 있도록 몰드가 폐쇄될 때, 제 1 성형 요소의 V자형 홈으로 들어가도록 설계된 하나 이상의 챔퍼(chamfer)를 포함하는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 몰드를 구성하는 2개의 다이는 전체가 원환체(toric) 형상을 구비하고 서로에 대하여 동심으로 됨으로써, 고무 스트립은 형상이 환형(annular)으로 성형될 수 있는 고무 스트립을 성형하기 위한 몰드.
8. 타이어용의 미리 가황처리되고 미리 성형된 트레드스트립을 제조하기 위한 방법에 있어서,

   상기 트레드스트립은 스트립을 성형하는 동안에 발생되는 컷아웃(cutout)에 의하여 형성되는 고무 블록으로 형성된 트레드패턴을 가지며, 상기 스트립의 두께를 바로 통과하는 하나 이상의 컷아웃은 개방 및 폐쇄로부터 상기 컷아웃을 방지할 수 있도록 하나 이상의 고무 브릿지를 구비하며, 상기 제조 방법은,

   몰드(1)가 하나 이상의 고무 합성물로 부터 스트립을 성형하기 위하여 제조되고, 상기 몰드는 2개의 다이 즉, 제 1 다이 및 제 2 다이를 포함하고, 상기 몰드의 각각의 다이는 다수의 성형 요소가 돌출되고 스트립에서 컷아웃을 성형하는 성형표면을 포함하며, 몰드가 폐쇄될 때에 상기 성형 표면은 성형된 고무 스트립의 부피와 동일한 성형 부피를 형성하는 단계와;

   2개 부분(6,7)의 성형 요소는 고무 스트립의 두께를 바로 통과하는 컷아웃을 성형하기 위하여 제조되고, 하나 이상의 고무 연결 브릿지를 포함하며, 상기 제 1 부분(6)은 몰드의 제 1 다이에 고정되고 제 2 부분(7)은 몰드의 제 2 다이(3)에 고정되며, 상기 부분들은 측벽(61,63,71,73) 및 단부벽(62,72)을 구비하고, 성형위치에 있을 수 있도록 되는 즉, 몰드 폐쇄에서는, 상기 부분들은 고무의 스트립을 바로 통과하는 컷아웃을 성형하는 요소를 형성할 수 있도록 공통면을 따라 접촉되고, 이들 단부벽의 기하학적인 형상은 성형동안에 하나 이상의 고무 연결 브릿지가 형성되는 것을 허용할 수 있도록 상기 성형 요소에서 하나 이상의 오리피스를 형성할 수 있도록 기능적으로 설계되는 단계와;

   고무 스트립을 제조하기 위하여 적절한 양의 고무가 준비되고, 이 양은 스트립을 바로 통과하는 각각의 컷아웃을 성형하는 요소가 서로 접촉하게 될 때까지 이들 2개의 다이를 함께 함으로써 성형되기 전까지, 몰드의 2개의 다이사이에 위치되는 단계와;

   상기 고무 스트립이 가황처리되는 단계와;

   상기 스트립의 고무는 다이를 가지고 이들과 협력하는 성형 요소를 취하는 2개의 성형 다이를 서로로 부터 분리함으로써 가황처리한 후에 상기 몰드로 부터 분리되는 단계를 포함하는 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 미리 성형되고 미리 가황처리된 고무스트립은 쉽게 위치될 수 있고 트레드스트립을 갖지 않는 타이어에 붙게 되는 트레드스트립을 얻을수 있도록 비가황처리된(unvulcanized) 고무의 스트립에 결합되는 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 비가황처리된 고무스트립은 타이어위에 붙혀있는 상태동안에 고무의 운동을 감소시킬수 있도록 강화되는 제조방법.