KR100813499B1

KR100813499B1 - 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치

Info

Publication number: KR100813499B1
Application number: KR1020060081580A
Authority: KR
Inventors: 김용웅
Original assignee: 김용웅; 주식회사 한국베랄
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2008-03-13
Also published as: KR20080019367A

Abstract

브레이크 패드용 마찰재 제조시스템은 브레이크 패드에 사용되는 마찰재의 성형을 위한 하부몰드(24), 내부성형공간인 캐비티(34)를 갖는 중간몰드(26) 및 플런저(40)를 갖는 상부몰드(28)로 구성되는 몰드조립체(22)를 이용하여 예비성형된 마찰재 케익(10)을 얻기 위하여, 상기 몰드조립체(22)가 왕복형 콘베이어(56)에 의하여 다음 단계로 이송될 준비가 이루어지는 대기단(42), 상기 몰드조립체(22)의 상기 상부몰드(28)를 분리하는 상부몰드분리단(44), 상기 콘베이어(56)를 따라 이송된 상기 중간몰드(26)의 상기 캐비티(34)에 정량의 마찰재분말이 정량공급부(78)를 통하여 공급되는 계량공급단(46)과, 상기 캐비티(34)에 공급된 상기 마찰재분말의 표면이 교반봉(106)에 의하여 평탄하게 처리되는 표면고르기단(48)으로 구성된다. 본 발명에 따라서 마찰재분말 공급장치는 상기 계량공급단(46)이 상기 정량공급부(78)의 하측에 차례로 배치된 슈트형태인 마찰재분말 단일캐리어(70)와 상기 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)의 배열형태와 일치하도록 다수 결합된 사각형 어레이 형태의 배출 슈트(98)를 갖는 마찰재분말캐리어조립체(68)로 구성된다.

브레이크 패드, 마찰재, 몰드조립체, 마찰재분말 공급장치.

Description

브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치 {APPARATUS OF FEEDING POWDERED FRICTION MATERIAL FOR SYSTEM OF MANUFACTURING FRICTION MATERIAL OF BRAKE PAD}

도 1은 최종가공전 케익상태로 제조된 브레이크 패드용 마찰재의 사시도.

도 2는 도 1에서 보인 마찰재가 백플레이트에 부착되고 표면가공으로 완성된 브레이크 패드를 보인 평면도.

도 3는 도 1에서 보인 마찰재가 성형되는 몰드조립체의 분해사시도.

도 4는 도 3에서 보인 몰드조립체의 구성요소를 분리하여 표시한 단면도.

도 5는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 공정설명도.

도 6은 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 전체적인 개략구성도.

도 7는 몰드조립체의 하부몰드에 마찰재분말이 계량공급되는 것을 보인 단면도.

도 8은 도 7의 VIII-VIII선 단면도.

도 9와 도 10은 본 발명 장치에 구성되어 있는 분말계량공급장치의 작동상태를 보인 단면도.

도 11은 본 발명의 마찰재분말 단일캐리어의 작동상태를 설명하는 부분정면도.

도 12와 도 13은 본 발명의 마찰재분말캐리어조립체의 작동상태를 설명하는 부분단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

22... 몰드조립체 24... 하부몰드

26... 중간몰드 28... 상부몰드

34... 캐비티 42... 대기단

44... 상부몰드분리단 46... 계량공급단

48... 표면고르기단 60... 수직안내봉

68... 마찰재분말캐리어조립체 70... 마찰재분말 단일캐리어

78... 정량공급부 92a, 92b... 개폐판

94... x방향 가이드 96... z방향 가이드

98... 배출슈트 100a, 100b... 개폐판

106... 교반봉

본 발명은 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치에 관한 것으로, 특히 마찰재가 백플레이트에 부착되기 전에 케익상태로 예비성형되는 마찰재를 자동적이고 연속적으로 제조할 수 있도록 한 브레이크 패드용 마찰재의 제조시스템에 있어서, 케익상태의 마찰재를 성형하는 몰드조립체의 각 캐비티에 정 량의 마찰재분말을 공급할 수 있는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치에 관한 것이다.

통상적으로 브레이크 패드는 백플레이트와 이에 부착되는 마찰재로 구성된다. 마찰재는 마찰재를 구성하는 물질의 분말을 케익상태로 예비성형한 다음 백플레이트상에 배치하여 최종가압성형된다. 마찰재분말을 케익상태의 마찰재로 성형하기 위하여 마찰재분말은 정확히 계량공급되어 몰드에서 예비성형된다. 이러한 과정에서 마찰재분말을 정확히 계량공급하는 것은 상당한 노동력과 시간 그리고 비용이 소요되었다. 종래의 경우, 브레이크 패드의 생산라인에서 정밀한 계량저울을 이용하여 작업자가 일일이 하나의 마찰재에 해당하는 마찰재분말을 계량하여 몰드에 공급할 수밖에 없었다.

일반적으로, 마찰재를 구성하는 물질의 분말을 케익상태로 예비성형하기 위하여서는 브레이크 패드에 사용되는 마찰재의 성형을 위한 하부몰드, 중간몰드 및 상부몰드로 구성되는 몰드조립체가 사용된다. 이러한 몰드조립체는 하부몰드, 중간몰드 및 상부몰드로 구성된다. 하부몰드에는 상부면에 마찰재 케익의 저면형상에 일치하는 수개의 지지면이 돌출형성되어 있고, 하부몰드상에 배치되는 중간몰드는 이를 구성하는 지지대에 마찰재 케익의 단면형성에 일치하는 단면의 캐비티를 갖는 수개의 성형관이 수직으로 배치되어 있으며, 이러한 중간몰드는 하부몰드상에 배치될 때 하부몰드의 지지면이 중간몰드에 배치된 성형관의 저면측에서 캐비티내에 삽입될 수 있게 되어 있다. 상부몰드는 상부의 지지대와 그 하부에 일체로 배치된 수개의 플런저로 구성된다. 상부몰드의 플런저는 그 수평단면형상이 중간몰드의 캐비 티의 단면형상에 일치하며 상부몰드가 중간몰드에 결합될 때 각 플런저가 중간몰드의 캐비티내에 삽입될 수 있게 되어 있다. 여기에서, 중간몰드의 캐비티는 수개의 행과 수개의 열로 다수 배치되어 있어 이들 각 캐비티에 정량의 마찰재 분말이 공급된 후에 가압성형되어 케익형태의 마찰재가 성형될 수 있게 되어 있다. 이러한 중간몰드의 캐비티에 마찰재 분말이 공급되는 경우, 전체 마찰재 제조시스템의 자공과정에서 일일이 각 캐비티에 정량의 마찰재를 공급하는데에는 많은 시간이 소요되므로 마찰재 제조시스템의 전체작동시간이 길어질 수 있다.

본 발명에 있어서는 중간몰드의 각 캐비티에 마찰재분말을 일괄하여 공급할 수 있도록 함으로서 마찰재분말의 공급시간을 단축시키고 전체 마찰재 제조시스템의 작동시간을 줄여 단위시간당 마찰재의 제조량을 증가시킬 수 있도록 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 브레이크 패드에 사용되는 마찰재의 성형을 위한 하부몰드, 내부성형공간인 캐비티를 갖는 중간몰드 및 플런저를 갖는 상부몰드로 구성되는 몰드조립체를 이용하여 예비성형된 마찰재 케익을 얻기 위하여, 몰드조립체가 왕복형 콘베이어에 의하여 다음 단계로 이송될 준비가 이루어지는 대기단, 몰드조립체의 상부몰드를 분리하는 상부몰드분리단, 콘베이어를 따라 이송된 중간몰드의 캐비티에 정량의 마찰재분말이 정량공급부를 통하여 공급되는 계량공급단과, 캐비티에 공급된 마찰재분말의 표면이 교반봉에 의하여 평탄하게 처리되는 표면고르기단으로 구성된다. 본 발명에 따라서 마찰재분말 공급장치는 계량공급단이 정량공급부의 하측에 차례로 배치된 슈트형태인 마찰재분말 단일캐리어와 중간몰드의 각 캐비티의 배열형태와 일치하도록 다수 결합된 사각형 어레이 형태의 배출슈트를 갖는 마찰재분말캐리어조립체로 구성된다.

마찰재분말 단일캐리어의 내부에 개폐판이 배치되고 마찰재분말캐리어조립체의 각 배출슈트내에 연동하여 개폐되는 개폐판이 배치된다. 또한 마찰재분말 단일캐리어는 x방향 가이드, y방향 가이드와 z방향 가이드에 의하여 좌우, 상하 및 전후로 이동가능하게 되어 있다. 한편, 마찰재분말캐리어조립체는 수직안내봉을 통하여 상하로 이동가능하게 되어 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 구성은 마찰재, 마찰재가 성형될 수 있는 몰드조립체, 그리고 이러한 마찰재의 연속적이고 자동적인 제조시스템과 함께 설명될 것이다.

도 1은 본 발명이 구성된 마찰재 제조시스템에 의하여 성형된 마찰재 케익(10)을 보인 것이며, 도 2는 이러한 마찰재 케익(10)을 이용하여 마찰재(12)가 백플레이트(14)에 부착된 브레이크 패드(16)를 보인 것이다.

본 발명에서, "마찰재 케익"이라는 용어는 마찰재(12)를 백플레이트(14)에 부착하여 브레이크 패드(16)를 구성하기 전까지 마찰재(12)로서 사용될 케익(cake)의 형태를 이루는 것을 의미한다. 이러한 마찰재 케익(10)은 백플레이트(14)에 부착되고 도 2에서 보인 바와 같이 중앙에 슬로트(18)가 가공되고 양측에 경사면(20) 이 형성되어 브레이크 패드(16)의 마찰재(12)로서 완성되는 것이다.

통상적으로, 마찰재 케익(10)은 도 3과 도 4에서 보인 바와 같은 몰드조립체(22)에서 성형된다. 이러한 몰드조립체(22)는 하부몰드(24), 중간몰드(26) 및 상부몰드(28)로 구성된다. 하부몰드(24)에는 상부면에 마찰재 케익(10)의 저면형상에 일치하는 수개의 지지면(30)이 돌출형성되어 있다. 도 3에서 보인 바와 같이 하부몰드(24)에는 일정한 간격을 두고 3개의 지지면(30)이 2열로 배열되어 있어 전체적으로 6개의 지지면(30)이 구성되어 있는 것을 보이고 있으나, 본 발명의 기술분야에 전문가라면 필요에 따라서 이러한 하부몰드(24)에서 지지면(30)의 배열구조와 수를 달리 할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 중간몰드(26)는 이를 구성하는 지지대(32)에 마찰재 케익(10)의 단면형성에 일치하는 단면의 내부성형공간인 캐비티(34)를 갖는 수개의 성형관(36)이 수직으로 배치되어 있다. 이러한 중간몰드(26)는 하부몰드(24)상에 배치될 때 하부몰드(24)의 지지면(30)이 중간몰드(26)에 배치된 성형관(36)의 저면측에서 이러한 성형관(36)의 내부성형공간인 캐비티(34)내에 삽입될 수 있게 되어 있다. 상부몰드(28)는 상부의 지지대(38)와 그 하부에 일체로 배치된 수개의 플런저(40)로 구성된다. 상부몰드(28)의 플런저(40)는 그 수평단면형상이 중간몰드(26)의 캐비티(34)의 단면형상에 일치하며 상부몰드(28)가 중간몰드(26)에 결합될 때 각 플런저(40)가 중간몰드(26)의 캐비티(34)내에 삽입될 수 있게 되어 있다.

일반적인 마찰재 케익(10)의 성형공정은 하부몰드(24)상에 중간몰드(26)가 결합되고 중간몰드(26)의 성형관(36)의 캐비티(34)에 정확히 계량된 마찰재 분말이 투입되며 중간몰드(26)의 캐비티(34)에 상부몰드(28)의 플런저(40)가 삽입되고 상 부몰드(28)가 하부몰드(24)에 대하여 가압됨으로서 마찰재 케익(10)이 성형되는 것으로 설명될 수 있다.

본 발명에 있어서는 이러한 몰드조립체(22)를 이용하여 마찰재 케익(10)을 연속적이고 자동적으로 성형할 수 있도록 하는 마찰재 제조시스템에서 마찰재분말 공급장치를 제공한다.

도면에서, 도 5는 본 발명의 마찰재분말 공급장치가 구비된 마찰재 제조시스템의 공정설명도이고, 도 6은 이러한 마찰재 제조시스템의 전체적인 개략구성도를 보인 것이다. 본 발명을 설명하기에 앞서 이러한 마찰재 제조시스템의 구성을 설명하는 것이 필요할 것이다.

이와 같은 마찰재 제조시스템은 도 6에서 보인 바와 같이, 순차적으로, 몰드조립체(22)가 마찰재 케익(10)의 성형을 준비하기 위하여 대기하는 대기단(42), 몰드조립체(22)에서 상부몰드(28)를 분리하는 상부몰드분리단(44), 중간몰드(26)의 캐비티(34)에 전체 마찰재분말의 상당량을 계량공급하는 1차계량공급단(46), 캐비티(34)에 공급된 마찰재분말의 층에서 고르지 못한 표면을 균일하게 고르는 표면고르기단(48), 캐비티(34)에 공급된 마찰재분말층을 예비가압하는 1차프레싱단(50)과, 1차계량공급단(46)에서 계량공급된 캐비티(34)내의 마찰재분말층상에 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말을 계량공급하는 2차계량공급단(52)으로 구성된다. 이들 각 단(42~52)은 도 6에서 보인 바와 같이 장치의 프레임(54)내에 설치된 왕복형 콘베이어(56)상에 배치된다. 그리고 각 단(42~52)에서의 공정을 수행하기 위하여 이송되는 몰드조립체(22)는 서보모터를 통하여 제어구동되는 콘베이 어(56)에 의하여 각 단에서 지정된 시간동안 해당공정이 수행될 수 있게 되어 있다. 이러한 과정은 자동화기술분야에서 잘 알려져 있는 것이므로 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

여기에서, 이후 상세히 설명되는 바와 같이 중간몰드(26)의 캐비티(34)에 전체 마찰재분말의 상당량을 계량공급하는 1차계량공급단(46)에 본 발명에 따른 마찰재분말 공급장치가 구성되어 있다.

본 발명의 장치의 각 단(42~52)을 통하여 방법의 각 단계가 설명될 것이다.

대기단(42)

대기단(42)은 장치의 프레임(54)내에 설치된 왕복형 콘베이어(56)의 시작위치에 해당하며, 하부몰드(24)상에 차례로 중간몰드(26)와 상부몰드(28)가 결합된 몰드조립체(22)가 로봇(도시하지 않았음) 등에 의하여 배치되고 마찰재 케익의 성형을 위하여 준비된다.

상부몰드분리단(44)

상부몰드분리단(44)은 콘베이서(56)상에 배치되고, 상부의 램(도시하지 않았음)으로부터 연장된 램 피스턴(58)의 하단에 부착되어 프레임(54)에 고정된 수직안내봉(60)에 의하여 안내되며 저면 양측에 배치된 후크(64)를 이용하여 상부몰드(28)를 분리 또는 가압하는 가압판(62)으로 구성된다.

콘베이어(56)에 의하여 이송된 몰드조립체(22)가 상부몰드분리단(44)에 이르렀을 때, 몰드조립체(22)가 정지하고 램 피스턴(58)의 작동으로 가압판(62)이 하강하여 상부몰드(28)의 지지대(38)상에 이르러 후크(64)가 상부몰드(28)의 지지 대(38)의 측부에 결합된다. 그리고 다시 램 피스턴(58)의 작동으로 가압판(62)이 상승할 때 몰드조립체(22)로부터 상부몰드(28)를 상측으로 분리한다. 따라서, 몰드조립체(22)에서는 상부몰드(28)가 분리되고 중간몰드(26)의 캐비티(34)가 상측으로 노출되며, 상부몰드(28)는 상부몰드분리단(44)에 그대로 남고 중간몰드(26)와 하부몰드(24)가 콘베이어(56)를 따라 다음의 1차계량공급단(46)으로 이송된다.

1차계량공급단(46)

1차계량공급단(46)은 도시한 바와 같이 콘베이어(56)의 작동방향에서 보았을 때 상부몰드분리단(44)의 하류측에 위치한다. 1차계량공급단(46)으로 캐비티(34)의 상부가 노출된 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)와 이러한 중간몰드(26)가 결합된 하부몰드(24)가 이송된다. 이러한 1차계량공급단(46)에서는 캐비티(34)의 상부가 노출된 중간몰드(26)의 상측에 프레임(54)에 고정된 수직안내봉(66)에 의하여 상하로 안내되는 마찰재분말캐리어조립체(68)가 배치되고, 그 상측에는 도면에서 보았을 때 상하, 좌우 및 전후로 이동가능한 마찰재분말 단일캐리어(70)가 배치되며, 단일캐리어(70) 상부에는 분말계량공급장치(72)가 배치되어 있다. 이러한 분말계량공급장치(72)는 예를 들어 1996년 6월 17일자 공개된 공개특허공보 공개번호 특 1996-0018530에 기술된 분말자동계량장치의 구성과 유사한 것이다.

분말계량공급장치(72)는 도 10에서 보인 바와 같이 상호 외측으로 회전하는 두개의 롤러(74a)(74b)와 이들 롤러(74a)(74b)가 수용되어 있는 롤러 하우징(76)으로 구성되는 정량공급부(78)로 구성되며, 정량공급부(78)의 하측에는 하단에 개폐판(80)이 결합되는 계량컵(82)이 프레임(54)에 착설된 지지대(84)에 예를 들어 로 드셀과 같은 중량센서(86)를 통하여 착설된다. 그리고 개폐판(80)은 지지대(84)에 착설된 솔레노이드형 또는 공압형의 개폐작동기(88)가 결합되어 구성된다. 분말계량공급장치(72)에는 상부의 마찰재분말공급탱크(90)(도 6에서 개략적으로 보임)로부터 마찰재분말이 공급될 수 있게 되어 있다.

이러한 분말계량공급장치(72)의 작동은 다음과 같다.

먼저, 분말계량공급장치(72)에서 계량컵(82)의 개폐판(80)은 개폐작동기(88)에 의하여 단부가 폐쇄된 상태에서 비어 있으며, 이러한 상태에서, 상부의 마찰재분말공급탱크(90)에서 공급되는 마찰재분말은 정량공급부(78)의 두 롤러(74a)(74b)상으로 공급되며 이들 롤러(74a)(74b)의 회전에 의하여 마찰재분말이 계량컵(82)으로 공급되고 정량의 마찰재분말이 계량컵(82)에 공급되었을 때 이를 지지대(84)의 중량센서(86)가 감지하게 된다. 중량센서(86)에 의하여 마찰재 케익(10)의 중량에 일치하는 정확한 양의 마찰재분만이 계량되면 중량센서(86)에 의하여 감지된 신호에 따라 솔레노이드형 또는 공압형의 개폐작동기(88)가 작동되어 계량컵(82)의 하측 개방부를 폐쇄하고 있던 개폐판(80)이 개방됨으로서 정량의 마찰재분말이 분말계량공급장치(72)의 하측에 위치하는 마찰재분말 단일캐리어(70)측으로 공급된다.

분말계량공급장치(72)의 하측에 배치된 마찰재분말 단일캐리어(70)는 상기 언급된 바와 같이 도면에서 보았을 때 좌우, 상하 및 전후로 이동가능하게 되어 있다. 마찰재분말 단일캐리어(70)는 사각단면의 형태로 하측이 좁아지는 슈트(chute)형 구조이고 하측에 개폐판(92a)(92b)이 배치되어 있으며 통상적인 직선운동가이드 로봇형태인 x방향 가이드(94), y방향 가이드(도시하지 않았음)와 z방향 가이드(96)에 의하여 좌우, 상하 및 전후로 이동가능하게 되어 있다. 이러한 직선운동 가이드는 자동화설비분야에서 잘 알려져 있는 것이므로 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

본 발명에 따라서, 사각단면의 슈트형태인 마찰재분말 단일캐리어(70)내에 배치된 개폐판(92a)(92b)은 마찰재분말 단일캐리어(70)의 내벽측에 인접하여 배치된 회전축(124a)(124b)에 이들 개폐판(92a)(92b)의 외측단부가 고정되게 착설된 상태로 구성된다. 그리고 회전축(124a)(124b)의 각 일측단부는 마찰재분말 단일캐리어(70)의 외측으로 연장되고 이에 기어(126a)(126b)가 착설되어 있으며, 이들 기어(126a)(126b) 사이에는 이들 기어(126a)(126b)가 각각 결합되는 래크(128a)(128b)를 갖는 개폐판작동블록(130)이 배치되며 이 계폐판작동블록(130)은 예를 들어 솔레노이드 작동기 또는 공압작동기와 같은 작동기(132)에 연결되어 있다.

마찰재분말 단일캐리어(70)의 하측에 배치된 마찰재분말캐리어조립체(68)는 상기 언급된 슈트형의 마찰재분말 단일캐리어(70)와 같은 형태의 배출슈트(98)가 중간몰드(26)의 각 성형관(36)의 배열형태와 일치하도록 다수 결합되어 배치된 사각형 어레이의 구조로 되어 있다. 각 배출슈트(98)내에는 연동하여 개폐될 수 있는 각각의 개폐판(100a)(100b)이 구비되어 있으며 그 전체가 지지대(102)로 집속되고 지지대(102)는 상기 언급된 바와 같이 프레임(54)에 고정된 안내봉(66)을 따라서 상하로 이동가능하게 되어 있다. 이러한 마찰재분말캐리어조립체(68)의 상하운동은 본 발명 기술분야의 전문가라면 잘 알 수 있는 바와 같이 예를 들어 공압실린더(도시하지 않았음)에 의하여 이루어질 수 있을 것이다.

이와 같은 마찰재분말캐리어조립체(68)에 있어서, 사각형 어레이의 각 배출슈트(98) 내에 배치된 개폐판(100a)(100b)은 상기 언급된 마찰재분말 단일캐리어(70)의 경우와 같이 각각이 개폐판(100a)(100b)이 각 슈트(98)의 내벽측에 인접하여 일렬로 정렬된 배출슈트(98)를 통하여 연장된 회전축(134a)(134b)에 이들 개폐판(92a)(92b)의 외측단부가 고정되게 착설된다. 그리고 회전축(134a)(134b)의 각 일측단부는 마찰재분말캐리어조립체(68)의 외측으로 연장되고 이에 기어(136a)(136b)가 착설되어 있으며, 이들 기어(136a)(136b) 사이에는 이들 기어(136a)(136b)가 각각 결합되는 래크(138a)(138b)를 갖는 개폐판작동블록(140)이 배치되며 이 계폐판작동블록(140)은 예를 들어 솔레노이드 작동기 또는 공압작동기와 같은 작동기(142)에 연결되어 있다.

이러한 1차계량공급단(46)에서 마찰재분말의 공급은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 마찰재분말의 공급이 시작되기 전에, 분말계량공급장치(72)의 하측에 배치된 마찰재분말 단일캐리어(70)는 내부의 개폐판(92a)(92b)이 폐쇄된 상태에 놓인다. 그리고 분말계량공급장치(72)의 정량공급부(78)를 구성하는 계량컵(82)의 개폐판(80)도 폐쇄상태에 놓인다. 또한 마찰재분말캐리어조립체(68)도 각 배출슈트(98)내의 개폐판(100a)(100b)이 폐쇄되고 수직안내봉(66)을 따라서 상측으로 이동된 상태에 놓인다.

이러한 상태에서, 마찰재분말공급탱크(90)에서 마찰재분말이 분말계량공급장치(72)를 구성하는 정량공급부(78)의 롤러하우징(76)측으로 공급되며 롤러하우 징(76)의 롤러(74a)(74b)가 회전구동하여 마찰재분말을 하측의 계량컵(82)으로 마찰재 케익(10)의 중량에 해당하는 정량의 마찰재분말이 공급된다. 정확한 분량의 마찰재분말이 계량컵(82)에 공급되었을 때, 마찰재분말을 포함하는 계량컵(82)의 하중이 이러한 계량컵(82)이 결합되어 있는 지지대(84)의 중량센서(86)에 의하여 감지되며 중량센서(86)에 의하여 정확한 마찰재분말의 분량이 공급된 것이 확인되는 경우 개폐판(80)에 결합되어 있는 개폐작동기(88)가 작동하여 계량컵(82)의 하측을 폐쇄하고 있던 개폐판(80)이 개방되도록 한다. 이로써, 정량의 마찰재분말은 계량컵(82)으로부터 마찰재분말 단일캐리어(70)측으로 공급된다.

이후에 마찰재분말 단일캐리어(70)의 개폐판(92a)(92b)은 작동기(132)가 작동하여 개폐작동블록(130)을 하강시키면 이러한 개폐작동블록(130)의 양측 래크(128a)(128b)에 결합된 기어(126a)(126b)가 회전하면서 개폐판(92a)(92b)이 중앙 하측으로 개방되어 마찰재분말 단일캐리어(70)에 공급되어 있는 정량의 마찰재분말이 하측에 위치하는 마찰재분말캐리어조립체(68)의 한 배출슈트(98)내에 공급된다.

이러한 과정은 본 발명 시스템의 각 공정단에서 독립된 각 공정이 수행되는 동안에 마찰재분말 단일캐리어(70)이 x방향 가이드(94), y방향 가이드와 z방향 가이드(96)의 도움으로 좌우, 상하 및 전후로 이동하면서 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)에 대하여 정량의 마찰재분말을 공급한다. 따라서, 1차계량공급단(46)에 몰드조립체(22)가 도착하기 전에 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)에 정량의 마찰재분말이 공급완료된다.

이와 같은 과정에서, 마찰재분말캐리어조립체(68)의 배출슈트(98)내에 공급된 정량의 마찰재분말은 아직 그 개폐판(80)이 폐쇄되어 있어 마찰재분말을 하측으로 공급하지는 않는다. 이와 같이, 마찰재분말이 계량컵(82)으로부터 정확히 계량되어 마찰재분말 단일캐리어(70)에 공급되고 다시 마찰재분말이 이러한 마찰재분말 단일캐리어(70)으로부터 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)로 공급되는 과정은 마찰재분말캐리어조립체(68)의 모든 배출슈트(98)에 정량의 마찰재분말이 공급될 때까지 반복된다.

이와 같이 모든 배출슈트(98)에 정량의 마찰재분말이 공급된 마찰재분말캐리어조립체(68)는 수직안내봉(66)을 따라 하측으로 이동하여 마찰재분말캐리어조립체(68)의 하측에 배치된 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)상에 정렬된다. 즉, 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)는 그 하측부가 중간몰드(26)의 각 성형관(36)의 캐비티(34)상에 정렬된다.

이후에, 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)내에서 폐쇄상태에 있는 개폐판(100a)(100b)은 작동기(142)가 작동하여 개폐작동블록(140)을 하강시키면 이러한 개폐작동블록(140)의 양측 래크(138a)(138b)에 결합된 기어(136a)(136b)가 회전하면서 각 배출슈트(98)의 개폐판(100a)(100b)이 중앙 하측으로 일제히 개방되어 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)에 공급되어 있는 정량의 마찰재분말이 하측에 위치하는 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 각각 정량의 마찰재분말을 공급하게 되는 것이다.

표면고르기단(48)

상기 1차계량공급단(46)에서 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)에 마찰재분말이 공급된 몰드조립체(22)는 콘베이어(56)를 따라 다음의 표면고르기단(48)으로 이송된다.

상기 1차계량공급단(46)에서 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 공급된 마찰재분말은 마찰재분말이 마찰재분말캐리어조립체(68)의 배출슈트(98)로부터 낙하공급되므로서 공급된 마찰재분말층의 상부면은 평탄하지 않고 예를 들어 중간부분이 볼록한 상태가 될 수 있다. 이러한 상태에서 이후 상부몰드에 의하여 가압성형되는 경우 마찰재 케익의 밀도는 중간부분과 가장자리부분이 달라질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 각 캐비티(34)에 공급된 마찰재분말층의 표면을 평탄하게 고르는 것이 필요하다. 이를 위하여 표면고르기(48)이 필요한 것이다.

표면고르기단(48)은 이에 이송된 몰드조립체(22), 즉, 중간몰드(26)와 하부몰드(24)로 구성된 몰드조립체(22)의 상부에 배치된 교반봉조립체(104)로 구성된다. 이러한 교반봉 조립체(104)는 수개의 교반봉(106)으로 구성되고, x방향 가이드(108), 이러한 x방향 가이드(108)에 결합된 y방향 가이드(110)와, y방향 가이드(110)에 결합된 z방향 가이드(112)로 구성된 직선운동가이드 로봇의 z방향 가이드(112)에 결합된다. 따라서 교반봉조립체(104)의 교반봉(106)은 표면고르기단(48)에 이송된 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)내에 공급된 마찰재분말층의 상부를 차례로 교반하여 표면이 평탄하게 되도록 고르기작업을 수행할 수 있다.

이와 같이, 표면고르기단(48)에서 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)내에 공급된 마찰재분말층의 상부가 평탄하게 표면고르기가 이루어진 몰드조립체(22)는 1차프레 싱단(50)으로 이송된다.

1차프레싱단(50)

1차프레싱단(50)은 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)내에 공급된 마찰재분말층이 안정될 수 있도록 하는 프레싱공정이 이루어질 수 있도록 하는 것이다. 이러한 1차프레싱단(50)은 프레임(54)에 착설된 수직안내봉(114)에서 상하로 이동하는 지지판(116)으로 구성되며 이 지지판(116)의 하측에 몰드조립체(22)의 상부몰드(28)에 구성되어 있는 플런저(40)와 동일한 형태의 플런저(118)가 수개 배치되어 있다.

그리고, 지지판(116)의 상부에는 프레임(54)에 착설된 램(도시하지 않았음)의 램 피스턴(120)이 연결되어 하강시 플런저(118)가 몰드조립체(22)의 캐비티(34)내에 공급된 마찰재분말층을 프레싱하여 마찰재분말층이 가성형과 같은 효과로 안정될 수 있다.

1차프레싱단(50)에서 프레싱공정으로 안정된 마찰재분말층이 실린 몰드조립체(22)는 다음의 2차계량공급단(52)으로 콘베이어(56)에 의하여 이송된다.

2차계량공급단(52)

이러한 2차계량공급단(52)은 1차계량공급단(46)과 유사한 것으로, 2차계량공급단(52)은 1차계량공급단(46)의 마찰재분말캐리어조립체(68)가 없는 것을 제외하고 1차계량공급단(46)의 구성과 동일하므로 도면에서는 2차계량공급단(52)의 각 구성에서 1차계량공급단(46)과 동일한 구성에 대하여 동일한 부호에 프라임(') 부호를 붙여 표시하고 각 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 2차계량공급단(52)은 1차계량공급단(46)에서 계량공급된 캐비티(34) 내의 마찰재분말층상에 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말을 계량공급하기 위한 것이다.

이와 같은 2차계량공급단(52)에서 마찰재분말의 공급은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 마찰재분말의 공급이 시작되기 전에, 분말계량공급장치(72')의 하측에 배치된 마찰재분말 단일캐리어(70')는 내부의 개폐판(도시하지 않았음)이 폐쇄된 상태에 놓인다.

이러한 상태에서, 마찰재분말공급탱크(90')에서 마찰재분말이 분말계량공급장치(72')를 구성하는 정량공급부(78')에 공급된다. 정확한 양의 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말이 정량공급부(78')에 공급되었을 때, 마찰재분말의 하중이 중량센서(도시하지 않았음)에 의하여 감지되며 중량센서에 의하여 정확한 분량이 공급된 것이 확인되는 경우, 정확한 양의 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말은 마찰재분말 단일캐리어(70')측으로 공급된다. 이후에 마찰재분말이 공급된 마찰재분말 단일캐리어(70')는 그 하측에 위치하는 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)의 한 캐비티(34)에 공급하며, 이러한 과정은 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말이 공급될 때까지 반복된다. 예를 들어 마찰재분말 단일캐리어(70')로부터 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)로 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말이 공급되는 과정에서는 마찰재분말 단일캐리어(70')가 x방향 가이드(94'), y방향 가이드(도시하지 않았음)와 z방향 가이드(96')에 의하여 도면에서 좌우, 상하 및 전후로 이동하면서 중간몰드(26)의 모든 캐비티(34)에 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말을 공급하는 것이다. 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에는 이미 공급되어 1차프레싱된 마찰재분말층과 그 상부에 2차계량공급단(52)에서 공급된 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말의 층이 형성된다.

2차계량공급단(52)의 이후 공정

2차계량공급단(52)에서 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 정량의 마찰재분말 및 잔여 마찰재분말 또는 상이한 조성의 마찰재분말이 공급되어 마찰재분말층이 성층된 몰드조립체(22)는 콘베이어(56)의 복귀작동에 의하여 대기단(42)으로부터 2차계량공급단(52)까지 진행된 방향과는 반대방향으로 이송된다.

이와 같이 반대방향으로 이송되는 몰드조립체(22)는 표면고르기단(48)에서 정지되고 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 성층된 상부층의 마찰재분말층의 표면이교반봉(106)에 의하여 다시 평탄하게 처리된다.

이후에, 상부의 마찰재분말층의 표면이 평탄하게 처리된 몰드조립체(22)는 이러한 표면고르기단(48)으로부터 상부몰드분리단(44)으로 이송된다. 이러한 상부몰드분리단(44)에서는 최초 몰드조립체(22)로부터 상부몰드(28)가 가압판(62)의 후크(64)에 의하여 가압판(62)의 하측에 결합되고 램 피스턴(58)에 의하여 몰드조립체(22)의 중간몰드(26)로부터 상측으로 분리된 상태에 놓여 있다.

중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 마찰재분말층이 성층된 몰드조립체(22)가 상부몰드분리단(44)에 이송되었을 때, 램 피스턴(5)의 하강으로 가압판(62)이 하강하고 이에 결합된 상부몰드(28)가 하강하면서 상부몰드(28)의 하측에 연장된 각 플 런저(40)가 이에 정렬된 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)내로 삽입된다. 이러한 상부몰드(28)의 결합과정에서 가압판(62)이 상부몰드(28)를 가압하여 마찰재분말층이 가압되는 예비성형이 이루어지며, 이후에 가압판(62)의 하부양측에 구성되어 있는 후크(64)가 해제되면서 상부몰드(28)가 중간몰드(26)에 결합되며 램 피스턴(5)의 상승으로 가압판(62)이 상승하여 몰드조립체(22)는 상부몰드(28), 중간몰드(26) 및 하부몰드(24)가 결합된 상태가 된다.

최종단계에서, 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)에 마찰재분말층이 성층된 몰드조립체(22)가 대기단(42)에 이르렀을 때, 도시하지 않은 로봇장치 등에 의하여 본 발명 장치의 외부에 설치된 2차프레싱 설비측으로 이송되고 프레싱수단(122)에 의하여 최종 프레싱 성형이 이루어지므로서 마찰재 케익(10)이 제조된다.

이와 같이 본 발명은 중간몰드의 각 캐비티에 마찰재분말을 일괄하여 공급할 수 있도록 함으로서 마찰재분말의 공급시간을 단축시키고 전체 마찰재 제조시스템의 작동시간을 줄여 단위시간당 마찰재의 제조량을 증가시킬 수 있도록 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치를 제공한다.

Claims

브레이크 패드에 사용되는 마찰재의 성형을 위한 하부몰드(24), 내부성형공간인 캐비티(34)를 갖는 중간몰드(26) 및 플런저(40)를 갖는 상부몰드(28)로 구성되는 몰드조립체(22)를 이용하여 예비성형된 마찰재 케익(10)을 얻기 위하여, 상기 몰드조립체(22)가 왕복형 콘베이어(56)에 의하여 다음 단계로 이송될 준비가 이루어지는 대기단(42), 상기 몰드조립체(22)의 상기 상부몰드(28)를 분리하는 상부몰드분리단(44), 상기 콘베이어(56)를 따라 이송된 상기 중간몰드(26)의 상기 캐비티(34)에 정량의 마찰재분말이 공급되도록 하는 정량공급부(78)를 갖는 계량공급단(46)과, 상기 캐비티(34)에 공급된 상기 마찰재분말의 표면이 교반봉(106)에 의하여 평탄하게 처리되는 표면고르기단(48)으로 구성되는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템에 있어서, 상기 계량공급단(46)이 상기 정량공급부(78)의 하측에 차례로 배치된 슈트형태인 마찰재분말 단일캐리어(70)와 상기 중간몰드(26)의 각 캐비티(34)의 배열형태와 일치하도록 다수 결합된 사각형 어레이 형태의 배출슈트(98)를 갖는 마찰재분말캐리어조립체(68)로 구성되어 있음을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치.
제1항에 있어서, 상기 마찰재분말 단일캐리어(70)의 내부에 개폐판(92a)(92b)이 배치되고 상기 마찰재분말캐리어조립체(68)의 각 배출슈트(98)내에 연동하여 개폐되는 개폐판(100a)(100b)이 배치됨을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마찰재분말 단일캐리어(70)가 x방향 가이드(94), y방향 가이드와 z방향 가이드(96)에 의하여 좌우, 상하 및 전후로 이동가능하게 되어 있음을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마찰재분말캐리어조립체(68)가 수직안내봉(60)을 통하여 상하로 이동가능하게 되어 있음을 특징으로 하는 브레이크 패드용 마찰재 제조시스템의 마찰재분말 공급장치.