KR100893663B1

KR100893663B1 - 타이어용 캡플라이 부착장치

Info

Publication number: KR100893663B1
Application number: KR1020080038200A
Authority: KR
Inventors: 박무연; 강정구; 문성현
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2009-04-17

Abstract

본 발명은 벨트보강용 캡플라이 부착장치에 관한 것으로, 캡플라이를 성형드럼의 벨트 위에 부착 권취할때 캡플라이의 장력의 변화를 실시간으로 검출하여 적절하게 제어하여 캡플라이의 장력을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 성형드럼의 전방에 구동모터에 의해 상하향 이동할 수 있도록 이동부재와 이동부재에 연결된 조정롤을 갖는 장력조절기와 센서를 순차적으로 설치하고, 상기 장력조절기와 센서를 PLC에 의해 피드백방식으로 자동제어하여 센서로부터 실측정된 캡플라이의 장력값과 미리 입력된 기준값을 비교하여 그 비교에 따라 조정롤러의 상하향 위치를 결정하여 캡플라이의 장력이 항시 기준값을 유지하도록 하는 구성을 채택하고 있다. 이러한 구성에 의하면, 타이어의 칫수 안정성 증가, 부착불량 방지, 균일성 향상 등을 도모하여 품질을 개선할 수 있다.

타이어, 벨트, 보강재, 캡플라이, 캡플라이 부착장치, 장력조절, 센서, PLC

Description

타이어용 캡플라이 부착장치{CAPPLY ATTACHING APPARATUS FOR TIRE}

본 발명은 타이어의 캡플라이 부착장치에 관한 것으로, 특히 캡플라이를 성형드럼의 벨트 위에 부착 권취할때 캡플라이의 장력의 변화를 실시간으로 검출하여 적절하게 제어하여 캡플라이의 장력을 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 타이어의 칫수 안정성 증가, 부착불량 방지, 균일성 향상 등을 도모하여 품질을 개선할 수 있도록 한 타이어의 벨트 보강용 캡플라이 부착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어의 내주를 구성하는 인너라이너(1)와, 상기 인너라이너(1)의 외주에 적층되는 카카스(2)와, 상기 카카스(2)의 외주에 적어도 1층 이상 적층되는 벨트(3)와, 상기 벨트(3)의 외주에 적층되어 실질적으로 지면에 접촉하는 트레드(5)와, 상기 벨트(3)와 상기 트레드(5) 사이에 적층되어 상기 벨트(3)를 보강하는 캡플라이(4)와, 타이어의 양쪽 측면을 구성하는 양쪽 사이드월(6, 6)과, 그리고 휠에 결합되어 타이어 내부의 공기압을 유지하는 양쪽 비드(7, 7)를 구비하고 있으며, 이러한 타이어 기술은 한국 공개특허 제2005-51103호, 한국 공개특허 제2005-35438호 등에 잘 개시되어 있다.

상기 캡플라이(4)는 상기 벨트(3)를 완전히 덮도록 적층되거나, 도 1에 도시 된 바와 같이, 상기 벨트(3)의 양쪽 가장자리부가 분리되지 않도록 상기 벨트(3)의 양쪽 가장자리부를 덮도록 각각 적층되어 벨트(3)를 보강하는 보강재로서 역할한다.

이러한 캡플라이(4)는 압연기에서 압연된 반제품을 일정한 폭을 가지도록 길이 방향으로 재단하면서 나선형으로 권취릴에 연속적으로 감아 놓았다가, 가류 전의 그린케이스 성형공정에서 상기 권취릴로부터 상기 반제품을 다시 풀어 성형드럼에 권취된 벨트 위로 일정 간격으로 조금씩 이동하면서 감아 붙여 그린케이스를 형성하는 부품이다.

종래에는, 이와 같은 캡플라이를 벨트 위에 부착시킬때, 캡플라이를 공급하는 공급기의 풀림롤러로부터 풀려나오는 캡플라이가 여러 개의 가이드 롤러를 거치면서 그 공급을 완충시키는 완충기를 통과한 다음, 모터에 의해 회동되는 성형드럼의 벨트 위에 부착되도록 하는 작업을 수행하였다. 이때, 상기 성형드럼에 감겨진 벨트 위에 캡플라이를 부착한 후 권취할 때, 공급되는 캡플라이의 장력이 일정하지 못하거나, 기준치와 다를 경우, 공기입 불량이나 반제품의 오프센터(OFF-center)를 야기시켜, 제품의 품질저하를 유발시키는 원인이 되기 때문에, 종래에는, 성형드럼 바로 전방에 위치한 공급기의 헤더부를 성형드럼에서 일정거리로 후진시킨 후에 회전하는 성형드럼 상의 벨트에 캡플라이를 부착 권취하면서 캡플라이의 장력을 일정하게 유지하도록 하였다.

그러나, 종래에는 캡플라이의 장력을 일정하게 유지하기 위해서 단순히 캡플라이의 진행속도나 진행거리에 기초하여 그 장력 변화를 제어하는 것에 불과하여, 그 장력의 변화를 실시간으로 검출하기가 곤란하였고, 그에 따라 캡플라이의 장력을 일정하게 유지하는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 캡플라이를 성형드럼의 벨트 위에 부착 권취할때 캡플라이의 장력의 변화를 실시간으로 검출하여 적절하게 제어하여 캡플라이의 장력을 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써 타이어의 칫수 안정성 증가, 부착불량 방지, 균일성 향상 등을 도모하여 품질을 개선할 수 있는 타이어의 캡플라이 부착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 벨트 보강용 캡플라이가 감겨져 있는 풀림롤러와, 이 풀림롤러를 구동하기 위한 제1 구동모터와, 제1 구동모터의 구동에 의해 풀림롤러로부터 풀려나와 여러 개의 가이드 롤러를 거쳐 이송되는 캡플라이의 공급을 완충시키는 완충기를 구비한 공급기; 및 성형드럼 전방에 위치하여 공급기에서 풀려나오는 캡플라이를 안내하여 상기 성형드럼의 벨트 위에 부착하기 위한 헤더부; 제2 구동모터에 의해 회전하면서 상기 헤더부로부터 공급되는 캡플라이를 권취하기 위한 성형드럼; 을 포함하는 타이어의 캡플라이 부착장치에 있어서,

상기 완충기와 헤더부 사이에 위치되어, 상기 성형드럼으로 이송되는 캡플라이를 상하로 높이 조절하면서 캡플라이의 장력을 일정하게 유지하기 위한 장력조절기로서, 성형드럼의 회전축과 수직하고 외주에 나사산을 갖는 나사축과, 나사축의 외주와 나사결합하여 나사축을 따라 상하 이동하도록 내주에 나사산을 갖는 이동부 재와, 이동부재를 상하 이동하도록 구동하는 제3 구동모터와, 이동부재의 일단에 수평방향으로 돌출 형성된 지지축에 연결되어, 상기 제3 구동모터의 회전속도에 따라 이동되는 이동부재에 의해 캡플라이의 상하 위치가 조정되는 조정롤러를 구비하는 장력조절기;

상기 장력조절기와 헤더부 사이에 위치되어, 상기 성형드럼의 벨트 위에 부착되는 캡플라이의 장력값을 측정하기 위한 센서: 및

상기 센서로부터 측정된 캡플라이의 장력값에 따라 상기 캡플라이가 감겨진 조정롤러의 상하 위치를 결정하도록, 상기 센서와 장력조절기의 제3 구동모터를 설정된 프로그램에 따라 전기적으로 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 장력값이 미리 입력된 기준값보다 증가하면 장력조절기의 제3 구동모터의 회전속도를 증가시켜 상기 캡플라이가 통과하는 조정롤러를 상향 이동하도록 하고, 상기 장력값이 미리 입력된 기준값보다 감소하면 장력조절기의 제3 구동모터의 회전속도를 감소시켜 상기 캡플라이가 통과하는 조정롤러를 하향 이동하도록 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 나사축의 상단과 하단은, 상기 완충기의 상단에 고정 결합되어 상기 나사축과 일정 간격을 두고 수직 방향으로 설치된 수직틀의 상단과 하단에 브래킷에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 헤더부의 선단에는, 실린더의 작동에 의해 캡플라이 를 일정 구간별로 절단하기 위한 절단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 성형드럼의 전방에 캡플라이의 장력을 실시간으로 자동 측정하는 센서부와, 센서부에 의해 측정된 장력값을 미리 입력된 기준값과 비교하여 그 비교에 따라 캡플라이의 상하 높이를 조절할 수 있는 장력조절기를 설치하여 이들을 제어부에 의해 일괄적으로 자동제어할 수 있는 구성을 채택함으로써, 캡플라이의 장력을 항시 일정하게 유지하는 상태로 성형드럼의 벨트 위에 부착할 수 있고, 이에 따라 타이어의 칫수 안정성 증가, 부착불량 방지, 균일성 향상 등을 도모하여 품질을 대폭 개선할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 벨트보강용 캡플라이 부착장치는, 성형드럼(30) 전방에 위치하여 캡플라이(C)를 공급하기 위한 공급기(10) 및 공급기(10)로부터 공급되는 캡플라이(C)를 상기 성형드럼(30)에 부착하기 위한 헤더부(20)를 포함한다.

상기 공급기(10)는, 캡플라이(C)가 감겨있는 풀림롤러(11)와, 풀림롤러(11)를 구동하기 위한 구동모터(12)와, 상기 풀림롤러(11)로부터 풀려나오는 캡플라이(C)를 여러개의 가이드 롤러(13)를 통하여 저장하고 있는 완충기(14)를 구비한다.

상기 헤더부(20)는 다수개의 가이드 롤러(13)를 통하여 상기 공급기(10)에서 풀려나오는 캡플라이(C)를 안내하여, 안내된 캡플라이(C)를 성형드럼(30)에 부착할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 헤더부(20)의 선단에는 절단기(21)가 설치되어 실린더(22, 23)의 작동에 의해 캡플라이(C)를 일정 구간별로 절단할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공급기(10)와 성형드럼(30) 사이, 더 구체적으로는 상기 완충기(14)와 헤더부(20) 사이에는, 장력조절기(40)가 더 설치되어 있다. 상기 장력조절기(40)는, 상기 완충기(14)를 통하여 상기 헤더부(20)를 거쳐 성형드럼(30) 쪽으로 이송되기 전의 캡플라이(C)의 상하 높이를 조절하면서 캡플라이(C)의 장력을 일정하게 유지하기 위한 역할을 한다.

이러한 장력조절기(40)는, 성형드럼(30)의 회전축과 수직하고 외주에 나사산을 갖는 나사축(41)과, 나사축(41)의 외주와 나사결합하여 장력조절용 구동모터(43)의 작동에 의해 나사축(41)을 따라 상하 이동하도록 내주에 나사산을 갖는 이동부재(42)와, 이동부재(42)의 일단에 수평방향으로 돌출 형성된 지지축(44)에 연결되어, 상기 장력조절용 구동모터(43)의 회전속도에 따라 이동되는 이동부재(41)에 의해 캡플라이(C)의 상하 위치가 조정되는 조정롤러(45)를 포함한다.

또한, 상기 장력조절기(40)와 헤더부(20) 사이에는, 상기 성형드럼(30)의 벨트 위에 부착되는 캡플라이(C)의 현재 장력값을 측정하기 위한 센서(50)가 설치되어 있다.

이와 같이 본 발명은 기존의 장치에 설치면적을 최소화하면서 간단한 구조에 의한 장력조절기(40)와 센서(50)를 구비할 수 있다.

한편, 상기 조정롤(45)에 의한 캡플라이(C)의 상하 높이는 상기 센서(50)로 부터 측정된 캡플라이(C)의 장력값과 작업자에 의해 미리 설정 또는 입력된 기준값과의 비교에 의해 장력조절용 구동모터(43)의 회전속도에 따라 결정되는데, 이 장력조절기의 구동모터(43)와 센서(50)는 제어부(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 일괄 자동제어된다.

즉, 상기 제어부는, 센서부(50)에 의해 실측정된 장력값을 상기 기준값과 연산 비교하여 현재의 장력값이 입력된 기준값으로 항시 지속될 수 있도록 피드백방식으로 제어한다. 이러한 기능을 위해 상기 제어부로서, 미리 설정된 프로그램 순서에 의해 행하여지는 PLC을 사용함으로써 간편하게 제어할 수 있다.

이와 같은 제어부에 의하면, 상기 센서부(50)로부터 측정된 장력값이 상기 기준값보다 증가하면, 장력조절기(40)의 구동모터(43)의 속도를 증가시켜 상기 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤러(45)를 상향 이동하도록 하고, 상기 장력값이 기준값보다 감소하면, 장력조절기(40)의 구동모터(43)의 속도를 감소시켜 상기 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤러(45)를 하향 이동하도록 함으로써 작업자가 원하는 캡플라이(C)의 장력을 항시 균일하게 유지시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 제어부에 의해 제어되는 장력조절용 구동모터(43)의 회전속도를 가속 혹은 감속시켜 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤(45)의 위치를 상하 방향으로 변경함으로써 캡플라이(C)의 장력을 적절히 조정할 수 있다.

그리고, 상기 나사축(41)의 상단과 하단은, 상기 완충기(14)의 상단에 고정 결합되어 상기 나사축(41)과 일정 간격을 두고 수직 방향으로 설치된 수직부재(15)의 상단과 하단에 브래킷에 의해 각각 고정되어 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 나사축(41)은 별도의 하우징 내에 수납하는 형태로 설치하고, 그 하우징의 일측에 종방향의 승강구멍을 형성하여 상기 이동부재(41)의 지지축(44)이 상기 승강구멍을 통하여 노출된 상태에서 승강가능하도록 구성할 수도 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 공급기의 구동모터(12)의 구동에 따라 풀림롤러(11)의 축(11a)이 회전되면서 캡플라이(C)가 상기 풀림롤러(11)로부터 풀려 다수개의 가이드 롤러(13)에 의해 안내되면서 완충기(14)로 공급된다.

상기 완충기(14)에서의 캡플라이가 공급됨과 동시에 성형드럼(30)의 전방에 설치된 센서(50)에 의해 장력값이 측정되면, 그 측정값을 제어부에 미리 입력된 기준값과 실시간으로 연산 비교하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 증가하면 장력조절기(40)의 구동모터(43)의 회전속도를 증가시키는 신호를 구동모터(43)에 전송하여 이동부재(41)를 위쪽으로 이동시킴으로써 조정롤러(45)를 통과하는 캡플라이(C)를 상향이동시킨다. 이에 반하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 감소하면 장력조절기(40)의 구동모터(43)의 회전속도를 감소시키는 신호를 구동모터(43)에 전송하여 이동부재(41)를 아래쪽으로 이동시킴으로써 조정롤러(45)를 통과하는 캡플라이(C)를 하향이동시킨다. 이러한 신호는 센서(50)로부터 측정된 장력값이 상기 기준값과 같아질 때까지 피드백방식으로 전송된다.

이러한 과정에서, 구동모터(도시하지 않음)에 의해 회전되는 성형드럼(30)에 캡플라이(C)가 일정한 장력을 유지하는 상태로 부착되는데, 이 캡플라이(C)는 타이어의 형상 및 사양에 따라 벨트의 양쪽 끝단에서부터 안쪽으로 성형드럼(30) 위의 벨트에 부착되면서 감겨진다.

그 후, 벨트 위에 캡플라이(C)를 원하는 만큼 감겨지면, 헤드부(20) 선단에 설치된 절단기(21)에 의해 캡플라이(C)를 절단하여 작업을 종료한다.

도 1은 일반적인 타이어의 예를 나타내는 일부 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 타이어의 캡플라이 부착장치를 나타낸 전체 구성도.

도 3은 도 2의 원안에 도시된 장력조절기의 확대 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 공급기

11 : 풀림롤러

12 : 구동모터

13 : 가이드 롤러

14 : 완충기

15 : 수직틀

20 : 헤더부

21 : 절단기

22, 23 : 실린더

30 : 성형드럼

40 : 장력조절기

41 ; 나사축

42 : 이동부재

43 : 구동모터

44 : 지지축

45 : 조정롤러

C : 캡플라이

Claims

벨트 보강용 캡플라이(C)가 감겨져 있는 풀림롤러(11)와, 이 풀림롤러(11)를 구동하기 위한 제1 구동모터(12)와, 제1 구동모터(12)의 구동에 의해 풀림롤러(11)로부터 풀려나와 여러 개의 가이드 롤러(13)를 거쳐 이송되는 캡플라이(C)의 공급을 완충시키는 완충기(14)를 구비한 공급기(10); 및 성형드럼(30) 전방에 위치하여 공급기(10)에서 풀려나오는 캡플라이(C)를 안내하여 성형드럼(30)의 벨트 위에 부착하기 위한 헤더부(20); 제2 구동모터에 의해 회전하면서 상기 헤더부로부터 공급되는 캡플라이(C)를 권취하기 위한 성형드럼(30); 을 포함하는 타이어의 캡플라이 부착장치에 있어서,

상기 완충기(14)와 헤더부(20) 사이에 위치되어, 상기 성형드럼(30)으로 이송되는 캡플라이(C)를 상하로 높이 조절하면서 캡플라이(C)의 장력을 일정하게 유지하기 위한 장력조절기로서, 성형드럼(30)의 회전축과 수직하고 외주에 나사산을 갖는 나사축(41)과, 나사축(41)의 외주와 나사결합하여 나사축을 따라 상하 이동하도록 내주에 나사산을 갖는 이동부재(42)와, 이동부재(42)를 상하 이동하도록 구동하는 제3 구동모터(43)와, 이동부재(42)의 일단에 수평방향으로 돌출 형성된 지지축(44)에 연결되어, 상기 제3 구동모터(43)의 회전속도에 따라 이동되는 이동부재(41)에 의해 캡플라이(C)의 상하 위치가 조정되는 조정롤러(45)를 구비하는 장력조절기(40);

상기 장력조절기(40)와 헤더부(20) 사이에 위치되어, 상기 성형드럼(30)의 벨트 위에 부착되는 캡플라이(C)의 장력값을 측정하기 위한 센서(50): 및

상기 센서(50)로부터 측정된 캡플라이(C)의 장력값에 따라 상기 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤러(45)의 상하 위치를 결정하도록, 상기 센서(50)와 장력조절기(40)의 제3 구동모터(43)를 설정된 프로그램에 따라 전기적으로 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 캡플라이 부착장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 장력값이 미리 입력된 기준값보다 증가하면 장력조절기(40)의 제3 구동모터(43)의 회전속도를 증가시켜 상기 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤러(45)를 상향 이동하도록 하고, 상기 장력값이 미리 입력된 기준값보다 감소하면 장력조절기(40)의 제3 구동모터(43)의 회전속도를 감소시켜 상기 캡플라이(C)가 통과하는 조정롤러(45)를 하향 이동하도록 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)인 것을 특징으로 하는 타이어의 캡플라이 부착장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 나사축(41)의 상단과 하단은, 상기 완충기(14)의 상단에 고정 결합되어 상기 나사축(41)과 일정 간격을 두고 수직 방향으로 설치된 수직틀(15)의 상단과 하단에 브래킷에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 캡플라이 부착장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 헤더부(20)의 선단에는, 실린더(22, 23)의 작동에 의해 캡플라이(C)를 일정 구간별로 절단하기 위한 절단부(21)를 포함하는 것을 특징으로 한다.