KR101781797B1 - 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 제조시 성형공정에서 타이어의 반제품인 그린타이어를 성형하는 그린타이어 성형드럼 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그린타이어를 성형하는 좌우측 성형드럼과 턴업 핑거(Turn up finger)를 작동시키는 기계적 메카니즘을 개선시키어 성형되는 그린타이어의 정밀제어로 품질향상과 설비의 단축화가 가능한 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 카카스 드럼축(1)과, 상기 카카스 드럼축(1)에서 좌우 대칭으로 설치되면서 카카스 드럼축(1)의 축방향을 따라 좌우 이동이 가능한 좌우측 성형드럼(2a,2b), 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 각각에 장착된 턴업 핑거(3a,3b)를 업다운(Up down) 작동시키는 핑거장착대(4) 및, 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 회전과 좌우 이동 및 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 작동에 동력을 전달하는 구동부(5)로 이루어진 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 있어서, 상기 구동부(5)의 하부 서보모터(6c) 동력은 볼스크류(7a)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8,Full push plate)을 통해 좌우측 성형드럼(2a,2b)으로 전달되고, 상기 구동부(5)의 상부 서보모터(6b) 동력은 다른 볼스크류(7b)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8)을 통해 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)로 전달되는 구조로 되어 있다.

Description

그린타이어 성형드럼의 구동전달장치{Driving transmission device of greentire building drum}
본 발명은 타이어 제조시 성형공정에서 타이어의 반제품인 그린타이어를 성형하는 그린타이어 성형드럼 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그린타이어를 성형하는 좌우측 성형드럼과 턴업 핑거(Turn up finger)를 작동시키는 기계적 메카니즘을 개선시키어 성형되는 그린타이어의 정밀제어로 품질향상과 설비의 단축화가 가능한 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 타이어 제조공정 중 성형공정은 타이어에 사용되는 모든 구성재료인 반제품들을 성형기의 성형드럼에 순차적으로 붙여서 원통형의 그린타이어(일명 그린케이스이라고 함)로 성형시키는 공정이다.
이러한 성형공정에 이용되는 종래 성형기의 성형드럼은 구동모터에 연결된 풀리에 타이밍 벨트와 같은 전동벨트가 연결된 카카스 축이 회전되면서 좌우측 성형드럼을 직경방향으로 수축과 팽창 작동되고, 턴업 핑거의 업다운 작동을 에어 실린더로 작동시키는 구조로 되어 있었다.
따라서 성형드럼을 구동시키는 구동장치는 회전동력을 전달하기 위한 구동전달구조와 성형드럼의 수축/팽창 작동을 위한 동력전달구조가 별개로 구성됨에 따라 설비의 레이아웃(Lay out)과 공간이 커지면서 턴업 핑거의 정밀한 작동제어가 불가능한 문제점이 있었다.
한편, 종래에도 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제 10-1409026호(2014.06.11)로 성형드럼의 구동장치를 제안하였는데, 상기 특허는 인사이드 드럼과 아웃사이드 드럼으로 이루어진 성형드럼이 설치되는 중공 형상의 메인 샤프트 내부에 핑거 샤프트와 드럼 샤프트를 배치하여 상기 메인 샤프트 내부에서 볼스크류의 회전에 따라 상기 인사이드 드럼과 아웃사이드 드럼의 이동과 턴업 핑거의 작동을 제어하는 방식으로 되어 있다.
그러나 이러한 종래 장치는 상기 메인 샤프트와 핑거 샤프트에 결합되는 볼스크류 너트 사이즈에 의해 메인 샤프트의 직경이 커지게 되는 문제점이 발생하여 설비 설계에 제약을 받는 단점과, 또한 턴업 핑거 동작시 위치와 속도 및 토크제어가 정밀하지 못하여 성형되는 그린타이어의 품질편차를 발생시키는 문제점 등이 있었다.
대한민국 등록특허 제 10-1409026호(2014.06.11) 대한민국 공개특허 제 10-2011-0044200호(2011.04.28) 대한민국 등록특허 제 10-0895682호(2009.04.23)
이에 본 발명은 상술한 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 좌우측 성형드럼의 이동과 턴업 핑거의 턴업작동시 서보모터에 의해 구동되는 볼스크류에 연결된 선형가이드축과 슬라이드 키웨이 바디(Slide key way body) 들을 이용하여 동력전달이 이루어짐에 따라 턴업 핑거의 위치, 속도, 토크제어 등이 가능한 정밀제어에 의해 성형되는 그린타이어의 품질을 향상시키고, 이와 더불어 회전하는 카카스 드럼축 내부에 상기 드럼축과 동일방향의 선형 다축의 제어를 구현하여 성형드럼의 메인 샤프트인 카카스 드럼축의 직경 감축으로 설비의 단축화에 기여할 수 있는 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 카카스 드럼축과, 상기 카카스 드럼축에서 좌우 대칭으로 설치되면서 카카스 드럼축의 축방향을 따라 좌우 이동이 가능한 좌우측 성형드럼, 상기 좌우측 성형드럼의 각각에 장착된 턴업 핑거를 업다운(Up down) 작동시키는 핑거장착대 및, 상기 좌우측 성형드럼의 회전과 좌우 이동 및 좌우측 턴업 핑거의 업다운 작동에 동력을 전달하는 구동부로 이루어진 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 있어서, 상기 구동부의 하부 서보모터 동력은 볼스크류에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(Full push plate)을 통해 좌우측 성형드럼으로 전달되고, 상기 구동부의 상부 서보모터 동력은 다른 볼스크류에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판을 통해 좌우측 턴업 핑거로 전달되는 구조를 갖추고 있다.
또한, 본 발명은 중공의 카카스 드럼축 내부에 슬라이드 키웨이 바디가 접하여 설치되고, 상기 슬라이드 키웨이 바디의 내부에는 4개의 선형가이드축이 중앙센터점을 기준으로 등각도로 배치 장착되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치는 종래 좌우측 턴업 핑거의 구동을 에어 실린더를 이용하는 구동전달장치에 비해 상기 턴업 핑거의 위치, 속도, 토크의 정밀제어가 가능하여 성형되는 그린타이어의 성형품질 개선에 도움을 주고, 또한 드럼 회전축인 카카스 드럼축의 직경 감축으로 설비 레이아웃의 축소와 설비의 설계 자유도 개선이 이루어지는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 요부인 구동전달장치가 적용되는 그린타이어 성형드럼 설비의 개략적인 측면 구성도,
도 2 (A)와 (B)는 본 발명에 따른 구동전달장치의 동력전달구조를 나타내는 개략 구성도로서, (A)는 성형드럼의 회전 동력전달 계통도이고, (B)는 성형드럼의 이동과 턴업 핑거 들의 좌우 이동 동력전달 계통도,
도 3은 도 2 (B)의 Ⅰ- Ⅰ선 확대 단면도,
도 4는 본 발명에서 턴업 핑거를 이용하여 그린타이어의 턴업 성형과정을 보여주는 성형드럼의 부분 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면에 의거 상세히 설명하는데, 본 발명은 반드시 여기에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 기술적 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 1은 본 발명이 적용되는 그린타이어 성형설비의 전체 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 요부인 성형드럼의 구동전달장치에서 (A)는 성형드럼의 회전전달 계통도, (B)는 성형드럼과 턴업 핑거의 동력전달 계통도를 보여주는 도면들이다.
본 발명은 카카스 드럼축(1)과, 상기 카카스 드럼축(1)에서 좌우 대칭으로 설치되면서 카카스 드럼축(1)의 축방향을 따라 좌우 이동이 가능한 좌우측 성형드럼(2a,2b), 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 각각에 장착된 턴업 핑거(3a,3b)를 업다운(Up down) 작동시키는 핑거장착대(4) 및, 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 회전과 좌우 이동 및 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 작동에 동력을 전달하는 구동부(5)로 이루어진 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 있어서, 상기 구동부(5)의 하부 서보모터(6c) 동력은 볼스크류(7a)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8,Full push plate)을 통해 좌우측 성형드럼(2a,2b)으로 전달되고, 상기 구동부(5)의 상부 서보모터(6b) 동력은 다른 볼스크류(7b)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8)을 통해 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)로 전달되는 구조를 갖추고 있다.
그리고 도 2 (B)와 도 3에 도시된 바와 같이 중공의 상기 카카스 드럼축(1) 내부에는 슬라이드 키웨이 바디(9a ~ 9d)가 접하여 설치되고, 상기 슬라이드 키웨이 바디(9a ~ 9d)중 한 개의 슬라이드 키웨이 바디(9d)의 내부에는 4개의 선형가이드축(10)이 중앙센터점을 기준으로 등각도로 장착되어 있다.
한편, 본 발명은 도 2 (A)에 도시된 바와 같이 공지의 성형드럼처럼 서보모터(6a)가 풀리/타이밍 벨트(11)를 통해 좌우측 성형드럼(2a,2b)을 동시에 회전시키는 드럼 회전축인 카카스 드럼축(1)에 연결되어 있기에 상기 서버모터(6a)의 작동에 의해서 카카스 드럼축(1)을 회전시키어 좌우측 성형드럼(2a,2b)을 동시에 회전시킨다.
그리고 상기 상하부 서보모터(6b,6c)들은 각각의 풀리/타이밍 벨트(11)를 통해서 해당 볼스크류(7a,7b)들에 각각 연결되어 있으며, 상기 각각의 볼스크류(7a,7b)들은 이에 연결된 한 쌍의 풀푸쉬 판(8)들을 볼스크류의 축방향으로 좌우 이동시키도록 이루어져 있다.
여기서 상기 카카스 드럼축(1)의 내부에서 4개의 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)들은 각각 슬라이딩 작동되고, 상기 4개의 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)중 일부 슬라이드 키웨이 바디(9a,9b)들은 해당된 좌우측 성형드럼(2a,2b)에 키(Key)를 매개로 결합되어 있다.
또한, 상기 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)의 내부에서 선형가이드축(10)들이 슬라이딩 작동되도록 결합되어 있으며, 상기 선형가이드축(10)은 슬라이드 키웨이 바디(9a~9d)와 회전방향으로 구속되고, 상기 풀푸쉬 판(8)과는 회전방향으로 자유롭게 설치되어 있다.
그리고, 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 좌우 이동과 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)들의 업다운 구동에 이용되는 볼스크류(7a,7b)들은 축방향의 센터기준으로 나선방향이 반대로 형성되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 작동을 도 2를 참조로 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 성형기 설비에서 타이어 반제품들을 좌우측 성형드럼(2a,2b)에 와인딩 부착시 상기 드럼의 회전은 도 2 (A)와 같이 서보모터(6a)의 회전력이 풀리/타이밍 벨트(11)를 통해 상기 카카스 드럼축(1)에 전달되고, 이에 따라 상기 카카스 드럼축(1)의 센터를 기준으로 좌우측으로 대칭 배치된 좌우측 성형드럼(2a,2b)은 회전하게 되어 반제품 재료들을 작업순서에 따라 차례대로 와인딩 부착시킨다.
즉, 상기 서버모터(6a) → 풀리/타이밍 벨트(11) → 카카스 드럼축(1) → 좌우측 성형드럼(2a,2b)으로 동력이 전달된다.
한편, 도 4의 화살표 방향과 같이 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 좌우이동과 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 작동을 위한 핑거장착대(4)의 좌우이동은 상하부 서보모터(6b,6c)의 회전력이 해당 풀리/타이밍 벨트(11)와 볼스크류(7a,7b)로 전달되고, 상기 풀푸쉬 판(8)들을 도 2 (B)의 화살표 방향으로 이동시키고, 이에 따라 선형가이드축(10)들과 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)들이 좌우로 이동되어 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 좌우 이동과 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 작동을 위해 핑거장착대(4)를 좌우 이동시킨다.
즉, 상기 상하부 서보모터(6b,6c) → 풀리/타이밍 벨트(11) → 볼스크류(7a,7b) → 풀푸쉬 판(8) → 선형가이드축(10) → 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d) → 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 좌우 이동과 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 구동으로 동력이 전달된다.
여기서 상기 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)는 카카스 드럼축(1)의 중공 내부를 미끄러져 이동하고 상기 한 개의 슬라이드 키웨이 바디(9d)의 내부 4개 홀에 장착된 선형가이드축(10)의 하나는 고정, 나머지는 미끄러져 이동하게 된다.
또한, 상기 선형가이드축(10)은 카카스 드럼축(1) 기준 동일 직경내 등각 배열되면서 한 개의 선형가이드축(10)만 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)에 고정되고 나머지는 슬라이딩 되는 구조로 장착되는바, 예를 들어 도 2 (B)에서 우측 끝단의 첫 번째 슬라이드 키웨이 바디(9d)에는 최상부 선형가이드축(10)만 고정되고, 나머지 3개의 선형가이드축들은 슬라이딩 이동되며, 우측 두 번째 슬라이드 키웨이 바디(9c)에는 3개의 선형가이드축(10)들이 장착되는데 그중 중간의 한 개 선형가이드축만 고정되고 나머지 2개의 선형가이드축(10)들은 슬라이딩 이동된다.
또한, 좌측 두 번째 상기 슬라이드 키웨이 바디(9b)에는 2개의 슬라이드축(10)들이 장착되는데 한 개는 고정, 나머지 한 개는 슬라이딩 이동되고, 좌측 첫 번째 끝에 있는 슬라이드 키웨이 바디(9a)에는 한 개의 슬라이드축(10)만이 고정 장착되어 있다.
이 같이 상기 선형가이드축(10)들은 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)에 각각 구속되어 있고 상기 카카스 드럼축(1) 내부와 풀푸쉬 판(8) 내부에서 4개의 뭉치가 회전하도록 되어 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치는 회전하는 한개의 카카스 드럼축 내부에 서보모터들에 연결된 다축의 선형가이드축을 사용하여 좌우측 성형드럼의 회전과 좌우 이동 및 턴업 핑거의 업다운 작동구동을 동시에 정밀제어하여 그린타이어를 성형할 수 있도록 되어 있다.
1 : 카카스 드럼축, 2a,2b : 성형드럼,
3a,3b : 턴업 핑거(Turn up finger), 4 : 핑거장착대,
5 : 구동부, 6a ~ 6c : 서보모터,
7a,7b : 볼스크류, 8 : 풀푸쉬 판(Full push plate),
9a ~ 9d : 슬라이드 키웨이 바디(Slide key way body),
10 : 선형가이드축, 11 : 풀리/타이밍 벨트.

Claims (4)

  1. 카카스 드럼축(1)과, 상기 카카스 드럼축(1)에서 좌우 대칭으로 설치되면서 카카스 드럼축(1)의 축방향을 따라 좌우 이동이 가능한 좌우측 성형드럼(2a,2b), 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 각각에 장착된 턴업 핑거(3a,3b)를 업다운(Up down) 작동시키는 핑거장착대(4) 및, 상기 좌우측 성형드럼(2a,2b)의 회전과 좌우 이동 및 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)의 업다운 작동에 동력을 전달하는 구동부(5)를 갖추되, 상기 구동부(5)의 하부 서보모터(6c) 동력은 볼스크류(7a)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8,Full push plate)을 통해 좌우측 성형드럼(2a,2b)으로 전달되고, 상기 구동부(5)의 상부 서보모터(6b) 동력은 다른 볼스크류(7b)에 연결된 좌우측 풀푸쉬 판(8)을 통해 좌우측 턴업 핑거(3a,3b)로 전달되는 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치에 있어서,
    상기 카카스 드럼축(1) 내부에는 슬라이드 키웨이 바디(9a ~ 9d)가 접하여 설치되고, 상기 슬라이드 키웨이 바디(9a ~ 9d)중 한 개의 슬라이드 키웨이 바디(9d)의 내부에는 4개의 선형가이드축(10)이 중앙센터점을 기준으로 등각도로 장착된 것을 특징으로 하는 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 카카스 드럼축(1)의 내부에서 4개의 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)들은 각각 슬라이딩 작동되고, 상기 4개의 슬라이드 키웨이 바디(9a ~9d)중 일부 슬라이드 키웨이 바디(9a,9b)들은 해당된 좌우측 성형드럼(2a,2b)에 키(Key)를 매개로 결합된 것을 특징으로 하는 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 4개의 슬라이드 키웨이 바디(9a ~ 9d)의 내부에서 선형가이드축(10)들이 슬라이딩 작동되도록 결합되어 있으며, 상기 선형가이드축(10)은 슬라이드 키웨이 바디(9a~9d)와 회전방향으로 구속되고, 상기 풀푸쉬 판(8)과는 회전방향으로 자유롭게 설치되는 것을 특징으로 하는 그린타이어 성형드럼의 구동전달장치.
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