KR101825205B1 - 타이어 종그루브 전용 카빙 장치 - Google Patents

타이어 종그루브 전용 카빙 장치 Download PDF

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학교법인 송원대학교
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Abstract

휠에 장착된 스무드 타이어를 패턴디자인에 맞게 조각하기 위한 타이어 그루브 카빙장치에 있어서, 일측에는 정·역방향으로 회전하는 회전모터의 구동축에 연동되는 회전체가 결합되고, 상기 회전체의 외면에는 상기 휠의 중심축이 삽입 및 고정되며, 상기 휠에 결합된 상기 스무드 타이어가 지면에 이격된 상태로 회전하도록 마련되는 지지부와, 상기 스무드 타이어의 그루브를 조각하는 카빙기가 상기 회전체와 평행하게 이동하도록 결합되고, 상기 카빙기가 상기 스무드 타이어의 패턴디자인에 따라 선택된 위치에서 고정되도록 마련되는 이송부와, 상기 이송부가 회전함에 따라 상기 카빙기의 하면에 결합된 카빙날이 상기 스무드 타이어에 그루브를 조각할 수 있도록, 상기 지지부의 일측 외면에 설치되어 상기 이송부가 상기 회전체와 직각 방향으로 회동하도록 결합되는 회동부를 포함하여, 시험용 타이어 제작을 통한 타이어의 성능을 점검하기 위하여 스무드 타이어(Smooth Tire)에 설정된 형상의 트레드 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치에 관한 것이다.

Description

타이어 종그루브 전용 카빙 장치{DEVICE FOR TIRE STRAIGHT GROOVE CARVING}
본 발명은 타이어 종그루브 전용 카빙 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험용 타이어 제작을 통한 타이어의 성능을 점검하기 위하여, 스무드 타이어(Smooth Tire)에 설정된 형상의 트레드 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 차축(車軸)에 끼워져 차체의 하중을 지탱해가면서 구르는 바퀴에 결합되어, 노면에서 받는 충격을 흡수하는 기능을 한다.
이러한 타이어를 살펴보면 노면에 접촉되는 부분에 여러가지 홈이 파여 있는데, 이러한 홈들을 가리켜 트레드 패턴(Tread Pattern)이라 하며, 이 트레드 패턴은 차량의 용도나 목적, 노면조건과 기후에 따라 각기 다른 모양을 하고 있다.
특히, 트레드 패턴은 승차감, 배수성, 조종 안정성, 견인력, 발열성, 제동성, 소음완화 등과 밀접하게 관련되어 있어, 트레드 패턴의 디자인이 완성되면 도로조건 및 기후 등을 고려하여 컴퓨터시뮬레이션을 통해 분석하게 된다.
컴퓨터시뮬레이션을 통한 분석을 마치게 되면, 디자인된 트레드 패턴의 실제 성능을 점검하기 위해 시험용 타이어를 제작하게 되는데, 이는 대량 생산에 들어가기에 앞서 각종 계측기 시험 테스트 및 프로빙 그라운드(Proving Ground)에서의 실차시험을 거쳐 문제점을 보완하기 위함이다.
이때, 시험용 타이어에 트레드 패턴을 조각을 위해서는, 패턴이 조각되지 않은 스무드 타이어에 패턴디자인이 인쇄된 트레이싱지를 부착시킨 후, 핸드 카빙 머신(이하 '카빙기'라 함)을 이용해 트레이싱지에 인쇄된 라인을 따라 작업자가 수작업으로 조각해야 했다.
특히, 타이어가 회전하는 방향을 따라 형성되는 직선형의 그루브를 조각하기 위해서는 휠에 결합된 스무드 타이어가 지면에 이격된 상태로 회전할 수 있도록 형성된 카빙장치에 결합하고, 이 스무드 타이어의 외면에 카빙기를 밀착시킨 상태에서 일정한 힘과 속도로 스무드 타이어를 회전시켜주어야 했다.
하지만, 종래와 같이 카빙 작업이 수동으로 이루어짐에 따라 작업자의 숙련도에 따른 품질 정밀도에 차이가 발생하여 조각된 시험용 타이어의 정확한 시험을 하기가 어려웠을 뿐만 아니라, 그루브를 생성하는 것이 정밀한 작업을 요하는 만큼 작업시간의 증대에 따른 생산성이 저하되었으며, 패턴디자인에 맞는 정확한 그루브를 생성하기 위해 카빙기를 가압한 상태를 유지해야 하는 등의 이유로 작업자의 피로도가 가중되는 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제365962호 (2002.12.27., 타이어 트레드 패턴 조각장치) 한국등록특허공보 제1209840호 (2012.12.07., 장탈착성이 용이한 트레드 패턴조각용 타이어 고정장치)
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 패턴디자인에 맞게 직선형 타이어 그루브를 정확한 위치와 크기로 조각하여, 품질 정밀도를 향상시킬 수 있는 타이어 그루브 카빙장치를 제공함에 있다.
또한, 직선형 타이어 그루브의 카빙 작업을 반자동으로 이루어지도록 하면서도, 숙련자는 물론 비숙련자도 다양한 패턴디자인의 테스트용 타이어를 정밀하게 조각할 수 있도록 함으로써, 생산성의 증대 및 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있는 타이어 그루브 카빙장치를 제공함에 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로, 휠에 장착된 스무드 타이어를 패턴디자인에 맞게 조각하기 위한 타이어 그루브 카빙장치에 있어서, 일측에는 정·역방향으로 회전하는 회전모터의 구동축에 연동되는 회전체가 결합되고, 상기 회전체의 외면에는 상기 휠의 중심축이 삽입 및 고정되며, 상기 휠에 결합된 상기 스무드 타이어가 지면에 이격된 상태로 회전하도록 마련되는 지지부와, 상기 스무드 타이어의 그루브를 조각하는 카빙기가 상기 회전체와 평행하게 이동하도록 결합되고, 상기 카빙기가 상기 스무드 타이어의 패턴디자인에 따라 선택된 위치에서 고정되도록 마련되는 이송부와, 상기 이송부가 회전함에 따라 상기 카빙기의 하면에 결합된 카빙날이 상기 스무드 타이어에 그루브를 조각할 수 있도록, 상기 지지부의 일측 외면에 설치되어 상기 이송부가 상기 회전체와 직각 방향으로 회동하도록 결합되는 회동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 지지부는 상기 회전체가 결합된 일측에 상·하 길이방향으로 절개부가 마련되고, 상기 회전체는 상기 지지부 내에 마련된 승강수단을 통해 상기 절개부에서 상·하 이동되도록 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 승강수단은 외면에 나선 형상의 요철부가 형성되어 상기 회전모터에 결합되는 상하이동부재와, 회전방향에 따라 상기 상하이동부재가 상승 및 하강하도록 상·하로 길게 형성된 외면에 상기 요철부와 대응되는 형상의 체결부가 형성되어 상기 상하이동부재에 기어 결합되는 가이드부재와, 정·역방향으로 회전하도록 형성된 회전축에 상기 가이드부재가 연동하여 회전하도록 결합되는 승강모터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송부는 일측면에 돌출된 연결조인트를 통해 상기 회동부에 결합되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 일측에 결합되어 상기 카빙기의 이동을 가이드하는 안내레일과, 상기 지지프레임의 타측에 결합되어 이송수단에 의해 상기 카빙기를 이송하는 이송레일과, 상기 안내레일 및 이송레일의 끝단부에 상기 지지프레임과 대향되도록 설치되는 고정프레임을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송수단은 상기 안내레일 및 이송레일의 외면에 양측이 삽입되어 이송되고 하면에 상기 카빙기가 결합되는 이송몸체와, 상기 이송레일이 삽입되는 상기 이송몸체의 내면에 나선 형상으로 형성된 안내기어와, 상기 안내기어와 기어 결합되어 상기 이송레일의 회전에 의해 상기 이송몸체가 이송되도록 상기 이송레일의 외면에 축방향을 따라 형성된 이송기어와, 상기 이송레일이 정·역 방향으로 회전하도록 회전력을 공급하는 회전력공급수단을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전력공급수단은 상기 지지프레임 또는 고정프레임 중 적어도 어느 하나의 외면에 설치되며, 상기 이송레일에 수동으로 회전력을 전달하는 이송손잡이 또는 전기력에 의해 회전력을 전달하는 이송모터 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송부는 상기 이송몸체의 상면에 결합되고, 상기 카빙기가 상기 이송몸체에 이격되는 거리를 조절하는 조절레버가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이송몸체의 위치 및 이동거리를 식별하여 정밀하게 조각할 수 있도록 상기 안내레일의 외면에는 치수가 표시된 수치안내부가 마련되고, 상기 이송몸체에는 상기 안내레일이 삽입되는 측으로 기준선이 표시된 수치식별부가 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회동부 및 이송부의 결합 부위에는 상기 이송부가 회동된 위치에서 고정되도록 하는 고정수단이 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정수단은 상기 회동부에 삽입된 상기 연결조인트의 외면에 톱니 형상으로 돌출되는 돌출편과, 상기 회동부의 일측에 회동가능하게 결합되며 상기 돌출편에 지지되어 상기 이송부의 회전이 선택된 위치에서 고정되도록 하는 고정편을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회동부에 결합된 상기 연결조인트에는 상기 이송부가 회동되도록 회전력을 전달하는 회동손잡이가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지부의 일측에는 상기 회전체의 회전을 감속하거나 정지시키는 제동수단이 결합되고, 상기 제동수단은 상기 회전체보다 큰 직경으로 형성되어 중심축이 그 외면에 결합되는 디스크로터와, 상기 디스크로터의 외면에 직접 접촉하여 회전을 제한하는 브레이크패드와, 상기 디스크로터에 상기 브레이크패드의 접촉 여부를 결정하는 브레이크페달을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 타이어 종그루브 전용 카빙 장치를 통해 숙련자는 물론 비숙련자도 다양한 패턴디자인에 맞게 직선형 타이어 그루브를 정밀하고 정확하게 조각할 수 있고, 균일한 제품의 다량 생산이 가능하며, 작업자의 피로도 감소에 따른 효율성이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 타이어 종그루브 전용 카빙 장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 대한 분해사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 지지부를 발췌하여 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 대한 부분절개사시도,
도 5는 도 3에 대한 측단면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 이송부를 발췌하여 나타낸 사시도,
도 7은 도 6에 대한 저면사시도,
도 8은 도 6에 대한 A-A단면도,
도 9는 도 6에 대한 B-B단면도,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 회동부에 이송부가 결합된 상태를 발췌하여 나타낸 사시도,
도 11은 도 10에 대한 C-C단면도,
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 이송몸체가 이송된 상태를 나타낸 사용상태도,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 다른 이송부가 회동된 상태를 나타낸 사용상태도,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 스무드 타이어의 외면이 카빙기에 의해 조각된 상태를 나타낸 사용상태도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 타이어 종그루브 전용 카빙 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 타이어 종그루브 전용 카빙 장치는 휠(W)이 결합된 스무드 타이어(T)를 패턴디자인에 맞게 조각하기 위한 것으로, 특히 타이어의 다양한 패턴디자인 중에서도 타이어가 회전하는 방향을 따라 직선형으로 형성되는 그루브를 조각하기 위한 것이며, 이를 위해 크게 지지부(100), 이송부(200), 회동부(300)로 구성된다.
지지부(100)는 스무드 타이어(T)에 패턴디자인을 조각하기 위해 이 스무드 타이어(Smooth Tire)가 장착된 휠(Wheel)이 결합되는 것으로, 지지부(100)의 내측에는 정·역방향으로 회전하는 회전모터(110)가 설치되고, 이 회전모터(110)의 구동축에는 스무드 타이어(T)가 장착된 휠(W)의 중심축이 삽입되어 회전모터(110)의 회전방향을 따라 스무드 타이어(T)가 회전되도록 하는 회전체(120)가 결합된다.
이러한 회전체(120)는 도 3에 도시한 바와 같이, 휠(W)이 삽입되는 위치를 제한하며 결합된 휠(W)의 일측면을 지지하는 지지판(121)과, 삽입된 휠(W)이 회전체(120)의 회전에 연동하여 회전할 수 있도록 회전체(120)와 이에 삽입된 휠(W) 사이가 견고하게 밀착된 상태가 되도록 하는 부싱(122)과, 삽입된 휠(W)의 이탈을 방지하고 부싱(122)의 삽입상태를 가압 지지하는 가압부재(123)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 지지부(100)에 설치되는 회전모터(110) 및 회전체(120)는 스무드 타이어(T)가 장착된 휠(W)의 중심축이 삽입 및 고정되었을 때, 스무드 타이어(T)가 지면에 이격된 상태가 되도록 설치되는 것이 바람직하며, 이는 직선형 그루브를 균일하게 조각하기 위해 스무드 타이어(T)를 저속으로 일정하게 회전할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 지지부(100)는 패턴디자인을 조각하기 위한 스무드 타이어(T)의 크기 즉, 스무드 타이어(T)가 결합된 휠(W)의 크기에 따라 지면에 이격되는 높이를 조절함과 동시에 작업하기 용이한 높이로 설정하기 위해, 회전체(120)가 결합되는 면에는 회전체(120)가 상·하 길이방향으로 이동할 수 있도록 그 이동 방향을 따라 절개된 절개부(130)가 마련되고, 내부에는 회전체(120) 및 이 회전체(120)가 결합된 회전모터(110)를 상·하 이동되도록 하는 승강수단(140)이 마련된다.
여기서, 승강수단(140)은 도 4 및 5와 같이 일측 또는 양측 외면에 나선 형상의 요철부(142)가 형성되어 회전모터(110)의 외면에 결합되는 상하이동부재(141)와, 상·하로 길게 형성된 외면에 요철부(142)와 대응되는 형상의 체결부(144)가 형성되어 상하이동부재(141)에 기어 결합되는 가이드부재(143)와, 정·역방향으로 회전하도록 형성되어 그 구동축에 결합된 가이드부재(143)가 연동하여 회전되도록 하는 승강모터(145)로 구성된다.
이러한 승강수단(140)은 요철부(142)가 형성된 상하이동부재(141)의 반대 측면에 상·하 이동방향으로 지지레일부(146)를 마련하고, 지지부(100)의 내면에는 이 지지레일부(146)와 대응되는 형상의 지지안내부(147)를 더 마련하여, 상하이동부재(141)가 지지부(100)의 내면에 지지된 상태에서 안정적으로 승강되도록 하는 것이 바람직하다.
더불어, 지지부(100)의 일측에는 스무드 타이어(T)에 사선 또는 가로방향의 그루브를 생성하는 경우 스무드 타이어(T)가 유동되지 않도록 고정시킨 상태에서 정밀한 조각이 이루어지도록 하기 위해 회전체(120)의 회전을 감속하거나 정지시키는 제동수단(150)이 결합되는 것으로, 이러한 제동수단(150)은 회전체(120)보다 큰 직경으로 형성되어 중심축이 그 외면에 결합되는 디스크로터(151)와, 디스크로터(151)의 외면에 직접 접촉하여 회전을 제한하도록 하는 브레이크패드가 장착된 브레이크몸체(152)와, 브레이크몸체(152)에 공압 또는 유압을 공급하여 디스크로터(151)에 브레이크패드가 접촉되도록 하는 브레이크페달(153)을 포함하여 구성된다.
이송부(200)는 스무드 타이어(T)의 그루브를 조각하는 카빙기(250)가 결합되는 것으로, 이송부(200)에 결합된 카빙기(250)는 회전체(120)에 대해 평행하게 이동하면서 스무드 타이어(T)의 패턴디자인에 따라 선택된 위치에서 고정되도록 마련된다.
이때, 도 6과 같이 이송부(200)는 후술할 회동부(300)와 결합되는 측에 연결조인트(211)가 돌출되는 지지프레임(210)과, 지지프레임(210)의 일측에 회전체(120)와 평행하게 결합되어 카빙기(250)의 이동을 가이드 하는 안내레일(220)과, 안내레일(220)과 평행하게 이격된 상태로 지지프레임(210)의 타측에 결합되는 이송레일(230)과, 안내레일(220) 및 이송레일(230)의 외면에 양측이 결합되어 이송수단(270)에 의해 카빙기(250)를 이송하는 이송몸체(240)와, 안내레일(220) 및 이송레일(230)의 끝단부에 지지프레임(210)과 대향되도록 설치되는 고정프레임(260)을 포함하여 구성된다.
여기서, 카빙기(250)는 도 7과 같이 그 하면에 결합된 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)의 회전방향과 직각을 이루도록 한 상태에서 이송몸체(240)의 하면에 결합된다.
상기한 이송수단(270)은 도 8과 같이 이송레일(230)이 삽입되는 이송몸체(240)의 내면에 나선 형상으로 형성되는 안내기어(271)와, 안내기어(271)와 기어 결합되어 이송레일(230)의 회전에 의해 이송몸체(240)가 이송되도록 이송레일(230)의 외면에 축방향을 따라 형성되는 이송기어(272)와, 이송레일(230)이 정·역방향으로 회전하도록 회전력을 공급하는 회전력공급수단(273)을 포함하여 구성된다.
이러한 회전력공급수단(273)은 이송레일(230)에 수동으로 회전력을 전달하는 이송손잡이(273a)이거나, 전기력에 의해 회전력을 전달하는 이송모터(273b) 중 적어도 하나로 선택되어, 지지프레임(210) 또는 고정프레임(260) 중 적어도 어느 하나의 외면에 설치될 수 있다.
본 제1실시예에 따른 회전력공급수단(273)은 이송손잡이인(273a)인 것으로 도시하였으나, 도 6의 (가)에 도시한 바와 같이 이송모터(273b)가 선택되어 설치될 수 있으며, 이송손잡이(273a)의 설치 위치 또한 고정프레임(260)의 끝단면에 설치된 것으로 도시하였으나, 이러한 이송손잡이(273a)의 설치위치는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 실시예에 해당할 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 첨부한 도면에서 회동부(300)에 결합되는 연결조인트(211)는 지지프레임(210)에 편심되게 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 이송부(200)가 회전하여 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)의 외면에 밀착되어 카빙날(251)을 이용한 그루브 조각을 용이하게 하기 위한 것으로, 회동부(300)와 회전체(120)의 결합위치 및 휠(W)의 크기에 따라 형성되는 위치가 달라질 수 있는 것이다.
한편, 이송몸체(240)의 위치 및 이동거리를 식별하여 패턴디자인에 맞는 정밀 가공을 위해 안내레일(220)의 외면에 치수가 표시된 수치안내부(221)와, 이송몸체(240)에 안내레일(220)이 삽입되는 측으로 기준선이 표시된 수치식별부(241)가 마련되는 것이 바람직하다.
이때, 카빙기(250)가 결합된 이송몸체(240)의 상면에는 카빙기(250)가 이송몸체(240)에 이격되는 거리를 조절하는 조절레버(280)가 마련되는 것으로, 도 9에 도시한 바와 같이 이러한 조절레버(280)의 외면에는 나선 형상의 조절기어(281)가 형성되고, 조절레버(280)가 결합되는 내면에는 조절기어(281)의 이동을 안내하는 기어홈(282)이 형성된다.
여기서, 이송몸체(240)에는 조절레버(280)의 작동에 따라 카빙기(250)가 안정적으로 이동하면서도 이송몸체(240)에 결합된 상태를 유지할 수 있도록, 조절레버(280)와 이격된 위치에서 카빙기(250)의 상면에 결합되는 하나 이상의 보조레일(290)이 더 구비될 수 있다.
회동부(300)는 지지부(100)의 상측에 설치되어 이송부(200)가 회전체(120)에 직각방향으로 회동되도록 하는 것으로, 이송부(200)가 회동함에 따라 카빙기(250)의 하면이 스무드 타이어(T)의 외면에 접촉된 상태가 되도록 하여, 카빙기(250)의 하면에 결합된 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 그루브를 조각할 수 있도록 마련된다.
이때, 회동부(300) 및 이송부(200)의 결합 부위에는 이송부(200)가 회동된 위치에서 고정되도록 하는 고정수단(310)이 마련되며, 이러한 고정수단(310)은 도 10 및 11에 도시한 바와 같이 회동부(300)에 삽입된 연결조인트(211)의 외면에 톱니 형상으로 돌출되는 돌출편(311)과, 회동부(300)의 일측에 회동가능하게 결합되며 돌출편(311)에 지지되어 이송부(200)의 회전이 선택된 위치에서 고정되도록 하는 고정편(312)을 포함하여 구성된다.
또한, 회동부(300)에 결합된 연결조인트(211)에는 이송부(200)가 회동하도록 회전력을 전달하는 회동손잡이(320)와, 이 회동손잡이(320)가 이송부(200)에 회전력을 전달하지 않는 경우 지지부(100)에 안착되도록 하는 안착부(321)가 더 구비되는 것이 바람직하며, 첨부한 도면에서 회동손잡이(320)는 연결조인트(211)의 끝단부에 결합된 것으로 도시하였으나, 이와는 달리 회동부(300)와 지지프레임(210)의 사이에 결합되거나 이송부(200)의 회동방향을 따라 회동부(300)에 절개부(130)위를 마련하여 이 절개부(130)위에 결합될 수 있다.
더불어, 이송부(200)를 회동시키기 위해 회동손잡이(320)를 수동으로 회전시키는 방법 외에도, 회동부(300)의 일측에 정·역방향으로 회전하는 회동모터(미도시)를 두고, 이 회동모터의 구동축에 연결조인트(211)를 결합할 수도 있다.
본 발명의 제1실시예에 따라 회전체(120)를 회전시키는 회전모터(110)와, 회전체(120) 및 회전체(120)가 결합된 회전모터(110)를 승강시키는 승강모터(145)와, 이송레일(230)을 회전시키는 회전력공급수단(273)으로 사용되는 이송모터(미도시)는 정밀한 속도 제어를 위해 모두 서보모터(Servo-Motor)가 사용되는 것이 바람직하며, 이러한 서보모터의 세부 구성 및 구동원리는 이미 공지된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기한 모터들의 제어는 지지부(100)의 일측에 설치된 제어부(160)를 통해 제어되는 것이며, 상기한 모터들은 이러한 제어부(160)를 통해 개별적으로 제어되거나 상호 유기적으로 동작하도록 제어될 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 타이어 종그루브 전용 카빙 장치에 대한 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도 12 내지 14에 도시한 바와 같이, 그루브를 조각하기 위한 스무드 타이어(T)가 지지부(100)에 결합되면, 이송레일(230)을 회전시키는 회전력공급수단(273)을 통해 패턴디자인이 인쇄되어 스무드 타이어(T)에 부착된 트레이싱지의 직선형 패턴 위치로 이송몸체(240)를 이송시킨다.
상기한 패턴디자인이 인쇄된 트레이싱지는 스무드 타이어(T)를 회전체(120)에 결합하기 전에 부착하거나, 회전체(120)에 결합하고 난 이후에 부착할 수 있다.
이때, 이송몸체(240)에는 수치식별부(241)가 표시되고, 안내레일(220)에는 수치안내부(221)가 표시되어 있으므로, 지지부(100) 측에 위치한 스무드 타이어(T)의 일측면으로부터 패턴디자인이 형성된 위치로의 정밀한 이동이 가능하다.
여기서, 수치식별부(241)의 형성 위치를 카빙기(250)의 하면에 결합된 카빙날(251)의 중심부 또는 카빙날(251)의 일측 끝단에 일치되도록 하여, 수치안내부(221)를 통해 이송된 이송몸체(240)의 위치가 그루브의 조각위치와 일치되도록 하는 것이 바람직하다.
직선형 그루브를 조각하기 위한 위치로 이송몸체(240)를 이송시킨 후에는 회동손잡이(320)를 이용해 이송부(200)를 회동시켜 이송몸체(240)의 하부에 결합된 카빙기(250) 즉, 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)의 외면에 접촉되도록 하며, 접촉된 상태에서 카빙날(251)의 일부가 스무드 타이어에 삽입되면 이송부(200)를 더 회동시켜 카빙기(250)의 하면이 스무드 타이어(T)의 외면에 직각 상태로 접촉되도록 한다.
여기서, 이송부(200)를 회동시키는 이유는 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 용이하게 삽입되도록 하여 깨끗하고 정확한 조각면을 얻기 위한 것으로, 스무드 타이어(T)의 표면은 경질로 이루어져 카빙날(251)이 일시에 접촉되는 경우 스무드 타이어(T)의 표면이 뜯겨진 형태가 되거나 카빙기(250)가 파손되는 문제가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
따라서, 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 삽입될 수 있도록 하기 위해서는 이송부(200)를 회동시켜 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 접촉될 때, 스무드 타이어(T)를 저속으로 회전시켜 보다 용이하게 카빙날(251)이 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 카빙기(250) 내에는 열선이 설치되어 카빙 작업시 스무드 타이어(T)의 접촉면 및 카빙날(251)에 열을 가하게 되는데, 이는 경질의 스무드 타이어(T)에 카빙기(250)가 접촉됨에 따라 접촉면이 무르게 변해 카빙날(251)이 용이하게 이동할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이를 통해 그루브의 형성 부위를 용이하게 조각할 수 있음은 물론 깨끗하고 정확하게 조각할 수 있게 된다.
한편, 카빙기(250)는 이송몸체(240)에 구비된 조절레버(280)를 통해 이격되는 거리가 조절되는데, 이는 휠(W)의 크기가 변경됨에 따라 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 접촉되는 위치가 변경되는 경우에도 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)의 외면에 용이하게 삽입될 수 있도록 하고, 삽입된 상태에서 카빙기(250)에서 생성된 열이 스무드 타이어(T)의 조각면에 전달되도록 하여 깨끗하고 정밀하게 조각하기 위함이다.
휠(W)의 크기가 변경되는 경우에는, 이송부(200)를 회동하여도 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 삽입되기 어려워지거나, 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 삽입된 상태라 하더라도 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)의 외면에 접촉되지 않을 수 있는데, 이때에는 카빙기(250)의 열선을 통해 생성된 열이 스무드 타이어(T)에 전달되지 못하게 되어 경질된 상태에서 조각이 이루어지게 되므로, 용이하고 정밀한 그루브의 조각을 할 수 없게 된다.
뿐만아니라, 카빙날(251)은 그루브의 깊이 및 형상에 따라 변경하여 결합되는데, 특히 그루브의 깊이에 따라 설치된 카빙날(251)은 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)의 외면에 접촉된 상태임을 고려한 것이어서, 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 이격된 상태에서 카빙 작업이 이루어지는 경우에는 패턴디자인에 따른 정확한 그루브의 조각을 할 수 없게 되므로, 상기한 문제점들을 방지하고자 조절레버(280)를 통해 카빙기(250)가 이송몸체(240)에 이격되는 거리를 조절되도록 한 것이다.
다음으로, 이송부(200)의 회동을 통해 카빙날(251)이 스무드 타이어(T)에 삽입되고, 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)의 외면에 접촉된 상태가 되면, 연결조인트(211)의 외면에 형성된 돌출편(311)에 고정편(312)이 삽입되어 이송부(200)의 회동된 상태가 유지된다.
여기서, 상기한 고정편(312)은 자중에 의해 돌출편(311)의 외면에 가압 지지된 상태로 형성되는 것이고, 돌출편(311)은 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 접촉되는 회동방향으로 만곡된 형상으로 형성되는 것이므로, 회동손잡이(320)를 통해 회동되는 이송부(200)는 스무드 타이어(T) 측으로 원활하게 회동되어 설정된 위치에서 고정되면서도 그 반대 방향으로는 회동이 되지 않게 되어, 카빙기(250)와 스무드 타이어(T)가 접촉된 상태를 유지할 수 있는 것이다.
이처럼, 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 접촉되고, 이송부(200)의 회동이 고정수단(310)에 의해 고정된 상태가 되면, 회전모터(110)를 구동시켜 회전체(120) 및 이에 결합된 스무드 타이어(T)가 회전되도록 함으로써, 직선형 그루브를 균일하게 조각할 수 있게 된다.
이후, 하나의 직선형 그루브의 조각이 완료되면, 회전모터(110)의 구동을 정지시키고, 돌출편(311)에 삽입된 고정편(312)이 이탈된 상태가 되도록 하여 회동손잡이(320)를 이용해 이송부(200)를 회동시킴으로써, 카빙기(250)가 스무드 타이어(T)에 이격된 상태가 된다.
이때, 이송부(200)를 회동시킨 상태에서는 회동된 이송부(200)가 자중에 의해 다시 회전하여 카빙기(250)와 스무드 타이어(T)가 접촉된 상태가 되지 않도록 돌출편(311) 사이에 고정편(312)을 삽입한다.
상기한 바와 같이, 하나의 직선형 그루브를 조각하기 위한 과정을 세부적으로 살펴보면, ① 그루브 조각위치로의 이송몸체(240) 이송, ② 회동손잡이(320)를 통한 이송부(200)의 회동, ③ 이송부(200)의 회동을 통한 카빙기(250)와 스무드 타이어(T)의 접촉 및 스무드 타이어(T) 내에 카빙날(251) 삽입, ④ 고정수단(310)을 통한 이송부(200)의 회동 고정, ⑤ 회전모터(110)를 통한 스무드 타이어(T)의 회전, ⑥ 스무드 타이어(T)의 회전에 따른 직선형 그루브 조각, ⑦ 조각이 완료된 상태에서 회전모터(110)의 회전 정지, ⑧ 돌출편(311)에 삽입된 고정편(312) 이탈, ⑨ 이송부(200)가 스무드 타이어(T)에 이격되도록 회동, ⑩ 회동된 이송부(200)가 고정되도록 돌출편(311)에 고정편(312) 삽입의 과정을 반복하면 된다.
이와 같이 직선형 그루브의 조각을 완료하고 난 이후, 사선 또는 가로방향의 그루브를 조각하는 경우에는 회전모터(110)의 회전이 정지된 상태라 하더라도 미세한 흔들림이 있을 수 있으므로, 제동수단(150)을 통해 회전체(120)의 회전이 방지되도록 한 상태에서 조각을 실시하는 것이 바람직하다.
이러한 제동수단(150)은 회전모터(110)의 작동 중 긴급한 제동이나, 수동으로 회전체(120)를 회전시키는 경우 회전속도의 감속이나, 직선형 그루브 외의 조각을 위한 회전체(120)의 회전 방지와 같은 다양한 목적으로의 활용이 가능하다.
이처럼, 타이어 종그루브 전용 카빙 장치를 통해 숙련자는 물론 비숙련자도 다양한 패턴디자인에 맞게 직선형 타이어 그루브를 정밀하고 정확하게 조각할 수 있고, 균일한 제품의 다량 생산이 가능하며, 작업자의 피로도 감소에 따른 효율성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위내에 있는 것으로 본다.
W : 휠 T : 스무드 타이어
100 : 지지부 110 : 회전모터
120 : 회전체 121 : 지지판
122 : 부싱 123 : 가압부재
130 : 절개부 140 : 승강수단
141 : 상하이동부재 142 : 요철부
143 : 가이드부재 144 : 체결부
145 : 승강모터 146 : 지지레일부
147 : 지지안내부 150 : 제동수단
151 : 디스크로터 152 : 브레이크몸체
153 : 브레이크페달 160 : 제어부
200 : 이송부 210 : 지지프레임
211 : 연결조인트 220 : 안내레일
221 : 수치안내부 230 : 이송레일
240 : 이송몸체 241 : 수치식별부
250 : 카빙기 251 : 카빙날
260 : 고정프레임 270 : 이송수단
271 : 안내기어 272 : 이송기어
273 : 회전력공급수단 273a : 이송손잡이
280 : 조절레버 281 : 조절기어
282 : 기어홈 290 : 보조레일
300 : 회동부 310 : 고정수단
311 : 돌출편 312 : 고정편
320 : 회동손잡이

Claims (12)

  1. 휠(W)에 장착된 스무드 타이어(T)를 패턴디자인에 맞게 조각하기 위한 카빙 장치에 있어서,
    일측에는 정·역방향으로 회전하는 회전모터(110)의 구동축에 연동되는 회전체(120)가 결합되고, 상기 회전체(120)의 외면에는 상기 휠(W)의 중심축이 삽입 및 고정되며, 상기 휠(W)에 결합된 상기 스무드 타이어(T)가 지면에 이격된 상태로 회전하도록 형성된 지지부(100);
    상기 스무드 타이어(T)의 그루브를 조각하는 카빙날(251)이 하부면에 형성된 카빙기(250)를 상기 회전체(120)와 평행하게 이동시키며, 그 평행 이동된 상기 카빙기(250)가 상기 스무드 타이어(T)의 패턴디자인에 따라 고정되도록 형성된 이송부(200);
    상기 지지부(100)의 일측 외면에 상기 이송부(200)와 카빙기(250)가 상·하 방향으로 회동되어 상기 스무드 타이어(T)에 멀어지거나 가까워지도록 설치되고, 상기 카빙기(250)가 상기 스무드 타이어(T)에 가까워지도록 하향 회동되어 상기 카빙날(251)이 상기 스무드 타이어(T)에 접촉되게 회동된 경우 그 카빙날(251)에 의해 상기 스무드 타이어(T)의 그루브가 조각되게 형성된 회동부(300);를 포함하여 구성되며,
    상기 이송부(200)는 일측면에 돌출된 연결조인트(211)를 통해 상기 회동부(300)에 결합되는 지지프레임(210)과, 상기 지지프레임(210)의 일측에 결합되어 상기 카빙기(250)의 이동을 가이드하는 안내레일(220)과, 상기 지지프레임(210)의 타측에 결합되어 이송수단(270)에 의해 상기 카빙기(250)를 이송하는 이송레일(230)과, 상기 안내레일(220) 및 이송레일(230)의 끝단부에 상기 지지프레임(210)과 대향되도록 설치되는 고정프레임(260)을 포함하여 구성된 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부(100)는 상기 회전체(120)가 결합된 일측에 상·하 길이방향으로 절개부(130)가 마련되고, 상기 회전체(120)는 상기 지지부(100) 내에 마련된 승강수단(140)을 통해 상기 절개부(130)에서 상·하 이동되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강수단(140)은 외면에 나선 형상의 요철부(142)가 형성되어 상기 회전모터(110)에 결합되는 상하이동부재(141)와, 회전방향에 따라 상기 상하이동부재(141)가 상승 및 하강하도록 상·하로 길게 형성된 외면에 상기 요철부(142)와 대응되는 형상의 체결부(144)가 형성되어 상기 상하이동부재(141)에 기어 결합되는 가이드부재(143)와, 정·역방향으로 회전하도록 형성된 회전축에 상기 가이드부재(143)가 연동하여 회전하도록 결합되는 승강모터(145)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단(270)은 상기 안내레일(220) 및 이송레일(230)의 외면에 양측이 삽입되어 이송되고 하면에 상기 카빙기(250)가 결합되는 이송몸체(240)와, 상기 이송레일(230)이 삽입되는 상기 이송몸체(240)의 내면에 나선 형상으로 형성된 안내기어(271)와, 상기 안내기어(271)와 기어 결합되어 상기 이송레일(230)의 회전에 의해 상기 이송몸체(240)가 이송되도록 상기 이송레일(230)의 외면에 축방향을 따라 형성된 이송기어(272)와, 상기 이송레일(230)이 정·역 방향으로 회전하도록 회전력을 공급하는 회전력공급수단(273)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전력공급수단(273)은 상기 지지프레임(210) 또는 고정프레임(260) 중 적어도 어느 하나의 외면에 설치되며, 상기 이송레일(230)에 수동으로 회전력을 전달하는 이송손잡이 또는 전기력에 의해 회전력을 전달하는 이송모터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 이송부(200)는 상기 이송몸체(240)의 상면에 결합되고, 상기 카빙기(250)가 상기 이송몸체(240)에 이격되는 거리를 조절하는 조절레버(280)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 이송몸체(240)의 위치 및 이동거리를 식별하여 정밀하게 조각할 수 있도록 상기 안내레일(220)의 외면에는 치수가 표시된 수치안내부(221)가 마련되고, 상기 이송몸체(240)에는 상기 안내레일(220)이 삽입되는 측으로 기준선이 표시된 수치식별부(241)가 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회동부(300) 및 이송부(200)의 결합 부위에는 상기 이송부(200)가 회동된 위치에서 고정되도록 하는 고정수단(310)이 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정수단(310)은 상기 이송부(200)의 일측면에 돌출되어 상기 회동부(300)에 끼워져 회동되는 연결조인트(211)의 외면에 톱니 형상으로 형성된 돌출편(311)과, 상기 돌출편(311)에 지지되어 상기 이송부(200)의 회전이 선택된 위치에서 고정되도록 상기 회동부(300)의 일측에 회동 가능하게 결합된 고정편(312)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결조인트(211)는 상기 이송부(200)가 회동되도록 회전력을 전달하는 회동손잡이(320)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 지지부(100)의 일측에는 상기 회전체(120)의 회전을 감속하거나 정지시키는 제동수단(150)이 결합되되, 상기 제동수단(150)은 상기 회전체(120)보다 큰 직경으로 형성되어 중심부가 상기 회전체(120)의 외면에 끼워져 결합되는 디스크로터(151)와, 상기 디스크로터(151)의 외면에 직접 접촉하여 회전을 제한하도록 하는 브레이크패드가 장착된 브레이크몸체(152)와, 상기 디스크로터(151)에 상기 브레이크패드의 접촉 여부를 결정하는 브레이크페달(153)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 종그루브 전용 카빙 장치.
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