KR102063843B1 - 타이어 유니포미티 보정 드럼 및 이를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치 - Google Patents

타이어 유니포미티 보정 드럼 및 이를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼은 타이어 내주면의 일측에 접촉하는 하부 드럼; 상기 하부 드럼에 승강 가능하게 구비되어 상기 하부 드럼이 접촉하지 않은 상기 타이어 내주면의 타측을 가압하는 상부 드럼; 및 상기 하부 드럼과 상기 상부 드럼을 연결하고, 상기 상부 드럼을 승강시키는 유압 구동부;를 포함하고, 상기 상부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적은 상기 하부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적보다 작을 수 있다.

Description

타이어 유니포미티 보정 드럼 및 이를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치{CORRECTING DRUM FOR TIRE UNIFORMITY AND CORRECTING APPARATUS FOR TIRE UNIFORMITY INCLUDING SAME}
본 발명은 타이어 유니포미티 보정 드럼 및 이를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기입 타이어는 외견상 원주방향의 내부 구조가 균일하게 보이지만, 설계 및 제조공정상의 한계로 인해 불가피한 불균일성을 내포하고 있다. 이러한 측면에서 타이어의 유니포미티(uniformity)는 타이어의 균일한 정도를 나타내며 타이어의 품질을 결정하는 척도로 활용된다.
타이어의 유니포미티를 판단하는 방법으로는 강성의 균일성을 나타내는 RFV(Radial Force Variation), LFV(Lateral Force Variation)와, 중량의 균일성을 나타내는 S/B(Static Balance), D/B(Dynamic Balance)와, 치수의 균일성을 나타내는 RRO(Radial Run Out), LRO(Lateral Run Out)가 있다.
이 중 RFV는 타이어의 반경방향 힘의 변동크기를 나타내는 척도로서, 타이어 축을 고정한 후 타이어에 하중을 가하고 타이어를 회전 시킬 때, 타이어에 하중을 가하는 드럼축 상하에 로드셀을 설치하여 타이어와 드럼 사이의 반발력을 측정하면 종 방향의 반발력에 대해 타이어의 1회전을 주기로 반발력의 변동폭이 규칙적인 웨이브로 나타나며 이 웨이브의 최고점과 최저점의 차이가 RFV이다. RFV는 특히 차량의 조정 안정성, 진동, 트레드 마모 등에 큰 영향을 미치지만, RFV의 불량은 완제품인 타이어에서 확인이 되더라도 개선이 가능하다.
종래의 유니포미티 개선 방법으로는, 타이어 반경방향의 반발력 중 최대점 부근(peak point)에 대응하는 타이어의 숄더부를 연마기로 그라인딩하여 RFV를 개선하는 그라인딩(grinding) 방법이 있으나, 이는 타이어 외관 품질 저하와 타이어 분진에 의한 작업 환경 악화 문제가 있었다. 또한 타이어 연마가루를 제거하기 위한 별도의 공정이 필요하게 되어 타이어 제조 공정상의 사이클 타임이 증가하는 문제점이 있었다.
이에 보다 효율적으로 타이어의 유니포미티를 개선할 수 있는 타이어 유니포미티 보정 장치에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 타이어의 유니포미티를 용이하게 개선할 수 있는 타이어 유니포미티 보정 드럼 및 이를 포함하는 타이어 보정 장치를 제공하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼은 타이어 내주면의 일측에 접촉하는 하부 드럼; 상기 하부 드럼에 승강 가능하게 구비되어 상기 하부 드럼이 접촉하지 않은 상기 타이어 내주면의 타측을 가압하는 상부 드럼; 및 상기 하부 드럼과 상기 상부 드럼을 연결하고, 상기 상부 드럼을 승강시키는 유압 구동부;를 포함하고, 상기 상부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적은 상기 하부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼에서 상기 상부 드럼은, 드럼 바디; 상기 드럼 바디의 내부에 구비되어 상기 드럼 바디를 가열하는 히터; 및 상기 드럼 바디의 원주 방향 양단부에 구비된 단열재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼에서 상기 드럼 바디의 원주 방향 양단부에는 폭방향으로 단차가 형성되고, 상기 단열재는 상기 단차에 안착되어 상기 드럼 바디에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼에서 상기 단열재 및 상기 드럼 바디를 관통하여 상기 단열재를 상기 드럼 바디에 고정시키는 체결 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 장치는 하우징; 상기 하우징 내측에 배치되는 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항의 타이어 유니포미티 보정 드럼; 상기 타이어 유니포미티 보정 드럼을 지지하는 지지대; 및 타이어를 운반하여 상기 타이어 유니포미티 보정 드럼에 고정하도록 상기 하우징에 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 이송부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 장치에서 상기 지지대는 상기 하우징의 바닥면에서 상측으로 돌출되어 상기 타이어 유니포미티보정 드럼을 상기 하우징 바닥면으로부터 소정 거리 이격되게 지지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 장치에서 상기 이송부는, 상기 타이어 유니포미티 보정 드럼의 전면부와 일면이 대향하게 배치되는 이송 패널; 상기 이송 패널의 일면에 회전가능하게 돌출 구비되고 상기 타이어를 고정하는 복수 개의 가이드 바; 상기 가이드 바를 고정시키는 핸들; 및 상기 이송 패널과 상기 하우징에 결합되어 상기 이송 패널의 이동을 안내하는 가이드 레일;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼 및 타이어 유니포미티 보정 장치는 용이하게 타이어의 유니포미티를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 교정 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 교정 드럼의 개략 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B'에 따른 개략 단면도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 교정 장치의 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 개략 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 교정 장치(1)는 하우징(100), 하우징(100) 내측에 배치되는 타이어 유니포미티 보정 드럼(200), 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)을 지지하는 지지대(300) 및 타이어를 운반하여 타이어 유니포미티 보정 드럼에 고정하도록 하우징(100)에 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 이송부(400)를 포함 할 수 있다.
하우징(100)은 타이어 유니포미티 고정 장치(1)의 외형을 규정할 수 있으며, 일 예로서 금속 프레임을 사용하여 제작될 수 있다. 하우징(100)은 내부 공간을 포함할 수 있으며, 하우징(100)의 내부에는 타이어의 유니포미티를 개선하는 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)이 구비될 수 있다.
타이어 유니포미티 보정 드럼(200)은 타이어의 내주면에 접촉하여, RFV(Radial Force Variation) 피크 포인트 부근에 열과 압력을 가함으로써, 타이어의 유니포미티를 개선할 수 있다. 예를 들어, 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)은 타이어 내주면의 일측에 접촉하는 하부 드럼(210)과 하부 드럼(210)에서 승강 가능하게 구비되는 상부 드럼(220)을 통해 타이어를 가압함으로써 타이어의 유니포미티를 개선할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
하우징(100) 내부에는 지지대(300)가 구비될 수 있다. 지지대(300)는 하우징(100)의 바닥면에서 상측으로 돌출되어 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)을 하우징(100) 바닥면으로부터 소정 거리 이격되게 지지할 수 있다.
한편, 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)에 타이어를 고정시키기 위해 이송부(400)가 구비될 수 있다. 이송부(400)는 하우징(100)에 슬라이드 이동하여 타이어를 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)에 착탈할 수 있으며, 예를 들어, 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)의 전면부와 일면이 대향하게 배치되는 이송 패널(410), 이송 패널(410)의 일면에 회전 가능하게 돌출 구비되고 타이어를 고정할 수 있는 복수 개의 가이드 바(420), 이송 패널(410)을 관통하여 구비되고 가이드 바를 고정시키는 핸들(430) 및 이송 패널(410)과 하우징(100)에 결합되어 이송 패널(410)의 이동을 안내하는 가이드 레일(440)을 포함할 수 있다.
이송부(400)에 의해 타이어가 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)에 장착되는 과정을 설명하면, 우선 타이어의 외주면이 가이드 바(420)에 접하도록 타이어를 가이드 바(420)에 고정하는 단계가 수행될 수 있다. 이어서, 보정 대상 위치 즉, RFV 피크 포인트가 이송 패널(410)을 정면에서 바라봤을 때 12시 방향에 위치하도록 타이어를 회전시키는 단계가 수행될 수 있다. 여기서 가이드 바(420)의 회전에 의해 타이어는 회전할 수 있다. 타이어의 RFV 피크 포인트가 12시 방향에 위치한 경우, 핸들(430)을 사용하여 가이드 바(420) 및 타이어를 고정할 수 있다. 이어서, 이송 패널(410)을 가이드 레일(440)을 따라 하우징(100)측으로 슬라이드 이동시켜, 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)이 타이어 내주면에 접촉시킬 수 있으며, 이상과 같은 일련의 과정을 거쳐 타이어를 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)에 장착할 수 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 더 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)의 상세 구성에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 교정 드럼의 개략 사시도이고, 도 4는 도 3의 B-B'에 따른 개략 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)은 타이어의 내주면에 열과 압력을 가하여 타이어의 유니포미티를 개선하기 위해 구비되는 것으로서, 예를 들어, 타이어 내주면의 일측에 접촉하는 하부 드럼(210), 하부 드럼(210)에 승강 가능하게 구비되어 하부 드럼(210)이 접촉하지 않은 타이어 내주면의 타측을 가압하는 상부 드럼(220) 및 하부 드럼(210)과 상부 드럼(220)을 연결하고, 상부 드럼(220)을 승강시키는 유압 구동부(230)를 포함할 수 있다.
하부 드럼(210)은 금속재로 제작될 수 있으며, 지지대(300)에 고정 설치될 수 있다. 하부 드럼(210)의 외면은 타이어의 내주면에 대응되게 곡면으로 구비될 수 있으며, 예를 들어, 하부 드럼(210)은 상측이 개방된 뉘어진 원기둥 형상으로 구비될 수 있다.
하부 드럼(210)의 내측에는 유압 구동부(230)가 구비될 수 있다. 유압 구동부(230)는 하부 드럼(210)과 상부 드럼(220)을 연결할 수 있으며, 유압 구동부(230)가 구동하는 경우, 상부 드럼(220)은 승강할 수 있다. 이러한 유압 구동부(230)는 일 예로서, 유압 실린더로 구비될 수 있다. 또한, 유압 구동부(230)는 별도의 제어부(미도시)에 의해 구동여부가 제어될 수 있으며, 제어부는 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함하는 연산장치를 포함할 수 있다.
타이어가 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)에 장착되는 경우 하부 드럼(210)은 타이어 내주면의 일측, 다시 말해, 타이어 내주면의 하측에 접촉할 수 있다.
한편, 상부 드럼(220)은 가열된 상태에서 타이어의 내주면의 타측 다시 말해, 타이어 내주면의 상측을 가압함으로써, 타이어의 유니포미티를 개선시킬 수 있다. 이러한 상부 드럼(220)은 금속재로 제작될 수 있으며, 예를 들어, 상부 드럼(220)의 외형을 규정하는 드럼 바디(221), 드럼 바디(221)의 내부에 구비되어 드럼 바디(221)를 가열하는 히터(222) 및 드럼 바디의 원주 방향 양단부에 구비된 단열재(223)를 포함할 수 있다. 여기서 방향에 대한 용어를 정의하면 원주 방향이란 도 3을 기준으로 타이어 유니포미티 보정 드럼의 외주면을 따라 회전하는 방향을 의미할 수 있다.
드럼 바디(221)는 상부 드럼(220)의 외형을 형성할 수 있으며, 유압 구동부(230)에 연결되어 하부 드럼(210)의 개방된 상측에 배치될 수 있다. 드럼 바디(221)의 외주면은 타이어의 내주면에 대응되게 곡면으로 구비될 수 있다. 따라서, 상부 드럼(220)과 하부 드럼(210)은 전체적으로 뉘어진 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 유압 구동부(230)에 의해 상부 드럼(220)이 상승하는 경우 드럼 바디(221)는 상면이 타이어의 내주면과 접촉하여 타이어를 가압하여 타이어의 유니포미티를 개선할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 드럼 바디(221)는 가열된 상태에서 타이어의 내주면을 가압할 수 있으며, 이 때, 타이어 비드쪽의 림의 소성변형이 발생하게 된다. 이와 같이 타이어 비드쪽의 림을 소성 변형 시킴으로써 드럼 바디(221)는 타이어의 유니포미티를 개선시킬 수 있다.
드럼 바디(221)의 내부에는 드럼 바디(221)를 가열하는 적어도 하나의 히터(222)가 구비될 수 있다. 히터(222)에 의해 드럼 바디(221)는 가열될 수 있으며, 이에 따라, 드럼 바디(221)가 타이어의 내주면을 가압하는 경우 드럼 바디(221)는 용이하게 타이어 내주면의 소성 변형을 유발시켜 타이어의 유니포미티를 개선시킬 수 있다.
한편, 드럼 바디(221)의 원주 방향 양단부에는 곡면(R)이 형성될 수 있다. 이와 같이 드럼 바디(221)에 곡면을 형성함으로써, 본 발명의 일 실시에에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)은 타이어 유니포미티 보정 작업 중 타이어의 외관 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 다시 말해, 상부 드럼(220)이 상승하여 타이어 내주면을 가압하는 경우, 상부 드럼(220)과 하부 드럼(210)의 원주 방향 단부가 접촉하는 타이어 내주면에는 응력이 집중될 수 있다. 이와 같이 타이어 내주면에 응력이 집중되면 외관 불량이 발생할 수 있으므로, 드럼 바디(221)의 원주 방향 양단부에 곡면(R)을 형성하여 응력이 단부에 집중되는 현상을 완화할 수 있다.
뿐만 아니라, 드럼 바디(221)의 원주 방향 양단부에는 테두리를 따라 단열재(223)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 드럼 바디(221)의 원주 방향 양단부에는 폭방향으로 단차(221a)가 형성될 수 있으며, 단열재(223)는 단차(221a)에 안착되어 드럼 바디(221)에 고정될 수 있다. 여기서, 단열재(223)는 단열재(223) 및 드럼 바디(221)를 관통하는 체결부재(224)에 의해 드럼 바디(221)에 고정될 수 있다. 단열재(223)는 일 예로서 Poly ether ether ketone 수지를 압출 성형한 PEEK 소재로 구비될 수 있다. 이와 같이 단열재(223)를 구비함으로써, 드럼 바디(221) 양측 단부와 접촉하는 타이어 내주면이 과도하게 변형되어 타이어의 외관 불량이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상부 드럼(220)은 하부 드럼(210)에 비해 상대적으로 작은 원주면을 가지도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 상부 드럼(220)이 타이어 내주면에 접촉하는 면적은 하부 드럼(210)이 타이어의 내주면에 접촉하는 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 유니포미티 보정 드럼(200)은 상대적으로 타이어 소성 변형이 필요한 부분에 집중적으로 열과 압력을 가할 수 있어 타이어 유니포미티 개선 효율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 타이어 유니포미티 보정 장치 100: 하우징
200: 타이어 유니포미티 보정 드럼 210: 하부 드럼
220: 상부 드럼 221: 드럼 바디
222: 히터 223: 단열재
224: 체결부재 230: 유압 구동부
300: 지지대 400: 이송부
410: 이송 패널 420: 가이드바
430: 핸들 440: 가이드 레일

Claims (8)

  1. 타이어 내주면의 일측에 접촉하는 하부 드럼;
    상기 하부 드럼에 승강 가능하게 구비되어 상기 하부 드럼이 접촉하지 않은 상기 타이어 내주면의 타측을 가압하는 상부 드럼; 및
    상기 하부 드럼과 상기 상부 드럼을 연결하고, 상기 상부 드럼을 승강시키는 유압 구동부;를 포함하고,
    상기 상부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적은 상기 하부 드럼이 상기 타이어 내주면에 접촉하는 면적보다 작은 타이어 유니포미티 보정 드럼.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 드럼은,
    드럼 바디;
    상기 드럼 바디의 내부에 구비되어 상기 드럼 바디를 가열하는 히터; 및
    상기 드럼 바디의 원주 방향 양단부에 구비된 단열재;를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 드럼.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 드럼 바디의 원주 방향 양단부에는 폭방향으로 단차가 형성되고, 상기 단열재는 상기 단차에 안착되어 상기 드럼 바디에 고정되는 타이어 유니포미티 보정 드럼.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 단열재 및 상기 드럼 바디를 관통하여 상기 단열재를 상기 드럼 바디에 고정시키는 체결 부재를 더 포함하는 타이어 유니포미티 보정 드럼
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 드럼의 원주 방향 양단부에는 곡면이 형성된 타이어 유니포미티 보정 드럼.
  6. 하우징;
    상기 하우징 내측에 배치되는 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항의 타이어 유니포미티 보정 드럼;
    상기 타이어 유니포미티 보정 드럼을 지지하는 지지대; 및
    타이어를 운반하여 상기 타이어 유니포미티 보정 드럼에 고정하도록 상기 하우징에 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 이송부;를 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 하우징의 바닥면에서 상측으로 돌출되어 상기 타이어 유니포미티 보정 드럼을 상기 하우징 바닥면으로부터 소정 거리 이격되게 지지하는 타이어 유니포미티 보정 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 이송부는,
    상기 타이어 유니포미티 보정 드럼의 전면부와 일면이 대향하게 배치되는 이송 패널;
    상기 이송 패널의 일면에 회전가능하게 돌출 구비되고 상기 타이어를 고정하는 복수 개의 가이드 바;
    상기 이송 패널을 관통하여 구비되고 상기 가이드 바를 고정시키는 핸들; 및
    상기 이송 패널과 상기 하우징에 결합되어 상기 이송 패널의 이동을 안내하는 가이드 레일;을 포함하는 타이어 유니포미티 보정 장치.

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