KR102121376B1 - 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어로 성형하는 트랜스퍼 링에 구비된 그립퍼에 있어서, 그립퍼의 가압장치에 구비된 핀을 이동 가능하게 구성하여 2중 그립시에도 그린타이어의 표면 손상이 단일 그립시와 동일하게 나타나게 한, 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법에 관한 것으로,
그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼는, 그립핑 공정시 2차 반제품 케이스를 가압하는 가압장치를 구비하고, 상기 가압장치는 2차 반제품 케이스의 외측면에 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되는 가압판과; 상기 가압판에 형성된 구멍에 전후 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 핀과; 상기 가압판을 전후 이동시키는 스트로크 실린더와; 상기 핀이 가압판의 구멍에서 출몰하도록 상기 핀을 전후 이동시키는 핀 위치 조정기구; 를 포함하는 것을 특징으로 하고,
그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 제어방법은, 1차 그립핑 공정에서는 핀이 가압판 내에 수용된 상태에서 가압판을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 가압하고; 2차 그립핑 공정에서는 핀이 가압판의 외측으로 돌출된 상태에서 가압판을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 핀이 2차 반제품 케이스의 외측에 박히도록 가압하는 것을 특징으로 한다.

Description

그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법{Gripper for Green Tire Building Transfer Ring and Control Method thereof}

본 발명은 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어로 성형하는 트랜스퍼 링에 구비된 그립퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그립퍼의 가압장치에 구비된 핀을 이동 가능하게 구성하여 2중 그립시에도 그린타이어의 표면 손상이 단일 그립시와 동일하게 나타나게 한, 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 자동차의 전체 하중을 지지하고, 노면으로부터 받는 충격을 완충 작용으로 흡수하며, 노면과 타이어의 마찰에 의해 자동차의 주행과 정지, 방향 전환을 가능하게 하는 역할을 수행한다.

이러한 타이어는 바디플라이와, 인너라이너, 사이드월, 벨트, 트레드 등 다양한 타이어 반제품을 결합시켜 형성하게 되며, 모든 타이어 반제품이 결합되고 최종 가류(가황 처리)되기 전의 타이어를 그린타이어라고 한다.

일반적으로, 인너라이너와 바디플라이 및 사이드월 반제품이 조립된 것을 1차 반제품 케이스라고 하고, 벨트와 캡플라이 및 트레드 반제품이 조립된 것을 2차 반제품 케이스라고 하는데, 최종적으로 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어가 완성된다.

그린타이어의 성형에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 그립퍼(20)가 구비된 트랜스퍼 링(10)이 통상적으로 이용된다. 즉, 1차 반제품 케이스의 외측에 2차 반제품 케이스(40)를 위치시킨 후, 2차 반제품 케이스(40)의 안쪽에 배치되는 벨트 빌딩 드럼(BBD, 30)과 트랜스퍼 링(10)의 그립퍼(20)를 이용하여 2차 반제품 케이스(40)에 압력을 가함으로써, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스(40)가 결합된 그린타이어가 만들어진다.

여기서, 그립퍼(20)는 2차 반제품 케이스(40)에 압력을 가하기 위하여 가압장치(50)를 구비하고 있으며, 이 가압장치(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 2차 반제품 케이스(40)의 외주면에 면접촉되도록 곡면 형상으로 형성된 가압판(51)과, 2차 반제품 케이스(40)의 이송을 위하여 가압판(51)에 구비되는 복수 개의 핀(52)과, 그립핑을 위하여 가압판(51)을 전후 이동시키는 스트로크 실린더(53)를 포함하고 있다.

따라서, 그립핑 공정에서는, 스트로크 실린더(53)에 의해 가압판(51)이 전진하여 2차 반제품 케이스(40)의 외주면에 밀착됨과 동시에, 가압판(51)에 구비된 복수 개의 핀(52)이 2차 반제품 케이스(40)에 박힌 상태에서, 2차 반제품 케이스(40)와 1차 반제품 케이스가 압착된다.

다만, 이 경우에, 그립퍼(20)에 의해 2차 반제품 케이스(40)에 압력이 인가되는 부위와 그립퍼(20) 사이의 공간에서 런아웃 피크(Run Out Peak)가 발생함으로써, 타이어의 원주방향을 따라 그립퍼의 수만큼의 RRO(Radial Run Out) 하모닉 성분이 증폭되고, RRO 하모닉 성분이 큰 완제품 타이어가 차량에 장착될 경우, 주행시, 특정 속도 및 특정 주파수에서 피크성 부밍 소음(booming noise) 및 공명음이 발생할 수 있다.

이와 관련하여, 완제품 타이어의 RRO 형상을 분석해 보면, 그립퍼의 압력이 인가된 부분에서는 RRO (+) 피크(peak)의 하모닉 성분이 발생하고, 그립퍼 사이의 공간에서는 RRO (-) 피크의 하모닉 성분이 발생함을 알 수 있다. 따라서, RRO 및 그 하모닉 성분의 레벨을 낮추기 위해서는, RRO (+) 피크 및 (-) 피크를 없애는 것이 중요하다.

이를 위해, 그립핑 공정을 2회로 나누어 실시하는 방법이 연구되고 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 링(10)의 BBD(30)에 1차 반제품 케이스를 안착시킨 후, 상기 1차 반제품 케이스의 외측에 2차 반제품 케이스(40)를 안착시키고, 그립퍼(20)의 가압장치(50)를 통해 압력을 인가하여 2차 반제품 케이스(40)와 1차 반제품 케이스를 결합시킴으로써 그린타이어가 형성되도록 하는 1차 그립핑을 수행한 후, 그립퍼(20)의 가압판(51)과 핀(52)을 후퇴시킨 후, BBD(30)를 일정 각도 회전시키고, 다시 그립퍼(20)의 가압장치(50)를 통해서 2차 반제품 케이스(40)에 압력을 인가하는 2차 그립핑을 통하여 그린타이어의 RRO 피크를 해소하도록 하고 있다.

그런데 그린타이어의 성형시 진원도를 개선하기 위하여 그립핑 공정을 2회 실시하게 되면, 그립핑시, 2차 반제품 케이스의 외측에 삽입되는 가압장치의 핀에 의해 2차 반제품 케이스의 외측면에 형상적 변형이 2차례 유발되어 국부적인 표면 불량이 발생하게 되는 문제점이 있다.

즉, 트랜스퍼 링에 구비된 그립퍼의 핀은 케이스의 정확한 이송을 위한 필수 구성이지만, 이 핀이 일정 압력으로 2차 반제품 케이스의 표면에 인가될 때 2차 반제품 케이스의 표면에 형상적 변형을 유발한다. 특히, 타이어의 런아웃을 개선하기 위하여 그립핑 공정을 두 차례 실시하게 되면, 타이어의 진원도는 향상되지만, 핀이 접촉되는 면적이 두 배로 증가하여 2차 반제품 케이스의 표면에 국부적인 불량이 발생된다.

특허문헌 1 : KR20-0301634 Y1 특허문헌 2 : JP 5562470 B2 특허문헌 3 : JP 5567406 B2 특허문헌 4 : JP 5878047 B1

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이어의 진원도를 개선하기 위하여 그립핑 공정을 두 차례 실시하는 경우에도 2차 반제품 케이스의 표면의 형상 변형이 그립핑 공정을 한 차례 수행한 것과 동일하게 나타나도록 함으로써, 그린타이어에 국부적으로 나타나는 표면 불량을 최소화할 수 있도록 한, 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼는, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합(압착)시켜 그린타이어로 성형하는 벨트 빌딩 드럼(BBD)이 구비된 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 외주면을 따라 일정 간격으로 설치되는 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼로서,

그립핑 공정시 2차 반제품 케이스를 가압하는 가압장치를 구비하고, 상기 가압장치는 2차 반제품 케이스의 외측면에 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되는 가압판과, 2차 반제품 케이스의 이송을 위하여 상기 가압판에 형성된 구멍에 전후 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 핀과, 상기 가압판을 전후 이동시키는 스트로크 실린더와, 상기 핀이 가압판의 구멍에서 출몰하도록 상기 핀을 전후 이동시키는 핀 위치 조정기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼에 의하면, 핀 위치 조정기구는 소프트웨어에 의해 제어되는 서보 모터이고, 핀 위치 조정기구가 복수 개의 핀을 동시에 이동시킬 수 있도록 상기 핀의 후단이 모두 핀 지지부재에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼에 의하면, 핀의 수는 8∼16개인 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 제어방법은, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합하여 그린타이어로 성형하는 1차 그립핑 공정에서는, 상기 핀이 가압판 내에 수용된 상태에서 스트로크 실린더가 가압판을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 가압하고,

그린타이어의 진원도 개선을 위한 2차 그립핑 공정에서는, 상기 핀이 가압판의 외측으로 돌출된 상태에서 스트로크 실린더가 가압판을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 핀이 2차 반제품 케이스의 외측에 박히도록 가압하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 제어방법에 의하면, 그립퍼는 트랜스퍼 링에 n개가 설치되고, 벨트 빌딩 드럼은 1차 그립핑 공정 후, 180°/n(n은 그립퍼의 개수)의 각도로 회전되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법은, 그립퍼의 가압장치에 구비된 핀이 전후 이동 가능하게 구성되어, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시킴으로써 그린타이어로 성형하는 1차 그립핑 공정에서는, 핀이 가압판 내부에 수용되어 핀에 의한 2차 반제품 케이스의 손상이 발생되지 않고, 진원도 개선을 위한 2차 그립핑 공정에서는, 핀이 가압판의 외측으로 돌출되어 2차 반제품 케이스에 박힘으로써, 그린타이어를 쉽게 배출할 수 있게 됨은 물론 그립핑 공정을 두 차례 수행하더라도 종래의 단일 그립 방식에 비해 2차 반제품 케이스의 표면 손상이 증가하지 않는 효과가 있다.

또한, 그립핑 공정이 서로 각도를 달리하여 두 차례 시행됨에 따라, 그린타이어의 진원도가 좋아짐은 물론, 2중 그립 방식으로 그린타이어를 성형하더라도 그린타이어에 국부적으로 나타나는 표면 불량이 최소화되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링이 도시된 구성도.
도 2는 종래의 트랜스퍼 링의 가압장치가 도시된 구성도.
도 3은 그린타이어의 RRO 개선을 위하여 2중 그립 방식을 채택한 경우의 그린타이어 성형 공정을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 가압장치가 도시된 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 가압장치의 2차 그립핑시의 상태를 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 및 그 제어방법과, 그린타이어 성형방법에 관하여 설명한다.

본 발명에 따른 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼는, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어로 성형하는 벨트 빌딩 드럼(BBD)이 구비된 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 외주면을 따라 일정 간격으로 설치되는 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼로서, 그립핑 공정시 2차 반제품 케이스를 가압하는 가압장치(100)를 구비한다.

가압장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 2차 반제품 케이스의 외측면에 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되는 가압판(110)과, 2차 반제품 케이스의 이송을 위하여 가압판(110)에 형성된 구멍에 전후 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 핀(120)과, 상기 가압판을 전후 이동시키는 스트로크 실린더(150)와, 핀(120)이 가압판(110)의 구멍에서 출몰하도록 핀(120)을 전후 이동시키는 핀 위치 조정기구(140)와, 핀 위치 조정기구(140)가 복수 개의 핀(120)을 동시에 이동시킬 수 있도록 핀(120)의 후단이 모두 연결되는 핀 지지부재(130)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 핀 위치 조정기구(140)는 소프트웨어에 의해 제어되는 서보 모터인 것이 바람직하고, 핀(120)의 수는 8∼16개인 것이 바람직하다.

따라서 그립퍼에 의해 2차 반제품 케이스의 외측면에 압력을 가한 상태에서, 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 압착하여 그린타이어로 성형하는 1차 그립핑 공정에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀(120)이 가압판(110) 내에 수용된 상태에서 스트로크 실린더(150)가 가압판(110)을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 가압한다. 이에 따라, 1차 그립핑 공정에서는 가압판(110)이 2차 반제품 케이스에 밀착되더라도 핀(120)이 2차 반제품 케이스에 직접 접촉되지 않고, 결과적으로는 2차 반제품 케이스의 표면이 거의 손상되지 않는다.

다음으로, 그린타이어의 진원도 개선을 위하여, 벨트 빌딩 드럼(BBD)이 일정 각도 회전된 후에 수행되는 2차 그립핑 공정에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 핀(120)이 가압판(110)의 외측으로 돌출된 상태에서, 스트로크 실린더(150)가 가압판(110)을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 핀(120)이 2차 반제품 케이스의 외측에 박히도록 가압된다. 즉, 벨트 빌딩 드럼이 회전하는 동안, 서보 모터 등의 위치 조정기구에 의해 핀(120)이 가압판(110)으로부터 돌출된 상태에서, 스트로크 실린더(150)가 가압판(110)을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 핀(120)이 2차 반제품 케이스의 외측에 박히는 것이다. 이에 따라, 2차 그립핑 공정에서는 가압판(110)이 2차 반제품 케이스에 밀착될 때, 핀(120)에 의한 2차 반제품 케이스의 표면의 손상이 발생할 수 있다.

한편, 그립퍼가 트랜스퍼 링에 60도 간격으로 6개가 설치된 경우, 벨트 빌딩 드럼(BBD)은 1차 그립핑 공정 후, 30도 회전된 후에 2차 그립핑 공정이 진행되도록 하는 것이 바람직하다. 만약, 그립퍼의 개수가 9개라면, BBD는 20°(180°÷9)만큼 회전될 것이다.

이상으로, 본 발명의 기술적 사상을 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이, 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100...가압장치
110...가압판
120...핀
130...핀 지지부재
140...핀 위치 조정기구(서보 모터)
150...스트로크 실린더

Claims (5)

1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어로 성형하는 벨트 빌딩 드럼(BBD)이 구비된 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 외주면을 따라 일정 간격으로 설치되는 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼를 제어하는 방법으로서,
상기 그립퍼는, 그립핑 공정시 2차 반제품 케이스를 가압하는 가압장치(100)를 구비하고,
상기 가압장치는, 2차 반제품 케이스의 외측면에 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되는 가압판(110)과, 2차 반제품 케이스의 이송을 위하여 가압판(110)에 형성된 구멍에 전후 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 핀(120)과, 상기 가압판을 전후 이동시키는 스트로크 실린더(150)와, 핀(120)이 가압판(110)의 구멍에서 출몰하도록 핀(120)을 전후 이동시키는 핀 위치 조정기구(140)를 포함하는 구조로 이루어져 있으며,
상기 그립퍼를 이용하여 2차 반제품 케이스의 외측면에 압력을 가한 상태에서 1차 반제품 케이스와 2차 반제품 케이스를 결합시켜 그린타이어로 성형하는 1차 그립핑 공정에서는, 핀(120)이 가압판(110) 내에 수용된 상태에서 스트로크 실린더(150)가 가압판(110)을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 가압하고;
그린타이어의 진원도 개선을 위하여 벨트 빌딩 드럼(BBD)이 일정 각도 회전된 후 수행하는 2차 그립핑 공정에서는, 핀(120)이 가압판(110)의 외측으로 돌출된 상태에서, 스트로크 실린더(150)가 가압판(110)을 2차 반제품 케이스에 밀착시켜 핀(120)이 2차 반제품 케이스의 외측에 박히도록 가압하는 것을 특징으로 하는 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 제어방법.

청구항 1에 있어서,
상기 그립퍼는 트랜스퍼 링에 n개가 설치되고,
상기 벨트 빌딩 드럼(BBD)은 1차 그립핑 공정 후, 180°/n(n은 그립퍼의 수)의 각도로 회전되는 것을 특징으로 하는 그린타이어 성형용 트랜스퍼 링의 그립퍼 제어방법.

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