KR102399439B1 - 타이어 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 타이어를 둘러싸도록 배치된 트랜스퍼 링; 상기 타이어와 접촉되어 상기 타이어가 회전함에 따라 상기 타이어를 가압하기 위해 상기 트랜스퍼 링에 결합된 압착 롤러; 상기 타이어와 접촉되어 상기 타이어의 원주를 측정하기 위해 상기 트랜스퍼 링에 결합된 휠 미터; 상기 타이어에 기입되는 공기의 양을 조절하는 공기 조절기; 및 상기 휠 미터를 통해 상기 타이어의 원주를 산정하고, 산정된 상기 원주에 따라 상기 공기 조절기를 제어하는 제어기를 포함하는, 타이어 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

타이어 제조 장치{MANUFACTURING APPARATUS OF TIRE}
본 발명은 타이어 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 타이어를 제조할 때 스티칭 공정에서 타이어에 기입된 공기의 양을 조절하여 정밀하게 타이어의 스티칭 공정을 수행할 수 있는 타이어 제조 장치에 대한 발명이다.
타이어를 제조할 때 스티칭(stitching) 공정이 포함되는데, 스티칭 공정은, 드럼에 이너라이너, 카카스, 벨트 등의 소재를 설치하고, 설치된 소재들이 서로 접착되도록 드럼을 회전시키면서 타이어의 표면을 압착 롤러를 이용하여 압착하는 공정이다.
타이어는 내부에 공기가 기입된 상태에서, 스티칭 공정이 수행되는데, 타이어에 기입된 공기의 양에 따라 스티칭 공정 후 타이어 원주에 영향을 미칠 수 있다. 타이어의 원주에 따라 가류 고정에서 몰드 진입 시 타이어와 몰드와의 간극 차가 발생할 수 있고, 이러한 간극 차에 따라 완제품 타이어의 성능에 대한 품질이 달라질 수 있다.
예컨대, 타이어의 공기 양이 적정량보다 적으면 스티칭 공정 후 타이어 원주가 작아져 몰드에 진입 후 팽창량이 증가하여 벨트 및 카카스에 텐션이 증가할 수 있다. 그리고 타이어의 공기 양이 적정량보다 많으면, 타이어 원주가 커져 몰드 대비 타이어의 원주가 설정치 이상 과하게 커져 몰드 세그 사이에서 실출 및 유니포미티 성능이 하락하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1883255호 (2018.07.24.) 대한민국 등록특허 제10-1291167호 (2013.07.24.) 대한민국 등록특허 제10-0812270호 (2008.03.04.) 대한민국 공개특허 제10-1994-0009661호 (1994.05.20.)
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 스티칭 공정에서 압착 롤러가 타이어를 압박하는 정도를 조정하여 타이어를 제조하기 위한 타이어 제조 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 타이어를 둘러싸도록 배치된 트랜스퍼 링; 상기 타이어와 접촉되어 상기 타이어가 회전함에 따라 상기 타이어를 가압하기 위해 상기 트랜스퍼 링에 결합된 압착 롤러; 상기 타이어와 접촉되어 상기 타이어의 원주를 측정하기 위해 상기 트랜스퍼 링에 결합된 휠 미터; 상기 타이어에 기입되는 공기의 양을 조절하는 공기 조절기; 및 상기 휠 미터를 통해 상기 타이어의 원주를 산정하고, 산정된 상기 원주에 따라 상기 공기 조절기를 제어하는 제어기를 포함하는, 타이어 제조 장치가 제공될 수 있다.
상기 타이어를 회전시키는 회전 구동기를 더 포함하고, 상기 휠 미터는 상기 회전 구동기에 의해 회전하는 상기 타이어의 원주를 측정하는, 타이어 제조 장지가 제공될 수 있다.
상기 제어기는, 상기 타이어의 회전수 및 상기 휠 미터에서 측정된 거리를 이용하여 상기 타이어의 원주를 산정하는, 타이어 제조 장치가 제공될 수 있다.
상기 제어기는, 상기 공기 조절기에서 상기 타이어에 기입되는 공기 양이 조절되면, 상기 타이어의 원주를 산정하는, 타이어 제조 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 타이어에 기입하는 공기 양을 타이어의 원주를 측정하여 조절하기 때문에 타이어에 기입되는 공기 양을 정확하게 조절할 수 있어, 타이어의 제조 품질을 높일 수 있다.
또한, 타이어의 원주를 측정하여 조절하여 스티칭 공정을 수행하기 때문에 타이어의 유니포미티(uniformity, 타이어가 지면과 접촉 시 타이어가 변화되는 힘), 소음 성능 등에서 편차가 발생하는 것을 감소할 수 있다.
더욱이, 타이어의 원주를 측정하기 위해 압착 롤러가 설치되는 트랜스퍼 링에 휠 미터만 설치하는 것으로 타이어를 측정할 수 있어, 기존의 타이어 제조 장치를 이용할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 제조 장치를 도시한 기능 블록도이다.
이하에서는 본 발명을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 제조 장치(10)에 대해 설명한다. 본 실시예에 따른 타이어 제조 장치(10)는, 타이어(20)를 구성하는 이너라이너, 카카스, 벨트 등을 서로 압착시키는 스티칭 공정을 수행하기 위한 장치이다.
이러한 타이어 제조 장치(10)는, 트랜스퍼 링(100), 압착 롤러(200), 휠 미터(300), 공기 조절기(400), 회전 구동기(500) 및 제어기(600)를 포함한다.
트랜스퍼 링(100)은, 벨트 트레드 트랜스퍼 링(100, Belt Tread Transfer Ring; BTTR)이 이용될 수 있다. 트랜스퍼 링(100)은, 타이어(20)의 스티칭 공정을 수행할 때, 타이어(20)의 주변에 설치될 수 있다.
그리고 트랜스퍼 링(100)에는, 압착 롤러(200) 및 휠 미터(300)가 각각 설치될 수 있다. 트랜스퍼 링(100)에는, 타이어(20)가 회전할 때, 압착 롤러(200)가 타이어(20)를 압착할 수 있게 압착 롤러(200)가 회전되도록 설치된다. 그리고 트랜스퍼 링(100)에는 압착 롤러(200)와 소정의 거리가 이격된 위치에 휠 미터(300)가 회전되도록 설치된다.
압착 롤러(200)는 트랜스퍼 링(100)에 설치된다. 압착 롤러(200)는 타이어(20)의 표면과 밀착될 수 있으며, 타이어(20)가 회전함에 따라 회전될 수 있다. 압착 롤러(200)는 트랜스퍼 링(100)에 회전할 수 있게 설치되는데, 제자리에서 회전할 수 있도록 설치된다. 따라서 타이어(20)가 회전함에 따라 압착 롤러(200)는 타이어(20)와의 접촉으로 제자리에서 회전될 수 있다.
이때, 압착 롤러(200)는 타이어(20)와의 접촉으로 타이어(20)의 표면을 압착할 수 있으며, 타이어(20)가 회전함에 따라 타이어(20) 전체에 대해 압착할 수 있다.
휠 미터(300)는 트랜스퍼 링(100)에 설치되며, 타이어(20)의 표면에 접촉될 수 있다. 또한 휠 미터(300)는 타이어(20)가 회전함에 따라 회전될 수 있다. 휠 미터(300)는 타이어(20)가 1회 회전할 때의 거리를 측정하여 타이어(20)의 원주 길이를 측정한다.
타이어(20)의 원주 길이는, 타이어(20)에 기입된 공기 압력에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 타이어(20)에 기입된 공기 압력이 정상치보다 낮으면 타이어(20)의 원주 길이는 정상치의 원주 길이보다 작고, 타이어(20)에 기입된 공기 압력이 정상치보다 높으면 타이어(20)의 원주 길이는 정상치보다 원주 길이가 크다.
따라서 타이어(20)에 기입된 공기 압력에 따라 압착 롤러(200)가 타이어(20)를 가압하는 압력이 달라지므로, 압착 롤러(200)가 타이어(20)를 가압하는 정도는 타이어(20)의 공기 압력과 타이어(20)의 원주 길이 간의 관계에 따라 달라질 수 있다.
공기 조절기(400)는, 타이어(20)에 공기를 공급하기 위해 구비된다. 공기 조절기(400)는, 휠 미터(300)에서 측정된 타이어(20)의 원주 값에 따라 타이어(20)에 기입된 공기량을 조절한다. 이때, 공기 조절기(400)는 제어기(600)의 제어로 구동될 수 있다.
공기 조절기(400)는, 타이어(20)에 기입된 공기의 양을 조절하는데, 타이어(20)에 공기를 기입하거나 또는 타이어(20)에서 공기를 뺄 수 있다.
회전 구동기(500)는, 타이어(20)를 회전시키기 위해 구비된다. 회전 구동기(500)는 타이어(20)를 회전시켜 압착 롤러(200)가 타이어(20) 표면 전체를 압착시킬 수 있다. 또한, 회전 구동기(500)는 타이어(20)를 1회만 회전시킬 수 있으며, 그에 따라 휠 미터(300)에서 타이어(20)의 원주를 측정할 수 있다.
제어기(600)는, 공기 조절기(400)의 동작을 제어한다. 제어기(600)는 휠 미터(300)에서 측정된 원주에 대한 정보를 휠 미터(300)로부터 전송받고, 전송된 타이어(20)의 원주에 대한 정보를 기준 원주와 비교한다. 그리고 제어기(600)는 타이어(20)에 기입된 공기량이 조절되도록 공기 조절기(400)를 제어한다.
그리고 제어기(600)는, 회전 구동기(500)의 동작을 제어한다. 제어기(600)는 타이어(20)가 회전되도록 회전 구동기(500)를 동작시키는데, 타이어(20)가 1회만 회전되도록 제어할 수 있고, 또한, 타이어(20)가 수회 회전되도록 제어할 수 있다.
예컨대, 제어기(600)는 회전 구동기(500)가 타이어(20)를 10회 회전시키도록 제어하고, 휠 미터(300)는 타이어(20)가 10회 회전하는 동안의 거리를 측정한다. 그리고 휠 미터(300)에서 제어기(600)로 측정된 거리에 대한 정보가 제어기(600)로 전송되며, 제어기(600)는, 휠 미터(300)에서 전송된 정보를 바탕으로 타이어(20)의 원주를 산정할 수 있다.
이러한 제어기(600)는, 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 메모리 등에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
타이어(20)를 제조할 때, 작업자의 편차, 성형기의 편차 및 설비 편차로 인해 타이어(20)에 기입되는 공기의 양이 달라질 수 있고, 그에 따라 타이어(20)의 원주 길이가 각각 다를 수 있다.
따라서 제어기(600)는, 타이어(20)의 회전수 및 휠 미터(300)에서 측정된 거리를 이용하여 타이어(20)의 원주를 산정하고, 산정된 원주와 기준 설정치를 비교한다. 산정된 원주가 기준 설정치 보다 작은 경우, 제어기(600)는 타이어(20)에 공기를 추가로 기입하도록 공기 조절기(400)를 제어한다. 또는 산정된 원주가 기준 설정치 보다 큰 경우, 제어기(600)는 타이어(20)에 기입된 공기가 빠지도록 공기 조절기(400)를 제어한다.
그리고 제어기(600)는, 공기 조절기(400)를 통해 타이어(20)에 기입된 공기량이 달라지면, 타이어(20)가 다시 회전하도록 회전 구동기(500)를 제어하고, 휠 미터(300)로부터 측정된 거리에 대한 정보를 전송받아 타이어(20)의 원주를 다시 산정한다.
상기와 같이, 제어기(600)는 반복적으로 타이어(20)에 기입된 공기량을 조절하고 타이어(20)의 원주를 측정하여 타이어(20)의 원주가 설정치에 부합하도록 조절되면, 해당 원주에 대응되는 타이어(20)의 공기량에 대한 정보를 저장한다. 이때, 저장되는 타이어(20)의 공기량에 대한 정보는 타이어(20)의 공기압 정보일 수 있다. 이렇게, 제어기(600)는, PID(proportional integral differential) 제어 방식으로 타이어(20)의 원주를 조절할 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어(20)에 공기가 과다하게 기입되는 경우, 휠 미터(300)는 타이어(20)와 과도하게 접촉될 수 있다. 그에 따라 휠 미터(300)는 타이어(20)를 압박하여 휠 미터(300)에서 측정되는 거리가 실제 타이어(20)의 원주보다 작아질 수 있다. 이를 위해 휠 미터(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이동부(310)를 포함할 수 있다.
이동부(310)는 휠 미터(300)를 타이어(20)의 반경 방향으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 이동부(310)는 타이어(20)에 공기가 과도하게 기입되면, 휠 미터(300)를 타이어(20) 반경 방향의 외측 방향으로 이동시킨다. 그리고 타이어(20)에 공기가 상대적으로 적게 기입되는 경우, 휠 미터(300)와 타이어(20) 사이가 접촉되도록 휠 미터(300)를 타이어(20) 반경 방향의 내측 방향으로 이동시킨다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10: 타이어 제조 장치
100: 트랜스퍼 링 200: 압착 롤러
300: 휠 미터 310: 이동부
400: 공기 조절기 500: 회전 구동기
600: 제어기

Claims (4)

  1. 타이어를 둘러싸도록 배치된 트랜스퍼 링;
    상기 타이어와 접촉되어 상기 타이어가 회전함에 따라 상기 타이어를 가압하기 위해 상기 트랜스퍼 링에 결합된 압착 롤러;
    상기 트랜스퍼 링에 결합되며, 상기 타이어에 접촉한 채로 상기 타이어의 회전에 따라 회전함으로써 상기 타이어의 회전 거리를 측정하는 휠 미터;
    상기 타이어에 기입되는 공기의 양을 조절하는 공기 조절기; 및
    상기 타이어의 회전수 및 상기 휠 미터에서 측정된 거리를 이용하여 상기 타이어의 원주를 산정하고, 산정된 상기 원주에 따라 상기 공기 조절기를 제어하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    산정된 상기 타이어의 원주가 기준 원주보다 작으면 상기 타이어로 공기가 기입되도록 상기 공기 조절기를 제어하고, 산정된 상기 타이어의 원주가 상기 기준 원주보다 크면 상기 타이어로부터 공기가 빠지도록 상기 공기 조절기를 제어하는,
    타이어 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이어를 회전시키는 회전 구동기를 더 포함하고,
    상기 휠 미터는 상기 회전 구동기에 의해 회전하는 상기 타이어의 원주를 측정하는,
    타이어 제조 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 공기 조절기에서 상기 타이어에 기입되는 공기 양이 조절되면, 상기 타이어의 원주를 산정하는,
    타이어 제조 장치.
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