KR102591837B1 - 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어는 타이어 비드번들의 형상에 대응하여 비드와이어를 적재하고 회전하는 원형적재부와, 상기 비드와이어를 원형적재부에 공급하는 와이어공급부와, 상기 원형 적재부에는 구비되어, 용접부로 압력을 가하거나 해제하는 가압부 및 상기 용접부는 비드와이어를 용접하도록 구비되는 용접봉을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때 비드번들의 강성을 향상시켜 타이어의 가류작업시에 가해지는 높은 가류압력과 온도에서도 비드를 구성하는 비드코어들이 안정적으로 고정하고, 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있으며, 림(rim)과 타이어 비드부의 압착력이나 안착성을 증가시키므로 주행시 진동을 감소시키며, 조향 안전성 및 선회 성능도 향상시킬 수 있다.

Description

비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어{Bead bundle welding apparatus, welding method, and tire including bead bundle by the same}

본 발명은 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비드번들의 강성을 향상시켜 타이어의 가류작업시에 가해지는 높은 가류압력과 온도에서도 비드를 구성하는 비드코어들이 안정적으로 고정하고, 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있으며, 림(rim)과 타이어 비드부의 압착력이나 안착성을 증가시키므로 주행시 진동을 감소시키며, 조향 안전성 및 선회 성능도 향상시키는 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어에 관한 것이다.

타이어용 비드는 공지된 바와 같이, 타이어와 차량휠 림(vehicle wheel rim)과의 체결을 공고히 하게 하는 타이어의 구성부위로, 타이어가 받는 지면과의 충격을 림을 통하여 차체에 전달하기도 한다.

이러한 비드는 일반적으로 동으로 도금된 고장력 스틸와이어가 주요 재료로 사용되며 각 와이어의 사이와 둘레에 고무가 입혀져 와이어간의 결합을 유지시키기도 한다.

종래에 비드번들(bead bundle) 구조는 감기(winding)방식에 따라 크게 4가지가 이용되고 있는데, 즉, 싱글(single), 테이프(tape), 헥사(hexa), 코어(core) 비드 등이 있다.

여기서 주로 많이 사용되는 테이프감기 방법으로 비드번들을 구성할 경우 와이어 사이 사이에 공간이 존재하며, 성형시나 가류시의 브래더(bladder)에 의해 힘이 가해질 경우 와이어끼리 접촉부분이 2~4곳 밖에 안되기 때문에 비드번들의 분산 불량을 발생시킬 수 밖에 없다.

이러한 비드 분산(bead separation)은 림과 타이어 비드부의 안착성, 진동성, 유니포미티(uniformity) 등에 안 좋은 영향을 주며 조향 안전성 및 선회 성능까지 악영향을 미치고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-0216678호는 도 8에서 볼 수 있듯이, 피아노 강선이나 스틸와이어 재질의 비드코어(1) 둘레에 고무를 코팅하기 전에, 상기 비드코어(1)의 점 용접을 실시하여 한몸으로 만든 다음, 이들의 둘레를 고무로 코팅하여 고무층(3) 사이에 상기 비드코어(1)들이 내재하도록 제조하는 기술이 있으나, 용접 수행이 어렵고 불균일한 문제가 여전히 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 비드번들의 강성을 향상시켜 타이어의 가류작업시에 가해지는 높은 가류압력과 온도에서도 비드를 구성하는 비드코어들이 안정적으로 고정하고, 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있으며, 림(rim)과 타이어 비드부의 압착력이나 안착성을 증가시키므로 주행시 진동을 감소시키며, 조향 안전성 및 선회 성능도 향상시키는 비드번들 용접장치, 용접방법 및 그에 의한 비드번들을 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 타이어 비드번들의 형상에 대응하여 비드와이어를 적재하고 회전하는 원형적재부와, 상기 비드와이어를 원형적재부에 공급하는 와이어공급부와, 상기 원형 적재부에는 구비되어, 용접부로 압력을 가하거나 해제하는 가압부 및 상기 용접부는 비드와이어를 용접하도록 구비되는 용접봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 비드와이어 용접장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 가압부재는 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 구비되는 것일 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로, 타이어 비드번들의 형상에 대응하여 와이어공급부로부터 공급되는 비드와이어를 적재한 원형적재부가 회전하는 단계와, 상기 원형적재부가 정지되고 용접부로 가압부가 가압하는 단계 및 상기 용접부에 의하여 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비드와이어 용접방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 용접은 비드번들의 원주상 대칭되는 위치에서 수행되는 것일 수 있다.

또 한편, 본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로, 상기 비드번들 용접방법에 의하여 제조되는 비드번들을 포함하는 타이어를 제공한다.

본 발명에 따르면, 비드번들의 강성을 향상시켜 타이어의 가류작업시에 가해지는 높은 가류압력과 온도에서도 비드를 구성하는 비드코어들이 안정적으로 고정하고, 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있으며, 림(rim)과 타이어 비드부의 압착력이나 안착성을 증가시키므로 주행시 진동을 감소시키며, 조향 안전성 및 선회 성능도 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 비드번들 제조장치의 측면을 모식적으로 나타낸 그림이고,
도 2는 본 발명에 따르는 와이어공급부를 보여주는 도면이며,
도 3은 도 2의 와이어공급부가 비드와이어를 원형적재부에 공급되는 형상을 사시적으로 보여주는 그림이고,
도 4는 본 발명의 가압부가 가압을 해제하거나(DOWN), 가압하는(UP) 형상을 측면적으로 보여주는 그림이며,
도 5는 본 발명의 링크부를 나타낸 그림이고,
도 6은 본 발명의 진퇴모듈을 단면적으로 보여주는 그림이며,
도 7은 본 발명의 비드번들 구성을 보여주는 단면도이고,
도 8은 종래 비드번들를 사시적으로 나타낸 그림이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 비드번들 제조장치의 측면을 모식적으로 나타낸 그림이고, 도 2는 본 발명에 따르는 와이어공급부를 보여주는 도면이며, 도 3은 도 2의 와이어공급부가 비드와이어를 원형적재부에 공급되는 형상을 사시적으로 보여주는 그림이고, 도 4는 본 발명의 가압부가 가압을 해제하거나(DOWN), 가압하는(UP) 형상을 측면적으로 보여주는 그림이며, 도 5는 본 발명의 링크부를 나타낸 그림이고, 도 6은 본 발명의 진퇴모듈을 단면적으로 보여주는 그림이며, 도 7은 본 발명의 비드번들 구성을 보여주는 단면도인데, 이를 참고하여 설명한다.

본 발명에 따르는 비드번들 용접장치(100)는 타이어 비드번들(110)의 형상에 대응하여 비드와이어(112)를 적재하고 회전하는 원형적재부(200)와, 상기 비드와이어를 원형적재부(200)에 비드와이어를 공급하는 와이어공급부(300)와, 상기 원형적재부에 구비되어, 용접부(400)로 압력을 가하거나 해제하는 가압부(500) 및 상기 용접부(400)는 비드와이어(112)를 용접하도록 구비되는 용접봉(410)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 타이어 비드번들(110)은 다수의 비드와이어와 그 사이에 고무층을 구비하여 타이어의 비드부의 지지층으로 구성될 수 있으며, 이러한 비드와이어는 금속재로 용접될 수 있다.

이러한 비드번들은 타이어의 형상인 원형으로 구비되며, 상기 원형적재부(200)는 이에 대응하여 비드와이어(112)를 적재하는 원형 형상의 판재로 구비될 수 있으며, 공급되는 비드와이어를 원형 형상으로 감을(winding) 수 있다.

또한, 상기 비드와이어(112)를 원형적재부(200)에 공급하는 와이어공급부(300)는 비드와이어를 원형적재부가 회전하는 속도에 맞추어 비드와이어를 제공하며(feeding), 사용되는 비드와이어의 직경이 다른 경우에 복수로 구비될 수 있는데 예를 들어, 직경이 상이하거나 물성이 상이한 제1,2비드와이어를 사용하는 경우에 제1비드와이어(114)를 공급하는 제1와이어공급부(304), 제2비드와이어(116)를 공급하는 제2와이어공급부(306)를 구비할 수 있다.

아울러, 상기 가압부(500)는 원형적재부에 구비되어, 용접부(400)로 압력을 가하거나 해제할 수 있는데, 원형적재부에 적재되는 비드와이어는 일정한 장력(tension)이 가해진다 하여도 와이어의 길이가 길어지며 와이어 자체의 응력에 의하여 균일하게 장력이 분포되기 어려워 용접봉과의 거리 편차가 생기므로 용접 불량이 발생될 수 있다.

따라서, 상기 가압부(500)는 원형적재부의 용접봉의 하부에 위치하도록 마련되어, 용접시 용접부로 비드와이어를 밀착시키기 위하여 가압부재(512)를 이동시켜 가압(UP)하거나 가압을 해제(DOWN)할 수 있으며, 용접시나 가압시에는 원형적재부(200)가 회전 속도를 늦추거나 정지할 필요가 있다.

또한, 상기 가압부(500)는 힌지(hinge) 구동되는 링크부(510)를 포함할 수 있는데, 상기 링크부는 원형적재부가 판재(plate)나 바(bar) 형태로 구비되어 일정 정도의 탄성을 가지고 있다고 하여도 장비 내구성이나 안정성을 확보하기 위하여 힌지구동되도록 구비되며, 가압부재(512)의 단부가 링크부(510)를 가압하거나 해제하기 위하여 링크부에 지지된다.

상기 링크부(510)는 힌지구동할 수 있는 나사, 링, 부싱 같은 회동수단으로 구비될 수 있으며, 더 나아가 상기 링크부에 인접하여 원형적재부에 적재되는 비드번들의 규격이 다양하고, 원주상 직경이 상이할 수 있으므로 원형적재부의 직경도 원할하게 수축 팽창되는 것이 요구되므로 상기 링크부의 인접하여 힌지구동할 수 있는 복수개의 링크부를 더 구비할 수 있는데, 예를 들어 원형적재부(200)의 링크부에서 연장된 제1,2링크부(520, 530)을 두어 다양한 직경의 비드번들의 비드와이어들을 원형 형상으로 지지할 수 있다.

여기서, 상기 가압부재(512)는 회전하는 원형적재부(200)의 회전축(210)에 구비된 진퇴모듈(600)에 의하여 가압하거나 해제하기 위하여 움직일 수 있는데, 상기 진퇴모듈(600)은 복수개의 가압부재(512)가 회전축(210)을 중심으로 대칭되는 위치에 구비되고, 가압부재를 가압하도록 전진시키거나 가압을 해제하도록 후진시키는 링커부재(610)와 상기 링커부재를 밀거나 당기는 링커구동부재(620)를 포함할 수 있다.

상기 링커부재는 링커구동부재가 인가하는 미는 힘이나 당기는 힘에 의하여 가압부재가 전지하거나 후진하도록 연결된 구성으로, 가압부재가 링킹가이드하우징(640)에 고정되어 직진운동을 안내하는 LM가이드와 같은 안내수단(650)과 결합되어 용접부를 향하여 직진 왕복운동을 하도록 회동하며 힘을 전달할 수 있다.

또한, 상기 링커구동부재(620)는 구동모터(630)의 회전축(632)에 마련된 나사산을 구비한 회전샤프트의 나사산에 대응되는 대응나사산에 의하여 구동모터의 회전에 따라 링커부재(610)를 밀거나 당기는 구동을 할 수 있고, 상기 링커부재는 이동의 방향을 바꿀 수 있도록 링커구동부재(620)와 가압부재(512)에 회동가능하도록 결합된다.

이러한 링커구동부재(620)는 원활한 직진왕복을 가이드하는 링킹가이드하우징(640) 내부면을 따라 왕복운동을 할 수 있다.

여기서, 상기 가압부재(512)가 회전축(210)을 중심으로 대칭되는 위치에 구비되어, 원형의 비드번들을 원주상 대칭되는 위치에 용접으로 비들번들을 고정할 수 있으므로, 타이어의 가류작업시에 가해지는 높은 가류압력과 온도에서도 비드를 구성하는 비드코어들이 안정적으로 고정하고, 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있도록 비드번들의 응력을 균일하게 분포시킬 수 있다.

또한, 대칭되도록 마련된 가압부재(512)와 대향되도록 용접부 역시 복수개로 구비될 수 있다.

한편, 상기 용접부(400)는 비드와이어(112)를 용접하도록 구비되는 용접봉(410)을 포함하는데, 가압부(500)가 가압하면 용접봉이 용접하게 되는데, 이러한 용접은 다양한 수단을 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어 용접봉과 가압부재에 전류를 인가하여 용접할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르는 비드번들의 용접방법은 타이어 비드번들(110)의 형상에 대응하여 와이어공급부(300)로부터 공급되는 비드와이어(112)를 적재한 원형적재부(200)가 회전하는 단계와, 상기 원형적재부가 정지되고 용접부(400)로 가압부(500)가 가압하는 단계 및 상기 용접부(400)에 전류를 인가하여 용접하는 단계를 포함하는 특징이 있다.

여기서, 상기, 원형적재부(200), 와이어공급부(300), 용접부(400), 가압부(500)에 대한 설명은 앞서 설명한 내용과 같으므로 그 내용으로 용접방법의 해당 설명을 대체한다.

즉, 상기 와이어공급부(300)로부터 공급되는 비드와이어(112)를 적재한 원형적재부(200)가 회전하며 비드와이어를 와인딩하고, 원주상 대칭되는 위치에 구비된 용접부(400)로 가압부(500)가 가압한 후 용접부(400)에 의하여 비드와이어를 용접하게 된다.

이러한 용접은 가압부재(512), 용접부(400)가 비드번들 원주상 대칭되는 위치에 구비되어 용접되므로, 원형의 비드번들을 원주상 대칭되는 위치에 용접으로 비들번들을 고정할 수 있어서 가류작업시나 차량에 취부되어 사용중에도 번들 분산을 방지할 수 있도록 비드번들의 응력을 균일하게 분포시킬 수 있다.

예를 들어, 제1비드와이어로 3개층을 구비하고 그 사이로 제2비드와이어로 2개층을 개재시킨 비드번들을 제조하는 경우라면, 제1비드와이어(114)를 공급하는 제1와이어공급부(304), 제2비드와이어(116)를 공급하는 제2와이어공급부(306)에서 제1비드와이어를 원형적재부(200)로 공급하며 회전시키며 와인딩하여 기저층을 형성하고(Step1), 그 상부로 제2비드와이어를 와인딩하여 제2층을 형성한 후(Step2) 절단하고(Step3), 다시 제1비드와이어로 제2기저층을 와인딩한 후 절단하여 비드번들의 형태를 구비하며, Step1 내지 4를 수행하며 가압부가 가압하며 용접하여 제조할 수 있다.

비드번들 용접장치 100, 타이어 비드번들 110, 비드와이어 112, 원형적재부 200, 원형적재부 200, 와이어공급부 300, 용접부 400, 가압부 500, 용접봉 410.

Claims (5)

1. 타이어 비드번들의 형상에 대응하여 비드와이어를 적재하고 회전하는 원형적재부;
   상기 비드와이어를 원형적재부에 공급하는 와이어공급부;
   상기 원형 적재부에는 구비되어, 용접부로 압력을 가하거나 해제하는 가압부; 및
   상기 용접부는 비드와이어를 용접하도록 구비되는 용접봉을 포함하고,
   상기 가압부는 원형적재부의 용접봉의 하부에 위치하도록 마련되어, 용접시 용접부로 비드와이어를 밀착시키기 위하여 가압부재를 이동시키는 것이며,
   상기 가압부는 링크부를 포함하여 가압부재의 단부가 링크부를 가압하는 것을 특징으로 하는 비드번들 용접장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압부재는 회전축을 중심으로 대칭되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 비드번들 용접장치.
   
3. 타이어 비드번들의 형상에 대응하여 와이어공급부로부터 공급되는 비드와이어를 적재한 원형적재부가 회전하는 단계;
   상기 원형적재부가 정지되고 용접부로 가압부가 가압하는 단계; 및
   상기 용접부에 의하여 용접하는 단계;를 포함하고,
   상기 가압부는 원형적재부의 용접봉의 하부에 위치하도록 마련되어, 용접시 용접부로 비드와이어를 밀착시키기 위하여 가압부재를 이동시키는 것이며,
   상기 가압부는 링크부를 포함하여 가압부재의 단부가 링크부를 가압하는 것을 특징으로 하는 비드번들 용접방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 용접은 비드번들의 원주상 대칭되는 위치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 비드번들 용접방법.
   
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