KR20040042504A - 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 제1/제2가이드 샤프트가 평행되도록 마련된 프레임과, 제1/제2가이드 샤프트를 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1/제2브라켓 부재와, 제1/제2브라켓 부재에 각각 설치되는 제1/제2홀더 부재와, 제1브라켓에 슬라이딩 구동력을 부여하도록 장착되는 실린더 부재와, 제1/제2브라켓 부재에 상호 대향되도록 설치되는 제1/제2랙기어와, 제1/제2랙기어에 함께 치합되어 상기 실린더 부재의 직선운동을 통하여 상기 제1/제2브라켓 부재를 구동하여, 상기 제1/제2홀더가 타이어를 홀딩하도록 하는 피니언 기어를 구비한다.

Description

랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치{TIRE CLAMPING APPARATUS USING RACK GEAR AND PINION GEAR}

본 발명은 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어의 정확한 투입 장착이 가능하여 투입 오류를 감소시키는 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 의장라인에서는 여러 가지 부품들을 작업자가 직접 수동으로 투입 및 장착하고 있으며, 근래에는 중량작업 기피 및 생산성 향상차원에서 로봇등을 이용하여 자동 투입 장착한다. 이러한 로봇을 이용한 차량부품의 자동 투입 장치중의 하나로서 타이어 자동 장착장치가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 타이어 자동 장착장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 타이어 장착을 위한 타이어 클램핑 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 타이어 자동 장착장치(1)는 콘베이어(3)를 통하여 이송되는 타이어(5)를 타이어 클램핑 장치(7)로 콘베이어(3) 상으로 소정 거리 이격시킨 후에 자동 투입로봇(9)을 이용하여 클램핑하여 차량(2)에 투입 장착한다.

전술한 타이어 자동 장착방법을 구체적으로 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨베이어(3) 상에 타이어 휠(4) 부분이 아래로 향하도록 하면, 자동 투입로붓(9)을 통한 타이어 클램핑이 용이하다. 그러나, 도 3에 도시된 방법은 타이어 휠(4) 부분과 컨베이어(3)가 근접됨으로써 마찰이 발생되어 타이어 휠(4)의 표면이 손상될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 타이어 휠(4)을 상부로 위치시켜 컨베이어(1) 상에서 이송되도록 한다. 이에 따라, 자동 투입로봇(9)을 통한 타이어(5)의용이한 클램핑을 위하여 타이어(5)를 컨베이어(3) 상에서 소정거리 이격시키기 위한 타이어 클램핑 장치(7)가 필요하다.

이러한 타이어 클램핑 장치(7)는 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어(5)의 측면에 한 쌍의 실린더 부재를 장착함으로 구성된다.

상기 클램핑 장치(7)의 작동은, 콘베이어(3)를 따라 이송되는 타이어(5)가 적정 위치로 이송되면, 타이어(5) 측면에 위치된 한 쌍의 실린더 부재를 작동시킨다.

이에 따라 타이어(5)는 상기 한 쌍의 실린더 부재에 의하여 규제된 후에 소정의 장치를 통하여 컨베이어(3)의 상측으로 이격된 후에 자동 투입로봇(9)으로 클램핑 되어 차량에 장착된다.

그러나, 상기 한 쌍의 실린더 부재를 통한 타이어(5) 규제 작동시에, 한 쌍의 실린더 부재의 압력이 정확하게 일치하지 않게 되면 타이어(5)의 규제된 중심위치가 일정하지 않게 된다. 이에 따라, 자동 투입로봇(9)을 이용한 타이어 클램핑작동이 정확하게 이루어지지 않게 되며 상기 타이어의 사양이 변화되면 이러한 중심위치의 변화는 더욱 심각하게 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 타이어의 정확한 투입 장착이 가능하여 투입 오류를 감소시키는 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 타이어 자동 장착장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 타이어 장착을 위한 타이어 클램핑 장치를 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 타이어 휠이 컨베이어와 근접된 상태에서의 자동 투입로봇을 이용한 클램핑을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 타이어 휠과 컨베이어와 이격된 상태에서의 자동 투입로봇을 이용한 클램핑을 개략적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치를 개략적으로 도시한 평면도.

도 6은 도 5의 측면도.

도 7은 도 5의 홀더 부재를 개략적으로 도시한 부분 단면도.

도 8은 도 5의 작동도면.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치는, 한 쌍의 제1/제2가이드 샤프트가 평행되도록 마련된 프레임; 상기 제1/제2가이드 샤프트를 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1/제2브라켓 부재; 상기 제1/제2브라켓 부재에 각각 설치되는 제1/제2홀더 부재; 상기 제1브라켓에 슬라이딩 구동력을 부여하도록 장착되는 실린더 부재; 상기 제1/제2브라켓 부재에 상호 대향되도록 설치되는 제1/제2랙기어; 및 상기 제1/제2랙기어에 함께 치합되어 상기 실린더 부재의 직선운동을 통하여 상기 제1/제2브라켓 부재를 구동하여, 상기 제1/제2홀더가 타이어를 홀딩하도록 하는 피니언 기어;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1/제2홀더 부재는, 상기 제1/제2브라켓 부재에 각각 설치되는 회전샤프트; 및 상기 회전샤프트에 베어링부재의 개재로 설치되며 상기 타이어와 회전 접촉으로 접촉되는 케이스;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1/제2브라켓 부재는 상기 제1/제2가이드 샤프트에 볼 부쉬를 통하여 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한타이어 클램프 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 측면도이며, 도 7은 도 5의 홀더 부재를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치(100)는, 한 쌍의 제1/제2가이드 샤프트(13)(15)가 마련된 프레임(10)과, 제1/제2가이드 샤프트(13)(15)에 설치되는 제1/제2브라켓 부재(17)(19)와, 제1/제2브라켓 부재(17)(19)에 설치되는 제1/제2홀더 부재(20)(30)와, 제1브라켓 부재(17)에 설치되는 실린더 부재(40)와, 제1/제2브라켓 부재(17)(19)에 설치되는 제1/제2랙기어(50)(60)와, 제1/제2랙기어(50)(60)에 치합되는 피니언 기어(70)를 구비한다.

상기 프레임(10)은 타이어(11)를 이송하는 미도시된 컨베이어에 근접되도록 설치되는 것으로서, 제1/제2가이드 샤프트(13)(15)가 설치된다.

상기 제1/제2가이드 샤프트(13)(15)는 프레임(10)에 평형되는 대향되는 한 쌍으로 설치되며 봉형상을 이루고, 그 길이 방향에는 제1/제2브라켓 부재(17)(19)가 설치된다.

상기 제1/제2브라켓 부재(17)(19)는 볼 부쉬(12)를 통하여 제1/제2가이드 샤프트(13)(15)에 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 상기 제1/제2브라켓 부재(17)(19)의 하측으로는 제1/제2홀더 부재(20)(30)가 설치된다.

상기 제1/제2홀더 부재(20)(30)는 타이어(11)의 양 측면을 가압하여 규제하기 위한 것으로서, 그 구성은 도 7에 도시된 바와 같이, 제1/제2브라켓 부재(17)(19)의 각각에 설치되는 회전샤프트(21)와, 회전샤프트(21)에베어링부재(23)의 개재로 설치되는 케이스(25)로 구비된다. 이에 따라 케이스(25)는 회전샤프트(21)를 중심으로 회전 가능하도록 설치되어, 타이어(11)와의 접촉시에 케이스(25)의 회전운동 상태로 접촉될 수 있도록 함으로써 접촉마찰저항을 최소화하여 타이어(11)에 접촉될 수 있도록 한다. 이러한 구성으로 제1/제2홀더 부재(20)(30)가 후술하는 실린더 부재(40)의 작동으로 타이어(11)의 측면에 접촉 가압하게 되면 타이어(11)를 규제하게 된다.

상기 실린더 부재(40)는 제1브라켓 부재(17)의 일측에 장착되어, 그 구동력에 의하여 제1브라켓 부재(17)가 제1가이드샤프트(13)의 길이방향을 따라 슬라이딩되도록 한다.

상기 제1/제2랙기어(50)(60)는 제1/제2브라켓 부재(17)(19)에 평행으로 상호 대향되도록 설치된다. 상기 제1/제2랙기어(50)(60)는 피니언 기어(70)에 치합된다.

상기 피니언 기어(70)는 제1/제2랙기어(50)(60)에 함께 치합되어 제1랙기어(50)의 직선운동을 회전운동으로 변환하여 제2랙기어(60)에 전달한다. 상기 피니언 기어(70)는 프레임(10)에 회전축(14)으로 장착된다. 즉, 상기 실린더 부재(40)가 구동되면 제1브라켓 부재(17)가 제1가이드샤프트(13)를 따라 슬라이딩됨으로써, 제1브라켓 부재(17)에 설치된 제1랙기어(50)에 치합된 피니언 기어(70)에 의하여 실린더 부재(40)의 구동력이 회전운동 및 직선운동으로 변환되어 제2랙기어(60)로 전달된다. 이러한 작동으로 상기 한 쌍의 제1/제2랙기어(50)(60)는 실린더 부재의 로드의 작동에 의하여 상호 근접되거나 또는 이격되는 작동을 한다.

상기 제1/제2브라켓 부재(17)(19)는 제1/제2랙기어(50)(60)의 이동에 따라 함께 이동됨으로써, 제1/제2브라켓 부재(17)(19) 각각에 장착된 제1/제2홀더 부재(20)(30) 또한 상호 근접 또는 이격 작동된다. 이에 따라, 상기 타이어(11)는 제1/제2홀더 부재(20)(30) 사이에 위치되어 실린더 부재(40)의 작동에 따라 규제된 후 미도시된 로봇을 통하여 차량에 투입 장착된다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치의 작동을 도 8을 참조하여 설명한다.

먼저, 타이어(11)가 미도시된 컨베이어에 의하여 이송하고자 하는 위치에 위치되면, 실린더 부재(40)의 로드가 전진 작동하여 제1브라켓 부재(17)가 제1가이드샤프트(13)를 따라서 슬라이딩되도록 한다.

그러면, 제1브라켓 부재(17)의 제1랙기어(50)에 치합된 피니언 기어(70)를 통하여 실린더 부재(40)의 구동력이 제2브라켓 부재(19)의 제2랙기어(60)에 전달된다. 이에 따라, 제1랙기어(50)와 제2랙기어(60)는 피니언 기어(70) 방향으로 상호 이동하게 된다. 이러한 실린더 부재(40)의 구동력 전달은 피니언 기어(70)를 통하여 제1/제2랙기어(50)(60)에 동일하게 전달된다.

따라서, 제1/제2홀더 부재(20)(30)는 제1/제2랙기어(50)(60)의 이동과 함께 이동되어 타이어(11)를 규제한다. 상기 제1/제2랙기어(50)(60)에 전달되는 힘은 전술한 바와 같이, 동일한 힘이 전달됨으로써 상기 타이어(11)의 규제는 일측으로 치우침이 없이 일정한 위치로 규제될 수 있다. 이러한 타이어(11)의 규제를 통하여 미도시된 로봇에 의하여 타이어는 정확한 위치에서 클램핑 되어 차량에 투입 장착되게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

로봇을 통한 타이어의 차량으로 투입 장착전에 실시되는, 타이어의 위치규제를 랙기어 및 피니언 기어로 구동되는 홀더 부재를 통하여 위치규제를 함으로써, 타이어의 사양에 관계없이 정확한 위치에서 타이어를 클램핑하여 차량에 장착할 수 있다.

또한, 타이어의 정확한 투입 장착이 가능하여 투입 오류를 감소시켜, 작업능률이 향상된다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 한 쌍의 제1/제2가이드 샤프트가 평행되도록 마련된 프레임;

   상기 제1/제2가이드 샤프트를 슬라이딩 가능하도록 설치되는 제1/제2브라켓 부재;

   상기 제1/제2브라켓 부재에 각각 설치되는 제1/제2홀더 부재;

   상기 제1브라켓에 슬라이딩 구동력을 부여하도록 장착되는 실린더 부재;

   상기 제1/제2브라켓 부재에 상호 대향되도록 설치되는 제1/제2랙기어; 및

   상기 제1/제2랙기어에 함께 치합되어 상기 실린더 부재의 직선운동을 통하여 상기 제1/제2브라켓 부재를 구동하여, 상기 제1/제2홀더가 타이어를 홀딩하도록 하는 피니언 기어;를 구비하는 것을 특징으로 하는 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1/제2홀더 부재는,

   상기 제1/제2브라켓 부재에 각각 설치되는 회전샤프트; 및

   상기 회전샤프트에 베어링부재의 개재로 설치되며 상기 타이어와 회전 접촉으로 접촉되는 케이스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1/제2브라켓 부재는 상기 제1/제2가이드 샤프트에 볼 부쉬를 통하여 설치되는 것을 특징으로 하는 랙기어 및 피니언 기어를 이용한 타이어 클램프 장치.