KR20150098819A - 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부프레임의 상부에 회전가능하게 설치된 주축의 상단부에 장착되는 하부금형을 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성하여 다양한 종류의 타이어 형상과 규격에 맞는 림을 성형하고자 할 경우 림의 특정부위를 성형할 수 있는 금형부재만을 간편하게 교체하여 성형할 수 있도록 구성함으로써, 금형제작에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감하는 동시에 금형의 관리 및 유지보수가 용이하도록 할 뿐만 아니라 금형자체의 무게도 경감시켜 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 하여 금형의 관리 및 유지보수비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 관한 것이다.

Description

중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조{Mold structure of the forming machine for tire rim of heavy equipment vehicle}

본 발명은 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하부프레임의 상부에 회전가능하게 설치된 주축의 상단부에 장착되는 하부금형을 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성하여 다양한 종류의 타이어 형상과 규격에 맞는 림을 성형하고자 할 경우 림의 특정부위를 성형할 수 있는 금형부재만을 간편하게 교체하여 성형할 수 있도록 구성함으로써, 금형제작에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감하는 동시에 금형의 관리 및 유지보수가 용이하도록 할 뿐만 아니라 금형자체의 무게도 경감시켜 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 하여 금형의 관리 및 유지보수비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 타이어는 공기튜브가 삽입되는 공기튜브형 타이어와 통고무 형태로 된 솔리드형 타이어로 구분되는데, 이에 따라 각 타이어가 장착되는 휠의 구조도 달라지게 된다.

즉, 상기 공기튜브형 타이어를 장착하기 위한 타이어 휠(21)은 도 1의 (가)에 도시되어 있는 바와 같이 양단부에 플랜지(22a)(22b)가 형성된 원통형상의 림(22)과, 림(22)의 내주면에 설치되는 원판형상의 디스크(23)로 구성되는 반면, 솔리드형 타이어를 장착하기 위한 타이어 휠(31)은 도 1의 (나)에 도시되어 있는 바와 같이 일단부에 플랜지(32a)가 형성된 원통형상의 림(32)과, 림(32)의 내주면에 결합되는 원판형상의 디스크(33)와, 림(32)의 타단부 외측에 삽입된 후 록킹링(35)에 의해 고정되는 사이드링(34)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 차량용 휠 중에서 일반 자동차에 사용되는 휠은 소품종 대량생산 체제를 필요로 함에 따라 국내에서도 프레스 및 롤벤딩 공법에 의해 생산이 가능하지만, 지게차용 휠을 포함한 중장비 차량 및 농기계용 휠은 다품종 소량생산이 요구됨에 따라 초기 투자비 과다로 인해 국내 생산이 불가능하여 전량 수입에만 의존하고 있어 무역적자의 원인이 되고 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인은 전량 수입에만 의존하고 있는 지게차용 휠을 포함한 중장비 차량 및 농기계용 휠의 국내 생산이 가능할 수 있도록 종래의 프레스 및 롤벤딩 공법에 비해 초기 투자비와 금형 비용이 적게 소요되고 다품종 소량생산에 적합한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형기술을 개발하여 특허출원 제2013-96701호로 출원한 바 있었다.

본 출원인에 의해 선출원된 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 하부프레임(2), 상부프레임(3), 하부금형(4), 상부금형(5), 복수개의 공구대(6), 성형롤러(7)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 림 성형장치(1)를 이용하여 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림을 성형할 경우에는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 하부프레임(2)의 상부에 회전가능하게 설치된 주축(2a)의 상단부에 장착되는 하부금형(4)과 상기 하부금형(4)의 상부에 위치하도록 상부프레임(3)에 승강가능하게 설치된 심압대(3a)의 하단부에 회전가능하게 장착되는 상부금형(5) 사이에 원형관형상으로 된 소재(8)를 수직으로 삽입한 후, 상기 소재(8)를 상ㆍ하부금형(5)(4)과 함께 회전시키면서 소재(8)의 외주면에 성형롤러(7)를 가압 접촉시킨 후 상하로 이동시킴으로써 림형상을 용이하게 성형할 수 있게 된다.

그러나, 본 출원인에 의해 선출원된 타이어 림 성형장치를 이용하여 중장비 차량 및 농기계에 사용되는 다양한 종류의 타이어 형상과 규격에 맞는 림을 생산하고자 할 경우에는 림의 종류 및 치수별로 최소한 80세트 이상의 금형이 필요하게 되는데, 이와 같이 많은 금형을 제작하기 위해서는 시간과 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 추후 이를 관리하거나 유지보수하기 위해서도 많은 인력과 비용이 투입되어야 하는 문제점이 있었다.

아울러, 다품종 소량생산의 특성상 금형 교체가 빈번하게 이루어지게 되는데, 금형자체의 무게가 무거울 경우 지게차나 호이스트 등과 같은 별도의 장비를 사용해야 하므로 금형 교체작업에 많은 시간과 인력이 소요됨에 따라 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하부프레임의 상부에 회전가능하게 설치된 주축의 상단부에 장착되는 하부금형을 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성하여 다양한 종류의 타이어 형상과 규격에 맞는 림을 성형하고자 할 경우 림의 특정부위를 성형할 수 있는 금형부재만을 간편하게 교체하여 성형할 수 있도록 구성함으로써, 금형제작에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감하는 동시에 금형의 관리 및 유지보수가 용이하도록 할 뿐만 아니라 금형자체의 무게도 경감시켜 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하며, 또 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 하여 금형의 관리 및 유지보수비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 테이블형상으로 된 하부프레임의 상부에 회전가능하게 설치된 주축의 상단부에 장착되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 위치하도록 상부프레임에 승강가능하게 설치된 심압대의 하단부에 회전가능하게 장착되는 상부금형을 포함하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 있어서, 상기 하부금형은 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 하부금형을 구성하는 복수개의 금형부재의 접합면에 결합용 돌출부 또는 결합용 요홈부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 의하면, 금형제작에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 동시에 금형의 관리 및 유지보수가 용이하게 될 뿐만 아니라, 금형자체의 무게도 경감되어 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 되므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 되므로 금형의 관리 및 유지보수비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1의 (가)(나)는 일반적인 중장비 차량 및 농기계에 사용되는 타이어 휠을 나타내는 설명도.
도 2는 본 출원인에 의해 선출원된 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치를 나타내는 설명도.
도 3은 본 출원인에 의해 선출원된 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치를 이용한 림 성형과정을 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조를 나타내는 단면도.
도 5의 (가)(나)는 본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형교체과정을 나타내는 설명도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 4 내지 도 5을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 본 출원인에 의해 선출원된 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치(1)의 하부프레임(2)의 상부에 회전가능하게 설치된 주축(2a)의 상단부에 장착되는 하부금형(4)을, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 하부금형(4)을 복수개의 금형부재로 분할 형성할 경우, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 3개의 부분, 즉 상부금형(5)과 형합되는 금형부재(4a), 림의 길이에 따라 교체되는 금형부재(4b), 하부 플랜지의 형상에 따라 교체되는 금형부재(4c)로 분할 형성하는 것이 가장 바람직하지만, 설계상의 필요에 따라 그 개수를 줄이거나 증대시킬 수도 있음을 밝혀둔다.

상기 하부금형(4)을 구성하는 복수개의 금형부재는 상하로 적층한 후 금형부재를 상하로 관통하는 결합용 볼트(10)를 체결하여 간편하게 조립할 수 있게 되는데, 각 금형부재의 접합면에는 금형 교체시 조립 및 분리가 용이하도록 결합용 돌출부(9a) 또는 결합용 요홈부(9b)를 각각 형성하는 것이 바람직하다.

일반적으로 중장비 차량 및 농기계용 타이어 휠의 규격은 외경을 기준으로 하되, 세부적으로 타이어 폭과 플랜지 형태로 구분하는데, 일례로서 외경 8인치 휠의 규격은 아래의 표 1과 같다.

휠 외경	제품 규격	타이어 폭	플랜지 규격
8인치	3.00D - 8	3.00	D형
	3.25 - 8	3.25	일반형
	3.75 - 8	3.75	일반형
	4.00 - 8	4.00	일반형
	4.33R - 8	4.33	R형
	5.00 - 8	5.00	일반형
	5.00R - 8	5.00	R형

중장비 차량 및 농기계용 타이어 휠의 규격은 8인치, 9인치, 10인치, 12인치, 15인치, 16인치, 20인치, 24인치 등으로 구분되는데, 상기 표 1과 같이 각 인치별로 구분하여 각 제품 하나의 품번에 한 벌의 금형을 제작한다면 그 수가 거의 80개에 달하게 되므로, 이와 같이 많은 금형을 제작하기 위해서는 시간과 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 추후 이를 관리하거나 유지보수하기 위해서도 많은 인력과 비용이 투입되어야 하며, 또 금형 자체의 무게가 무거워 지게차나 호이스트 등과 같은 별도의 장비를 사용해야 함에 따라 금형 교체작업에 많은 시간과 인력이 소요된다.

그러나, 본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조와 같이 각 외경별 금형 전체를 하나의 금형으로 설계한 후 이를 특정부위별로 분리하여 조립하는 형태로 제작하게 되면, 금형 제작비용을 기존 방식과 대비하여 약 1/5 수준으로 절감할 수 있으며, 모델에 따라 교체해야 하는 금형자체의 무게도 경감되어 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 되므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 되므로 금형의 관리 및 유지보수비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조의 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조를 이용하여 다양한 종류의 타이어 형상과 규격에 맞는 림을 성형하고자 할 경우에는, 도 4에 도시되어 바와 같이 성형하고자 하는 림에 대응되는 하부금형 세트, 즉 복수개의 금형부재(4a)(4b)(4c)로 이루어진 하부금형(4)를 준비하여 하부프레임(2)의 상부에 회전가능하게 설치된 주축(2a)의 상단부에 장착하여 성형하게 된다.

이어서, 타이어 폭이 넓은 림을 성형하기 위해 금형을 교체하고자 할 경우에는, 도 5의 (가)(나)에 도시되어 있는 바와 같이, 복수개의 금형부재(4a)(4b)(4c)를 결합하고 있는 결합용 볼트(10)를 풀어 복수개의 금형부재(4a)(4b)(4c)를 분해한 후, 금형부재(4a)와 금형부재(4c) 사이에 있던 금형부재(4b)를 빼내고, 이 금형부재(4b)보다 두꺼운 금형부재(4d)를 삽입한 다음, 다시 결합용 볼트(10)를 체결하여 결합함으로써 간편하게 교체할 수 있게 된다.

그리고, 하부 플랜지의 형상이 다른 림을 성형하기 위해 금형을 교체할 경우에는, 복수개의 금형부재(4a)(4b)(4c)를 결합하고 있는 결합용 볼트(10)를 풀어 복수개의 금형부재(4a)(4b)(4c)를 분해한 후, 맨 아래에 있는 금형부재(4c)를 빼내고, 플랜지 형상이 다른 금형부재를 삽입한 다음, 다시 결합용 볼트(10)를 체결하여 결합함으로써 간편하게 교체할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 의하면, 금형제작에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있게 되는 동시에 금형의 관리 및 유지보수가 용이하게 될 뿐만 아니라, 금형자체의 무게도 경감되어 별도의 장비를 사용하지 않고 금형을 신속하고 용이하게 교체할 수 있게 되므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 금형의 파손 및 치수의 변경 등이 발생할 경우에도 금형 전체를 수정하거나 제작할 필요없이 각 부분별 금형부재만을 수정하거나 교체할 수 있게 되므로 금형의 관리 및 유지보수비용도 대폭 절감할 수 있게 된다.

1 : 림 성형장치 2 : 하부프레임
2a : 주축 3 : 상부프레임
3a : 심압대 4 : 하부금형
4a, 4b, 4c, 4d : 금형부재 5 : 상부금형
6 : 공구대 7 : 성형롤러
8 : 소재 9a : 결합용 돌출부
9b : 결합용 요홈부 10 : 결합용 볼트

Claims (2)

1. 테이블형상으로 된 하부프레임의 상부에 회전가능하게 설치된 주축의 상단부에 장착되는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 위치하도록 상부프레임에 승강가능하게 설치된 심압대의 하단부에 회전가능하게 장착되는 상부금형을 포함하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조에 있어서,
   상기 하부금형은 상하로 적층 결합되는 복수개의 금형부재로 분할 형성되는 것을 특징으로 하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하부금형을 구성하는 복수개의 금형부재는 접합면에 결합용 돌출부 또는 결합용 요홈부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 중장비 차량 및 농기계용 타이어 림 성형장치의 금형구조.

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