KR20180106627A - 휠 밸런스 웨이트 제조시스템 - Google Patents

Abstract

이하, 개시된 내용은 차량의 휠에 부착되어 사용되는 휠 밸런스 웨이트를 자동화 공정에 의해 대량으로 생산할 수 있는 휠 밸런스 웨이트 제조시스템에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템은, 휠 밸런스 웨이트용 소재가 권취되며 회전에 의해 권출되면서 상기 소재를 연속적으로 공급하는 와인더형 공급장치와, 상기 와인더형 공급장치로부터 공급된 소재를 롤링 가압에 의해 평평하게 성형시키는 편평도 성형장치와, 상기 편평도 성형장치에서 성형된 상기 소재를 프레스에 의해 가압 및 절단함으로써 낱개형 휠 밸런스 웨이트를 성형하는 웨이트 성형장치를 포함할 수 있다.

Description

휠 밸런스 웨이트 제조시스템{MANUFACTURING SYSTEM OF WHEEL BALANCE WEIGHT}

이하, 개시된 내용은 차량의 휠에 부착되어 사용되는 휠 밸런스 웨이트를 자동화 공정에 의해 대량으로 생산할 수 있는 휠 밸런스 웨이트 제조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 타고 고속 주행이나 장시간 주행할 경우 차량의 휠에는 중량분포의 불균형이 발생하게 된다. 이로 인하여 타이어의 마모가 발생하거나 핸들의 떨림 현상이 발생하게 되며 이는 곧 차량의 안정성과 수명에 심각한 영향을 미치게 된다.

휠 밸런스 웨이트는 이러한 문제점을 방지하기 위한 것으로서, 휠 프레임의 일측에 부착되어 중량분포 불균형을 보정하는데 사용되고 있다.

이와 관련한 종래의 기술로 한국등록특허 제10-1642895호(선행기술 1)에 개시된 "휠 밸런스 웨이트 제조장치"와 한국등록특허 제10-1327065호(선행기술 2)에 개시된 차량의 휠 웨이트 가압장치가 있다.

선행기술 1, 2는 각각 철판을 용이하게 분할하여 연속적으로 연결된 자동차용 휠 밸런스 웨이트를 제조하는 방법과, 품질 및 생산성에 기여하는 차량의 휠 웨이트 가압장치를 개시하고 있으나 휠 밸런스 웨이트용 소재에서 제품화된 휠 밸런스 웨이트에 이르는 전체 제조공정을 개시하지 않고 있다.

상기 선행기술 1, 2를 비롯한 기존 종래기술들은 가압공정이나 성형공정 등이 연속된 공정이 아닌 별도의 공정에 의해 이루어진바 그 제작과정이 번거로울 뿐만 아니라 완성된 제품을 만드는데 시간과 제작비용이 상당하다는 문제점이 있었다.

KR 10-1642895 B1 KR 10-1327065 B1

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 휠 밸런스 웨이트용 소재에서 제품화된 휠 밸런스 웨이트에 이르는 전제 공정을 자동화 시스템의 의하여 연속된 하나의 공정으로 제조할 수 있는 휠 밸런스 웨이트 제조시스템을 제공함에 있다.

또한, 각 공정에 사용되는 장치의 구조를 개선하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 휠 밸런스 웨이트 제조시스템을 제공함에 있다.

일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템은, 휠 밸런스 웨이트용 소재가 권취되며 회전에 의해 권출되면서 소재를 연속적으로 공급하는 와인더형 공급장치와, 와인더형 공급장치로부터 공급된 소재를 롤링 가압에 의해 평평하게 성형시키는 편평도 성형장치와, 편평도 성형장치에서 성형된 소재를 프레스에 의해 가압 및 절단함으로써 낱개형 휠 밸런스 웨이트를 성형하는 웨이트 성형장치를 포함할 수 있다.

여기서, 와인더형 공급장치는 지지 프레임과, 지지 프레임의 일측에 구비된 회전축에 회전 가능하게 결합되는 원판과, 소재가 권취되도록 원판의 원주 방향을 따라 이격 설치되는 다수의 권취편과, 원판으로부터 각각의 권취편의 길이방향을 따라 제1 간격을 두고 설치되어 소재의 측방향 이동을 구속하는 다수의 제1 구속날개를 포함할 수 있다.

또한, 편평도 성형장치는 제1 방향으로 통공이 형성되는 케이스와, 케이스 내부에 제1 방향과 수직방향으로 회동 가능하게 고정되는 다수의 상부롤러 및 하부롤러를 포함할 수 있다.

또한, 프레스는 상면에 하부 돌기가 설치되는 고정 다이부와, 하면에 상부돌기 및 커터블록이 설치되는 프레싱부를 포함하고, 프레싱부의 하강에 의해 소재의 표면에 소정 간격으로 마디홈을 형성하는 동시에 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트를 성형할 수 있다.

한편, 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템은,낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트들을 접착필름으로 서로 연결하여 블록단위의 모듈을 만든 후 모듈의 일면에 접착테이프를 부착하는 테이프 부착장치를 더 포함할 수 있다.

여기서, 테이프 부착장치는 모듈들을 일정한 시간 간격을 두고 공급하여 나란하게 배열되도록 하는 모듈 공급부와, 모듈 공급부으로부터 공급된 모듈들의 저면에 접착 테이부를 연속적으로 부착하는 테이프 부착부와, 테이프에 의해 서로 연결된 모듈들을 절단하여 다시 낱개의 모듈로 만드는 절단부를 포함할 수 있다.

또한, 테이프 부착부와 상기 절단부 사이에 구비되어 테이프 부착부에 의해 부착된 테이프를 모듈에 밀착되도록 하는 밀착부를 더 포함할 수 있다.

개시된 내용에 따르면, 휠 밸런스 웨이트용 소재에서 제품화된 휠 밸런스 웨이트에 이르는 전제 공정을 자동화 시스템의 의하여 연속된 하나의 공정으로 제조함으로써 제품을 대량 생산할 수 있고 제작비용을 줄일수 있는 효과가 있다.

또한, 각 공정에 사용되는 장치의 구조를 개선하여 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 블록도
도 2는 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 개략적 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 와인더형 공급장치의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 와인더형 공급장치의 측면도(a) 및 다른 실시예를 나타낸 측면도(b).
도 5는 도 3에 도시된 권취편의 사시도.
도 6은 도 1에 도시된 편평도 성형장치의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 편평도 성형장치의 분해 사시도.
도 8은 도 6에 도시된 A-A 따라 절단한 단면도.
도 9는 도 1에 도시된 웨이트 성형장치의 정면도.
도 10은 도 9에 도시된 프레스의 고정 다이부를 나타낸 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 프레스의 프레싱부를 나타낸 사시도.
도 12는 도 9에 도시된 프레스의 동작상태도.
도 13은 도 1에 도시된 테이프 부착장치의 사시도.
도 14는 도 13에 도시된 모듈 공급부를 나타낸 사시도.
도 15는 도 13에 도시된 테이부 부착부, 밀착부 및 절단부 부분을 사시도.
도 16은 도 13에 도시된 모듈 이송부와 모듈 프레싱부를 나타낸 사시도.
도 17은 도 16에서 모듈 프레싱부를 설명하기 위한 사시도.
도 18은 도 13에 도시된 모듈 적재부를 설명하기 위한 사시도.
도 19는 도 2의 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 공정 순서도

이하, 첨부된 도면을 참고하여 바람직한 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 블록도이다.

도 2는 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 개략적 구성도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 휠 밸런스 웨이트 제조시스템은 와인더형 공급장치(20)와, 편평도 성형장치(40)와, 웨이트 성형장치(60)와, 테이프 부착장치(80)를 포함한다.

와인더형 공급장치(20)는 휠 밸런스 웨이트용 소재(2)가 권취되어 있는 부분으로 회전에 의해 권출되면서 편평도 성형장치(40)에 소재(2)를 연속적으로 공급하는 역할을 하고, 편평도 성형장치(40)는 와인더형 공급장치(20)로부터 공급된 소재(2)를 롤링 가압에 의해 평평하게 성형시키는 역할을 하며, 웨이트 성형장치(60)는 편평도 성형장치(40)에서 성형된 소재(2)를 프레스(610)에 의해 가압 및 절단함으로써 낱개형 밸런스 웨이트를 성형하는 역할을 하며, 테이프 부착장치(80)는 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)들을 접착필름으로 서로 연결하여 블록단위의 모듈(6)을 만든 후 모듈(6)의 일면에 접착 테이프(4)를 부착하는 역할을 한다.

이하, 각 구성장치들에 대하여 구체적으로 살펴본다.

도 3은 도 2에 도시된 와인더형 공급장치의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 와인더형 공급장치의 측면도(a) 및 다른 실시예를 나타낸 측면도(b)이고, 도 5는 도 3에 도시된 권취편의 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 와인더형 공급장치(20)는 지지 프레임(210)과, 지지 프레임(210)의 일측에 구비된 회전축(230)에 회전 가능하게 결합되는 원판(220)과, 소재(2)가 권취되는 권취편(250)과, 소재(2)의 측방향 이동을 구속하는 구속날개(260)를 포함한다.

권취편(250)은 원판(220)의 원주 방향을 따라 이격 설치되며 다수개로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 서로 대칭인 네 개의 권취편(250)으로 이루어짐이 바람직하다. 권취편(250)은 원판(220)의 면과 수직방향으로 돌출되는 판형구조로 이루어지며, 소재(2)가 용이하게 권취될 수 있도록 라운드지도록 이루어짐이 바람직하다. 한편, 권취편(250)이 견고하게 지지될 수 있도록, 원판(220)으로부터 돌출 형성된 회전원통부재(240)에는 다수의 권취편 지지구(252)가 설치될 수 있다.

도 4를 참조하면, 구속날개(260)는 제1 구속날개(260-1)와 제2 구속날개(260-2)를 포함할 수 있다. 제1 구속날개(260-1)는 원판(220)으로부터 각각의 권취편(250)의 길이방향을 따라 제1 간격을 두고 설치되어 권취편(250)에 권취된 소재(2)의 측방향 이동을 구속하게 된다. 제2 구속날개(260-2)는 제1 간격을 두고 설치된 다수의 구속날개(260)로부터 제2 간격을 두고 설치되어 연속된 다른 휠 밸런스 웨이트용 소재(2)가 권취되었을 때 그 측방향 이동을 구속하게 된다. 여기서, 제1 간격과 제2 간격은 후술할 편평도 성형장치(40)와 웨이트 성형장치(60)의 구체적 구성에 따라 동일한 간격 또는 다른 간격으로 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 구속날개(260)는 돌출 프레임(262)과 체결 프레임(264)으로 구성될 수 있다. 돌출 프레임(262)은 여러 겹의 소재(2)가 권취될 수 있도록 원판의 외곽방향으로 돌출되는 구조로 이루어진다. 바람직하게는 삼각형상으로 이루어질 수 있다.

체결 프레임(264)은 권취편(250)에 삽입 체결되는 부분으로, 내측으로 권취편(250)의 단면구조와 대응되는 삽입구가 형성되며, 그 일측에는 삽입 후 볼트조임에 의해 체결될 수 있도록 볼트공(264a)이 형성된다.

도 6은 도 1에 도시된 편평도 성형장치의 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 편평도 성형장치의 분해 사시도이며, 도 8은 도 6에 도시된 A-A 따라 절단한 단면도이다.

도 6 내지 도 8들을 참조하면, 편평도 성형장치(40)는 몸체(420)와, 몸체(420)의 상부에 설치되는 케이스(440)와, 케이스(440)의 내부에 설치되는 다수의 상부롤러(462)와, 하부롤러(464)와, 상부롤러(462)를 조절하는 조절판(442)과, 전방 및 후방 가이드부(482, 484)를 포함한다.

케이스(440)는 다양한 형태로 이루어질 수 있지만 내부에 다수의 상부롤러(462) 및 하부롤러(464)가 설치되도록 제1 방향으로 통공이 형성된 사각 케이스 형상으로 이루어짐이 바람직하다.

케이스(440)의 측면 상부에는 사각 형상의 관통공(440a)이 형성되며, 측면 하부에는 다수의 하부롤러(464)가 회전 가능하게 고정되도록 제1 롤링홈(440b)이 형성된다. 관통공(440a)에는 조절판(442)이 이동 가능하게 설치되며, 조절판(442)에는 상부롤러(462)들이 회동 가능하게 고정된다. 여기서, 관통공(440a) 내부의 조절판(442) 상부에는 조절판(442)이 상하 이동되도록 소정 간격의 조절홈(440d)이 형성된다.

조절판(442)은 전방에 위치한 전방 조절판(4422)과, 중앙부에 위치한 중앙 조절판(4424)과, 후방에 위치한 후방 조절판(4426)으로 이루어질 수 있다. 그리고 각 조절판(4422, 4424, 4426)에는 상부롤러(462)들이 회동 가능하게 고정되도록 제2 롤링홈(440c)이 형성된다. 여기서, 중앙 조절판(4424)에는 둘 이상의 상부롤러(462)가 고정되므로 제2 롤링홈(440c)도 그에 대응되는 개수로 이루어진다.

한편, 케이스(440)의 상면에는 조절판(442)을 하측으로 가압 이동시켜 롤링 가압력을 조정할 수 있도록 다수의 조정휠(444)이 구비될 수 있다. 바람직하게는 전방 조절판(4422)과, 중앙 조절판(4424) 및 후방 조절판(4426)을 개별적으로 조정하도록 전방 조정휠(4442), 중앙 조정휠(4444) 및 후방 조정휠(4446)로 이루어질 수 있다.

다수의 하부롤러(464)는 케이스(440)의 내부에 제1 방향과 수직방향으로 설치된다. 이때, 하부롤러(464)들의 일단과 타단에는 베어링(464a)이 결합되며 전방 하부롤러(4642) 및 후방 하부롤러(4644)의 양단에는 기어(464b)가 설치되는데, 그 중 일단에는 몸체(420) 내부에 위치한 구동 유닛(480)과 연결된 체인(446)이 결합된다. 여기서, 구동 유닛(480)은 모터 또는 엔진 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

다수의 상부롤러(462)는 제1 방향으로 다수의 하부롤러(464)의 상면을 따라 투입되는 소재(2)를 하부롤러(464)와 함께 롤링 가압하여 평평하게 하는 구성으로, 전방 및 후방 상부롤러(4622, 4626)는 전방과 후방 하부롤러(4642, 4646)와 평행하게 배치되며, 중앙 상부롤러(4624)는 다수개로 이루어져 다수의 중앙 하부롤러(4644)와 엇갈리게 배치된다. 한편, 전방 상·하부롤러(4622, 4642) 및 후방 상·하부롤러(4626, 4646) 사이에 중앙 상·하부롤러(4624, 4644)는 상기 전방 상·하부롤러(4622, 4642) 및 후방 상·하부롤러(4626, 4646)와 크기를 달리하여 자유 회전 가능하도록 설치될 수 있다.

다수의 상부롤러(462)의 일단과 타단에는 상술한 하부롤러(464)와 마찬가지로 베어링(462a, 464a)이 결합되며 전방 및 후방 상부롤러(4622, 4626)의 일단에는 전방 및 후방 하부롤러(4642, 4646)의 기어(462b, 464b와 맞물려 회전하도록 기어가 설치된다.

이러한 구성에 의하여, 구동 유닛(480)이 구동하게 되면, 체인(466)에 의해 연결된 전방 및 후방 하부롤러(4642, 4646)가 회동하고 동시에 기어 맞물림에 의해 전방 및 후방 상부롤러(4622, 4626)가 동시에 회동하게 된다. 이에 따라 케이스(440)의 전방으로 투입된 소재(2)는 제1 방향을 따라 후방을 향해 이동한다. 본 실시예에서는 전후방 하부롤러(4642, 4646)와 구동 유닛(480) 사이의 연결수단으로 체인(466)을 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니고 기타 기어로 연결될 수 있음은 물론이다.

전방 가이드부(482)는 케이스(440) 내부에 투입되는 소재(2)가 흔들리지 않도록 안정적으로 가이드하는 역할을 하는 구성으로, 케이스(440)의 전방 양측에 돌출 설치되는 한 쌍의 지지대(4822)와, 지지대(4822) 사이를 연결시키는 연결봉(4824)으로 이루어질 수 있다. 연결봉(4824)의 중앙에는 외경이 돌출되는 돌출부(4826)가 형성되고, 돌출부(4826)에서 양측으로 소정의 간격 이격된 곳에는 한 쌍의 가이드판(4828)이 구비된다.

여기서, 한 쌍의 가이드판(4828)은 소재(2)가 안정적으로 안정적으로 투입되도록 원형의 판 형태로 이루어짐이 바람직하며, 돌출부(4826)와 가이드판(4828) 사이의 간격은 소재(2)의 간격에 맞추어 형성됨이 바람직하다. 가령, 투입되는 소재(2)가 서로 다른 폭을 가진 경우에는 서로 달리 형성되고 동일한 폭인 경우에는 동일한 간격으로 형성됨이 바람직하다.

후방 가이드부(484)는 케이스(440)의 상부 및 하부롤러(462, 464)에 의해 편평도가 성형된 소재(2)가 제1 방향으로 배출되도록 하는 구성으로, 전방 가이드부(482)와 마찬가지로 한 쌍의 지지대(4822)와, 중앙에 돌출부(4826)가 형성되고 양 사이드에 가이드판(4828)이 구비된 연결봉(4824)으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제1 방향을 따라 투입되는 소재(2)를 다수의 상부 및 하부롤러(462, 464)의 롤링 가압에 의해 평평하게 함으로써 제품의 완성도를 높일 수 있다. 또한, 케이스(440)의 측면에 설치된 조절판(442)에 상부롤러(462)를 회동 가능하게 고정하고, 조절판(442)을 조정휠(444)에 의해 조정 가능하게 함으로써 상부 및 하부 롤링(462, 464)에 의한 롤링 가압력이 조정될 수 있는 이점이 있다.

도 8을 참조하면, 전방 상하부롤러(4622, 4642)는 전방으로 투입된 소재(2)를 강한 롤링 가압에 의해 1차적으로 평평하게 성형하며, 중앙부에 엇갈리게 형성된 중앙 상하부롤러(4624, 4644)는 소재(2)의 두께를 변형시키지 않으면서 굴곡진 부분을 전체적으로 평평하게 개선시키며, 후방 상하부롤러(4626, 4646)는 다시 한번 강한 롤링 가압을 주어 소재(2)의 두께를 조정하여 편평도 작업을 마무리하게 된다.

본 실시예에 따르면 다수의 상부 및 하부롤러(462, 464)에 의해 소재(2)를 편평도를 극대화시킴으로써 제품의 완성도를 높일 수 있으며, 전방 및 후방 조절판(442)을 조절함으로써 소재(2)의 성형 두께를 조정할 수 있는 이점이 있다.

도 9는 도 1에 도시된 웨이트 성형장치의 정면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 프레스의 고정 다이부를 나타낸 사시도이며, 도 11은 도 9에 도시된 프레스의 프레싱부를 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 9에 도시된 프레스의 동작상태도이다.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 웨이트 성형장치는 프레스(60)와, 프레스(610)를 지지하는 프레스 지지부(630)와, 완충부(620)와. 소재(2) 가이드부(650)를 포함할 수 있다.

프레스(610)는 고정 다이부(614)와 프레싱부(612)로 이루어지며, 편평도 성형장치(40)를 통해 편평도가 개선된 소재(2)를 프레싱부(612)의 하강에 의해 소재(2)의 표면에 소정 간격으로 마디홈(2a, 2b)을 형성하는 동시에 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)를 성형하는 역할을 한다.

고정 다이부(614)는 프레스 지지부(630) 상부에 설치되며, 그 상면에는 수납홈(686)과, 하부돌기(684)와, 소재 가이드부(650)가 제1 방향과 반대방향을 따라 순서대로 배치되며, 네 모서리에는 프레싱 홈(688)이 형성된다.

프레싱부(612)는 프레싱부 구동부(미도시)에 의하여 일정한 시간 간격에 따라 하강하게 되며 고정 다이부(614)의 상면과 접하게 된다. 프레싱부(612)의 하면에는 커터블록(664)과, 상부돌기(682)와, 가이드홈(662) 및 측면 가공돌기(660)가 고정 다이부(614)의 상면에 위치한 수납홈(686)과, 하부 돌기(684)와, 소재 가이드부(650)와 대응되는 위치에 구비된다.

그리고, 프레싱부(612)의 하면 모서리에는 하강을 원활하게 하기 위해 하강시 고정 다이부(614)의 프레싱 홈(688)에 각각 삽입되는 네 개의 프레싱 가이드(618)가 구비된다.

완충부(620)는 프레싱부(612)의 하강시 프레싱부(612)의 중량으로 인한 충격을 완화시키기 위해 프레싱(612)부의 하면에 설치되는 구성으로, 실린더 형태의 몸체와 몸체 외측을 둘러싸도록 설치된 스프링으로 이루어질 수 있다

소재 가이드부(650)는 프레스(610)에 투입되는 소재(2)를 상부 돌기(682) 및 수납홈(686) 측으로 가이드 하는 구성으로, 고정 다이부(614)의 중앙을 따라 설치되는 다수의 제1 가이드돌기(652)와 제1 가이드돌기(652)를 중심으로 양측에 나란히 설치되는 제2 가이드돌기(654)를 포함할 수 있다.

제1 가이드돌기(652) 및 제2 가이드돌기(654)는 다양한 형태로 이루어질 수 있지만, 소재(2)가 원활하게 가이드될 수 있도록 제1 가이드돌기(652)는 대략 직육면체 형태로 이루어지고 제2 가이드 돌기(654)는 원통형으로 이루어지고 그 측면에는 제1 측면홈(652a)과 제2 측면홈(654a)이 형성됨이 바람직하다.

이러한 구성에 따라, 본 실시예에서는 하나의 소재(2)만 성형하거나 두 개 의 소재, 가령 제1 소재(2-1)와 제2 소재(2-2)를 동시에 성형할 수 있다. 프레스(610)에 하나의 소재(2)만 투입되는 경우 제1 가이드돌기(652)와 일측 제2 가이드돌기(654)에 의해 형성되는 가이드 라인이 이용되고, 프레스(610)에 제1 소재(2-1) 및 제2 소재(2-2)가 동시에 투입되는 경우 제1 가이드돌기(652)와 양측 제2 가이드돌기(654)에 의해 형성되는 두 개의 가이드 라인이 이용될 수 있다.

하부돌기(684)는 프레싱부(612)의 하강에 의하여 소재(2)의 하면에 제1 마디홈(2a)을 형성시키는 구성으로, 상측으로 일정 길이만큼 뾰족하게 돌출되며, 투입되는 소재의 길이방향(또는 제1 방향)과 수직방향으로 일정 길이를 가진 삼각 단면형상으로 이루어진다.

수납홈(686)은 커터블록(664)에 의해 절단된 소재(2)들이 수납되는 부분으로, 커터블록(664)과 대응되는 위치에 형성되며 절단된 제1 소재(2-1)가 수납되는 제1 수납홈(686a)과 절단된 제2 소재(2-2)가 수납되는 제2 수납홈(686b)으로 이루어질 수 있다. 제1 수납홈(686a)은 고정 다이부(614)의 상면에서 하부를 향해 직사각 형태로 함몰되도록 형성되고 제2 수납홈(686b)은 제1 수납홈(686a)의 일측에 형성된다. 여기서, 제1 수납홈과 제2 수납홈은 서로 구획되어 형성될 수 있지만 제1 소재(2-1)와 제2 소재(2-2)가 같을 경우에는 일체로 형성됨이 바람직하다.

가이드 홈(662)은 프레싱부(610)의 하강시 고정 다이부(614)의 가이드 돌기(652, 654)가 삽입되는 부분으로, 제1 가이드돌기(652)와 대응되도록 프레싱부(612)의 중앙부에 위치한 제1 가이드홈(6222)과 제2가이드돌기(654)와 대응되도록 양 가장자리에 위치한 제2 가이드홈(6224)으로 이루어질 수 있다.

측면 가공돌기(660)는 프레싱과 동시에 소재(2)의 측면을 가공하기 위한 부분으로, 프레싱부(612)의 하면에 소재(2)의 가장자리와 대응되는 위치에 형성되며, 중앙부에 한 쌍으로 나란하게 위치한 제1 측면 가공돌기(6602)와 양 사이드에 위치한 제2 측면 가공돌기(6604)를 포함할 수 있다.

상부돌기(682)는 하부돌기(684)에 의해 제1 마디홈(2a)이 형성될 때 소재(2)의 상면을 가압하여 제2 마디홈(2b)을 형성시키는 부분으로, 하부 돌기(684)와 대응되는 위치에 설치되며, 하부 돌기(684)와 마찬가지로 소재(2)의 길이방향과 수직방향으로 일정 길이를 가진 삼각 단면형상으로 이루어진다. 다만, 후술할 모듈(6)로 완성되어 제품화되었을 때 휠 곡면 형상에 알맞게 부착 사용될 수 있도록, 하부돌기(684)보다 더 뾰족하게 제작하여 제2 마디홈(2b)이 제1 마디홈(2a)보다 더 움푹 파이도록 함이 바람직하다.

커터블록(664)은 프레싱과 동시에 소재(2)를 절단하는 부분으로, 두 개의 제1 및 제2 소재(2-1, 2-2)를 감안하여 제1 커터블록(6642)과 제2 커터블록(6644)으로 구성될 수 있다. 제1 커터블록(6642)은 프레싱부(612)의 표면에서 하부로 연장되는 직육면체 형태로 형성되고, 제2 커터블록(6644)은 제1 커터블록(6642)과 이격 배치된다. 그리고 제1 및 제2 커터블록(6642, 6644) 각각의 타단들은, 수납홈(686)이 형성된 턱 부분에 걸쳐 있는 소재(2)가 하측으로 힘을 받아 절단되도록, 프레싱부(612)의 저면보다 상대적으로 하부로 돌출되도록 형성된다.

한편, 웨이트 성형장치(60)는 편평도 성형장치로부터 토출된 소재(2)를 프레스(610)의 내부로 일정 간격으로 투입되도록 하는 피더부(640)를 더 포함할 수 있다.

피더부(640)는 제어부(642), 다수의 가이드 롤러(644)를 포함한다.

가이드 롤러(644)는 적어도 둘 이상의 롤러로 이루어져 소재의 공급을 용이하도록 하고 소재를 지면으로부터 일정한 높이로 유지하는 역할을 한다.

제어부(642)는 편평도 성형장치(40)로부터 이동된 소재(2)를 감지하고, 프레스(610)로 투입될 소재(2)의 이동 거리와 정지 시간을 조정하는 역할을 한다. 이에 따라 소재(2)가 일정한 간격으로 절단 및 가공될 수 있으며, 프레싱부(612)의 구동부와 연동되어 다양한 무게의 휠 벨런스 웨이트(W)가 제작될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 프레싱부(612)의 단일 하강에 의해 소재(2)의 표면에 소정 간격으로 마디홈(2a, 2b)을 형성하는 동시에 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)가 성형되는 이점이 있다.

도 13은 도 1에 도시된 테이프 부착장치의 사시도이고, 도 14는 도 13에 도시된 모듈 공급부를 나타낸 사시도이며, 도 15는 도 13에 도시된 테이부 부착부, 밀착부 및 절단부 부분을 사시도이며, 도 16은 도 13에 도시된 모듈 이송부와 모듈 프레싱부를 나타낸 사시도이고, 도 17은 도 16에서 모듈 프레싱부를 설명하기 위한 사시도이며, 도 18은 도 13에 도시된 모듈 적재부를 설명하기 위한 사시도이다.

테이프 부착장치(80)는 웨이트 성형장치(60)에 의해 성형된 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)들을 제품화하기 위하여, 접착필름으로 서로 연결하여 블록단위의 모듈(6)을 만든 후 모듈(6)의 일면에 접착테이프(4)를 부착하게 된다.

도 13을 참조하면, 테이프 부착장치(80)는 모듈 공급부(810)와, 테이프 공급부(820)와, 테이프 부착부(830)와, 밀착부(840)와, 절단부(850)와, 모듈 이송부(860)와, 모듈 압착부(870, 도 15참조)와, 승강 이송부(880)와 모듈 적재부(890)를 포함한다.

도 14를 참조하면, 모듈 공급부(810)는 웨이트 성형장치(60)에 의해 성형된 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)들을 나란히 배열한 다음 그 저면에 접착성 있는 필름을 부착시켜 블록 단위의 모듈(6)을 만들고 일정한 시간 간격을 두고 공급함으로써 테이프 부착부(830) 및 밀착부(840)로 공급된 모듈(6)들이 나란히 배열되도록 한다. 여기서, 모듈화 작업은 수작업에 이루어지거나 종래 일반적인 기술에 의하는바 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

모듈 공급부(810)는 정렬유닛(814), 가이드유닛(812) 및 푸싱 플레이트(816)를 포함한다.

정렬유닛(814)은 정열구동유닛(8142)과, 수평압착바(8144)와 거치대(8146)를 포함하며, 거치대(8146)와 수평압착바(8144) 사이에 다수의 모듈(6)들을 수직으로 입설한 다음 수평압착바(8144)로 압착하여 모듈을 정하는 역할을 한다.

가이드유닛(812)은 사각 형태의 수직구조물로 내부에 모듈(6)들이 차례대로 적층되며, 가이드유닛(812)에 적층된 모듈(6)들 중 가장 아래쪽 모듈(6)은 시간적 간격을 두고 푸싱 플레이트(816)에 의해 푸시되어 테이프 부착부(830)로 공급된다.

도 15를 참조하면, 테이프 부착부(830)는 모듈 지지판(832)과, 부착롤러(834)와, 상부 지지대(836)을 포함한다. 모듈 지지판(832)은 푸싱 플레이트(816)와 수평선상에 위치하여 푸시된 모듈(6)을 지지하는 판으로 그 끝단 측에는 부착롤러(834)가 설치되며, 부착롤러(834)의 상부에는 모듈(6)에 테이프(4)가 안정적으로 부착되도록 모듈(6)의 상면을 지지하는 상부 지지대(836)가 설치된다.

이러한 구성에 의해 푸싱 플레이트(816)에 의해 푸시된 모듈(6)들은 모듈 지지판(832)으로 이동함과 동시에 부착롤러(834)에 의해 그 저면에 테이프(4)가 부착된다. 이때, 테이프 공급부(820)에 의해 하나로 이어진 테이프(4)가 연속 공급됨에 따라 나란하게 배열된 모듈(6)들은 서로 이어지게 된다. 여기서, 테이프 공급부(820)는 테이프(4)가 연속적으로 권취되는 권취드럼(822)과 권취된 테이프(4)를 테이프 부착부(830)로 가이드 하는 다수의 가이드 롤러(824)로 이루어질 수 있다.

밀착부(840)는 경사면이 형성되는 베이스 프레임(842)과, 경사면의 상부에 경사면을 따라 나란히 설치되는 복수의 밀착롤러(844)를 포함한다. 밀착롤러(844)는 테이프(4)를 모듈(6)에 밀착하는 역할하는 구성으로, 테이프 부착부(830)에 의해 부착된 테이프(4)를 롤링 가압함으로써 모듈(6)로부터 이탈되지 않도록 한다.

절단부(850)는 공압에 의해 상하부 이동하는 실린더 형태의 절단 구동부(852) 및 절단 구동부 하단에 위치한 절단 블레이드(854)를 포함한다. 절단부(850)는 모듈(6)과 모듈(6) 사이의 테이프(4) 부분을 절단하는 구성으로, 서로 이어진 모듈(6)들을 다시 낱개 형태의 모듈(6)로 분리시키게 된다.

모듈 이송부(860)는 절단부(850)에서 절단되어 분리된 모듈(6)을 모듈 압착부(870)로 이송시키는 구성으로 컨베이어 밸트로 이루어질 수 있다. 그리고, 모듈 이송부(860)의 끝단에는 이송된 모듈(6)의 위치를 감지하는 위치센서(862)가 설치될 수 있다. 위치센서(862)에 의해 모듈(6)이 감지되면 후술할 모듈 압착부(870)가 구동하게 된다.

모듈 압착부(870)는 압착 구동유닛(876)과 압착 플레이트(874)를 포함하며, 모듈 이송부(860)를 통해 이송된 모듈(6)의 상부면을 압착시켜 모듈(6)을 다시 한번 편평하게 하는 동시에 테이프(4)와 모듈(6)의 저면간의 접착력을 개선하는 역할을 한다.

압착 구동유닛(876)은 모듈 이송부(860)의 끝단에 소정의 간격을 두고 상부에 이격 배치되고, 그 하단에는 압착 구동유닛(876)의 구동으로 하강 이동하는 압착 플레이트(874)가 구비된다. 여기서, 압착 플레이트(874)는 압착이 원활하게 되도록 중앙부분이 하부를 향해 곡면을 이루는 아치형상의 구조로 이루어짐이 바람직하다.

압착 지지유닛(872)은 압착 플레이트(874)의 하부에 배치되는 구성으로, 압착 플레이트(874)의 하강에 의해 모듈(6)이 압착될 때 모듈(6)을 지지하는 역할을 한다. 이를 위해 압착 지지유닛(872)는 압착 플레이트(874)의 형태와 동일하게 아치형상으로 이루어짐이 바람직하다.

모듈 압착부(870)에 의해 압착된 모듈(6)은 후술할 모듈 푸칭장치(886)에 의해 압착 플레이트(874)의 상부면 상에서 전방을 향해 이동한 뒤 승강 이송부(880)에 의해 모듈 적재부(890)로 이동하게 된다.

승강 이송부(890)는 승강프레임(881), 승강구동부(882), 승강완충부(883), 탑재부(884) 및 수평이동 구동부(885)를 포함한다.

승강 프레임(881)은 모듈 이송부(860)의 상부에 소정 간격을 두고 수평으로 설치되며, 승강 구동부(882)가 수평방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 길이방향을 따라 레일이 형성된다.

승강 구동부(882) 및 수평이동 구동부(885)는 공압실린더로 구현되며 탑재부(884)의 상하 이동과 수평이동을 가능하게 하며, 승강 완충부(883)는 승강구동부(882) 하부에 이격 배치되어 탑재부(884)가 모듈(6)의 상부면에 접촉할 때 발생되는 충격을 완화시켜 모듈(6)의 손상을 방지한다.

탑재부(884)는 압착 지지유닛(872)의 전방에 배치된 모듈(6)을 탑재하는 구성으로, 전기의 공급 및 차단에 의해 자기화되는 전자석으로 이루어질 수 있다. 다만 이에 한정되는 것을 아니고 공압에 의하 흡착장치 등으로 구현될 수 있음은 물론이다.

모듈 적재부(890)는 지지부(892), 회전판(894), 적재 가이드유닛(892)을 포함한다.

적재 가이드유닛(892)은 다수개로 이루어져 회전판(894) 중심을 기준으로 방사상 형상으로 설치된다. 각각의 적재 가이드유닛(892)은 길이방향의 플레이트들이 서로 대향하는 방향으로 수직 입설되어 이루어지며 그 내부에는 모듈(6)이 차례대로 적층되도록 일정 공간이 형성된다.

회전판(894)은 지지부(892) 상에서 회전하면서 어느 하나의 적재 가이드유닛(896)에 모듈(6)의 적재가 끝나면 다음 적재 가이드유닛(892)에 적재되도록 적재 가이드유닛(896)을 회전 배치되도록 하는 역할을 한다.

도 19는 도 2의 휠 밸런스 웨이트 제조시스템의 공정 순서도를 도시한다.

와인더형 공급장치(20)는 휠 밸런스 웨이트용 소재(2)가 권취되어 있는 부분으로 회전에 의해 권출되면서 편평도 성형장치(40)에 소재(2)를 연속적으로 공급한다[단계 S100].

편평도 성형장치(40)는 와인더형 공급장치(20)로부터 공급된 소재(2)를 롤링 가압에 의해 평평하게 성형한다[단계 S120].

웨이트 성형장치(60)는 편평도 성형장치(40)에서 성형된 소재(2)를 프레스(610)에 의해 가압 및 절단함으로써 낱개형 밸런스 웨이트를 성형한다[단계 S140].

테이프 부착장치(80)는 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트(W)들을 접착필름으로 서로 연결하여 블록단위의 모듈(6)을 만든 후 모듈(6)의 일면에 접착 테이프(4)를 부착하고 승강 이송부(890)는 테이프 부착장치(80)의 모듈(6)을 자동으로 적재한다[단계 S160].

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다

2: 소재 4: 테이프
6: 모듈 20: 와인더형 공급장치
40: 편평도 성형장치 60: 웨이트 성형장치
80: 테이프 부착장치 210: 지지프레임
220: 원판 230: 회전축
240: 회전원통부재 250: 권취편
260: 구속날개 420: 몸체
440: 케이스 442: 조절판
444: 조정휠 462: 상부롤러
464: 하부롤러 480: 구동유닛
482: 전방 가이드부 484: 후방 가이드부
610: 프레스 620: 완충부
640: 피더부 660: 측면 가공돌기
682: 상부돌기 684: 하부돌기
810: 모듈 공급부 820: 테이프 공급부
830: 테이프 부착부 840: 밀착부
850: 절단부 860: 모듈 이송부
870: 모듈 압착부 880: 승강 이송부
890: 모듈 적재부

Claims (18)

1. 휠 밸런스 웨이트용 소재가 권취되며 회전에 의해 권출되면서 상기 소재를 연속적으로 공급하는 와인더형 공급장치;
   상기 와인더형 공급장치로부터 공급된 소재를 롤링 가압에 의해 평평하게 성형시키는 편평도 성형장치; 및
   상기 편평도 성형장치에서 성형된 상기 소재를 프레스에 의해 가압 및 절단함으로써 낱개형 휠 밸런스 웨이트를 성형하는 웨이트 성형장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 와인더형 공급장치는,
   지지 프레임과, 상기 지지 프레임의 일측에 구비된 회전축에 회전 가능하게 결합되는 원판과, 상기 소재가 권취되도록 상기 원판의 원주 방향을 따라 이격 설치되는 다수의 권취편과, 상기 원판으로부터 상기 각각의 권취편의 길이방향을 따라 제1 간격을 두고 설치되어 상기 소재의 측방향 이동을 구속하는 다수의 제1 구속날개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 와인더형 공급장치는,
   연속된 다른 휠 밸런스 웨이트용 소재가 권취되어 구속될 수 있도록, 상기 제1 간격을 두고 설치된 상기 다수의 구속날개로부터 제2 간격을 두고 설치되는 다수의 제2 구속날개를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 편평도 성형장치는,
   제1 방향으로 통공이 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 제1 방향과 수직방향으로 회동 가능하게 고정되는 다수의 상·하부롤러를 포함하되,
   상기 다수의 상·하부 롤러는 전방과 후방에 위치한 전방 상·하부롤러 및 후방 상·하부롤러 사이에, 자유 회전 가능하며 상기 전방 상·하부롤러 및 후방 상·하부롤러와 크기를 달리하는 다수의 중앙 상·하부롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 케이스의 측면에는 상기 상부롤러가 회동 가능하게 고정된 조절판이 설치되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 전방 상부롤러 및 후방 상부롤러는 상기 전방 하부롤러 및 후방 하부롤러와 평행하게 배치되며, 상기 중앙 상·하부롤러는 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
7. 제4항에 있어서, 상기 편평도 성형장치는,
   상기 케이스 전방 양측에 돌출 설치되는 한 쌍의 지지대와, 상기 한 쌍의 지지대 사이를 연결시키는 연결봉으로 이루어진 전방 가이드부를 더 포함하되,
   상기 연결봉의 중앙에는 외경이 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에서 양측으로 소정 간격 이격된 곳에는 한 쌍의 가이드판이 구비되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 프레스는,
   상면에 하부 돌기가 설치되는 고정 다이부와, 하면에 상부돌기 및 커터블록이 설치되는 프레싱부를 포함하고,
   상기 프레싱부의 하강에 의해 상기 소재의 표면에 소정 간격으로 마디홈을 형성하는 동시에 낱개 형태의 휠 밸런스 웨이트를 성형하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 상부돌기 및 하부돌기는 투입되는 상기 소재의 길이방향과 수직방향으로 일정 길이를 가진 삼각 단면형상으로 이루어지며,
   상기 고정다이부의 상면에는 상기 커터블록과 대응되는 위치에 수납홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 고정 다이부의 상면에는 상기 소재를 상기 하부 돌기가 형성된 부분으로 가이드 하도록 소재 가이드부가 설치되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 소재가이드부는,
    상기 고정 다이부의 중앙을 따라 설치되는 다수의 제1 가이드돌기와, 상기 제1 가이드 돌기를 중심으로 양측에 나란히 설치되는 제2 가이드돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
12. 제9항에 있어서,
    상기 소재의 측면을 프레싱과 동시에 가공할 수 있도록, 상기 프레싱부의 하면에는 상기 소재의 가장자리와 대응되는 위치에 측면 가공돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 웨이트 성형장치는,
    상기 편평도 성형장치로부터 토출된 상기 소재를 상기 프레스 내부로 일정 간격으로 투입되도록 하는 피더부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 휠 밸런스 웨이트 제조시스템은,
    낱개 형태의 상기 휠 밸런스 웨이트들을 접착필름으로 서로 연결하여 블록단위의 모듈을 만든 후 상기 모듈의 일면에 접착 테이프를 부착하는 테이프 부착장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 테이프 부착장치는,
    상기 모듈들을 일정한 시간 간격을 두고 공급하여 나란하게 배열되도록 하는 모듈 공급부와, 상기 모듈 공급부으로부터 공급된 모듈들의 저면에 상기 접착 테이프를 연속적으로 부착하는 테이프 부착부와, 상기 접착 테이프에 의해 서로 연결된 모듈들을 절단하여 다시 낱개의 모듈로 만드는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 테이프 부착장치는,
    상기 테이프 부착부와 상기 절단부 사이에 구비되어 상기 테이프 부착부에 의해 부착된 접착 테이프를 상기 모듈에 밀착되도록 하는 밀착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 밀착부는,
    경사면이 형성되는 베이스 프레임과, 상기 경사면의 상부에 설치되는 다수개의 밀착롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 밸런스 웨이트 제조 시스템.
18. 제15항에 있어서, 상기 테이프 부착장치는,
    상기 절단부에 의해 절단된 상기 모듈들을 일측으로 이송시키는 모듈 이송부와, 이송된 각각의 상기 모듈들을 일정 시간차를 두고 프레싱하여 상기 접착 테이프와 상기 모듈 간의 접착력을 개선하는 모듈 프레싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휠 밸런스 웨이트 제조 시스템.

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