KR20220154448A - 익스펜딩 기법을 활용한 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법 - Google Patents

익스펜딩 기법을 활용한 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접방 방법에 관한 것으로서, 접합장치는 베이스 프레임의 일측에 수직상으로 연장된 제1수직타워 상에 스포크를 장착할 수 있으면서 회전이 가능하게 상기 제1수직타워의 연장방향에 직교하는 수평방향을 따라 연장되게 설치된 스포크 홀더와, 베이스 프레임에 장착된 레일을 따라 스포크 홀더로 진퇴될 수 있게 설치된 제1진퇴바디를 진퇴시키는 진퇴구동부와, 제1진퇴바디에서 수직상으로 연장된 제1지지바디체 상에 스포크 홀더와 대향되는 부분에 방사상으로 진퇴되면서 트레드를 확장상태로 지지할 수 있는 복수개의 확장지지편과, 확장지지편의 진퇴를 제어하는 익스펜딩 구동부를 갖는 익스펜딩 지지부와, 제1진퇴바디에 제1지지바디체에 대해 상대 이동가능하게 장착된 제2지지바디체 상에 확장지지편들 사이영역에서 트레드를 스포크에 밀착되게 가압시키는 가압편을 방사상으로 진퇴시킬 수 있도록 된 가압부를 구비한다. 이러한 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법에 의하면, 비공기압 타이어의 제조가 용이한 장점을 제공한다.

Description

익스펜딩 기법을 활용한 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법{spoke and tread of non-pneumatic tire adhesion apparatus and method thereof}
본 발명은 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 익스펜딩 기법을 활용한 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 사용되는 타이어는 내부에 공기를 충진시켜 탄성적인 변형을 허용하는 공기압 타이어이다. 그런데, 이러한 공기압 타이어는 타이어의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 성능발휘 및 안전성에 절대적으로 중요한 공기압을 수시로 점검해야 하는 불편한 점이 있다. 또한, 주행중에 지면 굴곡 또는 운전 조건에 따른 주행 충격으로 타이어가 파손될 수 있는 안전성의 문제가 있다.
이와는 다르게 비공기압 타이어는 압축공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식으로 차량에 적용할 수 있도록 제안된 것으로서 공기압 손실 또는 부족함으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유로운 장점을 제공한다.
이러한 비공기압 타이어는 국내 공개특허 제10-1993-0017732호, 국내 등록실용신안 제20-0129135호 등 다양하게 제안되어 있다.
한편, 이러한 비공기압 타이어에 대해 변형을 허용하면서 하중을 지지하는 스포크와 지면에 접촉하는 트레드를 효율적으로 상호 접합하여 제조할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 트레드를 확장시킨 상태에서 스포크에 접합 처리할 수 있는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치는 베이스 프레임과; 상기 베이스 프레임의 일측에 수직상으로 연장된 제1수직타워 상에 상기 베이스 프레임으로부터 수직상으로 이격된 높이에서 스포크를 장착할 수 있으면서 회전이 가능하게 상기 제1수직타워의 연장방향에 직교하는 수평방향을 따라 연장되게 설치된 스포크 홀더와; 상기 베이스 프레임에 장착된 레일을 따라 상기 스포크 홀더로 진퇴될 수 있게 설치된 제1진퇴바디를 진퇴시키는 진퇴구동부와; 상기 제1진퇴바디에서 수직상으로 연장된 제1지지바디체 상에 상기 스포크 홀더와 대향되는 부분에 방사상으로 진퇴되면서 트레드를 확장상태로 지지할 수 있는 복수개의 확장지지편과, 상기 확장지지편의 진퇴를 제어하는 익스펜딩 구동부를 갖는 익스펜딩 지지부와; 상기 제1진퇴바디에 상기 제1지지바디체에 대해 상대 이동가능하게 장착된 제2지지바디체 상에 상기 확장지지편들 사이영역에서 상기 트레드를 상기 스포크에 밀착되게 가압시키는 가압편을 방사상으로 진퇴시킬 수 있도록 된 가압부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 스포크에 접합된 트레드의 외주면에 접합강화롤러를 밀착 또는 분리할 수 있게 상기 제1수직타워에 장착된 밀착강화부와; 상기 스포크 홀더의 하부에는 상기 스포크 홀더에 장착된 스포크의 외주면을 연마처리할 수 있는 커터가 장착된 연마기;를 더 구비한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 방법은 상기 접합장치를 이용하여 상기 스포크의 외주면에 상기 트레드를 접합하는 방법에 있어서, 가. 상기 스포크 홀더에 접합제가 외주면에 도포된 스포크를 장착하고, 상기 확장지지편에 트레드를 상기 스포크의 외경보다 확장된 외경을 갖게 확장상태로 지지되게 상기 익스펜딩 구동부를 제어하는 단계와; 나. 상기 가압편이 상기 트레드의 외주면에 대해 이격된 상태를 유지한 상태에서 상기 제1지지바디체와 상기 제2지지바디체가 함께 상기 스포크 홀더로 이동되게 상기 진퇴구동부를 제어하여 상기 스포크 홀더에 장착된 스포트에 상기 확장지지편에 지지된 트래드 및 상기 가압편이 방사상으로 대향되게 배치시키는 단계와; 다. 상기 가압편이 상기 트레드를 가압하여 상기 스포크에 밀착되게 상기 가압부를 제어하는 단계와; 라. 상기 제2지지바디체에 대해 상기 제1지지바디체가 상기 스포크 홀더로부터 멀어지는 방향으로 상대 이동되게 제어하여 상기 트레트가 상기 확장지지편으로부터 분리되게 하는 단계; 및 마. 상기 가압편이 상기 트레드로부터 분리되게 제어한 후 상기 제2지지바디체를 상기 스포크 홀더로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계;를 포함한다.
또한, 바. 상기 밀착강화롤러가 상기 트레드에 밀착되게 상기 밀착강화부를 제어하고, 상기 스포크홀더를 회전시키는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법에 의하면, 비공기압 타이어의 제조가 용이한 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치의 정면도이고,
도 3은 도 1의 접합장치에 의해 트레드와 스포크의 접합과정을 설명하기 위한 트레드 확장상태의 부분 발췌 측면도이고,
도 4는 도 3의 트레드를 가압편에 의해 가압한 상태를 나타내 보인 부분 발췌 측면도이고,
도 5는 도 1의 확장지지편의 방사상으로의 이동구조를 설명하기 위한 부분 발체 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치의 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치(100)는 베이스 프레임(110), 스포크 홀더(130), 제1진퇴바디(141), 익스펜딩 지지부(150), 가압부(170), 밀착강화부(180) 및 연마기(190)를 구비한다.
베이스 프레임(110)은 사각판형상으로 형성되어 있다.
스포크 홀더(130)는 베이스 프레임(110)의 일측에 수직상으로 연장된 제1수직타워(112)의 베이스 프레임(110)의 상면으로부터 수직상으로 이격된 중간높이에서 스포크(10)를 장착할 수 있으면서 회전이 가능하게 제1수직타워(112)의 연장방향에 직교하는 수평방향을 따라 연장되게 설치되어 있다.
스포크 홀더(130)는 제1수직타워(112)를 관통하여 회전가능하게 설치된 메인회전축(132)에 동심상으로 결합되어 스포크(10)의 내주면을 다수의 분할지지편(130a)에 의해 지지시킬 수 있게 되어 있다. 스포크 홀더(130)의 분할 지지편(130a)들은 메인회전축(132)을 중심으로 방사상으로 확장 또는 신축될 수 있게 구축될 수 있음은 물론이다.
스포크홀더 회전구동부는 메인 회전축(132)에 결합된 종동풀리(138)와, 메인모터(135)의 구동축에 결합된 구동풀리(136) 및 종동풀리(138)와 구동풀리(136) 사이에 결합되어 동력을 전달하는 벨트(139)로 구축되어 메인 회전축(132)을 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
제1진퇴바디(141)는 베이스 프레임(110)에 상호 이격되어 메인회전축(132)과 나란한 방향으로 연장되게 장착된 레일(116)을 따라 스포크 홀더(130)로 진퇴될 수 있게 설치되어 있다.
제1진퇴바디(141)는 진퇴모터(145)에 의해 정역회전되는 스크류(147)에 의해 진퇴될 수 있게 스크류(147)와 나사결합된 나사결합부분(도 3 참조, 141a)이 저부에 형성되어 있다.
여기서 진퇴모터(145), 스크류(147)가 진퇴구동부에 해당한다.
익스펜딩 지지부(150)는 제1진퇴바디(141)에서 수직상으로 연장된 원판형태의 제1지지바디체(151) 상에 스포크 홀더(130)와 대향되는 부분에 메인회전축(132)의 연장방향에 수직한 면상에서 방사상으로 진퇴되면서 트레드(도 3참조, 20)를 확장상태로 지지할 수 있는 복수개의 확장지지편(155)과, 확장지지편(155)의 진퇴를 제어하는 익스펜딩 구동부(160)를 갖는 구조로 되어 있고 도 5를 함께 참조하여 설명한다.
확장지지편(155)은 후술되는 제2지지바디체(151)의 내부 수용공간 내에서 방사상으로 연장된 가이드봉(156)을 따라 진퇴될 수 있게 설치되어 있고, 가이드봉(156)과 나란한 방향으로 연장된 진퇴축(158)에 나사결결합된 너트부분(159)과 일체로 결합되어 있다. 따라서, 진퇴축(158)의 정역회전에 의해 너트부분(159) 및 확장지지편(155)이 가이드봉(156)에 구속되어 진퇴된다. 참조부호 157은 진퇴축(158) 및 가이드봉(156)의 지지영역을 제공할 수 있도록 제1지지바디(151)에서 메인 회전축(132)과 나란한 방향을 연장된 지지가이드편이다.
확장지지편(155)의 방사방향을 따르는 외측 상면에는 밀착력을 강화시키도록 돌기가 마련된 탄성소재의 밀착층(155a)이 마련되어 있다.
익스펜딩 구동부(160)는 제1지지바디(151)에 장착된 익스펜딩모터(161)로부터 동력전달부재인 벨트(162)를 통해 회전되는 익스펜딩축(163)의 일단과 진퇴축(158)의 하단에 상호 치합되게 각각 마련된 베벨기어(164)에 의해 진퇴축(158)을 정역회전시킬 수 있도록 되어 있다.
가압부(170)는 제1진퇴바디(141)에 제1지지바디체(151)에 대해 상대 이동가능하게 장착된 제2지지바디체(152) 상에 확장지지편(155) 사이영역에서 트레드(20)를 스포크(10)에 밀착되게 가압시키는 가압편(172)을 방사상으로 진퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 가압편(172)은 제2지지바디체(152)에 장착된 가압실린더(171)의 로드에 원형패드 형태로 장착되어 있다.
제2지지바디체(152)는 내부 수용공간을 갖게 중앙이 빈 원판형태로 형성되어 있고, 제1지지바디체(151)에 본체가 장착된 제1실린더(175)의 로드에 의해 제1지지바디체(151)에 대해 상대 이동될 수 있게 되어 있다.
따라서, 도 2에 실선으로 표기된 제1 및 제2지지바디체(151)(152)의 배치상태에서는 확장지지편(155)과 가압편(172)이 방사상으로 중첩되게 배치되며, 도 2에서 점선으로 표기된 제2지지바디체(152)의 배치위치가 되면 확장지지편(155)과 가압편(172)이 방사상으로 비 중첩되게 배치된다. 따라서, 확장지지편(155)가 가압편(172)을 접합 시퀀스에 따라 중첩배치 및 비중첩배치 상태로 조정할 수 있다.
밀착강화부(180)는 스포크(10)에 접합된 트레드(20)의 외주면에 접합강화롤러(182)를 밀착 또는 분리할 수 있게 제1수직타워(112) 상부에 장착되어 있다. 참조부호 184는 접합강화롤러(182)를 수직상으로 승하강 시킬 수 있도록 접합강화롤러(182)를 지지하는 지지체(186)에 결합된 로드를 진퇴시키는 승하강 실린더이다.
접합강화롤러(182)는 회전축 방향을 따라 이동될 수 있게 되어 있다.
연마기(190)는 스포크 홀더(130)의 하부에 스포크 홀더(130)에 장착된 스포크(10)의 외주면을 필요시 원하는 외경으로 깍아 연마처리할 수 있는 커터(192)가 장착되어 있다. 커터(192)는 스포크 홀더(130)에 장착된 스포크(10)의 외주면에 간섭 또는 비간섭 될 수 있는 위치로 이동시킬 수 있도록 커터(192)가 지지되는 지지브라켓(194)을 제3실린더(196)에 의해 진퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 커터지지브라켓(194)은 핸들(198)의 정역 회전에 의해 수직상의 높이도 조정할 수 있도록 되어 있다.
도시되지는 않았지만 조작부(미도시)의 조작신호에 대응되게 진퇴구동부, 익스펜딩 지지부(150), 가압부(170), 밀착강화부(180) 및 연마기(190)를 포함한 가동요소를 제어부(미도시)가 제어한다.
이하에서는 이러한 접합장치를 이용하여 접합하는 과정을 설명한다.
먼저, 스포크 홀더(130)에 접합제가 외주면에 도포된 스포크(10)를 장착하고, 확장지지편(155)에 트레드(20)를 지지시킨 다음 스포크(10)의 외경보다 확장된 외경을 갖게 확장상태로 지지되게 익스펜딩 구동부(160)를 제어한다. 즉, 초기에 트레드(20)가 외력 없이도 수용될 수 있는 위치에 배치된 확장지지편(155)에 트레드(20)를 지지시킨 다음 확장지지편(155)이 외경이 확장되는 방향으로 이동되는 방향으로 익스펜딩모터(161)를 회전시킨다. 스포크(10)의 확장상태의 크기는 적절하게 적용하면 된다.
다음은 가압편(172)이 트레드(20)의 외주면에 대해 이격된 상태를 유지한 상태에서 제1지지바디체(151)와 제2지지바디체(152)가 함께 스포크 홀더(130)가 중앙에 배치된 상태가 되게 이동되게 진퇴구동부를 제어하여 도 3에 도시된 바와 같이 스포크 홀더(130)에 장착된 스포크(10)에 확장지지편(155)에 지지된 트래드(20) 및 가압편(172)이 방사상으로 대향되게 배치되게 제어한다.
이후에는 도 4에 도시된 바와 같이 가압편(172)들이 트레드(20)를 가압하여 스포크(10)에 밀착되게 가압부(170)를 제어한다.
그리고 나서, 제2지지바디체(152)에 대해 제1지지바디체(151)가 스포크 홀더(130)로부터 멀어지는 방향으로 상대 이동되게 제어하여 트레트(20)가 확장지지편(155)으로부터 분리되게 처리한다.
이후에는 가압편(172)이 트레드(20)로부터 분리되게 제어한 후 제2지지바디체(152)를 스포크 홀더(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동시킨다.
마지막으로 밀착강화롤러(182)가 트레드(20)에 밀착되게 밀착강화부(180)를 제어하고, 스포크홀더(130)를 회전시킨다. 이 과정을 통해 스포크(10)와 트레드(20) 상호간의 밀착접합이 강화된다. 밀착강화과정에서 밀착강화롤러(182)는 메인 회전축(132)의 연장방향을 따라 진퇴시킬 수 있다.
한편, 스포크(10)의 외면을 필요시 연마하여 접합하는 경우 초기에 연마기(190)를 가동하여 원하는 외경으로 연마한 후 접착제를 도포하여 앞서 설명된 과정으로 접합처리하면 된다.
이상에서 설명된 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치 및 그 접합 방법에 의하면, 비공기압 타이어의 제조가 용이한 장점을 제공한다.
110: 베이스 프레임 130: 스포크 홀더
141: 제1진퇴바디 151, 152: 제1 및 제2지지바디체
150: 익스펜딩 지지부 170: 가압부
180: 밀착강화부 190: 연마기

Claims (5)

  1. 베이스 프레임과;
    상기 베이스 프레임의 일측에 수직상으로 연장된 제1수직타워 상에 상기 베이스 프레임으로부터 수직상으로 이격된 높이에서 스포크를 장착할 수 있으면서 회전이 가능하게 상기 제1수직타워의 연장방향에 직교하는 수평방향을 따라 연장되게 설치된 스포크 홀더와;
    상기 베이스 프레임에 장착된 레일을 따라 상기 스포크 홀더로 진퇴될 수 있게 설치된 제1진퇴바디를 진퇴시키는 진퇴구동부와;
    상기 제1진퇴바디에서 수직상으로 연장된 제1지지바디체 상에 상기 스포크 홀더와 대향되는 부분에 방사상으로 진퇴되면서 트레드를 확장상태로 지지할 수 있는 복수개의 확장지지편과, 상기 확장지지편의 진퇴를 제어하는 익스펜딩 구동부를 갖는 익스펜딩 지지부와;
    상기 제1진퇴바디에 상기 제1지지바디체에 대해 상대 이동가능하게 장착된 제2지지바디체 상에 상기 확장지지편들 사이영역에서 상기 트레드를 상기 스포크에 밀착되게 가압시키는 가압편을 방사상으로 진퇴시킬 수 있도록 된 가압부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스포크에 접합된 트레드의 외주면에 접합강화롤러를 밀착 또는 분리할 수 있게 상기 제1수직타워에 장착된 밀착강화부와;
    상기 스포크 홀더의 하부에는 상기 스포크 홀더에 장착된 스포크의 외주면을 연마처리할 수 있는 커터가 장착된 연마기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 장치.
  3. 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 일측에 수직상으로 연장된 제1수직타워 상에 상기 베이스 프레임으로부터 수직상으로 이격된 높이에서 스포크를 장착할 수 있으면서 회전이 가능하게 상기 제1수직타워의 연장방향에 직교하는 수평방향을 따라 연장되게 설치된 스포크 홀더와, 상기 베이스 프레임에 장착된 레일을 따라 상기 스포크 홀더로 진퇴될 수 있게 설치된 제1진퇴바디를 진퇴시키는 진퇴구동부와, 상기 제1진퇴바디에서 수직상으로 연장된 제1지지바디체 상에 상기 스포크 홀더와 대향되는 부분에 방사상으로 진퇴되면서 트레드를 확장상태로 지지할 수 있는 복수개의 확장지지편과, 상기 확장지지편의 진퇴를 제어하는 익스펜딩 구동부를 갖는 익스펜딩 지지부와, 상기 제1진퇴바디에 상기 제1지지바디체에 대해 상대 이동가능하게 장착된 제2지지바디체 상에 상기 확장지지편들 사이영역에서 상기 트레드를 상기 스포크에 밀착되게 가압시키는 가압편을 방사상으로 진퇴시킬 수 있도록 된 가압부를 구비하는 접합장치를 이용하여 상기 스포크의 외주면에 상기 트레드를 접합하는 방법에 있어서,
    가. 상기 스포크 홀더에 접합제가 외주면에 도포된 스포크를 장착하고, 상기 확장지지편에 트레드를 상기 스포크의 외경보다 확장된 외경을 갖게 확장상태로 지지되게 상기 익스펜딩 구동부를 제어하는 단계와;
    나. 상기 가압편이 상기 트레드의 외주면에 대해 이격된 상태를 유지한 상태에서 상기 제1지지바디체와 상기 제2지지바디체가 함께 상기 스포크 홀더로 이동되게 상기 진퇴구동부를 제어하여 상기 스포크 홀더에 장착된 스포트에 상기 확장지지편에 지지된 트래드 및 상기 가압편이 방사상으로 대향되게 배치시키는 단계와;
    다. 상기 가압편이 상기 트레드를 가압하여 상기 스포크에 밀착되게 상기 가압부를 제어하는 단계와;
    라. 상기 제2지지바디체에 대해 상기 제1지지바디체가 상기 스포크 홀더로부터 멀어지는 방향으로 상대 이동되게 제어하여 상기 트레트가 상기 확장지지편으로부터 분리되게 하는 단계; 및
    마. 상기 가압편이 상기 트레드로부터 분리되게 제어한 후 상기 제2지지바디체를 상기 스포크 홀더로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스포크에 접합된 트레드의 외주면에 접합강화롤러를 밀착 또는 분리할 수 있게 상기 제1수직타워에 장착된 밀착강화부;를 더 구비하고,
    바. 상기 밀착강화롤러가 상기 트레드에 밀착되게 상기 밀착강화부를 제어하고, 상기 스포크홀더를 회전시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스포크 홀더의 하부에는 상기 스포크 홀더에 장착된 스포크의 외주면을 연마처리할 수 있는 커터가 장착된 연마기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어의 트레드와 스포크 접합 방법.



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