KR20230014509A - 타이어 척킹 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 척킹 장치에 관한 것으로, 천장 주행형 이동 본체에 결합되어 이동하며 타이어를 척킹 및 이송하는 장치로서, 작동 중심으로부터 방사되는 방향으로 복수개의 척킹암이 볼스크류 방식으로 직선 이동하며 타이어를 척킹함으로써, 타이어의 척킹 안정성이 우수하고, 볼스크류 방식을 통해 작동 안정성이 향상되며, 척킹암과 볼스크류의 상호 결합 구조에서 스크류 로드의 하중에 의한 변형을 방지하여 작동 안정성을 향상시키고, 구조적인 강도가 향상되어 더욱 우수한 성능을 발휘하는 타이어 척킹 장치를 제공한다.

Description

타이어 척킹 장치{TIRE CHUCKING APPARATUS}

본 발명은 타이어 척킹 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 천장 주행형 이동 본체에 결합되어 이동하며 타이어를 척킹 및 이송하는 장치로서, 작동 중심으로부터 방사되는 방향으로 복수개의 척킹암이 볼스크류 방식으로 직선 이동하며 타이어를 척킹함으로써, 타이어의 척킹 안정성이 우수하고, 볼스크류 방식을 통해 작동 안정성이 향상되며, 척킹암과 볼스크류의 상호 결합 구조에서 스크류 로드의 하중에 의한 변형을 방지하여 작동 안정성을 향상시키고, 구조적인 강도가 향상되어 더욱 우수한 성능을 발휘하는 타이어 척킹 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 천연고무에 카본블랙(carbon black), 황 및 다양한 화학약품을 혼합한 배합고무를 압출하거나 이 배합고무를 와이어 등에 토핑하는 압연공정을 거쳐 얻어진 반제품을 조합하는 성형공정을 통해 생타이어가 형성되고, 이 생타이어는 몰드라고 하는 형틀에 넣어 열과 압력을 가하여 상당한 시간동안 유지시키는 가류공정을 거친 후 사용가능한 상태의 타이어로 완성된다.

이러한 성형공정에서 가류공정으로 생타이어를 이송하는 과정은 일반적으로 작업자가 대차 등의 운반수단에 생타이어를 적재한 후 가류공정으로 이송하는 방식으로 수동으로 이루어지고 있다. 이와 같이 생타이어의 이송이 수동으로 이루어지므로 인건비가 증가되고 작업효율이 저감되는 문제점이 발생되고 있지만, 가류 공정을 수행하는 가류기에는 다양한 몰드가 구비됨과 동시에 몰드 교체를 위한 작업 공간이 필요하므로, 생타이어 이송을 위한 지상 컨베이어와 같은 이송 장치를 설치하는데 어려움이 있다. 또한, 지상 컨베이어 등의 이송 장치는 공장 내부의 지상 작업 공간을 점유하게 되므로, 공간 효율 측면에서 매우 비효율적이다.

따라서, 이러한 생타이어의 효율적 이송을 위한 타이어 전용 이송 장치들이 연구 개발되고 있으며, 이러한 타이어 이송 장치들은 생타이어 뿐만 아니라 완제품 형태의 타이어에 대해서도 이송이 가능한 형태로 연구 개발되고 있다.

이러한 타이어 이송 장치들은 그 이송 방식에 따라서는 타이어를 척킹(chucking) 및 척킹 해제할 수 있는 타이어 척킹 장치가 반드시 필요하다. 이러한 타이어 척킹 장치는 타이어를 척킹하는 구조, 형상 등 다양하게 형성될 수 있는데, 타이어 이송이라는 물류 효율의 관점에서 이송 안정성, 이송 효율, 작동 공간 범위, 다양한 종류의 타이어에 적용할 수 있는 적용 확장성 등 고려할 사항이 매우 많아 최적의 구성을 도출하기 어렵고 실제 현장 적용시 여러가지 문제가 발생하고 있으며, 아직까지 그 개발 정도가 매우 미미한 실정이다.

국내실용신안등록 제20-0345941호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 천장 주행형 이동 본체에 결합되어 이동하며 타이어를 척킹 및 이송하는 장치로서, 작동 중심으로부터 방사되는 방향으로 복수개의 척킹암이 볼스크류 방식으로 직선 이동하며 타이어를 척킹함으로써, 타이어의 척킹 안정성이 우수하고, 볼스크류 방식을 통해 작동 안정성이 향상되는 타이어 척킹 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 척킹암과 볼스크류의 상호 결합 구조에서 스크류 로드의 하중에 의한 변형을 방지하여 작동 안정성을 향상시키고, 구조적인 강도가 향상되어 더욱 우수한 성능을 발휘하는 타이어 척킹 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 상하 이동하는 별도의 승강 바디에 결합되어 타이어를 척킹 및 척킹 해제하도록 작동하는 타이어 척킹 장치에 있어서, 작동 중심을 기준으로 방사되는 방향으로 복수개 배치되도록 상기 승강 바디의 하부에 결합되며, 각각 타이어를 척킹할 수 있는 척킹암이 구비되고 상기 척킹암이 상기 작동 중심으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선 이동하도록 작동하는 척킹암 모듈; 및 상기 척킹암이 직선 이동하도록 상기 척킹암 모듈을 작동시키는 척킹암 구동부를 포함하고, 상기 척킹암의 직선 이동 방향에 따라 타이어를 척킹 및 척킹 해제하며, 상기 척킹암 모듈은 볼스크류 방식을 통해 상기 척킹암이 직선 이동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치를 제공한다.

이때, 상기 척킹암 모듈은 상기 척킹암이 상기 작동 중심에서 멀어지는 방향으로 직선 이동하여 상기 타이어의 중심홀 부분에서 상기 타이어를 척킹하고, 상기 작동 중심에 근접하는 방향으로 복귀 이동하여 상기 타이어를 척킹 해제하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 척킹암 모듈은 상기 작동 중심으로부터 반경 방향으로 배치되어 상기 승강 바디에 회전 가능하게 결합되며, 외주면을 따라 나선형 홈이 형성되는 스크류 로드; 및 상기 나선형 홈에 맞물림되도록 상기 스크류 로드에 관통 결합되어 상기 스크류 로드의 회전시 상기 스크류 로드를 따라 직선 이동하는 이동 블록을 포함하고, 상기 척킹암 구동부는 상기 스크류 로드를 회전 구동하고, 상기 척킹암은 상기 이동 블록에 고정 결합되어 상기 이동 블록과 함께 일체로 직선 이동할 수 있다.

또한, 상기 척킹암 모듈은 상기 승강 바디에 결합되어 상기 스크류 로드의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 고정 블록; 및 상기 이동 블록 및 척킹암의 회전을 구속하며 상기 척킹암의 직선 이동 경로를 가이드하는 가이드 레일을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 척킹암은 상단부가 상기 이동 블록의 외주면을 감싸며 하향 연장되는 형태로 상기 이동 블록에 결합되고, 상기 척킹암의 상단부 양측면에는 가이드 돌기가 각각 돌출 형성되며, 상기 가이드 레일은 상기 척킹암의 상단부 양측에 위치하도록 각각 배치되고, 상기 가이드 레일의 상호 대향면에는 상기 가이드 돌기가 삽입 지지되어 슬라이드 이동할 수 있도록 길이 방향을 따라 레일 홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드 돌기는 상기 척킹암의 이동 방향을 따라 서로 이격되게 2개 형성되고, 2개의 상기 가이드 돌기가 상기 레일 홈에 삽입되어 하중 지지될 수 있다.

또한, 상기 승강 바디에는 상기 척킹암이 상기 작동 중심에 근접한 기준 위치에 위치하는지 여부를 감지할 수 있는 복귀 감지 센서가 구비되고, 상기 척킹암이 상기 기준 위치로 복귀하는 과정에서 상기 척킹암 구동부는 상기 복귀 감지 센서의 감지 신호에 따라 작동 정지하도록 별도의 제어부에 의해 동작 제어될 수 있다.

본 발명에 의하면, 천장 주행형 이동 본체에 결합되어 이동하며 타이어를 척킹 및 이송하는 장치로서, 작동 중심으로부터 방사되는 방향으로 복수개의 척킹암이 볼스크류 방식으로 직선 이동하며 타이어를 척킹함으로써, 타이어의 척킹 안정성이 우수하고, 볼스크류 방식을 통해 작동 안정성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 척킹암과 볼스크류의 상호 결합 구조에서 스크류 로드의 하중에 의한 변형을 방지하여 작동 안정성을 향상시키고, 구조적인 강도가 향상되어 더욱 우수한 성능을 발휘하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치를 이용하여 타이어를 이송할 수 있는 방식을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 구성을 개략적으로 도시한 저면 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 복수개 척킹암 모듈의 결합 및 배치 구조를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 작동 동기화 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 복수개 척킹암 모듈의 결합 및 배치 구조를 개략적으로 도시한 평면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 작동 구조를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 세부 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 하중 지지 구조를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암의 형상을 개략적으로 도시한 사시도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암의 형상에 의해 발휘되는 효과를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 작동 제어 방식을 설명하기 위한 도면,
도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 다양한 전개 작동 방식을 설명하기 위한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 전개 동작 제어 방식을 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단을 개략적으로 도시한 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단의 세부 구조를 개념적으로 도시한 도면,
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단의 또 다른 작동 구조를 예시적으로 도시한 도면,
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 감지 센서가 적용된 타이어 척킹 장치의 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치를 이용하여 타이어를 이송할 수 있는 방식을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치는 타이어 이송을 위해 타이어를 척킹 및 척킹 해제하는 장치로서, 상하 이동하는 승강 바디(100)와, 승강 바디(100)의 하부에 결합되며 타이어(30)를 척킹할 수 있는 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹 및 척킹 해제하도록 작동하는 척킹암 모듈(300)을 포함하여 구성된다.

승강 바디(100)는 승강 로프(21)를 이용하여 별도의 주행 본체(20)에 결합될 수 있으며, 주행 본체(20)는 공장이나 창고 등 실내 공간의 천장에 설치되는 주행 레일(10)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

주행 본체(20) 내부에는 승강 로프(21)가 권취되는 드럼(미도시)이 배치되고, 드럼의 회전에 의해 승강 로프(21)가 드럼에 권취되거나 권취 해제됨으로써, 승강 바디(100)가 상하 방향으로 이동하게 된다. 따라서, 승강 바디(100)를 상하 이동시키는 승강 구동부는 주행 본체(20) 내부에 장착되어 드럼을 회전 구동시키는 전기 모터 등의 형태로 구성될 수 있다.

승강 바디(100)의 하부에는 척킹암 모듈(300)이 복수개 구비되고, 각각의 척킹암 모듈(300)에는 척킹암(200)이 결합되며, 척킹암 모듈(300)의 작동에 의해 척킹암(200)이 직선 이동하며 타이어(30)를 척킹 및 척킹 해제한다. 승강 바디(100)의 내부 공간에는 척킹암 모듈(300)을 작동시키는 척킹암 구동부(400)가 구비된다.

이러한 구조에 의해 타이어(30)를 이송하는 방식을 간략하게 살펴보면, 승강 바디(100)는 주행 본체(20)에 근접하게 상승 이동한 상태로 주행 본체(20)와 함께 주행 레일(10)을 따라 주행하며 타이어(30)가 배치된 위치의 연직 상부로 이동하고, 이후 승강 바디(100)가 하강 이동한다. 승강 바디(100)가 적정 높이로 하강 이동하게 되면, 척킹암 모듈(300)이 작동하여 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹한다. 타이어(30) 척킹 작업이 완료되면, 이 상태로 승강 바디(100)가 상향 이동하고, 주행 본체(20)와 함께 주행 레일(10)을 따라 이동한다. 주행 본체(20)가 타이어 이송 목표 지점의 연직 상부에 도착하여 정지하고, 승강 바디(100)가 하강 이동한다. 이 과정에서 타이어(30)가 이송 목표 지점에 안착되면, 척킹암 모듈(300)이 작동하여 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹 해제한다. 이후, 척킹암(200)으로부터 척킹 해제된 타이어(30)는 이송 목표 지점에 안착된 상태로 유지되고, 승강 바디(100)는 척킹암(200)으로부터 타이어(30)가 척킹 해제된 상태로 다시 주행 본체(20)에 근접한 위치로 상승 이동하며, 이러한 방식으로 타이어의 이송 작업이 완료된다.

이와 같은 타이어 이송 방식은 예시적인 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치를 이용하여 다양한 타이어 이송 장치를 구현할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 세부 구조에 대해 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 구성을 개략적으로 도시한 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 복수개 척킹암 모듈(300)의 결합 및 배치 구조를 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 작동 동기화 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 복수개 척킹암 모듈(300)의 결합 및 배치 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 작동 구조를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치는, 타이어(30)를 척킹할 수 있는 척킹암(200)과, 척킹암(200)이 결합되어 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹 및 척킹 해제하도록 작동하는 척킹암 모듈(300)과, 척킹암 모듈(300)을 작동시키는 척킹암 구동부(400)를 포함하여 구성된다. 또한, 척킹암 모듈(300)은 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 형태로 복수개 구비되며, 복수개의 척킹암 모듈(300)의 척킹암(200)이 동시에 작동하도록 동기화하는 작동 동기화 모듈(500)을 더 포함하여 구성된다.

척킹암 모듈(300)은 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 방향으로 복수개 배치되도록 승강 바디(100)의 하부에 결합된다. 각각의 척킹암 모듈(300)에는 타이어(30)를 척킹할 수 있는 척킹암(200)이 구비되며, 각각의 척킹암 모듈(300)은 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선 이동하도록 작동한다.

이때, 척킹암 모듈(300)은 척킹암(200)이 작동 중심(C)에서 멀어지는 방향으로 직선 이동하여 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에서 타이어(30)를 척킹하고, 작동 중심(C)에 근접하는 방향으로 복귀 이동하여 타이어(30)를 척킹 해제하도록 구성된다.

즉, 척킹암 모듈(300)은 작동 중심(C)으로부터 반경 방향을 따라 방사되는 형태로 복수개 배치되는데, 척킹암(200)은 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에서 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동함에 따라 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림되어 타이어(30)를 척킹한다. 이와 같이 타이어(30)를 척킹한 상태에서 척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치로 복귀 이동하면, 척킹암(200)은 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에서 맞물림 상태가 해제되어 타이어(30)를 척킹 해제하게 된다.

척킹암 모듈(300)은 척킹암(200)이 직선 이동하도록 작동하는데, 본원발명의 일 실시예에서는 볼스크류 방식을 통해 척킹암(200)이 직선 이동하도록 구성된다.

이러한 척킹암 모듈(300)은, 외주면을 따라 나선형 홈이 형성되는 스크류 로드(310)와, 스크류 로드(310)를 따라 직선 이동하는 이동 블록(320)을 포함하여 구성된다. 스크류 로드(310)는 작동 중심(C)으로부터 반경 방향으로 배치되어 축방향 회전축을 중심으로 승강 바디(100)에 회전 가능하게 결합되고, 이동 블록(320)은 스크류 로드(310)의 나선형 홈에 맞물림되도록 스크류 로드(310)에 관통 결합되어 스크류 로드(310)의 회전시 스크류 로드(310)를 따라 직선 이동하도록 구성된다. 이때, 척킹암 구동부(400)는 스크류 로드(310)를 회전 구동하도록 구성된다.

척킹암(200)은 이동 블록(320)에 고정 결합되어 이동 블록(320)과 함께 일체로 직선 이동하도록 구성되는데, 척킹암(200)의 상단부가 이동 블록(320)의 외주면을 감싸며 하향 연장되는 형태로 형성되며, 하단부는 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 걸림 고정될 수 있도록 형성된다.

척킹암 모듈(300) 및 척킹암(200)에 대한 세부 구조 및 상세한 설명은 도 8 내지 도 12를 중심으로 후술한다.

척킹암 모듈(300)은 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 방향으로 복수개 장착되는데, 복수개의 척킹암 모듈(300)은 원주 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격되게 배치된다. 예를 들면, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 척킹암 모듈(300)은 서로 이웃하는 척킹암 모듈(300)간의 사이 각도가 각각 60°를 이루며 6개 배치될 수 있다.

이와 같이 배치된 복수개의 척킹암 모듈(300)에서 각각의 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하며 타이어(30)를 척킹하는데, 이 경우, 복수개의 척킹암(200)이 서로 상응하는 위치와 속도로 동시에 직선 이동하도록 구성되어야 타이어(30)를 중심홀(31) 부분에서 안정적으로 척킹할 수 있으므로, 이를 위해 작동 동기화 모듈(500)이 구비된다.

작동 동기화 모듈(500)은 복수개의 척킹암(200)이 서로 상응하는 위치와 속도로 동시에 직선 이동하도록 척킹암 구동부(400)의 동력을 척킹암 모듈(300)에 동시에 전달한다. 척킹암 구동부(400)는 각 척킹암 모듈(300)에 대응하여 복수개 구비되는 것이 아니라 하나의 척킹암 구동부(400)만 구비된다. 따라서, 하나의 척킹암 구동부(400)가 작동 동기화 모듈(500)을 통해 복수개의 척킹암 모듈(300)을 동시에 작동시키고, 이에 따라 각각의 척킹암(200)이 서로 상응하는 위치와 속도로 동시에 직선 이동한다.

이러한 작동 동기화 모듈(500)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 복수개의 척킹암 모듈(300)의 스크류 로드(310)의 내측단에 각각 결합되어 스크류 로드(310)와 함께 일체로 회전하는 종동 베벨 기어(520)와, 척킹암 구동부(400)와 연결되어 척킹암 구동부(400)에 의해 회전하며 복수개의 종동 베벨 기어(520)와 동시에 기어 치합되는 구동 베벨 기어(510)를 포함하여 구성될 수 있다.

구동 베벨 기어(510)는 작동 중심(C)과 동일 축상에 회전축이 존재하며, 척킹암 구동부(400)는 구동 베벨 기어(510)를 작동 중심(C)과 동일 축상의 회전축을 중심으로 회전시키도록 구동 베벨 기어(510)와 결합된다. 종동 베벨 기어(520)는 척킹암 모듈(300)의 스크류 로드(310)의 일단에 결합되어 스크류 로드(310)의 축방향 회전축을 중심으로 회전한다. 척킹암 구동부(400)가 구동 베벨 기어(510)를 회전 구동하면, 6개의 종동 베벨 기어(520)가 동시에 회전하고, 이와 동시에 6개의 척킹암 모듈(300)의 스크류 로드(310)가 동시에 회전한다. 이에 따라 각각의 스크류 로드(310)에 결합된 6개의 이동 블록(320)이 스크류 로드(310)를 따라 동시에 직선 이동하고, 각각의 이동 블록(320)에 결합된 6개의 척킹암(200)이 동시에 직선 이동한다. 이때, 6개 척킹암(200)의 이동 속도는 모두 동일하며, 작동 중심(C)으로부터 이격 거리 또한 상호 간에 항상 동일한 상태로 이동하게 된다.

척킹암 구동부(400)는 구동 베벨 기어(510)를 회전 구동하도록 그 회전축이 구동 베벨 기어(510)에 결합되는 구동 모터를 포함하여 구성될 수 있고, 구동 모터는 모터 동작 제어가 단순한 형태의 DC 모터가 적용될 수 있다.

한편, 승강 바디(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 승강 바디(100)의 전체적인 지지 구조를 이루는 하부 지지판(110)과, 하부 지지판(110)의 상부 공간을 감싸도록 하부 지지판(110)에 결합되는 상부 케이스(120)를 포함하여 구성되며, 척킹암 모듈(300), 척킹암 구동부(400), 작동 동기화 모듈(500)은 모두 하부 지지판(110)에 결합되어 지지된다.

이상에서 설명한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 타이어 척킹 동작 과정을 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 먼저, 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에서 타이어(30)를 척킹할 수 있는 기준 높이에 위치하도록 승강 바디(100)가 하향 이동하는데, 이때, 척킹암(200)은 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에 위치한다. 척킹암(200)은 타이어(30)를 척킹하는 동안에만 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향에 위치하고, 그 이외의 시간 동안에는 항상 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에 위치하는 상태로 대기한다. 이 상태에서 척킹암 구동부(400)가 작동하여 구동 베벨 기어(510)를 회전시키면, 6개의 종동 베벨 기어(520)가 동시에 회전하고, 이에 따라 6개의 척킹암 모듈(300)의 스크류 로드(310)가 동시에 회전하며, 6개의 이동 블록(320)이 동시에 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동한다. 이와 동시에 이동 블록(320)에 결합된 척킹암(200)이 이동 블록(320)과 함께 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동한다. 6개의 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 직선 이동하는 과정에서 타이어(30)의 중심홀(31) 내주면 부위에서 맞물림되고, 이러한 맞물림을 통해 타이어(30)를 척킹하게 된다.

이때, 도 7에서는 설명의 편의를 위해 2개의 척킹암(200)에 대해서만 작동 상태를 도시하였으나, 도 5에 도시된 바와 같이 6개의 척킹암(200)이 등간격으로 동시에 이동하여 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림된다. 따라서, 타이어(30)는 6개의 척킹암(200)에 의해 등간격의 6개 지점에서 동시에 척킹되므로, 타이어(30)에 대한 척킹 고정력이 원주 방향을 따라 균등 분산되고, 이에 따라 더욱 안정적으로 타이어(30)를 척킹 고정할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암(200) 및 척킹암 모듈(300)에 대해 도 8 내지 도 12를 중심으로 더 자세히 살펴본다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 세부 구성을 개략적으로 도시한 일부 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 하중 지지 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암의 형상에 의해 발휘되는 효과를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈(300)은 전술한 바와 같이 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 방향으로 복수개 구비되는데, 각각의 척킹암 모듈(300)에 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선 이동하도록 장착된다.

각각의 척킹암 모듈(300)은 볼 스크류 방식으로 척킹암(200)을 직선 이동시키며, 작동 중심(C)으로부터 반경 방향으로 배치되어 승강 바디(100)에 축방향 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며 외주면을 따라 나선형 홈이 형성되는 스크류 로드(310)와, 나선형 홈에 맞물림되도록 스크류 로드(310)에 관통 결합되어 스크류 로드(310)의 회전시 스크류 로드(310)를 따라 직선 이동하는 이동 블록(320)을 포함하여 구성된다. 척킹암 구동부(400)는 스크류 로드(310)를 회전 구동한다.

또한, 척킹암 모듈(300)에는 승강 바디(100)에 결합되어 스크류 로드(310)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 고정 블록(330)과, 이동 블록(320) 및 척킹암(200)의 회전을 구속하며 척킹암(200)의 직선 이동 경로를 가이드하는 가이드 레일(340)이 구비된다.

척킹암(200)은 상단부가 이동 블록(320)의 외주면을 감싸며 하향 연장되는 형태로 이동 블록(320)에 결합되고, 하단부가 타이어(30)의 중심홀(31) 부분과 걸림 고정되어 타이어(30)를 척킹할 수 있도록 형성된다.

좀더 구체적으로, 척킹암(200)은, 척킹암 모듈(300)의 이동 블록(320)에 결합되어 직선 이동하는 이동 본체부(210)와, 이동 본체부(210)로부터 작동 중심(C)을 향해 경사지게 하향 연장되는 내측 경사부(220)와, 내측 경사부(220)로부터 수직 방향으로 하향 연장되는 수직 연장부(230)와, 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 과정에서 타이어(30)의 중심홀 부분에 걸림 가능하도록 수직 연장부(230)의 하단에 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 외측 방향으로 돌출 연장되는 걸림 고리부(240)을 포함하여 구성된다.

이동 본체부(210)는 이동 블록(320)의 외주면을 감싸는 형태로 형성되는데, 도 11에 도시된 바와 같이 중실의 다각 기둥 형태로 중심부에 이동 블록(320)이 관통 삽입되도록 관통홀(212)을 갖는 형태로 형성될 수 있다.

이동 본체부(210)로부터 내측 경사부(220)가 경사지게 하향 연장되고, 순차적으로 수직 연장부(230) 및 걸림 고리부(240)가 형성되는데, 이러한 내측 경사부(220), 수직 연장부(230) 및 걸림 고리부(240)는 전체 영역에서 외곽 가장자리 부분이 돌출되고 나머지 중심 부분이 오목하게 함몰된 형태로 형성된다.

이와 같이 외곽 가장자리 부분이 돌출되고 나머지 중심 부분이 오목하게 함몰된 형태로 형성됨으로써, 척킹암(200)의 수직 단면 형상이 대략 "I"자 형상을 이루게 되므로, 굽힘 강도가 증가하게 되고, 이에 따라 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹한 상태에서 척킹암(200)에 하중이 작용하더라도 척킹암(200)의 변형이 방지되어 안정적인 구조를 이루게 된다.

한편, 척킹암(200)의 상단부인 이동 본체부(210)의 직선 이동 방향을 기준으로 한 양측면에는 가이드 돌기(211)가 각각 돌출 형성된다. 척킹암 모듈(300)의 가이드 레일(340)은 이동 블록(320) 및 척킹암(200)의 회전을 구속하며 직선 이동 경로를 가이드하는데, 이러한 가이드 레일(340)은 척킹암(200)의 이동 본체부(210)의 양측에 각각 배치된다. 가이드 레일(340)의 상호 대향면에는 이동 본체부(210)의 가이드 돌기(211)가 삽입 지지되어 슬라이드 이동할 수 있도록 길이 방향을 따라 레일 홈(341)이 형성된다. 가이드 돌기(211)는 척킹암(200)의 이동 방향을 따라 서로 이격되게 2개 형성되고, 2개의 가이드 돌기(211)가 레일 홈(341)에 삽입되어 하중 지지된다.

이러한 구조에 따라 척킹암(200)은 이동 블록(320)과 함께 스크류 로드(310)에 의해 하중 지지되는 것이 아니라 가이드 돌기(211)가 레일 홈(341)에 삽입 지지되는 방식으로 가이드 레일(340)에 의해 지지된다. 따라서, 스크류 로드(310)에 대해서는 척킹암(200) 및 척킹암(200)에 척킹된 타이어(30)의 하중 전달이 최소화됨으로써, 스크류 로드(310)의 굽힘 변형이 방지되고 안정적인 작동 상태를 유지하게 된다.

또한, 가이드 돌기(211)가 척킹암(200)의 이동 방향을 따라 서로 이격되게 2개 형성됨으로써, 타이어(30)가 척킹암(200)에 척킹 고정시 척킹암(200)에 작용하는 회전 모멘트를 안정적으로 지지할 수 있다.

좀더 자세히 살펴보면, 도 10에 도시된 바와 같이 척킹암(200)은 이동 본체부(210)로부터 작동 중심(C)을 향해 하향 경사지는 내측 경사부(220)가 형성되는데, 척킹암(200)의 걸림 고정부(240)에 타이어(30)가 걸림 고정되면, 이러한 척킹암(200)의 형상에 따라 척킹암(200)의 하중 지지점인 가이드 돌기(211) 지점에서는 타이어(30)의 자중에 의해 하부측을 향해 하중 F가 작용하고, 시계 방향의 회전 모멘트 M이 작용한다. 이러한 하중 F 및 회전 모멘트 M은 서로 이격된 2개의 가이드 돌기(211)에 의해 안정적으로 지지된다. 즉, 하중 F가 2개의 가이드 돌기(211)를 통해 분산되어 지지되므로, 지지 구조가 더욱 안정적이며, 특히, 회전 모멘트 M이 2개의 가이드 돌기(211)에 의해 지지되므로, 척킹암(200)이 회전하지 않고 안정적으로 지지될 수 있다. 아울러, 이러한 하중 및 회전 모멘트가 스크류 로드(310)에 전달되지 않고 가이드 돌기(211) 및 가이드 레일(340)에 의해 지지되므로, 스크류 로드(310)의 굽힘 변형이 방지되고 구조적 안정성이 향상된다.

또한, 척킹암(200)에 회전 모멘트 M이 발생하므로, 이러한 회전 모멘트 M은 척킹암(200)의 내측 경사부(220), 수직 연장부(230) 및 걸림 고정부(240)에 대해서는 자체 굽힘 하중으로 작용하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암(200)은 전술한 바와 같이 내측 경사부(220), 수직 연장부(230) 및 걸림 고리부(240)가 전체 영역에서 외곽 가장자리 부분이 돌출되고 나머지 중심 부분이 오목하게 함몰된 형태로 형성되어 굽힘 강도가 증가하므로, 회전 모멘트에 따른 굽힘 하중에 대해서도 변형없이 안정적인 구조를 유지할 수 있다.

척킹암(200)에는 전술한 바와 같이 상단의 이동 본체부(210)로부터 작동 중심(C)을 향해 하향 경사지게 연장되는 내측 경사부(220)가 형성되는데, 이러한 내측 경사부(220)에 의해 작동 중심(C)에 인접한 공간에서 척킹암 모듈(300) 및 척킹암(200)의 배치 구조상 발생하게 되는 불필요한 여유 공간을 최소화할 수 있고, 이에 따라 상대적으로 작은 크기의 타이어(30)에 대해서도 척킹 작업을 원활하게 수행할 수 있다.

좀더 자세히 살펴보면, 도 12에 도시된 바와 같이 복수개의 척킹암 모듈(300)은 작동 중심(C)의 인접 공간에 배치된 작동 동기화 모듈(500) 등의 구성에 의해 서로 대향되는 척킹암 모듈(300)을 기준으로 척킹암(200)의 이동 본체부(210) 상호 간의 최소 이격 거리가 X1만큼 존재하게 된다. 척킹암(200)에 내측 경사부(220)가 존재하지 않는다면, 즉, 이동 본체부(210)로부터 수직하게 하향 연장되게 척킹암(200)이 형성된다면, 척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에 위치한 상태에서 서로 대향되는 척킹암(200)의 상호 이격 거리는 최소 X1이다. 설명의 편의를 위해 서로 대향되는 척킹암(200)의 최소 이격 거리 X1을 타이어 척킹을 위한 최소 척킹 가능 범위라고 할 때, 타이어(30)의 중심홀(31) 직경 X3이 X1보다 작은 소형 타이어의 경우라면, 이러한 소형 타이어(30)는 척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치 상태에서 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 삽입되지 못하므로, 척킹암(200)을 통해 타이어(30)를 척킹할 수 없다.

이에 반해, 척킹암(200)에 내측 경사부(220)가 형성됨으로써, 서로 대향되는 척킹암(200) 상호 간의 최소 이격 거리는 X1보다 작은 X2만큼 존재하게 되고, 마찬가지로, 설명의 편의를 위해 서로 대향되는 척킹암(200)의 최소 이격 거리 X1을 타이어 척킹을 위한 최소 척킹 가능 범위라고 할 때, 내측 경사부(220)에 의해 최소 척킹 가능 범위가 X1에서 X2로 변화하므로, 타이어(30)의 중심홀(31) 직경 X3이 X1보다 작더라도 X2보다 크다면, 이러한 소형 타이어(30)에 대해서는 척킹암(200)을 통한 척킹이 가능하다. 참고로, 척킹암(200)을 통한 최소 척킹 가능 범위는 걸림 고정부(240)를 고려한 X2'가 될 것이다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암(200)에는 작동 중심(C)을 향해 하향 경사지는 내측 경사부(220)가 형성됨으로써, 작동 중심(C) 인접한 공간에서의 불필요한 여유 공간을 최소화함과 동시에 척킹암(200)을 통한 최소 척킹 가능 범위를 확장하게 되므로, 상대적으로 직경이 작은 소형 타이어(30)에 대해서도 척킹 작업이 가능하다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암(200)의 직선 이동 범위를 동작 제어하는 방식에 대해 도 13 내지 도 16을 중심으로 상세히 살펴본다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 작동 제어 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 다양한 전개 작동 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 척킹암 모듈의 전개 동작 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이 척킹암 구동부(400)의 동력은 작동 동기화 모듈(500)을 통해 복수개의 척킹암 모듈(300)에 동시에 전달되고, 이에 따라 각 척킹암 모듈(300)의 척킹암(200)은 작동 중심(C)으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선 이동한다.

척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에 위치한 상태에서 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 전개되어 타이어(30)의 중심홀(31) 부분과 맞물림되어 타이어(30)를 척킹하고, 이 상태에서 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치를 향해 후퇴하며 타이어(30)의 척킹 상태를 해제하도록 작동된다.

이때, 승강 바디(100)에는 척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에 위치하는지 여부를 감지하는 복귀 감지 센서(600)가 구비되고, 척킹암 구동부(400)는 척킹암(200)이 작동 중심(C)에 근접한 기준 위치로 복귀 이동하는 과정에서 복귀 감지 센서(600)에 의한 감지 신호가 발생하면, 척킹암 모듈(300)의 동작이 정지하도록 작동 중단된다. 도시되지는 않았으나, 이러한 척킹암 구동부(400)에 대한 동작 제어는 별도의 제어부(미도시)에 의해 수행된다. 복귀 감지 센서(600)는 근접 센서, 광센서 등 다양한 종류의 센서가 적용될 수 있다. 이때, 복귀 감지 센서(600)는 복수개의 척킹암 모듈(300) 각각의 척킹암(200)에 대한 기준 위치 복귀 상태를 각각 감지하도록 복수개 구비될 수도 있지만, 복수개의 척킹암(200)은 작동 동기화 모듈(500)에 의해 동일한 위치 및 속도로 이동하므로, 어느 하나의 척킹암(200)에 대한 기준 위치 복귀 상태를 감지하는 복귀 감지 센서(600) 1개만 구비되는 것이 구조 및 제어 단순화를 위해 바람직하다.

반대로, 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹하기 위해 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 원격 이동하는 경우, 척킹암(200)이 타이어(30)를 중심홀(31) 부분에서 척킹 완료한 상태에서 척킹암(200)의 원격 이동이 정지되도록 척킹암 구동부(400)가 동작 제어되어야 하는데, 이는 척킹암 구동부(400)로 적용된 구동 모터의 작동 전류 변화를 이용하여 수행될 수 있다.

좀더 자세히 살펴보면, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 타이어(30)의 크기가 서로 다른 경우, 그 중심홀(31)의 직경이 T1, T2로 서로 다르게 형성되는데, 이러한 서로 다른 크기의 타이어(30)를 중심홀(31) 부분에서 척킹암(200)을 통해 척킹하는 경우, 척킹암(200)의 전개 위치 또한 다르게 설정되어야 한다. 예를 들면, 도 14의 (a)에서는 서로 대향하는 척킹암(200)의 최대 이격 거리가 척킹 대상 타이어(30)의 중심홀(31)의 직경(T1) 크기와 동일하게 T1으로 설정되도록 척킹암(200)을 기준 위치에서 해당 위치로 원격 이동시켜야 하고, 도 14의 (b)에서는 서로 대향하는 척킹암(200)의 최대 이격 거리가 척킹 대상 타이어(30)의 중심홀(31)의 직경(T2) 크기와 동일하게 T2로 설정되도록 척킹암(200)을 기준 위치에서 해당 위치로 원격 이동시켜야 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 척킹암 구동부(400)의 구동 모터에 의해 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 과정에서 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림됨에 따라 발생하는 구동 모터의 작동 전류 변화를 별도의 제어부를 통해 감지하고, 이를 기초로 구동 모터의 작동이 정지하도록 제어부에 의해 동작 제어된다.

즉, 척킹암(200)이 작동 중심(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하다가 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림되어 척킹 상태가 되면, 타이어(30)와의 맞물림에 의해 척킹암(200)의 원격 이동이 구속되므로, 이 상태에서는 척킹암(200)을 원격 이동시키기 위한 토크가 더 많이 요구되어 구동 모터의 작동 전류가 순간적으로 급격히 증가하게 된다. 따라서, 구동 모터의 작동 전류가 미리 설정된 기준치 이상으로 급격히 증가하게 되면, 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림된 상태, 즉, 척킹 완료한 상태이므로, 이 상태에서 구동 모터의 작동이 중단되도록 동작 제어된다. 이러한 방식으로 구동 모터의 작동이 중단되면, 척킹암(200)은 타이어(30)를 척킹한 상태로 이동이 정지되어 척킹 상태를 안정적으로 유지한다.

만약, 척킹암(200)의 이동 거리(작동 중심(C)에 근접한 기준 위치에서 작동 중심(C)으로부터 먼 원격 위치까지의 이동 거리)를 미리 설정하고, 설정한 범위에서 반복 이동하도록 제어하면, 서로 다른 크기의 타이어(30)에 대해서는 척킹암(200)을 통해 척킹 작업이 불가능할 수 있다.

이와 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치는 척킹암(200)의 원격 이동시 구동 모터의 작동 전류가 기준치 이상 발생하는 경우, 그 즉시 구동 모터를 작동 중단하여 척킹암(200)의 이동을 정지시키는 방식으로 작동함으로써, 서로 다른 크기의 타이어(30)에 대해서도 별도의 추가 제어수단이나 부가 구성요소 없이 안정적인 척킹 작업이 가능하며, 이에 따라 전체적인 구조 및 제어방식을 단순화할 수 있다.

이와 같이 척킹암(200)의 원격 이동 거리가 타이어(30)의 종류에 따라 다르게 적용될 수 있으므로, 척킹암(200)의 기준 위치 복귀 과정에서도 척킹암(200)을 미리 설정된 이동 거리만큼 자동으로 복귀 이동시키는 경우, 척킹암(200) 복귀 위치가 최초의 기준 위치와 달라지게 된다. 따라서, 이러한 복귀 제어 방식을 적용할 수 없고, 전술한 바와 같이 복귀 감지 센서(600)를 통해 척킹암(200)이 기준 위치에 복귀했는지 여부를 감지하여 척킹암(200)을 정지시키는 복귀 제어 방식이 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 방향으로 배치된 척킹암 모듈(300)에 의해 복수개의 척킹암(200)이 각각 작동 중심(C)을 기준으로 방사되는 방향으로 직선 이동하게 되는데, 이러한 구조에 따라 도 15에 도시된 바와 같이 척킹암(200)의 작동 중심(C)이 타이어(30)의 중심(C1)과 정렬 상태가 일정 정도 어긋나더라도 복수개의 척킹암(200)의 원격 이동 과정에서 타이어(30)의 정렬 상태를 조정하여 정확한 위치에서 척킹할 수 있다.

예를 들면, 도 15에 도시된 바와 같이 타이어(30)의 중심(C1)이 척킹암(200)의 작동 중심(C)과 거리 D만큼 편심되게 위치한 경우, 이 상태에서 타이어(30)의 척킹 작업을 위해 복수개의 척킹암(200)이 동시에 원격 이동하게 되면, 일부 척킹암(200)(도 15에 도시된 우측 척킹암)이 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 맞물림된 상태에서 다른 나머지 척킹암(200)(도 15에 도시된 좌측 척킹암)은 타이어(30)의 중심홀(31) 부분에 아직 맞물림되지 않은 상태가 된다. 이 상태에서, 계속해서 척킹암(200)을 원격 이동시키게 되면, 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림된 일부 척킹암(200)이 타이어(30)를 도 15에 도시된 방향을 기준으로 우측 방향으로 이동시키게 되고, 거리 D만큼 척킹암(200) 및 타이어(30)가 이동하게 되면, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 모든 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림되고, 타이어(30)의 중심(C1)은 작동 중심(C)과 동축 상에 위치하며 정확한 정렬 상태로 조정된다.

도 15의 (a)와 같이 일부 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림되면, 이 시점에 구동 모터에 요구되는 토크가 증가하여 작동 전류가 증가하게 되는데, 이때, 구동 모터의 작동 전류값은 전체 척킹암(200)이 모두 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림된 상태와 비교하여 상대적으로 작은 값을 나타낸다. 즉, 도 15의 (b)와 같이 모든 척킹암(200)이 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림된 상태에서 급격히 증가하는 구동 모터의 작동 전류값을 기준치로 미리 설정한 경우, 도 15의 (a) 상태에서 나타나는 구동 모터의 작동 전류값은 기준치 아하이므로, 구동 모터 및 척킹암(200)의 작동이 중단되지 않고 계속된다.

도 16에는 척킹암(200) 원격 이동시 구동모터의 작동 전류 변화 상태를 예시적으로 도시하였는데, 복수개의 척킹암(200) 모두가 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림된 상태로 척킹이 완료된 상태에서 나타나는 구동 모터의 작동 전류값 S를 기준치로 설정하고, 노이즈 값(S1) 또는 일부 척킹암(200)만이 타이어(30)의 중심홀(31)에 맞물림된 상태에서 나타나는 작동 전류값(S2)의 경우, 기준치(S)보다 작게 되므로, 이 상태에서는 구동 모터 및 척킹암(200)의 작동이 정지하지 않고 계속 유지된다.

구동 모터의 작동 전류값에 대한 기준치를 이와 같이 설정함으로써, 전술한 바와 같이 타이어(30)의 중심(C1)이 작동 중심(C)과 편심되게 위치하더라도 복수개의 척킹암(200)의 작동에 의해 타이어(30)의 정렬 상태를 조정하여 타이어를 척킹할 수 있는 기능이 원활하게 수행된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치의 타이어 감지 방식 및 이와 관련한 제어 방식에 대해 도 17 내지 도 21을 중심으로 살펴본다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단의 세부 구조를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단의 또 다른 작동 구조를 예시적으로 도시한 도면이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 접근 감지 센서가 적용된 타이어 척킹 장치의 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치는 타이어(30)를 척킹하기 위해 승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹할 수 있는 높이에 위치하는지 여부를 감지하는 작동 높이 감지 수단(700)이 승강 바디(100)의 하부에 장착된다.

작동 높이 감지 수단(700)은 승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서 승강 바디(100)가 타이어(30)의 상면으로부터 미리 설정된 기준 거리만큼 접근 이동하면 타이어(30)의 상면과 접촉함과 동시에 접촉을 감지하는 방식으로 형성된다.

이러한 구조에 따라 도 17에 도시된 바와 같이 승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서 작동 높이 감지 수단(700)의 감지 신호가 발생하면, 승강 바디(100)는 하향 이동을 정지하고, 정지한 상태에서 척킹암 모듈(300)을 작동시켜 척킹암(200)이 원격 이동하는 방향으로 이동하고, 이러한 척킹암(200) 이동에 의해 타이어(30)를 척킹하게 된다.

이러한 작동 높이 감지 수단(700)은, 승강 바디(100)의 하향 이동 과정에서 타이어(30)의 상면에 접촉 가압될 수 있도록 승강 바디(100)의 하부에 일정 거리(L) 이격된 상태로 수평 배치되는 접촉 감지바(710)와, 상단이 승강 바디(100)에 상하 이동 가능하게 결합되고 하단은 접촉 감지바(710)에 결합되어 접촉 감지바(710)의 상향 가압에 따라 상향 이동하는 작동 로드(720)와, 승강 바디(100)에 결합되어 작동 로드(720)의 상향 이동을 감지하는 이동 감지 센서(730)를 포함하여 구성된다.

승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서 접촉 감지바(710)가 타이어(30)의 상면에 접촉 가압되면, 접촉 감지바(710)는 상향 이동하게 되고, 접촉 감지바(710)에 결합된 작동 로드(720)가 상향 이동하게 된다. 이와 같이 작동 로드(720)가 상향 이동하면, 승강 바디(100)에 장착된 이동 감지 센서(730)가 작동 로드(720)의 상향 이동을 감지한다. 이동 감지 센서(730)는 근접 센서가 적용될 수 있다.

이러한 방식으로 타이어(30) 척킹을 위한 승강 바디(100)의 하향 이동 거리를 정확하게 제어할 수 있고, 이와 같이 작동 높이 감지 수단(700)에 의한 감지 신호가 발생하면, 승강 바디(100)는 별도의 제어부에 의해 정지하도록 제어되고, 이 상태에서 척킹암(200)이 타이어(30) 척킹을 위해 이동하도록 척킹암 구동부(400)가 동작 제어된다.

한편, 접촉 감지바(710)는 척킹암(200)의 작동 중심을 기준으로 반경 방향을 따라 양측으로 연장 형성되고, 작동 로드(720)는 2개 구비되어 접촉 감지바(710)의 중심을 기준으로 양측에 각각 결합된다.

또한, 2개의 작동 로드(720)는 각각 연결핀(721)을 통해 접촉 감지바(710)에 회전 가능하게 결합되는데, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 접촉 감지바(710)가 타이어(30)의 편심 가압에 의해 경사지게 이동할 수 있도록 접촉 감지바(710)의 일측에는 연결핀(721)이 회전 가능하게 삽입 결합되는 핀홀이 형성되고, 타측에는 연결핀(721)이 회전 및 슬라이드 이동 가능하게 삽입 결합되는 핀 슬롯(711)이 형성된다.

타이어(30)는 그 형상이 상대적으로 불규칙하므로, 그 상면이 항상 수평면을 이루지 못할 수 있고, 타이어(30)의 적층 배치 상태가 안정적이지 못한 경우에도 타이어(30)의 상면이 수평 상태를 이루지 못하게 되므로, 이와 같이 경사진 상태로 배치된 타이어(30)의 상면에 접촉 감지바(710)가 상향 가압되면, 도 19에 도시된 바와 같이 접촉 감지바(710)의 일측 부위만 타이어(30)의 상면에 접촉 가압되어 접촉 감지바(710) 및 작동 로드(720)의 상향 이동이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 이 경우, 접촉 감지바(710)가 타이어(30)의 상면에 접촉했음에도 작동 로드(720)의 상향 이동이 이루어지지 않아 이동 감지 센서(730)에 의한 감지 신호가 발생하지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 이러한 타이어(30)의 상면에 대한 경사 배치 상태를 고려하여, 타이어의 상면이 경사 배치 상태인 경우에도 접촉 감지바(710) 및 작동 로드(720)가 원활하게 상향 이동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 전술한 바와 같이 접촉 감지바(710)의 일측에는 원형상의 핀홀이 형성되어 연결핀(721)이 회전 가능하게 삽입되고, 접촉 감지바(710)의 타측에는 일측으로 길게 형성된 핀 슬롯(711)이 형성되어 연결핀(721)이 회전 및 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다. 각 연결핀(721)에 작동 로드(720)가 각각 연결된다.

이러한 구조에 따라 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이 경사 상태의 타이어(30)의 상면에 접촉 감지바(710)가 접촉되며 일측 부위만 상향 가압되면, 핀 슬롯(711)에 삽입된 연결핀(721)이 슬라이드 이동하는 방식으로 하나의 작동 로드(720)만 상향 이동하게 되고, 이때, 접촉 감지바(710)는 경사 상태로 이동하게 되며, 이동 감지 센서(730)는 하나의 작동 로드(720)의 상향 이동을 감지하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 높이 감지 수단(700)은 타이어의 상면이 경사지게 배치되어 접촉 감지바(710)가 편심 가압되더라도, 작동 로드(720)가 원활하게 상향 이동할 수 있어 이동 감지 센서(730)에 의한 감지가 가능하며, 항상 안정적인 감지 기능을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 척킹 장치는 타이어(30)를 척킹하기 위해 승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서 승강 바디(100)의 하부에 미리 설정된 근접 거리(M) 이내에 타이어가 존재하는지 여부를 감지하는 접근 감지 센서(800)가 구비된다.

이러한 접근 감지 센서(800)는 전술한 작동 높이 감지 수단(700)과는 별도의 구성으로, 레이저 센서 등이 적용될 수 있으며, 제어부는 접근 감지 센서(800)에 의한 감지 신호가 발생하면, 승강 바디(100)의 하강 속도가 감속되도록 승강 구동부(미도시)를 동작 제어한다. 승강 구동부는 도 1에서 설명한 바와 같이 주행 본체(20) 내부에 구비될 수 있고, 승강 로프(21)를 권취 및 권취해제하는 전기 모터 등으로 적용될 수 있다. 이러한 승강 구동부 또한 제어부에 의해 동작 제어된다.

도 21에 도시된 바와 같이 접근 감지 센서(800)는 승강 바디(100)에 결합되어 하부 공간의 근접 거리(M) 이내에 타이어(30)가 존재하는지 여부를 감지하므로, 타이어(30)의 척킹을 위해 승강 바디(100)가 하향 이동하는 과정에서, 승강 바디(100)가 하부의 타이어(30)와 근접 거리(M) 이내로 접근하게 되면, 접근 감지 센서(800)에 의해 감지 신호가 발생한다. 이러한 감지 신호가 발생하면, 제어부는 승강 바디(100)의 하강 속도가 감속되도록 승강 구동부를 동작 제어한다.

이후, 승강 바디(100)는 감속된 상태로 하강 이동을 계속하게 되고, 이 과정에서 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹할 수 있는 높이에 위치하게 되면, 즉, 승강 바디(100)가 타이어 상면으로부터 기준 높이(L)에 도달하게 되면, 작동 높이 감지 수단(700)의 접촉 감지바(710)가 타이어(30)의 상면에 접촉 가압되고, 이와 동시에 작동 로드(720)가 상향 이동하며 이동 감지 센서(730)에 의해 감지된다.

이와 같이 작동 높이 감지 수단(700)의 이동 감지 센서(730)의 감지 신호가 발생하면, 제어부는 승강 바디(100)가 정지하도록 승강 구동부를 동작 제어하고, 이 상태에서 척킹암(200)이 타이어(30)를 척킹하는 방향으로 원격 이동하도록 척킹암 구동부(400)를 동작 제어한다.

이러한 접근 감지 센서(800) 및 작동 높이 감지 수단(700)에 의해 타이어(30)의 척킹을 위한 승강 바디(100)의 하향 이동 속도 및 위치를 정확하게 제어할 수 있고, 특히, 타이어(30)의 크기 및 종류가 다르거나 배치 상태가 정상 상태가 아니더라도, 항상 안정적인 작동 상태가 유지될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 주행 레일
20: 주행 본체
30: 타이어
100: 승강 바디
200: 척킹암
210: 이동 본체부
211: 가이드 돌기
220: 내측 경사부
230: 수직 연장부
240: 걸림 고정부
300: 척킹암 모듈
310: 스크류 로드
320: 이동 블록
330: 고정 블록
340: 가이드 레일
341: 레일 홈
400: 척킹암 구동부
500: 작동 동기화 모듈
510: 구동 베벨 기어
520: 종동 베벨 기어
600: 복귀 감지 센서
700: 작동 높이 감지 수단
710: 접촉 감지바
720: 작동 로드
730: 이동 감지 센서
800: 접근 감지 센서

Claims (7)

1. 상하 이동하는 별도의 승강 바디에 결합되어 타이어를 척킹 및 척킹 해제하도록 작동하는 타이어 척킹 장치에 있어서,
   작동 중심을 기준으로 방사되는 방향으로 복수개 배치되도록 상기 승강 바디의 하부에 결합되며, 각각 타이어를 척킹할 수 있는 척킹암이 구비되고 상기 척킹암이 상기 작동 중심으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 직선 이동하도록 작동하는 척킹암 모듈; 및
   상기 척킹암이 직선 이동하도록 상기 척킹암 모듈을 작동시키는 척킹암 구동부
   를 포함하고, 상기 척킹암의 직선 이동 방향에 따라 타이어를 척킹 및 척킹 해제하며, 상기 척킹암 모듈은 볼스크류 방식을 통해 상기 척킹암이 직선 이동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 척킹암 모듈은 상기 척킹암이 상기 작동 중심에서 멀어지는 방향으로 직선 이동하여 상기 타이어의 중심홀 부분에서 상기 타이어를 척킹하고, 상기 작동 중심에 근접하는 방향으로 복귀 이동하여 상기 타이어를 척킹 해제하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 척킹암 모듈은
   상기 작동 중심으로부터 반경 방향으로 배치되어 상기 승강 바디에 회전 가능하게 결합되며, 외주면을 따라 나선형 홈이 형성되는 스크류 로드; 및
   상기 나선형 홈에 맞물림되도록 상기 스크류 로드에 관통 결합되어 상기 스크류 로드의 회전시 상기 스크류 로드를 따라 직선 이동하는 이동 블록
   을 포함하고, 상기 척킹암 구동부는 상기 스크류 로드를 회전 구동하고, 상기 척킹암은 상기 이동 블록에 고정 결합되어 상기 이동 블록과 함께 일체로 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 척킹암 모듈은
   상기 승강 바디에 결합되어 상기 스크류 로드의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 고정 블록; 및
   상기 이동 블록 및 척킹암의 회전을 구속하며 상기 척킹암의 직선 이동 경로를 가이드하는 가이드 레일
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 척킹암은 상단부가 상기 이동 블록의 외주면을 감싸며 하향 연장되는 형태로 상기 이동 블록에 결합되고,
   상기 척킹암의 상단부 양측면에는 가이드 돌기가 각각 돌출 형성되며,
   상기 가이드 레일은 상기 척킹암의 상단부 양측에 위치하도록 각각 배치되고, 상기 가이드 레일의 상호 대향면에는 상기 가이드 돌기가 삽입 지지되어 슬라이드 이동할 수 있도록 길이 방향을 따라 레일 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 가이드 돌기는 상기 척킹암의 이동 방향을 따라 서로 이격되게 2개 형성되고, 2개의 상기 가이드 돌기가 상기 레일 홈에 삽입되어 하중 지지되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강 바디에는 상기 척킹암이 상기 작동 중심에 근접한 기준 위치에 위치하는지 여부를 감지할 수 있는 복귀 감지 센서가 구비되고,
   상기 척킹암이 상기 기준 위치로 복귀하는 과정에서 상기 척킹암 구동부는 상기 복귀 감지 센서의 감지 신호에 따라 작동 정지하도록 별도의 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 타이어 척킹 장치.
   
   
   
   
   

Images