KR20230067887A - 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치 - Google Patents

타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치에 관한 것이다.
이 시편 채취 장치는 타이어 고무가 지지 가능한 고정지그와, 고정지그에 나란하게 설치되는 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바와, 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바를 따라 이동 가능하도록 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바가 각각 관통되는 제1 이동편 및 제2 이동편과, 제1 이동편 및 제2 이동편을 이동시키기 위한 구동력을 제1 이동편 및 제2 이동편에 제공하는 구동모터와, 제1 이동편 및 제2 이동편 사이에 연결되어, 제1 이동편 및 제2 이동편이 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바를 따라 이동될 때, 타이어 고무로부터 시편을 채취하는 커팅 벨트를 포함할 수 있다.

Description

타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치{APPARATUS FOR MAKING TEST SAMPLE OF TIRE RUBBER}
본 발명은 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고무의 인장시험은 KS 인장 시험편 표준에 따라, 아령형 시편 모양으로 고무를 절단한 후, 인장시험기에서 상 하부 그립으로 고정하고 인장력을 가하여 시험편이 절단될 때의 강도, 신율, 모듈러스 등을 측정하는 시험법이다.
타이어 고무의 인장시험을 실시하기 위하여, 시험용 시편을 타이어 고무에서 채취한다. 예를 들어, 타이어 고무로부터 칼로 얇게 포를 떠서 폭 1센티미터, 길이 10센티미터 이상, 두께 1-2mm의 시험용 시편을 채취한 후, 표준 아령형 시편으로 절단하여 인장시험을 실시하게 된다.
그러나 종래 시험용 시편을 타이어 고무에서 채취하는 경우, 수동 칼날 작업이므로 안전상의 문제가 수반될 수 있다. 예를 들어, 작업자가 타이어 고무를 지속적으로 누른 상태에서 칼날을 밀어내는 시험용 시편을 채취하는 방식이므로, 작업자에게 근골격계 문제가 지속적으로 발생될 수 있다. 최근에는 수동 시편 채취 방식을 개선하기 위하여, 자동화 시편 채취 시험기에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
그러나 타이어는 평면 물체가 아닌 곡면으로 이루어져 있으므로, 고정지그를 만드는 것이 어렵고, 타이어를 고정하더라도 칼날 자국이 많이 남기 때문에, 인장 시험시 결함 요인으로 작용하여 시험의 신뢰도가 낮아질 수 있는 문제점이 있다.
공개특허 제10-2011-0054741호(2011.05.25. 공개)
본 발명의 실시예들은 곡면의 타이어 비드부에서 고무 시편을 채취할 수 있는 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 타이어 고무가 지지 가능한 고정지그; 상기 고정지그에 나란하게 설치되는 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바; 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바를 따라 이동 가능하도록 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바가 각각 관통되는 제1 이동편 및 제2 이동편; 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편을 이동시키기 위한 구동력을 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편에 제공하는 구동모터; 및 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편 사이에 연결되어, 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편이 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바를 따라 이동될 때, 상기 타이어 고무로부터 시편을 채취하는 커팅 벨트를 포함하는 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치가 제공될 수 있다.
이때, 시편 채취 장치는 상기 타이어 고무의 상면을 지지하도록 양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편에 회전 가능하게 연결되는 고정롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편은, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바가 관통되는 이동홀이 내부에 형성된 바디부; 및 상기 커팅 벨트가 권취되도록 상기 바디부의 중앙측에 볼록하게 형성되는 장착부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정지그는 상기 타이어 고무를 지지하도록 상기 타이어 고무의 외면과 대응되는 지지면을 제공하는 제1 지그; 상기 제1 지그의 일단에 마련되어, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바의 일단이 고정되는 제2 지그; 및 상기 제2 지그와 나란하게 대향되도록 상기 제1 지그의 타단에 마련되어, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바의 타단이 고정되는 제3 지그를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바는, 상기 타이어 고무의 외면과 대응되도록 곡률지게 연장 형성될 수 있다.
또한, 상기 고정롤러는 양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편의 일단부에 회전 가능하게 연결되어 상기 타이어 고무의 전단측 상부를 푸시하는 제1 롤러; 및 양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편의 타단부에 회전 가능하게 연결되어 상기 타이어 고무의 후단측 상부를 푸시하는 제2 롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 곡면의 타이어 고무의 비드부에서 고무 시편을 신속하고 효과적으로 채취할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치를 도시한 측단면도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치의 작동 상태를 도시한 상태도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무(T)의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치(10)는, 고정지그(100), 제1 가이드 바(210), 제2 가이드 바(220), 제1 이동편(310), 제2 이동편(320), 구동모터(400), 커팅 벨트(500) 및 고정롤러(600)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 고정지그(100)는 타이어 고무(T)를 지지할 수 있는 지지 구조를 포함할 수 있다. 일 예로, 고정지그(100)는 제1 지그(110) 제2 지그(120) 및 제3 지그(130)를 포함할 수 있다. 제1 지그(110)는 타이어 고무(T)의 비드부를 잘라 냈을 때 보이는 외부의 곡면을 고정하기 위한 기구일 수 있다. 제1 지그(110)는 타이어 고무(T)를 지지하도록 타이어 고무(T)의 외면과 대응되는 지지면을 제공할 수 있다.
일 예로, 제1 지그(110)의 곡률은 PCR의 경우 지름 60~80mm, TBR의 경우 100~200mm를 가질 수 있다. 물론, 제1 지그(110)의 형태 및 곡률 등은, 타이어의 규격 및 인치, 사이즈에 따라 달라질 수 있을 것이다. 이 제1 지그(110)의 일단과 타단에는 제2 지그(120) 및 제3 지그(130)가 설치될 수 있다.
제2 지그(120)는 제1 지그(110)의 일단에 설치될 수 있다. 제2 지그(120)의 양단부에는 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 일단이 고정될 수 있다. 그리고 제3 지그(130)는 제2 지그(120)와 나란하게 대향되도록 제1 지그(110)의 타단에 설치될 수 있다. 제3 지그(130)의 양단부에는 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 타단이 고정될 수 있다.
제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)는 고정지그(100)에 나란하도록 이격 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 가이드 바(210)의 일단은 제2 지그(120)의 일단부에 고정 설치될 수 있고, 제1 가이드 바(210)의 타단은 제3 지그(130)의 일단부에 고정 설치될 수 있다. 그리고 제2 가이드 바(220)의 일단은 제2 지그(120)의 일단부에 고정 설치될 수 있고, 제2 가이드 바(220)의 타단은 제3 지그(130)의 일단부에 고정 설치될 수 있다.
제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)는 타이어 고무(T)의 외면과 대응되도록 곡률지게 연장 형성될 수 있다. 그리고 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)에는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)이 이동 가능하도록 관통될 수 있다. 각각의 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은, 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)가 관통되는 이동홀(301a)이 내부에 형성된 바디부(301)와, 커팅 벨트(500)가 권취되도록 바디부(301)의 중앙측에 볼록하게 형성되는 장착부(302)로 이루어질 수 있다. 장착부(302)에는 커팅 벨트(500)가 권취되어 고정될 수 있다.
제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 이동홀(301a)을 통해 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)가 각각 관통될 수 있다. 이동홀(301a)의 내경면은 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 외경면과 대응되는 곡률면을 가질 수 있다. 구동모터(400)의 작동시, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 제 가이드 바 및 제2 가이드 바(220)를 따라 이동될 수 있다. 이를 위해, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 구동와이어(420)를 통해 구동모터(400)로부터 구동력을 제공받을 수 있다.
구동모터(400)는 구동축을 매개로 모터롤러(410)와 구동 연결될 수 있다. 모터롤러(410)에는 제1 이동편(310) 또는 제2 이동편(320)에 연결되는 구동와이어(420)가 권취될 수 있다. 구동와이어(420)는 지지롤러(430)에 의해 지지될 수 있다.
이에 따라, 구동모터(400)의 작동시, 모터롤러(410)가 일방향 또는 타방향으로 회전되면, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 구동와이어(420)의 당김에 의해, 제2 지그(120)가 위치한 방향으로 향해 이동하거나, 제3 지그(130)가 위치한 방향을 행해 이동될 수 있다.
구동모터(400)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)을 일정한 속도로 제어하기 위한 속도 제어 장치를 포함할 수 있다. 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)이 일정한 속도로 제어되지 아니할 경우, 타이어 고무(T)의 경도 및 두께에 따라 커팅 벨트(500)에 가해지는 힘의 크기가 달라지므로, 커팅 벨트(500)의 이동 속도에 급격한 변화가 야기될 수 있고, 이는 최종적으로 타이어 고무(T)의 시편 두께에 불균일을 유발시킬 수 있다.
커팅 벨트(500)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320) 사이에 연결될 수 있다. 커팅 벨트(500)의 양측단 모서리는 커터 형상의 뾰족한 형상일 수 있다. 그리고 곡면 접촉 두께를 최소화하기 위하여, 커팅 벨트(500)의 폭을 2-5mm 정도로 가공될 수 있다. 커팅 벨트(500)는 열처리를 통해 절단면의 강도가 높아질 수 있다.
이에 따라, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)이 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)를 따라 이동될 때, 커팅 벨트(500)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)에 의해 이동되면서 타이어 고무(T)로부터 시편을 커팅하여 채취할 수 있다.
고정롤러(600)는 타이어 고무(T)의 상면을 지지할 수 있는 롤러 형태일 수 있다. 고정롤러(600)는 타이어 고무(T)의 비드부 시편을 전면에서 작업 시점에 압착하기 위한 롤러로 이해될 수 있다. 고정롤러(600)는 막대 형의 원통 롤러 형태일 수 있다. 타이어 고무(T)로부터 시편이 채취될 때, 고정롤러(600)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)과 함께 이동되면서, 커팅 벨트(500)가 이동되는 타이어 고무(T)의 전/후방측을 가압하여 타이어 고무(T)를 고정시키는 효과를 제공할 수 있다. 이를 통해, 커팅 벨트(500)는 타이어 고무(T)에 매끄러운 절단면을 형성시킬 수 있다.
고정롤러(600)의 양단부는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일 예로, 고정롤러(600)는 제1 롤러(610) 및 제2 롤러(620)를 포함할 수 있다.
제1 롤러(610)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)과 연동하여 이동되면서, 타이어 고무(T)의 전단측 상부를 푸시할 수 있다. 제1 롤러(610)의 양단부는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)의 일단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제2 롤러(620)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)과 연동하여 이동되면서, 타이어 고무(T)의 후단측 상부를 푸시할 수 있다. 제2 롤러(620)의 양단부는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)의 타단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치를 도시한 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시편 채취 장치(10)는 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 이동에 의해 타이어 고무(T)로부터 시편의 두께를 조절하여 채취할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 일 실시예들과 비교하였을 때, 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)가 제2 지그(120) 및 제3 지그(130)에서 이동 가능하다는 차이가 있는바, 이러한 차이점을 위주로 설명하며, 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예들을 원용한다.
제2 지그(120) 및 제3 지그(130)에는 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 이동을 안내하는 레일홈(101)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)의 양단부에는 레일홈(101)을 따라 이동하는 이동롤러(230)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 타이어 고무(T)로부터 시편을 채취할 때, 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)가 타이어 고무(T)의 두께방향으로 이동되면, 구동모터(400)의 작동에 의해 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)이 이동될 때, 커팅 벨트(500)는 다양한 두께의 시편을 채취할 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 시편 채취 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
먼저, 시편을 채취하고자 하는 타이어 고무(T)를 시편 채취 장치(10)의 제1 지그(110)에 거치한다. 이때, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 제1 지그(110)의 일단부 측 또는 타단부 측에 위치될 수 있다.
타이어 고무(T)가 시편 채취 장치(10)의 제1 지그(110)에 거치되면, 구동모터(400)를 작동시켜 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)을 제1 가이드 바(210) 및 제2 가이드 바(220)를 따라 이동시킨다. 이때, 구동모터(400)의 작동에 의해 모터롤러(410)가 일방향 또는 타방향으로 회전되면, 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)은 구동와이어(420)의 당김에 의해, 제2 지그(120)가 위치한 방향으로 향해 이동하거나, 제3 지그(130)가 위치한 방향을 행해 이동될 수 있다.
구동모터(400)의 작동에 의해 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)이 이동되면, 커팅 벨트(500)는 제1 이동편(310) 및 제2 이동편(320)에 의해 이동되면서 타이어 고무(T)로부터 시편을 커팅하여 채취할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
10 : 시편 채취 장치
100 : 고정지그 110 : 제1 지그
120 : 제3 지그 130 : 제3 지그
210 : 제1 가이드 바 220 : 제2 가이드 바
310 : 제1 이동편 320 : 제2 이동편
400 : 구동모터
500 : 커팅 벨트
600 : 고정롤러 610 : 제1 롤러
620 : 제1 롤러

Claims (6)

  1. 타이어 고무가 지지 가능한 고정지그;
    상기 고정지그에 나란하게 설치되는 제1 가이드 바 및 제2 가이드 바;
    상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바를 따라 이동 가능하도록 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바가 각각 관통되는 제1 이동편 및 제2 이동편;
    상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편을 이동시키기 위한 구동력을 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편에 제공하는 구동모터; 및
    상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편 사이에 연결되어, 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편이 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바를 따라 이동될 때, 상기 타이어 고무로부터 시편을 채취하는 커팅 벨트를 포함하는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이어 고무의 상면을 지지하도록 양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편에 회전 가능하게 연결되는 고정롤러를 더 포함하는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편은,
    상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바가 관통되는 이동홀이 내부에 형성된 바디부; 및
    상기 커팅 벨트가 권취되도록 상기 바디부의 중앙측에 볼록하게 형성되는 장착부를 포함하는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정지그는
    상기 타이어 고무를 지지하도록 상기 타이어 고무의 외면과 대응되는 지지면을 제공하는 제1 지그;
    상기 제1 지그의 일단에 마련되어, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바의 일단이 고정되는 제2 지그; 및
    상기 제2 지그와 나란하게 대향되도록 상기 제1 지그의 타단에 마련되어, 상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바의 타단이 고정되는 제3 지그를 포함하는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 가이드 바 및 상기 제2 가이드 바는,
    상기 타이어 고무의 외면과 대응되도록 곡률지게 연장 형성되는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정롤러는
    양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편의 일단부에 회전 가능하게 연결되어 상기 타이어 고무의 전단측 상부를 푸시하는 제1 롤러; 및
    양단부가 상기 제1 이동편 및 상기 제2 이동편의 타단부에 회전 가능하게 연결되어 상기 타이어 고무의 후단측 상부를 푸시하는 제2 롤러를 포함하는,
    타이어 고무의 시험용 시편을 채취하기 위한 시편 채취 장치.
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