복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치

복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치{OUTSOLE MANUFACTURING APPARATUS USING LOTS OF PRESS}

본 발명은 프레스를 이용하여 아웃솔을 생산하는 기술로서 복수의 프레스가 무한궤도 회전수단에 의해 이동되도록 하고 특정위치에 각 프레스가 도착하면 소정의 설정된 동작이 자동으로 이루어져 연속적이며 효율적인 아웃솔 생산이 가능하도록 하는 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치이다.

신발을 구성하는 부품의 하나인 아웃솔은 보통 고무를 이용하여 성형하게 되며, 보통 금형속에 고무 생지를 넣은 후 프레스로 가압한 상태로 열을 가하여 가류시켜서 금형 형상대로의 아웃솔을 얻게 된다.

신발을 이루는 하나 하나의 요소들은 제각각 기능을 가지며, 아웃솔의 경우는 항상 지면과 접촉되기 때문에 미끄럼 방지 기능이 있어야 하고 내마모성이 요구된다.

하지만 아웃솔은 추가될 수 있는 기능이 거의 없어 비슷비슷한 형태와 모양을 가지므로 경쟁력을 갖추기 위해서는 생산성이 좋아야 한다. 고임금이 고착화된 시점에서 단위 시간당 아웃솔의 생산량은 어떠한 요소보다 중요하다 할 수 있다.

현재 일반적으로 이루어지고 있는 아웃솔 제조 공정에 대해 살펴보도록 한다.

기존의 아웃솔 제조는 1인 작업자가 4대의 프레스를 운용하도록 하는데, 4대의 프레스를 일정간격을 두고 고정 설치한 상태에서 이동하면서 각각의 프레스를 동작시켰다. 즉, 금형을 개방하여 생산된 아웃솔을 꺼집어 낸 후 금형을 청소한 다음 금형에 이형제를 도포하고 고무생지를 투입하고 다시 금형을 닫은 후 프레싱 및 히팅하는 과정으로 아웃솔이 제조된다.

따라서 작업자마다 다른 숙련도로 인해 품질 및 생산성이 천차만별이었고 프레싱 및 히팅 시간에는 작업자가 하는 일없이 쉬어야 하기 때문에 생산효율은 매우 낮은 실정이다.

또한 작업자가 중량의 금형을 다루어야 했기 때문에 작업 피로도가 높고 안전사고의 위험도 높았다.

그리고 기존의 아웃솔 생산용 프레스들은 유압모터를 이용하여 상부금형을 가압하도록 하였기 때문에 유압모터가 지속적으로 가동되어야 압력을 지속시킬 수 있기 때문에 전기세가 많이 나오고 잦은 고장과 유지보수도 잦게 되는 문제점이 있었다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 공개특허번호 제10-2007-0080252호(2007.08.09 공개)의 "로타리식 신발 접착건조 장치"가 있다.

도 1은 종래기술에 대한 평면도를 보여주는 것이며, 도시된 바와 같이 90도 각도로 4개의 챔버가 배치되고, 각각의 챔버는 수직되게 설치된 챔버회전축(2)에 고정되어 회전될 수 있도록 구성된다.

따라서 각 챔버마다 배치되는 작업자는 자신에게 할당된 소정의 작업을 반복적으로 실시할 수 있도록 한다는 기술이다. 이러한 기술은 수작업이 많이 필요하고 여러 공정으로 이루어지는 갑피와 신발창을 부착하는 것과 같은 작업에 적합할 수 있다.

하지만 높은 생산성이 요구되고 프레스를 이용하여 금형으로 찍어내는 아웃솔의 제조에는 적용될 수가 없다.

따라서 본 발명은 최소한의 작업자로도 매우 높은 생산성과 품질의 안정성을 달성하여 제품 경쟁력을 갖출 수 있도록 복수의 프레스를 무한궤도 회전수단에 의해 회전되게 하되 특정위치에 각 프레스가 도착되면 자동적으로 특정 동작이 이루어지도록 하는 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치를 제공하고자 한다.

그리고 본 발명은 기존 프레스의 유압모터 대신 부스터를 이용하여 상부금형을 가압하도록 함으로써 보다 높은 가압력을 제공하면서도 유지보수 비용은 저렴하고 보다 우수한 품질의 아웃솔을 생산할 수 있는 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치는, 컨베이어 또는 턴테이블 형식의 무한궤도 회전수단; 상기 무한궤도 회전수단에 탑재되는 복수개의 프레스;를 포함하되, 특정위치에 상기 각 프레스가 도착되면 각 프레스마다 개별적으로 금형의 개폐 및 히팅이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 프레스는, 상기 무한궤도 회전수단에 올려지는 몸체부; 상기 몸체부 상면에 고정되는 하부플레이트; 상기 하부플레이트와 연결되어 상부로 돌출되는 복수의 포스트; 상기 포스트의 상단에 결합되어 상기 하부플레이트와 마주보게 배치되는 상부플레이트; 상기 상부플레이트 상면에 결합되는 부스터; 상기 하부플레이트의 상면에 마련되는 이동레일; 상기 이동레일에 결합되는 하부금형; 상기 하부금형을 직선이동시키는 푸셔; 상기 부스터와 연결되어 상하 이동되는 상부금형; 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 상부금형과 상기 하부금형에는 전기공급에 의해 발열되는 히터가 내장되며, 제어부에 의해 상기 히터, 상기 상부금형, 상기 하부금형의 동작이 자동제어되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 각 프레스에는 위치를 알려주는 센서가 마련되고, 상기 센서의 신호가 상기 제어부로 제공되어 위치에 상응하는 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 1인의 작업자만으로도 수십대의 프레스를 운용할 수 있어 생산성이 향상되며, 제품의 품질 안정성도 높아지고 유지보수 비용도 절감할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 대한 평면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치의 평면도.
도 3은 도 2에 대한 정면도.
도 4는 본 실시예에서 사용되는 프레스의 주요부 사시도.
도 5는 본 실시예에 사용되는 부스터의 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 생산장치의 평면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치의 평면도이며, 도 3은 도 2에 대한 정면도이다. 그리고 도 4는 본 실시예에서 사용되는 프레스의 주요부 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 복수의 프레스를 이용한 자동 연속 아웃솔 생산장치(이하 생산장치라 한다)는 무한궤도 회전수단(100)과 복수개의 프레스(200)를 포함하여 이루어진다.

무한궤도 회전수단(100)은 회전되는 형태의 것이라면 어떤 것이라도 무방하며, 컨베이어 타입이나 턴테이블 타입이 사용될 수 있다. 무한궤도 회전수단(100)은 지면상에 설치되며, 구동모터(미도시)에 의해 회전력을 받아 일정한 속도로 회전동작하도록 한다.

무한궤도 회전수단(100) 위에 복수개의 프레스(200)가 탑재되는데, 본 실시예의 경우는 총 14개의 프레스(200)가 탑재되는 것으로 한다. 그리고 본 실시예에서 무한궤도 회전수단(100)은 트랙형태를 이루는 것으로 하고 있다.

그리고 각각의 프레스(200)는 개별적으로 금형의 개폐나 이동 및 히팅이 이루어지는 것을 특징으로 하며, 무한궤도 회전수단(100)에 의해 특정위치에 프레스(200)가 도착되면 해당위치에 지정된 특정한 기능이 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 생산장치는 프레스(200)의 위치에 따라 총 14 스테이지로 이루어지며, 각각 제1스테이지(S1)로부터 시작되어 제14스테이지(S14)라 부르도록 한다.

제1스테이지(S1)에서 금형이 열리게 되며, 제2스테이지(S2)에서는 성형된 아웃솔을 분리하는 탈형 및 청소가 이루어지고, 제3스테이지(S3)에서는 새로운 아웃솔 성형을 위한 생지투입 및 금형닫힘 동작이 이루어지고, 제4스테이지(S4)에서 가류가 시작된다.

가류를 위해서는 금형에 소정 온도 이상의 열을 일정시간 동안 지속시켜야 하기 때문에 제4스테이지(S4)부터 제14스테이지(S14)까지는 가류가 계속된다.

즉, 본 실시예의 생산장치는 프레스(200)가 위치하는 각 스테이지마다 순차적으로 특정한 동작이 이루어지도록 자동 제어되기 때문에 1인의 작업자만으로도 복수개의 프레스를 안정적으로 운용할 수 있다. 그리고 제4스테이지(S4)부터 제14스테이지(S14)까지는 가류가 이루어지기 때문에 작업자는 가류가 이루어지는 시간에도 이동되어 오는 다른 프레스에 대한 연속적인 작업이 가능하여 작업시간 동안은 집중하여 높은 생산성을 달성할 수 있게 된다.

보다 구체적으로 각 프레스(200)의 구조에 대해 설명하도록 한다.

프레스(200)는 몸체부(210), 하부플레이트(220), 포스트(230), 상부플레이트(240), 부스터(250), 이동레일(260), 하부금형(270), 푸셔(280), 상부금형(290), 제어부(201)를 포함한다.

몸체부(210)는 프레스(200)의 하단을 이루는 부위로 무한궤도 회전수단(100) 위에 올려진다. 바람직하게 몸체부(210) 내부에 각 프레스(200)에 대한 콘트롤을 위한 제어부(201)가 내장되도록 한다.

몸체부(210) 상면에 하부플레이트(220)가 고정되며, 하부 플레이트(220)에는 상부로 돌출되는 복수의 포스트(230)가 마련된다. 하부 플레이트(220)의 네 모서리 부근에 하나씩의 포스트(230)가 마련되도록 하며, 각 포스트(230)의 상단에 하부 플레이트(220)와 마주보게 상부 플레이트(240)가 결합된다.

상부플레이트(240) 상면에 부스터(250)가 결합되는데, 부스터(250)는 유공압에 의해 작동되는 것이며, 도 5는 본 실시예에 사용되는 부스터의 개략적인 구성도이다.

부스터(250)는 본체(250a)와 실린더(250b)로 이루어지며, 본체(250a)는 구분된 두개의 챔버로 이루어진다. 제1챔버(250a-1)에는 작동오일이 채워지고 제2챔버(250a-2)에는 보조 피스톤(251)이 설치된다. 제2챔버(250a-2)에 실린더(250b)가 결합되며, 실린더(250b)에는 메인 피스톤(252)이 내장된다. 제1챔버(250a-1)에는 가압판(253)이 마련되고 가압판(253)을 밀기 위해 에어가 공급되면 가압판(253)이 전진하여 작동오일을 메인 피스톤(252)측으로 보내게 된다. 작동오일에 의해 메인 피스톤(252)은 전진되며, 이후 보다 큰 힘을 내기 위해 제2챔버(250a-2)의 보조 피스톤(251)이 에어에 의해 작동되어 전진하면 메인 피스톤(252)은 보다 큰 힘으로 전진하게 된다.

이처럼 본 발명은 기존의 프레스에 마련되었던 유압모터를 대신하여 부스터를 이용하기 때문에 보다 큰 힘을 낼 수 있고 운전비용이나 유지보수 비용도 저렴하게 되는 장점을 제공할 수 있다.

하부플레이트(220)의 상면에는 이동레일(260)이 마련되며, 이동레일(260)에 하부금형(270)이 결합되고, 필요에 따라 하부금형(270)을 직선이동시키기 위한 푸셔(280)가 마련된다. 푸셔(280)는 유압 또는 공압에 의해 작동되는 실린더를 이용할 수 있다.

한편, 부스터(250)의 메인 피스톤(252)과 연결되어 상부 플레이트(240)의 하부에 상부금형(290)이 마련된다. 언급한 바와 같이 제어부(201)는 몸체부(210)에 내장되도록 하는 것이 바람직하고 프레스(200)의 외측에 조작판넬(미도시)을 마련하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 상부금형(290)과 하부금형(270)에는 전기공급을 받아 발열되는 히터(미도시)가 내장되는 것으로 한다. 히터는 프레스(200)가 제4스테이지(S4)에 있을 때 작동하여 상부금형(290)과 하부금형(270)을 가열하여 가류가 진행될 수 있도록 한다.

각 프레스(200)마다 마련되는 제어부(201)는 개별적으로 각 프레스(200)의 동작을 콘트롤하게 되며, 프레스(200)의 동작은 해당 프레스가 어느 스테이지에 도착되었을 때 이를 인식하여 특정한 동작이 이루어지도록 한다.

이를 위해 각 프레스(200)에는 현재 해당 프레스가 어떤 스테이지에 있는지를 확인할 수 있는 센서(202)가 마련되며, 센서(202)가 제공하는 신호는 제어부(201)로 제공되어 제어부(201)는 이 신호를 통해서 프레스(200)가 어떤 스테이지에 있는지를 판단하여 해당 스테이지에 상응하는 제어명령을 내리게 된다.

바람직하게 무한궤도 회전수단(100)에는 각 스테이지에 상응하는 위치마다 프레스의 센서(202)가 위치확인이 가능하도록 센서(202)가 검출할 수 있는 표식(미도시)이 마련되도록 한다. 표식은 센서의 종류에 따라 결정될 것이며, 각 스테이지마다 상이한 표식이 제공됨으로써 프레스(200)의 센서(202)는 정확하게 현재 스테이지의 표식을 통해서 제어부로 정확한 정보를 전달할 수 있다.

예를 들어 센서(202)가 광센서인 경우 프레스의 센서는 수광센서가 되고 표식은 발광부가 되게 하면 각각의 발광부 특성을 달리함으로써 수광센서는 각 스테이지마다의 발광부의 빛을 통해서 현재 프레스의 위치를 알 수 있도록 할 수 있다.

프레스(200)가 제1스테이지(S1)로 들어오면 프레스의 센서(202)가 표식을 인식하여 제어부(201)로 그 정보를 제공하면 제어부(201)는 프레스(200)가 제1스테이지(S1)에 진입한 것으로 판단하고, 제1스테이지(S1)에서 이루어질 동작에 대한 명령을 하달한다. 즉, 제1스테이지(S1)로 프레스(200)가 진입하면 닫혔던 금형이 열리게 된다.

이어서 프레스(200)가 제2스테이지(S2)로 이동하면 역시 센서(202)가 이를 인식함으로써 제어부(201)는 제2스테이지(S2)에서 이루어질 명령을 내리고, 제2스테이지(S2)에서는 금형이 열린 상태로 유지되어야 하므로 금형은 그대로 열려 있게 된다. 이때 작업자는 제2스테이지(S2)에 도착한 프레스(200)의 하부금형(270)에 있는 성형된 아웃솔을 탈형시키고 금형에 대한 이형제 도포나 청소를 실시한다.

다음으로 프레스(200)가 제3스테이지(S3)로 이동하며, 작업자는 금형에 고무생지를 삽입한다. 고무생지가 삽입되면 자동제어에 의해 금형이 닫히도록 동작된다. 연이어 제4스테이지(S4)로 프레스(200)가 이동되면 이를 인식한 센서(202)의 신호를 받아 제어부(201)는 제4스테이지(S4)로 진입한 것으로 판단하여 가류가 진행되도록 제어한다. 즉, 가류를 위해 제어부(201)는 상하금형의 히터를 가동시켜서 금형을 가열하게 된다. 이후 제14스테이지까지는 계속 가류가 진행된다.

첨부되는 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 생산장치의 평면도이며, 도시된 바와 같이 무한궤도 회전수단을 원형으로 하여 복수의 프레스를 무한궤도 회전수단에 탑재하여 연속적인 아웃솔 성형작업이 이루어지도록 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 생산장치는 각 프레스가 개별적으로 자신의 위치를 인식하여 자동제어를 통해서 동작하기 때문에 작업자는 탈형 및 청소 그리고 생지 투입 정도의 작업만 하면 되기 때문에 1~2명의 작업자만으로도 많은 프레스를 안정적으로 운용할 수 있고, 생산성을 극대화할 수 있고, 제품 품질도 안정적으로 유지할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 생산장치는 높은 생산성이 요구되는 아웃솔 성형을 위한 설비로 사용될 수 있다.

100 : 무한궤도 회전수단 200 : 프레스
210 : 몸체부 220 : 하부플레이트
230 : 포스트 240 : 상부플레이트
250 : 부스터 260 : 이동레일
270 : 하부금형 280 : 푸셔
290 : 상부금형 201 : 제어부
202 : 센서