KR100336191B1 - 비드 힘 측정 시험에서의 접지력 자동측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 비드 접지력을 측정하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 이 측정 장치는 비드(bead) 접지력을 측정하기 위한 다수의 측정 센서(1∼11)가 시험용 휠 림(wheel rim)(12)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림(12)의 축에 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고 이 측정 방법은 가) 타이어(13) 하부에 소정의 하중을 가하는 단계; 나) 휠 림(12)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림(12)의 축에 평행하게 배열되어 있는 측정 센서(1∼11)로부터 컴퓨터(18)로 접지력 데이터가 획득되는 단계; 다) 이동판(14)을 소정거리로 이동시키면서 동시에 타이어(13)를 소정의 각도로 회전시키는 단계; 라) 각위치가 변경된 상기 측정 센서(1∼11)로부터 상기 컴퓨터(18)로 접지력 데이터가 획득되는 단계; 마) 상기 다)∼라) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 단계; 바) 상기 이동판(14)이 타이어(13) 하부에 가하는 소정의 하중을 해제하는 단계로 이루어져 있다. 이와 같은 측정 장치 및 측정 방법에 의해, 비드 접지력을 측정하는데 소요되는 시간이 대폭적으로 감소되고, 비드 접지력 데이터의 정확성 및 정밀성이 향상되는 효과가 있다.

Description

비드 힘 측정 시험에서의 접지력 자동측정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for auto-scanning contact force in bead force measuring test}

본 발명은 다양한 하중 조건에서 타이어 비드의 휠 림에 대한 접지력을 측정하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래에는 도 1 및 도 7∼9에 도시되듯이, 11개의 측정 센서(1∼11)가 비드 힘 측정 시험(bead force measuring test)에 사용되는 휠 림(12)의 원주면상에 위치하며 상기 휠 림(12)의 축에 대해 경사진 방향으로 배열되어 있다. 또한 상기 센서(1∼11) 사이는 원주방향으로 10°간격으로 장착되어 있다. 이러한 구성에 의해 180°걸친 타이어의 비드 접지력을 측정하기 위해, 먼저 도 8에 도시되듯이 1번 측정 센서(1)가 0°위치, 즉 타이어(13)와 플레이트(25)의 접하는 위치에 오도록 한다. 그리고 축(23)에 의해 소정의 수직하중을 타이어에 가하여, 1번 측정 센서(1)에서 비드 접지력을 측정한다. 그런 후, 수직하중을 해제하고 타이어(12)를 반시계방향으로 10°회전시키고 다시 소정의 수직하중을 타이어(12)에 가한다. 이때 2번 측정 센서(2)가 0°위치이고 1번 측정 센서(1)가 10°위치로 각위치가 변경된다. 이렇게 변경된 각위치에서 2번 측정 센서(2)와 1번 측정 센서(1)의 비드 접지력을측정한다. 도 9에 도시되듯이 이러한 방법으로, 다시 말하면 도 9에 도시된 화살표 방향따라 수직하중을 29회 반복적으로 입력하면서 각 각도 위치에서 측정 센서(1∼11)에서 비드 접지력을 측정한다.

그러나, 이와 같은 장치를 이용해 시험을 실시하였을 경우, 한 예로 타이어 1본에 대해 약 1시간 30분이라는 장시간이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 각 각도위치별로 비드 접지력 데이터가 조합되기 때문에 데이터의 정확성이 낮다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수직하중을 1회 입력한 상태에서 바람직하게는 180°내의 타이어 비드부 접지력(contact force)을 측정할 수 있는 접지력 자동측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 휠 림상의 센서 장착위치를 도시하는 일부 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 휠 림상의 센서 장착위치를 도시하는 일부 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 휠 림상의 센서 장착위치를 도시하는 개략 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 이동판 이동시 휠 림에 장착된 센서의 측정위치 변화를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 비드 접지력 데이터의 획득 방법을 도시하는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 비드 접지력 자동측정 장치 전체를 도시하는 개략도,

도 7은 종래에 휠 림상의 센서 장착위치를 도시하는 일부 평면도,

도 8은 종래에 휠 림상의 센서 장착위치를 도시하는 개략 사시도,

도 9는 종래에 따른 비드 접지력 데이터의 획득 방법을 도시하는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1∼11...센서,

12... 휠 림, 13...타이어,

14... 이동판, 15...테이블,

16...지지수단, 17...작동수단,

18...컴퓨터, 19...A/D 컨버터,

20...비드 경사부, 21...비드 힐(bead heel),

22...비드 토우(bead toe), 23...축,

24...소켓, 25...플레이트.

이러한 목적은 비드(bead) 접지력을 측정하기 위한 다수의 측정 센서가 휠 림(wheel rim)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림의 축에 평행하게 배열됨으써 해결된다.

또한, 이러한 목적은 가) 컴퓨터에서 출력되는 작동 신호에 의해 이동판으로 타이어 하부에 소정의 하중을 가하는 단계; 나) 휠 림의 원주면에 위치하여 상기 휠 림의 축에 평행하게 배열되어 있는 측정 센서로부터 컴퓨터로 접지력 데이터가 획득되는 단계; 다) 컴퓨터에서 출력되는 작동 신호에 의해 이동판을 소정거리로이동시키면서 동시에 타이어를 소정의 각도로 회전시키는 단계; 라) 각위치가 변경된 상기 측정 센서로부터 상기 컴퓨터로 접지력 데이터가 획득되는 단계; 마) 상기 다)∼라) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 단계; 바) 컴퓨터에서 출력되는 작동 신호에 의해 상기 이동판이 타이어 하부에 가하는 소정의 하중을 해제하는 단계로 이루어지는 측정 방법에 의해 해결된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예로서 접지력 자동측정 장치를 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1에 도시되듯이, 바람직하게는 11개의 측정 센서(1∼11)가 비드 토우(22)에서 휠 림의 플랜지 쪽에 위치하는 비드 힐(21) 방향으로 1번, 2번, 3번과 같이 차례로 휠 림(12) 원주면에 장착되어 있다. 이와 같이 휠 림(12)의 단면상에 도시되는 상기 측정 센서(1∼11)의 장착 위치는 종래와 동일하다.

그러나, 도 2, 3에 도시되듯이 상기 측정 센서(1∼11)가 휠 림(12)의 축에 대략 평행하게 일렬로 배열되어, 동일한 각도 위치에서 1번부터 11번의 측정 센서(1∼11)에서 접지력 데이터가 한번에 획득될 수 있다. 바람직하게는 상기 측정 센서(1∼11)는 휠 림(12) 원주면에 배치된 센서 소켓(24)에 삽입·설치된다. 그리고 상기 센서 소켓(24)은 소정의 간격(x) 내에 배치되어, 획득되는 접지력 데이터의 정확성이 향상된다.

도 6에는, 비드 접지력 자동측정 장치의 전체가 개략적으로 도시되어 있다. 휠 림(12)은 축(23)을 통해 지지수단(16)에 회전가능하게 지지되고, 이 휠 림(12) 상에 시험대상인 타이어(13)가 장착된다. 이동판(14)은 타이어(13) 하부에 위치하며, 테이블(15)에 의해 지지되어, 테이블(15) 상에서 작동수단(17)에 의해 좌우로 미끄러진다. 또한 상기 이동판(14)은 작동수단(17)에 의해 상하로 이송되어, 타이어(13)에 소정의 하중을 가하거나 해제하기도 한다. 이러한 구성에 의해 도 4에 도시되듯이 이동판(14)이 작동수단(17)에 의해 소정의 거리로 좌우로 이송되면서 동시에 타이어(13)도 축(23)을 중심으로 회전된다.

측정 센서(1∼11)가 타이어의 장착부인 비드 경사부(20)와 휠 림(12) 사이에 설치되어, 비드 접지력이 측정된다. A/D 컨버터(19)는 이와 같이 측정된 접지력에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터(18)로 전송한다. 이 컴퓨터(18)는 접지력 데이터를 처리, 저장하면서, 한편 예를 들어 공압 실린더 및 솔레로이드 밸브로 이루어지는 작동수단(17)에 작동신호를 출력하여 이동판(14)을 좌우, 상하로 이동시킨다. 이러한 이동판(14)의 이동에 의해 수직하중 및 타이어(13)의 회전 제어가 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예로서 접지력 자동측정 방법을 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 4, 5에 도시되듯이, 비드 접지력 자동측정하기 위하여, 먼저 타이어(13)를 회전시켜, 측정 센서(1∼11)가 이동판(14)과 타이어(13)가 접하는 위치, 즉 0°위치에 오도록 한다. 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 따라 작동수단(17)이 작동하여, 이동판(14)이 상승하게 되어 타이어(13) 하부에 소정의 수직하중을 가한다. 그런 후 0°위치에 있는, 휠 림(12)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림(12)의 축에 평행하게 배열되어 있는 측정 센서(1∼11)로부터 접지력 데이터가 측정된다. 이러한 접지력 데이터는 A/D 컨버터(19)를 통해 컴퓨터(18)로 전달된다. 그런 후, 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 의해 이동판(14)이 소정거리로 좌측으로 이동되면서 동시에 타이어(13)가 소정의 각도로 시계방향으로 회전되어 상기 측정 센서(1∼11)의 각도 위치가 변경된다. 이동판(14)의 이동거리와 타이어(13)의 회전 각도는 다음과 같은 관계를 만족시킨다;

이동판(14)의 이동거리= 타이어(13)의 회전 각도 × 타이어 반경.

이때 타이어(13)의 회전 각도는 종래와 달리 10°로 제한될 필요가 없으며, 비드 접지력의 원하는 정밀성에 따라, 타이어(13)의 회전 각도 간격을 증감할 수 있다. 각도 위치가 변경된 상기 측정 센서(1∼11)로부터 상기 컴퓨터(18)로 접지력 데이터가 획득된다. 이와 같은 방법으로 측정 센서(1∼11)의 각도 위치를 변경시키면서 소정의 횟수로 반복하여 비드 접지력을 측정한다. 측정이 끝난 후에, 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 의해 상기 이동판(14)이 하강하여, 타이어(13) 하부에 가하는 소정의 하중이 해제된다.

이와 같이 이동판(14)을 이용해 타이어(13)를 회전시켜 접지력을 측정함으로써 수직하중을 언로딩(unloading)하지 않고 계속적으로 하중을 가한 상태에서 원하는 각도 위치에 따라 타이어(13) 비드부에 걸리는 접지력 결과를 획득할 수 있다.

종래와 비교하기 위해 동일하게 10°간격으로 접지력을 측정한다고 가정하였을 때, 종래에는 상기하였듯이 측정 센서(1∼11)의 스캐닝 횟수가 29회였으나, 본 발명에 따르면 도 5에 도시되듯이 19회로 측정횟수가 10회 줄었다. 무엇보다도 본 발명에 의하면 측정 간격이 10°간격으로 고정될 필요가 없이, 컴퓨터(18)에서 측정 각도 간격을 다양하게 입력할 수 있도록 하여 정밀한 접지력 분포를 알 수 있다.

수직하중은 자동제어가 가능하게 하고, 일정 시험조건 하중에 다르게 되면 타이어가 180°회전할 때까지 수직하중을 유지하도록 하여 시험시간이 단축될 수 있다. 적절한 제어프로그램을 사용하여 컴퓨터(18)에서 조건하중, 접지력 측정간격 등을 입력하면 수직하중 및 타이어 회전제어가 이루어진다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 타이어의 비드 접지력을 측정하기 위한 장치 및 그 방법에는 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 수직하중을 1회 입력한 상태에서 180°내의 타이어 비드부 접지력(contact force)을 측정할 수 있음으로써, 수직하중을 가해주는 반복횟수의 감소로 시험시간이 절감되는 효과가 있다.

둘째, 동일한 각위치에 모든 측정 센서가 위치하도록 함으로써 측정되는 접지력 데이터 정확성이 향상되는 효과가 있다.

세째, 임이의 각도 간격으로 접지력을 측정할 수 있음으로써 정밀한 접지력 데이터가 획득되는 효과가 있다.

네째, 타이어에 하중을 가하는 하중장치 및 이동판을 컴퓨터에 의한 자동제어함으로써 비드 힘 측정 시험(bead force measuring test)의 능률이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 타이어(13)가 장착되는 휠 림(wheel rim)(12)과; 이 휠 림(12)을 지지하는 지지수단(16)과; 상기 타이어(13)의 하부에 하중을 가하면서 좌우로 미끄러질 수 있는 이동판(14)과; 측정 센서(1∼11)의 신호를 입력받아 처리하는 컴퓨터(18)와; 이 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동신호에 의해 이동판(14)을 작동시키는 작동수단(17)을 포함하는 비드 힘 측정에서의 접지력 자동측정 장치에 있어서,

   비드(bead) 접지력을 측정하기 위한 다수의 상기 측정 센서(1∼11)가 상기 휠 림(wheel rim)(12)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림(12)의 축에 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비드 힘 측정에서의 접지력 자동측정 장치.
2. 접지력 측정이 아래의 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 비드 힘 측정에서의 접지력 자동측정 방법:

   가) 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 의해 이동판(14)으로 타이어(13) 하부에 소정의 하중을 가하는 단계;

   나) 휠 림(12)의 원주면에 위치하며 또한 상기 휠 림(12)의 축에 평행하게 배열되어 있는 측정 센서(1∼11)로부터 컴퓨터(18)로 접지력 데이터가 획득되는 단계;

   다) 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 의해 이동판(14)을 소정거리로 이동시키면서 동시에 타이어(13)를 소정의 각도로 회전시키는 단계;

   라) 각도 위치가 변경된 상기 측정 센서(1∼11)로부터 상기 컴퓨터(18)로 접지력 데이터가 획득되는 단계;

   마) 상기 다)∼라) 단계를 소정의 횟수로 반복하는 단계;

   바) 컴퓨터(18)에서 출력되는 작동 신호에 의해 상기 이동판(14)이 타이어(13) 하부에 가하는 소정의 하중을 해제하는 단계.