KR100413566B1 - 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 관성 모멘트를 측정하는데 사용되는 타이어의 회전주기를 측정장치에 관한 것으로, 프레임(1)에 고정되는 고정판(2)과, 상기 고정판(2)에 고정되고 하부로 연장되는 와이어(3)들과, 상기 와이어(3)에 매달리는 상부판(4)과, 상기 상부판(4) 하부에 체결수단(5)에 의해 체결되고 측정할 타이어(6)를 장착할 수 있는 하부판(7)과, 상기 타이어의 회전 주기를 측정하는 포토센서(8)와, 상기 포토센서(8)와 연결되는 측정 컴퓨터(9)로 구성된다.

Description

타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치{Measuring Device for Inertia Moment}

본 발명은 타이어의 관성 모멘트를 측정하는데 사용되는 것으로 타이어의 회전주기를 측정하는 장치에 관한 것이다.

종래에는 타이어의 관성 모멘트를 측정하는 장치가 없어 해석을 통하여 관성 모멘트를 계산하여 사용했다. 타이어의 관성 모멘트를 해석을 통하여 계산함으로써 실제 타이어의 구성요소를 모두 다 정확히 표현하기는 힘들었다. 타이어의 관성 모멘트를 구하는 인자중 하나인 타이어의 무게만을 보더더라도 실제 타이어의 무게와 해석에 의한 타이어의 무게가 다르게 나타난다. 그리고, 해석시간이 오래 걸리고 매우 복잡한 과정을 거쳐야만 타이어의 관성 모멘트 값을 구할 수 있으므로 사용이 매우 불편했다.

모든 회전하는 물체는 물체 자체의 무게 외에 중요한 인자가 관성 모멘트이다. 관성 모멘트는 물체의 무게에 비례하지만, 물체 자체의 형상에 의해 같은 무게라도 다른 관성 모멘트 값을 나타낸다. 이 관성 모멘트는 물체가 회전할 때 회전축에 가해지는 모멘트와 관련이 있다. 타이어의 경우 차량의 휠에 장착되어 차량이 주행중에 항상 회전하고 있다. 무게가 같은 타이어라도 관성 모멘트가 큰 타이어의 경우 차량의 휠 축에 더 큰 모멘트를 가해야 하기 때문에 차량의 에너지 소비가 더 커진다. 이로 인해 타이어의 관성 모멘트는 차량의 연비 등 에너지 효율성에 영향을 미친다. 상기와 같은 이유로 타이어의 관성 모멘트를 정확히 측정하는 것이 요구된다.

그런데, 타이어의 관성 모멘트(Im)는 식에 의하여 쉽게 구할 수 있기는 하지만, 타이어의 회전주기(Tt)의 값이 없으면 타이어의 관성 모멘트(Im)를 구할 수 없으므로 회전주기(Tt)를 측정하는 장치가 필요하다.

본 발명의 목적은, 타이어의 무게 및 형상에 의해 발생되는 관성 모멘트를 측정하는데 사용되는 것으로, 종래의 해석에 의해 계산된 결과보다 더 정확하고 더 빠른 시간내에 회전주기를 측정할 수 있는 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 회전주기 측정장치의 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 상부판의 평면도,

도 3는 본 발명에 따른 하부판의 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 하부판의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:프레임 2:고정판

3:와이어 4:상부판

5:체결수단 5a:볼트

5b:조임너트 6:타이어

6a:반사 테이프 7:하부판

8:포토센서 9:측정 컴퓨터

이하, 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치는, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 프레임(1)에 고정되는 고정판(2)과, 상기 고정판(2)에 고정되고 하부로 연장되는 3개의 와이어(3)들과, 상기 와이어(3)에 매달리는 상부판(4)과, 상기 상부판(4) 하부에 체결수단(5)에 의해 체결되고, 측정할 타이어(6)를 사이에 장착할 수 있는 하부판(7)과, 상기 타이어의 회전 주기를 측정하는 포토센서(8)와, 상기 포토센서(8)와 연결되는 측정 컴퓨터(9)로 구성된다.

여기에서, 체결수단(5)은 상,하부판(4)(7)의 중앙에 끼워지는 볼트(5a)와, 상기 볼트의 몸체에 나사결합되어 상,하부판(4)(7)을 조여주는 조임너트(5b)로 이루어진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 상,하부판(4)(7) 사이에 측정할 타이어(6)를 장착하고, 타이어(6)를 소정의 각도로 돌려서 놓게 되면 타이어가 상,하부판(4)(7)과 함께 주기적으로 시계방향/반시계방향으로 왕복회전하게 된다. 그러면 포토센서(8)에서는 타이어(6)의 회전 주기를 측정하게 된다.

즉, 타이어 회전 주기를 측정하는 과정을 구체적으로 설명하면, 상,하부판(4)(7) 사이에 장착된 타이어(6)를 약 30도 만큼 시계방향으로 회전시켜서 놓게되면 타이어(6)가 시계/반시계방향으로 왕복 주기운동을 하게된다. 이 때 포토센서(8)에서 주기운동하는 타이어쪽으로 빔을 쏘면 타이어(6)에 부착된 반사 테이프(6a)에 의해 빔이 다시 반사되어 오는 것을 감지함으로써, 타이어의 1주기를 측정하게 된다. 이 같은 방법으로 타이어가 30주기(회전) 하는데 20초 걸렸다고 가정하면 1주기하는 데 0.667초 걸린 셈이다. 그러므로 타이어의 회전주기(Tt)는 0.667이 된다.

이와 같이 본 장치로 타이어의 회전 주기를 측정한 다음, 하기 식에 의하여 타이어의 관성 모멘트를 용이하게 측정할 수 있다.

여기에서, Im : 타이어 관성 모멘트

Mt : 회전판의 질량 + 타이어의 질량

Tt : Mt 일때의 회전 주기

Ip : 회전판의 관성 모멘트

R : 회전판의 반경

L : 와이어의 길이이다.

이 때, 회전판은 상부판(4) 및 하부판(7)을 가리키고, 회전판의 관성 모멘트(Ip)는 항상 일정한 값으로서 타이어(6)를 제거한 상태에서 상기한 방식과 식에 의해서 측정할 수 있다.

따라서, 본 장치로 타이어의 회전 주기(Tt)를 구하여 상기 식에 의하여 타이어의 관성 모멘트(Im)를 쉽게 측정할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

한편, 본 장치의 실시예의 첨부도면에 도시한 바와 같이, 상부판(4) 및 하부판(7)은 방사형으로 3개의 부재로 되는데, 상부판(4)은 그 부재마다 상기 와이어(3)가 하나씩 연결되게 하고 있다. 이 때, 3개의 부재는 가급적 120°도로 분기되는 것이 좋다. 이는 불필요한 부분을 잘라 내고 3개의 부재로 형성함으로써 본 장치 자체의 무게를 줄이기 위한 것이다(도 2,3참조).

또한, 하부판(7)은 도 4에서와 같이, 가운데 적당한 위치에서 아래쪽으로 경사지게 꺽여지는 형태를 갖는데, 이는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 타이어(6)가 하부판(7)의 정 중앙에 편리하게 위치시키는 장점을 갖는다.

이와 같이 본 발명의 장치로 타이어의 회전 주기(Tt)를 쉽게 측정하여 타이어의 관성 모멘트(Im)를 상기 식에 의하여 구할 수 있으므로, 해석에 의해 계산된종래의 결과보다 더 정확한 타이어의 관성 모멘트를 얻을 수 있으며, 또한 타이어의 관성 모멘트를 얻는 시간을 단축할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 프레임(1)에 고정되는 고정판(2)과, 상기 고정판(2)에 고정되고 하부로 연장되는 와이어(3)와, 상기 와이어(3)에 매달리는 상부판(4)과, 상기 상부판(4) 하부에 체결수단(5)에 의해 체결되고 측정할 타이어(6)를 장착할 수 있는 하부판(7)과, 상기 타이어의 회전 주기를 측정하는 포토센서(8)와, 상기 포토센서(8)와 연결되는 측정 컴퓨터(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상부판(4) 및 하부판(7)은 방사형으로 되는 3개의 부재로 형성하되, 상부판(4)은 그 부재마다 상기 와이어(3)가 하나씩 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 하부판(7)은 아래쪽으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 관성 모멘트용 회전주기 측정장치.