KR100683950B1 - Rubber sample rotating resistance measuring apparatus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 트래드컴파운드 변경에 의한 연비성능 개선여부를 측정하기 위한 고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tire rolling resistance measuring apparatus and a measuring method using a rubber sample for measuring the fuel economy performance improvement by changing the tire tread compound.

본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원판으로 상부면 중앙에 회전되는 축(11)이 형성되고 소정의 각도(예로써 ∠a)로 경사지게 설치된 시험원판(10)과, 상기 시험원판(10)의 축(11)에 조립된 봉상의 축봉(20)과, 상기 축봉(20)의 자유단부에 원판(10)의 상부면 가장자리를 따라 굴러가도록 조립되고 외주연에 링상의 고무샘플(31)을 끼워져 조립된 고무샘플휠(30)로 구성된다.In the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, the disk 11 is formed with a shaft 11 which is rotated at the center of the upper surface and is inclined at a predetermined angle (for example, Xa). 10), the rod-shaped shaft rod 20 assembled to the shaft 11 of the test disc 10, and the free end of the shaft rod 20 is assembled to roll along the upper surface edge of the disc 10 and It is composed of a rubber sample wheel 30 assembled by inserting a ring-shaped rubber sample 31 around the periphery.

본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정방법은 상기 장치의 중량이 m인 고무샘플휠(30)의 초기 높이를 h로 하고, 고무샘플휠(30) 초기높이 h에서 구속상태를 해방하여, 고무샘플휠(30)이 최하점으로 내려갔다가 재상승하여 최고 높이(h')에 이를 때, 상기 초기 높이h와 재상승한 최고 높이h'를 계산하여, 식 mg(h-h')에 적용하여 얻어진 값이 고무샘플의 롤링저항값을 얻는다.In the tire rolling resistance measuring method according to the present invention, the initial height of the rubber sample wheel 30 having a weight of m is h, and the rubber sample wheel 30 is freed from the restrained state at the initial height h of the rubber sample wheel. When (30) descends to the lowest point and rises again to reach the highest height h ', the value obtained by calculating the initial height h and the rising height h' again and applying it to the formula mg (h-h ') is obtained. The rolling resistance value of the sample is obtained.

Description

고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치 및 측정방법 {Rubber sample rotating resistance measuring apparatus and method}Tire rolling resistance measuring apparatus and method using a rubber sample {Rubber sample rotating resistance measuring apparatus and method}

도 1은 본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치의 정면도1 is a front view of a tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention

도 2는 도 1상태에서 장치의 A 사이드에서 관찰된 일측면도Figure 2 is a side view seen from the A side of the device in Figure 1 state;

도 3은 본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치의 후기 상태의 정면도Figure 3 is a front view of a late state of the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention

도 4는 도 3 상태에서 장치의 B사이드에서 관찰된 일측면도이다.4 is a side view seen from side B of the device in the FIG. 3 state.

****도면의 주요부호에 대한 설명******* Description of the major symbols in the drawings ***

10 : 시험원판 11 : 중앙축 20 : 축봉10: test disc 11: center axis 20: shaft

30 : 고무샘플휠 31 : 고무샘플 30: rubber sample wheel 31: rubber sample

본 발명은 타이어 트래드컴파운드 변경에 의한 연비성능 개선여부를 측정하기 위한 고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tire rolling resistance measuring apparatus and a measuring method using a rubber sample for measuring the fuel economy performance improvement by changing the tire tread compound.

타이어 트래드고무 컴파운드를 변경하여 타이어의 연비성능을 개선하였는지를 평가하기 위해서는 새로운 조성의 고무컴파운드에 의한 견본타이어를 제조하여 주행시험기를 통해 시험함으로써 롤링저항(Rolling Resistance)를 평가하였다. 따라서 트래드 컴파운드(Tread Comp'd)만을 변경하여 연비성능을 평가하기 위해서는 각 적용 컴파운드별로 견본 타이어를 제조하는데 비용이 발생하였고 평가결과를 얻기 위해서도 시험에 장시간이 소요되었다. 또한 고무 특성에 의한 연비성능이 차이가 발생하는지를 정학하게 알기 어려웠다.In order to evaluate whether the tire tread rubber compound was changed to improve the fuel efficiency of the tire, the rolling resistance was evaluated by manufacturing a sample tire using a rubber compound of a new composition and testing it with a driving tester. Therefore, in order to evaluate fuel efficiency by changing only the Tread Comp'd, it was expensive to manufacture the sample tire for each applied compound, and the test took a long time to obtain the evaluation result. In addition, it was difficult to precisely determine whether the difference in fuel efficiency due to the rubber properties.

이와 같은 각 컴파운드 별로 제조된 견본 타이어로 타이어의 롤링 저항을 측정하는 종래의 방법으로 미국특허 US6494076호와 미국특허 US4829815호가 있다.Conventional methods for measuring the rolling resistance of tires with sample tires produced for each compound as described above include US Pat. Nos. US6494076 and US Pat.

타이어 연비성능 등을 향상하기 위해 트래드 컴파운드(Tread Comp'd )등을 변경할 경우, 이에 대한 성능평가를 할 때 타이어 제조/시험비용을 절감하고 시험시간을 단축하고자 트레드고무 샘플만으로 간단하게 연비성능을 평가할 수 있는 시험장치를 제안하고자 한다    When tread compound is changed to improve tire fuel efficiency, etc., it is possible to reduce fuel production / test cost and shorten test time simply by using tread rubber samples. I would like to propose a test apparatus that can be evaluated.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치의 정면도이자, 시험 초기상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치의 일측면도이자, 도 1상태에서 장치의 A 사이드에서 관찰된 일측면도이며, 도 3은 본 발 명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치의 후기 상태의 정면도이고, 도 4는 도 3 상태에서 장치의 B사이드에서 관찰된 일측면도이다.1 is a front view of the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention, a view showing an initial state of the test, and FIG. 2 is a side view of the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention, and at the A side of the apparatus in FIG. 3 is a front view of the late state of the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a side view observed from the B side of the apparatus in FIG.

본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원판으로 상부면 중앙에 회전되는 축(11)이 형성되고 소정의 각도(예로써 ∠a)로 경사지게 설치된 시험원판(10)과, 상기 시험원판(10)의 중앙축(11)에 조립된 봉상의 축봉(20)과, 상기 축봉(20)의 자유단부에 시험원판(10)의 상부면 가장자리를 따라 굴러가도록 조립되고 외주연에 링상의 고무샘플(31)을 끼워져 조립된 고무샘플휠(30)로 구성된다.In the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention, as shown in Figs. 1 and 2, the disk 11 is formed with a shaft 11 which is rotated at the center of the upper surface and is inclined at a predetermined angle (for example, Xa). 10), the rod-shaped shaft rod 20 assembled to the central shaft 11 of the test disk 10, and the free end of the shaft 20 is assembled to roll along the upper surface edge of the test disk 10 And a rubber sample wheel 30 assembled by sandwiching a ring-shaped rubber sample 31 on the outer circumference.

상기 시험원판(10)의 상부면은 아스팔트 콘크리트 등의 거칠기와 동등한 재질로 하여 시험 목적에 따라 구분하여 장착할 수 있도록 하여 실제 타이어 사용조건과 동일한 조건을 갖추도록 한다.The upper surface of the test disc 10 is made of the same material as the roughness of asphalt concrete, so that it can be mounted separately according to the test purpose to have the same conditions as the actual tire use conditions.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 타이어 롤링저항 측정장치로 새로운 조성으로 된 트래드 고무의 연비성능을 측정하려면, 링상의 고무샘플을 고무샘플휠(30)에 장착한 상태에서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 시험원판(10)은 시험자가 알고 있는 각도(∠a)로 지면에 대하여 기울여져 있는 상태에서 고무샘플(31)이 장착된 고무샘플휠(30)의 높이를 h라 할 때 h는 알고 있는 길이 l에 Sin(a)를 곱하여 알 수 있다.In order to measure the fuel efficiency of the tread rubber having a new composition by the tire rolling resistance measuring apparatus according to the present invention having such a configuration, the ring-shaped rubber sample is mounted on the rubber sample wheel 30 in FIGS. 1 and 2. As shown, when the test disc 10 is inclined with respect to the ground at an angle known by the tester, the height of the rubber sample wheel 30 to which the rubber sample 31 is mounted is h. Can be found by multiplying Sin (a) by the known length l.

이 높이에서 고무샘플휠(30)를 그대로 놓으면 고무샘플휠(30)은 기울여진 시험원판(10)의 가장자리를 따라 굴르면서 하강하다가 다시 올라가 최고점(h')에 이르게 되고(도 3 및 도 4 참조) 다시 내려가게 된다.When the rubber sample wheel 30 is left at this height, the rubber sample wheel 30 rolls down along the edge of the inclined test plate 10 and then rises again to reach the highest point h '(FIGS. 3 and 4). See below).

이때 고무샘플휠(30)의 고무샘플(31)에 잉크를 발라 궤적을 통해 고무샘플휠(30)이 다시 올라간 최고 높이(h')를 알 수 있게 하거나, 시험원판(10)의 중앙의 축봉(20)이 조립된 축에 축봉(20)의 회전각을 측정할 수 있는 엔코더를 부착하여 고무샘플휠(30)이 다시 올라간 높이를 알 수 있도록 한다.At this time, by applying ink to the rubber sample 31 of the rubber sample wheel 30, it is possible to know the maximum height (h ') of the rubber sample wheel 30 is raised again through the trajectory, or the shaft of the center of the test disc 10 Attach the encoder that can measure the rotation angle of the shaft 20 to the assembled shaft (20) so that the rubber sample wheel 30 is raised again.

상술한 바와 같이 도 4는 도 3의 B 사이드에서 본 발명에 따른 장치를 관찰한 상태의 일측면도로 시험자는 고무샘플휠(30)의 재차 올라간 최고높이(h')를 알고 있는 길이 l'에 Sin(a˚)를 곱하여 알 수 있다.As described above, FIG. 4 is a side view of the apparatus according to the present invention viewed from the side B of FIG. 3 to a length l 'where the tester knows the highest height h' of the rubber sample wheel 30 again. It can be known by multiplying Sin (a˚).

따라서 본 발명에 따른 측정장치에 의하여 측정되는 고무샘플의 롤링저항값의 측정하기 위한 방법은 고무샘플휠(30)의 무게를 m이라 할 때, 에너지 보존의 법칙에 의해 시험전 고무샘플휠의 높이(h)에서 위치에너지 mgh에서 시험후 고무샘플휠의 높이(h')에서 위치에너지를 빼므로서 알 수 있는 것이다.Therefore, the method for measuring the rolling resistance value of the rubber sample measured by the measuring device according to the present invention, when the weight of the rubber sample wheel 30 is m, the height of the rubber sample wheel before the test by the law of energy conservation This is obtained by subtracting the potential energy from the height (h ') of the rubber sample wheel after the test at the potential energy mgh in (h).

즉, 고무샘플의 롤링저항값 = mg(h-h')를 만족한다.That is, the rolling resistance value of the rubber sample = mg (h-h ') is satisfied.

이상에서 서술한 바 처럼 본 발명에 따른 고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치 및 측정방법은 비교적 간단한 장치와 함께 고무 시편을 제작하여 시험함으로 인해 종래에 타이어견본을 제작하여 주행시험 등을 통해 얻을 수 있는 종래의 측정수단에 비하여 매우 간단하면서 시험시간 또한 단축된다.As described above, the tire rolling resistance measuring apparatus and the measuring method using the rubber sample according to the present invention can be obtained through the running test and the like by manufacturing a tire sample in the past by manufacturing a rubber specimen with a relatively simple device. Compared with the conventional measuring means, which are very simple, the test time is also shortened.

따라서 우수한 타이어 트래드 고무조성을 얻을 수 있게 되어 궁극적으로 타이어 품질향상을 도모할 수 있고 타이어 시험비용을 절감한다.Therefore, excellent tire tread rubber composition can be obtained, which can ultimately improve tire quality and reduce tire test cost.

Claims (3)

원판으로 상부면 중앙에 회전되는 중앙축(11)이 형성되고 소정의 각도로 경사지게 설치된 시험원판(10)과;A test disk 10 formed with a central shaft 11 which is rotated at the center of the upper surface of the disk and inclined at a predetermined angle; 상기 시험원판(10)의 중앙축(11)에 일측단부가 조립된 봉상의 축봉(20)과;A rod-shaped shaft rod 20 having one end portion assembled to the central shaft 11 of the test disc 10; 상기 축봉(20)의 자유단부에 원판(10)의 상부면 가장자리를 따라 굴러가도록 조립되고 외주연에 링상의 고무샘플(31)을 끼워져 조립된 고무샘플휠(30)로 구성된 고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치A tire using a rubber sample composed of a rubber sample wheel 30 assembled to roll along the upper edge of the disc 10 at the free end of the shaft 20 and fitted with a ring-shaped rubber sample 31 on an outer circumference thereof. Rolling resistance measuring device 제1항에 있어서, 시험원판(10)의 상부면은 아스팔트 또는 콘크리트 등의 거칠기와 동등한 재질로 하여 시험 목적에 따라 구분하여 장착할 수 있도록 한 것을 특징으로 한 고무 샘플을 이용한 타이어 롤링저항 측정 장치The apparatus of claim 1, wherein the upper surface of the test disc 10 is made of a material equivalent to roughness such as asphalt or concrete so as to be separately mounted according to a test purpose. 제1항의 장치로 시험하는 방법으로, 장치의 시험원판(10)의 경사각이 a˚이고, 중량이 m인 고무샘플휠(30)의 초기 높이를 h로 하고, 고무샘플휠(30) 초기높이 h에서 구속상태를 해방하여, 고무샘플휠(30)이 최하점으로 내려갔다가 재상승하여 최고 높이(h')에 이를 때, 고무샘플휠(30)의 초기 높이h와 재상승한 최고 높이h'를 계산하여, 식 mg(h-h')에 적용하여 얻어진 값이 고무샘플의 롤링저항값으로 확보되 는 타이어 롤링저항 측정방법.In the method of claim 1, the inclination angle of the test disc 10 of the device is a degree, the initial height of the rubber sample wheel 30 of weight m is h, the initial height of the rubber sample wheel 30 When the rubber sample wheel 30 descends to the lowest point and then rises again to reach the maximum height h ', the initial height h of the rubber sample wheel 30 and the maximum height h' that rise again are calculated. Tire rolling resistance measurement method wherein the value obtained by applying the formula mg (h-h ') is secured as the rolling resistance value of the rubber sample.
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