KR100774062B1 - 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠버 각도를 갖도록 실제 차량에 취부된 타이어가 노면에 접지된 것과 근사한 접지 데이터를 얻을 수 있도록 한 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 관한 것으로서; 시험용 타이어(10)의 양측에서 트레드 면이 지면으로부터 일정 정도 이격되도록 지지하는 고정 지지대(11)와, 상기 타이어(10)에 고정되고 양단이 상기 고정 지지대(11)에 회전 가능하게 결합되는 타이어 지지축(12)과, 상면에 측정용지(15)가 놓여지고 타이어 접지면의 역할을 수행하는 하중 플레이트(14)와, 상기 하중 플레이트(14)를 통해 상기 타이어(10)에 수직 하중을 인가하는 하중장치(13)를 포함하는 타이어의 접지면 측정장치에 있어서; 상기 하중 플레이트(14)는 상기 하중장치(13)에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 타이어(10)의 캠버각도에 따라 상기 하중 플레이트(14)의 회전각을 조절하는 각도 컨트롤러가 구비된 것을 특징으로 한다.

따라서, 차량에 취부되어 캠버 각도를 가진 타이어의 실제적인 접지면 형상을 얻을 수 있어 현실적인 시험 데이터를 얻을 수 있게 된다.

타이어, 접지면적, 풋프린트, 캠버 각도, 수직하중, 회전각, 기울기

Description

캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치{The Measuring Equipment of Tire with Camber Angle}

도 1은, 일반적인 타이어의 접지면 측정장치가 도시된 구성도.

도 2는, 타이어의 캠버 각도 설명을 위한 참고도면.

도 3은, 본 발명에 의한 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치가 도시된 구성도.

도 4는, 본 발명의 측정장치에 의한 접지면 시험결과가 도시된 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 타이어 11: 고정 지지대

12: 타이어 지지축 13: 하중장치

14: 하중 플레이트 15: 측정용지

16: 센터 브래킷 17: 사이드 브래킷

20: 승강부재 21: 실린더

22: 피스톤 23: 실린더 고정부재

본 발명은 타이어의 접지면(Footprint) 형상을 측정하는 타이어의 접지면 측정장치에 관한 것으로서, 특히 캠버 각도(Camber Angle)를 갖도록 실제 차량에 취부된 타이어가 노면에 접지된 것과 근사한 접지 데이터를 얻을 수 있도록 한 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 타이어를 설계할 때 노면(路面)과의 마찰력을 계산하기 위해서는 타이어가 노면에 접지될 때의 접지면 형상 및 접지 면적에 대한 데이터가 요구된다. 따라서, 이러한 데이터를 얻기 위하여 접지면 측정장치가 사용되고 있다. 그런데, 실제 차량의 타이어가 노면에 접지될 때에는 차량의 자체 중량 및 탑승자의 수에 따라 타이어에 가해지는 압력이 변화되고, 그로 인하여 타이어의 접지면 형상 및 접지 면적이 달라진다. 따라서, 이러한 하중 변화에 따른 타이어의 형상 변화에 대응할 수 있도록 접지면 측정장치는 수직 하중을 인가하는 하중장치를 포함하고 있다.

종래의 타이어의 접지면 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 시험용 타이어(50)의 양측에서 트레드 면이 지면으로부터 일정 정도 이격되도록 지지하는 고정 지지대(51)와, 상기 타이어(50)에 고정되고 양단이 상기 고정 지지대(51)에 회전 가능하게 결합되는 타이어 지지축(52)과, 상면에 측정용지(55)가 놓여지고 접지면의 역할을 수행하는 하중 플레이트(54)와, 상기 하중 플레이트(54)를 통해 상기 타이어(50)에 수직 하중을 인가하는 하중장치(53)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 접지면 측정장치는 타이어에 가해지는 수직하중을 변화시켜 가면서 접지면의 형상 및 접지 면적을 측정하고 있다.

시험용 타이어(50)가 장착된 타이어 지지축(52)의 양단을 고정 지지대(51)에 회전 가능하게 설치하고, 타이어(50)의 하측에 위치된 하중 플레이트(54)에 측정용지(55)를 놓은 다음 하중 플레이트(54)를 상승시키게 된다. 따라서, 상기 하중 플레이트(54)에 놓인 측정용지(55)에 타이어(50)의 접지면 형상이 프린트되며, 이를 이용하여 접지면 형상 및 접지 면적을 구할 수 있게 된다.

이때, 상기 하중 플레이트(54)의 상승량은 하중장치(53)를 이용하여 변화시킬 수 있으며, 실제 차량의 타이어에 가해지는 수직 하중에 맞게 상기 하중 플레이트(54)의 높이를 조절한다. 따라서, 실차에 취부된 타이어가 노면에 접지될 때 차량 하중에 따라 변형된 타이어의 접지면 형상 및 접지 면적 등의 접지 데이터와 근사한 데이터를 얻을 수 있게 된다.

그런데, 실제 차량에서 앞바퀴의 타이어는 노면에 대하여 수직으로 취부되지 않고 수선(垂線)에 대하여 일정 각도 기울게 설치되는 데 이를 '캠버'라 한다. 이와 같이 캠버를 두는 이유는 앞바퀴가 노면에 대하여 수직으로 설치되는 경우 바퀴를 지지하는 킹 핀(King Pin)에 측압이 생겨 핸들 조작이 어려워지기 때문이다.

캠버는 도 2에 도시된 바와 같이, 앞바퀴의 윗부분이 안쪽 또는 바깥쪽으로 벌어져 있는 것을 의미한다. 즉, 앞바퀴의 중심선이 수선에 대하여 30′∼ 1°30′정도의 각도로 기울어지도록 설치하며, 이 각도를 캠버 각도라고 한다. 이와 같이 캠버를 두고 앞바퀴를 설치하게 되면, 앞차축의 휨이 줄어들고 블록 노면에 대하여 앞바퀴를 직각으로 들 수 있게 된다. 또한, 조향 휠, 즉 핸들의 조작이 용이해진다. 이때, 앞바퀴의 타이어 상단이 수선에 대하여 외측으로 기울게 설치되는 것을 플러스(+) 캠버라 하고, 앞바퀴의 타이어 상단이 내측으로 기울게 설치되는 것을 마이너스(-) 캠버라 한다.

따라서, 타이어의 접지 형상을 측정하고자 하는 경우 상기한 캠버를 염두에 두고 측정하는 것이 바람직하다. 이에 따라 바퀴의 캠버 각도를 변화시켜 가면서 접지 테스트를 수행하는 장치가 개발되었으며, EP 0927879 B1호(차량 바퀴의 테스트 장치) 및 JP 2000-186982호(실내용 타이어 접지면 해석장치)가 출원되어 있다.

상기 차량 바퀴의 테스트 장치는 캠버 각도를 조절할 수 있는 주행 시험장치로서, 정적인 상태의 캠버를 줄 수 있는 장치가 필요하고, 장치 구성이 복잡한 문제점이 있다. 또, 상기 실내용 타이어 접지면 해석장치는 캠버 각도의 조절이 가능한 하중 시험장치로서, 타이어에 수직 하중을 부여하는 하중장치를 구성하기 위하여 플레이트의 하단에 원호상의 레일을 설치하므로 장치구성이 복잡하고 장치의 부피가 커지는 문제점이 있다.

결과적으로 종래의 타이어 접지면 측정장치는 차량에 취부하지 않은 상태의 시험용 타이어를 이용하여 타이어의 접지 형상 및 접지 면적을 구할 때 캠버의 영향을 고려하지 않아 실제적인 데이터를 구할 수 없고, 캠버 각도를 고려하는 시험장치의 경우에는 장치 구성이 복잡한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 현재 널리 사용되고 있는 타이어 접지면 측정장치의 구조를 일부 변경하는 것만으로도 캠버 각도의 변화에 대응되는 측정 결과를 얻을 수 있어 현실적인 데이터를 이용하여 타이어를 설계할 수 있도록 하는 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 시험용 타이어에 기울기를 주지 않고 타이어에 접하는 접지면에 기울기를 부여함으로써 실차에 취부된 타이어의 접지 데이터와 근사한 현실적인 접지 데이터를 얻을 수 있는 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 타이어에 가해지는 수직 하중을 변화시킴과 더불어 타이어의 캠버 각도를 변경시켜 가면서 타이어의 접지 데이터를 얻음으로써, 실차의 타이어에서 기대되는 데이터와 근사한 접지 데이터를 얻을 수 있는 타이어의 접지면 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 타이어에 캠버 각도를 부여하기 위하여 복잡한 구성을 택하지 않고 기존의 타이어 접지장치의 구조를 일부 변경하는 것만으로도 원하는 효과을 얻을 수 있어 비용을 절감할 수 있는 타이어의 접지면 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 시험용 타이어의 양측에서 트레드 면이 지면으로부터 일정 정도 이격되도록 지지하는 고정 지지대와, 상기 타이어에 고정되고 양단이 상기 고정 지지대에 회전 가능하게 결합되는 타이어 지지축과, 상면에 측정용지가 놓여지고 접지면의 역할을 수행하는 하중 플레이트와, 상기 하중 플레이트를 통해 상기 타이어에 수직 하중을 인가하는 하중장치를 포함하는 타이어의 접지면 측정장치에 있어서, 상기 하중 플레이트는 상기 하중장치에 대하여 회동 가능하게 결합되고, 상기 하중장치에 설치되어 타이어의 캠버각도에 따라 상기 하중 플레이트의 회전각을 조절하는 각도 컨트롤러는, 상기 하중 플레이트의 측부를 승강시켜 하중 플레이트에 기울기를 부여하는 하나이상의 승강부재를 구비하고, 상기 승강부재는, 피스톤의 선단 부분이 상기 하중 플레이트의 일측 하단에 구비된 사이드 브래킷에 힌지 고정된 실린더와, 상기 하중장치와 상기 실린더를 연결하여 실린더를 지지하는 실린더 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 상기 하중 플레이트는 하단 중앙부에 형성된 센터 브래킷이 상기 하중장치의 상단부에 힌지 고정되어 회동되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 상기 승강부재는 상기 하중 플레이트의 센터 브래킷을 중심으로 하여 서로 대칭되도록 배치되어 상기 하중 플레이트의 양단을 승강시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치는, 시험용 타이어(10)의 양측에서 트레드 면이 지면으로부터 일정 정도 이격되도록 지지하는 고정 지지대(11)와, 상기 타이어(10)에 고정되고 양단이 상기 고정 지지대(11)에 회전 가능하게 결합되는 타이어 지지축(12)과, 상면에 측정용지(15)가 놓여지고 타이어 접지면의 역할을 수행하는 하중 플레이트(14)와, 상단에 상기 하중 플레이트(14)가 회동 가능하게 결합되고 상기 하중 플레이트(14)를 통해 상기 타이어(10)에 수직 하중을 인가하는 하중장치(13)와, 상기 타이어(10)의 캠버각도에 따라 상기 하중 플레이트(14)의 회전각을 조절하는 각도 컨트롤러로 구성된다.

이때, 상기 하중 플레이트(14)의 하단 중앙부에 형성된 센터 브래킷(16)이 상기 하중장치(13)의 상단부에 힌지 고정된다. 따라서, 상기 하중 플레이트(14)는 센터 브래킷(16)을 중심으로 하여 일정 각도 내에서 회동될 수 있다. 그리고, 상기 각도 컨트롤러는 상기 하중 플레이트(14)의 센터 브래킷(16)을 중심으로 하여 서로 대칭되도록 배치되어 상기 하중 플레이트(14)의 양단을 승강시키는 2개의 승강부재(20)로 이루어진다. 물론, 상기 승강부재(20)는 상기 하중 플레이트(14)의 어느 한쪽만을 승강시킬 수 있도록 1개만 설치할 수도 있다.

여기서, 상기 승강부재(20)는 피스톤(22)의 선단 부분이 상기 하중 플레이트(14)의 일측 하단에 구비된 사이드 브래킷(17)에 힌지 고정된 실린더(21)와, 상기 하중장치(13)와 상기 실린더(21)를 연결하여 실린더(21)를 지지하는 실린더 고정부재(23)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치 는 각도 컨트롤러를 이용하여 시험용 타이어에 캠버 각이 적용된 상태의 접지면의 형상을 측정한다.

시험용 타이어(10)가 장착된 타이어 지지축(12)의 양단을 고정 지지대(11)에 회전 가능하게 설치하고, 타이어(10)의 하측에 위치된 하중 플레이트(14)에 측정용지(15)를 놓은 다음 하중 플레이트(14)를 상승시키게 된다. 따라서, 상기 하중 플레이트(14)에 놓인 측정용지(15)에 타이어(10)의 접지면 형상이 프린트되며, 이를 이용하여 접지면 형상 및 접지 면적을 구할 수 있게 된다.

이때, 상기 하중 플레이트(14)에 하중장치(13)에 의한 수직하중이 부여되므로, 실제 차량의 타이어에 가해지는 수직 하중과 동일한 하중을 부여할 수 있다. 또한, 각도 컨트롤러를 이용하여 상기 하중 플레이트(14)를 소정 범위 내에서 회동시킴으로써, 실제 차량에서 캠버가 부여되도록 타이어를 장착했을 때와 근사한 데이터를 얻을 수 있다. 즉, 실린더(21)에 의해 피스톤(22)이 전진되거나 후퇴됨에 따라 상기 하중 플레이트(14)가 센터 브래킷(16)의 힌지를 중심으로 하여 소정 범위 내에서 회동하게 된다.

상기 하중 플레이트(14)는 상기 실린더(21)로 인해 일측은 상승하고 타측은 하강됨으로써 기울기를 갖게 된다. 따라서, 상기 하중 플레이트(14)의 기울기를 차량에 설치된 타이어의 캠버 각도와 일치되도록 하여, 실차의 타이어로부터 얻어지는 접지 데이터와 근사한 접지 데이터를 얻을 수 있다. 물론, 상기 하중장치(13)를 이용하여 하중 플레이트(14)를 승강시킴으로써 타이어(10)의 접지 압력을 변화시키는 것은 기존의 장치와 동일하므로 이 부분에 대한 설명은 생략한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 차량에 취부되어 캠버 각도를 가진 타이어의 실제적인 접지면 형상을 얻을 수 있어 현실적인 시험 데이터를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 복잡한 구조의 측정장치를 신규로 제작하는 대신 기존에 사용중인 접지면 측정장치의 구성을 일부 변경하는 것만으로도 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 형상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치에 따르면, 실제 차량에 취부된 타이어의 접지면을 직접 측정하는 장치에 비해 간단한 구성으로 동일한 결과를 얻을 수 있어 접지면 측정에 따른 비용을 줄일 수 있는 다른 효과가 있다.

Claims (5)

1. 시험용 타이어(10)의 양측에서 트레드 면이 지면으로부터 일정 정도 이격되도록 지지하는 고정 지지대(11)와, 상기 타이어(10)에 고정되고 양단이 상기 고정 지지대(11)에 회전 가능하게 결합되는 타이어 지지축(12)과, 상면에 측정용지(15)가 놓여지고 타이어 접지면의 역할을 수행하는 하중 플레이트(14)와, 상기 하중 플레이트(14)를 통해 상기 타이어(10)에 수직 하중을 인가하는 하중장치(13)를 포함하는 타이어의 접지면 측정장치에 있어서,

   상기 하중 플레이트(14)는 상기 하중장치(13)에 대하여 회동 가능하게 결합되고,

   상기 하중장치(13)에 설치되어 타이어(10)의 캠버각도에 따라 상기 하중 플레이트(14)의 회전각을 조절하는 각도 컨트롤러는, 상기 하중 플레이트(16)의 측부를 승강시켜 하중 플레이트(14)에 기울기를 부여하는 하나이상의 승강부재를 구비하고,

   상기 승강부재(20)는, 피스톤(22)의 선단 부분이 상기 하중 플레이트(14)의 일측 하단에 구비된 사이드 브래킷(17)에 힌지 고정된 실린더(21)와, 상기 하중장치(13)와 상기 실린더(21)를 연결하여 실린더(21)를 지지하는 실린더 고정부재(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하중 플레이트(14)는, 하단 중앙부에 형성된 센터 브래킷(16)이 상기 하중장치(13)의 상단부에 힌지 고정되어 회동되는 것을 특징으로 하는 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 승강부재(20)는, 상기 하중 플레이트(14)의 센터 브래킷(16)을 중심으로 하여 서로 대칭되도록 배치되어 상기 하중 플레이트(14)의 양단을 각각 승강시키는 것을 특징으로 하는 캠버 각도를 가진 타이어의 접지면 측정장치.

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