KR100963632B1 - 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어 사이드월에 비틀림 하중이 가해질 때 이 사이드월이 나타내는 비틀림 강성(Torsional stiffness)을 측정할 수 있는 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치에 관한 것으로, 타이어 고정축(4)에 취부된 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하기 위하여 원주모양으로 배치되는 다수의 클램프(8)로 구성된 트레드 클램핑부(9)와, 상기 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10), 상기 클램프(8)를 타이어의 중심축 방향으로 방사형으로 오무리거나 벌려 타이어 트레드(6)의 운동을 구속하기 위한 클램프 하중 부가부(11), 이 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10)을 회전 운동시키는 비틀림 하중 부가부(13), 상기 클램프 지지원판(10)의 움직임 양을 측정하는 변위계(14) 및, 비틀림 하중을 측정하는 비틀림 하중 측정부(15)로 이루어지되, 상기 비틀림 하중 측정부(15)는 수평 프레임(3)에 설치되고, 이 비틀림 하중 측정부(15)의 변위계(14) 및 비틀림 하중 측정 로드셀(16)이 변위 및 하중 증폭기(24,25)를 거쳐 데이터 처리부(17)의 데이터 수집부(26)에 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치{Torsional stiffness measuring apparatus of tire sidewall}

본 발명은 공기입 타이어 사이드월에 비틀림 하중이 가해질 때 이 사이드월이 나타내는 비틀림 강성(Torsional stiffness)을 측정할 수 있는 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치에 관한 것이다.

통상 타이어는 도로 위를 주행함에 있어 방향전환의 기능을 수행하며, 이 경우 차량의 조향 기능에 의해 차량의 축에 취부된 타이어에는 비틀림 하중이 가하여 진다. 이때 타이어는 비틀림 강성 특성을 가지게 되며, 비틀림 강성은 타이어의 코너링 포스를 나타내는 주요 특성이면서 타이어의 트레드부 및 사이드월부의 강성이 합하여진 특성이다.

종래에는 비틀림 하중이 가하여진 타이어에 대하여 트레드부와 사이드월부의 비틀림 강성이 포함된 타이어 전체의 비틀림 강성만이 측정되었다.

이러한 타이어 전체의 비틀림 강성 값은 타이어 설계시 필요한 트레드부와 사이드월부 각각의 비틀림 강성 값을 제공하지 못하였다. 특히 타이어의 코너링 포스에 따른 타이어의 운동특성 분석을 위한 컴퓨터 시뮬레이션시 트레드부와 사이드 월부의 비틀림 강성 데이터가 제공되지 않아 보다 정밀한 분석을 할 수 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 본 발명은 공기입 타이어에 비틀림 하중이 가하여 질 때, 타이어의 사이드월 부분이 나타내는 비틀림 강성을 측정하기 위한 측정장치로서, 타이어의 사이드월부를 설계하거나 타이어의 조향시 코너링 특성을 평가하기 위한 컴퓨터 시뮬레이션의 사이드월 비틀림 강성을 제공하여 코너링 특성이 우수한 타이어를 개발하는데 도움을 주기 위한 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 휠과 결합하여 고정축에 취부된 타이어 트레드부의 운동을 구속하기 위한 트레드 클램핑부, 트레드부의 움직임을 구속하는 클램프를 타이어의 중심축 방향으로 방사형으로 오무리거나 벌리는 클램프 하중 부가부, 클램프에 의해 트레드부가 구속된 트레드 클램핑부를 회전 운동시키는 비틀림 하중 부가부와, 타이어의 회전량을 계산하기 위해 타이어의 회전량을 측정하기 위한 변위계, 비틀림 하중을 측정하는 비틀림 하중 측정부로 이루어지되, 상기 비틀림 하중 측정부는 베드상에 설치되고. 이 비틀림 하중 측정부의 변위계 및 비틀림 하중을 측정하는 로드셀이 증폭기를 거쳐 데이터 처리부에 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.

상기와 같은 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치는 사이드월의 비틀림 강성 데이터를 정확하게 제공하여 우수한 타이어를 개발하는데 도움을 주는 효과를 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참고로 상세히 설명한다.

본 발명은 공기입 타이어(1)에 비틀림 하중이 가해질 때, 이 타이어(1)의 사이드월 부분이 나타내는 비틀림 강성을 측정하기 위한 장치로서, 타이어 고정축(4)에 취부된 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하기 위하여 원주모양으로 배치되는 다수의 클램프(8)로 구성된 트레드 클램핑부(9)와, 상기 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10), 클램프(8)를 타이어의 중심축 방향으로 방사형으로 오무리거나 벌려 타이어 트레드(6)의 운동을 구속하기 위한 클램프 하중 부가부(11), 이 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10)을 회전 운동시키는 비틀림 하중 부가부(13), 상기 클램프 지지원판(10)의 움직임량을 측정하는 변위계(14) 및, 비틀림 하중을 측정하는 비틀림 하중 측정부(15)로 이루어지되, 상기 비틀림 하중 측정부(15)는 수평 프레임(3)에 설치되고, 이 비틀림 하중 측정부(15)의 변위계(14) 및 비틀림 하중 측정 로드셀(16)이 변위 및 하중 증폭기(24,25)를 거쳐 데이터 처리부(17)의 데이터 수집부(26)에 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.

여기서 상기 타이어(5)는 림(7)과 결합하여 시험기 전체를 지지하는 베드(1)에 수직으로 설치된 타이어 고정축(4)에 취부되며, 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하는 다수의 클래프(8)는 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10) 위에 타이어 고정축(4)을 중심으로 방사형으로 설치되고, 상기 클램프(8)를 지지하는 클램프 지지원판(10)은 타이어 사이드월 비틀림 강성 측정장치 전체를 지지하는 베드(1) 위에 수직 프레임(2)과 연결된 수평 프레임(3)을 매개로 설치되되, 타이어 고정축(4) 및 타이어 원주방향 트레드 중심선과 중심이 일치되도록 설치된다.

상기 클램프 지지원판(10)은 타이어 고정축(4)의 중심선과 중심이 일치되도록 타이어 고정축(4)을 중심으로 서로 평행하게 설치된 수평 프레임(3)의 2개소에 설치된 회전 베어링(12)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된다.

그리고 상기 트레드 클램핑부(9)는 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하는 다수의 클램프(8)를 가지며, 다수의 클램프(8)는 타이어 고정축(4)을 중심으로 트레드 클램프부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10) 위에 방사형으로 설치된다.

여기서 다수의 클램프(8)는 클램프의 수량과 동일한 수로 형성되면서 지지원판(10)의 래디알 방향으로 가공된 사각형홈(30)에 롤러베어링(19)을 매개로 지지되며, 클램프 구동모터(20)에 의해 클램프 지지원판(10) 위에서 원판의 중심쪽으로 오무려지거나 벌려지는 연동운동을 하게 구성된다.

한편, 상기 클램프 지지원판(10) 아래에는 이 클램프 지지원판(10)과 동일한 크기의 하판(21)이 위치하는데, 앞서 설명한 바와 같이 상기 클램프 지지원판(10)에는 원주방향으로 클램프의 수량과 동일한 수량의 사각형홈(30)이 지지원판(10)의 래디알 방향으로 가공되어 있으며, 상기 하판(21)에는 나선형홈(31)이 클램프의 수량만큼 가공되어 있는 구조로 되어 있다.

상기 클램프 지지원판(10)에 부착된 클램프 구동모터(20)가 가동되면 모터의 축(20a)과 하판(21)에 부착된 기어(18)에 의해 하판(21)이 회전하게 되고(도 4 참조), 클램프(8) 아래 부착된 롤러베어링(19)을 매개로 클램프(8)는 클램프 지지원판(10)의 사각형홈(30)을 따라 방사형으로 오무려지거나 벌려지는 운동을 한다.

한편, 상기 클램프(8)는 도 3에 도시된 바와 같이 타이어의 단면폭과 원주의 곡율에 따라 타이어 트레드(6)의 운동을 완전히 구속할 수 있도록 타이어(5)의 원주방향 및 폭방향으로 오목하게 가공이 된 구조이며, 오목한 내면에는 타이어 트레드의 미끄러짐을 방지하기 위한 세이프티웍(22)이 부착되는데, 여기서 상기 클램프(8)는 다양한 타이어의 단면폭과 직경에 따라 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속할 수 있도록 다양한 치수를 가지며 타이어에 따라 클램프 지지원판(10)에 교체 취부할 수 있는 구조로 되어 있음은 물론이다.

그리고 상기 데이터 처리부(17)는 공지된 바와 같이 로드셀(16) 및 변위계(14)에 의해 인가되는 신호를 수집하는 데이터 수집부(26)로 구성되며, 이 데이터 수집부(26)는 공지와 같이 데이터 저장부와 데이터 분석부 및, 출력부 등으로 이루어져 있다.

이어 본 발명을 이용하여 타이어의 사이드월부의 비틀림 강성 측정방식을 설명하면, 먼저 타이어(5)를 림(7)에 결합한 후 타이어 고정축(4)에 취부한다.

클램프 지지원판(10)에 고정되어 트레드 클램핑부(9)의 클램프(8)에 하중을 가하는 클램프 구동모터(20)을 구동시키면, 타이어(5)의 주변을 둘러싼 다수의 클램프(8)들이 타이어(5)쪽으로 움직이게 되며, 타이어 트레드부(6)를 구속하게 된다.

그 다음 상기 비틀림 하중 부가부(13)를 가동시키면, 유압 유니트(32)에 연결된 유압 실린더(23)가 수직방향으로 작동하여 클램프 지지원판(10)에 회전력을 가하게 된다. 이때 상기 타이어(5)는 유압 유니트(32)에 의하여 작동하는 유압 실린더(23)에 부착된 로드셀(16)에 의해 타이어(5)에 작용된 회전력에 의한 비틀림 반력이 전압으로 검출되고 검출된 반력은 하중 증폭기(25)를 통하여 데이터 처리부(17)에 저장된다.

또한, 상기 클램프 지지원판(10)에 부착된 변위계(14)에는 클램프 지지원판(10)의 움직임 양이 전압으로 검출되고 검출된 변위는 변위 증폭기(24)를 통하여 데이터 처리부(17)에 저장된다.

여기서 상기 로드셀(16) 및 변위계(14)는 타이어의 사이드월이 일정한 회전각도에 도달할 때까지 로드셀(16)에 작용된 힘의 변화 및 변위계(14)에 작용한 변위의 변화를 모두 검출하도록 되어 있다.

따라서, 본 발명에 따른 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치는 타이어의 공기압, 휠의 단면폭 등에 따라 다양한 조건에서 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치의 평면도,

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 클램프의 전면 및 후면 사시도들,

도 4는 본 발명에 따른 클램프 지지원판과 하판의 상태를 보여주는 개략적 사시도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 베드, 2 : 수직 프레임,

3 : 수평 프레임, 4 : 타이어 고정축,

5 : 타이어, 6 : 타이어 트레드,

7 : 림, 8 : 클램프,

9 : 트레드 클램핑부, 10 : 클램프 지지원판,

11 : 클램프 하중 부가부, 12 : 회전 베어링,

13 : 비틀림 하중 부가부, 14 : 변위계,

15 : 비틀림 하중 측정부, 16 : 로드셀,

17 : 데이터 처리부, 18 : 기어,

19 : 롤러 베어링, 20 : 클램프 구동모터,

21 : 하판, 22 : 세이프티웍,

23 : 유압 실린더, 24 : 변위 증폭기,

25 : 하중 증폭기, 26 : 데이터 수집부,

30 : 사각형 홈, 31 : 사선형 홈,

32 : 유압 유니트.

Claims (3)

1. 타이어 고정축(4)에 취부된 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하기 위하여 원주모양으로 배치되는 다수의 클램프(8)로 구성된 트레드 클램핑부(9)와, 상기 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10), 클램프(8)를 타이어의 중심축 방향으로 방사형으로 오무리거나 벌려 타이어 트레드(6)의 운동을 구속하기 위한 클램프 하중 부가부(11), 이 트레드 클램핑부(9)를 지지하는 클램프 지지원판(10)을 회전 운동시키는 비틀림 하중 부가부(13), 상기 클램프 지지원판(10)의 움직임 양을 측정하는 변위계(14) 및, 비틀림 하중을 측정하는 비틀림 하중 측정부(15)로 이루어지되, 상기 비틀림 하중 측정부(15)는 수평 프레임(3)에 설치되고, 이 비틀림 하중 측정부(15)의 변위계(14) 및 비틀림 하중 측정 로드셀(16)이 변위 및 하중 증폭기(24,25)를 거쳐 데이터 처리부(17)의 데이터 수집부(26)에 연결되어 이루어진 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 트레드 클램핑부(9)는 타이어 트레드(6)의 움직임을 구속하는 원형으로 배치되는 다수의 클램프(8)가 타이어 고정축(4)을 중심으로 클램프 지지원판(10) 위에 방사형으로 설치되며, 상기 다수의 클램프(8)는 클램프의 수량과 동일한 수로 형성되면서 지지원판(10)의 래디알 방향으로 가공된 사각형홈(30)에 롤러베어링(19)을 매개로 지지되며, 클램프 구동모터(20)에 의해 클램프 지지원판(10) 위에서 원판의 중심쪽으로 오무려지거나 벌려지는 연동운동을 하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 클램프(8)의 오목한 내면에는 세이프티웍(22)이 부착된 것을 특징으로 하는 타이어 사이드월의 비틀림 강성 측정장치.

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