KR101160232B1 - 타이어의 충격량 측정장치 - Google Patents

타이어의 충격량 측정장치 Download PDF

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Abstract

타이어의 충격량 측정장치가 개시된다. 상기 타이어 충격량 측정장치는 타이어의 진행방향에 평행하는 방향의 충격량 및 타이어의 진행방향에 수직하는 방향의 충격량을 각각 측정한 후, 합산하여 타이어의 충격량을 계산하므로 정확도가 향상된다. 그리고, 타이어의 진행방향과 평행하는 방향의 충격량을 감지하는 로드셀을 복수개 설치하여 측정하므로, 충격량의 정확도가 더욱 향상된다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상된다. 또한, 측정장치의 높이를 조절할 수 있으므로, 하나의 장치로 다양한 조건에서의 측정이 가능하다.

Description

타이어의 충격량 측정장치 {DEVICE FOR MEASURING IMPACT FORCE OF TIRE}
본 발명은 타이어의 충격량 측정장치에 관한 것이다.
타이어는 내구성, 주행성 및 안정성 등을 높이기 위하여 고무 소재 이외에 다양한 소재의 여러 요소로 구성되어 있다.
타이어의 코드(Cord)는 타이어의 고무 소재를 보강하는 보강재로서, 스틸(Steel)을 얇은 박판형태로 형성하거나, 섬유 필라멘트 사(絲)를 여러 겹으로 꼬아 연사로 만들어 직조한 다음 수지를 입히고 고무를 부착하여 심재형태로 형성한다.
타이어는 노면의 다양한 가혹 조건에 노출되어 있으므로, 노면의 웅덩이, 노면의 연결 부위 등과 같은 턱진 부위를 통과할 때, 충격을 받는다.
타이어에 소정 이상의 외부 충격이 작용하면 코드가 타이어로부터 분리되거나 절단될 수 있는데, 코드가 손상되면 타이어의 내구성이 급격히 감소되어 안전사고가 발생될 우려가 있다.
그러므로, 타이어에 작용하는 충격량이 어느 정도인지, 그리고 타이어에 작용하는 충격량이 어느 정도일 때 코드가 타이어로부터 분리되거나 절단되는지를 알 아야 할 필요성이 있다.
이에 따라 로드셀을 이용하여 타이어에 작용하는 충격량을 측정하는 "타이어 충격량 측정장치"가 개발되어 사용되고 있다.
회전하는 타이어가 노면상의 장애물과 충돌하였을 때, 타이어에 작용하는 충격량은 차량의 진행방향인 X축 방향의 충격량과 X축 방향에 수직하는 Y축 방향의 충격량으로 분리할 수 있다. 그리고, 타이어에 작용하는 총 충격량은 X축 방향의 충격량과 Y축 방향의 충격량의 합력이다.
그런데, 종래의 타이어 충격량 측정장치는 상기 X축 방향의 충격량 또는 상기 Y축 방향의 충격량만 측정하였다. 이로인해, 측정장치의 정확도에 대한 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
그리고, 타이어 충격량 측정장치의 높이를 조절할 수 없으므로, 하나의 장치로 정해진 조건 이외에 다양한 조건하에서 타이어에서 작용하는 충격량을 측정하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정확도의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 타이어의 충격량 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 장치로 다양한 조건하에서 타이어에 작용하는 충격량을 측정할 수 있는 타이어 충격량 측정장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타이어 충격량 측정장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 일면이 고정되며 타이어의 충돌에 의한 충격을 전달받는 고정블록; 상기 고정블록에 설치되며 상기 타이어에서 상기 고정블록으로 작용하는 충격량 중, 상기 타이어의 진행방향인 X축 방향의 충격량을 표시하는 제 1 로드셀(Load Cell); 상기 고정블록에 설치되며 상기 타이어에서 상기 고정블록으로 작용하는 충격량 중, 상기 X축 방향에 수직하는 Y축 방향의 충격량을 표시하는 제 2 로드셀; 상기 제 1 및 제 2 로드셀에서 감지한 충격량을 연산하여 표시하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 타이어 충격량 측정장치는 타이어의 진행방향에 평행하는 방향의 충격량 및 타이어의 진행방향에 수직하는 방향의 충격량을 각각 측정한 후, 합산하여 타이어의 충격량을 계산하므로 정확도가 향상된다. 그리고, 타이어의 진행방향과 평행하는 방향의 충격량을 감지하는 로드셀을 복수개 설치하여 측정하므로, 충격량의 정확도가 더욱 향상된다. 따라서, 제품의 신뢰성이 향상된다.
또한, 측정장치의 높이를 조절할 수 있으므로, 하나의 장치로 다양한 조건에서의 측정이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타어어 충격량 측정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 분해 확대 사시도이며, 도 3은 도 1의 "A-A"선 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치의 제어부의 구성을 보인 도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치는 노면에 놓이는 베이스 플레이트(110)를 가진다.
이하, 베이스 플레이트(110)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 베이스 플레이트(110)의 수직방향 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측", 수직방향 하측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.
베이스 플레이트(110)의 상면에는 고정블록(120)이 고정된다. 고정블록(120)에는 차량의 타이어(50)가 충돌하는데, 고정블록(120)은 타이어(50)의 충돌에 의한 충격량을 전달받는다.
고정블록(120)에는 타이어(50)에서 고정블록(120)으로 가해지는 충격량을 표시하는 제 1 및 제 2 로드셀(Load Cell)(131,135)이 설치된다. 로드셀은 하중을 받으면 압축되거나 늘어나는 등의 변형이 발생한다.
제 1 로드셀(131)은 타이어(50)에서 고정블록(120)으로 가해지는 충격량 중, 타이어(50)의 진행방향인 X축 방향의 충격량을 표시한다.
고정블록(120)에 가해지는 충격량 중 상기 X축 방향의 충격량만 제 1 로드셀(131)에 전달될 수 있도록, 고정블록(120)에는 상기 X축 방항에 수직하는 방향인 Y축 방향의 직경이 상기 X축 방향의 직경 보다 긴 제 1 장공(121)이 형성된다. 그 리고, 제 1 로드셀(131)은 제 1 장공(121)에 삽입되어 상기 X축 방향을 향하는 면이 제 1 장공(121)의 내주면과 접촉한다. 그러면, 타이어(50)에서 고정블록(120)으로 전달된 충격량 중, 상기 X축 방향의 충격량만 제 1 로드셀(131)에 표시된다.
이때, 상기 X축 방향을 향하는 제 1 로드셀(131)의 면 중, 타이어(50)의 진행방향과 대향하는 우측면(131a)(도 2참조)이 제 1 장공(121)의 내주면과 접촉하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 로드셀(131)은 제 1 지지부재(130a)에 삽입 지지되어 제 1 장공(121)에 삽입 설치될 수 있다.
제 2 로드셀(135)은 타이어(50)에서 고정블록(120)으로 가해지는 충격량 중, 상기 Y축 방향의 충격량을 표시한다.
고정블록(120)에 가해지는 충격량 중 상기 Y축 방향의 충격량만 제 2 로드셀(135)에 전달될 수 있도록, 고정블록(120)에는 상기 X축 방향의 직경이 상기 Y축 방향의 직경 보다 긴 제 2 장공(125)이 형성된다. 그리고, 제 2 로드셀(135)은 제 2 장공(125)에 삽입되어 상기 Y축 방향을 향하는 면이 제 2 장공(125)의 내주면과 접촉한다. 그러면, 타이어(50)에서 고정블록(120)으로 전달된 충격량 중, 상기 Y축 방향의 충격량만 제 2 로드셀(135)에 표시된다.
이때, 상기 Y축 방향을 향하는 제 2 로드셀(135)의 면 중, 고정블록(120)의 상면측을 향하는 제 2 로드셀(135)의 상면이 제 2 장공(125)의 내주면과 접촉하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 2 로드셀(135)은 제 2 지지부재(130b)에 삽입 지지되어 제 2 장공(125)에 삽입 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치는 제 1 및 제 2 로드셀(131,135)에 표시된 충격량을 연산하여 표시하는 제어부(140)를 포함한다.
제어부(140)는 제 1 및 제 2 로드셀(131,135)과 접속되어 제 1 및 제 2 로드셀(131,135)의 신호를 증폭하는 증폭기(141), 증폭기(141)의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨버터(143), 컨버터(143)의 신호를 연산하여 표시하는 표시부(145)를 가진다.
타이어(50)에 작용하는 충격량은 상기 X축 방향의 충격량인 제 1 로드셀(131)에 전달된 충격량과 상기 Y축 방향의 충격량인 제 2 로드셀(135)에 전달된 충격량의 합력이다.
본 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치는 제 1 및 제 2 로드셀(131,135)이 상기 X축 및 Y축 방향의 충격량을 각각 감지하고, 제어부(140)는 제 1 로드셀(131)과 제 2 로드셀(135)에 표시된 충격량을 합하여 표시된다. 즉, 타이어 충격량을 타이어(50)의 진행방향과 타이어(50)의 진행방향에 수직하는 방향으로 분리하여 감지한 후, 합하여 표시하므로, 대단히 정확하다.
타이어(50)에 작용하는 상기 X축 방향의 충격량의 크기는 상기 Y축 방향의 충격량에 비하여 상대적으로 매우 크다. 이때, 상기 X축 방향의 충격량의 크기와 상기 Y축 방향의 충격량의 크기에 큰 차이가 있으면, 상기 X축과 상기 Y축 방향의 충격량의 합력에 에러가 발생할 우려가 있다.
이를 해소하기 위하여, 본 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치는 상기 X축 방향의 충격량을 측정하는 제 1 로드셀(131)을 복수개 설치하고, 제 1 장 공(121)도 제 1 로드셀(131)과 대응되게 복수개 형성한다. 그러면, 충격량이 큰 상기 X축 방향의 충격량이 여러 곳에서 측정되므로, 충격량의 합력 계산에 에러가 발생할 우려가 감소된다. 따라서, 정확도의 신뢰성이 더욱 향상된다.
고정블록(120)의 상면에는 가동블록(150)이 착탈가능하게 결합된다. 가동블록(150)은 타이어(50)의 충돌에 의한 충격을 전달받아 고정블록(120)으로 전달한다.
그리고, 고정블록(120)과 가동블록(150) 사이에는 베이스 플레이트(110)에서부터 가동블록(150)까지의 높이를 조절하기 높이조절블록(160)이 개재된다.
높이조절블록(160)이 개재되지 않을 경우에는 가동블록(150)이 고정블록(120)에 결합되고, 높이조절블록(160)이 개재될 경우에는 체결부재(155)가 가동블록(150)과 높이조절블록(160)을 관통하여 고정블록(120)에 체결된다.
노면의 조건은 돌출턱이 높은 경우, 낮은 경우 등과 같이 다양하다.
높이조절블록(160)은 노면의 장애물 높이에 대응되게 가동블록(150)의 높이를 조절하기 위한 것으로, 본 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치는 다양한 조건에서 측정이 가능하다. 베이스 플레이트(110)에서부터 가동블록(150)까지의 높이는 높이조절블록(160)의 두께를 적절하게 조절하거나, 개수를 적절하게 조절하면 된다.
베이스 플레이트(110)에는 고정블록(120)이 타이어(50)의 진행방향으로 밀리는 것을 방지하는 지지레일(170)이 설치될 수 도 있다.
상기와 같이 측정된 충격량은 노면의 조건에 따라 타이어에 작용하는 충격량 의 정도를 알 수 있다. 그리고, 어느 정도의 충격량에 의하여 타이어의 코드가 분리되는지?, 또는 타이어의 코드가 절단되는지를 알 수 있다. 이를 근거로 하여 타이어의 완충격 또는 코드의 강도를 적절하게 설계하면 된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치의 사시도.
도 2는 도 1의 요부 분해 확대 사시도.
도 3은 도 1의 "A-A"선 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 충격량 측정장치의 제어부의 구성을 보인 도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
110 : 베이스 플레이트 120 : 고정블록
131,135 : 제 1,2 로드셀 140 : 제어부
150 : 가동블록 160 : 높이조절블록
170 : 지지레일

Claims (9)

  1. 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트에 일면이 고정되며 타이어의 충돌에 의한 충격을 전달받는 고정블록;
    상기 고정블록에 설치되며 상기 타이어에서 상기 고정블록으로 작용하는 충격량 중, 상기 타이어의 진행방향인 X축 방향의 충격량을 표시하는 제 1 로드셀(Load Cell);
    상기 고정블록에 설치되며 상기 타이어에서 상기 고정블록으로 작용하는 충격량 중, 상기 X축 방향에 수직하는 Y축 방향의 충격량을 표시하는 제 2 로드셀;
    상기 제 1 및 제 2 로드셀에서 감지한 충격량을 연산하여 표시하는 제어부를 포함하고,
    상기 고정블록의 타면측에는 상기 타이어의 충돌에 의한 충격을 상기 고정블록으로 전달하는 가동블록이 착탈가능하게 결합되고,
    상기 고정블록과 상기 가동블록 사이에는 상기 베이스 플레이트에서 상기 가동블록까지의 높이를 조절하기 위한 높이조절블록이 개재된 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정블록에는 상기 Y축 방향의 직경이 상기 X축 방향의 직경 보다 긴 제 1 장공이 형성되고, 상기 제 1 로드셀은 상기 제 1 장공에 삽입되어 상기 X축 방향을 향하는 면이 상기 제 1 장공의 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 로드셀은 복수개 설치되고, 상기 제 1 장공은 상기 제 1 로드셀과 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 X축 방향을 향하는 상기 제 1 로드셀의 면 중, 상기 타이어의 진행방향과 대향하는 면이 상기 제 1 장공의 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정블록에는 X축 방향의 직경이 Y축 방향의 직경 보다 긴 제 2 장공이 복수개 형성되고, 상기 제 2 로드셀은 상기 제 2 장공에 삽입되어 상기 Y축 방향을 향하는 면이 상기 제 2 장공의 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 Y축 방향을 향하는 상기 제 2 로드셀의 면 중, 상기 고정블록의 타면을 향하는 상기 제 2 로드셀의 면이 상기 제 2 장공의 내주면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에는 상기 타이어의 진행방향으로 상기 고정블록이 밀리는 것을 방지하는 지지레일이 설치된 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
  9. 제 1 항, 및 제3항 내지 제 8 항 중, 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 로드셀의 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭기의 신호를 변환하는 컨버터, 상기 컨버터의 신호를 연산하여 표시하는 표시부를 가지는 것을 특징으로 하는 타이어 충격량 측정장치.
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