KR101225830B1 - 차륜 분석 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

타이어를 갖는 차륜의 분석 방법에 관한 것으로, 본 방법은, 타이어의 트레드면이 회전 가능한 제1 드럼에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는 제1 시간 동안 제1 회전수로 차륜을 회전시키는 단계와; 타이어의 트레드면이 제1 드럼 또는 회전 가능한 제2 드럼에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 차륜을 회전시키는 단계를 포함한다. 타이어를 갖는 차륜의 분석 장치를 제공하며, 본 장치에서 차륜은, 타이어의 트레드면이 회전 가능한 제1 드럼에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는 제1 시간 동안 제1 회전수로 회전되며, 차륜은, 타이어의 트레드면이 제1 드럼 또는 회전 가능한 제2 드럼에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 회전된다.
차륜 분석 방법, 타이어 트레드면, 제1 측정장치, 차륜 분석 장치, 제1 회전수, 제2 회전수

Description

차륜 분석 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ANALYSING VEHICLE WHEELS}
본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예들은 일반적으로 차륜 분석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공압 타이어와 점성을 가진 균형 물질을 포함하는 차륜의 균형을 맞추고 분석하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
유럽 특허 출원 EP 0 281 252 및 이에 대응하는 미국 특허 제4,867,792호는 타이어 상의 헤비 스폿(heavy spot: 불평형 위치)이 노면과 부딪칠 때 생기는 진동의 영향 하에서 유동할 수 있음으로 인해 타이어의 균형을 맞출 수 있고 30 Pa 내지 260 Pa의 항복응력을 갖는 틱소트로픽 타이어 균형 물질을 개시하고 있다. 균형 물질은 림에 장착되고 헤비 스폿을 갖는 타이어로 이루어진 차륜 조립체 내에 분포된다.
독일 특허 출원 제3823926호는 차륜의 생산에 좌우되는 주변 분산된 불균일성의 분석을 위한 방법 및 장치를 개시하며, 여기서 소정의 불균일성의 분석은, 각각의 경우 분석 대상인 불균일성을 갖는 지점이 각각의 동일한 각도 회전 위치에 있도록 하여 복수의 타이어를 측정 림(rim)에 연속 장착하고 그 외주 둘레를 따라 측정된 각 타이어의 불균일성의 크기를 저장하고 그 값을 합산함으로써 수행된다. 이런 방법은 특히 차량용 타이어의 품질 관리에 적합하다.
미국 특허 제5,431,726호는 -20℃ 내지 +90℃의 온도 범위에서 1000 kg/m3 미만의 비중과 3000 Pa 내지 15000 Pa의 저장 탄성률을 갖고 차륜 조립체에서의 불균형에 기인하는 진동 하에서 유동할 수 있음으로 인해 타이어의 균형을 맞출 수 있는 타이어 겔 균형 물질을 개시한다.
국제 특허 출원 공개 WO 98/52009 및 이에 대응하는 독일 특허 출원 제197 19 886호는 공압 타이어를 포함하는 차륜 조립체의 균형을 잡기 위한 방법을 개시하며, 상기 방법은 타이어 내로 점성 균형 물질을 도입하는 단계와, 회전 가능한 조립체 상에 차륜을 장착하는 단계와, 사실상 서로의 회전축이 평행한 회전 가능한 드럼과 상기 회전 가능한 조립체 내의 차륜의 트레드 면을 정지력(F)으로 서로 프레싱하는 단계와, 상기 드럼 및/또는 차륜 조립체를 소정 시간(T) 동안 회전 구동시키는 단계를 포함하며, 상기 정지력(F)과 시간(T)은 균형 물질이 타이어 내부에 분포되어 차륜 조립체의 균형을 잡기에 충분한 값을 갖는다. 이 방법은 바람직하게는 림과 공압 타이어를 포함하는 차륜 조립체를 장착할 수 있는 회전 가능한 조립체를 포함하는 장치에서 수행될 수 있으며, 상기 장치는 상기 회전 가능한 차륜 조립체의 회전축과 사실상 평행한 회전축을 갖는 회전 가능하게 장착된 드럼으로, 상기 드럼 및/또는 상기 회전 가능한 차륜 조립체의 회전축이 서로에 대해 다가서고 멀어지는 방향으로 이동 가능한 드럼과; 상기 회전 가능한 차륜 조립체 및/또는 상기 드럼을 회전시키기 위한 구동 수단과; 각각 상기 드럼의 회전축 및 상기 회전 가능한 차륜 조립체의 회전축 사이의 방향으로 그리고 상기 회전축들에 사실상 직각으로 정지력과 완충 작용을 제공하기 위한 스프링 수단 및 댐핑 수단과; 상기 회전 가능한 차륜 조립체의 회전축과 지면 사이에 및/또는 상기 드럼의 회전축과 지면 사이에 설치된 스프링 수단 및/또는 댐핑 수단을 포함한다.
독일 특허 출원 제198 57 646호는 타이어 내로 균형 물질을 도입함으로써 타이어의 균형을 맞추는 방법을 개시하며, 상기 방법은 타이어 내에 일정한 성질, 형태, 형상 및 중량을 갖는 물질을 배치하는 단계와, 타이어를 회전시켜서 타이어를 불균형 지점으로 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 다른 회전체의 균형을 맞추는 데에도 사용될 수 있다.
독일 특허 출원 제198 53 691호는 내주의 겔 비드(gel bead)로서 타이어 균형 물질을 도입하는 방법을 개시한다. 이 물질의 특성, 형태, 중량, 형상 및 그 배치 위치는 한정된다. 타이어의 내부면은 한정된 형태와 형상을 나타낸다. 하나 이상의 무단 스트랜드가 이용될 수 있다. 스트랜드의 단면은 원형, 반원형, 편평형, 삼각형, 사변형 또는 다각형일 수 있다. 원주면 전체 또는 단지 일부에 하나 이상의 스트랜드를 분포시키거나 그 두가지 분포 유형 모두가 수행된다. 스트랜드 부분은 림에 장착시 밸브 반대쪽에 도포된다. 스트랜드 부분들은 적도면이나 이로부터 멀어지게 대칭적으로 또는 비대칭적으로 도포된다. 상기 물질은 밸브를 통해 설정된 양으로 주입된다. 정해진 점도, 틱소트로피(요변성), 장기 안정성 및 타이어 내부면과의 적합성을 갖는 겔이 사용된다. 타이어는 상기 물질을 받아들이는 하나 이상의 원주 홈을 선택적으로는 비드 사이에 구비한다.
독일 특허 출원 제199 16 564호는 타이어의 내부 라이너에 중량 물질을 도포하는 것을 포함하는 타이어내 중량체 분포 방법 및 장치를 개시한다. 타이어의 불균일성은 림에 장착하기 전에 일반적인 기계 상에서 측정되며, 측정 값은 컴퓨터로 전달되어 불균일성을 상쇄하기 위해 도포될 중량 물질의 양과 도포 위치를 결정하는데, 컴퓨터는 필요한 위치에 필요한 양으로 중량 물질을 도포하기 위한 기계에 연결되어 있다.
예컨대 요변성의 점성을 갖는 조성물과 같은 균형 물질이 타이어를 포함하는 차륜의 균형을 잡기 위해 사용될 수 있다. 균형 물질은 림에 타이어를 장착하기 전에 타이어 내로 또는 밸브를 통해 주입될 수 있다. 차륜의 균형을 잡기 위해, 균형 물질은, 차륜을 포함하는 차량을 구동시키거나 회전 가능한 조립체에 차륜을 장착하고, 회전 가능한 드럼과 상기 회전 가능한 조립체 내의 차륜의 트레드면을 정지력으로 서로 프레싱하고, 상기 드럼 및/또는 상기 차륜을 소정 시간 동안 회전 구동시킴으로써 분포되는데, 정지력과 힘의 크기는 균형 물질이 타이어 내로 분포되어 차륜의 균형을 잡기에 충분한 크기를 갖는다.
타이어가 사양에 따라 축방향 이탈(run-out) 또는 반경방향 이탈과 같은 현저한 형상적 비정상이나 축방향, 반경방향 또는 접선방향 강성에 현저한 변동이 없으면, 주관적 견해로는 균형 잡힌 차륜은 편안한 주행 경험을 제공한다.
그러나 차량 제작자와 정비소는 차륜이 균형이 잡혔음을 확인하거나 차륜의 잔류 불균형을 결정하는 객관적 검증을 필요로 한다.
종래의 차륜, 즉 아연과 같은 금속 중량체로 균형을 잡는 종래의 차륜 균형 방법 및 장치는 타이어가 가압될 수 있지만 부하가 제거되지 않을 수 있기 때문에 점성의 균형 물질로 균형이 잡힌 차륜의 분석에 사용될 수 없다.
이들 및 기타 이유로 인해 다음의 실시예에서 설명되는 바와 같은 발명에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 타이어를 갖는 차륜의 분석을 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양태는 타이어를 구비한 차륜의 분석 방법을 제공하는 것으로, 본 방법은, 타이어의 트레드면이 회전 가능한 제1 드럼에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는 제1 시간 동안 제1 회전수로 차륜을 회전시키는 단계와, 다음, 타이어의 트레드면이 제1 드럼 또는 회전 가능한 제2 드럼에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 차륜을 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 타이어를 갖는 차륜의 분석 장치를 제공하는 것으로, 본 장치에서 차륜은, 타이어의 트레드면이 회전 가능한 제1 드럼에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되도록 제1 시간 동안 제1 회전수로 회전되며, 다음, 차륜은 타이어의 트레드면이 제1 드럼 또는 회전 가능한 제2 드럼에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 회전된다.
본 명세서는 발명으로 간주되는 것을 특별히 지시하고 분명하게 주장하는 특허청구범위로 종결되지만, 본 발명에 대해서는 본 발명의 실시예들이 얻어지는 방식을 예시하기 위해 첨부 도면에 도시된 특정 실시예를 참조하여 구체적으로 설명한다. 이들 도면이 반드시 정확한 치수로 도시된 것이 아니고 따라서 발명의 범위를 제한하지 않는 본 발명의 전형적인 실시예만을 도시하고 있음을 이해하면서, 다음의 첨부도면을 이용하여 실시예들을 보다 구체적으로 상세히 기술하고 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜 분석 장치를 도시한다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜 분석 장치를 도시한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 차륜 분석 장치에서 힘을 측정하는 측정장치를 도시한다.
실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서는 본 명세서의 일부를 구성하고 예시의 목적으로 실행 가능한 발명의 특정 실시예를 보여주는 첨부 도면을 참조로 한다. 도면에서, 유사 도면부호는 여러 도면에 걸쳐 실질적으로 유사한 구성요소를 설명한다. 실시예들은 당업자가 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세히 발명의 여러 측면을 설명하기 위한 것이다. 다른 실시예들이 이용될 수 있으며 발명의 범위를 벗어나지 않고 이들 실시예를 구조적, 논리적, 전기적으로 변화 또는 조합할 수 있다. 또한, 비록 상이하더라도 본 발명의 여러 실시예들이 반드시 서로 배타적이지 않음은 물론이다. 예컨대 일 실시예에 설명된 특정의 특징부, 구조 또는 특성은 다른 실시예에 포함될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 상이한 기술을 이용하여 실시될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, "예시적"이란 표현은 최적 또는 최선의 것이 아니라 단지 일례로서의 의미를 가진다. 따라서 아래의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취급되지 않으며, 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위와 특허청구범위에 주어지는 균등물의 전 범위에 의해서만 한정된다.
이하에서는 도면을 참조한다. 실시예의 구조를 가장 명확히 보여주기 위해, 본 명세서에 포함된 도면은 본 발명의 물품을 도식적으로 표현한다. 따라서 제작된 구조물의 실제 외관은 실시예의 필수구성을 여전히 포함하면서도 다르게 보일 수 있다. 더욱이, 도면은 실시예의 이해를 위해 필요한 구조만을 보여준다. 당업계에 공지된 추가 구성은 도면의 간결성을 위해 포함되지 않았다. 물론, 도면에 표현된 특징부 및/또는 요소가 간명성 및 용이한 이해를 위해 서로에 대해 특별한 크기로 도시되며 실제 크기는 도면에 도시된 것과는 실질적으로 다를 수 있다.
아래의 발명의 상세한 설명과 청구항에서 "구비하다", "가지다" 또는 그와 유사한 표현이 사용될 수 있다. 이들 표현은 "포함하다"의 표현과 유사한 방식으로 포괄적인 의미로 사용되도록 의도된 것임을 이해하여야 한다.
아래의 발명의 상세한 설명과 청구항에서 "상호 연결되다"와 같은 파생어와 함께 "결합되다"와 "연결되다"의 표현이 사용될 수 있다. 이들 표현은 서로 동의어로서 의도된 것이 아님을 이해하여야 한다. 오히려, 특정 실시예에서 "연결되다"는 2개 이상의 요소가 서로 직접적으로 물리적으로 또는 전기적으로 접촉되어 있음을 가리키도록 사용될 수 있다. 그러나, "결합되다"는 2개 이상의 요소가 서 로 직접적으로 접촉되어 있지 않지만 서로 협력 동작하거나 상호 작용함을 의미하는 것일 수도 있다.
아래의 발명의 상세한 설명과 청구항에서 "상부 또는 상측", "하부 또는 하측", "제1", "제2" 등의 표현은 설명의 목적으로 사용될 수 있으며 한정의 의미로서 해석되지 않는다. 여기에 설명되는 장치 또는 물품의 실시예는 다양한 위치와 배향으로 제작, 사용 또는 선적될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차륜(130)의 분석 장치(100)를 도시한다.
분석 장치(100)는 베이스(110), 베이스(110)에 결합된 회전 가능한 조립체(120), 베이스(110)에 결합된 제1 드럼 조립체(140) 및 제1 측정장치(145)를 포함할 수 있다.
회전 가능한 조립체(120)는 제1 지지요소(121)와 제1 회전축(122)을 구비한다. 제1 지지요소(121)는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(110)에 연결되거나, 또한 피봇 가능하게, 회전 가능하게 또는 활주 가능하게 등과 같이 이동 가능하게 베이스(110)에 결합될 수 있다(도시 생략). 제1 축(122)은 분석 대상인 차륜(130)을 수용하여 유지할 수 있다. 차륜(130)은 수직으로, 수평으로 또는 소정 각도로 경사를 이루어 배열될 수 있다. 차륜(130)은 림(131)과, 트레드면(133)을 갖는 타이어(132)을 포함한다. 타이어(132)는 공압 타이어일 수 있으며, 예컨대 대기(도시 생략)와 같은 압축 가스 또는 가스 혼합물을 포함할 수 있다. 차륜(130)은 차량, 버스, 경트럭, 중트럭 또는 오토바이 등의 동력 차량이나 항공기의 용도로 사용되기 위한 것일 수 있다.
제1 드럼 조립체(140)는 제2 지지요소(141), 제2 회전축(142) 및 제1 외피면(144)을 갖는 제1 드럼 또는 롤러(143)를 포함한다. 제1 외피면(144)과 트레드면(133)은 서로 접촉되어 소정의 힘으로 가압될 수 있다. 따라서 제2 지지요소(141)는 도1에 도시된 화살표(146)로 지시된 방향으로 베이스(110)에 활주 가능하게 결합되거나, 예컨대 피봇 가능하게 또는 회전 가능하게와 같이 이동 가능하게 베이스(110)에 결합 또는 연결될 수 있다(도시 생략). 제1 드럼(143)의 직경은 대략 0.05m 내지 5m일 수 있다. 차륜(130)의 직경에 대한 제1 드럼(143)의 직경의 비는 대략 0.1 내지 10일 수 있으며, 예컨대 대략 1일 수 있다. 제1 드럼(143)은 실질적으로 중실체이거나 중공체일 수 있다. 제1 드럼이 중공체이고 차륜(130) 직경에 대한 제1 드럼의 직경비가 1보다 크면, 차륜(130)은 중공의 제1 드럼 내부에 정렬되고 중공의 제1 드럼의 내피면과 트레드면(133)은 접촉 상태일 수 있다(도시 생략). 제1 드럼은 캐터필러(caterpillar)(도시 생략)와 같이 차륜 둘레를 통과하는 무단 벨트일 수도 있다.
분석 장치(100)는 제1 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터는 회전 가능한 조립체(120) 또는 제1 드럼 조립체(140)에 결합될 수 있다. 제1 액츄에이터는 제1 접촉 영역에서 제1 외피면(144)과 트레드면(133)을 서로 가압하는 힘을 생성할 수 있다. 제1 액츄에이터는 전기적으로, 유압적으로 또는 공압적으로 작동되거나 소정의 적절한 수단으로 작동될 수 있다. 제1 액츄에이터는 제어유닛(도시 생략)에 결합될 수 있다. 대안으로서, 힘은 스프링이나 균형추와 같은 소정의 적절한 수단에 의해 생성되어 유사한 효과를 낼 수 있다(도시 생 략).
제1 측정장치(145)는 직접적 또는 간접적으로 힘을 측정한다. 제1 측정장치(145)는 예컨대 굽힘력이나 압력과 같은 힘을 측정할 수 있다. 제1 측정장치(145)는 변형 게이지, 자기-탄성 센서(magneto-elastic sensor), 압전 센서, 발진-결정 센서(oscillating-crystal sensor) 또는 소정의 적절한 수단과 같은 힘 측정장치를 포함할 수 있다. 제1 측정장치(145)는 다른 센서 또는 측정 부재와 직렬 또는 병렬 배치될 수 있다. 측정장치(145)는 선택적으로 작동 가능하거나 측정 범위 사이에서 전환 가능할 수 있다. 제1 측정장치(145)는 제어유닛에 결합될 수 있다. 측정장치(145)는 도3을 참조로 보다 상세히 설명하기로 한다.
제1 측정장치(145)는 제1 드럼 조립체(140)에 결합될 수 있다. 제1 측정장치(145)는 도1에 도시된 바와 같이 제2 지지요소(141)와 베이스(110)에 연결될 수 있다. 제1 측정장치(145)는 제2 축(142)에 연결되거나 제1 외면(144) 상에 배열될 수 있다(도시 생략). 따라서 제1 측정장치(145)는 제1 드럼(143)에 배속된다. 제1 측정장치(145)는 제1 지지요소(121) 또는 제1 축(122)에 연결될 수도 있다(도시 생략). 따라서 제1 측정장치(145)는 차륜(130)에 배속될 수 있다.
분석 장치(100)는 모터(도시 생략)을 더 구비할 수 있다. 모터는 직접적 또는 간접적으로 차륜(130)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 모터는 차륜(130)이나 제1 드럼(143)에 결합될 수 있다. 따라서 차륜(130), 제1 드럼(143) 또는 양자 모두는 동력을 얻을 수 있다. 모터는 벨트, 체인, 기어 또는 유사한 기능성을 제공하는 기타 적절한 수단(도시 생략)을 통해 직접적으로 결합 또는 연결될 수 있다. 모터는 전기적으로, 유압적으로 또는 공압적으로 동력을 얻거나 기타 적절한 수단으로 동력을 얻을 수 있다.
분석 장치(100)는 가속 센서(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 가속 센서는 제1 접촉 영역에서 수직 가속 또는 수평 가속을 측정할 수 있다. 가속 센서는 제어유닛에 결합될 수도 있다.
차륜(130)의 분석 방법은, 트레드면(133)이 제1 드럼(143)에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치(145)로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는 제1 시간 동안 제1 회전수로 차륜(130)을 회전시키는 단계와, 트레드면(133)이 제1 드럼(143)에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 차륜(130)을 회전시키는 단계를 포함한다.
차륜(130)은 타이어(132) 내에 예컨대 틱소트로픽(thixotropic, 요변성)의 점성을 갖는 균형 물질을 더 포함할 수 있다. 제1 회전수와 차량의 부분 접촉력에 대응하는 제1 힘으로 차륜(130)을 회전시키는 동안, 균형 물질은 차륜이 잔류 불균형을 제외하고 균형이 잡히도록 타이어 내에 분포된다. 본 측정 방법은 제2 힘으로부터 잔류 불균형을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그러나, 제2 힘은 제1 힘보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 잔류 불균형과 그 대응하는 제2 힘은 실질적으로 제1 힘보다 작다.
제1 회전수는 대략 15 1/s 내지 55 1/s, 예컨대 대략 25 1/s 내지 45 1/s, 바람직하게는 대략 35 1/s 일 수 있다. 트레드면(133)에서의 제1 원주속도는 차륜(130)의 직경 곱하기 파이(π) 곱하기 제1 회전수의 함수이다. 대응하는 제1 원 주속도는 대략 100 km/h (약 28 m/s) 내지 300 km/h (약 83 m/s), 예컨대 대략 150 km/h (약 42 m/s) 내지 250 km/h (약 69 m/s), 바람직하게는 대략 200 km/h (약 56 m/s)일 수 있다. 제1 시간은 대략 1초 내지 200초, 예컨대 대략 5초 내지 50초, 바람직하게는 대략 10초 내지 20초 동안 유지될 수 있다. 제1 힘은 대략 100 N 내지 10 kN, 예컨대 200 N 내지 5 kN, 바람직하게는 500 N 내지 2 kN에 이를 수 있다. 제1 힘은 대략 10N의 제1 정확도로 측정될 수 있다.
제2 회전수는 대략 15 1/s 내지 35 1/s, 예컨대 대략 25 1/s 내지 32 1/s 일 수 있다. 대응하는 제2 원주속도는 대략 100 km/h (약 28 m/s) 내지 200 km/h (약 56 m/s), 예컨대 대략 150 km/h (약 42 m/s) 내지 180 km/h (약 50 m/s)일 수 있다. 제2 시간은 대략 1초 내지 100초, 예컨대 대략 5초 내지 50초, 바람직하게는 대략 10초 내지 20초 동안 유지될 수 있다. 제2 힘은 대략 1N 내지 5kN, 예컨대 5N 내지 1kN, 바람직하게는 20N 내지 200N에 이를 수 있다. 제2 힘은 대략 1N의 제2 정확도로 측정될 수 있다. 제2 힘은 제1 측정장치(145)를 이용하여 측정될 수 있다.
제1 측정장치(145)는 제1 힘을 측정하도록 선택적으로 동작 가능할 수 있다. 제1 측정장치(145)는 제1 측정 범위와 제2 측정 범위 사이에서 전환될 수 있다.
도2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차륜(230)의 분석 장치(200)를 도시한다.
분석 장치(200)는 베이스(210)와, 베이스(210)에 결합된 회전 가능한 조립체(220)와, 베이스(210)에 결합된 제1 드럼 조립체(240)와, 제1 측정장치(245)와, 베이스(210)에 결합된 제2 드럼 조립체(250)를 포함할 수 있다.
회전 가능한 조립체(220)는 제1 지지요소(221)와 제1 회전축(222)을 구비한다. 제1 지지요소(221)는 도2에 도시된 바와 같이 베이스(210)에 연결되거나, 또한 피봇 가능하게, 회전 가능하게 또는 활주 가능하게 등과 같이 이동 가능하게 베이스(210)에 결합될 수 있다(도시 생략). 제1 축(222)은 분석 대상인 차륜(230)을 수용하여 유지할 수 있다. 차륜(230)은 수직으로, 수평으로 또는 소정 각도로 경사지게 배열될 수 있다. 차륜(230)은 림(231)과, 트레드면(233)을 갖는 타이어(232)을 포함한다. 타이어(232)는 공압 타이어일 수 있으며, 예컨대 대기(도시 생략)와 같은 압축 가스 또는 가스 혼합물을 포함할 수 있다. 차륜(230)은 차량, 버스, 경트럭, 중트럭 또는 오토바이 등의 동력 차량이나 항공기의 용도로 사용되기 위한 것일 수 있다.
제1 드럼 조립체(240)는 제2 지지요소(241), 제2 회전축(242) 및 제1 외피면(244)을 구비한 제1 드럼 또는 롤러(243)를 포함한다. 제1 외피면(244)과 트레드면(233)은 서로 접촉되어 소정의 힘으로 가압될 수 있다. 따라서 제2 지지요소(241)는 도2에 도시된 화살표(246)로 지시된 방향으로 베이스(210)에 활주 가능하게 결합되거나, 예컨대 피봇 가능하게 또는 회전 가능하게와 같이 이동 가능하게 베이스(210)에 결합 또는 연결될 수 있다(도시 생략). 제1 드럼(243)의 직경은 대략 0.05 m 내지 5 m일 수 있다. 차륜(230)의 직경에 대한 제1 드럼(243)의 직경의 비는 대략 0.1 내지 10일 수 있으며, 예컨대 대략 1일 수 있다. 제1 드럼(243)은 실질적으로 중실체이거나 중공체일 수 있다. 제1 드럼이 중공체이고 차륜(230) 직 경에 대한 제1 드럼의 직경비가 1보다 크면, 차륜(230)은 중공의 제1 드럼 내부에 정렬되고 중공의 제1 드럼의 내피면과 트레드면(233)은 접촉 상태일 수 있다(도시 생략). 제1 드럼은 캐터필러(도시 생략)와 같이 차륜 둘레를 통과하는 무단 벨트일 수도 있다.
분석 장치(200)는 제1 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터는 회전 가능한 조립체(220) 또는 제1 드럼 조립체(240)에 결합될 수 있다. 제1 액츄에이터는 제1 접촉 영역에서 제1 외피면(244)과 트레드면(233)을 서로에 대해 가압하는 힘을 생성할 수 있다. 제1 액츄에이터는 전기적으로, 유압적으로 또는 공압적으로 작동되거나 소정의 적절한 수단으로 작동될 수 있다. 제1 액츄에이터는 제어유닛(도시 생략)에 결합될 수 있다. 대안으로서, 힘은 스프링이나 균형추와 같은 소정의 적절한 수단에 의해 생성되어 유사한 효과를 낼 수 있다(도시 생략).
제1 측정장치(245)는 직접적 또는 간접적으로 힘을 측정한다. 제1 측정장치(245)는 예컨대 굽힘력이나 압력과 같은 힘을 측정할 수 있다. 제1 측정장치(245)는 변형 게이지, 자기-탄성 센서, 압전 센서, 발진-결정 센서 또는 소정의 적절한 수단과 같은 힘 측정장치를 포함할 수 있다. 제1 측정장치(245)는 다른 센서 또는 측정 부재와 직렬 또는 병렬 배치될 수 있다. 측정장치(245)는 선택적으로 작동 가능하거나 측정 범위 사이에서 전환 가능할 수 있다. 제1 측정장치(245)는 제어유닛에 결합될 수 있다. 이하, 측정장치(245)에 대해 도3을 참조로 보다 상세히 설명한다.
제1 측정장치(245)는 제1 드럼 조립체(240)에 결합될 수 있다. 제1 측정장치(245)는 도2에 도시된 바와 같이 제2 지지요소(241)와 베이스(210)에 연결될 수 있다. 제1 측정장치(245)는 제2 축(242)에 연결되거나 제1 외면(244) 상에 배열될 수 있다(도시 생략). 따라서 제1 측정장치(245)는 제1 드럼(243)에 배속된다. 제1 측정장치(245)는 제1 지지요소(221) 또는 제1 축(222)에 연결될 수도 있다(도시 생략). 따라서 제1 측정장치(245)는 차륜(230)에 배속될 수 있다.
제2 드럼 조립체(250)는 제3 지지요소(251), 제3 회전축(252) 및 제2 외피면(254)을 갖는 제2 드럼 또는 롤러(253)를 포함한다. 제2 외피면(254)과 상기 트레드면(233)은 서로 접촉되어 소정의 힘으로 가압될 수 있다. 따라서 제3 지지요소(251)는 도2에 도시된 화살표(256)로 지시된 방향으로 베이스(210)에 활주 가능하게 결합되거나, 예컨대 피봇 가능하게 또는 회전 가능하게와 같이 이동 가능하게 베이스(210)에 결합 또는 연결될 수 있다(도시 생략). 제2 드럼(253)의 직경은 대략 0.05 m 내지 5 m일 수 있다. 차륜(230)의 직경에 대한 제2 드럼(253)의 직경의 비는 대략 0.1 내지 10일 수 있으며, 예컨대 대략 1일 수 있다. 제2 드럼(253)은 실질적으로 중실체이거나 중공체일 수 있다. 제1 드럼이 중공체이고 차륜(230) 직경에 대한 제1 드럼의 직경비가 1보다 크면, 차륜(230)과 함께 제2 드럼은 중공의 제1 드럼 내부에 정렬되고 중공의 제2 드럼의 외피면과 트레드면(233)은 접촉 상태일 수 있다(도시 생략). 상기 제2 드럼이 중공체이고 차륜(230) 직경에 대한 제2 드럼의 직경비가 1보다 크면, 차륜(230)은 상기 중공의 제2 드럼 내부에 정렬되고 상기 중공의 제2 드럼의 제2 내피면과 상기 트레드면(233)은 접촉된 상태일 수 있 다(도시 생략). 제2 드럼은 캐터필러(도시 생략)와 같이 차륜 둘레를 통과하는 무단 벨트일 수도 있다. 상기 제2 드럼 조립체(250)는 제1 축(222)에 대해 도2에 도시된 바와 같이 상기 제1 드럼 조립체(240)에 수직으로, 대향되게(도시 생략), 또는 소정의 적절한 각도로(도시 생략) 배열될 수 있다. 따라서 상기 제2 드럼 조립체(250)가 제1 축(222)에 대해 제1 드럼 조립체(240)에 수직으로 배열되면, 제2 힘은 제1 힘에 수직으로 차륜(230)의 회전면에 작용한다.
분석 장치(200)는 제2 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 제2 액츄에이터는 회전 가능한 조립체(220) 또는 제2 드럼 조립체(240)에 결합될 수 있다. 제2 액츄에이터는 제2 접촉 영역에서 제2 외피면(254)과 트레드면(233)을 서로에 대해 가압하는 힘을 생성할 수 있다. 제2 액츄에이터는 전기적으로, 유압적으로 또는 공압적으로 작동되거나 소정의 적절한 수단으로 작동될 수 있다. 제2 액츄에이터는 제어유닛에 결합될 수 있다. 대안으로서, 힘은 스프링이나 균형추와 같은 소정의 적절한 수단에 의해 생성되어 유사한 효과를 낼 수 있다(도시 생략).
분석 장치(200)는 제2 측정장치(255)를 더 포함할 수 있다. 제2 측정장치(255)는 직접적 또는 간접적으로 힘을 측정한다. 제2 측정장치(255)는 예컨대 굽힘력이나 압력과 같은 힘을 측정할 수 있다. 제2 측정장치(255)는 변형 게이지, 자기-탄성 센서, 압전 센서, 발진-결정 센서 또는 소정의 적절한 수단과 같은 힘 측정장치를 포함할 수 있다. 제2 측정장치(255)는 다른 센서 또는 측정 부재, 예컨대 상기 제1 측정장치(245)와 직렬 또는 병렬 배치될 수 있다. 제2 측정장치(255)는 선택적으로 작동 가능하거나 측정 범위 사이에서 전환 가능할 수 있다. 제2 측정장치(245)는 제어유닛에 결합될 수 있다. 이하, 측정장치에 대해 도3을 참조로 보다 상세히 설명한다.
제2 측정장치(255)는 제2 드럼 조립체(250)에 결합될 수 있다. 제2 측정장치(255)는 도2에 도시된 바와 같이 제3 지지요소(251)와 베이스(210)에 연결될 수 있다. 제2 측정장치(255)는 제3 축(252)에 연결되거나 제2 외면(254) 상에 배열될 수 있다(도시 생략). 따라서 제2 측정장치(255)는 제2 드럼(253)에 배속된다. 제2 측정장치(255)는 제1 지지요소(221) 또는 제1 축(222)에 연결될 수도 있다(도시 생략). 따라서 제2 측정장치(255)는 차륜(230)에 배속될 수 있다. 제2 측정장치(255)는 제1 드럼 조립체(240)에 결합될 수도 있다. 제2 측정장치(255)는 제2 지지요소(241)와 베이스(210)에 연결될 수 있다. 제2 측정장치(255)는 제2 축(242)에 연결되거나 제1 외면(244) 상에 배열될 수 있다(도시 생략). 따라서 제2 측정장치(255)는 제1 드럼(243)에 배속될 수 있다.
분석 장치(200)는 모터(도시 생략)를 더 구비할 수 있다. 모터는 직접적 또는 간접적으로 차륜(230)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킨다. 모터는 차륜(230), 제1 드럼(243) 또는 제2 드럼(253)에 결합될 수 있다. 따라서 차륜(230), 제1 드럼(243), 제2 드럼(253) 또는 이들 중 둘 또는 모두가 동력을 얻을 수 있다. 모터는 벨트, 체인, 기어 또는 유사한 기능성을 제공하는 기타 적절한 수단(도시 생략)을 통해 직접적으로 결합 또는 연결될 수 있다. 모터는 전기적으로, 유압적으로 또는 공압적으로 동력을 얻거나 기타 적절한 수단으로 동력을 얻을 수 있다.
분석 장치(200)는 가속 센서(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 가속 센서는 제1 또는 제2 접촉 영역에서 수직 가속 또는 수평 가속을 측정할 수 있다. 가속 센서는 제어유닛에 결합될 수도 있다.
차륜(230)의 분석 방법은, 트레드면(233)이 제1 드럼(243)에 제1 힘으로 가압되고 제1 힘이 제1 측정장치(245)로 측정되고 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는 제1 시간 동안 제1 회전수로 차륜(230)을 회전시키는 단계와, 트레드면(233)이 제2 드럼(253)에 제2 힘으로 가압되고 제2 힘이 측정되는 제2 시간 동안 제2 회전수로 차륜(230)을 회전시키는 단계를 포함한다.
차륜(230)은 타이어(232) 내에 예컨대 틱소트로픽(thixotropic, 요변성)의 점성을 갖는 균형 물질을 더 포함할 수 있다. 제1 회전수와 차량의 부분 접촉력에 대응하는 제1 힘으로 차륜(230)을 회전시키는 동안 균형 물질은 차륜이 잔류 불균형을 제외하고 균형이 잡히도록 타이어 내에 분포된다. 본 방법은 제2 힘으로부터 잔류 불균형을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그러나, 제2 힘은 상기 제1 힘보다 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 잔류 불균형과 이에 대응하는 제2 힘은 실질적으로 제1 힘보다 작다.
제1 회전수는 대략 15 1/s 내지 55 1/s, 예컨대 대략 25 1/s 내지 45 1/s, 바람직하게는 대략 35 1/s 일 수 있다. 트레드면(233)에서의 제1 원주속도는 차륜(230)의 직경 곱하기 파이(π) 곱하기 제1 회전수의 함수이다. 대응하는 제1 원주속도는 대략 100 km/h (약 28 m/s) 내지 300 km/h (약 83 m/s), 예컨대 대략 150 km/h (약 42 m/s) 내지 250 km/h (약 69 m/s), 바람직하게는 대략 200 km/h (약 56 m/s)일 수 있다. 제1 시간은 대략 1초 내지 200초, 예컨대 대략 5초 내지 50초, 바람직하게는 대략 10초 내지 20초 동안 유지될 수 있다. 제1 힘은 대략 100 N 내지 10 kN, 예컨대 200 N 내지 5 kN, 바람직하게는 500 N 내지 2 kN에 이를 수 있다. 제1 힘은 대략 10 N의 제1 정확도로 측정될 수 있다.
제2 회전수는 대략 15 1/s 내지 35 1/s, 예컨대 대략 25 1/s 내지 32 1/s 일 수 있다. 대응하는 제2 원주속도는 대략 100 km/h (약 28 m/s) 내지 200 km/h (약 56 m/s), 예컨대 대략 150 km/h (약 42 m/s) 내지 180 km/h (약 50 m/s)일 수 있다. 제2 시간은 대략 1초 내지 100초, 예컨대 대략 5초 내지 50초, 바람직하게는 대략 10초 내지 20초 동안 유지될 수 있다. 제2 힘은 대략 1N 내지 5kN, 예컨대 5N 내지 1kN, 바람직하게는 20 N 내지 200 N에 이를 수 있다. 제2 힘은 대략 1 N의 제2 정확도로 측정될 수 있다. 제2 힘은 제1 측정장치(245)로 측정될 수 있다. 제2 힘은 제1 측정장치(245) 또는 제2 측정장치(255)로 측정될 수 있다.
제1 측정장치(245)는 제1 힘을 측정하도록 선택적으로 동작 가능할 수 있다. 제1 측정장치(245)는 제1 측정 범위와 제2 측정 범위 사이에서 전환될 수 있다. 제1 측정장치(245)의 제1 기본 정확도는 제2 측정장치(255)의 제2 기본 정확도보다 작을 수 있다.
제2 측정장치(255)는 제2 힘을 측정하도록 선택적으로 동작 가능할 수 있다. 제2 측정장치(255)는 제3 측정 범위와 제4 측정 범위 사이에서 전환될 수 있다.
제1 힘이 예컨대 적재 차량의 접촉력이고 제2 힘이 잔류 불균형인 경우, 제1 힘과 제2 힘은 다른 크기를 갖는다. 예컨대, 제1 힘이 대략 5 kN에 이르고 제2 힘 이 대략 5 N에 이르면, 제2 힘은 제1 힘보다 1000배만큼 작다. 그러나, 대략 1 N의 제2 정확도로 제2 힘을 측정할 필요가 있을 수 있지만, 이런 필요 정확도를 제공하는 측정장치는 예컨대 5 kN의 측정 범위를 제공하지 않을 수 있다. 따라서 제1 힘에 노출되는 경우, 과도한 변형을 받아 영구손상을 겪을 수 있다. 필요 측정 범위를 제공하는 측정장치는 잔류 불균형의 결정에 필요한 이러한 정확도를 제공하지 않을 수 있다.
제1 드럼 조립체(240)와 제2 드럼 조립체(250)를 구비한 도2에 도시된 바와 같은 차륜의 분석 장치(200)에서 제1 힘을 측정하는 제1 측정장치(245)는 제1 드럼 조립체(240)에 결합될 수 있고 제2 힘을 측정하는 제2 측정장치(255)는 제2 드럼 조립체(250)에 결합될 수 있다. 따라서 제1 측정장치(245)는 제1 힘, 즉 접촉력을 적절한 정확도로 측정하기 위한 필요 측정 범위를 제공할 수 있고, 제2 측정장치(255)는 제2 힘, 즉 잔류 불균형을 적절한 측정 범위로 측정하기 위한 필요 정확도를 제공할 수 있다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 차륜 분석 장치에서 힘을 측정하는 측정장치를 도시한다.
측정장치는 변형 게이지, 자기-탄성 센서, 압전 센서, 발진-결정 센서 또는 소정의 적절한 수단과 같은 힘 측정장치를 포함할 수 있다.
예컨대 변형 게이지의 경우, 도선의 전기 저항은 변형을 받는 상태에서 변한다. 도선에 변형이 가해지면, 도선 길이가 증가하고 도선 직경이 감소한다. 도선은 특정 전기 저항값을 갖는 콘스탄탄, 카르마, 백금-이리듐과 같은 금속 등의 재 료로 제조된다. 따라서 길이가 증가하고 직경이 감소하면, 전기 저항은 증가한다. 힘의 측정을 위해 변형 게이지는 단면과 길이를 갖는 로드를 따라 예컨대 접착 또는 접합되듯이 부착될 수 있다. 로드는 탄성 계수를 갖는 강 등의 금속과 같은 재료로 제조된다. 로드에 힘이 가해지면, 로드의 길이가 탄성 범위 내에서 힘에 비례하여 늘어나며, 따라서 도선의 전기 저항도 증가한다. 변형 게이지와 로드를 포함하는 힘 측정장치는 ±5‰의 통상의 측정 범위, 즉 ±5㎛/m의 탄성 연신율을 제공한다. 1% 이상의 연신율, 즉 영구 연신을 가져오는 변형, 즉 힘은 변형 게이지를 손상시킨다.
도3a는 제1 지지 부재(311), 제2 지지 부재(312), 제1 힘 측정장치(313) 및 제2 힘 측정장치(314)를 포함하는 측정장치(310)를 도시한다. 제1 힘, 즉 접촉력과 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(311)로부터 제2 지지 부재(312) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제1 힘 측정장치(313)는 제1 힘을 측정하기 위한 측정 범위와 정확도를 제공하고, 제2 힘 측정장치(314)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위와 정확도를 제공한다. 제1 힘을 측정하기 위해 제1 힘 측정장치(313)는 도3a에 도시된 바와 같이 제1 지지 부재(311)와 제2 지지 부재(312) 사이에 배치된다. 제2 힘을 측정하기 위해 제2 힘 측정장치(314)는 제1 지지 부재(311)와 제2 지지 부재(312) 사이에 화살표(315) 방향으로 배치된다(도시 생략). 따라서 제1 힘 측정장치(313)는 제1 힘의 측정을 위해 선택될 수 있고, 제2 힘 측정장치(314)는 제2 힘의 측정을 위해 선택될 수 있다.
측정장치(310)는 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터 는 제1 힘 측정장치(313)와 제2 힘 측정장치(314)에 결합될 수 있으며, 제1 힘 측정장치(313) 또는 제2 힘 측정장치(314)를 제1 지지 부재(311)와 제2 지지 부재(312) 사이로 이동시킬 수 있다.
측정장치(310)는 하나 이상의 인터록(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 인터록은 제1 지지 부재(311) 또는 제2 지지 부재(312)에 제1 힘 측정장치(313) 또는 제2 힘 측정장치(314)를 각각 해제 가능하게 결합할 수 있다. 예컨대 제1 힘 측정장치(313)와 제2 힘 측정장치(314)는 각각 제1 지지 부재(311)와 제2 지지 부재(312) 사이에서 이동될 때 제1 지지 부재(311)와 제2 지지 부재(312)에 긴밀하게 결합될 수 있다.
도3b는 제1 지지 부재(321), 제2 지지 부재(322), 제1 힘 측정장치(323) 및 제2 힘 측정장치(324)를 포함하는 측정장치(320)를 도시한다. 제1 힘 측정장치(323)와 제2 힘 측정장치(323)는 제2 지지 부재(322)에 실질적으로 평행하게 결합된다. 제1 힘, 즉 접촉력과 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(321)로부터 제2 지지 부재(322) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제1 힘 측정장치(323)는 제1 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공하고, 제2 힘 측정장치(324)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제1 힘을 측정하기 위해 제1 힘 측정장치(323)는 도3b에 도시된 바와 같이 제1 지지 부재(321) 또는 제2 지지 부재(322)를 이동시킴으로써 제1 지지 부재(321)와 제2 지지 부재(322) 사이에 배치된다. 제2 힘을 측정하기 위해 제2 힘 측정장치(324)는 제1 지지 부재(321) 또는 제2 지지 부재(322)를 이동시킴으로써 제1 지지 부 재(321)와 제2 지지 부재(322) 사이에 화살표(325) 방향으로 배치된다(도시 생략). 따라서 제1 힘 측정장치(323)는 제1 힘의 측정을 위해 선택될 수 있고, 제2 힘 측정장치(324)는 제2 힘의 측정을 위해 선택될 수 있다.
측정장치(320)는 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터는 제1 지지 부재(321)와 제2 지지 부재(322)에 결합될 수 있으며, 제1 힘 측정장치(323) 또는 제2 힘 측정장치(324)를 제1 지지 부재(321)와 제2 지지 부재(322) 사이에 배치시킬 수 있다.
측정장치(320)는 하나 이상의 인터록(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 인터록은 제1 지지 부재(321)에 제1 힘 측정장치(323) 또는 제2 힘 측정장치(324)를 해제 가능하게 결합할 수 있다. 예컨대 제1 힘 측정장치(323)와 제2 힘 측정장치(324)는 각각 제1 지지 부재(321)와 제2 지지 부재(322) 사이에 배치될 때 제1 지지 부재(321)와 긴밀하게 결합될 수 있다.
도3c는 제1 지지 부재(331), 제2 지지 부재(332), 제1 힘 측정장치(333) 및 제2 힘 측정장치(334)를 포함하는 측정장치(330)를 도시한다. 제2 힘 측정장치(333)는 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332)에 결합된다. 제1 힘, 즉 접촉력과 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(331)로부터 제2 지지 부재(332) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제1 힘 측정장치(333)는 제1 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공하고, 제2 힘 측정장치(334)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제1 힘을 측정하기 위해 제1 힘 측정장치(333)는 도3c에 도시된 바와 같이 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332) 사이에 제2 힘 측정장치(334)와 실질적으로 평행하게 배치된다. 따라서 제1 힘 측정장치(333)는 제1 힘의 대부분을 취할 수 있어서 제2 측정장치(334)를 손상되지 않도록 보호할 수 있다. 제1 힘에 대한 결정은 제1 힘 측정장치(333)와 제2 힘 측정장치(334)로부터의 측정치를 조합하고, 제1 힘 측정장치(333)로부터의 측정치에 대해 제2 힘 측정장치(334)로부터의 기여분을 보상하거나, 특히 그 기여분이 상대적으로 작은 경우, 제2 힘 측정장치(334)로부터의 기여분을 무시할 수 있다. 제2 힘을 측정하기 위해서, 제1 지지 부재(331) 또는 제2 지지 부재(332)로부터 멀어지게 화살표(335) 방향으로 제1 힘 측정장치(333)를 이동시킴으로써 제2 힘 측정장치(334)만이 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332) 사이에 배치된다(도시 생략). 따라서 제1 힘 측정장치(333)와 가능하게는 제2 힘 측정장치(334)는 제1 힘의 측정을 위해 선택될 수 있고, 제2 힘 측정장치(334)는 제2 힘의 측정을 위해 선택될 수 있다.
측정장치(330)는 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터는 제1 힘 측정장치(333)에 결합될 수 있으며, 제1 힘 측정장치(333)를 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332) 사이에 배치시킬 수 있다.
측정장치(330)는 하나 이상의 인터록(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 인터록은 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332)에 제1 힘 측정장치(333)를 해제 가능하게 결합할 수 있다. 예컨대 제1 힘 측정장치(333)는 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332) 사이에 배치될 때 제1 지지 부재(331)와 제2 지지 부재(332)에 긴밀하게 결합될 수 있다.
도3d는 제1 지지 부재(341), 제2 지지 부재(342), 힘 측정장치(344) 및 제1 게이지 부재(346)를 포함하는 측정장치(340)를 도시한다. 힘 측정장치(344)는 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342)에 결합된다. 제1 힘, 즉 접촉력과 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(341)로부터 제2 지지 부재(342) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 힘 측정장치(344)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제1 게이지 부재(346)는 힘 측정장치(344)에 제1 힘의 측정을 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제1 힘의 측정을 위해 제1 게이지 부재(346)는 도3d에 도시된 바와 같이 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342) 사이에 힘 측정장치(344)와 실질적으로 평행하게 배치된다. 따라서 제1 게이지 부재(346)는 소정의 예에서 제1 힘의 대부분을 취할 수 있어서 측정장치(344)를 손상되지 않도록 보호할 수 있다. 제1 힘에 대한 결정은 힘 측정장치(344)로부터의 측정치를 계량하여 제1 게이지 부재(346)로부터의 기여분을 보상할 수 있다. 제2 힘을 측정하기 위해 제1 지지 부재(341) 또는 제2 지지 부재(342)로부터 멀어지게 화살표(345) 방향으로 제1 게이지 부재를 이동시킴으로써 힘 측정장치(344)만이 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342) 사이에 배치된다(도시 생략). 따라서 힘 측정장치(344)는 제1 힘과 제2 힘의 측정을 위해 사용될 수 있다.
측정장치(340)는 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터는 제1 게이지 부재(346)에 결합될 수 있으며, 제1 게이지 부재(346)를 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342) 사이에 배치시킬 수 있다.
측정장치(340)는 하나 이상의 인터록(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 인 터록은 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342)에 제1 게이지 부재(346)를 해제 가능하게 결합할 수 있다. 예컨대 제1 게이지 부재(346)는 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342) 사이에 배치될 때 제1 지지 부재(341)와 제2 지지 부재(342)에 긴밀하게 결합될 수 있다.
제1 게이지 부재(346)는 힘 측정장치(344)를 둘러싸는 제1 요소 및 제2 요소를 포함할 수 있다.
측정장치(340)는 제2 게이지 부재(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 제2 게이지 부재는 힘 측정장치(344)에 상기 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공할 수 있다. 제1 게이지 부재(246)와 제2 게이지 부재는 서로 교대로 또는 동시에 사용될 수 있다.
도3e는 제1 지지 부재(351), 제2 지지 부재(352), 제1 힘 측정장치(353), 제2 힘 측정장치(354) 및 억제자(357)를 포함하는 측정장치(350)를 도시한다. 제1 힘 측정장치(353)는 제1 지지 부재(351)와 제2 힘 측정장치(354)에 결합된다. 제2 힘 측정장치(354)는 제2 지지 부재(352)에도 결합된다. 제1 힘, 즉 접촉력과 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(351)로부터 제2 지지 부재(352) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제1 힘 측정장치(353)는 제1 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제2 힘 측정장치(354)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 억제자(357)는 상대적으로 단단한, 즉 제1 힘 측정장치(353)보다 더 단단한 로드와 같은 요소이다. 제1 힘의 측정을 위해 억제자(357)는 도3e에 도시된 바와 같이 제2 힘 측정장치(354)에 실질적으로 평행하게 놓인다. 따라서 억제자(357)는 주어진 예에서 제1 힘의 대부분을 취할 수 있어서 제2 힘 측정장치(354)를 손상되지 않도록 보호할 수 있다. 억제자(357)는 제1 힘 측정장치(353)보다 더 단단하므로, 제1 힘에 대한 결정은 제1 힘 측정장치(353)로부터의 측정치를 이용할 수 있다. 제2 힘을 측정하기 위해, 억제자(357)는 억제자(357)를 이동시킴으로써 예컨대 제2 힘 측정장치(354)로부터 멀리 배치된다. 억제자(357)는 예컨대 활주 이동 또는 나사 이동에 의해 제1 힘 측정장치(352) 측으로 화살표(355) 방향으로 또는 화살표(358) 방향으로 이동될 수 있다. 따라서 제1 힘 측정장치(353)는 제1 힘의 측정을 위해 사용될 수 있고, 제2 힘 측정장치(354)는 제2 힘의 측정을 위해 사용될 수 있다.
측정장치(350)는 액츄에이터(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 액츄에이터는 억제자(357)에 결합될 수 있으며, 억제자(357)를 상기 제2 힘 측정장치(354)에 배치시킬 수 있다.
측정장치(350)는 하나 이상의 인터록(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 인터록은 제1 힘 측정장치(353)와 제2 힘 측정장치(352)에 억제자(357)를 해제 가능하게 결합할 수 있다. 예컨대 억제자(357)는 제1 힘 측정장치(353)와 제2 지지 부재(352) 사이에 배치될 때 제1 힘 측정장치(353)와 제2 지지 부재(352)에 긴밀하게 결합될 수 있다.
억제자(357)는 제2 힘 측정장치(354)를 둘러싸는 제1 요소 및 제2 요소를 포함할 수 있다.
도3f는 제1 지지 부재(361), 제2 지지 부재(362), 제1 힘 측정장치(363), 제 2 힘 측정장치(364)를 포함하는 측정장치(360)를 도시한다. 축은 도면부호 369로 지시된다. 제1 힘 측정장치(363)는 제1 지지 부재(361)의 제1 부분(361a)와 제2 지지 부재(362)에 결합된다. 제2 힘 측정장치(364)는 제1 지지 부재(361)의 제2 부분(361b)과 제2 지지 부재(362)에 결합된다. 제1 힘, 즉 접촉력은 제1 지지 부재(361)의 제1 부분(361a)으로부터 제2 지지 부재(362) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제2 힘, 즉 잔류 불균형은 제1 지지 부재(361)의 제2 부분(361b)으로부터 제2 지지 부재(362) 측으로 또는 그 반대로 작용할 수 있다. 제1 힘과 제2 힘은 도3f에 도시된 바와 같이 서로 수직으로 작용한다. 제1 힘 측정장치(363)는 제1 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제2 힘 측정장치(364)는 제2 힘을 측정하기 위한 측정 범위 및 정확도를 제공한다. 제1 힘과 제2 힘은 서로 수직으로 작용하기 때문에, 제2 힘 측정장치(364)는 제1 힘을 통해 손상되지 않도록 보호된다. 따라서 제1 힘 측정장치(363)는 제1 힘의 측정을 위해 사용될 수 있고, 제2 힘 측정장치(364)는 제2 힘의 측정을 위해 서로 교대로 또는 동시에 사용될 수 있다.
측정장치(360)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 분석 대상인 차륜(130; 230)을 수용하여 유지할 수 있는 축(122; 222)을 포함하는 회전 가능한 조립체(120; 220)에 배속될 수 있다.
측정장치(360)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 축(142; 242)과 드럼(143; 243)을 구비하는 드럼 조립체(140; 240)에 배속될 수 있다. 측정장치(360)는 제1 힘 측정장치(363)가 타이어(132; 232)와 드럼(143; 243) 사이의 제1 힘의 측정을 위해 사용되거나 제2 힘 측정장치(364)가 타이어(132; 232)와 드럼(143; 243) 사이의 제2 힘의 측정을 위해 사용될 수 있도록 피봇 가능할 수 있다.
도3a 내지 도3f에 도시된 측정장치(310, 320, 330, 340, 350, 360)는 힘 측정장치들을 참조로 하여 설명되었지만, 이들 측정장치(310, 320, 330, 340, 350, 360)는, 있을 수 있는 약간의 변형을 통해, 굽힘, 질량, 압력, 변형 및 가속과 같은 기타의 물리적 값을 측정하기 위해 사용될 수 있다.
본 명세서에서는 특정 실시예들을 예시하고 설명하였지만, 기술분야의 당업자라면 예시된 특정 실시예들이 동일 목적을 달성하기 위해 계산된 구성으로 대체될 수 있음을 알 것이다. 상술한 설명이 제한적이지 않고 예시를 위해 제시된 것임은 물론이다. 본 출원은 본 발명에 대한 소정의 개조 또는 변경을 포괄하도록 의도된 것이다. 당업자라면 상술한 설명에 비추어 이해함으로써 상술한 실시예들과 다른 많은 실시예들의 조합을 자명하게 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상술한 구조와 방법이 이용될 수 있는 어떤 다른 실시예와 응용을 포함한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위는 물론, 이것이 제공하는 균등예의 전 범위를 참조하여 결정되어야 할 것이다.

Claims (56)

  1. 타이어(132; 232)를 갖는 차륜(130; 230)의 분석 방법에 있어서,
    1) 상기 타이어(132; 232)의 트레드면(133; 233)이 회전 가능한 제1 드럼(143; 243)에 제1 힘으로 가압되고 상기 제1 힘이 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)로 측정되고 상기 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되는, 제1 시간 동안 제1 회전수로 상기 차륜(130; 230)을 회전시키는 단계 및
    2) 다음 상기 트레드면(133; 233)이 상기 제1 드럼(143; 243) 또는 회전 가능한 제2 드럼(253)에 제2 힘으로 가압되고 상기 제2 힘이 측정되는, 제2 시간 동안 제2 회전수로 상기 차륜(130; 230)을 회전시키는 단계를 포함하고,
    상기 차륜(130; 230)은 타이어(132; 232) 내에 틱소트로픽(요변성)균형 물질을 포함하며,
    상기 제2 힘은 상기 제1 힘보다 작은,
    차륜 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 힘은 100 N 내지 10 kN인 차륜 분석 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 힘은 1 N 내지 5 kN인 차륜 분석 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차륜(130; 230)은 동력을 공급받는 차륜 분석 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 드럼(143; 243)은 동력을 공급받는 차륜 분석 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 드럼(253)은 동력을 공급받는 차륜 분석 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 힘은 10 N의 제1 정확도로 측정되는 차륜 분석 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 힘은 1 N의 제2 정확도로 측정되는 차륜 분석 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 제1 힘 측정장치(313, 323, 333, 343, 353, 363)를 포함하는 차륜 분석 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 힘은 상기 제1 힘 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)로 측정되는 차륜 분석 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 힘은 제2 측정장치(255)로 측정되는 차륜 분석 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 제2 힘 측정장치를 포함하는 차륜 분석 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)의 제1 기본 정확도는 상기 제2 측정장치(255)의 제2 기본 정확도보다 작은 차륜 분석 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 차륜(130; 230)에 배속되는 차륜 분석 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 제1 드럼(143; 243)에 배속되는 차륜 분석 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 차륜(130; 230)에 배속되는 차륜 분석 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제1 드럼(143; 243)에 배속되는 차륜 분석 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제2 드럼(243)에 배속되는 차륜 분석 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)와 상기 제2 측정장치(255)는 직렬 배열되는 차륜 분석 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)와 상기 제2 측정장치(255)는 병렬 배열되는 차륜 분석 방법.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 제1 힘을 측정하도록 선택적으로 작동 가능한 차륜 분석 방법.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 제1 측정 범위와 제2 측정 범위 사이에서 전환 가능한 차륜 분석 방법.
  23. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제2 힘을 측정하도록 선택적으로 작동 가능한 차륜 분석 방법.
  24. 제11항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 제3 측정 범위와 제4 측정 범위 사이에서 전환 가능한 차륜 분석 방법.
  25. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 힘은 상기 제1 힘에 수직하게 상기 차륜(130; 230)의 회전면에 작용하는 차륜 분석 방법.
  26. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차륜(130; 230)을 제1 회전수로 회전시키는 동안, 상기 타이어(132; 232) 내에 균형 물질이 분포되는 차륜 분석 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제2 힘으로부터 잔류 불균형을 결정하는 단계를 더 포함하는 차륜 분석 방법.
  28. 타이어(132; 232)를 갖는 차륜(130; 230)의 분석 장치(100; 200)에 있어서,
    1) 상기 차륜(130; 230)은, 상기 타이어(132; 232)의 트레드면(133; 233)이 회전 가능한 제1 드럼(143; 243)에 제1 힘으로 가압되고 상기 제1 힘이 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)로 측정되고 상기 제1 힘이 실질적으로 일정하게 유지되면서, 제1 시간 동안 제1 회전수로 회전되며,
    2) 다음 상기 차륜(130; 230)은, 상기 트레드면(133; 233)이 상기 제1 드럼(143; 243) 또는 회전 가능한 제2 드럼(253)에 제2 힘으로 가압되고 상기 제2 힘이 측정되면서, 제2 시간 동안 제2 회전수로 회전되고,
    상기 차륜(130; 230)은 타이어(132; 232) 내에 틱소트로픽(요변성)균형 물질을 포함하며,
    상기 제2 힘은 상기 제1 힘보다 작은,
    차륜 분석 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 힘은 100 N 내지 10 kN인 차륜 분석 장치.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 힘은 1 N 내지 5 kN인 차륜 분석 장치.
  31. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 차륜(130; 230)은 동력을 공급받는 차륜 분석 장치.
  32. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 드럼(143; 243)은 동력을 공급받는 차륜 분석 장치.
  33. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 드럼(253)은 동력을 공급받는 차륜 분석 장치.
  34. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 힘은 10 N의 제1 정확도로 측정되는 차륜 분석 장치.
  35. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 힘은 1 N의 제2 정확도로 측정되는 차륜 분석 장치.
  36. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 제1 힘 측정장치(313, 323, 333, 343, 353, 363)를 포함하는 차륜 분석 장치.
  37. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 힘은 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)로 측정되는 차륜 분석 장치.
  38. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 힘은 제2 측정장치(255)로 측정되는 차륜 분석 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 제2 힘 측정장치를 포함하는 차륜 분석 장치.
  40. 제38항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)의 제1 기본 정확도는 상기 제2 측정장치(255)의 제2 기본 정확도보다 작은 차륜 분석 장치.
  41. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 차륜(130; 230)에 배속되는 차륜 분석 장치.
  42. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 제1 드럼(143; 243)에 배속되는 차륜 분석 장치.
  43. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 차륜(130; 230)에 배속되는 차륜 분석 장치.
  44. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제1 드럼(143; 243)에 배속되는 차륜 분석 장치.
  45. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제2 드럼(243)에 배속되는 차륜 분석 장치.
  46. 제38항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)와 상기 제2 측정장치(255)는 직렬 배열되는 차륜 분석 장치.
  47. 제38항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)와 상기 제2 측정장치(255)는 병렬 배열되는 차륜 분석 장치.
  48. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 상기 제1 힘을 측정하도록 선택적으로 작동 가능한 차륜 분석 장치.
  49. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1 측정장치(145; 245; 310, 320, 330, 340, 350, 360)는 제1 측정 범위와 제2 측정 범위 사이에서 전환 가능한 차륜 분석 장치.
  50. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 상기 제2 힘을 측정하도록 선택적으로 작동 가능한 차륜 분석 장치.
  51. 제38항에 있어서, 상기 제2 측정장치(255)는 제3 측정 범위와 제4 측정 범위 사이에서 전환 가능한 차륜 분석 장치.
  52. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 제2 힘은 상기 제1 힘에 수직하게 상기 차륜(130; 230)의 회전면에 작용하는 차륜 분석 장치.
  53. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 차륜(130; 230)을 제1 회전수로 회전시키는 동안, 상기 타이어(132; 232) 내에 균형 물질이 분포되는 차륜 분석 장치.
  54. 제53항에 있어서, 잔류 불균형은 상기 제2 힘으로부터 결정되는 차륜 분석 장치.
  55. 삭제
  56. 삭제
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