KR101305258B1 - Tire characteristics testing equipment - Google Patents

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KR101305258B1
KR101305258B1 KR1020120040234A KR20120040234A KR101305258B1 KR 101305258 B1 KR101305258 B1 KR 101305258B1 KR 1020120040234 A KR1020120040234 A KR 1020120040234A KR 20120040234 A KR20120040234 A KR 20120040234A KR 101305258 B1 KR101305258 B1 KR 101305258B1
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장철환
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장철환
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Abstract

PURPOSE: A tire property testing device is provided to install all components necessary for a test inside a single housing unit, thereby testing a tire. CONSTITUTION: A tire property testing device includes a housing unit (1), a transparent grounding plate (2), a three-axis load cell (3), a photographing member (4), a driving member (5), an angle adjusting member (6), a movement measuring member (22), and a computer (7). The transparent grounding plate is installed at the entrance of the housing unit and becomes in contact with a tire. The three-axis load cell installed on the bottom surface of the transparent grounding plate measures the forces actuating on each direction of x, y, and z axes which are generated on the tire. The photographing member photographs the grounded plane of the tire in contact with the transparent grounding plate. The driving member rotates the tire. The angle adjusting member adjusts the horizontal and vertical angles formed by the tire and the transparent grounding plate. The movement measuring member measures the movement when the transparent plate is moved back and forth, and left and right sides after being grounded. The computer includes a program calculating the dynamic ground contact pressure, a grounded shape, and the deformation of the tire based on the signals sensed by the three-axis load cell and the photographing member. [Reference numerals] (AA) Temperature control; (BB) Humidity control; (CC) Horizontal steering; (DD) Vertical steering

Description

타이어 특성 시험장치{Tire characteristics testing equipment}Tire characteristics testing equipment

본 발명은 타이어의 시험 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 타이어의 특성 및 동(動)접지압 특성을 시험하는 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire testing apparatus, and more particularly, to an apparatus for testing tire characteristics and dynamic ground pressure characteristics.

특히, 타이어를 회전시키면서 조향방향과 경사각을 제공할 수 있게 하여 타이어의 전후방향, 횡방향, 수직방향의 강성과 마찰력을 측정하고 노면과의 접지압력과 접지형상을 측정하여 타이어의 마모성능은 물론 조종안정성(코너링), 제동성능, 회전저항 등을 예측하고 분석할 수 있는 타이어 시험 장치에 관한 것이다.In particular, it is possible to provide a steering direction and an inclination angle while rotating the tire to measure the stiffness and frictional force of the front, rear, and vertical directions of the tire, and to measure the grounding pressure and the ground shape of the tire, and thus the wear performance of the tire, The present invention relates to a tire test apparatus capable of predicting and analyzing steering stability (cornering), braking performance, rolling resistance, and the like.

더욱이, 본 발명은 예측 가능한 다양한 노면의 상황을 연출하여 비가 오거나, 눈이 온 상태에서의 타이어 접지압 및 마찰력을 감지하여 기후에 맞는 타이어를 개발할 수 있게 한 타이어 시험 장치에 관한 것이다. Furthermore, the present invention relates to a tire test apparatus that can produce tires suitable for climate by detecting various tire ground pressures and frictional forces in a rainy or snowy state by producing various predictable road surface conditions.

통상적으로 타이어는 차량의 운행에 있어 아주 중요한 역할을 하는 것으로서, 타이어의 성능은 강성과 마찰력, 그리고, 접지형상과 접지압 분포에 따라 마모성능이 달라질 뿐만 아니라, 차량의 조종 안정성, 제동성, 구동성, 연비 등이 결정되므로, 타이어의 접지압 분포는 타이어의 형상 및 특성을 결정하는 중요한 기준요인이다.In general, tires play a very important role in driving a vehicle, and tire performance is not only dependent on stiffness, friction, and grounding shape and pressure distribution, but also on steering stability, braking, and driveability. Since the fuel economy, fuel economy, etc. are determined, the traction distribution of the tire is an important criterion for determining the shape and characteristics of the tire.

따라서, 타이어의 접지압 분포를 이상적으로 측정할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 그 일례로 특허문헌 1이 있다. 이는 도 3에 도시한 바와 같이, 타이어의 주행 노면에 설치된 투명한 탄성매질판(110); 탄성매질판의 하부에 타이어의 주행방향에 대해 일정 각도를 갖도록 설치된 모아레(moire)격자(120) ; 모아레격자와 탄성매질판을 통과한 후 타이어와 탄성매질판의 접촉부에 빛을 조사하는 모아레격자의 하부에 마련되는 광원부(130) 및 ; 접촉부에서 반사된 광을 수광하도록 모아레 격자의 하부에 마련되는 수광부(140)를 구비하고 있다.Therefore, various techniques which can ideally measure the traction distribution of a tire are developed, and there exists patent document 1 as an example. As shown in Figure 3, it is a transparent elastic medium plate 110 installed on the road surface of the tire; A moiré grid 120 installed at a lower portion of the elastic medium plate to have a predetermined angle with respect to the traveling direction of the tire; A light source unit 130 provided below the moire lattice for irradiating light to the contact portion between the tire and the elastic medium plate after passing through the moire lattice and the elastic medium plate; The light receiving unit 140 is provided below the moire grating to receive the light reflected from the contact unit.

이렇게 구성된 종래의 타이어 접지압 측정장치는 탄성매질판과 모아레격자가 서로 분리되어 구성되어 있어 설치가 불편하고, 탄성매질판의 변형을 모아레격자가 충분히 반영하지 못하는 문제가 있다. 또한, 탄성매질판이 평평하게 구성된 것으로 탄성매질판과 타이어 사이의 간접적인 마찰을 측정하고 탄성매질판의 상태에 따라 실제 타이어의 접지압 분포와 다르게 측정될 수 있는 문제가 있다. 즉, 이러한 종래의 타이어 접지압 측정장치는 단순하게 정적상태에서 타이어에 가해지는 하중에 의한 타이어의 압축 변형만을 감지할 수 있을 뿐 타이어가 고속으로 회전하면서 노면과 마찰할 때에서의 동적인 접지압을 측정할 수 없고, 접지부에서 발생하는 변형량도 측정할 수 없는 문제가 있다.The conventional tire ground pressure measuring apparatus configured as described above has a problem in that the elastic medium plate and the moire lattice are separated from each other, which is inconvenient to install, and the deformation of the elastic medium plate does not sufficiently reflect the deformation of the elastic medium plate. In addition, as the elastic medium plate is flat, there is a problem that the indirect friction between the elastic medium plate and the tire may be measured and may be different from the actual pressure distribution of the tire according to the state of the elastic medium plate. That is, the conventional tire ground pressure measuring device can only detect the compressive deformation of the tire due to the load applied to the tire in a static state, but also measure the dynamic ground pressure when the tire rotates at high speed and rubs against the road surface. There is a problem that the amount of deformation occurring at the ground portion cannot be measured.

또 다른 타이어 마찰성능 계측장치로 특허문헌 2가 있으며, 이는 도 4에 도시한 바와 같이, 아스팔트 면을 가지고, 아스팔트면 위에 얼음 또는 눈을 소정의 높이로 적재한 테스트플레이트(210) ; 상기 테스트플레이트 위에서 샤프트의 일단에 연결된 타이어를 회전시키는 모터(220) ; 모터와 샤프트를 지지하는 메인프레임(230) ; 샤프트에 연결되어 타이어에 부과되는 토크와 회전수를 측정하는 토크미터(240) ; 테스트플레이트 하부면에 일체로 연결되어 하중을 측정하는 로드셀(250) 및; 토크미터와 로드셀에서 측정된 결과치를 PLC기판을 통해 전달받는 컴퓨터(260)를 포함하여 구성된 것이다. 이렇게 구성된 종래의 타이어 마찰성능 계측장치는 차량의 실제의 축하중이 타이어에 가해지지 않는 상태로 타이어의 마찰 성능을 측정하는 것으로 실제 주행하는 차량에 장착된 타이어의 마찰성능을 측정할 수 없다. 즉, 도로를 주행하는 차량에 설치된 타이어의 경우 차량의 변속이나 방향 전환 또는 제동과 가속 정도에 따라 차량의 축하중은 전후, 좌우 타이어로 하중 이동이 발생하여 다른 접지압 및 마찰 특성이 있으나 이러한 종래의 타이어 마찰성능 계측장치는 고정된 프레임에서 회전하는 타이어의 마찰성능을 측정하는 것으로 보다 실질적인 마찰성능을 측정할 수 없는 단점이 있다. 또한, 위의 타이어 마찰성능 계측장치를 구성하는 로드셀의 경우 플레이트의 하중만을 감지하는 것으로 상기한 바와 같이 차량의 상황에 따른 변위를 감지할 수 없는 단점이 있었다.Another tire friction performance measurement apparatus is Patent Document 2, which has a asphalt surface, as shown in Figure 4, the test plate 210 loaded with ice or snow on a predetermined height on the asphalt surface; A motor 220 for rotating a tire connected to one end of the shaft on the test plate; A main frame 230 supporting the motor and the shaft; A torque meter 240 connected to the shaft to measure torque and rotational speed imposed on the tire; A load cell 250 integrally connected to the lower surface of the test plate to measure a load; It is configured to include a computer 260 that receives the results measured by the torque meter and the load cell via the PLC substrate. In the conventional tire friction performance measuring apparatus configured as described above, the friction performance of the tire mounted on the vehicle actually running cannot be measured by measuring the friction performance of the tire in a state in which the actual celebration of the vehicle is not applied to the tire. That is, in the case of tires installed on a vehicle traveling on a road, load movement occurs in the front, rear, left and right tires during the celebration of the vehicle according to the shifting, direction change, braking and acceleration degree of the vehicle. The tire friction performance measuring apparatus has a disadvantage in that it is not possible to measure more substantial friction performance by measuring the friction performance of a tire rotating in a fixed frame. In addition, in the case of the load cell constituting the tire friction performance measurement apparatus as described above to detect only the load of the plate had a disadvantage that can not detect the displacement according to the situation of the vehicle.

이러한 단점을 개선하기 위하여 본 출원인에 의해 개발된 것으로 특허문헌 3이 있디. 이는 도 5에 도시한 바와 같이, 도로에 형성된 맨홀(300)의 입구에 설치되고, 외면에 미세 요철이 형성된 투명한 접지판(310); 접지판(310)의 저면에 설치되어 차량의 중량과 운동에 의해 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축 로드셀(320); 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 촬영수단(330) 및; 상기 3축 로드셀과 촬영수단에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램을 구비한 컴퓨터(340)를 포함하여 구성된다. Patent document 3 has been developed by the present applicant to improve this disadvantage. As shown in FIG. 5, the transparent ground plate 310 is installed at the inlet of the manhole 300 formed on the road and has fine unevenness formed on an outer surface thereof; A three-axis load cell 320 installed on the bottom surface of the ground plate 310 to measure a force acting on each direction of the x, y, and z axes generated in the tire by the weight and the movement of the vehicle; Photographing means (330) for photographing the ground plane of the tire in contact with the ground plate; And a computer 340 having a program for calculating the dynamic ground pressure, ground shape, and deformation amount of the tire from the signal sensed by the three-axis load cell and the photographing means.

그러나 이러한 종래의 기술은 실제 주행하는 차량에 장착된 바퀴의 동접지압 및 마찰성능을 검사할 수는 있으나 차량을 주행시키면서 이들 정보를 얻기 위해서는 너무 방대한 면적의 장치를 요구할 뿐만 아니라, 기후변화에 따른 다양한 상황의 연출이 어려운 문제가 있었다. 이렇게 노면에 설치된 타이어 시험장치는 고정식으로 설치되어 있으므로 이동할 수 없거나 어려워 다양한 장소에서 시험을 할 수 없는 문제가 있었다. However, this conventional technique can check the dynamic pressure and friction performance of the wheels mounted on the actual vehicle, but it requires a device of too large area to obtain this information while driving the vehicle, The situation was difficult to direct. Since the tire test apparatus installed on the road surface is fixedly installed, there is a problem in that it is not possible to move or difficult to test in various places.

1. 한국 특허등록 제0240800호1. Korea Patent Registration No. 0240800 2. 한국 실용신안등록 제370816호2. Korea Utility Model Registration No. 370816 3. 한국 특허공개 제10-2011-0105237호3. Korean Patent Publication No. 10-2011-0105237

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 좁은 면적에도 설치가 가능할 뿐만 아니라, 다양한 도로 상황을 연출하여 도로 상황에 맞는 다양한 시험을 할 수 있는 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, it is possible to provide a tire test apparatus that can be installed in a narrow area, as well as to produce a variety of road conditions to test a variety of road conditions. The purpose.

특히, 타이어의 회전속도 및 조향방향을 조절할 수 있고, 동절기 및 우기의 환경을 조성할 수 있어 통상적인 환경은 물론, 우천시 및 폭설시 타이어와 지면과의 접지압 및 마찰성능을 검사하여 환경에 맞는 타이어를 개발할 수 있게 한 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In particular, it is possible to adjust the rotational speed and steering direction of the tire, and to create an environment of winter and rainy season to check the tire pressure and friction performance between the tire and the ground during rainy weather and heavy snow as well as the normal environment, tires suitable for the environment It is an object of the present invention to provide a tire testing apparatus that enables the development of a.

또한, 이동이 가능하여 다양한 환경에서 타이어를 시험할 수 있는 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a tire testing apparatus capable of moving and testing a tire in various environments.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 차량의 타이어의 강성이나 마찰력, 그리고 접지압력과 접지형상을 측정하는 장치에 있어서, 소정의 수용공간을 갖는 하우징; 하우징의 입구에 설치되어 타이어와 접하는 투명접지판; 상기 투명접지판의 저면에 설치되어 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀; 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 촬영수단; 상기 타이어를 회전시키는 구동수단; 상기 타이어와 상기 투명접지판 사이의 수평 및 수직 각도를 조절하는 각도조절수단; 상기 투명접지판이 좌우, 전후로 이동하는 이동거리를 계측하는 이동계측장치 및; 상기 3축 로드셀과 촬영수단에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램을 구비한 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring the stiffness or friction of a tire of a vehicle, a ground pressure, and a ground shape, the apparatus comprising: a housing having a predetermined accommodation space; A transparent ground plate installed at the inlet of the housing and in contact with the tire; A three-axis load cell installed on a bottom of the transparent ground plate to measure a force acting in each direction of x, y and z axes generated in the tire; Photographing means for photographing the ground plane of the tire in contact with the ground plate; Drive means for rotating the tire; Angle adjusting means for adjusting a horizontal and vertical angle between the tire and the transparent ground plate; A moving measuring device for measuring a moving distance of the transparent ground plate moving left, right, front and rear; And a computer having a program for calculating a dynamic ground pressure, a ground shape, and a deformation amount of the tire from the signal sensed by the three-axis load cell and the photographing means.

이러한 본 발명에 있어서, 상기 투명접지판의 일측에는 접지된 타이어 표면에 빛을 조사하여 음영이 생성되게 하는 조명장치를 더 구비할 수 있고, 상기 투명접지판의 상부면에는 요철을 형성하여 실제 도로와 같은 상황을 연출할 수 있다. In the present invention, one side of the transparent ground plate may be further provided with a lighting device for generating a shadow by irradiating light to the grounded tire surface, the upper surface of the transparent ground plate to form irregularities in the actual road You can create a situation like this.

또한, 상기 투명접지판의 가장자리에는 상부를 향해 돌출된 테두리를 형성하여 안쪽에 수용공간을 이루게 하고 물이나 얼음을 저장할 수 있다. In addition, the edge of the transparent ground plate to form a border protruding toward the top to form a receiving space inside and can store water or ice.

상기 구동수단의 회전축에는 타이어에 부과되는 토크와 회전수를 측정하는 토크센서를 설치하여 측정 당시 타이어에 가해지는 토크를 감지할 수 있다. A torque sensor for measuring the torque and the number of rotations imposed on the tire may be installed on the rotation shaft of the driving means to detect the torque applied to the tire at the time of measurement.

바람직하게는 본 발명에 의한 타이어 시험장치는 챔버 내부에 설치되고, 상기 챔버에는 온도 및 습도를 조절하기 위한 환경제어수단을 구비하는 것이다.Preferably, the tire test apparatus according to the present invention is installed in a chamber, and the chamber is provided with environmental control means for adjusting temperature and humidity.

본 발명은 하나의 하우징 내에 시험에 필요한 모든 구성요소를 설치하여 구성 됨으로써 다양한 환경에서 타이어를 시험할 수 있는 효과가 있다. The present invention is configured to install all the components required for the test in one housing has the effect of testing the tire in various environments.

또한, 본 발명은 회전하는 타이어의 수평 및 수직 각도를 조절할 수 있게 하여 회전시 타이어에 발생하는 강성과 마찰력을 측정할 수 있어 차량의 주행시 발생하는 코너링, 제동성능 등에 따른 타이어 특성시험도 가능하게 하는 효과가 있다. In addition, the present invention can adjust the horizontal and vertical angle of the rotating tire to measure the stiffness and frictional force generated in the tire during rotation to enable the tire characteristics test according to cornering, braking performance, etc. generated during the running of the vehicle It works.

또한, 타이어와 접촉되는 투명접지판에 요철을 일체로 형성하여 타이어와의 마찰력을 갖게 하고 요철에 압축된 타이어의 고무의 압축강도에 따라 측면에서 발생시키는 빛을 반사와 굴절, 그리고 산란 효과가 다르게 되어 나타나는 색감의 차이를 디지털 카메라로 촬영하여 타이어의 접지 압력과 접지형상, 그리고 접지면적을 측정하고, 표면에 일정한 간격의 흰색 선이 있는 타이어가 접지판을 통과할 때 연속적으로 고속촬영하게 되면 타이어에 표시된 선의 움직인 궤적으로부터 타이어의 변형량을 측정할 수 있다.In addition, irregularities are integrally formed on the transparent ground plate which is in contact with the tire to provide frictional force with the tire, and the reflection, refraction, and scattering effects of light generated from the side are different depending on the compressive strength of the rubber of the tire compressed to the irregularities. The difference in the color of the car is taken with a digital camera to measure the tire's ground pressure, ground shape, and ground area.The tires with continuous white lines on the surface are continuously shot at high speed as they pass through the ground plate. The amount of deformation of the tire can be measured from the moving trajectory of the line indicated in.

그리고 3축 로드셀을 설치하여 차량의 실제 하중을 계측하고, 접지판을 지나갈 때 디지털 카메라로 촬영된 타이어의 접지형상의 각 화소의 색감 차이를 압력 차이로 배분하면 타이어의 접지압력 분포를 얻는다. 즉, 일정한 단위면적을 갖는 각 화소의 색감 차이를 계측된 타이어의 하중과 접지면적에 맞도록 배분함으로써 타이어의 접지압력 분포를 측정함으로써 더욱 정확한 타이어의 접지 특성을 감지할 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, a three-axis load cell is installed to measure the actual load of the vehicle, and the tire's ground pressure distribution is obtained by distributing the color difference of each pixel of the tire's ground shape photographed by the digital camera as the pressure difference as it passes through the ground plate. That is, by distributing the color difference of each pixel having a constant unit area to match the measured tire load and the ground area, it is possible to detect the tire's grounding characteristics more accurately by measuring the tire's ground pressure distribution.

더욱이, 접지판에 물을 저장하거나 얼음을 얼려 우천시나 폭설 또는 빙판 노면에서의 타이어 성능을 시험할 수 있으며, 특히, 시험장치를 챔버 내부에 설치하고 챔버의 환경을 조절할 수 있게 함으로서 타이어가 온도에 의해 변화된 상태에서의 마찰력이나 접지압 등을 시험할 수 있는 것이다. Moreover, the tires can be tested for tire performance in rainy weather, heavy snow, or ice by storing water on the ground plate or freezing ice. In particular, the test equipment can be installed inside the chamber and the environment of the chamber can be controlled to allow the tires to It is possible to test the friction force and ground pressure in the changed state.

도 1은 본 발명에 의한 타이어 시험장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 타이어 시험장치에 구비된 투명접지판의 일례를 도시한 사시도,
도 3은 종래의 타이어 시험장치의 일례의 구성도,
도 4는 종래의 타이어 시험장치의 다른 일례의 구성도,
도 5는 종래의 타이어 시험장치의 또 다른 일례의 구성도1 is a configuration diagram of a tire testing apparatus according to the present invention,
Figure 2 is a perspective view showing an example of a transparent ground plate provided in the tire test apparatus according to the present invention,
3 is a configuration diagram of an example of a conventional tire test apparatus;
4 is a configuration diagram of another example of a conventional tire test apparatus;
5 is a configuration diagram of still another example of a conventional tire test apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings of the present invention, the sizes and dimensions of the structures are enlarged or reduced from the actual size in order to clarify the present invention, and the known structures are omitted so as to reveal the characteristic features, and the present invention is not limited to the drawings . DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 발명에 의한 타이어 시험장치는 다양한 환경에서 타이어의 성능을 시험하기 위한 것으로서, 소정의 수용공간을 갖는 하우징(1)의 상단에 타이어(100)와 접촉되어 타이어의 접지압 및 마찰력에 변화를 주는 투명접지판(2)을 구비하고 있다. Tire test apparatus according to the present invention is for testing the performance of the tire in a variety of environments, the transparent contact which is in contact with the tire 100 on the upper end of the housing 1 having a predetermined accommodation space to change the ground pressure and frictional force of the tire The ground plate 2 is provided.

상기 하우징(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 소정의 수용공간을 갖는 함체 형상으로 본 발명의 장치를 구성하는 각 구성요소를 지지하는 수단으로 받침대가 될 수 있으며, "하우징"이라는 기재가 본 발명의 청구범위를 제한하는 것은 아님을 명시해두며, 이하에서는 "하우징"이라 통칭한다.The housing 1 may be a pedestal as a means for supporting each component constituting the apparatus of the present invention in a shape of a housing having a predetermined receiving space, as shown in FIG. It is not intended to limit the claims of the invention, hereinafter referred to as "housing".

상기 투명접지판(2)은 전술한 바와 같이 타이어(100)와 접촉되어 하중에 의해 눌려진 타이어의 접촉부를 변형시키고, 이러한 타이어의 접지압력을 하기 3축로드셀(3)에 전달하는 수단이다. 이 투명접지판(2)에 눌려진 타이어(100)의 변형 상태를 감지하기 위해 하우징(1) 내부의 투명접지판(2) 하부에는 촬영수단(4)이 구비되어 있고 이 촬영수단(4)이 투명접지판(2)의 상부에 눌려진 타이어(100)의 변형 상태를 촬영할 수 있도록 상기 투명접지판(2)은 투명한 재질로 만들어진다. As described above, the transparent ground plate 2 is a means for contacting the tire 100 and deforming the contact portion of the tire pressed by the load, and transmitting the ground pressure of the tire to the following triaxial load cell 3. In order to detect the deformation state of the tire 100 pressed by the transparent ground plate 2, a photographing means 4 is provided below the transparent ground plate 2 inside the housing 1, and the photographing means 4 is provided. The transparent ground plate 2 is made of a transparent material so that the deformation state of the tire 100 pressed on the upper portion of the transparent ground plate 2 can be photographed.

상기 투명접지판(2)은 도 1에 도시한 바와 같이 저면 가장자리가 하우징(1)의 내부에 설치된 지지수단에 의해 지지가 되어 있고, 지지수단과의 사이에 3축 로드셀(3)을 구비하고 있다. As shown in FIG. 1, the transparent ground plate 2 is supported by supporting means installed at the bottom edge of the housing 1, and has a triaxial load cell 3 therebetween. have.

상기 3축 로드셀(3)은 상기 접지판(2)을 누르는 타이어에 의해 발생되는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 역할을 한다. The three-axis load cell (3) serves to measure the force acting in each direction of the x, y, z axis generated by the tire pressing the ground plate (2).

상기 3축 로드셀(3)은 타이어를 접지판을 향해 누르는 힘(z축방향 힘)은 물론 타이어와 접지판(2) 사이의 마찰에 의한 x, y 방향으로의 힘(횡력과 전후력)의 변화를 감지한다. 즉, 상기 3축 로드셀(3)은 타이어를 투명접지판(2)을 향해 밀착시킬 때 타이어에 의해 접지판(2)이 눌리는 힘은 물론, 타이어의 회전력에 의해 투명접지판(2)이 후방으로 밀리며 이러한 차량의 하중과 마찰에 의한 접지판의 밀림에 의한 힘의 변화를 감지하는 것이다. 또한, 타이어가 기울어질 경우 상기 접지판(2)은 전후방향(차량의 진행방향)은 물론 좌우방향으로도 변형이 발생할 수 있고, 이러한 변형에 의한 힘의 변화가 상기 3축 로드셀(3)에 의해 감지되는 것이다. 이렇게 3축로드셀(3)에 의해 감지된 변위는 컴퓨터(7)로 전송되어 타이어 접지압 산출의 근거가 된다. 상기 3축 로드셀(3)은 하나만 설치할 수 있으나, 바람직하게는 투명접지판(2)의 네 모서리의 저면에 각각 설치되어 투명접지판(2)이 3축 로드셀들에 의해 지지가 되게 한다.The triaxial load cell 3 has a force (lateral force and front and rear force) in the x and y directions due to friction between the tire and the ground plate 2 as well as the force for pushing the tire toward the ground plate (z-axis force). Detect changes That is, the three-axis load cell 3 has a force that the ground plate 2 is pressed by the tire when the tire is in close contact with the transparent ground plate 2, as well as the rear of the transparent ground plate 2 by the rotational force of the tire It detects the change in force caused by the sliding of the ground plate due to the load and friction of the vehicle. In addition, when the tire is inclined, the ground plate 2 may be deformed not only in the front-rear direction (the driving direction of the vehicle) but also in the left-right direction, and the change of the force caused by the deformation is applied to the triaxial load cell 3. Is detected. The displacement sensed by the triaxial load cell 3 is transmitted to the computer 7 to be the basis for calculating the tire ground pressure. Only one triaxial load cell 3 may be installed. Preferably, the triaxial load cell 3 is installed at the bottom of four corners of the transparent ground plate 2 so that the transparent ground plate 2 is supported by the three axis load cells.

이와 같이 투명접지판(2)은 타이어에 의해 눌릴 뿐만 아니라 타이어가 구동하면서 전후, 좌우로 이동시키면서 구동하는 힘을 받게 되며, 이렇게 타이어에 의해 밀리는 투명접지판(2)이 원활하게 이동될 수 있도록 하우징(1) 내부의 투명접지판(2)의 가장자리와 접하는 부분에는 여유공간(1a)이 형성되어 있다. In this way, the transparent ground plate 2 is not only pressed by the tire, but also receives a driving force while moving back and forth and left and right while the tire is driven, so that the transparent ground plate 2 pushed by the tire can be smoothly moved. The clearance space 1a is formed in the part which contacts the edge of the transparent ground plate 2 inside the housing 1.

이렇게 이동되는 투명접지판의 이동거리를 계측할 수 있도록 이동량계측수단(22)이 더 설치될 수 있다. 이 이동량계측수단(22)은 투명접지판의 일측에 설치된 거리센서 등으로 구성될 수 있다. The movement amount measuring means 22 may be further installed to measure the movement distance of the transparent ground plate that is moved in this way. The movement measuring means 22 may be composed of a distance sensor or the like installed on one side of the transparent ground plate.

상기 촬영수단(4)으로는 CCD카메라 등이 사용될 수 있고, 투명접지판(2)에 눌린 타이어의 변형상태를 촬영하여 컴퓨터(7)에 전송한다. A CCD camera or the like may be used as the photographing means 4, and photographs the deformation state of the tire pressed by the transparent ground plate 2 and transmits it to the computer 7.

상기 컴퓨터(7)는 상기 3축 로드셀(3)과 촬영수단(4)에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하기 위한 수단으로, 접지압을 산출하는 프로그램은 상기 3축 로드셀(3)에 의해 감지된 투명접지판(2)의 변위와 촬영 수단(4)에 의해 감지된 타이어의 변형 정도를 비교하고, 차량의 상태, 즉 차량이 정속 주행중일 때, 차량이 가속중일 때, 제동중일 때, 방향전환중일 때 등 상황에 따른 타이어의 접지압을 산출할 수 있다. 본 발명에서는 산출 프로그램에서 요구되는 타이어의 변형 상태, 차량의 상황에 따른 접지판의 변위를 감지하는 것이 목적이고, 이러한 산출프로그램은 시험을 통하여 정립된 규칙을 이용하여 구동될 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The computer 7 is a means for calculating the dynamic ground pressure, ground shape, and deformation amount of the tire from the signals sensed by the triaxial load cell 3 and the photographing means 4, and the program for calculating the ground pressure includes the three axes The displacement of the transparent ground plate 2 detected by the load cell 3 is compared with the degree of deformation of the tire detected by the photographing means 4, and the vehicle is accelerating when the vehicle is traveling at constant speed. The ground pressure of the tire according to the situation can be calculated in the case of braking, turning, etc. In the present invention, the purpose of the present invention is to detect the deformation state of the tire required by the calculation program and the displacement of the ground plate according to the situation of the vehicle, and this calculation program can be driven using the rules established through the test. Description is omitted.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 타이어 검사장치는 타이어를 회전시키 투명접지판(2)과의 접지압 및 마찰력을 시험할 수 있게 한 것으로 상기 타이어(100)를 회전시킬 수 있는 수단으로 구동수단(5)을 구비하고 있다. 또한, 타이어(100)가 투명접지판(2)을 향해 이동시켜 타이어(100)와 투명접지판(2) 사이의 접지압을 조절할 수 있어야하므로 상기 구동수단(5)을 승강 가능하게 지지하기 위한 승강수단(51)을 더 구비하고 있다. The tire inspection apparatus according to the present invention configured as described above is capable of testing the ground pressure and frictional force with the transparent ground plate 2 by rotating the tire, and the driving means 5 as a means for rotating the tire 100. ). In addition, since the tire 100 must be moved toward the transparent ground plate 2 to adjust the ground pressure between the tire 100 and the transparent ground plate 2, the lifting means for supporting the driving means 5 to be lifted and lowered. Means 51 are further provided.

또한, 본 발명의 시험장치는 타이어를 단순하게 회전시키는 것이 아니라 타이어와 투명접지판(2) 사이의 각을 조절하여 차량이 선회하거나 기울어진 상태에서의 접지압 및 마찰력도 검사할 수 있으며, 이렇게 타이어가 기울어지거나 방향을 전환한 상태가 되도록 타이어를 기울이기 위한 수단으로 각도조절수단(6)을 구비하고 있다. 상기 구동수단(5)은 유압모터를 비롯한 다양한 모터 중 어느 하나를 사용할 수 있고, 구동수단의 회전축에는 타이어에 부과되는 토크와 회전수를 측정하는 토크센서(9)를 더 설치할 수 있다. In addition, the test apparatus of the present invention can not only rotate the tire, but also adjust the angle between the tire and the transparent ground plate 2 to check the ground pressure and friction force in a state where the vehicle is turned or tilted. An angle adjusting means (6) is provided as a means for tilting the tire so that is inclined or the direction is changed. The drive means 5 may use any one of a variety of motors, including a hydraulic motor, a torque sensor 9 for measuring the torque and the number of revolutions imposed on the tire may be further installed on the rotating shaft of the drive means.

상기 각도조절수단(6)은 도 1에 도시한 바와 같이 타이어와 투명접지판(2) 사이의 수평각을 조절하기 위한 수평조절부와 수직각을 조절하기 위한 수직조절부를 구비하고 있으며, 이들은 통상의 차량에 구비된 조향장치를 변형하여 실시할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The angle adjusting means 6 has a horizontal adjusting portion for adjusting the horizontal angle between the tire and the transparent ground plate 2 and a vertical adjusting portion for adjusting the vertical angle as shown in FIG. The steering apparatus provided in the vehicle may be modified and the detailed description thereof will be omitted.

상기 촬영수단(4)에 의해 투명접지판(2)에 접촉된 타이어의 변형상태를 촬영할 수 있지만 촬영된 영상이 흐릴 수 있으므로 더욱 선명한 영상의 획득을 위해 상기 타이어의 접지면에 빛을 조사하여 접지면에 강한 음영이 생성되도록 투명접지판(2)의 일측에는 조명장치(8)를 더 구비하는 것이 바람직하다. (도 1 및 도 2 참조)Deformation state of the tire in contact with the transparent ground plate (2) by the photographing means 4 can be photographed, but the photographed image may be blurred, so that the ground by irradiating light to the ground surface of the tire to obtain a clearer image It is preferable to further provide an illumination device 8 on one side of the transparent ground plate 2 so as to generate a strong shadow on the surface. (See Figs. 1 and 2)

상기와 같은 본 발명에 따른 타이어의 시험장치를 이용한 타이어의 특성 측정하는 과정에서 타이어에는 일정 간격으로 흰색 선을 그은 후 타이어를 시험할 수 있으며, 이렇게 흰색 선을 그은 타이어를 시험하는 이유는 타이어가 접지판을 통과할 때 상기 촬영수단(4)에 의해 연속적으로 고속으로 촬영한 이미지로부터 타이어의 변형을 보다 용이하게 파악할 수 있게 하기 위한 것이다. 즉, 타이어에 그어진 흰색 선을 일정한 간격으로 그어져 있으며, 이러한 타이어가 눌리면 수축 또는 팽창되어 선의 궤적과 선들 사이의 간격이 달라지고 이렇게 달라진 선들 사이의 간격으로부터 타이어의 변형량을 측정할 수 있다.In the process of measuring the characteristics of the tire using the test apparatus of the tire according to the present invention as described above, the tire can be tested after drawing a white line at a predetermined interval. This is to make it easier to grasp the deformation of the tire from the image continuously photographed by the photographing means 4 at high speed when passing through the ground plate. That is, the white lines drawn on the tires are drawn at regular intervals, and when these tires are pressed, they are contracted or expanded to change the distance between the trajectories of the lines and the lines, and the amount of deformation of the tire can be measured from the gaps between the changed lines.

상기 촬영수단(4)에 의해 촬영된 사진은 타이어에 가해지는 하중이 클 경우에는 넓은 면적으로 표시되고, 이렇게 촬영된 타이어의 접지형상은 각 화소가 서로 다른 색감으로 나타낼 수 있으며, 이러한 색감의 차이를 압력 차이로 배분하면 타이어의 접지압력 분포를 얻는다. 일정한 단위면적을 갖는 각 화소의 색감 차이를 계측된 타이어의 하중과 접지면적에 맞도록 배분함으로써 타이어의 접지압력 분포를 측정함으로써 더욱 정확한 타이어의 접지 특성을 감지할 수 있는 것이다. 즉, 타이어가 접지판에 눌리는 순간 3축 로드셀(3)에서 감지되는 중량으로부터 타이어의 일정한 면적을 갖는 픽셀(화소)의 접지압을 감지할 수 있고, 이때 촬영수단(4)에 의해 고속으로 연속 촬영된 타이어의 접지 형상으로부터 타이어에 그어진 흰색 선들의 이동 궤적과 각 선들 간의 간격의 변화를 이용하여 변형량을 산출할 수 있는 것이며, 이러한 산출과정은 상기한 바와 같이 컴퓨터에 구비된 프로그램에 의해 이루어질 수 있는 것이다.
The photograph taken by the photographing means 4 is displayed in a large area when the load on the tire is large, and the ground shape of the tire thus photographed may represent each pixel with a different color, and the difference in color Distribution of the pressure difference gives the distribution of the ground pressure in the tire. By distributing the color difference of each pixel having a constant unit area to fit the measured tire load and the ground area, it is possible to detect the tire's grounding characteristics more accurately by measuring the tire's ground pressure distribution. That is, the ground pressure of the pixel (pixel) having a certain area of the tire can be detected from the weight detected by the triaxial load cell 3 at the moment the tire is pressed by the ground plate, and at this time, the photographing means 4 continuously captures the high speed. The deformation amount can be calculated by using the movement trajectory of the white lines drawn on the tire and the change of the distance between the lines from the ground shape of the tire. This calculation can be performed by a program provided in the computer as described above. will be.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 타이어 시험 장치는 전술한 바와 같이 실제 노면에서와 같은 환경에서 타이어를 시험할 수 있게 한 것으로, 타이어(100)가 접지되는 접지면이 실제 도로 환경과 동일하게 될 수 있도록 상기 투명접지판(2)의 상부면에는 요철(11)이 형성되는 것이 바람직하다. The tire test apparatus according to the present invention configured as described above allows the tire to be tested in the same environment as in the actual road surface as described above, and the ground plane to which the tire 100 is grounded may be the same as the actual road environment. It is preferable that the unevenness 11 is formed on the upper surface of the transparent ground plate 2.

또한, 상기 투명접지판(2)의 가장자리에는 상부를 향해 돌출된 테두리(21)를 형성하여 안쪽이 수용공간이 생기게 하고 이 수용공간의 내부에 물을 저장하여 우천시의 상황을 재연하고, 물을 얼려 동절기의 도로 상황을 연출할 수 있게 할 수 있는 것이 바람직하다. In addition, the edge of the transparent ground plate (2) to form a border 21 protruding toward the upper side to create a receiving space and to store the water inside the receiving space to reproduce the situation in the rainy weather, It is desirable to be able to freeze to create winter road conditions.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 타이어 시험장치는 단일 장치로 구성되어 다양한 장소나 환경에서 사용될 수 있다. 그러나 우천시나 동절기의 상황을 직접 연출할 수 있는 것이 바람직하며, 이를 위하여 본 발명에 의한 타이어 시험장치는 챔버(10) 내부에 설치되고, 상기 챔버(10)에는 온도 및 습도를 조절하기 위한 환경제어수단(10a)을 구비하는 것이 바람직하다. Tire test apparatus according to the present invention configured as described above can be used in a variety of places or environments are composed of a single device. However, it is desirable to be able to direct the situation in the rain or winter, for this purpose, the tire test apparatus according to the present invention is installed in the chamber 10, the chamber 10, the environmental control means for adjusting the temperature and humidity It is preferable to provide (10a).

상기 환경제어수단(10a)은 타이어 시험장치가 설치된 공간의 온도나 습도를 시험하고자 하는 자연환경과 유사하게 맞추어주기 위한 수단으로 항온장치를 비롯한 냉난방장치와 습도를 조절하기 위한 가습 및 제습기를 포함하여 구성될 수 있다. The environmental control means (10a) is a means for adjusting the temperature or humidity of the space in which the tire test device is installed, similar to the natural environment to test, including a heating and heating device, including a thermostat and a humidifier and humidity control for adjusting the humidity Can be configured.

이렇게 환경제어수단(10a)을 구비하여 챔버 내부의 환경을 하절기, 동절기 또는 우천시나 폭설 또는 빙판노면 등으로 만든 상태에서 타이어를 시험할 수 있으므로 더욱 정확한 타이어의 성능을 시험할 수 있는 것이다. Thus, the environment control means (10a) is provided to test the tire in a state made of the environment inside the chamber in the summer, winter or rainy weather or heavy snow or ice road surface, it is possible to test the performance of the tire more accurate.

1: 하우징 1a: 여유공간
2: 투명접지판 2a: 요철
21: 테두리 22: 이동량계측수단
3: 3축로드셀
4: 촬영수단
5: 구동수단 51: 승강장치
6: 각도조절수단
7: 컴퓨터
8: 조명장치
9: 토크센서
10: 챔버 10a: 환경제어수단1: housing 1a: clearance
2: transparent ground plate 2a: unevenness
21: frame 22: movement measuring means
3: 3-axis load cell
4: photographing means
5: drive means 51: lifting device
6: angle adjusting means
7: computer
8: lighting equipment
9: torque sensor
10: chamber 10a: environmental control means

Claims (6)

차량의 타이어의 접지압과 접지형상, 그리고 강성과 마찰력을 측정하는 장치에 있어서,
소정의 수용공간을 갖는 하우징;
하우징의 입구에 설치되어 타이어와 접하는 투명접지판;
상기 접지판의 저면에 설치되어 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀 ;
상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 촬영수단;
상기 타이어를 회전시키는 구동수단;
상기 타이어와 상기 투명접지판 사이의 수평 및 수직 각도를 조절하는 각도조절수단;
상기 투명접지판이 전후, 좌우로 이동될 때의 이동량을 계측하는 이동량계측수단 및;
상기 3축로드셀과 촬영수단에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램을 구비한 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.In the device for measuring the ground pressure and ground shape of the tire of the vehicle, and the rigidity and frictional force,
A housing having a predetermined accommodation space;
A transparent ground plate installed at the inlet of the housing and in contact with the tire;
A three-axis load cell installed on a bottom surface of the ground plate to measure a force acting in each direction of x, y, and z axes generated in a tire;
Photographing means for photographing the ground plane of the tire in contact with the ground plate;
Drive means for rotating the tire;
Angle adjusting means for adjusting a horizontal and vertical angle between the tire and the transparent ground plate;
Movement amount measuring means for measuring an amount of movement when the transparent ground plate is moved back and forth, left and right;
And a computer having a program for calculating a dynamic ground pressure, a ground shape, and a deformation amount of the tire from the signal sensed by the triaxial load cell and the photographing means. 제1항에 있어서,
상기 투명접지판의 일측에는 접지된 타이어 표면에 빛을 조사하여 음영이 생성되게 하는 조명장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.The method of claim 1,
One side of the transparent ground plate is a tire testing device, characterized in that the lighting device is installed to generate a shadow by irradiating light on the grounded tire surface. 제1항에 있어서,
상기 투명접지판의 상부면에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.The method of claim 1,
Tire test apparatus, characterized in that irregularities are formed on the upper surface of the transparent ground plate. 제1항에 있어서,
상기 투명접지판의 가장자리에는 상부를 향해 돌출된 테두리가 형성되어 안쪽이 수용공간을 이루고 수용공간의 내부에는 물이 저장되거나 얼음이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.The method of claim 1,
The edge of the transparent ground plate is formed with a rim protruding toward the top to form a receiving space inside the water test apparatus, characterized in that the water is stored or ice is formed inside the receiving space. 제1항에 있어서,
상기 구동수단의 회전축에는 타이어에 부과되는 토크와 회전수를 측정하는 토크센서가 설치된 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.The method of claim 1,
A tire test apparatus, characterized in that a torque sensor for measuring the torque and the number of rotations imposed on the tire is installed on the rotating shaft of the drive means. 제1항에 있어서,
상기 타이어 시험장치는 챔버 내부에 설치되고, 상기 챔버에는 온도 및 습도를 조절하기 위한 환경제어수단(10a)이 구비된 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.
The method of claim 1,
The tire test apparatus is installed in a chamber, and the chamber is a tire test apparatus, characterized in that provided with environmental control means (10a) for adjusting the temperature and humidity.
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