KR101489239B1 - 쇼트 트랙형 타이어 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좁은 장소에서도 타이어의 회전속도를 충분히 가속시켜 타이어를 시험할 수 있게 한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 타이어를 이동체에 회전가능하게 설치하고 회전수단으로 타이어를 충분히 가속시킨 후 타이어가 타이어의 접지형상 및 압력을 감지하는 동접지압감지수단을 통과하게 하여 타이어가 실제 자량 주행할 때와 같은 상황에서 타이어의 동접지압 및 접지 형상을 감지할 수 있게 하였고, 이렇게 회전수단으로 가속시킨 후 타이어가 동접지압감지수단을 통과하게 함으로써 타이어의 가속을 위한 거리를 줄여 좁은 장소도 설치가 가능한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 관한 것이다.

Description

쇼트 트랙형 타이어 시험장치{short track type tire testing equipment}

본 발명은 트랙형 타이어 시험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 좁은 장소에서도 타이어의 회전속도를 충분히 가속시켜 타이어를 시험할 수 있게 한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 타이어를 이동체에 회전가능하게 설치하고 회전수단으로 타이어를 충분히 가속시킨 후 타이어가 타이어의 접지형상 및 압력을 감지하는 동접지압감지수단을 통과하게 하여 타이어가 실제 차량 주행할 때와 같은 상황에서 타이어의 동접지압 및 접지 형상을 감지할 수 있게 하였고, 이렇게 회전수단으로 가속시킨 후 타이어가 동접지압감지수단을 통과하게 함으로써 타이어의 가속을 위한 거리를 줄여 좁은 장소도 설치가 가능한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 관한 것이다.

통상적으로 타이어는 차량의 운행에 있어 아주 중요한 역할을 한다. 이러한 타이어의 성능은 접지형상 및 접지압 분포에 마모성능이 달라질 뿐만 아니라, 차량의 조종안정성능, 제동성능, 구동성능, 연비 등이 결정되므로, 타이어의 접지압 분포는 타이어의 형상 및 특성을 결정하는 중요한 기준요인이다.

따라서 타이어의 접지압 분포를 이상적으로 측정할 수 있는 방안이 다방면으로 연구되고 있으며, 이러한 타이어의 접지압 분포를 측정하는 장치의 하나로 특허문헌 1이 있다.

이는 도 7에 도시한 바와 같이, 타이어의 접지압 분포 측정장치에 있어서, 타이어의 주행 노면에 설치된 투명한 탄성매질판(110)과; 상기 탄성매질판의 하부에 상기 타이어의 주형 방향에 대해 일정 각도를 갖도록 설치된 무와레격자(120)와; 상기 무와레격자와 탄성매질판을 통과한 후 상기 타이어(T)와 상기 탄성매질판(110)의 접촉부에 조사되는 광을 발생시키도록, 상기 무와레격자(120)의 하부에 마련되는 광원부(130)와 ; 상기 접촉부에서 반사된 광을 수광하도록, 상기 무와레격자의 하부에 마련되는 수광부(140)를 구비하고 있다.

이렇게 구성된 종래의 타이어 접지압 측정장치는 탄성매질판과 무와레격자가 서로 분리되어 구성되어 있어 설치가 불편하고 탄성매질판의 변형을 무와레격자가 충분히 반영하지 못하는 문제가 있다. 또한, 이러한 종래의 타이어 접지압 측정장치는 탄성매질판이 평평하게 구성된 것으로 탄성매질판과 타이어 사이의 간접적인 마찰을 측정하고 탄성 매질판의 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.

또한, 특허문헌 2로 타이어 마찰성능 계측장치가 있다. 이는 도 8에 도시한 바와 같이, 아스팔트면을 가지고, 상기 아스팔트면 위에 얼음 또는 눈을 소정의 높이로 적재한 테스트플레이트(210)와 ; 상기 테스트플레이트 위에서 샤프트의 일단에 연결된 타이어를 회전시키는 모터(220)와 ; 상기 모터와 샤프트를 지지하는 메인프레임(230)과 ; 상기 샤프트에 연결되어 타이어에 부과되는 토크와 회전수를 측정하는 토크미터(240)와 ; 상기 테스트플레이트 하부면에 일체로 연결되어 하중을 측정하는 로드셀(250) 및; 상기 토크미터와 상기 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 축 하중은 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.

이러한 단점을 개선하기 위해 본 출원인에 의해 개발된 기술로 특허문헌 3이 있다. 이는 도 9에 도시한 바와 같이, 도로에 형성된 맨홀(310)의 입구에 설치되고, 외면에 미세 요철이 형성된 투명한 접지판(320)과 ; 상기 접지판의 저면에 설치되어 차량의 중량과 운동에 의해 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀(330)과 ; 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 촬영수단(340)과 ; 상기 요철이 있는 투명 접지판에 빛을 조사하여 압축된 타이어 표면에 음영이 발생하게 하여 압축 정도를 선명하게 촬영할 수 있게 하는 조명장치(350)와 ; 상기 3축로드셀과 촬영수단에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램을 구비한 컴퓨터(360)를 포함하여 구성된 것이다.

이러한 종래의 동접지압 측정장치는 차량이 충분히 가속된 상태에서 타이어가 측정 장치를 통과하여야 하므로 차량의 가속을 위해 차량 가속 트랙을 구비하여야 하므로 좁은 공간에는 설치가 불가능하다. 따라서 이러한 타이어 동접지압 측정장치는 운동장 등과 같은 넓고 긴 거리를 갖는 장소에 설치되고 있으며, 이렇게 설치된 측정 장치의 모든 구성요소가 맨홀의 내부에 설치되어 있어 장치를 구성할 때 맨홀을 굴착하여야 하므로 장치의 설치에 많은 시간과 인력이 요구되며, 눈이나 비가 왔을 때 맨홀의 내부로 물이 스며들어 장치에 고장이 발생하는 문제가 있다. 즉, 종래의 동접지압 측정장치는 설치 장소의 제한과, 다양하게 변형된 위치에 설치할 수 없는 단점이 있었다.

1. 한국 특허등록 제0240800호 2. 한국 실용신안등록 제370816호 3. 한국 특허등록 제1164423호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 좁은 장소에도 설치가 가능하여 우천 시에도 타이어의 동접지압 시험이 가능한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 타이어의 가속에 필요한 거리를 단축시킬 수 있어 좁은 장소에서도 타이어의 회전속도를 조절하여 원하는 회전속도에서 타이어를 시험할 수 있으며, 이렇게 짧은 거리에서 타이어의 가속이 가능함으로써 좁은 장소에서도 타이어시험이 가능하여 설치장소의 제한을 적게 받고 실내에서도 시험이 가능할 뿐만 아니라, 실내의 환경을 조절하여 우천이나 폭설 환경을 조성하여 타이어와 지면과의 접지압 및 마찰성능을 검사할 수 있는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 근접 촬영이 가능한 복수의 카메라로 구성되어 접지판과 카메라 사이의 거리가 좁아짐으로 전체적인 높이가 낮아져 구성이 단순할 뿐만 아니라 이동이 용이한 타이어 동접지압 감지 모듈을 구비한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치는 타이어구동수단의 회전축에 설치되어 타이어구동수단의 구동에 의해 회전하는 타이어가 승강 가능하게 설치되고, 이동체구동수단의 구동에 의해 하기 가이드레일을 따라 이동하는 이동체; 상기 이동체의 이동방향을 안내하는 가이드레일; 상기 이동체에 회전가능하게 설치되는 타이어의 표면에 접촉되어 타이어를 회전 가능하게 지지하는 회전롤러; 가속되고 이동체에 의해 이동되는 타이어가 통과할 때의 타이어의 접지형상 및 압력을 감지하는 동접지압감지수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동체에는 타이어가 회전가능하게 설치된 회전축을 아래로 눌러주는 지면과의 접촉압력을 조절하기 위한 부하부여수단이 더 설치될 수 있다.

상기 회전롤러는 타이어의 하부의 전방에 설치된 전방회전롤러와 타이어의 하부의 후방에 설치된 후방회전롤러가 한 쌍을 이루고, 동접지압감지수단을 향하는 타이어 이동 방향의 뒤쪽에 설치된 후방회전롤러는 상하로 승강가능하게 설치되어 가속된 타이어를 위로 밀수 있게 하여 타이어가 전방회전롤러를 타고 넘어 전방으로 굴러가게 할 수 있다.

또한, 상기 이동체에는 타이어의 이동과 동시에 이동체를 레일을 따라 이동시키기 위한 이동체구동수단이 더 설치되고, 상기 이동체구동수단은 다양하게 변형하여 실시 할 수 있으나 바람직하게는 자기부상추진장치가 사용될 수 있다.

상기 동접지압감지수단은 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나, 바람직하게는 타이어와 접하는 투명접지판; 상기 접지판의 저면에 설치되어 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀 ; 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈; 상기 카메라모듈과 3축로드셀이 고정 지지되는 지지판; 및 상기 3축로드셀과 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램과 영상보정프로그램을 구비한 컴퓨터를 포함하는 것이다.

본 발명에 의한 쇼트트랙형 타이어 시험장치는 짧은 거리에서도 타이어의 회전수를 충분히 가속하여 타이어의 회전속도에 따른 동접지압을 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 타이어의 동접지압을 감지할 수 있는 수단을 하나로 모듈화하여 설치 장소나 배치 위치를 달리할 수 있으므로 다양한 도로 상황을 연출하여 도로 상황에 맞는 다양한 시험을 할 수 있는 효과도 있다.

또한, 좁은 장소에도 설치가 가능하고, 설치장소를 실내로 구성할 수 있어 실내 환경을 변화시킴에 의해 다양한 상황을 인위적으로 조성할 수 있어 다양한 기후 환경이나 도로 환경에 따른 타이어의 동접지압을 측정할 수 있는 효과도 있는 것이다.

더욱이, 본 발명은 근접 촬영 가능한 카메라를 복수 배열하여 각 카메라에서 감지된 신호를 조정하여 타이어의 변형을 감지함으로써 카메라와 접지판 사이의 거리가 좁아져 전체적으로 크기를 축소되어 휴대 및 이동이 용이한 타이어 동접지압 감지 모듈을 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치의 구성도
도 2는 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치의 측면도
도 3은 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치의 정면도
도 4는 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 구비된 동접지압감지수단의 분해사시도
도 5는 본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 구비된 동접지압감지수단의 측단면도
도 6은 동접지압감지수단을 구성하는 카메라모듈의 일예의 사시도
도 6내지 8은 종래의 타이어 시험장치의 서로 다른 예의 구성도

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.

본 발명에 의한 쇼트 트랙형 타이어 시험장치는 좁은 장소에서도 타이어의 회전속도를 충분히 가속시켜 타이어를 시험할 수 있게 한 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 회전하는 타이어(100)를 이동시키는 이동체(10)와, 가속된 상태로 이동하는 타이어와의 접지형상 및 접지압력을 감지하는 동접지압감지수단(40)을 포함하고 있다.

상기 이동체(10)는 타이어(100)를 회전가능하게 지지함과 동시에 회전하고 있는 타이어를 상기 동접지압감지수단(40) 측으로 이동시키기 위한 수단이다. 이러한 이동체(10)는 타이어를 상기 동접지압감지수단(40)을 향하여 이동시켜 동접지압감지수단(40)을 통과하게 하여야하므로 이동체(10)가 일정한 방향으로 이동할 수 있도록 안내하기 위한 수단이 필요하다. 이에 따라 상기 이동체(10)는 가이드레일(20) 상에 설치되어 있다.

상기 이동체(10)에 의해 회전가능하게 지지되는 타이어(100)를 회전시키기 위한 수단으로 타이어구동수단(10m)을 구비하고 있으며, 이러한 타이어구동수단(10m)으로는 통상의 모터가 사용될 수 있다. 상기 타이어구동수단(10m)에 의해 회전하는 회전축(10s)에 타이어(100)가 설치되어 있어 타이어구동수단(10m)의 속도를 조절함에 의해 타이어의 회전속도를 조절할 수 있는 것이다. 이러한 타이어와 타이어구동수단(10m)은 이동체(10)의 내부에 승강가능하게 설치되어 있어 타이어가 공회전할 때에는 지면과 접촉되지 않고 타이어의 동접지 압력과 형상을 감지하고자 할 때에는 지면 또는 상기 동접지압감지수단(40)과 접촉되어야 하므로 상기한 바와 같이 승강가능하게 설치되어 있으며, 승강 가능하게 설치하는 구조는 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 타이어(100)를 지면을 향해 밀어 지면과 접촉되게 하기 위한 수단으로 부하부여수단(11)을 구비하고 있다. 상기한 바와 같이 타이어(100)는 타이어구동수단(10m)에 의해 회전하되 지면과 접촉되지 않는 상태에서 회전하고 있으며, 이러한 타이어를 지면으로 밀어 지면과 접촉되게 하기 위한 수단으로 상기 부하부여수단(11)을 구비하고 있으며, 이 부하부여수단(11)은 단순히 타이어가 지면에 접촉되게 하는 것이 아니라 타이어와 지면 사이의 접촉압력을 조절할 수 있어야 한다. 즉, 차량에 승차한 사람이나 탑재된 적재물의 양에 따라 타이어에 가해지는 부하가 달라졌을 때의 타이어 상태를 시험할 수 있도록 타이어와 지면 사이의 접촉 압력을 조절할 수 있도록 부하부여수단(11)은 타이어를 미는 힘이 조절될 수 있어야 한다.

상기 타이어(100)가 회전하는 동안 타이어가 회전 가능하게 지지하기 위한 수단의 하나로 회전롤러(30)를 구비하고 있다.

상기 회전롤러(30)는 타이어의 중심축에 설치되어 타이어를 회전시키는 것이 아니라 타이어의 외주면에 면접된 상태로 설치되어 회전하는 타이어를 회전 가능하게 지지하는 역할을 하는 것으로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 2개가 한 쌍을 이루는 것이 바람직하다. 즉, 상기 회전롤러(30)는 타이어(100)의 중앙을 중심선으로 타이어의 하부의 전방에 설치된 전방회전롤러(30f)와 타이어의 하부의 후방에 설치된 후방회전롤러(30b)가 한 쌍을 이루고 있다. 이렇게 전방, 후방회전롤러(30f, 30b)로 회전롤러를 구성한 이유는 회전롤러가 어느 일측에만 설치된 상태에서 회전할 경우 타이어가 밀릴 수 있으므로 보다 안정적으로 타이어를 지지할 수 있게 하기 위한 것이다.

또한, 후방회전롤러(30b)의 일측에는 후방회전롤러(30b)를 상승시켜 타이어(100)를 밀어줌으로써 타이어(100)가 전방으로 밀려 굴러가게 하기 위한 승강수단(30e)이 더 설치되어 있다.

타이어(100)가 상기 타이어구동수단(10m)의 구동에 의해 충분히 가속이 이루어지면 가속된 타이어가 상기 동접지압감지수단(40)을 통과하여야 동접지압감지수단(40)에서 타이어의 동접지압력 및 동접지형상을 감지할 수 있다. 이렇게 회전하는 타이어(10)를 상기 동접지압감지수단(40)측으로 밀어주기 위해 상기 승강수단(30e)를 작동시키면 상기 후방회전롤러(30b)가 상승하여 타이어를 밀고 타이어의 회전력에 의해 타이어가 전방회전롤러(30f)를 타고 넘어 동접지압감지수단(40)측으로 굴러가는 것이다. 물론 이때 상기 이동체(10)를 이동시키는 이동체구동수단(12)도 동시에 작동하여 이동체(10)가 동접지압감지수단(40)을 향하여 이동한다.

상기 승강수단(30e)은 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것으로 도 2에 도시한 바와 같이 유압실린더로 구성하거나, 도시하지는 않았으나 모터의 구동에 의해 회전하는 편심캠이 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 가속된 타이어(100)가 상기 동접지압감지수단(40)을 향하여 바로 이동되게 하기 위한 수단으로 상기 이동체(10)를 구비하고 있고, 이동하는 이동체(10)가 일정한 방향으로 이동하게 하기 위하여 상기한 가이드레일(20)을 구비하고 있는 것이다.

상기 가이드레일(20)은 도 1에 도시한 바와 같이 환형 트랙의 형상으로 이루어져 이동체(10)가 순환할 수 있게 하였으며, 이동체(10)의 가이드레일(20)과 대향되는 하부에는 이동체를 레일을 따라 이동시키기 위한 이동체구동수단(12)이 설치될 수 있다.

상기 이동체구동수단(12)은 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것으로 가이드레일을 따라 회전하여 이동하는 롤러를 모터 등의 구동수단으로 회전시킬 수 있게 구성하거나 자기부상추진장치가 사용될 수 있다. 바람직한 이동체구동수단(12)으로는 가이드레일(20)과 이동체 사이의 마찰력을 최소화하여 회전하는 타이어의 회전속도가 줄지 않은 상태에서 동접지압감지수단(40)에 도달할 수 있도록 자기부상추진장치를 사용하는 것이다.

이러한 자기부상추진장치는 통상적으로 자기부상 열차 등에 사용되는 기술을 사용할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한 본 발명의 쇼트 트랙형 타이어 시험장치는 타이어의 방향을 조절하기 위한 각도조절수단(10d)을 더 구비하고 있다. 상기 각도조절수단(10d)은 타이어와 동접지압감지수단(40) 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.

또한, 상기 타이어구동수단(10m)의 회전축(10s)에는 타이어가 지면과 접촉할 때 타이어에 가해지는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀(10c)을 더 구비할 수 있으며, 이 3축로드셀(10c)에서 감지된 힘은 후술하는 동접지압감지수단(40)에 구비된 3축로드셀에서 감지된 힘과 비교하여 회전축에 가해지는 힘과 지면에 가해지는 힘을 비교할 수 있게 하였다.

상기 타이어(100)의 동접지압 및 접지형상을 감지하기 위한 수단인 상기 동접지압감지수단(40)은 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나, 구조가 단순하여 설치 및 운용이 용이한 것의 일예는 도 2내지 도 5에 도시한 바와 같이 구성한 것이다.

즉, 상기 동접지압감지수단(40)은 타이어와 접하는 투명접지판(41); 상기 접지판의 저면에 설치되어 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀(42) ; 상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈(43); 상기 카메라모듈과 3축로드셀이 고정 지지되는 지지판(44); 및 상기 3축로드셀과 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램과 영상보정프로그램을 구비한 컴퓨터(45)를 포함하는 것이다.

상기 투명접지판(41)은 타이어(100)와 접촉되어 눌려진 타이어의 접촉면을 변형시키고, 이러한 타이어의 접지압력을 하기 3축로드셀(42)에 전달하는 수단이다. 이 투명접지판(41)에 눌려진 타이어(100)의 변형 상태를 감지하기 위해 투명접지판(41) 하부에는 상기 카메라모듈(43)이 구비되어 있고, 이 카메라모듈(43)이 투명접지판(41)의 상부에 눌려진 타이어(100)의 변형 상태를 촬영할 수 있도록 상기 투명접지판(41)은 투명한 재질로 만들어진다.

상기 투명접지판(41)은 도 3에 도시한 바와 같이 저면 가장자리가 지지판(44)의 네 모서리 부분에 의해 지지되고, 지지수단과의 사이에 3축로드셀(42)을 구비하고 있다.

상기 3축로드셀(42)은 상기 투명접지판(41)을 누르는 타이어에 의해 발생되는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 역할을 한다. 상기 3축로드셀(42)은 타이어를 접지판을 향해 누르는 힘(z축방향 힘)은 물론 타이어와 투명접지판(41) 사이의 마찰에 의한 x, y 방향으로의 힘(횡력과 전후력)의 변화를 감지한다.

즉, 상기 3축로드셀(42)은 타이어를 투명접지판(41)을 향해 밀착시킬 때 타이어에 의해 투명접지판(41)이 눌리는 힘은 물론, 타이어의 회전력에 의해 투명접지판(41)이 후방으로 밀리며, 이러한 차량의 하중과 마찰에 의한 접지판의 밀림에 의한 힘의 변화를 감지하는 것이다.

이렇게 3축로드셀(42)에서 감지된 신호는 상기 회전축(10s)에 설치된 3축로드셀(10c)에서 감지된 축에 가해지는 부하와 비교될 수도 있다.

또한, 타이어가 기울어질 경우 상기 투명접지판(41)은 전후방향(차량의 진행방향)은 물론 좌우방향으로도 변형이 발생될 수 있고, 이러한 변형에 의한 힘의 변화가 상기 3축로드셀(42)에 의해 감지되는 것이다. 이렇게 3축로드셀(42)에 의해 감지된 변위는 컴퓨터(45)로 전송되어 타이어 접지압 산출의 근거가 된다. 상기 3축로드셀(42)은 하나만 설치할 수 있으나, 바람직하게는 투명접지판(41)의 네 모서리의 저면에 각각 설치되어 투명접지판(41)이 3축로드셀들에 의해 지지되게 한다.

이와 같이 투명접지판(41)은 타이어에 의해 눌릴 뿐만 아니라 타이어의 구동에 의해 전후좌우로 밀리는 힘을 받게 되며, 이렇게 타이어에 의해 밀리는 투명접지판(41)이 원활하게 이동될 수 있도록 지지판(44)과 투명접지판(41) 사이에는 틈이 있고, 이렇게 투명접지판(41)이 지지판(44)으로부터 분리된 상태로 지지판(44)을 결합하는 것이 상기 3축로드셀(42)이다.

또한, 상기 투명접지판(41)의 상부면에는 요철을 형성하여 타이어가 실제 도로에서 주행할 때와 같은 마찰력이 작용하게 하는 것이 바람직하다.

상기 카메라모듈(43)은 상기한 바와 같이 투명접지판(41)에 접촉되어 변형된 타이어의 영상을 촬영하여 컴퓨터(45)에 전송한다.

상기 카메라모듈(43)은 도 6에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 조명장치(43l)가 일체로 설치된 다수의 카메라(43c)를 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이 종횡으로 배열하여 구성되며, 소형 카메라를 사용하고, 투명접지판(41)과 인접되게 설치하여 투명접지판(41)과 지지판(44) 사이의 거리가 좁아도 타이어의 변형을 감지할 수 있게 하였다. 즉, 카메라(43c)는 근접 촬영이 가능한 카메라이고, 해상도는 상대적으로 낮은 것을 사용할 수 있다.

이러한 카메라(43c)에서 근접 촬영한 영상은 중앙을 중심으로 변형된 형태가 될 수 있으므로 상기 컴퓨터에 구비된 영상보정모듈을 통해 보정하여 정상적인 영상을 얻을 수 있다. 이러한 영상보정모듈은 소프트웨어로 구성될 수 있고 이미 제공되는 영상보정용 소프트웨어를 채용하여 구성할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 컴퓨터(45)는 상기 3축로드셀(42)과 카메라모듈(43)에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하기 위한 수단으로, 접지압을 산출하는 프로그램은 상기 3축로드셀(42)에 의해 감지된 투명접지판(41)의 변위와 카메라모듈(43)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 프로그렘에서 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.

또한 본 발명은 실제 도로에 설치하여 차량을 주행시키면서 타이어를 시험할 수 있는 장치로 타이어가 주행하는 이동로에 설치한 상태에서 상기 3축로드셀(42)과 카메라모듈(43)에 의해 감지된 신호를 원거리의 컴퓨터(45)에 전달하기 위한 수단으로 통신모듈을 더 설치하는 것이 바람직하고, 상기 통신모듈은 유선보다는 무선으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기에서는 카메라에 조명장치를 일체화시킨 것을 일예로 설명하였으나, 카메라에는 조명장치를 설치하지 않고 상기 지지판(44)에 조명장치(44l)를 설치할 수도 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇼트 트랙형 타이어 시험장치는 상기한 바와 같이, 회전롤러(30)에 의해 회전하는 타이어를 이동체(10)로 이동시켜 동접지압감지수단(40)을 통과시킴에 의해 타이어의 동접지압렵 및 동접지 형상을 감지하는 것으로 타이어가 동접지압감지수단(40)의 투명접지판(41)에 충분히 눌린 상태가 되어야 한다.

이렇게 타이어가 투명접지판(41)에 눌린 상태가 되게 하기 위해서 상기 이동체(10)에는 타이어가 회전가능하게 설치된 회전축을 아래로 눌러주는 부하부여수단(11)이 더 설치되어 있다.

상기 부하부여수단(11)은 타이어가 회전가능하게 설치된 회전축(10s)를 아래로 눌러 타이어가 지면 및 상기 투명접지판(41)에 긴밀이 접촉되게 하는 수단으로 차량의 무게를 감안하여 누르는 힘을 조절할 수 있다.

이러한 부하부여수단(11)은 유압실린더나 무게 조절이 가능한 중량물로 구성할 수 있으나 바람직하게는 유압실린더로 구성하여 신장되는 로드에 가해지는 유압을 조절함에 의해 회전축(10s)에 가해지는 부하를 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이러한 부하부여수단(11)의 구동 제어는 상기 컴퓨터(45)에 의해 이루어질 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 쇼트 트랙형 타이어 시험장치에 있어서, 상기 타이어를 회전가능하게 지지하는 이동체(10)와 이동하는 타이어의 동접지압을 감지하는 동접지압감지수단(40)은 도 1에 도시한 바와 같이 가이드레일(20)로 이루어지는 트랙 상에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

즉, 이동체와 동접지압감지수단이 한 쌍을 이루고 다수의 쌍이 트랙 상에 설치될 수 있다.

10: 이동체 10c: 3축로드셀 10d: 각도조절수단
10s: 회전축 10m: 구동수단
11: 부하부여수단 12: 이동체구동수단
20: 가이드레일
30: 회전롤러
30b: 후방회전롤러 30f: 전방회전롤러
30e: 승강수단
40: 동접지압감지수단
41: 투명접지판 42: 3축로드셀
43: 카메라모듈 43c: 카메라 43l: 조명장치
44: 지지판 45: 컴퓨터

Claims (11)

1. 구동수단(10m)의 회전축(10s)에 설치되어 구동수단의 구동에 의해 회전하는 타이어(100)가 승강 가능하게 설치되고, 구동수단(12)의 구동에 의해 하기 가이드레일을 따라 이동하는 이동체(10);
   상기 이동체의 이동방향을 안내하는 가이드레일(20);
   상기 이동체에 회전가능하게 설치되는 타이어의 표면에 접촉되어 타이어를 회전 가능하게 지지하는 회전롤러(30);
   가속되고 이동체에 의해 이동되는 타이어가 통과할 때의 타이어의 접지형상 및 압력을 감지하는 동접지압감지수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동체(10)에는 회전하는 타이어를 아래로 눌러 지면과의 접촉압력을 조절하기 위한 부하부여수단(11)이 설치된 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전롤러(30)는 타이어의 하부의 전방에 설치된 전방회전롤러(30f)와 타이어의 하부의 후방에 설치된 후방회전롤러(30b)가 한 쌍을 이루고, 동접지압감지수단(40)을 향한 타이어 이동 방향의 뒤쪽에 설치된 후방회전롤러(30b)에는 승강수단(30e)이 설치되어 상하로 후방회전롤러가 승강함에 의해 타이어를 밀어 올려 가속된 타이어가 전방회전롤러를 타고 넘어 전방으로 굴러가게 하는 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전축(10s)에는 타이어의 방향을 조절하기 위한 각도조절수단(10d)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전축(10s)에는 타이어가 지면과 접촉할 때 타이어에 가해지는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀(10c)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 구동수단(12)은 자기부상추진장치인 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
7. 제1항내지 제6항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 동접지압감지수단(40)은
   타이어와 접하는 투명접지판(41);
   상기 접지판의 저면에 설치되어 타이어에 발생하는 x, y, z축의 각 방향에 작용하는 힘을 측정하는 3축로드셀(42) ;
   상기 접지판에 접촉된 타이어의 접지면을 촬영하는 카메라모듈(43);
   상기 카메라모듈과 3축로드셀이 고정 지지되는 지지판(44); 및
   상기 3축로드셀과 카메라모듈에 의해 감지된 신호로부터 타이어의 동 접지압, 접지형상, 변형량을 산출하는 프로그램과 영상보정프로그램을 구비한 컴퓨터(45)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 투명접지판(41)의 상부면에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
9. 제7항에 있어서,
   동접지압감지수단(40)에는 3축로드셀과 카메라모듈에 의해 감지된 신호를 컴퓨터에 전송하기 위한 통신모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 지지판(44)에는 접지된 타이어 표면에 빛을 조사하여 음영이 생성되게 하는 조명장치(44l)가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 카메라모듈(43)은 복수의 카메라(43c)를 종횡으로 배열하여 구성되고, 각각의 카메라(43c)에는 조명장치(43l)가 설치된 것을 특징으로 하는 쇼트 트랙형 타이어 시험장치.
    

Images