KR101575158B1 - 타이어의 고속 동접지 특성 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 타이어 고속 주행시 접지특성을 측정하는 타이어 고속 동접지 특성 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에서 곡률이 없는 평탄한 측정노면에서 타이어의 고속 주행시 세분화된 동접지 분포와 여러 하중과 슬립각(Slip angle)에 따른 동접지 분포를 정확하게 얻을 수 있는 타이어의 고속 동접지 특성 시험기에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 타이어(1)를 실내에서 고속으로 주행시키어 접지특성을 측정하는 타이어의 고속 동접지 특성시험에 있어서, 상기 타이어(1)를 구동시키면서 슬립각과 캠버각을 제어하고 하중을 부여하는 메인바디(2)와, 상기 메인바디(2)에 장착되어 회전 구동하는 타이어(1)에 접지 강화유리(3)가 접하면서 고속카메라(4)와 조명부(5)를 갖춘 이동형 접지특성 측정 테이블(6), 이동형 상기 접지특성 측정 테이블(6)을 작동시키는 베이스 프레임(7) 및, 상기 타이어(1)의 동접지 특성을 측정, 제어, 저장, 분석하는 제어/분석부(8)로 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

타이어의 고속 동접지 특성 시험기{High speed contact pressure distribution and foot shape measurement apparatus of tire}

본 발명은 실내에서 타이어 고속 주행시 접지특성을 측정하는 타이어 고속 동접지 특성 시험기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 곡률이 없는 평탄한 실내 측정노면에서 타이어의 고속 주행시 세분화된 동접지 분포와 여러 하중과 슬립각(Slip angle)에 따른 동접지 분포를 정확하게 얻을 수 있는 타이어의 고속 동접지 특성 시험기에 관한 것이다.

타이어는 차량에 장착되어 주행할 때 타이어에 걸리는 하중과 공기압이 적정치 않게 되면, 타이어 수명에 주는 영향이 매우 크게 작용한다.

이에 따라 타이어의 정적 특성시험 중 접지특성은 타이어의 제동과 핸들링 성능 및 마모성능 예측에 있어서 매우 중요한 정보를 제공하는 특성치로 평가되고 있으며, 통상적으로 타이어의 접지특성은 접지압력 분포와 접지형상으로 분류된다.

이 같은 타이어의 접지특성을 얻기 위한 시험은 종래에도 다양하게 제안되었는바, 그 중 대한민국 특허등록번호 제10-1311868호는 타이어의 동적 접지압과 접지형상 측정장치로서, 시험트랙에 접지판과 로드셀, 그리고 상기 접지판을 통과하는 차량에 장착된 타이어의 접지압과 접지형상을 촬영하는 카메라로 설치된 실외 측정방식으로, 외부 환경, 즉 날씨와 비, 바람, 눈, 온도, 안개 등과 같은 제약으로 시험효율이 떨어지고 안정적이면서 지속적인 측정이 곤란한 문제점을 지니고 있었다.

또한, 일본 공개특허공보 평25-246008호는 타이어 단면의 접지부 측정장치로서, 실내에서 타이어의 접지압을 측정하기 위해 회전하는 타이어가 접하는 평탄노면에 압력센서와 접지판 및, 카메라가 설치되어 있으나, 이는 타이어의 저속 주행시 타이어의 접지압을 측정하도록 이루어진 장치이기에 실제 타이어의 고속 주행시 접지압 특성을 예측하기에 실용성이 없는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 타이어의 고속 주행시 동접지 특성을 효율적으로 간편하게 측정하면서 다양한 타이어의 구동조건에 따라 세분화된 동접지 분포를 얻을 수 있는 타이어의 고속 동접지 특성 시험기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어를 실내에서 고속으로 주행시키어 접지특성을 측정하는 타이어의 고속 동접지 특성 시험기에 있어서, 상기 타이어를 구동시키면서 슬립각과 캠버(Camber)각을 제어하고 하중을 부여하는 메인 바디와, 상기 메인 바디에 장착되어 회전 구동하는 타이어에 접지 강화유리가 접하면서 고속 카메라와 조명부를 갖춘 이동형 접지특성 측정 테이블, 상기 이동형 접지특성 측정 테이블을 작동시키는 베이스 프레임 및, 상기 타이어의 동접지 특성을 측정, 제어, 저장, 분석하는 제어/분석부로 이루어져 있다.

이러한 본 발명에 따른 타이어의 고속 동접지 특성 시험기는 타이어를 실내에서 고속으로 주행시키면서 타이어의 이동속도와 방향을 제어하고 다양한 자유 회전조건, 제동조건 그리고 구동조건을 부여하면서 타이어의 접지특성을 안정되고 세분화된 방식으로 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 고속 동접지 특성 시험기의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 작동 구성도로서, 도 1의 접지특성 측정 테이블이 작동 실린더에 의해 작동된 상태를 보여주는 도면이고,
도 3 (A)는 본 발명에 의해 속도에 따른 타이어의 동접지압 분포도들이고, (B)는 타이어에 여러 하중과 슬립각(Slip angle)을 부여하여 얻어진 동접지압 분포도들이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하는데, 본 발명의 기술적 사상은 이하의 바람직한 실시예에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어의 고속 동접지 특성시험기 전체를 보여주는 구성도로서, 본 발명은 타이어(1)를 실내에서 고속으로 주행시키어 접지특성을 측정하는 타이어의 고속 동접지 특성시험에 있어서, 상기 타이어(1)를 구동시키면서 슬립각과 캠버각을 제어하고 하중을 부여하는 메인바디(2)와, 상기 메인바디(2)에 장착되어 회전 구동하는 타이어(1)에 접지 강화유리(3)가 접하면서 고속카메라(4)와 조명부(5)를 갖춘 이동형 접지특성 측정 테이블(6), 이동형 상기 접지특성 측정 테이블(6)을 작동시키는 베이스 프레임(7) 및, 상기 타이어(1)의 동접지 특성을 측정, 제어, 저장, 분석하는 제어/분석부(8)로 이루어져 있다.

여기서 상기 메인바디(2)는 타이어(1)를 구동시키는 스핀들 구동모터와, 슬립 및 캠버각을 제어하는 장치, 하중을 부여하는 하중 부가부, 타이어의 RPM 센서 및, 스핀들 축(9)에 장착된 3축 로드셀로 구성된다.

그리고, 이동형 상기 접지특성 측정 테이블(6)은 표면 엠보싱 처리된 접지 강화유리(3)와, 상기 접지 강화유리(3)의 밑면 함몰부(10)에 설치된 고속 카메라(4)와 조명부(5), 좌우측으로 공회전용 프리롤러(11), 테이블의 밑면으로 베어링 롤러(12) 및, 상단 좌우측으로 압출 댐퍼(13)를 구비하고 있다. 또한 상기 접지 강화유리(3)를 갖는 이동형 접지특성 측정 테이블(6)은 10톤의 하중을 지지할 수 있도록 설계되고, 상기 고속 카메라(4)는 1초에 1000장 이상 촬영할 수 있으며, 촬영의 선명도를 향상시키기 위해 조명부(5)를 갖추고 있다.

한편, 이동형 상기 접지특성 측정 테이블(6)을 발진 및 후퇴시키기 위한 베이스 프레임(7)에는 상기 측정 테이블(6)의 이송속도 제어가 가능한 작동 실린더(14)와, 측정 테이블의 변동을 억제하는 가이드 레일(15), 측정 테이블의 진동과 이송속도 조절을 위한 스프링 댐퍼(16)와 압축댐퍼(13) 및 고무 경사로(17)가 설치되고, 밑면에 트리거 센서(18)들을 복수 개 설치하여 측정 테이블(6)의 이동속도를 산출하게 되어 있다.

그리고, 상기 제어/분석부(8)는 상기 메인바디(2)에 하중과 슬립각 및 캠버각, 타이어(1)의 회전속도를 제어하는 제어부와, 상기 고속 카메라(4)로부터 얻어진 화상과 복수 개의 트리거 센서(18)의 정보를 이용하여 고속 카메라(4)의 촬영화상과 상기 스핀들 축(9)에 장착된 3축 로드셀의 힘 측정값을 동기화시키고, 화상 이미지를 이용한 접지압 분포 분석장치, 무선통신과 데이터 저장부를 구비하고 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면, 타이어(1)의 고속 동 접지 측정시 미리 설정된 도 1과 같은 상태에서 메인바디(2)에 있는 타이어(1)에 시험하중과 속도, 슬립각 및 캠버각을 부여한 상태에서, 도 2와 같이 상기 베이스 프레임(7)에 있는 작동 실린더(14)를 이용하여 접지특성 측정 테이블(6)을 화살표 (가)방향으로 발진시키게 되면, 상기 접지특성 측정 테이블(6)이 이동하면서 메인바디(2)의 스핀들 축(9)에 장착되어 회전 구동하는 타이어(1)를 통과하면서 상기 접지 강화유리(3)의 밑쪽에 있는 고속 카메라(4)로 동 접지특성을 촬영할 수 있는데, 이때 상기 작동 실린더(14)의 이동속도와 방향을 제어하면 타이어(1)의 다양한 자유 회전조건, 제동조건, 그리고 구동조건에서 제어/분석부(8)에 의해 타이어의 동접지 압력분포를 얻을 수 있다.

이러한 타이어(1)의 동접지 분포측정은 타이어 고속은 물론 타이어의 선회운동과 제동, 구동조건에 대해서도 도 3 (A)와 같이 세분화된 동접지압 분포를 얻을 수 있으며, 도 3 (B)와 같이 상기 메인바디(2)에서 다양한 하중과 슬립각 및 캠버각을 부여하여 세분화된 타이어(1)의 동접지압 분포들을 얻을 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 본 발명은 접지특성 측정 테이블(6)이 작동 실린더(14)에 의해 발진되거나 퇴진 작동하고, 베어링 롤러(12)와 가이드 레일(15)을 이용하여 메인바디(12)에서 회전 구동하는 타이어(1) 회전력에 의해 마찰저항 없이 미끄러지도록 작동하도록 되어 있다.

그리고 상기 베이스 프레임(7)에 설치된 작동 실린더(14)와 스프링 댐퍼(16), 압축 댐퍼(13), 고무 경사로(17)에 의해 접지특성 측정 테이블(6)의 진동흡수와 이동속도의 조절이 가능하도록 되어 있으며, 복수 개의 상기 트리거 센서(8)들을 이용하여 제어/분석부(8)에서는 접지특성 측정 테이블의 위치별 통과속도 산출과 이동속도 조절 및 정지하도록 조정이 가능하도록 되어 있다.

한편, 도 2와 같이 접지특성 측정 테이블(6)이 발진하여 타이어(1)의 동접지 특성을 측정한 다음, 상기 접지특성 측정 케이블(6)은 작동 실린더(14)에 의해 화살표 (가)방향의 반대방향으로 퇴진하여 도 1과 같이 다음 시험측정을 위해 원위치로 복귀된다.

이상에서와 같이 본 발명은 상기 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명은 기술적 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시할 수가 있다.

1 : 타이어, 2 : 메인바디(Main body),
3 : 접지 강화유리, 4 : 고속 카메라,
5 : 조명부, 6 : 접지특성 측정 케이블,
7 : 베이스 프레임, 8 : 제어/분석부,
9 : 스핀들 축, 10 : 함몰부,
11 : 프리롤러, 12 : 베어링 롤러,
13 : 압축 댐퍼, 14 : 작동 실린더,
15 : 가이드 레일, 16 : 스프링 댐퍼,
17 : 고무 경사로, 18 : 트리거 센서(Trigger sensor).

Claims (5)

1. 타이어(1)를 실내에서 고속으로 주행시키어 접지특성을 측정하기 위해
   상기 타이어(1)를 구동시키면서 슬립각과 캠버각을 제어하고 하중을 부여하는 메인바디(2)와, 상기 메인바디(2)에 장착되어 회전 구동하는 타이어(1)에 접지 강화유리(3)가 접하면서 고속카메라(4)와 조명부(5)를 갖춘 이동형 접지특성 측정 테이블(6), 이동형 상기 접지특성 측정 테이블(6)을 작동시키는 베이스 프레임(7) 및, 상기 타이어(1)의 동접지 특성을 측정, 제어, 저장, 분석하는 제어/분석부(8)로 이루어진 타이어의 고속 동접지 특성 시험기에 있어서,
   상기 베이스 프레임(7)에는 상기 측정 테이블(6)의 이송속도 제어가 가능한 작동 실린더(14)와, 측정 테이블의 변동을 억제하는 가이드 레일(15), 측정 테이블의 진동과 이송속도 조절을 위한 스프링 댐퍼(16)와 압축 댐퍼(13) 및 고무 경사로(17)가 설치되고, 밑면에 트리거 센서(18)들을 복수 개 설치하여 측정 테이블(6)의 이동속도를 산출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어의 고속 동접지 특성 시험기.
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