KR101685992B1 - 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치 및 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기입 타이어의 마모성능 측정 장치 및 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법에 관한 것으로, 회전하는 드럼에 회전하는 타이어를 접촉시켜 타이어를 마모시키는 타이어 마모 단계를 포함하며, 상기 타이어 마모 단계가 타이어를 50Km/h 이하의 속도로 회전시키면서 상기 타이어에 횡방향 하중과 가속 토크를 발생시켜 마모를 발생시키는 저속 마모과정; 및 타이어를 80km/h 이상의 속도로 회전시키면서 상기 타이어를 기설정된 캠버앵글로 고정시킨 상태에서 가속 토크를 발생시켜 마모시키는 고속 마모과정을 포함하여 최소 24시간 이내에 다양한 조건으로 제조된 타이어의 마모성능 간 편차를 간단히 파악하고 이에 따른 실차마모시험의 시험 결과를 예측할 수 있다.

Description

공기입 타이어의 마모성능 측정 장치 및 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법{Measuring Apparatus for Wear Endurance of Pneumatic Tires and Measuring Method Thereof}

본 발명은 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치 및 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 시험실 내에서 24시간 이내에 간단하게 공기입 타이어의 마모성능을 측정할 수 있도록 한 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치 및 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어에 마모는 지면과 맞닿는 타이어 표면 고무인 트레드 컴파운드의 두께가 장시간 차량의 운행에 따라 감소하는 것을 뜻한다. 타이이의 마모성능은 타이어 자체의 운행목적(승용차, 트럭, 중장비 등), 편평비 또는 타이어 패턴에 따라 다양한 차이를 보이고 있다. 또한 컴파운드 자체의 가교특성, 점탄성 및 경도 등의 고무특성에 따라 차이가 발생한다.

여러 조건에 따라 차이가 있는 타이어의 마모성능을 측정하기 위해 타이어 제조회사에서는 한 달에서 두 달 안에 정해진 차량 및 운전자를 고정한 상태에서 고정된 노면을 반복적으로 운행하는 실차마모평가(Dedicated Test)와 1년 이상 정해진 조건 없이 임의의 노면을 운행하는 실도로마모평가(Commercial Test)를 진행하고 있다.

하지만 차량 종류, 도로/환경, 노면상태 및 기후의 차이들 때문에 엄격하게 시험조건을 제어한다고 하여도 컴파운드 및 구조의 변경결과의 차이를 측정하지 못하게 되는 원인이 된다.

실내마모평가(Indoor Wear Test) 장치는 이러한 실차마모평가를 대체할 수 있는 많은 가능성을 제공하고 있다. 실차하중측정(Road Load Data Acquisition)을 통해 얻은 값으로 구동파일을 제작하여 실내마모시험기에 입력을 하면 외부인자 차이에 상관없이 대략 7일 이내에 타이어 성능변화를 일정하게 측정할 수 있다.

하지만 이러한 재현평가의 경우 이미 측정된 타이어 크기 및 차량 조건에 영향을 받아 모든 타이어에 일괄적으로 적용하는데 제약이 있다.

국내특허등록 제0845196호 '타이어 마모 측정 방법'(2008년07월03일 등록)

본 발명의 목적은 최소 24시간 이내에 타이어의 마모 성능 변화를 정확하게 측정할 수 있도록 한 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치와 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는, 표면에 샌드페이퍼가 구비되며 전동회전되고 속도 제어가 가능한 드럼부재;

상기 드럼부재의 표면에 접촉되는 타이어가 회전 가능하게 장착되며, 장착된 타이어를 회전 가능하고, 장착된 타이어에 횡방향 하중, 캠버앵글 및 슬립앵글을 발생시킬 수 있는 스핀들부재를 포함한 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치를 제공함으로써 해결된다.

본 발명에서 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치는 상기 타이어의 표면에 탈크를 분사하는 탈크 분사부를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 과제는, 타이어의 마모 성능을 측정하는 시험 방법이며,

회전하는 드럼에 회전하는 타이어를 접촉시켜 타이어를 마모시키는 타이어 마모 단계를 포함하며,

상기 타이어 마모 단계는, 타이어를 50Km/h 이하의 속도로 회전시키면서 상기 타이어에 횡방향 하중과 가속 토크를 발생시켜 마모를 발생시키는 저속 마모과정; 및

타이어를 80km/h 이상의 속도로 회전시키면서 상기 타이어를 기설정된 캠버앵글로 고정시킨 상태에서 가속 토크를 발생시켜 마모시키는 고속 마모과정을 포함한 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법을 제공함으로써 해결된다.

본 발명에서 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은 상기 타이어 마모단계 중 상기 타이어의 표면에 탈크를 분사한다.

본 발명에서 상기 저속 마모과정은 상기 타이어를 25km/h로 정속 회전하고, 상기 타이어의 외주면에서 어느 한 폭방향으로 횡방향 하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가해주고, 반대편 폭방향으로 횡방향 하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가해주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 상기 타이어에 가해준다.

본 발명에서 상기 저속 마모과정에서 상기 횡방향 하중은 상기 타이어를 상기 드럼부재에 밀착시키는 하중의 최대치 대비 30 ~ 50%의 하중이다.

본 발명에서, 상기 저속 마모과정에서 상기 횡방향하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가할 때 최대점과 최소점이 100 ~ -60%가 되도록 반복적으로 가해준다.

본 발명에서 상기 기설정된 시간은 32초이고, 상기 기설정된 주기는 8초이다.

본 발명에서 상기 고속 마모과정은 상기 타이어를 100km/h 이상의 속도로 정속 회전하고, 1.14°의 캠버앵글을 타이어에 가하여 주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 상기 타이어에 가해준다.

본 발명에서 상기 가속 토크 또는 상기 감속 토크는, 상기 저속 마모과정에서 100Nm이고, 상기 고속 마모과정에서 300Nm이다.

본 발명에서 상기 저속 마모과정의 1사이클은 10분이고, 상기 고속 마모과정의 1사이클은 30분이며, 상기 타이어 마모단계는 24시간동안 행해진다.

본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은, 상기 타이어 마모 단계 후 타이어의 그루브 깊이와 중량을 측정하는 단계; 및 상기 타이어 마모 단계 후 타이어의 그루브 깊이와 중량을 상기 타이어 마모 단계 전 타이어의 그루브 깊이와 중량과 비교하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 최소 24시간 이내에 다양한 조건으로 제조된 타이어의 마모성능 간 편차를 간단히 파악하고 이에 따른 실차마모시험의 시험 결과를 예측할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 타이어 마모성능 측정 시험을 간단히 할 수 있어 타이어의 마모 성능 향상을 위한 데이터를 용이하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치를 도시한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법의 일 예를 도시한 블럭도
도 3은 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법에서 횡방향 하중을 가하는 예를 도시한 도면
도 4 및 도 5는 시험타이어 4버전을 본 발명에 따른 타이어 마모성능 측정방법으로 측정한 타이어의 그루브 깊이차이 및 타이어의 중량 감소율을 실차 예상 마일리지 결과와 비교한 그래프.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치를 도시한 개략도이며, 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치는, 표면에 샌드페이퍼가 구비되며 전동회전되고 속도 제어가 가능한 드럼부재(10), 상기 드럼부재(10)의 표면에 접촉되는 타이어(1)가 회전 가능하게 장착되며, 장착된 타이어(1)를 회전 가능하고, 장착된 타이어(1)에 횡방향 하중, 캠버앵글 및 슬립앵글을 발생시킬 수 있는 스핀들부재(20)를 포함한다.

상기 횡방향 하중은 타이어(1)의 외주면에서 타이어(1)의 폭방향으로 가해지는 하중을 말한다.

상기 드럼부재(10)의 표면에는 다양한 규격의 샌드페이퍼를 교체하여 부착할 수 있도록 한 섹터플레이트(30)가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치는, 상기 타이어(1)의 표면에 탈크를 분사하는 탈크 분사부(40)를 더 포함한다.

상기 스핀들부재(20)는, 타이어(1)가 장착되고, 장착된 타이어(1)를 회전시킬 수 있는 타이어 회전부, 상기 타이어 회전부에 장착된 타이어에 횡방향 하중과, 캠버앵글 및 슬립앵글을 발생시킬 수 있는 구조를 가진다.

상기 스핀들부재(20)의 구조는, 실제 자동차 바퀴의 구조와 동일한 구조로 모터 또는 엔진으로부터 전달받은 회전력으로 타이어(1)를 회전시키고, 타이어(1)가 주행 중 스티어링 휠의 조향에 의해 발생되는 횡방향 하중과, 캠버앵글 및 슬립앵글을 발생시킬 수 있는 구조를 가지는 것이며, 실제 자동차 바퀴의 구조와 동일한 구조로 실현 가능한 구조이므로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 스핀들부재(20)는 상기 드럼부재(10)의 양측에 각각 배치되어 서로 다른 조건으로 제조된 2개의 타이어(1)를 동시에 마모성능 측정 시험할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은 상기한 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 장치를 이용하여 타이어의 마모 성능을 측정하는 시험 방법이며, 도 2를 참고하면 회전하는 드럼부재(10)에 회전하는 타이어(1)를 접촉시켜 타이어(1)를 마모시키는 타이어 마모 단계(S200)를 포함하며, 상기 타이어 마모 단계(S200)는, 타이어(1)를 50Km/h 이하의 속도로 회전시키면서 상기 타이어(1)에 횡방향 하중과 가속 토크 또는 감속 토크를 발생시켜 마모를 발생시키는 저속 마모과정(S210); 및 타이어(1)를 80km/h 이상의 속도로 회전시키면서 상기 타이어(1)를 기설정된 캠버앵글로 고정시킨 상태에서 가속 토크 또는 감속 토크를 발생시켜 마모시키는 고속 마모과정(S220)을 포함한다.

본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은, 상기 타이어 마모단계 중 상기 타이어(1)의 표면에 탈크를 분사하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은 실험실과 같은 실내에서 타이어의 마모 성능을 측정하는 시험 방법임을 밝혀둔다.

상기 타이어 마모 단계(S200)는 상기 저속 마모과정(S210)과 상기 고속 마모과정(S220)을 순차적으로 시행하거나, 상기 고속 마모과정(S220)과 상기 저속 마모과정(S210)을 순차적으로 시행할 수 있는 것으로 상기 저속 마모과정(S210)과 상기 고속 마모과정(S220) 중 어느 것을 먼저 시행해도 무관하며, 상기 저속 마모과정(S210)과 상기 고속 마모과정(S220)을 교대로 반복 시행함을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은, 타이어를 준비하는 단계(S100)를 더 포함하며, 상기 타이어를 준비하는 단계(S100)는, 마모 전 타이어(1)의 중량 및 그루브 깊이를 측정하는 과정, 상기 타이어(1)를 상기 스핀들부재(20)에 장착하는 과정을 포함한다. 또한, 상기 타이어를 준비하는 단계(S100)는 상기 타이어(1)의 내부 공기압을 조정하는 과정을 포함하며, 상기 타이어(1)의 하중 및 공기압은 시험 목적에 따라 시험 목적에 적합한 차량에 대응되는 값을 선정하거나, 미국 UTQG(Uniform Tire Quality Grading)의 실차마모 차량의 하중 및 공기압을 선정할 수 있다.

또한, 상기 타이어를 준비하는 단계(S100)는 마모성능 측정 시험이 행해지는 실내 온도를 적합한 온도로 유지시키는 과정을 더 포함하며, 상기 실내 온도는 25℃인 것을 일 예로 한다.

또한, 본 발명에 따른 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법은, 상기 타이어 마모 단계(S200) 후 타이어(1)의 그루브 깊이와 중량을 측정하는 단계(S300) ; 및 상기 타이어 마모 단계(S200) 후 타이어(1)의 그루브 깊이와 중량을 상기 타이어 마모 단계(S200) 전 타이어(1)의 그루브 깊이와 중량과 비교하는 단계(S400)를 더 포함한다.

도 3을 참고하면, 상기 횡방향 하중은 타이어(1)의 외주면에서 타이어(1)의 폭방향으로 가해지는 하중을 의미하는 것임을 밝혀둔다.

상기 저속 마모과정(S210)과 상기 저속 마모과정(S210)에서 상기 가속토크 또는 상기 감속 토크는 회전되는 상기 드럼부재(10)와 회전되어 상기 드럼부재(10)에 접촉되는 중 상기 드럼부재(10)의 회전속도 및 타이어(1)의 회전속도를 제어함에 따라 조절되는 것으로 상기 저속 마모과정(S210)에서는 100Nm인 것을 일 예로 하고, 상기 고속 마모과정(S220)에서는 300Nm인 것을 일 예로 한다.

상기 저속 마모과정(S210)은 상기 타이어(1)를 25km/h로 정속 회전하고, 상기 타이어(1)의 외주면에서 어느 한 폭방향으로 횡방향 하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가해주고, 반대편 폭방향으로 횡방향 하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가해주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 100Nm을 상기 타이어(1)에 가해주는 것을 일 예로 한다.

상기 저속 마모과정(S210)에서 상기 횡방향 하중은 상기 타이어(1)를 상기 드럼부재(10)에 밀착시키는 하중의 최대치 대비 30 ~ 50%의 하중인 것이 바람직하다.

또한, 상기 저속 마모과정(S210)에서 상기 횡방향하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가할 때 최대점과 최소점이 100 ~ -60%가 되도록 반복적으로 가해주는 것이 바람직하며, 상기 횡방향 하중의 최대점과 최소점의 +, -는 상기 횡방향 하중의 방향을 의미하며 서로 반대방향으로 가해지는 횡방향 하중을 의미함을 밝혀둔다.

상기 저속 마모과정(S210)의 1사이클을 10분인 것을 일 예로 하며, 상기 기설정된 시간은 32초이고, 상기 기설정된 주기는 8초인 것을 일 예로 한다.

상기 고속 마모과정(S220)은 바람직하게 상기 타이어를 100km/h 이상의 속도로 정속 회전하고, 이때 도로구배를 고려하여 1.14°의 캠버앵글을 타이어(1)에 가하여 주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 300Nm을 상기 타이어(1)에 가해주는 것을 일 예로 한다.

상기 캠버앵글은 본 시험에서 고려되는 도로구배에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀두며 일반적인 실도로마모평가(Commercial Test)와 유사한 시험 결과를 얻을 수 있도록 1.14°인 것이 바람직한 것이다.

상기 고속 마모과정(S220)은 1사이클을 30분인 것을 일예로 한다.

상기 저속 마모과정(S210)과 상기 고속 마모과정(S220)은 24시간 동안 반복되는 것을 일 예로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 타이어 마모성능 측정방법으로 시험타이어 4버전을 24시간동안 마모성능 시험한 후 해당 타이어(1)의 그루브 깊이 차이 및 타이어(1)의 중량 감소율을 실차 예상 마일리지 결과와 비교한 그래프이다.

상기 실차 예상 마일리지 결과는 한 달에서 두 달 안에 정해진 차량 및 운전자를 고정한 상태에서 고정된 노면을 반복적으로 운행하는 실차마모평가(Dedicated Test)임을 확인한다.

다음과 같은 방식으로 사용자가 원하는 도로조건의 결과와 비교하여 본 발명에 따른 타이어 마모성능 측정방법으로 측정된 결과를 가지고 실차 결과를 예측하거나 타이어의 성능 변화를 판단할 수 있다.

본 발명은 최소 24시간 이내에 다양한 조건으로 제조된 타이어의 마모성능 간 편차를 간단히 파악하고 이에 따른 실차마모시험의 시험 결과를 예측할 수 있다.

본 발명은 타이어 마모성능 측정 시험을 간단히 할 수 있어 타이어의 마모 성능 향상을 위한 데이터를 용이하게 제공할 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 타이어 10 : 드럼부재
20 : 스핀들부재 30 : 섹터플레이트
40 : 탈크 분사부

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 타이어의 마모 성능을 측정하는 시험 방법이며,
   회전하는 드럼에 회전하는 타이어를 접촉시켜 타이어를 마모시키는 타이어 마모 단계;
   상기 타이어 마모 단계 후 타이어의 그루브 깊이와 중량을 측정하는 단계; 및
   상기 타이어 마모 단계 후 타이어의 그루브 깊이와 중량을 상기 타이어 마모 단계 전 타이어의 그루브 깊이와 중량과 비교하는 단계를 포함하며,
   상기 타이어 마모 단계는, 타이어를 50Km/h 이하의 속도로 회전시키면서 상기 타이어에 횡방향 하중과 가속 토크 또는 감속 토크를 발생시켜 마모를 발생시키는 저속 마모과정; 및
   상기 타이어를 80km/h 이상의 속도로 회전시키면서 상기 타이어를 기설정된 캠버앵글로 고정시킨 상태에서 가속 토크 또는 감속 토크를 발생시켜 마모시키는 고속 마모과정;를 포함하되,
   상기 저속 마모과정은 상기 타이어를 25km/h로 정속 회전하고, 상기 타이어의 외주면에서 어느 한 폭방향으로 횡방향 하중을 32초 동안 8초 주기로 반복적으로 가해주고, 반대편 폭방향으로 횡방향 하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가해주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 상기 타이어에 가해주고,
   상기 고속 마모과정은 상기 타이어를 100km/h 이상의 속도로 정속 회전하고, 1.14°의 캠버앵글을 타이어에 가하여 주고, 이와 동시에 가속 토크 또는 감속 토크를 상기 타이어에 가해주며,
   상기 저속 마모과정에서 상기 횡방향 하중은 상기 타이어를 상기 드럼에 밀착시키는 하중의 최대치 대비 30 ~ 50%의 하중으로 밀착시켜, 상기 저속 마모과정에서 상기 횡방향하중을 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 반복적으로 가할 때 최대점과 최소점이 100 ~ -60%가 되도록 반복적으로 가해주고,
   상기 가속 토크 또는 감속 토크는, 상기 저속 마모과정에서 100Nm이고, 상기 고속 마모과정에서 300Nm이며,
   상기 저속 마모과정의 1사이클은 10분이고, 상기 고속 마모과정의 1사이클은 30분이며, 상기 타이어 마모단계는 24시간동안 행해지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 타이어 마모단계 중 상기 타이어의 표면에 탈크를 분사하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 마모성능 측정 방법.
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