KR101731622B1 - 타이어 접지형상의 수치화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 타이어의 접지형상의 중심점을 지나고 타이어의 주행 방향에 따른 제1 축을 따라 연장된 중심선의 중심길이(L)을 측정하는 단계, 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 축에 수직한 방향인 제2 축의 방향을 따라 상기 접지형상을 제1 영역 및 제2 영역으로 구분하는 단계, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 각각에서 상기 제1 축의 방향으로 최대 길이를 갖는 제1 선 및 제2 선을 선정하는 단계 및 상기 제1 선의 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 선의 제2 길이(ml2)를 측정하는 단계를 포함하고, 측정된 상기 중심길이(L), 상기 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 길이(ml2)를 이용하여 FSF(Footprint Shape Factor) 값을 결정하는, 타이어 접지형상의 수치화 방법을 개시한다.

Description

타이어 접지형상의 수치화 방법{Measurement Method for Tire Footprint Shape}

본 발명의 실시예들은 타이어 접지형상의 수치화 방법에 관한 것이다.

타이어의 접지압은 접지부의 단위 면적당 걸리는 하중으로 정의되는데, 통상적으로 접지압은 트레드 접지면에 따른 고른 분포가 되지 않으며, 또한, 하중과 공기압의 크기에 따라서도 다른 분포를 하기 때문에 트래드의 각 부분의 접지압은 타이어의 성능 향상을 위한 주요한 검토 요소 중 하나이다.

타이어의 접지압력 분포와 더불어 타이어의 접지형상 또한 타이어의 여러 성능에 큰 영향을 주는 인자로서, 타이어의 수막현상, 제동성능, 마모성능, 핸들링(Handling) 성능 등 다양한 타이어 성능 분석에 사용될 수 있다.

특허문헌 1은 타이어의 노이즈 레벨을 특성화하기 위해 타이어 접지 형상을 수치화하는 방법을 개시하고 있는데, 타이어의 접지 형상의 애스팩트 레이셔에 따라 타이어 종류를 분류하고, 이 타이어 종류에 따라 전체폭(total width)의 80% 또는 90%되는 지점에서의 길이를 이용하여 FSF(Footprint Shape Factor) 값을 산출하는 방법이 개재되어 있다.

미국 등록특허공보 US 6,321,180호

그러나, 이와 같은 타이어 접지 형상을 수치화하는 방법을 이용하여 접지형상을 수치화한 결과, 실제 접지형상과 매칭되지 않아 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은 이러한 종래기술의 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위한 것으로, 실제 접지형상에 근접하도록 타이어 접지형상을 수치화하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 타이어의 접지형상의 중심점을 지나고 타이어의 주행 방향에 따른 제1 축을 따라 연장된 중심선의 중심길이(L)을 측정하는 단계; 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 축에 수직한 방향인 제2 축의 방향을 따라 상기 접지형상을 제1 영역 및 제2 영역으로 구분하는 단계; 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 각각에서 상기 제1 축의 방향으로 최대 길이를 갖는 제1 선 및 제2 선을 선정하는 단계; 및 상기 제1 선의 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 선의 제2 길이(ml2)를 측정하는 단계를 포함하고, 측정된 상기 중심길이(L), 상기 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 길이(ml2)를 이용하여 FSF(Footprint Shape Factor) 값을 결정하는, 타이어 접지형상의 수치화 방법을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지형상은, 센터부 및 상기 센터부로부터 상기 제2 축 방향을 따라 양측으로 배치되는 제1 숄더부 및 제2 숄더부를 포함하고, 상기 제1 선 및 상기 제2 선은 각각, 상기 제1 숄더부 및 상기 제2 숄더부 내에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접지형상은, 상기 제1 축과 수직 방향의 최대 길이를 갖는 제3 선을 4등분하는 제1 분할영역, 제2 분할영역, 제3 분할영역 및 제4 분할영역을 포함하고, 상기 센터부는 상기 제2 분할영역 및 상기 제3 분할영역에 대응되고, 상기 제1 숄더부 및 상기 제2 숄더부는 각각 상기 제1 분할영역 및 상기 제4 분할영역에 대응될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 FSF값은, 하기의 식에 의해 산출될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 관한 타이어 접지형상의 수치화 방법은 접지형상에서의 제1 축 방향의 최대 길이를 이용하여 FSF값을 산출함으로써, 실제 접지형상과 근접한 형태로서 수치화할 수 있고, 이를 통해 타이어의 특성 분석 및 예측이 용이해진다는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법을 도시한 접지상태도이다.
도 2는 다양한 접지형상에 대해, 본 발명의 실시예들 및 비교예들에 의해 산출된 FSF(Footprint shape Factor) 값을 나타낸 표이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법을 도시한 접지 상태도이다. 도 1을 참조하면, 타이어 접지형상(10)의 수치화 방법은 먼저 타이어의 접지형상(10)의 중심선(CL)의 중심길이(L)를 측정한다.

중심점(O)은 접지형상(10)의 최대접지폭점(b1, b2)을 직선으로 연결한 후, 최대접지폭점 사이의 길이를 반으로 나누는 점일 수 있다. 중심선(CL)은 중심점(O)을 지나는 제1 축(A1)을 따라 연장되어 접지형상(10)의 가장자리와 만나는 두 지점(a1, a2)를 연결한 선이며, 중심길이(L)은 전술한 두 지점(a1, a2) 사이의 거리일 수 있다. 이때, 제1 축(A1) 방향은 타이어의 주행방향에 대응되며, 제1 축에 수직하는 제2 축(B1)의 방향은 타이어의 폭방향에 대응된다.

본 발명에서, 타이어의 접지형상은 타이어에 하중을 부과하였을 때의 접지면의 접지형상을 나타내는 것으로서, 예를 들면, 설계 상용 하중에 대응하는 공기압을 충전한 후, 설계 상용 하중을 부과하였을 때의 접지면의 접지형상일 수 있다.

다음으로, 일 실시예에 따라 타이어 접지형상의 수치화 방법은 중심선(CL)을 기준으로 제2 축(B1) 방향을 따라 접지형상(10)을 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)으로 구분한 후, 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2) 각각에서 제1 축(A1)의 방향으로 최대 길이를 갖는 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)를 선정한다. 도 1에서와 같이, 타이어의 접지형상(10)이 나비형상인 경우에는, 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)은 중심선(CL)과 이격되어 배치되므로, 제1선(ML1)과 제2 선(ML2)를 바로 선정할 수 있다.

다음으로, 선정된 제1 선(ML1)의 제1 길이(ml1) 및 제2 선(ML2)의 제2 길이(ml2)를 측정하고, 전술한 과정을 통해 측정된 중심길이(L), 제1 길이(ml1) 및 제2 길이(ml2)를 하기의 식에 대입하여, FSF(Footprint Shape Factor) 값을 결정할 수 있다.

한편, 타이어의 접지형상(10)이 나비 형상이 아닌 경우, 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)를 선정하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

타이어 접지형상(10)이 둥근 사각형 형상 또는 타원 형상인 경우에는, 제1 축(A1)의 방향으로 최대 길이를 갖는 선은 중심선(CL)이 되므로, 중심길이(L)과 제1 길이(ml1) 및 제2 길이(ml2)는 항상 같게 된다. 이러한 경우, 정확한 FSF값을 구하기 위하여 접지형상을 센터부(CA)와 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)로 구분하여 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)를 선정할 수 있다. 타이어 접지형상(10)은 센터부(CA) 및 센터부(CA)로부터 양측으로 배치되는 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)를 포함할 수 있다.

또한, 타이어의 접지형상(10)은 제1 축(A1)과 수직 방향의 최대 길이를 갖는 제3 선(ML3)을 4등분하는 제1 분할영역(Q1), 제2 분할영역(Q2), 제3 분할영역(Q3) 및 제4 분할영역(Q4)을 포함할 수 있다. 제3 선(ML3)은 최대접지폭점(b1, b2)를 연결한 선을 의미하며, 제3 선(ML3)의 길이는 최대접지폭(W)이 된다. 따라서, 각 분할 영역(Q1 내지 Q4)은 W/4의 폭을 가질 수 있다.

센터부(CA)는 접지형상(30)의 중심영역으로 제2 분할영역(Q2) 및 제3 분할영역(Q4)에 대응되고, 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)는 각각 제1 분할영역(Q1) 및 제4 분할영역(Q4)에 대응되어, 센터부(CA)와 구분될 수 있다.

제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)은 각각, 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2) 내에 위치할 수 있다. 따라서, 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)은 중심선(CL)과 분리되어 선정할 수 있게 되고, 정확한 FSF 값을 산출할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은, 타이어의 접지형상에 포함될 수 있는 그루브 패턴(미도시)을 이용하여 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)와 센터부(CA)를 구분할 수 있다.

타이어 접지형상(10)은 제1 축(A1)의 방향으로 형성된 복수개의 그루브(groove) 패턴(미도시)을 더 포함할 수 있다. 그루브 패턴(미도시)은 타이어에 주행방향으로 형성된 그루브(groove)가 접지면에 닿아 패터닝된 것일 수 있다. 이때, 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)는 복수개의 그루브 패턴(미도시) 중 중심선(CL)로부터 가장 멀리 형성된 그루브 패턴들에 의해 센터부(CA)와 구분될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)를 구분하여 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)을 선정할 수 있다. 접지형상이 나비 형상인 경우에는 최대 길이를 갖는 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)이 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)에 위치하므로, 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)을 바로 선정하고, 접지형상이 둥근 사각형 형상이나 타원 형상인 경우에는 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2)를 구분하고, 제1 숄더부(SA1) 및 제2 숄더부(SA2) 내에서 최대 길이를 측정하여 제1 선(ML1) 및 제2 선(ML2)을 선정할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은 접지형상의 형태별로 정확한 FSF 값을 산출할 수 있다. 실시예들에 따르면, FSF값은 0.97보다 작은 경우 나비 형상을 나타내고, 1.03보다 큰 경우 라운드 형상을 나타내며, 0.97과 1.03 사이의 경우에는 사각형상을 나타내는 것일 수 있다.

도 2는 다양한 접지형상에 대해, 본 발명의 실시예들 및 비교예들에 의해 산출된 FSF값을 나타낸 표이다.

비교예는 전술한 종래 기술에 따라 전체 폭의 90% 지점에서의 길이를 이용하여 각각 FSF 값을 산출한 것이고, 본 발명의 실시예들은 전술한 방법을 이용하여 FSF 값을 산출한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실험예 1 내지 3을 기준으로 비교하였을 때, 비교예에 의해 산출된 FSF값은 각각 1.11, 1.17 및 1.45로서 1.03보다 큰 값이므로 라운드 형상을 의미하지만, 실제 접지형상은 나비 형상으로서, 정확한 지표가 되지 못한다. 마찬가지로, 실험예 4 및 5를 기준으로 비교하였을 때, 비교예에 의해 산출된 FSF값은 1.03보다 큰 값으로서, 라운드 형상에 가까워야 하나, 실험예 5의 접지형상이 실제 접지형상인 라운드 형상에 가까울 뿐, 실험예 4의 실제 접지형상은 사각형상에 가깝다. 즉, 비교예들에 의해 산출된 FSF값은 실제 접지형상을 정확하게 수치화하지 못하였음을 알 수 있다. 전술한 종래 기술의 경우, 예컨대 전체 폭의 90%가 되는 지점이 항상 나비 형상의 날개에 해당한다고 보기 어렵기 때문에 특히 나비 형상을 정확히 수치화하기 어려운 한계가 있음을 알 수 있다.

이에 반해, 실험예 1 내지 3을 기준으로 비교하였을 때, 본 발명의 실시예들에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법에 의해 산출된 FSF값은 0.97보다 작은 값으로서, 실제 접지형상과 유사한 나비형상을 정확히 나타낸다. 또한, 실험예 4를 기준으로 비교하였을 때, FSF값은 0.99로서 0.97과 1.03 사이의 값이며, 실제 접지형상인 사각형상을 나타낸다. 마찬가지로, 실험예 5를 기준으로 비교하였을 때, FSF값은 1.03보다 큰 값인 1.05로서, 실제 접지형상인 라운드 형상을 나타낸다.

다시 말해, 본 발명의 실시예들에 의한 타이어 접지형상의 수치화 방법은 비교예들에 비해 수치의 정확도가 향상되었음을 알 수 있다. 특히, 비교예는 나비형상에 대하여 굉장히 큰 오차범위를 가지는 반면, 본 발명의 실시예들에 의한 FSF 값은 전부 0.97보다 작은 값이면서 그 산포가 작음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은 나비형상에 대하여 더 정확한 지표가 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 접지형상의 수치화 방법은 접지형상에서의 제1 축 방향의 최대 길이를 이용하여 FSF값을 산출함으로써, 실제 접지형상과 근접한 형태로서 수치화할 수 있고, 이를 통해 타이어의 특성 분석 및 예측이 용이해진다는 장점을 갖는다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 타이어의 접지형상
S1, S2 : 제1 영역 및 제2 영역
CL : 중심선
ML1, ML2 : 제1 선 및 제2 선
SA1, SA2 : 제1 숄더부 및 제2 숄더부
CA : 센터부
Q1 내지 Q4 : 제1 내지 제4 분할영역

Claims (4)

1. 타이어의 접지형상의 중심점을 지나고 타이어의 주행 방향에 따른 제1 축을 따라 연장된 중심선의 중심길이(L)을 측정하는 단계;
   상기 중심선을 기준으로 상기 제1 축에 수직한 방향인 제2 축의 방향을 따라 상기 접지형상을 제1 영역 및 제2 영역으로 구분하는 단계;
   상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 각각에서 상기 제1 축의 방향으로 최대 길이를 갖는 제1 선 및 제2 선을 선정하는 단계; 및
   상기 제1 선의 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 선의 제2 길이(ml2)를 측정하는 단계를 포함하고,
   측정된 상기 중심길이(L), 상기 제1 길이(ml1) 및 상기 제2 길이(ml2)를 이용하여 FSF(Footprint Shape Factor) 값을 결정하는, 타이어 접지형상의 수치화 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 접지형상은,
   센터부 및 상기 센터부로부터 상기 제2 축 방향을 따라 양측으로 배치되는 제1 숄더부 및 제2 숄더부를 포함하고,
   상기 제1 선 및 상기 제2 선을 선정하는 단계는,
   상기 제1 숄더부 및 상기 제2 숄더부 각각에서 상기 제1 축의 방향으로 최대 길이를 갖는 상기 제1 선 및 상기 제2 선을 선정하는, 타이어 접지형상의 수치화 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 접지형상은,
   상기 제1 축과 수직 방향의 최대 길이를 갖는 제3 선을 4등분하는 제1 분할영역, 제2 분할영역, 제3 분할영역 및 제4 분할영역을 포함하고,
   상기 센터부는 상기 제2 분할영역 및 상기 제3 분할영역에 대응되고,
   상기 제1 숄더부 및 상기 제2 숄더부는 각각 상기 제1 분할영역 및 상기 제4 분할영역에 대응되는, 타이어 접지형상의 수치화 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 FSF값은, 하기 수학식 1에 의해 산출되는, 타이어 접지형상의 수치화 방법.
   [수학식 1]
   

   

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