KR101799247B1

KR101799247B1 - 타이어 시험장치

Info

Publication number: KR101799247B1
Application number: KR1020177001302A
Authority: KR
Inventors: 유키히사 이토; 가즈키 기도; 다츠오 이치게; 마사아키 반노
Original assignee: 가부시키가이샤 에이 앤 디
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2017-11-17
Also published as: KR20170049497A; CN106687795B; JP6095079B1; WO2017056798A1; EP3217161B1; EP3217161A4; CN106687795A; JP2017067675A; US20170307479A1; US10082446B2; EP3217161A1

Abstract

타이어가 노면상에서 받는 하중을 정확하게 또한 간단하게 계측할 수 있는 타이어 시험장치를 제공한다. 타이어 시험장치(10)는, 타이어(12)가 접지하는 노면(22)에 매설되는 플레이트(14)와, 플레이트(14)에 매설 상태에서 고정되고, 타이어(12)가 접하였을 때에 접지력을 계측하는 접지력 센서(18)와, 플레이트(14)에 걸리는 하중을 계측하는 플레이트용 센서(16)를 구비한다. 이 타이어 시험장치(10)에 따르면, 타이어(12)의 접지력을 접지력 센서(18)로 측정할 수 있는 동시에, 타이어가 플레이트(14)에 미치는 하중을 플레이트용 센서(16)로 측정할 수 있다.

Description

타이어 시험장치{TIRE TESTING APPARATUS}

본 발명은 타이어 시험장치에 관한 것이며, 특히 타이어가 노면으로부터 받는 접지력을 계측하는 타이어 시험장치에 관한 것이다.

최근, 주행 차량의 타이어에 걸리는 부하(접지력)를 정확하게 파악하는 시험이 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1은, 기둥 부재에 게이지를 부착한 센서 유닛이 노면에 매설되어 있고, 이 센서유닛에 의해 타이어가 통과할 때의 부하를 3 차원적으로 계측할 수 있도록 되어 있다. 센서 유닛은, 타이어의 진행방향과 직교되는 방향으로 라인 형상으로 복수 개 배치되어 있고, 타이어에 걸리는 부하를 타이어의 폭방향으로 복수 개소에서 계측할 수 있게 되어 있다. 이들 센서 유닛은, 상황에 따라서 복수 개의 열이 배치되고, 타이어의 진행방향에 있어서도 부하의 분포나 변동을 계측할 수 있게 되어 있다.

일본국 특개 2000-162054 일본국 특허 제4367613호

그런데 상술한 바와 같은 계측장치에서는, 타이어가 센서 유닛 상을 언제 통과하는 것인지, 어느 센서 유닛 상을 통과하는 것인지 알 수 없다고 하는 문제가 있었다. 이 때문에 정밀도가 거친 측정밖에 실현할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

특허문헌 2는, 레이저식의 센서를 마련하거나, 터치 센서를 마련함으로써, 타이어의 위치나 속도 등의 정보를 소득하고 있다. 그러나 특허문헌 2와 같이, 별도의 센서를 마련한 경우, 이들 별도의 센서를 센서 유닛의 신호로 동기시키거나, 센서 유닛과의 위치관계를 정확하게 구해야 한다고 하는 문제가 생기고, 나아가 그들의 작업이 정확하게 이루어지지 않는 경우는 측정 정밀도가 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정에 비추어 이루어진 것으로, 타이어가 노면상에서 받는 하중을 정확하게 또한 간단하게 계측할 수 있는 타이어 시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 타이어가 접지하는 노면에 매설되는 플레이트와, 그 플레이트에 매설 상태에서 고정되고, 상기 타이어가 접하였을 때에 접지력을 계측하는 접지력 센서와, 상기 플레이트에 걸리는 하중을 계측하는 플레이트용 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 접지력 센서가 노면에 직접 매설되지 않고, 플레이트를 개재시켜 매설되어 있으며, 또한, 그 플레이트에 걸리는 하중을 계측할 수 있게 되어 있다. 따라서, 타이어가 접지력 센서의 위를 통과하기 직전에는, 타이어가 플레이트를 타고 하중이 걸리므로, 타이어가 접지력 센서의 위를 통과하는 타이밍을 파악할 수가 있다. 이로써 계측 데이터용량을 현실적인 사이즈로 억제하고, 샘플링주기를 짧게 설정하여, 정밀도가 높은 계측을 행할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 접지력 센서를 플레이트에 고정하기 때문에, 플레이트용 센서와 접지력 센서와의 위치관계가 고정되고, 양쪽 계측신호의 동기작업을 비교적 용이하게 행할 수가 있다. 더욱이 본 발명에 따르면, 접지력 센서를 플레이트에 고정하기 때문에, 복수 개의 접지력 센서를 장착하는 경우라 하더라도, 정확하게 위치결정하여 부착할 수가 있다.

청구항 2에 기재된 발명은 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 플레이트용 센서는, 상기 플레이트를 복수 개소에서 계측하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 플레이트의 하중 중심을 파악할 수 있기 때문에, 플레이트상 타이어의 통과 궤도를 파악할 수가 있다. 따라서, 센서에 대한 타이어의 진입 각도나, 타이어의 이동 속도도 파악할 수가 있다. 더욱이 그들을 사용함으로써, 센서의 데이터 처리를 보다 정확하게 행할 수가 있다.

청구항 3에 기재된 발명은 청구항 1 또는 2의 발명에 있어서, 상기 플레이트용 센서의 출력신호에 근거하여, 상기 접지력 센서의 출력신호를 취득하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 플레이트의 하중에 따라서 접지력 센서의 출력신호를 취득하기 때문에, 보다 적확한 샘플링을 행할 수가 있다.

본 발명에 따르면, 접지력 센서를 플레이트에 고정하여, 그 플레이트의 하중을 계측하도록 하였기 때문에, 타이어가 접지력 센서의 위를 통과하는 타이밍을 파악할 수 있으며, 또한, 접지력 센서의 위치결정 등을 정확하게 행할 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 시험장치의 계측부의 계략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 계측부를 노면에 매입한 상태를 나타내는 측면 단면도이다.
도 3은 접지력 센서를 나타내는 사시도이다.
도 4는 타이어 시험장치의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.

첨부 도면에 따라서 본 발명에 따른 타이어 시험장치의 바람직한 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명이 적용된 타이어 시험장치(10)의 계측부의 개략 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 계측부를 노면에 매입한 상태의 단면도이다.

타이어 시험장치(10)의 계측부는, 주행 차량의 타이어(12)가 통과하는 위치에 배치되어 있고, 주로 플레이트(14), 플레이트용 센서(16), 접지력 센서(18), 베이스(20)로 구성되어 있다.

플레이트(14) 및 베이스(20)는, 대략 같은 크기의 구형상(矩形狀)으로 형성되어 있다. 플레이트(14)와 베이스(20)는 상하로 간격을 두고 배치되어 있고, 그 사이의 네 모서리의 위치에는 각각, 플레이트용 센서(16)가 배치되어 있다. 플레이트용 센서(16)는, 플레이트(14)의 하중을 계측하는 센서이고, 그 구성은 특히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 로드 셀이 사용된다. 로드 셀의 경우, 기왜체(起歪體)의 고정부가 베이스(20)에 고정되고, 기왜체의 가동부가 플레이트(14)에 고정되는 동시에, 기왜체의 변형부위에 부착된 게이지에 의해 플레이트(14)의 하중이 검출된다. 각 플레이트용 센서(16)는 후술하는 제어장치(24)에 접지되어 있고, 제어장치(24)에 의해 플레이트(14)의 하중이나 하중 중심이 산출된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 플레이트(14)의 중앙 위치에는, 오목부(14A)가 타이어(12)의 폭방향으로 형성되어 있고, 이 오목부(14A)에 복수 개의 접지력 센서(18)가 일렬로 나란하게 배치된다.

접지력 센서(18)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 기둥 형상으로 형성된 기왜체(18A)와, 그 측면에 부착된 게이지(18B)를 구비한다. 기왜체(18A)는 그 하부가 플레이트(14)의 오목부(14A)에 고정되어 있고, 접지력 센서(18)와 플레이트(14)가 일체화되어 있다. 기왜체(18A)의 상부는, 타이어(12)의 진행방향(전후방향)으로 약간 돌출되어 형성되어 있고, 기왜체(18A)의 상면은, 플레이트(14)의 상면과 동일면을 이루도록 형성된다. 또한, 기왜체(18A)는, 그 하부를 제외하고, 플레이트(14)에 대해 약간의 극간을 가지고 배치되어 있으며, 기왜체(18A)가 미묘하게 변형할 수 있게 되어 있다. 한편, 게이지(18B)는, 후술하는 제어장치(24)에 접속되어 있고, 제어장치(20)에 있어서 3 분력(상하력, 전후력, 횡력)을 산출할 수 있게 되어 있다. 그리고 접지력 센서(18)의 구성, 특히 기왜체(18A)의 형상은 상술한 예에 한정되는 것은 아니고, 타이어(12)로부터 받는 힘을 계측할 수 있다면 좋다. 또한, 도 1에는, 10 개의 접지력 센서(18)를 일렬로 나란한 예를 나타내었는데, 접지력 센서(18)의 개수나 배치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보다 많은(일례로서 60 개 정도의) 접지력 센서(18)를 일렬로 나란하게 배치하거나 타이어(12)의 진행방향으로 복수 개의 열이 되도록 배치하거나 하여도 좋다.

상기한 바와 같이 구성된 타이어 시험장치(10)의 계측부는, 도 2에 나타내는 바와 같이 노면(22)의 오목부(22A)에 배치된다. 노면(22)의 오목부(22A)는, 플레이트(14)보다도 약간 크게 형성되어 있고, 플레이트(14)가 오목부(22A)의 벽면에 접촉하지 않게 되어 있다. 또한, 오목부(22A)의 깊이는, 타이어 시험장치(10)의 계측부의 높이에 일치하도록 되어 있고, 플레이트(14)의 상면과 노면(22)이 동일면을 이루도록 되어 있다.

도 4는 타이어 시험장치(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 각 플레이트용 센서(16)와 각 접지력 센서(18)는 제어장치(24)에 접속되어 있다. 제어장치(24)는, 앰프, AD 변환기, 연산회로, 메모리 등을 내부에 구비하고 있고, 플레이트용 센서(16)의 신호나 접지력 센서(18)의 신호를 증폭하여 AD 변환하고, 각종의 연산 처리를 행하여, 그들의 데이터를 기록할 수 있게 되어 있다. 연산 처리로서는, 예를 들어 플레이트용 센서(16)의 신호에 근거하여 플레이트(14)에 걸리는 전체 하중값이나 하중 중심을 산출하거나, 접지력 센서(18)의 신호에 근거하여 각 접지력 센서(18)에 걸리는 3 분력을 산출하거나 하도록 되어 있다.

또한, 제어장치(24)는, 플레이트용 센서(16)의 출력신호에 근거하여, 접지력 센서(18)의 샘플링의 개시와 종료를 제어하도록 되어 있다. 예를 들어, 플레이트용 센서(16)에 타이어(12)의 하중이 가해져, 소정값을 초과하였을 때에 접지력 센서(18)의 샘플링을 개시하고, 플레이트용 센서(16)로부터 타이어(12)의 하중이 없어졌을 때에 접지력 센서(18)의 샘플링을 종료하도록 설정된다. 이로써, 접지력 센서(18)의 샘플링 시간이 짧아지기 때문에, 계측 데이터용량을 걱정하지 않고, 샘플링 주파수를 높게 할 수가 있어 유효한 데이터 수를 늘려서 정밀도가 좋은 계측을 행할 수가 있다.

제어장치(24)는, 표시부(26)에 접속되어 있고, 표시부(26)에 각종의 정보가 표시된다. 예를 들어, 횡축에 접지력 센서(18)의 위치 좌표, 종축에 시간(혹은 전후 방향으로 변환한 위치 좌표)을 설정하였을 때의 수직방향의 하중을 표시하거나, 전후방향과 횡방향의 하중을 벡터로 표시한 도면을 표시하거나 할 수가 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 타이어 시험장치(10)의 작용에 대해 설명한다.

종래의 타이어 시험장치(10)는, 플레이트 센서(16)가 없어, 플레이트(154)의 하중을 계량할 수가 없다. 이 때문에, 접지력 센서(18)의 위를 타이어(12)가 언제 통과하는지 알 수 없다고 하는 문제가 있다. 그 결과, 접지력 센서(18)의 샘플링 간격을 길게 설정해야 되어, 정밀도가 좋은 데이터의 수집이 어렵다고 하는 문제가 있었다.

이에 대하여, 본 실시의 형태에서는, 플레이트용 센서(16)를 마련하여 플레이트(14)의 하중을 검출하는 동시에, 플레이트용 센서(16)의 출력신호에 근거하여 접지력 센서(18)의 샘플링의 개시와 종료를 결정하고 있다. 따라서, 플레이트용 센서(16)의 샘플링 간격을 쓸데없이 길게 할 필요가 없으며, 샘플링 간격을 짧게 하여 정밀도가 높은 데이터 수집을 행할 수가 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 플레이트용 센서(16)를 4 개 마련하였기 때문에, 플레이트(14)의 하중 중심을 연산할 수가 있어, 타이어(12)의 통과 궤도를 정확하게 구한다. 이로써, 종래는 불가능하였던, 타이어(14)의 통과 궤도에 근거한 접지력 데이터의 검증을 행할 수가 있다. 예를 들어, 종래 장치에서는, 접지력이 발생하지 않는 접지력 센서(18)가 있었다고 하더라도, 타이어(12)가 통과하고 있지 않기 때문인 것인지, 타이어(12)의 홈과 센서의 위치가 우연히 겹쳤을 뿐인 것인지 알 수 없었다. 이에 대하여, 본 실시의 형태에서는, 타이어(12)의 통과 궤도를 알 수 있으므로, 타이어(12)의 홈의 영향을 정확하게 고려할 수가 있다.

또한, 본 실시의 형태에 따르면, 플레이트용 센서(16)를 4 개 마련함으로써, 접지력 센서(18)에 대한 타이어(12)의 궤도나, 타이어(12)의 이동 속도도 파악할 수가 있다. 따라서, 예를 들어 타이어(12)가 코너링하면서 진입한 경우 등이라 하여도, 타이어(12)의 궤도에 맞춰서 접지력 센서(18)의 데이터 처리를 행할 수가 있으며, 나아가서는 감속이나 가속하면서 진입한 경우라 하여도, 그들의 상황을 가미하여 접지력 센서(18)의 데이터 처리를 행할 수가 있다. 이로써, 정확한 또한 신속한 해석 처리를 행할 수가 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 접지력 센서(18)로 구한 하중값의 합계와, 플레이트용 센서(16)로 구한 하중의 합계를 비교함으로써, 접지력 센서(18)의 정밀도의 검증을 행할 수가 있다.

더욱이, 본 실시의 형태에 따르면, 플레이트(14)에 접지력 센서(18)와 플레이트용 센서(16)가 고정되어 있기 때문에, 양쪽 센서의 위치관계를 정확하게 설정할 수가 있다. 따라서, 종래와 같이 별도의 센서를 부착한 경우에는 양자의 위치결정작업이나 동기작업에 시간과 수고가 들지만, 본 실시의 형태에서는, 그들의 작업을 용이하게 행할 수가 있다.

그리고 상술한 실시의 형태에서는, 플레이트용 센서(16)를 4 개 마련하였는데, 이에 한정되지는 않고, 1 내지 3 개라도 5 개 이상이라도 좋다. 단, 플레이트(14)의 하중 중심을 구할 수 있는 점에서 3 개 이상이 바람직하다. 또한, 플레이트(14)의 형상은 구형상으로 한정되지 않고, 다각형이나 원형 등 여러 가지 형상의 것을 사용할 수가 있다.

또한, 상술한 실시의 형태에서는 특히 도시하지 않았지만, 베이스(20)에 배수용 개구를 마련하거나, 베이스(20)에 케이블 돌림용의 홈을 마련하거나 하여도 좋다.

10: 타이어 시험장치
12: 타이어
14: 플레이트
16: 플레이트용 센서
18: 접지력 센서
20: 베이스
22: 노면
24: 제어장치
26: 표시부

Claims

타이어가 접지하는 노면에 매설되고, 상면에 오목부를 갖는 플레이트와,
상면이 상기 플레이트의 상면과 동일면을 이루도록, 상기 플레이트의 오목부에 매설 상태에서 고정되고, 상기 플레이트 위를 통과하는 타이어에 직접 접촉되며, 상기 타이어가 접하였을 때에 접지력을 계측하는 접지력 센서와,
상기 플레이트에 걸린 하중을 계측하는 플레이트용 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 플레이트용 센서는, 상기 플레이트를 복수 개소에서 계측하는 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 플레이트용 센서의 출력신호에 근거하여, 상기 접지력 센서의 출력신호를 취득하는 것을 특징으로 하는 타이어 시험장치.