KR101808500B1 - 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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베르너 스티브 니콜슨
케세이 스코트 애플맨
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미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
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Abstract

경화된 타이어의, 측방 힘 변동과 같은, 비-균일성 특성을 정정하기 위해 타이어 비드 위치로부터 재료를 선택적으로 제거하도록 하나 이상의 애블레이션 패턴을 결정하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 복수의 트랙과 연관된 감도 데이터에 기반하여 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙에 대해 애블레이션 순서가 결정될 수 있다. 하나 이상의 애블레이션 패턴은 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 점진적으로 결정될 수 있다. 애블레이션 패턴의 점진적 결정은 하나 이상의 애블레이션 패턴을 계산하는데 요구되는 계산 자원을 감축할 수 있고, 그리고, 어떤 경우에서는, 타이어에 대한 애블레이션 시간 및 총 애블레이션을 감축할 수 있다. 더욱, 애블레이션 패턴의 점진적 결정은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 측방 힘 변동의 정정을 위해 제공될 수 있다.

Description

경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR REDUCING THE MAGNITUDE OF A UNIFORMITY PARAMETER IN A CURED TIRE}
우선권 주장
본 발명은 2012년 11월 30일자로 출원된 PCT 출원 제PCT/US12/67198호(발명의 명칭 "Uniformity Correction Using Progressive Ablation")의 우선권의 이익을 주장하며, 그것은 침고로 본 명세서에 편입되어 있다.
기술분야
본 발명은 일반적으로는 타이어 균일성을 개선하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로는 경화된 타이어에서 타이어 비드 위치를 따라 재료의 선택적 제거에 의해 타이어 균일성을 개선하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
타이어 비-균일성은 타이어의 어떤 수량화가능한 특성으로 타이어의 회전축에 대한 대칭성(또는 대칭성 부족)에 관한 것이다. 관용적 타이어 제작 방법은 불행하게도 타이어에서 비-균일성을 산출할 많은 기회를 갖고 있다. 타이어의 회전 동안, 타이어 구조 내 존재하는 비-균일성은 휠 축에서 주기적으로-변하는 힘을 산출한다. 타이어 비-균일성은 이들 힘 변동이 차량 및 차량에 타고 있는 사람에게 현저한 진동으로서 전달될 때 중요하다. 이들 힘은 차량의 서스펜션을 통해 전달되고 차량의 좌석 또는 운전대에서 느껴지거나 승객석 내 소음으로서 전달될 수 있다. 차량에 타고 있는 사람에게 전달되는 진동량은 타이어의 "승차감" 또는 "안락감"으로서 카테고리 분류되었다.
타이어 균일성 특성 또는 속성은 일반적으로 차원 또는 기하 변동(방사상 런 아웃(RRO) 및 측방 런 아웃(LRO)), 질량 분산, 및 구르는 힘 변동(방사상 힘 변동, 측방 힘 변동 및 접선방향 힘 변동)으로서 카테고리 분류된다. 흔히 균일성 측정 기계는 타이어가 그 축 둘레로 회전될 때 타이어 주위 여러 포인트에서 힘을 측정함으로써 상기 및 다른 균일성 특성을 측정한다.
타이어 균일성 특성이 식별되고 나면, 정정 프로시저는 제조 공정에 대한 조절에 의해 균일성 중 일부를 처리할 수 있을 수 있다. 균일성 중 일부는 제조 공정 동안 정정하기 힘들 수 있고 그래서 부가적 정정 프로시저가 경화된 타이어의 남아있는 비-균일성을 정정하는데 필요로 된다. 국한되는 것은 아니지만 경화된 타이어에 재료의 부가 및/또는 제거 및/또는 경화된 타이어의 변형을 포함하는 여러 다른 기술이 이용가능할 수 있다.
타이어 비-균일성을 정정하기 위한 하나의 기지의 기술은 타이어의 비드 부분을 따라 애블레이션(ablation)의 사용이다. 예를 들면, 본 발명의 양수인에게 공동 양도되고 다목적으로 본 명세서에 침고로 편입되어 있는 미국 특허 출원 공개 공보 제2012/0095587호는, 타이어의 비드 시트 구역(bead seat zone), 하위 플랜지 구역 및 상위 플랜지 구역을 따라서와 같이, 타이어의 비드 부분 상의 다양한 트랙을 따라 레이저 애블레이션의 사용을 개시하고 있다. 구체적으로, 타이어 비드에 대한 애블레이션 패턴은 적어도 하나의 균일성 파라미터의 하나 이상의 고조파의 크기를 감축하도록 계산된다. 그 후 타이어의 비드 부분을 따라 재료는 계산된 레이저 애블레이션 패턴을 사용하여 선택적으로 제거된다.
측방 힘 변동 및 다른 균일성 파라미터와 같은, 소정 균일성 파라미터를 정정하기 위한 애블레이션 패턴의 계산은 어려울 수 있다. 예를 들면, 일반적으로는 수집된 균일성 데이터를 분석함으로써 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 측방 힘 변동을 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 추정하는 분석적 방법은 없다. 그보다는, 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 측방 힘 변동을 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 추정하도록 전형적으로 수치적 접근법이 요구된다. 타이어를 시계 및 반시계 방향으로 회전시킬 때 복소 성분이 측방 힘 변동 및 측방 힘 변동에서의 차이에 기여함을 고려할 때, 수치적 접근법을 사용하여 애블레이션 패턴을 추정하는 것은 상당한 컴퓨팅 자원을 요구할 수 있다.
부가적으로, 현존 애블레이션 패턴 계산 기술은 전형적으로는, 비드 시트 구역, 하위 플랜지 구역 및 상위 플랜지 구역을 따라 트랙에 대한 애블레이션 패턴과 같이, 타이어의 비드를 따라 다수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 동시에 추정한다. 이것은 복소 비-선형 해법 기술을 사용하여 다수의 파라미터(예를 들어, 3개의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 결정하기 위한 6개의 파라미터)를 계산하는 것을 요구하여, 계산 시간 및 계산 자원의 증가된 사용의 결과를 초래할 수 있다. 다음 타이어가 도착할 때 애블레이션 기계가 다음 타이어를 처리할 준비가 되어 있을 필요가 있으므로 계산 시간은 타이어 제조 설정에 있어서 중대할 수 있다.
그리하여, 측방 힘 변동 및 다른 균일성 파라미터를 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 계산하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 필요성이 있다. 전반적 계산 시간과 더불어 전반적 애블레이션 시간 및 타이어의 총 애블레이션을 감축할 수 있는 시스템 및 방법이 특히 유용할 것이다.
본 발명의 태양 및 이점이 이하의 설명에서 부분적으로 제시될 것이거나, 설명으로부터 자명하게 될 수 있거나, 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 발명의 일례의 태양은 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 방법에 관한 것이다. 그 방법은 복수의 트랙에 대한 감도 데이터에 적어도 일부 기반하여 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하는 단계를 포함한다. 그 방법은 타이어에 대한 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을, 컴퓨팅 디바이스로, 점진적으로 결정하는 단계를 더 포함한다. 그 방법은 하나 이상의 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 비드로부터 재료를 선택적으로 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이러한 예의 태양의 특정 구현에 있어서, 하나 이상의 애블레이션 패턴은 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법(progression scheme)에 따라 점진적으로 결정된다. 점진적 기법은 하나 이상의 스테이지를 갖는다. 점진적 기법의 각각의 스테이지는 애블레이션 순서 내 특정된 복수의 트랙 중 하나와 연관된다. 점진적 기법에서의 각각의 스테이지에 대하여, 그 방법은 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 애블레이션 패턴을 결정하는 단계 및 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 추정된 균일성 파라미터 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 애블레이션 패턴은 추정된 균일성 파라미터 크기가 미리 결정된 임계치 아래로 될 때까지 점진적 기법에 따라 점진적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 일례의 태양은 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 균일성 정정 시스템에 관한 것이다. 시스템은 타이어가 단단히 장착되도록 구성되는 타이어 고정물 및 타이어 고정물에 장착된 타이어의 애블레이션을 제공하도록 구성된 애블레이션 디바이스를 포함한다. 애블레이션 디바이스는 타이어의 애블레이션 동안 타이어 둘레로 회전하도록 구성된다. 시스템은 타이어 고정물 및 애블레이션 디바이스에 결합된 컴퓨터 제어 시스템을 더 포함한다. 컴퓨터 제어 시스템은 복수의 트랙에 대한 감도 데이터에 적어도 일부 기반하여 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하도록 그리고 타이어에 대한 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위해 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 결정하도록 구성된다. 컴퓨터 제어 시스템은 타이어 재료가 하나 이상의 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 적어도 하나의 비드로부터 선택적으로 제거되도록 타이어 회전 속도 및 애블레이션 전력을 선택적으로 제어하도록 더 구성된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은 이하의 설명 및 첨부 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 편입되어 그 일부분을 이루고 있는 수반 도면은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 그 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
당업자에게는, 그 최상 모드를 포함하는, 본 발명의 충분하고 가능하게 하는 개시가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에서 제시된다:
도 1은 본 발명의 예시적 태양에 따라 정정될 수 있는 방사상 타이어의 단면도;
도 2는 본 발명의 예시적 태양에 따라 선택된 타이어 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 애블레이션에 적합한 타이어의 비드를 따라 다수의 트랙 위치 묘사도;
도 3은 본 발명의 일례의 태양에 따라 선택된 타이어 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 계산된 일례의 애블레이션 패턴 묘사도로서,도 3은 종좌표를 따라 소망의 애블레이션 깊이(D)를 그리고 횡좌표를 따라 타이어의 비드 주위 각도 위치(θ)의 플롯도;
도 4는 본 발명의 일례의 실시예에 따른 시스템의 블록 선도;
도 5는 그레이스케일 비트맵 이미지의 형태로 일례의 애블레이션 세그먼트의 예시도로서,그레이스케일 비트 맵 이미지는 비트맵 이미지의 수직 위치(H)에 대하여 플롯팅되는 예시도;
도 6은 도 5의 그레이스케일 이미지에 의해 표현되는 애블레이션 깊이의 그래픽 예시도로서,도 6은 횡좌표를 따라 비트맵 이미지의 수직 위치(H)를 그리고 종좌표를 따라 애블레이션 깊이(D)의 플롯도;
도 7은 타이어 비드를 따라 제거된 다수의 애블레이션 세그먼트의 사시도;
도 8은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 타이어에 대한 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 일례의 방법의 순서도;
도 9는 타이어에 대한 예시적 측방 힘 변동 균일성 파라미터의 벡터 표현도;
도 10은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하기 위한 일례의 방법의 순서도;
도 11 및 도 12는 본 발명의 일례의 실시예에 따라 타이어에 대한 복수의 트랙에 대해 결정된 예시적 감도 벡터 묘사도;
도 13은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하기 위한 일례의 방법의 순서도;
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 측방 힘 변동의 감축의 벡터 표현도;
도 17은 본 발명의 예시적 태양에 따라 결정된 예시적 애블레이션 패턴의 벡터 표현도; 및
도 18 내지 도 20은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하기 위한 시뮬레이션 결과도.
본 논의는 예시적 실시예의 설명일 뿐이며, 본 발명의 더 넓은 태양을 제한하는 것으로 의도되지는 않음이 당업자에 의해 이해되는 것이다. 각각의 예는 본 발명의 설명으로써 제공되는 것이며, 본 발명의 제한은 아니다. 실제로, 본 발명의 취지 또는 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 일 실시예의 일부분으로서 설명 또는 예시되는 특징은 더 추가적인 실시예를 내놓도록 또 다른 실시예와 사용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 첨부 청구범위 및 그들 균등물의 범위 내에 들어오는 바와 같은 그러한 수정 및 변형을 망라하려는 의도이다.
개관
일반적으로, 본 발명은, 경화된 타이어의 측방 힘 변동, 방사상 힘 변동 및/또는 다른 균일성 파라미터의 정정과 같이, 경화된 타이어의 비-균일성 특성을 정정하기 위해 타이어 비드 위치로부터 재료를 선택적으로 제거하도록 하나 이상의 애블레이션 패턴을 결정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 태양에 의하면, 하나 이상의 애블레이션 패턴은 하나 이상의 애블레이션 패턴을 계산하는데 요구되는 계산 자원을 감축하도록 그리고, 어떤 경우에서는, 타이어에 대한 애블레이션 시간 및 총 애블레이션을 감축하도록 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 점진적으로 결정될 수 있다.
더 구체적으로, 타이어의 비드로부터 재료를 선택적으로 제거하기 위한 복수의 트랙이 식별될 수 있다. 복수의 트랙은, 예를 들면, 타이어의 비드의 상위 플랜지 구역을 따라 적어도 하나의 트랙, 타이어의 비드의 하위 플랜지 구역을 따라 적어도 하나의 트랙, 및 타이어의 비드의 비드 시트 구역을 따라 적어도 하나의 트랙을 포함할 수 있다. 복수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 계산되기로 되어 있는 순서를 특정하는 애블레이션 순서는 복수의 트랙과 연관된 감도 데이터에 기반하여 분석적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 애블레이션 순서는 가장 민감한 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 처음에 계산되고 가장 덜 민감한 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 마지막에 계산되도록 감도 데이터에 기반하여 복수의 트랙의 순위를 정할 수 있다.
트랙의 감도 데이터는 트랙을 따라 애블레이션 패턴을 구현하는 것으로부터, 측방 힘 변동 또는 방사상 힘 변동과 같은, 균일성 파라미터에서의 예상된 변화의 척도를 제공한다. 트랙의 감도는 애블레이션의 설정된 최대 깊이로 트랙을 따라 애블레이션 패턴을 구현하는 것으로부터 초래되는 균일성 파라미터의 크기에서의 변화(예를 들어, 측방 또는 방사상 힘 변동의 경우에는 힘에서의 변화)를 측정함으로써 측정될 수 있다. 복수의 트랙의 순위를 정하는데 사용되는 감도 데이터는 복수의 타이어 상에 수행된 감도 측정으로부터 분석적으로 결정될 수 있고 그 후 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하는데 사용될 수 있다.
복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서가 결정되고 나면, 복수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 애블레이션 순서에 따라 점진적으로 계산될 수 있다. 애블레이션 패턴의 점진적 계산은 한 번에 애블레이션 순서 내 특정된 하나의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 계산함으로써 타이어에 대한 균일성 파라미터가 정정되도록 진행할 수 있다. 하나의 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 계산된 후에, 타이어에 대한 새로운 균일성 파라미터 크기가 추정될 수 있다. 그 후 점진은 애블레이션 순서 내 특정된 다음 트랙으로 진행할 수 있고 거기서 이러한 프로세스가 반복될 수 있다. 애블레이션 순서 내 특정된 복수의 트랙을 통한 점진은 타이어에 대한 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래로 떨어질 때까지 진행할 수 있다. 필요한 애블레이션 패턴 전부가 결정되고 나면, 타이어 재료는 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 비드로부터, 예를 들면 레이저 애블레이션 기술을 사용하여, 선택적으로 제거될 수 있다.
애블레이션 패턴의 점진적 결정은 동시에 모든 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 동시에 결정하는 동시적 접근법보다 이점을 제공한다. 예를 들면, 애블레이션 패턴의 점진적 결정은, 애블레이션 패턴이 추정된 균일성 파라미터 크기를 임계치 아래로 감축할 필요가 있는 그들 트랙에 대해 결정되기만 하면 되기 때문에, 이용가능한 트랙의 전부보다 더 적은 것에 대한 애블레이션 패턴을 결정하는 결과를 초래할 수 있다. 결과로서, 타이어 재료는 균일성 파라미터를 정정하는데 필요한 그들 트랙을 따라서만 선택적으로 제거될 수 있어서, 더 빠른 애블레이션 시간 및 감축된 총 애블레이션의 결과를 초래한다. 이것은 애블레이션 패턴이 덜 민감한 트랙으로 진행하기 전에 더 민감한 트랙에 대해 결정되도록 감도의 관점에서 애블레이션 순서가 애블레이션을 위한 트랙의 순위를 정하는 경우에 특히 그렇다.
애블레이션 패턴의 점진적 결정은 또한 더 빠른 계산 시간의 결과를 초래한다. 구체적으로, 각각의 애블레이션 패턴의 계산은 타이어에 대한 균일성 파라미터를 감축하기 위한 단일 타이어, 단일 트랙 문제로서 취급될 수 있다. 이것은 애블레이션 패턴을 계산함에 있어서 푸는데 필요한 파라미터의 수를 감축한다. 예를 들면, 측방 힘 변동을 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 계산함에 있어서, 비-선형 해법기는 다수의 트랙에 대한 다수의 파라미터(예를 들어, 3개의 트랙에 대한 6개의 파라미터)를 푸는 것이 아니라 단일 트랙에 대한 애블레이션 패턴에 대한 2개의 파라미터를 추정하는데 사용될 수 있다. 파라미터의 수를 감축하는 것은 훨씬 더 신속한 컴퓨터 처리 시간의 결과를 초래하고 다수 트랙 경우보다 국소 최저치를 구하는 경향이 덜하다. 부가적으로, 애블레이션 패턴의 점진적 결정은 모든 트랙에 대한 애블레이션 패턴의 계산을 요구하지 않을 수 있다. 그보다는, 애블레이션 패턴은 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래로 감축될 때까지 트랙 대 트랙 단위로 계산된다. 결과로서, 애블레이션 패턴을 계산하는데 요구되는 계산 자원이 감축될 수 있다.
타이어의 비드의 선택된 트랙을 따라 애블레이션에 의한 균일성 정정
도면을 이제 참조하여, 본 발명의 예시적 실시예가 이제 상세히 논의될 것이다. 도 1은 본 발명에 따라 균일성 정정을 위한 방사상 공기압 타이어(40)의 도식도를 제공한다. 타이어(40)는 회전의 길이방향 중심 축 둘레로 회전가능하다. 타이어(40)는 원주상 방향으로 실질적으로 확장가능하지 않은 한 쌍의 비드 와이어(42)를 포함한다. 제1 및 제2 비드(42)는 중심 축에 평행한 방향으로 이격되어 있다. 원주상은 타이어의 중앙-원주상 평면에 평행한 평면에 포함되고 축에 그 중심을 갖는 원에 실질적으로 접선인 것으로 정의된다.
카카스 플라이(44)는 각각의 비드(42)의 각각 사이에 뻗어있다. 카카스 플라이(44)는 각각의 비드(42) 주위에 뻗어있는 한 쌍의 축방향 반대 단부 부분을 갖는다. 카카스 플라이(44)는 축방향 반대 단부 부분에서 각각의 비드(42)에 고정된다. 카카스 플라이(44)는, 함께 꼬인 수개의 폴리에스테르 방적사 또는 필라멘트와 같은, 적합한 구성 및 재료로 각각 만들어진 복수의 실질적으로 방사상으로 뻗어있는 보강 부재를 포함한다. 카카스 플라이(44)가 단일 플라이로서 예시되어 있지만 타이어(40)의 의도된 사용 및 부하에 적합한 어떠한 수의 카카스 플라이라도 포함할 수 있음은 명백할 것이다. 또한 보강 부재는 모노필라멘트일 수도 있고 어느 다른 적합한 구성 또는 재료일 수도 있음이 명백할 것이다.
예시된 타이어(40)는 또한 벨트 패키지(46)를 포함한다. 벨트 패키지(46)는 적어도 2개의 환형 벨트를 포함한다. 벨트 중 하나는 다른 벨트로부터 방사상 바깥쪽으로 위치하고 있다. 각각의 벨트는, 합금강과 같은, 적합한 재료로 만들어진 복수의 실질적으로 평행하게 뻗어있는 보강 부재를 포함한다. 타이어(40)는 또한 트레드(62) 및 측벽(64)을 위한 고무를 포함한다. 고무는 어떠한 적합한 자연 또는 합성 고무, 또는 그 조합으로라도 될 수 있다.
도 2는 타이어 비드의 확대 단면도를 제공하며, 휠 림 상의 그 앉힌 위치에 대해 그러한 타이어 부분의 다양한 부분을 일반적으로 보여주고 있다. 예를 들어, 각각의 타이어 비드 영역(50)은 타이어 비드(42) 및 도 2에 도시된 바와 같은 비드 프로파일을 정의하도록 구성되는 그 둘러싸는 고무 부분을 포함한다. 일반적으로, 토우(52)와 출구 포인트(53) 간 타이어 비드의 프로파일 부분은 거기에 고정 장착하기 위한 휠 림의 부분과 맞대어 맞는다. 점선(51)은 타이어 비드 영역(50)이 장착을 위해 맞대어 고정될 수 있는 예시적 휠 림의 부분을 표현한다. 토우(52)와 힐(54) 사이에 일반적으로 정의된 비드 프로파일의 저부 표면은 여기서는 비드 시트 구역(56)이라고 지칭된다. 힐(54)과 출구 포인트(53) 사이의 프로파일 부분은 일반적으로 플랜지라고 지칭되고, 힐과 플랜지 과도 포인트(58) 사이의 하위 플랜지 구역(57) 및 플랜지 과도 포인트(58)와 출구 포인트(53) 사이의 상위 플랜지 구역(59)을 포함한다.
아래에 더 상세히 논의되는 바와 같이, 균일성 파라미터의 선택된 고조파를 포함하는, 선택된 균일성 파라미터의 크기는 타이어의 비드 영역(50)의 비드 시트 구역(56), 하위 플랜지 구역(57), 및/또는 상위 플랜지 구역(59) 내 하나 이상의 트랙을 따라 재료를 선택적으로 제거함으로써 감축될 수 있다. 정정될 수 있는 타이어 균일성 특성은 일반적으로 방사상 힘 변동 및 측방 힘 변동과 같은 구르는 힘 변동 및 국한되는 것은 아니지만 질량 분산을 포함하는 다른 파라미터도 포함한다.
본 발명의 태양에 의하면, 비드 시트 구역(56), 하위 플랜지 구역(57), 및/또는 상위 플랜지 구역(59) 내 하나 이상의 트랙으로부터의 재료는 계산된 애블레이션 패턴에 따라 선택적으로 제거될 수 있다. 일례의 애블레이션 패턴(300)이 도 3에 묘사되어 있다. 도시된 바와 같이, 그 예의 애블레이션 패턴(300)은 타이어의 비드 주위의 각도 위치에 대해 소망 애블레이션 깊이를 정의한다. 애블레이션 패턴(300)은, 예를 들면, 타이어와 연관된 측방 힘 변동 또는 방사상 힘 변동과 같은, 균일성 파라미터와 연관된 제1 고조파를 감축하도록 사용될 수 있다. 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이, 도 3에 도시된 예의 애블레이션 패턴(300)은 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 계산될 수 있다.
비드 시트 구역(56), 하위 플랜지 구역(57), 및/또는 상위 플랜지 구역(59) 내 트랙 중 하나 이상에 대한 애블레이션 패턴이 계산되고 나면, 타이어 재료는 복수의 애블레이션 기술을 사용하여 계산된 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 비드로부터 선택적으로 제거될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 타이어 재료는 레이저 애블레이션 기술을 사용하여 선택적으로 제거될 수 있다. 레이저 애블레이션 기술은 그것이 정밀한 제어로 타이어의 비드 주위의 이산 애블레이션 세그먼트의 제거를 성취할 수 있기 때문에 바람직할 수 있다. 국한되는 것은 아니지만 연삭, 모래 분사, 물 분사 제거 등과 같이 다른 고무 제거 기술이 레이저 애블레이션과 동일한 정밀 레벨을 달성하도록 구현될 수 있는 한도에서는, 본 주제 사항은 그러한 대안의 제거 기술도 채용할 수 있다.
도 4는 레이저 애블레이션을 사용하여, 방사상 힘 변동 또는 측방 힘 변동과 같은, 식별된 균일성 파라미터를 감축하기 위한 시스템의 예시적 블록 선도를 예시하고 있다. 도시된 바와 같이, 타이어(400)는 레이저 애블레이션 디바이스(408)에 대해 타이어 비드를 정치 유지하도록 정치 허브로서 일반적으로 역할하는, 장착 고정물(402)에 단단히 장착된다. 레이저 애블레이션 디바이스(408)는 타이어 비드를 따라 하나 이상의 트랙을 따라 애블레이션을 달성하도록 장착 고정물(402)에 의해 정치 유지된 타이어 둘레로 선택적으로 회전할 수 있다.
레이저 애블레이션 디바이스(408)는 타이어 고무 재료의 선택적 제거를 수행하기에 충분한 양의 전력을 갖는 레이저 빔(411)을 출력하는 고정-포인트 또는 시트-오브-라이트 레이저 시스템을 포함할 수 있는 레이저(410)를 포함할 수 있다. 하나의 특정 예에 있어서, 레이저 애블레이션 디바이스(410)는 이산화탄소(CO2) 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 애블레이션 디바이스(410)에 의해 출력된 후에, 레이저 빔(411)은, 빔 스플리터(414), 편향기(416), 이미징 렌즈(418), 및/또는 다른 광학 엘리먼트를 포함할 수 있는, 편향 엘리먼트(412)에 제공될 수 있다. 이미징 렌즈(418)는 타이어 비드를 따라 애블레이팅되는 영역(421) 내 고무를 제거하도록 타이어(400) 상의 초점(420)에 레이저 빔(411)의 조명을 포커싱한다. 진공(422) 또는 다른 클리닝 툴이 애블레이션 영역으로부터 어떠한 제거된 고무 또는 다른 폐기물이라도 추출하도록 제공될 수 있다. 부가적 유출구는 레이저 애블레이션을 용이하게 하고 애블레이션 포인트에서 잠재적 화염을 억제하도록 가스 매체(예를 들어, 질소 가스)의 제어된 출력을 제공할 수 있다.
도 4의 시스템은 단일 레이저 및 단일 초점(즉, 한 번에 하나의 타이어 비드에서의 제거)을 사용하는 레이저 애블레이션을 예시하도록 의도된다. 그렇지만, 다수의 레이저가 다수의 초점에서 (예를 들어, 양 타이어 비드에서) 애블레이션을 수행하도록 사용됨이 인식되는 것이다. 예를 들면, 특정 실시예에 있어서, 제1 레이저는 제1 타이어 비드의 애블레이션을 독립적으로 제공하도록 사용될 수 있고 제2 레이저는 제2 타이어 비드의 애블레이션을 독립적으로 제공하도록 사용될 수 있다. 제1 레이저 및 제2 레이저의 각각은 제1 및 제2 타이어 비드 양자에 대해 선택된 트랙을 따라 애블레이션을 달성하도록 타이어 고정물에 의해 고정된 위치에 유지된 타이어 둘레로 독립적으로 회전할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 제어 시스템(430)은 타이어의 비드를 따라 하나 이상의 트랙을 따라 소망 애블레이션 패턴을 달성하도록 레이저 애블레이션 디바이스(408)의 하나 이상의 컴포넌트를 제어한다. 컴퓨터 제어 시스템(430)은 일반적으로는 데이터 및 소프트웨어 명령어를 저장하기 위한 적어도 하나의 메모리/매체 엘리먼트 또는 데이터베이스와 더불어 적어도 하나의 프로세서와 같은 컴포넌트를 포함할 수 있다. 본 발명의 특정 태양에 의하면, 컴퓨터 제어 시스템(430)은 타이어 비드의 하나 이상의 트랙을 따라 애블레이션을 달성하기 위해 고정된 타이어에 대해 회전하도록 레이저 애블레이션 디바이스(408)를 제어할 수 있다.
도 4의 특정 예에 있어서, 프로세서(들)(432) 및 연관된 메모리(434)는 각종 컴퓨터-구현된 기능(즉, 소프트웨어-기반 데이터 서비스)을 수행하도록 구성된다. 메모리(434)는 프로세서(들)(432)에 의해 구현될 컴퓨터-판독가능한 그리고 실행가능한 명령어의 형태로 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 저장할 수 있다. 메모리(434)는 또한 프로세서(들)(432)가 액세스가능한 그리고 메모리(434)에 저장된 소프트웨어 명령어에 따라 작용받을 수 있는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(434)는, 국한되는 것은 아니지만, 휘발성 메모리(예를 들어, DRAM, SRAM 등과 같은 램(RAM)) 및 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시, 하드 드라이브, 자기 테이프, CD-ROM, DVD-ROM 등)의 어느 조합 또는 디스켓, 드라이브, 다른 자기-기반 저장 매체, 광학 저장 매체 등을 포함하는 어느 다른 메모리 디바이스와 같은 하나 이상의 각종 컴퓨터-판독가능한 매체의 단일 또는 다수 부분으로서 제공될 수 있다.
본 발명의 태양에 의하면, 메모리(434)는 프로세서(432)에 의해 실행될 때 프로세서가 연산을 수행하게 하는 명령어를 저장할 수 있다. 예를 들면, 명령어는 프로세서(432)가 본 발명의 예시적 실시예에 따라 애블레이션 패턴의 점진적 계산을 구현하도록 연산을 수행하게 할 수 있다.
하나의 특정 구현에 있어서, 컴퓨터 제어 시스템(430)은 복수의 직접 주소 커맨드를 사용하여 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 비드의 애블레이션을 제어할 수 있다. 직접 주소 커맨드는 타이어의 비드 상의 특정 각도 위치 또는 "주소"에서의 이산 애블레이션 세그먼트에 대한 동작 파라미터를 특정할 수 있다. 더 구체적으로, 소망의 애블레이션 패턴은 복수의 이산 애블레이션 세그먼트로 나뉠 수 있다. 이들 애블레이션 세그먼트는 애블레이션 디바이스에 의해 증분 방식으로 제거될 총 애블레이션 패턴의 작은 부분을 표현한다. 직접 주소 커맨드는 소망 애블레이션 패턴을 달성하도록 복수의 이산 애블레이션 세그먼트에 대한 위치 및 다른 파라미터를 특정한다. 하나 이상의 애블레이션 패턴으로부터 직접 주소 커맨드를 결정하기 위한 예시적 기술은, 본 발명의 양수인에게 공동 양도되고 침고로 본 명세서에 편입되는, PCT/US11/66699에 개시되어 있다.
특정 예에 있어서, 애블레이션 세그먼트는 특정된 트랙을 따라 애블레이션 깊이를 그러한 깊이를 표현하는 달라지는-톤 그래픽 이미지(예를 들어, 컬러 또는 그레이스케일 변화를 가짐)에 상관시키는 비트맵 이미지와 연관될 수 있다. 그러한 달라지는-톤 이미지는 타이어의 비드 상의 특정 각도 위치에서 소망 애블레이션 깊이를 산출하도록 애블레이션 디바이스의 소프트웨어 제어에 의해 해석될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일부 특정 실시예에 따라 레이저에 의해 수행될 수 있는 특정 이산 애블레이션 세그먼트(800)에 대한 예시적 그레이스케일 비트맵 이미지를 도시하고 있다. 그러한 애블레이션 세그먼트에 있어서, 더 밝은 그레이스케일 톤을 표현하는 더 낮은 점 밀도는 더 작은 애블레이션 깊이에 대응하고 더 어두운 그레이스케일 톤을 표현하는 더 높은 점 밀도는 더 큰 애블레이션 깊이에 대응한다.
도 6은 도 5의 점/그레이스케일 이미지에 의해 표현되는 애블레이션 깊이의 그래픽 예를 제공한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 가장 어두운 그레이스케일 톤을 표현하는 가장 높은 점 밀도는, 이미지의 가장 어두운 부분이 비트맵 이미지의 상부로부터 하부로 수직 범위의 중간 주위에 일어나게 되도록, 1mm의 애블레이션 깊이에 대응한다. 도 6에서의 대응하는 그래프는 횡좌표를 따라 비트맵 이미지의 수직 위치를 종좌표를 따라 (예를 들어, mm로) 애블레이션 깊이를 플롯팅하고 있다. 도시된 바와 같이, 애블레이션 깊이에서의 변동은 날카로운 대비되는 영역이 아니라 일반적으로 매끄러운 과도 곡선을 따른다.
도 7은 다수의 애블레이션 세그먼트(800)가 비드 표면을 따라 어떻게 트랜스포징될 수 있는지를 일반적으로 예시하고 있다. 단일 로우의 애블레이션 세그먼트만이 타이어 비드를 따라 예시되어 있기는 하지만, 다수 로우 및 칼럼의 그러한 애블레이션 패턴이 소망 애블레이션 패턴을 달성하도록 존재할 수 있음을 인식하여야 한다. 애블레이션 세그먼트의 그러한 그룹화는 또한 타이어 비드를 따라 하나보다 많은 트랙/영역에 상관될 수 있다. 예를 들어, 하나의 세트의 애블레이션 세그먼트는 타이어 비드 시트 구역을 따라 트랙에 대해 결정된 애블레이션 패턴으로부터 변환될 수 있는 한편, 다른 하나의 세트의 애블레이션 세그먼트는 하위 플랜지 구역을 따라 트랙에 대해 결정된 애블레이션 패턴으로부터 변환될 수 있는 한편, 또 다른 하나의 세트의 애블레이션 세그먼트는 상위 플랜지 구역을 따라 트랙에 대해 결정된 애블레이션 패턴으로부터 변환될 수 있다.
하나 이상의 균일성 파라미터를 정정하기 위한 예시적 방법
도 8은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 예시적 방법(100)을 묘사하고 있다. 도 8이 예시 및 논의의 목적으로 특정 순서로 수행된 단계를 묘사하고 있기는 하지만, 여기서 논의된 방법은 어떠한 특정 순서 또는 배열로도 한정되지 않는다. 당업자는, 본 명세서에서 제공되는 개시를 사용하여, 여기서 개시된 방법 중 어느 것의 다양한 단계가 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 방식으로 생략, 재배열, 조합, 확장 및/또는 적응될 수 있음을 인식할 것이다.
(102)에서, 방법은 균일성 정정을 위해 관심 있는 파라미터를 식별하는 단계를 포함하여, 선택사항으로서 그 파라미터는 관심 있는 하나 이상의 고조파를 포함할 수 있다. 타이어 균일성 파라미터는 일반적으로 (방사상 런 아웃(radial run out: RRO) 및 측방 런 아웃(lateral run out: LRO)과 같은) 차원 또는 기하 변동과 더불어 (방사상 힘 변동, 측방 힘 변동 및 접선방향 힘 변동과 같은) 구르는 힘 변동도 그리고 국한되는 것은 아니지만 질량 분산, 코니시티(conicity), 플라이 스티어(ply steer) 등을 포함하는 다른 파라미터도 포함할 수 있다. 본 발명이 예시 및 논의의 목적으로 측방 힘 변동 및 방사상 힘 변동의 정정에 그 논의의 초점을 맞출 것이기는 하지만, 당업자는, 본 명세서에서 제공되는 개시를 사용하여, 다른 특정 균일성 특성의 정정이 개시된 기술에 따라 가능할 수 있음을 인식하여야 한다.
도 1을 계속 참조하면, (102)에서 방법은 또한 관심 있는 각각의 식별된 균일성 파라미터에 대해 어느 고조파를 정정할지의 식별을 선택사항으로서 관여시킬 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 선택된 식별된 고조파(예를 들어, 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 고조파)의 정정이 관심 있는 파라미터(들)에 대해 소망될 수 있다. 다른 실시예에 있어서는, 균일성 파라미터(들)의, 완전 사이클릭, 또는 복합 파형을 고려함으로써 모든 고조파의 정정이 소망될 수 있다.
어느 균일성 특성을 정정할지의 식별은 제조된 타이어 상에 수행되는 균일성 시험의 결과에 의해 부분적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 경화된 타이어는 타이어가 고객에게 타이어를 배달하기 위한 어떤 미리 결정된 수용가능한 범위 내에 드는 방사상 및/또는 측방 힘 변동(및/또는 다른 특성)을 갖는지 결정하도록 시험될 수 있다. 아니라면, 본 발명의 태양에 따른 예시적 균일성 정정 기술에 따라 타이어의 균일성 특성을 정정하는 것이 가능할 수 있다.
예를 들어, 도 9는 타이어의 균일성 시험으로부터 식별될 수 있는 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 측방 힘 변동("LFV1")의 예시적 제1 고조파의 벡터 표현을 극좌표에서 플롯팅하고 있다. 벡터(200)는 타이어의 시계방향 회전에 대한 LFV1과 연관된다. 벡터(200)는 시계방향 회전에 대한 LFV1의 피크-대-피크 진폭과 같은 크기, 및 참조 포인트(예를 들어, 바코드)와 최대 측방 힘 변동 기여 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다. 벡터(210)는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 LFV1과 연관된다. 벡터(210)는 반시계방향 회전에 대한 LFV1의 피크-대-피크 진폭과 같은 크기, 및 참조 포인트와 최대 측방 힘 변동 기여 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다. 벡터(200) 또는 벡터(210) 중 어느 하나의 크기가 미리 결정된 임계치를 초과하면, 본 발명의 예시적 태양에 따른 균일성 정정 기술이 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LFV1을 정정하도록 사용될 수 있다.
도 8을 다시 참조하면 (104)에서, 방법은 식별된 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 타이어 재료의 선택적 제거를 위해 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙을 식별하는 단계를 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이, 균일성 파라미터의 선택된 고조파를 포함하는, 선택된 균일성 파라미터의 크기는 타이어의 비드 부분 내 하나 이상의 트랙을 따라 재료를 선택적으로 제거함으로써 감축될 수 있다. (104)에서, 방법은, 타이어의 상위 플랜지 구역 내 적어도 하나의 트랙, 타이어의 하위 플랜지 구역 내 적어도 하나의 트랙, 및 타이어의 비드 시트 구역 내 적어도 하나의 트랙을 포함하는, 타이어의 비드 부분을 따라 재료의 선택적 제거를 위해 복수의 트랙을 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 도 2는 타이어(50)의 비드를 따라 상위 플랜지 구역(59), 하위 플랜지 구역(57) 및 비드 시트 구역(56)의 위치를 묘사하고 있다.
다시 도 8을 참조하면 (106)에서, 방법은 타이어의 비드를 따라 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하는 단계를 포함한다. 애블레이션 순서는 애블레이션 패턴이 복수의 트랙에 대해 결정(즉, 계산)되는 순서를 정의한다. 본 발명의 특정 태양에 의하면, 애블레이션 순서는 애블레이션 패턴이 덜 민감한 트랙에 대해 계산되기 전에 더 민감한 트랙에 대해 애블레이션 패턴이 계산되도록 트랙과 연관된 감도에 기반하여 트랙의 순위를 정한다.
도 10은 본 발명의 예시적 실시예에 따라 복수의 식별된 트랙에 대한 감도 데이터에 기반하여 애블레이션 순서를 결정하기 위한 예시적 분석 방법(120)을 묘사하고 있다. (122)에서, 방법은 어느 세트의 복수의 타이어 상의 복수의 트랙에 대해 감도 측정을 수행하는 단계를 포함한다. 감도 측정은 애블레이션의 설정된 최대 깊이에서 단일 특정 파라미터 및 고조파를 정정하기 위해 특정 트랙을 따라 애블레이션 패턴을 구현하는 것으로부터 힘에서 얼마나 많은 변화가 초래될지 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1mm 최대 깊이를 갖는 애블레이션 패턴이 LFV1을 정정하도록 미리 결정된 애블레이션 패턴(예를 들어, 정현 곡선)에 따라 애블레이팅되고, 이 정정에 기반하여 힘에서의 변화가 결정된다. (kg으로) 힘에서의 이러한 변화는 kg/mm의 감도 레벨에 대응한다.
감도 측정은, 5개 이상의 타이어와 같은, 일 세트의 다수 타이어에 걸쳐 복수의 트랙의 각각에 대해 수행될 수 있다. 이들 감도 측정은 복수의 트랙의 각각에 대한 감도 데이터를 취득하도록 다양한 분석적 기술을 사용하여 분석될 수 있다. 예를 들면, 도 10의 (124)에서, 감도 벡터는 감도 측정에 기반하여 타이어에 대한 복수의 트랙의 각각에 대해 결정된다. 감도 벡터는 타이어의 특정 균일성 파라미터에 대한 특정된 최대 깊이(예를 들어, 1mm)를 갖는 애블레이션 패턴의 균일성 효과의 크기 및 방위각을 표현한다.
예를 들어, 도 11은, 상위 플랜지 트랙에 대한 감도 벡터(222), 하위 플랜지 트랙에 대한 감도 벡터(224), 및 비드 시트 트랙에 대한 감도 벡터(226)를 포함하는, 복수의 트랙에 대해 타이어의 시계방향 회전에 대한 LFV1과 연관된 감도 벡터를 극좌표에서 플롯팅하고 있다. 도 12는, 상위 플랜지 트랙에 대한 감도 벡터(232), 하위 플랜지 트랙에 대한 감도 벡터(234), 및 비드 시트 트랙에 대한 감도 벡터(236)를 포함하는, 복수의 트랙에 대해 타이어의 반시계방향 회전에 대한 LFV1과 연관된 감도 벡터를 극좌표에서 플롯팅하고 있다. 벡터(222, 224, 226, 232, 234, 236)의 각각은 측방향에 대한 1mm의 애블레이션 깊이를 갖는 애블레이션 패턴의 효과의 피크-대-피크 진폭과 같은 크기, 및 참조 포인트와 최대 측방 힘 변동 기여 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다. 도 11 및 도 12에 묘사된 바와 같이, 감도 벡터(232)는 타이어의 측방 힘 변동에 관하여 상위 플랜지 트랙이 가장 민감함(예를 들어, 가장 큰 크기를 가짐)을 나타낸다. 벡터(226, 236)는 비드 시트 트랙이 다음으로 가장 민감한 트랙임을 나타낸다. 벡터(224, 234)는 하위 플랜지 트랙이 가장 덜 민감한 트랙임을 나타낸다.
도 10의 (126)에서, 트랙은 감도 벡터의 크기에 기반하여 순위가 정해진다. 예를 들면, 가장 높은 크기를 갖는 감도 벡터를 갖는 트랙은 애블레이션 순서의 시작시 제공될 수 있다. 가장 낮은 크기를 갖는 감도 벡터를 갖는 트랙은 애블레이션 순서의 끝에 제공될 수 있다. 도 11 및 도 12의 예를 참조하면, 애블레이션 순서는 감도 벡터(222, 224, 226, 232, 234, 236)의 크기에 기반하여 이하의 트랙 순서를 포함할 수 있다:
(1) 상위 플랜지 트랙;
(2) 비드 시트 트랙;
(3) 하위 플랜지 트랙.
아래에 더 상세히 설명될 바와 같이, 이러한 애블레이션 순서는 애블레이션 패턴이 트랙에 대해 점진적으로 계산되는 순서를 정의할 것이다. 분석적 기술을 사용하여 애블레이션 순서를 식별함으로써, 복수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 계산하는 수치적 부담이 감축되어, 더 빠른 컴퓨터 처리 시간의 결과를 가져올 수 있다.
다시 도 8을 참조하면 (106)에서, 방법은 식별된 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을, 예를 들면 컴퓨팅 디바이스로, 점진적으로 결정하는 단계를 포함한다. 더 구체적으로, 하나 이상의 애블레이션 패턴은 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 점진적으로 결정될 수 있다. 점진적 기법은 복수의 스테이지를 포함할 수 있으며, 각각의 스테이지는 애블레이션을 위한 복수의 식별된 트랙 중 하나에 대응한다.
점진적 기법에 따라 애블레이션 패턴의 점진적 계산은 한 번에 단일 트랙에 대한 단일 애블레이션 패턴을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 점진적 기법에서의 각각의 스테이지에 대하여, 애블레이션 순서로부터 선택된 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 계산될 수 있다. 단일 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 계산된 후에, 단일 애블레이션 패턴의 효과가 단일 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 남아있는 균일성 파라미터를 추정하는데 사용될 수 있다. 추정된 균일성 파라미터 크기의 크기가 미리 결정된 임계치 아래로 떨어지면, 방법은 점진적 기법을 빠져나갈 수 있다. 그렇지 않으면, 방법은 점진적 기법의 다음 스테이지로 진행하여 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래로 떨어질 때까지 이러한 프로세스가 반복된다. 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 계산하는 예시적 방법이 아래에서 도 13을 참조하여 상세히 논의될 것이다.
(110)에서, 방법은 계산된 애블레이션 패턴을 구현하기 위한 직접 주소 커맨드를 결정하는 단계를 선택사항으로서 포함할 수 있다. 직접 주소 커맨드는 타이어의 비드 상의 특정 각도 위치 또는 주소에서의 이산 애블레이션 세그먼트에 대한 동작 파라미터를 특정할 수 있다. 하나 이상의 애블레이션 패턴으로부터 직접 주소 커맨드를 결정하기 위한 예시적 기술은 본 발명의 양수인에게 공동 양도되고 침고로 본 명세서에 편입되는 PCT/US11/66699에 개시되어 있다.
도 8의 (112)에서는, 하나 이상의 특정된 트랙/영역에서 타이어 재료의 선택적 제거가 계산된 애블레이션 패턴에 따라 성취된다. 예를 들면, 레이저 애블레이션 디바이스는 타이어의 하나 이상의 비드의 하나 이상의 트랙을 따라 애블레이션을 달성하도록 고정된 위치에 유지되는 타이어에 대해 회전될 수 있다. 레이저 애블레이션은 그것이 정밀한 제어로 제거 깊이 및 영역을 성취할 수 있기 때문에 선호되는 제거 기술로서 채용될 수 있다. 국한되는 것은 아니지만 연삭, 모래 분사, 물 분사 제거 등과 같이 다른 고무 제거 기술이 레이저 애블레이션과 동일한 정밀 레벨을 달성하도록 구현될 수 있는 한도에서는, 본 주제 사항은 그러한 대안의 제거 기술도 채용할 수 있다.
하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하기 위한 예시적 방법
도 13은 본 발명의 일례의 실시예에 따라 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 계산하기 위한 일례의 방법(130)의 순서도를 묘사하고 있다. (132)에서, 제1 트랙이 애블레이션 순서로부터 선택된다. 제1 트랙은 점진적 기법의 제1 스테이지와 연관될 수 있다. 바람직하게는, 가장 민감한 트랙이 제1 트랙으로서 애블레이션 순서로부터 선택된다. 예를 들면, 도 11 및 도 12의 감도 벡터로부터 결정된 예시적 애블레이션 순서를 참조하면, 상위 플랜지 트랙이 점진적 기법의 제1 스테이지에 대해 제1 트랙으로서 선택될 수 있다.
(134)에서, 제1 애블레이션 패턴은 식별된 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 제1 트랙에 대해 계산될 수 있다. 제1 애블레이션 패턴은 어떠한 적합한 기술이라도 사용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 식별된 균일성 파라미터가 측방 힘 변동의 선택된 고조파이면, 제1 애블레이션 패턴은 아래에 더 상세히 논의될 바와 같이 비-선형 해법기를 사용하여 계산될 수 있다. 제1 애블레이션 패턴은 타이어에 대한 균일성 파라미터에 대해 제1 균일성 효과를 가질 것이다.
제1 트랙에 대한 애블레이션 패턴이 계산되고 나면, 추정된 균일성 파라미터 크기는 제1 애블레이션 패턴의 제1 균일성 효과에 기반하여 결정될 수 있다(136). 추정된 균일성 파라미터 크기는 제1 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 제1 트랙으로부터 재료를 선택적으로 제거한 후에 타이어에 대해 남아있는 균일성 파라미터 크기의 추정 또는 예측을 제공한다.
(138)에서, 추정된 균일성 파라미터 크기는 미리 결정된 임계치에 비교될 수 있다. 미리 결정된 임계치는 바라는 대로 어떠한 값으로라도 설정될 수 있다. 바람직하게는, 미리 결정된 임계값은 타이어에 대한 균일성 파라미터에 대한 톨러런스로 또는 그 아래로 설정된다. 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래이면, 점진적 기법은 종료될 수 있고 애블레이션 패턴은 (142)에 나타난 바와 같이 계산된 애블레이션 패턴을 직접 주소 루틴에 넘겨줄 수 있다. 그렇지 않으면, 추가적 애블레이션 패턴이 타이어에서 균일성 파라미터를 정정하도록 계산될 필요가 있다. 이러한 경우에 있어서, 점진적 기법은 애블레이션 순서 내 특정된 다음 트랙을 선택함으로써 다음 스테이지로 진행한다(140).
더 구체적으로, 제2 트랙은 점진적 기법의 제2 스테이지에 대해 애블레이션 순서로부터 선택될 수 있다. 제2 트랙은 제1 트랙보다 덜 민감할 수 있다. 예를 들면, 도 11 및 도 12의 감도 벡터로부터 결정된 예시적 애블레이션 순서를 참조하면, 비드 시트 트랙이 점진적 기법의 제2 스테이지에 대해 제2 트랙으로서 선택될 수 있다.
제2 트랙이 선택된 후에, 애블레이션 패턴을 계산하는 단계(134) 및 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 추정된 균일성 파라미터 크기를 결정하는 단계(136)의 프로세스가 반복된다. 구체적으로, 제2 애블레이션 패턴은 식별된 균일성 파라미터의 크기를 감축하도록 제1 트랙에 대해 계산될 수 있다. 제2 애블레이션 패턴은 타이어에 대한 균일성 파라미터에 대해 제2 균일성 효과를 가질 수 있다. 추정된 균일성 파라미터 크기는 새로운 추정된 균일성 파라미터 크기를 획득하도록 제2 애블레이션 패턴의 제2 균일성 효과에 기반하여 조절될 수 있다. 새로운 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래이면, 점진적 기법은 종료될 수 있고 애블레이션 패턴은 (142)에 나타난 바와 같이 제1 및 제2 애블레이션 패턴을 직접 주소 루틴에 넘겨줄 수 있다. 그렇지 않으면, 더 추가적 애블레이션 패턴이 타이어에서 균일성 파라미터를 정정하도록 계산될 필요가 있다.
따라서, 점진적 기법은 애블레이션 순서 내 특정된 제3 트랙에 대해 애블레이션 패턴을 계산하는 단계(134) 및 추정된 균일성 패턴을 결정하는 단계(136)의 프로세스가 또다시 반복되는 제3 스테이지로 진행할 수 있다. 애블레이션 패턴은 추정된 균일성 파라미터 크기가 임계치 아래로 감축될 때까지 또는 애블레이션 트랙이 애블레이션 순서 내 특정된 모든 트랙에 대해 계산될 때까지 이러한 방식으로 점진적으로 결정될 수 있다.
애블레이션 패턴의 예시적 계산
측방 힘 변동("LFV1")의 제1 고조파를 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 계산하기 위한 하나의 예시적 기술이 이제 상세히 논의될 것이다. 예시적 기술은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LFV1을 감축하도록 애블레이션 패턴에 대해 계산할 수 있다. 본 예가 예시 및 논의의 목적으로 LFV1을 참조하여 논의될 것이기는 하지만, 본 명세서에서 개시되는 기술은, 측방 힘 변동의 다른 선택된 고조파와 같은, 다른 균일성 파라미터에 적합하다. 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 특정 트랙에 대한 복소 측방 힘 변동 감도가 주어지면, 이하의 등식이 적용된다:
Figure 112015061903368-pct00001
Gain CW . re 는 타이어의 시계방향 회전에 대한 LFV1에 대해 트랙에 대한 감도 벡터의 실수 성분(예를 들어, 데카르트 표현에서 x-성분)이고, Gain CW . im 는 허수 성분(예를 들어, 데카르트 표현에서 y-성분)이다. Gain CCW . re 는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 LFV1에 대해 트랙에 대한 감도 벡터의 실수 성분이고, Gain CCW . im 는 허수 성분이다. Gain CW . re , Gain CW . im , Gain CCW . re , 및 Gain CCW . im 은 위에서 논의된 바와 같이 트랙에 대한 감도 측정으로부터 분석적으로 결정될 수 있다.
Effect CW . re 는 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 시계방향 회전에 대한 LFV1에 대한 균일성 효과를 표현하는 균일성 효과 벡터의 실수 성분이고 Effect CW . im 는 허수 성분이다. Effect CCW . re 는 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 반시계방향 회전에 대한 LFV1에 대한 균일성 효과를 표현하는 균일성 효과 벡터의 실수 성분이고 Effect CCW.im 는 허수 성분이다.
A 및 B는 애블레이션 패턴과 연관된 실수 및 허수 계수이다. 애블레이션 패턴을 표현하는 벡터는 계수(A, B)로부터 다음과 같이 결정될 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00002
MAG는 애블레이션 패턴 벡터의 크기이고 AZI는 참조 포인트와 애블레이션 패턴의 최대 깊이 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각이다. 이러한 애블레이션 패턴 벡터에 대응하는 애블레이션 패턴은 방위각에서 일어나는 피크를 갖는 벡터의 크기와 같은 피크 대 피크 진폭을 갖는 정현 곡선일 수 있다. 특정 구현에 있어서, 파라미터(A, B)와 연관된 애블레이션 패턴은 타이어의 다른 비드에 대해 180°만큼 오프셋되어 있을 수 있다.
애블레이션 패턴은 계수(A, B)에 대해 풀음으로써 계산될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 계수(A, B)는 소망 시계방향 및 반시계방향 균일성 효과(Effect CW . re , Effect CW.im , Effect CCW . re , 및 Effect CCW . im )를 선택함으로써 직접 결정되지는 않는다. 오히려, 계수(A, B)는 비-선형 해법기를 사용하여 간접적으로 결정된다. 비-선형 해법기는, 비용 함수를 최소화함으로써, 계수(A, B), 및 그리하여 애블레이션 패턴을 계산할 수 있다. 비용 함수는 비-선형 해법기가 균일성 파라미터에 대해 가장 큰 효과를 갖는 애블레이션 패턴을 식별하게 되도록 애블레이션 패턴으로부터 초래되는, 추정된 균일성 파라미터 크기와 연관된 항, 이 경우에는 LFV1을 포함할 수 있거나 그에 기반할 수 있다.
더 구체적으로, 이하의 등식은 애블레이션 패턴의 효과를 타이어에 대한 현존 LFV1에 가산함으로써 타이어에 대한 새로운 추정된 LFV1을 위해 제공된다:
Figure 112015061903368-pct00003
New CW . re 는 타이어의 시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현하는 추정된 균일성 파라미터 벡터의 실수 성분이고, New CW . im 는 허수 성분이다. New CCW . re 는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현하는 추정된 균일성 파라미터 벡터의 실수 성분이고, New CCW . im 는 허수 성분이다.
Orig CW . re 는 타이어의 시계방향 회전에 대한 원래(즉, 트랙의 애블레이션 전) LFV1을 표현하는 벡터의 실수 성분이고, Orig CW . im 는 허수 성분이다. Orig CCW . re 는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 원래(즉, 트랙의 애블레이션 전) LFV1을 표현하는 벡터의 실수 성분이고, Orig CCW . im 는 허수 성분이다.
타이어의 시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현하는 추정된 균일성 파라미터 벡터를 표현하는 벡터의 크기는 다음에 의해 제공될 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00004
유사하게, 타이어의 반시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현하는 추정된 균일성 파라미터 벡터를 표현하는 벡터의 크기는 다음에 의해 제공될 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00005
타이어에 대한 추정된 LFV1은 다음과 같이 반시계방향 회전에 대한 LFV1 및 시계방향 회전에 대한 LFV1의 크기 중 최대치라고 결정될 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00006
비-선형 해법기는 NewLFV1과 연관된 항을 포함하는 비용 값을 최소화함으로써 계수(A, B)에 대해 풀 수 있다. 하나의 예시적 비용(Cost) 함수는 다음과 같이 제공된다:
Figure 112015061903368-pct00007
여기서 Limit은 LFV1에 대한 미리 결정된 임계치이고 δ 1 은 최소치가 미리 결정된 임계치 아래에 있도록 미리 결정된 임계치로부터 빠지는 오프셋이다. 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다른 적합한 비용 함수가 사용될 수 있다. 비-선형 해법기는 어림 짐작으로 시작하여 그 후 비용 함수의 최소치를 찾아내도록 다양한 접근법으로 진행함으로써 A 및 B에 대해 풀 수 있다. 실증된 바와 같이, 한 번에 단 하나의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 계산하는 것은 한 번에 2개의 파라미터의 결정을 요구할 뿐이다. 이것은, 예를 들면, 3개의 트랙에 대한 6개의 파라미터의 결정을 요구할 수 있는 동시 접근법과 대조적이다. 결과로서, 애블레이션 패턴을 계산하도록 비-선형 해법기를 구현하기 위한 컴퓨터 처리 시간이 감축될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 의하면, 비-선형 해법기는 애블레이션 패턴을 계산함에 있어서 제약을 구현할 수 있다. 예를 들어, 비-선형 해법기는 비-선형 해법기에 의해 도달된 해법이 최대 허용된 애블레이션 깊이보다 더 많은 애블레이션을 요구하지 않게 되도록 애블레이션 깊이 제약(ablation depth constraint)을 구현할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 비-선형 해법기는 다음 식을 최소화함으로써 깊이 제약(Depth Constraint)을 구현할 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00008
여기서 Max _ Depth는 최대 허용된 애블레이션 깊이이고,
Figure 112015061903368-pct00009
이고, δ 2 는 애블레이션 깊이가 임계치 내에 머물도록 Max_Depth로부터 빠지는 오프셋이다. 비-선형 해법기는 또한 비용 함수의 항으로서 깊이 제약을 구현할 수 있다.
방사상 힘 변동(RFV)의 하나 이상의 고조파를 정정하기 위한 애블레이션 패턴은 유사한 방식으로 계산될 수 있다. 타이어의 반시계방향 및 시계방향 회전 양자에 대한 RFV는 타이어의 반시계방향 및 시계방향 회전 양자에 대한 RFV가 동일하다고 생각될 수 있도록 실질적으로 유사하다. 결과로서, 방사상 힘 변동의 하나 이상의 고조파를 정정하기 위한 애블레이션 패턴에 대한 계수(A, B)는 이하의 등식으로부터 직접 풀릴 수 있다:
Figure 112015061903368-pct00010
Gain RFV . re 는 RFV의 선택된 고조파에 대해 트랙에 대한 감도 벡터의 실수 성분이고 Gain RFV . im 는 허수 성분이다. Gain RFV . re 및 Gain RFV . im 은 위에서 논의된 바와 같이 트랙에 대한 감도 측정으로부터 분석적으로 결정될 수 있다. Effect RFV . re 는 RFV에 대해 선택된 고조파에 대한 균일성 효과를 표현하는 균일성 효과 벡터의 실수 성분이고 Effect RFV . im 는 허수 성분이다. Effect RFV . re 및 Effect RFV . im 는 RFV의 고조파에 반대하도록 선택된 균일성 효과 벡터와 연관된 선택된 값일 수 있다. 그리하여,계수(A,B)는 비-선형 해법기를 요구함이 없이 등식(14) 및 등식(15)으로부터 직접 풀릴 수 있다. 애블레이션 패턴은 계수(A,B)로부터 결정될 수 있고 애블레이션 패턴이 애블레이션 깊이 제약을 충족하였는지 결정될 수 있다. 아니라면,애블레이션 패턴의 진폭은 그것이 깊이 제약 내에 들도록 감축될 수 있다. 부가적 애블레이션 패턴이 방사상 힘 변동에 필요로 되는 어떠한 부가적 정정이라도 보상하도록 부가적 트랙에 대해 결정될 수 있다.
애블레이션 패턴의 점진적 결정을 사용하여 LFV1 의 정정의 예시적 벡터 표현
애블레이션 순서에 따라 애블레이션 패턴의 점진적 결정을 예시하기 위하여, 예시적 벡터 표현이 이제 제시될 것이다. 도 14 내지 도 16을 참조하여 논의되는 예는, 도 9에서의 벡터(200, 210)에 의해 표현되는 LFV1와 같은, 타이어에 대한 LFV1을 정정하는 것을 참조하여 논의될 것이다. 도 14 내지 도 16은 점진적 기법의 다양한 스테이지에서 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LFV1을 표현하는 극좌표에서의 벡터이다. 도 17은, 상위 플랜지 구역 트랙, 하위 플랜지 구역 트랙, 및 비드 시트 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 포함하는, 복수의 트랙에 대해 결정된 애블레이션 패턴의 벡터 표현을 극좌표에서 플롯팅하고 있다.
애블레이션 순서는 도 11 및 도 12에 묘사된 감도 벡터와 같은 감도 데이터에 기반할 수 있다. 이들 감도 벡터의 크기에 기반하여, 애블레이션 순서는 다음과 같을 수 있다:
(1) 상위 플랜지 트랙;
(2) 비드 시트 트랙;
(3) 하위 플랜지 트랙.
이제 도 14를 참조하면, 벡터(200)는 타이어의 시계방향 회전에 대한 원래 LFV1을 표현한다. 벡터(210)는 타이어의 반시계방향 회전과 연관된 원래 LFV1을 표현한다. 벡터(200, 210)의 크기를 감축하기 위하여, 제1 애블레이션 패턴이 애블레이션 순서 내 제1 트랙에 대해 계산될 수 있다. 이 예에서 제1 트랙은 상위 플랜지 트랙이다. 상위 플랜지 트랙에 대한 제1 애블레이션 패턴을 표현하는 벡터(330)가 도 17에 묘사되어 있다. 벡터(330)는 애블레이션 패턴의 피크 대 피크 진폭을 표현하는 크기, 및 참조 포인트와 애블레이션 패턴의 최대 깊이 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다.
도 14를 다시 참조하면, 제1 애블레이션 패턴은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 LFV1에 대한 제1 균일성 효과를 가질 수 있다. 이러한 균일성 효과는 벡터(302, 312)에 의해 표현될 수 있다. 구체적으로, 벡터(302)는 시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제1 애블레이션 패턴의 제1 균일성 효과를 표현한다. 벡터(312)는 반시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제1 애블레이션 패턴의 제1 균일성 효과를 표현한다. 점진적 기법에 의해, 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 추정된 LFV1은 제1 애블레이션 패턴의 제1 균일성 효과로부터 결정될 수 있다.
도 15는, 제1 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현하는 벡터(202)를 묘사하고 있다. 벡터(202)는 도 14의 벡터(200)와 벡터(302)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 다시 도 15를 참조하면, 벡터(212)는 제1 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 추정된 LFV1을 표현한다. 벡터(212)는 도 14의 벡터(210)와 벡터(312)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 도 15에 도시된 벡터(202, 212)의 크기가 미리 결정된 임계치 아래에 있지 않으면, 그때는 다른 트랙에 대한 추가적 애블레이션 패턴이 타이어에 대한 LFV1을 정정하도록 계산될 필요가 있다.
구체적으로, 제2 애블레이션 패턴은 벡터(202, 212)의 크기를 감축하도록 애블레이션 순서 내 제2 트랙에 대해 계산될 수 있다. 이 예에서 제2 트랙은 비드 시트 트랙이다. 비드 시트 트랙에 대한 제2 애블레이션 패턴을 표현하는 벡터(350)가 도 17에 묘사되어 있다. 벡터(350)는 애블레이션 패턴의 피크 대 피크 진폭을 표현하는 크기, 및 참조 포인트와 애블레이션 패턴의 최대 깊이 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다.
도 15를 다시 참조하면, 제2 애블레이션 패턴은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 LFV1에 대한 제2 균일성 효과를 가질 수 있다. 이러한 균일성 효과는 벡터(304, 314)에 의해 표현될 수 있다. 구체적으로, 벡터(304)는 시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제2 애블레이션 패턴의 제2 균일성 효과를 표현한다. 벡터(314)는 반시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제2 애블레이션 패턴의 제2 균일성 효과를 표현한다. 점진적 기법에 의해, 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 추정된 LFV1은 제2 애블레이션 패턴의 제2 균일성 효과에 기반하여 조절될 수 있다.
도 16은, 제2 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 시계방향 회전에 대한 조절된 추정된 LFV1을 표현하는 벡터(204)를 묘사하고 있다. 벡터(202)는 도 15의 벡터(202)와 벡터(304)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 다시 도 16을 참조하면, 벡터(214)는 제2 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 조절된 추정된 LFV1을 표현한다. 벡터(214)는 도 14의 벡터(212)와 벡터(314)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 도 16에 도시된 벡터(204, 214)의 크기가 미리 결정된 임계치 아래에 있지 않으면, 그때는 다른 트랙에 대한 추가적 애블레이션 패턴이 타이어에 대한 LFV1을 정정하도록 계산될 필요가 있다.
구체적으로, 제3 애블레이션 패턴은 벡터(204, 214)의 크기를 감축하도록 애블레이션 순서 내 제3 트랙, 이 예에서는 하위 플랜지 트랙에 대해 계산될 수 있다. 비드 시트 트랙에 대한 제3 애블레이션 패턴을 표현하는 벡터(340)가 도 17에 묘사되어 있다. 벡터(340)는 애블레이션 패턴의 피크 대 피크 진폭을 표현하는 크기, 및 참조 포인트와 애블레이션 패턴의 최대 깊이 포인트 간 각도 차이와 같은 방위각을 갖는다.
도 16을 다시 참조하면, 제3 애블레이션 패턴은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대해 LFV1에 대한 제3 균일성 효과를 가질 수 있다. 이러한 균일성 효과는 벡터(306, 316)에 의해 표현될 수 있다. 구체적으로, 벡터(306)는 시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제3 애블레이션 패턴의 제3 균일성 효과를 표현한다. 벡터(316)는 반시계방향 회전에 대해 LFV1에 대한 제2 애블레이션 패턴의 제2 균일성 효과를 표현한다. 점진적 기법에 의해, 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 추정된 LFV1은 제3 애블레이션 패턴의 제3 균일성 효과에 기반하여 더 조절될 수 있다.
도 16은, 제3 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 시계방향 회전에 대한 조절된 추정된 LFV1을 표현하는 벡터(206)를 묘사하고 있다. 벡터(206)는 벡터(204)와 벡터(306)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 벡터(216)는 제3 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 타이어의 반시계방향 회전에 대한 조절된 추정된 LFV1을 표현한다. 벡터(216)는 벡터(214)와 벡터(316)의 벡터 합으로서 결정될 수 있다. 벡터(206, 216)의 크기가 미리 결정된 임계치 아래로 떨어지면, 타이어의 균일성 파라미터를 정정하기 위한 추가적 애블레이션 패턴을 결정할 필요가 없다. 그 후 타이어 재료는 계산된 애블레이션 패턴에 따라 타이어의 비드를 따라 트랙으로부터 선택적으로 제거될 수 있다.
시뮬레이션 결과
본 발명의 개시된 실시예에 따라 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하는 이점을 더 잘 인식하기 위하여, 개시된 기술의 예시적 응용의 결과가 이제 제시될 것이다. 시뮬레이션은 아래 표 1에 제시된 바와 같이 기지의 LFV1 파라미터를 갖는 그리고 특정 타이어 구성을 갖는 10,000개의 타이어의 모집단에 대해 수행되었다:
Figure 112015061903368-pct00011
LFVCW은 타이어의 시계방향 회전에 대한 LFV1이다. LFVCCW은 타이어의 반시계방향 회전에 대한 LFV1이다. Theta는 LFVCW 및 LFVCCW에 대해 최대 측방 힘 기여와 연관된 방위각에서의 차이이다.
3개의 트랙 - 상위 플랜지 구역 내 하나, 하위 플랜지 구역 내 하나, 및 비드 시트 구역 내 하나 - 에 대한 애블레이션 순서는 특정 타이어 구성에 대한 기지의 감도를 사용하여 결정되었다. 시뮬레이션은, 3개의 다른 접근법, 즉, (1) 점진적 접근법, (2) 최적화 접근법, 및 (3) 분석적 접근법에 대하여, LFV1 정정에 대한 성공률, 애블레이션 패턴을 결정하기 위한 계산 시간, 및 타이어당 총 애블레이션을 결정하도록 수행되었다.
점진적 접근법은 본 발명의 예시적 태양에 따라 애블레이션 패턴의 예시적 점진적 계산을 사용하여 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LFV1을 정정하기 위한 하나 이상의 애블레이션 패턴을 결정하였다. 최적화 접근법은 각각의 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 동시에 결정함으로써 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LFV1을 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 결정하였다. 분석적 접근법은, 어느 것이 더 크든, 시계방향 또는 반시계방향 중 하나의 방향으로만 LFV1을 정정하기 위한 애블레이션 패턴을 결정하였다. 분석적 접근법은, 본 발명의 양수인에게 공동 양도되고 다목적으로 침고로 본 명세서에 편입되는, 미국 특허 출원 공개 공보 제2012/0095587호에 개시된 애블레이션 패턴의 계산과 유사한 접근법을 사용하였다.
아래 표 1은 분석적 접근법을 사용하여 타이어의 시계방향 또는 반시계방향 회전 중 하나의 회전에 대해서만 LVH1을 정정하도록 상위 플랜지 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 계산하기 위한 예시적 시뮬레이션 결과를 묘사하고 있다.
Figure 112015061903368-pct00012
LVD Mag Initial은 시계방향으로의 초기 LVH1을 가리킨다. LVI Mag Initial은 반시계방향으로의 초기 LVH1을 가리킨다. LVH1 Initial은 타이어에 대한 LVD Mag Initial과 LVI Mag Initial 중 더 큰 것을 가리킨다. HF Burn Mag은 계산된 애블레이션 패턴의 최대 애블레이션 깊이를 제공한다. HF Burn Azi는 계산된 애블레이션 패턴의 최대 애블레이션 깊이의 방위각 위치를 제공한다. LVD Mag Final은 계산된 애블레이션 패턴에 따라 애블레이션 후에 시계방향으로 추정된 LVH1을 가리킨다. LVI Mag Final은 애블레이션 패턴에 따라 애블레이션 후에 반시계방향으로 추정된 LVH1을 가리킨다. LVH1 Final은 LVD Mag Final과 LVI Mag Final 중 더 큰 것을 가리킨다.
표 2는 본 발명의 예시적 태양에 따른 점진적 접근법을 사용하여 타이어의 시계방향 또는 반시계방향 회전 양자에 대한 LVH1을 정정하도록 상위 플랜지 트랙에 대한 애블레이션 패턴을 계산하기 위한 예시적 시뮬레이션 결과를 묘사하고 있다.
Figure 112015061903368-pct00013
표 1 및 표 2에 의해 실증된 바와 같이, 점진적 애블레이션 접근법은 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 LVH1의 정정을 위해 제공될 수 있다. 점진적 접근법은 또한 LVH1 Final에서의 개선된 감축을 달성하였다.
도 18은 LFV1 한계(즉, LFV1에 대한 미리 결정된 임계치) 함수로서 정정 복구율을 플롯팅하는 시뮬레이션 결과를 묘사하고 있다. 도 18은 횡좌표를 따라 (킬로그램으로) LFV1 한계를 그리고 종좌표를 따라 (모집단 중 비율로서) 복구율을 플롯팅하고 있다. 다이아몬드 데이터 포인트(502)는 점진적 접근법과 연관된다. 정사각형 데이터 포인트(512)는 최적화 접근법과 연관된다. 삼각형 데이터 포인트(522)는 분석적 접근법과 연관된다. 도 18에 실증된 바와 같이, 최적화 접근법 및 분석적 접근법에 비해 점진적 접근법을 사용하여 증가하는 복구율이 획득되었다.
도 19는 LFV1 한계의 함수로서 계산 시간을 플롯팅하는 시뮬레이션 결과를 묘사하고 있다. 도 19는 횡좌표를 따라 (킬로그램으로) LFV1 한계를 그리고 종좌표를 따라 (초로) 계산 시간을 플롯팅하고 있다. 다이아몬드 데이터 포인트(504)는 점진적 접근법과 연관된다. 정사각형 데이터 포인트(514)는 최적화 접근법과 연관된다. 도 19에 실증된 바와 같이, 점진적 접근법에 대한 계산 시간이 최적화 접근법과 연관된 계산 시간에 비해 감축될 수 있다.
도 20은 LFV1 한계의 함수로서 총 애블레이션을 플롯팅하는 시뮬레이션 결과를 묘사하고 있다. 도 20은 횡좌표를 따라 (킬로그램으로) LFV1 한계를 그리고 종좌표를 따라 (밀리미터로) 총 애블레이션을 플롯팅하고 있다. 다이아몬드 데이터 포인트(506)는 점진적 접근법과 연관된다. 정사각형 데이터 포인트(516)는 최적화 접근법과 연관된다. 삼각형 데이터 포인트(526)는 분석적 접근법과 연관된다. 도 20에 실증된 바와 같이, 점진적 접근법에 대한 총 애블레이션이 최적화 접근법에 비해 감축되었다.
본 주제 사항이 그 특정 실시예에 관하여 상세히 설명되었기는 하지만, 당업자가, 전술한 것을 이해하게 될 때, 그러한 실시예에 대한 개조, 그 변형 및 그 균등물을 쉽게 산출할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 제한으로써라기보다는 예로써이고, 당해 개시는 당업자에게는 쉽게 명백할 바와 같이 본 주제 사항에 대한 그러한 수정, 변형 및/또는 부가의 포함을 막는 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 방법으로서,
    복수의 트랙에 대한 감도 데이터에 적어도 일부 기반하여 타이어의 비드를 따라 상기 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서(ablation order)를 결정하는 단계로서, 상기 애블레이션 순서는 상기 복수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴들이 계산되는 순서를 특정하고;
    상기 타이어에 대한 상기 균일성 파라미터의 상기 크기를 감축하도록 상기 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을, 컴퓨팅 디바이스로, 점진적으로 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 애블레이션 패턴에 따라 상기 타이어의 상기 비드로부터 재료를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴은 상기 애블레이션 순서에 의해 정의된 점진적 기법(progression scheme)에 따라 점진적으로 결정되고, 상기 점진적 기법은 하나 이상의 스테이지를 갖고, 상기 점진적 기법의 각각의 스테이지는 상기 애블레이션 순서에 의해 특정된 상기 복수의 트랙 중 하나와 연관되는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 점진적 기법의 상기 하나 이상의 스테이지의 각각에 대하여, 상기 방법은,
    상기 균일성 파라미터의 상기 크기를 감축하기 위한 애블레이션 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 추정된 균일성 파라미터 크기를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴은 상기 추정된 균일성 파라미터 크기가 기정의 임계치 아래로 떨어질 때까지 상기 점진적 기법에 따라 점진적으로 결정되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 트랙은 상기 비드의 상위 플랜지 구역 내 적어도 하나의 트랙, 상기 비드의 하위 플랜지 구역 내 적어도 하나의 트랙, 및 상기 비드의 비드 시트 구역(bead seat zone) 내 적어도 하나의 트랙을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하는 단계는,
    상기 복수의 트랙의 각각에 대한 감도 벡터를 식별하는 단계; 및
    상기 복수의 트랙의 각각에 대한 상기 감도 벡터의 크기에 기반하여 상기 복수의 트랙의 순위를 정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 감도 벡터는 복수의 타이어 상에 수행되는 감도 측정으로부터 결정되는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하는 단계는,
    상기 애블레이션 순서로부터 제1 트랙을 선택하는 단계;
    상기 타이어에 대한 상기 균일성 파라미터의 상기 크기를 감축하도록 상기 제1 트랙에 대한 제1 애블레이션 패턴으로서 상기 타이어에 대한 상기 균일성 파라미터에 대해 제1 균일성 효과를 갖는 상기 제1 애블레이션 패턴을 결정하는 단계;
    상기 제1 애블레이션 패턴의 상기 제1 균일성 효과에 기반하여 추정된 균일성 파라미터 크기를 결정하는 단계;
    상기 애블레이션 순서로부터 제2 트랙을 선택하는 단계; 및
    상기 추정된 균일성 파라미터 크기를 감축하도록 상기 제2 트랙에 대한 제2 애블레이션 패턴으로서 상기 타이어에 대한 상기 균일성 파라미터에 대해 제2 균일성 효과를 갖는 상기 제2 애블레이션 패턴을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 균일성 파라미터는 상기 타이어의 측방 힘 변동(lateral force variation)의 적어도 하나의 고조파를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴은 상기 타이어의 시계방향 및 반시계방향 회전 양자에 대한 측방 힘 변동의 상기 적어도 하나의 고조파를 정정하도록 계산되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴의 각각은 비-선형 해법기(solver)를 사용하여 계산되고, 상기 비-선형 해법기는 비용 함수를 최소화함으로써 상기 애블레이션 패턴을 계산하고, 상기 비용 함수는 계산된 상기 애블레이션 패턴으로부터 초래되는 측방 힘 변동의 적어도 하나의 추정된 고조파와 연관된 적어도 하나의 항을 갖는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비-선형 해법기는 상기 애블레이션 패턴을 계산함에 있어서 애블레이션 깊이 제약(ablation depth constraint)을 구현하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴에 따라 상기 타이어의 상기 비드로부터 재료를 선택적으로 제거하는 단계는 상기 타이어가 고정된 위치에 유지되어 있는 동안 상기 타이어 주위로 회전하도록 구성된 애블레이션 디바이스를 사용하여 상기 타이어로부터 재료를 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 균일성 파라미터는 저속 및 고속 방사상 힘 변동, 접선방향 힘 변동, 방사상 런 아웃(radial run out), 측방 런 아웃, 질량 분산, 코니시티(conicity) 및 플라이 스티어(ply steer) 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  15. 경화된 타이어에서 균일성 파라미터의 크기를 감축하기 위한 균일성 정정 시스템으로서,
    타이어가 고정되게 장착되도록 구성되는 타이어 고정물;
    상기 타이어 고정물 상에 장착된 타이어의 애블레이션을 제공하도록 구성된 애블레이션 디바이스로서, 상기 타이어의 애블레이션 동안 상기 타이어 둘레로 회전하도록 구성된 상기 애블레이션 디바이스; 및
    상기 타이어 고정물 및 상기 애블레이션 디바이스에 결합된 컴퓨터 제어 시스템을 포함하고, 상기 컴퓨터 제어 시스템은 복수의 트랙에 대한 감도 데이터에 적어도 일부 기반하여 상기 타이어의 비드를 따라 상기 복수의 트랙에 대한 애블레이션 순서를 결정하도록 구성되고, 상기 애블레이션 순서는 상기 복수의 트랙에 대한 애블레이션 패턴들이 계산되는 순서를 특정하고, 상기 컴퓨터 제어 시스템은 상기 타이어에 대한 상기 균일성 파라미터의 상기 크기를 감축하기 위해 상기 애블레이션 순서에 따라 하나 이상의 애블레이션 패턴을 점진적으로 결정하도록 구성되고, 상기 컴퓨터 제어 시스템은 타이어 재료가 상기 하나 이상의 애블레이션 패턴에 따라 상기 타이어의 적어도 하나의 비드로부터 선택적으로 제거되도록 상기 애블레이션 디바이스를 선택적으로 제어하도록 더 구성되는 균일성 정정 시스템.
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