KR101860202B1 - 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행 시험을 수행하는 도중에 타이어가 터지지 않도록 하는 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법에 관한 것으로서,
타이어 주행시험기가, 노면을 모사한 드라이브 휠(11)과; 시험용 타이어(10)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 시험용 타이어(10)를 드라이브 휠(11) 방향으로 이동시켜 상기 드라이브 휠(11)에 밀착시키는 타이어 이동부(12)와; 상기 시험용 타이어(10)가 드라이브 휠(11)에 밀착될 때의 접촉 하중을 측정하는 로드 셀(13)과; 상기 타이어 이동부(12)에 의한 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 측정하는 거리 센서(14)와; 상기 로드 셀(13)과 거리 센서(14)의 신호에 따라 상기 타이어 이동부(12)를 제어하며, 상기 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 기준으로 산출한 타이어의 실제 변형량이 설정 변형량을 초과하는 경우 상기 타이어 이동부(12)의 작동을 정지시키는 제어부(15);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법{Tire Test Machine with Safety Device and Control Method Thereof}

본 발명은 주행 시험을 수행하는 도중에 타이어가 터지지 않도록 하는 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 타이어의 변형량을 실시간으로 감지하여 설정 변형량에 도달하면 주행시험기가 자동으로 정지하여 타이어의 훼손을 방지하고 주행시험기의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어 주행시험기는 노면에 접촉되어 회전하는 타이어의 내구성 등을 측정하기 위한 것으로, 모터 등의 구동수단에 의해 회전하는 드라이브 휠에 회전 가능하게 설치된 시험용 타이어를 접촉시키면서 하중을 측정하는 방식으로 주행 시험을 실시하고 있다.

그런데, 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 너무 많이 이동시키면 시험용 타이어에 너무 큰 하중이 작용하여 시험용 타이어가 터지게 되고, 시험용 타이어의 림과 드라이브 휠이 충돌하면서 기계적 충격이 발생하여 주행시험기의 기계장치와 전계장에 악영향을 주게 되는 문제가 있다. 이에 따라 대부분의 타이어 주행시험기는 시험용 타이어의 초과 이동을 방지하여 시험용 타이어가 터지지 않도록 하는 안전장치가 설치되어 있다.

구체적으로 타이어 주행시험기는 타이어 사고시에 정지할 수 있도록 리미트 스위치에 명주실 등을 연결하고 회전할 시험용 타이어의 뒤쪽에 10~15㎜ 정도 떨어진 위치에 명주실을 팽팽하게 당겨 설치하고 있다. 이에 따라 위험 상황 발생시 명주실을 끊게 되면 리미트 스위치에 의해 주행시험기가 정지된다. 구체적으로, 시험용 타이어가 드라이브 휠에 접촉되어 회전하는 도중 시험용 타이어에 결함(접합 부위의 분리나 부풀어 오르는 현상 또는 고무가 뜯겨져 나가는 현상 등)이 발생하여 시험용 타이어가 바운싱을 일으키면서 회전하게 되면, 명주실을 끊어 리미트 스위치가 복원되면서 주행시험기가 정지되도록 하는 것이다.

또, 종래의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 시험용 타이어(50)가 접촉되는 노면을 모사하는 드라이브 휠(51)과, 상기 시험용 타이어(50)가 장착되며 시험용 타이어(50)를 드라이브 휠 방향으로 직선 이동시키는 타이어 이동부(52)와, 상기 시험용 타이어(50)가 드라이브 휠(51)에 접촉될 때의 하중을 측정하도록 상기 타이어 이동부(52)에 구비된 로드 셀(53)과, 상기 시험용 타이어(50)가 드라이브 휠 방향으로 이동할 때 설정 거리를 초과하여 이동하는 경우 상기 타이어 이동부(52)의 작동을 중지시켜 하는 시험용 타이어(50)의 초과 이동을 방지하는 백 리미트 스위치(54)와, 상기 타이어 이동부(52)에 설치되어 시험용 타이어(50)를 회전 가능하게 지지하는 축 부재와 상기 백 리미트 스위치(54)를 연결하는 로프나 사슬과 같은 연결수단(55)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 안전장치가 구비된 주행시험기는 시험용 타이어를 드라이브 휠에 접촉시켜 주행 시험을 수행할 때 시험용 타이어가 드라이브 휠 방향으로 과도하게 이동하는 경우 백 리미트 스위치가 이를 감지하여 타이어가 훼손되거나 드라이브 휠과 시험용 타이어의 림의 마찰로 인한 사고 발생을 방지하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 안전장치가 구비된 주행시험기는 시험용 타이어가 장착되는 타이어 이동부의 축 부재와 백 리미트 스위치가 로프나 사슬 등의 연결수단으로 연결되어 있어 전체 장비의 크기가 커질 수밖에 없고 연결수단에 다른 물체가 간섭을 일으킬 경우 안전장치가 작동하지 않을 수 있는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행 기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 타이어의 온도가 정상 동작시와 파괴시에 서로 다른 변화를 나타내는 점을 이용하여 온도센서와 연산기를 사용하여 타이어 각부위의 온도의 시간에 대한 2차미분계수를 구하여 상기 계수가 양수가 되는 경우에 구동모터를 작동시킴으로써, 타이어 파괴 초기에 이를 감지하고 타이어 파괴 초기 상태를 보존하는 타이어 주행시험기에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 타이어와 맞닿아 회전하는 타이어 테스트 드럼과, 상기 타이어의 휠에 결합되는 스핀들이 회전가능하게 결합되며 구동장치에 의하여 이동되어 타이어를 이동시키는 캐리어 테이블을 포함하여 구성되는 타이어 테스트기(TTM)의 타이어 버스트 감지장치에 있어서, 일단이 상기 타이어 휠의 림에 인접한 부분에 설치되고 타단은 타이어 폭방향으로 연장되는 몸체부와, 상기 몸체부의 타단부에 설치되며 몸체부와 림 사이 거리보다 큰 반경을 가진 스토퍼부로 구성되는 타이어 버스트 감지센서를 구비함으로써, 버스트 발생 시에 버스트 감지센서의 스토퍼부가 드럼과 먼저 접촉하여 림과 드럼의 충돌을 방지하여 타이어 테스트기의 손상을 방지할 수 있을 뿐 아니라 타이어의 거의 모든 부위의 버스트를 감지할 수 있으며, 타어어 버스트 발생시 캐리어 테이블 또는 유압실린더를 일관성 있게 제어할 수 있는, 타이어 테스트기의 타이어 버스트 감지장치에 대하여 기재하고 있다.

KR 10-1997-0059722 A KR 10-2005-0036376 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시험용 타이어에 대한 주행 시험 도중 시험용 타이어가 터지면서 유발하는 기계적 충격을 예방하여 주행시험기의 내구성능을 향상시킴은 물론 시험용 타이어의 훼손을 방지하여 위크 포인트(Week Point)를 분석하고 위크 포인트 개선을 통해 타이어의 품질 향상을 도모할 수 있도록 한, 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기는, 노면을 모사한 드라이브 휠과; 시험용 타이어가 회전 가능하게 장착되며, 상기 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 이동시켜 상기 드라이브 휠에 밀착시키는 타이어 이동부와; 상기 시험용 타이어가 드라이브 휠에 밀착될 때의 접촉 하중을 측정하는 로드 셀과; 상기 타이어 이동부에 의한 시험용 타이어의 이동 거리를 측정하는 거리 센서와; 상기 로드 셀과 거리 센서의 신호에 따라 상기 타이어 이동부를 제어하며, 상기 시험용 타이어의 이동 거리를 기준으로 산출한 타이어의 실제 변형량이 설정 변형량을 초과하는 경우 상기 타이어 이동부의 작동을 정지시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기에 따르면, 상기 거리 센서는 타이어 이동부의 하부에 설치되어 상기 시험용 타이어의 직선 이동 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법은, 타이어 이동부에 장착된 시험용 타이어를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시킨 후 거리 센서를 통해 시험용 타이어의 기준 이동 거리를 측정하는 제1단계와; 목표 제어 하중에 도달할 때까지 상기 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 더 이동시킨 후 상기 거리 센서를 통해 시험용 타이어의 추가 이동 거리를 측정하는 제2단계와; 상기 제1단계 및 제2단계에서 얻어진 시험용 타이어의 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어의 설정 변형량인 설정 DSH를 계산하는 제3단계와; 상기 시험용 타이어를 상기 제1단계의 위치까지 복귀시켰다가 다시 드라이브 휠 방향으로 이동시키면서 주행 시험을 실시하되, 일정 시간 간격으로 상기 시험용 타이어의 실제 이동 거리를 측정하여, 상기 제1단계에서 얻어진 시험용 타이어의 이동 거리와 실제 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어의 실제 변형량인 변화 DSH를 계산하는 제4단계와; 상기 설정 DSH와 변화 DSH를 대비하여 변화 DSH가 설정 DSH를 초과하면 상기 타이어 이동부의 작동을 정지시키고 시험을 종료하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법에 따르면, 상기 설정 DSH는 기준 이동거리에 대한 기준 이동거리와 추가 이동거리의 차이의 비로 나타나고, 상기 변화 DSH는 기준 이동거리에 대한 기준 이동거리와 실제 이동거리의 차이의 비로 나타나는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법은, 시험용 타이어에 대한 주행 시험을 하는 과정에서 시험용 타이어의 변형량을 거의 실시간으로 측정하여 시험용 타이어의 변화 DSH가 설정 DSH를 초과하면 타이어 이동부를 정지시킴으로써, 시험용 타이어가 터지기 전에 주행시험기가 자동 정지하여 시험용 타이어의 림과 드라이브 휠의 드럼이 부딪혀 발생할 수 있는 주행시험기의 고장을 예방하여 주행시험기의 내구성능이 향상되고 시험용 타이어가 훼손되지 않게 되어 위크 포인트(Week Point) 분석 및 위크 포인트 개선을 통해 타이어의 품질 향상을 도모할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 개략 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법이 도시된 순서도,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기는 도 2에 도시된 바와 같이, 노면을 모사한 드라이브 휠(11)과; 시험용 타이어(10)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 시험용 타이어(10)를 드라이브 휠(11) 방향으로 이동시켜 상기 드라이브 휠(11)에 밀착시키는 타이어 이동부(12)와; 상기 시험용 타이어(10)가 드라이브 휠(11)에 밀착될 때의 접촉 하중을 측정하는 로드 셀(13)과; 상기 타이어 이동부(12)에 의한 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 측정하는 거리 센서(14)와; 상기 로드 셀(13)과 거리 센서(14)의 신호에 따라 상기 타이어 이동부(12)를 제어하며, 상기 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 기준으로 산출한 타이어의 실제 변형량이 설정 변형량을 초과하는 경우 상기 타이어 이동부(12)의 작동을 정지시키는 제어부(15);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 거리 센서(14)는 타이어 이동부(12)의 하부에 설치되어 상기 시험용 타이어(10)의 직선 이동 거리를 측정하도록 구성된다.

한편, 상기한 타이어 주행시험기를 제어하기 위한 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 타이어 이동부(12)에 장착된 시험용 타이어(10)를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시킨 후 거리 센서(14)를 통해 시험용 타이어(10)의 기준 이동 거리를 측정하는 제1단계와; 목표 제어 하중에 도달할 때까지 상기 시험용 타이어(10)를 드라이브 휠 방향으로 더 이동시킨 후 상기 거리 센서(14)를 통해 시험용 타이어(10)의 추가 이동 거리를 측정하는 제2단계와; 상기 제1단계 및 제2단계에서 얻어진 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어(10)의 설정 변형량인 설정 DSH를 계산하는 제3단계와; 상기 시험용 타이어(10)를 상기 제1단계의 위치까지 복귀시켰다가 다시 드라이브 휠 방향으로 이동시키면서 주행 시험을 실시하되, 일정 시간 간격으로 상기 시험용 타이어(10)의 실제 이동 거리를 측정하여, 상기 제1단계에서 얻어진 시험용 타이어(10)의 이동 거리와 실제 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어(10)의 실제 변형량인 변화 DSH를 계산하는 제4단계와; 상기 설정 DSH와 변화 DSH를 대비하여 변화 DSH가 설정 DSH를 초과하면 상기 타이어 이동부(12)의 작동을 정지시키고 시험을 종료하는 제5단계;를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 설정 DSH는 기준 이동거리에 대한 기준 이동거리와 추가 이동거리의 차이의 비로 나타나고, 상기 변화 DSH는 기준 이동거리에 대한 기준 이동거리와 실제 이동거리의 차이의 비로 나타나며, 이를 수식으로 표현하면 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.

여기서, (1)은 시험용 타이어를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 이동거리, (2)는 시험용 타이어를 제어 하중에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 추가 이동거리를 의미한다.

여기서, (3)는 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 실제 이동거리를 의미한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기 및 그 제어방법은 타이어 주행시험시 시험용 타이어의 변형량을 거의 실시간으로 감지하여 타이어의 실제 변형량이 설정 변화량을 초과하는 경우 주행 시험기가 정지되도록 함으로써 시험용 타이어가 터지거나 주행 시험기가 파손되는 일이 발생하지 않도록 한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...시험용 타이어
11...드라이브 휠
12...타이어 이동부
13...로드 셀
14...거리 센서
15...제어부

Claims (4)

1. 노면을 모사한 드라이브 휠(11)과;
   시험용 타이어(10)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 시험용 타이어(10)를 드라이브 휠(11) 방향으로 이동시켜 상기 드라이브 휠(11)에 밀착시키는 타이어 이동부(12)와;
   상기 시험용 타이어(10)가 드라이브 휠(11)에 밀착될 때의 접촉 하중을 측정하는 로드 셀(13)과;
   상기 타이어 이동부(12)에 의한 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 측정하는 거리 센서(14)와;
   상기 로드 셀(13)과 거리 센서(14)의 신호에 따라 상기 타이어 이동부(12)를 제어하며, 상기 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 기준으로 산출한 타이어의 실제 변형량이 설정 변형량을 초과하는 경우 상기 타이어 이동부(12)의 작동을 정지시키는 제어부(15);를 포함하고,
   상기 거리 센서(14)는 타이어 이동부(12)의 하부에 설치되어 상기 시험용 타이어(10)의 직선 이동 거리를 측정하도록 되어 있고,
   상기 설정 변형량 DSH는 다음 식으로 계산되고,
   

   

   
   (여기서, 기준 이동거리(1)은 시험용 타이어를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 이동거리, 추가 이동거리(2)는 시험용 타이어를 제어 하중에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 추가 이동거리를 의미)
   상기 실제 변형량인 변화DSH는 다음 식으로 계산되는,
   

   

   
   (여기서, 실제 이동거리(3)은 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 실제 이동거리를 의미) 것을 특징으로 하는 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 따른 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법으로서,
   타이어 이동부(12)에 장착된 시험용 타이어(10)를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시킨 후 거리 센서(14)를 통해 시험용 타이어(10)의 기준 이동 거리를 측정하는 제1단계와;
   목표 제어 하중에 도달할 때까지 상기 시험용 타이어(10)를 드라이브 휠 방향으로 더 이동시킨 후 상기 거리 센서(14)를 통해 시험용 타이어(10)의 추가 이동 거리를 측정하는 제2단계와;
   상기 제1단계 및 제2단계에서 얻어진 시험용 타이어(10)의 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어(10)의 설정 변형량인 설정 DSH를 다음 식으로 계산하는 제3단계와;
   

   

   
   (여기서, 기준 이동거리(1)은 시험용 타이어를 접촉 하중이 30㎏에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 이동거리, 추가 이동거리(2)는 시험용 타이어를 제어 하중에 도달할 때까지 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 추가 이동거리를 의미)
   상기 시험용 타이어(10)를 상기 제1단계의 위치까지 복귀시켰다가 다시 드라이브 휠 방향으로 이동시키면서 주행 시험을 실시하되, 일정 시간 간격으로 상기 시험용 타이어(10)의 실제 이동 거리를 측정하여, 상기 제1단계에서 얻어진 시험용 타이어(10)의 이동 거리와 실제 이동 거리를 이용하여 시험용 타이어(10)의 실제 변형량인 변화 DSH를 다음 식으로 계산하는 제4단계와;
   

   

   
   (여기서, 실제 이동거리(3)은 시험용 타이어를 드라이브 휠 방향으로 이동시켰을 때의 실제 이동거리를 의미)
   상기 설정 DSH와 변화 DSH를 대비하여 변화 DSH가 설정 DSH를 초과하면 상기 타이어 이동부(12)의 작동을 정지시키고 시험을 종료하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전장치가 구비된 타이어 주행시험기의 제어방법.
4. 삭제

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