KR101998598B1 - 타이어 실내 마모 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 실내 마모 실험기에 관한 것으로서, 면사포체를 통해 실내 마모 실험기의 로드 드럼 표면 상에 다양한 형태의 실제 주행 도로의 노면을 모사할 수 있도록 함으로써, 모사 노면에 다른 제조 비용을 절감하고 마모 시험 조건에 따라 노면 조성의 수정이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

Description

타이어 실내 마모 시험기{indoor wear test machine of tire}

본 발명은 타이어 실내 마모 실험기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 마모 실험기의 로드 드럼 표면 상에 다양한 형태의 실제 주행 도로의 노면을 모사할 수 있도록 하는 타이어 실내 마모 실험기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 타이어의 마모 성능은 타이어의 수명을 결정하는 매우 중요한 인자로서, 이를 시험하기 위한 마모 평가는 다른 어떤 시험 항목에 비추어도 그 중요성이 떨어지지 않는다.

이러한 타이어의 마모 평가는 실차 마모시험과 실내 마모 시험으로 구분되고 있는데, 실차 평가의 경우 실제 사용자의 사용 조건을 다양하게 반영할 수 있어 타이어의 최종 평가 방법에서 필수적으로 사용되고 있다.

그런데, 실차 마모 시험은 테스트 비용이 많이 소요되고, 비교적 장기간의 시험 시간이 요구될 뿐 아니라 도로 상태 등 환경의 영향을 받을 수밖에 없어 재현성이 낮고 데이터 편차가 발생하는 문제점이 있다.

이에 따라 타이어의 성능 평가시 실차 마모 시험을 대신하여 변수 조절이 가능하도록 실내에서 마모시험을 수행하여 타이어 마모 특성을 분석할 수 있는 실내 마모 평가에 기대가 높아지고 있는 추세이다.

실내 마모 시험기는 일측에 시험 타이어를 회전 가능하게 설치하고, 외주면에 주행 노면을 모사한 로드 드럼을 시험기에 회전 가능하게 설치한 후, 상기 시험 타이어에 일정 하중을 가하면서 로드 드럼의 주행 노면에 밀착시켜 회전시킴으로써 시험 타이어의 마모 정도를 측정하였다.

그러나, 로드 드럼의 원주면 상에 모사된 주행 노면은 로드 드럼 상에 체결되는 두꺼운 금속 재질의 섹터 플레이트 외표면에 형성되는 표면 거칠기에 의해 결정된다.

한편, 로드 드럼이 회전하는 과정에서 원주 방향을 따라 배치되는 섹터 플레이트들의 무게 편차가 발생하는 경우 편심 회전 및 이에 따른 불필요한 진동이 발생하기 때문에 원주 방향을 따라 동일 형상을 갖는 즉, 같은 노면 조건을 갖도록 제작된 섹터 플레이트 만을 배치해야 하는 단점을 갖는다.

또한, 섹터 플레이트를 통해 더 많은 노면 조건을 모사하기 위해서는 더 많은 종류의 섹터 플레이트들이 구비해야 하는 단점을 갖는다.

대한민국 등록특허공보 제10-1414991호(등록일자 2014년06월27일) 일본 등록특허공보 제5889605허(등록일자 2016년02월26일)

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로드 드럼의 원주면 상에서 좀더 다양한 형태의 노면을 좀더 쉽고 다양하게 교체 구현할 수 있고, 노면을 모사하기 위한 섹터 플레이트들의 무게 편차를 줄여 로드 드럼의 원주 방향을 따라 서로 다른 형태의 노면 형태를 모사할 수 있도록 하는 타이어 실내 마모 실험기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 실내 마모 실험기는 노면이 모사된 로드 드럼의 외주면 상에 시험 타이어가 외접하며 가압된 상태로 회전시켜 시험 타이어의 마모 성능을 측정하는 타이어 실내 마모 실험기에 있어서, 상기 로드 드럼은 상기 시험 타이어가 외접하는 원주면을 이루도록 원주 방향을 따라 교체 가능하게 체결 고정되는 복수의 섹터 플레이트; 및 상기 각 섹터 플레이트들의 원호면 상에 시트 형태로 교체 가능하게 접착 고정되며, 상기 시험 타이어가 접하는 노면을 모사하도록 기설정된 표면 거칠기를 가지고 형성되는 복수의 면사포체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 섹터 플레이트들은 상기 로드 드럼의 원주 방향을 따라 서로 같은 하중을 가지고 형성되고, 상기 면사포체가 접착 고정되는 외측 원호면은 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 면사포체들은 상기 로드 드럼의 원주 방향을 따라 서도 동일하거나 또는 서로 다른 표면 거칠기를 가지고 형성될 수 있다.

또한, 상기 면사포체는 유연성을 가지는 시트 형태의 노면 베이스층; 상기 노면 베이스층 상에 뿌려져 입자 크기에 따라 노면 모사에 따른 거칠기 정도를 조절하는 미립자 덩어리; 상기 미립자 덩어리를 덮도록 도포되어 상기 미립자 덩어리를 상기 노면 베이스 상에 접착 고정하는 레진 코팅층; 및 상기 레진 코팅층 상에 도포되어 내구성을 향상시키기 위한 보강 코팅층;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 노면 베이스층은 페브릭 또는 종이 중에서 선택된 어느 하나 이상을 적층시켜 형성할 수 있다.

또한, 상기 미립자 덩어리는 연마재와 레진을 혼합하여 사출 성형 후, 입자 형태로 절단하여 형성할 수 있다. 여기서, 상기 연마제는 석영으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 미립자 덩어리의 입자 크기는 320㎛ 내지 800㎛ 범위 이내로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 보강 코팅층은 텅스텐, 티타늄, 알루미늄 재질 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 보강 코팅층은 80℃ 내지 120℃ 범위 내에서 플라즈마 코팅되어 형성될 수 있다.

상기한 본 발명의 타이어 실내 마모 실험기에 따르면, 면사포체를 통해 실내 마모 실험기의 로드 드럼 표면 상에 다양한 형태의 실제 주행 도로의 노면을 모사할 수 있도록 함으로써, 모사 노면에 다른 제조 비용을 절감하고 마모 시험 조건에 따라 노면 조성의 수정이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 실내 마모 실험기에 대한 주요부 사시도이다.
도 2는 도 1의 로드 드럼으로부터 섹터 플레이트 및 면사포체를 분리 도시한 부분 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 면사포체의 적층 상태를 도시한 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 실내 마모 실험기에 대한 주요부 사시도이고, 도 2는 도 1의 로드 드럼으로부터 섹터 플레이트 및 면사포체를 분리 도시한 부분 확대 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 타이어 실내 마모 실험기(1)는 노면이 모사된 로드 드럼(10)의 외주면 상에 시험 타이어(100)가 외접하며 가압된 상태로 회전시켜 시험 타이어의 마모 성능을 측정하도록 구성된다.

여기서, 로드 드럼(10)은 원통형의 드럼 본체(11)와, 상기 드럼 본체(11) 외주면 상에 구비되어 상기 시험 타이어(100)가 접하는 노면을 모사하도록 하는 복수의 섹터 플레이트(20) 및 면사포체(30)를 포함하여 구성된다.

섹터 플레이트(20)들은 상기 시험 타이어(100)가 외접하는 원주면을 이루도록 원주 방향을 따라 교체 가능하도록 나사 체결 고정되게 구성된다.

그리고, 면사포체(30)들은 상기 각 섹터 플레이트(20)들의 원호면 상에 시트 형태로 교체 가능하게 접착 고정되며, 상기 시험 타이어(100)가 접하는 노면을 모사하도록 기설정된 표면 거칠기를 갖도록 형성된다.

한편, 본 발명의 섹터 플레이트(20)들은 종래 로드 드럼(10)의 원주 상에서 노면의 형상을 모사하도록 하는 것이 아니라, 노면을 모사하는 면사포체(30)들을 로드 드럼(10)의 외주면 상에 고정하기 위한 중간 매개체로 사용된다.

따라서 섹터 플레이트(20)들은 상기 로드 드럼(10)의 원주 방향을 따라 회전중 편심 하중이 발생하지 않도록 서로 같은 하중을 가지고 형성되고, 상기 면사포체가 일정한 두께로 고르게 접착 고정되게 외측 원호면은 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서 섹터 플레이트(20)는 다양한 형태의 노면을 모사하기 위한 면사포체(30)들을 로드 드럼(10)의 외주면 상에 고정하기 위한 중간 매개체로 사용되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 섹터 플레이트를 사용하지 않고 노면을 모사하기 위해 면사포체(30)들을 직접 로드 드럼(10) 외주면 상에 부착시켜 사용할 수도 있다.

도 3은 도 2의 면사포체의 적층 상태를 도시한 부분 확대 단면도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 상기 면사포체(30)는 노면 베이스층(31), 미립자 덩어리(32), 레진 코팅층(33) 및 보강 코팅층(34)을 포함하여 구성되는 것을 예시한다.

노면 베이스층(31)은 노면을 모사하는 면사포체(30)가 상기 섹터 플레이트(20)의 일정 곡률을 가지는 원호면 상에 접착 고정될 수 있도록 유연성을 가지는 시트 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 노면 베이스층(31)은 페브릭과 종이를 여러 겹으로 적층시켜 형성되는 것을 예시한다. 그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 타이어 마모 실험시 찢김 등에 대한 충분한 내구성을 가질 수 있는 한 페브릭 또는 종이 중에서 선택된 어느 하나 이상을 적층시켜 구성할 수 있다.

미립자 덩어리(32)는 상기 노면 베이스층(31) 상에 뿌려져 입자 크기에 따라 노면 모사에 따른 거칠기 정도를 조절하도록 한다.

본 실시예에서 미립자 덩어리(32)는 연마재와 레진을 혼합하여 사출 성형 후, 입자 형태로 절단하여 형성하는 것을 예시하며, 이때 사용되는 연마재로는 석영을 사용할 수 있다.

여기서, 석영은 종래 사용되는 세라믹 등에 비해 가격이 저렴하나 타이어 마모 시험시 필요한 충분한 강성을 갖는다.

면사포체(30)를 통한 노면 모사 시 미립자 덩어리(32)들의 입자 크기를 통해 모사 노면의 거칠기 및 프로파일을 조절할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 미립자 덩어리(32)의 입자 크기는 320㎛ 내지 800㎛ 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

미립자 덩어리(32)의 입자 크기가 320㎛ 미만인 경우 표면 거칠기가 너무 작아 타이어 마모 실험이 제대로 이루어지지 못하게 되고, 미립자 덩어리(32)의 입자 크기가 800㎛를 초과하는 경우 타이어 마모 실험 과정에서 레진 코팅층(33)이나 보강 코팅층(34)에 의해 접착 고정되지 못하고 미립자 덩어리(32)의 입자가 분리 이탈하여 원활한 타이어 마모 실험을 수행할 수 없게 된다.

레진 코팅층(33)은 상기 노면 베이스층(31) 상에 뿌려져 부착 고정된 상기 미립자 덩어리(32)를 덮도록 도포되어 상기 미립자 덩어리(32)를 상기 노면 베이스 (1) 상에 고강도로 접착 고정한다.

그리고, 보강 코팅층(34)은 상기 레진 코팅층(33) 상에 기설정된 두께로 도포되어 타이어 마모 실험시 시험 타이어(100)의 트레드 고무와 접하는 면사포체(30)의 코팅면이 반대로 마모되는 것을 방지할 수 있게 내마모성을 보강하도록 한다.

여기서, 보강 코팅층(34)은 텅스텐 이외의 티타늄이나 알루미늄 등의 금속 재질들을 사용해 80℃ 내지 120℃ 범위의 중온에서 플라즈마 코팅하여 형성하는 것이 바람직하다.

보강 코팅층(34)을 형성하기 위한 플라즈마 코팅 온도가 80℃ 미만인 경우 코팅에 필요한 금속의 플라즈마 형성이 원활하지 못하고, 120℃를 초과하는 경우 기형성된 레진 코팅층의 녹아 미립자 덩어리(32)들이 견고하게 접착되지 못하는 단점을 가지게 된다.

한편, 보강 코팅층(34)은 추가적으로 플라즈마 코팅된 금속 코팅층으로 이루어지기 때문에 타이어 마모 시험 과정에서 동마찰계를 높이는 부수적인 효과를 가질 수 있다.

따라서, 본 실시예의 면사포체(34)는 전술한 미립자 덩어리(32)의 입자 크기와 레진 코팅층(33) 및 보강 코팅층(34)의 두께 조절을 통해 노면의 거칠기 및 프로파일들을 좀더 효과적을 모사할 수 있는 장점을 가는다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 타이어 실내 마모 실험기(1)는 로드 드럼(10)의 원주면을 따라 섹터 플레이트(20)들에 부착되는 면사포체(30) 만으로 노면의 거칠기 및 프로파일들을 모사하도록 함으로써, 로드 드럼(10)의 원주면을 따라 섹터 플레이트(20)들 마다 서로 다른 종류의 면사포체(30)를 사용하여 좀더 다양한 형태로 노면을 모사할 수 있음은 당연하다.

즉, 일반도로도 아스팔트와 콘크리트가 나누어져 있는것과 같이 섹터 플레이트(20)들 마다 다른 종류의 면사포체를 부착하여 노면 조성 분포율을 좀더 쉽게 조정할 수 있도록 한다.

특히, 로드 드럼(10)이 회전하는 과정에서 원주 방향을 따라 서로 다른 면사포체(30)를 사용한다 하더라도 편심 회전 및 이에 따른 불필요한 진동을 유발하지 않기 때문에 모사 노면에 다른 제조 비용을 절감하고 마모 시험 조건에 따라 노면 조성의 수정이 가능하도록 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 타이어 실내 마모 실험기 10: 로드 드럼
11: 드럼 본체 20: 섹터 플레이트
30: 면사포체 31: 노면 베이스층
32: 미립자 덩어리 33: 레진 코팅층
34: 보강 코팅층 100: 시험 타이어

Claims (8)

1. 노면이 모사된 로드 드럼의 외주면 상에 시험 타이어가 외접하며 가압된 상태로 회전시켜 시험 타이어의 마모 성능을 측정하는 타이어 실내 마모 실험 장치에 있어서,
   상기 로드 드럼은, 원통형의 드럼 본체; 상기 드럼 본체 외주면 상에 구비되어 상기 시험 타이어가 외접하는 원주면을 이루도록 원주 방향을 따라 교체 가능하게 체결 고정되는 복수의 섹터 플레이트; 및 상기 각 섹터 플레이트들의 원호면 상에 시트 형태로 교체 가능하게 접착 고정되며, 상기 시험 타이어가 접하는 노면을 모사하도록 기설정된 표면 거칠기를 가지고 형성되는 복수의 면사포체;를 포함하고,
   상기 면사포체는,
   페브릭 또는 종이 중에서 선택된 어느 하나 이상을 적층시켜 형성하고, 유연성을 가지는 시트 형태로 이루어지는 노면 베이스층;
   연마재와 레진을 혼합하여 사출 성형 후 입자 형태로 절단하여 형성하되 입자 크기는 320㎛ 내지 800㎛ 범위 이내로 이루어지고, 상기 노면 베이스층 상에 뿌려져 입자 크기에 따라 노면 모사에 따른 거칠기 정도를 조절하는 미립자 덩어리;
   상기 미립자 덩어리를 덮도록 도포되어 상기 미립자 덩어리를 상기 노면 베이스 상에 접착 고정하는 레진 코팅층; 및
   텅스텐, 티타늄, 알루미늄 재질 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지고, 80℃내지 120℃범위 내에서 플라즈마 코팅되어 형성되며, 상기 레진 코팅층 상에 도포되어 내마모성을 향상시키기 위한 보강 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 실내 마모 실험기.
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