KR102015266B1 - 국부적인 타이어 표면 변형의 보정 - Google Patents

국부적인 타이어 표면 변형의 보정 Download PDF

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Abstract

타이어 균일성을 개선하기 위한, 예를 들어, 국부적인 타이어 표면 변형에 의해 초래된 공동 잡음 및 다른 영향을 감소시키기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어의 방사방향 런아웃의 국부적인 피크 또는 다른 균일성 파라미터(예를 들어, 방사방향 힘 변동)로서 나타날 수 있다. 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 방사방향 런아웃에 대한 균일성 공차 이내일 수 있지만, 여전히 국부적인 피크에 의해 초래된 높은 고조파 영향을 통한 공동 잡음에 기여할 수 있다. 본 발명의 양상들에 따르면, 국부적인 타이어 표면 변형의 위치 및/또는 다른 식별가능한 특징이 식별될 수 있다. 삭마 장치가 타이어의 트레드 상에 사용되어 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 방위각 위치에서 타이어 재료를 제거하여 타이어의 균일성을 개선할 수 있다.

Description

국부적인 타이어 표면 변형의 보정{CORRECTION OF LOCALIZED TIRE SURFACE ANOMALIES}
본 발명은 일반적으로 타이어 균일성을 개선하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 타이어의 트레드(tread) 상의 국부적인 타이어 표면 변형(localized tire surface anomalies)을 보정함으로써 타이어 균일성을 분석하고 개선하는 것에 관한 것이다.
타이어 불균일성(tire non-uniformity)은 타이어의 소정의 정량화 가능한 특성에서의 타이어의 회전축에 대한 대칭(또는 대칭의 부족)에 관한 것이다. 종래의 타이어 형성 방법은 불행하게도 타이어에 불균일성을 생성하는 많은 기회를 가지고 있다. 타이어의 회전 동안, 타이어 구조에 존재하는 불균일성은 휠 축(wheel axis)에서 주기적으로 가변하는 힘을 생성한다. 타이어 불균일성은 이러한 힘 변동이 차량과 차량 점유자에게 현저한 진동으로 전달될 때에 중요하다. 이러한 힘은 차량의 서스펜션을 통해 전달되고, 차량의 좌석과 스티어링 휠에서 인식되거나 또는 승객 구획부(passenger compartment)에서 잡음으로 전달될 수 있다. 차량 점유자에게 전달되는 진동의 양은 타이어의 "승차감" 또는 "편안감"으로 분류되었다.
타이어 균일성 특징, 또는 속성은 일반적으로 치수 또는 기하학적 형상 변동, 질량 분산(mass variance), 및 강성(stiffness) 변동으로서 분류된다. 타이어 균일성을 평가하기 위한 일반적인 측정은 기하학적 형상 변동 측정(예를 들어, 방사방향 런아웃(radial run out) 및 측방향 런아웃(lateral run out)) 및 힘 변동 측정(예를 들어 방사방향 힘 변동, 측방향 힘 변동 및 접선방향 힘 변동, 때로는 길이방향 또는 전방 및 후방 힘 변동이라고도 불림)을 포함한다. 균일성 측정 기계는 종종 타이어가 그의 축 주위를 회전할 때 타이어 주위의 다수의 지점에서 힘 및/또는 기하학적 형상을 측정함으로써 상기 및 다른 균일성 특징을 측정한다.
타이어 내의 공동 잡음(cavity noise)은 밀폐된 타이어 공동 내측에 수용된 공기의 여기(excitation)에 의해 발생될 수 있다. 타이어가 평활한 표면 위를 구르고 있을 때에(예를 들어, 기능 테스트 동안에) 공동 잡음이 보이는 경우, 공동 잡음에 기여하는 공기의 여기가 타이어 불균일성, 예를 들어 타이어의 방사방향 런아웃에 의해 적어도 부분적으로 초래될 수 있다. 예를 들면, 타이어 표면 변형(예를 들어, 트레드 조인트)에 의해 초래된 타이어의 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 타이어 제조 동안에 평가된 통상적인 균일성 공차(uniformity tolerances) 이내일 수 있다. 그러나, 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 타이어에 대하여 방사방향 런아웃의 높은 고조파(예를 들어 10 초과의 고조파)를 발생시킬 수 있다. 방사방향 런아웃의 이러한 높은 고조파는 공동 잡음에 기여하는 공기의 여기를 유발할 수 있다.
표면 변형에 의해 초래된 방사방향 런아웃에 대한 보정은, 예를 들면 트레드의 표면을 연삭(grinding)함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 일반화된 연삭은 통상적으로 타이어에 대한 방사방향 런아웃의 낮은 고조파 및 다른 균일성 파라미터를 다루도록 수행되고 있다. 또한, 소정의 환경에서, 트레드를 연삭하는 것은 타이어의 트레드에 불쾌한 외관을 생성할 수 있다. 또한, 트레드를 연삭하는 것은 다른 불균일성 문제의 생성, 예를 들어 접선방향 힘 변동의 생성을 유발할 수 있다.
따라서, 트레드 조인트 또는 다른 타이어 특징에 기인한 국부적인 타이어 표면 변형에 의해 초래되는 고조파 기여를 감소시키기 위한 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 타이어 표면 변형에 의해 초래된 다수의 고조파를 보정할 수 있는 시스템 및 방법이 특히 유용할 것이다. 예를 들면, 다수의 고조파, 특히 높은 차수의 고조파의 감소는 공동 잡음의 감소에 기여할 수 있다.
본 발명의 양상들 및 장점들이 다음의 상세한 설명에서 부분적으로 제시되거나, 또는 상세한 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시적인 양상은 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 균일성 보정을 위해 트레드를 가진 타이어를 식별하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 타이어의 트레드 상에서 적어도 하나의 국부적인 타이어 표면 변형을 식별하는 단계 및 하나 이상의 연산 장치에 의해, 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 하나 이상의 연산 장치에 의해, 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징에 적어도 부분적으로 기초하여 국부적인 타이어 표면 변형을 보정하도록 재료 제거 패턴을 결정하는 단계를 더 포함한다. 재료 제거 패턴은 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 방위각 위치(azimuthal location)에서 타이어의 트레드로부터 재료를 제거하기 위한 재료 제거 깊이를 특정한다. 상기 방법은 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 양상은 타이어의 균일성을 개선하기 위한 균일성 보정 시스템에 관한 것이다. 상기 균일성 보정 시스템은 선택적인 회전을 위해 타이어를 수용하도록 구성된 타이어 고정구(tire fixture)를 포함한다. 상기 균일성 보정 시스템은 타이어의 트레드 주위의 복수의 다른 방위각 위치에서 복수의 방사방향 런아웃 측정값을 취득하도록 구성된 균일성 측정 장치 및 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하도록 구성된 삭마 장치(ablation device)를 포함한다. 상기 균일성 보정 시스템은 삭마 장치 및 타이어 고정구에 결합된 제어 시스템을 더 포함한다. 제어 시스템은 복수의 방사방향 런아웃 측정값으로부터 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 식별하도록 구성된다. 제어 시스템은 또한 방사방향 런아웃의 국부적인 피크에 적어도 부분적으로 기초하여 재료 제거 패턴을 결정하도록 구성된다. 재료 제거 패턴은 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하기 위한 재료 제거 깊이를 특정하여 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정한다. 제어 시스템은 또한 타이어 고정구 및 삭마 장치를 제어하여 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하도록 구성된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들, 양상들 및 장점들은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명의 실시형태를 예시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 실시가능한 최상의 형태를 포함하는 본 발명의 개시내용이 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 제시된다.
도 1은 타이어의 트레드 상에 타이어 표면 변형을 가진 예시적인 타이어를 도시하고 있다.
도 2는 타이어 표면 변형을 가진 예시적인 타이어에 대해 측정된 방사방향 런아웃의 그래프 표현을 도시하고 있다. 도 2는 횡좌표를 따라 타이어 주위의 방위각을 도시하고, 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기(예를 들어, 밀리미터 단위)를 도시하고 있다.
도 3은 국부적인 타이어 표면 변형일 수 있고/있거나 그에 기여할 수 있는 예시적인 트레드 조인트의 단면도를 도시하고 있다.
도 4는 국부적인 타이어 표면 변형일 수 있고/있거나 그에 기여할 수 있는 예시적인 트레드 조인트를 갖는 트레드의 평면도를 도시하고 있다.
도 5는 국부적인 타이어 표면 변형일 수 있고/있거나 그에 기여할 수 있는 예시적인 트레드 조인트를 갖는 트레드의 평면도를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 타이어의 균일성을 개선하기 위한 예시적인 방법의 순서도를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 국부적인 타이어 표면 변형을 식별하도록 분석될 수 있는 예시적인 트레드 표면 맵(tread surface map)을 도시하고 있다. 도 7은 횡좌표를 따라 트레드의 원주 방향을 도시하고 있고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 타이어 표면 주위의 다수의 트랙을 따르는 방사방향 런아웃 측정을 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 타이어의 균일성을 개선하기 위한 예시적인 시스템을 도시하고 있다.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 타이어의 균일성을 개선하기 위해 취득된 예시적인 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 설명이 예시적인 실시형태만을 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 더 넓은 양상을 제한하는 것으로 의도된 것이 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 각 예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 본 발명을 설명하는 것으로 제공된다. 실제로, 당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 범주나 사상을 벗어남이 없이 본 발명에 다양한 변형과 변경이 이루어질 수 있음이 명백해질 것이다. 예를 들면, 하나의 실시형태의 일부로 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시형태에 사용되어 추가적인 실시형태를 형성할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위와 그 균등 범위 내에 있는 변형과 변경을 포함하는 것으로 의도되어 있다.
개요
일반적으로, 본 발명의 예시적인 양상들은 타이어의 트레드의 표면 상의 국부적인 타이어 표면 변형에 의해 초래된 영향을 감소시키도록 타이어 균일성을 개선하는 것에 관한 것이다. 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어를 구성하는 데에 사용되는 제품들 내의 조인트, 예를 들어 트레드 조인트에 의해 초래될 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어의 방사방향 런아웃의 국부적인 피크 또는 다른 균일성 파라미터(예를 들어, 방사방향 힘 변동)로서 나타날 수 있다. 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 방사방향 런아웃에 대한 균일성 공차 이내일 수 있지만, 여전히 국부적인 피크에 의해 초래된 높은 고조파 영향을 통해 공동 잡음과 같은 영향에 기여할 수 있다. 본 발명의 양상들에 따르면, 국부적인 타이어 표면 변형의 위치 및/또는 다른 식별가능한 특징이 식별될 수 있다. 재료 제거 장치가 타이어의 트레드 상에서 사용되어, 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 방위각 위치에서 타이어 재료를 제거해서 타이어의 균일성을 개선할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "국부적인 타이어 표면 변형(localized tire surface anomaly)"은 타이어 표면 상의 좁은 방위각 창(azimuthal window)(예를 들어 20° 미만)과 관련된 타이어의 트레드의 표면 상의 변형을 지칭한다. "방사방향 런아웃의 국부적인 피크(local peak of radial run out)"는 타이어 주위의 복수의 방위각 위치에 대해 수행되는 방사방향 런아웃 측정에서 임의의 국부적인 최대값을 지칭한다. 타이어는 다수의 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 가질 수 있다.
본 발명의 양상들이 도시 및 설명의 목적을 위해 트레드 조인트에 기인할 수 있는 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정하는 것을 참조하여 설명될 것이다. 당 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서에 제공된 개시내용을 이용하여, 본 발명의 양상들이 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다른 국부적인 타이어 표면 변형에 기인할 수 있는 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정하는 데에도 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명의 특정 양상에 따르면, 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징이 타이어를 위해 결정될 수 있다. 적어도 하나의 식별가능한 특징은 국부적인 타이어 표면 변형의 위치(예를 들어, 방위각 위치), 형상, 크기를 포함할 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형의 식별가능한 특징은 다수의 방식으로 식별될 수 있다. 예를 들면, 국부적인 타이어 표면 변형의 식별가능한 특징은 타이어에 대해 측정된 방사방향 런아웃 데이터, 타이어의 트레드 표면 맵, 및/또는 타이어와 관련된 제조 데이터에 기초하여 식별될 수 있다.
특정 구현예에서, 국부적인 타이어 표면 변형의 근사 위치는, 예를 들면, 방사방향 런아웃 데이터, 트레드 표면 맵, 및/또는 타이어와 관련된 제조 데이터에 기초하여 식별될 수 있다. 타이어 표면 변형의 더욱 구체적인 특징(예를 들어, 크기 및/또는 형상)은 스캐닝 프로브(scanning probe), 예를 들어 레이저 프로브, 광학 프로브, 또는 카메라 프로브를 사용하여 국부적인 타이어 표면 변형의 추정 위치에서 타이어의 트레드를 스캐닝함으로써 결정될 수 있다.
국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징이 식별되면, 재료 제거 패턴이 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징에 적어도 부분적으로 기초하여 국부적인 타이어 표면 변형을 보정하도록 결정될 수 있다. 재료 제거 패턴은 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 하나 이상의 방위각 위치에서 타이어의 트레드로부터 재료를 제거하기 위한 재료 제거 깊이를 특정한다. 재료 제거 패턴에 의해 특정된 재료 제거 깊이는 하나 이상의 식별가능한 특징에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 재료 제거 깊이는 국부적인 타이어 표면 변형의 크기에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된 소정 양의 타이어 재료를 제거하도록 결정될 수 있다. 특정 재료 제거 패턴은 국부적인 타이어 표면 변형의 형상에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들면, 국부적인 타이어 표면 변형이 트레드의 표면을 가로질러서 경사진 트레드 조인트인 경우, 마찬가지로 재료 제거 패턴도 트레드 조인트와 합치하도록 트레드의 표면을 가로질러서 경사질 수 있다.
삭마 장치가 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 삭마 장치는 균일성 보정을 위해 타이어 상에 장착될 수 있는 타이어 고정구를 포함하는 레이저 삭마 시스템의 일부일 수 있다. 제어 시스템이 레이저 삭마 장치 및/또는 타이어 고정구를 제어해서, 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드로부터 타이어 재료를 제거하여 국부적인 타이어 표면 변형을 보정할 수 있다. 레이저 삭마는, 정밀한 제어에 의해 제거 깊이 및 면적을 달성하여 국부적인 타이어 표면 변형을 보정할 수 있기 때문에, 제거 기술로서 사용될 수 있다. 다른 고무 제거 기술, 예를 들어 한정되지는 않지만, 샌드블래스팅, 워터 젯 제거 등이 레이저 삭마와 동일한 정밀 수준을 달성하도록 구현될 수 있으면, 본 발명은 이러한 대안적인 제거 기술을 사용할 수도 있다.
예를 들면, 트레드 조인트에 기인할 수 있는 국부적인 타이어 표면 변형의 보정은, 예를 들면 공동 잡음을 유발할 수 있는 고조파 영향을 감소시킬 수 있다. 삭마 시스템에 의해 제공될 수 있는 정밀도는 국부적인 타이어 표면 변형의 정밀한 보정을 허용할 수 있다. 특히, 삭마 시스템은 타이어의 트레드 상의 좁은 창으로부터 타이어 재료를 제거함으로써 국부적인 타이어 표면 변형을 보정할 수 있다. 이와 같이, 균일성 개선은 타이어의 트레드로부터 타이어 재료의 감소량을 제거함으로써 얻어질 수 있다. 또한, 삭마의 사용은 타이어의 트레드 상의 국부적인 타이어 표면 변형을 평활화함으로써 타이어의 트레드의 외관을 보존하는 것을 보조할 수 있다.
국부적인 타이어 표면 변형을 가진 예시적인 타이어
도 1은 본 발명의 양상들에 따른 균일성 보정을 위해 식별될 수 있는 타이어(40)의 개략도를 제공한다. 타이어(40)는 적절한 타이어 제조 공정에 따라 다양한 타이어 제품을 조립함으로써 구성될 수 있다. 타이어(40)는 길이방향의 중앙 회전축(50) 주위를 회전가능하다.
타이어(40)는 트레드(42)를 포함한다. 트레드(42)는 타이어에 대한 구름 표면과 접촉하도록 구성될 수 있다. 트레드(42)는 고무 재료로 이루어질 수 있고 하나 이상의 홈(groove)을 갖는 트레드 패턴을 포함할 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 타이어의 트레드(42)는 방위각 θ1에서 국부적인 타이어 표면 변형(45)을 포함할 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형(45)은 트레드(42)의 표면 상의 좁은 방위각 창 내에 위치할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 방위각 방향은 참조, 예를 들어 타이어 상의 바코드에 관한 타이어 주위의 각도 방향(angular direction)을 지칭한다. 타이어의 방위각 범위는 0° 내지 360°일 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형(45)은 타이어 내의 트레드 조인트 또는 다른 제품 조인트에 기인할 수 있다.
도 2는 도 1의 타이어(40)에서 측정될 수 있는 방사방향 런아웃 파형(100)의 그래프 표현을 도시하고 있다. 방사방향 런아웃은 타이어의 방사 방향으로의 진원도(roundness) 또는 기하학적 형상의 불균일성의 피지컬 아웃(physical out)에 관한 균일성 파라미터이다. 방사방향 런아웃 파형(100)은 타이어의 표면 주위의 복수의 다른 방위각 위치에 대한 복수의 방사방향 런아웃 측정값을 나타내고 있다. 방사방향 런아웃 파형(100)은 적절한 균일성 측정 기계를 사용하여 타이어의 1 회전 동안 동일하게 이격된 각도 위치에서 측정된 다수의 데이터 지점(예를 들어, 128, 256, 512, 또는 다른 적절한 수의 데이터 지점)으로부터 취득될 수 있다. 균일성 측정 기계는, 예를 들면 타이어가 센서에 대하여 회전될 때에 하나 이상의 트랙을 따라 센서(예를 들어 레이저 센서)를 사용하여 방사방향 런아웃을 측정할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 타이어는 방위각 θ1에서 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(110)를 갖는다. 타이어는 방사방향 런아웃의 다른 국부적인 피크, 예를 들어 국부적인 피크(112) 및 국부적인 피크(114)를 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 타이어 주위의 복수의 방위각 위치에 대해 수행된 방사방향 런아웃 측정에서 임의의 국부적인 최대값일 수 있다. 국부적인 피크(110)는 도 1의 국부적인 타이어 표면 변형(45)에 기인할 수 있다. 예를 들면, 국부적인 피크(110)는 타이어의 트레드 조인트에 기인할 수 있다.
도 3은 도 2의 국부적인 피크(110)에 기여할 수 있는 예시적인 트레드 조인트(120)의 단순화된 단면도를 도시하고 있다. 도 3의 트레드 조인트(120)는 다양한 식별가능한 특징, 예를 들어 타이어의 트레드 주위의 방위각 위치, 크기(예를 들어 높이 H 및 폭 W), 및 형상을 가질 수 있다. 도 4는 타이어의 트레드(130)를 가로지르는 트레드 조인트(132)의 하나의 예시적인 형상을 도시하고 있다. 트레드 조인트(132)는 트레드(130)를 가로질러서 수직으로 연장되고 방위각 위치 θ에 위치한다. 트레드 조인트(132)는 트레드(130) 내의 홈들(135)을 가로질러서 연장될 수 있다. 도 5는 타이어의 트레드(140)를 가로지르는 트레드 조인트(142)의 다른 예시적인 형상을 도시하고 있다. 트레드 조인트(142)는 제1 방위각 위치 θ1로부터 제2 방위각 위치 θ2로 트레드(140)를 가로질러서 경사진다. 트레드 조인트(142)는 트레드(140) 내의 홈들(145)을 가로질러서 연장된다.
다시 도 2를 참조하면, 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(110)는 방사방향 런아웃의 높은 고조파(예를 들어, 10 이상의 고조파)에 기여할 수 있다. 이러한 고조파는, 예를 들면, 공동 잡음을 유발할 수 있다. 본 발명의 양상들에 따르면, 공동 잡음은 타이어의 트레드로부터 재료를 제거하여 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(110)를 보정함으로써 감소될 수 있다. 삭마(예를 들어, 레이저 삭마)는 타이어의 트레드를 따라 좁은 창 내의 타이어 재료의 정밀한 제거를 허용할 수 있다.
본 발명이 도시 및 설명의 목적을 위해 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정하는 것을 참조하여 설명된다. 당 기술분야에 통상의 지식은 가진 자라면, 본 명에서에 제공된 개시내용을 이용하여, 국부적인 타이어 표면 변형이 다른 균일성 파라미터(예를 들어, 방사방향 힘 변동)로서 나타날 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 다른 균일성 파라미터는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 타이어의 트레드 상에 삭마를 이용하여 분석 및/또는 보정될 수 있다.
타이어 균일성을 개선하기 위한 예시적인 방법
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 타이어 균일성을 개선하기 위한 예시적인 방법(200)의 순서도를 도시하고 있다. 도 6이 도시 및 설명의 목적을 위해 특정 순서로 수행되는 단계들을 도시하고 있지만, 본 명세서에서 설명되는 방법은 임의의 특정 순서 또는 배열에 한정되지 않는다. 당 기술분야에 숙련된 자라면, 본 명세서에 제공된 개시내용을 이용하여, 본 명세서에 개시된 방법들 중 어느 방법의 다양한 단계가 다양한 방식으로 생략, 재배열, 조합 및/또는 적합하게 될 수 있음을 인정할 것이다.
(202)에서, 상기 방법은 균일성 개선을 위해 타이어를 식별하는 단계를 포함한다. 균일성 개선을 위해 타이어를 식별하는 단계는 균일성 분석을 위해 임의의 타이어를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 타이어 제조 공정에 따라 제조된 모든 타이어 또는 선택된 타이어가 본 발명의 양상들에 따른 균일성 개선을 위해 식별될 수 있다.
(204)에서, 타이어 표면 상의 국부적인 타이어 표면 변형이 식별될 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어의 다양한 특징, 예를 들어 타이어 내의 트레드 조인트에 기인할 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형은, 균일성 개선을 위해 식별된 타이어와 관련된 데이터에 기초하여, 하나 이상의 연산 장치를 사용하여 식별될 수 있다.
일 실시형태에서, 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어와 관련된 제조 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 식별될 수 있다. 타이어 제조 데이터는 동일한 타이어 제조 공정에 따라 제조된 유사한 타이어 구성과 관련된 제조 특징에 기초할 수 있다. 예를 들면, 특정 타이어 구성과 관련된 제조 데이터는 타이어 내의 트레드 조인트 또는 다른 제품 조인트가 바 코드 또는 다른 참조에 관하여 타이어 상의 특정 방위각으로 위치하는 것을 표시할 수 있다. 트레드 조인트는 국부적인 타이어 표면 변형으로서 식별될 수 있다.
다른 실시형태에서, 국부적인 타이어 표면 변형은 타이어에 대해 수행된 복수의 방사방향 런아웃 측정으로부터 식별될 수 있다. 보다 구체적으로, 방사방향 런아웃 측정에서 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 타이어 표면 변형을 표시할 수 있다. 도 2는 타이어에 대해 취득된 방사방향 런아웃 파형(100)을 도시하고 있다. 방사방향 런아웃 파형(100)은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크, 예를 들어 국부적인 피크(110)를 식별하도록 분석될 수 있다. 국부적인 피크(110)는 타이어 표면 상의 국부적인 타이어 표면 변형의 존재를 표시할 수 있다.
다른 실시형태에서, 국부적인 타이어 표면 변형은 트레드 표면 맵으로부터 식별될 수 있다. 트레드 표면 맵은 타이어 표면 주위의 복수의 지점에 대한 트레드 높이의 척도를 제공하는 한 세트의 데이터 지점을 포함할 수 있다. 트레드 표면 맵은 타이어의 트레드의 포괄적인 맵을 제공할 수 있고, 국부적인 타이어 표면 변형을 식별하도록 분석될 수 있다.
트레드 표면 맵은 타이어의 트레드와 관련된 데이터(예를 들어 트레드 높이)를 측정하기 위한 레이저 프로브, 음파 프로브, 광학 프로브, 비디오 프로브(스테레오 상관 촬상 기술을 이용함), 또는 다른 프로브나 장치를 포함할 수 있는 시스템에 의해 취득될 수 있다. 예를 들면, 레이저 프로브는 타이어가 로테이터 장치, 예를 들어 스테퍼 모터를 사용하여 회전될 때에 레이저 빔으로 트레드의 표면을 타격함으로써 레이저 매핑 공정을 이용하여 트레드 높이(예를 들어, 레이저 프로브로부터 트레드 표면까지의 거리)와 관련된 데이터를 수집할 수 있다.
도 7은 예시적인 트레드 표면 맵(300)을 도시하고 있다. 도 7은 횡좌표를 따라 트레드의 원주 방향으로의 트레드 표면 맵(300)을 도시하고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 도시하고 있다. 트레드 표면 맵(300)은 복수의 데이터 지점을 포함한다. 각 데이터 지점은 타이어의 트레드 상의 이산 위치(discrete location)와 관련된다. 각 데이터 지점은 이산 위치에 대한 트레드 높이를 제공한다. 나머지의 트레드 높이로부터 임계값을 이탈한 트레드 높이와 관련된 트레드 표면 맵 내의 데이터 지점이 국부적인 타이어 표면 변형의 존재를 표시할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 206에서, 상기 방법(200)은 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 국부적인 타이어 표면 변형의 방위각 위치, 크기 및/또는 형상이 결정될 수 있다. 국부적인 트레드 표면 변형을 식별하는 것과 마찬가지로, 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징이 하나 이상의 연산 장치를 사용하여, 타이어와 관련된 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 식별가능한 특징은 제조 데이터, 방사방향 런아웃 측정값, 및/또는 트레드 표면 맵에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 하나의 구현예에서, 적어도 하나의 식별가능한 특징은 타이어 제조 데이터로부터 식별될 수 있다. 일례로서, 타이어 제조 데이터는 특정 타이어 구성을 위한 트레드 조인트가 타이어 상의 바코드 또는 다른 참조에 관하여 특정 방위각으로 위치하는 것을 제공할 수 있다. 타이어 제조 데이터는 또한 트레드 조인트의 크기, 트레드 조인트와 관련된 타이어 재료의 양, 및/또는 트레드 조인트의 형상을 제공할 수 있다.
다른 구현예에서, 적어도 하나의 식별가능한 특징은 타이어에 대해 측정된 방사방향 런아웃 데이터로부터 식별될 수 있다. 예를 들면, 타이어에 대한 방사방향 런아웃 파형이 입수되고 분석되어 방사방향 런아웃의 국부적인 피크의 하나 이상의 방위각 위치를 식별할 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형의 크기는 국부적인 피크에서의 방사방향 런아웃의 양에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다.
국부적인 타이어 표면 변형의 형상을 결정하기 위해서, 타이어의 방사방향 런아웃이 타이어의 표면을 따라 다수의 트랙에 대해 측정될 수 있다. 예를 들면, 도 8은 경사진 트레드 조인트(325)가 있는 트레드를 가진 타이어(320)를 도시하고 있다. 경사진 트레드 조인트의 형상은 타이어의 폭을 가로질러서 다수의 트랙을 따라 방사방향 런아웃을 측정함으로써 결정 및/또는 근사될 수 있다. 예를 들면, 방사방향 런아웃은 트랙(322, 324, 및 326)을 따라 측정될 수 있다. 다수의 트랙으로부터의 방사방향 런아웃 데이터는 트레드 조인트의 형상(예를 들어, 트레드 조인트가 경사지거나 직선인지의 여부)을 결정하도록 분석될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 적어도 하나의 식별가능한 특징은 트레드 표면 맵으로부터 식별될 수 있다. 특히, 식별된 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 트레드 표면 맵 내의 데이터 지점들에 대한 트레드 높이는 국부적인 트레드 표면 변형의 위치, 국부적인 트레드 표면 변형의 크기, 및 국부적인 트레드 표면 변형의 형상을 포함하는 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 특정 구현예에서, 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계는 타이어의 트레드 내의 국부적인 타이어 표면 변형의 근사 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 그런 다음, 타이어의 트레드가 근사 위치에서 적절한 스캐닝 프로브를 사용하여 스캐닝되어 국부적인 타이어 표면 변형의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 식별할 수 있다.
보다 구체적으로, 국부적인 타이어 표면 변형의 근사 위치는 육안 검사(visual inspection)에 기초하여, 또는 하나 이상의 연산 장치에 의해 타이어와 관련된 데이터, 예를 들어 타이어 제조 데이터, 방사방향 런아웃 데이터, 및/또는 트레드 표면 맵에 기초하여 결정될 수 있다. 국부적인 타이어 표면 변형의 근사 위치가 결정되면, 스캐닝 프로브(예를 들어, 레이저 스캐닝 프로브, 광학 스캐닝 프로브, 음파 스캐닝 프로브, 또는 다른 프로브)가 타이어의 트레드의 표면을 스캐닝하여, 근사 위치에서의 트레드 상의 다양한 지점에 대한 트레드 높이를 측정해서 트레드 표면 변형의 크기 및 형상을 결정할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 208에서, 상기 방법(200)은 타이어 표면 변형을 보정하도록 재료 제거 패턴을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 재료 제거 패턴은 타이어의 트레드에 대한 위치 함수로서 재료 제거 깊이(예를 들어 제거될 타이어 재료의 깊이)를 특정할 수 있다. 재료 제거 패턴은 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 적어도 하나의 식별가능한 특징에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 타이어의 트레드 상의 특정 위치에 대해 특정된 재료 제거 깊이는 국부적인 타이어 표면 변형의 크기 및/또는 형상에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 특정 구현예에서는, 지면과 접촉하는 국부적인 타이어 표면 변형만을 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 트레드 조인트의 경우에는, 타이어의 마모 바(wear bar)에서 재료의 제거를 회피하도록 타이어 트레드의 홈 내의 트레드 조인트의 보정을 회피하는 것이 바람직할 수 있다. 그 결과, 재료 제거 패턴을 결정하는 단계는 타이어의 트레드 내의 하나 이상의 홈의 위치를 결정하는 단계 및 타이어 재료가 타이어의 홈으로부터 제거되지 않도록 하나 이상의 홈의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 재료 제거 패턴을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 홈의 위치는 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어 타이어와 관련된 타이어 제조 데이터, 타이어에 대한 방사방향 런아웃 측정값, 및/또는 타이어와 관련된 트레드 표면 맵으로부터 결정될 수 있다.
하나의 구현예에서, 타이어의 표면 내의 홈의 위치는 타이어에 대한 철포(convex hull)를 결정함으로써 확인될 수 있다. 특히, 방사방향 런아웃 측정값은 방사방향 런아웃 측정값의 전체 세트를 둘러싸는 철포 상에 놓이는 측정값을 선택하도록 필터링될 수 있다. 이러한 방식으로 데이터를 필터링하기 위한 예시적인 기술은 본 발명의 양수인에게 공동으로 양도되고 그의 교시내용이 본 발명과 일치할 정도로 본 명세서에 참조로 포함되는 WO2010/0080571에 개시되어 있다. 국부적인 타이어 표면 변형의 식별가능한 특징 및/또는 재료 제거 패턴은 필터링된 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
(210)에서, 타이어 재료가 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드로부터 제거될 수 있다. 삭마 장치가 타이어의 트레드로부터 재료를 제거하는 데에 사용될 수 있다. 레이저 삭마는, 정밀한 제어에 의해 제거 깊이 및 면적을 달성하여 국부적인 타이어 표면 변형을 보정할 수 있기 때문에, 제거 기술로서 사용될 수 있다. 다른 고무 제거 기술, 예를 들어 한정되지는 않지만 샌드블래스팅, 워터 젯 제거 등이 레이저 삭마와 동일한 정밀 수준을 달성하도록 구현될 수 있으면, 본 발명은 이러한 대안적인 제거 기술을 사용할 수도 있다.
타이어 균일성을 개선하기 위한 예시적인 시스템
도 9는 레이저 삭마를 이용하여 타이어의 균일성을 개선하기 위한 예시적인 시스템(400)의 블록도를 도시하고 있다. 나타낸 바와 같이, 타이어(410)는 레이저 삭마 장치(408)에 대하여 타이어 트레드(412)를 보유하도록 일반적으로 허브로서 기능하는 장착 고정구(402)에 확실하게 고정된다. 타이어 고정구는 레이저 삭마 장치(408)에 대해 타이어를 회전시킬 수 있거나, 또는 레이저 삭마 장치(408)에 대하여 타이어를 정지식으로 보유할 수 있다. 레이저 삭마 장치(408)는 타이어 고무 재료의 선택적인 제거를 수행하도록 충분한 파워량을 갖는 레이저 빔(421)을 출력하는 고정점(fixed-point) 또는 광 시트(sheet-of-light) 레이저 시스템을 포함할 수 있는 레이저(420)를 포함할 수 있다. 하나의 특정예에서, 레이저(420)는 이산화탄소(CO2) 레이저를 포함할 수 있다. 레이저(420)에 의해 출력된 후, 레이저 빔(421)은 빔 스플리터(424), 편향기(426), 촬상 렌즈(428), 및/또는 다른 광학 요소를 포함할 수 있는 편향 요소(422)에 제공될 수 있다. 촬상 렌즈(428)는 레이저 빔(421)의 조사(illumination)를 타이어(410)의 트레드(412) 상의 초점(414)에 집점하여, 타이어(410)의 트레드(412)로부터 고무 재료를 제거해서 국부적인 타이어 표면 변형을 보정할 수 있다. 레이저 삭마 장치(408)는 타이어에 대하여 회전될 수 있거나, 또는 타이어에 대하여 정지식으로 보유될 수 있다.
도 9의 시스템은 단일 레이저 및 단일 초점을 사용하는 레이저 삭마를 도시하도록 의도되어 있다. 그러나, 다수의 레이저가 다수의 초점에서 삭마를 수행하는 데에 사용될 수 있음이 인정되어야 한다. 진공부(404) 또는 다른 세정 공구가 임의의 제거된 고무 또는 다른 폐기물을 삭마 영역으로부터 추출하도록 제공될 수 있다. 추가 출구가 기체 매질(예를 들어, 질소 기체)의 제어된 출력을 제공하여 레이저 삭마를 용이하게 하고 삭마 지점에서 잠재적인 화염을 억제할 수 있다.
상기 시스템(400)은 균일성 측정 기계(440)를 또한 포함할 수 있다. 균일성 측정 기계(440)는 타이어(410)의 방사방향 런아웃 및 다른 균일성 파라미터(예를 들어, 방사방향 힘 변동, 측방향 힘 변동, 접선방향 힘 변동)를 측정하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 이러한 균일성 측정 기계(440)는 타이어가 중심선 주위를 회전할 때에 다수의 데이터 지점(예를 들어, 128 지점)에서 타이어 표면의 상대 위치를 결정하기 위해서 타이어(410)에 대하여 접촉, 비접촉 또는 근 접촉 위치함으로써 동작하는 센서(예를 들어, 레이저 센서)를 포함할 수 있다. 균일성 측정 기계(440)는 타이어(410)가 회전될 때에 힘 측정값을 취득하도록 타이어를 로딩하는 데에 사용되는 휠을 또한 포함할 수 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 시스템(400)은 이 시스템(400)의 다양한 양상들, 예를 들어 레이저 삭마 장치(408), 타이어 고정구(402), 및/또는 균일성 측정 기계(440)를 제어하는 제어 시스템(430)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템(430)은 레이저 삭마 장치(408)의 하나 이상의 구성요소를 제어하여 타이어의 트레드를 따라 재료 제거 패턴을 달성하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 제어 시스템(430)은 일반적으로 데이터 및 컴퓨터 판독가능한 명령어를 저장하기 위한 적어도 하나의 메모리/매체 요소(434) 또는 데이터베이스뿐만 아니라 적어도 하나의 프로세서(432)로서 이러한 구성요소를 포함할 수 있다.
도 9의 특정예에서, 프로세서(들)(432) 및 관련 메모리(434)는 다양한 컴퓨터 구현 기능을 수행하도록 구성된다. 메모리(434)는 프로세서(들)(432)에 의해 구현될 컴퓨터 판독가능 및 실행가능한 명령어의 형태로 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 저장할 수 있다. 메모리(434)는 또한 프로세서(들)(432)에 의해 액세스가능하고 메모리(434) 내에 저장된 소프트웨어 명령어에 따라서 동작될 수 있는 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(들)(432)는 임의의 적절한 처리 장치, 예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 다른 적절한 프로세서를 포함할 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 임의의 조합 또는 디스켓, 드라이브, 다른 자기-기반 저장 매체, 광학 저장 매체 등을 포함하는 임의의 다른 메모리 디바이스와 같은 하나 이상의 각종 컴퓨터-판독가능한 매체의 단일 또는 다수 부분으로서 제공될 수 있다.
본 발명의 양상들에 따르면, 메모리(434)는 프로세서(432)에 의해 실행된 때에 프로세서가 동작을 수행하게 하는 명령어를 저장할 수 있다. 예를 들면, 명령어는 프로세서(432)가 본 명세서에 개시된 방법들 중 어느 하나, 예를 들면 도 6에 도시된 방법(200)에 따라 타이어의 균일성을 개선하는 동작을 수행하게 할 수 있다.
하나의 구현예에서, 도 9의 프로세서(432)에 의해 구현된 때에 명령어는 제어 시스템(430)이 복수의 방사방향 런아웃 측정값으로부터 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 식별하고 방사방향 런아웃의 국부적인 피크에 적어도 부분적으로 기초하여 재료 제거 패턴을 결정하도록 구성될 수 있게 한다. 재료 제거 패턴은 타이어의 트레드로부터 재료를 제거하기 위한 재료 제거 깊이를 특정해서 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정할 수 있다. 프로세서(432)에 의해 구현된 때에 명령어는 또한 제어 시스템(430)이 타이어 고정구(402) 및 레이저 삭마 장치(408)를 제어해서 재료 제거 패턴에 따라 타이어(410)의 트레드(412)로부터 타이어 재료를 제거하도록 구성될 수 있게 한다.
컴퓨터 제어 시스템(430)은 복수의 직접 어드레스 커맨드(direct address command)를 사용하여 재료 제거 패턴에 따라 타이어의 트레드의 삭마를 제어할 수 있다. 직접 어드레스 커맨드는 타이어의 트레드 상의 특정 위치 또는 "어드레스"에서 이산 삭마 세그먼트(discrete ablation segment)에 대한 동작 파라미터를 특정할 수 있다. 보다 구체적으로, 원하는 재료 제거 패턴은 복수의 이산 삭마 세그먼트로 분할될 수 있다. 이러한 삭마 세그먼트는 삭마 장치에 의해 증분 방식으로 제거될 총 재료 제거 패턴의 작은 부분을 표현한다. 삭마 세그먼트의 다수의 행과 열이 타이어 상의 위치에 도입되어 재료 제거 패턴에 의해 특정된 원하는 재료 제거 깊이를 달성할 수 있다. 삭마 세그먼트는 서로로부터 약간 오프셋되어 타이어의 트레드의 심미적 외관을 보존할 수 있다.
직접 어드레스 커맨드들은 복수의 이산 삭마 세그먼트에 대한 위치 및 다른 파라미터를 특정해서 원하는 재료 제거 패턴을 달성할 수 있다. 하나 이상의 재료 제거 패턴으로부터 직접 어드레스 커맨드들을 결정하기 위한 예시적인 기술은, 본 발명의 양수인에게 공동으로 양도되고 그의 교시내용이 본 발명과 일치할 정도로 본 명세서에 참조로 포함되는 PCT/US11/66699에 개시되어 있다.
특정예에서, 삭마 세그먼트들은 특정된 트랙을 따르는 삭마 깊이를 이러한 깊이를 나타내는 가변톤 그래픽 이미지(varied-tone graphic image)(예를 들어, 컬러 또는 그레이스케일 변동을 가짐)에 상관시키는 비트맵 이미지와 관련될 수 있다. 이러한 가변톤 이미지는 삭마 장치의 소프트웨어 제어에 의해 해석되어 타이어의 트레드 상의 특정 각도 위치에서 원하는 삭마 깊이를 생성할 수 있다.
실시예
도 10 내지 도 17은 본 발명의 예시적인 양상들에 따른 타이어의 균일성을 개선하기 위한 예시적인 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다. 도 10은 제1 타이어에 대한 시뮬레이팅된 방사방향 런아웃 파형(500)을 도시하고 있다. 도 10은 횡좌표를 따라 방위각을 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 방사방향 런아웃 파형(500)은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(502)를 포함한다. 본 발명의 양상들에 따른 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(502)의 제거는 국부적인 피크(502)를 방사방향 런아웃 파형(500)의 부분(504)으로 대체한다.
도 11은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(502)의 제거 전후 둘 다에서 제1 타이어에 대한 고조파 분포를 도시하고 있다. 도 11은 횡좌표를 따라 고조파 수를 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 곡선(510)은 국부적인 피크(502)의 제거 전의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 곡선(512)은 국부적인 피크(502)의 제거 후의 방사방향 런아웃의 고조파 분포는 나타내고 있다. 본 발명의 양상들에 따른 국부적인 피크(502)의 제거는 방사방향 런아웃의 다수의 고조파(특정의 높은 고조파) 전반에 걸친 감소를 달성한다. 국부적인 피크(502)의 제거 전의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 192㎛이고, 국부적인 피크(502)의 제거 후의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 57㎛이다.
도 12는 제2 타이어에 대한 시뮬레이팅된 방사방향 런아웃 파형(520)을 도시하고 있다. 도 12는 횡좌표를 따라 방위각을 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 방사방향 런아웃 파형(520)은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(522)를 포함한다. 본 발명의 양상들에 따른 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(522)의 제거는 국부적인 피크(522)를 방사방향 런아웃 파형(520)의 부분(524)으로 대체한다.
도 13은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(522)의 제거 전후 둘 다에서 제2 타이어에 대한 고조파 분포를 도시하고 있다. 도 13은 횡좌표를 따라 고조파 수를 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 곡선(530)은 국부적인 피크(522)의 제거 전의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 곡선(532)은 국부적인 피크(522)의 제거 후의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 본 발명의 양상들에 따른 국부적인 피크(522)의 제거는 방사방향 런아웃의 다수의 고조파(특정의 높은 고조파) 전반에 걸친 감소를 달성한다. 국부적인 피크(522)의 제거 전의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 93㎛이고, 국부적인 피크(522)의 제거 후의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 61㎛이다.
도 14는 제3 타이어에 대한 시뮬레이팅된 방사방향 런아웃 파형(540)을 도시하고 있다. 도 14는 횡좌표를 따라 방위각을 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 방사방향 런아웃 파형(540)은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(542)를 포함한다. 본 발명의 양상들에 따른 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(542)의 제거는 국부적인 피크(542)를 방사방향 런아웃 파형(540)의 부분(544)으로 대체한다.
도 15는 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(542)의 제거 전후 둘 다에서 제3 타이어에 대한 고조파 분포를 도시하고 있다. 도 15는 횡좌표를 따라 고조파 수를 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 곡선(550)은 국부적인 피크(542)의 제거 전의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 곡선(552)은 국부적인 피크(542)의 제거 후의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 본 발명의 양상들에 따른 국부적인 피크(542)의 제거는 방사방향 런아웃의 다수의 고조파(특정의 높은 고조파) 전반에 걸친 감소를 달성한다. 국부적인 피크(542)의 제거 전의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 153㎛이고, 국부적인 피크(542)의 제거 후의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 63㎛이다.
도 16은 제4 타이어에 대한 시뮬레이팅된 방사방향 런아웃 파형(560)을 도시하고 있다. 도 16은 횡좌표를 따라 방위각을 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 방사방향 런아웃 파형(560)은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(562)를 포함한다. 본 발명의 양상들에 따른 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(562)의 제거는 국부적인 피크(562)를 방사방향 런아웃 파형(560)의 부분(564)으로 대체한다.
도 17은 방사방향 런아웃의 국부적인 피크(562)의 제거 전후 둘 다에서 제4 타이어에 대한 고조파 분포를 도시하고 있다. 도 17은 횡좌표를 따라 고조파 수를 도시하고 종좌표를 따라 방사방향 런아웃의 크기를 도시하고 있다. 곡선(570)은 국부적인 피크(562)의 제거 전의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 곡선(572)은 국부적인 피크(562)의 제거 후의 방사방향 런아웃의 고조파 분포를 나타내고 있다. 본 발명의 양상들에 따른 국부적인 피크(562)의 제거는 방사방향 런아웃의 다수의 고조파(특정의 높은 고조파) 전반에 걸친 감소를 달성한다. 국부적인 피크(562)의 제거 전의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 187㎛이고, 국부적인 피크(562)의 제거 후의 고조파(1-32)의 평균 진폭은 88㎛이다.
도 10 내지 도 17에 묘사된 바와 같이, 타이어 표면 변형에 의해 초래된 방사방향 런아웃의 국부적인 피크를 보정하는 것은 다수의 고조파 전반에 걸쳐서 방사방향 런아웃을 개선할 수 있다. 높은 고조파(예를 들어, 10 초과의 고조파)에서의 방사방향 런아웃의 감소는 타이어에 대한 공동 잡음을 감소시킬 수 있다.
본 발명이 특정의 예시적인 실시형태 및 그의 방법에 대하여 상세히 설명되었으나, 당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자는 상기 사항을 이해할 때 이러한 실시형태에 대한 대체, 변경, 및 균등물을 용이하게 생성할 수 있음이 인정될 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 제한하는 것이 아니라 예시하는 것이고, 본 발명은 본 명세서에 개시된 교시내용을 이용하여 당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 쉽게 명백해질 본 발명의 변형, 변경 및/또는 추가를 포함하는 것을 배제하지 않는다.

Claims (13)

  1. 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법으로서,
    균일성 보정을 위해 트레드(tread)를 가진 타이어를 식별하는 단계;
    상기 타이어의 상기 트레드 상의 트레드 조인트에 기인 가능한 적어도 하나의 국부적인 타이어 표면 변형(localized tire surface anomaly)을 식별하는 단계로서, 상기 국부적인 타이어 표면 변형은 방사방향 런아웃(radial run out)의 국부적인 피크를 구비하고, 상기 방사방향 런아웃의 국부적인 피크는 상기 타이어에 대해서 얻어진 복수의 방사방향 런아웃 측정값들로부터 식별되는, 상기 적어도 하나의 국부적인 타이어 표면 변형을 식별하는 단계;
    하나 이상의 연산 장치에 의해, 상기 트레드 조인트의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징은 상기 트레드 조인트의 크기 및 상기 트레드 조인트의 형상을 구비하는, 상기 트레드 조인트의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 연산 장치에 의해, 상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 국부적인 타이어 표면 변형을 보정하도록 재료 제거 패턴(material removal pattern)을 결정하는 단계로서, 상기 재료 제거 패턴은 상기 국부적인 타이어 표면 변형과 관련된 하나 이상의 방위각 위치(azimuthal location)에서 상기 타이어의 상기 트레드로부터 재료를 제거하기 위한 재료 제거 깊이를 특정하고, 상기 재료 제거 패턴은 상기 트레드 조인트의 형상에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되고, 상기 재료 제거 깊이는 상기 트레드 조인트의 크기에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 상기 재료 제거 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 재료 제거 패턴에 따라 상기 타이어의 상기 트레드로부터 타이어 재료를 제거하는 단계를 구비하고,
    상기 하나 이상의 연산 장치에 의해, 상기 트레드 조인트의 적어도 하나의 식별가능한 특징을 결정하는 단계는,
    상기 타이어의 상기 트레드 내의 상기 트레드 조인트의 근사 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징을 식별하도록 스캐닝 프로브(scanning probe)를 사용하여 상기 트레드 조인트의 상기 근사 위치에서 상기 타이어의 상기 트레드를 스캐닝하는 단계를 구비하고,
    상기 타이어의 상기 트레드 상의 상기 트레드 조인트의 상기 근사 위치는 복수의 방사방향 런아웃 측정값들, 트레드 표면 맵, 또는 상기 타이어와 관련된 제조 데이터 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되고,
    상기 스캐닝 프로브는 레이저 프로브, 광학 프로브, 음파 프로브 또는 카메라 프로브를 구비하는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징은 상기 타이어의 상기 트레드 주위의 복수의 방사방향 런아웃 측정값들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 연산 장치에 의해 결정되는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 방사방향 런아웃 측정값들은 상기 트레드의 표면 주위의 중앙 트랙에 대해 취득되는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 방사방향 런아웃 측정값들은 상기 트레드의 표면 주위의 복수의 트랙들에 대해 취득되는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징은 상기 타이어의 상기 트레드의 트레드 표면 맵(tread surface map)에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 연산 장치에 의해 결정되는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징은 상기 타이어와 관련된 제조 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 하나 이상의 연산 장치에 의해 결정되는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 연산 장치에 의해, 상기 트레드 조인트의 상기 적어도 하나의 식별가능한 특징에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 국부적인 타이어 표면 변형을 보정하도록 재료 제거 패턴을 결정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 연산 장치에 의해, 상기 타이어의 상기 트레드 내의 하나 이상의 홈(groove)의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 홈의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 재료 제거 패턴을 결정하는 단계를 구비하는, 타이어의 균일성을 개선하기 위한 방법.
  13. 삭제
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