KR102174812B1 - 타이어의 커브 수막현상 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 커브 수막현상 시험방법에 관한 것으로, 구체적으로는 커브 수막현상을 평가하기 위해서는 50kph 부터 5kph씩 최대 드라이빙이 가능한 수준까지 단계적으로 횡가속도를 측정하여 최대 횡력에서 60%의 수준에서의 속도값과 50kph 사이의 그래프 영역을 적분하여 수막현상을 평가하되, 50kph~60kph의 속도 구간의 시험을 생략하여도 기존과 동일 및 유사한 시험결과를 도출해 낼 수 있어 시험 시간 및 작업 공수를 줄일 수 있는 타이어의 커브 수막현상 시험방법에 관한 것이다.

Description

타이어의 커브 수막현상 시험방법{Test method of curvilinear phenomenon of tire}

본 발명은 타이어의 커브 수막현상 시험방법에 관한 것으로, 구체적으로는 커브 수막현상을 평가하기 위해서는 50kph 부터 5kph씩 최대 드라이빙이 가능한 수준까지 단계적으로 횡가속도를 측정하여 최대 횡력에서 60%의 수준에서의 속도값과 50kph 사이의 그래프 영역을 적분하여 수막현상을 평가하되, 50kph~60kph의 속도 구간의 시험을 생략하여도 기존과 동일 및 유사한 시험결과를 도출해 낼 수 있어 시험 시간 및 작업 공수를 줄일 수 있는 타이어의 커브 수막현상 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어가 빗길 등을 주행할 때, 타이어 트레드면과 도로면 사이의 수막현상(hydroplaning)으로 인해 대형 교통사고로 이어지는 경우가 많았다. 따라서, 타이어의 수막 성능은 타이어 성능을 결정하는 주요 인자 중 하나로서, 이를 최소화하기 위한 연구가 현재도 계속되고 있다.

구체적으로 젖은 노면에서 차량은 수막에 의해 그립력을 잃게 되어 매우 위험한 상황에 직면 할 수 있다. 그러한 수막현상에 대해 타이어의 배수성을 평가하도록 되어 있고 타이어 개발에 있어서 필수 점검 항목이다.

종래의 수막현상 시험은 두 가지 종류가 있다. 하나는 직선수막현상 시험 (Longitudinal 혹은 Straight hydroplaning)과 횡수막현상 시험(Lateral 혹은 Curve hydroplaning)이 있다.

그중 커브 수막시험의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 수막 6~10mm, 20~25m 수막 구간 그리고 R=100m 커브 구간을 각 속도별로 총 10회 횡가속도를 측정(50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95kph)한 뒤 최초 50kph부터 최대 횡가속도의 60% 수준에서의 횡가속도 값에서의 속도까지 속도(x축)와 횡력(y축) 구간의 그래프의 면적을 구한다. 면적값이 큰 것이 커브 수막현상의 성능이 양호하다고 판단하고 그 값으로 성능을 비교 평가하게 된다.

이와 같은 최대 횡가속도의 값은 아래의 식으로 구할 수가 있다.

상기와 같은 시험방법은 시작 초기 속도 50kph부터 통상 최대 운전가능한 속도 95kph까지 10회 정도 횡력을 측정하게 된다. 커브 시험장은 Wet handling 노면과 통상 같이 설계되어 한번 시행하는데 속도당 5분 정도 소요된다. 따라서 속도별로 총 약 10회임으로 시험을 준비 및 시행하는 단계에서 50분 이상이 소요되어 경제적이지 못한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1389289호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 커브 수막현상을 평가하기 위해서는 50kph 부터 5kph씩 최대 드라이빙이 가능한 수준까지 단계적으로 횡가속도를 측정하여 최대 횡력에서 60%의 수준에서의 속도값과 50kph 사이의 그래프 영역을 적분하여 수막현상을 평가하되, 50kph~60kph의 속도 구간의 시험을 생략하여도 기존과 동일 및 유사한 시험결과를 도출해 낼 수 있어 시험 시간 및 작업 공수를 줄일 수 있는 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 원형 주행 구간을 시험 차량이 주행하면서 속도 65kph-95kph 사이의 속도를 6회 내지 7회의 횡가속도를 측정하고, 각각의 횡가속도 값을 아래의 식에 대입하여 결과값을 도출해 내는 것을 특징으로 한다.

식은

여기서 a=v²/r(r은 원형주행 주간의 반지름)

일 실시예에 있어서, 상기 r은 100m인 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 65kph-95kph 사이의 속도로 총 6회 횡가속도를 측정하고 1회에 5분의 시간으로 정하여 측정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 시험 차량에 장착되는 타이어는 복수를 각각 장착하여 시험하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 타이어의 커브 수막현상 시험방법에 의하면, 기존과 동일 및 유사한 시험 결과값을 얻으면서도 기존보다는 시험 횟수를 줄여 시험 시간 및 작업 공수를 줄일 수 있어 경제적인 효과가 있다.

도 1은 종래의 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법의 실험방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 통해 얻어진 결과를 그래프로 표현한 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 이하의 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 본 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법의 실험방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 통해 얻어진 결과를 그래프로 표현한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법은, 종래의 기술에서 살펴보았듯이 시작 초기 속도 50kph부터 통상 최대 운전가능한 속도 95kph까지 10회 정도 횡력을 측정하게 되는데, 커브 시험장은 Wet handling 노면과 통상 같이 설계되어 한 번 시행하는데 속도당 5분 정도 소요된다. 속도별로 총 약 10회임으로 50분이 소요되는 단점이 있다.

반면에 본 발명에서는 이러한 시간을 줄이는 목적으로 50kph~60kph 총 3회 시험을 생략할 수 있는 근거를 마련하여 시험 시간을 줄이는 방법에 대한 것이다. 즉, 10회 실시를 7회 시험으로 줄여 총 30% 시간 단축 효과가 있으므로 시험에 드는 비용 및 시간을 줄여 경제적인 효과가 있는 발명인 것이다.

구체적으로 살펴보면, 본 발명은 원형 주행 구간을 시험 차량이 주행하면서 속도 65kph-95kph 사이의 속도를 6회 내지 7회의 횡가속도를 측정하고, 각각의 횡가속도 값을 후술할 식에 대입하여 결과값을 도출해 낼 수 있게 된다.

식은 종래의 기술과 동일한 수식으로서 아래와 같다.

여기서 a=v²/r이고, r은 원형주행 주간의 반지름을 나타낸다.

또한, 상기한 원형 주행 구간의 반지름은 100m로 설정하여 횡가속도 측정을 하게 되는 것이다.

한편, 상기 65kph-95kph 사이의 속도로 총 6회 횡가속도를 측정하고 1회에 5분의 시간으로 정하여 측정하여야 가장 이상적인 시험 결과를 도출해 낼 수 있게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 타이어의 커브 수막현상 시험방법을 실험예를 통하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

상기 표 및 도 2를 참조하면, 수막현상이 일어나기 전 즉, 속도가 낮아 동압이 거의 “0”인 상태임으로 물이 없는 조건과 같다, 따라서 50kph-60kph 사이의 횡가속도는 물이 없는 상태인 횡가속도 a=v²/r로 계산할 수 있기 때문에 생략이 가능한 것이다.

또한, 상기와 같은 조건으로 복수의 타이어를 시험 차량에 탈착하면서 실험 결과를 도출해 볼 수 있는데 그 결과 값은 아래의 표 및 도 3과 같다.

따라서 위 실험 결과를 통해 종래의 방법과 본 발명의 최종 데이터 값은 거의 유사하며 결정계수는 0.999(R²)로 매우 유사하다.

종래의 방법인 50kph~95kph 사이에서 5kph 씩 횡가속도 값을 총 10회 측정한 값과 발명된 방법인 50kph~60kph의 3가지 횡가속도 값은 이론값으로 대체하고 65kph~95kph의 값을 측정한 값으로 하여 총 7회 시행만 실시하게 되는 효율적인 평가 방법이다.

베르누이 유체 방정식에서 동압부분은 속도의 제곱에 대한 값임으로 속도대역이 낮은 값은 결국 수막현상이 일어나지 않음으로 이론값과 실체 측정값이 유사하거나 거의 동일하고, 실험 결과 유사한 값이 측정되어 최종 면적(적분)값은 거의 동일하게 계산되었다.

여기서 상기한 베르누이 방정식은

와 같으며, 정압+동압은 일정하다. 베르누이 방정식은 이미 공지된 기술로서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명된 본 발명의 타이어의 커브 수막현상 시험방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 원형 주행 구간을 시험 차량이 65kph-95kph 사이의 속도로 주행하면서 6회 내지 7회의 횡가속도를 측정하고, 50kph-60kph 사이의 횡가속도는 아래의 식에 대입하여 타이어별 커브 수막현상 결과값(A)을 도출해 내는 것을 특징으로 하는 타이어의 커브 수막현상 시험방법.
   

   

   
   여기서, a는 횡가속도, v는 속도임.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 측정 및 도출된 각각의 횡가속도 값을 적분하여 결과값을 도출하는 것을 특징으로 하는 타이어의 커브 수막현상 시험방법.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 65kph-95kph 사이의 속도별 총 6회 내지 7회의 횡가속도를 측정하고 1회에 5분의 시간으로 정하여 측정하는 것을 특징으로 하는 타이어의 커브 수막현상 시험방법.
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 시험 차량에 장착되는 타이어는 복수를 각각 장착하여 시험하는 것을 특징으로 하는 타이어의 커브 수막현상 시험방법.

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