KR102464573B1 - 타이어 고무의 접촉면적 확인장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노면 요철에 따른 고무의 접촉면적 확인장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면의 입자종류, 타이어의 회전속도 및 반경에 따른 고무의 접촉면적을 확인하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 접촉면적 확인장치는, 소정의 주기를 가지고 회전운동하는 한쌍의 회전지그와, 전자감압지와 고무시편이 동일한 면적을 가지며 부착되고, 상기 회전지그 상부에 형성된 지그입구를 통해 유입되어 회전지그 사이에 권취되는 어셈블리와, 상기 회전지그 사이에 권취된 어셈블리로부터 소정거리 이격되어 회전되도록 구성되고, 플런저삽입홈이 형성되는 회전판과, 상기 회전판에 형성된 플런저삽입홈에 삽입 설치되며, 소정의 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 플런저와, 상기 회전판의 플런저삽입홈에 삽입된 플런저를 길이방향으로 가압하는 리니어 액츄에이터를 포함한다.

Description

타이어 고무의 접촉면적 확인장치{Device for checking contact area of tire rubber}

본 발명은 타이어 고무의 접촉면적 확인장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면의 입자종류, 타이어의 회전속도 및 반경에 따른 고무의 접촉면적을 확인하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

타이어는 자동차 주행중에 노면과의 접촉면적이 증가함에 따라 마찰력이 비례하여 증가하게 된다. 특히, 노면은 용도와 목적에 따라 노면을 구성하는 알갱이(Aggregate)의 크기가 다르고, 그 알갱이 크기에 따라 노면에 대한 고무의 접촉면적 또한 달라지게 된다. 따라서, 동일한 과정을 거쳐 제작된 타이어의 경우에도 노면의 알갱이 크기에 따라 마찰력이 달라지게 되므로, 노면종류에 따른 타이어의 접촉면적 변화를 알 수 있다면 각각의 노면에 따라 적용되는 다양한 마찰력을 가진 고무를 개발할 수 있다.

이에 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1113955호에서는, 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법에 대해 개시하고 있다. 일 실시예로, 타이어 마모 특성을 고려한 노면 상태 분석 장치에서 타이어와 접촉하는 노면 상태를 평가하기 위한 방법에 관한 것으로, (a) 차량의 하단에 배치된 열화상 카메라를 이용하여 패턴이 없는 스무스 타이어(smooth tire)가 1회전할 경우 노면과 타이어의 트레이드 간에 접촉 여부 결과인 열화상 데이터를 측정하는 단계, (b) 상기 열화상 데이터를 2차원으로 표현하여, 노면의 상태에 따라 노면과 트레이드 간 접촉한 정도를 나타내는 트레이드의 온도변화 면적 정보와 비접촉한 정도를 나타내는 온도 비변화 면적 정보를 추출하는 단계, 및 (c) 상기 (b) 단계에서 추출된 정보를 합한 열화상 전체 면적 정보와 온도 변화 면적 정보를 이용하여 타이어 마모 특성을 고려한 노면 특성을 대표하는 노면 특성 지수를 계산하는 단계를 포함하는 노면 상태 평가 방법이 제공된다.

이렇게 타이어와 접촉하는 노면상태가 중요할 뿐만 아니라, 타이어는 원주방향을 따라 회전하면서 노면으로부터 가진(Excitation)을 받는 물체이며 주기성에 따라 히스테리시스(Hysteresis)가 달라지고 상기 히스테리시스 변화에 따라 고무의 성능 또한 달라지게 된다. 따라서, 다양한 회전속도를 가지는 타이어의 가진 주기를 변경하고 그에 따른 히스테리시스가 변화됨에 따라 고무의 접촉력 변화를 확인할 필요가 있는데, 현재 노면상태뿐만 아니라 타이어의 회전속도나 반경에 따른 고무의 접촉면적을 확인할 수 있는 장치는 전무한 상태이다.

1. 한국 특허등록 제10-1113955호(2012.03.05 공고)

타이어와 접촉되는 노면상태뿐만 아니라, 타이어의 회전속도 및 타이어반경에 따라 변화하는 고무의 접촉면적 변화를 측정하기 위한 장치를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 접촉면적 확인장치는, 소정의 주기를 가지고 회전운동하는 한쌍의 회전지그와, 전자감압지와 고무시편이 동일한 면적을 가지며 부착되고, 상기 회전지그 상부에 형성된 지그입구를 통해 유입되어 회전지그 사이에 권취되는 어셈블리와, 상기 회전지그 사이에 권취된 어셈블리로부터 소정거리 이격되어 회전되도록 구성되고, 플런저삽입홈이 형성되는 회전판과, 상기 회전판에 형성된 플런저삽입홈에 삽입 설치되며, 소정의 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 플런저와, 상기 회전판의 플런저삽입홈에 삽입된 플런저를 길이방향으로 가압하는 리니어 액츄에이터를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 회전판에 형성된 플런저삽입홈은 하나 이상의 직경을 갖는 복수개의 홈으로 이루어지고, 복수개의 플런저삽입홈에 삽입 설치되는 복수개의 플런저는 서로 다른 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 플런저의 일단과 고무시편이 얼만큼 접촉하였는지에 따라 고무와 노면과의 접촉면적을 알 수 있으며, 면적이 높을수록 접촉력이 우수하므로 노면의 Aggregate에 따른 고무의 접촉면적을 용이하게 수치화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 플런저 일단이 다양한 높이와 직경을 가짐으로써 노면의 Aggregate 상태를 다양하게 적용할 수 있으며, 지그의 회전속도 및 반경을 제어하여 다양한 조건에서의 타이어고무와 노면의 접촉면적을 확인할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 전자감압지와 고무시편이 부착되는 상태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 회전지그의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 회전지그에 어셈블리가 삽입되는 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치의 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 플런저 일단의 형상에 따른 압력분포를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 플런저 일단의 다양한 형상을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고무접촉면적 확인장치에 있어서, 플런저 일단의 다양한 형상을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 타이어고무의 접촉면적 확인장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 고무의 접촉면적 확인장치는, 소정의 주기를 가지고 회전운동하는 한쌍의 회전지그(10)와, 전자감압지(21)와 고무시편(23)이 동일한 면적을 가지며 부착되고, 상기 회전지그(10) 상부에 형성된 지그입구(11)를 통해 유입되어 회전지그(10) 사이에 권취되는 어셈블리(20)와, 상기 회전지그(10) 사이에 권취된 어셈블리(20)로부터 소정거리 이격되어 회전되도록 구성되고, 플런저삽입홈(31)이 형성되는 회전판(30)과, 상기 회전판(30)에 형성된 플런저삽입홈(31)에 삽입 설치되며, 소정의 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 플런저(40)와, 상기 회전판(30)의 플런저삽입홈(31)에 삽입된 플런저(40)를 길이방향으로 가압하는 리니어 액츄에이터(50)를 포함한다.

우선, 상기 한쌍의 회전지그(10)는 일종의 회전드럼과 같이 내부에 권취되는 어셈블리(20)를 중심으로 양측에 형성되며, 회전지그(10) 양측면에서 돌출 형성되며, 벨트나 기어 등의 속도전달장치와 연동하여 일정한 속도로 회전운동이 이루어지는 구성이다. 여기서, 상기 속도전달장치는 제어부(도면 미도시)에서 특정속도값을 입력하면 그에 따라 상기 회전지그(10)가 회전운동하게 된다. 여기서, 속도전달장치 구성은 회전지그(10)에 따라 회전하는 고무시편의 회전속도에 따른 가진주기를 조정하여 고무 접촉력의 히스테리시스에 대한 변화특성을 확인하기 위한 것이다. 또한, 상기 회전지그(10)의 직경은 고무접촉면적 확인장치를 사용하는 사용자가 필요에 따라 달리 적용하여 사용할 수 있다. 즉, 서로 다른 직경을 가진 회전지그(10)를 사용하여 타이어 고무의 곡률에 따른 접촉면적의 변화를 확인하기 위한 목적이다.

다음으로, 상기 한쌍의 회전지그(10) 사이에 권취되는 어셈블리(20)를 포함한다. 상기 어셈블리(20)는 전자감압지(21)와 고무시편(23)이 서로 부착된 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 고무시편(23)은 노면과 접촉하는 타이어 고무(예를 들어, 타이어 트레드부나 숄더부)를 나타내기 위한 구성이고, 전자감압지(21)는 후술하는 플런저(40)에서 가해지는 압력을 센싱하고 그 압력의 분포나 정도를 확인하기 위한 구성이다. 따라서, 상기 전자감압지(21)와 고무시편(23)이 상하로 부착된 어셈블리(20)가 회전지그(10)의 상부에 형성된 지그입구(11)를 통해 회전지그(10) 사이에 권취된 상태로, 회전지그(10)의 회전에 따라 회전되면서 후술하는 플런저(40)의 가압에 따라 고무에 가해지는 압력분포 및 압력의 정도를 용이하게 확인할 수 있다.

다음으로, 상기 회전판(30)은 제어부의 제어에 의하여 회전하는 원판 형상으로 이루어질 수 있으며, 상기 회전판(30)에는 플런저(40)가 삽입 설치되기 위한 플런저삽입홈(31)이 형성될 수 있다. 상기 플런저삽입홈(31)에 삽입되며 소정의 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 플런저(40)를 더 포함할 수 있는데, 여기서 상기 플런저(40)의 일단은 노면의 aggregate를 모사하기 위한 구성이다. 상기 플런저(40)의 일단은 사용자가 선택하는 높이와 직경을 가지도록 이루어져 원하는 노면상태에 따라 고무시편에 가해지는 압력분포를 확인할 수 있다.

마지막으로, 상기 회전판(30)의 플런저삽입홈(31)에 삽입된 플런저(40)를 길이방향으로 가압하는 리니어 액츄에이터(50)를 포함할 수 있다. 상기 리니어 액츄에이터(50)는 회전판(30) 하부에 설치되어 플런저(40) 하부를 가압하기 위한 구성으로, 제어부에서 작동신호를 전달받은 리니어 액츄에이터(50)는 소정의 압력으로 플런저(40)를 상부로 밀어올려 고무시편(23)을 가압하여 전자감압지(21)를 통해 압력분포를 확인할 수 있다.

상기 구성을 통하여 타이어 고무의 접촉면적 확인장치의 작동방식을 설명하면 아래와 같다. 제어부의 신호에 의해 제어되는 구성으로, 상기 회전지그(10)가 회전되면서, 하부에서 리니어 액츄에이터(50)가 플런저(40)를 상부로 밀어올리게 되면 플런저(40) 일단이 고무시편(23)에 접하면서 압력이 가해지고 이를 감지한 전자감압지(21)에서 압력분포와 정도를 센싱하여 제어부로 전송함으로써 고무시편(23)에 접촉되는 플런저(40) 면적으로부터 타이어 고무의 접촉면적을 예상할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 회전판(30)에 형성된 플런저삽입홈(31)은 하나 이상의 직경을 갖는 복수개의 홈으로 이루어지고, 복수개의 플런저삽입홈(31)에 삽입 설치되는 복수개의 플런저(40)는 서로 다른 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 플런저삽입홈(31)이 복수개로 이루어짐에 따라 다양한 직경을 가지는 복수개의 플런저(40)가 삽입 설치되어 고무시편(23)에 가압될 수 있으며 그에 따라, 노면의 aggregate 크기에 따라 고무시편(23)과의 접촉면적을 측정할 수 있다. 예를 들어, 특정 노면이 가지는 aggregate의 높이와 직경을 측정하고 그에 준하는 높이와 직경을 가지는 플런저(40)의 일단을 복수개 구성하여 플런저삽입홈(31)에 삽입시킨 상태에서 리니어 액츄에이터(50)를 가동시켜 회전하는 고무시편(23)을 향해 가압하게 되면서 접촉하는 면적을 쉽게 구할 수 있게 된다. 도 6 또는 도 7을 참고하면, 상기 플런저(40) 일단의 직경(W)이나 높이(h)는 다양하게 적용될 수 있으며, 복수개의 플런저(40)가 적용되면 플런저(40)의 일단이 노면의 aggregate 크기로 작용하고 다양한 실시예를 통해 접촉면적을 비교 평가할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 회전지그
11 : 지그입구
20 : 어셈블리
21 : 전자감압지
23 : 고무시편
30 : 회전판
31 : 플런저삽입홈
40 : 플런저
50 : 리니어 액츄에이터

Claims (2)

1. 삭제
2. 소정의 주기를 가지고 회전운동하는 한쌍의 회전지그;
   전자감압지와 고무시편이 동일한 면적을 가지며 부착되고, 상기 회전지그 상부에 형성된 지그입구를 통해 유입되어 회전지그 사이에 권취되는 어셈블리;
   상기 회전지그 사이에 권취된 어셈블리로부터 소정거리 이격되어 회전되도록 구성되고, 플런저삽입홈이 형성되는 회전판;
   상기 회전판에 형성된 플런저삽입홈에 삽입 설치되며, 소정의 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 플런저;
   상기 회전판의 플런저삽입홈에 삽입된 플런저를 길이방향으로 가압하는 리니어 액츄에이터;를 포함하고,
   상기 회전판에 형성된 플런저삽입홈은 하나 이상의 직경을 갖는 복수개의 홈으로 이루어지고,
   복수개의 플런저삽입홈에 삽입 설치되는 복수개의 플런저는 서로 다른 높이와 직경으로 이루어진 일단을 갖는 것을 특징으로 하는 고무접촉면적 확인장치.

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