KR20010109270A - 타이어 균일 교정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 타이어의 타이어(12)에 의해 발생된 반경 방향 및 접선 방향 힘을 동시에 교정하는 지향성 힘 교정 방법에 대한 것이다. 본 방법은 타이어(12)의 회전 방향을 고려하지 않은 접선 방향 힘의 교정을 허용한다. 본 발명은 적어도 두 개의 회전하는 연마기를 채용한 개선된 힘 교정 기술을 통해 이러한 단부를 얻는다. 이러한 창의적인 발명에서, 일 연마기(16)의 회전 방향은 다른 연마기(24)의 회전 방향과 반대이다. 그러므로, 적어도 하나의 연마기(16)는 타이어와 "상향 연마" 방식으로 결합될 것이고, 적어도 하나의 연마기(24)는 타이어와 "하향 연마" 방식으로 결합할 것이다. 이 결과는 타이어(12) 트레드 표면을 가로지르는 것이고, 다른 곳에서 "토우-투-힐"이 나타나는 동안 소정의 트레드 블록은 "힐-투-토우"가 나타날 것이다. 이 효과는 자동차에 사용될 때, 타이어가 회전하는 방향에 관계없이 접선 방향 힘 변화를 감소시킨다.

Description

타이어 균일 교정 방법 {METHOD FOR TIRE UNIFORMITY CORRECTION}

본 발명은 특히 타이어 균일을 최적화시키기 위한 개선된 방법에 대한 것이고, 반경 방향 힘 변화를 교정하기 위한 공정은 동시에 기존의 힘 교정 기술의 균일하게 경사진 트레드-블록(tread-block) 또는 "힐-투-토우(heel-to-toe)"의 효과에 의해 감소되고, 그로 인해 접선 방향 힘 변화는 감소되고 타이어의 승차감이 개선된다.

도8은 통상 타이어 업계에서 저속 및 고속 균일화 기계용으로 사용되는 타이어 균일 좌표계이다. 좌표계는 타이어 자국 또는 트레드 표면을 따라 회전함으로서 타이어에 의해 발생된 힘과 모멘트를 도시한다. 일정한 편차에서 타이어 회전에 의해 발생된 힘 변화는 공학 서적에서 반경 방향(Fz), 측방향(Fy) 및 접선 방향(Fx)인 세 개의 직각 힘으로 나눠진다. 반경 방향 힘은 타이어와 통상 타이어가 진행하는 도로를 가로지르는 도로 표면 사이의 수직 힘이다. 반경 방향 힘은 지면에 수직으로 축에 인가되고 차축 상에 작용하는 "상하(up and down)"힘 효과를 갖는다. 접선 또는 전방/후방 힘은 타이어와 지면 사이의 수평힘이다. 접선 방향 축은 진행 방향으로 도로에 평행하다. 이러한 축 상에 접선힘 또는 구동힘이 인가된다. 접선힘은 효율적으로 차축 상에 작용하는 전방에서 후방으로의(front-to-back) 힘이다. 측방향 축은 측에서 측으로의(side-to-side) 힘이 타이어에 의해 인가되는 곳이고, 이러한 축은 도로 표면과 평행하고 진행 방향에 대해 수직이다. 하중에 대해 회전하는 타이어에 의해 발생되는 이들 세 개의 힘은 물리학 법칙으로서 이들은 항상 존재한다.

타이어 제조의 목적은 이러한 힘들이 타이어의 진행 중에 일어날 수 있는 튐이나 진동같은 임의의 역효과를 제거 또는 감소시키는 것이다. 이들 힘의 단순한 존재는 초 당 주행 요동을 발생시키지 않는다. 예컨대, 타이어의 회전 동안 힘이 일정하게 유지될 때, 타이어의 진행은 방해받지 않을 것이다. 이는 단지 타이어의 회전 코스 동안 힘이 변화할 때, 주행 요동이 발견된다는 것이다.

이 점을 도시하기 위해 중력을 고려한다. 실제로는, 지구의 중력은 그 크기가 영구적이고 일정하다. 그러므로 이는 항상 같은 방향으로 이들 물체에 작용한다. 이 점에 있어서, 중력은 지구상의 규칙적인 활동 코스를 방해하지 않는다. 그러나, 만일 지구의 중력이 하루 주기로 바뀐다면, 지구 상의 활동은 크게 방해받을 것이다. 만일 지구의 중력이 바뀐다면, 지구상의 모든 물체의 무게는 변할 것이다. 중력을 제거하는 것은 바람직하거나 가능하지 않지만, 그러나 이를 일정하게 유지하는 것은 바람직하다. 그리고 이는 타이어에 의해 발생된 힘에 의해 가능하다. 이는 타이어의 진행에 현저한 효과를 갖는 힘은 아니지만, 힘의 변화는 주행 요동의 원인이다.

타이어의 회전에 의해 발생된 힘의 변화는 균일하지 않다. 두 개의 주된 타이어의 변형은 "원형의 찌그러짐(out of round)" 또는 약간 변형됨(slightly misshapen)과, 타이어의 골격 강성의 변화인 반경 방향 힘의 변화가 된다. 골격 강성은 부하를 가하는 회전 동안 굴곡시키는 타이어 저항의 측정이다. 굴곡시키는 저항은 도로에 대해 타이어 골격이 큰 힘을 버틸 수 있는 방법을 설명하는 간단한 다른 방법이다. 이들 변형 모두 각 타이어의 회전동안 휠 차축의 평형을 방해하고 상하운동을 경험하도록 야기하는 수직힘 구성 요소를 발생시킨다. 이는 트레드 표면의 일부가 다른 것들보다 차축에서부터 단순히 더 떨어져 있기 때문에 타이어 상에 원형의 찌그러짐을 유발하고, 그 결과 차축과 트레드 표면에 종속된 도로 사이의 수직 거리 생성은 도로와의 접촉을 이룬다. 유사하게, 골격의 일부가 도로에 대해 유지부보다 약하게 밀게 될 것이기 때문에 다양한 골격 강성을 갖는 타이어는 회전 코스 동안 상하 운동을 경험하도록 야기된다. 만일 강성의 변화가 충분히 크다면, 골격의 강성도가 가장 큰 부분이 도로를 가로질러 회전할 때, 차축은 지면으로부터 빠르게 밀어질 것이고, 골격의 가장 유연한 부분이 도로와 접촉할 때, 이는 도로로 근접하게 떨어질 것이다.

일반적으로, 변형의 대다수는 축방향 힘 변화와 또한 접선 방향 힘 변화를 야기한다. 축방향 힘 변화는 타이어의 각속도가 회전 코스 동안 변화할 때 발생된다. 각속도의 변화는 타이어가 일정한 회전 속도로 구동하는 것을 의미하고, 타이어 트레드 표면의 소정 포인트는 다른 것들보다 빠른 선속도로 진행한다. 이는 타이어 원형의 찌그러짐을 손쉽게 개념화한다. 원형의 찌그러짐을 위해서, 트레드 표면 상의 소정의 포인트는 다른 것들보다 차축에 대해 더 멀리 있게 되어야 한다. 이는 1회전의 코스 동안 차축에서 가장 멀리 떨어진 포인트는 회전을 완료하기 위해 다른 포인트 모두보다 더 긴 직선 거리로 지나갈 것이지만 이는 동일한 시간 내에 수행될 것이다. 속도는 이동 거리를 시간으로 나눈 것과 같기 때문에, 차축으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 포인트에서 타이어의 선속도는 다른 모든 포인트 보다 빠를 것이다. 포인트가 도로와 접촉할 때, 타이어는 차축쪽으로 당겨지거나 또는 가속하는 효과를 갖는다. 그러나, 포인트가 도로를 통과하자마자 느린 포인트는 도로와 접촉하고 차축을 감속시키거나 후방으로 밀어내는 작용을 한다. 이러한 밀고 당기는 운동은 주행 요동의 결과로 매 회전마다 일어날 것이다. 적어도 타이어의 강체부는 타이어의 나머지 부분보다 더 느리게 진행할 것이기 때문에 골격 강성의 변화는 또한 이러한 밀고 당기는 효과를 야기할 것이다.

많은 타이어 변형은 통상 반경 방향 및 접선 방향 힘 변화 모두에 원인이 있기 때문에 변형의 두가지 타입을 탐지하고 교정하는 것은 논리적으로 처리된다. 연마는 원형의 찌그러짐 또는 다양한 골격 강성을 갖는 타이어를 교정하는데 효율적인 기술이다. 원형에서 찌그러진 타이어는 연마될 수 있어서 일정하게 된다. 연마는 또한 골격 강성을 더 일정하게 할 수 있다. 만일 골격 강성이 타이어의 스프링힘으로 생각된다면, 본 발명의 목표는 힘을 일정하게 하는 것이다. 스프링힘또는 위치힘은 그 길이와 그 스프링의 독특한 상수인 스프링 계수의 결과이다. 만일 타이어 트레드 표면의 각각의 포인트가 스프링에서 차축까지의 스프링으로 생각된다면, 스프링힘은 스프링의 길이와 그 계수의 결과이다. 만일 스프링 길이가 일정하지 않다면, 타이어는 명백히 원형이 찌그러지고 연마는 이를 교정할 수 있다. 만일, 타이어가 균일하게 원형이지만 다양한 골격 강성을 갖는다면, 차이는 스프링 계수 내에 있다. 스프링 계수가 일정하고, 목표가 스프링힘을 일정하게 하는 것이기 때문에, 교정할 수 있는 요소는 스프링 길이이다. 가장 큰 스프링힘을 갖는 이들 포인트의 고무의 연마 시간량은 스프링 길이를 감소시키고 주행 요동을 발생시키는 타이어의 찌그러짐 없이 타이어를 더 균일하게 만드는 것을 제공할 것이다.

비록 반경 방향 힘 변화의 교정이 또한 이론적으로 접선 방향 변화를 교정할 수 있다 하더라도 각각에 대한 개별 탐지 및 교정 기술은 당 업계에 공지된 바이다. 이는 제조 관점에서 단 하나의 기술의 채용에 의한 두 개의 교정을 수행하는 것은 제조자가 시간과 돈 모두를 절약하는데 바람직하다. 타이어 제조자의 현실 때문에 이러한 이중 힘 교정은 반경 방향 힘 변화의 탐지와 교정에 최적이다. 반경 방향 힘 변화는 타이어 회전 속도에 통상 독립적으로 존재하고, 힘 교정은 통상 60rpm과 같은 매우 느린 속도에서 실시된다. 저속 균일화 기계는 축방향 힘 탐지와 교정 공정에 사용되고, 비교적 저가이고 산업에 널리 사용된다. 반대로, 접선 방향 힘 변화는 속도에 종속되고, 통상 60rpm에서는 탐지하지 못한다. 이 기계는 적어도 300rpm의 속도로, 양호하게는 800rpm이상의 속도로, 타이어를 회전시켜서 접선 방향 힘 변화를 교정하고 테스트하는데 사용된다. 이들 고속 균일화 기계는가장 고가이고 타이어의 상업적인 제조에는 통상 사용되지 않는다. 그 결과, 접선 방향 힘 변화를 제거하고, 동시에 저속 균일화 기계의 채용을 통한 반경 방향 힘의 교정과 함께 바람직하다.

공지된 타이어 균일화 기계는 반경 방향 힘 변화를 교정하는데 이용되고 그 작동은 다음에 설명된다. 모터는 타이어가 장착되는 휠을 구동한다. 타이어는 컴퓨터로 정보를 전송하는 힘 변환기에 연결된 자유 회전 부하 드럼에 대해 회전한다. 컴퓨터는 타이어에 맞물리는 연마 휠을 조정한다. 연마 휠은 모터의 부하를 측정하는 전류계에 부착된 모터에 의해 구동된다. 통상적으로 반경 방향 힘 교정 공정은 다음과 같이 행해진다. 타이어는 테스트 압력으로 맞춰진 정밀한 척(chuck)에 장착되고 부하 드럼에 대해 예정된 부하 하에서 회전된다. 반경 방향 힘와 반경 방향 힘 변화는 부하 드럼 상에서 부하 드럼의 축의 반경 방향으로 위치한 힘 변환기에 의해 측정된다. 타이어 트레드의 견부에 인접하여 위치한 한 쌍의 회전할 수 있는 연마기는 트레드 견부 리브와 결합 연마하도록 움직인다. 연마기는 고속으로 고무를 제거하기 위해 타이어쪽으로 움직인다. 고무의 미세한 양은 타이어의 견부로부터 연마된다. 연마는 감소된 반경 방향 변화를 갖는 더 균일한 타이어를 만든다.

이러한 기존의 공정에서, 연마기는 통상 서로 관련되어 동일한 회전 방향으로 구동된다. 연마기는 타이어에 관련된 연마기의 회전 방향에 종속된 "하향 연마(down-grinding)" 또는 "상향 연마(up-grinding)"중 하나의 방식으로 타이어에 맞물린다. "하향 연마"는 도2에 도시되고 연마기의 회전 방향이 타이어의 회전 방향과 반대되지만 타이어와 연마기 표면의 접촉면에서 표면은 동일한 직선 방향으로 이동된다. 하향 연마 공정에 의해 각각의 트레드 블록을 연마하기 위해서는 연마 결합의 깊이는 제1 접촉 포인트에서 증가될 것이다. 도3은 연마기의 회전 방향이 타이어의 회전 방향과 같지만 타이어와 연마기 표면의 접촉면은 반대 직선 방향으로 움직이는 상향 연마를 도시한다. 이러한 방법에 의해 연마 결합의 깊이는 연마기와 트레드 블록 사이의 제1 접촉 포인트에서 가장 깊다. 연마 결합의 두 가지 방법은 경사 방향이 두 방법 사이에 주된 상이점을 갖는 타이어의 견부를 가로질러 균일하게 경사진 트레드 블록을 만든다. 트레드 블록의 경사진 외관은 경사 방향에 종속된 "힐-투-토우" 또는 "토우-투-힐"로 설명된다. 연마기 회전은 타이어의 경사와 관계있다.

도1은 연마되지 않은 타이어의 트레드 블록의 대표적인 형상을 도시한다. 사시도로 보면 트레드 표면은 평평하거나 경사를 갖지 않는다. 본 명세서 및 청구항에서, 경사는 데카르트 좌표계에 있는 것으로 정의된다. 경사는 선 또는 평면의 수평 성분의 변화에 걸친 동일 선 또는 평면의 수직 성분의 변화와 같다. 도1의 트레드 블록에서, 블록의 수직 성분은 절대로 변화하지 않고, 따라서 경사는 영(zero)이다. 도2는 타이어가 반경 방향 힘 변화 교정을 받는 것을 도시하며, 여기서 타이어(2)는 교정 순서 중에 시계방향으로 회전한다. 도시된 그라인더(4)는 반시계방향으로 회전하고, 이에 의해서 타이어를 "하향 연마" 방식으로 결합한다. 도시된 것처럼, 결과적인 트레드-블록은 "힐-투-토우(heel-to-toe)" 형상을 취하거나, 양의 경사부(6)를 갖게 된다. 도3은 도2의 연마 휠의 회전 방향이 반전되었을때 트레드-블록(6) 상의 영향을 도시한다. 여기서, 연마 휠은 타이어를 "상향 연마" 방식으로 결합하고, 결과적인 트레드-블록은 "토우-투-힐"을 나타내게 된다. 트레드-블록의 수직 성분이 수평 성분 증가에 따라 감소하기 때문에 경사는 음이 된다.

앞에 설명한 반경 방향 힘 교정 방법은 반경 방향 힘 변동을 현저하게 감소시키거나 없애기 위한 목적에 효과적이다. 그러나, 이 기술은 접선 방향 힘 변동을 감소시키거나 없애게 되는 이론적인 잠재성을 항상 만족시키지는 못한다. 실제로, 대부분의 경우에 이 방법은 접선 방향 힘 변동의 증가에 직접 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 앞에서 설명한 공지의 반경 방향 힘 방법에 의해 교정된 타이어 힘이 고속의 균일화 기계 상의 접선 방향 힘 변동에 대하여 시험되었을 때 발견되었으며, 그리고 타이어는 일방향으로 회전할 때 연마되지 않은 타이어보다는 적은 접선 방향 힘 변동을 발생하였으나, 다른 방향으로 회전할 때는 더 큰 접선 방향 힘 변동을 발생하였다. 실제적인 의미에서는 자동차의 양쪽 타이어들이 반대 방향으로 회전하기 때문에, 상기 방법에 의해 교정된 타이어들의 절반은 감소된 접선 방향 힘 변동을 갖게 되지만 다른 쪽의 타이어들은 증가된 접선 방향 힘 변동을 작용시키게 된다. 또한, 도2 및 도3에 도시된 것과 같은 균일 트레드-블록 프로필이 상기 결과에 직접 관련이 있는 것도 밝혀졌다.

대부분의 타이어는 교체가능하게 설계되어 있어서 서로에 대하여 균일성을 갖는다. 교체가능성 및 균일성을 얻기 위한 확실한 방법은 각 타이어들을 동일한 형태로 제조하고 힘을 교정하는 것이다. 그러나, 4개의 동일하게 제조되어 반경방향 힘이 교정된 타이어들에서 자동차의 한쪽의 타이어들은 다른쪽의 타이어들에 비해서 현저한 접선 방향 힘 변동을 받게 되는 것이 관찰되었다. 타이어들이 제조 및 교정 공정으로부터 얻어지는 동일성을 갖더라도, 타이어들이 자동차에 장착될 때, 즉 동일한 힐-투-토우 프로필을 구비한 타이어가 자동차의 대향 측부들에 장착될 때 이들 힐-투-토우 프로필은 서로에 대하여 반대 관계를 갖게 되어 변화가 생기게 된다. 따라서, 한쪽의 타이어가 힐-투-토우 방식으로 회전할 때 다른쪽의 타이어는 토우-투-힐 방식으로 회전한다. 이러한 상황을 교정하기 위하여, 제조업자는 타이어의 절반을 상향 연마에 의해 교정하고 다른쪽 절반은 하향 연마에 의해 교정하여 타이어 회전 방향을 일정하게 유지하게 한다. 이는 생산 라인을 그에 맞추는데 시간 및 비용을 필요로 하고 타이어가 자동차의 특정 측부에만 장착되기 위해 판매될 필요가 있기 때문에 바람직하지 않다.

힘 교정을 위한 공지의 방법은 도2 및 도3에 도시된 것과 같은 균일하게 경사진 트레드-블록을 만들게 된다. 경사진 트레드-블록은 타이어 상의 타이어의 회전 방향에 따라 접선 방향 힘 변동을 현저하게 감소시키거나 증가시키는 작용을 한다. 힐-투-토우 방식으로 회전하는 타이어는 낮은 접선 방향 힘 변동 또는 연마되지 않은 타이어에 비해 최소로 감소된 변동을 작용시키는 것으로 밝혀졌는데, 그 이유는 이 타이어가 이의 연마되지 않은 부분보다는 지면에 걸쳐 더 매끄럽게 이동하기 때문이다. 이와 달리, 토우-투-힐 방식으로 회전하는 타이어는 타이어의 연마되지 않은 부분처럼 매끄럽게 이동하지 않기 때문에 현저하게 높은 수준의 접선 방향 힘 변동을 작용시키는 것으로 밝혀졌다. 이는 힘 펄스들이 각각의 트레드 블록, 지면 또는 지면을 통과하는 연마되지 않은 타이어의 경우에서처럼 생성되기 때문에 더 현저하다. 이들 펄스는 차량의 전방/후방 비틀림 공명의 여진원으로서 기능할 수 있다. 이러한 공명이 작용하면, 접선 방향 또는 전방/후방 힘 변동이 관찰된다. 연마가 내측 및 외측 견부 리브 상에 동일 방향으로 이루어지면, 펄스들은 구조적으로 부가되어 모든 전방/후방 비틀림 공명 주파수 부근에 대하여 거의 동일한 크기의 잠재적인 여진원을 제공한다.

임의의 승용차에서, 전방으로 주행하는 차량의 좌측(미국의 경우 운전석)의 타이어는 (외측에서 보았을 때) 반시계방향으로 회전하고, 우측의 타이어는 (우측에서 보았을 때) 시계 방향으로 회전한다. 타이어들이 동일 방식으로 회전하면 이들은 동일한 트레드-경사 방향을 취한다. 그러나, 자동차에 장착되었을 때 차량의 한쪽의 트레드-경사 방위는 다른쪽의 타이어의 트레드-경사에 대하여 반전된다. 따라서, 한쪽의 타이어가 힐-투-토우 방식으로 회전하면 접선 방향 힘 변동이 조금이거나 없으며, 다른쪽의 타이어가 토우-투-힐 방식으로 회전하면 허용할 수 없을 정도로 높은 수준의 접선 방향 힘 변동을 겪게 된다. 예를 들어, 도2에 도시된 공정에 의해 교정된 타이어는 자동차 이동 방향의 좌측에 장착되었을 때 힐-투-토우 방식으로 회전하게 되고, 우측에 장착되었을 때에는 토우-투-힐 방식으로 회전하게 된다. 우측의 타이어는 현저한 접선 방향 힘 변동을 발생하는 반면에, 좌측의 타이어는 그렇지 않다. 이와 달리, 도3의 공정에 의해 교정된 타이어는 정확하게 반대로 된다. 이들은 우측에서 힐-투-토우 방식으로 회전하고 좌측에서 토우-투-힐 방식으로 회전한다. 좌측의 타이어는 접선 방향 힘 변동을 발생하게 된다.

매년, 차량 진동은 새로운 차량 불만의 주된 원인이다. 브레이크 로터, 엔진, 드라이브 라인, 휠, 타이어 또는 도로 표면 자체로부터 차량의 임의의 회전 구성 요소는 진동의 잠재적인 여진원이다. 통상적으로, 본 발명은 일정한 편차를 갖는 휠에 대해 타이어의 회전시킴으로써 발생된 지향성 힘 변화 교정용 저속 타이어 균일화 기계(uniformity machine)의 사용에 관한 것이다.

도1은 타이어의 외벽에서 도시된 일련의 연마되지 않은 트레드 블록의 프로필을 도시한 도면이다.

도2는 타이어의 외벽에서 도시된 "하향 연마" 방식으로 연마 휠에 의해 맞물리는 타이어와 연마 트레드 블록의 결과 "힐-투-토우" 프로필의 개략도이다.

도3은 타이어의 외벽에서 도시된 "상향 연마" 방식으로 연마 휠에 의해 맞물리는 타이어와 연마 트레드 블록의 결과 "토우-투-힐" 프로필의 개략도이다.

도4는 본 발명의 실시에서 연마 휠에 의해 맞물리는 타이어의 개략도이다.

도5는 본 발명의 실시에서 연마 휠에 의해 맞물리는 타이어의 개략도이다.

도6은 타이어의 외벽에서 도시된 "힐-투-토우" 및 "토우-투-힐" 경사 모두를 나타내는 트레드 블록을 도시한 타이어의 트레드 표면의 폭의 윤곽도이다.

도7은 본 발명의 실시에서 견부 연마기에 대향 방향으로 회전하는 추가 중심 리브 연마기로 인해 중심 리브 상의 "힐-투-토우" 형성과 동일한 방향으로 회전하는 2개의 연마 휠에 인한 견부 리브 상의 "토우-투-힐" 형성의 타이어 블록 요소를 설명하는 도면이다.

도8은 저속 및 고속 균일화 기계가 전형적으로 사용된 타이어 균일 좌표계를 설명하는 도면이다.

본 발명의 목적은 타이어의 회전 방향과 무관하게 반경 방향 힘의 변화를 교정하는 동시에 전/후방 접선 방향 힘의 변화를 감소시키기 위한 것이다. 본 발명은 적어도 2개의 회전 연마기가 사용된 개선된 힘 교정 기술을 통하여 이러한 목적을 달성한다. 본 발명의 방법에서, 연마기의 회전 방향은 다른 연마기의 회전 방향에 대해 역전된다. 그러므로, 적어도 하나의 연마기는 "상향 연마" 방식으로 타이어와 맞물릴 것이고, 적어도 하나의 연마기는 "하향 연마" 방식으로 타이어와 맞물릴 것이다. 결과적으로, 타이어 트레드 표면의 폭을 가로질러 어떤 트레드 블록은 "힐-투-토우" 형상을 갖는 한편, 다른 것들은 "토우-투-힐" 형상일 것이다. 자동차에 사용될 때 타이어가 회전하는 방향에 관계 없이 접선 방향 힘 변화가 감소된다.

도4는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 부하 휠(18)에 대해 타이어(12)를 구동하는 모터(14)를 포함하는 타이어 균일화 기계가 도시된다. 부하 휠(18)에는 컴퓨터(48)에 차례로 연결된 힘 변환기(46)가 연결되어 있다. 컴퓨터는 연마기 모터(20, 28)가 구동 연마 휠(16, 24)을 구동하도록 명령을 내린다. 또한, 연마기 모터에는 전류계(22, 30)가 연결된다. 도4에 도시된 바와 같은 본 발명의 실시에서, 도시된 타이어(12)는 시계 방향으로 회전되고, 연마 휠(16, 24)은 각각 시계 및 반시계 방향으로 회전된다. 연마 휠(16)은 타이어와 동일한 방향으로 회전하고, 다른 연마 휠(24)은 반대 방향으로 회전한다. 연마 휠은 연마기 모터(20, 28)에 의해 구동되고, 연마기 모터 상의 부하는 전류계(22, 30)에 의해 측정된다. 연마기 모터 상의 부하는 연마 휠이 타이어를 결합시키는 상대 압력을 나타낸다. 압력은 연마기 모터 상의 부하에 직접 비례한다. 그러므로, 타이어에 인가된 압력이크면 클수록 연마기 모터 상의 부하도 커진다. 타이어 상의 압력과 모터 상의 부하가 증가할 때, 연마의 깊이도 그러하다.

도4에서, 연마 휠(16)은 상향 연마 방식으로 타이어와 맞물린다. 연마 휠(24)은 하향 연마 방식으로 타이어와 맞물린다. 도4에 도시된 본 발명의 실시예에서, 하향 연마 휠의 모터(28) 상의 부하는 상향 연마 휠의 모터(20) 상의 부하보다 커야 한다. 즉, 하향 연마 휠에 의해 타이어에 인가된 압력은 상향 연마 휠에 의해 타이어에 인가된 압력보다 커야 한다. 이상적으로, 상향 연마 모터 상의 부하는 하향 연마 모터의 60% 내지 80%의 범위 내에 있다.

도6은 도4에 도시된 공정에 의해 힘이 교정된 후의 타이어 트레드의 프로필을 도시한다. 트레드 블록(34, 36, 38)은 상향 연마 휠에 의해 교정된 타이어의 견부를 나타낸다. 트레드 블록(34, 36, 38)의 이러한 도면으로부터 이들은 그들 경사가 좌측에서 우측으로 "힐-투-토우" 또는 음이 되도록 연마된다. 트레드 블록(40, 42, 44)은 하향 연마 휠에 의해 교정된 타이어의 견부를 나타낸다. 트레드 블록(40, 42, 44)의 이러한 도면으로부터 이들은 그들 경사가 좌측에서 우측으로 "토우-투-힐" 또는 양이 되도록 연마된다.

이러한 공정에 의해 교정된 모든 타이어는 타이어의 회전 방향과 무관하게 힐에서 토우로 회전하는 하나의 견부와 토우에서 힐로 회전하는 하나의 견부를 항상 가질 것이다. 그러므로, 이러한 방법에 의해 반경 방향 힘의 변화를 교정하도록 연마할 때, 상당한 접선 방향 힘의 변화는 이 공정에서 생성되지 않을 것이다. 각 타이어는 자체의 회전에서 균일할 것이고, 차량에 함께 이용될 다른 타이어에대해서도 균일할 것이다. 결과적으로 승차감이 향상된다.

도5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.

연마 휠(52, 60)이 타이어(12)의 견부 상에 위치되어, 서로에 대해 동일한 회전 방향으로 구동된다. 연마 휠(66)은 트레드 면의 중심에 위치되어, 연마 휠(52, 60)의 반대 회전 방향으로 구동된다. 도시된 구조에서, 도4에서 도시된 본 발명과는 반대로, 연마 휠(66)은 상부 연마 휠이며, 연마 휠(52, 60)에 의해 가해진 압력보다 큰 압력이 연마 휠(66)에 의해 타이어에 가해진다. 실제로, 두 개의 견부 연마 휠이 동일하게 회전하며 중심 연마 휠이 반대 방향으로 회전하는 본 발명을 실시하는 데 있어서, 중심 연마기에 의해 가해지는 압력은 항상 더 크다. 도5의 구조에서 이상적으로는, 하향 연마 모터 상의 부하는 상향 연마 모터의 30 내지 70 %이다. 또한, 전류량들 사이의 상대적인 차이에서의 +/- 40%가 유사한 결과를 발생시킨다. 본 발명의 임의의 실시예에서, 연마 휠 상의 압력 차이는, 트레드 면의 힐-투-토우(heel-to-toe) 및 토우-투-힐(toe-to-heel) 부분에 의해 발생된 펄스는 동일하고 반대여서 상쇄 간섭(destructive interference)을 발생시켜 접선 방향 힘 변동을 감소시키도록, 트레드 블록을 연마하기 위한 목표에 의해 조정된다.

도7에서 도시된 바와 같이, 상기 프로세스에 의해 연마된 타이어는 동일한 토우-투-힐 방향을 갖는 견부를 가지며, 중심 트레드 블록은 반대 힐-투-토우 방향을 가질 것이다. 트레드 블록(34, 36, 38, 40, 42 및 44)은 하향 연마에 의해 모두 교정되며, 그 경사는 양(positive)이다. 트레드 블록(46, 48, 50, 52, 54, 56)은 상향 연마에 의해 교정되며, 그 경사는 음(negative)이다. 따라서, 타이어는 타이어의 회전 방향과 관계없이 힐-투-토우 및 토우-투-힐 회전 성분을 가질 것이다. 이러한 타이어는 감소된 접선 방향 힘 변화를 가지며 보다 큰 탑승 안락감을 제공한다.

임의의 대표적인 실시예들 및 그 상세가 본 발명의 예시를 위해 도시되었지만, 본 기술 분야에서 숙련된 자들은 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않으면서 이를 여러 가지로 변형시키거나 또는 변경시킬 수 있음은 명백하다.

Claims (16)

1. 부하를 받으면서(against load) 회전하는 공압 타이어에 의해 가해지는 접선 방향 힘 변화를 감소시키는 방법에 있어서,

   적어도 두 개의 연마 휠을 갖는 공지의 타이어 균일화 기계(uniformity machine) 상에 상기 타이어를 장착하는 단계와,

   상기 균일화 기계를 사용하여, 연마 휠 중 적어도 하나가 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하며 연마 휠 중 적어도 하나가 하향 연마 방식으로 타이어를 결합하여 타이어를 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   두 개의 연마 휠이 있으며,

   상기 연마 휠들은 대향 중간 리브들 또는 타이어의 트레드 면의 견부들을 연마하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 동일하지 않은 연마 압력이 타이어에 가해져, 하향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력이 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력은 하향 연마 휠의 모터에 가해지는 부하의 약 60 내지 80%의 연마 휠 모터 상의 부하에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   연마 휠들이 있으며,

   상기 연마 휠들 중 두 개는 타이어의 트레드 면의 견부들을 연마하도록 위치되며, 상기 두 연마 휠은 서로에 대해 동일한 회전 방향으로 구동되며,

   상기 연마 휠들 중 세 번째 연마 휠은 타이어의 트레드 면의 중심을 연마하도록 위치되며, 상기 연마 휠은 타이어의 견부 상에 위치된 연마 휠들에 대해 반대 회전 방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 동일하지 않은 연마 압력이 타이어에 가해져, 중심 연마 휠에 의해 가해진 압력은 견부 상에서 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해진 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 견부 연마 휠에 의해 가해진 압력은 중심 연마 휠의 모터에 가해진 부하의 약 30 내지 70%의 연마 휠 모터 상의 부하인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 동일하지 않은 연마 압력이 타이어에 가해져, 하향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠(들)에 의해 가해지는 압력은 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠(들)에 의해 가해지는 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠(들)에 의해 가해지는 압력은 하향 연마 휠(들)의 연마 휠 모터 상의 부하의 약 30 내지 80%의 연마 휠 모터 상의 부하에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 균일하게 경사진 트레드 블록의 종래의 반경방향 힘 교정으로부터 야기되는 접선 방향 힘 변화 성분의 감소를 포함하여, 타이어의 회전 방향에 관계없이, 부하를 받으면서 회전하는 공압 타이어에 의해 가해지는 반경방향 및 접선 방향 힘 변화를 동시에 교정하기 위한 방법에 있어서,

    하나의 연마 휠이 타이어의 각 견부 상에 위치되고 두 개의 연마 휠을 갖는 타이어 균일화 기계 상에 타이어를 장착하는 단계와,

    상기 균일화 기계를 사용하여, 연마 휠 중 적어도 하나가 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하며 다른 연마 휠이 하향 연마 방식으로 타이어를 결합하여 타이어를 연마하는 단계와,

    타이어에 동일하지 않은 연마 압력을 가하는 단계를 포함하며,

    하향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력이 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력보다 큰 것을특징으로 하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하는 연마 휠에 의해 가해지는 압력이 하향 연마 휠의 연마 휠 모터 상의 부하의 약 60 내지 80%의 연마 휠 모터 상의 부하에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 균일하게 경사진 트레드 블록의 종래의 반경 방향 힘 교정으로부터 야기되는 접선 방향 힘 변화 성분의 감소를 포함하여, 타이어의 회전 방향에 관계없이, 부하를 받으면서 회전하는 공압 타이어에 의해 가해지는 반경방향 및 접선 방향 힘 변화를 동시에 교정하기 위한 방법에 있어서,

    연마 휠이 타이어의 각 견부 상에 위치되고 나머지 연마 휠이 트레드 면의 중심에 위치되는 세 개의 연마 휠을 갖는 타이어 균일화 기계 상에 타이어를 장착하는 단계와,

    상기 균일화 기계를 사용하여, 연마 휠 중 적어도 하나가 상향 연마 방식으로 타이어를 결합하며 연마 휠 중 적어도 하나가 하향 연마 방식으로 타이어를 결합하여 타이어를 연마하는 단계와,

    서로에 대해 동일한 회전 방향으로 타이어의 견부들 상에 위치된 연마 휠들을 구동하며 다른 연마 휠의 회전 방향에 대해 반대 회전 방향으로 트레드 면의 중심에 위치된 연마 휠을 구동하는 단계와,

    타이어에 동일하지 않은 연마 압력을 가하는 단계를 포함하며,

    중심 연마 휠에 의해 가해지는 압력이 견부 연마 휠에 의해 가해지는 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 견부 연마 휠에 의해 가해지는 압력은 중심 연마 휠의 모터 상의 부하의 약 30 내지 70%의 연마 휠 모터(들) 상의 부하에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 부하를 받으면서 회전하는 공압 타이어에 의해 가해지는 접선 방향 힘 변화를 감소시키는 방법에 있어서,

    두 개의 연마 휠을 갖는 공지의 타이어 균일화 기계 상에 타이어를 장착하는 단계와,

    연마 휠들이 서로에 대해 동일한 방향으로 회전하여 타이어의 견부 리브를 연마하여 타이어의 트레드 면에 대해 유사하게 경사진 힐-투-토우 프로필을 형성하는 단계와,

    트레드 블록 회전 힐-투-토우에 대응하는 타이어의 회전 방향을 결정하는 단계와,

    차량이 전방으로 이동될 때 힐-투-토우를 회전시키도록 상기 타이어가 차량의 어느 면 상에 장착되는지를 결정하는 단계와,

    상기에서 결정된 차량의 특정 면에 타이어가 장착되도록 타이어를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 타이어의 견부 상의 트레드 블록 중 적어도 몇몇은 유사하게 경사진 힐-투-토우 프로필을 갖는 특징으로 하는 공압 타이어.
16. 타이어의 견부 상의 트레드 블록 중 적어도 몇몇은 유사하게 경사진 힐-투-토우 프로필을 가지며, 트레드 면의 중심의 트레드 블록은 견부 트레드 블록의 경사에 대해 반대 경사인 힐-투-토우 프로필을 갖는 특징으로 하는 방법.