KR20040009092A - 타이어의 균일성 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 품질 검사시 균일성(Uniformity)을 측정하는 방법에 관한 것으로, 보다 정확한 타이어의 균일성 측정과 설비의 반복측정을 개선하기 위해 림(2)에 고정 장착되어진 타이어(3)에 압전소자(4)를 갖춘 로드드럼(5)이 일정한 압력으로 접하여 회전하는 타이어의 균일성을 측정하는 방법에 있어서, 상기 림의 진원도 불량에 의한 진동편차는 다음과 같은 식에 의하여 얻어져서 이 진동편차를 보상해 주게 되면 타이어의 진동편차를 얻을 수 있도록 되어 있다.

진동편차 = 측정하는 타이어의 스프링 상수 ×림의 비진원도.

Description

타이어의 균일성 측정방법{Uniformity measure methode of Tire}

본 발명은 완성 제조된 타이어 강성의 균일성을 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전하는 타이어를 보유 지지하는 림의 비진원도를 이용하여 측정하는 타이어의 진동편차를 구하여 보다 정확한 타이어의 균일성을 측정하는 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 완성 생산된 타이어 강성의 균일성을 측정하는 장치는 일명 유포미티 머신(Uniformity Machine)이라 칭하며, 이 균일성 측정장치는 타이어가 회전할 때 발생하는 진동의 편차를 측정하도록 되어 있는바, 즉 도 1에 도시된 바와 같이 종래 균일성 측정장치는 타이어가 회전할 때 발생하는 진동의 편차를 측정하기 위해서 모터(1)에 의해 회전하는 림(2)에 측정할 타이어(3)가 장착되고, 이 타이어(3)에는 압전소자(4)를 갖춘 로드드럼(5)이 화살표 방향으로 이동하여 접촉하게 되는데, 이 타이어(3)에 일정 압력으로 로드드럼(5)이 접촉된 후 림(2)을 회전시키게 되면, 상기 로드드럼(5)의 압전소자(4)를 통해 압력값들을 얻을 수 있으며, 이 압력값을 특정처리과정을 통해 진동값의 편차를 추출하게 된다.

한편 상기 검출된 압력값을 타이어의 회전각도를 기준으로 그래프를 그려보면, 도 2에 도시된 바와 같이 1바퀴 주기를 갖는 파형이 된다.

상기 그래프에서 압력값의 최대값과 최소값의 차이를 포스 베리에이션(Force Variation, F.V.)이라고 하고, 이 F.V. 값이 클수록 타이어는 균일성이 나쁜 타이어로 평가받는다. 즉 상기 F.V.의 값에 따라 타이어의 등급이 결정되어지기 때문에 완성된 타이어의 균일성을 측정하는 이유가 이에 있는 것이다.

그러나 종래 상기와 같은 타이어의 균일성 측정방식은 장비의 기계적 오차(예를 들어 가공오차, 베어링 오차등)와, 전기적 노이즈 및 F.V. 산출시스템 오차등에 의하여 상기 도 2의 측정 파형이 정확한 1바퀴의 주기성을 갖지 못하기 때문에 여러 번 값을 샘플링 한 후 평균값을 구하여 이를 한바퀴 파형으로 다시 구한 다음, 압력값의 최대값과 최소값의 차이인 F.V.로 채택함에 따라 자연히 타이어 균일성의 정확한 값을 얻기가 곤란할 뿐만 아니라, 반복 측정하게되는 측정작업의 반복성 등이 문제점으로 제기 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 타이어의 균일성 측정시 오차를 발생시키는 여러가지 요소 중 타이어를 보유 지지하는 림의 비진원도에 의한 오차를 감소시키어 보다 정확한 타이어의 균일성을 구할 수 있으면서 설비의 측정반복성을 개선시킨 타이어의 균일성 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 타이어의 균일성을 측정하는 장치의 전체 개략도,

도 2는 종래 측정장치에 의하여 검출된 압력값에 대한 타이어의 회전각도를 나타낸 그래프,

도 3과 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 그래프들이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 모터,2 : 림,

3 : 타이어,4 : 압전소자,

5 : 로드드럼.

이하 본 발명을 실시예를 기준으로 자세히 설명한다.

도 1에서 로드드럼(5)이 완전한 원이라고 가정한다면 타이어(3)를 회전시켜 발생되는 진동값을 그래프로 나타내면 도 2와 같이 360°의 주기를 갖게 된다. 이 그래프를 타이어(3)에 90°의 각도로 위상차를 주어 4개의 개별 그래프를 만들고 이것들을 모두 합하게 되면 그래프의 값이 "0"이 되는 직선이 된다(도 3 그래프 참조).

그러나 완전한 원이 아닌 로드드럼(5)에서 측정된 진동값의 그래프를 90° 위상차를 갖는 4개의 그래프로 만들어 모두 합치면 "0"값을 갖는 직선이 되지 않는다.

이때에는 측정된 진동값에 로드드럼(5)의 진동값이 포함되어 있기 때문이다. 즉, 이는 4개의 그래프를 합친 값을 4로 나누게 되면 이 로드드럼의 진동값이다.

따라서 실제 타이어 측정시 얻어진 진동값들에서 상기 로드드럼(5)의 진동값을 빼게 되면 순수한 타이어의 진동값을 얻을 수 있다.

상기와 같은 방식을 이용하여 본원 발명의 측정방법을 좀더 자세히 설명하면, 도 3의 그래프는 푸리에 급수를 이용하여 각각의 파형을 90°도가 정확히 되도록 시프트하여 재배열시킨 다음, 4개의 파형의 합이 "0"이 되어야 한다는 기준을 적용하여 합을 구한 다음, 이를 4로 나누면 실제 림(2) 의해 영향을 받은 각도별 파형은 퓨리에 급수를 이용하여 필터링되어 얻어진다(도 4참조).

상기와 같이 얻어진 파형이 측정하는 타이어에 미치는 림 진원도 불량에 의한 진동편차이며, 이를 측정하는 모든 타이어에 적용할 수 있도록 ㎜단위 보상치로 일반화한다.

그런 다음 상기 측정하는 타이어(3)의 스프링 상수를 계산한다.

F = KX …①

(여기서 상기 F는 힘, K는 스프링상수, X는 거리이다)

상기 ①식을 진동편차에 적용하면 다음과 같다.

진동편차 = 측정하는 타이어의 스프링상수 ×림의 비진원도 …②

상기 ②식에서 진동편차와 스프링 상수를 알고 있으므로 림의 비진원도는 계산할 수가 있다.

물론, 생산하는 타이어에 대해 스프링 상수를 계산하여 미리 확보하고 있는 것은 전제조건이다.

그러므로 생산하는 타이어의 파형 측정결과에 상기 ②식에 얻어진 진동편차를 보상해 주면 측정하고자 하는 타이어의 진동편차를 구할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 타이어의 균일성 측정방법은 타이어의 균일성 측정시 발생하는 여러요소 중 림의 비진원도에 의한 오차를 제거하여 보다 정확한 타이어의 균일성을 측정할 수 있으면서 측정작업시 설비의 반복측정작업을 개선시키는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 림(2)에 고정 장착되어진 타이어(3)에 압전소자(4)를 갖춘 로드드럼(5)이 일정한 압력으로 접하여 회전하는 타이어의 균일성을 측정하는 방법에 있어서,

   상기 림의 진원도 불량에 의한 진동편차는 다음과 같은 식에 의하여 얻어져서 이 진동편차를 보상해 주게 되면 타이어의 진동편차를 얻을 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어의 균일성 측정방법.

   진동편차 = 측정하는 타이어의 스프링 상수 ×림의 비진원도.