KR20080079464A - 런플랫 타이어의 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 런플랫 타이어의 주행내구력을 시험하는 방법으로서, 하중이 가해지는 주행 중에 타이어의 동하중 반경(DRR; dynamic rolling radius)을 실시간으로 측정하고 이 DRR에서 림의 반경을 뺀 값인 변형된 단면 높이(DSH)를 계산하며 이 DSH의 변형률 값을 계산하여 타이어의 런플랫 모드 주행 내구성능을 평가하는 런플랫 타이어의 시험방법에 관한 것이다.

본 발명의 런플랫 타이어 시험방법에 따르면, 런플랫 주행모드에서의 런플랫 타이어의 객관적인 시험방법을 이용하여 주행 성능을 예측할 수 있고, 이를 토대로 성능이 우수한 제품을 연구 개발할 수 있어서 런플랫 타이어의 제품 성능을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 시험방법은 보강된 사이드월 구조로 공기압 부재시에도 차량의 하중을 지지할 수 있는 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어에도 적용할 수 있다.

런플랫 타이어, 주행 내구성능, DSH 변형률

Description

런플랫 타이어의 시험방법 {A METHOD FOR TESTING A RUN-FLAT TIRE}

도 1은 주행시험기를 이용한 런플랫 타이어 주행시험장치의 개략도이다.

도 2는 주행시험기를 이용한 런플랫 타이어 주행시험방법의 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 주행시험장치를 이용하여 런플랫 타이어를 시험한 결과인 DSH 변형률을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 런플랫 타이어

11: 타이어 림

15: 타이어 회전방향

20: 주행시험기 드럼

25: 드럼 회전방향

DRR: 동하중 반경(dynamic rolling radius)

DSH: 변형된 단면 높이(deflected section height)

본 발명은 런플랫 타이어의 시험방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하중이 가해지는 주행 중에 타이어의 반경(DRR; dynamic rolling radius)을 실시간으로 측정하고 DRR의 변형률 값을 계산하여 타이어의 런플랫 모드 주행 내구성능을 평가하는 런플랫 타이어의 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 타이어의 내구성능을 시험하는 방법으로 타이어를 실제 차량에 장착하지 않고 주행시험기상에 장착하고 실제 주행 중에 가해지는 하중을 상정하여 그러한 하중을 가하면서 일정 시간 주행시험기의 드럼을 회전하면서 타이어의 상태를 검사하는 시험방법이 널리 사용되고 있다.

그 중에서도 런플랫 타이어의 런플랫 모드에서의 내구성능을 시험하기 위한 방법으로서는, 종래에 런플랫 타이어의 공기압을 제로로 하거나 또는 작은 수치로 설정한 후 상기 주행시험기에 장착하고 일정한 하중을 가하면서 드럼을 회전함으로써 런플랫 타이어를 주행시키고, 이 런플랫 타이어가 완전히 파괴되는 시점의 주행거리를 타이어 회전수로부터 환산하여, 이 주행거리를 그 타이어의 내구성 지표로 삼아서 타이어를 개발하고 사용하여 왔다.

그러나, 이와 같은 타이어 내구성능 시험방법에 의하면 피시험 타이어가 완전히 파괴될 때까지의 주행가능거리를 구할 수 있을 뿐이고, 그 타이어에 파손이 발생하기 시작하는 시점이나 주행불능으로 판단되는 시점부터 완전히 파괴되는 시점까지의 주행거리분이 포함되어 있어서, 실제 내구성능을 정확하게 나타내는 것으 로 볼 수 없고 오차가 포함되어 있는 것이다. 또한 불필요하게 완전히 파괴될 때까지 타이어의 주행시험을 실시함으로써 비용절감 면에서도 불리한 문제점이 있었다.

미국특허공보 제6,776,034호에는 런플랫 타이어를 지지하는 서포트링과 차륜간의 회전에 따른 상대적인 위치변화 즉, 미끄러짐(slip) 발생 정도를 검사하기 위해, 회전가속 또는 감속을 통한 미끄러짐 양을 측정하기 위한 시험방법이 개시되어 있다.

이러한 시험방법은 상기와 같은 드럼형 주행시험기를 사용하는 것이 아니고, 서포트링 타입의 런플랫 타이어의 내구성능을 평가하기 위한 방법으로서, 런플랫 타이어의 파손과 같이 전체적인 내구성을 평가할 수 있는 지표는 제시할 수 없고, 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어와 같이 타이어의 내부에 서포트링이 없는 타이어에 대하여는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

일본공개특허공보 제2004-132847호에는, 상기한 문제점을 해결하고자, 서포트링(support ring)과 타이어, 장착된 림(rim)을 포함하는 런플랫 타이어의 내구성능을 시험하는 방법으로서, 피시험 타이어를 드럼 주행시험기에 장착하고 타이어에 하중을 가하면서 드럼을 회전하며, 피시험 타이어의 반경 변화량이 증가하기 시작하는 시점을 이 피시험 타이어의 파손 시작 시점으로 간주하고 타이어의 내구성을 판단하는 방법이 개시되어 있다.

이러한 시험방법은 동하중 반경(DRR)을 이용하여 일정량(예를 들어, 5mm) 이 상으로 타이어의 반경이 변화하는 경우, 시험을 중단하는 방법은 타이어의 종류와 크기를 고려하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 런플랫 타이어의 런플랫 모드 주행(타이어 내부의 공기압을 제거한 상태로 하중과 속도를 가하여 주행) 성능을 주행시험기를 이용하여 평가하는 시험방법으로서, 주로 보강된 사이드월 구조로 공기압 부재시에도 차량의 하중을 지지할 수 있는 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어에도 적용할 수 있는 내구성능 시험방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 런플랫 타이어의 시험방법에 의하면,

타이어 림(rim)의 밸브 코어(valve core)를 제거한 런플랫 타이어를 주행시험기의 드럼(drum)상에 장착하는 단계;

상기 주행시험기의 센서를 통해 상기 타이어의 DRR(동하중 반경)을 측정하여 타이어의 초기 DSH를 계산하는 단계 - 여기서, 상기 DRR은 타이어 주행시 타이어의 중심에서 외주면까지의 반경을 실시간 측정한 값이고, DSH(변형된 단면 높이)는 상기 DRR에서 림의 반경을 뺀 길이를 말한다 -;

상기 타이어에 일정 하중을 가하면서 일정 속도로 회전 주행하는 중에, 상기 DSH의 변형률을 실시간으로 계산하는 단계 - 여기서, 상기 DSH의 변형률은

로 정의된다 - ;

상기 변형률_DSH이 표준값에 도달하면 시험시간 및 주행거리를 기록하여 타이어의 주행정지기준을 설정하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 런플랫 타이어의 시험방법은 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어에도 적용할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 주행시험기를 이용한 런플랫 타이어 주행시험장치의 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 런플랫 타이어의 시험방법에 의하면, 림의 밸브 코어(valve core)를 제거하여 공기압을 제거한 런플랫 타이어(10)를 림(11) 축을 통해 주행시험기의 드럼(20)상에 장착하고, 런플랫 타이어(10)의 회전 축과 드럼(20)의 회전축 사이의 간격에 대하여 하중을 가함으로써 런플랫 타이어(10)에 실제 하중이 가해지는 환경을 부여한 상태에서 시험을 행한다. 이렇게 런플랫 타이어(10)에 하중을 가하면서 주행시험기의 드럼(20)을 회전하면 이에 밀착되어 있는 런플랫 타이어(10)가 따라서 회전되고, 그러한 상태에서 주행시험기에 설치되어 있는 센서(광학 센서 등)를 통해 변형된 단면 높이인 DSH를 실시간으로 측정한다. 즉, 공기압을 제거한 런플랫 타이어를 일정 하중을 가하면서 일정 속도로 주행하면, 타이어는 일정시간 이후에 사이드월이 무너지게 되면서 상기 DSH가 급격하게 변하는 시점에 이르게 되는데, 본 발명의 타이어 시험방법은 초기의 DSH와 주행중인 타이어의 실시간 DSH를 측정하여 DSH 변형률을 계산함으로써, 런플랫 타이어의 주행시간과 주행거리 등 주행성능을 예측할 수 있는 것이다.

실제로 상기 주행시험기의 센서가 측정하는 것은, 타이어 림(11)의 중심축과 타이어(10)의 트레드 부분 중 주행시험기의 드럼(20)에 접촉되어 있는 지점 사이의 거리를 실시간 측정한 값인 동하중 반경(dynamic rolling radius)이다. 따라서, 상기 DSH는 아래의 수식과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, DRR_타이어은 타이어의 동하중반경이며, R_림은 림의 반경이다.

그리고, 타이어의 DSH 변형률은 아래의 수식과 같다.

여기서, 초기 DSH 값은 주행시험이 시작되어 속도와 하중이 설정값에 도달되는 시점의 DSH 값이며, 실시간 DSH 값은 시험중의 계측된 DSH 값이다. 이 DSH 변형률을 기준으로 일정 변형률(%)에 도달되었을 때, 타이어의 런플랫 모드의 사고시점으로 간주하여 시험을 중단하고, 이 때의 시험시간과 주행거리를 이용하여 런플랫 시험 타이어의 런플랫 모드에서의 주행성능으로 예측할 수 있다.

도 2에는 주행시험기를 이용한 런플랫 타이어 주행시험방법의 흐름도이다. 주행시험기 제어 컴퓨터에서 시험할 런플랫 타이어에 대하여 주행시험을 할 때 가하는 설정 하중 및 설정 속도를 입력하면, 주행시험기에서 드럼(20)을 회전하여 타이어(10)를 회전시키면서 센서(미도시)를 통해 실시간으로 DRR을 측정하여 컴퓨터로 데이터를 보내면 DSH의 변형률을 계산하여 출력값으로 산출된다. 즉, 초기 DRR과 실시간 DRR 값이 측정되면서 DSH의 변형률이 실시간으로 자동계산되어 나오고, 이와 동시에 상기 입력된 설정 하중 및 설정속도대로 주행시험이 이루어지는지 여부를 실시간으로 검사하기 위하여, 센서(미도시)를 통해 주행시험기의 실제 속도와 실제 하중이 측정되어 컴퓨터로 입력된다. 이러한 실제 값이 설정 값과 다른 경우에는 설정 값을 재입력하거나 변경하여 입력함으로써, 하중 및 속도를 실시간으로 제어할 수 있다.

도 3에는 본 발명의 주행시험장치를 이용하여 런플랫 타이어를 시험한 결과인 DSH 변형률을 시간에 대하여 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, DSH 변형률은 완만하게 증가하다가 약 5% 부근에서 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다. 런플랫 타이어가 실제로 파손되기 직전의 시점에서는 이보다 훨씬 큰 DSH 변형률을 가질 것이지만, 실차에서 타이어를 사용하는 경우에는 DSH 변형률이 급격히 증가되기 전까지만 런플랫 타이어를 사용할 수 있다는 것을 의미한다는 것이 이해될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 런플랫 타이어의 시험방법에 의하면, 런플랫 주행모드에서의 런플랫 타이어의 객관적인 시험방법을 이용하여 주행 성능을 예측할 수 있고, 이를 토대로 성능이 우수한 제품을 연구 개발할 수 있어서 런플랫 타이어의 제품 성능을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 시험방법은 보강된 사이드월 구조로 공기압 부재시에도 차량의 하중을 지지할 수 있는 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어에도 적용할 수 있다.

Claims (2)

1. 타이어 림(rim)의 밸브 코어(valve core)를 제거한 런플랫 타이어를 주행시험기의 드럼(drum)상에 장착하는 단계;

   상기 주행시험기의 센서를 통해 상기 타이어의 DRR(동하중 반경)을 측정하여 타이어의 초기 DSH를 계산하는 단계 - 여기서, 상기 DRR은 타이어 주행시 타이어의 중심에서 외주면까지의 반경을 실시간 측정한 값이고, DSH(변형된 단면 높이)는 상기 DRR에서 림의 반경을 뺀 길이를 말한다 -;

   상기 타이어에 일정 하중을 가하면서 일정 속도로 회전 주행하는 중에, 상기 DSH의 변형률을 실시간으로 계산하는 단계 - 여기서, 상기 DSH의 변형률은

   

   로 정의된다 - ;

   상기 변형률_DSH이 표준값에 도달하면 시험시간 및 주행거리를 기록하여 타이어의 주행정지기준을 설정하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 런플랫 타이어의 시험방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 런플랫 타이어는 사이드월 강화 타입 런플랫 타이어인 것을 특징으로 하는 런플랫 타이어의 시험방법.

Images