KR20120097686A

KR20120097686A - 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법

Info

Publication number: KR20120097686A
Application number: KR1020110017049A
Authority: KR
Inventors: 이중호; 최대원; 김기현; 조명국
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-09-05

Abstract

본 발명은 실내에서 고성능 타이어의 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구 성능 측정 방법에 관한 것으로, 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구 성능 측정 방법에 있어서,
휠에 타이어를 조립하고, 상기 타이어에 주입하는 공기압을 필드에서 사용하는 공기압으로 조정하여 주행 드럼 시험기에 장착하는 단계; 상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 시험실은 평가온도를 유지하고 타이어가 장착된 주행 드럼 시험기에 타이어의 주행속도, 허용하중 및 주행시간을 설정한 후 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계; 상기 설정된 시험조건에 따라 주기적으로 타이어 구동을 정지시키고, 타이어 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계; 타이어의 사이드 월에 크랙이 발생하지 않았을 경우 다시 상기 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계 및 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계를 반복하여 평가를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있으며, 이에 따라 본 발명에 따르면, 동일한 환경조건에서 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 업계에서의 추가적인 시설 투자 없이 필드 확인 시간에 비교하여 단시간 내에 사이드 월 크랙 피로 내구성능을 확인할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

Description

타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법{Method for Fatigue Endurance Test of Side-Wall Crack in Tire}

본 발명은 실내에서 타이어의 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구 성능 측정 방법에 관한 것으로, 특히 실내 내구 평가 장치 중 내구 주행 드럼(Road-wheel) 시험기의 스트레스 환경 조건을 설정하여 크랙에 대한 피로 내구 성능을 측정하는 방법에 관한 것이다.

타이어는 차량의 동력을 직접 전달할 뿐만 아니라 노면에서 오는 충격, 진동 등을 흡수하는 역할을 한다. 따라서, 타이어의 내구성에 대한 검증은 생명과 직결되므로 반드시 우선적으로 검증이 이루어져야 한다.

사이드 월은 외부의 충격을 흡수해 주는 부분으로 소비자들로 하여금 편안한 승차감을 가지게 해 주는 주요 부분이다.

특히 고성능 타이어는 편평비(타이어 폭에 대한 높이 비율)가 낮아 급가속, 급제동 시 사이드 월에 무리한 충격과 응력이 전달된다. 최근 고성능 타이어(UHPT)의 수요가 급증함에 따라, 사이드 월 크랙의 내구검증이 반드시 필요하게 되었다.

그 충격을 흡수하는 사이드 월 영역이 현저하게 좁아짐에 따라 미소 면적당 받는 스트레스가 극대화되면서, 외부(사이드 월 표면) 굴신 인장력이 매우 높아지게 된다. 따라서, 외부로부터 크랙이 빈번히 발생하고, 그에 따라 타이어 사이드 월 크랙을 평가할 수 있는 장치 혹은 방법이 필요하게 되었다.

현재 내구 주행 드럼 시험기에서는 일반적으로 벨트부 및 비드부 등의 파괴가 대부분 발생하고, 타이어의 사이드 월 크랙을 평가하기 위한 정확한 방법은 지금까지 존재하지 않았다.

기존에는 새로운 시험 설비 제작하여 고성능 타이어의 사이드월 피로평가 장치를 개발한 반면, 본 발명은 기존 실내 내구평가장치(타이어 법규 시험 장치)인 내구 주행 드럼 시험기를 그대로 활용하여 사이드 월 크랙의 피로 내구 성능을 확인할 수 있는 방법을 스트레스 환경 조건만으로 개발하였다.

본 발명은 타이어 사이드 월 크랙을 실내 시험 설비인 내구 주행 드럼 시험기에서의 재현시험을 통하여 타이어 사이드 월의 피로 내구 성능을 평가함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구 성능 측정 방법에 있어서,

휠에 타이어를 조립하고, 상기 타이어에 주입하는 공기압을 필드에서 사용하는 공기압으로 조정하여 주행 드럼 시험기에 장착하는 단계; 상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 시험실은 평가온도를 유지하고 타이어가 장착된 주행 드럼 시험기에 타이어의 주행속도, 허용하중 및 주행시간을 설정한 후 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계; 상기 설정된 시험조건에 따라 주기적으로 타이어 구동을 정지시키고, 타이어 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계; 타이어의 사이드 월에 크랙이 발생하지 않았을 경우 다시 상기 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계 및 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계를 반복하여 평가를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법을 제시한다.

일반적으로 고성능 타이어의 사이드 월 크랙 성능을 평가하기 위해서는 실제 차량에 장착하여 성능을 검증하는 것이 가장 정확하지만, 차량 간의 편차, 장시간 평가함으로써 환경조건의 변화, 노면의 변화 등으로 인하여 신뢰성 평가를 할 수 없을 뿐만 아니라, 그에 따른 소요 비용이 엄청나게 지출이 된다. 본 발명에 따르면, 동일한 환경조건에서 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 업계에서의 추가적인 시설 투자 없이 필드 확인 시간에 비교하여 단시간 내에 사이드 월 크랙 피로 내구성능을 확인할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 실내 시험 설비인 내구 주행 드럼 시험기의 구성상태를 예시한 개략도
도 2는 주행드럼시험기에 본 발명을 적용하여 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능을 측정하는 측정방법을 단계적으로 구분하여 예시한 도면

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 실내 시험 설비인 내구 주행 드럼 시험기의 구성상태를 개략적으로 예시한 도면이다.

상기 실내 시험설비인 주행드럼시험기는 타이어의 사이드 월의 내구 피로 성능을 평가하기 위해 주행상태에서 반복적으로 하중을 가하고 주행속도를 변화시킬 수 있도록 하는 장치로써, 타이어 장착부(10)와 타이어 구동부(20)로 이루어진다.

상기 타이어 구동부(20)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이 모터(21)와 상기 모터(21)의 회전력을 드럼으로 전달하는 드럼구동축(23) 및 드럼(22)으로 이루어지며, 상기 모터(21)는 속도조절수단(24)에 의하여 회전속도를 조절함에 의하여 드럼의 회전속도 다시 말하면 타이어의 주행속도를 제어하게 된다.

그리고, 상기 타이어 구동부(20)의 드럼(22)표면과 접촉하여 시험타이어를 구동할 수 있도록 하는 타이어 장착부(10)는 드럼(22)에 접촉하는 타이어의 압력하중을 조절하는 하중조절수단(11)과 타이어가 조립되는 휠(12), 그리고 휠 구동축(13) 및 타이어(14)로 이루어지는데, 상기 하중조절수단(11)은 최대 또는 최저값의 설정범위 내에서 주기적으로 반복하여 타이어에 미치는 하중을 제어할 수 있도록 설계된다.

여기서, 상기 하중조절수단(11)은 예를 들어, 허용하중을 시험타이어에 대한 최대 허용하중의 90% ~ 120% 범위로 설정하였을 경우, 10시간을 1주기로 하여 1시간 간격으로 하중을 달리하도록 제어하거나, 10시간을 1주기로 하여 1주기 내에 설정 허용하중 범위를 1회 또는 수회 반복하는 방법으로 제어할 수 있도록 구성된다.

도 2는 주행드럼시험기에 본 발명을 적용하여 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능을 측정하는 측정방법을 단계적으로 예시한 블럭도이다.

본 발명은 먼저, 휠(12)에 타이어(14)를 조립하고, 상기 타이어(14)에 주입하는 공기압을 필드에서 사용하는 공기압으로 조정하여 주행 드럼 시험기(100)의 타이어 장착부(10)에 장착한다.

그 후, 상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 시험실은 평가온도를 유지하고 타이어(14)가 장착된 주행 드럼 시험기(100)에 타이어의 주행속도, 허용하중 및 주행시간을 설정한 후 주행 드럼 시험기를 구동하게 된다.

그리고, 상기 설정된 시험조건에 따라 주기적으로 타이어 구동을 정지시키고, 타이어 사이드 월의 표면 외관검사를 실시하는데, 이때 시험 타이어의 사이드 월에 크랙이 발생하지 않았을 경우 다시 상기 주행 드럼 시험기(100)를 구동하는 단계 및 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계를 반복하여 평가를 실시하게 된다.

본 발명에 따르면, 타이어의 사이드 월의 크랙에 대한 내구성능을 측정하기 위해서는 하중의 주기적 적용, 속도, 타이어의 내부 공기압의 조정, 시험실 내부 온도 유지가 필요하다. 테스트되는 타이어(14)는 휠(12)에 장착되며, 이때 타이어 내부 공기압을 필드에서 사용하는 정상 공기압을 주입한다.

여기서, 상기 타이어(14)에 주입되는 필드에서 사용하는 정상적인 공기압이란 테스트하는 타이어의 최대허용압력 대비 약 70 ~ 80% 정도, 예를 들면 최대허용압력 35psi의 타이어일 경우 25 ~ 28psi, 최대허용압력이 44psi의 타이어일 경우 31 ~ 35psi, 최대허용압력이 48psi의 타이어일 경우 34 ~ 38psi의 공기압을 주입하는 것이 바람직하다.

그리고, 실내 평가를 실시하는 시험실 내부 온도는 38℃를 유지한 상태에서 휠(12) 및 타이어(14) 조립체를 타이어장착부(10)의 휠 구동축(13)에 장착한다.

여기서, 상기 시험실의 내부온도는 20℃ ~ 40℃의 범위 내를 유지하도록 설정하는 것이 가능하지만 38℃를 유지하는 것이 타이어의 내구성을 테스트하는데 가장 바람직하다.

더불어, 상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 주행 드럼시험기에 설정하는 타이어의 주행속도는 70 ~ 90kph 범위로 설정하게 되는데, 타이어의 편평비에 따라 설정되는 주행속도는 35시리즈 이하 타이어는 70kph, 40~55시리즈 타이어는 80kph, 60시리즈 이상 타이어는 90kph로 설정하여 일정한 속도로 구동하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 주행 드럼시험기(100)에 설정하는 허용하중 또한 시험타이어에 대한 최대 허용하중의 90% ~ 120% 범위 내에서 일정시간 주기적으로 변동되도록 구동하는 것이 실 주행 시, 다양한 환경에 최대한 근접한 상태로 내구성을 평가할 수 있도록 한다.

또한, 상기 주행 드럼시험기에 설정하는 주행시간 즉, 주행 드럼시험기의 구동시간은 40시간으로 설정하고, 이에 따라 40시간 후 타이어의 구동이 정지되면 타이어 사이드 월의 표면 외관검사를 실시하게 된다.

위와 같은 환경조건에서 외관 검사 후, 사이드 월에 크랙이 발생하지 않았을 경우 다시 상기 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계 및 타이어 구동을 정지시키고, 타이어 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계를 반복하면서 타이어 사이드 월의 표면 외관을 평가한다.

상기와 같은 본 발명의 따르면, 위의 시험환경 조건에서 구동한 타이어의 총 주행시간 및 주행 거리가 각 타이어의 사이드 월의 내구 피로 성능을 대변하게 된다.

이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법에 의하면, 동일한 환경조건에서 시험할 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 업계에서의 추가적인 시설 투자 없이 필드 확인 시간에 비교하여 단시간 내에 사이드 월 크랙 피로 내구성능을 확인할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

지금까지 실시예들을 통하여 본 발명에 따른 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법에 대하여 설명하였다. 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변형이 가능 하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

10: 타이어 장착부 11: 하중조절수단
12: 휠 13: 휠 구동축
14: 타이어 20: 타이어 구동부
21: 모터 22: 드럼
23: 드럼 구동축 24: 속도제어수단
100: 주행 드럼 시험기

Claims

타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구 성능 측정 방법에 있어서,
휠에 타이어를 조립하고, 상기 타이어에 주입하는 공기압을 필드에서 사용하는 공기압으로 조정하여 주행 드럼 시험기에 장착하는 단계;
상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 시험실은 평가온도를 유지하고 타이어가 장착된 주행 드럼 시험기에 타이어의 주행속도, 허용하중 및 주행시간을 설정한 후 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계;
상기 설정된 시험조건에 따라 주기적으로 타이어 구동을 정지시키고, 타이어 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계;
타이어의 사이드 월에 크랙이 발생하지 않았을 경우 다시 상기 주행 드럼 시험기를 구동하는 단계 및 사이드 월의 표면 외관 검사를 실시하는 단계를 반복하여 평가를 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.
청구항 1에 있어서,
상기 타이어의 시험조건에서 시험실의 평가온도는 20℃ ~ 40℃의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.
청구항 1에 있어서,
상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 주행 드럼시험기에 설정하는 주행속도는 70~90kph 범위 내에서 타이어의 편평비에 따라 그 설정을 달리하는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.
청구항 3에 있어서,
상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 주행 드럼시험기에 설정하는 타이어의 편평비에 따른 주행속도는 35시리즈 이하 타이어는 70kph, 40 ~ 55시리즈 타이어는 80kph, 60시리즈 이상 타이어는 90kph로 설정하여 일정한 속도로 적용되는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.
청구항 1에 있어서,
상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 주행 드럼시험기에 설정하는 허용하중은 시험타이어에 대한 최대 허용하중의 90% ~ 120% 범위 내에서 주기적으로 변동하여 적용되는 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.
청구항 1에 있어서,
상기 타이어의 시험조건을 갖추기 위하여 주행 드럼시험기에 설정하는 주행시간은 40시간인 것을 특징으로 하는 타이어 사이드 월 크랙에 대한 피로 내구성능 측정방법.