KR20200054311A - 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치 - Google Patents

타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치 Download PDF

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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

대형 장치를 사용하지 않고, 타이어의 접선 방향 하중을 직접 계측 가능한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 이 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 타이어의 구름 저항 평가가 가능한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 제공한다. 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 타이어보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 2개 이상의 부하 롤(44A, 44B)과, 이 2개 이상의 부하 롤(44A, 44B)을, 회전하는 타이어에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구로서의 에어 실린더(13)와, 2개 이상의 부하 롤(44A, 44B)의 표면이 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서로서의 변형 게이지(51)를 구비하고 있다. 또한, 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한다.

Description

타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치
본 발명은 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 이 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치에 관한 것이다.
트럭, 승용 자동차 및 다른 차량용 타이어의 성질 및 성능을 측정함에 있어서, 중요한 측정 항목의 하나로서, 타이어의 구름 저항이 있다.
이 타이어의 구름 저항은, 타이어를 지면 상에서 전동(轉動)시켰을 때 타이어와 지면의 사이에서 발생하는 접선 방향의 힘이다. 타이어 시험기에 있어서는, 시험용 타이어와, 이 타이어가 접하여 회전하는 상대 표면(예를 들어, 부하 드럼의 표면)의 사이에서 발생하는 접선 방향의 힘으로서 타이어의 구름 저항은 계측된다. 즉, 타이어와 상대 표면의 사이에, 어떤 크기의 반경 방향의 힘(부하 하중 Fz)을 부여하면, 이 타이어의 부하 하중 Fz에 대응한 구름 저항 Fx가 발생하여, 부하 하중 Fz와 구름 저항 Fx의 관계가 측정된다.
이러한 구름 저항의 계측 방법은, 드럼식 타이어 주행 시험기에 의한 방법으로서, JIS D 4234(승용차, 트럭 및 버스용 타이어 구름 저항 시험 방법, 2009년)에서 규정되어 있다.
JIS 규격의 구름 저항 시험기로서, 예를 들어 특허문헌 1에 나타내는 바와 같은 것이 알려져 있다. 특허문헌 1의 구름 저항 측정 장치는, 원통형으로 형성된 부하 드럼(주행 드럼)의 외주면에 타이어를 압박 접촉시키고, 베어링을 통하여 타이어를 지지하는 스핀들의 다분력 검출기에 의해, x, y, z축 방향으로 가해지는 힘과 토크(모멘트)를 계측하는 구성으로 되어 있다. 이 특허문헌 1의 장치에서는, 이들 분력끼리의 간섭에 대한 보정을 행한 후에, 타이어의 반경 방향의 부하 하중 Fz와, 구름 저항 Fx의 관계를 계측하는 구성으로 되어 있다.
일본 특허 공개 제2003-4598호 공보
그러나, 특허문헌 1의 구름 저항 측정 장치에서는, JIS D 4234에서 규정된 부하 드럼(주행 드럼)을 채용해야만 한다. 즉, 부하 드럼(주행 드럼)의 직경을 1.7m 이상으로 해야 하기 때문에, 어떻게 해도 구름 저항 측정 장치가 대형으로 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 1의 구름 저항 측정 장치에서는, 타이어의 부하 하중 Fz에 대응한 구름 저항 Fx를 얻기 위해, 그 전제로서, 타이어를 지지하는 스핀들에 마련한 다분력 검출기로 적어도 타이어의 x축 방향으로 가해지는 힘(즉, 타이어의 접선 방향 하중 fx에 상당)을 측정해야만 한다.
따라서, 타이어의 접선 방향 하중 fx를 측정함에 있어서도, 당연히 상술한 대형 장치를 사용해야만 한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 대형 장치를 사용하지 않고, 타이어의 접선 방향 하중을 직접 계측 가능한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 이 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 타이어의 구름 저항 평가가 가능한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 제공하는 데 있다.
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치는, 타이어가 주행하는 노면을 모의한 표면을 갖고, 상기 타이어보다 소경인 1개의 부하 롤과, 상기 1개의 부하 롤의 상기 표면을, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구와, 상기 1개의 부하 롤의 상기 표면이 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 상기 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 발명에서는, 타이어보다 소경인 부하 롤을 사용하기 때문에, 타이어의 접선 방향 하중 fx를 직접 계측하기 위한 장치를 소형으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치는, 타이어가 주행하는 노면을 모의한 표면을 갖고, 상기 타이어보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 2개 이상의 부하 롤과, 상기 2개 이상의 부하 롤의 상기 표면을, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구와, 상기 2개 이상의 부하 롤의 상기 표면이 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 상기 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.
이 발명에서는, 타이어보다 소경인 부하 롤을 사용하기 때문에, 타이어의 접선 방향 하중 fx를 직접 계측하기 위한 장치를 소형으로 할 수 있다. 또한, 2개 이상의 부하 롤을 나란히 배치함으로써, 타이어를 실제의 접지 상태에 접근시켜(즉, 타이어의 변형 시의 곡률을 작게 하여), 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측할 수 있다.
상기 2개 이상의 부하 롤의 인접하는 부하 롤의 회전 중심간 거리 L은, 하기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
0.5×fz/(B×P)≤L≤1.5×fz/(B×P) … (1)
여기서, fz는 소정의 부하 하중(kN), B는 타이어의 폭(m), P는 표준 타이어 공기압(kPa)이다.
상기 2개 이상의 부하 롤의 인접하는 부하 롤의 회전 중심간 거리 L이, 상기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있음으로써, 타이어의 변형을 실제의 평탄 노면에 설치하였을 때에 가까운 변형 상태로 할 수 있다. 즉, 실제로 복수의 사이즈의 타이어를 계측할 때, 타이어의 폭과 접지면의 폭의 길이는 반드시 동등해지지는 않지만(접지면의 폭은 실제의 타이어 폭보다 작아지지만), 상기 2개 이상의 부하 롤의 인접하는 부하 롤의 회전 중심간 거리 L이, 상기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있음으로써, 타이어의 변형을 실제의 평탄 노면에 설치하였을 때에 가까운 변형 상태로 할 수 있다.
상기 이동 기구는, 상기 부하 롤의 상기 표면에서, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박하기 위한 에어 실린더와, 상기 에어 실린더의 공기압을 계측하기 위한 공기압 센서를 갖고 있는 것이 바람직하다. 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박하기 위한 에어 실린더를 이용함으로써, 콤팩트한 구조로 큰 소정의 부하 하중 fz를 출력할 수 있다. 또한, 상기 에어 실린더의 공기압을 조정함으로써, 상기 소정의 부하 하중 fz의 변경도 용이하며, 상기 공기압 센서로 상기 에어 실린더의 공기압을 계측함으로써, 고정밀도로 상기 소정의 부하 하중 fz를 구할 수 있다.
회전하는 상기 타이어는, 타이어 유니포미티 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것이 바람직하다. 이에 의해, 제조 현장에 다수 설치되어 있는 타이어 유니포미티 머신이 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 타이어 유니포머티의 전수 검사가 가능해지는 것과 마찬가지로, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 접선 방향 하중 fx를 단시간에, 또한 전수 계측이 가능하게 된다.
회전하는 상기 타이어는, 타이머 밸런서 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것이 바람직하다. 이에 의해, 제조 현장에 표준적으로 배치된 타이머 밸런서 머신이 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 밸런스의 전수 검사가 가능해지는 것과 마찬가지로, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 접선 방향 하중 fx를 단시간에, 또한 전수 계측이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상기 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하고, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 타이어의 구름 저항 평가 장치에서는, 상기 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하는 것을 전제로 하고, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여, 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있기 때문에, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다. 또한, 여기서, 기준 타이어란, 사단 법인 일본 자동차 타이어 협회 또는 타이어 메이커 등이 규정하는 등급에 따른 구름 저항 계수 RRC가 기지이며, 그 값에 문제가 없는 타이어를 말한다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상기 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하고, 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 미리 계측된 상기 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관 관계로부터 산출된 상관식에 기초하여, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx로부터 상기 구름 저항 계수 RRC를 추정함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 이 타이어의 구름 저항 평가 장치에 있어서도, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상기 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하고, 온도 계측 센서를 더 갖고, 미리 상기 온도 계측 센서로 계측한 상기 기준 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 온도 계측 센서로 계측한 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 실제의 제조 현장에서 다른 공정(즉, 다른 온도)으로 생산되는 타이어에 대해서도, 그 온도를 고려하여 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치는, 타이어보다 소경인 1개 또는 2개 이상의 부하 롤을 사용하기 때문에, 타이어의 접선 방향 하중 fx를 직접 계측하기 위한 장치를 소형으로 할 수 있다. 또한, 2개 이상의 부하 롤을 나란히 배치함으로써, 타이어를 실제의 접지 상태에 접근시켜(즉, 타이어의 변형 시의 곡률을 작게 하여), 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측할 수 있다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상기 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하는 것을 전제로 하고, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여, 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있기 때문에, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치, 그리고 타이어 유니포미티 머신의 개략도이다.
도 2는, 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치를 측방에서 본 단면도이다.
도 3은, 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치의 평면도이다.
도 4는, 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치의 정면도이다.
도 5는, 에어 실린더를 구동하는 공기 회로도이다.
도 6은, 부하 롤과 타이어의 관계를 나타내는 평면 단면도이다.
도 7은, 도 2에 도시하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치에 설치된 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 측방에서 본 단면도이다.
도 8은, 도 7에 도시하는 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 정면도이다.
도 9는, 도 2에 도시하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치의 다른 위치에 설치된 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 측방에서 본 단면도이다.
도 10은, 도 9에 도시하는 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 평면도이고, (b)는 동작 원리도이다.
도 11은, 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 미리 계측된 상기 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는, 도 1에 도시하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치에 설치된 온도 계측 센서를 설명하기 위한 측방에서 본 개략도이다.
도 13은, 타이어의 표면 온도와 접선 방향 하중 fx의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 14는, 외형 치수가 작은 타이어에 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도이다.
도 15는, 외형 치수가 큰 타이어에 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도이다.
도 16은, 외형 치수가 작은 타이어에 변형예에 관한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도이다.
도 17은, 외형 치수가 큰 타이어에 변형예에 관한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치 및 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 따라 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)(이하, 간단히 「접선 방향 하중 계측 장치」라고 칭함)는, 타이어(2)의 주위 방향의 균일성을 검사하는 타이어 유니포머티 시험(JIS D4233)을 행하는 타이어 유니포미티 머신(TUM: Tire Uniformity Machine)(1)에 부설되어 있다. 접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 타이어 유니포미티 머신(1)과 일체가 아니라 별도로 설치되어 있으므로, 후술하는 부하 롤(44(44A, 44B))이 타이어 유니포미티 머신(1)의 주행 드럼(4)과 별도로 설치되어 있다. 접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 타이어 유니포미티 머신(1)과 타이어(2)를 사이에 두고 반대측에 설치되어 있다. 타이어(2)는 원환형이며, 연직 방향으로 연장되는 타이어축(3)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 접선 방향 하중 계측 장치(10)의 설치 장소는, 타이어 유니포미티 머신(1), 특히 타이어 유니포미티 머신(1)이 갖는 주행 드럼(4)과 간섭하지 않는 장소라면, 특별히 한정되지 않는다.
접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 타이어가 주행하는 노면을 모의한 표면(외주면)을 갖는 부하 롤(44)(도 2 참조)의 표면을 회전하는 타이어(2)의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박시켜, 회전하는 상태의 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 계측한다(후기 도 7 및 도 8을 사용하여 상세하게 설명함). 접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 기초(5)에 연직 방향으로 설치된 고정 부재(6)에 고정되어 있다.
접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 고정 부재(6)에 연직 방향(도 2 중, 상하 방향)으로 고정된 수직벽(11)과, 수직벽(11)과 직교하는 수평 방향(도 2 중, 좌우 방향)으로 연장되는 베이스 프레임(26)과, 베이스 프레임(26) 상을 수평 방향으로 이동하는 하우징(30)을 구비하고 있다.
도 3을 함께 참조하면, 수직벽(11)의 하우징(30)측에는, 선단부가 하우징(30)의 돌출벽부(35)에 연결되고, 수직벽(11)과 하우징(30)의 돌출벽부(35)를 접속하는 에어 실린더(13)가 고정되어 있다. 에어 실린더(13)는, 부하 롤(44)이 타이어(2)의 중심 부근에 하중을 받는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한 에어 실린더(13)는, 부하 롤(44)의 높이 방향의 중앙부 부근에 배치되고, 이 에어 실린더(13)가 이동 기구를 구성한다.
이동 기구(에어 실린더(13))는, 하우징(30)을 통하여 부하 롤(44)을, 타이어(2)에 근접하는 방향(도 3 중, 우측 방향)인 근접 방향 및 타이어(2)로부터 이격되는 방향인 이격 방향(도 3 중, 좌측 방향)으로 이동 가능하다. 에어 실린더(13)는, 피스톤(14)에 의해 획정된 하우징(30)측의 압력실(15)을 갖고, 이 압력실(15)의 압력이 전환됨으로써, 피스톤 로드(16)를 통하여 하우징(30)을 이동시킨다. 또한, 에어 실린더(13)에 부수되어, 수직벽(11)의 하우징(30)측에는, 수직벽(11)과 하우징(30)의 배면벽(34)을 접속하는 2개의 스프링(12)이 배치되어 있다. 2개의 스프링(12)은, 에어 실린더(13)에 의한 부하 롤(44)의 이동을 저해하지 않고, 수직벽(11)을 향하여 하우징(30)을 가압하고 있다.
도 5에 에어 실린더(13)를 구동하는 공기 회로(20)를 도시한다. 에어 실린더(13)의 압력실(15)은, 압력원(21)에 접속된 공기 회로(20)에 의해 압력이 전환된다. 공기 회로(20)는, 압력원(21)과, 에어 실린더(13)에 접속된 제2 전자 밸브(25)의 사이에 병렬로 접속된 고압측의 고압 레귤레이터(22)와, 저압측의 저압 레귤레이터(23)로 구성되어 있다. 고압 레귤레이터(22)와 제2 전자 밸브(25)의 사이에는 제1 전자 밸브(24)가 접속되고, 제1 전자 밸브(24)를 오프로부터 온으로 전환함으로써, 에어 실린더(13)의 압력실(15)에 고압 또는 저압의 공기를 공급하는 상태로 된다.
제1 전자 밸브(24)를 온으로 한 상태에서, 제2 전자 밸브(25)를 오프로 함으로써 압력실(15)에 고압의 공기가 공급된다. 제1 전자 밸브(24)를 온으로 한 상태에서, 제2 전자 밸브(25)를 온으로 함으로써 압력실(15)에 저압의 공기가 공급된다. 이에 의해, 콤팩트한 구조이면서, 큰 소정의 부하 하중 fz를 출력할 수 있다. 또한, 에어 실린더(13)의 공기압을 조정함으로써, 복수의 종류의 소정의 부하 하중 fz의 변경도 용이하다. 또한, 공기압 센서로 에어 실린더(13)의 공기압을 계측함으로써, 고정밀도로 상기 소정의 부하 하중 fz를 구할 수 있다. 또한, 제1 전자 밸브(24)와 제2 전자 밸브(25)를 온으로부터 오프로 하면 압력실(15)에의 공기의 공급이 정지되어, 압력실(15)이 대기압으로 된다. 이에 의해, 하우징(30) 전체가 2개의 스프링(12)에 의해 후퇴하고, 부하 롤(44)이 타이어(2)로부터 이격된다.
도 2로 되돌아가서, 베이스 프레임(26)의 상면에는, 베이스 프레임(26)의 수직벽(11) 측단부로부터 타이어(2) 측단부(도 2 중, 우측 단부)까지 직선형으로 연장되는 한 쌍의 리니어 가이드(27)의 레일(28)이 고정되어 있다.
하우징(30)은, 2개의 부하 롤(44)을 회전 가능하게 지지하고(도 3 참조), 리니어 가이드(27)를 따라 2개의 부하 롤(44)을 타이어(2)에 대하여 이동시킨다. 도 4를 함께 참조하면, 하우징(30)은 정면(도 4 중, 전방측)이 개구된 세로로 긴 상자 형상이며, 저벽(31)과 상벽(32)과 측벽(33)과 배면벽(34)(도 3 참조)과 돌출벽부(35)를 구비하고 있다.
저벽(31)의 하면에는, 리니어 가이드(27)의 레일(28)을 따라 미끄럼 이동하는 슬라이더(29)가 마련되어 있다. 하우징(30)은 리니어 가이드(27)를 통하여 베이스 프레임(26)에 설치되어 있으므로, 하우징(30), 즉 2개의 부하 롤(44)이 기우는 것을 방지할 수 있다.
저벽(31)의 하면 및 상벽(32)의 상면에는 각각, 부하 롤(44)의 표면이 타이어(2)에 접촉한 상태에 있어서 타이어(2)에 가해지는 소정의 부하 하중 fz를 검지하는 하중 센서인 로드셀(38)이 배치되어 있다. 상측의 로드셀(38)에는, 2개의 롤 샤프트(41)의 상단을 고정하는 상측의 롤 고정 부재(42)가 설치되어 있고, 하측의 로드셀(38)에는, 2개의 롤 샤프트(41)의 하단을 고정하는 하측의 롤 고정 부재(42)가 설치되어 있다. 2개의 롤 샤프트(41)는 각각, 베어링(43)을 통하여 부하 롤(44)을 회전 가능하게 지지하고 있다. 이들 구성에 의해, 부하 롤(44)을 타이어(2)의 트레드면에 압착시켰을 때에는 롤 샤프트(41) 및 롤 고정 부재(42)를 통하여 로드셀(38)에 하중이 전달되고, 이 로드셀(38)에 의해 타이어(2)에 가해지는 소정의 부하 하중 fz가 계측된다. 2개의 부하 롤(44)에 작용하는 하중은, 전부 로드셀(38)에 작용하기 때문에, 고정밀도로 하중을 계측할 수 있다. 그러나, 타이어(2)에 가해지는 소정의 부하 하중 fz를 에어 실린더(13)에 의해, 정확하게 부여하는 것이 가능하기 때문에, 본 발명에 있어서, 상기 하중 센서인 로드셀(38)은 필수는 아니다.
부하 롤(44)은 연직 방향으로 연장되는 축심을 갖는 원통형 부재이며, 이 부하 롤(44)의 외주면이 타이어 시험용 모의 노면으로 되어 있다. 도 6은, 2개의 부하 롤(44A, 44B)을 타이어(2)에 접촉시킨 상태의 부하 롤(44A, 44B)과 타이어(2)의 관계를 나타내는 평면 단면도이다. 2개의 부하 롤(44A, 44B)은 나란히 배치되어 있고, 개개의 부하 롤(44A, 44B)의 외경은 타이어(2)의 외경보다 소경이다. 부하 롤(44A, 44B)의 외경의 최소경은, 소정의 부하 하중 fz에 대한 부하 롤(44A, 44B)의 강도에 의해 결정된다. 본 실시 형태에서는, 타이어(2)의 외경과 부하 롤(44A, 44B)의 외경의 비가 5:1로 되어 있다. 여기서, 2개의 부하 롤(44A, 44B)은 외형 치수가 동일하며(동일 형상), 부하 롤(44A, 44B)의 외경 치수의 구체적인 수치는 특별히 한정되지 않는다.
도 6에 있어서, 도면 부호 C1은 타이어(2)의 회전 중심, C2, C3은 부하 롤(44A, 44B)의 각 회전 중심이다. 부하 롤(44)의 인접하는 부하 롤(44A, 44B)의 회전 중심간 거리 L은, 하기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 부하 롤(44A, 44B)을 예로 들어 설명하고 있지만, 2개 이상의 부하 롤(44)의 경우에도 하기 식 (1)은 성립한다.
0.5×fz/(B×P)≤L≤1.5×fz/(B×P) … (1)
여기서, fz는 소정의 부하 하중(kN), B는 타이어(2)의 축 방향의 폭(m), P는 표준 타이어 공기압(kPa)이다.
또한, 일반적으로는, 타이어(2)와 노면의 접촉면의 크기는, 우편 엽서의 사이즈(100mm×148mm)라고 일컬어지고 있으며, 그 접촉 길이 A는 100mm 정도로 된다. 가령, 자동차의 중량을 1.5ton이라고 하면, 1개의 타이어에서는 375kgf(3675N)의 힘이 작용한다. 또한, 타이어(2)의 내압을 0.25MPa로 하고, 타이어(2)의 폭 B를 0.148m로 하면, 상기 접촉 길이 A는 0.1m로 된다. 따라서, 2개 이상의 부하 롤(44)의 인접하는 부하 롤(44)(예를 들어, 부하 롤(44A, 44B))의 회전 중심간 거리 L을 상기 접촉 길이 A와 동등하게 함으로써, 타이어(2)의 변형이 평탄 노면에 설치하였을 때와 가까운 변형 상태로 된다.
상기 2개 이상의 부하 롤(44)의 인접하는 부하 롤(44)의 회전 중심간 거리 L이, 상기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있음으로써, 타이어(2)의 변형을 실제의 평탄 노면에 설치하였을 때에 가까운 변형 상태로 할 수 있다. 즉, 실제로 복수의 사이즈의 타이어(2)를 계측할 때, 타이어(2)의 폭 B와 접지면의 폭의 길이는 반드시 동등하게는 되지 않지만(접지면의 폭은 실제의 타이어(2)의 폭 B보다 작아지지만), 상기 2개 이상의 부하 롤(44)의 인접하는 부하 롤(44)의 회전 중심간 거리 L이, 상기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있음으로써, 타이어(2)의 변형을 실제의 평탄 노면에 설치하였을 때에 가까운 변형 상태로 할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시하는 접선 방향 하중 계측 장치(10)에 설치된 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 측방에서 본 단면도, 도 8은 도 7에 도시하는 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 정면도이다.
도 7에 있어서, 부하 롤(44B)의 표면을 회전하는 타이어(2)의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박시켜, 회전하는 상태의 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 계측하는 접선 방향 하중 센서로서 변형 게이지(51)를 사용하였다. 변형 게이지(51)는, 하우징(30)의 배면벽(34)에 직교하도록, 롤 샤프트(41)의 상하 양단부에 마련된 절결(52a)에 첩부된 구성이다.
또한, 도 8에 있어서, 2개의 롤 샤프트(41)의 상하 양단부에는, 절결(52a)에 대향하도록 절결(52b)이 각각 마련되고, 이 절결(52b)에도 변형 게이지(51)가 첩부되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 접선 방향 하중 계측 장치(10)는, 타이어(2)가 주행하는 노면을 모의한 표면을 갖고, 타이어(2)보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 2개 이상의 부하 롤(44)과, 이 2개 이상의 부하 롤(44)의 표면을, 회전하는 타이어(2)의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구로서의 에어 실린더(13)와, 2개 이상의 부하 롤(44)의 상기 표면이 타이어(2)의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서로서의 변형 게이지(51)를 구비하고 있다.
따라서, 본 발명의 접선 방향 하중 계측 장치(10)에서는, 타이어(2)보다 소경인 부하 롤(44A, 44B)을 사용하기 때문에, 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 직접 계측하기 위한 장치를 소형으로 할 수 있다. 또한, 2개 이상의 부하 롤(44)을 나란히 배치함으로써, 타이어(2)를 실제의 접지 상태에 접근시켜(즉, 타이어(2)의 변형 시의 곡률을 작게 하여), 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 계측할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 회전하는 타이어(2)는, 타이어 유니포미티 머신(1)의 타이어축(3)에 설치되는 구성이다. 이에 의해, 제조 현장에 다수 설치되어 있는 타이어 유니포미티 머신(1)이 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어(2)의 타이어 유니포머티의 전수 검사가 가능해지는 것과 마찬가지로, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어(2)의 접선 방향 하중 fx를 단시간에, 또한 전수 계측이 가능하게 된다. 또한, 부하 롤(44)이, 타이어 시험기 중에서도 특히 타이어 유니포미티 머신(1)의 주행 드럼(4)과는 별도로 설치되었으므로, 이미 설치된 타이어 유니포미티 머신(1)을 개조하지 않고, 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 설치할 수 있다. 또한, 타이어의 접선 방향 하중 계측 및 후기 타이어의 구름 저항 평가 시험은, 주행 드럼(4)을 사용한 타이어 유니포머티 시험 후, 타이어(2)로부터 주행 드럼(4)을 후퇴시키고 나서 행한다. 또한, 계측한 접선 방향 하중 fx에는, 타이어(2)의 구름 저항에 추가하여, 부하 롤(44)의 베어링부의 회전 저항에 의해 발생하는 하중이 부가된다. 이 회전 저항에 의해 생기는 하중을 제거하는 방법으로서, 예를 들어 4000N 등의 소정의 부하 하중 fz에 있어서의 접선 방향 하중 fx에 추가하여, 예를 들어 100N 정도의 작은 부하 하중 fz를 부여하였을 때의 접선 방향 하중 fx'를 계측해 두고, 양자의 차분값(fx-fx')을 사용하는 것이 바람직하다. 본 방법은 JIS에서도 권장되고 있다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서는, 접선 방향 하중 계측 장치(10)에 설치된 접선 방향 하중 센서로서, 롤 샤프트(41)의 상하 양단부에 마련된 절결(52a, 52b)에 첩부된 변형 게이지(51)를 사용한 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 도 9 및 도 10에 도시하는 바와 같이 접선 방향 하중 센서를 다른 위치에 설치하는 것도 가능하다.
도 9는 도 2에 도시하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)의 다른 위치에 설치된 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 측방에서 본 단면도, 도 10은 도 9에 도시하는 접선 방향 하중 센서를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 평면도이고, (b)는 동작 원리도이다.
도 9 및 도 10의 (a)에 있어서, 접선 방향 하중 센서는, 2개의 롤 샤프트(41)의 상단을 고정하는 상측의 롤 고정 부재(42, 42)를 연결하는 연결 부재(70)와 하우징(30)의 상벽(32)에 고정된 고정 부재(65)를 하우징(30)의 배면벽(34)에 직교하고, 또한 타이어(2)의 접선 방향에 직교하도록 지지하는 2개의 판 스프링(60)에, 각각 첩부된 변형 게이지(61)이다. 접선 방향 하중 fx가 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 지면 상방으로 작용한 경우, 2개의 판 스프링(60)이 지면 상방을 향하여 휜다. 따라서, 접선 방향 하중 센서를 상술한 바와 같이 구성함으로써, 상기 접선 방향 하중 fx의 크기에 따른 휨을 변형 게이지(61)로 계측할 수 있다.
또한, 상세하게 기술은 하고 있지 않지만, 상기 로드셀(38)에 의해, 접선 방향 하중 fx를 계측하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 회전하는 타이어(2)는, 타이어 유니포미티 머신(1)의 타이어축(3)에 설치되는 구성인 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 회전하는 타이어(2)를, 타이머 밸런서 머신의 타이어축(도시하지 않음)에 설치하는 구성도 가능하다. 이에 의해, 제조 현장에 표준적으로 배치된 타이머 밸런서 머신이 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 밸런스의 전수 검사가 가능해지는 것과 마찬가지로, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 타이어의 접선 방향 하중 fx를 단시간에, 또한 전수 계측이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 2개의 부하 롤(44)을 사용한 경우에 대하여 주로 설명하였지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 부하 롤(44)을 3개 등으로 하는 등, 복수개(2개 이상)로 하는 것도 가능하고, 반대로 부하 롤(44)을 1개로 하는 것도 가능하다. 또한, 부하 롤(44)의 외경 치수에 관하여, 타이어(2)의 외경 치수보다 작으면, 부하 롤(44)의 구체적인 외경 치수는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 실시 형태에서는, 2개의 부하 롤(44)의 외형 치수는 동일하지만, 외형 치수가 다른 복수의 부하 롤을 채용해도 된다.
다음에, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치에 대하여, 이하에 설명한다.
본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상술한 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(도 1 내지 도 10에 기재한 접선 방향 하중 계측 장치(10))를 구비하는 것을 전제로 하고, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여, 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있다. 여기서, 기준 타이어란, 사단 법인 일본 자동차 타이어 협회 또는 타이어 메이커가 규정하는 등급에 따른 구름 저항 계수 RRC가 기지이며, 그 값에 문제가 없는 타이어를 말한다.
따라서, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여, 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치로서, 다른 구성의 타이어의 구름 저항 평가 장치(이하, 「제2 타이어의 구름 저항 평가 장치」라고 칭함)를 사용하는 것도 가능하다. 이하에, 제2 타이어의 구름 저항 평가 장치에 대하여 설명한다.
제2 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상술한 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(도 1 내지 도 10에 기재한 접선 방향 하중 계측 장치(10))를 구비하는 것을 전제로 하고, 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 미리 계측된 상기 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관 관계로부터 산출된 상관식에 기초하여, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx로부터 상기 구름 저항 계수 RRC를 추정함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있다.
도 11은, 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 미리 계측된 상기 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관 관계를 설명하기 위한 설명도이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 미리 계측된 상기 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관식을 구해 둔다. 이 상관식을 사용함으로써, 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 평가 대상으로 되는 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx로부터 상기 구름 저항 계수 RRC를 추정하고, 이 추정한 구름 저항 계수 RRC로부터, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있다.
따라서, 제2 타이어의 구름 저항 평가 장치에 있어서도, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여, 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
또한, 본 발명의 타이어의 구름 저항 평가 장치로서, 또 다른 구성의 타이어의 구름 저항 평가 장치(이하, 「제3 타이어의 구름 저항 평가 장치」라고 칭함)를 사용하는 것도 가능하다. 이하, 도 12를 참조하면서, 제3 타이어의 구름 저항 평가 장치에 대하여 설명한다.
도 12에 있어서, 제3 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 상술한 본 발명의 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(도 1 내지 도 10에 기재한 접선 방향 하중 계측 장치(10))와, 온도 계측 센서(80)를 더 구비하는 것을 전제로 하고, 미리 온도 계측 센서(80)로 계측한 기준 타이어의 표면 온도에 있어서의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 온도 계측 센서(80)로 계측한 평가 대상으로 되는 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있다.
도 13은, 기준 타이어로서의 타이어 A(부호 △로 나타냄), 타이어 B(부호 ○로 나타냄)에 있어서의, 타이어의 복수의 표면 온도와 접선 방향 하중 fx의 관계를 설명하기 위한 설명도이다.
따라서, 온도 계측 센서(80)로 계측한 평가 대상으로 되는 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를, 도 13에 도시하는 타이어의 복수의 표면 온도와 접선 방향 하중 fx의 근사 곡선에 비추어, 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가된다(즉, 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있음). 이에 의해, 실제의 제조 현장에서 다른 공정(즉, 다른 온도)으로 생산되는 타이어에 대해서도, 그 온도를 고려하여 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있다.
본 발명에 관한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(접선 방향 하중 계측 장치(10)) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 본 발명에 관한 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 외경 치수가 다른 여러 가지 타이어(2)에 적용할 수 있다. 도 14에, 본 실시 형태에서 사용한 타이어(2)보다 외형 치수가 작은 타이어(2)에 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도를 도시한다. 이때, 에어 실린더(13)의 피스톤(14)을 타이어(2)측으로 이동함으로써 에어 실린더(13)의 스트로크를 늘려, 부하 롤(44)을 타이어(2)에 압박하고 있다. 또한, 도 15에, 도 14에서 사용한 타이어(2)보다 외형 치수가 큰 타이어(2)에 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용한 측면도를 도시한다. 이때, 에어 실린더(13)의 피스톤(14)을 고정 부재(6)측으로 이동함으로써 에어 실린더(13)의 스트로크를 짧게 하여, 부하 롤(44)을 타이어(2)에 압박하고 있다. 여기서, 본 발명에 있어서의 「타이어보다 소경인 부하 롤」이라고 하는 경우의 타이어란, 당해 장치에서 취급 가능한 타이어 중에서 가장 직경이 작은 타이어를 의미한다. 즉, 도 4 및 도 5의 경우에는, 에어 실린더(13)의 스트로크를 최대한 늘린 상태에서 측정 대상으로 되는 타이어를 의미한다. 이와 같이, 부하 롤의 직경과의 비교 대상으로 되는 타이어의 직경은, 당해 장치에 있어서의 타이어축(3)의 위치와 부하 롤(44)을 측정 대상 타이어에 최대한 접근시킨 위치의 관계에 의해 결정된다. 또한, 식 (1)이 성립한다는 것은, 당해 장치에서 취급 가능한 타이어의 어느 것에 있어서도 식 (1)이 성립하는 것을 의미한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 부하 롤(44)을 타이어(2)에 소정의 부하 하중 fz로 압박하기 위해 에어 실린더(13)를 사용하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유압 실린더와 유압 회로, 볼 나사와 서보 모터의 조합으로도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 서보 모터에서도 토크값으로부터 부하 하중 fz를 산출할 수 있다. 또한, 볼 나사와 서보 모터를 사용한 변형예에 관한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치에 대해서는, 후술하는 도 16 및 도 17을 사용하여 설명한다.
도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 고정 부재(6)에 고정된 기부(56)에 리니어 가이드(27)를 통하여 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 설치하고 있다. 이때 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치는, 고정 부재(6)에 고정된 서보 모터(57)에 구동되는 볼 나사(58)에 의해, 타이어(2)에 대하여 이동된다. 이에 의해, 다른 외형 치수를 갖는 여러 가지 타이어(2)에 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 적용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치에서는, 타이어 유니포미티 머신, 타이머 밸런서 머신 및 주행 시험기를 포함시킨 타이어의 성질 또는 성능을 시험하는 각 타이어 시험기와 별도로 부하 롤(44)을 설치함으로써, 이미 설치된 시험기를 개조하지 않고, 또는 이미 설치된 시험기의 간단한 개조로, 메이커나 형식이 다른 각종 시험기에, 동일한 사양으로 용이하게 접선 방향 하중 계측 장치(10) 및 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용한 타이어의 구름 저항 평가 장치를 설치할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 타이어의 구름 저항 평가 장치로서, 타이어(2)보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 2개의 부하 롤(44)을 채용한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 구비하고, 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성된 예에 대하여 주로 설명하였지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 타이어의 구름 저항 평가 장치로서, 타이어(2)보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 3개 등{즉, 복수개(2개 이상)}의 부하 롤(44)을 채용한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 구비하고, 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 타이어(2)보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 3개 등{즉, 복수개(2개 이상)}의 부하 롤(44)을 채용한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 구비하고, 도 11 내지 도 13을 사용하여 설명한 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항을 평가하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 타이어의 구름 저항 평가 장치로서, 타이어(2)보다 소경인 1개의 부하 롤(44)을 채용한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 구비하고, 이 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성의 경우에는, 부하 롤(44)이 1개이기 때문에, 대형 장치를 사용하지 않고, 실제의 제조 현장에서 대량으로 생산되는 전수의 타이어에 대하여, 단시간에 구름 저항에 이상이 있는 타이어를 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 장치를 보다 저렴하게 하는 것도 가능하다. 또한, 타이어(2)보다 소경인 1개의 부하 롤(44)을 채용한 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치(10)를 구비하고, 도 11 내지 도 13을 사용하여 설명한 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항을 평가하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은, 이들 실시 형태에 한정되는 것은 아니라고 생각되어야 한다. 또한, 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명뿐만 아니라 특허청구범위에 의해 나타나며, 또한 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
본 출원은, 2017년 11월 7일에 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2017-214457호)에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.
1: 타이어 유니포미티 머신
2: 타이어
3: 타이어축
10: 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치
12: 스프링(이동 기구)
13: 에어 실린더(이동 기구)
44, 44A, 44B: 부하 롤
51: 변형 게이지(접선 방향 하중 센서)

Claims (12)

  1. 타이어가 주행하는 노면을 모의한 표면을 갖고, 상기 타이어보다 소경인 1개의 부하 롤과,
    상기 1개의 부하 롤의 상기 표면을, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구와,
    상기 1개의 부하 롤의 상기 표면이 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 상기 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서
    를 구비한 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  2. 타이어가 주행하는 노면을 모의한 표면을 갖고, 상기 타이어보다 소경이며, 또한 나란히 배치된 2개 이상의 부하 롤과,
    상기 2개 이상의 부하 롤의 상기 표면을, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 소정의 부하 하중 fz로 압박 가능한 이동 기구와,
    상기 2개 이상의 부하 롤의 상기 표면이 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박되어, 회전하는 상태의 상기 타이어의 접선 방향 하중 fx를 계측하기 위한 접선 방향 하중 센서
    를 구비한 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2개 이상의 부하 롤의 인접하는 부하 롤의 회전 중심간 거리 L은, 하기 식 (1)로 나타내어지는 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
    0.5×fz/(B×P)≤L≤1.5×fz/(B×P) … (1)
    여기서, fz는 소정의 부하 하중(kN), B는 타이어의 폭(m), P는 표준 타이어 공기압(kPa)이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동 기구는,
    상기 부하 롤의 상기 표면에서, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박하기 위한 에어 실린더와,
    상기 에어 실린더의 공기압을 계측하기 위한 공기압 센서
    를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이동 기구는,
    상기 부하 롤의 상기 표면에서, 회전하는 상기 타이어의 트레드면에 상기 소정의 부하 하중 fz로 압박하기 위한 에어 실린더와,
    상기 에어 실린더의 공기압을 계측하기 위한 공기압 센서
    를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    회전하는 상기 타이어는, 타이어 유니포미티 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    회전하는 상기 타이어는, 타이어 유니포미티 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    회전하는 상기 타이어는, 타이머 밸런서 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    회전하는 상기 타이어는, 타이머 밸런서 머신의 타이어축에 설치되는 구성인 것을 특징으로 하는 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하고,
    상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 미리 계측된 평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 구름 저항 평가 장치.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 구비하고,
    평가 대상으로 되는 타이어와 동일 사양 또는 동등 사양의 기준 타이어에 대한 기지의 구름 저항 계수 RRC와, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 미리 계측된 상기 기준 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx의 상관 관계로부터 산출된 상관식에 기초하여, 상기 타이어의 접선 방향 하중 계측 장치를 사용하여 계측된 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx로부터 상기 구름 저항 계수 RRC를 추정함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 구름 저항 평가 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    온도 계측 센서를 더 갖고,
    미리 상기 온도 계측 센서로 계측한 상기 기준 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx와, 상기 온도 계측 센서로 계측한 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 표면 온도에 있어서의 상기 소정의 부하 하중 fz에 대한 접선 방향 하중 fx를 비교함으로써, 상기 평가 대상으로 되는 타이어의 구름 저항이 평가되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 구름 저항 평가 장치.
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