KR20230061950A - Tire stiffness measuring device - Google Patents

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KR20230061950A
KR20230061950A KR1020210146725A KR20210146725A KR20230061950A KR 20230061950 A KR20230061950 A KR 20230061950A KR 1020210146725 A KR1020210146725 A KR 1020210146725A KR 20210146725 A KR20210146725 A KR 20210146725A KR 20230061950 A KR20230061950 A KR 20230061950A
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박인석
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금호타이어 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a tire rigidity measurement device and, more particularly, to a tire rigidity measurement device which measures the basic structural rigidity of a tire in an atmospheric pressure state where air pressure is not injected into the tire. The tire rigidity measurement device according to one embodiment of the present invention comprises: a center shaft which axially fixes a tire in a state where air pressure is not injected; a pair of clamps which are respectively installed at the top and bottom of the tire axially fixed to the center shaft, and is formed to surround the outer circumference of the tire; a load-bearing piston which is configured on the upper clamp of the pair of clamps and presses the tire positioned at the bottom thereof by the piston action; a load cell which measures the load applied to the tire by the load-bearing piston; and a distance measurement sensor which measures the distance to the tire. Therefore, the tire rigidity measurement device can measure the structural spring rigidity of a tire without inflation of tire pressure, and enable an equivalent level of rigidity design by analyzing the difference in rigidity with a target tire in the early stage of tire design.

Description

타이어 강성 측정장치{Tire stiffness measuring device}Tire stiffness measuring device {Tire stiffness measuring device}

본 발명은 타이어 강성 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어에 공기압이 주입되지 않은 대기압 상태에서의 타이어의 기본 구조강성을 측정하는 타이어 구조강성 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tire stiffness measuring device, and more particularly, to a tire structural stiffness measuring device for measuring basic structural stiffness of a tire in an atmospheric pressure state in which air pressure is not injected into the tire.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, material described in this section is not prior art to the claims in this application, and inclusion in this section is not an admission that it is prior art.

타이어는 노면에 접촉하는 트레드와 타이어의 측면을 구성하는 사이드월 및 트레드와 사이드월의 경계 부분인 숄더부를 포함하고 있으며, 차량 주행 시 도로 상태에 따라 마모나 크랙이 발생하면서 다양한 손상을 입게 되고 그로 인해 사고를 유발하게 된다. 이러한 타이어 손상에 따른 사고를 미연에 방지하기 위하여 타이어를 다양한 조건에서 주행시켜 강성을 측정하는 시험을 수행할 수 있다.A tire includes a tread in contact with the road surface, a sidewall constituting the side of the tire, and a shoulder part, which is the boundary between the tread and sidewall. During vehicle driving, wear or cracks occur depending on the road condition, resulting in various damages. cause an accident. In order to prevent accidents due to tire damage in advance, tests may be performed to measure stiffness by running the tire under various conditions.

종래에는 타이어 트레드 밴드가 구속되지 않는 상태에서 휠에 조립된 타이어 전체가 갖는 강성(stiffness), 즉 트레드와 사이드월로 이루어진 타이어 전체의 종강성, 횡강성, 전후강성, 비틀림강성을 시험하는 장치를 사용하여 타이어의 강성특성을 시험하고, 이를 통해 타이어의 승차감과 조종안정성을 평가하게 된다.Conventionally, a device for testing the stiffness of the entire tire assembled on the wheel in a state where the tire tread band is not constrained, that is, the longitudinal stiffness, lateral stiffness, longitudinal stiffness, and torsional stiffness of the entire tire consisting of the tread and sidewall. It is used to test the stiffness characteristics of the tire, and through this, the ride comfort and steering stability of the tire are evaluated.

이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2015-0137465호에서는 "타이어 사이드월의 강성 측정장치"를 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 "타이어를 장착축에 수직으로 고정하여 타이어 전체의 강성을 측정하는 것이 아니라 수평으로 타이어 트레드를 클램핑함으로써 하나의 장치로 타이어 사이드월의 강성을 측정할 수 있도록 한 타이어 사이드월의 강성 측정장치"를 개시한다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2015-0137465 discloses "a device for measuring the stiffness of a tire sidewall", and more specifically, "measures the stiffness of the entire tire by fixing the tire vertically to the mounting axis. Disclosed is a device for measuring the stiffness of the sidewall of a tire, which can measure the stiffness of the sidewall of a tire with a single device by clamping the tire tread horizontally rather than horizontally.

여기서, 타이어의 강성은 도 1에 도시된 바와 같이 크게 2가지로 나뉠 수 있으며, 우선 Tensile Spring 영역의 경우 공기압이 증가함에 따라 비례하여 선형으로 증가하는 특성을 가지며, 이는 공기압이 증가함에 따라 바디플라이를 포함한 타이어 반제품 및 고무의 장력이 증가하기 때문이다. 다음으로, Structural Spring 영역의 경우, 타이어 구조물의 순수한 강성을 나타내는 인자로써 공기압의 영향을 받지 않는 영역이다.Here, the stiffness of the tire can be largely divided into two types as shown in FIG. 1. First, in the case of the Tensile Spring area, it has a characteristic that increases linearly in proportion to the increase in air pressure. This is because the tension of tire semi-finished products and rubber including Next, in the case of the Structural Spring area, it is an area that is not affected by air pressure as a factor representing the pure stiffness of the tire structure.

전술한 타이어 강성을 측정하기 위한 종래 장치들은, 표준 공기압을 주입한 후 측정을 하기 때문에 Tensile Spring과 Structural Spring 영역이 복합된 강성에 대해서 측정이 가능하지만, 공기압이 주입되지 않은 상태에서의 Structural Spring 강성만을 측정하기는 어렵다는 단점이 존재한다. 따라서, 특정 공기압에서의 타이어와 동일한 복합 Spring값을 갖더라도, 주행 중 타이어 내부온도 변화나 외압에 따른 압력변화와 같은 외부요인에 의해 공기압이 변하게 되면 복합 스프링 강성 값이 달라지기 때문에 성능 차이가 발생한다는 문제점이 있다.Conventional devices for measuring tire stiffness mentioned above measure the stiffness after injecting standard air pressure, so it is possible to measure the combined stiffness of the Tensile Spring and Structural Spring areas. A disadvantage is that it is difficult to measure . Therefore, even if it has the same composite spring value as the tire at a specific air pressure, when the air pressure is changed by external factors such as a change in the internal temperature of the tire or a change in pressure due to external pressure while driving, the composite spring stiffness value changes, resulting in a performance difference. There is a problem with doing it.

또한, 종래 강성측정 장치를 이용하여, 공기압이 주입되지 않은 일반 대기압 상태에서 타이어의 구조강성을 측정하게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어 하부에 위치한 플레이트가 타이어를 향해 움직여 일정 하중 조건 하에서 타이어의 변형 값을 통해 스프링 강성을 산출할 수 있는데, 이 때 하중은 타이어 바닥의 일부 면적에만 집중되므로, 공기압이 주입되지 않은 상태에서 가해지는 하중에 의해 센터부가 돌출되는 등의 이상변형이 발생하여 정상적인 강성측정이 어렵다는 단점이 있다.In addition, when the structural stiffness of a tire is measured using a conventional stiffness measurement device in a general atmospheric pressure state where air pressure is not injected, as shown in FIG. 2, the plate located at the bottom of the tire moves toward the tire and The spring stiffness can be calculated through the deformation value of the tire. At this time, since the load is concentrated only on a part of the tire bottom area, abnormal deformation such as protrusion of the center part occurs due to the load applied in a state where air pressure is not injected. The disadvantage is that normal stiffness measurement is difficult.

따라서, 타이어의 공기압이 주입되지 않은 상태에서의 Structural Spring 강성을 측정하여, 타이어 설계 초반에 Target 타이어와의 강성차이 분석을 통해 동등한 수준의 강성 설계가 가능하도록 하는 타이어 구조강성 측정장치가 필요하게 되었다.Therefore, there is a need for a tire structural stiffness measuring device that measures the stiffness of the structural spring in a state where the air pressure of the tire is not injected and enables the same level of stiffness design through analysis of the difference in stiffness from the target tire at the beginning of tire design. .

1. 한국 특허공고 제10-1585069호(2016.01.13 공고)1. Korean Patent Publication No. 10-1585069 (2016.01.13)

본 발명은, 타이어의 공기압이 주입되지 않은 상태에서의 Structural Spring 강성을 측정하여, 타이어 설계 초반에 Target 타이어와의 강성차이 분석을 통해 동등한 수준의 강성 설계가 가능하도록 하는 타이어 구조강성 측정장치를 제공하고자 한다.The present invention provides a tire structural stiffness measuring device that measures the structural spring stiffness in a state where the air pressure of the tire is not injected and enables an equal level of stiffness design through analysis of the stiffness difference with the target tire at the beginning of tire design. want to do

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.In addition, it is not limited to the technical problems as described above, and it is obvious that other technical problems may be derived from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 구조강성 측정장치는, 공기압이 주입되지 않은 상태의 타이어를 축고정시키는 중심샤프트와, 상기 중심샤프트에 축고정된 타이어의 상부와 하부에 각각 설치되며, 타이어의 외주면을 감싸도록 형성되는 한 쌍의 클램프와, 상기 한 쌍의 클램프 중 상부에 위치된 클램프 상부에 구성되고, 피스톤작용에 의해 하부에 위치한 타이어를 가압해주는 하중부하피스톤과, 상기 하중부하피스톤에 의해 타이어에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀 및 상기 타이어와의 거리를 측정하는 거리측정센서를 포함한다.An apparatus for measuring structural rigidity of a tire according to an embodiment of the present invention is installed on a central shaft for fixing a tire in a state in which air pressure is not injected, and on the upper and lower portions of the tire shaft-fixed to the central shaft, respectively, and A pair of clamps formed to surround the outer circumferential surface, a load-loading piston formed on the upper portion of the clamp located on the upper part of the pair of clamps and pressurizing the tire located on the lower side by the action of the piston, and It includes a load cell for measuring the load applied to the tire and a distance measurement sensor for measuring the distance to the tire.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 중심샤프트의 양측을 고정시키는 한 쌍의 수직플레이트와, 상기 한 쌍의 수직플레이트 상부에 형성되어 수직플레이트를 상호 연결하는 수평플레이트를 더 포함하고, 상기 하중부하피스톤은 상기 수평플레이트에서 하부를 향해 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, a pair of vertical plates fixing both sides of the central shaft and a horizontal plate formed on top of the pair of vertical plates to connect the vertical plates to each other, the load-bearing piston Is characterized in that formed extending from the horizontal plate toward the bottom.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 한 쌍의 클램프는, 상기 타이어의 하부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어 하부를 지지하는 하부클램프와, 상기 타이어의 상부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어의 트레드부와 숄더부를 감싸도록 형성되는 상부클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the pair of clamps are made of a shape corresponding to the lower outer circumferential surface of the tire, and a lower clamp supporting the lower portion of the tire, and a shape corresponding to the upper outer circumferential surface of the tire, It is characterized in that it further comprises an upper clamp formed to surround the tread portion and shoulder portion of the tire.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 로드셀 및 거리측정센서로부터 측정되는 측정값을 수신하고, 타이어에 가해지는 하중에 대한 변위 정도를 산출하여 타이어 구조강성을 측정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, it is characterized in that it further comprises a control unit for receiving the measured value measured from the load cell and the distance measurement sensor, and calculating the degree of displacement for the load applied to the tire to measure the structural stiffness of the tire .

본 발명에 따르면, 공기압이 주입된 상태에서 측정 가능한 복합 강성(Tensile Spring + Structural Spring)이 아니라, 구조강성만을 측정 가능한 장치를 통해 Target 타이어와의 정확한 강성차이를 분석할 수 있으며, 그에 따라 설계 초기 단계부터 Target 타이어와 동등수준의 강성 설계가 가능하고, 동등수준의 구조강성이 적용된 타이어는 주행 중 공기압이 변하게 되더라도 우수한 수준의 성능을 발휘할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to analyze the exact stiffness difference with the target tire through a device capable of measuring only the structural stiffness, not the composite stiffness (Tensile Spring + Structural Spring) that can be measured in the state where air pressure is injected, and thus, the initial design It is possible to design the same level of rigidity as the target tire from the stage, and a tire with the same level of structural rigidity has the advantage of being able to demonstrate excellent performance even if the air pressure changes during driving.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 타이어 내 공기압에 따른 강성변화를 Tensile Spring강성과 Structural Spring강성으로 분류하여 도시한 그래프.
도 2는 종래 타이어 강성측정장치를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 구조강성 측정장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 구조강성 측정장치에 있어서, 타이어와 상부클램프가 접촉되는 부분을 도시한 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조 강성 측정을 통해 얻을 수 있는 장점 및 복합 강성을 분석하는 방법론을 도시한 그래프.1 is a graph showing the stiffness change according to the air pressure in the tire by classifying it into Tensile Spring stiffness and Structural Spring stiffness.
Figure 2 is a photograph showing a conventional tire stiffness measuring device.
3 is a perspective view of an apparatus for measuring tire structural stiffness according to an embodiment of the present invention;
4 is an enlarged view showing a contact portion between a tire and an upper clamp in the tire structural stiffness measuring device according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a methodology for analyzing advantages and composite stiffness obtained through structural stiffness measurement according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 타이어 구조강성 측정장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration, operation, and effect of the tire structural stiffness measuring device according to a preferred embodiment will be described. For reference, in the drawings below, each component is omitted or schematically illustrated for convenience and clarity, and the size of each component does not reflect the actual size. In addition, like reference numerals refer to like components throughout the specification, and reference numerals for like components in individual drawings will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 구조강성 측정장치는, 공기압이 주입되지 않은 상태의 타이어를 축고정시키는 중심샤프트(10)와, 상기 중심샤프트(10)에 축고정된 타이어의 상부와 하부에 각각 설치되며, 타이어의 외주면을 감싸도록 형성되는 한 쌍의 클램프(20)와, 상기 한 쌍의 클램프(20) 중 상부에 위치된 클램프(20) 상부에 구성되고, 피스톤작용에 의해 하부에 위치한 타이어를 가압해주는 하중부하피스톤(30)과, 상기 하중부하피스톤(30)에 의해 타이어에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(40) 및 상기 타이어와의 거리를 측정하는 거리측정센서(50)를 포함한다.An apparatus for measuring structural rigidity of a tire according to an embodiment of the present invention includes a center shaft 10 for fixing a tire in a state in which air pressure is not injected, and upper and lower portions of the tire shaft-fixed to the center shaft 10. A pair of clamps 20 are installed respectively and formed to surround the outer circumferential surface of the tire, and the pair of clamps 20 are configured on the upper part of the clamp 20 located on the upper part and are located on the lower part by the action of the piston. Includes a load-loading piston 30 that pressurizes the tire, a load cell 40 that measures the load applied to the tire by the load-loading piston 30, and a distance measuring sensor 50 that measures the distance to the tire do.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 중심샤프트(10)의 양측을 고정시키는 한 쌍의 수직플레이트(11)와, 상기 한 쌍의 수직플레이트(11) 상부에 형성되어 수직플레이트(11)를 상호 연결하는 수평플레이트(13)를 더 포함하고, 상기 하중부하피스톤(30)은 상기 수평플레이트(13)에서 하부를 향해 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, a pair of vertical plates 11 fixing both sides of the center shaft 10 and formed on the upper portion of the pair of vertical plates 11 to interconnect the vertical plates 11 It further includes a horizontal plate 13, and the load-bearing piston 30 is characterized in that it is formed extending downward from the horizontal plate 13.

본 발명에서 개시하는 타이어 구조강성 측정장치는, 공기압이 주입되지 않은 상태, 즉 일반 대기압 상태에서의 타이어를 고정시킨 상태에서 후술하는 로드셀(40)과 거리측정센서(50)를 통해 타이어에 가해지는 하중에 대한 변위 정도로부터 강성을 측정하는 방식을 통해 타이어의 Tensile Spring 강성을 제외한 순수 Structural Spring 강성만을 측정할 수 있다. 우선, 공기압이 주입되지 않은 대기압 상태에서의 타이어는 중심샤프트(10)에 의해 고정 설치된다. 상기 중심샤프트(10)는 양단에 설치되는 수직플레이트(11)에 의해 타이어를 지면에서 소정거리 이격되어 고정시킬 수 있으며, 상기 중심샤프트(10)를 중심축으로 하여 회전 가능하도록 이루어진다.The tire structural stiffness measuring device disclosed in the present invention measures the pressure applied to the tire through a load cell 40 and a distance measurement sensor 50 described later in a state in which air pressure is not injected, that is, in a state in which the tire is fixed in a general atmospheric pressure state. Only the pure structural spring stiffness excluding the tire's tensile spring stiffness can be measured through the method of measuring the stiffness from the degree of displacement against the load. First, the tire in an atmospheric pressure state where no air pressure is injected is fixedly installed by the center shaft 10 . The center shaft 10 can fix the tire at a predetermined distance from the ground by vertical plates 11 installed at both ends, and is rotatable with the center shaft 10 as a central axis.

상기 수직플레이트(11)는 소정면적을 가지면서, 지면으로부터 상부를 향해 연장 형성되는 한 쌍의 플레이트로 이루어질 수 있으며, 그 사이에는 타이어를 포함한 구조강성 측정장치 전체가 위치될 수 있도록 일정간격을 사이에 두고 설치될 수 있다. 상기 한 쌍의 수직플레이트(11)를 상호 연결하는 수평플레이트(13)가 상부에 형성될 수 있다. 상기 수평플레이트(13)는 강성측정 대상이 되는 타이어보다 높게 설치되는 판 형상의 플레이트로 구성되고, 하부에서 타이어 방향을 향해 설치되는 하중부하피스톤(30)과, 로드셀(40) 및 거리감지센서(50)를 더 포함할 수 있다.The vertical plate 11 may be formed of a pair of plates extending upward from the ground while having a predetermined area. can be placed and installed. A horizontal plate 13 interconnecting the pair of vertical plates 11 may be formed thereon. The horizontal plate 13 is composed of a plate-shaped plate installed higher than the tire to be measured for stiffness, and a load-loading piston 30 installed toward the tire from the bottom, a load cell 40, and a distance sensor ( 50) may be further included.

상기 중심샤프트(10)에 축고정된 타이어의 상부와 하부에 각각 설치되며, 타이어의 외주면을 감싸도록 형성되는 한 쌍의 클램프(20)를 포함할 수 있다. 상기 클램프(20)는 타이어에 하중을 가해주는 매개체 역할을 하고, 축고정된 타이어의 상부와 하부에 각각 설치될 수 있다. 여기서, 상기 클램프(20)는 타이어의 외주면과 대응되는 형상으로 이루어질 수 있는데, 보다 상세하게는 타이어의 외주면 전체를 감싸도록 형성되는 내부형상을 가질 수 있으며, 소정의 곡률을 가지면서 만곡된 형상을 가져 타이어의 외주면에 대응되도록 구성됨이 바람직하다. 종래 타이어 강성측정 장치에서는 판 형상으로 이루어진 플레이트에 타이어가 면접촉하면서 강성을 측정함에 따라 접촉되는 특정 부위에 대해서만 강성측정이 가능하였으나, 본 발명에서 개시하는 클램프(20)의 내주면 형상으로 인하여 타이어의 트레드 중심부와 같은 특정영역뿐만 아니라 트레드 양측과 숄더부까지 감싸면서 접촉면적이 훨씬 증가된다. 상기 클램프(20)를 통해 타이어 구조강성을 측정하게 되면 상대적으로 넓은 접촉면적을 가지도록 하여 하중을 분포시킴으로써, 공기압이 주입되지 않은 타이어에 가해지는 하중에 의해 타이어 센터부가 돌출되는 등의 이상변형도 최소화시킬 수 있으며 정확한 구조강성 측정이 가능하게 된다.It may include a pair of clamps 20 installed on the upper and lower portions of the tire shaft-fixed to the center shaft 10 and wrapped around the outer circumferential surface of the tire. The clamp 20 serves as a medium for applying a load to the tire, and may be respectively installed on the top and bottom of the shaft-fixed tire. Here, the clamp 20 may be formed in a shape corresponding to the outer circumferential surface of the tire, and more specifically, may have an inner shape formed to surround the entire outer circumferential surface of the tire, and may have a curved shape with a predetermined curvature. It is preferable that it is configured to correspond to the outer circumferential surface of the tire. In the conventional tire stiffness measurement device, stiffness was measured only for a specific area in contact as the tire was in surface contact with a plate made of a plate and the stiffness was measured. The contact area is greatly increased by covering not only a specific area such as the center of the tread, but also the both sides of the tread and the shoulder area. When the tire structural stiffness is measured through the clamp 20, the load is distributed by having a relatively wide contact area, so that the tire center portion protrudes due to the load applied to the tire without air pressure injection. It can be minimized and accurate structural stiffness measurement is possible.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조 강성 측정을 통해 얻을 수 있는 장점 및 복합 강성을 분석하는 방법론을 도시한 그래프를 나타낸다.5 shows a graph illustrating a methodology for analyzing advantages and composite stiffness obtained through structural stiffness measurement according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 A Tire는 Target 타이어, B Tire는 개발 중인 타이어라고 가정한다. 종래의 Spring Rate 평가(일정 공기압 상태에서 평가를 수행)를 수행하게 되면 일정 공기압 구간인 'C'에서는 A, B Tire의 복합강성이 동일하기 때문에 동일한 강성을 갖는 타이어를 설계했다고 생각할 수 있게 된다. 그러나 도 5와 같이 두 개의 타이어는 평가된 기준 공기압 조건 하에서 단순 복합강성만 동일한 것일 뿐이고, 각각의 Structural 및 Tensile 강성은 전혀 다르다는 것을 알 수 있다. 평가된 공기압 기준에서 공기압이 낮아진다면 A Tire가 복합 강성이 우세해지고, 공기압이 높아지면 B Tire의 복합 강성이 우세해 지기 때문이다. 타이어의 공기압은 주행 중 타이어의 온도 및 주행 조건에 따라 수시로 변경되기 때문에 실제 해당 두 개의 타이어를 대상으로 주행 평가를 하게 되면 동일한 성능이 나올 수 없게 된다. 이러한 결과에 대해 기존 Spring Rate 평가를 통해 얻은 복합강성만을 가지고는 정확한 분석이 불가능하였기 때문에, 동일한 강성을 갖는 타이어 설계 역시 불가능했다.In FIG. 5 , it is assumed that Tire A is a target tire and Tire B is a tire under development. When performing the conventional spring rate evaluation (evaluation is performed under a constant air pressure condition), it can be considered that a tire with the same stiffness is designed because the composite stiffness of A and B tires is the same in 'C', which is a constant air pressure section. However, as shown in FIG. 5, it can be seen that the two tires have the same simple composite stiffness under the evaluated standard air pressure condition, and the respective structural and tensile stiffness are completely different. This is because, in the evaluated air pressure standard, if the air pressure is lowered, the composite stiffness of A Tire becomes dominant, and if the air pressure is increased, the composite stiffness of Tire B becomes dominant. Since the air pressure of a tire is frequently changed according to the temperature and driving conditions of the tire during driving, the same performance cannot be obtained when the driving evaluation is performed on the actual two tires. Since it was impossible to accurately analyze these results with only the composite stiffness obtained through the existing spring rate evaluation, it was also impossible to design a tire with the same stiffness.

상기와 같은 문제를 극복하기 위하여, Structural 강성과 Tensile 강성을 포함하는 복합 강성이 존재하고, Tensile 강성은 단순 공기압에 비례하는 영역이기 때문에 설계 초기 단계에서 Structural 강성을 일치시키는 작업이 필요 하게 된다. 때문에 본 발명에서는 복합 강성이 Structural + Tensile 강성이라는 개념 및 Structural 강성을 측정 하는 방법을 제안한 것인데, 본 발명을 통해 공기압이 주입된 상태에서 측정 가능한 복합 강성(Tensile Spring + Structural Spring)이 아니라, 구조강성만을 측정 가능한 장치를 통해 Target 타이어와의 정확한 강성 차이를 분석할 수 있다. 이를 통해 설계 초기 단계부터 Target 타이어와 동등 수준의 강성 설계가 가능하며, 동등 수준의 구조강성이 적용된 타이어는 주행 중 공기압이 변하게 되더라도 우수한 수준의 성능을 발휘할 수 있다는 장점이 있다.In order to overcome the above problems, there is a complex stiffness including structural stiffness and tensile stiffness, and since tensile stiffness is a region proportional to simple air pressure, it is necessary to match the structural stiffness at the initial stage of design. Therefore, in the present invention, the concept of composite stiffness as structural + tensile stiffness and a method for measuring structural stiffness are proposed. It is possible to analyze the exact difference in stiffness with the target tire through a device capable of measuring the Through this, it is possible to design the same level of stiffness as the target tire from the initial stage of design, and a tire with the same level of structural stiffness has the advantage of being able to demonstrate excellent performance even if the air pressure changes during driving.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 한 쌍의 클램프(20)는, 상기 타이어의 하부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어 하부를 지지하는 하부클램프(21)와, 상기 타이어의 상부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어의 트레드부와 숄더부를 감싸도록 형성되는 상부클램프(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred feature of the present invention, the pair of clamps 20 are formed in a shape corresponding to the lower outer circumferential surface of the tire and correspond to the lower clamp 21 supporting the lower portion of the tire and the upper outer circumferential surface of the tire. It is made of a shape and characterized in that it further comprises an upper clamp 23 formed to surround the tread portion and shoulder portion of the tire.

상기 클램프(20)는 전술한 바와 같이, 크게 타이어 하부에 형성되는 하부클램프(21)와 상부에 형성되는 상부클램프(23)로 구성될 수 있으며, 하부클램프(21)는 타이어 하부 외주면에 대응되는 내주면을 가지면서 타이어를 지지해주고, 상부클램프(23)도 타이어의 외주면과 대응되는 형상으로, 보다 정확하게는 타이어의 트레드와 숄더부 영역까지 감싸도록 형성된 내주면을 가진 형상으로 이루어진다. 여기서, 타이어 사이드월까지 감싸게 되면 사이드월을 고정하는 경계조건이 생겨 변형이 생기지 않기 때문에 정확한 강성측정이 어려워 숄더부 영역까지를 감싸도록 형성됨이 바람직하다.As described above, the clamp 20 may be largely composed of a lower clamp 21 formed on the lower part of the tire and an upper clamp 23 formed on the upper part, and the lower clamp 21 corresponds to the outer circumferential surface of the lower part of the tire. It supports the tire while having an inner circumferential surface, and the upper clamp 23 also has a shape corresponding to the outer circumferential surface of the tire, more precisely, a shape having an inner circumferential surface formed to cover the tread and shoulder area of the tire. Here, when the tire sidewall is wrapped, boundary conditions for fixing the sidewall are generated and deformation is not generated. Therefore, it is difficult to accurately measure stiffness, so it is preferable that the tire is formed to cover up to the shoulder region.

또한, 상기 상부클램프(23)의 상부를 가압하도록 형성되며, 수평플레이트(13)의 하부에서 상부클램프(23)를 향해 연장 형성되는 하중부하피스톤(30)을 포함한다. 상기 하중부하피스톤(30)은 제어부(60)로부터 작동제어를 받으면 하부 타이어를 향해 하중을 가해 상부클램프(23)를 가압해주게 된다. 여기서, 상기 하중부하피스톤(30)에 의해 타이어에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀(40) 및 상기 타이어와의 거리를 측정하는 거리측정센서(50)를 통해 타이어와의 거리와 가해지는 하중으로부터 타이어의 구조강성을 측정할 수 있다.In addition, it is formed to press the upper portion of the upper clamp 23 and includes a load-bearing piston 30 extending from the lower portion of the horizontal plate 13 toward the upper clamp 23 . When the load-bearing piston 30 receives operation control from the control unit 60, it presses the upper clamp 23 by applying a load toward the lower tire. Here, the load cell 40 for measuring the load applied to the tire by the load-loading piston 30 and the distance measuring sensor 50 for measuring the distance to the tire measure the tire from the distance to the tire and the applied load. structural stiffness can be measured.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 로드셀(40) 및 거리측정센서(50)로부터 측정되는 측정값을 수신하고, 타이어에 가해지는 하중에 대한 변위 정도를 산출하여 타이어 구조강성을 측정하는 제어부(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 로드셀(40) 및 거리측정센서(50)로부터 가해지는 하중과 거리값이 측정되면, 해당 데이터를 수신한 제어부(60)는 타이어에 가해지는 하중에 대한 변위 정도를 산출하여 구조강성을 측정하게 된다.According to a preferred feature of the present invention, the control unit 60 receives the measured values measured from the load cell 40 and the distance measurement sensor 50 and calculates the degree of displacement for the load applied to the tire to measure the structural stiffness of the tire. ) characterized in that it further comprises. When the load and distance value applied from the load cell 40 and the distance measurement sensor 50 are measured, the control unit 60 receiving the data calculates the degree of displacement for the load applied to the tire to measure structural stiffness do.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and represent all the technical ideas of the present invention. Since it is not, it should be understood that there may be various equivalents and modifications that can replace them at the time of this application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 중심샤프트
11 : 수직플레이트
13 : 수평플레이트
20 : 클램프
21 : 하부클램프
23 : 상부클램프
30 : 하중부하피스톤
40 : 로드셀
50 : 거리측정센서
60 : 제어부10: center shaft
11: vertical plate
13: horizontal plate
20 : clamp
21: lower clamp
23: upper clamp
30: load bearing piston
40: load cell
50: distance measurement sensor
60: control unit

Claims (4)

공기압이 주입되지 않은 상태의 타이어를 축고정시키는 중심샤프트;
상기 중심샤프트에 축고정된 타이어의 상부와 하부에 각각 설치되며, 타이어의 외주면을 감싸도록 형성되는 한 쌍의 클램프;
상기 한 쌍의 클램프 중 상부에 위치된 클램프 상부에 구성되고, 피스톤작용에 의해 하부에 위치한 타이어를 가압해주는 하중부하피스톤;
상기 하중부하피스톤에 의해 타이어에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀; 및
상기 타이어와의 거리를 측정하는 거리측정센서;
를 포함하는 타이어 구조강성 측정장치.a central shaft for fixing a tire in a state where air pressure is not injected;
a pair of clamps installed on the upper and lower portions of the tire shaft-fixed to the central shaft, respectively, and formed to surround the outer circumferential surface of the tire;
a load-bearing piston configured on an upper portion of the upper clamp of the pair of clamps and pressurizing a lower tire by a piston action;
a load cell for measuring a load applied to the tire by the load-loading piston; and
a distance measurement sensor for measuring a distance to the tire;
Tire structural stiffness measuring device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 중심샤프트의 양측을 고정시키는 한 쌍의 수직플레이트와,
상기 한 쌍의 수직플레이트 상부에 형성되어 수직플레이트를 상호 연결하는 수평플레이트를 더 포함하고,
상기 하중부하피스톤은 상기 수평플레이트에서 하부를 향해 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 구조강성 측정장치.According to claim 1,
A pair of vertical plates fixing both sides of the central shaft;
Further comprising a horizontal plate formed on top of the pair of vertical plates to interconnect the vertical plates,
The tire structural rigidity measuring device, characterized in that the load-bearing piston is formed extending downward from the horizontal plate. 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 클램프는,
상기 타이어의 하부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어 하부를 지지하는 하부클램프와,
상기 타이어의 상부 외주면에 대응되는 형상으로 이루어지고, 타이어의 트레드부와 숄더부를 감싸도록 형성되는 상부클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 구조강성 측정장치.According to claim 1,
The pair of clamps,
A lower clamp having a shape corresponding to the outer circumferential surface of the lower portion of the tire and supporting the lower portion of the tire;
The tire structural rigidity measuring device further comprises an upper clamp formed in a shape corresponding to an upper outer circumferential surface of the tire and formed to surround a tread portion and a shoulder portion of the tire. 제1항에 있어서,
상기 로드셀 및 거리측정센서로부터 측정되는 측정값을 수신하고, 타이어에 가해지는 하중에 대한 변위 정도를 산출하여 타이어 구조강성을 측정하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 구조강성 측정장치.According to claim 1,
The tire structural stiffness measuring device further comprises a control unit for receiving the measurement values measured from the load cell and the distance measuring sensor and calculating the degree of displacement for the load applied to the tire to measure the structural stiffness of the tire.
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