KR101468332B1 - Abrasion testing apparatus for tire tread - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타이어의 트레드 마모 테스트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어 트레드의 내마모 성능을 파악하기 위해 실내에서 수행할 수 있는 타이어의 트레드 마모 테스트 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로, 공기입 타이어는 고무로 피복된 플라이를 포갠 카카스가 골격이 되고, 노면에 직접 접촉되는 부분은 그 골격을 보호하기 위해 트레드라는 두꺼운 고무층으로 덮여있는 구조를 갖는다. 이러한 공기입 타이어는 외관상 트레드, 숄더, 사이드월, 비드부로 구분된다.Generally, the pneumatic tire has a structure in which a carcass covering a ply covered with rubber is a skeleton, and a portion in direct contact with a road surface is covered with a thick rubber layer called a tread to protect the skeleton. These pneumatic tires are apparently divided into tread, shoulder, sidewall, and bead.
트레드는 노면과 직접 접촉하는 부분으로 스틸 벨트라고 하는 강선이 들어있고 타이어 내부의 카카스 및 벨트층을 보호하기 위해 절상, 충격에 대해 강하고 또한 타이어의 주행 수명을 늘리기 위해 내마모성이 강한 고무로 이루어진다. 숄더와 사이드월은 카카스를 보호하며, 비드부는 타이어를 림에 장착될 수 있도록 하여 림과의 결합 및 공기압을 유지하는 역할을 한다.The tread is a part directly contacting with the road surface. It is made of rubber which is strong against abrasion and impact to protect the carcass and the belt layer inside the tire, and has high abrasion resistance to increase the running life of the tire. The shoulder and sidewall protect the carcass, and the bead allows the tire to be mounted on the rim, thereby maintaining the coupling with the rim and maintaining the air pressure.
타이어의 트레드는 주행 시 노면과 직접 접촉하는 부분으로서 타이어의 마모 성능에 밀접한 관계를 갖는다. 따라서 타이어 개발이나 타이어의 성능을 평가하기 위해, 타이어의 트레드에 대한 마모 성능을 평가하게 되며, 이를 위한 다양한 방법이 개발되어 사용되고 있다.The tread of the tire is a part directly in contact with the road surface during traveling and has a close relationship with the abrasion performance of the tire. Therefore, in order to evaluate the performance of tires and tire development, the wear performance of treads of tires is evaluated, and various methods have been developed and used.
예를 들면, 트레드 고무 샘플을 이용한 마모 테스트는 연마석과 시편의 회전 속도 차이에 의한 마모량 측정법과, 고무 샘플을 연마석에 일정한 압력으로 접하도록 하중을 가하여 이로 인한 마모량을 측정하는 방법 등이 있다. 이러한 타이어의 트레드 고무 시편의 마모를 평가하는 장치는 대한민국 공개특허공보 제2006-0038279호(2006. 05. 03 공개)에 개시되어 있다.For example, the wear test using a tread rubber sample includes a method of measuring the amount of wear due to the difference in rotational speed between the grinding stone and the specimen, and a method of measuring the amount of wear caused by applying a load such that the rubber sample contacts the grinding stone at a constant pressure. An apparatus for evaluating the wear of a tread rubber specimen of such a tire is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0038279 (published on Mar. 05, 03).
그런데 상술한 것과 같은 종래 타이어의 트레드 마모 테스트 장치는 다음과 같은 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 즉, 트레드 고무 시편을 대상으로 하는 마모 테스트 장치는 단시간 내에 마모를 발생시키는 방법을 이용하므로 가혹도가 높으나, 마모된 시편의 표면은 실제 차량으로 시험한 타이어 트레드 표면보다 거칠다. 이는 실제 노면의 거칠기를 모사하지 못하여 발생되는 것이다. 또한 실제 차량을 이용하는 마모 시험과 달리 타이어와 노면 간에 발생하는 구동력, 제동력 및 응력이 없어 실제 주행 시 조건을 모사하지 못하여 측정 정확도가 떨어지게 된다.However, the tread wear test apparatus of the conventional tire as described above has various problems as follows. That is, the abrasion testing apparatus for tread rubber specimens has a high degree of severity because it uses a method of generating abrasion in a short time, but the surface of the worn specimen is rougher than the tire tread surface actually tested by the vehicle. This is caused by not simulating the roughness of the actual road surface. Also, unlike a wear test using an actual vehicle, there is no driving force, braking force, and stress generated between the tire and the road surface, so that the measurement accuracy is degraded because the actual conditions are not simulated.
이에 반해, 실제 차량을 이용한 타이어의 트레드 마모 테스트는 실제 노면의 거칠기를 적용할 수 있고, 타이어와 노면 간에 발생하는 구동력, 제동력 및 응력을 적용할 수 있어 측정 정확도를 높일 수 있다. 그러나 이러한 차량을 이용한 타이어의 트레드 마모 테스트는 평가 비용이 고가이고, 차량을 운전하는 드라이버의 운전 습관이나, 시험 장소, 날씨 등의 시험 조건에 따라 측정 편차가 발생하는 문제점이 있다.
On the other hand, in the tread wear test of a tire using an actual vehicle, the roughness of the actual road surface can be applied, and the driving force, the braking force and the stress generated between the tire and the road surface can be applied to increase the measurement accuracy. However, in the tread wear test of a tire using such a vehicle, the evaluation cost is high, and there is a problem that measurement deviations occur depending on driving habits of a driver driving a vehicle, test conditions such as a test place, and weather.
본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내에서 실험자가 원하는 테스트 조건을 부여하여 테스트를 수행함으로써, 종래의 트레드 고무 시편을 이용하는 마모 테스트 방법과 실제 차량을 이용하는 타이어의 트레드 마모 테스트 방법의 문제점을 극복하고, 저비용으로 실제 차량을 이용한 타이어의 트레드 마모 테스트와 같은 정확도의 테스트 결과를 얻을 수 있는 타이어의 트레드 마모 테스트 장치를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a wear test method using a conventional tread rubber specimen and an actual wear test method using a conventional tread rubber specimen, A tread wear test apparatus for a tire which can overcome the problem of a tread wear test method using a tire and obtain a test result with the same accuracy as a tread wear test of a tire using an actual vehicle at a low cost.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 타이어의 트레드 마모 테스트 장치는, 타이어를 회전시키기 위한 회전축을 갖는 모터와, 상기 모터가 상하 이동 가능하게 결합되는 지지대와, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 상기 타이어의 트레드가 마찰 접촉되는 마찰면을 갖는 마찰판과, 상기 타이어를 상기 마찰판 쪽으로 가압하여 상기 타이어에 하중을 부가하는 하중 부가장치와, 상기 타이어가 상기 마찰판에 마찰 접촉되어 회전할 때 발생하는 분진을 흡입하기 위한 분진 흡입장치를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a tread wear test apparatus for a tire, comprising: a motor having a rotating shaft for rotating the tire; a support base to which the motor is vertically movably coupled; A load device for applying a load to the tire by pressing the tire toward the friction plate; and a suction device for sucking dust generated when the tire rotates in friction contact with the friction plate, And a dust suction device for dust collection.
본 발명에 의한 타이어의 트레드 마모 테스트 장치는 상기 타이어 및 상기 마찰판으로 인공비를 분사하기 위한 노즐을 갖는 인공비 분사기를 더 포함할 수 있다.
The tread wear test apparatus for a tire according to the present invention may further comprise an artificial non-injector having a nozzle for injecting the artificial ratio into the tire and the friction plate.
본 발명에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치는 타이어의 트레드를 노면을 모사한 마찰판에 마찰 접촉시킨 상태에서 모터로 타이어를 회전시키되 그 회전 속도를 변화시킴으로써, 타이어가 실제 노면을 주행하면서 노면과의 마찰로 트레드가 마모되는 상황을 연출하면서 트레드의 마모 상태를 검사할 수 있다. 따라서 종래의 타이어어 고무 샘플로 타이어 트레드의 마모를 평가하는 장치에 비해, 정확한 검사 데이터를 얻을 수 있고, 저비용으로 실제 차량을 이용한 타이어의 트레드 마모 테스트를 모사할 수 있어 마모 평가의 신뢰성을 높일 수 있다.The tire tread wear test apparatus according to the present invention is a device for testing a tire tread wear by frictionally contacting a tread of a tire with a friction plate simulating a road surface while rotating the tire with a motor, The wear of the tread can be checked while the tread is being worn. Therefore, compared with a conventional tire tire rubber sample for evaluating tire tread wear, it is possible to obtain accurate test data and simulate a tread wear test of a tire using an actual vehicle at a low cost, thereby improving the reliability of wear evaluation have.
또한 본 발명에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치는 저속에서만 평가가 가능했던 종래의 타이어 고무 샘플을 이용한 마모 평가 장치에 비해, 저속에서부터 고속까지 테스트가 가능하며, 타이어에 가해지는 하중이나, 온도나 습도 등 테스트 환경, 노면의 습기 상태 등을 다양하게 변화시킬 수 있어, 다양한 테스트 변수를 변화시키면서 마모 테스트를 수행할 수 있다. 또한 동일한 테스트 조건을 다양한 타이어에 대해 동일하게 적용할 수 있어 테스트 신뢰도를 높일 수 있다.
Further, the tire tread wear test apparatus according to the present invention is capable of performing a test from a low speed to a high speed as compared with a wear test apparatus using a conventional tire rubber sample which can be evaluated only at a low speed, The test environment, the moisture condition of the road surface, and the like, so that the wear test can be performed while changing various test parameters. In addition, the same test conditions can be applied equally to various tires, thereby increasing the test reliability.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치의 베이스 및 이에 설치된 구성 요소를 나타낸 평면도이다.1 is a front view schematically showing a tire tread wear test apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view of a base of a tire tread wear test apparatus according to an embodiment of the present invention and constituent elements installed therein.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치의 베이스 및 이에 설치된 구성 부품을 나타낸 평면도이다.FIG. 1 is a front view schematically showing a tire tread wear test apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a base of a tire tread wear test apparatus according to an embodiment of the present invention, .
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치(20)는 차량이 주행하는 노면을 모사한 마찰판(24)에 타이어(10)의 트레드(11)를 마찰 접촉시킨 상태에서 타이어(10)를 회전시켜 트레드(11)를 마모시킴으로써, 테스트 대상 타이어(10)를 장착한 차량을 실제로 주행시키면서 타이어(10)의 트레드(11) 마모를 테스트하는 것과 같은 테스트 결과를 실내에서 도출할 수 있다. 이러한 본 발명의 일실시예에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치(20)는, 타이어(10)가 마찰 접촉할 수 있도록 베이스(22)의 상면에 구비되는 마찰판(24)과, 마찰판(24)에 마찰 접촉한 타이어(10)를 회전시키기 위한 회전축(28)을 갖는 모터(27)와, 모터(27)가 상하 이동 가능하게 결합되는 지지대(32)와, 타이어(10)를 마찰판(24) 쪽으로 가압하여 타이어(10)에 하중을 부가하는 하중 부가장치(36)와, 타이어(10) 쪽으로 인공비를 분사하기 위한 인공비 발생장치(40)와, 타이어(10)가 마찰판(24)에 마찰 접촉되어 회전할 때 발생하는 분진을 흡입하기 위한 분진 흡입장치(47)를 포함한다.1 and 2, a tire tread
마찰판(24)은 베이스(22)의 평평한 상면 중간에 배치된다. 마찰판(24)은 타이어(10)의 트레드(11)가 마찰 접촉되는 마찰면(25)을 갖는다. 마찰면(25)은 모사하는 노면에 따라 다양한 거칠기로 마련될 수 있다. 이러한 마찰판(24)은 베이스(22)에 홈을 내는 방법 등을 통해 베이스(22)에 일체로 마련될 수도 있고, 베이스(22)와 별도로 만들어진 후 베이스(22) 상면에 부착될 수도 있다.The
모터(27)는 마찰판(24)에 마찰 접촉한 타이어(10)를 회전시키기 위한 것으로, 타이어(10)와 결합되는 회전축(28)을 갖는다. 회전축(28)의 끝단에는 클램프(29)가 구비되며, 이 클램프(29)를 통해 타이어(10)를 회전축(28)에 고정할 수 있다. 도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 클램프(29)는 타이어(10)가 결합된 휠을 고정할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 모터(27)는 그 회전 속도가 가변될 수 있는 것이 바람직한데, 모터(27)의 회전 속도를 조절함으로써, 실제 타이어(10)가 장착된 차량이 노면을 주행하는 것과 같은 주행 환경, 즉 차량의 가속, 감속, 제동 등 다양한 주행 조건을 만들어 타이어 트레드(11)의 마모 상태를 검사할 수 있다. 모터(27)의 회전 속도는 임의의 테스트 모드에 따라 조작 기구 등을 통해 작업자가 제어할 수도 있고, 제어장치 등을 통해 미리 설정된 속도 패턴에 따라 자동으로 제어될 수도 있다. The
모터(27)는 지지대(32)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된 이동부재(30)에 결합되어 이동부재(30)와 함께 지지대(32)를 따라 상하 이동할 수 있다. 지지대(32)에는 상하 방향으로 가이드 홈(33)이 마련되고, 이동부재(30)는 가이드 홈(33)에 슬라이드 이동할 수 있도록 지지대(32)에 결합된다. 이동부재(30)가 가이드 홈(33)을 따라 슬라이드 이동함으로써 모터(27)도 상하 방향으로 이동할 수 있다.The
지지대(32)에는 하중 부가장치(36)가 결합된다. 하중 부가장치(36)는 지지대(32)에 고정된 브라켓(34)에 고정된 바디(37)와, 바디(37)에 진퇴 가능하게 결합된 가압 로드(38)를 포함한다. 가압 로드(38)는 회전축(28)에 결합된 베어링(39)에 결합된다. 따라서 가압 로드(38)가 진퇴함에 따라 회전축(28)은 베어링(39)에 회전 가능하게 결합된 상태로 상하 방향으로 힘을 받게 된다.The
가압 로드(38)가 베어링(39)을 당기면, 베어링(39), 모터(27) 및 이동부재(30)는 가이드 홈(33)을 따라 상부 방향으로 상승하게 되며, 이때 타이어(10)가 마찰판(24)에 접촉하는 압착력이 작아지게 된다. 반면, 가압 로드(38)가 베어링(39)을 마찰판(24) 쪽으로 밀면, 베어링(39), 모터(27) 및 이동부재(30)는 가이드 홈(33)을 따라 하부 방향으로 하강하게 되며, 이때 타이어(10)가 마찰판(24)에 접촉하는 압착력이 커지게 된다. 이와 같이, 하중 부가장치(36)를 이용하여 타이어(10)를 위쪽으로 당기거나, 아래쪽으로 밂으로써 타이어(10)에 가해지는 하중을 다양하게 변화시킬 수 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 인공비 발생장치(40)는 마찰판(24)에 마찰 접촉하여 회전하는 타이어(10) 및 마찰판(24)으로 인공비를 분사하기 위한 것으로, 노즐(44)을 갖는 복수의 인공비 분사기(41)와, 인공비 분사기(41)에 물을 공급하기 위한 물 공급기(42)를 포함한다. 물 공급기(42)는 물 공급 튜브(43)를 통해 인공비 분사기(41)에 물을 공급한다. 인공비 분사기(41)에는 물 공급 튜브(43)를 통해 공급되는 물이 유동하는 유로(45)가 노즐(44)과 연결되도록 마련된다. 노즐(44)은 유로(45)와 연결되도록 복수가 구비되며, 타이어(10)나 마찰판(24)을 향하도록 배치된다. 복수의 인공비 분사기(41)는 상호 이격되도록 베이스(22)의 마찰판(24)과 일정 거리 떨어진 위치에 배치된다.1 and 2, the
이러한 인공비 발생장치(40)는 물 공급기(42)를 통해 공급되는 물을 인공비 분사기(41)의 노즐(44)을 통해 타이어(10) 및 마찰판(24) 쪽으로 분사함으로써, 타이어(10)가 젖은 노면이나 우천 시 노면을 주행하는 환경을 모사할 수 있다. 또한 노즐(44)의 크기를 조절하면 물을 안개 형태로 분무할 수 있으며, 온도나 습도 등 테스트 환경을 변화시킬 수 있다.The
분진 흡입장치(47)는 타이어(10)가 마찰판(24)에 마찰 접촉한 상태에서 회전할 때, 타이어(10)와 마찰판(24)의 마찰에 의해 타이어(10)가 마모되면서 발생하는 타이어(10)의 분진을 흡입하여 제거하기 위한 것이다. 이러반 분진 흡입장치(47)는 베이스(22)의 마찰판(24) 주위에 마련되는 복수의 흡입구(48)와, 흡입구(48)에 흡입력을 제공하기 위한 집진기(49)를 포함한다. 집진기(49)는 흡입 튜브(50)를 통해 흡입구(48)와 연결된다. 집진기(49)는 흡입구(48)에 음압을 제공하여 흡입력을 발생할 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다. 타이어(10)가 마찰판(24)에 마찰 접촉한 상태에서 회전할 때 타이어(10)가 마모되면서 발생하는 분진은 복수의 흡입구(48)를 통해 흡입되어 제거될 수 있다. 따라서 타이어(10)의 고무 분진이 타이어(10) 표면이나 마찰판(24)에 부착되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 보다 정확하게 타이어(10)의 마모 상태를 검사할 수 있다.The
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치(20)는 타이어(10)의 트레드(11)를 노면을 모사한 마찰판(24)에 마찰 접촉시킨 상태에서 모터(27)로 타이어(10)를 회전시키되 그 회전 속도를 변화시킴으로써, 타이어(10)가 실제 노면을 주행하면서 노면과의 마찰로 트레드(11)가 마모되는 상황을 연출하면서 트레드(11)의 마모 상태를 검사할 수 있다. 따라서 종래의 타이어어 고무 샘플로 타이어 트레드의 마모를 평가하는 장치에 비해, 정확한 검사 데이터를 얻을 수 있고, 저비용으로 실제 차량을 이용한 타이어의 트레드 마모 테스트를 모사할 수 있어 마모 평가의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, the tire tread
또한 본 발명에 의한 타이어 트레드 마모 테스트 장치(20)는 저속에서만 평가가 가능했던 종래의 타이어 고무 샘플을 이용한 마모 평가 장치에 비해, 저속에서부터 고속까지 테스트가 가능하며, 타이어(10)에 가해지는 하중이나, 온도나 습도 등 테스트 환경, 노면의 습기 상태 등을 다양하게 변화시킬 수 있어, 다양한 테스트 변수를 변화시키면서 마모 테스트를 수행할 수 있다. 또한 동일한 테스트 조건을 다양한 타이어(10)에 대해 동일하게 적용할 수 있어 테스트 신뢰도를 높일 수 있다.Further, the tire tread
본 발명에 있어서, 타이어 트레드 마모 테스트 장치(20)를 구성하는 구성 요소들의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 베이스(22)나 마찰판(24)의 구체적인 구조나, 마찰판(24)의 설치 위치, 베이스(22)와 마찰판(24)의 결합 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 모터(27)와 타이어(10)의 결합 구조, 모터(27)와 지지대(32), 모터(27)와 하중 부가장치(36)의 결합 구조도 다양하게 변경될 수 있다. 또한 지지대(32)의 구체적인 구조, 이에 결합되는 이동부재(30)의 구체적인 구조나, 지지대(32)와의 결합 구조도 다양하게 변경될 수 있다. 하중 부가장치(36)의 구조 또한 타이어(10)에 하중을 부가할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있고, 하중 부가장치(36)는 지지대(32)에 결합되지 않고 다른 고정 구조를 통해 고정될 수 있다. 또한 인공비 발생장치(40)의 구체적인 구조나, 분진 흡입장치(47)의 구체적인 구조도 다양하게 변경될 수 있다.
In the present invention, the concrete structure of the components constituting the tire tread
10 : 타이어 11 : 트레드
20 : 타이어의 트레드 마모 테스트 장치
22 : 베이스 24 : 마찰판
25 : 마찰면 27 : 모터
28 : 회전축 29 : 클램프
30 : 이동부재 32 : 지지대
33 : 가이드 홈 34 : 브라켓
36 : 하중 부가장치 37 : 바디
38 : 가압 로드 40 : 인공비 발생장치
41 : 인공비 분사기 42 : 물 공급 장치
43 : 물 공급 튜브 44 : 노즐
45 : 유로 47 : 분진 흡입장치
48 : 흡입구 49 : 집진기
50 : 흡입 튜브10: Tire 11: Tread
20: Tread wear test device of tire
22: base 24: friction plate
25: friction surface 27: motor
28: rotating shaft 29: clamp
30: moving member 32: support
33: Guide groove 34: Bracket
36: load device 37: body
38: pressing rod 40: artificial generator
41: artificial non-injector 42: water supply device
43: water supply tube 44: nozzle
45: flow path 47: dust suction device
48: inlet 49: dust collector
50: Suction tube
Claims (2)
상기 모터가 상하 이동 가능하게 결합되는 지지대;
상기 회전축에 결합되어 회전하는 상기 타이어의 트레드가 마찰 접촉되는 마찰면을 갖는 마찰판;
상기 타이어를 상기 마찰판 쪽으로 가압하여 상기 타이어에 하중을 부가하는 하중 부가장치; 및
상기 타이어가 상기 마찰판에 마찰 접촉되어 회전할 때 발생하는 분진을 흡입하기 위한 분진 흡입장치;를 포함하며,
상기 타이어 및 상기 마찰판으로 인공비를 분사하기 위한 노즐을 갖는 인공비 분사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모 테스트 장치.A motor having a rotation axis for rotating the tire;
A support for the motor to be vertically movable;
A friction plate coupled to the rotating shaft and having a friction surface on which the tread of the rotating tire is frictionally contacted;
A load applying device for applying a load to the tire by pressing the tire toward the friction plate; And
And a dust suction device for sucking dust generated when the tire rotates in friction contact with the friction plate,
Further comprising an artificial non-sprayer having a nozzle for spraying the artificial ratio to the tire and the friction plate.
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