KR20050003593A - A stone clamp specific tester of tire tread - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타이어가 도로상을 주행할 때 도로상에 존재하는 돌등과 같은 이물질이 타이어 트레드의 홈인 그루브(groove) 내에 삽입되어 돌물림 상태가 되거나, 혹은 이 트레드의 그루브내에 끼인 돌등의 이물질을 타이어 트레드가 순간적으로 밀어낼 때 이 트레드의 그루브와 이물질 사이에 작용하는 힘을 측정하여 타이어 트레드의 돌물림 특성을 평가하기 위한 실내용 타이어 트레드의 돌물림 특성 시험장치에 관한 것이다.According to the present invention, when a tire travels on a road, foreign matters such as a stone or the like existing on the road are inserted into a groove which is a groove of a tire tread, and become a bite state, or a foreign matter such as a stone stuck in the groove of the tread. The present invention relates to an indoor tire tread property test apparatus for evaluating the tire tread's bite characteristics by measuring the force acting between the tread groove and foreign matter when the tread is momentarily pushed out.
통상 타이어는 도로 위를 주행함에 따라 도로상에 있는 돌조각 등과 같은 이물질에 의해 크건 작건 간에 상처를 입게 되며, 타이어 트레드가 이의 그루브에 끼워진 돌조각 등에 의해 트레드고무의 반복신축 현상으로 고무가 갈라지는 크랙이 발생하게 되어 있다.Normally, tires are damaged by large or small pieces of foreign matter such as stone fragments on the road as they travel on the road, and cracks that crack the rubber due to repeated stretching and contracting of the tread rubber are caused by the pieces of tire treads embedded in the grooves. It is supposed to be done.
즉 차량이 도로를 주행할 때 도로상에 존재하는 돌과 같은 이물질이 타이어 트레드의 그루브에 삽입될 수 있으며, 일단 삽입된 이물질은 타이어의 회전이 반복됨에 따라 점점 그루브 내로 깊이 파고들어 가게 되는데, 이로 인해 트레드의 그루브 기저부에 크랙이 발생할 수 있으며, 일단 크랙이 발생하게 되면 이 크랙은 점점 커지게 되어 타이어를 파손시키게 되거나, 또는 트레드의 그루브에 삽입된 돌등의 이물질이 차량 코너링 동작시 이 그루브가 벌어져서 이미 삽입된 돌등이 강하게 그루브 바깥으로 튕겨 나감에 따라 뒤따라오는 차량이나 주변의 보행자에게 치명적인피해를 전가시킬 수 있는 위험이 있었다.That is, when the vehicle travels on the road, foreign matter such as stones present on the road may be inserted into the groove of the tire tread, and once inserted, the foreign material is gradually dug deep into the groove as the tire is repeatedly rotated. This may cause cracks in the base of the tread grooves. Once cracks occur, these cracks become larger and cause tire damage, or foreign matter such as stones inserted in the tread grooves may be opened during cornering of the vehicle. There was a risk that the inserted stone could bounce off the groove so severely that it could cause fatal damage to the following vehicle or nearby pedestrians.
따라서 타이어 설계시 이 타이어 트레드의 그루브에 돌물림 현상이 발생하지 않도록 다각적인 돌물림 방지특성을 고려한 타이어 설계를 실시하고 있다.Therefore, the tire design has been carried out in consideration of various anti-bite characteristics so that the bleeding phenomenon does not occur in the groove of the tire tread.
종래에도 타이어 설계시 트레드의 그루브 폭, 깊이 경사각 등을 경험적으로 고려하여 치수를 선정하고 있었으며, 트레드 고무 역시 경험적인 물성을 근거로 설계 및 제조하고 있는 실정인바, 예를 들어 타이어 트레드의 그루브에는 도로에 있던 돌등의 이물질이 일시적으로 끼이더라도 타이어가 회전함에 따라 이 이물질이 트레드의 그루브에서 이탈되는 것이 타이어의 손상 및 안전사고 발생측면에서 바람직 하나, 이러한 타이어 트레드의 돌물림 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 시험장치와 이와 관련된 기술이 미미한 정도였다.Conventionally, when designing tires, dimensions were selected by empirically considering groove width and depth inclination angle of the tread. Tread rubber is also designed and manufactured on the basis of empirical properties. Even if foreign matters such as stones are temporarily caught, it is preferable that foreign matters are released from the grooves of the tread as the tire rotates, in terms of tire damage and safety accidents. The test equipment and related technologies were insignificant.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 타이어 주행시 돌과 같은 이물질에 의한 타이어 그루브의 파손정도와 크랙의 발전정도를 실내에서 간단히 평가한 후 새로운 트레드 고무 조성물을 개발하거나 내크랙 성능이 우수한 트레드의 그루브 형상 개발 등에 도움을 주기 위한 타이어 트레드의 돌물림 특성 시험장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was invented in view of the above-described conventional problems, and after a simple evaluation of the degree of damage of the tire groove and the development of the crack caused by foreign matters such as stones during tire driving, a new tread rubber composition is developed or crack resistant. The purpose of the present invention is to provide a device for testing the tread characteristics of tire treads to assist in the development of groove shapes of treads having excellent performance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 회전축에 취부되는 타이어에 하중을 부여하는 하중부가부와, 이 하중부가부를 베드 위에서 왕복으로 직선 운동시키는 구동부, 회전하면서 하중을 부여받고 왕복 이동하는 타이어의 그루브에 삽입되어 이 그루브의 돌물림 힘을 측정하는 측정부로 이루어지되, 상기 측정부는 베드상에 설치되어 그루브에 끼워지는 돌기물과 이 돌기물이 나선 결합되는 나선결합부를 갖춘 로드셀 및 이 로드셀이 증폭기를 거쳐 데이터 처리부에 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.The present invention for achieving the above object is a load portion for applying a load to the tire mounted on the rotating shaft, a drive unit for linearly moving the load portion in a reciprocating direction on the bed, the rotation of the tire under load and reciprocating movement The measuring part is inserted into the groove and measures the gripping force of the groove, wherein the measuring part is installed on the bed and has a load cell having a protrusion fitted to the groove and a spiral coupling part of the protrusion and the load cell and the load cell being an amplifier. It is connected to the data processing unit via the structure.
도 1은 본 발명에 따른 타이어 트레드의 돌물림 특성 시험장치의 평면도,1 is a plan view of the tire tread characteristics test apparatus according to the present invention,
도 2는 도 1의 측면도로서, 작동상태를 나타낸 도면,Figure 2 is a side view of Figure 1, showing an operating state,
도 3은 본 발명의 요부 확대 단면도,3 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the present invention;
도 4는 본 발명에서 시험되는 타이어 트레드의 부분 확대 단면도이다.4 is a partially enlarged cross-sectional view of the tire tread tested in the present invention.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-
1 : 회전축, 2 : 타이어,1: axis of rotation, 2: tire,
3 : 하중부가부, 4 : 베드,3: load part, 4: bed,
5 : 구동부, 6 : 트레드,5: driving part, 6: tread,
7 : 그루브(Groove), 8 : 측정부,7: Groove, 8: Measuring unit,
9 : 돌기물, 10 : 나선 결합부,9: projections, 10: helical coupling,
11 : 로드셀, 12 : 증폭기,11: load cell, 12: amplifier,
13 : 데이터 처리부, 14 : 수직프레임,13: data processing unit, 14: vertical frame,
15 : 전동모터, 16 : 스크류 잭,15: electric motor, 16: screw jack,
17 : 볼스크류, 18 : 전동모터.17: ball screw, 18: electric motor.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 주행중인 타이어 트레드의 그루브에 돌과 같은 이물질이 끼워졌을 때 이를 측정 및 평가하는 실내용 타이어 트레드의 돌물림 특성 시험장치로서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(1)에 취부되는 타이어(2)에 하중을 부여하는 하중부가부(3)와, 이 하중부가부(3)를 베드(4) 위에서 왕복 직선운동 시키는 구동부(5) 및, 회전하면서 하중을 부여받고 왕복 이동하는 타이어 트레드(6)의 그루브(7)에 삽입되어 이 그루브(7)의 돌물림 힘을 측정하는 측정부(8)로 이루어지되, 상기 측정부(8)는 베드(4)상에 설치되어 그루브(7)에 끼워지는 돌기물(9)과 이 돌기물(9)이 나선 결합되는 나선결합부(10)를 갖춘 로드셀(11) 및 이 로드셀(11)이 증폭기(12)를 거쳐 데이터 처리부(13)에 연결되어 이루어진 구조로 되어 있다.The present invention is a device for testing the bite characteristics of an indoor tire tread for measuring and evaluating when foreign matters such as stones are inserted into grooves of a running tire tread, as shown in FIGS. 1 to 3. A load portion 3 for applying a load to the tire 2 to be mounted, a drive portion 5 for reciprocating linear movement of the load portion 3 on the bed 4, and a reciprocating movement under load while being rotated. The measuring part 8 is inserted into the groove 7 of the tire tread 6 and measures the biting force of the groove 7, and the measuring part 8 is installed on the bed 4. A load cell 11 having a projection 9 fitted to the groove 7 and a spiral coupling portion 10 to which the projection 9 is spirally coupled, and the load cell 11 is passed through an amplifier 12 to a data processing unit. It is connected to (13).
여기서 상기 타이어(2)의 하중부가부(3)는 타이어(2)의 주행 노면을 조성하는 베드(4)에 수직 프레임(14)을 매개로 설치되고, 이 수직 프레임(14)에는 전동모터(15)와 스크류 잭(16)이 설치되어 있으며, 상기 스크류 잭(16)에는 하중부가부(3)의 회전축(1)이 연결되어 이 스크류 잭(16)의 작동에 의해 타이어(2)는 상하방향으로 위치 조절된다.Here, the load portion 3 of the tire 2 is installed on the bed 4 that forms the running road surface of the tire 2 via the vertical frame 14, and the vertical frame 14 has an electric motor ( 15) and a screw jack 16 is provided, the rotary shaft (1) of the load portion 3 is connected to the screw jack 16, the tire 2 by the operation of the screw jack 16 is up and down Position is adjusted.
한편, 상기 구동부(5)는 하중부가부(3)의 수직 프레임(14)이 베드(4)의 길이 방향 측면에 설치된 볼스크류(17)에 연결되어 있어서 구동용 전동모터(18)에 의해 이 볼스크류(17)가 회전하게 되면 하중부가부(3)를 베드(4) 위에서 직선 왕복이동 시키도록 되어 있다.On the other hand, the drive unit 5 is connected to the ball screw 17 provided on the longitudinal side of the bed 4, the vertical frame 14 of the load unit 3 is driven by the drive electric motor 18 When the ball screw 17 rotates, the load portion 3 is linearly reciprocated on the bed 4.
그리고 상기 측정부(8)의 데이터 처리부(13)는 공지된 바와 같이 로드셀(11)에 의해 인가되는 신호를 수집하는 데이터 수집부와, 데이터 저장부, 데이터 분석부 및, 출력부 등으로 이루어져 있다.The data processing unit 13 of the measuring unit 8 includes a data collecting unit for collecting a signal applied by the load cell 11, a data storage unit, a data analyzing unit, an output unit, and the like, as is known. .
이어 본 발명을 이용하여 트레드(6) 그루브(7)의 돌물림 측정방식을 설명하면, 먼저 타이어(2)를 주행시키면 타이어(2)는 회전하면서 이 타이어 트레드(6)의 그루브(7)가 베드(4)위에 설치된 돌기물(9) 위로 지나가게 되는데, 이 돌기물(9)이 나선 체결된 로드셀(11)에서 전압으로 검출된 하중은 증폭기(12)를 통하여 데이터 처리부(13)에 저장된다.Next, the method of measuring the bite of the tread 6 and the groove 7 using the present invention will be described. First, when the tire 2 is driven, the tire 7 rotates while the groove 7 of the tire tread 6 is rotated. Passed over the projection (9) installed on the bed (4), the load detected by the voltage in the load cell 11 is a spiral fastening the projection (9) is stored in the data processing unit 13 through the amplifier 12 do.
여기서 상기 로드셀(11)은 압축/인장 로드셀이 이용되어 타이어 트레드(6)의 그루브(7)가 돌기물(9)을 감싸 누를 때부터 이 그루브(7)가 돌기물(9)을 빠져 나올 때까지 로드셀(11)에 작용된 힘의 변화를 모두 검출하도록 되어 있다.Here, the load cell 11 is a compression / tension load cell is used when the groove 7 of the tire tread 6 is pressed against the projection 9 when the groove 7 exits the projection 9 Until now, all changes in force applied to the load cell 11 are detected.
한편, 상기 로드셀(11)에는 도로상에 존재하는 돌등의 이물질을 대신하기 위해 모양과 크기가 다양한 구조로 되어 있는 돌기물(9)이 나선방식으로 서로 체결되어 있는데, 상기 돌기물(9)은 시험목적에 따라 평가하고자 하는 도로에서의 대표적인 돌들의 형상과 크기에 따라 타원형, 원형, 다각형 등의 다양한 모양과 표면 거칠기를 갖도록 되어 있으며, 시험하고자 하는 타이어 트레드(6)의 그루브(7) 깊이에 따라 로드셀(11)과의 체결 깊이를 조절할 수 있음은 물론이다.On the other hand, in the load cell 11, in order to replace the foreign substances such as stones existing on the road, the projections 9 having a variety of shapes and sizes are fastened to each other in a spiral manner, the projections 9 are It has various shapes and surface roughness such as oval, circular, polygonal, etc. according to the shape and size of typical stones on the road to be evaluated according to the test purpose, and the depth of the groove 7 of the tire tread 6 to be tested. Accordingly, the depth of engagement with the load cell 11 can be adjusted.
그리고 상기 로드셀(11)의 돌기물(9)에서 측정된 타이어(2)의 그루브(7)가 이 돌기물(9)로부터 빠져 나올 때 힘의 크기가 크면 클수록 돌기물(9)이 타이어(2)의 그루브(7)에서 빠져 나오기가 어렵기 때문에 돌물림 힘은 크다고 할 수 있는바, 이렇게 돌물림 힘이 클수록 그루브(7)에 끼인 돌은 그루브(7)로부터 빠져 나오기 어려우므로 장기간 그루브 사이에 끼워서 타이어 크랙 등의 원인을 제공하게 된다.And when the groove 7 of the tire 2 measured by the projection 9 of the load cell 11 exits from the projection 9, the larger the magnitude of the force, the larger the projection 9 is the tire 2 It is difficult to get out of the groove (7) of the) so that the bite force is large, the greater the bite force, so the stone stuck in the groove (7) is difficult to escape from the groove (7) between the grooves for a long time By inserting a tire crack or the like.
이러한 본 발명의 평가 결과는 타이어 트레드(6) 설계에 적용할 수 있으며, 다양한 돌기물에 대한 적정한 타이어 트레드의 그루브 형상 및 고무물성을 선정함으로써 돌물림에 대한 손상이 없는 내구성이 우수한 타이어를 개발하는데 이용된다.This evaluation result of the present invention can be applied to the tire tread (6) design, by selecting the groove shape and rubber properties of the appropriate tire tread for a variety of projections to develop a durable tire without damage to the bite Is used.
실시예Example
타이어 트레드(6)의 그루브 치수별, 트레드 고무물성별 돌기물의 형태에 따른 돌몰림 힘을 측정 비교하고 타이어의 그루브가 돌기물의 수직 위치로부터 돌기물을 빠져 나올 때까지 나타낸 인장하중의 최대값을 상호 비교한다.Measure and compare the gushing force according to the shape of the projection according to the groove dimensions and tread rubber properties of the tire tread 6, and compare the maximum value of the tensile load until the groove of the tire exits the projection from the vertical position of the projection. Compare.
1) 시험조건1) Test condition
- 시험 타이어 : 11.00R20 (하중: 3,200kgf. 공기압 : 8.1kgf/㎠)-Test tire: 11.00R20 (Load: 3,200kgf. Air pressure: 8.1kgf / ㎠)
- 타이어주행속도 : 6.4m/min-Tire running speed: 6.4m / min
- 돌기물 : 반구형(반경Φ18mm) 철재, 표면거칠기(∇∇), 지면으로부터의 돌출 높이 : 20mm-Protrusion: Hemispherical (radius Φ18mm) steel, surface roughness, protruding height from the ground: 20mm
2) 시험 1. : 동일한 고무로 구성되고, 도 4에 도시된 바와 같이 타이어 트레드 그루브(7)의 폭(H) 및 경사각(A)이 서로 다른 3가지 경우에 대하여 시험을 실시함.2) Test 1. The test is carried out on three cases made of the same rubber and having different widths (H) and inclination angles (A) of the tire tread grooves 7 as shown in FIG.
① 시험결과 : 그루브 폭이 좁을수록 타이어 트레드의 그루브가 돌기물의 수직위치로부터 돌기물에서 빠져나올 때 큰 인장 하중값을 나타냄.Test Result: The narrower the groove width, the greater the tensile load value when the groove of the tire tread emerges from the projection from the vertical position of the projection.
② 평가 : 그루브 폭이 좁을수록 돌기물이 타이어 트레드의 그루브에 끼워져 잘 빠지지 않으려 하므로 돌물림 특성이 좋지 않은 것으로 평가됨.② Evaluation: The narrower the groove width, the more the projections fit into the grooves of the tire treads, so they do not fall out.
3) 시험 2. : 동일한 타이어 트레드의 그루브의 폭 및 깊이로 구성되며 트레드 고무의 물성이 서로 다른 3가지 경우에 대하여 시험을 실시함.3) Test 2.: The test is carried out on three cases consisting of the width and depth of grooves of the same tire tread and having different physical properties of the tread rubber.
① 시험결과 : 트레드 고무의 탄성계수가 클수록 타이어 트레드의 그루브가 돌기물의 수직위치로부터 돌기물에서 빠져나올 때 큰 인장 하중값을 나타냄.① Test Result: The larger the elastic modulus of the tread rubber, the greater the tensile load value when the groove of the tire tread is released from the projection from the vertical position of the projection.
② 평가 : 트레드 고무의 탄성계수가 클수록 돌기물이 타이어 트레드의 그루브에 끼워져 잘 빠지지 않으려 하므로 돌물림 특성이 좋지 않은 것으로 평가됨.② Evaluation: As the elastic modulus of the tread rubber is larger, the projection is inserted into the groove of the tire tread so that it does not fall out.
한편, 본 발명의 상기 실시예에서는 반구형의 돌기물에 대하여만 예시를 하였으나, 타원형, 원형, 다각형등 다양한 모양과 치수의 돌기물을 사용할 수 있다.On the other hand, in the above embodiment of the present invention, but only for the hemispherical projections, but can be used for projections of various shapes and dimensions, such as oval, circular, polygonal.
또한, 여러 가지 물성을 가지는 타이어 트레드 고무와 여러 가지 치수의 트레드 그루브에 대하여 시험을 할 수 있음은 물론이다.In addition, it is of course possible to test tire tread rubber having various physical properties and tread grooves having various dimensions.
상기와 같이 본 발명에 따른 타이어 트레드의 돌물림 특성 시험장치는 트레드 그루브의 치수(폭, 경사각, 깊이) 및 트레드 고무의 물성에 따른 돌물림 특성을 직접적으로 간단하게 측정할 수 있으면서 다양한 돌기물을 이용하여 트레드의 돌물림 특성을 정량적으로 평가하여 타이어의 내구성 향상에 도움을 주는 데이터를 제공한다.As described above, the tire tread property test apparatus according to the present invention can easily measure various projections while directly measuring the bite property according to the tread groove dimensions (width, inclination angle, depth) and the properties of the tread rubber. Quantitatively assess the tread bite characteristics and provide data to help improve tire durability.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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