KR100435724B1

KR100435724B1 - 타이어의 주행소음 측정장치

Info

Publication number: KR100435724B1
Application number: KR10-2001-0048146A
Authority: KR
Inventors: 이대우
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2004-06-12
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: KR20030013895A

Abstract

본 발명은 타이어의 주행소음 측정장치에 관한 것으로, 기밀을 유지하면서 밀폐공간을 형성하는 하우징(11)과, 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제1모터(13)의 동력을 전달받아 상기 하우징(11)의 내부에서 회전가능하도록 설치되는 타이어회전수단(20)과, 이 타이어회전수단(20)에 접촉되는 타이어(14)가 회전가능하게 결합되고 상기 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제2모터(15)의 동력을 전달받아 유압을 발생시키면서 이 유압을 이용해 상기 타이어(15)에 실제차량과 동일한 하중을 부여하도록 된 타이어가압수단(30)과, 상기 하우징(11)에 고정되도록 설치되어 상기 타이어(14)가 타이어회전수단(20)을 따라 회전구동될 때 타이어(14)의 주행소음을 계측하도록 된 타이어소음측정기(40)와, 이 타이어소음측정기(40)로부터 전달되는 신호를 분석하여 타이어(14)의 주행소음을 모니터를 통해 표시하도록 된 소음분석기(50)를 포함하도록 구성되어져, 실험결과에 대한 오차가 거의 발생되지 않게 되고 이로 인해 정확한 타이어(14)의 주행소음을 측정할 수 있게 되며, 아울러 작업자의 실험시간과 실험시 사용되는 비용등이 절약되면서 작업의 편의성이 향상되게 되고 타이어(14)의 개발기간도 단축시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

타이어의 주행소음 측정장치{system for measuring driving noise of tire}

본 발명은 타이어의 주행소음 측정장치에 관한 것으로, 특히 외부요인에 영향을 받지 않으면서 노면상태와 타이어의 종류에 따라 타이어의 주행소음을 정확하게 측정할 수 있도록 된 타이어의 주행소음 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어(tire)는 휠과 조합되어 사용되는 고무이고, 차량과 노면이 맞닿는 유일한 부품으로써 차중을 받치고 구동력과 제동력 및 횡력(橫力)등의 힘을 전달하며, 노면에서의 충격을 완화하는 스프링과 댐퍼의 역할도 동시에 수행하도록 되어 있다.

이와 같은, 타이어는 소비자에게 판매되기 전이나 또는 판매되는 차량에 장착되기 전에 내구실험과 내열실험 등 많은 종류의 실험을 통과한 후 판매하도록 되어 있는데, 상기와 같은 실험들중에는 노면과 타이어의 무늬형상에 따른 주행소음을 측정하는 실험도 병행하도록 되어 있다.

즉, 타이어의 주행소음 측정하기 위해 작업자는 도 1에 도시된 바와 같이 실험에 사용되는 차량의 실내에 실내소음측정기(1) 및 이 실내소음측정기(1)에서 계측된 값을 기록하는 리코더(2)를 장착시키고, 차량의 실외에는 차체패널(3)에 결합되는 차체마운팅지그(4)를 이용하여 차륜과 근접되는 위치에 타이어소음측정기(5)를 장착시킨다.

여기서, 상기 타이어소음측정기(1)에서 계측된 값도 리코더(2)에 의해 기록되도록 구성되게 된다.

따라서, 실험차량이 주행을 하게 되면 타이어(6)의 주행소음은 타이어소음측정기(5)를 통해 계측되어 리코더(2)에 기록되게 되고, 이때의 실내소음은 실내소음측정기(1)를 통해 계측되어 상기 리코더(2)에 기록되게 된다.

그리고, 작업자는 실험이 완료된 상기 리코더(2)를 분석기를 이용해 분석하게 되며, 이때 분석기를 통해 나타나는 주파수를 보고 타이어(6)의 주행소음을 판별하게 된다.

한편, 실험차량이 주행할 때에는 일정시간동안 정속주행을 해야 하며, 특히 고속 주행중시에는 타 실험차량의 주행소음이 유입되지 않도록 주의하여야 하는데, 보통 실험차량은 운전자가 직접 운전하도록 되어 있어 일정시간동안 정속주행을 계속적으로 유지하기가 힘들 뿐만 아니라 타 실험차량에 의한 주행소음도 완전히 차단하기가 어려워 타이어(6)의 주행소음을 정확하게 분석해내지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 분석기를 통해 나타나는 타이어(6)의 주행소음은 노면의 상태에 따라 분석값의 오차가 심하게 발생되며 이러한 오차를 최대한 줄이기 위해 운전자는 실험시간동안 항상 같은 노면만을 주행하여야 하는데, 실제 주행트랙은 노면의 상태가 일정하지 못하며 이로 인해 분석기를 통해 나타나는 타이어(6)의 주행소음이 부정확하게 되는 문제점도 있었다.

또한, 분석기를 통해 나타나는 타이어(6)의 주행소음은 실험차량의 주행시 외부적인 요인(날씨와 바람 및 온도 등)에 따라 분석값의 오차가 심하게 발생되는데, 실험차량이 실제 주행트랙을 주행하면서 타이어(6)의 주행소음을 측정하게 되면 이러한 외부요인들에 의해 타이어(6)의 주행소음이 부정확하게 나타나는 문제점도 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 측정방법은 타이어(6)를 항상 실험차량에 장착시키고 실험차량을 실제 주행시키도록 되어 있으며, 아울러 실험종료후 상기 리코더(2)를 별도의 분석기와 연결시켜 타이어(6)의 주행소음을 분석하도록 되어 있어, 작업자의 시간적인 면과 비용적인 면이 모두 과도하게 소모되고 작업의 편의성도 감소될 뿐만 아니라, 이로 인해 타이어(6)의 개발기간도 그만큼 오래 소요된다는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 실험을 하기 위한 타이어를 실험차량에 장착시키지 않고 타이어의 주행소음 측정장치에 설치하여 주행중인 타이어의 소음을 측정하게 됨으로써, 상기 타이어의 주행소음을 측정할 때 항상 정확한 결과치를 분석할 수 있도록 하며, 아울러 작업자의 작업시간과 실험비용 및 작업의 편의성도 향상시키면서 타이어의 개발기간도 단축시킬 수 있도록 된 타이어의 주행소음 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주행소음 측정장치는, 기밀을 유지하면서 밀폐공간을 형성하는 하우징과, 콘트롤박스의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제1모터의 동력을 전달받아 상기 하우징의 내부에서 회전가능하도록 설치되는 타이어회전수단과, 이 타이어회전수단에 접촉되는 타이어가 회전가능하게 결합되고 상기 콘트롤박스의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제2모터의 동력을 전달받아 유압을 발생시키면서 이 유압을 이용해 상기 타이어에 실제차량과 동일한하중을 부여하도록 된 타이어가압수단과, 상기 하우징에 고정되도록 설치되어 상기 타이어가 타이어회전수단을 따라 회전구동될 때 타이어의 주행소음을 계측하도록 된 타이어소음측정기와, 이 타이어소음측정기로부터 전달되는 신호를 분석하여 타이어의 주행소음을 모니터를 통해 표시하도록 된 소음분석기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래구조에 따라 타이어의 주행소음을 측정하기 위한 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 타이어의 주행소음 측정장치를 설명하기 위한 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 노면조립체를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11 - 하우징 12 - 콘트롤박스

13 - 제1모터 14 - 타이어

15 - 제2모터 20 - 타이어회전수단

21 - 회전축 23 - 베어링

25 - 노면조립체 27,28 - 베벨기어

30 - 타이어가압수단 31 - 리저버탱크

32 - 유압펌프 33 - 유압라인

34 - 실린더부재 35 - 탄성부재

36 - 피스톤부재 37 - 타이어연결부재

40 - 타이어소음측정기 50 - 소음분석기

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 타이어의 주행소음 측정장치를 설명하기 위한 구성도로서, 본 발명에 따른 타이어의 주행소음 측정장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 기밀을 유지하면서 밀폐공간을 형성하는 하우징(11)과, 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제1모터(13)의 동력을 전달받아 상기 하우징(11)의 내부에서 회전가능하도록 설치되는 타이어회전수단(20)과, 이 타이어회전수단(20)에 접촉되는 타이어(14)가 회전가능하게 결합되고 상기 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제2모터(15)의 동력을 전달받아 유압을 발생시키면서 이 유압을 이용해 상기 타이어(15)에 실제차량과 동일한 하중을 부여하도록 된 타이어가압수단(30)과, 상기 하우징(11)에 고정되도록 설치되어 상기 타이어(14)가 타이어회전수단(20)을 따라 회전구동될 때 타이어(14)의 주행소음을 계측하도록 된 타이어소음측정기(40)와, 이 타이어소음측정기(40)로부터 전달되는 신호를 분석하여 타이어(14)의 주행소음을 모니터를 통해 표시하도록 된 소음분석기(50)로 구성되게 된다.

여기서, 상기 타이어회전수단(20)은, 상기 제1모터(13)의 축(13a)과 치합되어 하우징(11)의 내부에서 회전되도록 설치되는 회전축(21)과, 이 회전축(21)의 선단에 다수개의 베어링(23)을 매개로 일체로 결합되어 상기 회전축(21)과 연동되어 회전되면서 상부면에 접촉되도록 설치된 타이어(14)를 일정한 속도로 회전시키도록 된 노면조립체(25)로 구성되게 된다.

그리고, 상기 타이어가압수단(30)은, 상기 제2모터(15)의 동력을 전달받아 구동되면서 리저버탱크(31)내에 저장된 유체(F)를 이용하여 유압을 발생시키도록 된 유압펌프(32)와, 상기 하우징(11)내에 고정되도록 설치되면서 유압라인(33)을 통해 상기 무엇과 연결되는 실린더부재(34)와, 이 실린더부재(34)내에서 복수개의 탄성부재(35)를 매개로 설치되면서 상기 실린더부재(34)로 공급되는 유압에 의해 직선왕복 탄성이동을 수행하도록 된 피스톤부재(36)와, 일단이 상기 실린더부재(34)를 기밀을 유지하면서 관통하여 피스톤부재(36)와 결합되고 타단에는 노면부재(25e)와 접촉되도록 설치되는 타이어(14)가 회전가능하도록 결합되면서 상기 피스톤부재(36)의 이동에 따라 연동되면서 상기 타이어(14)에 하중을 부여하도록 된 타이어연결부재(37)로 구성되게 된다.

한편, 상기 하우징(11)의 내부에는 제1모터(13)의 축(13a)을 지지하기 위한 축지지브라켓트(17)가 설치되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 제1모터(13)의 축(13a)과 타이어회전수단(20)의 회전축(21)이 베벨기어(27,28)에 의해 서로 치합되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 노면조립체(25)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(21)의선단에 복수개의 베어링(23)을 매개로 결합되는 주회전판부재(25a)와, 이 주회전판부재(25a)의 윗면에 복수개의 볼트(25b)를 매개로 착탈가능하게 결합되는 보조회전판부재(25c)와, 이 보조회전판부재(25c)의 윗면에서 내측으로 압입되면서 상기 타이어(14)와 접촉을 이루도록 설치되는 노면부재(25e)로 구성되도록 되어 있다.

여기서, 상기 노면부재(25e)는 보조회전판부재(25c)에 구비된 설치홈(25d)으로 압입되어 설치되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 노면부재(25e)는 실험조건에 따라 여러 종류의 노면을 사용할 수 있는데, 보통 아스팔트(asphalt)인 노면부재를 사용하거나 또는 콘크리트(concrete)인 노면부재를 사용하게 된다.

그리고, 상기 제1모터(13)와 제2모터(15) 및 유압펌프(32)는 하우징(11)의 외부에 설치되는데, 그 이유는 상기 타이어소음측정기(40)로 구동소음이 유입되는 것을 방지하기 위함이다.

이하, 본 발명에 따른 측정장치의 작동과정에 대해 도 2와 도 3을 참조로 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 실험을 하기 위한 작업자는 하우징(11)을 외부와 개방시켜 실험조건에 맞는 노면부재(25e) 즉 아스팔트 노면부재 또는 콘크리트 노면부재를 선택하여 보조회전판부재(25c)를 주회전판부재(25a)에 볼트결합시킨다.

그리고, 타이어연결부재(37)에는 실험조건에 맞는 타이어(14)를 회전가능하게 결합시키고, 상기 타이어(14)를 상기 노면부재(25e)에 접촉되도록 위치시킨 다음, 외부와 개방된 하우징(11)을 다시 밀폐시킨다.

여기서, 하우징(11)을 개폐시키는 구조에 대해서는 본 발명의 실시예에서 도시되거나 설명되지는 않았지만, 상기 하우징(11)의 윗면이나 또는 측면에 개폐가 가능한 비교적 큰 입구를 설치하게 되면 상기 하우징(11)의 개폐가 가능해지며, 이와 같은 개폐구조는 공지된 기술을 사용하게 되므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이후, 작업자는 콘트롤밸브(12)를 조작하여 제1모터(13)를 구동시키게 되며, 이로 인해 회전축(21)은 제1모터(13)의 구동력에 의해 일방향으로 회전되게 된다.

그리고, 상기 회전축(21)과 결합된 노면조립체(20)도 상기 회전축(21)과 동일한 방향으로 회전되게 되며, 이로 인해 상기 노면부재(25e)와 접촉된 타이어(14)는 타이어연결부재(37)의 선단을 중심축으로 하여 회전운동을 하게 된다.

한편, 상기 타이어(14)는 항상 노면부재(25e)와 접촉을 하면서 회전되며, 이때의 회전은 실험차량이 정속주행을 할 때와 동일한 회전수로 회전되게 된다.

그리고, 상기 노면조립체(20)가 회전되면서 타이어(14)가 회전되게 되면, 작업자는 상기 콘트롤밸브(12)를 조작하여 제2모터(15)를 구동시키게 되고, 이로 인해 유압펌프(32)가 구동되면서 발생된 유압은 유압라인(33)을 통해 실린더부재(34)로 공급되게 된다.

그리고, 상기 실린더부재(34)로 유압이 공급되면 피스톤부재(36)는 실린더부재(34)를 따라 탄력적으로 직선이동을 하게 되고, 상기 피스톤부재(36)와 결합된 타이어연결부재(37)도 동일한 방향으로 직선이동을 하게 되며, 이로 인해 타이어(14)는 노면부재(25e)쪽으로 가압되는 가압력을 받게 된다.

한편, 상기 타이어(14)에 가해지는 가압력은 실험차량의 중량과 동일한 하중을 받을 수 있는 가압력이 전달되게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 타이어회전수단(20) 및 타이어가압수단(30)이 실험조건을 충족한 상태이면 작업자는 이 상태를 일정시간 동안 유지시키면서 실험을 하게 된다.

이때, 상기 타이어(14)에서 발생된 주행소음은 타이어소음측정기(40)에 의해 계측되어 소음분석기(50)로 전달되게 되며, 상기 소음분석기(50)는 타이어소음측정기(40)로부터 전달된 계측값을 분석하여 타이어(14)의 주행소음을 그래프 형식으로 모니터에 표시하게 된다.

그리고, 작업자는 모니터에 표시된 그래프를 보고 타이어(14)의 주행소음을 알 수 있게 되며, 이 결과값을 이용해 차량에 맞는 최적의 타이어(14)를 개발할 수 있게 된다.

이와 같이, 타이어(14)의 주행소음을 측정할 때 본 발명에 따른 측정장치를 이용하게 되면, 실험차량을 이용하지 않게 됨으로써 실험시간동안 타이어(14)의 회전을 항상 정속주행과 동일한 회전속도로 회전시킬 수 있게 되고, 아울러 외부소음이 유입되는 것도 미리 예방할 수 있게 됨으로써 작업자는 정확한 측정값을 산출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 측정장치를 이용하게 되면 실험에 사용되는 타이어(14)는 항상 실험조건에 맞는 노면부재(25e)상에서 회전되게 되며, 날씨와 바람 및 온도 등과 같은 외부적인 요인들에 영향을 받지 않게 됨으로써, 실험결과에 대한 오차가 거의 발생되지 않을 뿐만 아니라, 이로 인해 작업자는 정확한 타이어(14)의 주행소음을 구할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 측정장치를 이용하게 되면 작업자의 실험시간과 실험시 사용되는 비용등을 절약할 수 있게 되며 아울러 작업의 편의성도 향상되면서 타이어(14)의 개발기간도 상당기간 단축시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 타이어의 주행소음 측정할 때 본 발명에 따른 타이어의 주행소음 측정장치를 이용하게 됨으로써, 실험결과에 대한 오차가 거의 발생되지 않게 되고 이로 인해 정확한 타이어의 주행소음을 측정할 수 있게 되며, 아울러 작업자의 실험시간과 실험시 사용되는 비용등이 절약되면서 작업의 편의성이 향상되게 되고 타이어의 개발기간도 단축시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

기밀을 유지하면서 밀폐공간을 형성하는 하우징(11)과, 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제1모터(13)의 동력을 전달받아 상기 하우징(11)의 내부에서 회전가능하도록 설치되는 타이어회전수단(20)과, 이 타이어회전수단(20)에 접촉되는 타이어(14)가 회전가능하게 결합되고 상기 콘트롤박스(12)의 제어에 따라 선택적으로 구동되는 제2모터(15)의 동력을 전달받아 유압을 발생시키면서 이 유압을 이용해 상기 타이어(15)에 실제차량과 동일한 하중을 부여하도록 된 타이어가압수단(30)과, 상기 하우징(11)에 고정되도록 설치되어 상기 타이어(14)가 타이어회전수단(20)을 따라 회전구동될 때 타이어(14)의 주행소음을 계측하도록 된 타이어소음측정기(40)와, 이 타이어소음측정기(40)로부터 전달되는 신호를 분석하여 타이어(14)의 주행소음을 모니터를 통해 표시하도록 된 소음분석기(50)를 포함하여 구성되는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 타이어회전수단(20)이, 상기 제1모터(13)의 축(13a)과 치합되어 하우징(11)의 내부에서 회전되도록 설치되는 회전축(21)과, 이 회전축(21)의 선단에 다수개의 베어링(23)을 매개로 일체로 결합되어 상기 회전축(21)과 연동되어 회전되면서 상부면에 접촉되도록 설치된 타이어(14)를 일정한 속도로 회전시키도록 된 노면조립체(25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 타이어가압수단(30)이, 상기 제2모터(15)의 동력을 전달받아 구동되면서 리저버탱크(31)내에 저장된 유체(F)를 이용하여 유압을 발생시키도록 된 유압펌프(32)와, 상기 하우징(11)내에 고정되도록 설치되면서 유압라인(33)을 통해 상기 무엇과 연결되는 실린더부재(34)와, 이 실린더부재(34)내에서 복수개의 탄성부재(35)를 매개로 설치되면서 상기 실린더부재(34)로 공급되는 유압에 의해 직선왕복 탄성이동을 수행하도록 된 피스톤부재(36)와, 일단이 상기 실린더부재(34)를 기밀을 유지하면서 관통하여 피스톤부재(36)와 결합되고 타단에는 노면부재(25e)와 접촉되도록 설치되는 타이어(14)가 회전가능하도록 결합되면서 상기 피스톤부재(36)의 이동에 따라 연동되면서 상기 타이어(14)에 하중을 부여하도록 된 타이어연결부재(37)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 2항에 있어서, 상기 제1모터(13)의 축(13a)과 타이어회전수단(20)의 회전축(21)이 베벨기어(27,28)에 의해 서로 치합되는 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 2항에 있어서, 상기 노면조립체(25)가, 상기 회전축(21)의 선단에 복수개의 베어링(23)을 매개로 결합되는 주회전판부재(25a)와, 이 주회전판부재(25a)의 윗면에 복수개의 볼트(25b)를 매개로 착탈가능하게 결합되는 보조회전판부재(25c)와, 이 보조회전판부재(25c)의 윗면에서 내측으로 압입되면서 상기 타이어(14)와 접촉을 이루도록 설치되는 노면부재(25e)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 5항에 있어서, 상기 노면부재(25e)가 아스팔트인 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 5항에 있어서, 상기 노면부재(25e)가 콘크리트인 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.
제 1항에 있어서, 상기 제1모터(13)와 제2모터(15) 및 유압펌프(32)가 상기 타이어소음측정기(40)를 통해 구동소음이 유입되는 것을 방지하도록 하우징(11)의 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어의 주행소음 측정장치.