KR100476548B1 - 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 타이어 트레드 프로필 및 마모 깊이를 측정하기 위한, 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치에 관한 것으로, 레이저 센서와 반사판을 이용하여 비접촉으로 측정함으로써 트레드면의 부위가 불규칙할 경우 측정이 용이하며, 차량 등의 타이어에 직접 측정장치를 장착하여 자동적으로 측정할 수 있으므로, 자동측정에 따른 소요시간 절감과 함께 측정자의 상태에 따른 편차를 최소화 할 수 있으므로, 측정의 재연성과 신뢰성 및 데이터의 효율적인 관리가 가능하다.

또한, 소경량이므로 휴대가 간편하고 공간적인 제약을 받지 않아서 협소한 공간에서 설치 및 측정이 가능하다.

Description

반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치{Non-contact TreadWear Measurement System Using Rflecting Plate}

본 발명은 차량용 타이어의 트레드 프로필 및 마모 깊이를 측정하기 위한, 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치에 관한 것으로, 레이저 센서와 반사판을 이용하여 트레드면를 정확하고 효율적으로 마모 깊이를 측정할 수 있는 트레드웨어 측정장치에 관한 것이다.

종래의 기술에서는 타이어 트레드웨어 깊이를 측정하는 방법으로 타이어를 원주상으로 8등분하여 각 측정 포인트(Main Groove & Lateral Groove)를 아날로그 방식인 깊이 게이지(depth guage)를 통하여 측정자가 수작업으로 트레드 표면에 접촉하여 그 측정을 기록한다. 여기서 취득된 데이터로부터 초기 깊이와 주행 후 측정한 깊이로부터 측정한 타이어 마모 정도를 예측식에 적용하여 타이어의 수명을 산출한다.

그러나, 측정기기인 깊이 게이지를 타이어 트레드면에 직접 접촉하여 측정함으로써, 부분 마모 등으로 트레드면이 불규칙할 경우 정확한 측정에 많은 어려움이 있었다.

또, 대부분의 측정이 수작업으로 진행되므로, 측정자의 상태나 날씨, 외부 온도 등에 따른 측정 데이터의 유동이 크고 측정값과의 편차도 커서 측정의 재연성을 확보하는데 많은 어려움이 있었고 이러한 오차는 아주 작은 값이라도 시험결과의 산출시 큰 편차를 나타내게 함으로써 정확한 산출값을 계산하는데 많은 어려움이 있었다.

또한, 기존의 게이지를 이용한 측정방법으로는 측정을 하는데에 장시간이 소요되고 측정장치를 설치할 수 있는 공간의 확보와 대형차량용의 타이어의 경우 안쪽 타이어의 측정에도 많은 어려움이 있었다.

또, 기존의 휴대용 비접촉식 트레드웨어 측정장치는 자동차에 타이어가 장착되어 있을 경우에 측정장치를 타이어 장착부의 공간에서 사용하기에는 측정공간이 협소하하기 때문에 측정이 용이하지 않고, 측정범위가 한정되어 있어 다수의 측정 데이터의 취득에 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 비접촉식 측정장치로서 레이저 센서와 반사판을 이용하여 타이어 성능 중 중요 항목인 트레드웨어 깊이의 파악을 위해 타이어의 트레드면 전체의 프로필 및 깊이 측정을 할 수 있으므로, 테이터의 재연성 확보와 신뢰성 및 측정장치에서 필수적이라 할 수 있는 측정방법의 표준화와 정확성을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 소경량화로 휴대가 간편하여 협소한 공간에서 사용이 가능하므로 노상에서 타이어의 트레드웨어 정도의 측정을 타이어의 탈착없이 바로 차량에 장착한 상태에서 측정이 가능한 측정장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치는 기존의 비접촉식 트레드웨어 측정장치의 측정부를 개선하여 측정센서인 레이저 센서와 측정 레이저를 반사시킬 수 있는 반사판을 혐소한 측정공간에서 사용할 수 있도록 제작하여 장착함으로써 타이어의 중요한 성능중의 하나인 마모에 대한 결과와 산출 정밀도를 향상하고 재연성 및 신뢰성을 확보하기 위해 다음과 같이 구성된다.

즉, 본 발명은, 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치에 있어서, 타이어 림 중앙에 위치되고, 등속회전을 위한 제1 서보모터와, 상기 제1 서보모터의 축을 중심으로 타이어 림측으로 방사상으로 연장되어 설치된 고정대를 갖는 고정부와;상기 제1 서보모터 축을 통하여 상기 고정부에 각각 결합되며, 소정의 각도를 갖고 상측으로 연장설치된 제1 지지대 및 제2 지지대와;상기 제1 지지대의 끝단으로부터 타이어 트레드면 상으로 수평하게 설치된 제1 가이드바에 부착되어 상기 제1 가이드바에 구비된 제2 서보모터에 의해 타이어 트레드면상에서 좌우로 수평이동하면서 타이어 트레드의 프로필(profile) 및 깊이를 측정하는 레이저 센서와; 상기 레이저 센서와 일정한 거리를 두고 위치하도록 상기 제2 지지대의 끝단으로부터 타이어 트레드면 상에 수평하게 설치된 제2 가이드바에 부착된 반사판과; 상기 레이저 센서와 상기 제1 가이드바에 연결되어 상기 제1 서보모터의 등속회전과 제2 서보모터의 위치를 제어하고 상기 레이저 센서에 의해 타이어 트레드의 프로필 및 깊이를 측정한 데이터를 처리하여 저장하고 디스플레이 하는 제어기로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명에 있어서, 상기 반사판은, 제2 가이드바에 상기 레이저 센서로부터 출력되는 레이저빔 방향에 대하여 45°각도를 이루도록 경사지게 부착되어 있고, 상기 제1 지지대와 상기 제2 지지대 사이의 각도(θ1)는 5∼30°인 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 구성도를 도시한 것이고, 도 4는 도 1에 있어서 제어기를 생략한 상태에서 타이어 측면에서 바라본 개략를 도시한 것이다.

본 발명에 의한 측정장치는, 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 비접촉식으로 타이어 트레드 프로필 이미지(tread profile image)를 측정할 수 있도록 레이저 센서(D)와 상기 레이저 센서(D)와 대향하여 설치되는 반사판(E)을 사용한다. 상기 레이저 센서(D)와 반사판(E)는, 후술하는 바와 같이 타이어 림 중앙에 위치된 고정부(B)에 각각 결합되어 상측으로 연장설치된 제1 지지대(S1)와 제2 지지대(S2)의 각 끝단으로부터 타이어 트레드면상에 수평하게 설치된 제1 가이드바(G1)와 제2 가이드바(G2)에 각각 부착되어 있다. 상기 제1 가이드바(G1)에는 상기 레이저 센서(D)를 타이어 트레드면 상에서 좌우 수평이동을 할 수 있도록 제2 서보모터(미도시)가 구비되어 있고, 상기 레이저 센서(D)는 지정한 각도에서 타이어 트레드의 정보(트레드 프로필 및 깊이)를 스캐닝한다.

상기 고정부(B)는 상기 레이저 센서(D)와 상기 반사판(E)이 타이어 원주상에서 타이어 트레드면을 따라 등속회전을 할 수 있도록 제어하는 제1 서보모터(미도시)를 포함하고, 상기 제1 서보모터의 축을 중심으로 타이어 림측으로 방사상으로 연장되어 설치된 고정편(C)를 구비한다. 상기 고정부(B)는, 상기 고정편(C)을 사용하여 레이저 센서(D)가 안정적이면서 연속적인 측정이 가능하도록, 타이어 림 중앙에서 상기 제1 지지대(S1)와 제2 지지대(S2)를 고정한다.

상기 레이저 센서(D)와 상기 제1 가이드바(G1)에는 상기 고정부의 제1 서보모터의 등속회전과 상기 제1 가이드바에 구비된 제2 서보모터의 위치를 제어하고 상기 레이저 센서(D)에서 타이어 트레드면 상에서 취득한 정보를 데이터로 처리하고 저장하여 디스플레이 하는 제어기(A)가 연결된다.

(실시예 1)

도 2는 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 실시예 1을 나타내는 블록도이다.

처음에 측정장치를 전, 후 방향으로 일정한 속도로 회전을 할 수 있도록 타이어 림에 장착하여 측정준비를 하고, 제어기(A)로부터 타이어 트레드웨어의 측정을 위해, 위치 및 측정제어를 할 수 있도록 개발된 프로그램을 기동하여 준비가 완료되면 각 위치별 측정을 위해 초기 타이어의 트레드 프로필 이미지를 스캔한다(S10). 이 때 측정을 하기 위해 레이저 센서(D)가 부착된 제1 가이드바(G1)는 도 1에 도시한 바와 같이 타이어 회전방향에 대해 90°가 되도록 설치한다.

또한, 이 때 레이저 센서(D)와 반사판(E)은 일정한 거리를 유지시키고 고정부(B)에 포함되어 있는 제1 서보모터에 의해 등속회전을 하면서 레이저 센서(D)는 반사판(E)을 마주보고 있는 위치에서 타이어 제2 서보모터에 의해 트레드면상의 수평방향인 좌에서 우 방향으로 0.5mm 간격으로 스캔을 한다. 여기서, 반사판(E)는, 상기 제2 가이드바(G2)에 그 설치각도(θ2)가 상기 레이저 센서(D)로부터 출력되는 레이저빔의 방향과 45°를 이루도록 경사지게 부착되며, 상기 제1 지지대(S1)와 제2 지지대(S2) 사이의 각도(θ1)는 5~30°범위내에 있도록 하여, 그 각도범위내에서 상기 반사판(E)과 레이저 센서(D)의 거리를 조절한다. 이러한 상태에서, 레이저 센서(D)가 제1 가이드바(G1)를 따라 타이어의 트레드면 상에서 좌에서 우방향으로 이동하면서 해당 스캔 라인의 이미지 스캔을 완료하고 나서, 다음 위치로 이동하여 설정구간에 대해 스캔한 이미지의 저장이 끝난 상태에서 스캔을 한다(S10).

다음으로, 상기한 바와 같이 스캔한 초기 타이어의 트레드 프로필 이미지를 제어기(A)의 저장부에 저장한다(S20).

다음으로, 주행 시험을 끝낸 타이어의 트레드 프로필 이미지를 스캔하기 위해 상기한 방법(S10)으로 주행 시험을 마친 타이어의 트레드 프로필 이미지를 스캔한다(S30).

다음으로, 상기한 바와 같이 주행을 마친 타이어의 트레드 프로필 이미지를 제어기(A)의 저장부에 저장한다(S40).

다음으로, 제어기(A)에 내장되어 있는 프로그램의 기동으로 초기 타이어의 트레드 프로필 이미지(S20)와 주행 시험을 한 타이어의 트레드 프로필 이미지(S40)를 위치별로 비교를 한다(S50).

다음으로, 제어기(A)에 내장되어 있는 프로그램으로 상기한 방법에서 비교한 이미지의 밀도를 계산한다(S60).

다음으로, 제어기(A)에 상기한 내용을 디스플레이 한다(S70).

이것은 타이어의 불규칙 마모를 측정하기 위해 도포된 페인트의 밀도를 계산하여 측정하던 방법과는 다르게 타이어 전체의 트레드 프로필 이미지를 스캔하여 측정하는 것으로 트레드 외형에 대한 프로필을 측정할 수 있으므로 타이어의 불규칙 마모를 표현할 수 있다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 실시예 2를 나타내는 블록도이다.

본 실시예는 타이어의 수명을 알기위한 마모시험 방법으로 먼저, 실제 사용자의 조건하에서 차량에 타이어를 취부하고 이 타이어의 수명을 평가하기 위해 취부 초기에 타이어의 ASD(Anti Skid Depth)와 장착했을 때의 Km를 실시예 1에서 행한 바와 같이 기록한다(S100).

다음으로, 상기한 조건으로 주행을 한 후 타이어의 RTD(Remaining Tread Depth)와 그 때의 주행 Km를 실시예 1에서 행한 바와 같이 기록한다(S200).

다음으로, 초기 기록값(S100)과 주행 후의 기록값(S200)을 비교한다(S300).

다음으로, 상기에서 비교한 값을 마일리지(Mileage) 예측식에 적용한다(S400).

다음으로 예상주행 거리를 산출하여 타이어의 수명이 얼마가 되는지를 평가할 수 있다(S500).

상기한 바와 같은 방법으로 트레드 360° 전체의 길이에 대하여 표현을 할 수 있으므로 타이어의 수명을 평가할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치로서 기존의 휴대용 측정장치에 비하여, 레이저 센서와 반사판을 이용한 비접촉식 측정방법을 사용함으로써, 접촉식 측정방법에 비하여 측정 데이터의 편차를 최소화 시킬 수 있고, 측정 조건이 고정되어 있어서 외부 편차를 제거할 수 있으므로 데이터의 재연성을 확보할 수 있고, 타이어의 트레드 프로필을 자동으로 측정할 수 있으므로 자동측정에 따른 소요시간의 절감과 자동측정에 따른 측정 데이터의 연속적인 처리와 전송 및 저장으로 인한 관리의 효율화라는 이점을 얻을 수 있으며, 결론적으로 타이어의 불규칙적인 트레드웨어를 측정할 수 있으므로 트레드웨어 깊이에 대한 판정 결과의 신뢰성을 보장 할 수 있다.

또한, 기존의 휴대용 측정장치에 비하여, 소경량으로 휴대가 간편하고 차량 등에 타이어를 장착한 상태에서 직접 측정이 가능하므로 협소한 공간이나 장소에 제약을 받지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 실시예 1을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치의 실시예 2를 나타내는 블록도.도 4는 도 1에 있어서 제어기를 생략한 상태에서 타이어 측면에서 바라본 개략도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

A 제어기

B 고정부

C 고정편

D 레이저 센서

E 반사판

G1 제1 가이드바G2 제2 가이드바S1 제1 지지대S2 제2 지지대

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 타이어 림 중앙에 위치되고, 등속회전을 위한 제1 서보모터와, 상기 제1 서보모터의 축을 중심으로 타이어 림측으로 방사상으로 연장되어 설치된 고정편(C)을 갖는 고정부(B)와;

   상기 제1 서보모터 축을 통하여 상기 고정부(B)에 각각 고정되며, 소정의 각도(θ1)를 갖고 상측으로 연장설치된 제1 지지대(S1) 및 제2 지지대(S2)와;

   상기 제1 지지대(S1)의 끝단으로부터 타이어 트레드면 상으로 수평하게 설치된 제1 가이드바(G1)에 부착되어 상기 제1 가이드바(G1)에 구비된 제2 서보모터에 의해 타이어 트레드면상에서 좌우로 수평이동하면서 타이어 트레드의 프로필(profile) 및 깊이를 측정하는 레이저 센서(D)와;

   상기 레이저 센서(D)와 일정한 거리를 두고 위치하도록 상기 제2 지지대(S2)의 끝단으로부터 타이어 트레드면 상에 수평하게 설치된 제2 가이드바(G2)에 부착된 반사판(E)과;

   상기 레이저 센서(D)와 상기 제1 가이드바(G1)에 연결되어 상기 제1 서보모터의 등속회전과 제2 서보모터의 위치를 제어하고 상기 레이저 센서(D)에 의해 타이어 트레드의 프로필 및 깊이를 측정한 데이터를 처리하여 저장하고 디스플레이 하는 제어기(A)

   로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 반사판(E)은, 상기 제2 가이드바(G2)에 상기 레이저 센서(D)로부터 출력되는 레이저빔 방향과 45°각도를 이루도록 경사지게 부착되어 있고, 상기 제1 지지대(S1)와 상기 제2 지지대(S2) 사이의 각도(θ1)는 5∼30°인 것을 특징으로 하는 반사판을 이용한 휴대용 트레드웨어 측정장치.