KR100878687B1

KR100878687B1 - 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기

Info

Publication number: KR100878687B1
Application number: KR1020070094970A
Authority: KR
Inventors: 이동철
Original assignee: 위아 주식회사
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-01-13

Abstract

본 발명은 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 관한 것으로서, 도로 하중을 계측하기 위하여 타이어가 조립된 휠림에 장착되어 6분력을 측정하는 6분력계와, 상기 6분력계에 장착된 스파이더 및 슬립링과, 차량 외곽 판넬에 고정된 회전방지 브라켓으로 구성된 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 있어서, 일단이 상기 슬립링의 측면에 조립되며, 상기 회전방지 브라켓을 관통하여 수직으로 연장되고, 도로 하중 계측시 상하 운동을 하는 자성체 물질의 코어 로드와, 상기 회전방지 브라켓의 상측에 장착되어지되, 상기 코어 로드 외측을 둘러싸며, 상기 코어 로드의 상하 움직임에 따른 자기장 변화로부터 상기 코어 로드의 상하 변위량을 측정하기 위한 변위 센서가 구비된 상하 변위계;를 포함하여 구성됨으로써, 종래의 LVDT와 같은 별도의 상하 변위 계측장비가 필요 없으며, 기존의 회전방지 브라켓에 상하 변위계를 장착함으로써, 별도의 설치 공간 확보가 불필요하고, 상하 변위 계측장비가 파손되는 위험성을 감소시키는 효과가 있다.

도로 하중, 상하 변위계, 6분력계, 변위 센서, 코어 로드

Description

차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기{Apparatus for measuring vertical displacement for use in vehicle road load test}

본 발명은 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 6분력 계측 장비를 이용하여 상하변위를 측정할 수 있는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 관한 것이다.

첨부된, 도 1은 종래의 6분력계 계측 장비를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로, 차량(10)의 도로하중 계측시에 사용되는 6분력계(Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz) 계측장비는 6분력 신호만 계측되며, 타이어(11), 휠림(12), 6분력계(13), 스파이더(14), 슬립링(15), 회전방지 브라켓(16), 회전방지 로드(17)등으로 구성된다.

상기 6분력계의 6분력 신호는 다음과 같이 구성된다.

Fx : 차량의 전후 방향 하중 Fy : 차량의 좌우 방향 하중

Fz : 차량의 상하 방향 하중 Mx : 차량의 전후 방향 모멘트

My : 차량의 좌우 방향 모멘트 Mz : 차량의 상하 방향 모멘트

도로하중 계측시의 6분력를 계측하기 위해서는, 먼저 휠림(12)에 타이어(11) 를 조립하여 규정 타이어 공기압을 주입한다. 6분력계(13)를 휠림(12)에 장착한 뒤 차량(10)에 장착하며, 이후 6분력계(13)에 스파이더(14)와 슬립링(15)을 조립한다. 다음, 차량(10)의 외곽 판넬에 회전방지 브라켓(16)을 고정하고, 회전방지 로드(17)를 슬립링(15)에 조립하여 수직 방향으로 향하게 한다.

도로하중 계측시 작동 상태를 살펴보면, 타이어(11), 휠림(12), 6분력계(13), 스파이더(14)는 회전 운동을 하며, 회전방지 로드(17)는 상하 운동을 한다.

종래의 6분력계 계측장비를 이용한 도로하중 계측방법은 순수한 6분력만 측정이 가능하며, 회전방지 로드(17) 상하 운동의 상하 변위를 측정하고자 할 때에는 추가적으로 상하 변위 계측장비(LVDT : Linear Variable Differential Transformer, 미도시)를 장착하여야 하고, 상기 상하 변위 계측장비(LVDT)를 설치하여 상하 변위를 측정하더라도, 계측시 상하 변위 계측장비(LVDT)가 파손되는 사례가 빈번히 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기 상하 변위 계측장비(LVDT)를 설치할 경우 차량의 각 샤시 부품의 상하 운동으로 설치 공간 확보가 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 LVDT와 같은 별도의 상하 변위 계측장비를 배제시키고, 차량의 도로하중 계측시 6분력 계측 및 상하 변위 계측이 가능하도록 하여 상하 변위 계측장비의 파손을 감소시키며, 별도의 공간 확보가 불필요하도록 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 도로 하중을 계측하기 위하여 타이어가 조립된 휠림에 장착되어 6분력을 측정하는 6분력계와, 상기 6분력계에 장착된 스파이더 및 슬립링과, 차량 외곽 판넬에 고정된 회전방지 브라켓으로 구성된 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 있어서, 일단이 상기 슬립링의 측면에 조립되며, 상기 회전방지 브라켓을 관통하여 수직으로 연장되고, 도로 하중 계측시 상하 운동을 하는 자성체 물질의 코어 로드와, 상기 회전방지 브라켓의 상측에 장착되어지되, 상기 코어 로드 외측을 둘러싸며, 상기 코어 로드의 상하 움직임에 따른 자기장 변화로부터 상기 코어 로드의 상하 변위량을 측정하기 위한 변위 센서가 구비된 상하 변위계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기를 제공한다.

상기 상하 변위계는 상기 코어 로드의 전후 및 좌우 움직임을 방지할 수 있도록 상기 회전방지 브라켓의 상측에 고정 설치된 고정 스톱퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 변위 센서는 그 외부에 변위 센서를 고정시키며 보호할 수 있도록 장착된 센서 하우징과, 상기 센서 하우징을 장착할 수 있는 고정 볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정 스톱퍼는 상기 센서 하우징 둘레에 설치되어지되, 상기 센서 하우징 외부를 감싸는 사각형 구조로 형성되며, 전후 방향 위치에는 상기 변위 센서의 전후 방향 움직임을 방지할 수 있도록 다수개의 롤러 가이드가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기는 종래의 LVDT와 같은 별도의 상하 변위 계측장비가 필요 없으며, 기존의 6분력 계측 측정을 하는 동시에 상하 변위 측정이 가능하도록 하는 간단한 구조를 가지며, 상하 변위 계측장비가 파손되는 위험성을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 기존의 회전방지 브라켓에 상하 변위계를 장착함으로써, 별도의 설치 공간 확보가 불필요하며, 스톱퍼를 장착함으로써 코어 로드의 이탈 및 회전을 방지시키는 효과가 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 "A"부분을 나타낸 확대도이고, 도 4는 도 3에 따른 "B-B"부분을 나타낸 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 차량의 도로하중 계측시 6분력 계측 및 상하 변위 계측이 가능하도록 기존의 6분력계 계측 장비에 상하 변위계를 장착한 것이다.

먼저, 차량의 도로하중 계측시에 사용되는 6분력계(Fx,Fy,Fz,Mx,My,Mz) 계측장비는 6분력 신호만 계측되며, 상기 6분력계(13)가 장착된 휠림(12)을 타이어(11)에 장착한 후, 6분력계(13)에 스파이더(14)와 상기 스파이더(14)의 회전체에 장착된 슬립링(15)을 조립하고, 차량(10)의 외곽 판넬에 회전방지 브라켓(16)을 고정하고, 후술하는 코어 로드(30)를 슬립링(15)의 측면에 조립하여 수직 방향으로 향하게 한다(종래와 같은 구성은 동일한 도면 부호를 참조하여 설명하기로 한다.).

다음, 본 발명의 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기는 상기와 같이 구성된 6분력계(13) 계측 장비의 상기 회전방지 브라켓(16)에 상하 변위계(20)를 설치하여 코어 로드(30)의 상하 변위를 측정하고자 한다.

상기 회전방지 브라켓(16)은 일단이 차량(10)의 외곽 판넬에 고정되며, 외측으로 절곡 연장 형성된 타단에는 상하 변위계(20)가 설치된다.

상기 회전방지 브라켓(16)의 상측에는 상하변위 측정을 위한 상하 변위계(20)가 설치되는 바, 상하 변위계(20)는 코어 로드(30)와, 변위 센서(40)와, 스톱퍼(50)를 포함하여 구성된다.

상기 코어 로드(30)는 그 일단이 상기 슬립링(15)에 장착되며, 수직으로 연 장 형성되고 상기 회전방지 브라켓(16)의 타단을 관통하여 연장 형성된다. 또한, 상기 코어 로드(30)는 자성체 물질의 코어인 동시에 종래의 회전방지 로드(17, 도 1 참조)의 역할을 하며, 종래의 회전방지 로드와 동일한 치수로 형성되고, 도로 하중 계측시에 상하 운동을 하게 된다.

상기 코어 로드(30)의 상하 움직임에 따라 주위의 자기장이 변화되는데, 이에 따른 전기적인 신호의 변화로부터 코어 로드(30)의 상하 변위를 측정할 수 있도록 변위 센서(40)가 상기 회전방지 브라켓(16) 상측에 장착된다.

상기 변위 센서(40)는 상기 코어 로드(30)의 상하 변위를 검출하기 위하여 코어 로드(30)의 일정 위치에 장착되어지되, 코어 로드(30)의 외주면를 감싸면서 설치되고, 변위 센서(40)의 외측에는 센서 하우징(41)이 장착된다.

상기 센서 하우징(41)은 변위 센서(40)를 중심으로 상부 및 하부로 구성되며, 내부에 변위 센서(40)를 수용하고, 그 상측에는 다수개의 고정 볼트(43)가 볼팅되어 조립된다. 그리고, 센서 하우징(41)의 하단부는 후술하는 스톱퍼(50)의 롤러(52)와 맞닿을 만큼의 더 넓은 면적을 가지며 형성된다.

한편, 상기 스톱퍼(50)는 상기 센서 하우징(41) 주위에 설치되어지되, 도로 하중 계측시 차량의 전후 방향 및 좌우 방향을 따라 상기 코어 로드(30)가 움직이지 않도록 사각형 형상으로 상기 센서 하우징(41) 외부를 감싸는 구조를 가지며, 외각에는 고정 볼트(53)가 볼팅 고정된다.

상기 스톱퍼(50)는 차량이 궤적을 그리면서 움직일 때, 상기 코어 로드(30)의 좌우 이탈을 방지하며, 또한, 차량의 타이어가 전후 방향으로 회전할 때, 코어 로드(30)가 함께 회전하는 것을 방지하는 것이다.

또한, 상기 스톱퍼(50)의 전후 방향에는 각각 롤러 가이드부(51)가 장착되며, 상기 롤러 가이드부(51)는 상기 스톱퍼(50)를 관통하여 그 상단이 스톱퍼(50)의 상측을, 그 하단이 회전방지 브라켓(16)의 하측을 지지한다.

상기 롤러 가이드부(51)는 그 중앙부에 롤러(52)가 장착되는 바, 상기 롤러(52)는 상기 스톱퍼(50)와 회전방지 브라켓(16) 사이에 설치되며, 상기 센서 하우징(41)의 하단부와 접촉되도록 장착된다.

차량이 궤적을 그리면서 회전할 때, 각도에 따라 수평이 이루어지지 않으며, 상기 변위 센서(40)도 따라 전후 방향으로 움직인다. 이때, 외부의 틈이 생기게 되고, 이에 상기 스톱퍼(50)는 그 역할을 제대로 수행하지 못하게 된다. 따라서, 전후 방향으로 움직이는 상기 롤러(52)는 상기 변위 센서(40)가 전후 방향으로 움직이지 못하도록 가이드 역할을 하면서 스톱퍼(50)의 역할을 수행할 수 있도록 해준다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 따른 차량의 도로하중 계측시 작동 상태를 살펴보면, 타이어(11)에 장착된 휠림(12), 6분력계(13), 스파이더(14)는 회전 운동을 하며, 상기 스파이더(14)의 회전체에 고정된 슬립링(15)에 장착된 코어 로드(30)는 상하 운동을 한다.

또한, 코어 로드(30)의 외주면에 설치된 변위 센서(40)에 의해 코어 로드(30) 상하 운동시의 변위를 측정할 수 있다.

따라서, 본 발명은 차량의 도로하중 계측시 6분력 및 상하 변위를 측정하고 자 종래에 추가적으로 장착되던 상하 변위 계측장비(LVDT)를 배제시키고, 기존의 6분력계(13) 계측 장비에 간단한 구조로 장착됨으로써, LVDT를 장착하여 상하 변위를 계측한 종래보다 계측 장비 파손의 위험성을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 상하 변위계(20)를 기존의 회전방지 브라켓(16)에 장착함으로써 별도의 설치 공간 확보가 필요 없으며, 스톱퍼(50)를 장착함으로써 코어 로드(30)의 이탈 및 회전을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 가라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 종래의 6분력계 계측 장비를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2에 따른 "A"부분을 나타낸 확대도.

도 4는 도 3에 따른 "B-B"부분을 나타낸 단면도.

*도면의 주요 부분에 따른 부호의 설명*

10 : 차량 11 : 타이어

12 : 휠림 13 : 6분력계

14 : 스파이더 15 : 슬립링

16 : 회전방지 브라켓 20 : 상하 변위계

30 : 코어 로드 40 : 변위 센서

41 : 센서 하우징 43 : 고정 볼트

50 : 스톱퍼 51 : 롤러 가이드부

52 : 롤러 53 : 고정 볼트

Claims

도로 하중을 계측하기 위하여 타이어(11)가 조립된 휠림(12)에 장착되어 6분력을 측정하는 6분력계(13)와, 상기 6분력계(13)에 장착된 스파이더(14) 및 슬립링(15)과, 차량 외곽 판넬에 고정된 회전방지 브라켓(16)으로 구성된 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기에 있어서,

일단이 상기 슬립링(15)의 측면에 조립되며, 상기 회전방지 브라켓(16)을 관통하여 수직으로 연장되고, 도로 하중 계측시 상하 운동을 하는 자성체 물질의 코어 로드(30)와, 상기 회전방지 브라켓(16)의 상측에 장착되어지되, 상기 코어 로드(30) 외측을 둘러싸며, 상기 코어 로드(30)의 상하 움직임에 따른 자기장 변화로부터 상기 코어 로드(30)의 상하 변위량을 측정하기 위한 변위 센서(40)가 구비된 상하 변위계(20);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기.
제1항에 있어서,

상기 상하 변위계(20)는 상기 코어 로드(30)의 전후 및 좌우 움직임을 방지할 수 있도록 상기 회전방지 브라켓(16)의 상측에 고정 설치된 고정 스톱퍼(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기.
제1항에 있어서,

상기 변위 센서(40)는 그 외부에 변위 센서(40)를 고정시키며 보호할 수 있도록 장착된 센서 하우징(41)과, 상기 센서 하우징(41)을 장착할 수 있는 고정 볼트(43)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 고정 스톱퍼(50)는 상기 센서 하우징(41) 둘레에 설치되어지되, 상기 센서 하우징(41) 외부를 감싸는 사각형 구조로 형성되며, 전후 방향 위치에는 상기 변위 센서(40)의 전후 방향 움직임을 방지할 수 있도록 다수개의 롤러 가이드(51)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 도로하중 계측용 상하변위 측정기.