KR100990258B1 - 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치에 관한 것으로서, 자동차의 양측 대응하는 바퀴의 위치와 방향 등의 휠 얼라이먼트가 올바르게 정렬되었는지를 측정하는 종래의 휠 얼라인먼트 측정장치는 그 장치의 부피가 크고 별도의 디스플레이장치 등 복잡한 장치를 구비하여 장치의 단가가 비싸고 또한 측정 방법도 복잡하였던 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로;

수평방향으로 연장되고 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 두 개의 고정지지대가 일정 간격을 두고 장착되며, 지면과 수평인 상태를 확인할 수 있는 전자수평기가 장착되는 수평프레임과;

상기 수평프레임의 양측 고정지지대 사이에서 수직 상부로 장착되는 수직프레임과;

상기 수직프레임을 따라 수직으로 승하강 하도록 하되 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 이동지지대를 구비하고, 일정 위치에서 고정되도록 하는 고정수단을 구비한 이동프레임과;

상기 고정지지대 및 이동지지대가 바퀴의 휠에 장착될 때 상기 수평프레임은 바퀴의 외측으로 더욱 연장되어 그 끝단에 장착되는 상기 수직프레임에 대하여 측 방향으로 수직이 되도록 레이저빔을 조사하도록 하는 레이저 발진기와;

상기 레이저 발진기에서 레이저빔을 발진시키는 레이저 렌즈의 근접한 일측에 형성되는 눈금부와;

상기 수평프레임에 장착되어 수 개의 입력버튼을 구비하고 측정하고자 하는 값에 따른 절대값을 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 레이저 휠 얼라이너에 관한 것이다.

자동차, 휠, 얼라인먼트

Description

차량의 휠 얼라인먼트 측정장치{wheel alignment measuring equipment}

본 발명은 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 간편하게 이동이 가능하도록 하고 차량에 쉽게 장착하여 각종 얼라이먼트를 측정할 수 있도록 하기 위하여 개발된 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치에 관한 것이다.

자동차의 휠 얼라이먼트는 차량의 현가장치(suspension)와 조향장치(Steering)를 구성하는 각각의 부품 어떤 각도 관계를 가지고 장착되어 있는지를 나타내는 것으로서 이들 각도는 현가장치와 타이어의 구동부에 차량의 무게를 고르게 분배시키기 위해 차량 제조자가 설계해 넣도록 되어 있다.

이렇게 휠 얼라이먼트를 설정하는 이유는 타이어가 최대의 마일(miles)수 즉 거리를 갖도록 하고, 차량의 직진성을 보장하며, 주행 안정성을 확보하도록 하는 것으로서 매우 중요한 요소라고 하겠다.

구체적인 얼라이먼트를 구성하는 요소를 살펴보면 먼저 캐스터(Caster)는 방향조절 각도이며, 타이어 마모와는 관계가 없는 것으로, 차량을 옆에서 보았을 때, 조향축의 기울기(보통 3~7˚를 준다)이다.

이는 방향 제어 및 복원성 제공하며, 앞바퀴가 정면을 향해 유지되도록 하거나 또는 방향을 틀었다가 정면으로 되돌아 오도록 하는 역할을 한다.

또한, 캠버(Camber)는 타이어 마모 각도이면서, 방향 제어와 연관된 각도로서, 차량의 앞에서 보아 바퀴의 중심선과 수직(0도)이 이루는 각도를 말한다.

이는 타이어 접촉점이 부하 작용점에 근접하도록 하여 주행할 때 바퀴가 탈출하는 것을 방지하며, 차량의 하중이 내부 휠 베어링과 스핀들에 실릴 수 있도록 하여 조향이 쉽도록 하는 역할을 한다.

또한, 토우(Toe)는 토우는 타이어직진 각도이며, 방향 제어와 관계가 있는 것으로 타이어의 앞 부분이 안쪽으로 향하고 있으면 "토우인"이고 바깥쪽으로 향하고 있으면 "토우아웃"이라 한다

이는 앞바퀴에 토우인을 설정하는 것은 차량이 주행중, 타이어가 진행 방향으로 똑바로 향하게 하기 위한 것이다

또한 조향축 기울기(S.A.I)는 SAI(또는 킹핀)는 방향 제어 각도이며 조절이 불가능한 것으로 차량을 앞에서 보았을 때 수직(0도)에 대한 조향축의 기울기로서, 차량의 중량을 타이어의 도로와의 접촉면 아래에 더 가까이 분포시킴으로 바퀴가 회전하는 피봇 포인트를 제공함으로 조향을 쉽게 하고, 복원력을 증대시킨다

또한, 회전각도(Tuning radius)는 타이어 마모 각도이며, 단독으로 조절이 불가능한 것으로 커브를 도는 동안 타이어의 끌림을 최소수준으로 감소시킨다.

이러한 회전각도에 이상이 있을 경우 한쪽 타이어가 조기 마모되고, 선회시 주행안정성이 나쁘며, 고속 주행시 이상 소음 발생시킨다.

또한, 인클루디드(Included)각도는 타이어 트레드 안쪽 도로면 아래에 위치한 교차점은 앞바퀴에 대해 토우아웃 효과를, 도로면 위의 교차점은 토우인 효과를 나타낸다.

이는 스핀들이 한쪽 바퀴에서 휘어져 있으면, 차량이 기울게 만든다.

또한, 셋백(setback)은 좌,우의 어느 한쪽 휠을 기준으로 반대쪽 휠의 위치(앞 또는 뒤)로서, 휠 얼라인먼트 점검에선 2차적인 요소로서 진단상의 각도이다.

이때 셋백이 크다는 것은 차체의 상당부분의 불량이나 캐스터 등 좌우의 불균형을 나타내는 것으로 만일 자동차의 셋백이 약 15mm(1.5도)이상일 때는 다른 각도의 좌우차와 치수를 세심하게 점검해야 한다

또한, 스러스트(Thrust)각도는 자동차가 진행하는 방향과 기하학적 중심선과의 각도차를 말하는 것으로 뒷바퀴 토우의 좌우차가 클수록 자동차의 진행선과 기하학적 중심선의 각도차가 커져 자동차는 똑바로 가지않고 비스듬히 진행한다.

이러한 요소는 자동차에 따라 최적의 값이 서로 다르고 정밀한 측정을 하여야하므로 1급 정비소에서는 이러한 얼라이먼트를 전담하는 기사를 별도로 채용할 정도로 중요한 요소이다.

하지만 이러한 휠 얼라이먼트를 측정하는 휠 얼라이너는 장비가 크고 수천만원에 이르는 고가인 것이 대부분으로 보통 정비업체에서는 간단히 휠의 균형 즉 발란스만 맞추는 것이 일반적이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 휠의 얼라이먼트를 측정하는 얼라이어가 보다 간단한 구조로 용이하게 측정할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수평방향으로 연장되고 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 두 개의 고정지지대가 일정 간격을 두고 장착되며, 지면과 수평인 상태를 확인할 수 있는 전자수평기가 장착되는 수평프레임과;

상기 수평프레임의 양측 고정지지대 사이에서 수직 상부로 장착되는 수직프레임과;

상기 수직프레임을 따라 수직으로 승하강 하도록 하되 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 이동지지대를 구비하고, 일정 위치에서 고정되도록 하는 고정수단을 구비한 이동프레임과;

상기 고정지지대 및 이동지지대가 바퀴의 휠에 장착될 때 상기 수평프레임은 바퀴의 외측으로 더욱 연장되어 그 끝단에 장착되는 상기 수직프레임에 대하여 측 방향으로 수직이 되도록 레이저빔을 조사하도록 하는 레이저 발진기와;

상기 레이저 발진기에서 레이저빔을 발진시키는 레이저 렌즈의 근접한 일측에 형성되는 눈금부와;

상기 수평프레임에 장착되어 수 개의 입력버튼을 구비하고 측정하고자 하는 값에 따른 절대값을 표시하는 디스플레이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 상기 수직프레임은 중앙에 수직방향으로 길게 연장되는 절개부가 형성되며;

상기 이동프레임은 상기 수직프레임의 양측면과, 정면 또는 배면의 적어도 3개의 면을 감싸도록 절곡 형성되고, 상기 절개부와 상응하는 관통홀이 형성되어 있으며;

상기 고정수단은 상기 이동지지대의 전면과 나사 결합하여 상기 이동프레임과 수직프레임이 밀착 고정되도록 하는 고정손잡이로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정수단은 상기 이동지지대의 전면에 형성되는 나사홀과, 배면에는 상기 나사홀에 상응하여 결합하는 결합축이 형성되는 고정손잡이와, 상기 결합축이 삽입되는 압축코일스프링과, 상기 결합축이 삽입되는 원판형의 고정와셔로 이루어져;

상기 고정손잡이의 배면과 고정와셔의 사이에 압축코일스프링이 장착되고, 상기 고정와셔와 이동지지대의 사이에는 수직프레임 및 이동프레임이 위치하도록 구성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 별도의 복잡한 장비를 구비하지 않고 2개 1조의 공구로 간편하게 휠 얼라이먼트를 측정할 수 있도록 하여 작업의 간편성과, 측정장 치의 구입에 소모되는 고비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분확대도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용 예를 나타낸 개념도이다.

본원의 구성은 수평방향으로 연장되고 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 두 개의 고정지지대(11)가 일정 간격을 두고 장착되며, 지면과 수평인 상태를 확인할 수 있는 전자수평기(12)가 장착되는 수평프레임(1)과;

상기 수평프레임(1)의 양측 고정지지대(11) 사이에서 수직 상부로 장착되는 수직프레임(2)과;

상기 수직프레임(2)을 따라 수직으로 승하강 하도록 하되 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 이동지지대(31)를 구비하고, 일정 위치에서 고정되도록 하는 고정수단(32)을 구비한 이동프레임(3)과;

상기 고정지지대(11) 및 이동지지대(31)가 바퀴(7)의 휠(71)에 장착될 때 상기 수평프레임(1)은 바퀴(7)의 외측으로 더욱 연장되어 그 끝단에 장착되는 상기 수직프레임(2)에 대하여 측 방향으로 수직이 되도록 레이저빔(41)을 조사하도록 하는 레이저 발진기(4)와;

상기 레이저 발진기(4)에서 레이저빔(41)을 발진시키는 레이저 렌즈(42)의 근접한 일측에 형성되는 눈금부(5)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 수평프레임(1)에는 수 개의 입력버튼(61)이 구비되며 측정하고자 하는 데이터를 표시하는 디스플레이부(6)가 마련된다.

삭제

본원은 대응하는 바퀴 양측에 각각 2개 1조의 본원에 따른 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치를 장착하여 측정하는 것으로 이때 두 개의 고정지지대(11)와 이동할 수 있는 이동지지대(31)에 의하여 지지대가 휠(71)의 안쪽 내벽에 밀착되어 고정될 수 있도록 조절하고 또한 상기 수평프레임(1)에 형성되는 전자수평기(12)에 의하여 정확한 수평 위치로 고정한다.

이후 양측에서 레이저빔(41)을 조사하면 대응하는 장치에서 조사된 레이저빔(41)이 눈금부(5)에 조사되면서 상호 각도가 허용치 이상인지를 확인하는 것이다.

이때 상기 눈금부(5)는 그 색에 차별을 두어 허용치인 곳과 허용치를 넘어선 곳의 색을 달리하면 보다 작업자가 식별이 용이하다.

또한 상기 디스플레이부(6)의 경우 간단한 숫자와 기호만을 표시하는 것으로 상기 입력버튼(61)에는 리셋 버튼을 구비하여 시스템초기화를 수행하면 처음 화면으로 복귀할 수 있도록 함이 바람직하다.

또한 런아웃 선택 버튼을 구비하여 휠이 휘었거나 하여 얼라이먼트 수치에 영향이 미칠 경우 런아웃을 시행하여 런아웃 보정을 하는 것이 바람직하며 이때 런아웃은 휠(71)을 180도 돌린 후 키를 누른후 다시 180도 회전후 키를 누르면 런아 웃 보정값이 적용 표시되도록 함이 바람직하다.

또한 캐스터 측정은 캐스터 측정을 위한 버튼을 누르면 화면에 따라 좌로 10도로 돌린 후 버튼을 누르고 다시 화면에 따라 우로10도(20도스윙) 위치로 한 후 버튼을 누른 후 다시 0도 위치에 위치시키고 버튼을 누르면 화면에 OK가 표시되고, 버튼를 한번 더 누르면 캐스터 및 킹핀 경사각이 측정되도록 하는 실시 예의 적용이 가능하다.

이때 버튼은 상기 입력버튼(61) 중 일 버튼을 뜻하는 것으로 어느 특정 버튼을 지시하는 것은 아니다.

또한 캠버 입력버튼을 누르면 현재 캠버 및 레벨 값이 표출되며, 캐스터 측정이 선행되었을 경우는 캐스터값이 적용되어 표시된다.

이때 캠버 캐스터 조정이 가능하다.

또한, 토우의 경우 레이저로 토우 측정 및 조정은 전원이 공급되면 레이저가 눈금판에 표시되며, 이 상태에서 핸들을 중앙에 위치시킨 후 눈금을 보면서 0 위치에 맞추면 된다.

이러한 다양한 실시 예에 의하여 휠 얼라이먼트를 측정 및 교정을 할 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치의 정확한 고정을 위하여 이동지지대(31)를 포함하는 이동프레임(3)의 고정이 중요하며 이를 위하여 본 발명에서는 상기 수직프레임(2)은 중앙에 수직방향으로 길게 연장되는 절개부(21)가 형성되며;

상기 이동프레임(3)은 양측부가 상기 수직프레임(2)의 양측면을 감싸도록 절곡되어 수직프레이(2)에서 수직상으로 승강할 때 좌우로 비틀리지 않도록 되어 있으며, 상기 절개부(21)와 상응하는 관통홀이 형성되어 있고;

상기 고정수단(32)은 상기 이동지지대(31)의 전면과 나사 결합하여 상기 이동프레임(3)과 수직프레임(2)이 밀착 고정되도록 하는 고정손잡이(321)를 포함하여 구성되는 실시 예를 제시하였다.

또한 보다 구체적인 실시 예로는 상기 고정수단(32)은 상기 이동지지대(31)의 전면에 형성되는 나사홀에 상응하여 결합하는 결합축(322)이 형성된 고정손잡이(321)와, 상기 결합축(322)이 삽입되는 압축코일스프링(323)과, 상기 결합축(321)이 삽입되는 원판형의 고정와셔(324)로 이루어져;

상기 고정손잡이(321)의 배면과 고정와셔(324)의 사이에 압축코일스프링(323)이 장착되고, 상기 고정와셔(324)와 이동지지대(31)의 사이에는 수직프레임(2) 및 이동프레임(3)이 위치하도록 구성되는 실시 예를 제시하였다.

일반적으로 탄성 수단을 가지지 않은 나사결합의 경우 충격에 의하여 풀리거나 나사산이 파손되는 경우가 발생하게 되나 일정 탄성력을 가질 경우에는 장치의 손상을 최소화하면서 오히려 더욱 견고하게 고정되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부분확대도

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용 예를 나타낸 개념도

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 수평프레임

11 : 고정지지대 12 : 전자수평기

2 : 수직프레임

21 : 절개부

3 : 이동프레임

31 : 이동지지대 32 : 고정수단

321 : 고정손잡이 322 : 결합축

323 : 압축코일스프링 324 : 고정와셔

4 : 레이저 발진기

41 : 레이저빔 42 : 레이저 렌즈

5 : 눈금부

6 : 디스플레이부

61 : 입력버튼

7 : 바퀴

71 : 휠

Claims (3)

1. 수평방향으로 연장되고 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 두 개의 고정지지대(11)가 일정 간격을 두고 장착되며, 지면과 수평인 상태를 확인할 수 있는 전자수평기(12)가 장착되는 수평프레임(1)과;

   상기 수평프레임(1)의 양측 고정지지대(11) 사이에서 수직 상부로 장착되는 수직프레임(2)과;

   상기 수직프레임(2)을 따라 수직으로 승하강 하도록 하되 후방으로 길게 돌출된 봉 형상을 가진 이동지지대(31)를 구비하고, 일정 위치에서 고정되도록 하는 고정수단(32)을 구비한 이동프레임(3)과;

   상기 고정지지대(11) 및 이동지지대(31)가 바퀴(7)의 휠(71)에 장착될 때 상기 수평프레임(1)은 바퀴(7)의 외측으로 더욱 연장되어 그 끝단에 장착되는 상기 수직프레임(2)에 대하여 측 방향으로 수직이 되도록 레이저빔(41)을 조사하도록 하는 레이저 발진기(4)와;

   상기 레이저 발진기(4)에서 레이저빔(41)을 발진시키는 레이저 렌즈(42)의 근접한 일측에 형성되는 눈금부(5)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수직프레임(2)은 중앙에 수직방향으로 길게 연장되는 절개부(21)가 형성되며;

   상기 이동프레임(3)은 양측부가 상기 수직프레임(2)의 양측면을 감싸도록 절곡되어 수직프레이(2)에서 수직상으로 승강할 때 좌우로 비틀리지 않도록 되어 있으며, 상기 절개부(21)와 상응하는 관통홀이 형성되어 있고;

   상기 고정수단(32)은 상기 이동지지대(31)의 전면과 나사 결합하여 상기 이동프레임(3)과 수직프레임(2)이 밀착 고정되도록 하는 고정손잡이(321)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고정수단(32)은 상기 이동지지대(31)의 전면에 형성되는 나사홀에 상응하여 결합하는 결합축(322)이 형성된 고정손잡이(321)와, 상기 결합축(322)이 삽입되는 압축코일스프링(323)과, 상기 결합축(321)이 삽입되는 원판형의 고정와셔(324)로 이루어져;

   상기 고정손잡이(321)의 배면과 고정와셔(324)의 사이에 압축코일스프링(323)이 장착되고, 상기 고정와셔(324)와 이동지지대(31)의 사이에는 수직프레임(2) 및 이동프레임(3)이 위치하도록 구성됨을 특징으로 하는 차량의 휠 얼라인먼트 측정장치.

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