KR101388465B1 - 타이어의 트레드 마모도 측정장치 - Google Patents

타이어의 트레드 마모도 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 트레드 마모도 측정장치에 관한 것으로, 타이어의 트레드 내부에 삽입되어 트레드가 마모됨에 따라 순차적으로 탈락하도록 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하는 회로부, 회로부에 미리 설정된 전위의 전원을 공급하는 전원부 및 회로부의 출력단에서의 출력 전압을 측정하여 트레드 마모도를 연산하는 마이콤을 포함한다. 본 발명에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치는, 전기적으로 트레드 두께를 측정하여 마모도를 연산함으로써, 운전자가 직접 트레드 두께를 측정할 필요없이 마모를 확인하고 타이어의 교체가 필요한지 확인할 수 있도록 한다.
또한 본 발명은 두께를 감지하는 초음파 센서 등에 비해서 상대적으로 저렴한 저항의 삽입을 통해서 트레드의 마모를 확인할 수 있으므로 저렴한 비용으로 구현이 가능하다.

Description

타이어의 트레드 마모도 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING TREAD ABRASION OF TIRE}
본 발명은 타이어의 트레드 마모도 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운전자가 직접 타이어의 트레드 두께를 측정할 필요없이 트레드의 마모를 확인할 수 있도록 전기적으로 측정된 트레드 두께를 통해 마모도를 연산하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치에 관한 것이다.
차량은 차량의 타이어와 도로의 마찰력에 의해 주행한다. 이 때 타이어의 트레드는 도로 표면과 직접 접촉하기 때문에 마모가 발생하고, 타이어 트레드의 마모는 차량 탑승자의 안전과 직결되기 때문에 타이어 평가에 있어서 주요한 요소로 인식된다.
일반적으로 타이어 트레드에는 제동력과 구동력 향상을 위해서 깊게 홈이 파여 있으며, 이 홈을 그루브라고 부른다. 즉, 타이어 트레드에 무늬가 없는 경우에는 미끄러짐이 많이 발생하여 위험하기 때문에 홈을 형성함으로써, 안전 주행을 돕는다.
타이어 트레드의 홈의 깊이 및 형성 방향에 따라서 차량이 주행할 때 발생하는 소음 및 트레드 마모량이 크게 좌우되며, 홈의 형성 방향에 따라서 리브형, 러그형, 블럭형 등 다양한 패턴의 타이어 트레드가 있다.
전술한 대로 차량이 주행함에 따라서 타이어의 트레드가 마모되기 때문에 트레드에 형성된 홈의 깊이가 얕아지게 되고, 이 과정이 반복되면 결국 트레드에 무늬가 없는 것과 같은 상태가 되어 제동력이 감소하므로 차량 탑승자의 안전을 위협하게 된다.
이로 인해서 종래에는 운전자가 타이어 트레드의 깊이를 직접 측정하여 깊이가 얕아진 경우에는 타이어를 교체하였고, 이를 위해서 타이어 생산 업체는 타이어의 사이드 월에 삼각형을 표시해 두었다.
그리고 타이어의 원주에 수직인 방향으로 이 삼각형을 따라가면 홈의 일부에 돌출된 부분이 있고, 운전자는 돌출된 부분의 높이가 홈이 파이지 않은 트레드 높이와 같아지는 경우에 타이어를 교체할 시점이라고 판단할 수 있었다.
이처럼 종래에는 타이어 트레드가 얼마나 마모되었는지 확인하기 위해서는 운전자가 직접 육안으로 타이어 트레드를 확인해야 하는 불편이 있었고, 차량 주행 중에는 이를 확인할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 한국 공개특허공보 제2003-0061495 호(2003.07.22.공개, 발명의 명칭 : 휴대용 타이어 트레드 깊이 측정장치 및 측정방법)가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 운전자가 직접 타이어의 트레드 두께를 측정할 필요없이 트레드의 마모를 확인할 수 있도록 하기 위하여, 트레드의 마모 정도에 따라 순차적으로 탈락하도록 연결된 저항으로 구성된 회로를 트레드 내부에 삽입함으로써, 전기적으로 트레드 두께를 측정하여 마모도를 연산할 수 있는 타이어의 트레드 마모도 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치는 타이어의 트레드 내부에 삽입되어 상기 트레드가 마모됨에 따라 순차적으로 탈락하도록 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하는 회로부; 상기 회로부에 미리 설정된 전위의 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 회로부의 출력단에서의 출력 전압을 측정하여 트레드 마모도를 연산하는 마이콤을 포함한다.
본 발명에서 상기 회로부는 상기 전원부와 상기 회로부의 출력단 사이에 설치된 제1저항부; 및 상기 회로부의 출력단과 접지단 사이에 설치된 제2저항부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1저항부는 서로 병렬로 연결된 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1저항부에 포함되는 복수의 저항은 상기 트레드의 안쪽으로 갈수록 조밀하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회로부의 출력단에서의 출력 전압의 크기는 상기 제1저항부와 상기 제2저항부에 의한 전압 분배에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회로부는 복수인 것을 특징으로 하며, 복수의 회로부는 타이어의 폭 방향과 나란하게 상기 트레드 내부에 일렬로 삽입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 마이콤은 상기 복수의 회로부 각각의 출력 전압 크기를 비교하여, 출력 전압의 편차가 기준 편차를 초과하면 트레드에 편마모가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 마이콤과 통신하며 경고를 발생시키는 출력부를 더 포함하고, 상기 마이콤은 연산한 상기 트레드 마모도가 기준 마모도를 초과하거나 상기 트레드에 편마모가 발생하면 상기 출력부를 통해 경고를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 마이콤은 상기 트레드가 마모됨에 따른 위험도가 증가할수록 경고 발생 주기가 줄어들도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치는, 전기적으로 트레드 두께를 측정하여 마모도를 연산함으로써, 운전자가 직접 트레드 두께를 측정할 필요없이 마모를 확인하고 타이어의 교체가 필요한지 확인할 수 있도록 한다.
또한 본 발명은 두께를 감지하는 초음파 센서 등에 비해서 상대적으로 저렴한 저항의 삽입을 통해서 트레드의 마모를 확인할 수 있으므로 저렴한 비용으로 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치가 삽입된 타이어의 트레드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치에서 트레드의 마모에 따른 저항의 탈락을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 복수의 회로부가 삽입된 타이어의 트레드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 회로부에 포함되는 저항간의 배치를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치가 삽입된 타이어의 트레드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치에서 트레드의 마모에 따른 저항의 탈락을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면 타이어의 트레드 마모도 측정장치는 전원부(10), 회로부(20), 마이콤(30) 및 출력부(40)를 포함한다.
전원부(10)는 회로부(20)에 미리 설정된 전위의 전원을 공급한다. 즉, 본 실시예에서는 타이어의 트레드 마모에 따라 회로부(20)의 합성 저항값이 변경되는 것을 이용해서 트레드 마모도를 측정하기 위해서, 특정 전위의 전원을 회로부(20)로 공급한다.
회로부(20)는 타이어의 트레드 내부에 삽입되어 트레드가 마모됨에 따라 순차적으로 탈락하도록 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하여 이루어지며, 특히 본 실시예에서 회로부(20)는 전원부(10)와 회로부(20)의 출력단 사이에 설치되는 제1저항부(22)와 회로부(20)의 출력단과 접지단(GND) 사이에 설치되는 제2저항부(24)를 포함한다.
또한 제1저항부(22)는 서로 병렬로 연결된 복수의 저항을 포함한다. 따라서 트레드가 마모되면 제1저항부(22)에 포함된 복수의 저항이 순차적으로 탈락하면서 회로부(20)의 저항이 변하고, 이러한 저항의 변화를 통해서 후술하는 마이콤(30)은 트레드 마모도를 연산한다.
구체적으로 회로부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 타이어의 트레드 내부에 삽입되어 전원부(10)로부터 전원을 공급받고, 트레드가 마모됨에 따라서 저항이 순차적으로 탈락한다.
본 실시예에서 회로부(20)가 삽입되는 트레드의 내부 위치는 어느 특정 위치에 한정되지 않으므로, 회로부(20)는 차량의 주행 지역 등에 따라서 우선적으로 마모가 일어나는 트레드 측의 내부에 삽입될 수 있다.
마이콤(30)은 전원부(10)로부터 공급되는 전원으로 인한 회로부(20)의 출력단에서의 출력 전압(Vo)을 측정한다. 이 때 본 실시예에서의 출력 전압(Vo)은 도 2에 도시된 바와 같이 접지단(GND)과 직접 연결된 제2저항부(24)에 인가되는 전압을 의미하나, 이에 한정되지 않고 트레드에 인접하여 삽입된 제1저항부(22)에 인가되는 전압으로도 설정 가능하다.
그리고 마이콤(30)은 측정한 출력 전압(Vo)에 기초하여 트레드 마모도를 연산한다.
도 3을 참조하여 출력 전압(Vo)에 기초하여 트레드 마모도를 연산하는 과정을 살펴보면, 도 3의 (A)는 제1저항부(22)의 저항이 하나도 탈락하지 않은 경우이고, (B)는 트레드의 마모로 제1저항부(22)의 저항이 하나 탈락한 경우이며, (C)는 트레드의 마모로 제1저항부(22)의 저항이 두 개 탈락한 경우를 나타낸다.
구체적으로 전원부(10)로부터 공급되는 전원을 V로 가정하고, 회로부(20)의 모든 저항을 R로 가정했을 때, (A)의 경우에는 제1저항부(22)의 저항이 하나도 탈락하지 않았기 때문에 제1저항부(22)의 합성 저항값은 R/3이다.
본 실시예에서 제1저항부(22)와 제2저항부(24)는 직렬로 연결되어 있으므로, 제1저항부(22)와 제2저항부(24)의 크기에 의한 전압 분배에 따라 출력 전압(Vo)은 결정되고, 출력 전압(Vo)은 3/4V가 된다.
(B)의 경우에는 제1저항부(22)의 저항이 하나 탈락했기 때문에 제1저항부(22)의 합성 저항값은 R/2이고, 출력 전압(Vo)은 2/3V가 된다.
(C)의 경우에는 제1저항부(22)의 저항이 두 개 탈락했기 때문에 제1저항부(22)의 합성 저항값은 R이고, 출력 전압(Vo)은 1/2V가 된다.
전술한 바와 같이 트레드의 마모로 제1저항부(22)의 저항이 탈락함에 따라서 트레드에 인접하여 삽입된 제1저항부(22)의 합성 저항값이 증가하고, 그에 따라서 출력 전압(Vo)은 감소한다.
본 실시예에서 마이콤(30)은 타이어 교체가 필요한 트레드 두께에 대응되는 출력 전압(Vo)에 기초하여 트레드 마모도를 연산한다.
전술한 예에 따르면 마이콤(30)은 출력 전압(Vo)이 2/3V 이하로 측정되면, 보다 안전한 주행을 위해서는 타이어 교체가 필요한 수준으로 트레드가 마모되었다고 판단하고, 출력 전압(Vo)이 1/2V 이하로 측정되면, 타이어 교체가 즉시 필요한 수준으로 트레드가 마모되었다고 판단할 수 있다.
출력부(40)는 마이콤(30)과 통신하며 마이콤(30)에서 연산한 트레드 마모도가 기준 마모도를 초과하면 마이콤(30)의 제어로 경고를 출력한다. 이 때 기준 마모도란 타이어 교체가 필요한 정도의 트레드 마모도를 의미하며, 타이어의 종류 등에 따라 다르게 설정할 수 있다.
따라서 제1저항부(22)의 저항이 하나 탈락하여 출력 전압(Vo)이 2/3V로 측정되면, 마이콤(30)은 출력부(40)를 통해서 트레드가 마모됨을 경고하고, 제1저항부(22)의 저항이 두 개 탈락하여 출력 전압(Vo)이 1/2V로 측정되면, 마이콤(30)은 출력부(40)를 통해서 타이어 교체가 필요함을 경고할 수 있다.
전술한 경고의 형태는 차량의 클러스터 또는 내비게이션 장치 등을 통한 시각적 경고와 오디오 장치를 통한 청각적 경고를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드에 삽입된 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 복수의 회로부를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치에서 회로부(20)는 복수인 것을 특징으로 하고, 특히 복수의 회로부(20)는 타이어의 폭 방향과 나란하게 타이어의 트레드 내부에 일렬로 삽입된다. 이 때 타이어의 폭이란 타이어를 바닥에 눕혔을 때, 측정되는 타이어의 높이를 의미한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 트레드가 마모되면 복수의 제1저항부(22-1, 22-2, 22-3)에 포함된 복수의 저항이 순차적으로 탈락하므로, 복수의 제1저항부(22-1, 22-2, 22-3)의 저항이 변하게 되고, 저항의 변화를 통해서 후술하는 마이콤(30)은 해당 위치에서의 트레드 마모도를 연산한다.
복수의 회로부(20)가 타이어의 트레드 내부에 삽입된 경우에 마이콤(30)은 전원부(10)로부터 공급되는 전원으로 인한 복수의 회로부(20) 각각의 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)을 측정하고, 복수의 회로부(20) 각각의 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3) 크기를 비교하여 트레드의 편마모 발생 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로 마이콤(30)은 트레드의 마모에 따른 저항의 탈락에 의해 변경되는 복수의 회로부(20) 각각의 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)을 측정하고, 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)의 편차가 기준 편차를 초과하면 트레드에 편마모가 발생한 것으로 판단한다.
이 때 기준 편차는 차량의 주행 안전성에 영향을 끼칠 정도에 해당하는 트레드의 두께 차이에 따른 전압차를 의미하며, 트레드에 인접하여 삽입되는 저항의 간격 등에 따라서 다르게 설정할 수 있다.
즉, 트레드의 마모량 차이가 동일한 경우에 트레드에 인접하여 삽입되는 저항의 간격이 좁을수록 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)의 격차가 크고, 트레드에 인접하여 삽입되는 저항의 간격이 넓을수록 출력 전압(Vo1, Vo2, Vo3)의 격차는 작으므로, 이를 고려하여 기준 편차를 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 회로부에 포함되는 저항간의 배치를 나타낸 도면이다.
도 5 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 트레드 마모도 측정장치의 회로부에 포함되는 저항간의 배치를 살펴보면, 제1저항부(22)에 포함되는 복수의 저항은 트레드의 안쪽으로 갈수록 조밀하게 설치될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 트레드의 바깥쪽에 삽입된 저항간의 간격은 넓게 배치되고, 트레드의 안쪽에 삽입된 저항간의 간격은 상대적으로 더 좁게 배치된다.
이와 같은 배치를 통해서 트레드의 마모 초기에는 제1저항부(22)에 포함되는 저항의 탈락이 잘 일어나지 않지만 트레드의 마모가 진행되면 진행될수록 제1저항부(22)에 포함되는 저항이 탈락하는 주기가 짧아진다.
따라서 마이콤(30)은 트레드가 마모됨에 따른 위험도에 따라서 경고 발생 주기를 다르게 제어할 수 있으며, 특히 위험도가 증가하면 출력부(40)를 통해서 경고하는 주기를 줄임으로써, 운전자에게 자주 위험을 인지시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 전기적으로 트레드 두께를 측정하여 마모도를 연산함으로써, 운전자가 직접 트레드 두께를 측정할 필요없이 마모를 확인하고 타이어의 교체가 필요한지 확인할 수 있도록 한다.
또한 본 실시예는 두께를 감지하는 초음파 센서 등에 비해서 상대적으로 저렴한 저항의 삽입을 통해서 트레드의 마모를 확인할 수 있으므로 저렴한 비용으로 구현이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 전원부 20: 회로부
22: 제1저항부 24: 제2저항부
30: 마이콤 40: 출력부

Claims (9)

  1. 타이어의 트레드 내부에 삽입되어 상기 트레드가 마모됨에 따라 순차적으로 탈락하도록 연결된 적어도 하나의 저항을 포함하는 회로부;
    상기 회로부에 미리 설정된 전위의 전원을 공급하는 전원부; 및
    상기 회로부의 출력단에서의 출력 전압을 측정하여 트레드 마모도를 연산하는 마이콤을 포함하되, 상기 회로부는 상기 전원부와 상기 회로부의 출력단 사이에 설치된 제1저항부 및 상기 회로부의 출력단과 접지단 사이에 설치된 제2저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1저항부는 서로 병렬로 연결된 복수의 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1저항부에 포함되는 복수의 저항은 상기 트레드의 안쪽으로 갈수록 조밀하게 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회로부의 출력단에서의 출력 전압의 크기는 상기 제1저항부와 상기 제2저항부에 의한 전압 분배에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 회로부는 복수인 것을 특징으로 하며, 복수의 회로부는 타이어의 폭 방향과 나란하게 상기 트레드 내부에 일렬로 삽입되는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 마이콤은 상기 복수의 회로부 각각의 출력 전압 크기를 비교하여, 출력 전압의 편차가 기준 편차를 초과하면 트레드에 편마모가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 마이콤과 통신하며 경고를 발생시키는 출력부를 더 포함하고,
    상기 마이콤은 연산한 상기 트레드 마모도가 기준 마모도를 초과하거나 상기 트레드에 편마모가 발생하면 상기 출력부를 통해 경고를 발생시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 마이콤은 상기 트레드가 마모됨에 따른 위험도가 증가할수록 경고 발생 주기가 줄어들도록 상기 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 타이어의 트레드 마모도 측정장치.
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