KR101496013B1 - 휴대용 플랫스팟 측정 시스템 - Google Patents

휴대용 플랫스팟 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 런아웃(Runout)을 측정할 수 있는 변위측정 수단, 상기 변위측정 수단에서 송신되는 데이터를 수집, 정리하는 DAQ 보드 및 상기 DAQ 보드에서 송신되는 신호를 해석하는 소프트웨어가 내장된 노트북 컴퓨터를 포함하여 이루어지는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 플랫스팟 측정 시스템은 전문 시험기 또는 플랫스팟 옵션이 없는 고속발란스 머신에서도 간단하게 타이어의 플랫스팟을 측정함으로써 필드에서 바로 불량 타이어의 검출 및 복원을 실시할 수 있으며, 전문적 지식이 없는 일반 딜러도 계측 및 판단을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

휴대용 플랫스팟 측정 시스템{PORTABLE FLAT-SPOT MEASURING SYSTEM}
본 발명은 전문 시험기 또는 플랫스팟 (Flat-spot) 옵션이 없는 고속발란스 머신에서도 간단하게 타이어의 플랫스팟을 측정할 수 있는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 관한 것이다.
타이어는 주 재료가 고무로 이루어져 있으며, 내부 뼈대를 이루는 부분은 텍스타일코드와 스틸코드 등으로 이루어져 있다. 이러한 이유로 타이어는 눌리는 힘과 외부환경(온도)에 의해 일시적 또는 영구적 변형이 항상 일어날 수 있다.
일시적 또는 영구적 변형은 가정이나 생산공장, 선착장 등에서 장기간 주차 되거나, 차량이 배에 의해 수출되는 도중 발생하게 되는데, 이는 타이어가 노면과 접지하는 부분이 눌려 발생하는 변형이며 이를 이를 플랫스팟(Flat-spot)이라고 한다.
일반적으로 플랫스팟이 발생 여부는 드라이버가 운전하면서 스티어링 휠 또는 차 바디의 진동으로 의심하게 된다. 차량의 진동이 플랫스팟에 의한 현상인지 정확하게 알기 위해서는 세가지 방법이 있다.
첫번째 방법은 유니포미티 머신 또는 트레드 형상 측정 머신으로 확인 할 수 있는데 이는 휠타이어를 조립된 상태로 측정해야 하며, 머신이 보통 타이어회사의 연구소 또는 공장에 있기 때문에 현장에서 바로 확인하기 어려운 방법이다. 두번째 방법은 진동을 계측할 수 있는 장비를 동원해 실차 테스트를 할 수 있는 방법이나 플랫스팟이 발생한 차량과 계측을 할 수 있는 엔지니어가 필요하기 때문에 이 또한 현장에서 손쉽게 계측할 수 있는 방법은 아니다. 세번째 방법은 고속발란스 머신중 플랫스팟을 계측할 수 있는 장비가 있지만, 이는 플랫스팟 옵션이 포함된 고속발란스 머신이 있어야 가능하므로 장비가 없을 경우 계측이 어려움이 있다.
또한 고속발란스 머신의 경우 1억원 정도의 고가의 장비이며, 일반적으로 플랫스팟이 많이 발생하는 선적장소에는 장비가 없기 때문에 필드에서 즉시 검출 및 타이어 복원 작업을 할 수 없는 문제가 있다. 도 1은 일반적인 고속발란스 머신을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 고속발란스 머신은 타이어 취부용 축(30)과 로드 포스(Load force) 측정용 드럼 및 모니터를 포함하여 이루어진다. 그러나 도 2에 도시된 바와 같이 고속발란스 머신의 축이 틀어지거나 마운트가 불량일 경우 타이어의 회전이 틀어지는 경우가 발생하게 된다. 이럴 경우 로드 포스를 측정하더라도 반복성이 떨어지며, 측정된 값을 신뢰할 수 없게 된다. 그러나, 통상의 경우에는 이와 같은 현상을 바로 알 수 있는 방법이 없기 때문에 플랫스팟 여부에 대한 정확한 판정이 어려울 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전문 시험기 또는 플랫스팟 옵션이 없는 고속발란스 머신에서도 간단하게 타이어의 플랫스팟을 측정함으로써 필드에서 바로 불량 타이어의 검출 및 복원을 실시할 수 있는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 플랫스팟 측정뿐만이 아니라, 고속발란스 머신의 축 틀어짐 및 마운트 불량 문제의 측정 및 분석이 가능한 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 타이어의 런아웃(Runout)을 측정할 수 있는 변위측정 수단, 상기 변위측정 수단에서 송신되는 데이터를 수집, 정리하는 DAQ 보드 및 상기 DAQ 보드에서 송신되는 신호를 해석하는 소프트웨어가 내장된 노트북 컴퓨터를 포함하여 이루어지는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 변위측정 수단은 레이져 또는 초음파에 의하여 타이어의 런아웃을 측정하는 센서 및 상기 센서를 고정하는 센서 고정부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 센서는 가늘고 긴 봉 형상으로 이루어지며, 상기 센서 고정부는 고속발란스 머신 또는 차량 바디에 부착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 소프트웨어는 RRO 그래프의 하이 포인트 및 로우 포인트 위치의 상관관계로부터 런플랫 발생 여부를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은, 전문 시험기 또는 플랫스팟 옵션이 없는 고속발란스 머신에서도 간단하게 타이어의 플랫스팟을 측정함으로써 필드에서 바로 불량 타이어의 검출 및 복원을 실시할 수 있으며, 전문적 지식이 없는 일반 딜러도 계측 및 판단을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은, 런아웃 센서를 차량 보디에 직접 장착하여 타이어의 탈부착 없이 차량의 기어를 중립으로 둔 상태에서 사람의 힘 만으로 플랫스팟을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은, 플랫스팟 측정뿐만이 아니라, 고속발란스 머신의 축 틀어짐 및 마운트 불량 문제의 측정 및 분석이 가능한 효과가 있다.
도 1은 일반적인 고속발란스 머신을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 고속발란스 머신의 축 틀어짐 또는 마운트 불량 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템의 변위 측정 센서가 고속 발란스 머신에 부착된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템의 변위 측정 센서가 차량 보디에 장착한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 의해 측정된 PRO 그래프에 의해 플랫스팟의 발생여부를 판정하는 일 예를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 의해 측정된 PRO 그래프에 의해 플랫스팟의 발생여부를 판정하는 또 다른 예를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 의해 측정된 PRO 그래프에 의해 플랫스팟의 발생지점을 분석하는 일 예를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 의해 측정된 PRO 그래프에 의해 플랫스팟의 발생지점을 분석하는 또 다른 예를 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부된 도면 등을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 전문 시험기 또는 플랫스팟 (Flat-spot) 옵션이 없는 고속발란스 머신에서도 간단하게 타이어의 플랫스팟을 측정할 수 있는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템의 변위 측정 센서가 고속발란스 머신에 부착된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 변위 측정 센서가 차량 보디에 장착한 상태를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은 크게 타이어의 변형 즉 타이어의 런아웃(Runout)을 측정할 수 있는 변위측정 수단, 상기 변위측정 수단에서 송신되는 데이터를 수집, 정리하는 DAQ 보드(Data Acquisition AD converter) 및 상기 DAQ 보드에서 송신되는 신호를 해석하는 소프트웨어가 내장된 노트북 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 변위측정 수단(100)은 레이져 또는 초음파에 의하여 타이어의 런아웃을 측정하는 센서(120) 및 상기 센서(120)를 고정하는 센서 고정부(110)를 포함하여 이루어진다. 상기 센서(120)는 회전하는 타이어와 센서와의 거리를 측정하여 1회전시의 최고점과 최저점의 차이를 구하는 방식으로 타이어의 런아웃을 측정하며 이를 Radial runout 이라고 한다
DAQ 보드에서는 상기와 같이 변위측정 수단(100)에서 측정 된 데이터를 전기적인 신호로 수집한다. 이렇게 수집 된 측정된 데이터를 수회 평균을 하고 정확도를 높이며, 데이터 프로세싱을 통해 원하는 데이터로 활용하게 된다. 상기 노트북 컴퓨터에는 상기 DAQ 보드에서 송신되는 신호를 해석하는 소프트웨어(Windowing Averaging FRF Calculation Curve Curfitting)가 내장되어 있어, 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 타이어의 플랫스팟 여부를 최종적으로 판정하게 된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 센서(120)는 당업계에서 공지된 제품을 사용할 수 있으며, 그 형태는 이에 한정되는 것은 아니지만 회전축의 틀어짐 또는 타이어의 일부분이 아닌 전체의 런아웃을 확인하기 위해서는 라인 형태의 센서배치가 필요하므로 가늘고 긴 봉 형상으로 이루어지는 것이 좋다.
본 발명의 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, 센서 고정부(110)가 고속발란스 머신에 부착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때 본 발명의 시스템은 고속발란스 머신의 축이 틀어지거나 얼라인먼트가 맞지 않는 경우를 대비해서 라인스캔 또는 최소 2곳 이상을 측정할 수 있는 포인트 스캔을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은, 타이어의 플랫스팟 측정뿐만이 아니라, 고속발란스 머신의 축 틀어짐 및 마운트 불량 문제의 측정 및 분석이 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명의 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이 차량 보디에 직접 장착함으로써, 타이어의 탈부착 없이 차량의 기어를 중립으로 둔 상태에서 사람의 힘 만으로 플랫스팟을 측정할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 시스템에서 타이어의 플랫스팟의 발생 여부를 판정하는 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 구현예에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 있어서, 상기 소프트웨어는 RRO 그래프의 하이 포인트 및 로우 포인트 위치의 상관관계로부터 런플랫 발생 여부를 측정하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템에 의해 측정된 PRO 그래프에 의해 플랫스팟의 발생여부를 판정하는 일 예를 도시한 그래프이고, 도 7은 이에 대한 또 다른 구현예를 도시한 그래프이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은 (1)RRO 그래프의 Low point와 high point가 140~220도 이내이면 Flat-spot 발생 확률 90% 이상 판정하게 되고, 또한 (2)RRO 그래프의 Low point의 1/2 지점으로부터 180 도 이내에 high point 존재하면 Flat-spot 발생 확률 90% 이상 판정, (3)RRO 그래프의 Low point의 1/2 지점으로부터 160~200 도 이내에 high point 존재하면 Flat-spot 발생 확률 80% 이상 판정, (4)RRO 그래프의 Low point의 1/2 지점으로부터 140~220 도 이내에 high point 존재하면 Flat-spot 발생 확률 70% 이상으로 판정하게 된다.
또한 타이어의 눌린 부분을 복원하기 위해서는 고온(60도이상)의 챔버와 고압의 공기를 주입한 후 복원하는 방법과, 눌린 반대부분을 눌러 복원하는 방법이 있다. 본 발명의 휴대용 플랫스팟 측정 시스템은 눌린 부분의 위치를 정확하게 확인되고 그 반대부분을 눌러 복원하는 것을 가능하게 한다. 즉 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 일반적으로 플랫스팟 발생타이어는 눌린 위치와 180도 반대쪽에 튀어나오는 부분이 발생하게 되므로 이를 확인하여 간단하게 복원하는 것이 가능하게 된다.
한편, 타이어는 여러 반제품들을 결합하여 만드는 제품으로 주 재료는 고무로 이루어져 있다. 또한 타이어의 뼈대를 이루는 부분은 텍스타일 또는 나일론 등의 코드로 되어 있으며, 접지부의 강성을 유지하기 위해 스틸와이어가 사용된다. 이러한 재료들은 눌림이나, 온도의 영향으로 변형이 가능하지만, 소비자에게 전달되는 과정이나, 운송되는 과정에서 눌린 현상을 정확하게 파악하기 힘들다. 그러나 본 발명의 시스템에 따르면 소비자 및 딜러들이 불만 사항을 제기하였을 때 바로 확인하는 것이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
100 : 타이어 변위측정 수단
110 : 센서 고정부
120 : 센서

Claims (6)

  1. 타이어의 런아웃(Runout)을 측정할 수 있는 변위측정 수단;
    상기 변위측정 수단에서 송신되는 데이터를 수집, 정리하는 DAQ 보드; 및
    상기 DAQ 보드에서 송신되는 신호를 해석하는 소프트웨어가 내장된 노트북 컴퓨터를 포함하며,
    상기 변위측정 수단은 레이져 또는 초음파에 의하여 타이어의 런아웃을 측정하는 센서 및 상기 센서를 고정하는 센서 고정부를 포함하고, 상기 센서 고정부는 다른 장치에 부착 가능한 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플랫스팟(Flat-spot) 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 센서는 막대(rod) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 센서 고정부는 고속발란스 머신에 부착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 센서 고정부는 차량 바디에 장착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소프트웨어는 RRO 그래프의 하이 포인트 및 로우 포인트 위치의 상관관계로부터 런플랫 발생 여부를 측정하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플랫스팟 측정 시스템.
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