KR101974480B1 - 타이어 마모 검사장치 - Google Patents

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Abstract

타이어 마모 검사장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치는 차량에 장착된 대상타이어의 마모를 검사하는 장치로서, 프레임; 각각 상기 프레임에 설치되고, 상기 대상타이어를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 롤러부; 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나를 회전시키는 회전구동부; 상기 대상타이어의 회전수를 측정하는 제1회전수측정부; 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수를 측정하는 제2회전수측정부; 상기 대상타이어의 하중을 측정하는 하중측정부; 및 상기 대상타이어의 공기압을 측정하는 공기압측정부를 포함하고, 상기 대상타이어가 마모된 경우, 상기 제1회전수측정부가 측정한 제1회전수에 대한 상기 제2회전수측정부가 측정한 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생한다.

Description

타이어 마모 검사장치{Apparatus for checking wear tire}
본 발명은 타이어 마모 검사장치에 관한 것이다.
자동차는 보급이 지속적으로 확대되어 생활필수품으로 자리 잡고 있다. 이에 따라 최근 자동차의 안정성 문제가 대두되고 있다. 그 중에서, 자동차가 도로를 주행할 때 지면과 직접 접촉하는 타이어의 안정성에 대한 문제가 중요한 관심사로 떠오르고 있다.
특히, 마모된 타이어로 인한 자동차 사고는 대부분 대형 교통사고로 이어지고 있는 만큼, 타이어의 마모 상태는 자동차의 안전에 있어 중요한 요소이다.
종래, 타이어의 마모에 대한 검사는 작업자가 육안으로 타이어의 외관을 확인하는 형태로 이루어지고 있다. 이 경우, 작업자는 타이어의 마모 상태를 효과적으로 확인하기 어렵고, 나아가 타이어의 교환 시기를 정확하게 확인하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 주행 중 자동차의 안정성 확보 등을 위해 타이어의 마모 상태를 효과적으로 확인할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예는, 타이어의 마모를 효과적으로 검사할 수 있는 타이어 마모 검사장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량에 장착된 대상타이어의 마모를 검사하는 장치로서, 프레임; 각각 상기 프레임에 설치되고, 상기 대상타이어를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 롤러부; 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나를 회전시키는 회전구동부; 상기 대상타이어의 회전수를 측정하는 제1회전수측정부; 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수를 측정하는 제2회전수측정부; 상기 대상타이어의 하중을 측정하는 하중측정부; 및 상기 대상타이어의 공기압을 측정하는 공기압측정부를 포함하고, 상기 대상타이어가 마모된 경우, 상기 제1회전수측정부가 측정한 제1회전수에 대한 상기 제2회전수측정부가 측정한 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생하는, 타이어 마모 검사장치가 제공될 수 있다.
상기 대상타이어의 반경은 상기 대상타이어가 마모될수록 감소하고, 상기 측정회전수비는 상기 대상타이어의 반경에 따라 달라질 수 있다.
상기 기준회전수비는 상기 대상타이어와 동종의 마모되기 전 기준타이어에 대한 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터 중 상기 하중측정부에서 측정된 측정하중과 상기 공기압측정부에서 측정된 측정공기압에 대응하는 회전수비로 결정되고, 상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어에 작용하는 하중 및 상기 기준타이어의 공기압 중 적어도 하나를 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합일 수 있다.
상기 대상타이어에 작용하는 하중을 조정하는 하중조정부를 더 포함하고, 상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어에 작용하는 하중을 상수인 기준하중으로 하고, 상기 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 상기 제1실험회전수에 대한 상기 제2실험회전수의 비의 집합이고, 상기 하중조정부는 상기 대상타이어에 작용하는 하중이 상기 기준하중이 되도록 작동할 수 있다.
상기 대상타이어의 공기압을 조정하는 공기압조정부를 더 포함하고, 상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어의 공기압을 상수인 기준공기압으로 하고, 상기 기준타이어에 작용하는 하중을 변수로 하여 획득된 상기 제1실험회전수에 대한 상기 제2실험회전수의 비의 집합이고, 상기 공기압조정부는 상기 대상타이어의 공기압이 상기 기준공기압이 되도록 작동할 수 있다.
상기 한 쌍의 롤러부 중 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부와 상기 모의실험에서 사용된 실험롤러부의 사양이 상이할 때, 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부에 결합되어 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부의 사양을 상기 실험롤러부의 사양에 대응시키는 보조롤러부를 더 포함할 수 있다.
상기 기준회전수비에 대한 상기 측정회전수비의 비교값을 도출하고, 상기 비교값이 설정값 이하인 경우 상기 대상타이어의 교체에 대한 알람신호를 제공하는 마모판단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량에 장착된 대상타이어의 마모를 검사하는 방법으로서, 상기 대상타이어를 회전 가능하게 지지하도록 한 쌍의 롤러부를 배치하는 단계; 상기 대상타이어에 작용하는 하중 및 상기 대상타이어의 공기압을 측정하는 단계; 및 상기 대상타이어의 회전수인 제1회전수 및 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수인 제2회전수를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 대상타이어가 마모된 경우, 상기 제1회전수에 대한 상기 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생하는, 타이어 마모 검사방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 롤러부가 대상타이어를 회전 가능하게 지지하도록 제공되고, 대상타이어의 회전수에 대한 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수의 비를 이용하여 대상타이어의 마모를 효과적으로 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치가 대상타이어에 배치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A를 확대한 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 대상타이어 및 한 쌍의 롤러부를 상측에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치의 일부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 롤러부의 일 변형례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치가 대상타이어에 배치된 모습을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A를 확대한 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 대상타이어 및 한 쌍의 롤러부를 상측에서 바라본 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치의 일부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
참고로, 도 1 내지 도 3에서 +X축방향은 차량(1) 및 대상타이어(10)의 전방을 나타내고, 대상타이어(10)가 외측면의 윤곽선으로 간략하게 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사장치(100)는 차량(1)에 장착된 대상타이어(10)의 마모를 검사한다.
대상타이어(10)는 도 1과 같이 차량(1)에 장착되어 사용될 수 있다.
예컨대, 대상타이어(10)는 휠(미도시)에 결합되어 차량(1)에 장착될 수 있다. 휠에는 대상타이어(10)의 중심부에 배치되어 대상타이어(10)의 회전중심축(C)의 연장방향(예컨대, 도 2에서 볼 때 Y축방향)으로 연장되는 휠허브(미도시)가 형성되고, 휠은 휠허브를 통해 차축(미도시)과 결합될 수 있다.
이 경우, 휠 및 휠허브는 차축을 통해 차량(1)의 엔진(미도시)에서 발생하는 구동력을 전달받아 회전하고, 대상타이어(10)는 회전하는 휠과 함께 회전할 수 있다.
대상타이어(10)는 지면에 접촉하여 회전하고, 지면과의 마찰 등에 의해 마모될 수 있다. 대상타이어(10)의 반경은 대상타이어(10)가 마모될수록 감소할 수 있다. 이 경우, 마모된 대상타이어(10)의 반경은 대상타이어(10)가 제작된 시점, 즉 마모되기 전 대상타이어(10)의 반경보다 작을 수 있다.
본 실시예에 따른 검사장치(100)는 마모될수록 변하는 대상타이어(10)의 반경을 이용하여 대상타이어(10)의 마모를 검사할 수 있다.
한편, 차량(1)에는 도 1과 같이 복수의 대상타이어(10)가 장착될 수 있고, 본 실시예에 따른 검사장치(100)는 대상타이어(10)의 수에 대응하여 복수로 제공될 수 있다. 이 경우, 복수의 대상타이어(10)는 동시에 마모가 검사될 수 있다.
본 실시예에 따른 검사장치(100)는 프레임(110), 한 쌍의 롤러부(121, 122), 회전구동부(미도시), 제1회전수측정부(131), 제2회전수측정부(132), 하중측정부(140) 및 공기압측정부(150)를 포함한다.
프레임(110)은 박스 형태로 제공될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
프레임(110)은 도 2와 같이 대상타이어(10)의 하측에 배치될 수 있다.
한 쌍의 롤러부(121, 122)는 각각 프레임(110)에 설치된다. 이 경우, 한 쌍의 롤러부(121, 122)는 도 2와 같이 대상타이어(10)의 하측에서 대상타이어(10)의 전후방향(예컨대, 도 1에서 볼 때 X축방향)으로 이격되어 프레임(110)에 설치될 수 있다.
한 쌍의 롤러부(121, 122)의 각 회전샤프트(121a, 122a)는 프레임(110)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 이때, 각 회전샤프트(121a, 122a)의 연장방향은 대상타이어(10)의 회전중심축(C)의 연장방향과 나란할 수 있다.
한 쌍의 롤러부(121, 122)의 반경은 도 2와 같이 서로 동일할 수 있다. 또는, 한 쌍의 롤러부(121, 122)의 반경은 도시되지 않았지만, 서로 다를 수 있다.
한 쌍의 롤러부(121, 122)는 각각 대상타이어(10)를 회전 가능하게 지지한다. 이때, 한 쌍의 롤러부(121, 122)는 도 2와 같이 각각의 외측면이 대상타이어(10)의 외측면에 접하도록 배치될 수 있다.
회전구동부(미도시)는 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 어느 하나를 회전시킨다. 참고로, 이하에서, 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 회전구동부에 의해 회전하는 롤러부(121)를 구동롤러부(121)라고 하고, 나머지 롤러부(122)를 아이들롤러부(122)라고 한다.
이 경우, 구동롤러부(121)는 회전구동부가 제공하는 구동력에 의해 회전하고, 구동롤러부(121)와 접하는 대상타이어(10)는 회전하는 구동롤러부(121)와 대상타이어(10) 사이 마찰력에 의해 회전하고, 대상타이어(10)와 접하는 아이들롤러부(122)는 회전하는 대상타이어(10)와 아이들롤러부(122) 사이 마찰력에 의해 회전할 수 있다.
이때, 차량(1)은 차량(1)에 장착된 대상타이어(10)가 회전 가능하도록 변속기(미도시)를 중립에 위치시킬 수 있다.
예컨대, 회전구동부는 구동력을 발생시키는 모터(미도시)일 수 있다.
모터의 구동샤프트(미도시)는 구동롤러부(121)의 회전샤프트(121a)에 직접 연결될 수 있다. 또는, 모터의 구동샤프트는 기어 또는 팬벨트 같은 연결수단(미도시)을 매개로 구동롤러부(121)의 회전샤프트(121a)에 연결될 수 있다.
이외에도, 회전구동부는 도시되지 않았지만, 구동롤러부를 회전시킬 수 있는 다양한 구동수단으로 제공될 수 있다.
제1회전수측정부(131)는 대상타이어(10)의 회전수를 측정한다. 이하에서, 제1회전수측정부(131)가 측정한 회전수는 제1회전수라고 한다.
예컨대, 제1회전수측정부(131)는 회전수를 측정하는 엔코더를 포함할 수 있다.
이 경우, 제1회전수측정부(131)는 도 3과 같이 대상타이어(10)의 중심부에 위치하는 휠허브(미도시)에 별도의 결합부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다. 제1회전수측정부(131)는 휠허브의 회전수를 측정할 수 있다.
이때, 휠허브의 회전수는 휠허브와 일체로 회전하는 대상타이어(10)의 회전수일 수 있다.
이외에도, 제1회전수측정부는 도시되지 않았지만, 대상타이어의 회전수를 측정할 수 있는 다양한 측정수단으로 제공될 수 있다.
제2회전수측정부(132)는 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 어느 하나의 회전수를 측정할 수 있다. 이하에서, 제2회전수측정부(132)가 측정한 회전수는 제2회전수라고 한다.
예컨대, 제2회전수측정부(132)는 엔코더를 포함할 수 있다.
일례로, 제2회전수측정부(132)는 도 3과 같이 구동롤러부(121)의 회전샤프트(121a)의 단부에 결합될 수 있다. 이 경우, 제2회전수측정부(132)는 구동롤러부(121)의 회전수를 측정할 수 있다.
대안적으로, 제2회전수측정부 도시되지 않았지만, 아이들롤러부의 회전샤프트의 단부에 결합될 수 있다. 이 경우, 제2회전수측정부는 아이들롤러부의 회전수를 측정할 수 있다.
이외에도, 제2회전수측정부는 도시되지 않았지만, 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수를 측정할 수 있는 다양한 측정수단으로 제공될 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 대상타이어(10)의 마모를 검사하기 위해 제2회전수측정부(132)가 구동롤러부(121)의 회전수를 측정하는 경우를 예를 들어 설명한다. 다만, 제2회전수측정부(132)가 아이들롤러부(122)의 회전수를 측정하는 경우는 대상타이어(10)의 마모를 검사하는 메커니즘에 있어 구동롤러부(121)의 회전수를 측정하는 경우와 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략한다.
제1회전수측정부(131)와 제2회전수측정부(132)는 소정의 설정시간 동안 제1회전수 및 제2회전수를 측정할 수 있다. 이 경우, 회전구동부는 소정의 설정시간 동안 구동롤러부(121)에 구동력을 제공할 수 있다.
하중측정부(140)는 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 측정한다.
이와 관련하여, 차량(1) 자체의 차량중량 및 그 차량(1)에 적재된 화물의 화물중량은 차량(1)에 장착된 복수의 대상타이어(10)에 분산되어 각 대상타이어(10)에 대해 하중으로 작용한다. 다시 말해, 대상타이어(10)에 작용하는 하중은 대상타이어(10)의 마모를 검사할 때 차량중량 및 화물중량에 따라 결정될 수 있다.
대상타이어(10)에 작용하는 하중은 대상타이어(10)의 형상, 즉 반경을 변화시킬 수 있다. 다시 말해, 대상타이어(10)의 반경은 대상타이어(10)의 마모를 검사할 때 차량중량 및 화물중량에 따라 변할 수 있다.
이러한 대상타이어(10)에 작용하는 하중은 후술하는 기준회전수비를 결정하기 위한 조건으로 사용될 수 있다. 이에 관해서는 후술한다.
하중측정부(140)는 회전구동부가 구동롤러부(121)를 회전시키기 전 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 측정할 수 있다.
하중측정부(140)는 도 2와 같이 프레임(110)의 하측에 배치되어, 프레임(110)을 지지할 수 있다. 이 경우, 하중측정부(140)는 프레임(110), 한 쌍의 롤러부(121, 122) 및 회전구동부 등의 중량에 의한 오차를 보정하기 위해 영점조절될 수 있다. 영점조절은 대상타이어(10)가 프레임(110)의 상측에 배치되기 전 수행될 수 있다.
하중측정부(140)는 프레임(110)과 지지면 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 하중측정부(140)는 지지면에 지지되어 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 측정할 수 있다. 여기서, 지지면은 대상타이어(10)의 마모를 검사하는 검사장(미도시)의 지면이거나 대상타이어(10)의 마모를 검사하기 위한 검사설비(미도시)의 바닥면일 수 있다.
하중측정부(140)는 한 쌍의 전극을 이용하여 측정되는 전기적 변화를 통해 하중을 측정하는 것과 같이 하중을 측정하는 공지의 다양한 측정수단을 포함할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
공기압측정부(150)는 대상타이어(10)의 공기압을 측정한다.
이와 관련하여, 대상타이어(10)의 공기압은 대상타이어(10)의 사용기간 또는 차량(1)에 적재되는 화물의 중량 또는 차량(1)이 운행하는 지면의 조건 등 다양한 원인에 의해 변할 수 있다.
대상타이어(10)의 공기압은 대상타이어(10)를 팽창 또는 수축시키며 대상타이어(10)의 형상, 즉 반경을 변화시킬 수 있다. 다시 말해, 대상타이어(10)의 반경은 대상타이어(10)의 공기압에 따라 변할 수 있다.
이러한 대상타이어(10)의 공기압은 후술하는 기준회전수비를 결정하기 위한 조건으로 사용될 수 있다. 이에 관해서는 후술한다.
공기압측정부(150)는 회전구동부가 구동롤러부(121)를 회전시키기 전 대상타이어(10)의 공기압을 측정할 수 있다.
공기압측정부(150)는 도 2와 같이 프레임(110) 외부에 배치될 수 있으나, 이에 국한되지 않는다.
공기압측정부(150)는 대상타이어(10)의 공기주입구(미도시)에 연결되어 대상타이어(10)의 공기압에 의해 이동하는 피스톤을 이용하여 공기압을 측정하는 것과 같이 대상타이어(10)의 공기압을 측정하는 공지의 다양한 측정수단을 포함할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 검사장치(100)는 대상타이어(10)의 회전수인 제1회전수에 대한 구동롤러부(121)의 회전수인 제2회전수의 비인 측정회전수비와 기준회전수비를 비교하여 대상타이어(10)의 마모를 검사할 수 있다.
여기서, 기준회전수비는 대상타이어(10)와 동종의 마모되기 전 기준타이어에 대한 모의실험을 통해 획득될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
보다 상세히, 대상타이어(10)의 반경은 대상타이어(10)가 마모될수록 감소, 즉 변할 수 있다. 제1회전수가 동일한 경우, 제2회전수는 대상타이어(10)의 반경에 따라 변할 수 있다. 이때, 측정회전수비는 대상타이어(10)의 반경에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 대상타이어(10)가 마모된 경우, 대상타이어(10)에 대한 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생할 수 있다. 이 경우, 본 실시예에 따른 검사장치(100)는 측정회전수비와 기준회전수비의 차이를 통해 용이하며 효과적으로 대상타이어(10)의 마모를 판단할 수 있다.
기준회전수비는 대상타이어(10)와 동종의 마모되기 전 기준타이어에 대한 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터 중 하중측정부(140)에서 측정된 측정하중과 공기압측정부(150)에서 측정된 측정공기압에 대응하는 회전수비로 결정될 수 있다.
모의실험은 기준타이어를 실험차량에 장착하고, 기준타이어를 한 쌍의 실험롤러부에 회전 가능하게 지지시켜 수행될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 실험롤러부 각각은 본 실시예에 따른 구동롤러부(121) 및 아이들롤러부(122)에 대응하고, 직경 및 재질 등을 포함하는 사양이 구동롤러부(121) 및 아이들롤러부(121)와 동일할 수 있다.
회전수비 데이터는 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압 중 적어도 하나를 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합일 수 있다.
여기서, 제1실험회전수는 제1회전수에 대응하는 기존타이어의 회전수이고, 제2실험회전수는 제2회전수에 대응하는 한 쌍의 실험롤러부 중 어느 하나의 회전수이다.
이와 관련하여, 기준타이어의 반경은 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압에 따라 달라질 수 있다. 기준타이어의 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비는 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압에 따라 달라질 수 있다.
이 경우, 모의실험은 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압 중 적어도 하나를 변수로 하여 수행되고, 회전수비 데이터는 그 변수에 따른 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합으로 획득될 수 있다.
이때, 기준회전수비는 상기 회전수 데이터 중 대상타이어(10)의 마모를 검사할 때 대상타이어(10)에 작용하는 하중 및 대상타이어(10)의 공기압 중 적어도 하나에 대응하는 회전수비로 결정되어 측정회전수비와 비교될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 검사장치(100)는 대상타이어(10)에 작용하는 하중 및 대상타이어(10)의 공기압에 따라 형상이 변하는 대상타이어(10)의 마모를 보다 정확하고 효과적으로 검사할 수 있다.
일례로, 회전수비 데이터는 기준타이어에 작용하는 하중을 상수인 기준하중으로 하고, 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합일 수 있다.
이 경우, 기준회전수비는 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 회전수비 데이터 중 공기압측정부(150)에서 측정된 측정공기압에 대응하는 회전수비로 결정될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 검사장치(100)는 도 1과 같이 하중조정부(160)를 더 포함할 수 있다.
하중조정부(160)는 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 조정할 수 있다. 하중조정부(160)는 측정하중이 기준하중과 차이가 있을 때, 대상타이어(10)에 작용하는 하중이 기준하중이 되도록 작동할 수 있다. 이 경우, 측정회전수비는 동일한 하중조건에서 기준회전수비와 비교될 수 있다.
하중조정부(160)는 구동롤러부(121)가 대상타이어(10)를 회전시키기 전 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 조정할 수 있다.
예컨대, 하중조정부(160)는 도 1과 같이 유압 또는 공압에 의해 신축동작하는 실리더로 제공될 수 있다.
실린더(161)는 지지면에서 차량(1)의 저면을 향해 상하방향으로 연장되고, 상하방향(예컨대, 도 1에서 볼 때 Z축방향)으로 신축동작할 수 있다.
실린더(161)는 신축동작을 통해 차량(1)을 지지할 수 있다. 이 경우, 대상타이어(10)에 작용하는 하중은 차량중량 및 화물중량이 대상타이어(10) 및 실린더(161)에 분산됨으로써 조정될 수 있다.
이외에도, 하중조절부는 도시되지 않았지만, 차량을 지지하는 크레인과 같이 차량에 장착된 대상타이어의 하중을 조정할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다.
다른 예로, 회전수비 데이터는 기준타이어의 공기압을 상수인 기준공기압으로 하고, 기준타이어에 작용하는 하중을 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합일 수 있다.
이 경우, 기준회전수비는 기준타이어에 작용하는 하중을 변수로 하여 획득된 회전수비 데이터 중 하중측정부(140)에 측정된 측정하중에 대응하는 회전수비로 결정될 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 검사장치는 도시되지 않았지만, 공기압조정부를 더 포함할 수 있다.
공기압조정부는 대상타이어의 공기압을 조정할 수 있다. 공기압조정부는 측정공기압이 기준공기압과 차이가 있을 때, 대상타이어의 공기압이 기준공기압이 되도록 작동할 수 있다. 이 경우, 대상타이어에 대한 측정회전수비는 동일한 공기압조건에서 기준회전수비와 비교될 수 있다.
공기압조정부는 구동롤러부가 대상타이어를 회전시키기 전 대상타이어의 공기압을 조정할 수 있다.
공기압조정부는 대상타이어에 형성된 공기주입구를 통해 공기를 주입하거나 배출할 수 있는 공지의 수단을 포함할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
또 다른 예로, 회전수비 데이터는 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합일 수 있다.
이 경우, 기준회전수비는 기준타이어에 작용하는 하중 및 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 회전수비 데이터 중 하중측정부에서 측정된 측정하중 및 공기압측정부에서 측정된 측정공기압에 대응하는 회전수비로 결정될 수 있다.
이 경우, 대상타이어에 작용하는 하중 및 대상타이어의 공기압은 조정될 필요가 없다.
한편, 회전수 데이터는 대상타이어(10)를 제작하는 제작업체에서 모의실험을 수행하여 획득하거나, 별도의 실험업체에서 모의실험을 수행하여 획득될 수 있다. 이와 같이 획득된 회전수 데이터는 본 실시예에 따른 검사장치(100)가 설치된 검사장 또는 대상타이어(10)를 사용하는 사용자에게 대상타이어(10)의 마모를 검사하기 전 미리 제공되고, 한 쌍의 실험롤러부의 사양 등 실험조건과 함께 제공될 수 있다.
본 실시예에 따른 검사장치(100)는 도 4와 같이 마모판단부(170)를 더 포함할 수 있다.
마모판단부(170)는 기준회전수비에 대한 측정회전수비의 비교값을 도출할 수 있다.
이 경우, 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터는 마모판단부(170)에 미리 저장되고, 마모판단부(170)는 도 4와 같이 하중측정부(140)로부터 측정하중을, 공기압측정부(150)로부터 측정공기압을 전송받아 저장된 회전수비 데이터 중 하나를 기준회전수비로 결정하고, 제1회전수측정부(131)로부터 제1회전수를, 제2회전수측정부(132)로부터 제2회전수를 전송받아 측정회전수비를 도출하고, 기준회전수비에 대한 측정회전수비의 비교값을 도출할 수 있다.
예컨대, 비교값은 기준회전수비를 분모로 하고 측정회전수비를 분자로 하는 값일 수 있다. 이 경우, 마모판단부(170)는 비교값이 1보다 작은 경우 대상타이어(10)가 마모된 것으로 판단할 수 있다.
마모판단부(170)는 비교값이 설정값이하인 경우 대상타이어(10)의 교체에 대한 알람신호를 제공할 수 있다. 여기서, 설정값은 대상타이어(10)가 차량(1)에 장착되어 계속 사용되는 경우 파손될 위험이 있는 비교값이고, 모의실험 또는 수치해석 등의 방법으로 결정되어 마모판단부(170)에 미리 저장될 수 있다.
예컨대, 비교값은 0.7이고, 설정값은 0.8일 수 있다. 이 경우, 마모판단부(170)는 대상타이어(10)가 마모되어 교체가 필요한 것으로 판단하고, 알람신호를 제공할 수 있다.
본 실시예에 따른 검사장치(100)는 도 4와 같이 표시부(18)를 더 포함할 수 있다.
표시부(180)는 마모판단부(170)로부터 알람신호를 제공받아 표시할 수 있다. 이 경우, 사용자는 표시부(180)에서 표시되는 알람신호를 통해 대상타이어(10)의 교체시기를 용이하게 확인할 수 있다.
표시부(180)는 알람신호를 문자 등으로 표시하는 모니터, 또는 알람신호를 소리를 표시하는 스피커, 또는 알람신호를 빛으로 표시하는 조명 등 알람신호를 표시할 수 있는 다양한 공지의 수단을 포함할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다른 실시예에서는 도시되지 않았지만, 작업자가 직접 측정회전수비를 도출하고, 기준회전수비와 비교하여 대상타이어의 마모를 판단할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 도 5와 같이 보조롤러부(190')를 더 포함할 수 있다. 참고로, 도 5는 도 2의 롤러부의 일 변형례를 나타내는 도면이고, +X축방향은 대상타이어(10)의 전방을 나타낸다.
보조롤러부(190')는 한 쌍의 롤러부(121', 122') 중 제2회전수가 측정되는 롤러부(121')에 결합될 수 있다. 이하에서는, 제2회전수는 한 쌍의 롤러부(121', 122') 중 구동롤러부(121')의 회전수이고, 보조롤러부(190')가 구동롤러부(121')에 결합되는 경우를 예를 들어 설명하고, 보조롤러부(190')와 한 쌍의 롤러부(121', 122') 중 나머지 롤러부, 즉 아이들롤러부(122') 사이 결합구조는 보조롤러부(190')와 구동롤러부(121') 사이 결합구조와 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략한다.
보조롤러부(190')는 중공을 가지는 파이프 형태로 제공될 수 있다. 이 경우, 보조롤러부(190')의 내부에 구동롤러부(121')가 삽입되어 결합될 수 있다.
예컨대, 보조롤러부(190')는 구동롤러부(121')와 슬라이딩 이동 가능하게 결합할 수 있다.
이 경우, 보조롤러부(190')의 내측면에는 구동롤러부(121')의 외측면을 향해 돌출되는 슬라이딩돌기(191')가 형성될 수 있다. 슬라이딩돌기(191')는 구동롤러부(121')의 회전샤프트(121a')의 연장방향으로 연장될 수 있다. 슬라이딩돌기(191')는 복수로 제공되고, 복수의 슬라이딩돌기(191')는 보조롤러부(190')의 원주방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
구동롤러부(121')에는 구동롤러부(121')의 외측면에서 구동롤러부(121')의 중심부를 향해 오목한 슬라이딩홈(192')이 형성될 수 있다. 슬라이딩홈(192')은 슬라이딩돌기(191')의 연장방향으로 연장 형성되고, 슬라이딩돌기(191')가 슬라이딩 이동하며 결합할 수 있다. 슬라이딩홈(192')은 슬라이딩돌기(191')에 대응하여 복수로 제공될 수 있다.
보조롤러부(190')는 제2회전수가 측정되는 롤러부(121'), 즉 구동롤러부(121')와 모의실험에 사용된 실험롤러부의 사양이 상이할 때 구동롤러부(121')에 결합될 수 있다. 여기서, 사양은 실험롤러부 및 구동롤러부(121') 각각의 직경 및 재질을 포함할 수 있다.
보다 상세히, 구동롤러부(121')의 사양은 회전수비 데이터를 획득하기 위한 모의실험에 사용된 한 쌍의 실험롤러부 중 구동롤러부(121')에 대응하는 실험롤러부의 사양과 다를 수 있다. 이 경우, 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터는 구동롤러부(121')의 제2회전수를 이용한 측정회전수비와 비교되기 어렵다.
이때, 보조롤러부(190')는 구동롤러부(121')에 결합되어, 구동롤러부(121')의 사양을 실험롤러부의 사양에 대응시킬 수 있다. 이 경우, 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터는 보조롤러부(190')와 결합한 구동롤러부(121')의 제2회전수를 이용한 측정회전수비와 비교될 수 있다.
보조롤러부(190')는 실험롤러부의 사양에 대응하는 사양을 가질 수 있다.
보조롤러부(190')는 사양을 달리하여 복수로 제공될 수 있다. 이 경우, 각 보조롤러부(190')는 마모를 검사하는 대상타이어(10)가 변경되는 경우, 그 대상타이어(10)의 회전수비 데이터를 획득하기 위해 사용된 실험롤러부에 대응하도록 구동롤러부(121')에 교체되어 결합될 수 있다.
한편, 보조롤러부(190')는 도 5와 같이 한 쌍으로 제공되고, 각각 구동롤러부(121') 및 아이들롤러부(122')에 결합될 수 있다. 다시 말해, 보조롤러부(190')는 제2회전수가 측정되는 롤러부(121') 및 제2회전수가 측정되지 않는 롤러부(121')에 각각 결합될 수 있다. 이 경우, 보조롤러부(190')와 결합한 한 쌍의 롤러부(121', 122')의 사양은 모두 한 쌍의 실험롤러부의 사양에 대응될 수 있다.
앞서 살핀 바와 같이, 본 실시예에 따른 검사장치(100)는 한 쌍의 롤러부(121, 122)가 대상타이어(10)를 회전 가능하게 지지하도록 제공되고, 대상타이어(10)의 회전수에 대한 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 어느 하나의 회전수의 비인 측정회전수비를 이용하여 대상타이어(10)의 마모를 효과적으로 검사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 검사방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 마모 검사방법을 설명한다.
본 실시예에 따른 검사방법은 앞서 설명한 본 실시예에 따른 검사장치(100)를 이용하여 차량(1)에 장착된 대상타이어(10)의 마모를 검사할 수 있다. 참고로, 이하에서는 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 회전구동부(미도시)에 의해 회전하는 롤러부(121)를 구동롤러부(121)라 하고, 나머지 롤러부(122)를 아이들롤러부(122)라 한다.
먼저, 도 2 및 도 6을 참조하면, 한 쌍의 롤러부(121, 122)는 대상타이어(10)를 회전 가능하게 지지하도록 배치된다(S110).
이때, 한 쌍의 롤러부(121, 122) 각각은 도 2와 같이 대상타이어(10)의 하측에서 외측면이 대상타이어(10)의 외측면에 접하도록 프레임(110)에 설치될 수 있다. 한 쌍의 롤러부(121, 122)의 각 회전샤프트(121a, 122a)는 대상타이어(10)의 회전중심축(C)의 연장방향과 나란하게 배치될 수 있다.
이후, 도 2 및 도 6을 참조하면, 대상타이어(10)에 작용하는 하중 및 대상타이어(10)의 공기압은 측정된다(S120).
이 경우, 하중측정부(140)는 프레임(110)의 하측에 배치되고, 대상타이어(10)에 작용하는 하중을 측정하기 전 영점조정될 수 있다.
이후, 도 2, 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하면, 대상타이어(10)의 회전수인 제1회전수 및 한 쌍의 롤러부(121, 122) 중 어느 하나의 회전수인 제2회전수는 측정된다(S130).
이 경우, 구동롤러부(121)는 회전구동부(미도시)가 제공하는 구동력에 의해 회전하고, 구동롤러부(121)와 접하는 대상타이어(10)는 회전하는 구동롤러부(121)와 대상타이어(10) 사이 마찰력에 의해 회전하고, 대상타이어(10)와 접하는 아이들롤러부(122)는 회전하는 대상타이어(10)와 아이들롤러부(122) 사이 마찰력에 의해 회전할 수 있다.
제1회전수측정부(131)는 도 3과 같이 대상타이어(10)에 설치되어 제1회전수를 측정하고, 제2회전수측정부(132)는 구동롤러부(121)에 설치되어 제2회전수를 측정할 수 있다.
이때, 대상타이어(10)가 마모된 경우, 제1회전수에 대한 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생할 수 있다.
이 경우, 마모판단부(170)는 기준회전수비에 대한 측정회전수비의 비교값을 도출하고, 비교값이 설정값 이하인 경우 대상타이어(10)의 교체에 대한 알람신호를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 차량
10: 대상타이어
100: 검사장치
110: 프레임
121, 122, 121', 122': 롤러부
131: 제1회전수측정부
132: 제2회전수측정부
140: 하중측정부
150: 공기압측정부
160: 하중조정부
170: 마모판단부
180: 표시부
190': 보조롤러부

Claims (8)

  1. 차량에 장착된 대상타이어의 마모를 검사하는 장치로서,
    프레임;
    각각 상기 프레임에 설치되고, 상기 대상타이어를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 롤러부;
    상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나를 회전시키는 회전구동부;
    상기 대상타이어의 회전수를 측정하는 제1회전수측정부;
    상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수를 측정하는 제2회전수측정부;
    상기 대상타이어의 하중을 측정하는 하중측정부; 및
    상기 대상타이어의 공기압을 측정하는 공기압측정부를 포함하고,
    상기 대상타이어가 마모된 경우, 상기 제1회전수측정부가 측정한 제1회전수에 대한 상기 제2회전수측정부가 측정한 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생하고,
    상기 기준회전수비는 상기 대상타이어와 동종의 마모되기 전 기준타이어에 대한 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터 중 상기 하중측정부에서 측정된 측정하중과 상기 공기압측정부에서 측정된 측정공기압에 대응하는 회전수비로 결정되고,
    상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어에 작용하는 하중 및 상기 기준타이어의 공기압 중 적어도 하나를 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합이고,
    상기 한 쌍의 롤러부 중 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부와 상기 모의실험에서 사용된 실험롤러부의 사양이 상이할 때, 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부의 사양을 상기 실험롤러부의 사양에 대응시키도록 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부에 보조롤러부가 결합되는, 타이어 마모 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상타이어의 반경은 상기 대상타이어가 마모될수록 감소하고,
    상기 측정회전수비는 상기 대상타이어의 반경에 따라 달라지는, 타이어 마모 검사장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상타이어에 작용하는 하중을 조정하는 하중조정부를 더 포함하고,
    상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어에 작용하는 하중을 상수인 기준하중으로 하고, 상기 기준타이어의 공기압을 변수로 하여 획득된 상기 제1실험회전수에 대한 상기 제2실험회전수의 비의 집합이고,
    상기 하중조정부는 상기 대상타이어에 작용하는 하중이 상기 기준하중이 되도록 작동하는, 타이어 마모 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상타이어의 공기압을 조정하는 공기압조정부를 더 포함하고,
    상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어의 공기압을 상수인 기준공기압으로 하고, 상기 기준타이어에 작용하는 하중을 변수로 하여 획득된 상기 제1실험회전수에 대한 상기 제2실험회전수의 비의 집합이고,
    상기 공기압조정부는 상기 대상타이어의 공기압이 상기 기준공기압이 되도록 작동하는, 타이어 마모 검사장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준회전수비에 대한 상기 측정회전수비의 비교값을 도출하고, 상기 비교값이 설정값 이하인 경우 상기 대상타이어의 교체에 대한 알람신호를 제공하는 마모판단부를 더 포함하는, 타이어 마모 검사장치.
  8. 차량에 장착된 대상타이어의 마모를 검사하는 방법으로서,
    상기 대상타이어를 회전 가능하게 지지하도록 한 쌍의 롤러부를 배치하는 단계;
    상기 대상타이어에 작용하는 하중 및 상기 대상타이어의 공기압을 측정하는 단계; 및
    상기 대상타이어의 회전수인 제1회전수 및 상기 한 쌍의 롤러부 중 어느 하나의 회전수인 제2회전수를 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 대상타이어가 마모된 경우, 상기 제1회전수에 대한 상기 제2회전수의 비인 측정회전수비는 기준회전수비와 차이가 발생하고,
    상기 기준회전수비는 상기 대상타이어와 동종의 마모되기 전 기준타이어에 대한 모의실험을 통해 획득된 회전수비 데이터 중 측정된 상기 대상타이어에 작용하는 하중과 측정된 상기 대상타이어의 공기압에 대응하는 회전수비로 결정되고,
    상기 회전수비 데이터는 상기 기준타이어에 작용하는 하중 및 상기 기준타이어의 공기압 중 적어도 하나를 변수로 하여 획득된 제1실험회전수에 대한 제2실험회전수의 비의 집합이고,
    상기 한 쌍의 롤러부 중 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부와 상기 모의실험에서 사용된 실험롤러부의 사양이 상이할 때, 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부의 사양을 상기 실험롤러부의 사양에 대응시키도록 상기 제2회전수가 측정되는 롤러부에 보조롤러부가 결합되는, 타이어 마모 검사방법.
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