KR102333195B1 - 차량의 가변 축 자동화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 가변 축 자동화 장치에 관한 것이다. 본 발명에서 차량에 설치되는 판스프링(130)의 양단에 연결되는 새클(shacle)의 하부에는 로드셀(200)이 구비된다. 상기 로드셀(200)은 화물의 적재량에 따라 변형되는 판스프링(130)의 변형 정도를 계측한다. 상기 로드셀(200)에는 인디케이터(300)가 연결된다. 상기 인디케이터(300)는 상기 로드셀(200)로부터 계측된 변형 값을 중량 값으로 계산하여 외부로 송신한다. 상기 인디케이터(300)에는 디스플레이부(400)가 연결된다. 상기 디스플레이부(400)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값을 표시한다. 상기 인데케이터(300)에는 제어부(500)가 연결되고, 상기 제어부(500)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축(30)을 제어한다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 구성이 간단하여 설치 및 유지보수가 용이하며, 로드셀과 연결되는 디스플레이부를 통해 적재 하중을 작업자가 쉽게 인지할 수 있고, 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 가변 축이 부담하는 하중을 유동적으로 제어함으로써 도로주행의 안정성을 향상시키는 것과 동시에 도로의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량의 가변 축 자동화 장치{A variable axis automation apparatus of vehicle}

본 발명은 차량의 가변 축 자동화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로드셀을 통해 판스프링의 변형을 감지하여 자동으로 축을 상승 또는 하강 제어함으로써 하중을 분산시킬 수 있도록 구성되는 차량의 가변 축 자동화 장치에 관한 것이다.

자동차 및 자동차부품의 성능과 기준에 관한 규칙 제13조에 의거, 정부는 화물자동차 및 특수자동차에 상하로 움직일 수 있는 가변 축의 설치를 허용하고 있다. 가변 축이란, 화물자동차 및 특수자동차에 주로 장착 및 사용되는 차축의 한 종류로서, 일반 고정 축과는 다르게 상하 방향으로 승강 조작이 가능한 차축을 의미한다.

현재 도로법에서는 축당 10톤 총중량 40톤으로 적재량을 허용하고 있기 때문에 가변 축으로 인해 차량들이 더 많은 화물을 적재할 수 있다. 차량에 적재된 중량을 측정하기 위해서는 도로 상에 설치된 판 상의 중량측정장치에 운전자가 차량을 이동시켜 차량의 바퀴를 올려놓고 측정하는 것이 일반적이나, 가변 축이 장착된 차량에 적재된 중량을 정확하게 측정하기 힘들다.

따라서 운전자는 선험적인 판단에 의하여 과적여부를 판단할 수 밖에 없고, 이에 따라 차량 운행 시 도로 파손 및 과적 단속에 따른 막대한 경제적 비용 손실이 따르고 파손된 도로를 고속 운행할 경우 사고 발생 위험도가 증가할 수 있는 문제점이 있다.

한편, 가변 축은 리프트(Lift) 에어벨로우즈와 로드(Load) 에어벨로우즈의 동작에 의해 내려지거나 올려진다. 그리고 리프트 에어벨로우즈와 로드 에어벨로우즈는 소정의 공기압 회로에 의해 동작하도록 구성되어 되며, 동작의 제어는 운전자가 직접제어하는 방식과 자동으로 제어하는 방식을 이용할 수 있다.

수동 동작제어는 축하중 산출이 불가능하며, 자동 제어 방식은 축하중 산출하는 것을 기반으로 수행된다. 일반적으로 사용되는 축하중을 산출하는 방법은 판스프링 서스펜션의 경우, 판스프링의 측면에 스트레인 게이지를 설치하고, 스트레인 게이지로부터 하중을 검출하는 것으로, 설치과정이 어렵고, 판스프링의 교체시 함께 스트레인 게이지도 함께 교체해야 하기 때문에 비용적인 부담이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1500137호(2015년 03월 02일 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-0629647호(2006년 09월 22일 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 새클 하부에 각각 설치되는 로드셀 및 로드셀 사이를 연결하는 와이어를 통해 판스프링의 변형 정도를 계측하여 정확하게 중량을 측정할 수 있는 차량의 가변 축 자동화 장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 로드셀과 연결되는 인디케이터의 설정 값에 따라서 출력된 전원을 공급하여 가변 축을 상승 또는 하강 제어할 수 있는 차량의 가변 축 자동화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 가변 축이 설치된 차량에 있어서, 차량에 설치되는 판스프링의 양단에 연결되는 새클(shacle)의 하부에 각각 구비되어 화물의 적재량에 따라 변형되는 판스프링의 변형 정도를 계측하는 로드셀; 상기 로드셀로부터 계측된 변형 값을 중량 값으로 계산하여 외부로 송신하는 인디케이터; 상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값을 표시하는 디스플레이부; 및 상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 로드셀은 지면과 수평하도록 상기 새클의 하부에 각각 구비되고, 상기 로드셀의 사이는 와이어에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 와이어는 상기 판스프링이 원상태에서 변형될 때 서로 잡아 당겨지는 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이부는 차량의 후면 프레임에 설치되는 것을 특징으로 한다.

한편, 차량의 화물 적재시 발생되는 판스프링의 변형에 의해 새클의 하부에 구비된 로드셀을 가압하는 힘 및 상기 판스프링의 변형에 의해 상기 로드셀의 사이를 연결하는 와이어가 상기 로드셀을 가압하는 힘을 측정하는 변형 값 측정단계;

상기 로드셀로부터 측정된 변형 값을 인디케이터가 전달받아 중량 값으로 계산하여 상기 인디케이터와 연결된 디스플레이부에 송신하는 중량 값 송신단계;

상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축을 제어하는 가변 축 제어 단계; 및

상기 가변 축 제어 단계의 이후 상기 로드셀을 통해 상기 판스프링에 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 새클에 는 로드셀이 구비되고, 로드셀 사이는 와이어에 의해 연결됨으로써 판스프링이 하중에 따라 변형되면 차량의 축하중 계측이 가능하므로, 구성이 간단하여 설치 및 유지보수가 용이한 효과가 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 로드셀이 판스프링에 직접 설치되는 것이 아니므로, 판스프링의 교체와 상관 없이 지속적인 사용이 가능하다. 따라서 차량 유지비를 줄일 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 기존 화물자동차나 특수자동차의 새클에 로드셀 및 와이어를 설치하여 사용할 수 있으므로, 설치 및 유지보수가 더욱 용이한 효과도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 로드셀과 연결되는 디스플레이부를 통해 적재 하중을 작업자가 쉽게 인지할 수 있어 과적운행을 미연에 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치에 따르면, 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 가변 축이 부담하는 하중을 유동적으로 제어함으로써 도로주행의 안정성을 향상시키는 것과 동시에 도로의 파손을 방지할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치의 구성을 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치의 구성의 일부 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치를 이용한 가변 축 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치의 구성이 개략도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 가변 축 자동화 장치의 구성의 일부 구성이 블록도로 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량은 프레임(a chassis frame)(10)에 적재된 화물 등의 적재물(G)을 지지하기 위하여 조향축(미도시), 구동축(20) 및 가변 축(30)을 구비할 수 있다. 이때, 프레임(10)의 전방에 위치된 조향축을 전방축이라 하고, 구동축(20)과 가변 축(30)을 후방축이라 한다. 이때, 프레임(10)에 축의 위치가 고정된 조향축과 구동축을 고정축이라 한다.

한편, 상기 프레임(10)에는 새클브래킷(100)이 구비된다. 상기 새클브래킷(100)은 상기 프레임(10)의 하단면과 측면을 감싸는 U자 형상의 부착부(미도시)가 프레임(10)의 하단을 감싸듯 장착되고, 부착부의 측면을 관통하는 리벳 또는 볼트의 체결력으로 프레임(10)에 부착된다.

상기 새클브래킷(100)에는 새클(110)이 설치된다. 새클(110)은 아래에서 설명될 판스프링(130)을 상기 새클브래킷(100)에 연결하여 고정시키는 역할을 한다. 상기 새클(110)은 새클(110)의 길이방향 양단이 판스프링(130)의 인장에 의해 그 중점을 기준으로 회전가능하도록 제작될 수 있다.

상기 새클(110)에는 판스프링(130)의 양단이 각각 고정된다. 상기 판스프링(130)은 공차시 차체 하중을 지지하고, 적차시 차체 하중 및 적재 하중을 지지하는 부품이다. 상기 판스프링(130)은 공차시 및 적차시 중앙부분(131)을 중심으로 그 양단부가 각도 변화를 갖게 된다. 즉, 상기 판스프링(130)은 공차시 액슬(미도시)과 연결된 중앙부분(131)을 중심으로 양단부가 상방향으로 휘어진 것과 같이 배열되고, 최대 적차 시 적재하중에 의하여 양단부가 액슬과 연결된 중앙부분(131)과 거의 수평을 이룰 정도로 하방향으로 펴지게 된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 새클(110)의 하부에는 로드셀(200)이 각각 구비된다. 상기 로드셀(200)은 상기 판스프링(130)의 변형 정도를 계측하는 역할을 한다. 즉, 상기 로드셀(200)은 지면과 수평하도록 각각 구비되고, 비적재시 상기 로드셀(200)에 하중이 가해지지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 로드셀(200)의 사이는 와이어(210)에 의해 서로 연결된다. 상기 와이어(210)는 상기 판스프링(130)이 원상태에서 변형될 때 서로 잡아당겨진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 적차 시 적재하중에 의하여 상기 판스프링(130)의 양단부가 중앙부분(131)과 수평을 이루는 방향으로 펴지게 되면, 상기 와이어(210)는 양단이 화살표 C 방향으로 인장되고, 축 방향, 즉, 화살표 A 방향으로 상기 로드셀(200)을 누르는 힘이 증가 된다.

본 실시예에서, 와이어(210)는 강선 또는 아연도금한 강선을 모아서 만든 와이어로프로 구성될 수 있다. 이때, 0.9~1.0 탄소의 강선으로 제작될 경우, 인장강도가 1mm² 당 300Kg 이상 될 수 있어, 외력에 의해 쉽게 끊어지는 것이 방지될 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀(200)에는 인디케이터(300)가 연결된다. 상기 인디케이터(300)는 상기 로드셀(200)로부터 계측된 변형 값을 중량 값으로 계산하여 외부로 송신하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 상기 인디케이터(300)는 아래에서 설명될 디스플레이부(400)와 연결되어 중량 값을 디스플레이부(400)로 송신한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인디케이터(300)에는 디스플레이부(400)가 연결된다. 본 실시예에서, 상기 디스플레이부(400)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값을 표시하는 역할을 한다. 본 실시예에서, 상기 디스플레이부(400)는 상기 인디케이터(300)로부터 전달된 중량 값 및 상기 로드셀(200) 및 상기 인디케이터(300)의 작동 여부 등를 숫자 및 색으로 표시할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 디스플레이부(400)는 차량의 후면 프레임(10)에 설치되어 사용자가 육안으로 확인할 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 디스플레이부(400)는 차량 내부에 설치될 수도 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인디케이터(300)에는 제어부(500)가 연결된다. 상기 제어부(500)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축(30)을 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 제어부(500)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 가변 축(30)을 상승 또는 하강 제어를 하여 하중을 분산시킨다.

이때, 가변 축(30)이 작동하지 않는 경우, 적재 하중은 조향축과 구동축(20)이 분담하고, 가변 축(30)이 작동하면, 적재 하중은 조향축, 구동축(20) 및 가변 축(30)이 함께 분담한다.

다음으로, 도 3을 참고로 하여 차량의 가변 축 자동화 장치를 이용한 가변 축 제어 방법을 설명한다.

먼저, 작업자가 시동을 건(ON)상태이고, 정지된 상태에서, 가변 축(30)이 지면으로부터 떨어져 있고, 차량에 적재물이 적재되지 않은 상태인지 확인한다(S110).

이와 같은 상태에서, 적재물이 차량에 적재되면, 상기 로드셀(200)이 상기 판스프링(130)의 변형 정도를 감지하여 측정한다(S120).

상기 로드셀(200)로부터 측정된 변형 값은 상기 인디케이터(300)가 전달받아 중량 값으로 계산하여 상기 인디케이터(300)와 연결된 디스플레이부(400)로 송신한다(S130).

상기 디스플레이부(400)는 차량에 적재된 적재 하중이 얼마인지 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시한다.

이와 동시에, 상기 인디케이터(300)와 연결된 제어부(500)는 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여(S140), 차량의 가변 축(30)을 제어한다(S150).

이와 같이, 제어부(500)는 가변 축(30)을 작동시킴으로써, 적재 하중을 조향축, 구동축(20) 및 가변 축(30)이 함께 분담하도록 한다(S160).

다음으로, 가변 축(30)의 제어가 완료되면, 상기 로드셀(200)을 통해 상기 판스프링(130)에 가해지는 하중을 측정하여 적재 하중이 분산되었는지 작업자가 디스플레이부(400)를 통해 육안으로 확인한다(S170).

또한, 작업자는 디스플레이부(400)를 통해 적재 하중이 초과되었는지도 육안으로 확인할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 상기 새클(110)의 하부에 로드셀(200)이 구비되고, 상기 로드셀(200)의 사이는 와이어(210)에 의해 연결됨으로써 상기 판스프링(130)이 하중에 따라 변형되면 차량의 축하중 계측이 가능하므로, 구성이 간단하여 설치 및 유지보수가 용이하다.

그리고 로드셀(200)이 상기 판스프링(130)에 직접 설치되는 것이 아니므로, 상기 판스프링(130)의 교체와 상관 없이 지속적인 사용이 가능하다.

또한, 기존 화물자동차나 특수자동차의 새클에 상기 로드셀(200) 및 와이어(210)를 설치하여 사용할 수 있으므로, 설치 및 유지보수가 더욱 용이할 수 있다.

또한, 상기 로드셀(200)과 연결되는 상기 디스플레이부(400)를 통해 적재 하중을 작업자가 쉽게 인지할 수 있어 과적운행을 미연에 방지할 수도 있다.

또한, 상기 인디케이터(300)로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 상기 가변 축(30)이 부담하는 하중을 유동적으로 제어함으로써 도로주행의 안정성을 향상시키는 것과 동시에 도로의 파손을 방지할 수도 있다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 프레임 20: 구동축
30: 가변 축
100: 새클 브래킷 110: 새클
130: 판스프링
200: 로드셀 210: 와이어
300: 인디케이터
400: 디스플레이부
500: 제어부

Claims (5)

1. 가변 축이 설치된 차량에 있어서,
   차량에 설치되는 판스프링의 양단에 연결되는 새클(shacle)의 하부에 각각 구비되어 화물의 적재량에 따라 변형되는 판스프링의 변형 정도를 계측하는 로드셀;
   상기 로드셀로부터 계측된 변형 값을 중량 값으로 계산하여 외부로 송신하는 인디케이터;
   상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값을 표시하는 디스플레이부; 및
   상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축을 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 로드셀은 지면과 수평하도록 상기 새클의 하부에 각각 구비되고, 상기 로드셀의 사이는 와이어에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량의 가변 축 자동화 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 와이어는 상기 판스프링이 원상태에서 변형될 때 서로 잡아 당겨지는 것을 특징으로 하는 차량의 가변 축 자동화 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 디스플레이부는 차량의 후면 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 가변 축 자동화 장치.
5. 차량의 화물 적재시 발생되는 판스프링의 변형에 의해 새클의 하부에 구비된 로드셀을 가압하는 힘 및 상기 판스프링의 변형에 의해 상기 로드셀의 사이를 연결하는 와이어가 상기 로드셀을 가압하는 힘을 측정하는 변형 값 측정단계;
   상기 로드셀로부터 측정된 변형 값을 인디케이터가 전달받아 중량 값으로 계산하여 상기 인디케이터와 연결된 디스플레이부에 송신하는 중량 값 송신단계;
   상기 인디케이터로부터 송신받은 중량 값에 따라 전원을 출력하여 차량의 가변 축을 제어하는 가변 축 제어 단계; 및
   상기 가변 축 제어 단계의 이후 상기 로드셀을 통해 상기 판스프링에 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 가변 축 자동화 장치.

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