KR200386725Y1 - 레이저 유도 초음파를 이용한 실내주행 타이어결함측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 타이어의 내부 결함을 측정하는 초음파측정기에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면 레이저 유도 초음파(Pulesd-Laser Ultrasonics)를 이용한 실시간 결함 검출장치를 갖춘 실내주행 타이어결함측정장치에 관한 것이다.

본 고안에 따른 실내주행 타이어결함측정장치는 회전속도 제어가 가능한 구동휠(11)이 구비된 주행유도장치(10)와 상기 구동휠(11)에 맞물려 피동되어 회전되는 타이어(20)와 상기 주행유도장치의 구동휠(11)의 표면에 함몰시켜 장치되어 레이저로 유도된 초음파를 표면파로 발생시키고 반사된 표면파를 검출하는 레이저유도초음파발생 및 검출기(30)로 구성된다.

Description

레이저 유도 초음파를 이용한 실내주행 타이어결함측정장치{Tire testing machine using in razer inducing supersonic wave}

본 고안은 타이어의 내부 결함을 측정하는 초음파측정기에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면 레이저 유도 초음파(Pulesd-Laser Ultrasonics)를 이용한 실시간 결함 검출장치를 갖춘 실내주행 타이어결함측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파를 이용한 측정방법은 측정물을 훼손하지 않으면서 필요한 측정을 할 수 있는 비파괴 측정방법중의 하나로, 다른 비파괴 측정방법인 엑스선(X-ray), 레이저, 적외선 등에 의한 측정방법 과 함께 많이 이용되고 있다.

전술한 비파괴 측정방법이 사용되기 이전에는 측정물을 절단하고, 절단면을 육안검사 혹은 현미경검사 등과 같은 검사를 하여 측정물의 결함상태를 파악하였으나, 근래에는 비파괴 측정방법에 따른 장치가 산업계에 보급되어 측정물을 파괴하지 않고도 내부의 결함을 측정하고 있다.

그러나, 전술한 비파괴 측정기는 매우 고가의 장비이며 그 측정결과를 해독함에 특별한 지식이 필요하여 실제 사용에는 어려움이 있다.

이와같은 문제를 해소하기 위한 방법으로 Pulse-echo 초음파를 이용하는 방법이 최근 시도되고 있으나, 측정결과에 있어 신뢰성을 갖지 못하고 있는 실정이다.

본 출원인은 타이어를 훼손시키지 않는 상태에서 타이어의 내부 및 외부의 결함 정도와 코드의 변화나 상태를 측정할 수 있는 초음파 측정기를 제공하고자 국내특허출원번호 제2001-0045953호를 선출원한 바 있는데, 상기 선행고안은 타이어의 결함을 측정하는 초음파 측정기로써 타이어 외측에 초음파 진동을 가하고 타측에서는 타이어를 통과한 초음파 진동을 접수하고 A/D변환하여 컴퓨터에서 분석함으로써, 타이어의 결함을 측정하여 그 데이터를 저장하는 초음파 측정기에 관한 것으로, 저가이면서도 타이어 내부결함과 코드의 변형이나 외부표면 결함상태 등과 같이 육안으로 발견하기 어려운 결함을 측정하기 위한 것으로, 타이어 제조공장에서는 전술한 X-ray, 레이저, 적외선을 타이어에 투과시켜 투과된 광선을 전기신호로 변환하여 컴퓨터를 이용하여 표시함으로써 그 결함상태를 측정하고 있다.

상기 선행고안은 인도어 시험 도중에 실시간으로 타이어에 발생된 결함을 측정하는 방법으로 주로 음향을 이용한 방법이 사용하고 있다. 이 방법은 타이어 내부에 결함이 발생되면, 어느 주파수 영역 대에서부터 특이한 크기를 갖는 시그널(Signal)이 발생되는 것으로 결함이 발생되었다는 것을 예측하는 기술이다. 하지만, 주행시험기에서 발생되는 소음이나 외부로부터 전해오는 소음을 필터링하는 기술이 필요하며, 전문가가 아니면 발생된 결함을 예측하는 것이 어렵다.

상기 선행고안 뿐아니라 타이어의 내구력을 측정하기 위하여 사용되는 실내 고속 주행 시험기는 미국 에스티엘(STL)사와 일본 고베(Kobe)사 등에서 생산하고 있지만, 실내 주행 시험을 하면서 실시간으로 타이어의 결함을 검출하는 시스템을 갖춘 시험기는 아직 미개발된 상태이다.

이같은 실내주행시험기는 진동을 이용한 방법과 음향을 이용한 방법이 제안되고 있는데, 진동을 이용한 방법은 타이어가 고속으로 회전하므로 타이어 자체의 진동과 결함으로 파생되는 진동을 구분하기 곤란한 문제점이 있고, 음향에 의한 실내주행시험기는 외부음향과 타이어 내부의 결함으로부터 발생되는 음향과 분리가 곤란한 문제점이 있고, 상술한 초음파를 이용한 실내주행시험기는 상기의 문제점이외에 항상 매질이 존재해야 한다는 문제가 있다.

본 고안은 에스엘에스(SLS ; Scanning Laser Source) 기법의 한 방법인 레이저 유도 초음파(Pulesd-Laser Ultrasonics)를 이용하여 인도어 시험 중에서 실시간으로 타이어 내부에 발생되어 있는 결함을 검사하는 장비를 개발하는데 목적이 있다

본 고안에 따른 레이저 유도 초음파를 이용한 실내주행 타이어결함측정장치는 레이저유도 초음파 발생 및 검출기를 이용하여 피동되어 회전되는 타이어의 표면에 레이저로 유도된 초음파인 표면파를 발생시켜 타이어 표면에 있는 결함에서 상기 표면파가 반사되어 되돌아오는 표면파를 검출하여 되돌아오는 시간과 반사된 결함신호 크기로부터 표면결함을 실시간으로 평가하는 것이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따른 레이저 유도 초음파를 이용한 실내주행 타이어결함측정장치에 대하여 이하 첨부도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.

단, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 본 고안을 설명하기 위한 최선의 방법으로 선택한 개념으로 간주하고 본 고안의 기술적 내용을 파악함에 있어서 본 고안의 기술적 사상에 부합한 의미와 개념으로 적절히 해석되어야 할 것이다.

본 고안에서는 인도어 시험 중인 타이어의 결함을 실시간으로 검출하기 위한 시스템으로 회전속도 제어가 가능한 구동휠(11)이 구비된 주행유도장치(10)와 상기 구동휠(11)에 맞물려 피동되어 회전되는 타이어(20)와 상기 주행장치의 구동휠(11)의 표면에 함몰시켜 장치되는 레이저유도초음파발생 및 검출기(30)로 구성된다.

상기 레이저유도초음파발생 및 검출기(30)는 에스엘에스(SLS ; Scanning Laser Source) 기법의 한 방법인 레이저 유도 초음파(Pulesd-Laser Ultrasonics)를 발생시켜 타이어(30)의 표면에 방사되면 표면파가 발생되어 결함으로부터 반사되어 돌아오는 시간과 결함신호의 크기로부터 표면결함을 실시간으로 평가하도록 구성된 것이다.

본 고안으로 타이어의 품질 문제를 조기에 예측한다면, 인도어 시험 중에 타이어가 터질 때 까지 시험을 하지 않아도 되는 장점이 있으며, 나아가서는 대량 리콜 및 소송 등을 사전에 방지하게 되어 리콜 비용 및 소송 비용을 절감할 수 있다.

본 고안은 기존의 초음파를 이용한 결함 탐지 기술은 매질을 사용이 필수적이었으나, 본 레이저 유도 초음파의 사용에서는 매질이 필요가 없어 대기 중에서도 실시간 결함 탐지가 가능한 방법이다. 또한, 타이어의 품질 문제를 조기에 예측한다면, 인도어 시험 중에 타이어가 터질 때까지 시험을 하지 않아도 되는 장점이 있으며, 나아가서는 대량리콜 및 소송 등을 미연에 방지하게 되어 리콜 비용 및 소송 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 실내주행 타이어결함측정장치의 개략적 구성도

****도면의 주요부호에 대한 설명***

10 : 주행유도장치 11 : 구동휠

20 : 타이어 30 : 레이저유도초음파발생 및 검출기

Claims (1)

1. 회전속도 제어가 가능한 구동휠(11)이 구비된 주행유도장치(10)와, 상기 구동휠(11)에 맞물려 피동되어 회전되는 타이어(20)와, 상기 주행유도장치의 구동휠(11)의 표면에 함몰시켜 장치되어 레이저로 유도된 초음파를 표면파로 발생시키고 반사된 표면파를 검출하는 레이저유도초음파발생 및 검출기(30)로 구성된 실내주행 타이어결함측정장치