KR20040036674A - Wheel alignment measurement apparatus for a car - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 휠얼라인먼트 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량을 앞에서 바라볼 때의 타이어 기울기인 캠버와 위에서 바라볼 때의 기울기인 토우를 하나의 부품으로 측정할 수 있도록 함으로써, 장치의 구성을 간소화하고 또한 충격과 온도변화에 따른 측정값에 오차가 없는 자동차 휠얼라인먼트 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile wheel alignment measuring device, and more particularly, to configure a device by measuring a camber, which is a tire inclination when the vehicle is viewed from the front, and a tow, which is an inclination when viewed from the top, as one component. It also relates to an automobile wheel alignment measuring device which simplifies the measurement and also has no errors in the measured values due to impact and temperature change.
일반적으로 자동차의 타이어는 차체와 스티어링 기구에 대해 여러가지 각도를 가지고 있다. 이와 같이 타이어에 부여된 기하학적인 각도를 타이어 정열(Wheel Alignment)이라고 부른다. 휠얼라인먼트에는 캠버(camber), 캐스터(caster), 킹핀 앵글(kingpin angle) 그리고 토우(toe)의 4종류가 있고, 저마다의 균형 된 값에 의해 자동차에 직진성과 접지성을 부여하며 자동차의 주행 안정성과 핸들조작을 가볍게 해주고 타이어의 편마모 등을 방지시켜 준다.In general, tires on automobiles have different angles to the body and steering mechanism. The geometric angle imparted to the tire in this way is called tire alignment. There are four types of wheel alignment: camber, caster, kingpin angle, and toe, and the balance value gives the vehicle straightness and grounding. Lightens the handle operation and prevents uneven wear of the tires.
차량을 앞에서 바라보면 타이어는 약간 역 팔자형으로 되어 있는데 수직선에 대해 어느 정도 각도를 유지하고 있는가를 표시해주는 수치가 캠버(camber)로서, 보통 0.5°∼ 2°정도를 유지하고 있다.Looking at the vehicle from the front, the tires are slightly inverted, and the camber is a measure of how much the angle is maintained with respect to the vertical line, which is usually maintained between 0.5 ° and 2 °.
캠버를 부여함으로써 전륜 타이어가 자동차의 중량에 의해 "八"자(타이어 밑부분이 벌어지는 상태)로 되는 것을 방지해주며 킹핀 앵글과의 관계로 핸들 조작력을 가볍게 해준다.The provision of a camber prevents the front wheel tires from becoming “8” shaped by the weight of the car (the bottom of the tires open) and reduces the steering wheel handling force in relation to the kingpin angle.
차량을 위에서 보았을 때 양쪽의 타이어 앞쪽 부분 사이와 뒤쪽부분 사이를 측정한 거리의 차를 토우(toe)라고 한다. 이상적인 토우는 "0"토우 이며 주로 사용되는 것은 타이어의 앞쪽이 서로 모아진 토우인(toe in)이다.When viewed from above, the difference in distance measured between the front and rear parts of both tires is called toe. The ideal toe is "0" toe, and the main one used is the toe in, where the fronts of the tires gather together.
이러한 토우와 캠버 등은 별도의 측정장치를 사용하여 그 값을 측정할 수 있으며 차량마다 고유의 값으로 교정해 주어야 된다.Such tow and camber can be measured using a separate measuring device, and each vehicle must be calibrated to its own value.
종래에는 토우와 캠버를 측정하기 위해 수광소자(PSD:Position Sensing Detector)와 중력센서 또는 전해액을 이용한 미소각센서 등이 사용되었다.Conventionally, a light receiving element (PSD: Position Sensing Detector) and a gravity sensor or a micro angle sensor using an electrolyte are used to measure the tow and the camber.
전륜과 후륜에 각각 설치된 수광소자와 발광소자에서 주고받는 빛의 위상차를 해당 수광소자에서 측정하여 이를 기하학적으로 해석하면 타이어의 토우 값을 알아낼 수 있다.The toe value of the tire can be determined by measuring the phase difference of the light transmitted and received by the light receiving element and the light emitting element respectively installed at the front wheel and the rear wheel by geometrically analyzing it.
캠버는 타이어를 앞쪽에서 바라볼때의 기울기임으로 이는 중력센서로 측정할 수 있다. 중력센서는 무게 추의 원리로 타이어의 기울기를 측정하는 것이다.The camber is the tilt of the tire when viewed from the front, which can be measured by the gravity sensor. Gravity sensors measure the tilt of a tire on the basis of weight.
그러나 종래의 휠얼라인먼트 측정장치는 캠버 측정용 중력센서 또는 미소각센서와 토우 측정용 수광소자 등이 각각 구비되어야 함으로 부품이 증가되고 원가가 상승되는 단점이 있었다.However, the conventional wheel alignment measuring device has a disadvantage in that the component is increased and the cost is increased because the gravity sensor or the micro angle sensor for measuring the camber and the light receiving element for the tow measuring are respectively provided.
그리고 중력센서의 경우 충격에 약하며 또한 전해액 미소각센서의 경우 온도에 따라 측정값에 차이가 발생됨으로 캠버 값을 정확하게 측정할 수 없는 등의 단점이 있었다.In addition, the gravity sensor is weak to shock, and in the case of the electrolyte micro-angle sensor, a difference occurs in the measured value depending on the temperature, and thus, the camber value cannot be accurately measured.
본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 차량을 앞에서 바라볼 때의 타이어 기울기(캠버)와 위에서 바라볼 때의 기울기(토우)를 하나의 수광소자(PSD:Position Sensing Detector)로 각각 측정할 수 있도록 함으로써, 장치의 구성을 간소화하고 또한 충격과 온도변화에 따른 측정값에 오차가 없어 정확한 측정을 할 수 있는 자동차 휠얼라인먼트 측정장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was developed in view of the conventional problems, and an object of the present invention is to detect a tire tilt (camber) when viewed from the front of a vehicle and a tilt (tow) when viewed from above, using a single light receiving element (PSD: Position Sensing). It is possible to measure each with a detector, thereby simplifying the configuration of the device and providing an automobile wheel alignment measuring device capable of accurate measurement because there is no error in the measured value due to impact and temperature change.
도 1은 본 발명 측정장치가 설치된 자동차의 평면도1 is a plan view of a vehicle equipped with the present invention measuring device
도 2는 본 발명 측정장치의 사시도2 is a perspective view of the measuring device of the present invention
도 3은 본 발명 측정장치의 측면도Figure 3 is a side view of the measuring device of the present invention
도 4는 본 발명 측정장치의 토우 측정부를 나타낸 평면도Figure 4 is a plan view showing a tow measuring unit of the measuring device of the present invention
도 5a,b는 본 발명 측정장치의 캠버 측정부를 나타낸 정면도Figure 5a, b is a front view showing a camber measuring unit of the measuring device of the present invention
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
1 : 본체 2 : 전륜1: body 2: front wheel
3 : 후륜 4 : 수광소자3: rear wheel 4: light receiving element
5 : 적외선 필터 6 : 토우용 발광소자5: infrared filter 6: tow light emitting device
7 : 토우용 렌즈 8 : 캠버용 발광소자7 tow lens 8 camber light emitting element
9 : 캠버용 렌즈 10 : 수평계9: camber lens 10: level
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전륜과 후륜에 노면과 나란하게 빔을 발광시키는 토우용 발광소자를 갖는 본체가 각각 설치되고 각 본체 내부에는 토우용 발광소자에서 발광된 빔이 조사되면 전압차에 의해 각 바퀴의 토우 값을 검출하는 수광소자가 구비된 자동차 휠얼라인먼트 측정장치에 있어서, 각 본체 내부에는 노면과 직교되도록 수광소자 쪽으로 빔을 발광시키는 캠버용 발광소자가 구비되고, 캠버용 발광소자의 빔을 막대모양의 선형적으로 수렴시키는 캠버용 렌즈가 수광소자와 캠버용 발광소자 사이에 구비되며, 캠버용 렌즈를 통과한 빔이 수평을 유지하는 액체를 통과할 때 입사각의 변화로 굴절되어 수광소자에 조사되는 위치가 가변되면서 캠버 값을 측정할 수 있도록 하는 수평계가 각 본체에 구비되고, 수광소자는 토우용 렌즈와 캠버용 렌즈에서 수렴된 빔이 모두 조사되도록 노면에 대하여 30°경사지도록 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a main body having a tow light emitting device for emitting beams in parallel with the road surface on the front wheel and the rear wheel, respectively, and inside the main body is irradiated with a voltage difference when the beam emitted from the tow light emitting device is irradiated. An automobile wheel alignment measuring device having a light receiving element for detecting a toe value of each wheel by a light source, comprising: a camber light emitting element for emitting a beam toward the light receiving element so as to be orthogonal to the road surface in each main body; A camber lens for linearly converging a beam is provided between the light receiving element and the camber light emitting element, and the beam passing through the camber lens is refracted by the change of incident angle when the beam passing through the liquid maintains horizontality and receives the light. Each body is provided with a horizontal level to measure the camber value while the position irradiated to the device is variable, and the light receiving element is a tow len. And it is configured to be inclined 30 ° with respect to the road surface such that the beams are converged in both research camber lenses.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 측정장치가 설치된 자동차의 평면도이고, 도 2는 본 발명 측정장치의 사시도 이다. 본 발명의 측정장치 본체(1)는 자동차 타이어의 전륜(2)과 후륜(3)에 각각 장착된다. 전,후륜(2)(3)에 각각 장착된 본체(1) 내부에는 선형적으로 수렴된 빔의 조사되는 위치에 따른 전압차를 측정하는 수광소자(PSD:Position Sensing Detector)(4)가 구비된다. 이들 수광소자(4)는 전,후륜(2)(3) 쪽으로 향하도록 지면으로부터 30°경사져 서로 마주보게 구비된다.1 is a plan view of a vehicle equipped with the present invention measuring device, Figure 2 is a perspective view of the present invention measuring device. The measuring apparatus main body 1 of this invention is mounted in the front wheel 2 and the rear wheel 3 of a car tire, respectively. Inside the main body 1 mounted on the front and rear wheels 2 and 3, there is a position sensing detector (PSD) 4 for measuring a voltage difference depending on the position of the linearly converged beam. do. These light receiving elements 4 are provided to face each other at an inclination of 30 degrees from the ground to face toward the front and rear wheels 2 and 3.
수광소자(4)는 조사되는 빔의 위치에 따라 출력전압 값이 달라지게 되며 이 전압차를 마이콤이 입력받아 기하학적으로 해석하면 전,후륜(2)(3)의 토우 값을 알아낼 수 있다.The light receiving element 4 has an output voltage value that varies depending on the position of the beam to be irradiated, and the tow values of the front and rear wheels 2 and 3 can be determined by geometrically interpreting the voltage difference.
각 수광소자(4)의 전방에는 마주보는 전,후륜(2)(3)의 토우용 발광소자(6)에서 발광된 빔을 선형적으로 수렴시켜 해당 수광소자(4)로 조사시키는 토우용 렌즈(7)가 구비된다. 토우용 렌즈(7)는 입사면은 볼록하고 반사면은 평면인 형태를 띄는 것으로 입사된 빔을 막대모양의 선형적으로 수렴시킨다.A tow lens that linearly converges the beam emitted from the tow light emitting elements 6 of the front and rear wheels 2 and 3 facing each other in front of the light receiving elements 4 and irradiates the light receiving elements 4 to the corresponding light receiving elements 4. (7) is provided. The tow lens 7 has a convex incidence surface and a planar reflection surface to converge the incident beam linearly.
각 수광소자(4)의 상측에는 수평유지 액체가 내장된 수평계(10)가 구비된다. 수평계(10)에는 액체가 절반정도 내장되어 있으며 빔의 입사각이 액체의 표면에서 달라지면서 굴절되도록 해준다. 그리고 굴절된 빔은 수광소자(4)로 향한다.On the upper side of each light receiving element 4, there is provided a level gauge 10 having a horizontal holding liquid therein. The level meter 10 contains about half the liquid and allows the angle of incidence of the beam to be deflected while being different from the surface of the liquid. The refracted beam is directed to the light receiving element 4.
수평계(10)의 상측에는 캠버용 발광소자(8)에서 발광된 빔을 선형적으로 수렴시키는 캠버용 렌즈(9)가 구비된다. 캠버용 렌즈(9)는 토우용 렌즈(7)와 동일하게 입사면은 볼록하고 반사면은 평면인 형태를 갖는다. 미설명부호 5는발광소자(6)(8)에서 발광된 빔을 선별하는 적외선 필터를 나타낸다.On the upper side of the horizontal system 10, a camber lens 9 for linearly converging the beam emitted from the camber light emitting element 8 is provided. The camber lens 9 has a shape in which the incident surface is convex and the reflective surface is planar, similarly to the tow lens 7. Reference numeral 5 denotes an infrared filter for selecting the beam emitted from the light emitting elements 6 and 8.
이처럼 구성된 본 발명의 토우 측정과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the tow measurement process of the present invention configured as described above are as follows.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 전,후륜(2)(3)에 본체(1)가 각각 장착된 상태에서 각 본체(1)에는 해당 수광소자(4) 쪽으로 빔을 보내는 토우용 발광소자(6)가 내장된다. 이들 토우용 발광소자(6)에서 빔이 발광되면 해당 토우용 렌즈(7)를 거치면서 막대모양의 선형적으로 수렴된 뒤 적외선 필터(5)를 거쳐 수광소자(4)로 조사된다. 수광소자(4)에 조사된 빔은 그 위치에 따라 수광소자(4)의 전압차가 서로 달라지며 그 전압차를 마이콤이 입력받아 기하학적으로 해석하면 전,후륜(2)(3)의 토우 값을 알 수 있다.3 and 4, the tow light emitting device which sends a beam toward the corresponding light receiving element 4 in each main body 1 with the main body 1 mounted on the front and rear wheels 2 and 3, respectively. (6) is built in. When the tow light emitting device 6 emits light, the beams linearly converge while passing through the tow lens 7 and then irradiate to the light receiving device 4 through the infrared filter 5. When the beam irradiated to the light receiving element 4 has a different voltage difference between the light receiving element 4 according to its position, and the micom input is geometrically interpreted, the tow values of the front and rear wheels 2 and 3 are determined. Able to know.
도 5는 캠버 측정과정을 나타낸 것이다. 도 5a는 전,후륜(2)(3)이 지면으로부터 수직으로 세워져 캠버 값이 "0"인 경우를 나타낸 것이다. 전,후륜(2)(3)이 지면으로부터 수직을 이룬 경우 본체(1)에 내장된 수평계(10)의 액체와 수광소자(4)가 지면과 나란하게 됨으로 수평계(10)를 통과하는 빔이 굴절되지 않고 수광소자(4)에 조사된다.Figure 5 shows the camber measurement process. FIG. 5A shows a case where the front and rear wheels 2 and 3 are erected vertically from the ground so that the camber value is "0". When the front and rear wheels 2 and 3 are perpendicular to the ground, the liquid of the horizontal system 10 embedded in the main body 1 and the light receiving element 4 are parallel to the ground, so that the beam passing through the horizontal system 10 The light receiving element 4 is irradiated without being refracted.
캠버용 발광소자(8)에서 발광된 빔이 캠버용 렌즈(9)를 거쳐 선형적으로 수렴된 뒤 수평계(10)를 거쳐 수광소자(4)에 조사된다. 수광소자(4)에 조사된 빔은 수광소자(4)의 중앙으로 조사됨으로 수광소자(4)에 전압차가 발생되지 않으며 캠버 값이 "0"으로 된다.The beam emitted from the camber light emitting element 8 converges linearly through the camber lens 9 and is then irradiated onto the light receiving element 4 via the horizontal system 10. Since the beam irradiated to the light receiving element 4 is irradiated to the center of the light receiving element 4, no voltage difference is generated in the light receiving element 4 and the camber value becomes "0".
도 5b는 전,후륜(2)(3)이 지면에 대하여 경사진 경우를 나타낸 것으로 이때는 본체(1)에 내장된 수광소자(4)가 지면과 나란하지 않은 상태로 된다. 그러나 수평계(10)에 내장된 액체는 항상 지면과 수평을 유지하게 됨으로 캠버용 발광소자(8)에서 발광된 빔은 수평계(10)의 액체를 통과하면서 입사각이 변하여 굴절된다.FIG. 5B shows a case where the front and rear wheels 2 and 3 are inclined with respect to the ground. In this case, the light receiving element 4 embedded in the main body 1 is not in line with the ground. However, since the liquid contained in the horizontal system 10 is always kept horizontal with the ground, the beam emitted from the camber light emitting element 8 is refracted by changing the incident angle while passing through the liquid of the horizontal system 10.
빔이 캠버용 렌즈(9)를 거쳐 선형적으로 수렴된 뒤 수평계(10)의 액체를 거치면서 굴절되고 굴절된 빔이 수광소자(4)의 한쪽으로 편중되어 조사됨으로 수광소자(4)에 전압차가 발생된다. 이때의 전압차를 마이콤이 계산하면 전륜(2) 또는 후륜(3)의 캠버 값을 알 수 있다.The beam is linearly converged through the camber lens 9 and then refracted and refracted by the liquid of the horizontal system 10 is biased toward one side of the light receiving element 4 so that the voltage is applied to the light receiving element 4. Difference occurs. If the microcomputer calculates the voltage difference at this time, the camber value of the front wheel 2 or the rear wheel 3 can be known.
본 발명의 수광소자(4)는 지면에 대하여 30°경사진 상태로 각 본체(1)에 내장된다. 그러나 각 렌즈(7)(9)에서 막대모양으로 수렴된 빔이 수광소자(4)에 조사되더라도 조사된 위치가 변하지 않음으로 각각의 전압 측정값에는 오차가 없다.The light receiving element 4 of the present invention is incorporated in each main body 1 in a state inclined at 30 degrees with respect to the ground. However, even if the beams converged in the shape of bars in each lens 7 and 9 are irradiated to the light receiving element 4, the irradiated position does not change, so there is no error in each voltage measurement value.
그리고 토우용 발광소자(6)가 작동되는 동안 캠버용 발광소자(8)는 작동되지 않도록 마이콤이 제어하기 때문에 하나의 수광소자(4)를 이용하여 캠버와 토우를 각각 측정할 수 있다.In addition, since the microcomputer controls the camber light emitting device 8 to not operate while the tow light emitting device 6 is operated, the camber and the tow may be measured using one light receiving device 4, respectively.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 토우용 발광소자와 캠버용 발광소자가 서로 직교되는 위치에 30°경사진 수광소자가 설치되어 각 발광소자에서 발광된 빔이 조사되도록 함으로써, 하나의 수광소자를 이용하여 토우와 캠버를 측정할 수 있다.As described above, according to the present invention, a light receiving element inclined at 30 ° is installed at a position where the tow light emitting element and the camber light emitting element are orthogonal to each other, so that a beam emitted from each light emitting element is irradiated, thereby using one light receiving element. Toe and camber can be measured.
캠버를 측정하기 위해 수평유지 액체가 내장된 수평계를 이용하면 타이어가 지면에 대하여 경사진 상태로 놓였을 때 빔이 수평계 내부에서 굴절됨으로 굴절된빔이 수광소자에 조사되어 그 위치가 변한다. 따라서 캠버 값의 측정이 가능한 것이다.When a leveler with a leveling liquid is used to measure a camber, the beam is refracted in the level when the tire is inclined with respect to the ground, so that the refracted beam is irradiated to the light receiving element so that its position is changed. Therefore, the camber value can be measured.
이처럼 한 개의 수광소자를 이용하여 캠버와 토우를 각각 측정할 수 있음으로 원가를 절감할 수 있으며 충격과 열에 강한 수광소자를 이용함으로 측정값이 정확한 등의 효과가 있다.In this way, it is possible to measure the camber and the tow by using one light receiving element, thereby reducing the cost, and using the light receiving element resistant to shock and heat, the measured value is accurate.
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| KR100926070B1 (en) * | 2009-05-11 | 2009-11-11 | 이경하 | Wheel alignment measuring apparatus of car for measuring toe, camber and caster using one position sensing device and light signal transmission method of two oppsite side sensor header of wheel alignment measuring apparatus |
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2003
- 2003-12-20 KR KR1020030094187A patent/KR20040036674A/en active IP Right Grant
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| KR100926070B1 (en) * | 2009-05-11 | 2009-11-11 | 이경하 | Wheel alignment measuring apparatus of car for measuring toe, camber and caster using one position sensing device and light signal transmission method of two oppsite side sensor header of wheel alignment measuring apparatus |
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| A108 | Dual application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| NORF | Unpaid initial registration fee |