KR20090031921A - 차량 바퀴 정렬과 같은 대상물의 배향을 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

차량 바퀴 정렬과 같은 대상물의 배향을 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바퀴 조립체 정렬을 결정하기 위한 장치는 접촉 조립체(36), 광원(40) 및 광선 수광 조립체(44)를 포함한다. 접촉 조립체(36)는 바퀴 조립체(38)와 결합하여 바퀴 조립체의 배향 평면을 형성하고 광원(40)은 접촉 조립체(36)에 대해 광선을 투사한다. 광선 수광 조립체는 광선을 수광하고 소정의 위치에 대해 바퀴 조립체의 배향을 나타내는 광선(42)의 화상을 형성한다. 수광 조립체(44)는 타겟으로 수광된 광을 배향하기 위한 프레넬 렌즈와, 타겟(88) 상에 광선을 결상하기 위한 카메라 장치를 포함하며, 카메라 장치는 타겟 상의 광선의 입사 위치를 기초로 바퀴 조립체의 축지 및 캠버 정보를 제공하도록 구성된다.
Figure P1020097001578
차량, 바퀴 조립체, 타이어, 배향, 광원, 수광 조립체

Description

차량 바퀴 정렬과 같은 대상물의 배향을 결정하기 위한 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING THE ORIENTATION OF AN OBJECT SUCH AS VEHICLE WHEEL ALIGNMENT}
본 발명은 기준 시스템에 대해 3차원 대상물의 배향을 결정하기 위한 계측 시스템에 관한 것으로서, 특히 렌즈에 의해 대상물 또는 바퀴에 대한 배향 평면을 타겟에 형성하여, 타겟 상의 광선의 위치를 나타내고, 그에 따라 차량 중심선과 같은 소정의 위치에 대한 대상물 또는 바퀴의 배향도 나타내도록 대상물 또는 차량 바퀴와 결합하는 접촉 조립체로부터 배향된 광선을 이용하는, 차량 바퀴와 함께 사용되도록 특별히 구성된 계측 시스템에 관한 것이다.
자동차 산업에서, 적절한 차량 품질을 위해 차량의 제조 중에 그리고 내용 수명(useful life) 중에 바퀴 정렬 설정의 계측 및 조절이 요구된다. 차량 바퀴 및 특히 차량의 전방 바퀴와 같은 조향 가능한 바퀴의 적절한 위치 설정 및 정렬은 축지, 캠버 각 및 캐스터 각의 설정을 요구한다. 축지는 차량의 종축과 바퀴/타이어의 중심을 통과하는 평면 사이의 각도로서 조향뿐만 아니라 차량의 직진 주행에도 영향을 미친다. 캠버 각은 수직인 도로면을 향한 차축의 경사도이다. 캐스트 각은 측면 제어에 영향을 미치며, 통상적으로 적절한 네거티브(negative)이며, 바 퀴/타이어와 도로의 접촉점과 바퀴의 측면으로부터 볼 때 조향축이 도로와 교차하는 지점 사이의 거리이다. 차량의 조립 및/또는 수리 중, 축지뿐만 아니라 차량 바퀴, 특히 조향 가능한 바퀴의 캠버 및 캐스터 각을 계측, 조절 또는 검사, 및 설정하는 것이 중요하며, 이로 인해 차량은 적절하게 구동 및 조향될 것이다.
과거에는, 직접 및 간접 방법을 포함하는 다양한 방법들이 차량 바퀴의 축지 및 캠버를 계측하기 위해 사용되어 왔다. 직접 계측 방법은 조작자 또는 기구가 계측 툴을 차량과 또는 차량에 접촉시킬 필요가 있었으며, 배치 오류 및 마모에 영향을 받았다. 비접촉 방법으로도 불리는 간접 계측 방법은 통상적으로 타이어 상에 투사된 광의 화상을 조망 또는 감지하는 것과, 최종 정렬 정보를 제공하기 위해 이러한 화상으로부터 타이어의 위치를 계산하도록 컴퓨터의 사용을 포함한다. 종래의 공지된 직접 계측 방법은 어렵고, 시간이 많이 소요되며, 종종 노동 집약적이며, 원하는 것보다 덜 정확하며, 비접촉 또는 간접 방법은 종종 정확하게 위치되어야하고 상대적으로 복잡한 광을 요구하여, 바퀴와 타이어의 위치를 결정하기 위해 고가의 투사기와 매우 복잡한 계산 방법을 요구한다.
그 결과, 차량 바퀴, 광범위하게는 3차원 대상물의 배향을 계측하고 결정하기 위한 장치 및 방법으로서, 정렬을 목적으로 바퀴/타이어의 축지 및/또는 캠버를 설정하기 위해 차량 중심선에 대한 바퀴/타이어의 위치를 나타내는 효율적이고 저렴한 방식으로 바퀴 또는 대상물의 평면을 빠르고 정확하게 결정할 수 있는 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
따라서, 본 발명은 대상물 또는 바퀴의 배향 평면을 형성하기 위해 대상물 또는 차량 바퀴와 결합하는 접촉 조립체와, 접촉 조립체로부터 수광 조립체로 배향된 광선을 투사하는 광원을 이용하여 3차원 대상물의 배향, 특히 차량 바퀴의 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공하며, 이때 수광 조립체 내의 광선의 배향은 차량 타이어와 바퀴 조립체의 배향 또는 정렬 정보를 제공한다. 일 실시예에서, 수광 조립체는 타겟으로 차량 중심선과 같은 소정의 위치에 대한 광선의 위치를 나타내는 광선을 배향하는 렌즈를 포함한다. 수광 조립체 내에 위치된 카메라는 타겟에 투사된 광선과 함께 타겟을 조망하여, 이후에 타이어 및 바퀴 조립체의 배향을 적절하게 조절하는데 사용될 수 있으며 화상 위치를 기초로 조망된 화상을 축지 및/또는 캠버 값으로 전환할 수 있는 화상을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 차축의 회전에 대해 고정된 바퀴 림에 장착된 타이어를 갖는 바퀴 조립체의 배향을 결정하기 위한 장치는 접촉 조립체, 광원 및 광선 수광 조립체를 포함한다. 접촉 조립체는 바퀴 조립체의 배향 평면을 형성하도록 바퀴 조립체에 고정되지 않고 바퀴 조립체에 대해 가압됨으로써 바퀴 조립체와 결합하고, 광원은 접촉 조립체에 대해 광선을 투사한다. 광선 수광 조립체는 광선을 수광하고 소정의 위치에 대한 바퀴 조립체의 배향을 나타내는 광선의 화상을 형성한다. 광선은 접촉 조립체로부터 타겟 및 렌즈를 포함하는 수광 조립체로 배향된다. 렌즈는 타겟으로 광선을 배향하도록 구성되고, 광선이 타겟 상에 입사하는 위치가 바퀴 조립체의 평면 배향을 나타낸다.
일 실시예에서, 접촉 조립체는 바퀴 조립체 상의 복수의 이격된 영역에서 바퀴 조립체와 결합하는 복수의 접촉 부재를 포함하며, 각각의 접촉 부재는 광선이 타겟 상에 바퀴 조립체의 배향의 화상을 형성하도록 바퀴 조립체가 차축 상에서 회전되는 동안, 지지부 상에 장착되어 타이어의 측벽과 결합하도록 구성된다. 본 장치는 접촉 조립체가 고정된 피벗을 사용하여 장착부를 갖는 위치 설정 조립체를 포함할 수 있다. 로케이팅 조립체(locating assembly)는 접촉 부재를 바퀴 조립체와 선택적으로 결합 및 결합 해제하기 위해 바퀴 조립체에 대해 접촉 조립체를 이동시키는데 사용된다. 광원은 레이저 또는 다른 조준식 또는 구조식 광선 생성 장치일 수 있으며 접촉 조립체 상에 장착될 수 있다. 대안으로, 광원은 접촉 조립체에 투사할 수 있으며, 투사된 광선은 접촉 조립체로부터 반사된다.
다수의 이러한 장치가 한 쌍의 전방 바퀴 및 한 쌍의 후방 바퀴를 포함하는 4륜형 차량과 함께 사용될 수 있으며, 한 쌍의 장치는 (a) 전방 바퀴 및 (b) 후방 바퀴 중 적어도 하나에 인접하게 위치되고, 각각의 장치는 장치에 대해 차량을 위치시키기 위한 중심화 롤러를 포함한다. 각각의 전방 바퀴에서의 정렬 계측 장치는 서로에 대한 그리고 차량에 대한 전방 바퀴의 정렬을 용이하게 하고 각각의 후방 바퀴에서의 정렬 계측 장치는 서로에 대한 그리고 차량에 대한 후방 바퀴의 정렬을 용이하게 한다. 4개의 바퀴 각각에서의 정렬 장치는 전방 및 후방 바퀴의 정렬을 용이하게 한다.
다른 형태에서, 계측 장치는 차량의 제2 바퀴 조립체와 결합하기 위한 제2 접촉 조립체로서, 제2 바퀴 조립체와 결합하여 제2 바퀴 조립체의 배향의 평면을 형성하는 제2 접촉 조립체와, 제2 접촉 조립체에 대해 제2 광선을 투사하기 위한 제2 광원을 포함한다. 이 실시예에서, 광선 수광 조립체는 양 광선을 모두 수광하고 양 바퀴 조립체 모두의 평면 배향을 나타내는 타겟 상의 양 광선 모두의 화상을 형성한다. 반사기 부재는 접촉 조립체로부터 배향된 광선을 수광 조립체를 향해 재배향할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 광선 수광 조립체는 차량의 헤드램프로부터 투사된 광선을 수광하도록 추가로 구성된다. 따라서, 광선 수광 조립체는 타겟 상에 헤드램프 광선의 화상을 형성함으로써 헤드램프를 정렬하도록 사용되고, 이때 헤드램프 광선이 타겟 상에 입사하는 위치가 헤드램프의 정렬을 나타낸다. 동일한 광선 수광 조립체가 접촉 조립체에 대한 광선을 수광하도록 제1 위치에 배치된 후에, 헤드램프 광선을 수광하기 위한 제2 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차축 상에서의 회전에 대해 고정된 바퀴 림에 장착된 타이어를 갖는 바퀴 조립체의 배향을 결정하기 위한 장치는 접촉 조립체, 접촉 조립체에 대해 광선을 투사하기 위한 광원 및 광선 수광 조립체를 포함한다. 접촉 조립체는 바퀴 조립체의 배향 평면을 형성하도록 바퀴 조립체와 결합하고, 이때 광선 수광 조립체는 광선을 수광하고 소정의 위치에 대해 바퀴 조립체의 배향을 나타내는 광선의 화상을 형성한다. 광선은 접촉 조립체로부터, 타겟 및 타겟 상으로 광선을 배향하도록 구성된 프레넬 렌즈를 포함하는 수광 조립체로 배향된다. 광선 수광 조립체는 타겟을 결상하기 위한 카메라 장치를 더 포함하고, 카메라 장치는 광선이 타겟 상으로 입사하는 위치를 기초로 바퀴 조립체의 축지 및 캠버 정보를 제공하도록 구성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 바퀴의 정렬 위치를 결정하기 위한 방법은 바퀴의 배향 평면을 형성하도록 접촉 조립체와 바퀴를 결합하는 단계와, 접촉 조립체에 대해 광선을 투사하는 단계와, 광선을 수광하는 단계와, 접촉 조립체로부터 수광 조립체로 광선을 배향하는 단계 및 렌즈에 의해 타겟으로 광선을 배향하는 단계를 포함하는, 수광 조립체에 의해 광선의 화상을 형성하는 단계를 포함한다. 본 방법은 타겟 상의 광선의 입사 위치를 기초로 차량 중심선에 대한 바퀴의 배향을 결정하는 단계를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 렌즈는 프레넬 렌즈이다.
본 방법은 카메라 장치에 의해 타겟 상의 광선의 입사를 결상하는 단계와, 카메라 장치로 바퀴의 평면 배향을 나타내는 정보를 제공하는 단계를 더 포함한다.
본 방법은 헤드램프로부터 광선을 투사하는 단계와, 수광 조립체에 의해 헤드램프 광선을 수광하는 단계와, 차량에 대한 헤드램프의 정렬을 결정하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방법은 접촉 조립체에 대해 투사된 광선을 수용하기 위한 제1 위치에 수광 조립체를 위치 설정하는 단계와, 헤드램프로부터 투사된 헤드램프 광선을 수광하기 위해 제2 위치에 수광 조립체를 위치 설정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 제2 바퀴의 배향 평면을 형성하도록 제2 접촉 조립체와 제2 바퀴를 결합하는 단계와, 제2 접촉 조립체에 대해 제2 광선을 투사하는 단계와, 제2 광선을 수광하는 단계와, 제2 접촉 조립체로부터의 제2 광선을 동일한 수광 조립체로 배향하는 단계와 렌즈에 의해 타겟으로 제2 광선을 배향하는 단계를 포함하는, 수광 조립체에 의해 제2 광선의 화상을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 타겟 상의 광선의 입사 위치를 기초로 차량 중심선에 대한 양 바퀴의 배향을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명은 정렬을 목적으로 차량 바퀴와 같은 3차원 대상물의 방향을 계측 및 계산하는 종래 기술의 장치 및 방법에 비해 상당한 장점을 제공한다. 정렬 계측 장치는 차축과 접촉 조립체의 중심의 정밀한 정렬 없이도 회전하는 차량 바퀴/타이어와 같은 대상물과의 빠르고 효과적인 접촉을 가능하게 하며, 차량 바퀴 및 타이어의 다양한 크기에 알맞도록 쉽게 조절된다. 광선은 수광 조립체로 배향되면 차량 타이어 및 바퀴 조립체의 평면의 위치를 직접 나타낸다. 광선은 타겟 상에 투사될 수 있으며, 타겟 상의 광선의 입사는 대상물 또는 차량 타이어 및 바퀴 조립체의 평면을 표시 또는 나타내어 바퀴 및 타이어에 대한 축지 및 캠버 설정을 직접 나타낸다. 타겟 상의 화상은 화상을 바퀴 조립체의 축지 및 캠버 값으로 전환하고 차량 바퀴의 정렬과 같은 대상물 위치의 조절 및 설정을 가능하게 하는 전하 결합 장치(CCD) 카메라와 같은 화상 센서 또는 광 검출기에 의해 표시될 수 있다. 화상은 직접적으로 표시될 수 있거나 또는 소프트웨어를 사용하여 분석될 수 있다. 캐스터는 캠버 대 축지를 모니터링하면서 바퀴 및 타이어 조립체를 일정 각도로 회전시켜 정렬 계측 장치에 의해 발생된 축지 및 캠버 정보를 이용하여 얻어질 수 있다. 본 장치 및 방법은 조작자의 수고를 최소로 하고 제조와 사용이 저렴한 장치를 사용하여 바퀴/타이어의 위치를 빠르게 결정할 수 있다. 본 발명의 상기한 그리고 다른 대상, 장점, 목적 및 특징은 도면과 함께 취해진 후속하는 설명을 고찰하여 명확하게 이해될 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 4륜 정렬 계측 장치상에 위치된 차량의 사시도이고,
도1A는 차량이 제거된 도1의 4륜 정렬 계측 장치의 사시도이고,
도2는 도1의 트럭 및 바퀴 정렬 계측 장치의 평면도이고,
도3은 도1의 트럭 및 바퀴 정렬 계측 장치의 측면도이고,
도4는 도1의 바퀴 정렬 계측 장치 중 하나의 사시도이고,
도5는 도4의 장치의 측면도이고,
도6은 도4의 장치의 정면도이고,
도7은 도4의 장치의 평면도이고,
도8은 접촉 조립체로부터 수광 조립체로 투사된 광선의 교차를 도시한 바퀴 정렬 계측 장치의 부분 사시도이고,
도9는 도8의 바퀴 정렬 계측 장치의 다른 부분 사시도이고,
도10은 수광 조립체의 카메라의 부분 사시 분해도이고,
도11은 축지 및/또는 캠버를 계측하기 위한 수광 조립체의 타겟 상에 위치된 인디시아의 개략도이고,
도11A는 광선 수광 조립체로부터의 차량 정렬 정보를 표시하기 위한 제어 및 표시 모니터의 개략도이고,
도11B는 표시된 차량 정렬 정보를 도시한 도11A의 모니터로부터의 스크린 표시이고,
도12는 차량 조절 테이블에 합체되고 차량 헤드라이트의 전방에 수광 조립체 를 위치시키기 위해 갠트리에 이동 가능하게 장착된 수광 조립체를 갖는, 본 발명에 따른 4륜 정렬 계측 장치의 다른 실시예의 사시도이고,
도13은 갠트리가 제1 차량 헤드라이트와 정렬되도록 위치된 수광 조립체를 장착한 도12의 정렬 계측 장치의 사시도이고,
도14는 갠트리가 제2 차량 헤드라이트와 정렬되도록 위치된 수광 조립체를 장착한 도12의 정렬 계측 장치의 사시도이고,
도15는 차량 조절 테이블의 전방 위치에 이동 가능하게 위치될 수 있는 2개의 수광 조립체를 갖는, 본 발명에 따른 4륜 정렬 계측 장치의 다른 실시예의 사시도이고,
도16은 차량 조절 테이블로부터 제거되어 도시된 도15의 정렬 계측 장치의 사시도이고,
도17A는 도16의 우측 전방 정렬 계측 장치와 관련된 차량의 승객측 전방 바퀴 조립체의 부분 평면도이고,
도17B는 도16의 우측 후방 정렬 계측 장치와 관련된 차량의 승객측 후방 바퀴 조립체의 부분 평면도이고,
도18은 도15의 바퀴 정렬 계측 장치 중 하나의 사시도이고,
도19는 도18과 반대측에서 본 도15의 바퀴 정렬 계측 장치 중 하나의 부분 사시도이고,
도20은 도19의 바퀴 정렬 계측 장치 구성 요소의 정면도이고,
도21은 도19의 바퀴 정렬 계측 장치 구성 요소의 측면도이다.
이제 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 후속하는 상세한 설명의 도면 부호가 지정된 요소들은 도면의 유사한 도면 부호로 지정된 요소에 대응된다. 차량 바퀴와 같은 대상물의 배향을 결정하기 위한 장치가 도1 내지 도3에 도면 부호 30으로 도시되며, 이때 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 차량(34)의 각 바퀴(32)와 작동 관계를 갖는다. 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 차량(34) 및/또는 차량(34)의 중심선에 대한 바퀴(32)의 적절한 축지(toe) 및 캠버(chamber)를 조절하기 위해 바퀴(32)의 배향을 계측하는데 사용된다. 도시된 실시예에서, 차량(34)은 4륜 구동 트럭과 같은 트럭이며, 장치(30)는 차량의 중심선에 대해 각 바퀴(32)의 축지 및/또는 캠버를 조절하는데 사용된다.
도4 내지 도7에 도시된 바와 같이, 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 위치 설정 조립체(38)에 장착된 접촉 조립체(36)와, 광선(42)을 생성하기 위해 접촉 조립체(36)에 장착된 광원(40)과, 광선 수광 조립체(44)를 포함한다. 차량 바퀴 지지 구조물(46)은 차량(34)의 바퀴(32)를 수용하는데 사용되고, 이때 바퀴(32)는 바퀴 림(50)에 장착된 타이어(48)를 포함하고, 지지 구조물(46)은 바퀴(32)를 회전하기 위한 동력식 드럼(52)을 포함한다. 드럼(52) 상에 위치 설정되었을 때 위치 설정 조립체(38)가 바퀴(32) 또는 타이어(48)와 결합 또는 접촉하도록 접촉 조립체(36)를 연장할 수 있게, 장치(30)는 차량 바퀴 지지 구조물(46)에 인접하게 위치된다(도1 내지 도3).
특히, 접촉 조립체(36)는 결합될 때 차량 바퀴(32)에 견고하게 고정되는 것 이 아니라 바퀴(32)와 단지 접촉한다. 접촉 조립체(36)는 상세하게 후술되는 바와 같이 바퀴(32)에 대해 회전하지 않으며, 바퀴(32)에 대해 부유(float)하거나 피벗하도록 구성된다. 그 결과, 바퀴(32)와 결합되었을 때, 접촉 조립체(36)는 바퀴(32)에 의해 형성 또는 한정된 평면에 대응하는 평면을 형성할 수 있다.
접촉 조립체(36)에 장착된 광원(40)은 수광 조립체(44)로 광선(42)을 투사한다. 접촉 조립체(36)가 상술된 바와 같이 바퀴(32)에 대해 위치 설정되었을 때 바퀴 배향 또는 위치에 대응하는 평면을 형성하기 때문에, 광원(40)은 평면 바퀴 배향(planar wheel orientation)에 대응하는 광선(42)을 투사한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 수광 장치(44)는 바퀴 배향을 나타내는 광선(42)을 검출할 수 있고 바퀴(32)의 상대 위치와 관련된 출력을 제공할 수 있다. 따라서, 도시 생략된 조작자 또는 자동화 시스템이 예컨대 바퀴(32)의 축지 및/또는 캠버를 적절하게 설정하기 위해 출력을 모니터링하면서 타이 로드(도시 생략)와 같은 차랑(34) 상의 다양한 기계 연동 장치를 조절할 수 있다. 정렬 계측 장치(30)가 예컨대, 좌우 전방 바퀴 조립체와 같이 차축의 양측 상에서 각 바퀴(32)에 인접하게 배치될 때, 장치(30)는 서로에 대해 바퀴 조립체의 평면 바퀴 배향을 제공할 수 있다. 차량(34)이 예컨대, 종래의 중심화(centering) 기구를 갖는 차량 조절 테이블을 통해 장치들 사이에서 적절하게 중심에 위치되면, 차축의 양측 상의 바퀴의 정렬이 장치(30)를 이용하여 모니터링되고 조절 연동 장치 및 기술(도시 생략)에 의해 조절될 수 있다. 따라서, 차량이 적절하게 중심에 위치된 경우, 차축의 양 바퀴의 정렬은 차량에 대한 바퀴의 적절한 정렬을 제공한다.
도4 내지 도7에 도시된 바와 같이, 접촉 조립체(36)는 지지부 또는 지지 아암(56)에 장착된 몇 개의 접촉 부재 또는 롤러(54)를 포함하며, 이때 지지 아암(56)은 허브 또는 헤드(58)에 부착되어 연장된다. 도시된 실시예에서, 접촉 조립체(36)는 허브(58) 주위에 위치 설정된 5개의 지지 아암(56)을 포함한다. 평면을 형성하는데 3개의 접촉 지점만이 필요할 수도 있지만, 다수의 지지 아암(56)이 다양한 구조의 차량 및 바퀴 구성을 수용하기 위해 제공되었다. 예컨대, 소정의 차량 모델 상의 펜더 개구는 바퀴에 대해 롤러(54)를 위치 설정하기 위해 제한된 접근이 가능하도록 바퀴 주위에 위치 설정 또는 형성될 수 있다. 따라서, 다수의 지지 아암(56) 중 특정한 지지 아암이 차량 바퀴 펜더 디자인에 상관없이 롤러(54)가 바퀴와 접촉할 수 있게 하는데 사용될 수 있다.
도시된 실시예에서, 지지 아암(56)은 삽통식 로드(60) 및 슬리브(62) 구조로 인해 길이가 선택적으로 조절될 수 있다. 로드(60)는 허브(58)로부터 연장하고 슬리브(62)를 수용하도록 구성된다. 로드(60) 및 슬리브(62)는 일련의 조절 구멍(64)을 각각 포함하며, 슬리브(62)의 조절 구멍(64)은 로드(60)의 조절 구멍(64)과 정렬하도록 구성된다. 핀(도시 생략)이 지지 아암(56)의 길이를 유지 또는 설정하기 위해 정렬될 때 조절 구멍(64)(도6) 내로 삽입될 수 있다. 지지 아암(56)의 조절 가능한 길이로 인해 지지 아암(56)은 다양한 크기의 바퀴 및/또는 다양한 크기의 림을 수용할 수 있다. 예컨대, 소정의 바퀴는 낮은 프로파일 타이어 측벽을 갖는 타이어를 사용한다. 로드(60) 및 슬리브(62)는 롤러(54)가 측벽과 적절하게 결합하는 것을 보장하기 위해 지지 아암(56)의 길이를 조절하는데 사용될 수 있 다.
롤러(54)는 지지 아암(56)에 대해 회전하도록 구성되고 타이어(48) 측벽과 접촉하도록 의도된다. 따라서, 바퀴가 바퀴 지지 조립체(46)의 드럼(52)에 의해 회전되면, 롤러(54)는 타이어(48) 측벽과 결합될 때 대응적으로 회전한다. 롤러(54)는 플라스틱 또는 고무로 가공된 재료 또는 엘라스토머 재료로 구성될 수 있으며, 일반적으로 중실 또는 중공일 수 있다. 롤러는 공압식 롤러로도 구성될 수도 있다.
지지 아암(56)과 허브(58)는 롤러(54)가 바퀴(32)와 결합되게 되었을 때, 바퀴(32)에 대해 회전하지 않는다. 하지만, 허브(58)는 위치 설정 조립체(38)의 장착부(70)에 피벗식으로 연결되어, 허브(58) 및 지지 아암(56)은 바퀴(32)에 대해 부유될 수 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 허브(58)는 피벗부(66)에 의해 위치 설정 조립체(38)의 장착부(70)에 피벗식으로 연결되며, 이때 장착부는 도시된 실시예에서 유니버설 또는 짐벌식 장착부이다. 피벗부(66)로 인해 접촉 조립체(36)는 접촉된 바퀴(32)의 상대적 평면에 대해 부유식으로 조절 또는 위치 설정될 수 있다.
위치 설정 조립체의 일부가 바퀴 정렬 장치에 대해 차량을 적절하게 중심에 위치시키기 위해 타이어와 접촉하도록, 후술되는 위치 설정 조립체가 접촉 조립체(36)를 타이어의 측벽과 결합할 때 롤러가 타이어의 측벽에 가압되어 타이어의 측벽과 접촉을 유지하도록, 접촉 조립체는 허브(58) 및 위치 설정 조립체(38)를 거쳐 장착된 스프링일 수 있다.
도5를 다시 참조하면, 광원(40)은 허브(58)에 부착되어 도시된다. 광원(40) 은 광선 수광 조립체(44)로 배향된 광선(42)을 투사하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 광원(40)은 레이저 다이오드 또는 레이저 발생기와 같은 레이저이지만, 구조 또는 시준 광선(structured or collimated beam of light)을 생성하는 다른 유형의 장치로 형성될 수도 있다. 광원(40)이 접촉 조립체(36)의 롤러(54)에 의해 형성된 평면에 대해 사실상 직각 또는 수직으로 배향된 광선(42)을 투사하도록 광원(40)은 허브(58)에 장착된다. 따라서, 롤러(54)에 의해 형성된 평면에 대해 광선(42)이 수직으로 정렬되면, 광원(40)은 접촉 조립체(36)가 결합되는 바퀴(32)의 배향 또는 위치를 나타내는 광선(42) 형태의 신호를 생성할 수 있다.
도시된 실시예에서, 광원(40)은 롤러(54)가 렌즈(68)에 대체로 평행한 평면을 형성하도록 배향될 때, 수광 조립체(44)의 렌즈(68)에 대체로 수직하게 배향된 광선(42)을 투사한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 롤러(54)에 의해 형성된 평면에 대한 광선(42)의 이러한 사전 결정 배향으로 인해 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 바퀴(32)의 적절한 조절을 얻는데 사용될 수 있다.
도시된 실시예는 광선(42)이 롤러(54)에 의해 형성된 평면에 대해 대체로 수직하도록 광원(40)이 허브(58)에 대해 장착 및 배향되는 것을 개시하였지만, 다르게 배열, 장착 및/또는 배향된 광원이 본 발명의 범주 내에서 채용될 수 있으며 여전히 의도된 바와 같이 기능할 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 예컨대, 광원은 접촉 조립체에 의해 결합되는 바퀴의 부분을 나타내는 신호를 생성하기 위해 광원에 의해 생성된 광선을 수광하도록 대응적으로 배향된 수광 조립체와 수직하지 않게 방향으로 허브에 장착될 수도 있다.
다르게 위치 및/또는 장착되어 여전히 의도된 바와 같은 기능을 하는 광원을 갖는 다른 바퀴 정렬 계측 장치가 본 발명에 따라 구성될 수 있다는 것도 이해될 것이다. 예컨대, 거울(도시 생략) 등과 같은 반사 표면이 허브에 장착될 수 있으며, 이때 광원은 반사 표면으로 배향된 광선을 투사하도록 장착되어, 수광 조립체를 향해 광선을 배향한다. 일 실시예에서, 광원은 수광 조립체의 내부에 장착될 수 있으며 반사 표면에 광을 투사할 수 있다. 대안으로, 광원은 수광 조립체의 위, 아래, 측면에 장착되거나 수광 조립체로부터 이격되어 장착될 수 있으며 반사 표면으로 배향될 수 있다. 반사 표면은 수광 조립체를 향해 수직 방향과 같은 소정의 방향으로 광선을 배향하기 위해 광선을 수광 및 반사하는 다수의 표면을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다수의 개별 반사 표면은 광선을 수광 및 반사하기 위해 채용될 수 있으며, 이때 이러한 반사 표면은 허브 및/또는 위치 설정 조립체와 같은 바퀴 정렬 계측 장치상의 다른 위치 및/또는 다른 구조에 장착 또는 위치 설정될 수 있다.
상술된 바와 같이, 접촉 조립체(36)는 바퀴(32)에 대해 가압되어 바퀴(32)와 결합하도록 구성된다. 대안으로, 접촉 조립체는 바퀴 림에 견고하게 고정될 수 있으며, 여기서 광선은 접촉 조립체로부터 투사 또는 반사된다.
다시 도4 내지 도7과 상술된 바를 참조하면, 위치 설정 조립체(38)는 접촉 조립체(36)가 피벗부(66)를 통해 부착된 장착부(70)를 포함한다. 위치 설정 조립체(38)는 장착부(70)가 부착된 로케이팅 조립체(72)를 더 포함한다. 로케이팅 조립체(72)는 접촉 조립체(36)를 차량(34)의 바퀴(32)와 선택적으로 결합 및 결합 해 제시키기 위해, 동력식 드럼(52)의 축에 대체로 평행하게 바퀴 지지 구조물(46)에 대해 대체로 측방향으로 이동하도록 구성된다.
로케이팅 조립체(72)는 로케이팅 조립체(72)가 바퀴 지지 구조물(46)에 대해 이동할 수 있게 하는 구동 기구(76)와 장착부(70)가 부착된 한 쌍의 프레임 레일(74)(도8 및 도9 참조)을 포함한다. 각 프레임 레일(74)은 로케이팅 조립체(72)의 이동을 보조하기 위해 한 쌍의 베어링 블록(78)을 포함한다. 베어링 블록(78)은 로케이팅 조립체(72)가 접촉 조립체(36)와 차량 바퀴(32)를 쉽게 결합할 수 있도록 안내 로드 또는 레일(도시 생략) 상에서 이동 또는 활주하도록 구성된다.
구동 기구(76)는 로케이팅 조립체(72)를 선택적으로 이동시켜서, 위치 설정 조립체(38)를 상술된 대체로 수직인 방향으로 바퀴 지지 구조물(46)로부터 멀어지게 또는 바퀴 지지 구조물을 향해 이동하도록 구성된다. 구동 기구(76)는 유압 또는 공압 유체 구동 실린더, 스크루 구동부(screw drive)와 같은 전기 구동부, 풀리 구동부 또는 다른 구동 장치로 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 구동 기구(76)가 로케이팅 조립체(72)를 이동하는데 사용될 때, 구동 기구(76)는 로케이팅 조립체(72)에 대해 고정되어 유지되는 하우징(80)을 포함한다. 후술되는 바와 같이, 거리 센서(도시 생략)는 접촉 조립체(36)의 상대 위치 정보를 제공하기 위해 하우징(80)에 장착될 수 있다.
도4 및 도5를 참조하면, 위치 설정 조립체(38)는 중심화 롤러(82)를 더 포함한다. 위치 설정 조립체(38)가 타이어(48)와 결합되고 바퀴 지지 구조물(46)의 드럼(52) 상에서 차량(34)을 중심에 위치시키고 그리고/또는 유지하는 기능을 할 때, 중심화 롤러(82)는 타이어(48) 측벽에 접촉하도록 구성된다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 대향된 지지 구조물(46)에 대한 차량(34)의 배향과 그에 따른 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)에 대한 차량의 배향이 바람직하게는 반드시 유지되도록, 바퀴(32)는 차량(34)의 중심선에 대해 정렬되는 것이 바람직하다. 대향된 지지 구조물(46)과 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 좌우 전방 바퀴(32) 또는 좌우 후방 바퀴(32, 도1 내지 도3)에 인접하게 위치된 한 쌍의 바퀴 지지 구조물(46) 및 바퀴 정렬 계측 장치(30)를 지칭한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 대향된 바퀴 지지 구조물(46)과 바퀴 정렬 계측 장치(30)는 소정의 배향으로 위치 설정되고, 이때 각 바퀴 정렬 계측 장치(30)와 그에 연관된 바퀴 지지 구조물(46)은 또한 서로에 대해 대체로 등가로 위치된다. 따라서, 전방 및/또는 후방 바퀴(32)의 쌍 각각의 좌우측 바퀴(32)를 중심화 롤러(82)를 통해 대향된 바퀴 지지 구조물(46) 상에서 대체로 유사하거나 비슷한 배향으로 위치 설정함으로써 차량(34) 중심선은 대향된 바퀴 계측 장치(30)들 사이에서 대체로 등거리로 배향될 수 있다.
중심화 롤러(82)는 구동 기구, 장착부, 및/또는 로케이팅 조립체, 예컨대 로케이팅 조립체의 프레임 레일에 부착될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 중심화 롤러(82)는 위치 설정 조립체(38)가 바퀴(32)와 결합될 때 접촉 조립체(36)에 대해 편의될 수 있도록 스프링 장착부를 통해 위치 설정 조립체(38)에 부착될 수 있어, 위치 설정 조립체(38)의 롤러(54)와 중심화 롤러(82) 모두는 타이어(48)와 결합할 수 있다. 스프링 장착부는 또한 대향된 바퀴 지지 구조물(46) 상에서 바퀴(34)의 적절한 배향을 유지하도록 타이어(48)에 중심화 힘을 제공한다.
차축의 양측 상의 좌우 바퀴를 계측하는데 사용하도록 위치된 한 쌍의 정렬 계측 장치(30)로부터 중심화 롤러(82)는 각 장치의 중심화 롤러(82)가 장치(30)에 대해 차량을 적절하게 중심에 위치시키도록 조화를 이루어 이동하도록 종래의 케이블 중심화 시스템(도시 생략)에 고정될 수 있다. 이러한 시스템은 (도12 내지 도15에 도시된 바와 같이) 차량 조절 테이블과 함께 채용될 수 있다. 이러한 중심화 시스템을 합체한 테이블은 장치(30)가 테이블의 중심선에 대해 등거리로 이격되도록 구성된다. 따라서, 케이블 중심화 시스템에 부착된 중심화 롤러(82)는 테이블의 중심선과 차량의 중심선을 정렬한다. 대안으로, 위치 설정 조립체(38)는 위치 설정 조립체(38)의 상대 위치를 결정하기 위해 거리 센서(도시 생략)를 포함할 수 있어, 중심화 롤러(82)가 차량 중심선을 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)에 대한 적절한 위치에 배향 및 유지시킬 수 있게 한다. 거리 센서는 구동 기구(76)의 하우징(80)에 장착될 수 있어, 장착부(70)가 바퀴 지지 구조물(46)을 향해 그리고 바퀴 지지 구조물로부터 멀어지게 이동할 때 거리 센서와 장착부(70) 사이의 거리를 검출하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 거리 센서는 장착부(70)에 광선을 투사하고 장착부(70)의 상대 위치, 즉 접촉 조립체(36)의 위치를 나타내는 복귀 신호를 수신하도록 구성된 종래의 레이저 거리 센서로 구성될 수 있다. 대안으로, 거리 센서는 장착부(70) 상에 부착될 수 있어, 예컨대, 위치 설정 조립체(38) 또는 수광 조립체(44) 상에 위치 고정된 대상물까지의 거리를 결정하는데 사용될 수 있다. 거리 센서는 또한 수광 조립체(44) 상에 위치될 수도 있어, 예컨대 접촉 조립체(36) 또는 장착부(70)를 향해 광선을 투사할 수 있다. 또한, 거리 센서는 구동 기구의 상대 위치를 결정하기 위해 디지털 인코더 또는 다른 유형의 검출 장치와 같이, 구동 기구(76)에 합체되거나 또는 포함될 수 있다.
따라서, 구동 기구(76)를 제어하고 그에 따라 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)들 사이에서 등거리로 차량 중심선을 위치시키도록 대향된 바퀴 지지 구조물(46) 상에 차량(34)을 적절하게 위치시키기 위해, 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)의 거리 센서로부터의 거리 계측들이 비교될 수 있다. 예컨대, 구동 기구(76)는 거리 센서에 의해 검출된 거리 계측들이 동일할 때까지 조절될 수 있다. 구동 기구(76)를 이러한 방식으로 조절함으로써, 다양한 모델의 차량의 중심선이 대향된 바퀴 정렬 계측 장치(30)들 사이에서 등거리로 유지되도록, 폭이 다양한 차량(34)이 수용될 수 있다.
또한, 가요성 전력 케이블(84)이 구동 기구(76) 및/또는 거리 센서에 전력을 공급하기 위해 로케이팅 조립체(72)에 제공된다(도4 및 도5).
도시된 실시예에서, 광선 수광 조립체(44)는 Burke E. Porter Machinery Co.의 모델 100, 200, 300 또는 7110 HLA Headlamp Aimer와 같은 헤드램프 조준기(headlamp aimer)에 사용되는 광선 수광 유닛과 대체로 유사하다. 도4 내지 도10에 도시된 바와 같이, 광선 수광 조립체(44)는 렌즈(68)와, 타겟 또는 투사 플레이트(88)와, 반사 패널 또는 거울(90)(도8 및 도9)과, 하우징(86)의 상부 뚜껑(94) 부재에 장착된 카메라(92) 형태인 화상 센서 또는 광 검출기(도10)를 포함한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 광원(40)으로부터 투사된 광선(42)은 카메라(92)에 의해 검출되는 타겟(88) 상의 화상(96)(도11)을 생성하도록 렌즈(68)를 통해 하우징(86) 내로 투사된다. 그 후, 카메라(92)로부터의 신호가 투사된 화상(96)의 표상을 표시하도록 구성된, 디스플레이 모니터(도시 생략)와 같은 모니터링 장치에 전달된다. 따라서, 조작자는 바퀴(32)가 카메라(92)에 의해 검출된 투사된 화상(96)에 의해 결정된 바와 같이 적절하게 정렬될 때까지, 바퀴(32)의 위치를 조절할 수 있다. 타겟(88) 상에 입사된 광선(42)을 검출하도록 구성된, 카메라(92) 이외의 다른 검광기가 본 발명의 범주 내에서 채용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
렌즈(68)는 투사된 광선(42)을 투사된 광선(42)을 타겟(88) 상으로 반사하는 거울(90)로 배향시키도록 기능한다. 도시된 실시예에서, 렌즈(68)는 약 45.72㎝(약 18인치)의 초점 길이를 갖는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)이다. 확장된 초점 길이를 갖는 프레넬 렌즈를 사용함으로써, 타겟(88) 상에 투사된 화상(96)은 광원(40)으로부터 등거리에 비 프레넬 렌즈를 구비한 경우에 가능한 것보다 더 큰 분해능을 가질 수 있으며, 그 결과 더욱 정밀한 축지 및/또는 캠버 계측이 가능해진다. 렌즈(68)는 하우징(86)에 장착되며, 이때 렌즈의 편평한 표면은 내향하고 프레넬 렌즈(68)의 동심 링(concentric ring)은 외부로 배향되게 프레임 및 렌즈(68)가 배향된다.
프레넬 렌즈는 또한 타겟(88)을 향해 광을 집광하는 기능을 한다. 예컨대, 수광 조립체는 투사된 광선이 렌즈(68)에 접촉 또는 진입하는 위치에 관계없이 수직으로 투사된 광선이 타겟(88)의 중심부에 점을 생성하도록, 구성될 수 있다. 따 라서, 각을 가지고 렌즈(68)에 진입하는 투사된 광선은 타겟(88)의 중심부로부터 오프셋된 것으로 표시될 것이다. 따라서, 차량 바퀴의 중심점은 타겟(88)의 상대 중심과 정확하게 대응되도록 "조준"되거나(aimed) 또는 위치될 필요가 없다.
도8에 도시된 바와 같이, 광선(42)은 거울(90)에 투사되어 타겟(88)을 향해 반사된다. 후술되는 바와 같이, 카메라(92)에 의한 타겟(88) 상의 광선(42)의 검출을 통해 카메라(92)가 축지 및/또는 캠버 정보를 제공할 수 있도록, 카메라(92)는 타겟(88) 상의 광선(42)의 공지된 배향 또는 배치 또는 입사 위치를 기초로 조정될(calibrated) 수 있다. 대안으로, 도11에 개략적으로 도시된 바와 같이, 타겟(88)은 바퀴(32)의 축지 및 캠버에 대한 인디시아(98, indicia) 표시 스케일(100, 102)을 포함할 수 있으며, 이때 축지는 수평축에 대해 측정되고 캠버는 수직 축을 따라 측정된다. 바퀴(32)가 완전한 평면을 형성하였다면 타겟(88) 상에 생성된 최종 화상(96)이 점(43)으로 표시될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 하지만, 차축과 바퀴(32)의 제조 및 조립 공정의 본질적인 변동 또는 공차로 인해, 바퀴(32)는 완전한 평면에서 회전되지 않으며, 바퀴 상의 일 지점의 일반적인 사인파 운동으로 반영되는 런아웃(run out)을 포함할 것이라는 점도 이해해야만 한다. 또한, 타이어 불완전성 및 돌출된 문자와 같은 타이어의 다른 요소로 인해, 바퀴(32)의 회전은 접촉 조립체(36)의 롤러(54)에 의해 검출된 흔들림 효과(wobbling effect)를 생성할 것이다. 따라서, 인디시아(98) 상으로 렌즈(68)를 통해 투사하는 광원(40)에 의해 생성된 합성 화상(96)은 도시된 바와 같이 대략적인 원형 또는 일반적인 타원형을 나타낼 것이다. 따라서, 화상(96)의 중심점이 바퀴(32)의 회전 에 의해 형성된 평면을 나타낸다.
인디시아(98)는 축지 또는 캠버의 각도(degree)를 각각 나타내는 축지 스케일(100)과 캠버 스케일(102)을 구비할 수 있다. 따라서, 조작자는 축지 스케일(100)과 캠버 스케일(102) 상의 표시된 축지 및 캠버 값이 소정의 값에 이를 때까지 축지 로드와 같은 바퀴 연동 장치를 조절할 수 있다. 축지 스케일(100)과 캠버 스케일(102) 사이의 교차점이 축지와 캠버의 소정의 바람직한 값을 다르게 나타낼 수도 있다. 예컨대, 조립된 자동차는 차량의 적절한 조향과 성능을 위해 축지 및/또는 캠버의 특정 각도를 갖도록 설계된다. 축지 스케일(100)과 캠버 스케일(102)의 교차점은 화상(96)이 상기 교차점 주위에 집중될 때 적절한 축지 및 캠버 값이 얻어지도록 설계될 수 있다.
도10은 광선 수광 조립체(44)의 하우징(86)으로부터 제거된 카메라(92)를 도시한다. 카메라(92)는 거울(90)로 배향되고, 동시에 투사된 화상(96)을 검출 및 포착하고, 또한 타겟(88)의 인디시아(98)로부터 반사된 화상을 검출 및 포착할 수 있다. 도시된 실시예에서, 카메라(92)는 종래의 전하 결합 소자(charge coupled device) 또는 CCD형 카메라이다. 따라서, 카메라(92)는 타겟(88) 상의 인디시아(98)가 필요하지 않거나 존재하지 않도록 화상(96)을 검출하고 공지된 픽셀 위치를 기초로 화상에 반응하여 신호를 표시할 수 있다. 따라서, 카메라(92)에 의해 표시 모니터로 전송된 신호는 바퀴(32)의 축지 및/또는 캠버 값을 반영하도록 사전에 조절되거나 또는 조정될 수 있다. 카메라(92)로부터의 신호는 축지 및/또는 캠버 값을 반영하는 광 바아(light bar)에 전송될 수도 있다. 예컨대, 광 바아의 표 시를 모니터링하면서, 광 바아의 표시가 광 바아 상의 특정 지점에 위치되거나 또는 녹색과 같은 특정한 색으로 변할 때 소정의 적절한 축지 및/또는 캠버 값이 얻어지도록, 축지 및/또는 캠버를 조절할 수 있다.
상술된 바와 같이, 카메라(92)는 카메라(92)에 의해 표시된 타겟(88) 상의 광선(42)의 입사 위치를 기초로 카메라(92)가 바퀴 조립체(32)의 축지 및/또는 캠버 정보를 제공할 수 있도록, 조정될 수 있다. 예컨대, 카메라(92)가 CCD 카메라 또는 검출된 광원으로부터의 위치 정보를 제공하거나 또는 등식화할 수 있는 다른 장치로 구성될 때, 카메라(92)는 타겟(88) 상의 광선(42)의 검출된 위치를 기초로 축지 및/또는 캠버를 나타내는 신호를 직접 제공하도록 사용될 수 있다. CCD 카메라(92)로 구성된 광 검출기의 실시예에서, 카메라(92)는 카메라(92)의 픽셀의 공지된 그리드로 타겟(88) 상에 입사된 광선(42)을 검출 또는 표시한다. 광원(40)이 공지된 위치로부터 수광 조립체(44)로 광선(42)을 투사하는 공지된 위치에 접촉 조립체(36)를 배치함으로써, 카메라(92)는 접촉 조립체(36)의 공지된 위치에 대해 타겟(88) 상의 검출 또는 표시된 입사 광선(42)을 상호 연관시켜 조정될 수 있다. 따라서, 카메라(92)의 출력은 접촉 조립체(36)가 위치된 장소에 대해 바퀴 조립체(32)의 축지 및/또는 캠버 정보를 직접 제공하도록 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 카메라(92)는 위치 설정 조립체(38)에 의해 접촉 조립체(36)가 바퀴 조립체(32)로부터 후퇴되면 재조정될 수 있다. 예컨대, 위치 설정 조립체(38)가 후퇴할 때, 접촉 조립체(36)는 예컨대 수광 조립체(44)에 수직인 공지된 배향으로 접촉 조립체(36)를 위치시키는 조정 장치 또는 플레이트와 접촉하게 될 수 있다.
카메라(92)가 거울(90)을 향해 배향된 것으로 도시되었지만, 카메라(92)는 타겟(88)을 향하고 타겟(88)으로부터 화상(96)을 검출하도록 배향될 수도 있다. 카메라(92)는 하우징(86) 내에 또는 외부에 장착될 수 있지만 여전히 의도한 바와 같이 기능할 수 있다. 예컨대, 카메라(92)는 하우징의 하부로부터 또는 측면을 통해 장착될 수 있다.
도1, 도1A 및 도3 내지 도7을 다시 참조하면, 바퀴 지지 구조물(46)은 바퀴(32)를 회전시키기 위한 상술된 드럼(52)을 포함하며, 드럼(52)은 바퀴 정렬 측정 중 바퀴(32)를 회전하도록 동력이 전달된다. 도5로부터 이해되는 바와 같이, 드럼(52)은 부유 기부(104) 상에 장착된다. 기부(104)는 드럼(52)이 바퀴(32)의 위치 또는 방향에 영향을 주지 않게 바퀴(32)와의 상호 작용을 기초로 위치될 수 있도록, 회전 또는 선회하도록 구성된다. 바퀴 지지 구조물(46)은 또한 접촉 조립체(36) 및 위치 설정 조립체(38)에 의해 바퀴(32)가 바퀴 지지 구조물(46)로부터 멀리 변위되는 것을 방지하는 범퍼(106)를 포함한다.
바퀴 지지 구조물(46)은 또한 바퀴(32)를 드럼(52) 상으로 그리고 드럼으로부터 멀어지게 직접 안내하는 램프(108, ramp)를 포함한다. 4개의 바퀴 지지 구조물(46)이 피트(pit) 내에 또는 피트 상에 위치될 수 있어, 차량이 4개의 바퀴 정렬을 목적으로 피트 상에서 구동될 수 있다. 대안으로, 차량이 지지 기부 상에서 구동되고 바퀴 지지 부재와 결합될 수 있도록 하나 이상의 지지 구조물이 스탠드 또는 지지 기부 상에 합체될 수 있다.
상술된 바와 같이, 조작자는 표시 모니터를 통해 카메라(92)에 의해 표시된 투사 화상(96)을 조망하면서 바퀴(32)를 조절할 수 있다. 하지만, 도11A 및 도11B에 도시된 바와 같이, 광선 수광 조립체(44)의 카메라(92)로부터의 신호는 카메라(92)에 의해 전송된 수신 신호를 기초로 계산을 수행하도록 프로그램되거나 구성된 처리 장치 또는 제어부(110)로 전송될 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 모니터(112) 상에 화상을 표시하도록 작동할 수 있고, 이러한 화상은 예컨대, 바퀴 정렬 특성을 나타내는 정보를 제공하는 표시 스크린(114)을 포함한다. 예컨대, 제어부(110)는 카메라(92)로부터의 신호에서 광역 계산(mass area calculation)을 수행할 수 있다. 표시 스크린(114)은 실제 축지 값(116) 및 캠버 값(118) 형태로 정렬 정보를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 실제 축지 및/또는 캠버를 기초로 광 바아(120, 122) 내에서 이동하는 표시 기호(124a, 124b, 124c)를 갖는 전기적으로 발생된 축지 광 바아(120L, 120R) 및 캠버 광 바아(122L, 122R)도 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 바아 필드(120, 122)는 내공차(in-tolerance) 및 외공차(out-of-tolerance) 제한 표시를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 또한 종래의 캐스터 스윕(caster sweep)을 기초로 캐스터 계산을 수행하는데 사용될 수도 있으며, 이때 전방 바퀴의 축지 및 캠버는 바퀴가 회전축에 대해 정지하고 있거나 또는 회전하는 동안 전방 바퀴가 측면에서 측면으로(side to side) 회전되면서 결정된다. 그 후, 각 바퀴의 결정된 축지 및 캠버 값은 서로에 대해 플롯팅되어, 합성선이 바퀴의 캐스터를 나타낸다. 캐스터는 또한 126의 표시 필드에서와 같이 표시 스크린상에 표시될 수 있다.
또한, 다른 바퀴 정렬 계측 장치가 본 발명의 범주 내에서 카메라 및/또는 거울 없이 구성될 수 있으며 여전히 의도된 바와 같은 기능을 할 수 있다는 것도 이해되어야 한다. 예컨대, 타겟은 카메라가 요구되지 않는 경우에 조작자가 광선에 의해 생성된 화상을 직접 볼 수 있도록 반투명할 수 있다. 유사하게, 광선은 거울을 필요로 하지 않을 때 렌즈를 통해 타겟 상에 직접적으로 투사될 수 있다.
차량 바퀴 정렬은 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이 4개의 바퀴 정렬 계측 장치(30)보다 적은 수의 바퀴 정렬 계측 장치를 이용하여 계측될 수 있다. 예컨대, 2륜 구동 차량과 같은 차량의 전방의 양 바퀴 또는 후방의 양 바퀴 중 하나에 인접하게 위치된 단지 2개의 장치(30)가 차량 중심선에 대해 전방 바퀴 또는 후방 바퀴의 축지 및 캠버를 조절하는데 사용될 수 있다. 또한, 하나의 장치(30)가 남은 차량 바퀴에 인접하게 위치된 제2 또는 그 이상의 장치를 사용하지 않고 차량의 바퀴를 조절하는데 사용될 수 있다. 단일 바퀴 정렬 계측 장치의 경우, 예컨대, 바퀴 축지 및/또는 캠버는 차량 중심선과 관계없이 계측 및 설정될 수 있거나, 또는 중심선이 전자적으로 또는 개별적인 기계 조절 또는 조정 단계에 의해 고려될 수 있다.
다른 4개의 바퀴 정렬 계측 장치가 피트(133)를 갖는 차량 조절 테이블(131)에 합체되어 도12 내지 도14에 도시된다. 바퀴 정렬 계측 장치(130)는 차량(도시 생략)의 3개의 바퀴 조립체(132) 각각에 대해 작동 관계를 갖는다. 수광 조립체 이동 장치[도시된 실시예에서는 갠트리(145)]에 장착된 광선 수광 조립체(144A)를 이용하는 제4 바퀴 정렬 계측 장치(130A)가 제4 바퀴 조립체(132A)와 작동 관계로 도시된다. 바퀴 정렬 계측 장치(130A)의 광선 수광 조립체(144A)는 바퀴 조립체(132A)의 축지 및 캠버를 측정하는데 사용될 뿐만 아니라 헤드램프를 조절하면서 계측 장치 또는 헤드램프 조준기로 사용하기 위해 차량의 헤드램프 전방에서 갠트리(145)를 사용하도록 선택적으로 위치되도록 구성된다.
바퀴 정렬 계측 장치(130)는 상술된 바퀴 정렬 계측 장치(30)와 대체로 유사한 구조이며, 대체로 유사한 구성 요소를 설명할 때 정렬 계측 장치(30)와 관련하여 사용된 도면 부호에 도면 부호 100을 더하였다. 각 바퀴 정렬 계측 장치(130)는 접촉 조립체(136), 위치 설정 조립체(138), 접촉 조립체(136)에 장착된 광원(도시 생략) 및 포스트(143)에 장착된 광선 수광 조립체(144)를 포함한다. 바퀴 정렬 계측 장치(130A)는 대체로 유사하여, 부호(suffice) A로 지시된 유사한 구성 요소를 가지며, 광선 수광 조립체(144A)가 갠트리(145)에 고정된다는 것이 다르다.* 정렬 계측 장치들(30, 130)의 유사성으로 인해, 정렬 계측 장치(130)의 구조적이고 작동적인 상세 전부가 본원에 개시되지는 않을 것이다. 특히, 정렬 계측 장치(130)의 접촉 조립체(136)는 도15 내지 도21의 반사기 상자(255)가 장착되는 것을 제외하면 도15 내지 도21의 실시예에 채용된 접촉 조립체(236)와 대체로 유사하다. 접촉 조립체(236)는 상세하게 후술된다.
상술된 바와 같이, 바퀴 정렬 계측 장치(130A)는 갠트리(145)에 장착된 광선 수광 조립체(144A)를 포함한다. 갠트리(145)는 위치 설정되었을 때 차량의 전방 단부와 대면하는 차량 조절 테이블(131)의 전방측 단부(147)에 부착된다. 도시되지는 않았지만, 조작자 또는 자동화 설비가 피트(133) 위의 조절 테이블(131)에 위 치된 차량의 타이 로드와 같은 다양한 기계적 연동 장치를 조절하기 위해 피트(133) 내에 위치될 수 있다. 도시된 갠트리(145)는 수직 삽통식 회전 기부(149), 수평 삽통식 제1 아암(151) 및 회전하는 제2 아암(153)을 포함한다.
갠트리(145)는 일반적으로 3개의 위치 중 한 위치에 광선 수광 조립체(144A)를 위치시키도록 작동한다. 접촉 조립체(136A)의 광원(도시 생략)에 의해 투사된 광선(도시 생략)이 상술된 방식으로 광선 수광 조립체(144A) 내로 투사되도록 광선 수광 조립체(144A)가 접촉 조립체(136A)에 작동 관계로 위치된 제 1 위치가 도12에 도시된다. 따라서, 바퀴 정렬 계측 장치(130A)는 상술된 바와 같이 바퀴 조립체의 축지 및 캠버를 결정하도록 작동될 수 있다.
갠트리(145)가 광선 수광 조립체(144A)를 위치 설정할 수 있는 제2 및 제3 위치는 도13 및 도14에 도시된다. 이 위치들은 도1의 차량(34)의 헤드램프(107) 전방과 같은 차량 조절 테이블(131) 상에 위치된 차량의 좌우 헤드램프의 전방에 광선 수광 조립체(144A)를 배치한다. 상술된 바와 같이, 도시된 실시예에서 광선 수광 조립체(144A)는 Burke E. Porter Machinery Co.의 헤드램프 조준기와 대체로 유사하다. 따라서, 광선 수광 조립체(144A)는 바퀴 정렬 절차 중 바퀴 정렬 특성을 계측하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 광선 수광 조립체가 도13 및 도14에 도시된 바와 같이 위치되었을 때 헤드램프 정렬 공정의 일부로서 헤드램프 정렬 또는 배향 특성을 계측하는데 사용될 수도 있다. 예컨대, 광선 수광 조립체(144A)가 도13 및 도14 중 하나에 도시된 바와 같이 위치되고, 차량(34)이 조절 테이블(131) 상에 위치되면, 헤드램프 광선(109)(도1)은 수광 조립체(144A)로 투사되고 수광되 어, 헤드램프(107)는 종래의 방식으로 조준 또는 정렬될 수 있다.
도시된 실시예에서, 갠트리(145)는 기부(149)를 회전, 연장 및 후퇴시키고, 제1 아암(151)을 연장 및 후퇴시키고, 제2 아암(153)을 회전시키도록 자동화되어, 접촉 조립체(136A)의 광원으로부터 또는 차량의 헤드램프로부터 투사된 광을 수용하는 위치로 광선 수광 조립체(144A)의 렌즈(68)를 적절하게 배치한다. 하지만, 다른 수용 조립체 이동 장치가 광선 수광 조립체(144A)를 위치 설정하기 위해 수동으로 이동될 수 있다는 것도 이해되어야 한다. 또한, 바퀴와 헤드램프 부근에 위치된 다양한 정지 고정구가 가동 수광 조립체가 선택적으로 배치될 수 있는 곳에 채용될 수도 있다.
도15 내지 도21, 특히 도15 및 도16을 다시 참조하면, 다른 대안적 4개의 바퀴 정렬 계측 장치가 좌우 바퀴 정렬 계측 장치(230L, 230R)를 갖는 것으로 도시된다. 좌측 바퀴 정렬 계측 장치(230L)는 단일 광선 수광 조립체(244L)를 사용하여 좌측의 전방 바퀴(232LF)와 후방 바퀴(232LR) 모두의 정렬 특성을 계측하도록 구성된다. 이에 상응하여, 우측 바퀴 정렬 계측 장치(230R)는 단일 광선 수광 조립체(244R)를 사용하여 좌측의 전방 바퀴(232RF)와 후방 바퀴(232RR) 모두의 정렬 특성을 계측하도록 구성된다. 광선 수광 조립체(244L, 244R)는 도시된 실시예에서 조절 가능한 프레임(245)인 조절 가능한 수광 조립체 이동 장치에 장착된다. 프레임(245)은 차량이 조절 테이블(231) 상에 위치될 때 차량의 전방 단부가 배향되거나 또는 위치되는 차량 조절 테이블(231)의 전방측 단부(247)에 위치된다. 따라서, 광선 수광 조립체(244L, 244R)는 차량 조절 테이블(231) 상에 위치된 차량의 좌우 헤드램프의 정렬 특성을 계측하는데도 사용될 수 있다.
좌측 바퀴 정렬 계측 장치(230L)는 광선 수광 조립체(244L)뿐만 아니라 좌측 전방 위치 설정 조립체(238LF)에 장착된 좌측 전방 접촉 조립체(236LF)와 좌측 전방 접촉 조립체(236LF)에 장착된 좌측 광원(도시 생략)을 포함한다. 좌측 전방 반사기 또는 반사 부재(255LF)는 또한 좌측 전방 위치 설정 조립체(238LF)에 장착된다. 좌측 바퀴 정렬 계측 장치(230L)는 좌측 후방 위치 설정 조립체(238LR)에 장착된 좌측 후방 접촉 조립체(236LR)와, 좌측 후방 접촉 조립체(236LR)에 장착된 좌측 후방 광원(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 좌측 후방 반사기 또는 반사 부재(255LR)는 또한 좌측 후방 위치 설정 조립체(238LR)에 장착될 수 있다. 상세하게 후술되는 바와 같이, 반사기 부재(255)는 광원(240)으로부터 투사된 광선(242)을 수광하고 광선 수광 조립체(244)를 향해 각을 이루어 광선(242)을 반사한다.
광선 수광 조립체(244R)를 포함하는 우측 바퀴 정렬 계측 장치(230R)는 좌측 바퀴 정렬 계측 장치(230L)에 대한 거울 구조이며, 장치(230R)의 구성 요소는 좌측 바퀴 정렬 계측 장치(230L)의 LR 및 LR 부호 성분에 각각 대응하는 도면 부호 RF 및 RR로 표시된다. 좌측 및 우측 바퀴 정렬 계측 장치(230L, 230R) 간의 실질적인 유사성으로 인해, 후속하는 설명은 별도로 언급하지 않는다면 우측 바퀴 정렬 계측 장치(230R)의 구성 요소에 주안점을 둘 것이다. 이러한 설명은 좌우측 장치(230L, 230R)에 동일하게 적용된다는 것이 이해되어야 한다.
또한, 접촉 조립체(236), 위치 설정 조립체(238), 광원(240) 및 광선 수광 조립체(244)는 도1 내지 도10의 바퀴 정렬 계측 장치(30)와 대체로 유사한 구조로, 반사기 상자(255)를 채용한 점이 다르다. 따라서, 바퀴 정렬 계측 장치(30)에 대한 도15 내지 도21의 바퀴 정렬 계측 장치(230)의 대체로 유사한 구성 요소는 바퀴 정렬 계측 장치(30)와 관련하여 사용된 도면 부호에 200을 더한 유사한 도면 부호로 식별된다. 또한, 반사기 상자(255)의 추가로 인해, 소정의 다른 구성요소가 일반적으로 상술된 바와 같이 LR 및 RR로 식별된다. 바퀴 정렬 계측 장치(30)와의 유사성으로 인해, 대체로 유사한 구성 요소의 특징과 구성 모두가 도15 내지 도21과 관련된 후속 설명에서 언급되지는 않을 것이다.
도16으로부터 이해되는 바와 같이, 반사기 부재(255RR)는 접촉 조립체(236RF)에 대한 반사기 부재(255RF)에 비해 접촉 조립체(236RR)로부터 더 멀리 위치되도록 장착된다. 따라서, 반사기 부재(255RR)로부터 반사된 광선(242RR)은 광선 수광 조립체(244R) 상에 입사하도록 반사기 부재(255RF)의 측면을 통과할 수 있다. 도시된 실시예에서, 광선 수광 조립체(244R)는 수평으로 재위치 설정하지 않고 광선(242RR, 242RF)을 수광할 수 있다. 대안으로, 광선 수광 조립체(244R)는 반사기 부재(255RF)로부터 광선(242RF)을 수광하도록 제1 방향으로 위치된 후, 반사기 부재(255RR)로부터 광선(242RR)을 수광하도록 재위치될 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이 후방 반사기 부재로부터의 광선이 동일한 측의 전방 반사기 부재의 측면으로 통과하는 대신에, 후방 반사기 부재는 후방 반사기 부재로부터의 광선을 동일한 측의 전방 반사기 부재의 위 또는 아래로 통과시키도록 구성 또는 장착될 수 있다. 전방 또는 후방 반사기 부재는 각 광선이 수광 조립체에 입사할 수 있는 임의의 방식으로 위치 또는 배향될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 소정 측의 전방 및 후방 반사기 부재 모두로부터의 광선이 수광 조립체에 의해 동시에 수광되는 수광 조립체 상에 프레넬 렌즈를 합체한 실시예에서, 후방 반사 광선과 같은 광선 중 하나의 광선은 다른 광선에 대해 각을 이루어 수광 조립체 내로 유리하게 배향될 수 있다. 이러한 각을 이룬 배향은 전방 및 후방 반사 광선에 의해 타겟 상에 입사된 2개의 화상이 중첩되는 것을 방지 또는 제한하는 것을 도울 수 있다.
작동시, 전방 또는 후방 바퀴 조립체(232RF, 232RR) 중 하나의 정렬 특성이 초기에 결정된다. 따라서, 전방 또는 후방 바퀴 조립체(232RF, 232RR) 중 다른 하나의 정렬 특성은 광선 수광 조립체(244R)가 투사되고 반사된 광선(242RF, 242RR) 모두를 동시에 수광하지 않도록 결정된다. 하지만, 다른 실시예에서 수광 조립체는 투사된 광선 모두를 동시에 수용할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 광선 수광 조립체는 예컨대, 색의 차이 또는 내부 타겟 상의 투사된 위치의 차이에 의해 투사된 광선을 구별할 수 있다. 대향 측 바퀴의 정렬 특성은 이러한 공정 중에 유사한 방식으로 동시에 결정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상술된 바와 같이, 광선 수광 조립체(244R, 244L)는 프레임(245)에 장착된다. 도시된 실시예에서, 좌측 광선 수광 조립체(244L)는 좌측 칼럼 또는 좌측 샤프트(281L)에 부착되고, 우측 광선 수광 조립체(244R)는 우측 칼럼 또는 우측 샤프트(281R)에 부착된다. 광선 수광 조립체(244L, 244R)는 칼럼(281L, 281R)을 따라 수직으로 위치될 수 있다. 칼럼(281L, 281R)은 플랫폼(283)을 따라 수평으로 활주 가능하도록 또는 위치 가능하도록 플랫폼(283)에 장착될 수 있다. 따라서, 프레 임(245)은 광선 수광 조립체(244L, 244R)는 광선(242)을 수광하거나 또는 차량 헤드램프의 정렬을 위해 헤드램프로부터 투사된 광을 수광하기 위해 위치될 수 있게 수직으로 그리고 수평으로 변위될 수 있다.
이제 도17A 및 도17B를 참조하면, 도17A는 접촉 조립체(236RF)와 수광 조립체(244R)에 대한 반사기 부재(255RF)의 내부 경사진 반사 플레이트 또는 반사 거울(257RF)을 도시한다. 도17B는 접촉 조립체(236RR)와 수광 조립체(244R)에 대한 반사기 부재(255RR)의 내부 경사진 반사 플레이트 또는 반사 거울(257RR)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 접촉 조립체(236RF, 236RR)가 바퀴 조립체(232RF, 232RR)에 대해 배향될 때, 광선(242RF, 242RR)은 광원(240RF, 240RR)으로부터 다양한 각도로 투사된 후, 상이한 각도로 반사 플레이트(257RF, 257RR)로부터 수광 조립체(244R)로 반사될 수 있다. 도17A 및 도17B는 접촉 조립체(236)에 대해 완전히 수직인 방향인 바퀴 조립체(232)를 도시한다. 광선이 도17A 및 도17B에 도시된 다양한 각도로 투사되게 하는 것은 바퀴 조립체(232)(도17A 및 도17B에는 도시되지 않음)에 의해 형성된 평면의 편의라는 것이 이해되어야 한다.
반사 플레이트(257RF, 257RR)는 접촉 조립체(236RF, 236RR)가 바퀴 조립체에 대해 배치되기 때문에 바퀴 조립체(232RF, 232RR)의 정렬 방향의 예측 편의량을 기초로 크기와 각이 결정되며, 광선 수광 조립체(244R)의 크기와 반사 플레이트(257RF, 257RR)와 광선 수광 조립체(244R) 사이의 거리를 기초로도 크기와 각이 결정된다. 일부 경우에, 바퀴 조립체(232)의 오정렬은 반사기 부재(255)의 반사 플레이트(257)로부터 반사된 투사 광선(242)이 광선 수광 조립체(244) 상에 입사하 지 않도록 수직으로부터 충분하게 편의될 수 있다. 이러한 경우, 광선(242)이 광선 수광 조립체(244) 내에서 검출될 때까지 바퀴 조립체(232)의 방향이 조절되는 사전 배향 단계가 수행될 필요가 있다. 대안으로, 오정렬이 차량의 부적절한 조립에 의한 것이라면, 어떠한 입사도 검출되지 않음으로써 조작자에게 차량 조립체를 추가로 조사할 것을 지시한다.
도시된 실시예에서, 반사 플레이트(257)는 연마된 카바이드 플레이트(polished carbide plate)와 같은 전방 표면 거울이다. 도18의 반사기 부재(255RR)와 도19의 반사기 부재(LR)를 참조하면, 각 반사기 부재(255)는 반사기 부재(255)의 내측에서 반사기 부재(255)의 경사벽(259)에 장착된 반사 플레이트(257)를 포함한다. 반사기 부재(255)는 입구 개구(261)와 출구 개구(263)를 더 포함한다(도19). 개구(261, 263)는 개방되거나 또는 투명하거나 반투명한 덮개 플레이트 또는 렌즈 등을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 반사기 부재(255)는 대체로 직각으로 입사 광선(242)을 반사하도록 구성된다. 하지만, 시스템은 다른 각도로 광선을 반사하는 다른 반사기 상자를 채용할 수 있으며, 다수의 경로에 대해 광선을 재배향하는 다수의 반사기 부재를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 다른 반사기 상자는 좁은 각도에 대해 광선을 수광하고 반사하기 위한 다면 반사 플레이트를 포함할 수도 있다.
도18은 우측 후방 접촉 조립체(236RR), 우측 후방 위치 설정 조립체(238RR), 및 차량 지지 구조물(246)의 동력식 드럼(252) 상에 위치된 타이어 및 바퀴 조립체(232RR)에 대한 바퀴 정렬 계측 장치(230R)의 우측 후방 광원(240RR)의 확대 사 시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 반사기 부재(255RR)는 버팀대 또는 아암(265RR)에 의해 위치 설정 조립체(238RR)에 장착 또는 부착된다. 반사기 부재(255RF)가 광원(240RF)으로부터 위치된 거리보다 반사기 부재(255RR)가 광원(240RR)으로부터 더 멀리 위치되도록 우측 전방 위치 설정 조립체(238RF)에 반사기 부재(255RF)를 부착하는 버팀대(265RF)보다 버팀대(265RR)의 크기가 크다(도15). 이로 인해 반사기 부재(255RR)로부터 반사된 광선(242RR)은 반사기 부재(255RF)의 외측을 통과하여 광선 수광 조립체(244R) 상에 입사할 수 있다. 상술된 바와 같이, 반사기 부재(255RR)로부터 반사된 광선(242RR)과 같은 광선은 차단되는 것을 방지하기 위해 위, 아래 또는 다른 대안적 방향으로 반사되도록 배향될 수도 있다.
도19 내지 도21은 좌측 후방 접촉 조립체(236LR) 및 바퀴 정렬 계측 장치(230L)의 좌측 후방 위치 설정 조립체(238LR)의 일부와 반사기 부재(255LR)와 광선(242LR)의 상호 작용을 도시한다. 좌측 후방 접촉 조립체(236LR)는, 지지 아암(256)에 장착되어 허브(258)에 장착된 롤러(254)를 포함한다. 허브(258)는 도시된 실시예에서 롤러(254)가 접촉하는 바퀴 조립체(232)의 평면을 찾기 위해 다중축 방식으로 허브(258)를 부유 또는 이동시킬 수 있는 베어링 조립체(267)인 피벗부 내에 장착된다. 도시된 실시예에서, 베어링 조립체(267)는 유니버설 베어링이며 외부 링(269)과 내부 링(271)을 포함하고, 이때 허브(258)는 내부 링(271) 내에 장착된다.
롤러(254)는 아암(256) 상에서 롤러(254)의 위치를 조절하지 않고 여러 크기 의 바퀴 조립체와 사용될 수 있도록 상술된 롤러(54)에 비해 길다. 롤러(254)는 통상적으로 바퀴 조립체의 고점(high point)을 사실상 설정하는 바퀴 조립체의 외측으로 볼록한 측벽과 접촉할 것이다. 아암(256)은 롤러(254)를 허브(258)로부터 이격되게 위치시키기 위해 각진 관으로 형성된다. 도21로부터 이해되는 바와 같이, 롤러(254)는 평면을 형성하도록 아암(256)에 의해 위치된다.
위치 설정 조립체(238LR)는 베어링 조립체(267)가 부착된 장착부(270)와, 기부(275)의 상부에 부착된 한 쌍의 슬라이드(273)를 갖는 로케이팅 조립체(272)를 더 포함한다. 슬라이드 플레이트(277)로부터 연장하는 2개의 브래킷 또는 아암(274)은 장착부(270)에 부착되고, 슬라이드 플레이트(277)는 슬라이드 플레이트(277)에 부착된 채널 또는 베어링 블록(278)에 의해 기부(275)의 슬라이드(273)에 활주 가능하게 고정된다. 상술된 구동 기구(76)와 유사하고 중심화 롤러(282)(도18)를 포함하는 구동 기구(276)는 후술되는 방식으로 바퀴 조립체(232)를 향해 그리고 바퀴 조립체로부터 멀어지게 위치 설정 조립체(238LR)를 이동하는데 사용된다. 중심화 롤러(282)는 동력식 드럼(252)에 대한 차량의 위치를 위치 설정하거나 유지하는데 사용하기 위해 바퀴 조립체(232) 측벽과 접촉하도록 구성된다. 종래의 중심화 기구(도시 생략)는 구동 기구(276)를 제어하고 차량 조절 테이블 상에서 중심에 위치된 차량을 유지하는데 사용될 수 있다.
구동 기구(276)는 기부(275)를 통해 슬라이드 플레이트(277)에 고정된 바이어싱 부재(279)에 연결된다. 따라서, 구동 기구(276)가 연장 및 후퇴하면, 위치 설정 조립체(238LR)는 이에 대응하여 연장 및 후퇴하게 되고 기부는 고정되어 유지 된다. 바퀴 조립체(232)를 향한 구동 기구(276)의 이동으로 인해, 중심화 롤러(282)와 접촉 조립체(238LR)의 롤러(254)는 타이어 측벽에 결합될 수 있다. 하지만, 바이어싱 부재(279)는 접촉 조립체(238LR)가 구동 기구(276)에 대한 제한된 기초부(basis) 상에서 편의하는 능력을 통해 유격을 구비하도록 위치 설정 조립체(238LR)에 스프링형 컴플라이언스를 제공한다. 바이어싱 부재(239)는 공압 스프링, 코일 스프링 등으로 구성될 수 있으며, 위치 설정 조립체(238LR)의 로케이팅 조립체(272)에 대해 접촉 조립체(238LR)에 독립적인 컴프라이언스를 제공한다. 즉, 바퀴 조립체(232)에 의해 접촉 조립체(238LR)에 제공된 진동 또는 이동은 바이어싱 부재(239)에 의해 흡수되어, 구동 기구(276)로부터 또는 구동 기구로의 이동이 전달되지 않는다. 따라서, 접촉 조립체(238LR)는 바퀴 조립체(232)의 평면을 결정하도록 격리된다. 도시된 실시예에서, 접촉 조립체(238LR)의 롤러(254)는 타이어 측벽과 접촉하는 구동 기구(276)의 중심화 롤러(282) 전에 타이어 측벽과 접촉하도록 구성된다. 따라서, 바이어싱 부재(279)의 편의는 중심화 롤러(282)가 측벽에 대한 롤러(254)의 결합을 유지하는 바이어싱력을 전달하면서 측벽과 결합할 수 있게 한다.
본 발명은 정렬을 목적으로 차량 바퀴와 같은 3차원 대상물의 방향을 계측 및 계산하는 종래 기술의 장치 및 방법에 비해 상당한 장점을 제공한다. 본 발명은 차축과 접촉 조립체의 중심의 정밀한 정렬 없이도 회전하는 차량 바퀴/타이어와 같은 대상물과의 빠르고 효과적인 접촉을 가능하게 하며, 차량 바퀴 및 타이어의 다양한 크기에 알맞도록 쉽게 조절될 수 있다. 광선은 수광 조립체로 배향되면 대 상물 또는 차량 바퀴/타이어의 평면의 위치를 나타내도록 타겟 상에 차량 바퀴/타이어의 평면의 직접적으로 나타내고 바퀴 및 타이어에 대한 축지 및 캠버의 설정을 직접적으로 나타낸다. 타겟 상의 화상은 화상을 축지 및/또는 캠버 값으로 전환하여 차량 바퀴의 정렬과 같은 대상물 위치의 조절 및 설정을 가능하게 하는 전하 결합 표시(CCD) 카메라와 같은 화상 센서에 의해 표시될 수 있다. 화상은 카메라가 채용될 필요가 없도록 타겟으로부터 직접 표시될 수 있어, 시스템의 복잡성을 추가로 감소시킨다. 본 장치 및 방법에 따르면 제조가 저렴하고 사용중 중대한 마모를 겪지 않는 장치를 사용하여 조작자의 수고를 최소화하면서 바퀴/타이어의 위치를 빠르게 결정할 수 있다.
특정적으로 개시된 실시예의 변경 및 변형이 균등론을 포함하는 특허법의 원칙에 따라 해설될 때, 첨부된 청구항의 범주에 의해서만 제한되도록 의도된 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않고 수행될 수 있다.

Claims (24)

  1. 차량의 축 상의 회전에 대해 고정된 바퀴 림에 장착된 타이어를 갖는 바퀴 조립체의 배향을 결정하기 위한 장치이며,
    바퀴 조립체의 배향 평면을 형성하도록, 바퀴 조립체에 선택적으로 가압됨으로써 바퀴 조립체와 결합하기 위한 접촉 조립체와,
    상기 접촉 조립체에 대해 광선을 투사하는 광원과,
    상기 광선을 수광하고, 소정의 위치에 대해 바퀴 조립체의 배향을 나타내는 상기 광선의 화상을 형성하는 광선 수광 조립체를 포함하고,
    상기 광선은 상기 접촉 조립체로부터 상기 수광 조립체로 배향되고, 상기 수광 조립체는 타겟과 렌즈를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 타겟으로 상기 광선을 배향하도록 구성되고, 상기 광선이 상기 타겟 상으로 입사하는 위치는 바퀴 조립체의 평면 배향을 나타내는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광선 수광 조립체의 상기 렌즈는 수렴 렌즈인 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 렌즈는 프레넬 렌즈인 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광선 수광 조립체는 광 검출기를 포함하고, 광 검출기 는 상기 타겟 상의 상기 광선의 입사를 결상하고 바퀴 조립체의 평면 배향을 나타내는 정보를 제공하도록 구성된 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광 검출기는 전하 결합 장치인 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접촉 조립체는 복수의 접촉 부재를 포함하고, 상기 접촉 부재는 바퀴 조립체 상의 복수의 이격된 영역에서 바퀴 조립체와 결합하고, 각각의 접촉 부재는 상기 광선이 상기 타겟 상에서 바퀴 조립체의 배향의 화상을 형성하도록 바퀴 조립체가 차축에서 회전하는 동안, 지지부에 장착되어 타이어의 측벽에 결합되도록 구성된 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 장착부를 구비한 위치 설정 조립체를 포함하고, 상기 접촉 조립체는 상기 접촉 조립체를 상기 장착부에 피벗 가능하게 고정하는 피벗부를 포함하고, 상기 장치는 바퀴 조립체와 상기 접촉 부재를 선택적으로 결합 및 결합 해제하도록 바퀴 조립체에 대해 상기 접촉 조립체를 이동시키도록 구성된 로케이팅 조립체를 더 포함하는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광원은 레이저인 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 접촉 조립체 상에 장착되는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  10. 제1항에 있어서, 차량은 한 쌍의 전방 바퀴와 한 쌍의 후방 바퀴를 포함하는 4륜형이며, 한 쌍의 상기 장치는 (a) 전방 바퀴 및 (b) 후방 바퀴 중 적어도 하나에 인접하게 위치되고, 상기 장치 각각은 상기 장치에 대해 차량을 위치시키기 위한 중심화 롤러를 포함하는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  11. 제1항에 있어서, 차량의 제2 바퀴 조립체와 결합하기 위한 제2 접촉 조립체로서, 제2 바퀴 조립체와 결합하여 제2 바퀴 조립체의 배향의 평면을 형성하는 제2 접촉 조립체와,
    상기 제2 접촉 조립체에 대해 제2 광선을 투사하기 위한 제2 광원을 더 포함하고,
    상기 광선 수광 조립체는 상기 양 광선을 모두 수광하고 상기 양 바퀴 조립체 모두의 평면 배향을 나타내는 상기 타겟 상의 상기 양 광선 모두의 화상을 형성하는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광선 수광 조립체는 차량의 헤드램프로부터 투사된 광선을 수광하도록 추가로 구성되고, 상기 광선 수광 조립체는 상기 타겟 상에 상기 헤드램프 광선의 화상을 형성하고, 상기 헤드램프 광선이 상기 타겟 상에 입사 하는 위치가 헤드램프의 정렬을 나타내는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광선 수광 조립체는 상기 접촉 조립체에 대해 상기 광선을 수광하기 위해 제1 위치에 배치되고 상기 헤드램프 광선을 수광하기 위해 제2 위치에 배치되는 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  14. 제1항에 있어서, 반사기 부재를 더 포함하고, 상기 반사기 부재는 제1 방향으로 상기 접촉 조립체로부터 배향된 상기 광선을 수광하고 제2 방향으로 상기 광선 수광 조립체에 상기 광선을 반사하도록 구성된 바퀴 조립체 배향 결정 장치.
  15. 청구항 삭제
  16. 바퀴 림에 장착된 타이어를 갖는 차량 바퀴의 정렬 위치를 결정하는 방법이며,
    바퀴의 배향 평면을 형성하도록 바퀴에 대해 접촉 조립체를 선택적으로 가압시킴으로써 접촉 조립체와 바퀴를 결합하는 단계와,
    접촉 조립체에 대해 광선을 투사하는 단계와,
    광선을 수광하는 단계와, 접촉 조립체로부터 수광 조립체로 광선을 배향하는 단계 및 렌즈에 의해 타겟으로 광선을 배향하는 단계를 포함하는, 수광 조립체에 의해 광선의 화상을 형성하는 단계와,
    타겟 상의 광선의 입사 위치를 기초로 차량 중심선에 대한 바퀴의 배향을 결정하는 단계를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  17. 제16항에 있어서, 카메라 장치에 의해 타겟 상의 광선의 입사를 결상하는 단계와, 카메라 장치에 의해 바퀴의 평면 배향을 나타내는 정보를 제공하는 단계를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 렌즈에 의해 타겟으로 광선을 배향 단계는 프레넬 렌즈에 의해 광선을 타겟으로 배향하는 단계를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  19. 제16항에 있어서, 헤드램프로부터 광선을 투사하는 단계와, 수광 조립체에 의해 헤드램프 광선을 수광하는 단계와, 차량에 대한 헤드램프의 정렬을 결정하는 단계를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  20. 제19항에 있어서, 접촉 조립체에 대해 투사된 광선을 수광하기 위해 제1 위치에 수광 조립체를 위치시키는 단계와, 헤드램프로부터 투사된 헤드램프 광선을 수광하기 위해 제2 위치에 수광 조립체를 위치시키는 단계를 더 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  21. 제16항에 있어서, 제2 바퀴의 배향 평면을 형성하도록 제2 접촉 조립체와 제2 바퀴를 결합하는 단계와,
    제2 접촉 조립체에 대해 제2 광선을 투사하는 단계와,
    제2 광선을 수광하는 단계와, 제2 접촉 조립체로부터 수광 조립체로 제2 광선을 배향하는 단계 및 렌즈에 의해 타겟으로 제2 광선을 배향하는 단계를 포함하는, 수광 조립체에 의해 제2 광선의 화상을 형성하는 단계와,
    타겟 상의 광선의 입사 위치를 기초로 차량 중심선에 대한 양 바퀴의 배향을 결정하는 단계를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  22. 제16항에 있어서, 접촉 조립체에 대한 제1 방향으로부터 수광된 광선을 수광 조립체를 향한 제2 방향으로 반사하는 단계를 더 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  23. 제16항에 있어서, 차량은 한 쌍의 전방 바퀴와 한 쌍의 후방 바퀴를 포함하는 4륜형이며, 한 쌍의 상기 장치는 (a) 전방 바퀴 및 (b) 후방 바퀴 중 적어도 하나에 인접하게 위치되고, 상기 장치 각각은 상기 장치에 대해 차량을 위치시키기 위한 중심화 롤러를 포함하는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 접촉 조립체에 대해 광선을 투사하는 단계는 접촉 조립체에 장착된 광원을 제공하는 단계를 포함하고,
    광원은 광선을 투사하게 구성되어, 광선이 접촉 조립체로부터 투사되는 차량 바퀴 정렬 위치 결정 방법.
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