KR20100129871A - 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 - Google Patents

타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것으로, 좀더 상세히, 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 차량의 타이어로 주입된 공기압을 감지하여 메인컴퓨터(6)로 송신하는 공기압센서(10)와, 상기 클램프(3)에 각각 설치되어 그 설치지점으로부터 자체까지의 거리를 감지하는 4개의 거리감지센서(20)와, 상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)와, 상기 송신부(30)로부터 각각 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)의 차체까지의 4개의 거리정보를 수신하고, 상기 4개의 거리정보들 사이의 차이가 모두 오차범위 이내인 경우 차량의 현가장치의 상태를 정상으로 판단하는 제2처리부(40)와, 타이어의 공기압상태와 현가장치 상태의 정상, 비정상 여부를 표시하는 디스플레이부(50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
Figure P1020090048444
얼라인먼트, 3차원 측정방식, 타이어, 현가장치, 진단

Description

타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 { Wheel Alignment Apparatus Using Three-Dimensional Measurement Type With Tire and Suspension Measurement and Check Device }
본 발명은 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와 전송된 미러의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 처리부로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 타이어의 공기압 상태가 디스플레이 장치에 자동으로 디스플레이되고, 거리감지센서가 위치한 휠 근처의 일지점으로부터 차체까지의 거리를 측정하여 비교 분석함으로써 차량의 4개의 현가장치의 이상 여부를 검출하고 타이어 상태와 현가장치의 상태가 모두 정상이다고 판단된 경우에만 얼라인먼트 단계로 진입할 수 있는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
차에 장착된 4개의 휠과 타이어는 조종 안정성과 좋은 승차감을 얻기 위하여 여러 가지 기하학적인 각도를 갖고 있다. 이들 각도의 대표적인 것을 들면 캠버,캐스터,토우 등이 있는데 충격이나 사고, 부품 마모, 잘못된 조립 등에 기인하여 이 들 각도가 변화되어 주행 중 각종 문제점을 일으킨다. 이 각도를 수정하는 일련의 작업을 우리는 휠 얼라인먼트라고 하는 데 우리말로는 차륜 정렬이라고 한다. 타이어의 수명과 차량의 주행 안정성에 직결되기 때문에 최근에는 중요성이 부각되어, 차량 하부 작업시 정비를 의무화하려는 흐름이 국내외에서 일어나고 있다.
위의 각도를 얻어내는 계측장비를 휠 얼라이너라고 하는데, 줄자를 이용한 원시적인 방법이 있고, 90~2000년대에는 센서 기술의 발달로 인하여 CCD 이미지 센서를 이용한 고전적인 방식의 얼라이너가 있었다. CCD 이미지센서의 가격이 비싸기 때문에, 얼라이너의 제품가격은 2000만원이 넘었지만, 최근 들어서 반도체 기술의 발달로 인한 CMOS 센서 적용으로 가격이 저렴해진 상태이다. 이러한 센서 타입의 얼라이너 같은 경우는 차량의 휠에 센서를 부착하고 본체 PC와 실시간으로 통신을 하여 계측된 데이터를 읽어 오는 방식인데 광학 기술을 이용한 장비이다 보니 외부 잡광과 차체 반사에 취약한 단점이 있고, 배터리 충전문제 등이 부가적으로 파생되게 되었다.
최근 들어서 미국의 헌터등의 선진업체에서는 작업자의 편의성을 증대시키고 빛의 의한 간섭, 차체 반사, 배터리 문제등의 기존 제품이 안고 있는 것들을 해결한 3차원 카메라 방식의 얼라이너를 시판하기 시작하였다. 제품들이 가격이 높고 환율이 급등한 현재 상황에서 일반 정비사업소에서 제품을 구매하기는 어려운 상황이며, 제품 특성상 정면에 3m정도의 공간을 확보하여야 하기 때문에 영세한 정비소에는 설치하기가 어려운 상황이다.
종래기술에 따른 휠 얼라인먼트에서도 마찬가지지만, 특히 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치를 이용한 차륜 정렬 작업에 있어서, 4개의 타이어 간의 공기압의 차이가 커서 그로 인해 리프트의 바닥으로부터 휠의 중심축까지 높이차이가 발생하거나 일부 현가장치 이상으로 인하여 차체를 지지하는 현가장치 사이의 높이 차이가 발생하는 경우 휠 얼라인먼트 장치를 이용한 정밀한 차륜 정렬이 어려워지거나 정밀한 차륜 정렬의 효과가 없어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 4개의 타이어의 공기압이 균일하여 공기압차이로 인해 발생하는 리프트의 바닥으로부터 휠의 중심축까지 높이차 발생을 미연에 방지하고, 4개의 현가장치 중 일부 현가장치의 이상 여부를 미리 체크하여 차체를 지지하는 현가장치 사이의 높이 차이가 오차범위 이내인 경우에만 휠 얼라인먼트 장치를 이용한 차륜 정렬 작업을 가능하게 함으로써, 차륜 정렬 작업을 더욱 정밀하게 수행할 수 있고 작업자의 실수를 미연에 방지할 수 있는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치를 제공하기 위함이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치는, 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서,
차량의 타이어로 주입된 공기압을 감지하여 메인컴퓨터(6)로 송신하는 공기압센서(10)와,
상기 클램프(3)에 각각 설치되어 그 설치지점으로부터 자체까지의 거리를 감 지하는 4개의 거리감지센서(20)와,
상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)과,
상기 송신부(30)로부터 각각 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)의 차체까지의 4개의 거리정보를 수신하고, 상기 4개의 거리정보들 사이의 차이가 모두 오차범위 이내인 경우 차량의 현가장치의 상태를 정상으로 판단하고, 상기 4개의 거리정보 사이의 차이 중 적어도 하나가 오차범위를 넘는 경우 현가장치의 상태를 비정상으로 판단하는 제2처리부(40)와,
상기 제2처리부(40)가 내장된 메인컴퓨터(6)와 연결되어 상기 공기압센서(10)로부터 송신된 타이어의 공기압상태를 표시하고, 상기 제2처리부(40)로부터 진단된 현가장치 상태의 정상, 비정상 여부를 표시하는 디스플레이부(50)을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르는 경우 종래 기술의 문제점이 해결되며, 4개의 타이어의 공기압이 균일하여 공기압차이로 인해 발생하는 리프트의 바닥으로부터 휠의 중심축까지 높이차 발생을 미연에 방지하고, 4개의 현가장치 중 일부 현가장치의 이상 여부를 미리 체크하여 차체를 지지하는 현가장치 사이의 높이 차이가 오차범위 이내인 경우에만 휠 얼라인먼트 장치를 이용한 차륜 정렬 작업을 가능하게 함으로써, 차륜 정렬 작업 더욱 정밀하게 수행할 수 있고 작업자의 실수를 미연에 방지할 수 있는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치가 제공된다.
이하 본 발명에 의한 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 평면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 진입유도장치 상세 구성도이다.
도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치는 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된다. 횡프레임(9)과 기둥(8)에 의해 카메라(4)와 발광체(1)가 함께 지지될 수 있다.
본 발명은 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 관한 것이며 전술한 장치를 이용한 휠의 3차원 측정방식은 공지된 사항으로서 본 발명에서는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 출원시에 공지된 미국특허 제7,538,864(Vehilce wheel alignment system scanned beam imaging sensor, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국 특허 제7,336,350(Wheel alignment apparatus and method utilizing three-dimensional imaging, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국특허 제7,454,841(Method and apparatus for wheel alignment system target projection and illumination, 양수인 : 헌터 엔지니어링), 미국특허 제7,295,297(Imagine sessing wheel alignment system, 양수인 : 헌터 엔지니어링) 등에 게시된 3차원 이미지 센싱을 통한 휠의 3차원 위치 측정방식에 관한 기술은 본 발명의 명세서에 기재된 것으로 본다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치는 공기압센서(10)와 4개의 거리감지센서(20)와 송신부(30)와 제2처리부(40)와 디스플레이부(50)를 포함하여 구성된다.
공기압센서(10)는 차량의 타이어로 주입된 공기압을 감지하여 메인컴퓨터(6)로 송신한다. 작업자는 주공급호스(13)로부터 분기된 분기호스(14)를 통해 타이어에 고압 공기를 주입하며 공기 주입 중에 공기압센서는 각 타이어의 공기압을 센싱하여 필요시 메인컴퓨터(6)의 공기압상태 수신부로 송신한다. 공기압센서(10)는 공지의 공기압센서(10)를 사용한다. 작업자는 고압공기공급부(11)에 연결된 공기압설정부(12)에 설정 공기압을 입력하고 분기호스(14)를 타이어 내부와 연통시켜 공기압을 주입시킨다. 주입순간 공기압센서(10)는 차량의 타이어 내부의 공기압을 감지하고 필요한 시점에서 메인컴퓨터(6)로 송신한다.
거리감지센서(20)는 클램프(3)에 각각 설치되어 그 설치지점으로부터 자체까지의 거리를 감지하며 현가장치의 수와 같게 4개로 구성된다. 거리감지센서(20)는 클램프(3)의 일지점에 부착되어 클램프(3)가 휠에 장착됨에 의해 미러(2)와 함께 휠에 인접한 위치에 장착된다. 거리감지센서(20)는 차륜/차체 대비 모두 상대적으로 동일한 위치에 위치되고 그 지점으로부터 인접한 차체까지의 거리를 감지한다.
송신부(30)는 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신한다. 제2처리부(40)는 송신부(30)로부터 각각 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)의 차체까지의 4개의 거리정보를 수신하고, 4개의 거리정보들 사이의 차이가 모두 오차범위 이내인 경우 차량의 현가장치의 상태를 정상으로 판단하고, 상기 4개의 거리정보 사이의 차이 중 적어도 하나가 오차범위를 넘는 경우 현가장치의 상태를 비정상으로 판단한다.
디스플레이부(50)는, 제2처리부(40)가 내장된 메인컴퓨터(6)와 연결되어 공기압센서(10)로부터 송신된 타이어의 공기압상태를 표시하고, 제2처리부(40)로부터 진단된 현가장치 상태의 정상, 비정상 여부를 표시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치가 구비된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 메인컴퓨터(6)는 4개의 공기압센서(10)로부터 수신된 타이어의 공기압이 모두 오차범위 이내이고, 상기 제2처리부(40)가 현가장치의 상태를 정상이라고 판단한 경우에만, 휠 얼라인먼트 단계를 진행할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치가 구비된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서, 거리감지센서(20)는 초음파 센서 또는 레이져 센서 등을 사용할 수 있다. 초음파 센서 또는 레이져 센서는 송신부와 수신부를 포함하며 공지된 기술로서 본 발명의 명세서에서 그 상세한 설명은 생략한다. 초음파를 통신 수단으로 해서 거리센서를 구성할 경우 초음파 발진(송신)기와 초음파 수신기가 필요하게 된다. 이 경우 발진(송신) 소자와 수신 소자를 개별로 설치하는 방법과 하나의 소자를 공용하는 방법이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치의 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치 상세 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 발광체
2 : 미러
3 : 클램프
4 : 카메라
5 : 제1처리부
6 : 메인컴퓨터
10 : 공기압센서
20 : 거리감지센서
30 : 송신부
40 : 제2처리부
50 : 디스플레이부

Claims (3)

  1. 미러(2)에 빛을 조사하는 발광체(1)와, 미러(2)를 휠에 장착시키는 클램프(3)와, 빛이 조사된 미러(2)의 영상을 촬영하는 카메라(4)와, 상기 카메라(4)로부터 전송된 미러(2)의 영상으로부터 휠의 3차원 위치를 결정하는 제1처리부(5)와, 상기 제1처리부(5)를 포함하는 메인컴퓨터(6)로 구성된 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치에 있어서,
    차량의 타이어로 주입된 공기압을 감지하여 메인컴퓨터(6)로 송신하는 공기압센서(10)와,
    상기 클램프(3)에 각각 설치되어 그 설치지점으로부터 자체까지의 거리를 감지하는 4개의 거리감지센서(20)와,
    상기 거리감지센서(20)로부터 생성된 감지신호를 제2처리부(40)로 송신하는 송신부(30)와,
    상기 송신부(30)로부터 각각 송신된 거리감지센서(20)로부터 차량(V)의 차체까지의 4개의 거리정보를 수신하고, 상기 4개의 거리정보들 사이의 차이가 모두 오차범위 이내인 경우 차량의 현가장치의 상태를 정상으로 판단하고, 상기 4개의 거리정보 사이의 차이 중 적어도 하나가 오차범위를 넘는 경우 현가장치의 상태를 비정상으로 판단하는 제2처리부(40)와,
    상기 제2처리부(40)가 내장된 메인컴퓨터(6)와 연결되어 상기 공기압센서(10)로부터 송신된 타이어의 공기압상태를 표시하고, 상기 제2처리부(40)로부터 진단된 현가장치 상태의 정상, 비정상 여부를 표시하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인컴퓨터(6)는
    4개의 공기압센서(10)로부터 수신된 타이어의 공기압이 모두 오차범위 이내이고,
    상기 제2처리부(40)가 현가장치의 상태를 정상이라고 판단한 경우에만,
    휠 얼라인먼트 단계를 진행할 수 있게 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리감지센서(20)는 초음파 센서 또는 레이져 센서인 것을 특징으로 하는 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치.
KR1020090048444A 2009-06-02 2009-06-02 타이어 및 현가장치 측정 및 진단 장치를 구비한 3차원 측정방식 차량용 휠 얼라인먼트 장치 KR101023969B1 (ko)

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