KR20160125979A - 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구 - Google Patents

브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량의 브레이킹 시스템의 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하기 위한 방법으로서, 방법은, 표면(3)에서 적어도 하나의 광선 라인(L)을 추적하도록, 광선 방출 헤드(4)를 이용하여 광선의 빔(E)을 브레이크 디스크(2)의 표면(3)을 향하여 방출하는 단계, 및 추적된 광선 라인(L)에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구{METHOD AND TOOL TO DETERMINE A BRAKE DISK DETERIORATION STATE}
본 발명은 차량의 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구와 관련이 있다. 특히, 본 발명은, 자동차, 예를 들어 자동차 또는 모터사이클과 같은, 또는 예를 들어 자전거 또는 화차와 같이 견인되는 차량과 같은 모터가 없는 차량 및/또는 적어도 하나의 브레이크 디스크가 제공되는 임의의 유사한 차량과 같은, 차량의 브레이크 시스템의 브레이크 디스크의 열화 상태 및/또는 비 열화 상태의 진단과 관련이 있다. 이에 따라, 이후의 서술은 일반성을 잃지 않으면서 명시적 참조가 될 것이다.
차량의 브레이크 디스크의 열화 상태는 현재 차량의 수리/유지에 일반적으로 할당된 기술자에 의해 판단된다는 것이 알려져 있다. 기술자는, 일반적으로 고리 모양의 홈에 대응하는 표면 불균일을 검출하기 위해, 예를 들어 비교 측정기/게이지(comparators/gauge)를 사용하여, 브레이크 디스크 면의 크라운(crown) 상에서 두께/깊이 측정을 관찰하고/하거나 탐색하고/하거나 수행한다. 표면 불균일의 깊이는 브레이크 디스크의 열화/마모 상태를 나타낸다.
따라서, 분석의 전술한 방법은 단지 주관적인 평가에 기초하고, 전술한 방법의 정확성은 전적으로 분석을 수행하는 기술자의 경험/지식에 의존하며, 따라서, 무시할 수 없는 오류에 의해 영향을 받을 수 있다.
브레이크 디스크의 면을 기술자가 용이하게 분석하기 위해서, 전술한 방법의 실행은 또한 브레이크 디스크를 포함하는 바퀴가 차량으로부터 제거되는 것을 필요로 한다. 분명히, 이러한 방식은 전술한 방법의 실행 시간/비용에 크게 영향을 준다.
따라서, 출원인은, 구체적으로, 차량으로부터 바퀴를 제거하지 않고 브레이크 디스크의 열화/마모 상태를 나타내는 신속하고, 단순하고, 저렴하고, 객관적인 정보를 제공하는 해결책을 찾기 위한 목적이 있는 철저한 연구를 실시하였다.
더 구체적으로, 출원인에 의해 발견된 상기 해결책은 바람직하게는, 차량의 신속하고 경제적이고 정확한 유지(서비스)를 가능하게 하기 위한, 차량으로부터 바퀴를 제거하지 않고 브레이크 디스크의 마모와 관련된 열화 상태의 판단/판독/검출하기 위한 목적이 있다. 이러한 해결책은, 특히 차량의 "수리(revision)" 기간 동안에, 차량에 대한 안전한 제어 테스트를 수행하는 데 있어서 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 목표를 달성할 수 있는 해결책을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 의해 달성되며, 청구항에 청구된 바와 같이, 상기 목적은 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구와 관련이 있다.
본 발명은 비제한적인 실시예들을 서술하는 첨부된 도면들에 대한 참조와 함께 서술될 것이다.
도 1은, 본 발명의 교시에 따라, 작동 진단 상태에서, 명확하게 확대된 부품과 함께, 차량의 브레이크 시스템의 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구를 나타내는 개략도이다.
도 2는, 도 1의 도구의 평면도를 나타낸다.
도 3은, 도 2의 도구의 종단면(I-I)의 개략도를 나타낸다.
도 4는, 작동 진단 상태 동안에, 차량 바퀴의 가장자리의 구멍에 삽입된 도 1의 도구의 개략도를 나타낸다.
도 5는, 작동 진단 상태에서, 명확하게 도시된 섹션 부품 및 제거된 부품과 함께, 도 1의 도구를 나타내는 측면도이다.
도 6과 도 7은, 도 1의 도구를 사용하여 브레이크 디스크 상에서 추적되는 광선 라인들의 다른 예시들을 나타낸다.
도 8은 도 1의 도구의 대안적인 실시예를 나타낸다.
당업자라면 볼 발명을 실시하고 사용할 수 있도록, 본 발명은 첨부한 도면들과 함께 상세하게 서술될 것이다. 첨부된 청구항들에 정의된 바와 같이, 서술된 실시예들에 관한 다양한 변형들은 당업자에게는 바로 명백할 것이며, 서술된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들 및 응용에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 서술되고 도시된 실시예들에 제한되는 여겨져서는 안되며, 본 명세서에 서술되고 청구된 원리들 및 특징들에 일치하는 광범위한 보호범위를 갖는다.
본 명세서의 서술에 사용된 용어들의 의미는 더 분명하게 정의될 것이다.
"브레이크 디스크"는 디스크를 의미하며, 바람직하게는, 예를 들어 주철 또는 강철 또는 이와 같은 금속 소재로 이루어지거나. 또는 예를 들어 탄소 또는 세라믹 또는 이와 같은 다른 비금속성 소재로 이루어진다. 브레이크 디스크는 차량의 바퀴 내에 실장되거나 또는 실장될 수 있으며, 차량의 브레이크 시스템과 연관이 된다. 브레이크 디스크는 적어도 하나의 평평한 주변부의, 고리 모양의, 브레이킹 크라운/트랙을 가지며, 바람직하게는 부드러우며(실질적으로 표면의 불균일성/요철에 영향을 받지 않는다), 사용 중에, 브레이크 디스크 상에서, 브레이크 시스템의 적어도 하나의 브레이크 캘리퍼스가 작동할 수 있다. 브레이크 디스크는 전술한 디스크에 제한되지 않는다는 것에 주목해야 하며, 그러나, 예를 들면, 브레이킹 트랙과 인접하거나 브레이킹 트랙 위에 형성된 냉각 개구부 및/또는 구멍을 나타낼 수 있다.
"표면 불균일"은 하나 이상의 홈 및/또는 절개부 및/또는 균열 및/또는 움푹 들어간 부분 및/또는 변형된 부분 및/또는 이와 같은 것들을 의미하고, 브레이크 디스크의 한면에 나타나며, 브레이크 디스크의 마모 및/또는 일반적인 손상/파손에의해 발생한다.
브레이크 디스크의 "열화 상태"는 브레이크 디스크 면에서, 적어도 하나의 표면 불균일의 존재와 관련되어, 브레이크 디스크의 결함/마모/손상 상태를 의미한다. 반면에, 브레이크 디스크의 "비열화 상태"는 브레이크 디스크면에서, 표면 불균일의 부재와 관련되어, 디스크가 변형되지 않았다는 것을 의미한다.
본 발명은, 각각, 추적된 광선상의 불균일/왜곡된 부분의 존재 또는 부재에 근거하여 브레이크 디스크의 한 면에서 적어도 하나의 광선(바람직하게는 직선이다)을 드로우(draw)/추적하고 브레이크 디스크의 열화 상태 또는 비열화 상태를 검출/판단하기 위하여, 본질적으로 상기 면에 평행화된 광선 빔(collimated light beam), 바람직하게는 레이저 광선의 빔(예를 들어, 광선의 블레이드(blade))의 방출/방사하는 원리에 근거한다. 출원인은, 실험실 테스트를 함으로써 (예를 들어, 브레이크 디스크의 표면의 고리 모양의 홈과 같은) 표면의 마모에 의해 유발된 표면의 불균일은, 바로 인접한 부드러운/평평한 부분들(즉, 표면의 불균일/요철이 없다)과 비교하였을 시에, 다른 방식으로 입사광을 반사한다는 것을 발견하였다. 따라서, 투사된 직선광은 대응하는 불균일한 광선의 부분(즉, 잘게 나누어지고/들쭉날쭉하고/휘어진, 일부/부분/구역의 국부 광선)가 형성된 곳을 추적하며 이는 브레이크 디스크의 열화 상태를 나타낸다.
이러한 목표를 위해서, 도 1의 실시예에 대한 참조와 함께, 출원인은 브레이크 디스크 진단 도구(1)를 제공하며, 상기 도구는: 본 명세서에 상세하게 서술된 바와 같이, 복사/열 표면(3)에서 미리 정해진 기하학을 가지는 적어도 하나의 광선(L)을 드로우/추적하기 위해, 차량(도시되지 않음, 바람직하게, 그러나 필수적이지는 않게, 자동차)의 브레이크 시스템의 브레이크 디스크(2) 표면(3)에 투사하는 평행화된 광선 빔(E)을 방출하도록 구성된다. 브레이크 디스크(2)의 열화 상태 또는 비열화 상태는 추적된 광선(L)에 근거한다.
도 3을 참조하면, 브레이크 디스크 진단 도구(1)는 광선 방출 헤드(4)를 포함하며, 후자에서, 미리 정해진 기하학을 가지는 적어도 하나의 광선 세그먼트/라인(L)을 드로우/추적하기 위하여, 상기 헤드는 사용 중에 표면(3)(바람직하게는, 고리 모양의 주변 브레이킹 트랙(3a))에 평행화된 광선 빔(E)을 생성/투사하도록 디자인된다.
브레이크 디스크 진단 도구(1)는 판단되어 추적된 광선 라인(L)의 기하학에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 표면(3) 상에서 추적된 광선 라인(L)의 화상을 취득/캡쳐/판독하기 위한 전자 화상 취득 장치(5), 및 추적된 광선 라인(L)을 판단하고 브레이크 디스크(2)의 열화 상태 또는 비열화 상태를 판단하기 위해 취득된 화상을 처리하기 위한 전자 제어 장치(6)를 더 포함한다.
도 3의 바람직한 실시예에 따라, 편리하게, 광선 방출 헤드(4)는 제1 방향을 따라 레이저 광선 빔(E)을 생성하기 위한 레이저 방출 장치(7)를 포함할 수 있으며, 바람직하게, 그러나 필수적이지는 않게, 광 편향 수단(8)은 방출된 광선과 교차되도록 레이저 방출 장치(7) 위에 배열될 수 있다. 광 편향 수단(8)은 광선 빔(E)의 경로를 따라 광선 빔(E)을 전달하도록 편리하게 조립될 수 있으며, 제1 방향에 대하여 미리 정해진 각도 편차를 가진다. 이러한 방식으로, 사용 중에, 도구(1)에 의해 방출된 평행화된 광선 빔(E)의 전파 방향은 표면(3)의 부설평면(laying plane)에 대하여 경사져 있다/비스듬하다. 출원인은 경사진 방향으로(즉, 표면(3)에 대하여 수직이 아닌 방향) 광선 빔을 표면(3)에 투사함으로써, 바람직하게는, 손상된/마모된 브레이크 디스크(2)의 표면(3)에서 추적된 광선 라인(L) 상에 존재할 가능성이 있는 불규칙적인/왜곡된 부분(T)의 확대가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다.
예를 들어, 레이저 방출 장치(7)는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다. 반면에, 도 1에 도시된 바와 같이, 방출된 레이저 광선 빔(E)은, 광 평향 수단(8)을 횡단한 후에, 표면 또는 광선의 블레이드에 대응할 수 있으며, 바람직하게는, 그러나 필수적이지는 않게, 편리하게 녹색 또는 적색 가시광선 스펙트럼 내의 파장범위를 가질 수 있다. 출원인은 표면(3) 상의 가는(예를 들어, 두께/폭이 대략 5mm보다 작은) 단색선(예를 들어, 적색 또는 녹색)을 추적함으로써, 태양광선이 존재할 때 조차도, 불규칙적/왜곡된 부분(T)의 향상된 가시성 및 더 높은 진단 정확도가 얻어진다.
본 발명은 레이저 광선 빔(E)의 방출/투사에 제한되지 않는다는 것이 분명하다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시예의 대안적인/다른 실시예들을 제공한다. 예를 들어, 다른 실시예에 의하면 (도시되지 않음), 예를 들어, 광선 방출 헤드(4)는 적어도 하나의 단색 LED, 또는 유사한 광원들, 및 적어도 하나의 렌즈 및/또는 거울에 의해 형성된 평행화 장치를 포함할 수 있다. 브레이크 디스크(2) 상의 라인 광선(L)을 추적하기 위하여, 상기 평행화 장치는 LED와 인접해 있으며 LED에 의해 방출된 광선의 빔을 평행화하기 위해 디자인된다. 표면의 광선의 빔을 평행화하기 위한 방법/장치는 이미 알려져 있으며, 따라서 더 이상을 서술되지 않을 것이다.
도 3 및 도 5의 바람직한 예시적 실시예에 의해, 광 편향 수단(8)은 하나 이상의 광학 프리즘 또는 유사한 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프리즘 또는 장치들은 교차되고/교차되거나 광선 빔을 반사하여 브레이크 디스크(2)의 표면(3)에 대하여 사용 중에 미리 정해진 입사각(α)이 형성하는 것을 보증하도록, 캐스케이드(cascade)로, 실질적으로 정렬되고/정렬되거나 레이저 방출 장치(7)를 마주하는 위치로 배열될 수 있다.
도 3 및 도 5의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 화상 취득 장치(5)는 적어도 하나의 센서 장치(9)를 포함한다. 상기 센서 장치는 바람직하게는, 사용 중에, 센서 장치의 광-감지 표면은 표면(3)의 추적된 광선 라인(L)과 실질적으로 마주하도록 배열된다. 화상 취득 장치(5)는 판독된/취득된 화상과 관련된/화상을 부호화하는 데이터/전기 신호를 생성하도록 구성된다. 센서 장치(9)는 적어도 하나의 판독 센서 CMOS((Complementary Metal Oxide Semiconductor)상보성 금속 산화막 반도체)를 편리하게 포함할 수 있다. 화상들을 판독하기 위한 CMOS 센서들은 일반적으로 카메라에서 사용되며, 알려져 있으므로 더 이상은 서술되지 않을 것이다. 가능한 실시예에 의하면, 센서 장치(9)는 흑색 및 백색 또는 컬러 CMOS 카메라를 포함할 수 있다. 출원인은 흑색 및 백색 CMOS 카메라의 사용은 저렴하게 취득된 화상의 해상도를 향상시킨다는 것을 발견하였다.
그러나, 본 발명은 CMOS 판독 센서의 사용에 제한되지 않는다는 것은 분명하며, 예를 들어, 센서 장치(9)는 하나 이상의 CCD(전하 결합 소자) 센서들 또는 이와 같은 것들을 포함하는 대안적인/다른 실시예들이 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 바람직하게, 화상 취득 장치(5)는 또한 렌즈(10)를 포함할 수 있다. 센서 장치(9)의 광감지 표면의 화상을 투사하기/화상의 초점을 맞추기 위하여, 렌즈는 센서 장치(9)와 관련이 있다. 바람직하게, 렌즈(10)는 적절하게 센서 장치(9)와 결합된/센서 장치(9)를 마주하는 광각 광학 시스템 또는 임의의 유사한 광학 시스템을 포함할 수 있다. 바람직한 예시적인 실시예에 의하면, 렌즈(10)는, 편리하고 저렴한 것 이외에도, 특정한 큰 필드각을 취득할 수 있게 하는 어안-렌즈를 포함할 수 있다. 바람직하게, 렌즈(10)는 대략 175°의 편리한 필드각을 가지는 어안렌즈를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 5의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 예를 들어, 제어 장치(6)는 마이크로 프로세서 및/또는 임의의 유사한 전자/전자 회로/장치를 포함할 수 있고, 브레이크 디스크(2)의 표면(3) 상의 라인 광선(L)을 추적하기 위해 사용자에 의해 발행된 명령에 응답하여 광선 방출 헤드(4)를 작동시키도록/제어하도록 구성될 수 있으며, 추적된 광선 라인(L)의 화상을 수신하기 위해 화상 취득 장치(5)를 작동/제어하도록 구성될 수 있고, 임의의 불규칙/왜곡된 부분(T)을 판단하기 위해 수신된 화상을 처리하도록 구성될 수 있으며, 그러한 판단된 불규칙/왜곡된 부분(T)에 근거하여 열화상태 또는 비열화 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
도 1, 6 및 도 7의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 제어 장치(6)는 추적된 광선 라인(L)을 브레이크 디스크(2)의 마모의 부재와 관련된 이론상의 미리 정해진 참조 광선 라인(R)(도 1, 도 6, 및 도 7에 예시로써 점선으로 도시되었다)과 비교하도록 구성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 바람직하게, 비열화 브레이크 디스크(2) 상에서 추적된 표면(3)의 광선 라인은 부드럽고 홈이 없다. 제어 장치(6)는 상기 비교에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 열화 상태/비열화 상태를 판단한다.
바람직한 실시예에 따라, 제어 장치(6)는 추적된 광선 라인(L)과 이론상의 미리 정해진 참조 광선 라인(R) 사이의 비교에 근거하여 편차(즉, 불규칙적인/왜곡된 부분(T))를 판단하도록 구성될 수 있으며, 판단된 불규칙/왜곡된 부분(T)에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단한다.
도 1의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 추적된 광선 라인(L) 상의 불규칙적인/왜곡된 부분(T)을 식별하기 위해, 제어 장치(6)는 추적된 광선 라인(L)을 직선 참조 라인(R)과 비교하도록 구성되는 반면, 광선 방출 헤드(4)는 브레이크 디스크(2)의 표면(3) 상의 직선 광선 라인(L)을 드로우/추적하도록 구성된다. 불규칙적인/왜곡된 부분(T)은 라인이 국부적으로 파선되고/거나 들쭉날쭉하고/거나 휘어진 영역에 대응 할 수 있다. 출원인은 브레이크 디스크(2)에 직선 광선 라인(L)을 투사하는 것과 직선 참조 라인(R)의 사용은 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하기 위한 작동을 용이하게 단순화시키며, 이에 따라, 요구되는 컴퓨팅 파워를 감소시킨다는 것을 발견하였다. 그러나, 본 발명은 직선 광선 라인(L)의 투사와 직선 광선 라인(L)을 직선 참조 라인(R)의 비교하는 것에 제한되지 않는다는 것은 분명하며, 대안적인/다른 실시예들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 광선 라인/참조 라인은 곡선이며, 예를 들어, 반원이며, 또는 일부 미리 정해진 광 패턴(예를 들어, 라이트컴(light comb)(도 6에 도시됨) 또는, 예를 들어, 광 그리드(light grid)(도 7에 도시됨)를 형성하는 직선의 수직 라인을 형성하기 위하여 제공되는, 예를 들어, 복수의 서로 평행한 직선)을 포함한다.
도 1의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 바람직하게는 브레이크 디스크(2)로 향하는 실질적인 반경 방향을 따라 추적된 직선 광선 라인(L)은 브레이크 디스크(2)의 브레이킹 트랙(3a) 상에서 연장될 수 있다. 출원인은 표면(3)에서 실질적인 반경 방향의 광선 라인을 추적하는 것은 표면(3)에서 임의의 고리 모양의 표면 불균일(S)(예를 들어, 고리 모양의 홈)의 검출을 단순화한다는 것을 발견하였다.
도 1의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 바람직하게 추적된 직선 광선 라인(L)은 브레이크 디스크(2)의 브레이킹 표면(3a)의 반경 폭보다 작거나 반경 폭과 동일한 길이를 가질 수 있다.
도 1 내지 도 5의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 추적된 광선 라인(L)이 적어도 하나의 국부 변형 또는 불균일한 부분(T)(예를 들어, 들쭉날쭉하고/거나 파손되어 있고/거나 불연속적이고/거나 휘어진 부분)을 가질 때, 제어 장치(6)는 열화 상태를 결정하도록 구성될 수 있고 판단된 열화 상태/비열화 상태를 나타내는 하나 이상의 브레이크 디스크 진단 데이터/신호를 제공하도록/생성하도록 구성될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 도구(1)는 제어 장치(6)로부터 브레이크 디스크 진단 데이터/신호를 수신하고 판단된 열화 상태/비열화 상태를 나타내는 정보를 사용자에게 전달하도록 구성된 사용자 인터페이스 시스템(17)을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 시스템(17)은 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 임의의 인터페이스 장치를 포함할 수 있는 것은 분명하다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 시스템(17)은 사용자에 의한 터치를 인지하는 진동(버저 또는 유사한 장치)을 생성하도록 조직될 수 있고/거나 시각적 메시지(표시기 또는 유사한 장치)를 생성하도록 조직될 수 있고/거나 음성 메시지(스피커 또는 유사한 장치)를 생성하도록 조직될 수 있다. 사용자 인터페이스 시스템(17)에 부가하거나 또는 사용자 인터페이스 시스템(17)의 대안으로서, 브레이크 디스크 진단 데이터/신호(열화 상태/비열화 상태와 관련이 있다)를 (사용자에게 진단 통신 인터페이스와 함께 제공되는, 원격 장치와 같은) 하나 이상의 부가적인 장치에 전달하고/거나 무선 및/또는 유선 신호/데이터 통신 장치/시스템(18)을 통한 장치의 네트워크(도시되지 않음)에 전달하기 위해 도구(1)는 디자인될 수 있다. 무선 신호/데이터 통신 장치(18)는 전송 매체 전파(transmission medium radio waves) 및/또는 적외선 광선 및/또는 레이저 시스템을 사용할 수 있고, 알려진 통신 프로토콜(블루투스, IEE, GPRS, Wi-Fi, 또는 이와 같은 프로토콜)을 실행할 수 있는 것은 분명하다.
도 1 내지 도 5의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 판단된 추적된 광선 라인(L)이 실질적으로 각각의 참조 라인(R)과 일치할 때, 제어 장치(6)는 열화상태의 부재를 판단하도록 (그리고 전달하도록) 구성될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 브레이크 디스크 진단 도구(1)는 플라스틱 또는 금속 또는 이와 같은 단단한 소재로 이루어진 외부 케이싱(11)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 외부 케이싱은 사용자에 의해 파지되도록 형성된 연장된 관 소재의 모양으로 이루어져 있으며, 광선 방출 헤드(4), 화상 취득 장치(5), 및 바람직하게는 사용자 인터페이스 시스템(17), 및 브레이크 진단 신호/데이터 통신 장치/시스템(18)을 수용한다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 하우징(11)은 종방향의 축(A)을 따라 연장된 제1 관형부(12) 및 제1 관형부(12)에 대하여 축(A)의 주위를 회전하도록 제1 관형부(12)의 바로 인접한 단부에 회전 가능하게 결합된 일단을 가지는 제2 관형부(13)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 사용 중에 제2 관형부(13)는 제한을 받지 않고 축(A) 주변을 회전하고/회전하거나 축(A)에 대하여 각도를 변경하는 것을 보증하기 위해, 제1 관형부(12)와 제2 관형부(13)의 마주하는 단부는 관절식 연결부 또는 유사한 기구(도시되지 않음)에 의해 각각 서로 연결될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 제1 관형부(12)는 플리스틱 및/또는 금속 또는 유사한 소재로 이루어진 실질적으로 원통형 모양(바람직하게는 단일체)을 가지는 슬리브(sleeve)를 포함할 수 있으며, 슬리브는 축(A)을 따라 연장되어 진단 도구(1)의 핸들을 이루도록 형성된다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 제2 관형부(13)는 바람직하게는 플리스틱 및/또는 금속 또는 유사한 소재로 이루어진 실질적으로 원통형 모양을 가지는 슬리브(sleeve)를 포함할 수 있으며, 제1 관형부(12)와 결합된 단부와 반대인 말단부를 가지도록 형성된다. 광선 방출 헤드(4)에 의해 생성된 평행화된 광선 빔(E)이 표면(3)의 부설평면에 대하여 표면(3)을 비스듬하게 조명하도록, 사용 중에, 평평한 휴지면(14)은 브레이크 디스크(2)(도 5)의 표면(3)과 인접하게 배열되도록 의도된다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 축(A)에 대하여 평면각(γ)을 형성하도록, 평평한 휴지면(14)은 축(A)에 대하여 기울어진 평면 상에 배열된 사면(bevel)에 대응할 수 있다. 바람직하게, 평면각(γ)은 대략 30°내지 70°일 수 있다. 바람직하게, 평면각(γ)은 대략 50°일 수 있다.
표면(3) 상의 광선 빔(E)의 입사각(α)은 미리 정해진 예각일 수 있으며, 바람직하게 4°내지 14°사이이다. 편리하게, 입사각(α)은 대략 9°가 될 수 있다. 출원인은 대략 9°의 입사각(α)은 추적된 광선 라인(L) 상의 가능성 있는 불규칙적인/왜곡된 부분(T)의 광학적 증폭을 얻을 수 있게 하는 것을 발견하였다.
바람직한 실시예에 따라, 표면(3)을 조명하게 전에 평행화된 광선 빔(E)에 의해 이동된 거리는 대략 20mm보다 작은 방식으로, 레이저 방출 장치(7)는 제2 관형부(13) 내에 편리하게 배열될 수 있다. 출원인은 표면 상의 선명하고 뚜렷한 광선 라인(L)을 추적하도록 표면(3)으로부터 대략 20mm의 거리에서 평행화된 광선 빔(E)을 방출함으로써(즉, 레이저 방출 장치(7)를 표면(3)으로부터 그러한 거리로 배치함으로써) 표면(3)의 전체의 폭에서 광선의 최적의 수렴이 얻어진다는 것을 발견하였다.
표면(3)에서 인접하게 배열된 평평한 휴지면(14)을 유지하는 것을 보증하기 위해서, 진단 도구(1)는 편리하게 자기 결합 시스템(15)과 함께 제공될 수 있다. 도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 자기 결합 시스템(15)은 제2 관형부(13), 바람직하게는 평평한 휴지면(14)에 적절히 통합된/수용된 하나 이상의 영구 자석 또는 전자석 또는 유사한 자석 장치를 포함할 수 있어, 자기 결합 시스템(15)의 자기 인력 덕분에, 이러한 평평한 휴지면(14)은 브레이크 디스크(2)의 금속 표면(3)을 향하여 밀리는 것을 보증한다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 제2 관형부(13)는 중앙에, 바람직하게는 평평한 휴지면(14)의 반대방향의 측면에, 렌즈(10)를 수용하는 홈/오목한 부분(16)을 가진다. 도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 관통 구명이 홈/오목한 부분(16)에 형성된다. 관통 구멍 내에는 렌즈(10)의 원통형 부분이 장착된다. 바람직하게, 도 3에서 축(B)으로 도시된 렌즈의 축이 평평한 휴지면(14)의 평면으로 형성되도록 렌즈(10)는 관통 구멍 내에 장착될 수 있으며, 표면(3)과 함께 사용할 시, 평면각(β)은 대략 25°내지 35°사이이며, 바람직하게는 30°이다. 출원인은 각도(β)에 따른 렌즈(10)의 축(B)을 대략 30°로 위치시킴으로써 표면(3) 상의 추적된 광선 라인(L)의 최적의 화상이 얻어진다는 것을 발견하였다.
도 1, 도 2 및 도 3의 바람직한 예시적 실시예에 따라, 제2 관형부(13)는 평평한 휴지면(14)의 바로 옆에 있는 말단부에 관통 개구부 하우징을 가진다. 사용 중에, 광 편향 수단(8)의 광 프리즘은 레이저 방출 장치를 마주하는 표면(3)에 광선의 블레이드를 투사하기 위한 레이저 방출 장치(7)에 의해 생성된 광선 빔(E)에 의해 교차된다.
도 8의 바람직한 대안적인 실시예에 따라, 케이싱(11)의 제2 관형부(13)에서 광선 방출 헤드(4) 및 화상 취득 장치(5)의 배열은 실질적으로 전술한 구성에 대하여 반전된다. 바람직하게, 화상 취득 장치(5)는 평평한 휴지면(14)의 바로 옆에 있는 말단부에서 제2 관형부(13)에 배열된다. 바람직하게, 평평한 휴지면(14)에 바로 인접하고 연속하며 실질적으로 직교하는 전면의 평평한 표면(22)에서, 제2 관형부(13)는 관통 구멍을 가지며, 관통 구멍에는 센서 장치(9)의 렌즈(10)의 원통부가 장착된다. 바람직하게, 축(B)이 평평한 휴지면(14)의 부설평면을 형성하도록 렌즈(10)는 전면의 평평한 표면(22)의 관통구멍에 장착될 수 있으며, 표면(3)과 함께 사용 중에, 평면각(β)는 대략 2°내지 5°사이이며, 바람직하게는 3°이다.
바람직하게, 제2 관형부(13)의 홈/오목한 부분(16)은 대신에 광 편향 수단(8)의 광학 프리즘을 수용할 수 있다. 사용 중에, 광 프리즘은 바람직하게는 대략 29°내지 31°, 바람직하게는 30°의 입사각(α)으로 마주하는 표면(3)에 광선의 블레이드를 투사하는 레이저 방출 장치(7)에 의해 생성된 광선 빔(E)에 의해 교차된다.
이후에, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하는 방법이 서술될 것이다.
방법은 브레이크 디스크(2)의 브레이크 표면(3) 상에 인접하여 배열된 디스크 진단 도구(1)의 평평한 휴지면(14)과 함께 브레이크 디스크 진단 도구(1)를 위치시키는 단계를 포함한다. 이러한 단계에서, 브레이크 디스크를 바퀴/가장자리(2)로부터 제거할 필요 없이 평평한 휴지면(14)이 브레이크 디스크(2)의 표면(3)에 인접하게 배열되도록 브레이크 디스크 진단 도구(1)는 편리하게 바퀴의 가장자리(20)의 관통 구멍에 삽입될 수 있다(도 4 및 도 5). 평평한 휴지면(14)은 자기 결합 시스템(15)에 의해 표면(3)에 인접하게 유지될 수 있다. 방법은 작동 명령을 발행함으로써 브레이크 디스크 진단 도구(1)를 작동시키는 단계를 포함한다. 이러한 목적을 위해서, 예를 들어, 브레이크 디스크 진단 도구(1)는 케이싱(11)에 배치된 수동 제어 장치(19)를 포함할 수 있으며 사용자의 수동 작업에 응답하여 작동 신호를 생성할 수 있다. 그러나, 대안적으로 및/또는 부가하여, 작동 명령이 신호/데이터 통신 시스템/장치(18)를 통하여 제어 장치(6)에 의해 수신되도록, 작동 명령은 또한 원격 제어장치(도시되지 않음)와 같은 부가적인 장치에 의하여 발행될 수 있었다는 것은 분명하다.
작동 명령에 응답하여, 표면(3)의 적어도 하나의 광선 라인(L)을 추적하기 위해, 광선 방출 헤드(4)가 브레이크 디스크(2)의 표면(3)을 향하여 (바람직하게 광선의 블레이드에 대응하는 적절히 처리된/조준된) 광선 빔(E)을 방출하도록, 방법은 광선 방출 헤드(4)를 제어하는 제어 장치(6)를 제공한다. 도구(1)의 가능한 단순화된 실시예에 따라, (예를 들어, 방출 헤드(4)의 사용/작동만을 제공하는 조건에서, 도구(1)는 화상 취득 장치(5)를 포함하지 않거나 작동시키지 않을 수 있다), 방법은 표면(3)에서 추적된 광선 라인(L) 상의 불규칙적인 부분(T)의 사용자의 직접적인 관찰에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 열화 상태의 존재를 판단하는 단계를 제공한다. 분명히, 이러한 경우, 브레이크 디스크는 사용자에 의해 관찰가능해야 하며, 따라서, 바람직하게는 바퀴로부터 제거되어야 한다.
바람직한 실시예에 따라, 이러한 화상 취득 장치(5)는 추적된 광선 라인(L)을 포함하는 화상을 취득하는 것을 보증하기 위해, 방법은 화상 취득 장치(5)를 제어하고 취득된 화상을 처리함으로써 추적된 광선 라인(L)을 판단하며 판단된 추적된 광선 라인(L)에 근거하여 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하는 제어 장치(6)를 더 제공한다. 방법은 또한, 판단된 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)의 존재 또는 부재에 각각 근거하여 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)을 판단하고 열화 상태 또는 비열화 상태를 판단하기 위해 추적된 광선 라인(L)을 전술한 참조 라인(R)과 비교하는 제어 장치(6)를 제공한다. 방법은 또한 브레이크 디스크 진단 신호/데이터를 제공하는 제어 장치(6)를 제공하며 사용자 인터페이스 시스템(17)은 사용자에게 브레이크 디스크 진단 신호/데이터와 관련된 정보를 제공한다.
방법은 판단된 불규칙적인/왜곡된 부분(T)의 특징이 있는 기하학적 파라미터에 근거하여 브레이크 디스크의 마모의 정도에 관한 일련의 정보를 판단하도록 구성된 제어 장치(6)를 제공할 수 있다. 마모에 관한 정보는, 즉, 기하학적 파라미터들은, 예를 들어 표면(3)의 하나 이상의 홈(S)의 깊이 및/또는 위치를 포함할 수 있으며 유사한 정보를 더 포함할 수 있다.
전술한 브레이크 디스크 진단 도구는 차량으로부터 바퀴를 제거하는 것을 필요로 하지 않으면서, 빠르고 단순하고 객관적인 방법으로 브레이크 디스크의 열화 상태 또는 비열화 상태에 대한 정확한 정보를 제공할 수 있다는 것에 있어서 특별히 유리하다.
마지막으로, 청구항에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 서술되고 도시된 방법 및 진단 도구는 수정되고 변경될 수 있다는 것은 분명하다.

Claims (26)

  1. 차량의 브레이킹 시스템의 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    표면(3)에서 적어도 하나의 광선 라인(L)을 추적하도록, 광선 방출 헤드(4)를 이용하여 광선의 빔(E)을 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)을 향하여 방출하는 단계; 및
    상기 추적된 광선 라인(L)에 따라 상기 브레이크 디스크(2)의 열화 상태 또는 비열화 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추적된 광선 라인(L)에서 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)의 존재 또는 부재 각각에 따라 상기 브레이크 디스크(2)의 열화 상태 또는 비열화 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추적된 광선 라인(L)과 상기 브레이크 디스크(2)의 비열화 상태와 관련된 참조 라인(R)의 비교에 따라, 상기 추적된 광선 라인(L)에서 상기 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    전자 화상 취득 장치(5)를 이용하여, 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)에서 상기 추적된 광선 라인(L)의 화상을 취득하는/캡쳐하는 단계;
    상기 추적된 광선 라인(L)에서 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)을 국부적으로 판단하도록, 전자 제어 장치(6)를 사용하여 취득된/캡쳐된, 상기 추적된 광선 라인(L)의 상기 화상을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(6)를 이용하여 상기 추적된 광선 라인(L)을 상기 참조 라인(R)과 비교하고, 상기 비교에 따라 상기 라인(L)에서 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)을 국부적으로 판단하는 단계;
    하나 이상의 불규칙적/왜곡된 부분(T)의 판단에 따라, 상기 전자 제어 장치(6)를 이용하여 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 열화 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추적된 광선 라인(L)에서 하나 이상의 불규칙적/왜곡된 부분(T)의 부재에 따라 비열화 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용자 인터페이스 시스템(17)을 이용하여, 상기 판단된 열화 상태 또는 비열화 상태와 관련된 정보를 사용자에게 자동으로 전달하는/신호하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)에서 추적된 상기 적어도 하나의 광선 라인(L)은 직선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)의 부설평면(laying plane)에 대하여 본질적으로 기울어진/경사진 방향을 가지는 평행화된(collimated) 광선 빔(E)을 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  10. 제1항 내제 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 빔(E)은 대략 4°내지 14°사이의 입사각으로 상기 표면(3)을 조명하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  11. 제1항 내제 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 빔(E)은 대략 2°내지 4°사이의 입사각으로 상기 표면(3)을 조명하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  12. 제1항 내제 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추적된 광선 라인(L)은 본질적으로 상기 브레이크 디스크(2)에 대하여 방사형(radial)인 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  13. 제1항 내제 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 빔(E)은 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)으로부터 대략 20mm보다 작은 거리에서 상기 광선 방출 헤드(4)에 의해 방출되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법.
  14. 차량의 브레이킹 시스템의 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하기 위한 도구로서, 상기 도구는,
    표면(3)에서 적어도 하나의 광선 라인(L)을 추적하도록, 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)을 향하여 광선(E)의 빔을 방출하게 디자인된 광선 방출 헤드(4);
    상기 표면(3)에서 추적된 상기 광선 라인(L)에 따라, 상기 브레이크 디스크(2)의 열화 상태를 판단하기 위한 수단(5,6)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 브레이크 디스크(2)의 상기 열화 상태를 판단하기 위한 상기 수단(5,6)은:
    상기 추적된 광선 라인(L)의 화상을 취득/캡쳐하도록 구성된 전자 화상 취득 장치(5); 및
    전자 제어 장치(6)를 포함하고,
    상기 추적된 광선 라인(L) 상의 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)을 국부적으로 판단하기 위해, 상기 전자 제어 장치(6)는 상기 추적된 광선 라인(L)에 의해 취득된/캡쳐된 상기 화상을 처리하고,
    상기 하나 이상의 불규칙적인/왜곡된 기하학적 부분(T)의 존재 또는 부재 각각에 따라, 상기 전자 제어 장치(6)는 상기 브레이크 디스크(2)의 열화 상태 또는 비열화 상태를 판단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 판단된 열화 상태 또는 비열화 상태와 관련된 정보를 자동적으로 사용자에게 전달하도록/신호하도록 구성된 사용자 인터페이스 시스템(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)는 본질적으로 상기 표면(3)의 부설 평면(laying plane)에 대하여 기울어진/경사진 방향을 가지는 평행화된 광선 빔(E)을 방출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)에 의해 생성된 평행화된 광선 빔(E)이 상기 표면(3) 자체의 상기 부설 평면에 대하여 상기 표면(3)을 비스듬하게 조명하도록, 종방향의 축(A)을 따라 연장되고 상기 브레이크 디스크(2)의 표면 위에(3) 인접하여 배열되게 디자인된 휴지면(resting surface)(14)을 일단에 가지는 관형 케이싱(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)는 상기 광선 빔(E)이 상기 표면(3)을 대략 4°내지 대략 14°의 입사각(α)으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)는 상기 광선 빔(E)이 상기 표면(3)을 대략 2°내지 대략 4°의 입사각(α)으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 장치(9) 자체의 광감지 표면에서 취득된/캡쳐된 상기 화상을 투사하도록/상기 화상에 초점을 맞추도록, 상기 전자 화상 취득 장치(5)는 상기 광감지 표면을 가지는 상기 센서 장치(9) 및 상기 센서 장치(9)와 관련된 렌즈(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 렌즈(10)는 어안(fish-eye) 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  23. 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)는,
    제1 방향을 따라 레이저 광선 빔(E)을 생성하게 디자인된 레이저 방출 장치(7), 및
    상기 표면(3)에서 상기 광선 빔(E)의 상기 입사각(α)이 미리 정해진 예각이 되도록, 상기 제1 방향을 따라 상기 레이저 광선 빔(E)을 편향시키게 디자인된 광 편향 수단(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  24. 제23항에 있어서,
    사용 중에, 상기 브레이크 디스크(2)의 상기 표면(3)으로부터 상기 광선 빔(E)의 방출 거리가 대략 20mm보다 작아지도록, 상기 레이저 방출 장치(7)는 상기 케이싱(11) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  25. 제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광선 방출 헤드(4)로부터 방출된 상기 광선 빔(E)은 광선의 블레이드(blade)인 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
  26. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면(3)에 인접한 상기 휴지면(14)을 유지하도록 디자인된 자기 수단(magnetic means)(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 도구.
KR1020167023776A 2014-01-27 2015-01-27 브레이크 디스크의 열화 상태를 판단하기 위한 방법 및 도구 KR102298826B1 (ko)

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