KR100279527B1 - 안전을 고려한 이중 타이어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 휠 림(3)의 둘레에 끼워지도록 되어 있는 타이어(1)에 있어서, 상기 타이어(1)의 고무층(5) 내부에 메인 튜브(7)와 보조 튜브(9)로 이루어진 이중 구조의 튜브를 포함하고 있는 안전을 고려한 이중 타이어 시스템에 관한 것으로, 메인 튜브(7)의 미세 펑크시에는 압력조절밸브(11)에 의해 메인 튜브(7)와 보조 튜브(9) 내부의 압력차(ΔP)를 조절함으로써, 완전 펑크시에는 가압 해체핀 조립체(19)에 의해 보조 튜브(9)를 팽창시킴으로써 타이어(1)를 원상 그대로 유지하여 타이어 펑크로 인한 불편이나 위험을 제거할 수 있도록 한 것이다.

Description

안전을 고려한 이중 타이어 시스템

본 발명은 안전을 고려한 이중 타이어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어의 내부에 외부 메인 튜브와 내부 보조 튜브의 이중 구조로 제작하여 메인 튜브가 실펑크로 인해 점진적으로 바람이 빠지거나 또는 주행중 일순간에 터져 완전히 손상되더라도 메인 튜브 내부의 보조 튜브에 의해 타이어를 정상적으로 복귀할 수 있도록 함으로써 노상에서의 타이어 교환에 따른 번거로움을 없애고 또한 갑작스러운 타이어 펑크로 인한 대형 사고를 방지하도록 한 이중 타이어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 자동차의 휠을 둘러싸고 있으면서 자동차의 하중을 지지하며, 엔진의 구동력 및 브레이크의 제동력을 노면에 전달하고, 또한 노면으로부터 차체에 가해지는 충격을 완화하는 역할을 하며, 자동차의 방향을 전환하거나 유지하는 기능을 하도록 되어 있다.

이러한 4가지 기본적인 기능을 하기 위해 타이어는 도 1에 도면번호 101로 표시되어 있는 바와 같이, 크게 고무층(103), 브레이커 또는 벨트(105), 카카스부(107), 비드부(109) 및, 튜브(110)로 이루어져 있다.

여기에서 각각의 부분들은 다음과 같이 세분할 수 있다. 즉, 고무층(103)은 직접 노면과 접하는 트레드부, 주행중 타이어 내부에서 발생하는 열을 발산하도록 트레드부 측면에 형성된 숄더부, 트레드부에서 비드까지의 카카스부를 보호하기 위한 사이드 월부로 이루어져 있으며, 브케이커 또는 벨트(105)는 트레드와 카카스 사이에 삽입된 코드층으로 카카스와 트레드 사이에 발생하는 박리현상을 방지하며, 외부에서 받는 충격을 완화하는 기능을 가지고 있다.

또한, 카카스(107)는 타이어(101) 내부의 공기압을 유지하기 위한 것으로 적정강도를 가지고 있으며, 여러장의 고무 피복 코드를 겹쳐서 만든 것이다. 그리고 비드부(107)는 타이어(101)의 공기압에 대항하여 카카스(107)의 끝부분을 지지하며, 타이어(101)를 휠 림(111)에 고정하는 역할을 하도록 되어 있다. 타이어의 튜브(110)는 타이어(101)의 공기압을 유지하기 위한 것이다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 타이어(101)는 차량 운행시 튜브(110)에 실펑크가 난 경우 타이어(101)에서 조그맣게 바람이 새게 되면 노상에서 타이어를 교체하여야 하며, 만일 스페어 타이어를 준비하고 있지 않은 경우라면 주행을 계속해서 할 수 없는 중대한 곤란에 빠지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 주행중 튜브(110)가 완전히 터져 타이어(101)에 갑작스러운 손상이 오는 경우에는 위의 상황보다 훨씬 더 위험한 상황에 봉착하게 되며, 주행의 계속 여부는 차치하고 운전자 등이 대형사고를 당할 위험에 빠질 수 있다는 문제점도 또한 있었다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 종래의 타이어가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 타이어에 사용되는 튜브를 외부 메인 튜브와 내부 보조 튜브의 이중구조를 갖도록 함으로써 튜브가 미세하게 또는 완전히 펑크가 나더라도 곧바로 이를 보완하여 준비되지 않은 상태에서 타이어를 교체하거나 주행중에 갑잡스런 타이어 펑크로 인해 대형사고가 발생하는 일없이 안정된 주행을 유지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 타이어 종단면도.

도 2는 본 발명에 따른 타이어의 부분 종단면도.

도 3은 도 2의 압력조절밸브를 도시하는 부분 개략도.

도 4는 도 2의 가압 해체핀 조립체를 도시하는 부분 개략도.

도 5는 보조 튜브가 팽창된 상태의 본 발명에 따른 타이어의 부분 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 타이어 3 : 휠림

7 : 메인 튜브 9 : 보조 튜브

11 : 압력조절밸브 13 : 급압라인

15 : 연결 스트랩 17 : 표면적 축소부위

19 : 가압 해체핀 조립체 21 : 압력계

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자동차 휠 림의 둘레에 끼워지도록 되어 있는 타이어에 있어서, 타이어의 고무층 내부에 메인 튜브와 보조 튜브로 이루어진 이중 구조의 튜브를 포함하고 있는 안전을 고려한 이중 타이어 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 이중 타이어 시스템을 첨부도면을 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이중 타이어 시스템은 일반적인 타이어 시스템과 마찬가지로 차축과 연결되어 회전하는 휠림(3)과 이 휠림(3)의 둘레에 끼워지는 타이어(1)로 이루어져 있으며, 여기에서 타이어(1)도 고무층(5), 브레이커 또는 벨트(미도시), 카카스부(미도시), 비드부(미도시) 그리고 튜브로 구성되어 있다. 다만, 본 발명의 이중 타이어 시스템은 타이어(1)의 압력을 유지시켜주는 튜브가 도시된 것처럼 고무층(5) 바로 안쪽의 외부 메인 튜브(7)와 내부의 보조 튜브(9)로 이루어져 있는 점이 종래의 타이어와 다른 점이다.

보조 튜브(9)는 그 표면에 압력조절밸브(11)가 관통 삽입된 상태로 장착되어있는데, 이 압력조절밸브(11)는 메인 튜브(7)와 보조 튜브(9) 내의 압력차에 따라 개폐되는 것으로, 예컨대 보조 튜브(9) 내부의 공기 압력(P1)과 메인 튜브(7) 내부의 즉, 보조 튜브(9)와 메인 튜브(7) 사이 공간의 공기 압력(P2)의 차이(ΔP)가 설정 기준값 이상이 될 경우 보조튜브(9) 내부와 메인 튜브(7) 내부가 연통시키도록 개방된다.

이와 같이, 압력조절밸브(11)는 압력차(ΔP)가 기준값 이상일 경우에만 보조튜브(9)와 메인튜브(9)를 연통시키는 하나의 체크밸브와 같은 역할을 하는데, 이러한 작동을 수행할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같은 구성을 가지고 있다.

즉, 보조 튜브(9)에 삽입되는 외체를 형성하는 원통형의 밸브 실린더(31)와 이 밸브 실린더(31) 내부에 내벽면을 따라 미끄럼 이동가능하게 삽입되어 있는 밸브 플런저(33)를 구비하고 있으며, 이때 밸브 플런저(33)의 헤드는 플런저(33)의 이동과 무관하게 밸브 실린더(31)의 내벽면과 밀봉을 유지할 수 있도록 예컨대, O링등이 외주면에 끼워져 있다. 그리고 밸브 플런저(33)의 로드(35) 둘레에는 스프링(37)이 끼워져 있어 이 스프링(37)을 사이에 두고 플런저(33)가 밸브 실린더(31)의 후방벽면에 탄성 지지되어 있다.

이때, 밸브 실린더(31)의 외벽면에는 밸브 플런저(33)의 로드(35) 측에 메인 튜브(7)의 압력(P2)을 상시 작용시키는 복수의 상시 개방포트(39)가 관통 형성되어 있고, 또한 밸브 플런저(33)가 메인 및 보조 튜브(7 및 9)의 압력차(ΔP)에 의해 스프링(37)의 탄발력을 이기고 메인 튜브(7) 쪽으로 이동할 때에만 개방되는 복수의 순간 개방 포트(38)가 각각 형성됨으로써 밸브 플런저(33)를 메인 및 보조 튜브(7 및 9)의 압력에 따라 압력조절밸브(11)의 축방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 보조 튜브(9)의 내부에는 가압 해체핀 조립체(19)가 내장되어 있는데, 이 조립체(19)는 파이프와 같은 급압라인(13)이 한쪽에 장착되어 있고, 다른 한쪽에는 연결 스트랩(15)이 접합되어 메인 튜브(7)의 완전 펑크로 인해 대기압이 급압라인(13)을 통해 급격하게 공급될 때 해체되도록 급압라인(13)은 림(3) 내부를 관통하여 메인 튜브(7)와 보조 튜브(7) 사이의 공간 즉, 메인 튜브(7)의 내부로 연통되어 있으며, 연결 스트랩(15)은 보조 튜브(7)의 내측면에 접합되어 있다. 이때, 보조 튜브(7)의 연결 스트랩(15) 접합부위(17)는 팽창전 상태의 보조 튜브(7)가 컴팩트하게 보관되도록 주름져 있거나 도 3에 도시된 것처럼 굴곡된 상태로 표면적이 가능한한 적게 유지되는 형태로 변형되어 있다.

가압 해체핀 조립체(19)는 다시 외부 케이스(41), 탄성 반발 스프링(43), 핀 하우징(45) 및 복수의 해체핀(49)으로 이루어져 있는데, 여기에서 외부 케이스(41)는 하단이 연결 스트랩(15)과 접합되어 있으며, 해체핀(49)의 개수와 동일한 수의 핀 돌출공(42)이 상단에 관통되어 있다. 이때 돌출공(42)은 그 직경이 해체핀(49)의 최대 직경보다 작게되어 있어 돌출공(42)의 이탈을 방지하도록 되어 있다.

외부 케이스(41)의 내부에 축방향으로 운동하도록 장착되어 있는 스프링(43)은 위쪽에 놓이는 핀 하우징(45)을 상향 가압하도록 되어 있으며, 따라서 핀 하우징(45)은 정상적인 결합 상태에서는 내부에 좌우로 미끄럼운동 가능하게 장착되어 있는 해체핀(49)이 핀 돌출공(42)에 삽입됨으로써 스프링(43)의 반발력에 의한 이탈이 방지되어 있다. 또한, 중앙에 해체핀(49)을 핀 돌출공(42) 쪽으로 가압하기 위한 반발 스프링(45)이 내장되어 있으며, 급압라인(13)과 연통되어 메인 튜브(7) 파열시 내부에 대기압이 작용하도록 되어 있다.

아울러, 보조 튜브(9) 내부에는 감지된 압력이 적정 설정압력보다 작아질 경우 이를 감지하여 운전석에 부착된 경고장치를 작동시킴으로써 경고음이나 경고표시 등에 의해 운전자에게 보조 튜브(9)의 감압 사실을 알리기 위한 압력계(21)가 휠림(3)으로부터 관통 삽입되어 있다.

이와 같은 구성에 따라 본 발명의 이중 타이어 시스템은 다음과 같은 작동을 하게 된다.

먼저, 메인 튜브(7)에 실펑크가 난 경우를 살펴보면, 메인 튜브(7)의 내부 압력(P2)이 서서히 낮아지면서 도 3에 도시된 밸브 플런저(33)가 보조 튜브(9)의 압력(P1)에 의해 스프링(37)의 반발력을 이기고 뒤로 밀린다. 이에 따라 보조 튜브(9)의 공기가 순간 개방 포트(38)를 통해 메인 튜브(7)로 공급되어 메인 튜브(7)의 압력(P2)을 높이게 된다.

이렇게 해서, 압력(P2)이 일정 압력까지 상승하면 밸브 플런저(33)에 작용하는 압력과 스프링(37)의 반발력의 합력이 평형을 이루면서 밸브 플런저(33) 다시 원래의 포트(38) 폐쇄위치로 복귀되어 더 이상 보조 튜브(9) 내의 공기가 메인 튜브(7) 안으로 공급되는 것을 방지하게 된다.

즉, 스프링(37)의 탄성력에 의해 메인 튜브(7)와 보조 튜브(9) 간의 압력차(ΔP)를 유지시키므로 메인튜브(7)의 압력(P2)이 미세 펑크로 인해 서서히 낮아질 때는 이를 보상하여 주고, 메인튜브(7)의 완전 파열로 인해 압력(P2)이 급격히 떨어지는 경우에도 이를 지연시켜주는 역할을 하게 된다.

다음에, 메인 튜브(7)가 급격하게 파열된 완전펑크의 경우에는 메인 튜브(7)의 압력(P2)이 대기압으로 되면서 급압라인(13)을 통해 핀 하우징(45)으로 대기압이 작용하고 이에 따라 압력차로 인해 해체핀(49)에 작용하는 힘의 균형이 깨지면서 해체핀(49)이 핀 돌출공(42) 안으로 수축된다. 이때, 압축되어 있던 스프링(43)이 반발하면서 핀 하우징을 외부 케이스(41)로부터 이탈시킴으로써 도 5에 도시된 바와 같이 보조 튜브(9)의 표면적 축소부위(17)가 팽창하면서 보조 튜브(9)의 크기가 메인 튜브(7)의 크기 만큼 회복되어 메인 튜브(7)의 역할을 하게 된다.

그리고, 보조 튜브(9)의 공기압이 설정압력(P1) 이하로 떨어지면, 압력계(21)가 이를 감지하여 무선방식에 의해 운전석에 장착되어 있는 경보장치를 작동시켜 운전자에게 알림으로써 운전자가 보조 및 메인 튜브(9 및 7)의 공기압을 보충할 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 이중 타이어 시스템에 의하면, 타이어에 사용되는 튜브를 메인 튜브와 보조 튜브의 이중구조로 제작함으로써 메인 튜브에 미세 펑크가 발생한 경우에는 압력조절밸브를 통해 보조 튜브의 압력으로 메인 튜브의 압력을 보상하고, 완전 펑크가 발생한 경우에는 가압 해체핀 조립체에 의해 표면적 축소부위를 유지하고 있던 보조 튜브를 가압 해체핀 조립체를 해체시킴으로써 메인 튜브의 크기만큼 팽창시켜 메인 튜브의 대용으로 사용할 수 있게 된다.

이에 따라 운행 중 튜브의 미세 펑크로 인해 노상에서 타이어를 교체해야 하는 번잡함을 피할 수 있을 뿐만 아니라 주행 중 완전 펑크로 인한 대형사고의 위험을 사전에 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 자동차 휠 림(3)의 둘레에 끼워지도록 되어 있는 타이어(1)에 있어서, 상기 타이어(1)의 고무층(5) 내부에 메인 튜브(7)와 보조 튜브(9)로 이루어진 이중 구조의 튜브를 구성하고, 상기 보조 튜브(9)의 표면에는 상기 메인 튜브(7)와 상기 보조 튜브(9) 내의 압력차에 따라 개폐되는 압력조절밸브(11)가 구비되는 이중 타이어 시스템에 있어서,

   상기 보조 튜브(9)의 내부에는 일단의 급압 라인(13)이 상기 메인 튜브(7)와 상기 보조 튜브(7) 사이에 연통되어 있으며, 타단의 연결 스트랩(15)이 상기 보조 튜브(7)의 표면적 축소부위(17)에 접합되어 있고, 상기 급압라인(13)을 통해 대기압이 공급되면 해체되도록 되어 있는 가압 해체핀 조립체(19)가장착되어 있으며; 상기 보조 튜브(9) 내부의 압력을 감지하여 운전석에 부착된 경고장치를 작동시키도록 되어 잇는 압력계(21)가 상기 휠림(3)으로부터 관통삽입되어 있으며; 상기 압력조절밸브(11)는 상기 보조튜브(9) 내부의 압력(P1)과 상기 메인튜브(7) 내부의 압력(P2)의 차이(ΔP)가 기준값 이상을 경우에만 상기 보조튜브(9)의 내부와 상기 메인튜브(9)의 내부를 연통시키도록 되어 있는 체크밸브인 것을 특징으로 하는 이중 타이어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압력조절밸브(11)는 원통형 밸브 실린더(31), 상기 밸브 실린더(31) 내부에 내벽면과 밀봉상태로 축선방향 이동하도록 삽입 장착되어 있는 밸브 플런저(33) 및 상기 밸브 플런저(33)의 로드(35)에 끼워져 상기 밸브 실리더(31)의 벽면에 탄발 지지되어 있는 스프링(37)로 구성되어 있으며, 상기 밸브 실린더(31)의 외벽에는 상시 개방 포트(39)와 상기 압력차(ΔP)가 상기 스프링(37)의 탄발력보다 커질 때 개방되는 순간 개방 포트(38)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 타이어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가압 해체핀 조립체(19)는 상기 연결 스트랩(15)이 접합되어 있으며 상단에 복수의 핀 돌출공(42)이 관통되어 있는 외부 케이스(41), 상기 외부 케이스(41)에 축방향으로 내장되어 있는 스프링(43), 상기 스프링(43)에 의해 가압되며 상기 급압라인(13)과 연통해 있는 핀 하우징(45) 및, 반발 스프링(47)에 의해 가압되어 상기 핀 돌출공(42)을 통해 노출되며 상기 핀 하우징(45) 내벽면을 따라 이동 가능하게 장착되어 있는 복수의 해체핀(49)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 타이어 시스템.

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