KR100512492B1 - 타이어의 압력 보상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 압력 저하를 보상하여 상기 타이어의 압력을 최적화시킴과 아울러 구조가 간단하고, 사용이 편리한 타이어의 압력 보상 장치에 관한 것이다.

본 발명은 노면에 직접 접지되고 내부가 압축공기로 충진된 타이어와, 상기 타이어가 외주에 장착되고 차축과 일체로 회전되는 림을 포함하여 구성된 차량용 휠에 있어서, 상기 림에 설치되어 타이어의 공기압을 감지하는 공압감지센서와, 상기 타이어의 내측과 연통되도록 상기 림의 일측에 돌출 형성된 연결 파이프와, 상기 연결 파이프에 일단이 삽입 고정되는 에어펌프 실린더와, 상기 에어펌프 실린더의 내측에 이동 가능하게 배치되고 고무재질로 형성된 에어펌프 피스톤과, 상기 공압감지센서와 연결되어 상기 공압감지센서의 측정치가 기준치 이하이면 자력에 의해 상기 에어펌프 피스톤을 동작시켜 상기 타이어의 공기압을 보상하는 공압보상수단을 포함하여 구성된다.

Description

타이어의 압력 보상 장치 {A pressure compensating apparatus for tire}

본 발명은 타이어의 압력 저하를 보상하여 상기 타이어의 압력을 최적화시키는 타이어의 압력 보상 장치에 관한 것으로서, 특히 구조가 간단하고 사용이 편리한 타이어의 압력 보상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 휠(wheel)은 차량의 하중을 지지하면서 노면으로부터의 충격을 흡수하고, 차량의 주행시 구동력 및 제동력을 노면에 전달함과 아울러 차량의 방향을 전환하거나 유지하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 차량용 휠은 상기 타이어가 외주에 장착되고 구동 및 제동시 발생되는 각종 외력과 충격에 견딜 수 있도록 충분한 강도로 제작된 림(rim)과, 상기 림과 일체로 회전되면서 차량의 하중을 분담 지지하고 차량의 구동력을 최종적으로 제공하는 타이어를 포함하여 구성된다.

상기 타이어는 차량의 하중을 지지함과 아울러 노면과의 충격을 흡수할 수 있도록 고무재질로 형성되고, 내부에는 일정 압력의 공기가 충진되어 있다.

한편, 상기 타이어의 공기압은 장시간 주행시 점차 감소되어 차량의 성능을 저하시키는 원인으로 작용되기 때문에, 최근의 차량에는 자체적으로 타이어의 공기압을 보상해주기 위한 장치가 설치된다.

종래 기술에 따른 타이어의 압력 보상 장치는 엔진의 동력에 의해 작동되는 에어펌프를 차체에 설치하여 상기 타이어에 공기압을 전달하거나, 또는 휠 내부에 압축공기탱크와 모터를 내장시켜 타이어의 압력을 보상하는 방식이 사용된다.

그러나, 전자의 경우에는 상기 에어펌프에서 생성된 공기압을 상기 타이어로 공급하기 위해 각종 밸브 및 에어호스로 이루어진 복잡한 구조의 공급배관이 필요하게 되고, 특히 상기 에어호스를 회전하는 타이어에 연결하는 것이 매우 불편한 문제점이 있다.

또, 후자의 경우에는 차량용 휠에 압축공기탱크와 모터가 내장되고, 아울러 상기 모터를 구동시키기 위한 전원도 상기 휠 내부에 설치되므로, 휠 자체의 중량이 과다하게 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단순한 구조로 이루어져 부품수 및 중량이 저감되고, 사용이 간단하여 사용자의 편의를 도모할 수 있는 타이어의 압력 보상 장치를 제공하는데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 타이어의 압력 보상 장치는 노면에 직접 접지되고 내부가 압축공기로 충진된 타이어와, 상기 타이어가 외주에 장착되고 차축과 일체로 회전되는 림을 포함하여 구성된 차량용 휠에 있어서, 상기 림에 설치되어 타이어의 공기압을 감지하는 공압감지센서와, 상기 타이어의 내측과 연통되도록 상기 림의 일측에 돌출 형성된 연결 파이프와, 상기 연결 파이프에 일단이 삽입 고정되는 에어펌프 실린더와, 상기 에어펌프 실린더의 내측에 이동 가능하게 배치되고 고무재질로 형성된 에어펌프 피스톤과, 상기 공압감지센서와 연결되어 상기 공압감지센서의 측정치가 기준치 이하이면 자력에 의해 상기 에어펌프 피스톤을 동작시켜 상기 타이어의 공기압을 보상하는 공압보상수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치가 도시된 구성도이고, 도 3a,3b는 본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치가 도시된 작동 상태도이다.

본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치는 도 1 내지 도 3a,3b에 도시된 바와 같이, 차량용 휠(50)의 림(52)에 설치되어 타이어(54)의 공기압을 감지하는 공압감지센서(56)와, 상기 타이어(54)와 연통되도록 상기 림(52)의 일측에 돌출 형성된 연결 파이프(58)와, 상기 연결 파이프(58)에 일단이 삽입 고정되는 에어펌프 실린더(60)와, 상기 에어펌프 실린더(60)의 내측에 이동 가능하게 배치되고 고무재질로 형성된 에어펌프 피스톤(62)과, 상기 공압감지센서(56)와 연결되어 상기 공압감지센서(56)의 측정치가 기준치 이하이면 자력에 의해 상기 에어펌프 피스톤(62)을 동작시켜 상기 타이어(54)의 공기압을 보상하는 공압보상수단(64)을 포함하여 구성된다.

상기 타이어(54)는 노면과의 마찰계수에 따라 차량의 구동력을 결정하게 되므로, 노면에 밀착되기 용이하면서도 마찰이 잘 일어날 수 있도록 통상적으로 압축성 재질인 고무로 형성되고, 내부에는 압축공기가 충진되어 차량의 중량을 지지함과 동시에 노면으로부터의 충격을 흡수하게 된다.

상기 공압감지센서(56)는 타이어(54)의 내부 압력을 감지하는 장치로서, 상기 타이어(54)의 압력이 일정 수준이하로 떨어지게 되면 상기 공압보상수단(64)으로 전기적인 신호를 보내게 된다.

상기 연결 파이프(58)는 림(52)의 일측에서 외부로 돌출된 파이프 형상으로 형성되고, 상기 타이어(54)의 내부와 연통되어 외부의 공기압을 상기 타이어(54)로 전달하는 통로 역할을 하게 된다.

상기 에어펌프 실린더(60)는 전부가 연결 파이프(58)에 삽입 고정되고, 전면에는 압축공기가 토출되기 위한 토출구(60a)가 형성되며, 후면에는 개구홀(60b)이 형성되어 실린더 마개(65)가 장착된다.

이런 에어펌프 실린더(60)의 전부 내측에는 상기 타이어(54)로부터 공기압이 역류되는 것을 방지하기 위해 체크 벨브(66)가 설치된다.

그리고, 상기 실린더 마개(65)는 자성의 전달이 용이한 재질로 형성되고, 아울러 상기 에어펌프 실린더(60)의 내부 부품을 교체할 수 있도록 상기 에어펌프 실린더(60)의 개구부(60b)에 탈착 가능하게 장착된다.

상기 에어펌프 피스톤(62)은 원판 형상으로 형성되고, 전반적으로 측단면이 초승달 형상으로 이루어질 수 있도록 에어펌프 실린더(60)의 토출구(60a)에서 개구부(60b) 방향으로 직경이 감소되게 형성된다.

따라서, 상기 에어펌프 피스톤(62)이 체크 벨브(66)로 이동될 경우에는 상기 에어펌프 피스톤(62)이 외측으로 펼쳐진 상태가 되어 상기 에어펌프 실린더(60)의 내주면에 밀착되고, 반면에 상기 에어펌프 피스톤(62)이 실린더 마개(65)로 이동될 경우에는 상기 에어펌프 피스톤(62)이 내측으로 오무라진 상태가 되어 상기 에어펌프 실린더(60)의 내주면과 에어펌프 피스톤(62) 사이로 틈새(A)가 형성된다.

상기와 같은 에어펌프 피스톤(62)과 체크 벨브(66) 사이에는 리턴 스프링(68)이 설치되어 상기 에어펌프 피스톤(62)을 탄성적으로 지지하게 된다.

한편, 상기 에어펌프 실린더(60)의 일측에는 외부 공기를 흡입하기 위한 공기 흡입구(70)가 형성되는 바, 상기 공기 흡입구(70)는 에어펌프 피스톤(62)의 후방에 위치되어 상기 에어펌프 피스톤(62)이 체크 벨브(66) 방향으로 이동되면 외부로부터 공기가 흡입된다.

이런 흡입된 외부공기는 상기 에어펌프 피스톤(62)이 후방으로 이동될 때 상기 에어펌프 피스톤(62)과 체크 벨브(66) 사이의 공간이 진공 상태가 되므로, 상기 에어펌프 피스톤(62)과 에어펌프 실린더(60)의 틈새(A)를 통해 유입된다.

상기 공압보상수단(64)은 상기 에어펌프 피스톤(62)의 후면에 장착되어 상기 에어펌프 피스톤(62)과 일체로 이동되는 피스톤 자성체(72)와, 상기 피스톤 자성체(72)와 대향되도록 상기 에어펌프 실린더(60)의 후방에 이격되게 설치된 전자석(74)과, 상기 공압감지센서(56)의 측정치를 전달받아 상기 전자석(74)에 공급되는 전류를 단속하는 전자제어유닛(76)으로 구성된다.

여기서, 상기 피스톤 자성체(72)는 극성이 변경되지 않는 영구자석으로 형성되고, 일정 극성이 상기 전자석(74)과 대향되게 배치되도록 상기 에어펌프 피스톤(62)의 후면에 장착된다.

그리고, 상기 전자석(74)은 에어펌프 실린더(60) 후방의 차체에 설치 고정되고, 상기 타이어(54)의 압력이 기준치 이하로 떨어지게 되면 상기 전자제어유닛(76)에 의해 전류가 인가되어 가동된다.

이런 전자석(74)은 상기 피스톤 자성체(72)의 대향면과 동일한 극성을 가지게 되고, 그로 인해 상기 전자석(74)과 피스톤 자성체(72) 사이에는 척력이 작용되어 상기 피스톤 자성체(72)는 체크 벨브(66) 방향으로 이동된다.

또, 상기 전자제어유닛(76)은 차체의 일측에 설치되어 상기 공압감지센서(56)에서 감지된 측정치를 전달받고, 이를 기준치와 비교하여 상기 타이어의 공기압 상태를 판단함으로서 상기 전자석(74)에 전류를 단속하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치의 작동에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 공압감지센서(56)는 타이어(54) 내부의 압력을 감지하여 전기적인 신호로 측정치를 전자제어유닛(76)에 전달하고, 상기 전자제어유닛(76)은 전달받은 측정치를 분석하여 타이어(54)의 공기압이 적당한지를 판단하게 된다.

상기 전자제어유닛(76)이 타이어(54)의 공기압이 저하된 것으로 판단하게 되면 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전자제어유닛(76)은 전자석(74)에 전류를 인가하고, 상기 전자석(74)은 에어펌프 피스톤(62)에 장착된 피스톤 자성체(72)의 대향면과 동일 극성을 띄게 되어 상기 전자석(74)과 피스톤 자성체(72) 간에는 척력이 작용된다.

따라서, 상기 피스톤 자성체(72)는 전자석(74)의 반대방향으로 이동되고, 상기 에어펌프 피스톤(62)은 펼쳐진 상태로 체크 벨브(66) 방향으로 이동되면서 공기를 압축하게 된다.

상기와 같이 에어펌프 피스톤(62)에 의해 압축된 공기는 체크 벨브(66)를 통해 에어펌프 실린더(60)의 토출구(60a)로 토출되고, 토출된 압축공기는 연결 파이프(58)를 통해 상기 타이어(54)의 내부로 공급되어 상기 타이어(54)의 압력을 보충하게 된다.

여기서, 상기 에어펌프 피스톤(62)이 체크 벨브(66)로 이동되면 상기 에어펌프 피스톤(62)의 후측 공간은 진공 상태가 되고, 그로 인해 상기 에어펌프 실린더(66)의 공기 흡입구(70)로 외부 공기가 흡입된다.

한편, 상기 에어펌프 실린더(60)는 회전되는 림(52)과 함께 회전되는 반면에 상기 전자석(76)은 차체에 고정된 상태이므로, 상기 림(52)이 회전됨에 따라 상기 에어펌프 실린더(60)는 상기 전자석(76)의 전방에 위치되었다가 상기 전자석(76)에서 멀어지는 동작을 반복하게 된다.

상기 에어펌프 실린더(60)가 회전되어 상기 전자석(76)에서 멀어지게 되면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전자석(76)으로부터 작용되는 자력이 없게 되므로 상기 피스톤 자성체(72)와 에어펌프 피스톤(62)은 리턴 스프링(68)에 의해 후방으로 이동되어 초기 상태로 복귀하게 된다.

이때, 상기 체트 벨브(66)에 의해 상기 타이어(54)의 공기압은 역류되지 않으므로 상기 에어펌프 피스톤(62)의 전방 공간은 진공상태가 되고, 상기 에어펌프 피스톤(62)이 오무라진 상태로 이동되므로 상기 에어펌프 실린더(60)와의 사이에는 틈새(A)가 형성된다.

따라서, 상기 에어펌프 피스톤(62)의 후방 공간으로 흡입된 공기는 상기 에어펌프 실린더(60)와 에어펌프 피스톤(62)이 형성하는 틈새(A)를 통해 상기 에어펌프 피스톤(62)의 전방 공간에 채움된다.

상기와 같이 전자제어유닛(76)이 전류를 상기 전자석(74)에 인가한 상태에서 차량이 주행되면, 상기 에어펌프 실린더(60)가 반복적으로 상기 전자석(74)과 대향되는 위치에 놓이거나 멀어지게 되고, 상기 에어펌프 피스톤(62)이 전후방향으로 이동되면서 압축공기를 생성하여 상기 타이어(54)의 공기압을 보상하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 타이어의 압력 보상 장치는 공압감지센서의 신호에 따라 전자석이 가동되어 상기 전자석과 피스톤 자성체의 상호 작용에 의해 에어펌프 피스톤이 에어펌프 실린더를 따라 이동되면서 타이어의 압력을 보상하는 장치로서, 구조가 매우 간단하고, 운전자가 직접 조작을 하지 않더라도 자동으로 작동되는 이점이 있다.

또, 종래에 비해 부품수가 감소되어 차량용 휠의 하중 및 원가가 저감되고, 제작 공정이 단순화되어 생산성이 향상되는 이점이 있다.

또, 상기와 같이 자동으로 적기에 작동하여 타이어 압력을 최적의 상태로 유지하게 되므로, 사용이 편리하여 운전자의 편의성이 향상되고, 차량의 성능도 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어가 도시된 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치가 도시된 구성도이고,

도 3a,3b는 본 발명에 따른 타이어의 압력 보상 장치가 도시된 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 림 54 : 타이어

58 : 연결 파이프 60 : 에어펌프 실린더

62 : 에어펌프 피스톤 64 : 공압보상수단

65 : 실린더 마개 66 : 체크 밸브

68 : 리턴 스프링 70 : 공기 흡입구

72 : 피스톤 자성체 74 : 전자석

76 : 전자제어유닛

Claims (4)

1. 노면에 직접 접지되고 내부가 압축공기로 충진된 타이어와, 상기 타이어가 외주에 장착되고 차축과 일체로 회전되는 림을 포함하여 구성된 차량용 휠에 있어서,

   상기 림에 설치되어 타이어의 공기압을 감지하는 공압감지센서와;

   상기 타이어와 연통되도록 상기 림의 일측에 돌출 형성된 연결 파이프와;

   상기 연결 파이프에 일단이 삽입 고정되는 에어펌프 실린더와;

   상기 에어펌프 실린더의 내측에 이동 가능하게 배치되고 고무재질로 형성된 에어펌프 피스톤과;

   상기 공압감지센서와 연결되어 상기 공압감지센서의 측정치가 기준치 이하이면 자력에 의해 상기 에어펌프 피스톤을 동작시켜 상기 타이어의 공기압을 보상하는 공압보상수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 타이어의 압력 보상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공압보상수단은 상기 에어펌프 피스톤의 후면에 장착되어 상기 에어펌프 피스톤과 일체로 이동되고 일정 크기의 자성을 가지는 피스톤 자성체와;

   상기 피스톤 자성체와 대향되도록 상기 에어펌프 실린더의 후방에 이격되게 설치된 전자석과;

   상기 전자석 및 공압감지센서에 연결되어 상기 공압감지센서의 측정치를 전달받아 상기 전자석에 공급되는 전류를 단속하는 전자제어유닛으로 구성된 것을 특징으로 하는 타이어의 압력 보상 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 피스톤 자성체는 영구자석인 것을 특징으로 하는 타이어의 압력 보상 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전자석은 피스톤 자성체의 대향면과 극성이 동일하여 상호간에 척력이 작용되는 것을 특징으로 하는 타이어의 압력 보상 장치.