KR100658558B1 - 차량 휘일용 미끄럼 방지기 - Google Patents

Abstract

동계 조건 동안에 휘일과 노면 사이의 마찰을 증가시키기 위해 차량 휘일(1)에 씌워지게 장치는, 휘일(1)의 트레드(4)를 둘러쌀 수 있고 가요성 내측 및 외측부(5, 8)에 의해 적소에 유지될 수 있는 벨트(3)를 포함한다. 내측부(5)는 휘일의 내측 상에서 탄성 부재(7)에 의해 단단하게 조여진다. 벨트(3)의 내원주는 휘일(1)의 최대 원주보다 적어도 4 %, 양호하게는 5 내지 6 % 크다. 벨트(3)는 사실상 우븐 폴리아미드 재료로 제조될 수 있다. 장치(2)의 외측부(8)는 완전히 덮일 수 있으며, 외측부에는 하나 이상의 개구가 마련될 수 있으며, 또한 차량 휘일(1)에 장치(2)를 씌우거나 차량 휘일로부터 장치를 제거하는 것을 용이하게 하기 위해 방사상 연장된 스트랩(9)이 마련될 수 있다. 노면으로부터 휘일(1)을 들어올리지 않고도 씌우는 방법에 대해서도 개시하고 있다.

동계 조건, 스노우 체인, 휘일, 벨트, 탄성 부재

Description

차량 휘일용 미끄럼 방지기{A GLIDING PREVENTER FOR VEHICLE WHEELS}

본 발명은 동계 조건에서 휘일과 노면 사이의 마찰을 증가시키기 위해 소정 크기의 차량 휘일에 끼워지는 장치로서, 실질적으로 텍스타일 재료로 제조되고 휘일의 트레드를 둘러싸며 적어도 휘일의 내측 상에서는 탄성 부재에 의해 단단히 조여지는 가요성 내측부 및 외측부에 의해 적소에 유지되도록 된 벨트를 포함하는 장치에 관한 것이다.

이런 장치는 미국 특허 제2,682,907호의 도1 내지 도3에서 공지되어 있다. 공지된 장치는 장치 중심면 둘레에서 대칭을 이루며, 헬리컬 스프링 형태의 탄성 부재를 수용하는 연속적인 포켓이 두 개의 외부 모서리 중 어느 하나를 따라 형성되도록 절첩된 단편의 거친 캔버스 천으로 제조된다.

노면과 접촉할 벨트를 구성하는 것으로 여겨지는 장치의 중심부에는 노면에 대한 마찰을 충분히 증가시키기 위해 연마 입자를 함유한 산화 알루미늄 피막이 접착에 의해 마련된다.

미국 특허 제2,682,907호에 따른 장치는 차량 휘일에 아주 밀접하게 들러붙도록 형성되고, 지면으로부터 휘일을 들어올리지 않고는 휘일을 차량에 장착할 때 휘일의 적소에 설치될 수 없다. 이 장치는 양 측면에 스프링을 가진 가요성 측면과 대칭을 이루고 있기 때문에, 장치는, 예컨대 건조한 노면 상에서 곡선 도로를 주행할 때, 휘일을 벗어나 휘일의 내측으로 조금씩 이동해서 차량의 조향 기구를 방해할 수 있을 것으로 생각되며, 또한 브레이크 라인을 손상시킬 수도 있을 것이다. 일단 장치가 휘일의 내측으로 이동되면, 이 장치를 부수거나 차량으로부터 휘일을 떼어내지 않고는 이 장치를 제거할 수 없다.

본 발명의 목적은 휘일이 노면 상에서 차량의 전체 중량을 받으며 놓여 있을 때에도, 양호하게는 차량이 다소 깊은 눈속에 파묻혀져 있을 때에도 차량 휘일에 끼울 수 있는 기술분야 항목에서 언급한 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 벨트의 내원주를 휘일의 최대 원주보다 적어도 4% 크게 제조한 본 발명에 의해 달성된다. 놀랍게도, 이런 과크기로 인해 노면과 접촉하지 않는 휘일의 원주의 긴 부분을 따라 휘일 트레드 위로 휘일의 내측에 내측부를 끼울 수 있게 되어서, 그 후 예컨대 차를 전진 또는 후진 구동시킴으로써 휘일이 회전될 때, 내측부의 나머지 부분은 휘일의 내측에 위치되고 휘일의 트레드를 따라 위치되게 벨트를 당기는 것으로 밝혀졌다.

또한, 놀랍게도, 어느 정도는 차량 휘일 웰부의 공간 조건에 따라 최대 8% 이상까지 허용될 수 있는 과크기로 인해, 본 장치는 적어도 일반 스노우 체인(snow chain)이 허용하게 될 높은 속도로 깨끗하고 구불구불한 도로 상에서 주행할 때에도 휘일 상의 적소에 유지된다.

본 발명의 제2 목적은 위험한 주행 상황이 발생하도록 휘일 상에서 이동할 수 없는 기술분야 항목에서 언급한 장치를 제공하는 것이다.

이런 목적은 장치의 외측부가 휘일을 넘어 휘일의 내측으로 건너갈 수 없도록 형성된 본 발명에 따라 달성된다. 여기에서, 외측부는, 예컨대 휘일의 전체 외측을 덮을 수 있거나, 외측부에는 하나 이상의 개구가 마련될 수 있으며, 이런 개구의 최대 원주는 휘일의 최대 직경의 2.2배보다 작다. 외측부의 개구가 이 값보다 크게 되도록 외측부가 좁아지는 곳에서, 개구는 방사상 연장된 스트랩에 의해 제한될 수 있다. 이들 스트랩은 사용후 장치를 휘일로부터 제거할 때 잡기 수단으로서 적절할 수도 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘일을 차량에 장착하는 동안 그리고 가능하게는 휘일이 눈속에 파묻혀 있는 동안에도 본 발명에 따른 장치를 차량에 끼우는 방법을 제공하는 것이다.

본 목적은 내측부가 휘일의 원주의 적어도 2/3을 따라, 양호하게는 노면에 대해 놓이지 않은 원주의 가능한 많은 부분을 따라 휘일의 트레드 위로 휘일의 내측에 끼워지고, 그 결과 휘일이 차량에 의해 회전될 때, 이에 의해 내측부의 나머지 부분은 휘일(1)의 내측 상의 위치로 이동하고 휘일의 트레드(4)를 따라 적소에 벨트(3)를 당기는 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 다른 유익한 특징들은 첨부 도면에 개략적으로 도시된 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명에 의해 드러날 것이다.

도1a, 도1b 및 도1c는 각각, 본 발명에 따른 제1 장치가 마련된 차량 휘일을 외측으로부터 본 사시도와 도1a의 휘일을 내측에서 본 사시도와 도1a의 휘일의 방 사상 부분 단면도이다.

도2a, 도2b 및 도2c는 도2a와 도2b에서는 휘일이 제거된 것을 제외하고는 도1a, 도1b 및 도1c에 유사한 본 발명의 제2 실시예에 대한 도면이다.

도3a, 도3b 및 도3c는 본 발명에 따른 제3 실시예의 도2a, 도2b 및 도2c에 유사한 도면이다.

도4a 및 도4b 내지 도7a 및 도7b는 각각 본 발명에 따른 장치의 제4 내지 제7 실시예의 도2a 및 도2b에 유사한 도면이다.

상술한 도면에 도시된 다양한 실시예에서, 동일한 인용 부호가 유사한 또는 대응하는 부분에 대해 쓰이고 있다.

도1a 내지 도1c는 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예가 마련된 차량 휘일(1)을 도시하고 있다. 장치(2)는 휘일과 노면 사이에 위치되지 않은 벨트(3)의 적어도 일 부분 위에서 벨트와 트레드 사이에 소정의 유격을 두고 휘일의 트레드(4)를 둘러싼 벨트(3)를 포함한다. 유격은 벨트의 내원주가 휘일(1)의 최대 원주보다 4 내지 10 %, 양호하게는 5 내지 6 % 크기 때문에 발생한 것이다. 벨트(3)는 양호하게는 중합체로 제조된 텍스타일(textile) 재료로 제조될 수 있다. 폴리아미드로 된 우븐 텍스타일(woven textile)이 특히 적절한 것으로 밝혀졌으며, 눈으로 덮인 노면에 대해 양호한 접착력과 높은 강도를 갖는다. 이와 같은 하나의 재료는 상표명 코두라(Cordura) 1100으로 판매되고 있는 것이다.

휘일(4)의 트레드와 대면하는 벨트(3)의 측면에서, 벨트의 텍스타일 재료는 재료를 강화시키고 안정화시키면서 휘일의 트레드에 대한 마찰을 감소시키기 위해, 예컨대 폴리우레탄 고무와 같은 적절한 플라스틱으로 피복된 것이 유리할 수 있다.

비록 우븐 텍스타일이 벨트 재료로서 적절한 것으로 밝혀지기는 했지만, 다소간 안정화된 펠트 재료와 같이 다른 재료도 적절할 수 있다. 또한, 벨트의 외측에는 마찰 증가 피막이 마련될 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 안팎을 뒤집어서 사용할 수 있도록 제조될 수 있으며, 벨트의 일 측면은 눈 위에서 주행하기에 적합한 표면을 갖는 반면, 다른 측면은 얼음에 대해 보다 나은 그립(grip) 능력을 얻기 위한 표면을 갖는다.

또한, 장치(2)에는 도시된 실시예에서 벨트(3)보다 가볍고 더 가요성이 있는 텍스타일 재료로 제조되고 종방향 모서리 중 어느 하나를 따라 봉제되거나 다른 방식으로 벨트(3)에 부착된 내측부(5)가 마련된다. 내측부의 내측에는 유익하게는 저마찰 피막, 양호하게는 실리콘 중합체, 부타디엔 고무, 네오프렌 고무, PVC 또는 유사한 중합체가 마련될 수 있다. 이런 저마찰 피막 마스크는 장착 동안 휘일(1) 상의 적소에 장치(2)를 용이하게 끼울 수 있도록 한다.

내측부(5)의 자유 모서리에는 비교적 매끄러운 원사 재료로 방사된 외피로 둘러싸인 멀티스레드 고무 밴드(multithread rubber band) 형태의 탄성 부재(7)가 있는 종방향 포켓(6)이 마련된다. 외피의 목적은, 우선 고무 밴드의 신장력을 저감시키고, 다음으로 고무 밴드와 포켓(6)의 내측 사이의 마찰을 저감시키는 것이다. 이 지점에서의 낮은 마찰은 장치를 타이어 상에 끼우는 동안 고무 밴드가 늘어날 때 포켓(6) 내에 고무 밴드를 방해받지 않고 적용하고 장치(3)를 끼우는 최종 시기 중에 고무 밴드를 구비한 포켓이 휘일(1)에 의해 씌워질 때 잠재적으로 파괴적인 마찰을 저감시키는 데 있어 중요하다. (미국 특허 제2,682,907호의 스프링과 포켓은 포켓을 이런 방식으로 씌울 때 손상될 수 있다.)

도1a에서 장치(2)에는 장치의 외측에 완전 덮기 측면부(8)가 마련된 것으로 보인다. 또한, 이것은 예컨대 코두라 형태지만 벨트(3)보다는 가벼운 성질을 갖는 부분 피복 텍스타일 재료로 제조된다.

외측부에는 두 개의 직경 방향으로 연장된 직교 스트랩(9)이 마련되며, 이들 스트랩은 외측부 및 가능하게는 스트랩의 단부에서 벨트(3)에 부착될 뿐만 아니라 외측부(8)의 중간부에서 서로 부착된다. 스트랩(9)은 장치(2)를 사용한 후 용이하게 제거하는 목적에 도움이 되며, 또한 강화 효과를 갖는다. 스트랩(9)은 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예컨대, 세 개의 방사상 스트랩이 사용될 수 있다. 스트랩은 전체 장치(2)가 젖은 조건에서 저장될 때 녹이 끼거나 부패하지 않는 재료로 이루어지도록 중합체로 제조되는 것이 유리할 수도 있다.

도2a 내지 도2c에는 본 발명에 따른 장치의 예시적인 제2 실시예가 도시되어 있다. 벨트(3)와 내측부(5)는 텍스타일 재료로 된 완전 동일한 부품으로 제조된다. 탄성 부재(7)는 고무 탄성 원사 재료 및 사실상 비탄성인 원사 재료로 직조하거나 방적하거나 편성(knit)해서 제조된 밴드로 구성되어서, 사실상 비탄성인 원사 재료는 탄성 부재(7)의 연신력을 제한한다. 밴드의 폭은 약 5 ㎝일 수 있고 서스펜더 또는 벨트용으로 사용되는 유형일 수 있다. 밴드는 이중으로 되며 인장 조건에서 내측부(5)의 자유 모서리에 봉합된다. 이로써 포켓의 러버 밴드가 손상이나 마모를 점검할 수 없게 은닉되는 것을 방지한다.

이 경우 외측부(8)는 비교적 큰 중심 개구를 갖는다. 그러나, 외측부(8)의 자유 모서리(10)는 장치가 사용될 휘일(1)의 최대 직경의 2.2배보다 작은 원주를 갖는다. 휘일의 트레드(4)가 휘일 직경의 약 20%인 것을 고려하면, 이런 방식으로 제한된 개구는 장치의 전부를 휘일의 내측 상에 오도록 휘일을 넘어 건너갈 수 없게 된다. 자유 모서리(10)는 적절한 방식으로 강화될 수 있다.

도3a 내지 도3c에 도시된 예시적인 제3 실시예에서, 벨트(3)는 일 측면 상에 폴리우레탄 고무로 피복된, 예컨대 상술한 코두라 100과 같은 텍스타일 재료로 된 두 개의 층으로 제조된다. 여기에서 이들 층은 폴리우레탄 고무로 피복된 측면들이 벨트의 중간부에서 서로 대면하도록 위치된다. 이로 인해 외층은 내층에 대해 어느 정도의 활주성을 가짐으로써, 예컨대 날카로운 돌 위와 같이 울퉁불퉁한 표면 상에서 주행할 때 벨트에 가해지는 변형을 저감시키는 효과가 얻어진다.

여기에서, 내측부(5)와 외측부(8)는 벨트(3)에 봉합되며 벨트보다 가벼운 성질의 텍스타일 재료로 구성된다. 탄성 부재(7)는 예시된 제2 실시예와 관련해서 상술한 바와 같은 밴드이다.

도4a 및 도4b는 외측부(8)에 도1a에서도 도시된 두 개의 서로 교차하는 스트랩(9)이 마련된 것을 제외하고는 도3a 내지 도3c의 실시예와 유사한 예시적인 실시예를 도시하고 있다.

도5a 내지 도5b에 도시된 예시적인 제4 실시예에서, 외측부(8)는 사실상 완전히 덮여지지만, 장치를 장착하거나 사용한 후 탈착하는 동안 장치(2)를 안정시킬 때 손잡이로서 기능하기에 충분히 큰 네 개의 개구(11)가 마련된다.

도6a 및 도6b는 벨트(3)와 내측부(5)가 완전 동일한 텍스타일 재료로 구성되고 외측부(8)가 완전 덮인 예시화된 실시예를 도시하고 있다.

도7a 및 도7b에 도시된 예시화된 실시예는 도6a 및 도6b의 예에서의 특징을 갖지만, 외측부(8)에는 외부 모서리를 따라 천공 구멍(12)과 두 개의 서로 교차하는 스트랩(9)이 마련되어 있다. 주행 동안에 외측부(8)는 장치(2)가 팽창하도록 원심 펌프로서 기능할 수도 있다. 이 효과는 내측부(5)의 자유 모서리를 따라 빠져나온 공기가 눈이 장치(2)를 관통하지 못하도록 하기 때문에 푸석푸석한 눈길에서 주행할 때 유리할 수 있다. 한편, 예컨대 휘일 웰 내의 좁은 공간 조건에서와 같이 장치가 휘일에 보다 밀착되는 것이 바람직한 경우에는, 천공 구멍(12)이 유리할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 장치의 외측부는 양호하게는 망(netting) 재료로부터 제조될 수 있어서, 임의의 추가적인 천공 구멍을 불필요하게 한다. 예컨대, 망은 PVC 피복된 1100 디텍스(dtex) 폴리에스테르 멀티필라멘트 재료로 제조될 수 있다. 망 개구는 2 내지 7 ㎜, 양호하게는 약 4 ㎜의 개구측 길이를 가질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치의 벨트(3)용 재료로서 폴리에스테르가 적합할 수 있다. 벨트는 그 외면이 벨트의 원주 방향에 교차하는 방향으로 배향된 폴리에스테르 멀티필라멘트사를 포함하는 다층 구조물일 수 있다. 멀티필라멘트사는 약 1100 dtex의 미세도를 가질 수 있으며, 층 구조 패턴은 4-셰드 브로큰형 능직물(4-shed broken twill)일 수 있다.

또한, 다층 구조물은 외층 또는 층들의 색 또는 색깔 패턴과 다른 색 또는 색깔 패턴을 갖는 내층을 가질 수 있다. 폴리에스테르 또는 폴리아미드로 제조될 수 있는 이런 서로 다른 색으로 된 내층은 외층이 마모될 때 나타남으로써 장치가 원주 방향으로 두 부분으로 분리되는 상황을 방지하는 데 도움이 되는 마모 지시기로서 기능한다.

최종적으로, 벨트의 외층 및 내층은 상기 원주 방향으로 공통 얀 조직(common yarn system)에 의해 상호 연결된다. 또한, 이 경우, 약 1100 dtex의 폴리에스테르 멀티필라멘트사가 적절한 것으로 기대된다.

본 발명에 따르면, 간단하고 제조 비용이 저렴한 장치가 마련된다. 본 장치는 사용하는 동안 노면 상에서 진동과 소음 또는 마모를 발생시키지 않고 재생 가능한 재료로 제조되기 때문에 환경 친화적이다. 본 장치는 건조한 또는 축축한 눈과 얼음에서, 좋은 스터드형 타이어보다 더 양호한 그립 능력을 제공한다. 본 장치는 휘일에 착탈하기가 매우 간단하며, 추운 날씨에서도 조작이 간편하다. 비록 본 장치는 일시적인 성질의 서로 다른 주행 상황에 사용하도록 되어 있지만, 양호한 내구성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 움직이는 차량 휘일 상에 장착된 장치의 시제품은 주로 마모도가 가장 높은 건조한 아스팔트 상에서 시간당 60 내지 70 ㎞ 사이의 가변 속도로 30 ㎞의 거리만큼 운행되었다. 양 장치는 장착 위치에서 안정적으로 유지되었으며 구동 후 손상되지 않았다. 그럼에도 불구하고, 제한된 중량과 연한 특성으로 인해 이런저런 이유 때문에 전체 장치가 또는 장치의 부분들이 주행 중에 떨어지더라도, 차량이나 주변에 큰 손상을 가하지 않는다. 또 한, 본 발명에 따른 장치는 위에서 설명된 예시화된 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 내에서 기술 분야의 당업자에 의해 변경되고 개조될 수도 있을 것이다.

Claims (15)

1. 동계 조건 동안에 휘일과 노면 사이의 마찰을 증가시키기 위해 소정 크기의 차량 휘일(1)에 씌워지며, 텍스타일 재료로 제조되고 휘일(1)의 트레드(4)를 둘러싸며 적어도 휘일의 내측 상에서는 탄성 부재(7)에 의해 단단히 조여지는 가요성 내측부 및 외측부(5, 8)에 의해 적소에 유지되는 벨트(3)를 포함하는 장치에 있어서,

   벨트(3)의 내원주는 휘일(1)의 최대 원주보다 적어도 4 % 큰 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 벨트(3)의 내원주는 휘일의 최대 원주보다 4 내지 10 % 큰 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외측부(8)는 외측부가 휘일(1)을 넘어 휘일의 내측으로 건너가는 것이 방지되도록 설계된 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항에 있어서, 외측부(8)는 휘일(1)의 외측을 덮도록 설계되고, 외측부는 PVC 피복된 1100 디텍스(dtex) 폴리에스테르 멀티필라멘트 재료를 포함하고 2 내지 7 ㎜의 망 개구를 갖는 망 재료로 제조된 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제3항에 있어서, 외측부(3)는 적어도 하나의 개구를 가지며, 이런 개구의 최대 원주(10)는 휘일(1)의 최대 직경의 2.2배보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제2항 또는 제4항에 있어서, 외측부(8)에는 방사상으로 연장하는 스트랩(9)이 구비된 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제2항 또는 제4항에 있어서, 탄성 부재(7)는 탄성 부재 둘레에 방사함으로써 피복되거나, 탄성 부재(7)의 신장성을 제한하는 비탄성인 원사 재료와 함께 방적되거나 직조되거나 편성되는 고무-탄성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제2항 또는 제4항에 있어서, 벨트(3)는 중합체 텍스타일 재료인 우븐 폴리아미드로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 텍스타일 재료는 상기 벨트의 외측에 노출되는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제8항에 있어서, 벨트(3)는, 일 측면 상에 예컨대 폴리우레탄 고무와 같은 적절한 플라스틱으로 피복된 텍스타일 재료로 된 두 개의 층을 포함하며, 상기 두 개의 층은 플라스틱 피막이 서로 접촉하도록 배열된 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제2항 또는 제4항에 있어서, 벨트(3)는 그 외면이 벨트(3)의 원주 방향에 교차하는 방향으로 배향되고 약 1100 dtex의 미세도를 갖는 폴리에스테르 멀티필라멘트사를 포함하는 다층 구조물이며, 층 구조물 패턴은 4-셰드 브로큰형 능직물인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제8항에 있어서, 다층 구조물은 외층의 색과는 다른 색으로 되고 폴리에스테르 또는 폴리아미드 멀티필라멘트 재료로 제조된 내층을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 외층 및 내층은 상기 원주 방향으로 공통 얀 조직에 의해 상호 연결되며, 약 1100 dtex의 폴리에스테르 멀티필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제2항 또는 제4항에 있어서, 내측부(5)의 내측은 실리콘 중합체, 부타디엔 고무, 네오프렌 고무, PVC 또는 유사한 중합체의 저마찰 피막으로 피복된 것을 특징으로 하는 장치.
15. 동계 조건에서 휘일과 노면 사이의 마찰을 증가시키기 위해 노면에 놓인 차량 휘일에, 텍스타일 재료로 제조되고 휘일(1)의 트레드(4)를 둘러싸며 적어도 휘일의 내측 상에서는 탄성 부재(7)에 의해 단단히 조여지는 가요성 내측부 및 외측부(5, 8)에 의해 적소에 유지되도록 된 벨트(3)를 포함하는, 제1항 또는 제2항의 장치(2)를 씌우는 방법에 있어서,

    노면에 놓이지 않은 휘일의 원주의 2/3 이상에 걸쳐서 내측부(5)를 휘일(1)의 트레드(4)를 지나 휘일의 내측에 씌우고,

    차량에 의해 휘일(1)이 회전될 때, 이로 인해 내측부(5)의 나머지 부분이 휘일(1)의 내측 상의 위치로 이동하고, 휘일의 트레드(4)를 따라 적소에 벨트(3)가 위치되도록 상기 내측부(5)의 나머지 부분이 벨트(3)를 당기는 것을 특징으로 하는 방법.

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