KR101166607B1

KR101166607B1 - 바퀴

Info

Publication number: KR101166607B1
Application number: KR1020090042306A
Authority: KR
Inventors: 김종한
Original assignee: 김종한
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2012-07-18
Also published as: KR20100123219A

Abstract

본 발명은 자동차에 설치되어 차량을 지지함과 아울러 주행에 따른 충격을 흡수하는 바퀴에 관한 것으로서,

타이어(10)와 휠(20)을 포함하는 바퀴에 있어서, 하나 이상의 구멍(a)이 형성되고 상기 휠(20)의 외주측에 설치되어 기체입 공간을 주공간(100)과 부공간으로 구획하는 칸막이(30)와; 상기 휠(20)과 칸막이(30) 사이에 반경 방향으로 설치되고 각각 하나 이상의 구멍이 형성되며, 상기 부공간을 복수의 부공간(110, 120, 130)으로 구획하는 복수의 격벽(31)(32)과; 상기 칸막이(30)에 설치되어 상기 주공간(100)과 부공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제1밸브(41) 및 제4밸브(44)와; 상기 격벽(31)(32)에 각각 설치되어 상기 부공간을 구성하는 각 공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제2밸브(42) 및 제3밸브(43);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 차량운행중 차체 하중이 커지거나 작아지면서 발생하는 주공간의 공기압 변화에 따라 좁은 구멍이나 밸브를 통해 부공간으로 영향을 미칠 때 기체 흐름에 대한 간섭(에너지 흡수)을 통해 충격을 줄이고 진폭을 감소시킴과 아울러 서스펜션과 공진을 억제하여 타이어 접지력이 높아지게 한다.

바퀴, 타이어, 주공간, 부공간, 충격 흡수, 충격 완화, 압력 제어

Description

바퀴{Wheel Assembly }

본 발명은 자동차에 설치되어 차량을 지지함과 아울러 주행에 따른 충격을 흡수하는 바퀴에 관한 것으로서, 특히 충격 흡수와 함께 공기압의 제어가 가능하도록 한 새로운 형식의 바퀴에 관한 것이다.

일반적으로 바퀴는 공기가 주입되는 타이어와 상기 타이어를 지지하는 휠로 구성되며, 상기 타이어에 주입된 공기의 압력과 타이어의 신축 작용을 이용하여 차량 등을 지지하고 있다.
그러나, 종래의 바퀴는 단순히 타이어의 신축 작용을 이용함에 따라 그 성능을 충분하게 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 타이어의 단순 쿠션을 이용한 일반 바퀴에서는 타이어의 신축 작용에 따른 진동폭이 크고 서스펜션의 스프링 진동과 공진할 경우 타이어의 중요 기능인 접지력을 저하시킴과 아울러 주행성능과 조종 안정성 및 승차감이 저하되도록 한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이어의 단순 쿠션 작용만 이용하지 않고 바퀴 내에서 충격흡수와 감쇄 및 압력 제어가 가능하도록 함으로써 타이어와 서스펜션의 성능을 향상시켜 탑승자를 보호하고 주행성능이 향상되도록 한 바퀴를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 타이어와 휠을 포함하는 바퀴에 있어서, 하나 이상의 구멍이 형성되고 상기 휠의 외주측에 설치되어 상기 타이어와 휠에 의해 형성된 기체입 공간을 주공간과 부공간으로 구획하는 칸막이와; 상기 휠과 칸막이 사이에 반경 방향으로 설치되고 각각 하나 이상의 구멍이 형성되며, 상기 부공간을 복수의 부공간으로 구획하는 복수의 격벽과; 상기 칸막이에 설치되어 상기 주공간과 부공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제1밸브 및 제4밸브와; 상기 격벽에 각각 설치되어 상기 부공간을 구성하는 각 공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제2밸브 및 제3밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 타이어와 휠을 포함하는 바퀴에 있어서, 상기 타이어와 휠에 의해 형성된 기체입 공간 내에서 주공간과 분리되도록 상기 휠에 설치되며 격벽에 의해 제1차 부공간과 제3차 부공간으로 구획되는 부공간 형성체와; 상기 부공간 형성체의 제1차 부공간 및 제3차 부공간에 연통되는 제2차 부공간을 형성하는 공기 탱크와; 상기 주공간과 제1차 부공간을 연통시키는 제1밸브 및 상기 제3차 부공간과 주공간을 연통시키는 제2밸브와; 상기 제1차 부공간과 제3차 부공간 사이의 연결통로에 설치되는 제1솔레노이드밸브와, 상기 제1차 부공간과 제2차 부공간 사이의 연결통로에 설치되는 제2솔레노이드밸브 및 상기 제2차 부공간과 제3차 부공간 사이의 연결통로에 설치되는 제3솔레노이드밸브가 구비된 솔레노이드 조립체와; 압력센서에 의해 감지된 상기 주공간의 압력에 따라 상기 솔레노이드 조립체의 각 솔레노이드 밸브를 제어하는 전자제어기와; 상기 전자제어기에 의해 제어되는 각 솔레노이드밸브의 제어상태 및 상기 주공간의 압력 변화를 화면으로 표시하는 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 바퀴는 차량운행중 차체 하중이 커지거나 작아지면서 발생하는 주공간의 공기압 변화에 따라 좁은 구멍이나 밸브를 통해 부공간으로 영향을 미칠 때 기체 흐름에 대한 간섭(에너지흡수)을 통해 충격을 줄이고 진폭을 감소시킴과 아울러 서스펜션과 공진을 억제하여 타이어 접지력을 높여주는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 바퀴에 따르면, 바퀴 부분에서 충격흡수기능과, 감쇄기능 및 공기압 자동조절기능 등이 작용하여 타이어와 서스펜션의 성능이 향상되도록 하고 조종안정성과 승차감을 동시에 향상되며 차량의 수명이 연장되고 연비가 좋아지는 효과가 있다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바퀴를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 바퀴는 도 1에 도시된 바와 같이 타이어와 휠로 이루어지며, 상기 타이어와 휠에 의해 형성된 기체입 공간이 주공간과 부공간으로 분할된 형태로 되어 있다.
이때, 상기 부공간을 형성하기 위해서는 적어도 하나 이상의 구멍이 형성된 칸막이판 또는 상자 형태의 부공간 형성체를 휠의 원주방향을 따라 용접 또는 볼트 체결한다.
여기서, 상기 칸막이 또는 부공간 형성체를 설치하는 방식은 어떤 형식이라도 무방하다. 즉, 고무재질의 칸막이를 타이어 제조공정에서 형성할 수도 있고, 완성된 타이어에 접착 성형할 수도 있으며, 고무로 형성된 칸막이를 타이어와 휠에 복합 조립하는 방법도 있다. 이때, 상기 칸막이를 완성된 타이어에 적용하려면 타이어의 내측 고무와 접착성이 좋은 것을 사용하여 함은 당연하다.
상기 칸막이를 고무재질로 형성하여 타이어에 부착할 경우에는 부틸고무 재질을 선택하는 것이 바람직하며, 미가황 상태로 구멍이 형성된 칸막이를 만들어 예비접착한 후. 형틀에 맞추어 위치를 결정한다. 이에 따라 상기 칸막이가 가황단계를 거치면서 상기 타이의 내부에 견고하게 접착된다. 물론, 상기 칸막이를 금속재질로 형성하여 타이어의 외주측에 고정할 수도 있다.
<실시예1>
타이어(10)와 휠(20)을 포함하는 바퀴에 있어서, 상기 휠(20)에 칸막이(30)가 설치되며, 상기 칸막이(30)에는 하나 이상의 구멍(a)이 형성되고 상기 휠(20)의 외주측에 설치되어 상기 타이어(10)와 휠(20)에 의해 형성된 기체입 공간을 주공간(100)과 부공간으로 구획하도록 한다. 그리고, 상기 휠(20)과 칸막이(30) 사이에는, 각각 하나 이상의 구멍이 형성된 2개의 격벽(31)(32)을 반경 방향으로 설치하여, 상기 부공간을 제1부공간(110)과 제2부공간(120) 및 제3부공간(130)으로 구획하도록 한다.
이어, 상기 칸막이(30)에는 상기 주공간(100)과 제1부공간(110)을 연통시키는 제1밸브(41)와, 상기 제3부공간(130)과 주공간(100)을 연통시키는 제4밸브(44)를 각각 설치하고, 상기 격벽(31)(32)에 각각 상기 제1부공간(110)과 제2부공간(120)을 연통시키는 제2밸브(42)와, 제2부공간(120)과 제3부공간(130)을 연통시키는 제3밸브(43)를 각각 설치한다. 이때, 상기 주공간(100)의 공기가 상기 부공간들을 거쳐 순환하도록 상기 제1 내지 제4밸브(41)(42)(43)(44)가 각각 방향성을 갖도록 할 수도 있고, 상기 주공간(100)의 공기가 상기 부공간들에 일시 저장되었다가 역방향으로 복귀하도록 상기 제1 내지 제3밸브(41)(42)(43)만 방향성이 없는 것을 설치하고 제4밸브(44)는 설치하지 않을 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바퀴는 주공간의 공기압 변화에 따라 주공간과 부공간 사이에서 공기 흐름이 발생하도록 함으로써 바퀴에 가해지는 충격을 완화시키게 된다.
외부 충격에 의해 주공간(100)의 공기압이 상승되면, 상기 주공간(100)의 공기 일부가 구멍(a) 및 제1밸브(41)를 통해 제1부공간(110)으로 유입되고, 상기 제1부공간(110)으로 유입된 공기는 공기압의 변화에 따라 제2부공간(120) 및 제3부공간(130)을 거쳐 상기 주공간(100)으로 복귀하게 된다. 이때, 상기 부공간들을 구획하는 격벽(31)(32)에 각각 설치된 제2밸브(42) 및 제3밸브(43)를 통과하면서 충격 에너지가 점점 감소되고, 최종적으로 상기 제4밸브(44)를 통과하여 상기 주공간(100)으로 복귀된 공기는 충격에너지를 완전히 소모한 상태가 된다. 즉, 상기 주공간(100)의 공기가 주공간(100) → 제1부공간(110) → 제2부공간(120) → 제3부공간(130) → 주공간(100)의 경로를 따라 순환하면서 각 공간의 경계에 설치된 밸브에 의해 충격에너지가 소비되도록 하는 것이다.
다시 말해서 본 발명의 바퀴는 외부 충격에 의해 발생한 충격에너지를 주공간의 공기가 복수의 부공간을 거치는 동안 각 공간 사이의 경계에 설치된 밸브를 통과하면서 소비하게 하므로, 바퀴에 작용하는 외부 충격을 완화시킬 수 있게 된다.
만약, 상기 제4밸브(44)가 설치되지 않은 경우에는 상기 주공간(100)의 공기가 제1부공간(110)과 제2부공간(120)을 거쳐 제3부공간(130)으로 유입된 후, 상기 주공간(100)의 압력이 저하되면 반대의 경로를 따라 다시 주공간(100)으로 복귀하게 된다. 이 경우에도 각 공간 사이의 경계에 설치된 밸브에 의해 충격 에너지가 소비되어 충격이 완화됨은 당연하다.
<실시예2>
한편, 본 발명의 바퀴는, 타이어(10)와 휠(20)을 포함하며, 상기 타이어(10)와 휠(20)에 의해 형성된 기체입 공간 내에서 주공간(100)과 분리되도록 격벽()에 의해 제1차 부공간(210)과 제3차 부공간(220)으로 구획되는 부공간 형성체(60)를 상기 휠(20)에 설치하고, 상기 부공간 형성체(60)에는 상기 주공간(100)과 제1차 부공간(210)을 연통시키는 제1밸브(61) 및 상기 제3차 부공간(220)과 주공간(100)을 연통시키는 제2밸브(62)를 설치한다.
그리고, 상기 부공간 형성체(60)의 제1차 부공간(210) 및 제3차 부공간(220)에 연통되는 제2차 부공간(250)을 형성하는 공기 탱크(70)을 구비하도록 하며, 상기 제1차 부공간(210)과 제3차 부공간(220) 사이의 연결통로(71)에 제1솔레노이드밸브(82)를 설치하고, 상기 제1차 부공간(210)과 제2차 부공간(250) 사이의 연결통로(72)에는 제2솔레노이드밸브(81)을 설치하며, 상기 제2차 부공간(250)과 제3차 부공간(220) 사이의 연결통로(73)에는 제3솔레노이드밸브(83)를 설치한다.
이때, 상기 제1 내지 제3솔레노이드밸브(81)(82)(83)는 하나의 솔레노이드 조립체(80)를 구성하도록 하고, 압력센서에 의해 감지된 상기 주공간(100)의 압력에 따라 상기 솔레노이드 조립체(80)의 각 솔레노이드 밸브(81)(82)(83)를 제어하는 전자제어기(90)와; 상기 전자제어기(80)에 의해 제어되는 각 솔레노이드밸브의 제어상태 및 상기 주공간(100)의 압력 변화를 화면으로 표시하는 디스플레이(95);를 더 설치한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바퀴는 실시예1과 마찬가지로 공기의 순환을 이용하여 충격을 완화시킴과 동시에 제어로직을 통해 공기압을 제어하면서 충격을 흡수하도록 한다.
별도의 제어 조작이 없을 경우 및 주공간(100)의 압력이 설정 범위 내에 있는 경우에는 제1솔레노이드밸브(82)가 개방된 상태를 유지하여, 상기 주공간(100)의 공기가 제1차 부공간(210)과 연결통로(71) 및 제3차 부공간(220)을 거쳐 상기 주공간(100)으로 복귀하는 경로를 따라 유동하게 되며, 제1밸브(61)와 제2밸브(62)에 의해 충격흡수가 일어나도록 한다.
그런데, 온도 상승 등으로 인하여 상기 주공간(100)의 공기압이 설정 범위를 벗어나게 되면, 전자제어기(90)가 솔레노이드 조립체(80)를 통해 공기의 유동경로를 변화시킴으로써 상기 주공간(100)의 공기압을 일정하게 유지시키게 된다.
상기 주공간(100)의 공기압이 설정 범위 이상으로 증가하게 되면, 상기 전자제어기(90)는 상기 솔레노이드 조립체(80)를 통해 제2솔레노이드밸브(81)와 제3솔레노이드밸브(83)를 차단하고, 제1솔레노이드밸브(82)만 개방함으로써 상기 주공간(100)의 공기가 제1차 부공간(210)과 연결통로(72)를 거쳐 제2차 부공간(250)으로 유입되도록 함으로써 상기 주공간(100)의 공기압을 낮추게 된다. 이후, 상기 주공간(100)의 공기압이 설정 범위를 만족하게 되면, 상기 제1솔레노이드밸브(82)를 차단하고 상기 제2솔레노이드밸브(81)만 개방하여 공기가 통상적인 경로를 따라 순환하도록 한다. 한편, 상기 주공간(100)의 공기압이 설정 범위 이하로 하강하면, 상기 제1솔레노이드밸브(82)와 제2솔레노이드밸브(81)를 모두 차단하고 상기 제3솔레노이드밸브(83)만 개방함으로써 상기 제2차 부공간(250)의 공기가 연결통로(73)와 제3차 부공간(220)을 거쳐 상기 주공간(100)으로 유입되도록 한다.
즉, 상기 주공간(100)의 공기압이 설정 범위 내에 있도록 자동으로 제어하는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 예를 설명하였으며, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예로 제한되지 않으며, 통상의 지식을 갖춘 자라면 본 발명의 특허 범주 내에서 적절하게 변경 응용이 가능하다.

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도 1은 본 발명에 의한 바퀴의 일부 절개 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 바퀴의 종단면도.
도 3은 본 발명에 의한 바퀴의 다른 실시예가 도시된 종단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 타이어
20: 휠
30: 칸막이
31, 32 : 격벽
41, 42, 43, 44: 밸브
60: 부공간 형성체
61, 62: 밸브
70: 공기 탱크
71, 72, 73: 연결통로
80: 솔레노이드 조립체
81, 82, 83: 솔레노이드밸브
90: 전자제어기
95: 디스플레이
110, 120: 부공간
210, 220, 250: 부공간

Claims

타이어(10)와 휠(20)을 포함하는 바퀴에 있어서,

하나 이상의 구멍(a)이 형성되고 상기 휠(20)의 외주측에 설치되어 상기 타이어(10)와 휠(20)에 의해 형성된 기체입 공간을 주공간(100)과 부공간으로 구획하는 칸막이(30)와;

상기 휠(20)과 칸막이(30) 사이에 반경 방향으로 설치되고 각각 하나 이상의 구멍이 형성되며, 상기 부공간을 복수의 부공간(110, 120, 130)으로 구획하는 복수의 격벽(31)(32)과;

상기 칸막이(30)에 설치되어 상기 주공간(100)과 부공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제1밸브(41) 및 제4밸브(44)와;

상기 격벽(31)(32)에 각각 설치되어 상기 부공간을 구성하는 각 공간을 연통시키며 방향성을 갖는 제2밸브(42) 및 제3밸브(43);를 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴.
타이어(10)와 휠(20)을 포함하는 바퀴에 있어서,

상기 타이어(10)와 휠(20)에 의해 형성된 기체입 공간 내에서 주공간(100)과 분리되도록 상기 휠(20)에 설치되며 격벽(65)에 의해 제1차 부공간(210)과 제3차 부공간(220)으로 구획되는 부공간 형성체(60)와;

상기 부공간 형성체(60)의 제1차 부공간(210) 및 제3차 부공간(220)에 연통되는 제2차 부공간(250)을 형성하는 공기 탱크(70)와;

상기 주공간(100)과 제1차 부공간(210)을 연통시키는 제1밸브(61) 및 상기 제3차 부공간(220)과 주공간(100)을 연통시키는 제2밸브(62)와;

상기 제1차 부공간(210)과 제3차 부공간(220) 사이의 연결통로(71)에 설치되는 제1솔레노이드밸브(82)와, 상기 제1차 부공간(210)과 제2차 부공간(250) 사이의 연결통로(72)에 설치되는 제2솔레노이드밸브(81) 및 상기 제2차 부공간(250)과 제3차 부공간(220) 사이의 연결통로(73)에 설치되는 제3솔레노이드밸브(83)가 구비된 솔레노이드 조립체(80)와;

압력센서에 의해 감지된 상기 주공간(100)의 압력에 따라 상기 솔레노이드 조립체(80)의 각 솔레노이드 밸브(81)(82)(83)를 제어하는 전자제어기(90)와;

상기 전자제어기(90)에 의해 제어되는 각 솔레노이드밸브(81)(82)(83)의 제어상태 및 상기 주공간(100)의 압력 변화를 화면으로 표시하는 디스플레이(95);를 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴.
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