KR101232005B1 - 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치는 차량의 타이어에 공기를 주입하여 타이어 공기압을 조절하는 장치에 있어서, 차량에 설치되는 공기압축펌프, 호스에 의해 상기 공기압축펌프의 출구와 연결되어 공기압축펌프에서 출력되는 공기의 방향을 타이어 방향 또는 외기 방향으로 전환하는 방향제어밸브, 차량의 타이어 고정용 허브에 설치되는 회전체와 차량의 너클에 설치되는 고정체를 구비하고 상기 고정체에 형성된 입구가 상기 방향제어밸브의 타이어 방향측 출구에 연결되어 상기 고정체의 입구에 유입된 공기를 상기 회전체에 형성된 출구로 배출하는 로터리유닛어셈블리, 상기 로터리유닛어셈블리의 회전체에 형성된 출구에 호스로 연결되는 공기주입구를 구비하여 차량의 타이어휠에 설치되어 타이어의 공기압과 온도를 감지하는 타이어공기압센서, 상기 타이어공기압센서에서 무선 또는 유선으로 출력되는 공기압과 온도에 대한 전기적신호를 받아서 이를 산출하여 타이어의 공기압이 부족하면 방향제어밸브를 동작시켜서 상기 공기압축펌프에서 배출되는 공기의 방향을 타이어 방향측으로 전환하게 하는 제어기를 포함하여 이루어지며, 상기 공기압축펌프를 차량의 쇽업소버의 스프링업시트와 쇽업소버몸체 사이에 설치함을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 타이어공기압센서로 감지된 타이어의 공기압에 따라 제어기가 방향제어밸브를 작동하여 공기압축펌프에서 배출되는 공기를 타이어로 공급하기 때문에, 차량용 타이어의 공기압을 적정 압력으로 조절할 수 있어 자연적 누설 및 펑크에 의해 발생되는 차량용 타이어의 공기압 저하로 인한 주행 중의 안전 사고를 용이하게 방지할 수 있으며, 공기압축펌프를 차량의 쇽업소버에 설치하여 차량 주행 중에 발생되는 차량의 진동을 이용하여 공기를 펌핑하기 때문에, 차량 주행 중에 타이어에 공기를 원활하게 주입할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

Description

차량용 타이어 공기압의 자동조절장치{TIER PRESSURE AUTOMOTIVE CONTROL DEVICE}

본 발명은 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량용 타이어의 공기압을 적정 압력으로 조절함으로써 자연적 누설 및 펑크에 의해 발생되는 차량용 타이어의 공기압 저하로 인한 안전 사고를 용이하게 방지할 수 있도록 하는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 구비된 휠의 둘레면과 타이어의 내부면 사이에 형성되는 공간에는 공기가 적정 압력으로 충전되어 있어, 도로 주행시에 도로면으로부터 전달되는 충격을 일부 흡수함과 아울러 차량 주행을 원활하게 된다.

그런데 비 또는 눈이 오는 경우에는 차량의 타이어 압력을 낮추어 접지력을 높여서 주행해야 안전율을 높일 수는 있으나, 통상적으로 자연적 누설 및 펑크 누설 등으로 타이어 내부의 공기가 유출되어 차량의 타이어 공기압이 적정 압력을 유지하지 못하여, 타이어의 적정 공기압 이하인 상태로 고속주행 및 장거리 주행시 타이어에 과도한 열이 발생되어 터짐현상이 발생되며, 이에 따라 고속도로 사고의 8 ~ 10%가 타이어 공기압 부족으로 인한 사고로 보고되고 있다.

현재 미국 등 많은 국가에서는 타이어 공기압 감지시스템(TPMS, Tire Pressure Monitering System)의 장착에 대하여 의무화를 추진하고 있으나, 상기와 같은 시스템은 타이어 공기압 감지시스템은 타이어의 공기압이 일정 압력 이하로 낮아지면 운전자가 인식할 수 있는 소리와 경고등으로 경고하는 것에 불과하여 주행 중에 타이어의 공기압을 적정하게 유지하지 못하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량용 타이어의 공기압을 적정 압력으로 조절함으로써 자연적 누설 및 펑크에 의해 발생되는 차량용 타이어의 공기압 저하로 인한 주행 중의 안전 사고를 용이하게 방지할 수 있으며, 특히 차량 주행 중에 발생되는 차량의 진동을 이용하여 공기펌핑을 실현하여 차량 주행 중에 타이어에 공기를 원활하게 주입할 수 있는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 차량의 타이어에 공기를 주입하여 타이어 공기압을 조절하는 장치에 있어서, 차량에 설치되는 공기압축펌프, 호스에 의해 상기 공기압축펌프의 출구와 연결되어 공기압축펌프에서 출력되는 공기의 방향을 타이어 방향 또는 외기 방향으로 전환하는 방향제어밸브, 차량의 타이어 고정용 허브에 설치되는 회전체와 차량의 너클에 설치되는 고정체를 구비하고 상기 고정체에 형성된 입구가 상기 방향제어밸브의 타이어 방향측 출구에 연결되어 상기 고정체의 입구에 유입된 공기를 상기 회전체에 형성된 출구로 배출하는 로터리유닛어셈블리, 상기 로터리유닛어셈블리의 회전체에 형성된 출구에 호스로 연결되는 공기주입구를 구비하여 차량의 타이어휠에 설치되어 타이어의 공기압과 온도를 감지하는 타이어공기압센서, 상기 타이어공기압센서에서 무선 또는 유선으로 출력되는 공기압과 온도에 대한 전기적신호를 받아서 이를 산출하여 타이어의 공기압이 부족하면 방향제어밸브를 동작시켜서 상기 공기압축펌프에서 배출되는 공기의 방향을 타이어 방향측으로 전환하게 하는 제어기를 포함하여 이루어지는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치를 제공한다.

특히 본 발명에서는 상기 공기압축펌프를 차량의 쇽업소버의 스프링업시트와 쇽업소버몸체 사이에 설치함을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치는 타이어공기압센서로 감지된 타이어의 공기압에 따라 제어기가 방향제어밸브를 작동하여 공기압축펌프에서 배출되는 공기를 타이어로 공급하기 때문에, 차량용 타이어의 공기압을 적정 압력으로 조절할 수 있어 자연적 누설 및 펑크에 의해 발생되는 차량용 타이어의 공기압 저하로 인한 주행 중의 안전 사고를 용이하게 방지할 수 있다는 이점이 있다.

특히 공기압축펌프를 차량의 쇽업소버에 설치하여 차량 주행 중에 발생되는 차량의 진동을 이용하여 공기를 펌핑하기 때문에, 차량 주행 중에 타이어에 공기를 원활하게 주입할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 타이어 공기압 이상으로 발생될 수 있는 사고를 예방하고, 제어기에 프로그램에 따라 차량의 운행속도와 연계하여 각각의 운행조건에 맞추어 자동으로 타이어공기압을 조절할 수 있으며, 운행중 타이어 펑크에 의해 누설이 생겨 압력이 낮아지면 경고 메시지와 함께 공기압축펌프에서 지속적으로 공기를 공급하여 안전지대로 피신할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치의 일 예를 나타내는 발췌 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치의 다른 예를 나타내는 발췌 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치를 설명하는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치의 또다른 예를 설명하는 구성도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 타이어 공기압 자동조절장치는 차량의 타이어휠(1)의 둘레면과 타이어(2)의 내부면 사이에 형성되는 공간에 공기를 주입(이하 편의상 타이어에 공기를 주입하는 것으로 설명함)하여 타이어 공기압을 조절하는 구조로 이루어진다.

즉 본 발명에서는 공기를 펌핑하는 공기압축펌프(11)가 차량의 차체(3), 차량의 타이어휠(1) 내부, 쇽업소버(4) 등에 설치될 수 있다.

그리고 상기 공기압축펌프(11)에서 유출되는 공기의 방향을 타이어로 공급할 수 있는 방향 또는 외기로 배출할 수 있는 방향으로 전환하는 방향제어밸브(12)가 호스(12a)에 의해 상기 공기압축펌프(11)의 출구에 연결된다.

상기 방향제어밸브(12)의 타이어 방향측 출구에는 로터리유닛어셈블리(13)가 설치되는 바, 상기 로터리유닛어셈블리(13)는 차량의 타이어 고정용 허브(5)에 설치되는 회전체(13a)와 차량의 너클(6)에 설치되는 고정체(13b)를 구비하고 있으며, 상기 고정체(13b)에 형성된 입구(13ba)가 상기 방향제어밸브(12)의 타이어 방향측 출구에 연결되어 상기 고정체(13b)의 입구에 유입된 공기를 상기 회전체(13a)에 형성된 출구(13aa)로 배출하게 된다.

더우기 상기 로터리유닛어셈블리(13)는 상기 고정체(13b)가 상기 회전체(13a)의 내부에 회전 가능하게 밀봉 설치되되, 상기 고정체(13b)의 양측과 둘레면에 실링(13c)을 각각 설치하고, 상기 고정체(13b)의 측면에 형성되는 실링(13c)을 탄성 지지하는 탄성부재(13d)를 상기 회전체(13a)와 고정체(13b) 사이의 내부에 설치되는 것이다.

상기 로터리유닛어셈블리(13)의 회전체(13a)에 형성된 출구(13aa)에는 타이어공기압센서(14)가 호스(14a)에 의해 연결되는 바, 상기 타이어공기압센서(14)는 상기 로터리유닛어셈블리(13)의 회전체(13a)에 형성된 출구(13aa)에 호스(13e)로 연결되는 공기주입구(14a)를 구비하여 차량의 타이어휠(1)에 설치되어 타이어(2)의 공기압과 온도를 감지하여 타이어(2)의 공기압과 온도에 대한 전기적인 신호를 출력하게 된다.

여기서 상기 타이어공기압센서(14)는 공기주입구(14a)를 구비한 센서이지만, 종래의 타이어휠(1)에 설치된 공기주입구에 결합되는 방식의 센서도 가능하다.

그리고 본 발명에서는 상기 타이어공기압센서(14)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 방향제어밸브(12)를 제어하는 제어기(15)가 구비되는 바, 상기 제어기(15)는 상기 타이어공기압센서(14)에서 무선 또는 유선으로 출력되는 공기압과 온도에 대한 전기적신호를 받아서 이를 산출하여 타이어(2)의 공기압이 부족하면 방향제어밸브(12)를 동작시켜서 상기 공기압축펌프(11)에서 배출되는 공기의 방향을 타이어 방향측으로 전환하게 된다.

물론 상기 타이어공기압센서(14)과 제어기(15) 사이에 무선으로 연결되는 경우에는 타이어공기압센서(14)에 송신기(14b)를 구비하게 되고, 상기 제어기(15)에 수신기(15a)를 구비하게 되며, 상기 타이어공기압센서(14)와 제어기(15) 사이에 유선으로 연결되는 경우에는 상기 로터리유닛어셈블리(13)과 같이 도시하지 않았지만 고정접속부와 회전접속부를 구비한 접속단자(16)를 포함하게 된다.

한편 공기압축펌프(11)를 펌핑하는 수단으로서, 상기 제어기(15)에 의해 작동되는 전동기(미도시)를 사용할 수 있으나, 전동기를 사용하지 않고 차량 주행 중에 발생되는 차체의 지속적인 진동으로 공기압축펌프(11)를 펌핑함이 바람직한 바, 본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 공기압축펌프(11)를 차량의 쇽업소버(4)의 스프링업시트(4a)와 쇽업소버몸체(4b) 사이에 설치하는 구조를 포함한다.

즉 상기 스프링업시트(4a)는 스프링(4c)에 의해 탄성 지지되는 것이며, 주행 중에 차량의 차체의 상하 운동에 연동하게 되는 것이므로, 본 실시예에서는 상기 스피링업시트(4a)에 공기압축펌프(11)의 피스톤부(11a)를 설치하고, 상기 쇽업소버몸체(4b)의 외부면 또는 상단부에 공기압축펌프(11)의 실린더부(11b)를 설치하게 된다.

다른 한편 상기 로터리유닛어셈블리(13)의 회전체(13a)와 고정체(13b) 사이에 누설이 발생되는 경우, 타이어공기압센서(14)를 통하여 타이어(2)의 공기압에 누설될 수도 있으므로, 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에서는 상기 로터리유닛어셈블리(13)와 타이어공기압센서(14) 사이를 연결하는 호스(13e) 상에 설치되어 로터리유닛어셈블리(13)에서 타이어공기압센서(14)로만 공기를 흐르게 하는 체크밸브(17)를 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치는 차량 정지 또는 차량 주행 중에 타이어(2)의 공기압이 적정 압력 이하로 떨어지면 타이어공기압센서(14)에서 이를 감지하여 공기압과 온도에 대한 전기적인 신호를 제어기(15)로 보낸다.

물론 상기 공기압축펌프(11)이 쇽업소버(4)에 설치된 경우에는 별도의 전동기가 필요없이 차량 주행 중에 발생되는 펌핑 작용으로 작동하게 된다.

아무튼 상기 제어기(15)는 상기 타이어공기압센서(14)의 전기적인 신호를 받아서 타이어(2)의 공기압이 타이어(2)의 공기압이 적정 압력 이하인지를 산출하여 방향제어밸브(12)에 동작시킨다.

그러면 상기 방향제어밸브(12)의 초기 상태는 공기압축펌프(11)에서 배출되는 공기를 외기로 배출하게 되나, 상기 방향제어밸브(12)가 작동되면 공기압축펌프(11)에서 배출되는 공기의 방향을 타이어 방향 즉 로터리유닛어셈블리(13)로 전환하게 된다.

이에 따라 상기 공기압축펌프(11)에서 배출되는 공기는 방향제어밸브(12)와 로터리유닛어셈블리(13)를 경유하여 상기 타이어공기압센서(14)와 공기주입구(2a)를 통하여 타이어(2)에 주입되는 것이다.

상기 제어기(15)에 내장되는 프로그램에 따라 자동차 속도 등의 운행여건, 속도 및 타이어의 종류 등에 맞추어, 타이어공기압을 자동으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 타이어 공기압 이상으로 발생될 수 있는 사고를 예방하고, 제어기에 프로그램에 따라 차량의 운행속도와 연계하여 각각의 운행조건에 맞추어 자동으로 타이어공기압을 조절할 수 있으며, 운행중 타이어 펑크에 의해 누설이 생겨 압력이 낮아지면 경고 메시지와 함께 공기압축펌프에서 지속적으로 공기를 공급하여 안전지대로 피신할 수 있다.

즉 고속도로 주행시에는 적정 공기압보다 타이어 공기압을 10~15% 높여 주어야 하고, 일반도로 주행시에는 적정 공기압으로 사용하여야, 주행 안정성을 높일 수 있다.

타이어공기압조절의 가감이 필요할 경우, 타이어 공기압 상태에 따라 공급과 배출을 자동으로 조절 가능하게 함으로써, 타이어 공기압 부족으로 인한 안전사고 예방 효과와 연료비 절감 효과도 동시에 얻을 수 있는 것이다.

1 : 타이어휠 2 : 타이어
3 : 차체 4 : 쇽업소버
4a : 스프링업시트 4b : 쇽업소버몸체
4c : 스프링 5 : 허브
6 : 너클 11 : 공기압축펌프
12 : 방향제어밸브 12a,13e : 호스
13 : 로터리유닛어셈블리 13a : 회전체
13aa : 출구 13b : 고정체
13ba : 입구 13c : 실링
13d : 탄성부재 14 : 타이어공기압센서
14a : 공기주입기 14b : 송신기
15 : 제어기 15a : 수신기
16 : 접속단자 17 : 체크밸브

Claims (4)

1. 차량의 타이어에 공기를 주입하여 타이어 공기압을 조절하는 장치에 있어서,
   차량에 설치되는 공기압축펌프, 호스에 의해 상기 공기압축펌프의 출구와 연결되어 공기압축펌프에서 출력되는 공기의 방향을 타이어 방향 또는 외기 방향으로 전환하는 방향제어밸브, 차량의 타이어 고정용 허브에 설치되는 회전체와 차량의 너클에 설치되는 고정체를 구비하고 상기 고정체에 형성된 입구가 상기 방향제어밸브의 타이어 방향측 출구에 연결되어 상기 고정체의 입구에 유입된 공기를 상기 회전체에 형성된 출구로 배출하는 로터리유닛어셈블리, 상기 로터리유닛어셈블리의 회전체에 형성된 출구에 호스로 연결되는 공기주입구가 구비되어 차량의 타이어휠에 설치되어 타이어의 공기압과 온도를 감지하는 타이어공기압센서, 상기 타이어공기압센서에서 무선 또는 유선으로 출력되는 공기압과 온도에 대한 전기적신호를 받아서 이를 산출하여 타이어의 공기압이 부족하면 방향제어밸브를 동작시켜서 상기 공기압축펌프에서 배출되는 공기의 방향을 타이어 방향측으로 전환하게 하는 제어기를 포함하여 이루어지며,
   상기 로터리유닛어셈블리는 상기 고정체가 상기 회전체의 내부에 회전 가능하게 밀봉 설치되되, 상기 고정체의 양측과 둘레면에 실링을 각각 설치하고, 상기 고정체의 측면에 형성되는 실링을 탄성 지지하는 탄성부재를 상기 회전체와 고정체 사이의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 공기압축펌프를 차량의 쇽업소버의 스프링업시트와 쇽업소버몸체 사이에 설치함을 특징으로 하는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 로터리유닛어셈블리와 타이어공기압센서 사이를 연결하는 호스 상에 설치되어 로터리유닛어셈블리에서 타이어공기압센서로만 공기를 흐르게 하는 체크밸브를 포함하여 이루어지는 차량용 타이어 공기압의 자동조절장치.

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