KR101568778B1 - 공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 허브 어셈블리 사이에 부가되어 차량에 부착된 에어 탱크로부터 공급되는 공기를 차량이 운행할 때 회전하는 허브 어셈블리까지 원활한 공기 유통 경로를 제공하는 공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 배플 플레이트와 허브 어셈블리 사이에 일정한 깊이의 원형홈을 형성하고, 또한 허브 어셈블리에 결합되는 휠볼트 중에 하나를 중공부를 구비하여 허브 어셈블리가 회전하는 동안에도 원형홈에 주입되는 공기가 누설되지 않고 휠볼트를 통해 공급되도록 하는 구성이 제시된다.
따라서 본 발명에 의하면 회전 조인트가 구비되는 허브 어셈블리를 사용하지 않고서도 휠볼트만을 변형하는 단순한 변형을 통해 손쉽게 CTIS 기능을 차량에 제공할 수 있게 되었다

Description

공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법{APPARATUS FOR MAKING AIR PATH ON VEHICLE WITHOUT AIR PATH HUB, VEHICLE WITH THE SAME AND THE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공기 이동 경로가 구비되지 않는 허브를 갖는 차량에서 공기 이동 경로를 제공하기 위한 공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 바퀴는 대부분 타이어와 휠로 이루어지는데, 자동차 휠은 타이어와 함께 차량의 전체 중량을 분담하여 지지하고, 제동 및 구동시 토크, 노면에서의 충격, 선회시의 원심력이나 차량이 경사졌을 때 생기는 횡방향의 힘 등에 견딜 수 있도록 제작된 것으로서 림과 디스크 및 림과 림을 연결해주는 허브로 구성된다. 이러한 림의 둘레를 따라 타이어가 덧씌워지게 되어 자동차 바퀴를 구성하게 된다.

한편, 바퀴가 기능을 충실히 하기 위해서는 타이어 내부 공기압을 적절히 유지되도록 하는 것이 중요한데, 타이어 공기압은 타이어 내부에 채워진 공기에 의해 가해지는 압력으로서 타이어의 공기압이 떨어지게 되면 고속 주행시 내구성이 저하되고, 또한 구름저항은 증대됨과 더불어 조종 성능이 저하되는 등의 나쁜 영향을 미치게 된다. 한편, 타이어 공기압이 정상보다 낮아지게 되면 고속 주행시 조그만 충격에도 차체가 크게 흔들리게 되며 특히 우천시 고속 주행을 하다 급정거를 하게 되면 수막현상의 발생이 잦게 되어 사고발생의 위험이 높아지게 된다.

따라서, 지속적으로 운행을 하는 경우에는 매일 타이어 공기압력을 체크해야 하고, 일반적인 차량 운행의 경우에도 한 달에 한 번 정도는 공기압을 측정하여 타이어 상태를 점검하고 적정한 타이어 공기압을 유지시키도록 하는 것이 중요하다. 그런데, 상기와 같이 타이어 공기압을 점검하는 과정에서 일반 사용자는 손으로 눌러 보거나 혹은 발로 타이어를 눌러 대충 타이어의 공기압이 적정한지 여부를 판단하게 되는데, 이는 정확한 방법이 아니기 때문에 그 신뢰성이 떨어져 타이어의 정확한 공기압력 상태 및 적정성 여부를 알기 어렵고, 이로 인해 대부분 정비업소에서 타이어의 공기압을 측정하고 이를 보충하는 번거로운 과정을 거쳐야 한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 타이어의 공기압력을 손쉽게 조절할 수 있는 타이어 압력 조절장치가 제공되고 있다. 도 1은 차량에 설치되는 종래 타이어 압력 조절장치의 설치 블록도이다. 타이어 압력 조절장치는 통상 CTIS(Central Tire Inflation Systems) 또는 CTI(이하, "타이어 압력 조절장치" 또는 "CTIS"라 한다)라 불리는 것으로서, 차량의 정지 및/또는 운전 중에 통상 차량 내에서 탑재된 압력유체원(통상, 차량 에어 브레이크 압축기 또는 저장탱크)을 사용해서 하나 이상의 타이어 팽창 압력을 원격 제어할 수 있는 것으로, 차량이 정지되어 있을 때와 고급 사양의 경우에는 움직이고 있을 때에도 차량(통상적으로 트럭)의 공기 시스템에서 하나 또는 다수의 타이어의 공기압을 운전자가 원격으로 수동 또는 자동으로 변화 또는 유지할 수 있도록 하는 장치이다. 도 1에서 제어부(120)와 에어 컴프레셔(110) 및 매니폴드(140) 사이의 점선은 제어신호를 도시한 것이다. CTIS는 에어 컴프레셔(110), 에어탱크(150), 속도감지부(130), 제어부(120), 매니폴드(140, manifold), 휠 밸브(100a~100d), 전륜 공기분배구(160a), 후륜 공기분배구(160b), 디스플레이 장치(170) 및 입력장치(180)로 구성된다. 에어 컴프레셔(110), 에어탱크(150), 매니폴드(140, manifold), 휠 밸브(100a~100d), 전륜 공기분배구(160a), 및 후륜 공기분배구(160b) 사이는 에어 호스에 의해 연결된다.

CTIS를 적용하기 위해서는 전륜 공기분배구(160a) 및 후륜 공기분배구(160b)를 통해 공급되는 공기를 각각 전륜 타이어 및 후륜 타이어의 공기 주입구와 연결하여야 한다. 그런데 전륜 타이어 및 후륜 타이어는 차량이 이동할 때 회전되는 구성이므로 별도의 공기 통로가 형성되도록 휠 허브의 구성을 변경할 필요가 있다.

이를 설명하기 전에 일반적인 차량의 후륜 휠의 간략한 연결 구조에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 일반적인 차량의 후륜 휠이 차량 몸체와 연결되는 구조를 간략하게 도시한 부분 사시도이다. 도 2에서 화살표 F는 차량의 전방 방향을 표시하며, 화살표 I는 차량 몸체 방향을 나타내며, 화살표 O는 차량 외부 방향을 표시한다. 차량의 몸체로부터 스핀들(31)이 돌출되도록 구비되고, 스핀들(31) 주위 차량의 몸체에는 배플 플레이트(baffle plate, 33)가 결합나사(32)를 통해 설치된다. 배플 플레이트(33)는 타이어 회전에 의해 발생되는 먼지를 차단하는 기능도 하므로 더스트 커버(dust cover)라고 부르기도 하며, 일부 제조사는 너클 쉴드(knuckle shield)라고도 부른다. 배플 플레이트(33) 외부로 돌출되는 스핀들(31)에는 허브 어셈블리(35)가 미 도시된 허브 베어링을 통해 결합되고, 허브 어셈블리(35)가 노출되는 것을 방지하는 허브캡(39)이 설치되는 구조를 갖는다. 차량에 따라서는 차량 몸체에 휠 센서(41)가 결합 나사(42)를 통해 설치되기도 한다. 도 2에는 도시되지 않았으나 휠볼트(37)에 브레이크 디스크 와 휠이 차례대로 장착된다.

도 2에 도시된 바와 같은 후륜 휠의 연결 구조에서는 전술한 바와 같이 전륜 공기분배구(160a) 및 후륜 공기분배구(160b)를 통해 공급되는 공기를 각각 전륜 타이어 및 후륜 타이어의 공기 주입구와 연결할 수 없다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 통상 CTIS를 제공하는 회사는 특허문헌 1(미국등록특허 제7,302,979호)에 제시된 바와 같이 스핀들의 중앙을 중공으로 형성하고, 허브 어셈블리 중앙에도 중공부를 형성하는 변형 허브 어셈블리를 채택하고 있다.

그런데 특허문헌 1에 제시된 바와 같이 변형 허브 어셈블리를 개발하기 위해서는 차량별로 개별적으로 개발하여야 하고, 허브 어셈블리를 생산하는 업체만이 제조가 가능하므로 허브 어셈블리 제조업체의 기술력에 종속되어야 하는 등의 문제점으로 인하여 다양한 차량에 적용하기에는 많은 어려움이 있었다.

특허문헌 1: 미국등록특허 제7,302,979호(2007.12.04. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 중공 스핀들 및 변형 허브 어셈블리를 사용하지 않으면서 차량의 몸체에서 공급되는 공기를 회전하는 휠 타이어 주입구에 공급할 수 있는 공기 유통로를 형성하는 방법, 공기 경로 형성장치, 및 이를 구비하는 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 차량 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 허브 어셈블리 사이에 삽입 설치되어 차량 몸체부에 설치되는 휠 밸브로부터 공급되는 공기를 타이어 측에 공급하는 공기 유통 경로를 제공하는 방법으로서, 휠 밸브로부터 공기를 공급받는 제1단계와, 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 허브 어셉블리에 설치되는 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 갖는 원형홈에 상기 제1단계에서 공급받는 공기를 공급하는 제2단계와, 휠볼트에 머리부에서부터 말단까지 중공부를 형성하고, 상기 휠볼트 중공부로 상기 원형홈에 공급된 공기를 공급하는 제3단계 및 중공부를 갖는 휠볼트의 말단과 상기 타이어의 공기 주입구 사이를 에어노즐로 연결하여 상기 3단계에서 공급된 공기를 상기 타이어 공기 주입구로 공급하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 유통 경로 제공방법에 의해서 달성 가능하다.

본 발명의 또 다른 목적은 차량 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 복수 개 휠볼트를 갖는 허브 어셈블리 사이에 삽입 설치되어 차량 몸체부에 설치되는 휠 밸브로부터 공급되는 공기를 타이어 측에 공급하는 공기 경로 형성장치로서, 환형으로 형성되며 하면은 배플 플레이트와 결합되며 상면에는 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 가지며 하부로 오목하게 형성되는 원형홈을 구비하며 하면에서부터 원형홈까지 관통하는 제1관통홀을 갖는 원형홈 형성 유닛과, 환형으로 형성되며 상면은 허브 어셈블리와 결합되며 하면에는 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하는 위치에 하부로 돌출 형성되는 볼록부를 구비하고 볼록부로부터 상면까지 관통하는 제2관통홀을 구비하는 원형홈 결합 유닛 및 허브 어셈블리에 구비되는 복수 개 휠볼트 중에 적어도 하나는 머리부부터 말단까지 중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치에 의해서 달성 가능하다.

본 발명은 공기 경로 형성장치를 포함하는 타이어 압력 조절장치(CTIS, Central Tire Inflation System)으로 구현할 수도 있으며, 이러한 타이어 압력 조절장치를 구비하는 자동차로도 구현될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 공기 경로 형성장치, 이를 구비하는 차량 및 이를 형성하는 방법에 의하면, 회전 조인트가 구비되는 허브 어셈블리가 구비하지 않는 차량에도 손쉽게 CTIS 기능을 제공할 수 있게 되었다. 특히, 기존 차량이 구조를 많이 변경하지 않고서 별개의 부품을 추가함으로써 배플 플레이트와 허브 어셈블리 사이에 공기 유통로를 형성할 수 있으므로 차량 안전성을 그대로 유지하면서도 저비용으로 CTIS 기능을 제공할 수 있게 되었다.

도 1은 차량에 설치되는 종래 타이어 압력 조절장치의 설치 블록도.
도 2는 일반적인 차량의 후륜 휠이 차량 몸체와 연결되는 구조를 간략하게 도시한 부분 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 공기 경로 형성장치의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 원형홈 형성 유닛을 도시한 것으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 하면에서 바라본 저면도이며, (c)는 상면에서 바라본 평면도이며, (d)는 (c) 도면의 C-C' 방향의 절단면도이며, (e)는 (b) 도면의 A-A' 방향의 절단면도.
도 5는 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 외주실에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이며, (c)는 (b)도면의 B부분 확대도로서 외주실의 내면 형상 확대도.
도 6은 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 내주실에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이며, (c)는 (b) 도면의 B부분 확대도.
도 7은 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 원형홈 결합 유닛에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 하면에서 바라본 저면도이며, (c)는 상면에서 바라본 평면도이며, (d)는 (c) 도면의 C-C' 방향의 절단면도이며, (e)는 (b) 도면의 A-A' 방향의 절단면도.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예인 공기 경로 형성장치의 결합 사시도.
도 9는 도 8의 A부분 확대도.
도 10은 타이어 공기 주입구와 중공 휠볼트를 연결하는 상태를 보여주는 연결 상태도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 공기 경로 형성장치의 분해 사시도이다. 도 3에서는 본 발명과 관련이 없는 스핀들과 허브캡 등의 부품은 도시하지 않았다. 또한 설명의 편의상 본 발명을 구성하는 각 부품에서 하면과 상면이라는 용어를 사용하였는데, 하면은 도 2에 제시된 화살표 I와 가까운 면을 의미하며, 각 부품의 상면은 도 2에 제시된 화살표 O와 가까운 면을 의미한다. 본 발명에 따른 공기 경로 형성장치는 차량 몸체에 고정 설치되는 배플 플레이트(33)와 허브 어셈블리(35) 사이에 설치되는 것으로서, 원형홈 형성 유닛(50), 외주실(60), 내주실(70) 및 원형홈 결합 유닛(80)으로 구성된다. 원형홈 형성 유닛(50)은 하면은 배플 플레이트(33)와 결합되어 차량 몸체부에 고정되는 부품으로서, 상면에 형성되는 원형홈(51)을 구비하며, 차량 몸체부로부터 공급되는 공기 호스로부터 공기를 공급받아 원형홈(51)으로 공급한다. 상면에 형성되는 원형홈(51)은 허브 어셈블리(35)의 회전 중심축으로부터 휠볼트(38)가 구비되는 거리를 반경으로 하는 위치에 구비되어 휠볼트(38)가 회전하는 영역에 원형으로 구비된다. 외주실(60)은 원형홈(51)을 형성하는 면 중에서 지름이 큰 쪽의 내면에 삽입되어 원형홈(51)에 공급된 공기가 외부로 새어나가지 않도록 실링하는 부품이며, 내주(70)는 원형홈(51)을 형성하는 면 중에서 지름이 작은 쪽의 내면에 삽입되어 원형홈(51)에 공급된 공기가 외부로 새어나가지 않도록 실링하는 부품이다. 원형홈 결합 유닛(80)의 외면은 허브 어셈블리(35)의 하면과 나사 결합되며, 원형홈 결합 유닛(80)의 하면에는 원형홈(51)의 상면을 덮으면서 실링하는 돌출면을 구비하고, 원형홈(51)으로부터 공급되는 공기를 제2관통홀(83)을 통해 허브 어셈블리(38)로 공급하는 부품이다. 원형홈 결합 유닛(80)의 상면에는 휠볼트(38)의 머리부와 결합되는 복수 개 휠볼트 결합부(81)가 구비되고, 복수 개 휠볼트 결합부(81) 중에서 선택된 하나에는 제2관통홀(83)을 형성하였다. 허브 어셈블리(35)는 종래 차량에 사용되는 허브 어셈블리(35)의 형상을 변경함이 없이 동일하게 사용한다. 다만 허브 어셈블리(35)에 구비되는 복수 개 휠볼트(37) 중에서 하나의 휠볼트(38)를 선택하여 머리부에서부터 단부까지 수직으로 관통하는 중공부(36)를 형성하였다. 이하에서는 중공부(36)가 형성된 휠볼트(38)를 편의상 '중공 휠볼트'라 칭하기로 한다. 원형홈(51)에 채워지는 공기는 제2관통홀(83)과 휠볼트(38)에 형성되는 중공부(36)를 통해 타이어 공기 주입구와 연결되도록 하였다. 따라서 본 발명에서는 허브 어셈블리(35)를 구성하는 하나의 휠볼트(38)만을 중공부(36)를 갖는 중공 휠볼트(38)로 교체하면 종래 차량에 구비되는 구조를 그대로 이용하면서 원형홈 형성 유닛(50), 외주실(60), 내주실(70) 및 원형홈 결합 유닛(80)만을 추가하여 손쉽게 CTIS 기능을 부가할 수 있게 된다.

이하, 각 부품에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 원형홈 형성 유닛을 도시한 것으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 하면에서 바라본 저면도이며, (c)는 상면에서 바라본 평면도이며, (d)는 (c) 도면의 C-C' 방향의 절단면도이며, (e)는 (b) 도면의 A-A' 방향의 절단면도이다. 원형홈 형성 유닛(50)은 환형으로 형성되며, 플랜지(56)가 구비되며, 플랜지(56)에 형성되는 복수 개 나사결합홈(55)을 통해 배플 플레이트(33)와 결합된다. 플랜지(56) 상면에는 제1반경으로 상부로 돌출되는 내주면(52)과 제2반경으로 상부로 돌출되는 외주면(54)으로 형성되는 원형홈(51)이 형성된다. 원형홈 형성 유닛(50) 하면에는 제1노즐삽입홈(57)이 구비되며, 차량 몸체부에 설치되는 휠밸브의 출력단과 에어노즐을 통해 연결되어 휠밸브와 연결되는 공기 통로를 형성한다. 도 4 (e)에 도시된 바와 같이 원형홈 형성 유닛(50)은 하면에서부터 상면까지 제1노즐삽입홈(57)은 제2연결홈(58) 및 제1연결홈(53)을 통해 원형홈(51)과 연결되는 제1공기유통홀을 형성하게 된다. 즉, 제1노즐삽입홈(57), 제2연결홈(58) 및 제1연결홈(53)로 구성되는 제1공기유통홀을 통해 휠밸브로부터 공급되는 공기를 원형홈(51)까지 공급하게 된다. 원형홈(51)은 허브 어셈블리(80)의 회전 중심에서부터 중공 휠볼트(83)까지의 거리를 반경으로 하는 동심원 영역을 포함하는 위치에 구비되도록 한다.

도 5는 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 외주실에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이며, (c)는 (b)의 B부분 확대도이다. 외주실(60)은 일정한 폭과 높이를 갖는 원형 띠 형상으로 구비되며, 원형홈 형성 장치(50)에 구비되는 원형홈(51)을 형성하는 외주면(54)의 내측에 삽입되어 공기가 새어나가지 않도록 기밀을 유지하는 기능을 한다. 외주실(60)의 내면에는 도 5 (c)에 도시한 바와 같이 제1볼록부들(61)과 제1오목부(63)을 형성하였다. 허브 어셈블리가 회전할 때 외주실(60)과 내주실(70)은 온도가 3000℃까지 상승할 수 있는데 제1볼록부들(61)에 둘러쌓여 형성되는 제1오목부(63)에 밀폐된 공기가 팽창하여 기밀 효과를 증가시키는 기능을 하게 된다. 이러한 제1볼록부들(61)의 기능은 차량의 엔진을 구성하는 피스톤에 설치되는 피스톤 링과 동일한 역할을 하는 것이며, 피스톤 링 사이에 형성되는 공간이 제1오목부(63)에 대응되는 것이다. 도 5 (c)에 도시한 바와 같이 외주실(60)의 상면에도 제3오목부(65)를 형성하였으며, 기능은 제1오목부(63)와 동일하다.

도 6은 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 내주실에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 정면도이며, (c)는 (b)의 B부분 확대도이다. 내주실(70)은 일정한 폭과 높이를 갖는 원형 띠 형상으로 구비되며, 원형홈 형성 장치(50)에 구비되는 원형홈(51)을 형성하는 내주면(52)의 외측에 삽입되어 공기가 새어나가지 않도록 기밀을 유지하는 기능을 한다. 내주실(60)의 외면에는 도 6 (c)에 도시한 바와 같이 제2볼록부들(71)과 제2오목부(73)을 형성하였다. 또한, 도 6 (c)에 도시한 바와 같이 내주실(70)의 상면에도 제4오목부(75)를 형성하였다. 외주실(60)과 내주실(70)은 높은 온도에서도 내성이 있어야 하고, 부피 변화가 적은 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 일 례로 테프론 재질로 형성하였다.

도 7은 본 발명의 공기 경로 형성장치를 구성하는 원형홈 결합 유닛에 관한 도면으로서, (a)는 사시도이고, (b)는 하면에서 바라본 저면도이며, (c)는 상면에서 바라본 평면도이며, (d)는 (c) 도면의 C-C' 방향의 절단면도이며, (e)는 (b) 도면의 A-A' 방향의 절단면도이다. 원형홈 결합 유닛(80)은 환형 형상으로 구성되며, 허브 어셈블리의 하면과 나사 관통홀(84)을 통해 삽입되는 나사와 나사 결합되어 허브 어셈블리(35)가 회전할 때 함께 회전하는 부품이다. 원형홈 결합 유닛(80)의 상면에는 허브 어셈블리의 하부에서 상부로 삽입되는 복수 개 휠볼트(37)의 머리부를 수용하는 휠볼트 결합부(81)가 형성된다. 원형홈 결합 유닛(80)은 하부 방향으로는 원형홈 형성 유닛(50)에 구비되는 원형홈(51)의 중심과 일치되도록 돌출되는 돌출부(85)가 구비된다. 도 7 (d)에 도시된 바와 같이 돌출부(85)는 원형홈(51)의 폭과 동일한 제1폭(w1)을 가지며 제1높이(h1)를 갖는 제1볼록부와, 제1볼록부 하부와 연장되도록 형성되며, 원형홈(51)에 삽입되는 외주실(60)과 내주실(70) 사이의 폭과 동일한 제2폭(w2)을 가지며 제2높이(h2)를 갖는 제2볼록부로 형성하였다. 도 7 (e)에 도시된 바와 같이 중공 휠볼트(38)와 대응되는 위치에 설치되는 휠볼트 결합부(81)에는 볼록부(85) 하면에서부터 휠볼트 결합부(81)까지 관통하는 제2관통홀(83)이 형성된다. 또한, 중공 휠볼트(38)와 결합되는 휠볼트 결합부(81)에는 중공 휠볼트(38)의 머리부 둘레로 공기가 빠져나가지 못하도록 기밀을 제공하는 오링(87)을 설치하였다. 볼록부(85)는 허브 어셈블리(80)의 회전 중심에서부터 중공 휠볼트(83)까지의 거리를 반경으로 하는 동심원 영역을 포함하는 위치에 구비되도록 한다.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예인 공기 경로 형성장치의 결합 사시도이며, 도 9는 도 8의 A부분 확대도이다. 공기 경로 형성 장치는 배플 플레이트(33)와 허브 어셈블리(35) 사이에 설치되는 것으로서, 원형홈 형성 유닛(50)은 배틀 플레이트(33)에 고정설치되고, 원형홈 결합 유닛(80)은 허브 어셈블리(35)와 결합된다. 따라서 차량 휠이 회전하더라도 원형홈 형성 유닛(50)은 회전하지 않은 상태를 유지하고, 원형홈 결합 유닛(80)만 회전하게 된다. 물론 외주실(60)과 내주실(70)은 원형홈 형성 유닛(50)에 고정되도록 설치되는 것이므로 회전하지 않는다.

도 9의 확대도에 도시된 바와 같이 원형홈울 형성하는 내주면(52)과 외주면(54)으로 형성되는 원형홈의 내측에는 각각 외주실(60)과 내주실(70)을 삽입하여 기밀을 유지하도록 구성하였다. 원형홈 결합 유닛(80)이 회전하는 경우 원형홈 결합 유닛(80)하부에 형성되는 볼록부(85)가 외주실(60)과 내주실(70)과 기밀을 유지하면서 회전하도록 구성하였다. 또한, 도 9의 확대도에 도시된 바와 같이 외주실(60)의 내면과 내주실(70)이 외면에 오목부를 형성하여 기밀성을 증가시킬 수 있게 하였다.

도 10은 타이어 공기 주입구와 중공 휠볼트를 연결하는 상태를 보여주는 연결 상태도이다. 본 발명에 따른 차량용 공기 경로 형성장치는 차량 휠(40) 외부로 돌출되는 중공 휠볼트(38)를 통해 차량 휠(40) 외부로 공기 유통 경로를 형성하고, 공기 연결 호스(43)을 통해 타이어의 공기 주입구(41)와 중공 휠볼트(38)를 연결한 상태를 보여준다.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 공기 경로 형성장치 및 그 방법에서는 배플 플레이트와 결합되어 차량 몸체부에 고정되는 원형홈 형성 유닛에 원형홈을 형성하고, 허브 어셈블리와 함께 회전하도록 설치되는 원형홈 결합 유닛에 돌출부를 형성하는 구성을 제시하였지만, 배플 플레이트와 결합되어 차량 몸체부에 고정되는 원형홈 형성 유닛에 돌출부를 형성하고, 허브 어셈블리와 함께 회전하도록 설치되는 원형홈 결합 유닛에 원형홈을 형성하는 구성으로 손쉽게 변형가능함은 물론이며, 본 발명의 청구항은 이러한 변형 실시까지도 충분히 포함되는 것으로 이해되어져야 한다.

이러한 변형의 경우, 원형홈 형성 유닛은 환형으로 형성하고, 하면은 배플 플레이트와 결합되며, 상면에는 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하는 위치에 상부로 돌출 형성되는 볼록부를 구비하고, 하면에서부터 상기 볼록부까지 관통하는 제1관통홀을 형성하도록 구성한다. 원형홈 결합 유닛은 환형으로 형성하고, 상면은 허브 어셈블리와 결합되고, 하면에는 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 갖지며 상부로 오목한 원형홈을 구비하며, 원형홈으로부터 상면까지 관통하는 제2관통홀을 구비하도록 구성한다. 물론, 이 경우에도 휠볼트 중 적어도 하나는 머리부부터 말단까지 중공부를 형성하여야 한다.

또한, 지금까지의 설명에서는 본 발명에 따른 차량용 공기 경로 형성장치 및 그 방법에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 권리범위를 이를 채택하는 CTIS 장치 및 이를 구비하는 자동차까지 포함되는 것으로 이해되어져야 한다. 본 발명에 따른 차량용 공기 경로 형성장치를 갖는 CTIS 장치는 지금까지 설명한 차량용 공기 경로 형성장치를 도 1에 제시된 CTIS 장치에 부가한 장치를 의미한다. CTIS 장치에는 공기를 압축하는 에어 컴프레셔와, 에어 컴프레셔에서 압축된 공기를 일시 저장하는 에어탱크 등이 포함된다.

본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

31: 스핀들 33: 배플 플레이트
32, 42: 결합나사 35: 허브 어셈블리
36: 중공부 37: 휠볼트
38: 종공 휠볼트 39: 허브캡
40: 휠 41: 휠 센서
43: 공기 연결 호스 50: 원형홈 형성 유닛
51: 원형홈 52: 내주면
53: 제1연결홈 54: 외주면
55: 나사결합홈 56: 플랜지
57: 제1노즐삽입홈 58: 제2연결홈
60: 외주실 61: 제1볼록부들
63: 제1오목부 65: 제3오목부
70: 내주실 71: 제2볼록부들
73: 제2오목부 75: 제4오목부
80: 원형홈 결합 유닛 81: 휠볼트 결합부
83: 제2관통홀 85: 돌출부
87: 오링 100a~100d: 휠 밸브
110: 에어 컴프레셔 120: 제어부
130: 속도감지부 140: 매니폴드
150: 에어탱크 160a: 전륜 공기분배구
160b: 후륜 공기분배구 170: 디스플레이 장치
180: 입력장치 w1: 제1폭
w2: 제2폭 h1: 제1높이
h2: 제2높이

Claims (15)

1. 차량 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 허브 어셈블리 사이에 삽입 설치되어 차량 몸체부에 설치되는 휠 밸브로부터 공급되는 공기를 타이어 측에 공급하는 공기 유통 경로를 제공하는 방법으로서,
   상기 휠 밸브로부터 공기를 공급받는 제1단계와,
   상기 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 허브 어셉블리에 설치되는 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 갖는 원형홈에 상기 제1단계에서 공급받는 공기를 공급하는 제2단계와,
   상기 휠볼트에 머리부에서부터 말단까지 중공부를 형성하고, 상기 휠볼트 중공부로 상기 원형홈에 공급된 공기를 공급하는 제3단계 및
   상기 중공부를 갖는 휠볼트의 말단과 상기 타이어의 공기 주입구 사이를 에어노즐로 연결하여 상기 3단계에서 공급된 공기를 상기 타이어 공기 주입구로 공급하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 유통 경로 제공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2단계와 상기 제3단계 사이에 구비되는 단계로서, 상기 휠볼트 하부에는 상기 원형홈 상부를 덮는 볼록부를 구비하고, 상기 볼록부에는 상기 중공부를 갖는 휠볼트 머리부까지 관통홀을 형성하고, 상기 제2단계에서 상기 원형홈에 수용된 공기가 상기 관통홀을 통하여 상기 중공부를 갖는 휠볼트에 제공하는 제5단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 유통 경로 제공방법.
   
3. 차량 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 복수 개 휠볼트를 갖는 허브 어셈블리 사이에 삽입 설치되어 차량 몸체부에 설치되는 휠 밸브로부터 공급되는 공기를 타이어 측에 공급하는 공기 경로 형성장치로서,
   환형으로 형성되며, 하면은 상기 배플 플레이트와 결합되며, 상면에는 상기 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 가지며 하부로 오목하게 형성되는 원형홈을 구비하며, 하면에서부터 원형홈까지 관통하는 제1관통홀을 갖는 원형홈 형성 유닛과,
   환형으로 형성되며, 상면은 상기 허브 어셈블리와 결합되며, 하면에는 상기 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하는 위치에 하부로 돌출 형성되는 볼록부를 구비하고, 상기 볼록부로부터 상면까지 관통하는 제2관통홀을 구비하는 원형홈 결합 유닛 및
   상기 허브 어셈블리에 구비되는 복수 개 휠볼트 중에 적어도 하나는 머리부부터 말단까지 중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
   
4. 차량 몸체부에 설치되는 배플 플레이트와 복수 개 휠볼트를 갖는 허브 어셈블리 사이에 삽입 설치되어 차량 몸체부에 설치되는 휠 밸브로부터 공급되는 공기를 타이어 측에 공급하는 공기 경로 형성장치로서,
   환형으로 형성되며, 하면은 상기 배플 플레이트와 결합되며, 상면에는 상기 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하는 위치에 상부로 돌출 형성되는 볼록부를 구비하고, 하면에서부터 상기 볼록부까지 관통하는 제1관통홀을 갖는 원형홈 형성 유닛과,
   환형으로 형성되며, 상면은 상기 허브 어셈블리와 결합되며, 하면에는 상기 허브 어셈블리의 회전 중심축으로부터 상기 휠볼트까지의 거리를 반경으로 하며 일정한 폭을 가지며 상부로 오목한 원형홈을 구비하며, 상기 원형홈으로부터 상면까지 관통하는 제2관통홀을 구비하는 원형홈 결합 유닛 및
   상기 허브 어셈블리에 구비되는 복수 개 휠볼트 중에 적어도 하나는 머리부부터 말단까지 중공부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 원형홈을 형성하는 양 측벽에 각각 삽입되며, 원형 띠 형상으로 구비되는 내주실과 외주실을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 내주실과 외주실은 상호 마주보는 면에 각각 상호 마주보는 면에서 멀어지는 방향으로 오목하게 형성되는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 볼록부는 상기 원형홈의 폭과 동일한 제1폭을 가지며 제1높이를 갖는 제1볼록부와, 제1볼록부로부터 연장되도록 형성되며, 상기 원형홈의 측벽에 삽입되는 상기 외주실과 상기 내주실 사이의 폭과 동일한 제2폭을 가지며 제2높이로 형성되는 제2볼록부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성 장치.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 원형홈 결합 유닛 상면에는 상기 허브 어셈블리의 하면에서부터 상면으로 관통하면서 일부가 돌출되도록 끼워지는 상기 휠볼트의 머리부를 수용하는 휠볼트 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 중공부를 갖는 휠볼트와 결합되는 상기 휠볼트 결합부에는 오링이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
   
10. 공기를 압축하는 에어 컴프레셔와,
    상기 에어 컴프레셔에서 압축된 공기를 일시 저장하는 에어탱크 및
    상기 제3항 내지 제9항 중에서 선택된 어느 한 항의 공기 경로 형성 장치를 포함하는 타이어 압력 조절장치.
    
11. 제10항의 타이어 압력 조절장치를 포함하는 자동차.
12. 제4항에 있어서,
    상기 원형홈을 형성하는 양 측벽에 각각 삽입되며, 원형 띠 형상으로 구비되는 내주실과 외주실을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
    
13. 제4항에 있어서,
    상기 원형홈 결합 유닛 상면에는 상기 허브 어셈블리의 하면에서부터 상면으로 관통하면서 일부가 돌출되도록 끼워지는 상기 휠볼트의 머리부를 수용하는 휠볼트 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 경로 형성장치.
    
14. 공기를 압축하는 에어 컴프레셔와,
    상기 에어 컴프레셔에서 압축된 공기를 일시 저장하는 에어탱크 및
    상기 제12항 또는 제13항의 공기 경로 형성 장치를 포함하는 타이어 압력 조절장치.
    
15. 제14항의 타이어 압력 조절장치를 포함하는 자동차.

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