KR101568790B1 - 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 매니폴드에 관한 것으로서, 내부에 후륜 타이어에 공급하는 공기를 저장하는 후륜 공기 저장소와, 전륜 타이어에 공급하는 공기를 저장하는 전륜 공기 저장소를 구비하고, 외부로부터 공기를 주입받거나 배출하는 공기 유출입구에 테이퍼진 형상을 갖는 공기 유로를 구비하는 매니폴드에 관한 것이다.

Description

매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치{MANIFOLD AND CENTRAL TIRE INFLATION SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 CTIS(Central Tire Inflation System)라고 알려진 타이어 압력 조절장치를 구성하는 매니폴드에 관한 것으로서 공기 주입과 배출이 원활하게 이루어지는 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치에 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 내부 튜브에 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 높아지게 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.

도 1은 타이어 압력 조절장치의 일 실시예이다. 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.

도 2는 종래 타이어 압력 조절장치에 사용되는 매니폴드의 공기 유통로 형상을 보여주는 사시도, 단면도 및 숫나사 단면도이다. 도 2에서 (a)는 매니폴드의 사시도이고, (b)는 매니폴드의 내부 공기 유통로를 보여주는 단면도이다. 종래 매니폴드는 도 2(a)의 가로 방향으로 가로지르도록 형성되는 메인 유통홀을 구비하며, 메인 유통홀의 좌측으로는 전륜 공기 배출구(23)가 구비되고, 우측으로는 후륜 공기 배출구(29)가 구비되며, 전면으로는 에어탱크와 연결되어 공기를 주입받는 공기 주입구(21)가 형성되며, 배면에는 차단용(shut off) 배출구(25) 및 감압용 배출구(27)가 구비된다. 그런데 도 2(a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 형상의 유로를 갖는 매니폴드(140)의 경우 공기 주입구(21)에서 주입되는 공기는 도면상 참조기호 100으로 표시된 바와 같이 메인 유통홀을 형성하는 맞은편 관로벽에 부딪히면서 공기가 주입되는 흐름을 형성한다. 이와 같이 메인 유통홀을 형성하는 맞은편 관로벽이 에어탱크(150)로부터 주입되는 공기흐름을 방해하여 주입 속도를 저하시키는 원인이 되고 있었다. 또한 매니폴드(140)에 형성된 메인 유통홀의 직경이 일정하게 구비됨으로써 에어탱크(150)를 통해 매니폴드(140)의 메인 유통홀에 주입된 공기는 전륜 공기 배출구(23), 후륜 공기 배출구(29), 차단용 배출구(25) 또는 감압용 배출구(27) 중에 하나로 배출되어야 하므로 에어탱크(150)로부터 전륜 공기 배출구(23), 후륜 공기 배출구(29), 차단용 배출구(25) 또는 감압용 배출구(27)까지의 유로가 길어져서 압력 손실이 발생하여 가압 또는 감압이 쉽지 않은 문제가 있었다.

마지막으로 매니폴드(140)의 공기주입구(21), 전륜 공기 배출구(23), 후륜 공기 배출구(29), 차단용 배출구(25) 및 감압용 배출구(27)에는 각각 숫나사가 체결되고, 각각의 숫나사 외측에 기타 배관을 설치하거나 또는 직접 솔레노이드 밸브와 연결되는 구성을 갖는다. 이때 숫나사는 적절한 공기 주입 압력 또는 배출 압력을 형성하기 위해 내측에 오리피스 형상을 갖도록 구비되는 나사를 사용해야 하는 불편함이 있었다. 도 2에서 (c)는 공기 주입구(21)에 삽입되도록 설치되는 숫나사의 단면도를 도시하였는데, 도면에 도시된 바와 같이 숫나사(126)의 내면에는 오리피스 형상이 구비됨을 알 수 있으며 이러한 오리피스 형상을 갖는 단차면에 공기가 부딪쳐 공기의 유입과 유출을 방해하는 원인이 되고, 동일한 내부 직경을 갖는 숫나사(126)에 비해 오리피스 형상의 내경을 갖는 숫나사의 가격이 더 비싸 원가가 상승하는 원인이 되었다.

특허문헌 1: 미국등록특허 제6,083,205 (2000.07.04. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 에어탱크로부터 주입되는 공기가 원활하게 내부로 유입되도록 공기 흐름을 방해하는 구조물을 최소화하며, 본체 내부에 일정한 체적으로 공기를 저장하는 저장소를 구비하고, 매니폴드에 구비되는 다수 개 공기 유출입구(공기주입구, 전륜 공기 배출구, 후륜 공기 배출구, 차단용 배출구 및 감압용 배출구)를 공기 흐름이 원활하게 이루어지는 형상으로 구비되는 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은 에어탱크로부터 공급되는 고압의 공기를 차량의 전륜 타이어 또는 후륜 타이어에 공급하거나 차량의 전륜 타이어 또는 후륜 타이어에 들어있는 공기를 외부로 배출시키는 매니폴드에 관한 것으로서, 에어탱크로부터 고압의 공기를 주입받는 공기 주입구와, 차량의 후륜 타이어로 공기를 주입하거나 차량의 후륜 타이어에 저장된 공기를 배출받는 후륜 공기 배출구와, 차량의 전륜 타이어로 공기를 주입하거나 상기 차량의 전륜 타이어에 저장된 공기를 배출받는 전륜 공기 배출구와, 내부에 충진된 공기를 외부를 배출시키는 감압용 배출구와, 내부에는 상기 후륜 공기 배출구와 연결되면서 내부에 일정한 체적으로 공기를 저장하기 위한 공간으로 구비되는 후륜 공기 저장소와, 내부에는 전륜 공기 배출구와 연결되면서 내부에 일정한 체적으로 공기를 저장하기 위한 공간으로 구비되는 전륜 공기 저장소를 구비하고, 내부에는 전륜 공기 저장소와 후륜 공기 저장소 사이에 설치되며, 전륜 공기 저장소와 후륜 공기 저장소를 서로 연결하는 공기 유로를 형성하는 연결 유로와, 공기 주입구는 상기 연결 유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 매니폴드에 의해서도 달성 가능하다.

본 발명에 따른 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치는 공기 주입구와 맞닿는 메인 유통홀의 중앙 벽면에 뾰족한 첨탑부를 형성하고, 첨탑부의 좌우면을 유선형으로 형성함으로써 에어탱크로부터 주입된 공기가 저항없이 전륜용 공기 저장소와 후륜용 공기 저장소로 주입되도록 하여 주입 효율이 높아지게 되었다. 또한, 본 발명에 따른 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치는 매니폴드 본체 내부에 전륜용 공기 저장소와 후륜용 공기 저장소를 별도로 구비함으로서 내부에 작은 용량의 에어탱크를 설치하는 효과를 가져와서 종래 매니폴드와 비교할 때에 비해 공기가 흐르는 유로의 길이를 감소시킬 수 있게 됨으로써 다수 개 공기 유출입구에 보다 용이하게 가압 또는 감압 공기를 주입 또는 배출할 수 있게 되었다.

또한 본 발명에 따른 매니폴드 및 이를 이용하는 타이어 압력 조절장치는 매니폴드에 구비되는 다수 개 공기 유출입구(공기주입구, 전륜 공기 배출구, 후륜 공기 배출구, 차단용 배출구 및 감압용 배출구)에는 공기 흐름 방향에 따라 테이퍼지는 형상을 갖도록 함으로써 베르누이 효과를 높이고, 오리피스 형상을 갖는 숫나사를 사용하지 않게 되어 공기 흐름을 원활하게 유지할 수 있고, 비용을 절감할 수 있는 효과를 누릴 수 있게 되었다..

도 1은 타이어 압력 조절장치의 개념도.
도 2는 종래 타이어 압력 조절장치에 사용되는 매니폴드의 공기 유통로 형상을 보여주는 사시도, 단면도 및 숫나사 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 매니폴드 분해 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 매니폴드 상부 본체의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 매니폴드 상부 본체의 평면도 및 공기 유출입구와 숫나사의 결합 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 매니폴드 상부 본체 상면의 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 매니폴드 분해 사시도.

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.

본 발명에서 사용되는 매니폴드는 도 1에 제시된 타이어 압력 조절장치(CTIS)에 사용되는 부품 중의 하나이다. 도 1에 제시된 타이어 압력 조절장치의 각 구성 부품에 대해 좀더 설명하기로 한다. 에어 컴프레셔(110)는 제어부(120)의 제어신호에 따라 대기로부터 공기를 압축하는 장치이며, 에어탱크(150)는 압축된 공기를 일시 저장하는 저장소이다. 매니폴드(140)에 구비되는 다수 개 공기 유출입구에는 솔레노이드 밸브가 연결되어 제어부(120)의 제어신호에 따라 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 압축된 공기를 온/오프 스위칭하여 전륜 공기분배구(160a)로 공급하거나 또는 후륜 공기분배부(160b) 또는 동시에 전륜 공기분배구(160a) 및 후륜 공기분배부(160b)에 공급하는 장치이다. 매니폴드(140)에는 하나의 압력센서가 구비되어 있어서, 전륜 휠(200a, 200b) 및 후륜 휠(200c, 200d)에 공기를 공급하지 않는 상태에서는 에어탱크(150)에 저장된 공기의 공급압력을 측정할 수 있고, 매니폴드(140)가 차량의 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 압축 공기를 인가하기 위해 솔레노이드 밸브가 제어될 경우에는 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 저장된 공기압력을 측정할 수 있고, 마지막으로 매니폴드(140)가 차량의 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 압축 공기를 인가하기 위해 솔레노이드 밸브가 작동될 경우에는 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 저장된 공기압력을 측정할 수 있다. 매니폴드(140)에 연결된 솔레노이드 밸브를 제어하여 전륜 휠(200a, 200b) 및 후륜 휠(200c, 200d)에 동시에 공기를 공급하도록 스위칭될 수도 있으며 이 경우에는 압력센서는 전륜 휠(200a, 200b) 및 후륜 휠(200c, 200d)에 저장된 평균 타이어 압력을 측정할 수 있게 된다.

매니폴드(140)의 공기 주입구(21)에 설치되는 솔레노이드 밸브는 에어 탱크(150)와 연결되어 에어 탱크(150)로부터 압축 공기를 주입을 제어하며, 감압용 배출구(27, 도 2)에 설치되는 솔레노이드 밸브는 타이어 압력을 저감시키기 위해 압축된 공기를 외부 대기로 느린 속도로 배출시키는 것을 제어하며, 차단용 배출구(25, 도 2)에 설치되는 솔레노이드 밸브는 타이어 압력이 원하는 값으로 셋팅된 경우 휠 밸브(100a~100d)를 닫아서 타이어 공기압을 유지시키기 위해 압축된 공기를 외부 대기로 감압용 배출구보다 빠른 속도로 배출시키는 것을 제어하는 데 사용된다. 전륜 공기 배출구(23, 도 2)에 설치되는 솔레노이드 밸브는 전륜 타이어(200a, 200b)에 공기를 주입하는 것을 제어하며, 후륜 공기 배출구(29, 도 2)에 설치되는 솔레노이드 밸브는 후륜 타이어(200c, 200d)에 공기를 주입하는 것을 제어하는데 사용된다.

전륜 공기분배구(160a)는 매니폴드(140)를 거쳐 공급되는 압축 공기를 전륜에 구비되는 두 개의 전륜 휠(200a, 200b)에 각각 부착되는 휠 밸브(100a, 100b)로 분배하는 공기 분배구이며, 후륜 공기분배구(160b)는 매니폴드(140)를 거쳐 공급되는 압축 공기를 후륜에 구비되는 두 개의 후륜 휠(200c, 200d)에 각각 부착되는 휠 밸브(100c, 100d)로 분배하는 공기 분배구이다. 속도감지부(130)는 차량의 속도를 감지하는 장치로서, 별도의 센서를 부착하여 속도를 감지할 수도 있으나, 차량의 MCU(Micro Control Unit)에는 측정된 차량 속도 데이터를 구비하고 있으므로, 통상적으로 차량에 부착된 MCU로부터 시리얼 통신의 일종인 CAN(Controller Area Network) 통신(차량에 따라 상이한 통신 방식을 사용할 수 있음)을 통해 차량 속도를 입력받은 후 이를 일시 저장하는 장치이다.

디스플레이 장치(170)는 사용자에게 차량의 휠에 인가된 공기압을 디스플레이하거나 사용자가 세팅한 설정치 등을 디스플레이하는 장치로서, 액정디스플레이 장치, 유기 이엘 장치 등으로 구현될 수 있다. 입력 장치(180)는 운전자로부터 차량 운행 상태 정보를 입력받는 터치 패널 또는 리모컨과, 차량 정비기사만이 공기압 세팅값을 제어할 수 있도록 하기 위해 차량 정비기사가 사용하는 개인용 컴퓨터(PC) 또는 차량 점검 장치와 제어부(120)와 연결되어 데이터를 입력받는 외부 입력단자로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 매니폴드의 분해 사시도이다. 본 발명에 따른 매니폴드는 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30) 및 매니폴드 브라켓(50)으로 구성된다. 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30)는 결합되어 내부에는 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)를 갖는 공기 유통홀을 형성하고, 또한 이러한 공기 유통홀과 연결되면서 외부로 노출되는 다수 개 공기 유출입구를 갖는 매니폴드 본체를 형성하고, 매니폴드 브라켓(50)은 매니폴드 본체와 나사 결합되어 차량에 거취시키는 브라켓(53)을 구비한다. 매니폴드 상부 본체(10)에는 상부 테두리를 따라 일정거리 내측으로 이격된 위치에 상면에서부터 하면으로 관통되도록 구비되는 다수 개의 제1 나사관통홀(11)을 형성하고, 매니폴드 하부 본체(30)의 대응되는 상면에는 일정 깊이의 다수 개 제1 나사결합홈(31)을 형성하여, 제1 나사관통홀(11)의 상면에서 나사(미 도시)를 삽입하여 제1 나사결합홈(31)과 결합시킴으로써 매니폴드 본체를 조립하게 된다. 매니폴드 브라켓(50)에는 다수 개 제2 나사관통홀(51)이 형성되고, 상부 본체(10) 하면에는 이러한 제2 나사관통홀(51)과 대응되는 위치에 일정한 깊이로 형성되는 제2 나사결합홈(미 도시)이 구비되어, 제2 나사관통홀(51)에 나사를 삽입하여 제2 나사결합홈과 나사 결합으로 매니폴드 하부 본체(30)와 매니폴드 브라켓(50)이 결합된다. 매니폴드 브라켓(50)의 좌우측에 마련된 브라켓(53)을 이용하여 차량 하부의 임의의 위치에 부착시키게 된다.

매니폴드 상부 본체(10) 하면에는 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)를 갖는 공기 유통홀의 외측으로는 테두리를 따라 하부 방향으로 돌출 형성되는 테두리 볼록부(17)를 형성하고, 매니폴드 하부 본체(30) 상면에는 테두리 볼록부(17)에 대응되는 위치 및 대응되는 깊이로 오목하게 형성되는 테두리 오목부(37)를 형성하여 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30)가 결합될 때 유실되는 공기가 없도록 기밀성을 유지하도록 하였다. 물론 매니폴드 하부 본체(30) 상면에 테두리 볼록부(17)를 형성하고, 매니폴드 상부 본체(30) 하면에 테두리 오목부(37)를 형성하도록 설계 변경할 수 있음은 물론이다. 도 3에는 도시되어 있지 않으나 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30) 사이의 결합면에는 개스킷(미 도시)을 개재시킴으로써 공기의 유실을 더욱 더 견고하게 유지할 수 있게 구성하였다.

또한, 매니폴드 상부 본체(10)의 상면 중앙에는 압력센서 삽입구(13)가 설치된다. 압력센서 삽입구(13)는 매니폴드 상부 본체(10) 상면에서부터 공기 유통홀까지 관통되도록 형성되는 구멍으로서, 압력센서 삽입구(13)에는 기밀성을 유지하면서 압력센서가 설치되거나 또는 별도의 숫나사가 기밀성을 유지하면서 결합시킨 후 해당 숫나사에 압력센서가 설치되게 된다.

매니폴드 상부 본체(10) 하면에는 상면 방향으로 오목하게 파여지는 공간을 형성하여 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)를 갖는 공기 유통홀의 반쪽을 형성하고, 이러한 공기 유통홀과 연결되어 외부면에 노출되도록 형성되는 다수 개의 공기 유출입구(21a, 23a, 25a, 27a, 29a)의 반쪽을 형성한다. 매니폴드 상부 본체(10) 하면과 대향되는 매니폴드 하부 본체(10) 상면에는 하면 방향으로 오목하게 파여지는 공간을 형성하여 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)를 갖는 공기 유통홀의 나머지 반쪽을 형성하고, 이러한 공기 유통홀과 연결되어 외부면에 노출되도록 형성되는 다수 개의 공기 유출입구(21b, 23b, 25b, 27b, 29b)의 반쪽을 형성한다. 즉, 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30)는 결합되어 매니폴드 본체를 형성하고, 형성된 매니폴드 본체 내부에는 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)를 갖는 공기 유통홀이 형성되고, 공기 유통홀과 연결되어 외부면까지 공기를 유출입하는 다수 개 공기 유출입구를 형성하게 된다. 보다 상세하게는 공기 유입구 21a과 21b이 결합하여 공기 주입구(도 2의 21에 대응)를 형성하고, 공기 유출입구 23a과 23b가 결합되어 전륜 공기 배출구(도 2의 23에 대응)를 형성하고, 공기 유출구 25a와 25b가 결합되어 차단용 배출구(도 2의 25에 대응)를 형성하고, 공기 유출구 27a와 27b가 결합되어 감압용 배출구(도 2의 27에 대응)를 형성하며, 공기 유출입구 29a와 29b가 결합되어 후륜 공기 배출구(도 2의 29에 대응)를 형성하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 매니폴드 상부 본체의 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 매니폴드 상부 본체의 평면도 및 공기 유출입구와 숫나사의 결합 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 매니폴드 상부 본체의 형성 파악을 보다 용이하도록 뒤집은 방향에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 이하, 도 5를 이용하여 본 발명에 따른 매니폴드 본체 내부에 형성되는 공기 유통홀의 구성상 특징에 대해 설명하기로 한다. 매니폴드 본체 내부에는 제1반경의 밑면을 갖는 원기둥 형상의 후륜 공기 저장소(①)가 구비되고, 반대편에는 제2반경의 밑면을 갖는 원기둥 형상의 전륜 공기 저장소(②)가 구비되며, 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②)는 연결 유로(③)에 의해서 상호 연결되도록 구성하였다. 이때 제1반경이 제2반경보다 크게 형성하여 후륜 공기 저장소(①)의 체적이 전륜 공기 저장소(②)의 체적보다 커도록 구성하였다. 이는 통상적으로 화물차 등과 같은 영업용 차량의 경우 후륜에 장착되는 휠의 갯수가 더 많고 전륜과 동일한 갯수를 갖는 차량이라도 후륜 타이어에 더 많이 압력이 가해지기 때문에 주입되는 공기량이 더 많이 저장하기 위함이다.

에어탱크로부터 공기가 주입되는 공기유출구(21a)를 통해 들어온 공기가 맞닿는 연결 유로(③)에는 뾰족하게 형성되는 첨탑부(P)를 형성하여 공기유출구(21)로부터 공급되는 공기가 첨탑부(P)에 부딪힌 후 별다른 저항없이 공기 흐름 100a를 따라 후륜 공기 저장소(①)와 공기 흐름 100b를 따라 전륜 공기 저장소(②)에 유입되도록 구성하였다. 연결 유로(③)에서 첨탑부(P)를 제외한 나머지 면은 유선형으로 형성하여 후륜 공기 저장소(①)와 전륜 공기 저장소(②) 사이의 공기 흐름을 별다른 저항없이 유출입되도록 구성하였다.

도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 제시된 공기유출구(27)에 삽입되는 숫나사 단면을 보여주기 위한 단면도이다. 본 발명에 따른 매니폴드의 공기유출입구는 외면에 형성되는 숫나사 결합부(A)와, 숫나사 결합부(A) 내측에 형성되며 공기 유통홀을 형성하는 직경이 테이퍼 형상을 갖도록 구비되는 테이퍼부(B)로 구성된다. 숫나사 결합부(a)에 삽입되는 숫나사(126)는 도 2의 (c)에 도시된 바와 같은 오리피스 형상을 갖는 숫나사(126) 대신에 일정한 직경의 내부 유통홀을 갖는 숫나사(126)를 사용할 수 있음을 보여준다. 이는 본 발명의 매니폴드에서는 공기 유출입구에 테이퍼부(B)가 구비되기 때문이다. 이러한 공기 유출입구에 구비되는 테이퍼부(B)는 공기 유입부로부터 유출부 방향으로 폭이 좁아지도록 형성되는 테이퍼 형상으로 구비되어야 한다. 예를 들어 에어탱크와 연결되는 공기 유입구(21a)에는 외측에서 내측으로 갈수록 내부 공기 유통홀의 직경이 좁게 형성되는 테이퍼 형상으로 구비되고, 차단용 배출구 및 감압용 배출구를 형성하는 공기 유출구(25a, 27a)에는 내측에서 외측으로 갈수록 내부 공기 유통홀의 직경이 좁게 형성되는 테어퍼 형상으로 구비되어야 한다.

전륜 공기 배출구와 후륜 공기 배출구를 형성하는 공기 유출입구(29a, 23a)의 경우는 공기가 양방향으로 유입 또는 유출이 되므로 도 6에 도시된 바와 같이 테이퍼 형상을 생략하고 일자형으로 구비하여도 무방하다. 도 6은 도 5의 (a)와 같이 매니폴드 상부 본체의 상면을 도시한 평면도로서, 공기 유출입구(29a, 23a)에 테이퍼 형상을 배제시킨 상태를 나타낸다. 하지만 일반적으로는 타이어 공기압을 감압시키는 경우에 비하여 타이어의 공기압을 가압시키는 경우가 더 많이 발생하므로 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 공기 유출입구(29a, 23a)에도 내측에서 외측으로 갈수록 내부 공기 유통홀의 직경이 좁게 형성되는 테어퍼 형상으로 구비되는 것이 바람직하다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 차단용 배출구(25a, 25b)는 타이어 압력이 원하는 값으로 셋팅된 경우 휠 밸브(100a~100d)를 닫아서 타이어 공기압을 유지시키기 위해 압축된 공기를 외부 대기로 감압용 배출구보다 빠른 속도로 배출시켜야 하므로 감압용 배출구(27a, 27b)보다 큰 직경으로 구비됨을 알 수 있다.

지금까지의 설명에서는 매니폴드 본체를 매니폴드 상부 본체(10)와 매니폴드 하부 본체(30)와 분리하여 제작하고 두 개를 결합 체결함으로써 후륜 공기 저장소(①), 전륜 공기 저장소(②) 및 다수 개 공기 유출입구를 내부에 형성하도록 하였다. 하지만 가공성은 조금 떨어지더라도 매니폴드 본체를 하나의 일체로 형성하고 일체로 형성된 매니폴드 본체에 후륜 공기 저장소(①), 전륜 공기 저장소(②) 및 다수 개 공기 유출입구를 형성할 수도 있음은 물론이다. 도 7은 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 매니폴드 분해 사시도이다. 도 7에 제시된 매니폴드는 하나의 일체화된 매니폴드 본체(20)와, 매니폴드 커버부(24), 개스킷(22) 및 매니폴드 브라켓(50)으로 구성된 예이다. 도 7에 제시된 실시예에서는 매니폴드 본체(20)에 후륜 공기 저장소, 전륜 공기 저장소 및 다수 개 공기 유출입구가 형성되며, 매니폴드 본체(20) 상부에 개스캣(22)을 개재시키면서 매니폴드 커버부(24)를 결합시킨 예이다. 매니폴드 본체(20) 하부에 매니폴드 브라켓(50)을 겹합시키는 것은 도 3에 제시된 실시예와 동일한 방식으로 결합시킨다. 도 7의 경우는 일체화된 매니폴드 본체(20)에 후륜 공기 저장소, 전륜 공기 저장소 및 다수 개 공기 유출입구를 형성하여야 하므로 도 3에 제시된 바와 같이 매니폴드 본체를 매니폴드 상부 본체와 매니폴드 하부 본체로 구성된 두 개의 구성 각편으로 제작하는 것에 비해 가공상의 어려움은 있으나 기밀 유지 측면에서는 보다 유리하다.

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.

①: 후륜 공기 저장소 ②: 전륜 공기 저장소
③: 연결 유로 A: 숫나사 결합부
B: 테이퍼부
10: 매니폴드 상부 본체 11: 제1 나사관통홀
21: 공기 주입구 23: 전륜 공기 배출구
25: 차단용 배출구 27: 감압용 배출구
29: 후륜 공기 배출구 21a, 21b: 반쪽 공기 주입구
23a, 23b: 전륜 공기 배출구 25a, 25b: 차단용 배출구
27a, 27b: 감압용 배출구 29a, 29b: 후륜 공기 배출구
30: 매니폴드 하부 본체
31: 제1 나사결합홈 50: 매니폴드 브라켓
51: 제2 나사관통홀 53: 브라켓
100a ~ 100d: 휠 밸브 110: 에어 컴프레셔
120: 컨트롤러 126: 숫나사
130: 속도감지부
140: 매니폴드 150: 에어탱크
160a: 전륜 공기분배구 160b: 후륜 공기분배구
170: 디스플레이 장치 180: 입력장치
200a ~ 200d: 휠

Claims (8)

1. 에어탱크로부터 공급되는 고압의 공기를 차량의 전륜 타이어 또는 후륜 타이어에 공급하거나 차량의 전륜 타이어 또는 후륜 타이어에 들어있는 공기를 외부로 배출시키는 매니폴드에 관한 것으로서,
   상기 에어탱크로부터 고압의 공기를 주입받는 공기 주입구와,
   상기 차량의 후륜 타이어로 공기를 주입하거나 상기 차량의 후륜 타이어에 저장된 공기를 배출받는 후륜 공기 배출구와,
   상기 차량의 전륜 타이어로 공기를 주입하거나 상기 차량의 전륜 타이어에 저장된 공기를 배출받는 전륜 공기 배출구와,
   내부에 충진된 공기를 외부를 배출시키는 감압용 배출구와,
   내부에는 상기 후륜 공기 배출구와 연결되면서 내부에 일정한 체적으로 공기를 저장하기 위한 공간으로 구비되는 후륜 공기 저장소와,
   내부에는 상기 전륜 공기 배출구와 연결되면서 내부에 일정한 체적으로 공기를 저장하기 위한 공간으로 구비되는 전륜 공기 저장소를 구비하고,
   내부에는 상기 전륜 공기 저장소와 상기 후륜 공기 저장소 사이에 설치되며, 상기 전륜 공기 저장소와 상기 후륜 공기 저장소를 서로 연결하는 공기 유로를 형성하는 연결 유로와,
   상기 공기 주입구는 상기 연결 유로와 연결되는 것을 특징으로 하는 매니폴드.
   
2. 제 1항에 있어서,
   내부에 형성되는 상기 후륜 공기 저장소의 체적이 상기 전륜 공기 저장소의 체적보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 매니폴드.
   
3. 제 1항에 있어서,
   내부에 저장된 공기를 상기 감압용 배출구보다 빠른 속도로 배출시키는 차단용 배출구를 더 구비하고, 상기 차단용 배출구의 직경이 상기 차단용 배출구의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 매니폴드.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 주입구로부터 주입되는 공기가 맞부딪히는 상기 연결 유로의 면은 중앙부가 상기 공기 주입구 방향으로 뾰족하게 튀어나오도록 형성되는 것을 특징으로 하는 매니폴드.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 주입구 및 상기 감압용 배출구는 외면에 숫나사 결합부가 구비되고, 상기 숫나사 결합부 내측으로 유로 통과면의 직경이 테이퍼지도록 구성되는 테어퍼부를 구비하고, 상기 공기 주입구에 형성되는 테이퍼부는 외측에서 내측으로 갈수록 반경이 좁아지는 형상으로 구비되고, 상기 감압용 배출구에 형성되는 테이퍼부는 내측에서 외측으로 갈수록 반경이 좁아지는 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 매니폴드.
   
6. 제 1항 내지 제 3항 중에서 선택된 어느 한 항의 매니폴드를 포함하고,
   상기 매니폴드의 공기 주입구와 연결되는 에어탱크를 포함하는 타이어 압력 조절장치.
   
7. 제 1항 내지 제 3항 중에서 선택된 어느 한 항의 매니폴드를 포함하고,
   상기 매니폴드는 상기 공기 주입구로부터 주입되는 공기가 맞부딪히는 상기 연결 유로의 면은 중앙부가 상기 공기 주입구 방향으로 뾰족하게 튀어나오도록 형성되는 것을 특징으로 하며,
   상기 매니폴드의 공기 주입구와 연결되는 에어탱크를 포함하는 타이어 압력 조절장치.
   
8. 제 1항 내지 제 3항 중에서 선택된 어느 한 항의 매니폴드를 포함하고,
   상기 매니폴드는 상기 공기 주입구 및 상기 감압용 배출구는 외면에 숫나사 결합부가 구비되고, 상기 숫나사 결합부 내측으로 유로 통과면의 직경이 테이퍼지도록 구성되는 테어퍼부를 구비하고, 상기 공기 주입구에 형성되는 테이퍼부는 외측에서 내측으로 갈수록 반경이 좁아지는 형상으로 구비되고, 상기 감압용 배출구에 형성되는 테이퍼부는 내측에서 외측으로 갈수록 반경이 좁아지는 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하며,
   상기 매니폴드의 공기 주입구와 연결되는 에어탱크를 포함하는 타이어 압력 조절장치.
   

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