KR102373151B1 - 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인 - Google Patents

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KR102373151B1 KR1020200135408A KR20200135408A KR102373151B1 KR 102373151 B1 KR102373151 B1 KR 102373151B1 KR 1020200135408 A KR1020200135408 A KR 1020200135408A KR 20200135408 A KR20200135408 A KR 20200135408A KR 102373151 B1 KR102373151 B1 KR 102373151B1
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Abstract

본 발명은 휠(10)에 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인에 있어서: 상기 휠(10)과 결합 가능한 허브(22) 상에 다수의 유압챔버(24)를 갖추고, 유압챔버(24)에 피스톤(25)과 피에조 액추에이터(26)를 장착한 본체(20); 상기 본체(20)의 피스톤(25)에 이동 가능하게 연결되고, 가동패드(34)와 접지패드(35)를 ㄱ자 형태로 구비하는 체인부재(30); 및 상기 본체(20)와 체인부재(30)의 작동을 제어하는 제어수단(40)을 포함하여 구성된다.
이에 따라, 차량의 타이어 휠에 볼트로 장착하는 구조를 기반으로 스노우 체인에 유압력과 탄성력을 접목하여 장착과 탈착이 편리하게 사용할 수 있으므로 동절기 차량 주행 안정의 실효성을 높이는 효과가 있다.

Description

착탈이 용이한 구조의 스노우 체인 {Snow chain with easily attachable and detachable structure}
본 발명은 스노우 체인에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량의 타이어를 체인 위로 올리지 않고 스노우 체인을 결합하거나 분리할 수 있는 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인에 관한 것이다.
차량에 구비되는 동절기 필수품의 하나인 스노우 체인은 차량을 전후로 이동시켜 타이어가 올라서도록 하고 내외측을 감싸면서 체인을 결합하는 방식으로 보편적 사용자에게 쉽지 않아 불편이 크다.
이와 관련되는 선행기술문헌의 일예로서 한국 등록특허공보 제0188592호가 알려져 있다.
이는 가로대와, 동작부와, 탄지대와, 벨트로 구성하며 타이어의 탄성변형에 의해 작동하는 동작부의 작용으로 운동하는 탄지대가 차량의 바퀴에 밀착됨으로써 체결하고 탄지대를 당김으로써 체결을 해제할 수 있도록 한 것이며 설치 및 해제시 편리하고 신속한 효과를 기대한다.
그러나, 차량을 이동하여 스노우체인 위로 알맞게 이동시켜 부착하거나 회수해야 하므로 불편이 해소되지 않는다.
이러한 불편을 해결하기 위한 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2005-0037319호가 알려져 있다.
이는 스노우 체인의 몸체를 휠(Wheel)에 고정 장착하여 체인을 절첩시키고 필요에 따라 복수의 관절을 이용하여 체인을 자동으로 타이어에 착용시킴으로써, 동절기에 필요할 경우 소정 제어신호에 따라 체인을 자동으로 착용 또는 절첩하도록 하여 사용에 편리한 효과를 기대한다.
다만, 체인을 관절로 접철하는 구조가 복잡하여 내구성은 물론 작동 신뢰성이 약화될 우려가 크므로 개선의 여지를 보인다.
한국 등록특허공보 제0188592호 "착탈이 용이한 스노우체인" (공개일자 : 2000.07.15.) 한국 공개특허공보 제2005-0037319호 "스노우 체인" (공개일자 : 2005.04.21.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 타이어 휠에 볼트로 장착하는 구조를 기반으로 스노우 체인에 유압력과 탄성력을 접목하여 장착과 탈착이 편리하게 사용할 수 있는 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 휠에 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인에 있어서: 상기 휠과 결합 가능한 허브 상에 다수의 유압챔버를 갖추고, 유압챔버에 피스톤과 피에조 액추에이터를 장착한 본체; 상기 본체의 피스톤에 이동 가능하게 연결되고, 가동패드와 접지패드를 ㄱ자 형태로 구비하는 체인부재; 및 상기 본체와 체인부재의 작동을 제어하는 제어수단;을 포함하며,
상기 본체는 상기 체인부재에 전기활성고분자(EAP)를 수용하여 전기적 신축을 유발하는 EAP 액추에이터를 더 구비한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 체인부재는 가동패드와 접지패드의 ㄱ자 상태를 유지하도록 탑재되는 탄성체, 가동패드의 내면 단부에 미끄럼 저항을 줄이도록 탑재되는 슬립부 중의 적어도 하나를 더 구비한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 체인부재에 전기활성고분자(EAP)를 수용하여 전기적 신축을 유발하는 EAP 액추에이터를 더 구비한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 마이컴 회로로 구성되는 제어부, 체인부재의 장착 상태를 검출하는 검출부, 제어 관련 정보를 송수신하는 통신부, 배터리 전원을 인가하는 전원부를 구비한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 타이어 휠에 볼트로 장착하는 구조를 기반으로 스노우 체인에 유압력과 탄성력을 접목하여 장착과 탈착이 편리하게 사용할 수 있으므로 동절기 차량 주행 안정의 실효성을 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스노우 체인의 일예를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 스노우 체인의 요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 스노우 체인의 변형예를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 스노우 체인의 제어수단을 나타내는 블록도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 휠(10)에 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인에 관하여 제안한다. 차량의 휠(10)에 장착 및 탈착하는 스노우 체인을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 스노우 체인은 다수의 고리를 연결시킨 보편적인 체인 구조에 한정되지 않고 노면과 미끄럼을 방지하는 모든 형태를 포함한다.
도 1을 참조하면, 휠(10)을 구성하는 림(11), 허브(12), 스포크(13)가 나타난다. 휠(10)은 협의적으로 타이어(15)를 지지하는 프레임이지만 광의적으로 타이어(15)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 휠(10)과 결합 가능한 허브(22) 상에 다수의 유압챔버(24)를 갖춘 본체(20)가 유압챔버(24)에 피스톤(25)과 피에조 액추에이터(26)를 장착한 구조를 이루고 있다.
도 1에서, 본체(20)를 구성하는 허브(22), 유압챔버(24), 피에조 액추에이터(26) 등이 나타난다. 허브(22)는 휠(10)의 허브(12)와 맞물려 볼트로 체결 가능한 원통형 구조이다. 유압챔버(24)는 허브(22)의 외주면에 등간격으로 배치되는 유압실린더 형태로 구성된다. 각각의 유압챔버(24)는 피스톤(25)과 피에조 액추에이터(26)를 갖추고 있다. 피에조 액추에이터(26)는 경박단소에 유리한 구조로서 전기적 신호에 의하여 유압챔버(24)의 유압력을 변동시키고 피스톤(25)의 전후진 왕복운동을 유발한다.
또한, 본 발명에 따르면 가동패드(34)와 접지패드(35)를 ㄱ자 형태로 구비하는 체인부재(30)가 상기 본체(20)의 피스톤(25)에 이동 가능하게 연결되는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 체인부재(30)의 가동패드(34) 및 접지패드(35)가 피스톤(25)에 연결된 상태를 나타낸다. 가동패드(34)와 접지패드(35)는 강도, 내마모성, 내후성을 지닌 수지재로 형성하며, ㄱ자로 절곡되어 타이어(15)의 측면과 바닥면에 긴밀하게 밀착 가능하다. 가동패드(34)는 안내대(32)를 개재하여 휠(10)의 방사상으로 이동 가능하게 지지된다. 안내대(32)는 허브(22)에 방사상으로 장착된다. 가동패드(34)의 일단에는 피스톤(25)이 결합된다. 접지패드(35)는 일면에 미끄럼 저항력을 높이는 돌기를 구비할 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 체인부재(30)는 가동패드(34)와 접지패드(35)의 ㄱ자 상태를 유지하도록 탑재되는 탄성체(36), 가동패드(34)의 내면 단부에 미끄럼 저항을 줄이도록 탑재되는 슬립부(38) 중의 적어도 하나를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 체인부재(30)에 구비되는 탄성체(36)와 슬립부(38)를 동시에 나타내지만 적어도 어느 하나만 구성할 수도 있다.
탄성체(36)는 가동패드(34)와 접지패드(35)가 연결되는 부분에 대략 ㄱ자 형태로 설치된다. 탄성체(36)는 금속재나 수지재를 모두 적용할 수 있다. 탄성체(36)에 의하여 가동패드(34)와 접지패드(35)는 항시 ㄱ자의 절곡 상태를 유지한다. 체인부재(30)가 부호 30′처럼 타이어(15)에 장착되기 전에도 가동패드(34)와 접지패드(35)는 절곡된 상태로 타이어(15)의 측면에 밀착된다.
슬립부(38)는 마찰계수가 낮고 내마모성이 좋은 테프론 수지 등을 사용하며 접지패드(35)의 내면 선단에 고정된다. 슬립부(38)는 체인부재(30)가 타이어(15) 상으로 미끄지면서 장착 및 탈착되는 과정에서 저항을 줄인다. 미끄럼 저항의 감소는 피에조 액추에이터(26)의 부하 감소에 유리하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(20)는 체인부재(30)에 전기활성고분자(EAP)를 수용하여 전기적 신축을 유발하는 EAP 액추에이터(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2에서, 본체(20)로부터 가동패드(34)와 접지패드(35)에 이르기까지 EAP 액추에이터(28)가 설치된 상태를 나타낸다. EAP 액추에이터(28)는 전기활성고분자(EAP), 전극, 전선 등으로 구성된다. 가동패드(34)와 접지패드(35)의 절곡 부분에 요홈을 형성하고 양측의 전극을 개재하여 EAP를 긴밀하게 수용한다. 외부의 전기적 신호에 의하여 EAP가 수축하면 타이어(15)에 대한 접지패드(35)의 밀착력이 높아진다. 도시하는 것처럼 EAP 액추에이터(28)의 EAP는 접지패드(35)의 내면에도 추가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 본체(20)와 체인부재(30)의 작동을 제어하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2에서, 제어수단(40)은 본체(20)의 허브(22)에 장착되고 본체(20)의 피에조 액추에이터(26) 등을 통하여 체인부재(30)의 장탈착을 유발한다. 도시하지 않으나 제어수단(40)은 차량의 운전석에 구비된 조작버튼 또는 리모컨도 포함한다.
본 발명의 휠(10)에 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인은
상기 휠(10)과 결합 가능한 허브(22) 상에 다수의 유압챔버(24)를 갖추고, 유압챔버(24)에 피스톤(25)과 피에조 액추에이터(26)를 장착한 본체(20);
상기 본체(20)의 피스톤(25)에 이동 가능하게 연결되고, 가동패드(34)와 접지패드(35)를 ㄱ자 형태로 구비하는 체인부재(30); 및
상기 본체(20)와 체인부재(30)의 작동을 제어하는 제어수단(40)을 포함하며,
상기 본체(20)는 체인부재(30)에 전기활성고분자(EAP)를 수용하여 전기적 신축을 유발하는 EAP 액추에이터(28)를 더 구비한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 변형예로서 휠(10)에 본체(20), 체인부재(30), 제어수단(40)을 직접 탑재한 상태를 나타낸다. 휠(10)은 고강도ㆍ경량 구조의 알루미늄 합금을 적용한다. 유압챔버(24)와 안내대(32)는 휠(10)의 스포크(13)에 내장하고, 제어수단(40)은 허브(12) 또는 림(11)의 내면에 설치한다. 모든 구성품이 휠(10)에 탑재되므로 별도로 장탈착하는 수고를 덜 수 있다.
한편, 본 발명의 도 1에서 체인부재(30)를 구성하는 접지패드(35)가 8개로 예시되지만 구성의 간편성을 위해 이 보다 작은 수량(예컨대 도 3의 6개)으로 설치할 수도 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 마이컴 회로로 구성되는 제어부(41), 체인부재(30)의 장착 상태를 검출하는 검출부(42), 제어 관련 정보를 송수신하는 통신부(44), 배터리 전원을 인가하는 전원부(48)를 구비한다.
도 4를 참조하면, 제어수단(40)을 구성하는 제어부(41), 검출부(42), 통신부(44), 구동부(46), 전원부(48) 등이 나타난다. 제어부(41)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 갖춘 마이컴 회로로 구성된다. 검출부(42)는 접지패드(35)의 내면에 설치되는 압력센서로 구성하고, 제어부(41)의 입력인터페이스에 연결된다. 통신부(44)는 차량의 조작버튼이나 리모컨과 근거리 무선통신을 수행하도록 구성된다. 구동부(46)는 제어부(41)의 출력인터페이스에서 피에조 액추에이터(26), EAP 액추에이터(28) 등으로 연결된다. 전원부(48)는 충전 가능한 배터리로 구성하고, 공지의 발전수단을 더 포함할 수 있다.
작동의 일예로서, 본 발명의 스노우 체인을 휠(10)의 허브(12)에 장착할 때 본체(20)의 허브(22)를 통하여 볼팅으로 결합하며, 이후 운전자는 조작버튼이나 리모컨으로 체인부재(30)의 장착과 탈착을 자동적으로 수행할 수 있다. 차량을 주행하는 중에 빙판을 만나면 서행하거나 정지한 상태에서 피에조 액추에이터(26)를 가동하여 가동패드(34)를 방사상으로 밀어내면 접지패드(35)가 장착된다. 타이어(15)에 대한 접지패드(35)의 밀착력이 부족하다고 느끼는 경우 EAP 액추에이터(28)를 가동하여 즉시로 보정할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 휠 11: 림
12: 허브 13: 스포크
15: 타이어 20: 본체
22: 허브 24: 유압챔버
25: 피스톤 26: 피에조 액추에이터
28: EAP 액추에이터 30: 체인부재
32: 안내대 34: 가동패드
35: 접지패드 36: 탄성체
38: 슬립부 40: 제어수단
41: 제어부 42: 검출부
44: 통신부 46: 구동부
48: 전원부

Claims (4)

  1. 휠(10)에 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인에 있어서:
    상기 휠(10)과 결합 가능한 허브(22) 상에 다수의 유압챔버(24)를 갖추고, 유압챔버(24)에 피스톤(25)과 피에조 액추에이터(26)를 장착한 본체(20);
    상기 본체(20)의 피스톤(25)에 이동 가능하게 연결되고, 가동패드(34)와 접지패드(35)를 ㄱ자 형태로 구비하는 체인부재(30); 및
    상기 본체(20)와 체인부재(30)의 작동을 제어하는 제어수단(40)을 포함하며,
    상기 본체(20)는 체인부재(30)에 전기활성고분자(EAP)를 수용하여 전기적 신축을 유발하는 EAP 액추에이터(28)를 더 구비하는 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체인부재(30)는 가동패드(34)와 접지패드(35)의 ㄱ자 상태를 유지하도록 탑재되는 탄성체(36), 가동패드(34)의 내면 단부에 미끄럼 저항을 줄이도록 탑재되는 슬립부(38) 중의 적어도 하나를 더 구비하는 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단(40)은 마이컴 회로로 구성되는 제어부(41), 체인부재(30)의 장착 상태를 검출하는 검출부(42), 제어 관련 정보를 송수신하는 통신부(44), 배터리 전원을 인가하는 전원부(48)를 구비하는 착탈이 용이한 구조의 스노우 체인.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050037319A (ko) 2003-10-18 2005-04-21 주식회사 네오지엠텍 스노우 체인
KR101896190B1 (ko) * 2017-08-30 2018-09-07 이문수 자동차 바퀴 미끄럼 방지장치

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