KR20010000733A - 무선조종 모형 자동차의 공기압력 타이어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압력을 조절할 수 있는 무선조종 모형자동차의 타이어(tire), 휠(wheel) 및 압력조절용 공기주입 시스템(system) 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 휠에 소형 공기주입밸브를 장착하여 공기주입 및 공기압력 조절이 가능한 구조의 휠, 공기압력을 유지하고 외부충격에 견딜 수 있는 강도를 보유한 경량 구조의 타이어, 타이어 압력 상태에 따라 공기주입 압력을 정밀하게 조절할 수 있는 공기주입 시스템으로 구성된 장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 무선조종 모형자동차의 타이어 및 휠 장치에 있어서 종래의 휠과 타이어 접촉부위에 순간접착제를 이용한 접착식 보다 월등히 견고하고 탄력적인 구조를 갖추고 있어 고속주행 시 노면에서의 충격을 원활히 흡수하고 급회전 시 슬립(slip)을 최소화 할 수 있도록 앞 타이어군과 뒤 타이어군의 공기주입량을 손쉽게 조절할 수 있으며 타이어의 마모 또는 손상 시 휠은 재활용하고 타이어만 교체가 가능한 구조를 갖고 있다.

또한 공기압력에 의해 타이어가 휠에 부착되고 타이어의 공기압력을 간편하게 조절할 수 공기주입 시스템으로 구성되어 있는 것이 특징이다.

Description

무선조종 모형 자동차의 공기압력 타이어 시스템{Tire System using Air Pressure of Radio Control Model Car}

본 발명은 무선조종을 이용한 모형자동차의 타이어, 휠 및 압력조절용 공기 주입시스템으로 구성된 장치에 관한 것으로 더욱 상세히는 공기압력 조절이 가능한 휠과 타이어를 무선조종 모형자동차에 장착하여 주행 및 급회전 능력을 향상시키고 타이어 교체 시 휠을 수회∼수십회 반복사용이 가능하여 휠의 수명을 획기적으로 연장시킨 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무선조종 모형자동차의 구동장치는 플라스틱 휠, 타이어 및 이너 스펀지(inner sponge)로 구성되어 있으며 모형자동차의 속력이 20km∼80km에 달해 휠과 타이어가 이탈하지 않도록 순간접착제로 고정시켜 타이어 마모 시까지 사용하는 1회용으로서 2가지의 형태가 있다.

첫 번째는 이너 스펀지를 타이어에 넣은 후 이를 홈이 있는 휠에 순간접착제를 사용 견고하게 장착하여 사용하는 형태와 두 번째는 원통 중공형 타이어를 홈이 없는 편평형 휠에 위와 같은 방법인 순간접착제로 접착하여 사용하는 형태이다.

그러나, 종래 사용하는 2가지 형태 모두 무선조종 모형자동차의 주행특성, 노면 및 접지력 등을 고려하여 타이어 세팅(setting)을 할 수 없기 때문에 타이어의 재질이 서로 다른 여러 개의 타이어 조합군을 보유하고 교체 사용하여 주행특성을 살핀 후 적합한 앞, 뒤 타이어군을 조합하여 사용한다.

노면과의 충격 및 동적하중의 흡수를 이너 스펀지나 타이어 자체에 의존하기 때문에 타이어, 휠 및 타이어 접착부의 손상이 자주 초래되며 순간접착제를 사용 견고하게 접착한 관계로 손상 시 혹은 과도마모 시 휠 및 이너 스펀지를 포함한 타이어 전체를 교환하여야 한다.

아울러, 무선조종 모형자동차 GP(engine powered model)의 엔진성능, EP(electric powered model)의 충전용 건전지와 모터(motor)성능, 무선조종기와 서보(servo) 등의 기술력 급성장으로 속도 및 제어에 대한 꾸준한 향상이 이루어지고 있으나, 휠과 타이어는 경기력 향상에 가장 중요한 부분이면서도 종래 기술을 답습하고 있어 무선조종 모형자동차가 완구의 이미지를 벗어나지 못하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 반영구적으로 사용 가능한 휠과 공기주입이 가능한 구조의 소형 공기주입밸브, 공기압력을 유지할 수 있는 강화층1, 2 및 비드로 보강된 타이어 그리고 공기주입 및 미세압력 조절이 가능한 공기주입 시스템으로 구성하여 앞 타이어군과 뒤 타이어군의 공기압력 조절에 따른 급속선회 적응력 향상 및 노면 충격, 동적하중 흡수 등이 용이하여 무선조종 모형 자동차의 경기력 향상은 물론 타이어 세팅의 묘미를 한층 더 즐길 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이와 같은 발명을 이루기 위해 본 발명은 충격에 강하고 반영구적으로 사용이 가능한 경량금속(알루미늄 합금, 티타늄) 또는 강화 플라스틱 재질의 휠, 공기주입이 용이한 공기주입밸브, 타이어 내부의 공기압력 유지를 위해 타이어 강도를 보강한 강화층과 비드가 있는 타이어, 공기주입이 용이하고 간단한 조작으로 압력을 조절할 수 있는 공기주입시스템으로 이루어진 것이 특징이다.

도 1은 휠에 공기주입밸브와 강화 타이어를 장착한 무선조종 모형자동차에 압력조절용 공기주입 시스템 장치를 이용하여 공기를 주입하는 개략도

도 2는 기밀유지 및 공기주입밸브를 장착할 수 있도록 설계된 휠의 구조도

도 3은 공기압력 및 타이어의 형태를 유지할 수 있도록 강화층1,2 및 비드(bead)가 보강된 타이어의 구조도

도 4는 공기주입 시스템 장치의 주입노즐(nozzle)을 밸브디스크(disk)에 찔러 주입하는 방식의 공기주입밸브(A타입) 세부도

도 5는 주입노즐로 밸브디스크를 밀어 공기를 주입하는 타입의 공기주입밸브(B타입) 세부도

도 6은 조립된 타이어에 공기주입 및 압력을 조절할 수 있도록 설계된 압력조절용 공기주입 시스템 장치(A타입)의 개략도

도 7은 간편하게 공기주입을 할 수 있도록 설계된 공기주입 시스템 장치(B타입)의 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

(1) 공기압력용기 : 타이어 공기주입을 위한 압력공기 저장장치

(2) 압력제어조 : 공기압력 완충 및 밸런스(balance)를 제공하는 장치

(3) 디지털압력계 : 타이어 압력 정밀측정 장치

(4) 공기주입노즐 : 타이어에 공기를 주입하는 장치

(5) 공기주입구 : 공기주입 밸브가 장착되는 휠의 특정부분

(8) 비드 : 타이어의 공기압에 대항하며 타이어 림(rim)에 고정되는 부분

(9) 강화층1 : 타이어 내에 충전된 공기압 유지를 위해 비드에 감겨 접착되어 타이어의 뼈대 역할을 하는 부분

(10) 강화층2 : 강화층1의 끝단들을 감싸 접착되어 타이어의 강도를 보강하는 층

(11) 압력조절밸브 : 타이어에 공기 과충전시 압력을 낮추는 밸브

(12), (15) 체크밸브 : 공기흐름 일정방향 유지 및 역류를 방지하는 밸브

(14) 공기주입펌프 : 피스톤식으로 공기를 정확하게 주입하는 펌프

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 접착제를 이용하지 않고 타이어가 공기압력에 의해 휠에 장착될 수 있는 구조를 갖는 휠의 구조도로서 (5)는 공기조절밸브가 효율적으로 장착될 수 있는 구조를 갖추고 있는 공기주입구이며 (6)은 타이어 접촉면으로 기밀을 유지할 수 있게 접촉면의 가공도가 정밀하게 가공되도록 한다. (7)은 휠의 홈부분으로 타이어가 공기압에 견디도록 비드와 강화층으로 보강된 구조로 되어 있어 신축에 제약이 있으므로 용이하게 타이어를 휠에 체결할 수 있도록 홈이 있는 구조로 되어 있다. (다)와(라)는 도 4에서 설명될 공기주입밸브 타입에 따른 공기주입구 상세도 이다.

도 3은 타이어에 대한 구성도로서 공기압력으로 인한 휠의 고정 및 주행 시 외부충격에 견딜 수 있도록 강화층1, 2와 비드가 있는 구조로 되어 있으며 (8)의 비드는 신축성이 없는 재질로 림에서 빠지는 것을 방지하기 위해 링(ring)모양으로 성형되며 강화층1에 의해 되접어 감기는 부분으로 타이어를 림에 확실히 고정시키는 역할을 한다. (9)의 강화층1은 견고한 레이온(rayon)등의 실로 짠 섬유로 되어 있으며 비드를 감싸는 부분은 타이어 축방향과 일정각도를 유지하여 사선으로 겹쳐 감싸지도록 한다. (10)의 강화층2는 비드를 감싸 올린 강화층1을 타이어 접선방향으로 감싸 접착하며 이음부분은 강화층1의 이음부분과 반대방향으로 두어 타이어 밸런스를 고려한다.

도 4의(가)는 공기주입밸브(A타입)로서 공기주입기 노즐(도 6(나))을 찔러 넣어 공기주입을 가능하게 하는 밸브디스크 부분과 밸브디스크를 견고하게 유지시켜 주는 보강판을 조립한 단면도이다. 밸브디스크는 공기주입기의 노즐 삽입이 용이하고 공기주입 후 형상복원이 가능한 부틸고무 등의 재질로 되어 있다. (나)는 (가)를 위에서 본 그림이며, (다)와(라)는 공기주입밸브(A타입)의 부품도 이다.

도 5의 (가)는 밸브디스크를 밀어 공기를 주입하는 타입의 공기주입 밸브(B타입)의 조립단면도로서 위의 공기주입기 노즐과는 다른 노즐(도 6(가))을 사용하고, 다소 복잡하나 영구사용이 가능하다. (나), (다), (라) 및 (마)는 B타입 공기주입밸브의 부품도 이다. (다)는 공기주입노즐이 (라)를 밀어 올릴 경우 90°간격 4개의 구멍이 외부와 연결되어 공기주입이 가능토록 되어 있으며 (라)는 씰링(sealing)을 위해 고무재질로 되어있다. 부품의 조립순서는 기밀 유지를 위한 고무재질의 밸브 글로밋(grommet)을 공기주입구에 끼운 다음 (나)의 밸브 베이스(base)를 휠의 밖에서 안으로 끼우고 밸브디스크 (라)와 스프링 (마)를 (나)에 앉힌 다음 (다)의 밸브캡을 (나)와 (다)의 자체 나사를 이용 체결한다. 공기주입밸브의 장착은 휠의 언밸런스(unbalance)를 초래할 수 있으므로 휠 금형 시 공기주입밸브가 장착되는 반대편 휠 안쪽부분에 휠 밸런스 교정을 위한 웨이트(weight)를 고려하여 설계한다.

도 6은 공기압력용기, 디지털 공기압력계, 압력제어조 및 공기주입노즐로 구성된 압력조절용 공기주입시스템 장치(A타입)의 개략도로서 앞 또는 뒤 타이어군을 동시에 공기주입 및 압력조절을 할 수 있도록 2개의 노즐을 갖추고 있다. (1)은 착탈식 공기압력용기이며 (2)는 공기압력 조절시 급격한 압력변화를 완화시킬 수 있는 압력완충용기인 압력제어조이다. (3)은 타이어의 압력을 정밀하게 측정할 수 있는 디지털 공기압력계이다. v1, v2 및 v3는 타이어의 압력을 조절하는 공기밸브로써 v1과 v2의 밸브 개도를 조절하여 압력조절 하에 공기주입이 가능토록 하며 공기주입 후 v1의 밸브를 닫고 v3의 밸브를 이용 미세압력을 조절하여 타이어의 압력을 원하는 수준으로 조절이 용이하도록 하는 구조를 갖고 있다. 또한 공기노즐 부분은 집게형 고리가 설치되어 있어 공기주입구에 삽입 후 휠에 부착하여 타이어에 안정하게 공기를 주입할 수 있는 구조로 되어 있으며 도 7의(4) 형태의 나사형으로 설계할 수도 있다.

도 7은 공기주입노즐 및 공기주입펌프로 구성된 간편한 공기주입시스템 장치(B타입)의 개략도이다. (3)은 타이어의 공기압력을 측정하는 소형 디지털 압력계이며 (14)의 공기주입펌프로도 타이어의 압력을 계산할 수 있으므로 필요시 부착할 수 있는 선택 장치이다. (4)는 공기주입노즐로 도 6의 (가)와 (나)의 2가지 노즐 형태가 가능하고 공기주입 시 휠에 안전하게 부착될 수 있도록 회전 시 잠겨지는 나사형으로 되어 있으며 도 6의 집게형 설계도 가능하다. (11)은 타이어의 공기압이 과충전 되었을 때 개도 조절로 공기압을 조절할 수 있도록 나사 아래쪽 부분에 나사 진행방향과 동일한 방향이며 90°간격으로 4개의 홈이 있는 나사형 밸브이며 닫았을 경우에 씰링이 되도록 링 형태의 고무씰(rubber seal)이 있다. (12)와(15)는 공기흐름을 일정방향으로 유지하고 역류를 방지하는 체크(check) 밸브이다. 타이어에 공기주입을 위해 (17)을 정회전 시킬 경우 (12)는 열리고 (15)는 닫히며 (17)을 역회전 시킬 경우 (12)는 닫히고 (15)는 열려 공기주입펌프에 새로운 공기를 충전시킨다. (13)은 (4)의 공기주입노즐과 (14)의 공기주입펌프를 연결하는 고무 튜브(tube)이다. (14)는 투명한 재질로 눈금을 표시하여 타이어에 공기주입시 (16)의 피스톤 위치로 주입공기량을 알 수 있도록 한 공기주입펌프이다. (16)과(17)은 (17)을 정회전 시켜 타이어에 공기를 주입하고 역회전으로 다시 공기주입펌프에 공기를 충전하는 공기주입펌프의 부품이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 공기주입밸브가 장착된 경량금속제 휠, 강화층 및 비드로 강화된 타이어, 공기의 압력유지 및 공기조절이 가능한 공기주입 시스템 장치로 구성되어 있어 타이어 마모 시 타이어 교체가 용이하고 접착식과는 달리 휠이 큰 충격으로 변형이 생기지 않는 한 반영구적으로 사용이 가능하며 노면 충격 및 동적하중 흡수력이 향상되어 무선조종 모형자동차의 고속주행성 및 급격 선회능력을 크게 향상되어 경기력 향상에 기여할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 무선조종 모형자동차의 구동장치인 휠과 타이어 장치에 있어서 타이어를 휠에 장착시 접착제 대신 공기압력에 의한 밀착을 이용한 휠, 공기주입밸브 및 타이어 장치
2. 제 1항에 있어서 A타입 공기주입밸브가 휠에 안정하게 고정되도록 원추형 테이퍼(taper) 처리한 부분 및 보강판이 쉽게 고정되도록 설계하고, 공기주입밸브의 설치로 인한 휠의 언밸런스를 교정하기 위해 공기주입밸브가 설치되는 반대편 휠의 안쪽부분에 휠 밸런스용 웨이트를 설계한 휠의 구조
3. 제 1항에 있어서 타이어가 공기압력을 유지하고 주행 시 외부충격에 견디도록 강화층1, 2 및 비드로 보강된 타이어 장치
4. 제 1항에 있어서 공기주입 및 기밀이 쉽게 유지되도록 한 밸브디스크 및 보강판으로 구성된 노즐을 찔러 공기를 주입하는 A타입 공기주입밸브 장치
5. 제 1항에 있어서 밸브베이스, 스프링, 밸브디스크, 밸브캡으로 구성된 밸브디스크를 밀어 공기를 주입하는 방식의 B타입 공기주입밸브 장치
6. 착탈식 공기압력용기, 압력제어조, 디지털 공기압력계 및 수개의 밸브를 이용하여 앞 또는 뒤 타이어군에 동시에 동일 압력으로 공기를 주입할 수 있도록 구성된 A타입 공기주입시스템 장치
7. 간편한 방법으로 공기주입이 가능한 구조인 공기주입밸브, 체크밸브 및 공기주입펌프로 구성된 B타입 공기주입시스템 장치