KR20010052398A - 타이어 팽창상태 신호장치 - Google Patents

타이어 팽창상태 신호장치 Download PDF

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Abstract

타이어의 팽창상태 신호장치는: 팽창밸브(6)의 결합관(5)과 나사결합될 수 있는 나사산이 있는 몸체(4)와 더불어 회전하는 외부 용기(1); 변형가능한 박층(18)으로 둘러싸인 하우징(17)을 구비한 플런저(11); 플런저(11)위에 위치한 제 1 체임버(20)를 플런저(11) 밑에 위치한 제 2 체임버(15)로부터 분리하는 벨로우즈(10); 대기압이 하우징(17)에 작용하고, 타이어 압력이 미리 정해진 압력치 이상의 제 1 체임버에 작용할 때에 아래쪽으로 구부러지는 박층(18); 제 1 체임버와 연결되었으며, 벨로오즈(10)의 외벽과 용기(1)의 내벽에 의해 경계가 정해지는 제 3 체임버(16); 플런저(11)의 봉이 개스킷(25)을 봉인할 때, 제 2 체임버(15)와 분리되는, 관(5)안에 위치하는 제 4 체임버(26); 및 타이어 압력이 미리 정해진 값 이하로 떨어질 때 체임버(16,20)를 체임버(15) 및 대기(27)와 연결하는 덕트(12,14,21)로 구성되어 있다.

Description

타이어 팽창상태 신호장치 {DEVICE CAPABLE OF SIGNALLING THE INFLATING CONDITION IN THE TIRES}
미국 특허 제 5,694,969 호는 자동차 타이어를 팽창시키는 장치에 관한 것이다. 타이어를 팽창하기 위한 압력경감 타이어밸브는, 단부의 윗면과 바닥면을 통해 구멍을 가지고 있는 체임버 및 상기 타이어밸브 몸체에 형성된 방출 구멍을 가지고 있는, 타이어 팽창밸브 몸체를 가지고 있다. 스프링을 구비한 팽창밸브는 타이어 밸브 몸체에 위치한다. 과잉압력밸브는, 타이어내의 공기압이 미리 정해진 값을 초과하게 될 때, 타이어로부터 공기가 방출되도록, 타이어 밸브 몸체안에 위치한다. 과잉압력밸브는 밸브 시트(valve seat)와 밸브 요소(valve element)를 가지고 있다. 열 가변 벨로우즈(heat variable bellows)가 압축 스프링을 지지하고, 타이어내의 공기의 온도 변화에 반응하여, 과잉압력밸브는 타이어가 과잉팽창하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 타이어 압력의 감소를 방지한다.
종래 기술에 관한 상기 및 다른 자료는 타이어의 팽창상태를 신호로 알리는 장치에 관한 것이 아니고, 과도한 공기관의 압력 증가의 경우에 압력을 제한하는 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 타이어 팽창상태 신호장치에 관한 것이다; 본 장치는 장치를 기본 팽창 밸브의 몸체와 나사 결합하는데 사용되는 나사산이 있는 몸체와 같이 회전할 수 있는 외부 덮개, 나사산이 있는 몸체 안에 위치하고 있는 체임버, 체임버 내의 압력을 감지할 수 있는 요소, 온도를 고려하여 압력에 의해 변형될 수 있는 부재, 및 변형가능한 부재의 위치를 가리키는 시스템으로 구성되어 있다.
본 발명의 다른 장점, 특징 및 목적은 첨부되는 도면을 참조함으로써 더 쉽게 이해될 것이다.
도1은 밸브를 잠그기 전의 장치를 나타낸다.
도2는 밸브를 잠근 후의 장치를 나타낸다.
도3은 로딩 단계에서의 장치를 나타낸다.
도4는 로딩 단계후의 장치를 나타낸다.
도5는 타이어 압력이 미리 정해진 한계치 이하로 도달했을 때 장치의 작동상태를 나타낸다.
도6은 타이어 압력이 한계치 이하로 감소한 후의 장치를 나타낸다.
본 발명은 타이어의 팽창상태를 신호로 나타낼 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 수단에 의해 얻어진 결과는, 타이어로부터의 공기누출을 자동적으로 방지하고 제어하는 기능이 팽창밸브의 자동잠김코어(self-closing core)에 의해 달성된다는 것이다. 따라서, 타이어 압력이 정확하든 아니든, 타이어가 수축될 위험없이, 본 장치는 신호용으로만 쓰일 수 있다.
본 발명이 제공하는 장점은, 적어도 하나의 한계치를 고려하여 타이어 압력이 나타나는 것이다; 상기 한계치 이상에서, 상기 장치는 타이어의 정상적인 팽창상태를 신호로 알리고, 상기 한계치 이하 또는 그보다 더 낮은 값 이하로 타이어 압력이 떨어지면, 상기 장치는 비정상적인 팽창 상태를 신호로 알린다; 온도감지요소는, 신호 시스템이 타이어 팽창상태가 정확한지 아닌지를 지시하는 동안, 한계치를 정의하기 위하여 온도를 고려하면 된다.
본 발명에 따른 장치는 외부 용기(1) 및 되도록이면 투명하게 되어 있는 상부벽(2)을 구비하고 있다; 외부 용기(1)는 나사산이 있는 몸체(4)와 더불어 회전하는데, 여기서 몸체는 팽창밸브(6)의 나사산이 있는 결합관(5)과 나사 결합되어 있다; 밸브(6)는 스프링(8)에 의해 탄성체 저항력을 받는 자동잠금 밸브코어(7)를 제공한다. 자동잠금 밸브코어(7)는 비록 타이어를 팽창시키기는 해도, 타이어로부터 공기가 유출되는 것을 방지해 준다.
외부 용기(1)는 나사산이 있는 몸체(4)와 관련하여 축 방향으로 활주할 수 있고, 또, 스프링(9)의 작용에 의해 몸체(4)와 관련하여 안정된 범위내에서 정지하게 된다; 외부 용기(1)와 나사산이 있는 몸체(4)와의 밀폐는 둥근 고리 개스킷(3)에 의해 확보된다.
벨로우즈(10)는 나사산이 있는 몸체(4)를 플런저(11)에 결합한다. 상기 플런저에는 3개의 내부 덕트(12,13,14)가 뚫려 있다. 벨로우즈(10)에 의해 장치 안에서 플런저(11)는 마찰이 없는 활주를 할 수 있다; 또, 상기 벨로우즈(10)는 두 개의 체임버(15,20)를 분리한다; 체임버(15)는 벨로우즈(10) 안에 있는 플런저(11)의 밑에 위치하고 있고, 체임버(20)는 플런저(11)의 위에 위치하면서, 체임버(16)와 연속하여 연결되어 있다; 체임버(16)는 벨로우즈 밖에 위치한다. 이와 같이, 플런저(11)는 체임버(15)(저압부)와 체임버(20)(고압부) 사이의 압력차에 의해 축 방향으로 움직일 수 있다.
비록 도시하지는 않았지만, 일실시예로서, 벨로우즈(10)의 기능은 플런저(11)가 움직일 때 마찰을 일으키는 개스킷에 의해 수행된다. 여기서, 벨로우즈(10)는 각각 플런저(11)의 아래쪽 및 위쪽에 위치한 두 개의 체임버(15,20)를 분리한다.
플런저(11)의 상부 부분은 변형될 수 있는 박층(18)으로 밀폐된 하우징(17)을 제공한다; 둥근 고리 개스킷(19)은 박층(18)으로 밀폐된 하우징(17)의 내측 부분과 상부벽(2)과 박층(18) 사이에 위치한 체임버(20) 사이의 밀봉을 확실하게 하는데, 여기서, 체임버(20)는 체임버(16)와 직접 연결되어 있다. 채널(21)은 하우징(17)과 플런저(11)의 봉(rod) 내부에 뚫려 있는 덕트(13)를 연결한다; 상기 봉은 서로 다른 외부 직경을 가진 두 부분을 제공한다. 박층(18)은 이중 닫힘 장치가 갖추어진 쌍안정 밸브(22)에 의해 채널(21)의 개폐를 제어한다. 쌍안정 밸브(22)는, 닫힘 장치의 제 1 부분이 하우징(17)과 채널(21) 사이의 연결을 폐쇄하고 덕트(13)와 채널(21) 사이를 연결함으로써 제1 안정위치를 제공하는 박층(18)에 의해 작동한다. 또, 쌍안정 밸브는, 닫힘 장치의 제 2 부분이 덕트(13)와 채널(21) 사이의 연결을 폐쇄하여 하우징(17)과 채널(21) 사이를 연결함으로써, 제 2 안정위치를 제공하는 박층(18)에 의해 작동한다.
덕트(14)는 하우징(17)의 내측 부분과 벨로우즈(10) 안의 플런저(11) 밑에 위치한 체임버(15)를 연결한다. 덕트(14)는 하우징(17)으로부터 체임버(15)로 공기의 통로를 제공하는 자동잠금 밸브(23)에 의해 제어되나, 하지만 그 역은 성립하지 않는다.
덕트(12)는 체임버(16)(벨로우즈(10)의 외측 부분에 위치한다)와 체임버(20)(플런저(11) 위에 위치한다)를 이중닫힘장치를 갖춘 쌍안정 밸브(22)의 봉(24)이 삽입된 채널(21)에 연결한다.
외부 용기(1)는 나사산이 있는 몸체(4)로 토크, 즉, 실제로, 상기 장치와 밸브(6)가 나사 결합될 때, 회전력을 전해준다; 밸브(6)의 몸체를 밀폐하기 위해 사용되는 개스킷(25)을 고정하기 위한 나사산이 있는 몸체(4)의 회전을 일으키는 토크를 전달해 주기 위해, 손가락을 이용하여 밸브(6)와 외부용기(1)가 나사 결합된다.
체임버(26)는 팽창밸브(6)의 결합관(5) 내부에 위치한다. 체임버(26)는, 플런저(11)가 하한점에 위치하여 더 큰 직경을 가지는 플런저의 봉 부분이 개스킷(25)의 안쪽 모서리를 클램핑시키는 경우에 한하여, 체임버(15)와 분리된다.
개스킷(25)이 완전히 클램핑되면, 벨로우즈(10) 안에 위치한 체임버(15)는 덕트(28), 그루브(31) 및 채널(29)을 통해 대기(27)와 연결된다. 덕트(28)는 자동잠금밸브(30)에 의해 제어되는데, 개스킷(25)이 완전히 클램핑된 경우에 한하여, 상기 자동 폐쇄 밸브가 열린 상태에서, 공기는 체임버(15)로부터 채널(21 및 29) 및 결국 대기(27)로까지 유출하게 된다; 개스킷(25)이 충분히 클램핑 되지 않고, 밸브(30)가 열리지 않았을 때는, 공기의 흐름이 차단되어 체임버(15)로부터 채널(21 및 29) 및 결국 대기(27)로 공기가 유출하지 않게 된다; 이것은, 개스킷(25)이 나사산이 있는 결합관(5)과 접촉되었다면, 개스킷(25)이 불충분하게 클램핑된 경우에도 발생한다.
도1에 나타낸 장치는 밸브(5 및 6)에서 아직 클램핑되지 않았다. 이 경우에, 장치를 로딩하려는 시도는 무위로 돌아가고, 따라서, 장치에서 자동적으로 공기가 유출하게 된다. 체임버(26), 덕트(13,21,12), 체임버(16) 및 체임버(20)는, 불충분하게 클램핑된 개스킷(25)과 밸브 몸체(5) 사이에서 발생하는 공기의 누출 때문에 타이어 압력을 유지하지 못한다. 이때 공기 누출 및 대기(27)로의 직접 유출은 채널(29)을 통해 이루어진다. 그리고 한편으로, 플런저(11) 밑에 위치한 체임버(15)로부터 대기로의 유출은 발생하지 않는다(일시적인 로딩중에, 체임버(15)는, 외측에 큰 직경을 가지는 플런저(11)의 봉의 일부분이 개스킷(25)의 내측 모서리를 클램핑하는 순간, 체임버(26)와 분리되기 전의 공기관 압력에 좌우된다): 즉, 밸브(30)는, 개스킷(25)의 클램핑 압축에 의해서만 열리고, 체임버(15) 내에 존재하는 압력에 의해서 동 밸브에 가해지는 추력(thrust)에 의해서만 열리기 때문에, 닫혀진 상태로 있게 된다.
게다가, 만약 나사산이 있는 접합관(5)에서의 개스킷(25)의 클램핑이 불완전하다면, 채널(29)과 그루브(31)를 통한 공기 유출이 발생하고, 채널(29)을 통한 역류로 인한 압력의 감소 때문에, 공기도 역시 그루브(31)를 통해 체임버(15)로 흘러 들어가려고 하는 경향이 있다. 상기 채널(28,29)의 압력감소 사이의 올바른 평형은, 심지어 자동잠금밸브(30)가 없는 경우에도, 개스킷(25)이 불충분하게 클램핑된 장치로부터 공기의 유출을 보장해준다. 이런 이유 때문에, 장치가 불충분하게 밀폐되었더라도, 타이어가 수축할 위험은 발생하지 않는다.
도2는 기밀후의 장치를 나타낸다; 타이어의 밸브(5,6)에서의 장치의 조임이 완료되어, 따라서, 밸브(5,6)에서의 몸체(4)의 나사조임을 통해 개스킷(25)을 적당히 기밀하면, 장치는 작동할 준비를 마친 것이다. 도2의 상태에서, 장치는 전형적인 타이어 팽창밸브의 캡처럼 동작한다. 즉, 장치는 아무 기능도 수행하지 않고, 단지 밸브를 보호하기 위해서만 사용된다. 타이어 밸브(5,6)는 자동잠금 밸브코어(7)에 의해 닫혀지고, 따라서, 공기관은 체임버(26)나 대기와 연결되지 않는다.
통상적으로, 박층(18)은 위쪽으로 구부러져 있다; 이러한 구부러짐은 체임버(20)의 압력이, 하우징(17)내의 압력과 관련하여, 충분히 높은 압력에 도달할 때 까지 유지된다(즉, 하우징(17)이 대기와 연결되어 있기 때문에, 대기압을 지칭하고, 이는 다음 설명을 참조하면 더 쉽게 이해될 것이다). 따라서, 상기 압력이 충분히 큰 경우에는, 아래쪽으로 구부러지게 된다.
실제로, 박층(18)의 구부러짐은, 타이어 공기관과 연결된 체임버(20)내의 압력과 대기와 연결된 하우징(17)의 압력차에 의존한다. 만약 상기 압력차가 충분히 크다면, 바이메탈(18)이 도3 및 도4에 나타낸 바와 같이 아래쪽으로 구부러질 것이고, 그렇지 않다면, 바이메탈(18)은 위로 구부러진 형태를 유지할 것이다.
뒤이은 작동은 장치를 로딩하는 것이다; 이것은 외부에서 축방향으로 작용하는 수동 추력(P)에 의해서 발생한다. 여기서 추력(P)은 스프링(9)의 추력을 초과하여 나사산이 있는 몸체(4)에 대한 외부용기(1)의 축방향 움직임을 야기시킨다.
장치(외부용기(1), 벽(2))의 외부 몸체에 작용하는 추력(P) 때문에, 상부벽(2)을 통해 박층(18)으로 전해지는 외력(P)에 의해, 플런저(11)는 아래쪽으로 움직인다; 추력(P)때문에, 박층(18)은 아래쪽으로 휘어지는데, 이것은 체임버(20)내의 압력이 하우징(17)내의 압력보다 충분히 큰 경우에도 마찬가지이다. 이것이 로딩 작용으로서, 체임버(20)의 압력과 하우징(17) 및 체임버(15)의 압력차가 충분히 큰 경우에 장치가 동작 개시 상태로 세트되는 것이다. 일시적인 로딩의 제 1 단계에서, 체임버(20)내의 압력과 체임버(15) 및 하우징(17)(덕트(14)를 통해 서로 연결되어 있다)내의 압력차가 발생하지 않고 변동되지 않게 되면, 박층(18)의 구부러짐과 플런저(11)의 아래쪽으로의 움직임은 기계적인 추력(P)에 의해서만 발생한다.
이와 같은 박층(18)의 기하학적인 형상 때문에, 이중닫힘장치를 갖춘 밸브(22)는 제1 안정위치로 움직이게 된다; 따라서, 밸브(22)는 덕트(13)를 덕트(12) 및 체임버(16,20)와 연결시키고, 채널(21)과 하우징(17)사이의 결합을 분리시킨다. 체임버(20)는 박층(18)의 윗면으로부터 벨로우즈(10)의 외부인 체임버(16)까지 연속적으로 연장되어 있다.
또, 같은 추력(P) 때문에, 플런저(11)는 아래쪽으로 움직인다; 따라서, 플런저의 봉 하단부(그 안으로 덕트(13)가 뚫려 있다)는 자동잠김 밸브코어(7)를 밑으로 누르게 되고, 관안의 공기는 팽창밸브(6)의 결합관(5) 내부에 위치한 체임버(26)를 채우게 된다.
개스킷(25)은, 플런저(11)가 도3(로딩 위치)에 나타낸 하한점으로 움직일때에만, 그 내부 주둥이(lip)로 플런저(11)의 봉을 봉인할 수 있다. 따라서, 자동잠김 밸브코어(7)가 열리기 시작할 때에, 플런저(11)가 아래쪽으로 움직이는 동안에, 관으로부터 나오는 공기가 체임버(26), 체임버(15), 덕트(28), 채널(29), 및 그루브(31)(덕트(12,13), 채널(21) 및 체임버(16,20)도 서로 연결되어 있기 때문에 이들을 채운다)를 채우게 된다면, 플런저(11)가 하한점에 도달하게 되는 순간에, 플런저(11)의 봉과 개스킷(25)이 봉인되고, 팽창밸브(6)의 결합관(5) 내부에 위치한 체임버(26)가 벨로우즈(10)안의 플런저(11) 아래에 위치한 체임버(15)와 분리된다. 플런저(11)의 봉에서의 밀봉은 개스킷(25)과 다른 개스킷 수단에 의해서, 예컨대, 나사산이 있는 몸체(4)를 가진 둥근 고리 개스킷에 의해서도 얻어질 수 있다. 여기서, 상기 밀봉은 플런저(11)가 하한점에 있을 때에, 체임버(26)와 체임버(15)를 분리하는데 필요하다: 상기 개스킷(25)으로 밀봉을 통합하게 되면, 축의 부피를 줄일수 있다.
일단 상기 조건이 달성되면, 공기관내에 존재하는 압력은 체임버(26), 덕트(12,13) 및 체임버(16,20)내에서 확립된다; 반대의 경우도 마찬가지로, 대기압이 체임버(15), 하우징(17), 덕트(14,28,29) 및 그루브(31)내에서 확립된다. 두 개의 동공(cavity)이 분리되는데, 제 1 공동(20)은 플런저(11) 위에 위치하고, 제 2 공동(15)은 플런저(11) 밑에 위치한다; 상기 분리는 한편으로 개스킷(25)(플런저(11)의 봉에서의 밀봉)에 의한 것이고, 다른 한편으로 벨로우즈(10)(플런저(11)에서의 밀봉)에 의한 것이다. 외부의 추력(P)이 제거될 때, 체임버(20)내의 압력과 하우징(17)내의 압력차(즉, 관과 대기 사이)가 충분히 크다면(내부 덕트(14)를 통해, 체임버(15)는 하우징(17)과 연결되어 있는데, 여기서 하우징은 대기압 상태로 있다), 박층(18)은, 상기 추력(P)이 제거되더라도, 추력(P)에 의해 아래로 구부러진 형상을 유지할 것이고, 채널(21)을 통한 덕트(13)와 하우징(17)의 연결이 폐쇄되지만, 같은 채널(21)을 통한 덕트(13)와 덕트(12)와의 연결(따라서, 덕트(13)가 체임버(16,20)와 연결되는 것)은 개방될 것인데, 이것은 이중닫힘장치를 갖춘 쌍안정 밸브에 의해 도달한 제 1 안정위치 덕분이다.
추력(P)이 제거되고 나면, 스프링(9)과 체임버(16,20)내의 공기압력은 외부용기(1)를 윗방향으로 이동시켜 도4에 나타낸 원래 위치로 도달하게 한다. 여기서, 만약 체임버(20) 내부에 존재하는 공기압(공기관의 압력)이 박층(18)의 윗면에 압력을 가할 정도이면, 상기 압력은 박층(18)을 아래로 구부리기에 충분하다(실제로, 대기압이 하우징(17)내에 존재한다); 상기 압력은 쉽게 공기관의 압력에 의한 추력을 초과하기 때문에, 상기 압력은 플런저(11)를 그 하한점에 고정시킨다.
상기 방식으로, 플런저(11)의 봉은, 공기관과 계측 시스템(18) 사이에서 체임버(26,20)를 통해, 연속적인 연결을 보장하기 위해 자동잠금 밸브코어(7)를 열어 놓은 상태로 유지한다. 각 공기 누출은 개스킷(25,19,3)과 벨로우즈(10)에 의한 밀봉에 의해 방지된다. 따라서, 도4에 나타낸 바와 같이, 타이어 압력(온도를 고려하여 결국 보정된)이 적정치로 유지된다면, 즉, 타이어 팽창압력의 하한 임계치를 초과하는 값으로 유지된다면, 장치는 로딩될 것이다. 즉, 박층(18)은 아래쪽으로 구부러지고, 플런저(11)는 하한점에 위치한다; 상기 장치는 자동잠김 밸브코어(7)를 통해 공기관과 연결상태를 유지한다.
상기 장치에 의해 얻어지는 기능(즉, 타이어 압력이 소정 임계치 밑으로 감소했을 때 신호를 발생하는 것)의 유용성은 모든 정상적인 작동 조건하에서 상대적이다. 정상적인 작동 조건하에서 타이어의 수축(상기 타이어의 구조를 통한 누출과 같은 자연적인 원인때문이든지, 작은 구멍과 같은 외적 원인 때문에 발생하는 현상)은 서서히 일어나고, 따라서, 일반적인 관찰로는 감지하기 힘들다; 따라서, 장치는 최적 압력치를 회복하기 위해(및/또는 자동차의 정지를 방지하기 위해 빵꾸를 수리하도록) 가능한 빨리 신호를 감지하고 작동하는데 필요한 기간을 부여한다. 분명히, 상기 장치는, 타이어의 급격한 수축을 야기시켜 신호를 감지하고 대응을 취하는데 필요한 기간이 불충분하도록 하는 빵꾸나 다른 중대한 결함의 경우에 아무런 실용적인 유용성을 제공하지 못한다.
자연적으로, 알맞은 팽창압력의 하한치를 나타내는 소정 임계치는, 타이어 수축이 천천히 일어났을 때, 타이어 압력이 신호를 감지하는데 필요한 기간을 허용할 수 있을 정도로 충분히 큰 경우에, 상기 한계치를 초과했을 때 신호가 발생하도록 하는 값으로 정의될 수 있다.
압력(온도를 고려하여 보정된 값)이 상기 소정 임계치 이하로 떨어지면(또는 이전보다 더 낮은 임계치 이하로 떨어지면), 도5에 나타낸 바와 같이, 박층(18)은 위로 구부러진다. 상기 구부러짐은, 덕트(13)와 체임버(16,20) 사이의 연결을 폐쇄하기 위해서(채널(21)과 덕트(12)를 통해), 이중닫힘장치를 갖춘 쌍안정 밸브(22)가 자동적으로 제 1 안정위치로부터 제 2 안정위치로 이동하도록 허용한다; 반대의 경우도 마찬가지로, 체임버(20)와 하우징(17) 사이의 연결(덕트(12)와 채널(21)을 통해)은 개방된 채로 유지된다. 하우징(17)은 덕트(14)를 통해 체임버(15)와 연결되어 있는데, 여기서 체임버(15)는 덕트(28), 채널(29), 및 그루브(31)를 통해 대기(27)와 연결되어 있다.
상기 상황이 발생했을 때 획득가능한 목적은 타이어를 안전하게 메꾸는 것이다; 따라서, 밸브코어(7) 또는 장치를 통한 공기 누출을 방지하기 위해, 타이어는 자동잠금 밸브코어(7)에 의해 대기로부터 분리된다. 이를 위해, 상기 장치는, 상부 체임버(20)(관압력이 존재하는)내의 압력과 하부 체임버(15)(주위 압력이 존재하는)내의 압력차로 인해서 플런저(11)로 작용하는 아랫방향으로의 추력이, 체임버(20)와 하우징(17) 사이의 압력차가 박층(18)을 아래쪽으로 구부러진 채로 유지시킬 때, 플런저(11)에 작용하는 윗방향으로의 추력을 초과하도록 설계된다; 상기 추력은 스프링(8)에 의해 위쪽으로 압력을 받는 밸브코어(7), 플런저(11)의 봉 부분에 작용하는 공기관 압력, 및 벨로우즈(10)의 탄성 때문에 발생한다. 이런 방식으로, 플런저(11)는 외부의 동요(진동, 관성력 등)에도 불구하고, 로딩 위치(하한점)에 머무르게 된다. 장치로부터 공기가 유출되는 현상의 시작은 타이어 압력(결국 온도를 고려하여 보정된다)의 변화 때문이고, 동공(17,14,15,28, 및 29)의 압력이 대기압을 나타내고, 동공(16,20,12,21,13, 및 26)의 압력이 공기관의 압력(임계치 이하로 떨어진)을 나타내는 경우에, 상기 변화 때문에 박층(18)은 위로 구부러진다. 상기 조건하에서, 플런저(11)위로 작용하는 상부 체임버(20)(관압력이 존재하는)와 하부 체임버(15)(주위 압력이 존재하는) 사이의 압력차는 여전히 플런저(11)를 로딩 위치(즉, 하한점으로)에 유지시킬 수 있다: 사실상, 플런저(11)의 활동영역 및 봉의 설계는, 소정 임계치 이하의 타이어 압력에서, 플런저(11)위로 작용하는 상기 열거된 다양한 힘의 합성 벡터들이 아래방향으로 향하도록 설계된다. 반면, 상기 임계치 이상이면, 박층은 위로 구부러진다. 상기 장치는 타이어의 수축이 서서히 발생하는 모든 통상적인 작동조건에서의 실용적인 유용성을 위해 설계되었기 때문에, 타이어 압력(온도를 고려하여 보정된)이 소정 임계치 이하의 값을 통과한 순간, 박층(18)은 즉시 위로 구부러질 것이지만, 플런저(11)로 작용하는 합력은 여전히 아랫방향으로 향할 것이다; 또, 상기 합력은, 상부 체임버(20)의 압력이 상당히 떨어질 때까지, 플런저(11)를 영구적으로 하한점에 유지시키는 값을 제공할 것이다. 이런 현저한 감소는 위로 구부러진 박층(18)의 직접적이고 즉각적인 결과 때문이다.
실제로, 박층(18)의 기하학적인 형태의 조정에 따른 이중잠금장치를 갖춘 밸브(22)의 제 2 안정위치로의 이동은 다양한 동공내에서의 압력의 변화를 야기시킨다. 덕트(13)(체임버(26)와 더불어 타이어 압력으로 유지되는)와 체임버(16,20)(덕트(21,12)를 통한) 사이의 결합이 분리되고, 체임버(20,16)로부터는 덕트(12,21), 하우징(17)(채널(21,12)과 연결된), 덕트(14), 체임버(15), 채널(28), 그루브(31), 및 대기(27)와 직접 연결된 채널(29)을 통해 공기가 방출된다.
이와 같은 방식으로, 체임버(20)내의 압력은 급격하게 떨어지는 한편, 덕트(28), 그루브(31), 및 채널(29)을 통해서 공기가 대기(27)로 유출되는 것을 방해하는 압력의 감소 때문에, 체임버(15)내의 압력은 증가하게 된다(이전 단계에서는 체임버(15)내의 압력이 대기압을 나타냈다). 스프링(8)과 벨로우즈(10)에 의해 압력을 받는 자동잠금 밸브코어(7)에 의해 플런저(11)의 봉에 작용하는 위쪽으로의 추력과 관련된 상기 현상은, 그 하한점으로 급격한 플런저(11)의 상향행정을 일으킨다.
플런저(11)의 상향행정이 시작하자마자, 두 개의 직경을 가진 봉은 개스킷(25)으로부터 이탈한다: 이런 방식으로, 자동잠금 밸브코어(7)가 닫혀질 때까지 타이어 압력으로 유지되는 체임버(26)와 플런저 아래에 위치하는 체임버(15) 사이에 직접 연결이 생성된다. 이런 방식으로, 체임버(15) 내의 압력은 플런저(11)로 상향 압력을 작용함으로써 즉각 타이어 압력치에 도달하게 된다; 상기 압력치는 자동잠금 밸브코어(7)가 완전히 닫혀질 때까지 유지되고, 자동잠금 밸브(23)는 공기가 하우징(17)쪽으로 흐르는 것을 방지하며, 공기는 덕트(21,12)를 통해 플런저(11) 위에 위치한 체임버(20)에 도달하게 되는데, 체임버(20) 내의 압력은 임계치를 넘기 전의 타이어 압력으로 떨어지게 된다.
이런 방식으로, 플런저(11)는, 자동잠금 밸브코어가 완전히 닫혀질 때까지, 위로 향하는 합성 추력에 좌우되고, 합성 추력은 체임버(15,20)내의 압력차 및 스프링(8)과 벨로우즈(10)의 추력에 의해 압력을 받는 자동잠김 밸브코어(7)의 지침에 가해지는 추력에 기인한다. 또, 합성추력은, 등가의 압력이 체임버(15,20)내에 존재하더라도, 플런저(11)를 위로 움직이는데 충분하다. 실제로, 체임버(15)내의 압력은, 자동잠금 밸브코어(7)로부터의 방출 흐름이 덕트(28), 그루브(31), 및 채널(29)을 통하여 대기로 빠져나가는 손실 흐름보다 월등히 많기 때문에, 타이어의 압력으로 유지된다: 이 사실은, 체임버(20) 내의 압력이 아주 미량 감소하거나, 심지어, 플런저(11)의 봉이 개스킷(25)으로부터 이탈되는 순간에서의 공기관의 압력으로 복귀하더라도, 플런저(11)로 작용하는 합성 압력은 스프링(8)과 벨로우즈(10)의 탄성력 때문에 언제나 위로 향할 것이다.
상기 사실 때문에, 플런저의 상한점으로의 급격한 상향행정이 발생하고, 자동잠김 밸브코어(7)가 폐쇄됨과 동시에 장치로부터 공기가 유출된다: 자동잠김 밸브코어(7)가 닫히면, 체임버(20,15)는 주위 압력(대기 압력)과 연결되고, 플런저(11)는 벨로우즈(10)의 탄성력 때문에 상한점에 도달할 때가지 상향행정을 완료한다(도6).
이와 같은 방식으로, 타이어는 주위와 격리된다; 따라서, 자동잠금 밸브코어(7)는 그 기능을 안전하게 수행하고, 팽창 밸브를 통한 공기의 누출에 대항하여 닫히게 된다. 이로 인해 장치로부터 공기 누출 위험을 방지할 수 있다.
만약 플런저(11)가, 로딩 단계 이후에, 자동잠김 밸브코어(7)를 열어 놓은 채로 유지된다면, 즉, 플런저(11)가 하한점에 위치한다면, 공기관의 압력(온도를 고려하여 보정한)이 소정 임계치를 초과한다는 것을 의미한다. 반대의 경우도 마찬가지로, 플런저(11)가 상한점(공기 방출)으로 되돌아가면, 공기관의 압력(온도를 고려하여 보정된)은 상기 소정 임계치 또는 이전값보다 더 낮은 또 다른 임계치보다 낮게 된다.
그렇게 되면, 정확한 타이어 압력의 하한점을 정의하는 임계치를 초과하는 지를 신호로 알리는 박층(18)의 구부러짐이나 플런저(11)의 위치(그 행정은 수 mm 정도이다)를 충분히 감지할 수 있다. 예컨대, 플런저(11) 위치의 기능에 있어서의 색변화는 벽(2)에 설치되는 투시창(transparent visor)에 표시될 수 있다. 또, 플런저(11)의 변위(박층(18)의 기하하적 형상의 변화)는 광학적 및/또는 음향신호의 방출이 얻어질 수 있는 수단에 의해 전기회로를 구동시킬 수 있고, 상기 신호는 유도, 또는 헤르쯔 파동 등 모든 가능한 조합에 의해 전송될 수 있다.
본 장치는 분명히 무한정으로 로딩될 수 있다; 임계치를 초과하는 상태가 발생할 때마다, 자동적으로 공기가 유출되고, 신호가 수신되었음을 확인하는 것에 의해, 뒤이어서 수동으로 로딩하기까지 그 상태를 유지한다.
도6은 타이어 압력이 감소된 후의 장치를 나타낸다; 이 경우에, 장치의 구성요소들은 도2에서의 위치와 마찬가지이다.
본 발명은 타이어의 팽창상태를 신호로 나타낼 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 수단에 의해 얻어진 결과는, 타이어로부터의 공기누출을 자동적으로 방지하고 제어하는 기능이 팽창밸브의 자동잠금코어(self-closing core)에 의해 달성된다는 것이다. 따라서, 타이어 압력이 정확하든 아니든, 타이어가 수축될 위험없이, 본 장치는 신호용으로만 쓰일 수 있다.

Claims (10)

  1. 스프링(8)에 의해 압력을 받는 자동잠김 밸브코어(7)를 제공하는 팽창밸브(6)의 결합관(5)과 나사 결합되는 나사산이 있는 몸체(4)와 같이 회전하는 외부 용기(1);
    제 1 한계점에 위치하는 플런저(11)로서, 타이어 압력과 대기압의 차가 미리 정해진 한계치를 초과하는 경우에, 서로 다른 외부 직경을 가진 봉에 의해 자동잠김 밸브코어(7)를 열어놓은 상태로 유지하는 플런저(11);
    하우징(17)을 포함하는 다양한 기하학적 형태의 요소(18)로서, 요소(18)의 기하학적인 형태는 타이어 압력과 대기압의 차에 의존하고, 대기압이 하우징(17)에 작용하고, 타이어 압력이 최고 한계치를 초과하는 경우에 상기 요소(18)는 제 1 기하학적 형태를 나타내고, 타이어 압력이 최저 한계치 이하이면, 제 2 기하학적 형태를 나타내는 요소(18);
    플런저(11) 밑에 위치한 제 1 체임버(15)를 플런저(11) 위에 위치한 제 2 체임버(20)와 분리하는 밀봉부재(10);
    하우징(17)을 제 1 체임버(15)와 연결시키고, 덕트(28), 채널(29), 및 그루브(31)를 통해 대기(27)와 연결시키는 덕트(14);
    플런저(11)가 제 1 한계점에 위치할 때 , 제 1 체임버(15)와 분리되어 있는 제 3 체임버(26); 및
    덕트(12,13,21) 및 이중 닫힘 장치를 갖춘 쌍안정 밸브(22)는 요소(18)에 의해 작동되어, 상기 체임버(20)를 공기관과 연결하여, 상기 요소(18)가 제 1 형태로 있을 때에, 상기 밸브(22)는 제 1 안정위치에 도달하고 플런저(11)는 제 1 한계점에 도달하며, 반대의 경우도 마찬가지로, 상기 요소(18)가 제 2 형태를 띄고, 따라서 밸브(22)가 제 2 안정위치에 도달할 때, 상기 체임버(15,20)를 서로 연결시키고, 상기 체임버(15,20)를 덕트(28), 채널(29), 및 그루브(31)를 통해 대기(27)와 연결시키는 덕트(12,13,21) 및 쌍안정 밸브(22)를 포함하며;
    타이어 압력이 최저 한계치 이하로 떨어지면, 상기 요소(18)는 제 2 형태에 도달하여, 이중닫힘장치를 갖춘 쌍안정 밸브(22)는 제 2 안정위치에 도달하고, 채널(21)과 덕트(12)를 통한 덕트(13)와 체임버(20) 사이의 연결을 폐쇄하고, 체임버(20)와 하우징(17) 사이의 연결을 개방하며, 그 차례가 되어서는, 상기 채널(21) 및 덕트(12)를 통해 대기(27)와 결합되고;
    이런 조건에서, 플런저(11)는 항상 제 2 한계점으로 움직이고, 따라서, 자동잠김 밸브코어(7)에 작용하지 않기 때문에, 밸브코어(7)는, 타이어 압력이 최저 한계치 이하로 떨어질 위험 없이, 공기가 공기관으로부터 빠져나가는 것을 방지하는 기능을 유지하며;
    타이어 압력이 정확한지 여부를 신호로 알리는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 팽창상태 신호장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 다양한 기하학적 형태를 갖춘 상기 요소는 쌍안정 박층(18)인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 다양한 기하학적 형태를 갖춘 상기 요소는 구부러짐의 변화를 일으키는 압력 한계치를 변동시킬 수 있는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부재(10)는 나사산이 있는 몸체(4)를 플런저(11)에 결합하는 벨로우즈(10)로 구성되어 있고; 상기 벨로우즈는 장치안에서 플런저(11)의 마찰없는 축방향으로의 활주를 허용하고, 각각 플런저(11)의 상하에 위치한 두 개의 체임버(15,20)를 분리하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 플런저(11)의 상부는 다양한 기하학적 형태를 갖춘 요소(18)에 의해 밀폐된 하우징(17)에 의해 고정되고; 개스킷(19)은 하우징(17)의 내측과 체임버(20) 사이의 밀봉을 경고하게 하며; 채널(21)은 하우징(17)을 플런저(11)의 내부 덕트(12,13)로 연결시키고, 다양한 기하학적 형태를 갖춘 요소(18)는 이중닫힘장치를 갖춘 쌍안정 밸브(22)에 작용함으로써 채널(21)을 제어하고, 덕트(13)와 채널(21)의 연결을 개방한 상태로, 상기 밸브(22)의 닫힘 장치의 제 1 부분이 하우징(17)과 채널(21) 사이의 연결을 폐쇄할 때에, 상기 밸브(22)는 제 1 안정위치를 제공하고, 하우징(17)과 채널(21) 사이의 연결을 유지한 채로, 밸브(22)의 잠금장치의 제 2 부분이 덕트(13)와 채널(21) 사이의 연결을 폐쇄할 때에, 상기 밸브(22)는 제 2 안정위치를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 다양한 기하학적 형태를 갖춘 상기 요소(18)는, 체임버(20)내의 압력이 하우징(17)내에 존재하는 대기압과 관련하여 충분히 높은 압력을 제공하지 못할 때에, 제 2 기하학적 형태에 도달하고; 상기 요소(18)의 구부러짐은, 플런저가 제 1 한계점에 있을 때에 타이어의 공기관과 연결된 체임버(20)의 압력과 대기와 연결된 하우징(17) 사이의 압력차에 의존하며; 만약 상기 압력차가 충분히 크다면, 상기 요소(18)는 안정적인 제 1 기하학적 형태에 도달하며, 반대의 경우도 마찬가지로, 상기 요소(18)는 제 2 기하학적 형태를 유지하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 축방향으로의 외부 추력(P) 때문에, 스프링(9)의 추력을 초과함으로써 나사산이 있는 몸체(4)와 관련하여 상기 외부용기(1)가 움직이고; 만약 체임버(20)내의 압력이 하우징(17)과 체임버(15)내의 압력보다 충분히 크다면, 장치(외부 용기(1), 벽(2))의 외부몸체로 작용하는 상기 추력(P) 때문에, 요소(18)의 기하학적 형태가 변화하고, 플런저(11)가 제 1 한계점으로 이동하며; 상기 단계에서 단지 기계적인 추력(P)에 의해, 요소(18)의 구부러짐과 플런저(11)의 제 1 한계점으로의 이동이 발생되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 추력(P)이 제거된 후에, 상기 스프링(9)과 체임버(20)내에서 작용하는 공기압은 외부 용기(1)를 원래의 안정 한계점으로 이동시키고; 만약 체임버(20)내의 타이어 공기압이 상기 요소(18)로 압력을 가할 수 있다면, 상기 압력은 상기 요소(18)를 제 1 기하학적 형태로 유지시키기에 충분하고, 상기 압력은, 체임버(26) 및 동공(12,13,20,21)을 통해 공기관과 상기 요소(18) 사이의 연속적인 연결을 보장하기 위해, 플런저(11)를 제1 한계점에 고정시켜 플런저(11)의 봉이 자동잠김 밸브코어(7)를 열어놓은 채로 유지시킬 수 있으며; 따라서, 타이어 압력이 충분히 높은 압력, 즉, 미리 정해진 한계치 이상인 경우, 상기 장치는 로딩상태로 유지되는데, 즉, 자동잠김 밸브코어(7)를 통해 타이어의 공기관과의 연결을 유지하기 위해, 상기 요소(18)는 제 1 기하학적 형태로 있고, 플런저(11)는 제 1 한계점에 있게 되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 플런저(11)의 위치에 의해 소정 임계치를 초과하는지 여부를 신호로 알 수 있고; 상기 목적을 위해 상기 벽(2)에 설치된 투시창(transparent visor)은 플런저(11) 위치의 기능에 따른 색변화를 표시하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 플런저(11)의 변위 또는 상기 요소(18)의 기하학적 형태의 변화는, 광학 및/또는 음향 신호가 헤르쯔 파동을 통해 전송되도록 얻어질 수 있는 전기회로를 작동시키는 것을 특징으로 하는 장치
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