KR20020063156A - 4계절 트랙션 타이어 스터드 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 숄더 상의 스터드 구멍 내외로 스터드를 이동시키기 위해 금속 와이어와 같은 밀봉 전동 수단(leak proof transmission means)을 갖는 4계절용 트랙션 타이어 스터드 시스템에 대한 것이다.

Description

4계절 트랙션 타이어 스터드 시스템{All year traction tire stud system}

이러한 문제점을 해결하기 위한 수많은 시도가 행해졌으나, 대부분의 시스템은 스터드 장치가 주행중에 견뎌야 하는 상당한 마모 및 균열(tear)로 인해 장기간에 걸쳐 적절하게 기능하지 않는다. 몇몇 조정가능한 스터드 시스템은 스터드가 나오거나 들어가게 하기 위해 공압(air pressure)을 요구한다. 불행히도, 이러한 시스템은 효과적으로 기능하지 않는다. 스터드가 노면에 대해 눌리면, 공기는 압축되는 경향이 있다. 그러므로, 스터드는 타이어로 다시 들어가게 된다. 공기가 차량 브레이스 시스템의 호스(hose)에 들어가는 경우에, 불충분한 압력으로 인한 유사한 효과가 나타난다. 다른 시스템은 스터드가 타이어 케이싱을 관통할 필요가 있다. 이는 결국 큰 마찰력과, 마모 및 균열로 인해 강철 벨트가 부식되므로 단기간 내에 타이어가 갈라지기(separation) 때문에 당업자에게 매우 불합리한 것으로 고려된다. 다른 공지된 가동 스터드 시스템은 스터드가 너무 크거나, 너무 복잡하거나, 고가이거나 또는 이들이 모래를 함유한 물(sandy water), 서리, 충격 등에 상하기쉽고 결과적으로 쉽게 손상되거나 고장나거나 또는 너무 빨리 마모되는 구성요소로 이루어져서 실용성이 없다.

노르웨이 특허 출원 제 861224호는 타이어의 내벽과 조합되어 에어 챔버를 형성하는 가동 벽으로 이루어진 스터드 장치를 공개한다. 결과적으로, 상술한 문제점은 이 시스템으로 해결되지 않았는데, 왜냐하면 이 시스템은 공압에 근거한 것이며 타이어 케이싱을 관통할 필요가 있기 때문이다. 독일 출원 공개 공보 제 2602544호 및 제 1680491호와 미국 특허 제 3,766,956호, 제 3,340,921호 및 3,095,918호는 모두 유사하게 공기를 사용하는 것에 기반하거나 또는 타이어 케이싱을 관통할 필요가 있어, 상술한 문제점이 해결되지 않은 채로 남아 있다. 게다가, 이러한 가동 스터드 타입의 장치는 종종 더 많은 공간을 필요로 한다. 또한, 가동 스터드를 타이어 트레드 하 또는 타이어 트레드 내에 위치시키면, 상당한 트레드 두께가 통상적으로 필요하다. 트레드가 두꺼우면 타이어가 가열되어 결과적으로 주행 성능이 감소되는 경향이 있다.

아이슬란드 공개공보 제 131970호는 공압에 기반한 가동 스터드 시스템을 또한 공개하며 상술한 단점을 모두 갖는다. 더욱이, 타이어 내측에서 호스가 고속으로 회전하는 이러한 시스템은 터질 위험(타이어가 펑크남(flat tire))이 있다. 또한, 펑크난 타이어는 상기 스터드 시스템을 손상시킬 수도 있다.

미국 특허 제 2,941,566호는 스터드를 움직이기 위해 유체를 사용하지만, 타이어 케이싱을 관통할 필요가 있어 상술한 문제점이 해결되지 않은 채로 남는다.

본 발명은 차량 주행시나 정차 중에 타이어 스터드(tire stud)를 조정할 수 있어 미끄럽거나 얼음이 덮힌 도로 상의 주행에 관한 문제점을 신속히 해결하는 것을 도와주는 가동(movable) 타이어 스터드 시스템에 대한 것이다.

도 1은 스터드 타이어 와이어 시스템과 휠의 단면도.

도 2는 외측에서 본 휠의 바깥쪽 측면도.

도 3은 휠의 도 2와 동일한 측면을 도시하지만 허브 캡이 씌워진 상태의 도면.

도 4는 보다 단순한 수동식 타이어 스터드 시스템을 사용할 때의 휠의 단면도.

도 5는 도 4와 동일하지만 보다 타이어의 형상에 따르도록 설계된, 스터드가 다소 곧지 않은 형태의 휠의 단면도.

도 6은 외측을 향하는 측면에서 본 수동식 스터드 시스템용 숄더 블록(shoulder block)의 상세도.

도 7은 운전석으로부터 운전자에게 원격제어식 트랙션 장치를 제공하는 실시예의 숄더 블록의 상세도.

본 발명의 스터드 시스템은 몇몇 장점을 갖는 것이 실험을 통해 확인되었다. 우선, 사이프(sipe)가 가공되지 않은 트레드 블록의 숄더에 장착된 스터드 잭과 조합되고 본 발명의 시스템의 구조가 차량의 브레이크 시스템과 유사하기 때문에 인용한 종래기술의 공보의 공압 및 유압 시스템에 비해 내구성이 크다. 브레이크 페달을 밟을 때, 브레이크 실린더 내의 피스톤은 브레이크 슈(shoe)에 대해 밀린다. 본 발명에서, 타이어 스터드는 등가의 작용력에 의해 노면에 대해 눌린다. 다른 장점은 유압 또는 공압 시스템과는 달리 누수되지 않으며, 울퉁불퉁한 노면에 대해 내구성이 더 크다는 점이다. 스터드의 조정은 핸들을 통해 간단한 수동 방식으로 이루어질 수도 있다.

상술한 공보들과는 달리, 본 발명의 스터드는 타이어 케이싱을 관통하지 않고 트레드의 사이프가 가공되지 않은 매우 큰 숄더 블록에 장착된다. 스터드는 예를 들어 트럭 타이어의 경우 타이어 치수가 허용된다면 타이어 트레드 이외의 위치에 장착될 수도 있다. 보다 작은 차량들에 대해 본 발명의 시스템을 고려하면, 필요한 치수의 트레드의 숄더 블록을 갖는 타이어가 거의 없다. 그러나, 이러한 타이어를 제조할 수는 있다. 몇몇 울퉁불퉁한 지형용 타이어(rugged terrain tire)는 타이어 케이싱을 관통하지 않고 작은 가동 스터드를 장착하기에 충분한 트레드 두께를 갖는다. 보다 개발하여 이러한 스터드 시스템의 적합성(adaptability)이 개선될 수 있다.

실용적으로는, 기능하는 가동 스터드 시스템은 드물게 요구된다. 이러한 시스템은 차량 소유자에게 봄·가을 마다 타이어를 바꾸거나 체인을 사용할 필요가없게 되는 편리함을 제공한다. 전통적인 스터드 시스템은 겨울 기간 내내 사용되고는 빨리 마모되어 버린다, 가동 스터드는 자주 사용되지 않기 때문에 그 예리함이 보다 오래 유지된다. 보다 예리한 스터드는 주행 안전성이 향상됨을 의미한다. 겨울동안 내내 계속 사용되는 스터드는 도로의 유지보수에 많은 비용이 들게 하며 공기 오염을 증가시킴을 의미한다. 정적인 스터드는 겨울 동안 내내 사용되기 때문에, 도로의 마모를 감소시키기 위해 가동 스터드보다 작아야 한다. 결과적으로, 당업자는 가동 스터드가 전통적인 정적인 스터드보다 더 많이 돌출될 수 있어 빙판이 덮힌 노면에서 특히 스터드를 구비하지 않은 타이어에 비해 제동거리가 상당히 감소됨을 지적한다. 빙판이 덮힌 노면에 새로 눈이 내렸을 때 주행시에는 일반적으로 양호한 상태의 스터드를 갖는 타이어를 사용하는 것 이외에는 대안이 없다.

결과적으로, 본원에 제안된 것과 같은 가동 스터드 시스템이 명백히 필요하다. 이러한 요구는 첨부된 청구범위에 정의된 타입의 스터드 시스템에 의해 충족된다.

본 발명에 따른 스터드 시스템은 동봉된 도면을 참조하여 실시예를 참조하여 보다 엄밀하게 설명된다.

Claims (14)

1. 타이어 숄더 상의 스터드 구멍 내외로 스터드를 이동시키기 위해 금속 와이어와 같은 밀봉 전동 수단(leak proof transmission means)을 갖고, 와이어와 같은 상기 밀봉 수단은 타이어 케이싱 외측의 타이어 측면에서도 움직일 수 있고 타이어의 돌출부(15, 13)에 조립 및 해제가능함으로써 용이하게 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어 스터드 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   스터드(도 1)가 노면에 관련하여 타이어 스터드에 대해 정상인 것보다 더 기울어진 상태로 타이어 블록에 장착될 수 있고, 타이어 숄더 블록의 사이프가 가공되지 않은 매우 큰 부분에 장착되고, 액체, 피스톤, 개스킷, 밸브 등을 위한 압력 챔버를 갖는 유압 시스템의 스터드보다 적은 공간을 요구하기 때문에 상기 스터드의 길이는 타이어 트레드 두께에 의해 제한되지 않는 차량용 타이어 스터드 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 와이어는 타이어 트레드 옆의 타이어 스터드에서 종료하며, 상기 스터드는 양호하게는 노면 상에서의 접지력(road grip)을 개선하기 위해 스터드의 단부(very end)에서 가장 두꺼운 절두 원추형(frustoconical) 또는 절두 피라미드형의 스터드 팁(39; stud tip)을 갖는 차량용 타이어 스터드 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,

   사이프가 가공되지 않은 매우 큰 부분을 갖는 타이어 숄더 블록이 돌출하여 타이어 트레드가 동일한 사이즈의 타이어 케이싱의 평균적인 타이어 트레드보다 더 넓게 되는 차량용 타이어 스터드 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 스터드는 예를 들어, 노치(41)로 들어가는 핀(42)을 가져 작은 핸들(40; 도 5)에 의해 돌출 또는 후퇴 위치로 수동식으로 움직일 수 있는 차량용 타이어 스터드 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   스터드(8) 및 슬리브(44)의 단면은 직사각형/타원형(oblong/oval/rectangular) 형상을 가져 스터드가 사용시에 너무 많이 비틀리게 되는 것을 방지하는 차량용 타이어 스터드 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   휠의 림에 위치된 스터드 구동원(1)은 핸들(2)에 의해 수동식으로 또는 전기 모터(3)에 의해 작동될 수 있는 차량용 타이어 스터드 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 전기 모터는 운전자가 계기판 상의 스위치 또는 버튼을 눌러 작동되어 휠 내의 리시버에 라디오 신호를 전송할 수 있고, 상기 리시버는 전기 모터에 연결되어 모터의 축(4; axle shaft)이 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하게 하며, 축 상에 나사가공하여 축이 회전하면 금속제 암(5; metal arm)이 와이어 분배기(6; wire distributor)와 와이어(16)와 스터드(8)가 움직이게 되는 차량용 타이어 스터드 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   휠 중앙의 상기 스터드 구동 부재는 정상적 상태에서 밀봉되고 주행시 휠의 불균형을 상쇄하도록 밸런싱 또는 카운터 밸런싱(balanced/counterbalanced)되는 차량용 타이어 스터드 시스템.
10. 제 8 항에 있어서,

    계기판의 디스플레이(9)는 운전자에게 스터드 돌출에 대한 정보(30)를 제공하는 차량용 타이어 스터드 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 디스플레이는 타이어 두께 및 스터드 돌출 정도에 따라 레귤레이터(10)에 의해 조정될 수 있는 차량용 타이어 스터드 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,

    스터드가 자동으로 후퇴하기 전에 몇 분 동안 유지될지 프로그래밍할 수 있는 타이머(11)를 구비하는 차량용 타이어 스터드 시스템.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 시스템은 정차 중에 예를 들어, 태양 전지(12), 유도(induction), 슬립링, 진자 발전기(pendulum dynamo), 플러그-인 충전(plug-in charging)에 의해 여기(energized)되는 차량용 타이어 스터드 시스템.
14. 제 1 항에 있어서,

    타이어 측면에 돌출부(13)를 갖는 차량용 타이어 스터드 시스템.