KR200202900Y1 - 타이어파열 지지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 타이어가 파열되면서 쭈그러들어 아래쪽으로 주저앉는 것을 지지하여 파열되지 않은 다른 타이어와의 균형을 유지하도록 하므로써 안전운행을 할 수 있도록 한 타이어파열 지지장치에 관한 것으로, 반경방향으로 분할되는 부채꼴모양의 지지체(50)를 타이어(60) 내부에 위치되도록 림(70)의 외주면(72)에 복수개 환형으로 설치하고, 그 연결부위에 형성된 구멍(52a)(54a)을 통해 볼트(80)를 관통시켜서 조립하도록 구성된 장치에 각 지지체(50)에서 서로 맞닿는 양쪽의 분할면(52)(54)중 한쪽의 분할면(52)은 오목하게 형성하고, 다른 한쪽의 분할면(54)은 볼록하게 형성하여 구성한 것이다.

Description

타이어파열 지지장치 {.}

본 고안은 타이어파열 지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 타이어가 파열되면서 쭈그러들어 아래쪽으로 주저앉는 것을 지지하여 파열되지 않은 다른 타이어와의 균형을 유지하도록 하므로써 안전운행을 할 수 있도록 한 타이어파열 지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 타이어는 내부로 주입된 압축공기에 의해 지지력을 갖도록 된 것으로, 차축으로부터 전달되는 회전력에 의해 노면과의 마찰력을 통해서 주행력을 발생시키게 되며, 주행중 운전자로부터 조작되는 조향장치와 연계되어 자동차의 주행방향을 결정하게 되고, 차체를 균형있게 지지하면서 주행중에 발생되는 진동을 현가장치와 함께 흡수하여 승차감을 높이는 역할도 하게 되며, 자동차의 제동장치와 연계되어 노면과 마찰되면서 제동력을 발생시키는 매우 중요한 부품중의 하나이다.

이러한 타이어는 튜브리스 타입의 것이 보편화되어 있으며, 첨부도면 도1에 도시된 바와 같이 차축에 고정되는 원판형태의 디스크(12)와, 이 디스크(12)의 외측에 고정되는 스풀형태의 림(14)을 갖는 휠(16)의 외측에 타이어(10)가 끼워지는 구조로 되어 있다.

그런데, 자동차의 타이어(10)가 마모에 의해 파열되면, 차체가 파열된 타이어(10)쪽으로 급격하게 기울어지면서 자동차의 조향능력을 순간 상실케 하여 귀중한 인명을 잃게 되는 사고를 일으키기도 하기 때문에 정기적인 점검이 필요하게 된다.

그러나, 정기적인 점검에 의해 타이어의 상태가 양호하게 보존하더라도 주행중인 노면에 날카로운 장애물 등이 있는 경우에는 부득이 사고를 예방할 수 없다.

이 경우 자동차에 장착된 튜브리스타입의 타이어(10) 내부에는 일정한 압력을 갖는 공기가 주입되어 있는데, 타이어(10)가 파열되면, 지지력을 갖도록 하는 내부의 공기가 밖으로 배출되면서, 차량의 중량에 의해 급격하게 쭈그러들기 때문에 발생된다.

이러한 것을 방지하기 위하여 종래에는 타이어(10)가 파열되더라도 심한 좌굴현상을 방지하기 위하여 타이어(10)의 내부에 위치되고, 림(14)의 외주면에 밀착되는 환형의 조립체를 설치하여 타이어(10)가 파열되었을 때 내부에서 지지하도록 하는 장치들이 제안되었다.

이와 같은 종래의 장치들 중에서 한가지 예인 1981년 10월 28일자로 공개된 일본공개실용신안공보 소56-143102호(명칭: 특수타이어)를 첨부도면 도2a 및 도2b에 나타내었는데, 이에 도시된 바와 같이 튜브리스 타이어(20)의 차륜 림(22) 외주면에 밀착되도록 조립되어 전체적인 형상이 환상인 복수개의 중자부재(24)가 반경방향으로 분할되어 각각이 부채꼴모양으로 되어 있으며, 그 분할부분은 접합볼트(26)와 너트(27)를 이용해서 조립할 수 있도록 구성되어 있었다.

그러나 이와 같은 종래의 장치는 튜브리스 타이어(20)가 파열된 상태에서 운전자가 자동차가 주행방향을 바꾸기 위해 스티어링 휠을 조작하여 타이어의 각도를 변경하게 되면, 튜브리스 타이어(20)와 내부의 중자부재(24)가 측방향으로 강한 압력을 받게 되는데, 이러한 중자부재(24)들이 접합볼트(26)와 너트(27)에 의해 체결력을 유지하면서 측방향으로 작용되는 힘도 동시에 지지하는 구조로 되어 있기 때문에 접합볼트(26)에 특히 취약한 체결방향에 대한 직각방향(볼트를 조이게 되면 이 볼트가 진행하는 방향에 대한 직각방향)으로 작용되는 하중에 의해 전단력을 받으면서 파단되어 결합력을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

이는 파열된 튜브리스 타이어(20)쪽으로 차체가 아예 기울어져서 운행을 중지하거나 하여 사전 안전조치를 취할 때 보다도 위와 같은 '특수타이어'에 구비된 안전장치를 믿고 운행하던 중 접합볼트(26)가 전단되면, 내부의 중자부재(24)가 서로 분리되어 튜브리스 타이어(20) 내부에서 불규칙하게 위치되면서 오히려 자동차를 뜻하지 않는 방향으로 움직이거나 하는 매우 심각한 문제점을 일으키는 문제점을 가지고 있었던 것이다.

즉, 접합볼트(26)에 의해 연결된 중자부재(24) 끼리 서로 반대방향으로 힘을 받는 경우에는 이들이 마치 전단금형과 같은 역할을 하게 되어 접합볼트(26)가 쉽게 전단되는 문제점이 있었던 것이다.

또한, 차륜 림(22)의 외주면과 접촉하도록 만들어지는 내측플레이트(6)의 폭이 차륜 림(22)의 폭에 대응하여 가변되는 것이 아닌 일정한 치수로 고정되는 구조로 되어 있기 때문에 타이어의 폭에 따라 다양한 치수의 것들을 만들어내야 하기 때문에 비생산적이고, 튜브리스 타이어(20)의 폭에 따라 용도가 한정되는 문제점이 있었다.

그리고, 차륜 림(22)의 외주면과 접촉하게 되는 내측플레이트(24a)의 내주면에는 이 차륜 림(22)과의 마찰을 위한 아무런 마찰부재가 갖추어져 있지 않기 때문에 주행시에 급제동이 걸리는 경우 중자부재(24)가 차륜 림(22)으로부터 미끄러지면서 심한 소음이 발생되거나 진동을 일으켜 조향정밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

또, 중자부재(24)를 조립하는 과정에서 접합볼트(26)를 체결하기 위한 구멍(도시 않됨)의 중심을 맞추기 위한 보조장치가 구비되어 있지 않았기 때문에 조립작업을 번거롭게 하여 조립생산성을 저하시키는 문제점도 있었다.

한편, 종래의 장치들 중에서 다른 예인 1992년 3월 16일자로 공개된 일본 공개특허공보 특개평4-81308호(명칭: 공기주입식 타이어용 중자조립체)를 첨부도면 도3a 및 도3b에 나타내었는데, 이에 도시된 바와 같이 공기주입식 타이어(30)의 림(32) 외주면에 밀착되는 부채꼴모양의 중자조립체(34)가 반경방향으로 분할되어 조립되었을 때 환상을 이루도록 구성되어 있으며, 각각의 결합부위 측면에 볼트(36)와 같은 체결수단에 의해 체결되는 판모양의 단부(38)를 설치하여 구성된 것이었다.

그러나, 이와 같은 종래의 장치는 통상 림(32)의 바깥쪽에서 안쪽으로 통하도록 되어 있는 공기주입구(32a)를 중자조립체(34)가 막는 것을 방지하기 위하여 중자조립체(34)의 폭을 림(32)의 폭보다 좁게 하여 공기주입구(32a)가 안쪽에서 노출되도록 구성되어 있었기 때문에 중자조립체(34)의 전체적인 폭이 공기주입식 타이어(30)의 폭보다 훨씬 작아지게 되어 공기주입식 타이어(30)가 파열되었을 때 중자조립체(34)에 의한 노면접지력을 떨어뜨리게 되는 것은 물론이고, 중자조립체(34)의 지지면이 비교적 작아지기 때문에 수직안정성이 떨어지면서 자동차의 주행안정성을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 앞서 설명한 종래의 예에서 지적한 문제점인 공기주입식 타이어(30)가 파열된 상태에서 자동차의 주행방향을 바꾸는 경우에 중자조립체(34)의 측방향으로 작용되는 힘에 의해 판모양으로 되어 있는 단부(38)가 쉽게 휘어버리면서 측방향으로 작용되는 힘에 대해 매우 취약하게 된다는 공통된 문제점을 가지고 있었던 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 자동차의 주행중에 파열되는 타이어를 안정되게 지지하여 파열되지 않은 다른 타이어와 균형을 이룸으로써 보다 안정된 주행이 되도록 할 수 있는 것은 물론이고, 측방향으로 작용되는 힘에 대해 견디는 구조적인 강성을 향상시킬 수 있으며, 타이어의 내부로 통하는 공기주입구의 통로를 막지 않으면서 동시에 폭을 보다 넓게 할 수 있도록 하여 안정된 주행이 가능하도록 하고, 림과의 마찰력을 보다 증대 시킴으로써 급제동시에 관성에 의해 림으로부터 미끄러지는 것을 방지하여 소음이나 진동 발생을 억제할 수 있으며, 조립이 보다 간편하게 되는 타이어파열 지지장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 타이어파열 지지장치는 반경방향으로 분할되는 부채꼴모양의 지지체를 타이어 내부에 위치되도록 림의 외주면에 복수개 환형으로 설치하고, 그 연결부위에 형성된 구멍을 통해 볼트를 관통시켜서 조립 하도록 구성된 타이어파열 지지장치에 있어서, 상기 각 지지체에서 서로 맞닿는 양쪽의 분할면중 한쪽의 분할면은 오목하게 형성하고, 다른 한쪽의 분할면은 볼록하게 형성하여 구성된 특징을 갖는다.

도 1 은 일반적인 타이어의 구조를 보인 정단면도

도 2a 는 종래 특수타이어를 나타낸 정단면도

도 2b 는 종래 특수타이어를 나타낸 횡단면도

도 3a 는 종래 공기주입식 타이어용 중자조립체를 나타낸 사시도

도 3b 는 종래 공기주입식 타이어용 중자조립체를 나타낸 정단면도

도 4 은 본 고안에 따른 타이어파열 지지장치의 구성을 보이는 사시도

도 5 은 본 고안에 따른 타이어파열 지지장치의 구성을 보이는 정단면도

도 6 은 본 고안에 따른 타이어파열 지지장치의 구성을 보이는 횡단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

50 : 지지체 60 : 타이어

70 : 림 72,58 : 외주면

52a,54a : 구멍 80 : 볼트

52,54 : 분할면 56 : 내주면

74 : 공기주입구 56a : 홈

90 : 탄성편 56c,58c : 연질코팅층

50d : 중공부 50e : 리브

이하 본 고안에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이 반경방향으로 분할되는 부채꼴모양의 지지체(50)가 타이어(60) 내부에 위치되도록 림(70)의 외주면(72)에 복수개 환형으로 설치되는 통상의 구성을 가지며, 이에 상기 각 지지체(50)에서 서로 맞닿는 양쪽의 분할면(52)(54)중 한쪽의 분할면(52)은 오목하게 형성하고, 다른 한쪽의 분할면(54)은 볼록하게 형성하여 구성하였다.

상기 지지체(50)의 분할면(52)(54) 중앙에는 볼트(80)를 관통시켜서 조립하도록 구멍(52a)(54a)을 형성하였다.

상기 림(70)의 외주면(72)과 밀착되는 지지체(50)의 내주면(56)상에 타이어(60) 내부로 통하는 공기주입구(74)의 통로를 노출시키기 위한 홈(56a)을 형성하였으며, 이 홈(56a)은 예컨대, 반원형으로 형성할 수 있다.

상기 지지체(50)의 양측면에 부분매설되어 상기 림(70)의 외주면(72) 벽에 밀착되는 복수개의 탄성편(90)을 형성하였다.

상기 지지체(50)의 내주면(56)과 외주면(58)에 각각 경질고무와 같은 연질코팅층(56c)(58c)을 형성하여 림(70)과 타이어(60)와의 마찰력을 증대시킬 수 있도록 구성하였다.

상기 지지체(50)의 양측에 형성된 오목한 분할면(52)과, 볼록한 분할면(54)은 모두 구면(球面)으로 형성할 수 있으나 꼭 이러한 형상에 한정하는 것이 아니고, 원뿔모양 또는 다각뿔모양 등으로 형성할 수 있다.

상기 지지체(50)는 양측면으로 관통되는 복수의 중공부(50d)와, 그 중공부(50d) 사이사이에 형성되는 리브(50e)로 구성될 수 있다.

즉, 지지체(50)에 형성되는 중공부(50d)는 예를 들어서 총4개로 구성될 수 있고, 도시예에서와 같이 중앙의 2개는 그 단면모양을 사다리꼴모양으로 형성하고, 양측 끝부분의 2개는 평행사변형모양으로 구성될 수 있다.

상기 지지체(50)는 4개가 하나의 조립체를 이루도록 구성하였으나 꼭 이러한 개수에 한정하지 않고, 6등분, 8등분 등 임의의 개수로 분할하여 구성할 수 있다.

또한, 지지체(50)의 양측면을 관통하도록 형성되는 복수의 중공부(50d)중 이지지체(50)의 양측 분할면(52)(54)에 접하도록 형성되는 중공부(50d)에는 이 지지체(50)에 형성되는 구멍(52a)(54a)이 노출되도록 하여 조립할 때 이 중공부(50d)를 통해 볼트(80)를 끼우거나 너트(82)를 조립할 수 있도록 구성하였다.

이하 본 고안에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이 림(70)에 지지체(50)를 조립하는경우 타이어(60)와 림(70)이 서로 분리된 상태에서 림(70)의 외주면(72)에 조립할 지지체(50)를 위치시키고, 각각의 오목한 분할면(52)과 볼록한 분할면(54)을 맞추게 되면, 그 분할면(52)(54)의 중앙에 형성되어 있는 구멍(52a)(54a)의 중심이 일치된다.

즉, 볼트(80)를 끼우기 위해 지지체(50)의 분할면(52)(54)에 형성되어 있는 구멍(52a)(54a)은 오목한 분할면(52)과 볼록한 분할면(54)이 서로 밀착되었을 때 그 구멍(52a)(54a)의 중심이 일치되도록 분할면(52)(54)의 중앙에 형성되어 있기 때문에 지지체(50)를 조립할 때 볼트(80)를 끼우기 위한 구멍(52a)(54a)의 중심맞춤작업이 보다 용이하게 된다.

위와 같은 상태에서 지지체(50)의 양측면을 관통하도록 형성된 중공부(50d)로 노출된 구멍(52a)으로 볼트(80)를 집어넣고 반대편 중공부(50d)로 볼트(80)의 끝을 노출시킨 다음 노출된 볼트(80)의 끝부분에 너트(82)를 결합하게 되면, 볼트(80)와 너트(82)의 결합력에 의해 지지체(50)의 분할면(52)(54)이 강하게 밀착되어 부채꼴모양이던 여러개의 지지체(50)가 조립되어 고리모양으로 된다.

이때 지지체(50)의 측면으로 노출되어 있는 탄성편(90)이 럼(70)의 측면에 접촉하여 지지체(50)가 측방향으로 흔들리는 것을 방지하는 작용을 하게 되는데, 림(70)의 폭에 변동이 있더라도 탄성편(90)이 림(70)의 폭에 대응하여 탄성변형되면서 밀착된다.

즉, 폭의 넓이가 상대적으로 넓은 림(70)에서 좁은 림(70)까지 동일한 지지체(50)를 이용하여 설치하는 경우 지지체(50)의 측면에 형성되어 있는 탄성편(90)이 탄성력에 의해 항상 바깥쪽으로 복원되려고 하기 때문에 폭이 좁아지거나 넓어지는 경우 탄성편(90)이 안쪽으로 변형되거나 바깥쪽으로 복원되어 림(70)의 외주면(72) 벽에 강하게 접촉되는 것이다.

또한, 지지체(50)의 내주면(56)에 형성되어 있는 홈(56a)은 림(70)에 설치되어 있는 공기주입구(74)의 통로를 가리지 않도록 하는 작용을 하게 되는데, 지지체(50)를 림(70)에 설치하는 과정에서 지지체(50)에 형성된 홈(56a)이 공기주입구(74)가 위치되어 있는 곳에 위치되도록 조립하면 된다.

위와 같은 상태에서 지지체(50)가 설치된 림(70)의 외주면(72)에 타이어(60)를 결합하게 되면, 타이어(60)에 의해 보이지 않게 된다.

한편, 자동차의 주행중 타이어(60)가 파열되면, 내부에 주입되어 있던 압축 공기가 외부로 빠져나가게 되어 타이어(60)가 지지력을 잃고 쭈그러들게 되는데, 이때 타이어(60) 내부에서 림(70)의 외주면(72)에 밀착되어 있는 지지체(50)가 타이어(60)를 지지하는 작용을 하게 되어 더 이상 타이어(60)가 주저 앉지 못하게 된다.

즉, 지지체(50)는 타이어(60)와 같이 압축공기에 의해 지지력을 갖는 것이 아니고, 자체의 강성에 의해 형상을 유지하는 것이기 때문에 타이어(60) 내부의 공기가 밖으로 배출되더라도 림(70)에 고정되어 타이어(60)의 주저 앉음을 방지하는 동시에 파열되지 않은 다른 쪽 타이어와 함께 차체가 균형을 이루도록 하는 작용을 하게 된다.

또, 자동차의 주행중 급제동을 걸게 되면, 림(70)에 밀착되어 있는 지지체(50)가 관성력에 의해 회전하던 방향으로 계속해서 회전하려는 힘을 갖게 되는데, 이때 지지체(50)의 내주면(56)에 형성되어 있는 연질코팅층(56c)에 의해 림(70)과의 보다 강한 마찰력으로 버티고 있기 때문에 림(70)으로부터 미끄러지는 것이 방지된다.

그리고, 타이어(60)가 파열된 상태에서는 지지체(50)의 외주면(58)에 형성되어 있는 연질코팅층(58c)이 쭈그러든 타이어(60)와 지지체(50) 사이에 발생될 수 있는 미끄럼을 방지하는 작용을 하게 된다.

또한, 타이어(60)가 파열된 상태에서 자동차의 주행방향을 바꾸기 위하여 각도를 변경하게 되면, 타이어(60)의 측방향으로 힘이 가해지게 되며, 타이어(60) 내부에서 지지하는 지지체(50)에도 측방향으로 힘이 작용된다. 이때 결합된 지지체(50)와 지지체(50)는 옥목한 분할면(52)과 볼록한 분할면(54)이 서로 강하게 밀착되어 있는 구조로 되어 있기 때문에 지지체(50)가 측방향으로 힘을 받을 경우 분할면(52)(54)에서 걸림작용이 일어나게 되어 볼트(80)는 측방향으로 작용되는 하중을 받지 않고 다만 체결방향 즉, 볼트(80)의 축방향으로 작용되는 힘만 받게 되어 부품의 수명이 보다 길어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 자동차의 주행중 파열되는 타이어를 지지하여 파열되지 않은 다른 타이어와 균형을 이룸으로써 보다 안정된 주행이 되도록 할 수 있는 효과가 있는 것은 물론이고, 지지체의 분할명이 오목면과 볼록면으로 구성되어 있기 때문에 측방향으로 작용되는 힘에 대해 견디는 구조적인 강성을 향상시킬 수 있는 동시에 볼트의 수명을 보다 연장시킬 수 있으며, 지지체의 내주면에 형성되어 있는 홈에 의해 타이어의 내부로 통하는 공기주입구의 통로를 막지 않으면서 지지체의 폭을 넓게 할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 보다 안정된 주행이 가능하게 되며, 지지체의 내주면에 형성된 연질코팅층에 의해 림과의 마찰력을 보다 증대시킴으로써 급제동시에 지지체가 관성에 의해 림으로부터 미끄러지는 것을 방지하여 소음이나 진동 발생을 억제할 수 있으며, 지지체에 형성된 오목면과 볼록면이 서로 밀착되었을 때 볼트를 끼우기 위한 구멍의 중심이 일치되도록 구성되어 있기 때문에 조립이 보다 간편하게 되는 효과가 있고, 더 나아가서는 볼트를 사용수가 줄어들기 때문에 조립생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 반경방향으로 분할되는 부채꼴모양의 지지체(50)를 타이어(60) 내부에 위치되도록 림(70)의 외주면(72)에 복수개 환형으로 설치하고, 그 연결부위에 형성된 구멍(52a)(54a)을 통해 볼트(80)를 관통시켜서 조립하도록 구성된 타이어파열 지지장치에 있어서,

   상기 각 지지체(50)에서 서로 맞닿는 양쪽의 분할면(52)(54)중 한쪽의 분할면(52)은 오목하게 형성하고, 다른 한쪽의 분할면(54)은 볼록하게 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 타이어파열 지지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 림(70)의 외주면(72)과 밀착되는 지지체(50)의 내주면(56)상에 타이어(60) 내부로 통하는 공기주입구(74)의 통로를 노출시키기 위한 홈(56a)을 추가로 형성한 것을 특징으로 하는 타이어파열 지지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지체(50)의 양측면에 부분매설되어 상기 림(70)의외주면(72) 벽에 밀착되는 복수개의 탄성편(90)을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 타이어파열 지지장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 지지체(50)의 양측에 형성된 오목한 분할면(52)과, 볼록한 분할면(54)은 모두 구면(球面)인 것을 특징으로 하는 타이어파열 지지장치.
5. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체(50)는 양측면으로 관통되는 복수의 중공부(50d)와, 그 중공부(50d) 사이사이에 형성되는 리브(50e)로 구성된 것을 특징으로 하는 타이어파열 지지장치.