KR20030081782A - 자동차의 타이어용 에어밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 타이어의 에어밸브에 관한 것으로, 특히 타이어 내부에 공기가 적당량 주입된 상태에서 어떠한 경우에도 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 타이어의 에어밸브에 관한 것이다.

이를 위해 구성되는 본 발명은 에어밸브의 밸브하우징의 내부 지지턱에 대응하는 밸브몸체의 외부에 고무재질의 밀봉부재(O-ring 또는 Rubber Seal)를 삽입하여 밸브하우징의 내부 지지턱에 밀착되어 타이어의 내부공기가 외부로 누출되지 않도록 구성되어 있다.

이에 따라, 타이어의 적당한 공기압력을 항상 일정하게 유지시킴으로써 타이어의 수명연장, 주행 안전성 및 연료절감의 효과가 있다.

Description

자동차의 타이어용 에어밸브{Air valve for automobile tire}

본 발명은 자동차의 타이어용 에어밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어 내부에 공기가 적당량 주입된 상태에서 어떠한 경우에도 내부의 공기가 외부로 누출되지 않도록 에어밸브의 밸브하우징의 내부 지지턱에 대응하는 밸브몸체의 외부에 고무재질의 밀봉부재(O-ring 또는 Rubber Seal)를 삽입하여 밸브하우징의 내부 지지턱에 밀착되어 타이어의 내부공기가 외부로 누출되지 않도록 구성된 자동차의 타이어용 에어밸브에 관한 것이다.

자동차의 타이어는 휠의 원주방향으로 설치되어 내부에 압축공기를 내장한 구조로서, 직접 노면과 접촉함으로써 노면과의 접지력을 크게 하여 노면으로부터 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 기능을 한다.

타이어는 사용압력에 따라 공기압이 4.2 ~ 6.3 kg/㎠ (60 ~ 90 psi) 정도로서 고하중에 견디며 타이어의 두께가 두꺼워 트럭 및 버스에 사용되는 고압타이어와 공기압이 2.1 ~ 2.5 kg/㎠ (30 ~ 36 psi) 정도인 타이어로 승용차 또는 소형트럭에 사용되는 저압타이어로 구분된다. 또한, 타이어내의 공기를 수용하는 튜브의 존재 여부에 따라 튜브 타이어와 튜브리스 타이어로 구분된다. 이와 같이 구분되는 모든 타이어에는 공기를 주입하고 밀봉하기 위해 에어밸브가 사용되고 있다.

종래의 에어밸브는 일반적으로 밸브하우징 내부에 밸브조립체가 나사결합으로 체결되어 있으며, 밸브하우징의 내부 지지턱에 대응하는 밸브몸체의 외부에 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재를 삽입하여 밸브하우징의 내부 지지턱에 밀착되어 타이어의 내부공기가 외부로 누출되지 않도록 구성되어, 외부로부터 스프링에 의해 탄성 지지된 밸브스템을 눌러 고무재의 개폐링이 밸브몸체의 하부에 구성된 공기유입구를 열어줌으로써 타이어 내부에 공기를 유입하거나 타이어 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있으며, 또한 외부로부터 누르는 힘이 제거되면 스프링의 탄성 복원력에 의해 고무재의 개폐링이 밸브몸체의 하부에 구성된 공기유입구를 차단할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 전술한 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재로는 밸브몸체의 외주면과 벨브하우징의 지지턱 사이의 틈새에 충분한 밀봉작용을 하기가 어렵다. 특히, 금속재질로 되어 있는 밸브하우징의 내부면을 드릴링(Drilling)작업으로 가공하기 때문에 지지턱의 표면이 충분히 고르지 않기 때문에 밸브몸체에 삽입된 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재로는 충분한 밀봉작용을 하기가 어렵다. 또한, 주행하는 도로의 상태나 주행속도에 따라 진동, 충격, 마찰 등에 의해 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재가 밸브하우징의 지지턱 표면에 마찰되어 손상을 입게 되어 누기의 우려가 있다.

일반적으로, 공기압이 10% 부족하면 연료가 5 ~ 10% 더 소모되며 타이어의 수명도 짧아진다. 보다 상세하게는, 공기압이 0.2bar 부족하면 연비는 1% 증가하고 타이어 수명은 10% 감소하고, 공기압이 0.45bar 부족하면 연비는 2%증가하고 타이어 수명은 30% 감소하며, 공기압이 0.6bar 부족하면 연비는 4% 증가하고 타이어 수명은 45% 감소한다.

특히, 20% 이상 공기압이 부족한 상태에서 시속 130km정도로 운행하면 타이어가 파열되어 대형사고를 초래할 우려가 있다.

도 1 은 종래의 자동차의 타이어에 구성된 에어밸브를 보인 사시도, 도 1a 는 도 1 의 에어밸브의 몸체를 보인 종단면도, 도 2 는 종래의 자동차의 타이어용 에어밸브의 한 예를 보인 종단면도, 도 2a 는 도 2 에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도, 도 2b는 도 2 의 밸브하우징을 보인 종단면도, 도 2c 는 도 2 의 밸브조립체를 보인 종단면도, 도 2d 는 도 2 의 다른 밸브조립체의 예를 보인 종단면도이다.

도 2 는 종래의 자동차의 타이어용 에어밸브의 한 예를 보인 종단면도를 보인 것으로, 도면에서와 같이, 에어밸브(100)는 밸브하우징(10)의 내부 공간에 밸브조립체(20)가 결합되어 있으며, 전술한 밸브조립체(20)는 밸브몸체(23)의 중심에 관통·설치된 밸브스템(21), 상기 밸브스템(21)의 걸림턱(21a)과 밸브몸체(23) 내부에 형성된 스프링지지턱(23b) 사이에 설치되어 탄성 작용하는 스프링(27), 내부에 소정의 공간부가 형성되어지되 상부는 개방되고 하부는 공기유입구(23a)가 형성되어 상부는 밸브결합체(22)와 결합되고 하부는 개폐링(24)과 대응되며 상기 밸브 하우징(10)의 지지턱(11)과 대응되는 외주면에 밀봉부재(26)가 구성될 수 있는 삽입부가 형성된 밸브몸체(23), 상기 밸브몸체(23)의 외주면에 삽입되어 밸브하우징(10)의 내부 지지턱(11)에 대응하여 밀봉작용을 하는 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재(26), 상기 밸브스템(21)의 상하 왕복운동에 의해 상기 밸브몸체(23)의 공기유입구(23a)를 개폐하는 고무재질의 개폐링(24), 상기 개폐링(24)을 보호 지지하는 개폐링홀더(25) 및 상기 밸브몸체(23)의 상부에 결합되어 밸브하우징(10)의 내부에 나사결합 될 수 있도록 외주에 나사부(22a)가 형성된 밸브결합체(22)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 종래의 자동차의 타이어용 에어밸브(100)는 외력에 의해 밸브스템(21)이 눌러지면 스프링(27)이 압축되어 개폐링(24)이 하강하여 공기유입구(23a)를 열어줌으로써 타이어(120) 내부에 공기를 주입할 수 있고 또한 주입된 타이어(120) 내부공기를 외부로 배출할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 전술한 바와 같이 밸브몸체(23)의 외주에 삽입된 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재(26)로는 밸브몸체(23)의 외주면과 밸브하우징(10)의 지지턱(11) 사이의 틈새에 충분한 밀봉작용을 하기가 어렵다. 특히, 금속재질로 되어 있는 밸브하우징(10)의 내부면을 드릴링(Drilling)작업으로 가공하기 때문에 지지턱(11)의 표면이 충분히 고르지 않기 때문에 밸브몸체(23)에 삽입된 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재(26)로는 충분한 밀봉작용을 하기가 어렵다. 또한, 주행하는 도로의 상태나 주행속도에 따라 진동, 충격, 마찰 등에 의해 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재(26)가 밸브하우징(10)의 지지턱(11) 표면에 마찰되어 손상을 입게 되어 누기의 우려가 있다.

일반적으로, 공기압이 10% 부족하면 연료가 5 ~ 10% 더 소모되며 타이어의 수명도 짧아진다. 보다 상세하게는, 공기압이 0.2bar 부족하면 연비는 1% 증가하고 타이어 수명은 10% 감소하고, 공기압이 0.45bar 부족하면 연비는 2% 증가하고 타이어 수명은 30% 감소하며, 공기압이 0.6bar 부족하면 연비는 4% 증가하고 타이어 수명은 45% 감소한다.

특히, 20% 이상 공기압이 부족한 상태에서 시속 130km 정도로 운행하면 타이어가 파열되어 대형사고를 초래할 우려가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 밸브몸체의 외주에 삽입되는 기존의 플라스틱질의 얇은 밀봉부재를 고무재질의 밀봉부재(O-ring 또는 Rubber Seal)로 대체 구성하여, 적당량 주입된 타이어의 공기를 누기없이 일정한 공기압을 항상 유지시켜 타이어의 공기압 부족으로 인한 연비상승 및 타이어의 수명감소로 인한 경제적 손실을 줄이는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 누기로 인한 타이어의 공기압 부족으로 고속 주행시타이어의 파열로 대형사고를 초래할 수 있는 안전사고를 방지함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 자동차의 타이어에 구성된 에어밸브를 보인 사시도.

도 1a 는 도 1 의 에어밸브의 몸체를 보인 종단면도.

도 2 는 종래의 자동차의 타이어용 에어밸브의 한 예를 보인 종단면도.

도 2a 는 도 2 에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도.

도 2b 는 도 2의 밸브하우징을 보인 종단면도.

도 2c 는 도 2 의 밸브조립체를 보인 종단면도.

도 2d 는 도 2 의 다른 밸브조립체의 예를 보인 종단면도.

도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브를 보인 종단면도.

도 3a 는 도 3에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도.

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브의 다른 실시 예를 보인 종단면도.

도 4a 는 도 4에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도.

도 5 는 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브의 또 다른 실시 예를 보인 종단면도.

도 5a 는 도 5에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100. 에어밸브 110. 에어밸브 캡

120. 자동차용 타이어 10. 밸브하우징

11, 11a. 지지턱 12. 나사결합부

20, 20a. 밸브조립체 21. 밸브스템

21a. 걸림턱 22. 밸브결합체

22a. 나사부 23. 밸브몸체

23a. 공기유입구 23b. 스프링지지턱

24. 개폐링 25. 개폐링홀더

26. 밀봉부재 26a.오링(O-ring)

26b. 고무씰(Rubber Seal) 27, 27a. 스프링

28. 스프링지지체

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브는 밸브하우징의 내부 공간에 밸브조립체가 결합되어 있으며, 전술한 밸브조립체는 밸브몸체의 중심에 관통·설치된 밸브스템, 상기 밸브스템의 걸림턱과 밸브몸체 내부에 형성된 스프링지지턱 사이에 설치되어 탄성작용하는 스프링, 내부에 소정의 공간부가 형성되어지되 상부는 개방되고 하부는 공기유입구가 형성되어 상부는 밸브결합체와 결합되고 하부는 개폐링과 대응되며 상기 밸브하우징의 지지턱과 대응되는 외주면에 밀봉부재가 구성될 수 있는 삽입부가 형성된 밸브몸체, 상기 밸브몸체의 외주면에 삽입되어 밸브하우징의 내부지지턱에 대응하여 밀봉작용을 하는 고무재질의 밀봉부재(O-ring 또는 Rubber Seal), 상기 밸브스템의 상하 왕복운동에 의해 상기 밸브몸체의 공기유입구를 개폐하는 고무재질의 개폐링, 상기 개폐링을 보호 지지하는 개폐링홀더 및 상기 밸브몸체의 상부에 결합되어 밸브하우징의 내부에 나사결합 될 수 있도록 외주에 나사부가 형성된 밸브결합체로 이루어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브는 외력에 의해 밸브스템이 눌러지면 스프링이 압축되어 개폐링이 하강하여 공기유입구를 열어줌으로써 타이어 내부에 공기를 주입할 수 있고 또한 주입된 타이어 내부공기를 외부로 배출할 수 있도록 구성된 것은 종래의 기술과 동일하다.

그러나, 전술한 바와 같이 밸브몸체의 외주면에 삽입되어 밸브하우징의 내부지지턱에 대응하여 밀봉작용을 하는 밀봉부재를 고무재질의 오링(O-ring) 또는 고무씰(Rubber Seal)로 구성할 수 있도록 함으로써, 밸브몸체의 외주면과 밸브하우징의 지지턱 사이의 틈새에 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다.

특히, 금속재질로 되어 있는 밸브하우징의 내부면을 드릴링(Drilling)작업으로 가공하기 때문에 지지턱의 표면이 충분히 고르지 않기 때문에 밸브몸체에 삽입된 고무재질의 오링(O-ring) 또는 고무씰(Rubber Seal)로 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다.

또한, 주행하는 도로의 상태나 주행속도에 따라 진동, 충격, 마찰 등에도 고무재질의 오링(O-ring) 또는 고무씰(Rubber Seal)이 밸브하우징의 지지턱 표면에 탄성 밀착되어 누기의 우려가 없도록 한 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시 예에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브에 대하여 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브를 보인 종단면도, 도 3a 는 도 3에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도, 도 4는 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브의 다른 실시 예를 보인 종단면도, 도 4a 는 도 4에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도이다.

도 3 내지 도 4a 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브(100)는 밸브하우징(10)의 내부 공간에 밸브조립체(20)가 결합되어 있으며, 전술한 밸브조립체(20)는 밸브몸체(23)의 중심에 관통·설치된 밸브스템(21), 상기 밸브스템(21)의 걸림턱21a)과 밸브몸체(23) 내부에 형성된 스프링지지턱(23b) 사이에 설치되어 탄성 작용하는 스프링(27), 내부에 소정의 공간부가 형성되어지되 상부는 개방되고 하부는 공기유입구(23a)가 형성되어 상부는 밸브결합체(22)와 결합되고 하부는 개폐링(24)과 대응되며 상기 밸브하우징(10)의 지지턱(11, 11a)과 대응되는 외주면에 고무재질의 오링(26a)이 안착될 수 있는 삽입홈이 형성된 밸브몸체(23), 상기 밸브몸체(23)의 외주면에 삽입되어 밸브하우징(10)의 내부 지지턱(11, 11a)에 대응하여 밀봉작용을 하는 고무재질의 오링(26a), 상기 밸브스템(21)의 상하 왕복운동에 의해 상기 밸브몸체(23)의 공기유입구(23a)를 개폐하는 고무재질의 개폐링(24), 상기 개폐링(24)을 보호 지지하는 개폐링홀더(25) 및 상기 밸브 몸체(23)의 상부에 결합되어 밸브하우징(10)의 내부에 나사결합 될 수 있도록 외주에 나사부(22a)가 형성된 밸브결합체(22)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브(100)는 외력에 의해 밸브스템(21)이 눌러지면 스프링(27)이 압축되어 개폐링(24)이 하강하여 공기유입구(23a)를 열어줌으로써 타이어(120) 내부에 공기를 주입할 수 있고 또한 주입된 타이어(120) 내부공기를 외부로 배출할 수 있도록 구성된 것은 종래의 기술과 동일하다.

그러나, 전술한 바와같이 밸브몸체(23)의 외주면에 삽입되어 밸브하우징(10)의 내부 지지턱(11, 11a)에 대응하여 밀봉작용을 하는 밀봉부재(26)를 고무재질의 오링(26a)으로 구성하여 밸브몸체(23)의 외주면과 밸브하우징(10)의 지지턱(11, 11a) 사이의 틈새에 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다. 특히, 금속재질로 되어 있는 밸브하우징(10)의 내부면을 드릴링(Drilling)작업으로 가공하기 때문에지지턱(11, 11a)의 표면이 충분히 고르지 않기 때문에 밸브몸체(23)에 삽입된 고무재질의 오링(26a)으로 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다. 또한, 주행하는 도로의 상태나 주행속도에 따라 진동, 충격, 마찰 등에도 고무재질의 오링(26a)이 밸브하우징(10)의 지지턱(11, 11a) 표면에 탄성 밀착되어 누기의 우려가 없도록 한 것이다.

도 5 는 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브의 또 다른 실시 예를 보인 종단면도, 도 5a는 도 5에 따른 공기 주입시 작용을 보인 종단면도이다.

도 5 내지 도 5a 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브(100)는 밸브하우징(10)의 내부 공간에 밸브조립체(20)가 결합되어 있으며, 전술한 밸브조립체(20)는 밸브몸체(23)의 중심에 관통·설치된 밸브스템(21), 상기 밸브스템(21)의 걸림턱21a)과 밸브몸체(23) 내부에 형성된 스프링지지턱(23b) 사이에 설치되어 탄성 작용하는 스프링(27), 내부에 소정의 공간부가 형성되어지되 상부는 개방되고 하부는 공기유입구(23a)가 형성되어 상부는 밸브결합체(22)와 결합되고 하부는 개폐링(24)과 대응되며 상기 밸브하우징(10)의 지지턱(11a)과 대응되는 외주면에 고무재질의 고무씰(26b)이 구성될 수 있는 삽입부가 형성된 밸브몸체(23), 상기 밸브몸체(23)의 외주면에 삽입되어 밸브하우징(10)의 내부 지지턱(11a)에 대응하여 밀봉작용을 하는 고무재질의 고무씰(26b), 상기 밸브스템(21)의 상하 왕복운동에 의해 상기 밸브몸체(23)의 공기유입구(23a)를 개폐하는 고무재질의 개폐링(24), 상기 개폐링(24)을 보호 지지하는 개폐링홀더(25) 및 상기 밸브몸체(23)의 상부에 결합되어 밸브하우징(10)의 내부에 나사결합 될 수있도록 외주에 나사부(22a)가 형성된 밸브결합체(22)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브(100)는 외력에 의해 밸브스템(21)이 눌러지면 스프링(27)이 압축되어 개폐링(24)이 하강하여 공기유입구(23a)를 열어줌으로써 타이어(120) 내부에 공기를 주입할 수 있고 또한 주입된 타이어(120) 내부공기를 외부로 배출할 수 있도록 구성된 것은 종래의 기술과 동일하다.

그러나, 전술한 바와 같이 밸브몸체(23)의 외주면에 삽입되어 밸브하우징(10)의 내부 지지턱(11a)에 대응하여 밀봉작용을 하는 밀봉부재(26)를 고무재질의 고무씰(26b)로 구성하여 밸브몸체(23)의 외주면과 밸브하우징(10)의 지지턱(11a)사이의 틈새에 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다. 특히, 금속재질로 되어 있는 밸브하우징(10)의 내부면을 드릴링(Drilling)작업으로 가공하기 때문에 지지턱(11a)의 표면이 충분히 고르지 않기 때문에 밸브몸체(23)에 삽입된 고무재질의 고무씰(26b)로 충분한 밀봉작용을 할 수 있도록 한 것이다. 또한, 주행하는 도로의 상태나 주행속도에 따라 진동, 충격, 마찰 등에도 고무재질의 고무씰(26b)이 밸브하우징(10)의 지지턱(11a) 표면에 탄성 밀착되어 누기의 우려가 없도록 한 것이다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고 도 2 d 에 도시한 다른 예의 밸브조립체(20a)가 밸브하우징(10)의 내부에 구성된 자동차의 타이어용 에어밸브(100)에도 그대로 적용될 수 있다.

또한, 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 타이어용 에어밸브의 밸브몸체의 외주에 삽입되는 기존의 플라스틱 재질의 얇은 밀봉부재를 고무재질의 오링(O-ring) 또는 고무씰(Rubber Seal)로 대체 구성하여, 적당량 주입된 타이어의 공기를 누기없이 일정한 공기압을 항상 유지시켜 타이어의 공기압 부족으로 인한 연비상승 및 타이어의 수명감소로 인한 경제적 손실을 줄이는 효과가 있다.

본 발명의 다른 효과는 누기로 인한 타이어의 공기압 부족으로 고속 주행시 타이어의 파열로 대형사고를 초래할 수 있는 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 밸브하우징, 밸브스템, 밸브몸체, 밀봉부재, 스프링, 개폐링 및 개폐링홀더를 구비한 자동차의 타이어용 에어밸브에 있어서,

   상기 밀봉부재를 고무재질로 한 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부재를 고무재질의 오링(O-ring)으로 한 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브하우징의 내부 지지턱을 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 밸브하우징의 내부 지지턱을 직각으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부재를 고무재질의 고무씰(Rubber Seal)로 한것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 밸브하우징의 내부 지지턱을 경사지게 형성된 것을특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 밸브하우징의 내부 지지턱을 직각으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브몸체의 외주면에 밀봉부재가 안착될 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이어용 에어밸브.