KR20030097218A - 타이어의 강성조정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행중인 타이어의 강성 변화를 필요에 따라 조정하는 타이어의 강성조정구조에 관한 것으로, 트레드(4)와 사이드월(5) 및 비드(6)를 갖추어 이루어진 타이어에 있어서, 상기 사이드월(5) 내부 측면을 따라 미립자(3)와 유체(2)로 이루어진 자기유변유체(1)를 가진 팩(8)이 부착되고, 이에 대응되는 사이드월(5) 바깥 일부에는 전류에 의해 자기력을 발생하는 자기코일(7)이 이격 설치되어 있다.

Description

타이어의 강성조정구조{Strength Control Structure of Tire}

본 발명은 차량 운행중 타이어의 초기 성능특성을 필요에 따라 발휘할 수 있도록 이루어진 타이어의 강성조정구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량운행중타이어의 안락성과 조종 안정성에 맞추어 타이어의 사이드월 강성을 변화 조정할 수 있도록 이루어진 타이어의 강성조정구조에 관한 것이다.

통상적으로 타이어의 특성은 크게 정적특성과 동적특성으로 구분되고, 이중 후자인 동적특성에는 승차감, 조정성, 안정성, 제동성, 연비성등이 해당되며, 이 동적특성은 차량운행중 주행하는 타이어에 발생되는 특성들이다.

한편, 종래 이러한 타이어의 동적특성은 주로 차량에 부착됨으로서 나타나게 되는바, 이러한 특성에 영향을 주는 요인으로는 차량에 부착된 현가장치와 타이어에 부과되는 하중, 타이어의 자체 특성 그리고 차량의 운행조건들이다.

이중 상기 현가장치와 타이어 부과되는 하중은 차량 설계가 완료되면 각각의 값이 고정되어진다. 그리고 상기와 같이 차량에 장착된 타이어에서 장착된 타이어의 특성을 차량에 맞게 하기 위해 다양한 설계인자가 조절되며, 이렇게 차량특성에 맞추어서 설계인자가 조정된 타이어는 차량과 함께 구매자에게 인도 되어지는데, 이때 구입한 사람은 차량의 두 가지 주요 성능을 요구하게 된다.

즉, 차량의 조정안정성(Handling)과 안락성(Riding)이다.

이러한 성능은 차량에 대하여 서로 상반된 설계를 요구하는 경우가 대부분이므로, 설계자는 상기 안락성과 조정안정성을 적절하게 매칭시키어 설계하는 실정이다.

또한 차량의 운행특성에 맞추어 이들 특성을 조절하는 장치들의 일부는 현가장치이며, 이 현가장치는 반능동(Semi-Active)와 능동(Active)방식이 있다.

여기서 상기 현가장치는 유압을 이용한 충격 흡수구조, 전기, 그리고 충격흡수용 신소제등을 사용하여 다양한 특성을 발휘할 수 있도록 되어 있다.

반면에 상기 차량의 여러장치 등에 비하여 타이어는 특성 변화를 위해 설계 변경이 불가피한데, 그러나 타이어는 한가지 특성만을 가지게 되고 차량의 다양한 운행조건에서는 특성향상을 위해 보조적인 역할만 수행하는 실정이다.

또한 타이어는 차량이 운행됨에 따라 마모가 발생하게 되고, 이러한 타이어 마모는 타이어의 초기 설계 특성을 벗어나게 되는바, 즉 이는 간혹 타이어 성능상의 이상을 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 타이어의 특성중 사이드월의 강성을 필요에 따라 조절하여 차량 운행중 안락성과 조종안정성을 향상시키는 타이어의 강성조정구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 이용되는 원리를 나타낸 도면들,

도 4는 본 발명에 따른 강성보강구조를 가진 타이어의 부분단면 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 타이어가 주행중인 상태를 나타낸 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 타이어의 사이드월 강성이 전류와의 관계를 나타낸 그래프이다.

-도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 : 자기유변유체,2 : 유체,

3 : 미립자,4 : 트레드,

5 : 사이드월,6 : 비드,

7 : 자기코일,8 : 팩,

10 : 타이어,11 : 지면.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드를 갖추어 이루어진 타이어에 있어서, 상기 사이드월 내부 측면을 따라 미립자와 유체로 이루어진 자기유변유체(Magnetic Reheological Fluid)가 부착되고, 이에 대응되는 사이드월 바깥 일부에는 전류에 의해 작동하는 자기코일이 이격 설치되어 있다.

이하 본 발명은 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명을 설명하기전 자기유변유체의 이론을 도 1 내지 도 3을 참조로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 자기유변유체(1)는 유체(2)와 미립자(3)의 혼합물로서, 이 유체(2)는 일반적으로 광물유(Mineral Oil)가 사용되고, 상기미립자(3)는 자기에 반응하는 물질이 이용된다.

여기서 상기 자기유변유체(1)는 자기장이 인가되지 않은 상태에서 일반유체와 같은 성질을 지니나, 자기장이 가해지면 점성변화를 일으킨다. 이때 이 자기유변유체(1) 안의 미립자(3)는 자기장의 자력선 방향으로 정렬을 하게되며, 이것은 도 2와 같이 미립자(3)가 N극에서 S극으로 이 자기유변유체(1)를 통과하게 되면, 이 자기유변유체(1)안의 미립자(3)는 자력선 방향으로 정렬을 하면서 유체(1)에 자기력이 가해지는 경우, 정렬된 미립자(3)는 이에 저항을 하게 된다.

따라서 도 3과 같이 자기력이 부가된 상태에서 가해지는 자력에 저항하는 미립자(3)구조를 갖게 된다.

본 발명은 상기와 같은 자기유변유체(1)를 이용한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이 트레드(4)와 사이드월(5) 및 비드(6)를 갖추어 이루어진 타이어에 있어서, 상기 사이드월(5) 내부 측면을 따라 미립자(3)와 유체(2)로 이루어진 자기유변유체 (1)를 가진 팩(8)이 부착되고, 이에 대응되는 사이드월(5) 바깥 일부에는 전류에 의해 자기력을 발생하는 자기코일(7)이 이격 설치되어 있다.

여기서 자기유변유체(1)는 팩(8)에 넣어져 사이드월(5) 내부에 부착된다.

이어 본 발명의 작용을 설명한다.

상기 자기코일(7)에 인가되는 전류의 양에 의하여 자기장의 크기가 형성되는데, 이 자기력이 타이어(10)의 내부에 있는 자기유변유체(1)의 점성을 변화시킨다.

이것은 타이어(10)의 사이드월(5)의 변형량에 대하여 저항하는 역할을 하게 되어 이 사이드월(5)의 강성변화를 유도한다.

도 5는 본 발명에 따른 타이어(10)가 주행중인 상태를 나타낸 도면으로, 회전하는 타이어(10)의 트레드(4)가 지면(11)에 닿기전 이 타이어(10)의 사이드월(5) 바깥 측면에서 자기코일(7)에 자기력을 가해 타이어의 강성을 변화시키는데, 이 경우 차량의 운행 상황에 맞추어 상기 자기코일(7)의 전류공급 강약을 조절한다.

예를 들어 운전자가 안락성을 원하는 경우 자기 코일(7)에 인가되는 전류의 양을 줄여서 사이드월(5)의 강성을 낮게 유지하고, 이와 반대로 조종 안정성을 원하는 경우 자기코일(7)에 전류의 양을 증가시키어 이 사이드월의 강성을 크게한다.

따라서 운행자는 주행중에서도 타이어(10)의 최적 특성 성능이 나올 수 있도록 자기코일(7)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 타이어 강성을 조절한다.

이렇게 차량의 좌우 타이어의 코일에 흐르는 전류를 조절함으로서 양쪽 타이어 강성차이를 줄일 수 있으며, 이를 통해 차량에서 발생하는 롤(Roll)의 양을 조절한다.

한편, 도 6은 자기코일(7)에 부가되는 전류와 사이드월(5)의 강성 관계를 나타낸 그래프이다. 이 그래프에서 나타나듯이 전류의 양과 사이드월의 강성증대는 비례함을 알 수 있다.

그리고 본 발명은 자기유변유체(1)를 사이드월(5)에 부착한 실시예만 설명하였지만, 필요에 따라 트레드(4)와 비드(6)등에도 부착할 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 타이어의 사이드월 강성을 필요에 따라 조정하여 차량 운행중 안락성과 조종안정성이 향상되는 잇점을 갖게 된다.

Claims (3)

1. 트레드(4)와 사이드월(5) 및 비드(6)를 갖추어 이루어진 타이어에 있어서,

   상기 사이드월(5) 내부 측면을 따라 미립자(3)와 유체(2)로 이루어진 자기 유변유체(1)를 가진 팩(8)이 부착되고, 이에 대응되는 사이드월(5) 바깥 일부에는 전류에 의해 자기력을 발생하는 자기코일(7)이 이격 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어의 강성 조정구조.
2. 상기 자기유변유체(1)의 팩(8)이 트레드(4) 내부에 부착되는 것을 특징으로 하는 타이어의 강성조정구조.
3. 상기 자기유변유체(1)의 팩(4)이 비드(6) 내부에 부착되는 것을 특징으로 하는 타이어의 강성조정구조.