KR20100019160A - 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치에 관한 것으로, 스페어 타이어를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어와 연결되어 상기 와이어가 풀리거나 감기도록 구비된 드럼과; 상기 드럼에 연결되어 회전력을 전달하기 위한 구동기어와; 상기 구동기어에 회전력을 제공하기 위해 구비된 샤프트; 및 일측이 상기 구동기어에 연결되는 캠과, 상기 캠의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링으로 이루어진 과토크방지수단을 포함하여, 상기 플레이트형 스프링과 요철 형상의 상기 캠 간 접촉 면적을 증대하여 안정적인 접촉을 통해 과토크 방지장치 작동시 발생하는 국부적인 집중 응력을 근본적으로 제거하여 내구성이 향상되고, 간단한 형상의 상기 캠 적용으로 원가가 절감되는 이점이 있다.

과토크방지수단, 플레이트형 스프링, 몸체부, 절곡부, 탄성변형부, 원판부

Description

차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치{over torque protection device of spare tire for vehicle}

본 발명은 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치에 관한 것으로서, 특히 과토크방지수단에 의해 스페어 타이어가 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있게 하고, 상기 과토크방지수단인 플레이트형 스프링과 캠 간 접촉 면적을 증대하여 상기 플레이트형 스프링에 발생되는 국부적인 집중 응력을 제거하는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 스페어 타이어 및 스페어 타이어 캐리어는 주행 중 예기치 못한 타이어의 파손에 대응하기 위해 차량에 예비로 휴대하는 타이어 및 그 타이어를 차량에 부착하기 위한 장치를 가리킨다.

대체적으로 상기 스페어 타이어는 차량의 트렁크나 차체의 외측에 보관하고 있으며, 특히 스페어 타이어 캐리어는 스페어 타이어를 차체의 외측에 보관할 수 있도록 구성된 장치로써 4륜 구동차량의 리어 도어나 트럭의 하부에 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 스페어 타이어 과토크 방지장치를 도시한 분해사시도, 도 2는 종래 기술에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 도시한 사시도, 도 3a는 스페어 타이어의 상승 또는 하강시 종래 기술에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면, 도 3b는 과토크 방지장치 작동시 종래 기술에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스페어 타이어 캐리어(1)는 대략의 U자형 단면을 갖도록 형성된 케이스(10)와, 개방된 단부의 양측이 각각 외측으로 절곡된 플랜지부(12)를 형성하여 볼트부재 등을 매개로 차체에 고정되며, 좌우방향으로 관통되는 구멍(14)(15)을 형성함에 의해 샤프트(60)가 그 구멍(14)(15)을 통해 끼워지고, 와이어(70)의 상부가이드(74)가 끼워지는 홈(16)을 형성한다.

상기 케이스(10)에는 일체로 된 드럼(20)과 일측이 상기 와이어(70)의 상측단부(72)와 끼워지는 구동기어(30)가 장착되고, 상기 구동기어(30)의 일측에 과토크방지수단(40)이 갖추어진다.

여기서, 상기 과토크방지수단(40)은 캠(42), 링형 스프링(44) 및 플레이트스프링(46)으로 이루어진다.

상기 캠(42)은 원판형으로 형성되어 요철형 외표면(43a)을 갖는 몸체부(42a)와, 상기 몸체부(42a)의 일측에 일체로 고정된 캠부(42b)로 이루어지고, 상기 요철형 외표면(43a)은 몸체부(42a)의 원주방향으로 연속하여 형성되며, 상기 캠부(42a)는 상기 구동기어(30)의 구멍(32)에 끼워진다. 그리고, 상기 캠(42)의 부에는 상기 샤프트(60)가 관통되는 구멍(43b)을 형성한다.

상기 링형 스프링(44)은 사각단면을 가지는 긴 막대를 대략의 링형으로 구부리고 그 단부는 자유로운 상태로 유지하도록 형성되는바, 상기 링형 스프링(44)은 상기 캠(42)의 요철형 외표면(43a)을 감싸면서 그 캠(42)의 외표면부에 적정한 탄성력을 가하도록 밀착되며, 또한 상기 링형 스프링(44)이 캠(42)의 외표면부에 밀착되는 부분에는 그 캠(42)의 요철형 외표면(43a)의 골 내부로 끼워지도록 돌출되는 돌출부(44a)를 형성한다.

또한, 상기 링형 스프링(44)을 캠(42)의 몸체부(42a)에 대한 외표면부에 밀착하도록 끼운 경우, 링형 스프링(44)의 탄성력보다 적은 힘으로 상기 링형 스프링(44)을 회전시키는 경우에는 캠(42)과 링형 스프링(44)이 일체로 거동하는 반면, 링형 스프링(44)의 탄성력보다 큰 힘으로 그 링형 스프링(44)을 회전시키고 캠(42)이 그보다 큰 힘으로 반발할 때 링형 스프링(44)과 플레이트스프링(46)만이 회전하고 캠(42)은 회전하지 않는다.

도 1 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 스페어 타이어를 서포트 브라켓(미도시)에 적치한 후, 샤프트 조립체(64)를 통해 회전력을 가하여 상기 샤프트(60)를 회전시키면 상기 샤프트(60)의 사각단면부(62)에 끼워진 상기 플레이트스프링(46)을 통해 회전력이 전달되고, 상기 플레이트 스프링(46)에 일체로 고정된 상기 링형 스프링(44)에도 회전력이 전달된다.

계속하여, 상기 링형 스프링(44)에 연결된 캠(42)에 회전력이 전달되고, 상기 캠(42)의 회전력은 구동기어(30)에 전달됨으로써 상기 구동기어(30)가 회전된 다.

도 1 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 스페어 타이어가 완전히 탈장착되어 내부부품 저항 발생 및 과토크 방지장치가 작동하면, 상기 와이어(70)와 상기 캠(42)은 고정되고, 상기 샤프트(60) 및 상기 플레이트스프링(46)이 회전한다.

이때, 상기 링형 스프링(44)은 벌어지면서 회전하게 되고, 상기 캠(42)의 외표면을 타고 넘게 되므로 상기 샤프트(60)에 헛돎이 발생되어 스페어 타이어가 차체의 구조물에 항상 일정한 압력으로 밀착되게 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는 과토크 방지장치 작동시 링형 스프링에 국부적인 집중응력이 발생하여 상기 링형 스프링이 파손되는 문제점이 있다.

또한, 상기 링형 스프링의 변형에 의해 과토크 방지장치 작동시 토크가 저하되고, 구성 부품이 많으므로 원가 및 중량에 대해 불리한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 과토크방지수단을 포함하여 플레이트형 스프링과 요철 형상의 상기 캠 간 접촉 면적을 증대하여 안정적인 접촉을 통해 과토크 방지장치 작동시 발생하는 국부적인 집중 응력을 근본적으로 제거하고, 간단한 형상의 상기 캠 적용으로 원가가 절감되 는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 과토크방지수단에 의해 스페어 타이어가 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있게 함으로써 와이어를 지지하는 드럼에 회전력을 제공하는 구동기어 등이 미리 설정된 부하 내에서 힘을 받으므로 내구성이 향상되는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는, 스페어 타이어를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어와 연결되어 상기 와이어가 풀리거나 감기도록 구비된 드럼; 상기 드럼에 연결되어 회전력을 전달하기 위한 구동기어; 상기 구동기어에 회전력을 제공하기 위해 구비된 샤프트; 및 일측이 상기 구동기어에 연결되는 캠과, 상기 캠의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링으로 이루어진 과토크방지수단;을 포함한다.

본 발명은 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치에 관한 것으로, 스페어 타이어를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어와 연결되어 상기 와이어가 풀리거나 감기도록 구비된 드럼과; 상기 드럼에 연결되어 회전력을 전 달하기 위한 구동기어와; 상기 구동기어에 회전력을 제공하기 위해 구비된 샤프트; 및 일측이 상기 구동기어에 연결되는 캠과, 상기 캠의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링으로 이루어진 과토크방지수단을 포함하여, 상기 플레이트형 스프링과 요철 형상의 상기 캠 간 접촉 면적을 증대하여 안정적인 접촉을 통해 과토크 방지장치 작동시 발생하는 국부적인 집중 응력을 근본적으로 제거하여 내구성이 향상되고, 간단한 형상의 상기 캠 적용으로 원가가 절감되는 이점이 있다.

또한, 상기 과토크 방지수단에 의해 스페어 타이어가 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있게 함으로써, 상기 와이어를 지지하는 상기 드럼에 회전력을 제공하는 상기 구동기어 등이 미리 설정된 부하 내에서 힘을 받으므로 내구성이 향상되는 효과를 가진다.

또한, 상기 플레이트형 스프링과 요철 형상의 상기 캠 간 접촉 면적을 증대하여 안정적인 접촉을 통해 과토크 방지장치 작동토크 산포감소 및 사이클에 따른 토크 변화를 저감하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 스페어 타이어 과토크 방지장치를 도시한 분해사시도, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 도시한 사 시도, 도 6a는 스페어 타이어의 상승 또는 하강시 본 발명에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면, 도 6b는 과토크 방지장치 작동시 본 발명에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는 스페어 타이어(미도시)를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어(200)와 연결되어 상기 와이어(200)가 풀리거나 감기도록 구비된 드럼(300)과, 상기 드럼(300)에 연결되어 회전력을 전달하기 위한 구동기어(400)와 상기 구동기어(400)에 회전력을 제공하기 위해 구비된 샤프트(500) 및 일측이 상기 구동기어(400)에 연결되는 캠(120)과, 상기 캠(120)의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트(500)에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링(110)으로 이루어진 과토크방지수단(100)을 포함한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트형 스프링(110)은 원형으로 형성되고, 중앙에 상기 샤프트(500)에 끼워 고정되도록 사각단면을 갖는 구멍(112a)이 형성된 몸체부(112)와, 상기 캠(120)의 외표면을 감싸도록 상기 몸체부(112)로부터 수직 연장되어 절곡 형성된 절곡부(114)와, 상기 절곡부(114)의 양측면은 원주방향으로 일부 절개되어 절개된 부분이 상기 몸체부(112)의 중앙부분으로 돌출 형성되고 탄성 변형되는 탄성변형부(116)를 포함한다.

여기서, 상기 탄성변형부(116)는 상기 절곡부(114)의 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 형성된다.

또한, 상기 캠(120)은 원판형으로 형성되어 중앙 부분에 상기 샤프트(500)가 관통되는 캠홀(124)이 형성되고, 상기 탄성변형부(116)와 대응되도록 외표면이 원주 방향을 따라 복수개의 돌출부(122a)와 오목부(122b)를 갖는 원판부(122)와, 상기 원판부(122)의 일측에 일체로 돌출 형성된 캠부(126)를 포함한다.

차량에 스페어 타이어(미도시)를 탑재시 상기 플레이트형 스프링(110)의 상기 탄성변형부(116)와 상기 캠(120)의 상기 오목부(122b)는 서로 대응되게 끼워지고, 상기 탄성변형부(116)의 탄성력에 의해 결합되어 함께 회전된다.

또한, 스페어 타이어(미도시)가 차체의 구조물(미도시)에 설정된 압력 이상으로 밀착되면, 회전되는 상기 샤프트(500)에 연결된 상기 플레이트형 스프링(100)의 상기 탄성변형부(116)가 상기 캠(120)의 상기 돌출부(122a)에 의해 탄성 변형된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는 종래 기술과 유사한 형상 및 구조를 가지는 스페어 타이어 캐리어(미도시)를 형성한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 스페어 타이어(미도시)를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어(200)와 연결하여 상기 와이어(200)가 풀리거나 감기도록 구비한 드럼(300)과, 상기 드럼(300)에 연결되어 회전력을 전달하기 위한 구동기어(400)와, 상기 구동기어(400)에 회전력을 제공하기 위해 샤프트(500)를 구비한다.

과토크방지수단(100)은 일측이 상기 구동기어(400)에 연결되는 캠(120)과, 상기 캠(120)의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트(500)에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링(110)으로 이루어지며, 도 5를 참조하여 보다 상세하게 후술한다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 과토크방지수단(100)인 상기 플레이트형 스프링(110)은 원형으로 형성되고, 중앙에 상기 샤프트(500)에 끼워 고정되도록 사각단면을 갖는 구멍(112a)이 형성된 몸체부(112)와, 상기 캠(120)의 외표면을 감싸도록 상기 몸체부(112)로부터 수직 연장되어 절곡 형성된 절곡부(114)와, 상기 절곡부(114)의 양측면은 원주방향으로 일부 절개되어 절개된 부분이 상기 몸체부(112)의 중앙부분으로 돌출 형성되고 탄성 변형되는 탄성변형부(116)플 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 탄성변형부(116)는 상기 절곡부(114)의 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 형성한다.

또한, 상기 과토크방지수단(100)인 상기 캠(120)은 원판형으로 형성되어 중앙 부분에 상기 샤프트(500)가 관통되는 캠홀(124)을 형성하고, 상기 탄성변형부(116)와 대응되도록 외표면이 원주 방향을 따라 복수개의 돌출부(122a)와 오목부(122b)를 갖는 원판부(122)와, 상기 원판부(122)의 일측에 캠부(126)를 일체로 형성한다.

이때, 상기 캠부(126)는 상기 구동기어(400)에 끼워지고, 상기 캠홀(124)에는 상기 샤프트(500)가 관통한다.

먼저 상기 스페어 타이어(미도시)를 서포트 브라켓(미도시)의 상부에 얹고 상기 스페어 타이어가 단변의 일측부터 상기 스페어 타이어의 중앙 구멍을 통해 들어가도록 밀어 넣는다.

차량에 스페어 타이어(미도시)를 탑재한 후, 상기 샤프트(500)를 통해 회전력을 가하여 상기 샤프트(500)를 회전시키면, 상기 샤프트(500)에 끼워진 상기 플레이트형 스프링(110)을 통해 회전력이 전달되고, 상기 플레이트형 스프링(110)에 고정된 상기 캠(120)에도 회전력이 전달된다.

또한, 상기 캠(120)의 회전력은 상기 구동기어(400)에 전달되어 상기 구동기어(400)의 회전력 또한 상기 구동기어(400)와 연결된 상기 드럼(300)에 전달되어 상기 드럼(300)이 회전하기 시작한다.

또한, 상기 드럼(300)이 회전함에 따라 상기 드럼(300)과 연결된 상기 와이어(200)가 감겨지면서 상기 서포트 브라켓(미도시) 및 스페어 타이어(미도시)가 상승하며 상기 와이어(200)의 감김은 계속된다.

이때, 상기 플레이트형 스프링(100)의 복수개의 상기 탄성변형부(116)와 상기 캠(120)의 상기 오목부(122b)가 각각 대응되게 끼워짐으로써 상기 플레이트형 스프링(100)과 상기 캠(120)이 서로 결합되어 일체로 회전할 수 있게 된다.

상기 와이어(200)가 적정한 정도 감기게 되면 상기 스페어 타이어(미도시)가 차체의 구조물(미도시)에 근접하여 밀착되고, 설정된 밀착력에 도달하면 과토크방지수단(100)에 의해 상기 와이어(200)의 감김이 더 이상 진행되지 않게 된다.

즉, 상기 스페어 타이어(미도시)가 상기 차체의 구조물(미도시)에 설정된 압력으로 밀착되면 그 힘은 상기 와이어(200)를 통해 상기 캠(120)에 전달된다.

따라서, 상기 캠(120)을 더 회전시키기 위해서는 상기 와이어(200))를 통해 전달된 힘보다 더 큰 힘을 상기 샤프트(500)에 제공하여야 하고, 상기 샤프트(500)를 그러한 힘으로 회전시키는 경우, 상기 샤프트(500)에 연결된 상기 플레이트형 스프링(110)의 상기 탄성변형부(116)가 상기 캠(120)의 상기 돌출부(122a)에 의해 탄성 변형되면서 상기 캠(120)의 외표면에서 상기 플레이트형 스프링(110)은 상기 샤프트(500)와 함께 헛돌게 된다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는, 상기 플레이트형 스프링(110)과 상기 캠이 4곳 이상 면 접촉이 가능하므로 종래에 비해 접촉면적의 범위가 증가하여 종래에 발생하던 국부적 집중응력을 근본적으로 제거가 가능하여 내구성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 종래에 사용되던 링형 스프링의 삭제가 가능하고, 간단한 형상의 캠을 사용함으로써 원가가 절감되는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치는, 플레이트형 스프링과 요철 형상의 상기 캠 간 접촉 면적을 증대하여 안정적인 접촉을 통해 과토크 방지장치 작동시 발생하는 국부적인 집중 응력을 근본적으로 제거되어 내구성이 향상되는 과토크 방지장치로 활용할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스페어 타이어 과토크 방지장치를 도시한 분해사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 도시한 사시도,

도 3은 종래 기술에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 스페어 타이어 과토크 방지장치를 도시한 분해사시도,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치를 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 과토크방지수단의 작동 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 과토크방지수단 110 : 플레이트형 스프링

112 : 몸체부 112a : 구멍

114 : 절곡부 116 : 탄성변형부

120 : 캠 122 : 원판부

122a : 돌출부 122b : 오목부

124 : 캠홀 126 : 캠부

200 : 와이어 300 : 드럼

400 : 구동기어 500 : 샤프트

Claims (6)

1. 스페어 타이어를 차체에 항상 일정한 압력으로 탑재될 수 있도록 와이어와 연결되어 상기 와이어가 풀리거나 감기도록 구비된 드럼;

   상기 드럼에 연결되어 회전력을 전달하기 위한 구동기어;

   상기 구동기어에 회전력을 제공하기 위해 구비된 샤프트; 및

   일측이 상기 구동기어에 연결되는 캠과, 상기 캠의 요철형 외측 표면을 감싸도록 대응 연결되어 설정토크에 부합하는 탄성력으로 상기 샤프트에 연결되어 회전력을 제공받는 플레이트형 스프링으로 이루어진 과토크방지수단;을 포함하는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 플레이트형 스프링은 원형으로 형성되고, 중앙에 상기 샤프트에 끼워 고정되도록 사각단면을 갖는 구멍이 형성된 몸체부와;

   상기 캠의 외표면을 감싸도록 상기 몸체부로부터 수직 연장되어 절곡 형성된 절곡부와;

   상기 절곡부의 양측면은 원주방향으로 일부 절개되어 절개된 부분이 상기 몸체부의 중앙부분으로 돌출 형성되고 탄성 변형되는 탄성변형부를 포함하는 차량의 스페어 휠 캐리어 과토크 방지장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탄성변형부는 상기 절곡부의 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 형성되는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 캠은 원판형으로 형성되어 중앙 부분에 상기 샤프트가 관통되는 캠홀이 형성되고, 상기 탄성변형부와 대응되도록 외표면이 원주 방향을 따라 복수개의 돌출부와 오목부를 갖는 원판부와;

   상기 원판부의 일측에 일체로 돌출 형성된 캠부를 포함하는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   차량에 스페어 타이어를 탑재시 상기 플레이트형 스프링의 상기 탄성변형부와 상기 캠의 상기 오목부는 서로 대응되게 끼워지고, 상기 탄성변형부의 탄성력에 의해 결합되어 함께 회전되는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치.
6. 청구항 4에 있어서,

   스페어 타이어가 차체의 구조물에 설정된 압력 이상으로 밀착되면, 회전되는 상기 샤프트에 연결된 상기 플레이트형 스프링의 상기 탄성변형부가 상기 캠의 돌출부에 의해 탄성 변형되는 차량용 스페어 타이어의 과토크 방지장치.

Images