KR20100064827A - 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어는, 휠의 외주면을 감싸며 공기가 충진된 타이어와; 상기 타이어 내부로 배치되어 상기 휠의 외주면 일측에 결합되고, 상기 타이어 내부의 공기압이 낮아지면 공기압을 보상하는 공기압 보상수단이 포함되어,
타이어 내부에 구비되어 휠 측에 결합되는 공기압 보상수단을 구비하여 타이어 내부 공기압이 적정압보다 낮아지면 공기압 보상수단이 공기압을 보상하고, 자동으로 공기압을 보상하기 때문에 차량의 연비와 주행 성능을 일정 수준으로 지속시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
타이어, 공기압, 보상, 실린더, 휠

Description

공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어{Tire of vehicles that air pressure is compensated automatically}
본 발명은 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 타이어가 운행 중 도로의 사정 등에 의해 충진된 공기압이 낮아져 연비와 주행 성능이 낮아져 운행의 불편함을 느끼는 것을 예방하기 위해 타이어 공기압을 자동으로 충진 할 수 있는 차량의 타이어에 관한 것이다.
타이어는 차량을 구동시키기 위해 필수적으로 필요한 요소 중의 하나이고, 상기 타이어는 내부에 공기압이 충진되어 있으며 공기압이 충진된 타이어가 차량의 하중을 지탱하게 된다.
근래에는 타이어의 공기압 충진 상태를 확인할 수 있도록 하기 위해 타이어 압력을 모니터링 할 수 있는 장치(TPMS)가 구비되어 있어 타이어의 공기압이 낮아지면 운전자가 TPMS를 통해 확인 후 타이어 공기압을 재 충진할 수 있다.
그러나 타이어 공기압 상태를 모니터링 하는 TPMS는 타이어의 공기압 상태를 확인만할 수 있을 뿐 적정압보다 낮아진 공기압을 보상해 주는 기능을 갖고 있지 않다.
그리고 타이어의 공기압이 낮아진 상태로 장시간 주행을 하게 되면 공기압이 낮아진 타이어로 인해 주행 성능이 저하되어 안정감이 떨어지고, 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 타이어 내부에 충진된 공기압이 낮아지면 이를 감지하고 타이어 내부의 공기압을 자동으로 보상할 수 있는 보상수단을 구비하는데 그 목적이 있다.
타이어 내부의 공기압을 보상할 때에는 외부 공기를 이용하여 보상하는데 그 목적이 있다.
타이어 내부에 구비되는 보상수단은 타이어 내부 공기압이 정상 상태일 경우에는 작동하지 않고, 타이어 내부 공기압이 낮아졌을 경우에만 작동할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기의 한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기압이 자동 보상되는 차 량의 타이어는, 휠의 외주면을 감싸며 공기가 충진된 타이어와; 상기 타이어 내부로 배치되어 상기 휠의 외주면 일측에 결합되고, 상기 타이어 내부의 공기압이 낮아지면 공기압을 보상하는 공기압 보상수단이 포함되고, 상기 공기압 보상수단은, 상기 휠의 일측과, 상기 타이어 내부에 구비되어 외부 대기 및 타이어 내부 공기의 유동을 제어하는 복수 개의 유체제어부재와; 상기 유체제어부재와 연결되어 상기 타이어 내부에 위치하고, 상기 타이어 공기압의 충진 상태를 체크하는 공기압 체크 실린더 유닛이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체제어부재는, 외부 대기의 흐름을 제어하도록 상기 휠의 내주면 일측에 결합되는 제1 유체제어부재와; 상기 타이어 내부 공기의 유동을 제어하도록 상기 공기압 체크 실린더 유닛과 연결되어 상기 타이어 내부에 배치되는 제2 유체제어부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 유체제어부재는 공기가 유/출입 할 수 있도록 유/출입 홀이 형성된 파이프와; 상기 파이프의 내부 일측에 구비된 탄성체와; 상기 탄성체와 연결되어 상기 유/출입 홀의 유입측을 차폐하는 차폐 볼이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 유/출입 홀은 유입측은 하나의 홀로 형성되고, 출입측은 복수 개의 홀로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기압 체크 실린더 유닛은, 상기 휠의 외주면 일측에 결합되고, 상기 제1 유체제어부재와 연결되며 내부에 리턴스프링이 구비된 실린더와; 상기 실린더 내부에 삽입되어 왕복 이동하는 피스톤이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤은 상기 실린더의 외측으로 연장 형성된 푸시로드와; 상기 타이 어의 내측에 접하여 상기 타이어 내부 공기압 상태를 체크하도록 상기 푸시로드의 일측에 푸시로드엔드가 연장 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 유체제어부재는 상기 파이프의 출입측이 상기 실린더의 일측과 연결되고, 상기 제2 유체제어부재는 상기 파이프의 유입측이 상기 실린더의 외주면 일측과 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어는, 타이어 내부에 구비되어 휠 측에 결합되는 공기압 보상수단을 구비하여 타이어 내부 공기압이 적정 압력보다 낮아지면 공기압 보상수단이 공기압을 보상하는 효과를 얻을 수 있다.
공기압 보상수단은 타이어 공기압이 적정 압력 이하가 되면 자동으로 공기압을 보상하기 때문에 차량의 연비와 주행 성능을 일정 수준으로 지속시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기압 보상수단이 타이어에 결합된 상태가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기압 보상수단의 상세 도면이 도시된 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 유체제어부재의 상세 단면도이고, 도 4(a)는 타이어 가 적정 압력일 때 공기압 보상수단의 상태도이고, 도 4(b)는 타이어 공기압이 적정 압력보다 낮을 때 공기압 보상수단의 작동 상태도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어는, 차량의 하중을 지탱하도록 휠(11)의 외주면을 감싸며 내부에 공기가 충진되어 있는 타이어(10)와; 상기 타이어(10) 내부를 향해 배치되어 상기 휠(11)의 외주면(11a) 일측에 결합되고, 상기 타이어(10) 내부의 공기압이 적정 압력보다 낮아지면 외부 공기를 이용하여 상기 타이어(10) 내부의 공기압을 보상하는 공기압 보상수단(100)이 포함된다.
상기 공기압 보상수단(100)은, 상기 휠(11)의 일측과, 상기 타이어(10) 내부에 구비되어 외부 대기 및 타이어 내부 공기의 유동을 제어하는 복수 개의 유체제어부재(110)와; 상기 유체제어부재(110)와 연결되어서 상기 타이어 내부에 위치하고, 상기 타이어(10) 내부의 공기압의 충진 상태를 체크하는 공기압 체크 실린더 유닛(150)이 포함된다.
상기 유체제어부재(110)는, 외부 대기가 타이어(10) 내부로 유입될 수 있는 유동을 제어할 수 있도록 상기 휠(11)의 내주면(11b) 일측에 결합되는 제1 유체제어부재(120)와; 상기 타이어(10) 내부 공기가 외부로 유출될 수 있는 유동을 제어할 수 있도록 상기 공기압 체크 실린더 유닛(150)과 연결되어 상기 타이어(10) 내부에 배치되는 제2 유체제어부재(140)가 포함된다.
상기 유체제어부재(110)는 공기가 유/출입 할 수 있도록 유/출입 홀(111a)이 일체로 형성된 파이프(111)와; 상기 파이프(111)의 내부 일측에 결합되어 구비된 탄성체(113)와; 상기 탄성체(113)와 연결되어서 상기 유/출입 홀(111a)의 유입측(111a')을 차폐할 수 있는 차폐 볼(115)이 포함된다.
그리고 상기 유/출입 홀(111a)은 유입측(111a')은 하나의 홀로 형성되고, 출입측(111a")은 복수 개의 홀로 형성된다.
상기 공기압 체크 실린더 유닛(150)은, 상기 휠(11)의 외주면(11a) 일측에 결합되는데 상기 제1 유체제어부재(120)와 연결되고, 내부에 리턴스프링(151a)이 구비된 실린더(151)와; 상기 실린더(151) 내부에 삽입되어 왕복 이동하는 피스톤(153)이 포함된다.
여기서 상기 피스톤(153)은 상기 실린더(151)의 외측 방향으로 연장 형성되어 있는 푸시로드(153a)와; 상기 타이어(10) 내부 공기압 상태를 체크하도록 상기 타이어(10)의 내측(10a)에 접할 수 있게 상기 푸시로드(153a)의 일측에 푸시로드엔드(153b)가 연장 형성된다.
마지막으로 상기 제1 유체제어부재(120)는 상기 파이프(111)의 출입측(111a")이 상기 실린더(151)의 일측과 연결되고, 상기 제2 유체제어부재(140)는 상기 파이프(111)의 유입측(111a')이 상기 실린더(151)의 외주면(151b)과 연결된다.
상기 실린더(151)는 상기 제1 유체제어부재(120)와 제 2 유체제어부재(140)를 통해 외부 대기 및 상기 타이어(10) 내부의 공기가 상기 실린더(151)의 내부로 유/출입 될 수 있도록 상기 유체제어부재(120)(140)와 각각 연결되는 일측에 관통 홀(151b)(151c)이 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 원형으로 형성된 휠(11)에는 외부의 공기가 통과되어 유동될 수 있도록 다수의 홀(1c)이 형성되고, 상기 휠(11)의 외주면(11a)을 감싸는 타이어(10)에는 공기가 충진 되며, 상기 타이어(10)에 충진 되는 공기압은 차량의 하중을 견딜 수 있을 만큼 충진 되도록 한다.
그리고 상기 타이어(10)는 차량의 하중에 의해서 지면에 지지되는 측의 타이어(10)와 휠(11)의 간격이 다른 측에 비해 더 좁게 된다.
한편, 상기 타이어(10)는 주행 중 여러 가지 요인에 의해서 타이어(10)의 공기압이 적정 압력보다 낮아지게 되는 경우가 있다.
타이어(10) 공기압이 적정 압력 보다 낮아지면 연비가 약화되어 주행 성능이 떨어지고, 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있기 때문에 타이어(10)의 공기압이 적정 압력보다 낮아지면 자동으로 공기압을 보상할 수 있는 공기압 보상수단(100)이 상기 타이어(10)의 내부를 향해 상기 휠(11)의 일측에 구비된다.
상기 공기압 보상수단(100)이 구비되는 초기의 위치는 상기 타이어(10)가 지면에 지지되는 측에 구비되도록 한다.
우선, 상기 휠(11)과 상기 타이어(10) 내부에 유체제어부재(110)가 구비되는데 상기 휠(11)의 내주면(11b)측에 결합되는 것은 제1 유체제어부재(120)이고, 상기 타이어(10) 내부에 구비되는 것은 제2 유체제어부재(140)이다.
상기 유체제어부재(110)는 공기가 유/출입 할 수 있는 유/출입 홀(111a)이 일체로 형성된 파이프(111)가 구비되는데 유입측(111a')은 하나의 홀로 형성되고, 출입측(111a")은 복수 개의 홀로 형성된다.
출입측(111a")는 탄성체(113)가 결합되어 있고, 유입측(111a')에는 상기 유입측(111a')을 차폐할 수 있는 차폐 볼(115)이 상기 탄성체(113)와 결합되어 있다.
유체제어부재(110)는 공기가 유입측(111a')에서 출입측(111a")으로만 유동될 수 있는 구조로 형성되어 있는데, 유입측(111a')을 차폐하고 있는 차폐 볼(115)이 출입측(111a")에 결합된 탄성체(113)에 연결되어 있기 때문에 공기의 압력에 의해서만 유입측(111a')을 개방할 수 있다.
상기와 같은 구조의 제1 유체제어부재(120)는 출입측(111a")이 상기 휠(11)의 내주면(11b)에 결합된다.
상기 제1 유체제어부재(120)와 연결되고, 상기 타이어(10) 내부에 구비되는 공기압 체크 실린더 유닛(150)은 상기 휠(11)의 외주면(11a)측에 결합된다.
내부에 리턴스프링(151a)이 구비되어 있는 실린더(151)의 일측에 홀(151b)이 형성되어 상기 제1 유체제어부재(120)와 연결 결합되고, 타측에는 왕복 이동하는 피스톤(153)이 삽입된다.
상기 피스톤(153)에는 상기 타이어(10) 내부를 향해 상기 실린더(151)의 외측으로 푸시로드(153a)가 연장 형성되어 있고, 상기 푸시로드(153a)의 일측에는 상기 타이어(10) 내측(10a)과 접할 수 있는 푸시로드엔드(153b)가 연장 형성된다.
상기 타이어(10) 내부 공기압이 적정 압력일 때에는 상기 푸시로드엔 드(153b)가 상기 타이어(10)의 내측(10a)과 접하지 않는다.
한편, 상기 타이어(10) 내부에는 상기 공기압 체크 실린더 유닛(150)과 연결되는 제2 유체제어부재(140)가 연결되는데, 상기 실린더(151)의 외주면(151b) 상기 제2 유체제어부재(140)가 연결될 수 있도록 홀(151c)이 형성된다.
그리고 상기 홀(151c)에 상기 제2 유체제어부재(140)의 유입측(111a')이 연결된다.
상기와 같은 구조를 갖는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.
타이어(10)의 내부에 공기압이 적정 압력 보다 낮아지면 자동으로 공기압을 보상하는 공기압 보상수단(100)은 타이어(10)의 공기압이 적정 압력인 초기에는 도 2에서 보는 바와 같이 푸시로드엔드(153b)가 상기 타이어(10)의 내측(10a)과 접하지 않는다.
따라서 도 4(a)에서 보는 바와 같이 적정 압력을 갖는 타이어(10)가 주행 중일 때는 상기 공기압 보상수단(100)은 타이어(10) 내측(10a) 어느 부위와도 접하지 않고 타이어(10) 내부에서 회전한다.
그러나 차량의 주행 중 여러 가지 요인에 의해서 타이어(10) 내부의 공기압이 적정 압력보다 낮아지면 도 4(b)에서 보는 바와 같이 공기압 보상수단(100)이 구비된 측이 지면에 닿을 때 푸시로드엔드(153b)가 타이어 내측(10a)에 접하게 된다.
푸시로드엔드(153b)가 타이어 내측(10a)에 접하게 되면, 지면에 의해 눌러지는 힘에 의해서 푸시로드엔드(153b)에 연장 형성된 푸시로드(153a)와 피스톤(153)이 실린더(151)내부에서 이동을 하게 된다.
상기 피스톤(153)은 실린더(151) 내부의 리턴스프링(151a)을 압축시키면서 이동을 하게 되고, 이로 인해 상기 실린더(151) 내부의 압력이 높아진다.
실린더(151) 내부의 높아진 압력으로 인해 상기 실린더(151)의 외주면(151b)에 연결되어 타이어(10) 내부에 구비된 제2 유체제어부재(140)가 작동한다.
실린더(151) 내부의 높은 압력이 제2 유체제어부재(140)의 유입측(111a')을 차폐하는 차폐 볼(115)에 미는 힘을 전달하면 차폐 볼(115)이 유입측(111a')을 개방하고, 실린더(151) 내부의 압축되었던 공기가 도 3(b)에서 보는 바와 같이 유입측(111a')에서 출입측(111a")으로 유동되어 타이어(10) 내부로 전달된다.
실린더(151) 내부의 공기가 타이어(10)로 유동되고 나면 실린더(151) 내부의 압력이 낮아져 제2 유체제어부재(140)의 차폐 볼(115)이 탄성체(113)에 의해 유입측(111a')을 다시 차폐하게 된다.
상기와 같은 작동은 공기압 보상수단(100)이 결합된 측의 타이어(10)가 지면에 닿아 있는 동안 실행되고, 주행 중 타이어(10)의 회전에 의해 공기압 보상수단(100)이 결합된 측의 타이어(10) 일측이 지면에서 떨어지게 되면 피스톤(153)은 리턴스프링(151a)에 의해서 원위치로 복원된다.
이때, 실린더(151) 내부의 압력이 외부의 공기 압력보다 낮기 때문에 제1 유체제어부재(120)의 유입측(111a')을 차폐하는 차폐 볼(115)이 외부 공기 압력에 의 해 유입측(111a')을 개방하고, 외부 공기가 유입측(111a')에서 출입측(111a")을 통과하여 상기 실린더(151) 내부로 들어간다.
실린더(151) 내부로 유입된 공기에 의해 실린더(151) 내부 압력이 외부 공기 압력보다 높아지면 제1 유체제어부재(120)가 차폐되고, 상기 공기압 보상수단(100)이 결합된 측의 타이어(10)가 다시 지면에 닿게 되면 실린더(151)의 공기가 다시 타이어(10) 내부로 공급된다.
주행 중 타이어(10)가 회전되는 동안 상기와 같은 동작을 반복하여 타이어(10) 내부의 공기압을 자동으로 보상할 수 있다.
상기와 같은 공기압 보상수단(100)을 갖는 차량의 타이어는 주행 중 여러 가지 외부 요인으로 인해 타이어(10) 내부의 공기압이 적정 압력보다 낮아져도 공기압 보상수단(100)이 외부 공기를 이용하여 즉각적으로 타이어(10) 내부 공기압을 보상 할 수 있기 때문에 차량의 연비가 낮아지는 것을 방지하여 주행 성능이 떨어지는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 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.
본원 발명에 따른 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어를 적용하면, 주행 중 타이어 공기압이 적정 압력보다 낮아지게 되면 외부 공기를 타이어 내부로 공급하여 타이어 공기압을 적정 압력까지 자동으로 보상 할 수 있어 차량의 연비 및 주행 성능이 낮아지는 것을 방지하고 안전사고를 예방하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기압 보상수단이 타이어에 결합된 상태가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 공기압 보상수단의 상세 도면이 도시된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유체제어부재의 상세 단면도.
도 4(a)는 타이어가 적정 압력일 때 공기압 보상수단의 상태도.
도 4(b)는 타이어 공기압이 적정 압력보다 낮을 때 공기압 보상수단의 작동 상태도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 타이어 11: 휠
100: 공기압 보상수단 110: 유체제어부재
111: 파이프 111a: 유/출입 홀
113: 탄성체 115: 차폐 볼
120: 제1 유체제어부재 140: 제2 유체제어부재
150: 공기압 체크 실린더 유닛 151: 실린더
151a: 리턴 스프링 153: 피스톤
153a: 푸시로드 153b: 푸시로드엔드

Claims (7)

  1. 휠의 외주면을 감싸며 공기가 충진된 타이어와;
    상기 타이어 내부로 배치되어 상기 휠의 외주면 일측에 결합되고, 상기 타이어 내부의 공기압이 낮아지면 공기압을 보상하는 공기압 보상수단이 포함되고,
    상기 공기압 보상수단은,
    상기 휠의 일측과, 상기 타이어 내부에 구비되어 외부 대기 및 타이어 내부 공기의 유동을 제어하는 복수 개의 유체제어부재와;
    상기 유체제어부재와 연결되어 상기 타이어 내부에 위치하고, 상기 타이어 공기압의 충진 상태를 체크하는 공기압 체크 실린더 유닛이 포함되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체제어부재는, 외부 대기의 흐름을 제어하도록 상기 휠의 내주면 일측에 결합되는 제1 유체제어부재와;
    상기 타이어 내부 공기의 유동을 제어하도록 상기 공기압 체크 실린더 유닛과 연결되어 상기 타이어 내부에 배치되는 제2 유체제어부재가 포함되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체제어부재는 공기가 유/출입 할 수 있도록 유/출입 홀이 형성된 파이프와;
    상기 파이프의 내부 일측에 구비된 탄성체와;
    상기 탄성체와 연결되어 상기 유/출입 홀의 유입측을 차폐하는 차폐 볼이 포함되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 유/출입 홀은 유입측은 하나의 홀로 형성되고, 출입측은 복수 개의 홀로 형성되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기압 체크 실린더 유닛은, 상기 휠의 외주면 일측에 결합되고, 상기 제1 유체제어부재와 연결되며 내부에 리턴스프링이 구비된 실린더와;
    상기 실린더 내부에 삽입되어 왕복 이동하는 피스톤이 포함되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 피스톤은 상기 실린더의 외측으로 연장 형성된 푸시로드와;
    상기 타이어의 내측에 접하여 상기 타이어 내부 공기압 상태를 체크하도록 상기 푸시로드의 일측에 푸시로드엔드가 연장 형성된 공기압이 자동 보상되는 차량 의 타이어.
  7. 청구항 2 내지 5에 있어서,
    상기 제1 유체제어부재는 상기 파이프의 출입측이 상기 실린더의 일측과 연결되고, 상기 제2 유체제어부재는 상기 파이프의 유입측이 상기 실린더의 외주면 일측과 연결되는 공기압이 자동 보상되는 차량의 타이어.
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