KR20110054066A - 자동차용 타이어 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 자동차 타이어 밸브는 금속 하우징(1) 및 금속 하우징(1)을 둘러싸는 탄성 하우징(2)을 포함한다. 상기 금속 하우징(1)은 림 개구부(201)에 대응되는 원통부(13)를 갖는다. 상기 금속 하우징(1)은 원통부(13)의 상단에 환형 플랜지(6)를 가지고, 원통부(13)의 하단에 하부 환형 플랜지(12)를 갖는다. 탄성 하우징(2)은 원통부(13) 둘레에 탄성 원통부(21)를 가지고, 환형 플랜지(6) 둘레에 원추부(22)를 갖는다. 탄성 하우징(2)의 하단은 하부 환형 플랜지(12) 둘레에 배치된다.

Description

자동차용 타이어 밸브 {TIRE VALVE FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차 타이어용 밸브에 관한 것이다.
자동차 타이어 밸브는 금속 부재(metal body) 및 금속 부재를 둘러싸는 탄성 부재(elastic body)를 포함한다. 금속 부재의 상단 나사(head thread)는 보호캡에 연결시키며, 금속 부재 내측에 밸브 코어가 장착된다. 밸브는 이의 미부(tail)가 타이어 내측에 위치하는 림(rim) 상에 장착된다. 림 상에 장착되는 밸브의 기술적 요건들에 따라, 주요 고려사항으로 3가지의 변형 지수가 있다: 장착 단계 동안에 인입력(pull-in force)은 특정의 상한값 보다 높아서는 안되며, 장착 후에 퇴출력(retreating force) 및 인출력(pull-out force)은 특정 하한값 보다 낮아서는 안된다. 현재, 일부 자동차에서는 주행 중에 타이어 공기압을 모니터링하는 것이 요구되고 있다; 그 결과, 타이어 내측에 장착된 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스(electronic box)는 실시간 검사를 위해 밸브 테일(valve tail)에 연결된다. 그러나, 전자 박스가 밸브 테일의 중량을 대폭 증가시키기 때문에, 타이어가 고속으로 회전할 때 밸브 변형 조건을 완전히 변경시킨다. 이에 따라, 밸브 구조가 퇴출력 및 인출력 둘 모두의 요건을 충족시키는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 충분한 퇴출력을 가지면서 용이하게 인입되어 림 상에 장착되고 타이어가 고속으로 회전할 때 여전히 장착을 확보할 수 있는 자동차 타이어 밸브를 제공하기 위한 것이다. 이에 따라, 본 발명은 하기 기술 방식들을 채택한다: 금속 부재는 림 개구부(rim opening)에 대응되는 제 1 원통부, 제 1 원통부 위에 밸브에 대한 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지(annular flange), 및 원통부 아래에 탄성 부재의 하단에 대응되는 하부 환형 플랜지(lower annular flange)를 가지며; 탄성 부재는 제 1 원통부를 둘러싸는 제 1 탄성 원통부 및 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지를 둘러싸는 원추부(tapered portion)를 가지며, 탄성 부재의 하단은 하부 환형 플랜지 둘레에 위치되며; 제 1 원통부의 외경은 5.9∼6.5 mm이고, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지의 외경은 8.6∼9.2 mm이며, 환형 플랜지와 제 1 원통부의 외경 간의 차이는 2.7 mm 보다 크며; 탄성 부재의 원추부의 최대 외경은 13.8∼14.2 mm이며, 제 1 탄성 원통부의 외경은 13∼13.5 mm이다. 상기 기술 방식들을 이용함으로써, 본 발명은 환형 플랜지 및 이의 치수를 사용하여 밸브가 요구되는 인입력, 퇴출력 및 인출력을 가질 수 있도록 할 수 있다. 이에 따라, 밸브는 용이하게 인입되어 림 상에 장착될 수 있고 타이어 공기압 모니터링 시스템 전자 박스를 설치한 후에도 타이어가 고속 회전할 때 밸브가 여전히 튼튼하게 장착되어 있는 것을 보장할 수 있다.
도 1은 제공된 구체예와 타이어 공기압 모니터링 시스템 전자 박스 간이 연결 다이어그램을 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서의 구체예의 반단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1에서 보호캡이 존재하지 않는 구체예의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 인입력의 방향과 상태를 도시한 것으로서, 부호 NR은 인입력의 방향을 표시한 것이다.
도 5는 인출력의 방향과 상태를 도시한 것으로서, 부호 NT는 인출력의 방향을 표시한 것이다.
도 6은 퇴출력의 방향과 상태를 도시한 것으로서, 부호 NC는 퇴출력의 방향을 표시한 것이다.
도면을 참조하여, 본 발명은 밸브 금속 부재(1) 및 금속 부재(1)를 둘러싸는 탄성 부재(2)를 포함한다. 탄성 부재(2)는 경도가 75A인 가황 고무를 사용할 수 있다. 금속 부재(1)는 림 개구부(201)에 대응되는 제 1 원통부(13)를 갖는다. 금속 부재(1)는 제 1 원통부 위에 밸브에 대한 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지(6), 및 원통부 아래에 탄성 부재의 하단에 대응되는 하부 환형 플랜지(12)를 갖는다. 탄성 부재(2)는 제 1 원통부를 둘러싸는 제 1 탄성 원통부(21)를 가지고, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지 둘레에 원추부(22)를 갖는다. 탄성 부재의 하단은 하부 환형 플랜지 둘레에 배치된다. 하부 환형 플랜지(12)는 탄성 부재와 금속 부재 사이의 기밀성을 확보할 뿐만 아니라, 탄성 부재(2)의 고무 가황 포지셔닝(rubber vulcanization positioning)을 확보한다. 제 1 원통부의 외경(E)는 5.9∼6.5 mm이고, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지의 외경(D)는 8.6∼9.2 mm이며; 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지 외경(D)과 제 1 원통부 외경(E)의 차이는 2.7 mm보다 크다. 탄성 부재의 원추부(22)의 최대 외경(A)은 13.8∼14.2 mm이며, 제 1 탄성 원통부의 외경(B)은 13∼13.5 mm이다. 도면에서 림(rim)은 200으로 기재되어 있다. 림 개구부(201)의 직경은 11.5±0.2 mm이다.
도면에 도시된 바와 같이, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지(6)의 상측 및 하측은 경사면이며, 하측의 경사도(jump)가 상측의 경사도보다 크다. 다시 말해서, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지(6)의 최대 직경과 제 1 원통부(13)의 직경의 차이는 환형 플랜지(6)의 최대 직경과 금속 부재 원통부(14)의 직경의 차이보다 크다. 이는 밸브가 퇴출력과 인입력 둘 모두의 요건을 쉽게 충족시키게 한다.
금속 부재(1)는 공기입출구멍(4)을 갖는다. 금속 부재는 이의 단부에 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스(100)를 연결시키기 위해 사용되는 수나사 스템(external threaded stem)(5)를 가지며; 공기입출구멍(4)은 스크류 수나사 스템(external screw thread stem)의 상측 상에 배치된다. 본 발명은 타이어 공기압 모니터링 시스템 전자 박스의 장착을 실현시키기 위해 스크류 수나사를 사용한다. 암나사와 비교하여, 여러가지 수단으로 연결 강도를 강화시키는데 편리한데, 예를 들면, 수나사 스템을 전자 박스의 연결 구조로 덮어 씌우고 금속 부재의 계단 또는 확장된 평면에 접하여 연결 구조를 배치시키고, 고정시키기 위해 여러 개의 너트 및 수나사 스템을 이용하여 자동차가 고속으로 주행할 때 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스 및 밸브가 견고하게 고정되도록 한다. 라벨 53은 수나사 스템(5)과 결합되는 클램프 너트를 표시한 것이다.
금속 부재는 수나사 스템과 공기입출구멍 사이에 전자 박스 위치제한 계단(51)을 구비한다. 금속 부재는 전자 박스 위치제한 계단과 수나사 스템 사이에 회전방지평면(anti-rotation plane)(52)을 구비하여, 전자 박스(100)가 느슨해지는 것을 추가로 방지한다.
금속 부재의 상단 나사는 보호캡(3)에 연결된다. 탄성 부재의 상단과 보호캡 사이에는 간격(gap)이 존재하여 밸브를 림 상에 장착하는 수단(tool)를 삽입할 수 있는 공간(32)를 형성한다. 이에 따라, 밸브를 장착하는 동안, 힘들게 밸브를 집을 필요가 없이, 수단을 탄성 부재의 상단과 보호캡 사이에 삽입하고 보호캡의 하단과 매칭되어 있는 것이 잡아 당겨지고 림 개구부에 간편하게 장착되도록 밸브를 위로 당겨지는 것이 요구된다.
밸브의 금속 부재(1)는 탄성 부재(2)의 고무 가황 위치지정을 용이하게 하기 위하여 탄성 부재의 상단에 해당하는 상부 플랜지 계단(11)을 구비한다. 하부 플랜지 계단의 하측면(110)은 경사면이다.
퇴출력 및 인입력/인출력의 요건을 만족시키기 위하여 한 쌍의 상반되는 부재(contradictory body)가 존재한다. 금속 부재 단부를 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스(100)와 연결시키는 것은 질적으로 상반되는 변화를 일으킨다. 본 발명의 연구제작과정에 다수의 실행에서는 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지(6)를 설치하지 않고 상기 문제점을 해소하는 것이 어렵다는 것을 증명하고 있다. 그러나, 비록 환형 플랜지(6)가 설치되더라도, 환형 플랜지(6)의 직경, 환형 플랜지(6) 둘레의 탄성 부재의 직경, 제 1 원통부(13)의 직경, 및 제 1 원통부(13) 둘레의 탄성 부재의 직경은 여전히 서로 견제하기에, 그 선택은 극히 힘들다. 상당한 횟수의 실험을 거쳐, 본 발명은 하기와 같은 수치 범위에서 타이어 공기압 모니터링 시스템 전자 박스(100)을 연결한 밸브가 동시에 비교적 이상적인 퇴출력, 인출력과 인입력을 얻을 수 있다고결론내었다: 제 1 원통부의 외경 E는 5.9∼6.5이며, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지의 외경 D는 8.6∼9.2이며, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지 외경 D와 제 1 원통부 외경 E의 차이는 2.7 mm보다 크다; 원추부의 최대 외경 A는 13.8∼14.2 mm이고, 제1 탄성 원통부의 외경 B는 13∼13.5 mm이며, 탄성 부재의 고무 경도는 75A이다.
하기 표는 10개의 밸브를 한조로 한 부분 실험수치이다.
조별 외경
A(mm)		 외경
B(mm)		 외경
D(mm)		 외경
E(mm)		 평균 인입력
(N)		 평균 인출력
(N)		 평균 퇴출력
(N)
1 13.7 12.9 8.5 5.8 296 578 850
2 13.8 12.7 8.2 5.7 299 522 791
3 13.6 13.0 8.3 5.6 287 537 818
4 13.8 13.0 8.6 5.9 352 615 920
5 14.2 13.5 9.2 5.9 378 754 998
6 13.9 13.1 9.1 6.0 360 635 940
7 14.0 13.2 9.0 6.1 370 687 955
8 14.1 13.3 8.9 6.2 363 722 961
9 14.0 13.4 9.0 6.3 368 783 943
10 13.9 13.2 9.0 6.4 358 711 901
11 13.8 13.5 9.2 6.5 348 830 920
12 14.2 13.5 9.2 6.5 381 839 1014
13 14.3 13.3 9.3 6.6 462 850 1020
14 13.7 12.9 9.3 6.7 445 770 870
15 14.2 13.0 9.3 6.5 453 750 980
상기 표에서, 평균 인입력이 450 N 보다 작고 평균 인출력이 600 N 보다 크고 평균 퇴출력이 900 N 보다 큰 경우에 기준에 충족된다.

Claims (8)

  1. 밸브 금속 부재(valve metal body) 및 금속 부재를 둘러싸는 탄성 부재(elastic body)를 포함하는 자동차 타이어 밸브로서, 상기 금속 부재가 림 개구부에 대응하는 제 1 원통부, 제 1 원통부 상단에 밸브에 대한 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지, 원통부 하단에 탄성 부재의 하단에 대응되는 하부 환형 플랜지를 구비하며; 상기 탄성 부재가 제 1 원통부를 둘러싸는 제 1 탄성 원통부, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지를 둘러싸는 원추부(tapered portion)를 구비하고 탄성 부재의 하단이 하부 환형 플랜지 둘레에 배치되어 있으며; 제 1 원통부의 외경은 5.9∼6.5 mm이며, 퇴출력을 증가시키기 위한 환형 플랜지의 외경은 8.6∼9.2 mm이며, 환형 플랜지 외경과 제 1 원통부 외경의 차이는 2.7 mm 보다 크며, 탄성 부재의 원추부의 최대 외경은 13.8∼14.2 mm이고, 제 1 탄성 원통부의 외경은 13∼13.5 mm인, 자동차 타이어 밸브.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 환형 플랜지의 상측 및 하측이 경사면이며, 하측의 경사도가 상측의 경사도 보다 큰, 자동차 타이어 밸브.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 금속 부재가 공기입출구멍 및 단부에 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스와 연결하기 위한 수나사 스템(external threaded stem)을 구비하며, 상기 공기입출입구멍이 수나사 스템과 하부 환형 플랜지 사이에 배치되어 있는, 자동차 타이어 밸브.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 금속 부재가 수나사 스템과 공기입출구멍 사이에 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전자 박스 위치제한 계단(limit step)을 구비하는, 자동차 타이어 밸브.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 금속 부재가 전자 박스 위치제한 계단과 수나사 스템 사이에 회전방지평면을 구비하는, 자동차 타이어 밸브.
  6. 제 1항에 있어서, 금속 부재의 상단 나사가 보호캡에 연결되어 있으며, 림(rim) 상에 밸브를 장착하는 수단(tool)을 삽입하기 위한 공간을 형성시키기 위해 상기 탄성 부재의 상단과 보호캡 사이에 간격(gap)이 존재하는, 자동차 타이어 밸브.
  7. 제 6항에 있어서, 밸브의 상기 금속 부재가 탄성 부재의 상단에 대응되는 환형 계단(annular step)을 구비하는, 자동차 타이어 밸브.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 환형 계단의 후면(backside)이 경사면인, 자동차 타이어 밸브.
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