KR20150017515A - 마모 상태 자동 감지 타이어 - Google Patents

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KR20150017515A
KR20150017515A KR1020130093531A KR20130093531A KR20150017515A KR 20150017515 A KR20150017515 A KR 20150017515A KR 1020130093531 A KR1020130093531 A KR 1020130093531A KR 20130093531 A KR20130093531 A KR 20130093531A KR 20150017515 A KR20150017515 A KR 20150017515A
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양재욱
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한국타이어 주식회사
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    • C08F2500/00—Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/21—Rubbery or elastomeric properties

Abstract

본 발명은 타이어의 마모 상태를 검출하는 전기전도성 고무 테이프를 포함하는 타이어의 마모 상태 자동 감지 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 운전자에게 타이어의 마모 상태를 실시간으로 인지하도록 함으로써 차량 운전자의 안전을 도모하고 사고를 예방할 수 있다.

Description

마모 상태 자동 감지 타이어{TIRE CAPABLE OF AUTOMATIC SENSING WEAR STATUS}
본 발명은 마모 상태 자동 감지 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 마모 상태를 운전자에게 운전 중 실시간으로 정량적으로 알려줄 수 있어 안정성이 우수한 마모 상태 자동 감지 타이어에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어의 내부를 구성하는 인너라이너(10), 상기 인너라이너(10)의 외주에 적층되는 카카스(20), 상기 카카스(20)의 외주에 2층 이상 적층되는 벨트(30), 상기 벨트(30)의 외주에 적층되어 실질적으로 지면과 접촉하는 트레드(40), 타이어의 양쪽 측부를 구성하는 양쪽 사이드월(50), 및 휠에 결합되어 공기압을 유지하는 양쪽 비드(60)로 구성된다.
타이어는 주행시간이 경과함에 따라 트레드(40)의 마모가 진행되어 타이어의 초기성능은 저하되고, 마모의 진행 상황이 심각할 경우 타이어 파열까지 발생할 수 있다. 따라서, 사고를 예방하기 위해서는 마모에 의한 타이어 사고가 발생하기 전에 적절한 시기에 타이어를 교환해 주어야 한다. 그러나 많은 운전자들이 타이어의 마모 상태를 자각하지 못하기 때문에 타이어의 마모 한계를 초과한 상태로 차량을 그대로 운전하는 경우가 많아 큰 위협이 되고 있다.
운전자가 타이어 교체 시점 및 마모 상태에 따른 적절한 조치를 취할 수 있도록 하기 위하여, 국내특허 제0164717호는 타이어의 마크면의 일정 깊이에 형성되어 전원이 통하도록 와이어를 연결시켜주는 금속판(101)과, 상기 금속판의 탈거시 점점이 작동되는 감지판과, 상기 감지판의 작동에 의해 운전자에게 알려주도록 계기판에 형성되는 경고램프를 구비하는 타이어 교체시기 알림장치를 개시하고 있다. 이러한 기술에서는 타이어의 그루브 안에 도 2에 도시된 바와 같이 금속판(10)을 삽입하여 전기가 통하는 것을 감지하게 되는데, 금속물 삽입에 의해 타이어의 표면의 균일성(Uniformity)이 손상되고, 금속 탈락시 안전 및 환경에 나쁜 영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 타이어의 트레드부에 삽입된 전기전도성 고무 테이프에 의해서 타이어의 외관 및 성능에 영향을 미치지 않으면서도, 타이어의 교체시기를 자동으로 운전자에게 알려주어 타이어의 마모 또는 이상마모로 인해 발생되는 대형사고를 미연에 방지하여 운전자를 보호할 수 있는 타이어를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
타이어의 트래드면에 메인그루브들과 서브그루브들이 형성되는 타이어에 있어서, 타이어의 트레드 내에 타이어의 마모 한계선을 따라서 형성되는 전기전도성 고무 테이프;
상기 전기전도성 고무 테이프에 전도성 와이어를 통해서 연결되며, 타이어의 휠에 장착되어, 상기 전기전도성 고무 테이프의 마모에 따른 단선 발생으로 인한 전기적인 특성 변화를 검출하는 마모감지부; 및
상기 마모감지부에서 검출된 신호에 따라 타이어의 마모 상태 정보를 차량의 전자제어장치로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어에 관한 것이다.
본 발명의 타이어는 마모 상태에 대한 정보를 주행 중 실시간으로 운전자에게 알려 주어 타이어의 마모 상태에 따라 사용자가 적기에 타이어를 교환하거나 타이어의 위치를 교환하도록 함으로써 마모된 타이어를 장착한 채 차량을 운전함으로써 발생하는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 타이어의 마모 성능, 제동 성능, 소음성능, 핸들링 성능 등의 저하 없이 마모 한계 및 마모 상태에 대한 정보를 제공하여 더욱 유리하고, 더욱이 본 발명은 전기전도성 고무 테이프를 채용하여 타이어의 외간을 손상시키지 않는 이점이 있다.
본 발명은 전기전도성 고무 테이프의 단선에 의해서, 타이어의 마모량을 검출할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 타이어의 마모 상태를 육안으로 체크할 필요가 없고, 또 타이어의 마모 상태 검출에 시간이 들지 않고, 더욱이 주행 중에 있어도 타이어의 마모 상태를 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 일반적인 타이어의 개략 단면도이다.
도 2는 종래의 금속판을 포함하는 마모 상태 감지 타이어의 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 마모 상태 자동 감지 타이어의 구성도이다.
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 이하의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 마모 상태 자동 감지 타이어의 구성도이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 타이어는
타이어의 트레드 내에 타이어의 마모 한계선을 따라서 형성되는 전기전도성 고무 테이프(10);
상기 전기전도성 고무 테이프에 사이드월 및 비드부 내에 삽입되어 있는 전도성 와이어(15)를 통해서 연결되며, 타이어의 휠에 장착되어, 상기 전기전도성 고무 테이프의 마모에 따른 단선 발생으로 인한 전기적인 특성 변화를 검출하는 마모감지부(20); 및
상기 마모감지부(20)에서 검출된 신호에 따라 타이어의 마모 상태 정보를 차량의 전자제어장치로 전송하는 통신부(30)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 타이어에서는 트래드면이 마모되어 가는 정도를 상기 전기전도성 고무 테이프(10)의 단선에 의해서 용이하게 자동으로 감지하여 사용자가 타이어의 적절한 교환 시기를 인지할 수 있게 한다.
상기 전기전도성 고무 테이프(10)는 복수 개가 각각 타이어의 소정 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 전기전도성 고무 테이프들(10)은 트레드 블록(1)의 선단 및 후단에 있어서 등간격 또는 상이한 간격으로 배치될 수 있다. 상기 전기전도성 고무 테이프(10)의 크기는 특별히 제한되지 않고, 일례로 폭(W)은 0.5 내지 5.0mm의 범위 내로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 전기전도성 고무 테이프(10)는 탄성중합체 100 중량부와 전기전도성 충전재 1 내지 100중량부를 포함하여 구성될 수 있다. 전기전도성 고무 테이프(10)는 고무로 이루어져 있으며 전기가 통하게 하기 위해 일반적으로 탄소함유량을 높인 고무를 사용하게 되며 이때 전기전도성 충전재를 추가한다. 대안으로 실리콘 및 탄소나노튜브를 활용한 전도가능한 고무를 사용하여서 연결하게 되면 전도 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 비드부에 점선으로 표시된 고무도 탄소함유량을 높인 트레드 부분의 고무와 같은 고무를 사용하게 되며 성능에 따라 전기전도성 충전재 비율 및 탄소함유량을 조절하여 사용 가능하다.
상기 탄성중합체는 스티렌 및 알파메틸스티렌의 공중합, 시스 1,4-폴리이소프렌, 시스1,4-폴리부타디엔, 스티렌/부타디엔 공중합체, 이소프렌/부타디엔 공중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체, 3,4-폴리이소프렌, 비닐 폴리부타디엔 및 스티렌/이소프렌/부타디엔로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 전기전도성 고무 테이프(10)는 실리콘 수지, 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 전기전도성 충전재가 카본블랙, 탄소섬유, 및 흑연과 같은 1종 이상의 탄소 전도체; 금, 은 및/또는 니켈 분말과 같은 금속 분말; 전기전도성 산화아연, 전기전도성 산화티탄 및 전기전도성 산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 전기전도성 충전재는 탄성중합체 100중량부당 1 내지 100중량부, 바람직하게는 탄성중합체 성분 100중량부당 5 내지 70중량부 범위로 첨가된다. 상기 범위의 하한치 아래에서는 일부 경우에 단지 전기전도성 충전재의 양이 부족하여 전기전도성이 얻어지지 않을 것이며, 반면 상기 범위의 상한치를 초과하면 일부 경우에 조성물의 가소성이 너무 높아서 부적합한 부피 확장률이 초래되어 트레드의 물성이 저하될 수 있다.
마모감지부(20)는 타이어와 함께 마모되면서 단선이 발생되도록 병렬 연결된 다수의 전기전도성 고무 테이프(10)와, 전기전도성 고무 테이프(10)의 단선에 따른 저항치 변화로부터 도체에 공급된 구동전원의 변화를 검출하고 통신신호로 변환하고, 처리된 검출신호를 차량의 수신부(미도시)측으로 전송하는 통신부(30)를 포함한다.
하나의 실시예에서 통신부(30)의 통신 방법으로는 RF(Radio Frequency) 통신 방법을 이용할 수 있지만, 통신 방법으로 무선통신뿐만 아니라 타이어의 차량 결합구조를 이용한 유선신호 전달 방식이 이용될 수도 있다.
본 발명의 타이어가 장착되는 차량에는 타이어의 마모감지부(20)측으로부터 전송된 타이어의 마모 상태 관련 정보를 수신하는 수신부, 사용자에게 상기 타이어의 마모 상태정보를 표시하기 위한 표시부, 및 상기 수신부를 통해 전달된 상기 정보에 따라 상기 표시부를 제어하는 제어부(40)를 포함할 수 있다. 상기 표시부(40)는 상기 타이어의 마모 상태 정보를 차량 결합 위치별 각각의 타이어에 대해 모두 표시하도록 할 수 있으며, 또 다르게는 소정 이상의 마모가 발생한 타이어에 대해서만 표시되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 표시부는 상기 타이어의 소정 마모 상태에 대해 알람을 발생하는 알람발생부를 포함할 수 있다. 상기 마모 상태 표시부(40)는 차량의 계기판에 또는 액정 디스플레이, 또는 네비게이션 화면 상에 타이어의 마모 상태에 관한 정보 또는 이상 마모 등의 정보를 표시할 수 있다. 이러한 표시부(40)는 예컨대, 경고음이나 알람 표시 등에 의하여 마모상태 및 교환시기를 알려줄 수 있으며, 이러한 경우에, 청각, 후각 또는 시각을 통하여 타이어에 대한 전문가가 아니더라도 운전자라면 누구나 마모상태 및 교환시기를 알 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 마모감지부(20)가 설치된 타이어가 차량에 결합된 후, 차량 운행 중 타이어의 마모와 함께 설치된 전기전도성 고무 테이프(10)의 단선이 발생하게 되면, 단선 발생에 따른 타이어의 마모 정보를 사용자에게 제공한다. 이상과 같은 본 발명의 마모 자동 감지 타이어는 전기전도성 고무 테이프의 단선 여부에 따른 타이어의 마모 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 함으로써 타이어의 사전 교환 또는 교체를 통해 운전자의 안전을 확보할 수 있게 한다.
본 발명의 보호범위는 여기에 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해지며, 많은 변형이 본 발명의 특허청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자들은 분명하게 이해할 수 있을 것이다.
1 : 트래드 2 : 그루브
10 : 전기전도성 고무 테이프 20 : 마모감지부
30 : 통신부 40 : 표시부

Claims (8)

  1. 타이어의 트레드 내에 타이어의 마모 한계선을 따라서 형성되는 전기전도성 고무 테이프;
    상기 전기전도성 고무 테이프에 전도성 와이어를 통해서 연결되며, 타이어의 휠에 장착되어, 상기 전기전도성 고무 테이프의 마모에 따른 단선 발생으로 인한 전기적인 특성 변화를 검출하는 마모감지부; 및
    상기 마모감지부에서 검출된 신호에 따라 타이어의 마모 상태 정보를 차량의 전자제어장치로 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기전도성 고무 테이프는 복수 개가 각각 타이어의 소정 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 전기전도성 고무 테이프들은 트레드 블록의 선단 및 후단에 있어서 등간격 또는 상이한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기전도성 고무 테이프는 탄성중합체 100 중량부; 및 전기전도성 충전재 1 내지 100중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  5. 제4항에 있어서, 상기 탄성중합체는 스티렌 및 알파메틸스티렌의 공중합, 시스 1,4-폴리이소프렌, 시스1,4-폴리부타디엔, 스티렌/부타디엔 공중합체, 이소프렌/부타디엔 공중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체, 3,4-폴리이소프렌, 비닐 폴리부타디엔 및 스티렌/이소프렌/부타디엔로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전기전도성 충전재가 카본블랙, 탄소섬유, 탄소 전도체, 금, 은, 니켈, 전기전도성 산화아연, 전기전도성 산화티탄 및 전기전도성 산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  7. 제4항에 있어서, 상기 전기전도성 고무 테이프는 실리콘 수지, 아크릴 수지 또는 폴리카보네이트 수지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전기전도성 고무 테이프의 폭(w)은 0.5 내지 5.0 mm의 범위 내인 것을 특징으로 하는 마모 상태 자동 감지 타이어.
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KR102104724B1 (ko) 2018-10-25 2020-04-24 백웅재 자동차의 타이어 마모도 검출시스템

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