KR20150099137A

KR20150099137A - 타이어 공기압 자동 조절 장치

Info

Publication number: KR20150099137A
Application number: KR1020140020704A
Authority: KR
Inventors: 김용환; 허경; 이영석; 김진용; 정창현; 정도현
Original assignee: 자동차부품연구원
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-08-31

Abstract

타이어 공기압 자동 조절 장치에 대한 발명에 개시된다. 본 발명의 타이어 공기압 자동 조절 장치는: 림부에 제1, 제2 개구부가 형성되는 휠과, 휠에 장착되는 타이어와, 제1 개구부에 연결되고 타이어의 내측면과 접촉되면 타이어의 내부로 공기를 토출하는 가압펌프와, 제2 개구부에 연결되고 타이어의 내측면과 접촉되면 타이어의 내부 공기를 제2 개구부를 통하여 배출하는 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 공기압 자동 조절 장치{AUTOMATIC CONTROL DEVICE OF AIR PRESSURE IN TIRE}

본 발명은 타이어 공기압 자동 조절 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주행 중인 타이어에 공기압이 낮아지면 가압펌프가 구동되어 타이어 내부로 공기를 공급하고, 공기압이 높아지면 배출밸브를 작동하여 타이어의 내부 공기를 배출함으로써, 타이어의 공기압을 규정치의 정상 상태로 유지할 수 있게 하는 타이어 공기압 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 구비된 휠의 림부와 타이어의 내부면 사이에 형성되는 공간에는 공기가 적정 압력으로 충전되어 있어서, 도로 주행시에 도로면으로부터 전달되는 충격을 일부 흡수함과 아울러 차량 주행을 원활하게 한다.

타이어의 공기압이 규정치보다 낮은 상태로 주행을 하게 되면 타이어의 변형량도 커지게 되면서 온도 상승과 함께 타이어의 파열을 일으키며 조정성을 상실하게 되고, 타이어의 공기압이 규정치보다 높은 상태로 주행을 하게 되면 차량 정지 불량 등 차량 조정성이 불안전하게 된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개실용신안공보 제2000-0000499호(2000.01.15. 공개, 고안의 명칭: 타이어의 공기압 조절장치)에 개시되어 있다.

차량이 승차 인원 증가, 화물 적재 등으로 무거워지게 되면, 타이어가 찌그러지면서 차량 주행 저항이 커지게 된다. 이는 연비에 큰 영향을 주게 되고 타이어 수명도 짧아진다. 그리고, 구동바퀴 중심이 적정 높이를 유지하지 못하게 되어 선회, 직진 주행 안정성도 낮아지는 문제점이 있었다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 차량의 운행 중 타이어의 공기압이 규정치 이상 또는 이하로 변동되는 경우 자동으로 공기를 공급 또는 배출시켜 항상 이상적인 공기압을 유지할 수 있게 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치는: 림부에 제1, 제2 개구부가 형성되는 휠과, 상기 휠에 장착되는 타이어와, 상기 제1 개구부에 연결되고 상기 타이어의 내측면과 접촉되면 상기 타이어의 내부로 공기를 토출하는 가압펌프와, 상기 제2 개구부에 연결되고 상기 타이어의 내측면과 접촉되면 상기 타이어의 내부 공기를 상기 제2 개구부를 통하여 배출하는 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 가압펌프는 상기 타이어의 공기압이 부족한 경우에 상기 타이어의 내측면과 접촉한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 가압펌프는 상기 제1 개구부에 연결되게 설치되고 측면에 측개구부가 형성되며 내부에 일정 공간이 형성되는 펌프바디와, 상기 펌프바디 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 피스톤의 승강에 의하여 상기 측개구부를 개폐하는 바디개폐부와, 상기 제1 개구부를 개폐하는 제1 개폐부를 포함한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤이 상기 타이어의 내측면과 접촉되면, 상기 피스톤은 상기 펌프바디의 내부 공기를 가압하고, 상기 제1 개폐부는 상기 제1 개구부를 폐쇄하며, 상기 바디개폐부는 상기 측개구부를 개방하게 되어, 상기 펌프바디의 내부 공기는 상기 측개구부를 통하여 상기 타이어의 내부로 토출된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤은 탄성력을 구비하는 탄성부재에 의하여 상기 펌프바디와 연결되고, 상기 탄성부재는 상승한 상기 피스톤을 윈위치로 복귀시킨다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 피스톤은 상기 타이어와 접촉하는 부분이 라운드지게 형성된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 배출밸브는 상기 타이어의 공기압이 과다한 경우에 상기 타이어의 내측면과 접촉한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 배출밸브는 상기 제2 개구부를 개폐하는 제2 개폐부와, 상기 제2 개폐부로부터 일정 각도로 경사지게 형성되는 가이드부와, 상기 가이드부에 형성되어 상기 타이어의 내측면과 접촉하는 접촉부를 포함한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 접촉부가 상기 타이어의 내측면과 접촉되면, 상기 가이드부는 회동하게 되면서, 상기 제2 개폐부가 상기 제2 개구부를 개방하게 되어, 상기 타이어의 내부 공기는 상기 제2 개구부를 통하여 상기 타이어의 외부로 배출된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 접촉부는 라운드지게 형성된다.

본 발명에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치는 타이어의 공기압을 차량의 운행 중에 자동적으로 조절함으로써, 타이어의 수명을 증가시키고, 차량 운행의 안정성을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프의 제1 작동을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프의 제2 작동을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프가 작동되지 않을 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프가 작동될 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출밸브가 작동되지 않은 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배출밸브가 작동될 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프의 제1 작동을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프의 제2 작동을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 공기압 자동 조절 장치는 휠(10), 타이어(20), 가압펌프(30), 및 배출밸브(40)를 포함한다.

휠(10)은 타이어(20)와 함께 차량의 하중을 지지하고 구동력 및 횡력을 노면에 전달하는 것으로서, 림부(11), 제1 개구부(12), 및 제2 개구부(13)를 포함한다.

림부(11)는 타이어(20)와 접하는 휠(10)의 테두리 부분이다. 제1 개구부(12)와 제2 개구부(13)는 림부(11)의 일면과 타면에 각각 개구되는 부분이다. 본 명세서에서 '일면'과 '타면'은 각각 림부(11)에서 개구된 방향을 의미한다. 즉, 도 1에서 '일면'은 림부(11)의 하부를 의미하고, '타면'은 림부(11)의 상부를 의미한다.

타이어(20)는 휠(10)의 림부(11)에 끼워져 장착되는 것으로서, 내부에 공기가 충전되는 공간이 형성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 가압펌프(30)는 제1 개구부(12)에 연결되게 설치되는 것으로서, 타이어(20)의 공기압이 부족한 경우에 타이어(20)의 내측면과 접촉하게 되면, 타이어(20)의 내부로 공기를 토출하여 타이어(20) 내부의 공기압이 부족하지 않고 규정치 공기압을 유지하게 하는 것이다. 가압펌프(30)는 펌프바디(31), 피스톤(32), 바디개폐부(33), 및 제1 개폐부(34)를 포함한다.

펌프바디(31)는 내부가 빈 원통형으로 이루어지고, 림부(11)의 제1 개구부(12)에 연결되게 설치되고, 측면에 개구된 측개구부(37)가 형성된다. 펌프바디(31)는 림부(11)에 용접 또는 볼트에 의해 고정된다.

피스톤(32)은 펌프바디(31) 내부에 승강가능하게 설치되는 것으로, 타이어(20)의 내측면에 접촉하는 지지부(38)과, 지지부(38)의 상부에 펌프바디(31)의 직경에 상응하는 크기로 설치되는 헤드부(39)를 포함한다. 지지부(38)는 펌프바디(31) 내부에서 일정 길이의 봉 형상으로 이루어지고, 일단은 헤드부(39)와 연결되고, 타단은 타이어(20)의 내측면과 접촉한다. 본 명세서에서 '일단'과 '타단'은 지지부(38)에서 방향을 의미한다. 즉, 도 2 및 도 3에서 '일단'은 지지부(38)의 상부를 의미하고, '타단'은 지지부(38)의 하부를 의미한다. 지지부(38)에서 타이어(20)와 접촉하는 부분은 라운드지게 형성된다. 따라서, 타이어(20)와 지지부(38)가 서로 접촉할 때, 지지부(38)에 의하여 타이어(20)가 손상되는 것이 방지된다.

피스톤(32)의 헤드부(39)와 펌프바디(31)는 일정 탄성력을 구비하는 탄성부재(35)에 의하여 연결된다. 탄성부재(35)는 코일 스프링으로 이루어진다. 압축된 탄성부재(35)는 타이어(20)의 내측면과 접하게 되어 상부로 올라온 피스톤(32)을 탄성력에 의하여 다시 아래로 내려가게 하여 원위치로 복귀시킨다.

바디개폐부(33)는 펌프바디(31)의 측개구부(37)를 개폐하는 것으로서, 펌프바디(31)에 회동가능하게 설치된다. 바디개폐부(33)는 펌프바디(31)의 외측 방향으로 회동한다. 바디개폐부(33)는 펌프바디(31)의 측개구부(37)에 스프링으로 연결되어, 일정 각도로 회동된 바디개폐부(33)는 측개구부(37)을 개방한 후 스프링에 의하여 다시 측개구부(37)를 폐쇄할 수 있다. 바디개폐부(33)의 개방으로, 펌프바디(31)의 내부 공기를 타이어(20)에 공급한다.

제1 개폐부(34)는 제1 개구부(12)를 개폐하는 것으로서, 펌프바디(31)에 회동가능하게 설치된다. 제1 개폐부(34)는 펌프바디(31)의 내측 방향으로 회동한다. 제1 개폐부(34)의 개방으로, 휠(10)의 외부로부터 유입되는 공기는 제1 개구부(12)를 통하여 펌프바디(31) 내로 유입된다.

배출밸브(40)는 제2 개구부(13)에 연결되게 설치되는 것으로서, 타이어(20)의 공기압이 과다한 경우에 타이어(20)의 내측면과 접촉하게 되면 타이어(20)의 내부 공기를 제2 개구부(13)를 통하여 배출되게 하여, 타이어(20) 내부의 공기압이 과다하지 않고 규정치 공기압 상태로 유지하게 하는 것이다. 배출밸브(40)는 제2 개폐부(41), 가이드부(42), 및 접촉부(43)를 포함한다.

제2 개폐부(41)는 제2 개구부(13)를 개폐하는 것으로서, 림부(11)에 회동가능하게 설치된다. 제2 개폐부(41)는 제2 개구부(13)의 크기에 상응되는 크기로 형성된다. 제2 개폐부(41)의 개방으로, 타이어(20) 내부의 공기가 제2 개구부(13)를 통하여 휠(10)의 외부로 배출된다.

가이드부(42)는 제2 개폐부(41)로부터 일정 각도로 경사지게 형성되고, 일정 길이를 구비한다.

접촉부(43)는 가이드부(42)의 말단에 형성되어 타이어(20)의 내측면과 접촉한다. 접촉부(43)는 라운드지게 형성된다. 접촉부(43)는 구슬 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 타이어(20)와 접촉부(43)가 서로 접촉할 때, 접촉부(43)에 의하여 타이어(20)가 손상되는 것이 방지된다.

다음으로 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프가 작동되지 않을 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압펌프가 작동될 때의 타이어 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

먼저, 타이어(20)의 공기압이 부족한 경우 가압펌프(30)의 작동을 살펴본다.

도 4는 타이어(20)의 공기압이 규정치에 맞게 적절하게 유지되고 있는 상태를 나타내고 있다. 타이어(20)의 공기압이 적정한 경우, 피스톤(32)의 지지부(38)는 타이어(20)의 내측면에 접촉하지 않고 서로 이격된다.

도 5를 참조하면, 타이어(20)의 공기압이 규정치에 미달되어 공기압이 부족한 상태를 나타내고 있다. 이 경우, 타이어(20)는 공기압이 낮아 차체의 하중에 의하여 타이어(20)가 많이 찌그러진 상태가 된다. 따라서, 피스톤(32)의 지지부(38)는 타이어(20)의 내측면과 접촉하게 되고, 피스톤(32)의 헤드부(39)는 위로 승강한다. 헤드부(39)에 의하여 펌프바디(31)의 내부 공기는 가압되고, 이 가압된 공기는 제1 개폐부(34)를 회동시켜 제1 개구부(12)를 폐쇄하고, 바디개폐부(33)를 외측 방향으로 회동시켜 측개구부(37)를 개방시킨다.

바디개폐부(33)의 개방으로, 펌프바디(31)의 내부 공기는 측개구부(37)를 통하여 타이어(20)의 내부로 공급된다. 피스톤(32)은 탄성부재(35)에 의하여 다시 윈위치로 복귀하게 된다. 이 과정은 피스톤(32)의 지지부(38)가 타이어(20)의 내측면에 접촉하지 않을 때까지 반복된다.

다음으로, 타이어(20)의 공기압이 과다한 경우 배출밸브(40)의 작동을 살펴본다.

도 6은 타이어(20)의 공기압이 규정치에 맞게 적절하게 유지되고 있는 상태를 나타내고 있다. 타이어(20)의 공기압이 적정한 경우, 접촉부(43)는 타이어(20)의 내측면에 접촉하지 않고 서로 이격된다.

도 7을 참조하면, 타이어(20)의 공기압이 규정치에 초과되어 공기압이 과다한 상태를 나타내고 있다. 이 경우, 타이어(20)는 공기압이 과다하여 타이어(20)의 옆면 폭이 좁아진 상태가 된다. 따라서, 접촉부(43)는 타이어(20)의 내측면과 접촉하게 되고, 가이드부(42)는 타이어(20)의 내측방향(도 7에서 왼쪽방향)으로 밀리면서 회동하게 된다. 가이드부(42)에 연결된 제2 개폐부(41)도 같이 회동하게 되어, 제2 개구부(13)가 개방된다. 제2 개구부(13)의 개방으로, 타이어(20)의 내부 공기는 제2 개구부(13)를 통하여 타이어(20)의 외부로 배출된다. 이 과정은 접촉부(43)가 타이어(20)의 내측면에 접촉하지 않을 때까지 반복된다.

상기에서 가압펌프(30)와 배출밸브(40)를 각각 설명하였으나, 주행 중인 차량에서 타이어(20)는 회전하고, 타이어(20)의 내부 공기압에 따라 가압펌프(30)와 배출밸브(40)는 서로 계속적으로 작동된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 휠 11: 림부
12: 제1 개구부 13: 제2 개구부
20: 타이어
30: 가압펌프 31: 펌프바디
32: 피스톤 33: 바디개폐부
34: 제1 개폐부 35: 탄성부재
37: 측개구부 38: 지지부
39: 헤드부
40: 배출밸브 41: 제2 개폐부
42: 가이드부 43: 접촉부

Claims

림부에 제1, 제2 개구부가 형성되는 휠;
상기 휠에 장착되는 타이어;
상기 제1 개구부에 연결되고, 상기 타이어의 내측면과 접촉되면 상기 타이어의 내부로 공기를 토출하는 가압펌프; 및
상기 제2 개구부에 연결되고, 상기 타이어의 내측면과 접촉되면 상기 타이어의 내부 공기를 상기 제2 개구부를 통하여 배출하는 배출밸브;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 1항에 있어서,
상기 가압펌프는 상기 타이어의 공기압이 부족한 경우에 상기 타이어의 내측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 1항에 있어서,
상기 가압펌프는,
상기 제1 개구부에 연결되게 설치되고, 측면에 측개구부가 형성되며, 내부에 일정 공간이 형성되는 펌프바디;
상기 펌프바디 내부에 승강가능하게 설치되는 피스톤;
상기 피스톤의 승강에 의하여 상기 측개구부를 개폐하는 바디개폐부; 및
상기 제1 개구부를 개폐하는 제1 개폐부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 3항에 있어서,
상기 피스톤이 상기 타이어의 내측면과 접촉되면, 상기 피스톤은 상기 펌프바디의 내부 공기를 가압하고, 상기 제1 개폐부는 상기 제1 개구부를 폐쇄하며, 상기 바디개폐부는 상기 측개구부를 개방하게 되어,
상기 펌프바디의 내부 공기는 상기 측개구부를 통하여 상기 타이어의 내부로 토출되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 3항에 있어서,
상기 피스톤은 탄성력을 구비하는 탄성부재에 의하여 상기 펌프바디와 연결되고,
상기 탄성부재는 상승한 상기 피스톤을 윈위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 3항에 있어서,
상기 피스톤은 상기 타이어와 접촉하는 부분이 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 1항에 있어서,
상기 배출밸브는 상기 타이어의 공기압이 과다한 경우에 상기 타이어의 내측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 1항에 있어서,
상기 배출밸브는,
상기 제2 개구부를 개폐하는 제2 개폐부;
상기 제2 개폐부로부터 일정 각도로 경사지게 형성되는 가이드부; 및
상기 가이드부에 형성되어 상기 타이어의 내측면과 접촉하는 접촉부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 8항에 있어서,
상기 접촉부가 상기 타이어의 내측면과 접촉되면, 상기 가이드부는 회동하게 되면서, 상기 제2 개폐부가 상기 제2 개구부를 개방하게 되어,
상기 타이어의 내부 공기는 상기 제2 개구부를 통하여 상기 타이어의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 자동 조절 장치.
제 8항에 있어서,
상기 접촉부는 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 자동 공기압 조절 장치.