KR20160041117A - 가변형 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 모드에 따라 구동 능력을 상승시킬 수 있도록 직경이 가변하는 타이어에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명에 대하여 설명하면, 본 발명은 타이어의 외측에 위치하며, 상기 타이어를 관통하는 샤프트의 끝단에 고정결합되는 외측휠, 상기 타이어의 내측에 위치하며, 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 내측휠, 상기 타이어의 내주면에 연결부가 형성되어, 상기 외측휠과 연결부 및 상기 내측휠과 연결부가 각각 링크샤프트에 의해 연결되는 링크부, 상기 내측휠의 일측에 장착되는 푸쉬 베어링 및 상기 푸쉬 베어링의 양측에 결합된 로드를 통해 연결되는 유압 실린더를 포함하며, 상기 유압 실린더와 연결된 유압기의 제어에 의해 상기 로드가 수평이동을 함으로써 상기 내측휠이 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어를 제공한다.

Description

가변형 타이어{VARIABLE TIRE}

본 발명은 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행 모드에 따라 구동 능력을 상승시킬 수 있도록 직경이 가변하는 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 엔진에서 발생된 동력을 변속기가 전달받아 증감시킨 다음 드라이브 샤프트를 이용하여 타이어를 주행 속도에 적합하게 회전시킴으로써 추진력을 얻게 된다.

즉, 이러한 드라이브 샤프트는 변속기에서 전달된 회전력에 의해 소정의 속도 및 토크로 회전하는데, 이 때 드라이브 샤프트에 결합된 타이어가 노면과 마찰하면서 구동력을 발생시켜 차량이 주행하게 되는 것이다.

상기 타이어는 원판형 휠의 둘레를 따라 결합되며, 휠의 중앙은 허브 등을 통해 드라이브 샤프트와 결합되어 드라이브 샤프트의 회전에 따라 함께 회전하게 된다.

한편, 이러한 타이어는 같은 폭의 사이즈를 갖는다고 하더라도 그 직경에 따라 특성이 달라지며, 타이어와 노면의 접지면적에 따라 차량의 핸들링, 제동 성능, 연비 등은 달라지게 된다.

이렇듯 차량의 타이어는 운전 조건, 기후, 기상, 노면의 상태 등의 상황에 알맞은 최적의 형태가 있지만, 다양하게 변화되는 환경에 부합하도록 직경을 조절할 수 있는 타이어는 제시된 바가 없다.

특히, 최근에는 고객의 요구에 따라 고속 주행 또는 오프로드 주행에 적합한 타이어가 각각 개발되고 있는데, 고속 주행을 위한 타이어는 타이어 면이 되도록 평평하고 직경이 작아 타이어 회전에 저항이 없어야 하고, 오프로드 주행을 위한 타이어는 타이어 직경이 크면서 돌기들이 존재하여야 진흙, 사막, 장애물이 있는 지형을 미끄러지지 않고 주행할 수 있는 특징이 있다.

다만, 현재 두 가지 주행 조건 모두에 적용할 수 있는 타이어는 존재하지 않고 있으며, 따라서 고속 주행 및 오프로드 주행 모두를 수행할 수 있는 타이어의 개발이 절실한 실정이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 한 대의 차량으로 고속 주행 및 오프로드 주행을 모두 수행할 수 있는 주행 모드에 따라 직경이 변하는 가변형 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유압기 및 유압 실린더를 이용해 타이어의 내측휠과 연결된 링크부를 제어함으로써 타이어의 직경을 효과적으로 조절할 수 있는 가변형 타이어를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 타이어의 외측에 위치하며, 상기 타이어를 관통하는 샤프트의 끝단에 고정결합되는 외측휠, 상기 타이어의 내측에 위치하며, 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 내측휠, 상기 타이어의 내주면에 연결부가 형성되어, 상기 외측휠과 연결부 및 상기 내측휠과 연결부가 각각 링크샤프트에 의해 연결되는 링크부, 상기 내측휠의 일측에 장착되는 푸쉬 베어링 및 상기 푸쉬 베어링의 양측에 결합된 로드를 통해 연결되는 유압 실린더를 포함하며, 상기 유압 실린더와 연결된 유압기의 제어에 의해 상기 로드가 수평이동을 함으로써 상기 내측휠이 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어를 제공한다.

본 발명은 상기 내측휠과 푸쉬 베어링 사이에 장착되는 제1와셔, 볼 베어링 및 제2와셔를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 링크부는 4개 이상 및 10개 이하의 수로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 스포츠 모드 시 상기 내측휠이 상기 외측휠과 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 타이어의 직경을 감소시키고, 오프로드 모드 시 상기 내측휠이 상기 외측휠과 가까워지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 타이어의 직경을 증가시키도록 구성된다.

본 발명은 상기 오프로드 모드 시 상기 스포츠 모드에 비해 차고가 48㎜ 상승하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 주행 모드에 따라 직경이 가변하는 타이어를 차량에 적용함으로써 한 대의 차량만을 이용하여 고속 주행 및 오프로드 주행을 모두 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 링크부와 연결된 내측휠의 슬라이딩 조절에 유압기 및 유압 실린더를 이용함으로써 보다 용이하게 타이어 직경의 조절을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스포츠 모드 시의 가변형 타이어의 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 오프로드 모드 시의 가변형 타이어의 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 타이어의 내측 결합 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 타이어가 적용된 차량의 투영사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스포츠 모드 및 오프로드 모드 시의 차량과 가변형 타이어를 비교한 예시도.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.

한 대의 차량으로 고속 주행 및 오프로드 주행을 모두 수행할 수 있도록 주행 모드에 따라 직경이 변하는 가변형 타이어(100)를 제공하기 위한 본 발명은, 타이어의 외측에 위치하며, 상기 타이어를 관통하는 샤프트(220)의 끝단에 고정결합되는 외측휠(200), 상기 타이어의 내측에 위치하며, 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 내측휠(210), 상기 타이어의 내주면에 연결부(310)가 형성되어, 상기 외측휠과 연결부 및 상기 내측휠과 연결부가 각각 링크샤프트(320)에 의해 연결되는 링크부(300), 상기 내측휠의 일측에 장착되는 푸쉬 베어링(400) 및 상기 푸쉬 베어링의 양측에 결합된 로드(410)를 통해 연결되는 유압 실린더(500)를 포함하여 구성되며, 상기 유압 실린더와 연결된 유압기(600)의 제어에 의해 상기 로드가 수평이동을 함으로써 상기 내측휠이 슬라이딩하는 구조를 갖는다.

이와 같은 내용으로, 도 1에 본 발명의 일실시예에 따른 스포츠 모드 시의 가변형 타이어의 예시도가 도시되며, 도 2에 본 발명의 일실시예에 따른 오프로드 모드 시의 가변형 타이어의 예시도가 도시된다.

먼저 도 1을 살펴보면, 이는 가변형 타이어(100)의 스포츠 모드 시 형태를 나타낸 것으로, 타이어를 관통하는 샤프트(220)의 끝단에 외측휠(200)이 고정결합되고, 상기 타이어의 내측에 슬라이딩이 가능하도록 결합된 내측휠(210)이 상기 외측휠과 멀어지는 방향으로 슬라이딩된 상태가 보여진다.

한편, 상기 타이어의 내주면에는 연결부(310)가 형성되며, 상기 연결부는 외측휠(200)과 링크샤프트(320)를 통해 연결되고, 마찬가지로 내측휠(210)과도 링크샤프트를 통해 연결되는데, 이러한 구성들로 링크부(300)가 이루어진다.

상기 링크부(300)의 구성을 통해 내측휠(210)의 슬라이딩이 타이어의 직경을 직접적으로 조절하게 할 수 있으며, 상기 링크부는 제작 및 구동의 효율성에 따라 4개 이상 그리고 10개 이하의 수로 형성되는 것이 바람직하다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 내측휠(210)이 상기 외측휠(200)과 멀어지는 방향으로 슬라이딩됨에 따라, 상기 내측휠과 외측휠의 간격은 멀어지고, 외측휠과 연결부(310)를 잇는 링크샤프트(320)와 내측휠과 연결부를 잇는 링크샤프트가 상기 연결부에서 이루는 각도가 증가하여 가변형 타이어(100)의 직경이 감소하게 된다.

마찬가지로 도 2를 살펴보면, 이는 가변형 타이어(100)의 스포츠 모드 시 형태를 나타낸 것으로, 샤프트의 끝단에 외측휠(200)이 고정결합되고, 내측휠(210)이 상기 외측휠과 가까워지지는 방향으로 슬라이딩된 상태가 보여진다.

이 또한 동일한 원리로 상기 내측휠(210)이 상기 외측휠(200)과 접근하는 방향으로 슬라이딩됨에 따라, 상기 내측휠과 외측휠의 간격은 가까워지고, 외측휠과 연결부(310)를 잇는 링크샤프트(320)와 내측휠과 연결부를 잇는 링크샤프트가 상기 연결부에서 이루는 각도가 감소하여 가변형 타이어(100)의 직경이 증가하게 된다.

이는 일상생활에서 흔히 볼 수 있는 우산 살대의 링크구조와 유사한 원리로서, 링크구조를 이루는 살대간의 각도를 증가시켜 우산을 펼치고, 그 각도를 감소시켜 우산을 접는 원리와 일맥상통한다.

필요에 따라 상기 샤프트(220)에 스플라인을 형성하도록 할 수 있으며, 이 경우 내측휠(210)이 보다 용이하게 슬라이딩을 할 수 있게 되고, 슬라이딩 정도를 효과적으로 제어할 수도 있게 된다.

도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 타이어의 내측 결합 구성을 나타낸 사시도가 도시된다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 내측휠(210)의 일측에는 샤프트(220)를 일정한 위치에 고정시키고 그 하중을 지지하면서 회전운동을 돕는 푸쉬 베어링(400)이 장착되고, 상기 푸쉬 베어링의 양측에는 수평이동을 통해 내측휠의 슬라이딩을 유도하는 로드(410)가 결합된다.

그리고 상기 로드(410)는 유압 실린더(500)와 연결되어 차량 내부에 장착된 유압기(600)의 제어에 따라 수평운동을 수행하며, 이에 의해 내측휠(210)이 외측휠(200)과 멀어지거나 가까워지는 방향으로 슬라이딩된다.

한편, 상기 내측휠(210)과 푸쉬 베어링(400) 사이에는 압력을 분산시키고 회진구속조건을 풀어주며 수평방향으로 힘을 전달하기 위하여 제1와셔(420), 볼 베어링(430) 및 제2와셔(440)가 장착된다.

이로 인하여 체결 효과가 향상됨과 동시에 샤프트(220)의 회전력을 내측휠(210), 외측휠(200) 및 타이어에 효율적으로 전달할 수 있게 된다.

이와 같은 특징을 갖는 가변형 타이어가 적용된 차량의 투영사시도가 도 4에 도시된다.

도면에 보이듯이, 차량에 네 개의 가변형 타이어(100)가 장착되고, 각각의 가변형 타이어의 유압 실린더(500)가 유압라인을 통해 차량 내부 유압기(600)와 연결되어 내측휠(210)의 슬라이딩을 제어하게 된다.

마지막으로, 도 5에 본 발명의 일실시예에 따른 스포츠 모드 및 오프로드 모드 시의 차량과 가변형 타이어를 비교한 예시도가 도시된다.

먼저 좌측의 (a)는 스포츠 모드 시 가변형 타이어(100)가 적용된 차량과 가변형 타이어를 나타낸 것으로, 내측휠(210)이 외측휠(200)과 먼 방향으로 슬라이딩한 상태에 해당하며, 이 경우 가변형 타이어의 직경이 감소하는 특징을 갖는다.

따라서, 지면과 타이어 간의 접지력이 향상되어 발진력이 증대되고, 타이어 면이 평평해짐에 따라 공기저항이 최소화되어 고속 회전이 가능해지는 효과를 발휘한다.

그리고 우측의 (b)는 오프로드 모드 시 가변형 타이어(100)가 적용된 차량과 가변형 타이어를 나타낸 것으로, 내측휠(210)이 외측휠(200)과 가까운 방향으로 슬라이딩한 상태에 해당하며, 이 때에는 가변형 타이어의 직경이 증가하는 특징을 갖는다.

이 경우에는 타이어의 직경이 증대되어 장애물을 넘기 쉬워지고, 도하 성능도 좋아지며, 사막, 진흙, 자갈밭 등의 환경에서의 주행 성능이 향상되는 효과를 발휘한다.

부가적으로 오프로드 모드 시의 차고가 스포츠 모드 시의 차고보다 48㎜ 높게 형성되는 특징을 갖게 되어, 스포츠 모드 시와 오프로드 모드 시의 주행 효과를 극대화할 수 있게 된다.

결과적으로 본 발명은 주행 모드에 따라 직경이 가변하는 타이어를 차량에 적용함으로써 한 대의 차량만을 이용하여 고속 주행 및 오프로드 주행을 모두 수행할 수 있고, 내측휠의 슬라이딩을 유압기 및 유압 실린더를 이용하여 제어함으로써 보다 용이하게 타이어 직경의 조절을 수행할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

100: 가변형 타이어
200: 외측휠
210: 내측휠
220: 샤프트
300: 링크부
310: 연결부
320: 링크샤프트
400: 푸쉬 베어링
410: 로드
420: 제1와셔
430: 볼 베어링
440: 제2와셔
500: 유압 실린더
600: 유압기
700: 차체 프레임

Claims (5)

1. 타이어의 외측에 위치하며, 상기 타이어를 관통하는 샤프트의 끝단에 고정결합되는 외측휠;
   상기 타이어의 내측에 위치하며, 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하도록 결합되는 내측휠;
   상기 타이어의 내주면에 연결부가 형성되어, 상기 외측휠과 연결부 및 상기 내측휠과 연결부가 각각 링크샤프트에 의해 연결되는 링크부;
   상기 내측휠의 일측에 장착되는 푸쉬 베어링; 및
   상기 푸쉬 베어링의 양측에 결합된 로드를 통해 연결되는 유압 실린더; 를 포함하며,
   상기 유압 실린더와 연결된 유압기의 제어에 의해 상기 로드가 수평이동을 함으로써 상기 내측휠이 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내측휠과 푸쉬 베어링 사이에 장착되는 제1와셔, 볼 베어링 및 제2와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 링크부는 4개 이상 및 10개 이하의 수로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어.
   
4. 제 1항에 있어서,
   스포츠 모드 시 상기 내측휠이 상기 외측휠과 멀어지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 타이어의 직경을 감소시키고,
   오프로드 모드 시 상기 내측휠이 상기 외측휠과 가까워지는 방향으로 슬라이딩하여 상기 타이어의 직경을 증가시키는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 오프로드 모드 시 상기 스포츠 모드에 비해 차고가 48㎜ 상승하는 것을 특징으로 하는 가변형 타이어.

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