차량 타이어의 공기압 손상 방지장치

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51)Int. Cl.6
B60C 19/02
(11) 공개번호 특1998-075959
(43) 공개일자 1998년11월16일
(21) 출원번호 특1997-012382
(22) 출원일자 1997년04월03일
(71) 출원인 기아자동차 주식회사 김영귀
서울특별시 금천구 시흥동 992-28
(72) 발명자 양중석
전라북도 남원시 조산동 116-1번지
(74) 대리인 최종왕
심사청구 : 없음
(54) 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치
요약
본 발명은 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치에 관한 것으로, 종래에 있어서 공기압 감시장치가 개발되
어 있지만 상기 공기압 감시장치는 타이어의 공기압 변경에 대한 경고만을 운전자에게 고지하여 줄 뿐,
타이어의 손상에 의한 공기압 저하를 방지하여 주지는 못하므로, 타이어는 손상에 의한 급격한 공기압의
감소를 방지할 수단이 없어 타이어의 펑크시 사고의 위험성이 높다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 예시도면 도 3 에서와 같이 본 발명은 단시간내에 타이어 공기압 급감소가 발생되면 이를
타이어의 펑크라고 감지하고 공기와 반응하여 고체로 변환되는 액체계 폼이 타이어의 내부로부터 방출되
어 손상된 곳을 폐쇄하도록 한 것으로, 액체 폼(22)이 충전되는 케이스(24)가 타이어의 내측인 림(20)의
외주에 형성되고, 케이스(24)의 외주에는 액체 폼(22)을 분사하는 방출밸브(26)가 설치되어 있으며,
또한, 상기 방출밸브(26)는 타이어의 펑크시에 개도되어야 하므로 이를 압력센서(28)가 제어하도록 되어
있는 것이다.
따라서, 타이어의 펑크시 더이상의 공기압의 손상을 방지하여 차량 안전성이 향상되는 효과가 있는 것이
다.
대표도
도3
명세서
도면의 간단한 설명
도 1 은 일반적인 차량 타이어를 나타낸 단면 설명도,
도 2 (가)는 타이어 손상에 의한 공기압 손실을 나타낸 설명도,
(나)는 종래 타이어 공기압 감시장치를 나타낸 설명도,
도 3 은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 손상 방지장치를 나타낸 개요도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
20 - 림, 22 - 액체 폼, 24 - 케이스,
26 - 방출밸브, 28 - 압력센서.
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 펑크시 공기와
반응하여 고화되는 액체 폼이 타이어 내측에서 분출되어 펑크 발생위치를 폐쇄하는 차량 타이어의 공기압
손상 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 있어 노면과 맞닿는 유일한 부품인 타이어는 차량의 하중을 지지하고, 노면에서의 충
격을 완화하며, 구동력과 제동력을 노면에 전달하고, 차량의 방향을 전환하거나 유지하는 기능등을 수행
하고 있음은 주지된 바와 같다. 예시도면 도 1 은 이러한 타이어를 나타낸 단면도로서, 타이어(1)는 공기
4-1
1019970012382
가 충전되는 튜브(2)와 이를 둘러싸는 카카스(3), 그리고 상기 카카스(3)를 보호하기 위한 고무층(4)으로
구성되어 있다.
여기서, 카카스(3)는 튜브(2)에 충전된 공기압을 유지하기 위한 강도를 가지고 있으며, 고무층(4)은 트레
드(5), 숄더(6), 사이드월(7)로 다시 구분된다.
또한, 근래에 들어 상기 튜브가 설치되지 않은 튜브리스 타이어가 사용되고 있으며, 튜브리스 타이어는
튜브대신에 카카스의 내측에 이너라이너라 하는 공기투과성이 적은 특수고무층이 코팅된 것으로, 공기충
전시 이것의 압력에 의해 림과 타이어가 확실히 밀착되어 기밀을 유지토록 한 것이다.
이러한 튜브리스 타이어는 상기 이너라이너가 약간 늘어나는 성질이 있기 때문에 주행중 못 등에 의해 찔
려도 공기의 급격한 누설이 방지되고, 공기가 완전히 빠져도 타이어가 림에서 용이하게 이탈되지 않으며,
중량이 가볍다.
예시도면 도 2 (가)는 타이어 손상에 의한 공기압 손실을 나타낸 설명도로서, 도시된 것은 고속 주행중
타이어가 외부로부터 이물체에 찔리고, 타이어에 박힌 이물질이 입의의 시간후 원심력에 의해 다시 타이
어로부터 분리되는 경우의 공기압 변화를 나타낸 그래프이다.
이러한 타이어의 손상에 의한 공기압 손실은 타이어의 종류와 차량의 종류 그리고 타이어의 손상 정도에
따라 다르나 실험적으로 약 30초에서 60초 후에 한계압력에 도달함을 알 수 있다.
즉, 규정공기압의 85%인 한계공기압에 도달하는 최소시산은 약 30초 이상임을 알 수 있다.
따라서, 이 경우 30초 이내에 운전자가 이 사실을 인지하면 사고를 미연에 방지할 수 있을 것이다.
이를 이유로 발명된 것이 타이어 공기압 감시장치이며, 예시도면 도 2 (나)에 그 일례가 도시되어 있다.
도시된 것은 보슈, 포르쉐의 시스템(928RKD)으로 이 시스템은 검사장치로서 압력스위치(8), 고주파수센서
(9)를 이용하고 ECU(Eletonic Control Unit)(10)가 상기 검사수단으로부터의 신호를 연산하도록 되어 있
다.
여기서, 압력스위치(8)는 1개의 휠림에 2개씩 설치·고정되며, 압력센서 내부에는 금속제의 다이어프램으
로 밀폐된 공간이 있다.
또한, 밀폐된 다이어프램의 내부에는 희귀가스가 채워져 있고, 그 외부에는 타이어 공기압이 작용한다.
따라서, 다이어프램 내부의 기준압력과 타이어 공기압이 항상 비교되어 접점을 개폐시키게 되어 있다.
따라서, 타이어 공기압이 기준압력을 초과하면 다이어프램은 안쪽으로 휘어지면서 접점을 닫게 되고, 타
이어 공기압이 기준압력보다 낮으면 다이어프램은 바깥쪽으로 휘어지면서 접점을 열게 된다.
상기 고주파센서(9)는 액슬축에 고정되어 있으며, 압력스위치(8) 접점의 0gON-OFF'여부를 판별하고, ECU
는 각 차륜의 회전속도와 고주파수센서 펄스를 함께 처리하여 타이어 공기압을 감시한다. 차륜 회전속도
와 고주파수센서의 펄스 사이에는 일정한 관계가 성립하며, 일정거리에 걸쳐 이러한 조건이 충족되지 않
으면 ECU(10)는 경고신호를 송출하여 계기판의 경고등(11)을 점등시키는 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
그러나, 상기 타이어는 손상에 의한 급격한 공기압의 감소를 방지할 수단이 없어 타이어의 펑크시 사고의
위험성이 높다는 문제점이 있었다.
즉, 상기된 바와같이 타이어는 충전된 공기압에 의해 차량 자중을 지지하며,완충작용을 하고, 이를 기초
로 트레드와 노면간의 마찰을 통해 구동력, 제동력, 방향전환을 가능케 한다.
따라서, 어느 하나의 타이어에 펑크가 나게되면, 그 타이어는 상기 기능을 수행하지 못하며, 이로 인한
주행능력 상실은 탑승자에게 극히 위험한 상황을 초래하게 되는 것이다.
이에 공기압 감시장치가 개발되어 있지만 상기 공기압 감시장치는 타이어의 공기압 변경에 대한 경고만을
운전자에게 고지하여 줄 뿐, 타이어의 손상에 의한 공기압 저하를 방지하여 주지는 못하는 것이다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치를 제공함에 그 목적이
있는 것이다.
이를 위한 본 발명은 단시간내에 타이어 공기압 급감소가 발생되면 이를 타이어의 펑크라고 감지하고 공
기와 반응하여 고체로 변환되는 액체계 폼이 타이어의 내부로부터 방출되어 손상된 곳을 폐쇄하도록 한
것으로, 액체 폼이 충전되는 케이스가 타이어의 내측인 림의 외주에 형성되고, 케이스의 외주에는 액체
폼을 분사하는 방출밸브가 설치되어 있으며, 또한, 상기 방출밸브는 타이어의 펑크시에 개도되어야 하므
로 이를 압력센서가 제어하도록 되어 있는 것이다.
따라서, 타이어의 펑크시 더이상의 공기압의 손상을 방지하여 차량 안전성이 향상되는 효과가 있는 것이
다.
발명의 구성 및 작용
이하 첨부된 예시도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 차량 타이어 림의 외주에 공기와 반응하여 고화되는 액체 폼(12)이 충전된 케이스(24)가 설치
되고, 케이스의 일측에 방출밸브(26)가 설치되며, 상기 방출밸브(26)는 타이어 공기압의 급감소시 작동신
호를 송출하는 압력센서(28)에 의해 개도되는 구조인 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치이다.
예시도면 도 3 는 본 발명에 따른 차량 타이어 공기압 손상 방지장치를 나타낸 개념도이다.
4-2
1019970012382
본 발명은 차량 타이어의 펑크시 손상된 곳을 폐쇄하여 더이상의 공기압 손상이 방지되도록 하였다.
즉, 상기된 바와 같이 튜브리스 타이어는 이너라이너의 성질로 인하여 약간의 펑크정도는 감수할수 있지
만, 그 이상은 튜브가 내장된 타이어와 별다른 차이점이 없다.
또한, 타이어의 공기압 감시장치는 단지 타이어의 공기압만을 체크하여 운전자에게 경고하여 줄 뿐, 급감
소되는 타이어 공기압 손상을 방지하지는 못하게 되어 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 타이어 공기압 급감소가 발생되면 이를 타이어의 펑크라고 감지하고 공기와 반
응하여 고체로 변환되는 액체계 폼(22)이 타이어의 내부로부터 방출되어 손상된 곳을 폐쇄하도록 한 것이
다.
이를 위해 상기 액체 폼(22)이 충전되는 케이스(24)가 타이어의 내측인 림(20)의 외주에 형성되고, 케이
스(24)의 외주에는 액체 폼(22)을 분사하는 방출밸브(26)가 설치되어 있다.
또한, 상기 방출밸브(26)는 타이어의 펑크시에 개도되어야 하므로 이를 압력센서(28)가 제어하도록 되어
있다.
여기서, 액체 폼(22)은 공기와 반응되면 마치 스티로폴과 같은 고체로 변환되는 압축액화 폴리에스텔 가
스이며, 이것이 충전되는 케이스(24)는 림(20)의 외주를 둘러싸듯이 형성되어 있다.
상기 케이스(24)는 액체 폼(22)의 압력을 지탱하고 타이어로 부터의 진동등에도 대응하여야 하므로 림
(20)과 일체로 성형된 금속재임이 바람직하고, 이러한 케이스(24)에는 액체 폼(22)이 재충전될 수
있도록, 림(20)의 내주에 충전밸브(30)가 형성되어 있다.
이러한 케이스(24)의 외주에 압력센서(28)로 부터의 작동신호에 의해 개도되는 솔레노이드 식의 방출밸브
(26)가 설치되어 있으며, 상기 방출밸브(26)는 그 설치수가 많을수록 타이어의 공기압 손상을 신속히 방
지하게 된다.
즉, 방출밸브(26)로 부터 액체 폼(22)이 방출되면 타이어의 원심력에 의해 타이어의 내측을 돌면서 압력
이 감소되는 지점인 펑크부위로 이동되는데, 펑크부위와 방출밸브가 반대방향에 위치하면 액체 폼이 펑크
부위를 폐쇄하는 것이 늦어짐은 당연하다.
따라서, 상기 케이스(24)의 외주에 등간격으로 다수의 방출밸브(26)를 설치하여, 어느 위치의 펑크라도
신속히 폐쇄를 수행하도록 한 것이다.
한편, 이러한 방출밸브(26)는 타이어의 공기압을 감지하는 압력센서(28)로 부터의 작동신호에 의해 개도
되며, 압력센서(28)는 여러가지가 있을수 있으나 본 발명에 적용되는 압력센서는 타이어 공기압의 급감속
을 감지하는 일종의 포텐셔미터이다.
즉, 상기된 공기압 감지장치의 압력센서를 이용하여도 무방하지만, 본 발명에 따르는 압력센서(28)는 일
정 공기압 이하에서 그 작동신호를 송출하는 것이 아니라, 시간을 변수로 하여 설정된 단시간내에 공기압
이 급감속 될때 작동신호를 송출하는 것이며, 또한 정밀한 제어를 위해서는 상기 ECU(10)를 이용하는 것
이 바람직하다.
따라서, 이러한 본 발명에 의해 타이어에 펑크가 발생되어 공기압이 급감속되면, 압력센서(28)는 이러한
공기압 급감속에 의한 작동신호를 ECU(10)로 송출하게 되고, ECU(10)는 방출밸브(26)로 통전신호를 보내
솔레노이드를 구동시켜 이를 개도시키게 된다.
상기 방출밸브(26)가 개도되면 액체 폼(22)이 방출되어 상기된 바와같이 펑크난 곳으로 이동되고, 이것이
고화되어 펑크난 곳을 폐쇄하게 되는 것이다.
그리고 이러한 ECU(10)를 이용하여 상기 압력센서(28)의 작동신호로 부터 차실내의 경고등(11)을 작동시
켜 운전자에게 타이어의 손상을 경고함과 동시에 그 수리를 인지시키게 되는 것이다.
발명의 효과
상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 단시간내에 타이어 공기압 급감소가 발생되면 이를 타이어의 펑크라
고 감지하고 공기와 반응하여 고체로 변환되는 액체계 폼이 타이어의 내부로부터 방출되어 손상된 곳을
폐쇄하도록 하므로써, 타이어 공기압의 손상을 방지하여 차량 안전성이 향상되는 효과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
차량 타이어 림의 외주에 공기와 반응하여 고화되는 액체 폼(12)이 충전된 케이스(24)가 설치되고, 케이
스의 일측에 방출밸브(26)가 설치되며, 상기 방출밸브(26)는 타이어 공기압의 급감소시 작동신호를 송출
하는 압력센서(28)에 의해 개도되는 구조인 차량 타이어의 공기압 손상 방지장치.
도면
4-3
1019970012382
도면1
도면2
도면3
4-4
1019970012382