KR101116869B1 - 자기유변형 비공기식 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기압을 사용하지 않고 자기장 세기에 의해 모듈러스(Modulus)가 변화하는 자기유변유체(Magnetorheological fluid)를 이용한 자기유변형 비공기식 타이어에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은 노면과 접촉하는 트레드(1)와, 이 트레드(1)에 접하는 상부 자성 코일층(2a), 상기 상부 자성 코일층(2a) 밑면에 접하는 자기유변유체층(3), 이 자기유변유체층(3) 밑면에 접하는 하부 자성 코일층(2b) 및, 이 하부 자성 코일층(2b)과 휠(4) 사이를 연결하는 고무층(5)으로 이루어지되, 상기 자기유변유체층(3)의 유체(32) 유출을 방지하기 위한 자기유변유체 보호튜브(33)를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

자기유변형 비공기식 타이어{Magnetorheological non pneumatic tire}

본 발명은 공기압을 사용하지 않고 자기장 세기에 의해 모듈러스(Modulus)가 변화하는 자기유변유체(Magnetorheological fluid)를 이용한 자기유변형 비공기식 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 타이어는 공기압 타이어이다. 그런데 이러한 공기압 구조의 자동차용 타이어는 타이어의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 주행 중에 펑크가 발생하여 사고를 야기하는 것과 같은 안전의 문제가 있다.

비공기식 타이어는 현용 공기식 타이어와는 다른 구조로 이루어져 있으며, 공기식과 달리 압축공기를 전혀 이용하지 않은 설계방식이기 때문에 펑크의 위험으로부터 자유롭다.

그리하여, 타이어의 부하를 지지하는 보강된 환형밴드와, 휠 또는 허브 간의 부하력을 인장된 상태에서 전달하는 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기식 타이어가 대한민국 특허출원 제2004-7002607호로써 알려진 바 있다.

또한, 일반적인 구조를 가진 타이어의 사이드월 부위에 자기유변체층을 부착하여 타이어의 사이드월 강성을 조절하여 타이어 주행성능을 조정할 수 있는 공 기식 형태의 타이어의 강성조정 구조가 대한민국 특허출원 제2002-0034497호로써 알려진 바 있다.

본 발명은 차량 운행 중 비공기식 타이어의 초기 성능특성을 필요에 따라 발휘할 수 있도록 이루어진 타이어의 강성을 조정하는 구조에 관한 것으로, 타이어의 운행 상황에 맞추어 타이어 내부의 강성을 변화시킬 수 있도록 이루어진 자기유변형 비공기식 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어는 노면과 접촉하는 트레드와, 이 트레드에 접하는 상부 자성 코일층, 상기 상부 자성 코일층 밑면에 배치되는 자기유변유체층, 상기 자기유변유체층 밑면에 배치되는 하부 자성 코일층 및, 이 하부 자성 코일층과 휠 사이를 연결하는 고무층으로 이루어지되, 상기 자기유변유체층의 유체유출을 방지하기 위한 자기유변유체 보호 튜브를 포함한 구조로 되어 있다.

상기와 같은 본 발명은 타이어의 강성을 필요에 따라 조정하여 차량 운행 중에 승차감과 조정 안정성이 향상되도록 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 일반 타이어처럼 압축공기를 사용하지 않기에 타이어 펑크사고를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어의 부분 단면도이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 적용된 자기유변유체층에 자기장 미 발생대와 자기장 발생대 의 상태를 보여주는 도면들이다.

본 발명은 노면과 접촉하는 트레드(1)와, 이 트레드(1)에 접하는 링 형상의 상부 자성 코일층(2a), 상기 상부 자성 코일층(2a)의 밑면에 접하여 배치되는 링 형상의 자기유변유체층(3) 및, 상기 자기유변유체층(3)의 밑면에 접하는 하부 자성 코일층(2b), 이 하부 코일층(2b)과 휠(4) 사이를 연결하는 고무층(5)으로 이루어지되, 상기 자기유변유체층(3)의 유체(32) 유출을 방지하기 위한 자기유변유체 보호튜브(33)를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

여기서 상기 자기유변유체층(3)의 유체(32)는 광물오일 또는 실리콘 오일로 되어 있으면서 이의 자성 미립자(31)는 자성에 반응하는 입자로 되어 있다.

이러한 구성으로 되어 있는 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어는 도 2에 도시된 바와 같이 자기유변유체(3)는 유체(32)에 자성 미립자(31)가 분산되어 있는 형태의 혼합물로서, 이 유체(32)는 일반적으로 실리콘 오일(Silicon oil) 또는 광물오일(Mineral oil) 등이 사용되고, 자성 미립자(31)는 카르보닐 철 등의 자기에 반응하는 물질이 이용된다.

상기 자기유변유체(3)는 자기장이 인가되지 않은 상태에서는 일반유체와 같은 성질을 자기고 있으나(도 2), 자기장이 가해지면 자기유변유체(3) 안의 자성 미립자(31)는 자기장의 방향으로 정렬을 하게 되어 도 3과 같이 자기유변유체(3)의 점성의 변화를 일으킨다.

본 발명은 상기와 같은 자기유변유체(3)를 이용한 것으로, 트레드(1)와, 자성 코일층(2), 자기유변유체층(3), 고무층(4) 및 휠(5)로 구성되어 있으며, 상기 자성 코일층(2) 사이의 자기유변유체(3)의 모듈러스(Modulus)의 변화에 의해 타이 어의 강성을 조절할 수 있다.

상기 자성 코일층(2)에서 인가되는 전류의 양에 의하여 자기장의 크기가 형성되는데, 이 자기력이 타이어 내부에 있는 자기유변유체(3)의 점성을 변화시킨다.

이 경우 차량의 운행 상황에 맞추어 자성 코일층(2)의 전류공급 강약을 조절한다.

예들 들어 운전자가 안락성을 원하는 경우 공지의 전력원에서 자성 코일층(2)에 인가되는 전류의 양을 줄여서 자기유변유체층(3)의 강성을 낮게 유지하고, 이와 반대로 조종 안정성을 원하는 경우 자성 코일층(2)에 전류의 양을 증가시키어 자기유변유체층(3)의 강성을 크게 한다.

따라서, 운전자에 의해 수동으로 또는 자동차의 자동화 시스템을 추가하여 능동적으로 운행상황에 따라 자성 코일층(2)에 흐르는 전류를 조절함으로써 타이어의 강성을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어의 부분 단면도,

도 2는 본 발명에서 자기장이 없을 때 자기유변유체의 작동원리를 보여주는 도면,

도 3은 본 발명에서 자기장이 있을 때 자기유변유체의 작동원리를 보여주는 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 트레드, 2a,2b : 자성 코일층,

3 : 자기유변유체층, 4 : 휠,

5 : 고무층, 31 : 자성 미립자,

32 : 유체, 33 : 보호튜브.

Claims (3)

1. 노면과 접촉하는 트레드(1)와, 이 트레드(1)를 보유 지지하는 휠(4) 및 상기 트레드(1)와 휠(4) 사이에 배치되는 고무층(5)을 구비하여 이루어진 비공기식 타이어에 있어서,

   상기 트레드(1)의 밑면에는 이에 접하는 링 형상의 상부 자성 코일층(2a)과, 이 상부 자성 코일층(2a) 하면에 접하는 링 형상의 자기유변유체층(3) 및, 상기 자기유변유체층(3)과 고무층(5) 사이에 배치되는 하부 자성 코일층(2b)으로 이루어지되, 상기 자기유변유체층(3)의 유체(32) 유출을 방지하기 위한 자기유변유체 보호튜브(33)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유변형 비공기식 타이어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 자기유변유체층(3)의 유체(32)는 광물오일 또는 실리콘 오일로 되어 있으며, 이 유체(32)에 내포된 자성 미립자(31)는 자성에 반응하는 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기유변형 비공기식 타이어.
3. 삭제

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