KR20110061959A - Magnetorheological Non-Pneumatic Tires - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기압을 사용하지 않고 자기장 세기에 의해 모듈러스(Modulus)가 변화하는 자기유변유체(Magnetorheological fluid)를 이용한 자기유변형 비공기식 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetorheological non-pneumatic tire using a magnetorheological fluid whose modulus is changed by magnetic field strength without using air pressure.
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.In general, tires used in automobiles are pneumatic tires. However, such a pneumatic tire for a vehicle has a safety problem such as not only the tire structure is complicated but also a puncture occurs while driving, causing an accident.
비공기식 타이어는 현용 공기식 타이어와는 다른 구조로 이루어져 있으며, 공기식과 달리 압축공기를 전혀 이용하지 않은 설계방식이기 때문에 펑크의 위험으로부터 자유롭다.Non-pneumatic tires have a different structure from current pneumatic tires, and unlike pneumatic tires, they are free from the risk of puncture because they are designed using no compressed air.
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.Thus, a non-air tire comprising a reinforced annular band supporting the load of the tire and a plurality of web spokes for transmitting the load force between the wheels or the hub in tension has been known as Korean Patent Application No. 2004-7002607. .
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. In addition, a stiffness adjustment structure of an air type tire that can adjust tire running performance by attaching a magnetorheological layer to a sidewall portion of a tire having a general structure to adjust the sidewall stiffness of the tire is disclosed in Korean Patent Application No. 2002- Known as 0034497.
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.The present invention relates to a structure for adjusting the stiffness of a tire that is capable of exhibiting the initial performance characteristics of a non-pneumatic tire while driving a vehicle, the magnetic oil made to change the stiffness of the tire in accordance with the driving conditions of the tire It is an object to provide a modified non-air tire.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어는 노면과 접촉하는 트레드와, 이 트레드에 접하는 자성 코일층, 상기 자성 코일층들 사이에 배치되는 자기유변유체층 및, 상기 다른 자성 코일층과 휠 사이를 연결하는 고무층으로 이루어지되, 상기 자기유변유체층의 유체유출을 방지하기 위한 자기유변유체 보호 튜브를 포함한 구조로 되어 있다.The magnetoresistive non-air tire according to the present invention for achieving the above object is a tread contacting the road surface, a magnetic coil layer in contact with the tread, a magnetorheological fluid layer disposed between the magnetic coil layers, and the It is made of a rubber layer connecting between the other magnetic coil layer and the wheel, and has a structure including a magnetorheological fluid protection tube for preventing fluid leakage of the magnetorheological fluid layer.
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.As described above, the present invention can not only control the tire stiffness as necessary to improve ride comfort and adjustment stability while driving the vehicle, but also prevent tire puncture accidents because it does not use compressed air like a general tire. .
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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.1 is a partial cross-sectional view of a magnetorheological non-air tire according to the present invention, Figures 2 and 3 are views showing the state of the magnetic field generation zone and the magnetic field generation zone in the magnetorheological fluid layer applied to the present invention.
본 발명은 노면과 접촉하는 트레드(1)와, 이 트레드(1)에 접하는 자성 코일층(2a,2b), 상기 자성 코일층(2a,2b)들 사이에 배치되는 자기유변유체층(3) 및, 상기 다른 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.The present invention provides a tread 1 in contact with a road surface, a
여기서 상기 자기유변유체층(3)의 유체(32)는 광물오일 또는 실리콘 오일로 되어 있으면서 이의 자성 미립자(31)는 자성에 반응하는 입자로 되어 있다.Here, the
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.As shown in FIG. 2, the magnetorheological non-air tire according to the present invention having such a configuration is a mixture of the
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.The
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.The present invention uses a magnetorheological fluid (3) as described above, and comprises a tread (1), a magnetic coil layer (2), a magnetorheological fluid layer (3), a rubber layer (4) and a wheel (5). The stiffness of the tire can be adjusted by changing the modulus of the
상기 자성 코일층(2)에서 인가되는 전류의 양에 의하여 자기장의 크기가 형성되는데, 이 자기력이 타이어 내부에 있는 자기유변유체(3)의 점성을 변화시킨다.The magnitude of the magnetic field is formed by the amount of current applied from the magnetic coil layer 2, and this magnetic force changes the viscosity of the
이 경우 차량의 운행 상황에 맞추어 자성 코일층(2)의 전류공급 강약을 조절한다.In this case, the current supply strength of the magnetic coil layer 2 is adjusted according to the driving situation of the vehicle.
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.For example, if the driver desires comfort, the stiffness of the
따라서, 운전자에 의해 수동으로 또는 자동차의 자동화 시스템을 추가하여 능동적으로 운행상황에 따라 자성 코일층(2)에 흐르는 전류를 조절함으로써 타이어의 강성을 조절할 수 있다.Therefore, it is possible to adjust the rigidity of the tire by manually adjusting the current flowing in the magnetic coil layer 2 in accordance with the driving situation manually or by adding an automobile automation system.
도 1은 본 발명에 따른 자기유변형 비공기식 타이어의 부분 단면도,1 is a partial cross-sectional view of a magnetorheological non-air tire according to the present invention;
도 2는 본 발명에서 자기장이 없을 때 자기유변유체의 작동원리를 보여주는 도면,2 is a view showing the operating principle of the magnetorheological fluid when there is no magnetic field in the present invention,
도 3은 본 발명에서 자기장이 있을 때 자기유변유체의 작동원리를 보여주는 도면이다.3 is a view showing the operating principle of the magnetorheological fluid when there is a magnetic field in the present invention.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
1 : 트레드, 2a,2b : 자성 코일층,1: tread, 2a, 2b: magnetic coil layer,
3 : 자기유변유체층, 4 : 휠,3: magnetorheological fluid layer, 4: wheel,
5 : 고무층, 31 : 자성 미립자,5: rubber layer, 31: magnetic fine particles,
32 : 유체, 33 : 보호튜브.32: fluid, 33: protective tube.
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