복륜 대체용 단륜 바퀴{A sole wheel for alternation of twin wheel}
도1은 종래 기술에 따른 복륜을 사용한 화물차의 사시도이다. 도2는 종래 기술에 따른 복륜 바퀴의 단면도이다. 도3은 본 고안의 실시예에 따른 단륜 바퀴의 단면도이다. 도4는 본 고안의 실시예에 따른 단륜 바퀴와 차축의 결합을 보인 요부 사시도이다. 도5는 본 고안의 실시예에 따른 단륜을 사용한 화물차의 사시도이다. <도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> 1: 차량 2: 제1조향 바퀴 3: 제2조향 바퀴 4: 제1구동 바퀴 5: 제2구동 바퀴 10: 복륜 바퀴 11: 내측림 12: 중앙림 13: 외측림 14: 내측 타이어 15: 외측 타이어 20: 차축 22: 체결축 24: 체결 너트(투피스너트) 100: 단륜 바퀴 110: 외측림 120: 내측림 130: 단륜타이어 150: 옵셋 보정링
본 고안은 복륜 대체용 단륜 바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량(특히 화물차, 건설 중장비)의 복륜 바퀴를 대체하는 단륜 바퀴를 사용하여 차량의 하중을 효과적으로 줄이고 바퀴 교체에 따른 비용, 즉 연료절감, 타이어 등 기타 소요부품의 단순화에 따른 비용을 절감시킬 수 있는 바퀴에 관한 것이다. 차량에서 바퀴는 엔진을 포함하는 출력부에서 발생된 회전력을 전달받아, 지면에 대해 회전하여 마찰력에 의해 차량을 진행시키는 구성요소이다. 이와 같은 바퀴는 차축의 회전력을 전달받기 위한 림(rim)과 림의 외주에 결합되어 지면과 마찰하는 타이어(tire)를 포함한다. 한편, 무거운 중량을 운반하는 화물차의 경우, 조향을 위한 앞바퀴는 단륜으로 구성되고 추진력을 위한 뒷바퀴는 복륜으로 구성되는 것이 일반적이다. 이하에서 첨부된 도면 도1과 도2를 참조로 종래 기술에 따른 화물차의 바퀴를 설명한다. 도1은 종래 기술에 따른 복륜을 사용한 화물차의 사시도이고, 도2는 종래 기술에 따른 복륜 바퀴의 단면도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 화물차(1, 이하 차량이라함)는 조향을 위한 앞바퀴들 중 제1조향 바퀴(2)를 제외한 모든 바퀴가 복륜으로 구성됨을 알 수 있다. 즉, 제1조향 바퀴(2)를 단륜으로 구성함에 의해 조향성이 향상되게 되고, 제2조향 바퀴(3), 제1구동 바퀴(4) 및 제2구동 바퀴(5)를 복륜으로 구성함에 의해 큰 출력을 효과적으로 구동에 사용할 수 있게 된다. 이와 같은 복륜은 도2에 도시된 바와 같이, 중앙림(12)을 기준으로 내측림(11)과 외측림(13)이 각각 결합되고, 중앙림(12)과 내측림(11)의 외주를 따라 내측 타이어(14)가 결합되고, 중앙림(12)과 외측림(13)의 외주를 따라 외측 타이어(15)가 결합된다. 이후, 차축(20)의 종단에 연결된 체결축(22)에 체결 너트(24)를 통해 결합된다. 이와 같이 구성된 복륜 바퀴(10)는 2개의 타이어가 병렬로 연결되어 실질적으로 바퀴의 폭을 확장하게 되어 화물차의 강력한 힘을 작은 손실로 전달할 수 있게 된다. 그러나, 이와 같은 복륜 바퀴(10)는 내측 타이어(14)가 손상되거나 펑크 등이 발생하는 경우에 육안으로 식별이 용이하지 않아 손상된 상태로 주행을 계속하여 사고의 위험이 높아지는 문제가 발생한다. 또한, 내측 타이어(14)와 외측 타이어(15) 사이의 공간으로 돌이나 자갈과 같은 이물질이 침입하여 타이어의 사이드월(side-wall)에 손상을 주어 바퀴의 수명을 줄이는 문제가 발생한다. 또한, 내측 타이어(14)가 손상된 경우, 외측 타이어(15)를 제거한 뒤, 내측 타이어(14)를 수리/교체하여야 하기 때문에, 응급 상황 발생시에 대처가 빠르지 못 한 문제가 발생한다.
본 고안은 전술된 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 복륜 바퀴를 대체할 수 있는 단륜 바퀴의 제공을 목적으로 한다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 실시형태에 따른 복륜 대체용 단륜 바퀴는 차량(1)의 차축(20) 종단에 연결된 체결 축(22)에 결합 되어 회전 운동하는 바퀴에 있어서,
복 륜으로 결합 되는 2개의 타이어(14),(15) 폭에 대응하는 단 륜 타이어(130)가 결합 될 수 있도록, 외측 림(110) 외주 면의 폭을 상기 단 륜 타이어(130)의 폭에 대응하는 거리만큼 연장하여 이 격 형성하고,
상기 외측 림(110)의 중앙부에서 내측 방향으로 연장되어 체결 축(22)과 결합 되는 내측 림(120)이 상기 외측 림(110)과 일체화되며,
상기 외측림(110) 외주면의 이격 거리에 대응하는 폭을 갖는 단륜 타이어(130)가 상기 외측림(110)의 외주에 결합 되는 것을 특징으로 한다. 여기서 전술된 단륜 타이어(130)는 외주면을 따라 복수개의 배수홈이 형성되는 것이 바람직하다. 또한 전술된 체결축(22)과 내측림(120) 사이에, 옵셋 보정링(150)이 추가로 개재 결합 되어 사용되는 것이 바람직하다. 이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예가 기술된다. 하기에서 본 고안을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다.
또한 후 술 되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. (실시예) 이하에서 첨부된 도면 도3과 도4를 참조로 본 고안의 실시예에 따른 복륜 대체용 단륜 바퀴를 설명한다. 도3은 본 고안의 실시예에 따른 단륜 바퀴의 단면도이고, 도4는 본 고안의 실시예에 따른 단륜 바퀴와 차축의 결합을 보인 요부 사시도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 복륜 대체용 단륜 바퀴(100: 이하에서 별다른 설명이 없는 한, '복륜 대체용 단륜 바퀴'는 간략히 '단륜 바퀴'라 한다)는 내측림(120), 외측림(110) 및 타이어(130)를 포함한다. 내측림(120)과 외측림(110)은 중앙 부분은 붙어 있고, 외주 부분은 타이어(130)의 폭에 대응하는 거리만큼 이격되어 있다. 단륜 타이어(130)는 내측림(120)과 외측림(110)의 외주에 결합된다. 단륜 타이어(130)의 폭은 복륜 바퀴에 사용되는 내측 타이어와 외측 타이어의 폭을 합한 것에 대응하는 것이 바람직하다.
그러나 본 고안은 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 타이어(130)의 폭은 차량 주행 환경 등에 따라 적절히 조정될 수도 있음에 유의한다. 또한 단륜 타이어(130)의 외주면을 따라 배수홈이 추가로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 단륜 타이어(130)가 광폭이 되면 빗물 등이 고인 지역을 지나가는 경우에, 소위 '수막 현상'에 의해 단륜 타이어(130)가 접지력을 잃게 된다. 특히, 본 실시예에 사용되는 단륜 타이어(130)는 일반 타이어의 약 2배에 가까운 폭을 갖기 때문에 수막 현상이 보다 잘 발생할 수 있다. 따라서, 수막 현상을 방지하기 위해, 단륜 타이어(130)의 외주면을 따라 하나 이상의 배수홈을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 고안은 이에 특별히 한정되는 것은 아니며, 주지의 타이어 설계 기법에 따라 트레드의 패턴을 조정하는 것에 의해 효과적인 배수 효과를 얻을 수도 있을 것이다. (사용예) 이하에서 첨부된 도면 도3과 도5를 참조로 본 고안에 따른 단륜 바퀴를 설명한다. 도3은 본 고안의 실시예에 따른 단륜 바퀴의 단면도이고, 도5는 본 고안의 실시예에 따른 단륜을 사용한 화물차의 사시도이다. 도3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단륜 바퀴(100)는 옵셋보정링(150)을 추가로 포함하여 체결축(22)에 체결 너트(24)를 사용하여 차축(20)에 결합된다. 옵셋보정링(150)은 단륜 바퀴(100)가 복륜 바퀴에 비해 림의 수가 적기 때문에, 이에 의해 발생하는 옵셋의 차이를 보정하기 위하여 사용되는 것이다. 그러나, 옵셋보정링(150)이 반드시 필요한 것은 아니며, 필요에 따라, 차축과 바퀴의 얼라인먼트(alignment)를 보정하여 옵셋보정링(150) 없이도 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 이상으로 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나 본 고안은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.
전술된 바와 같이, 본 고안에 따르면, 복륜 바퀴를 단륜으로 대체할 수 있어, 복륜 바퀴에서 발생하는 돌이나 자갈 등이 바퀴 사이에 끼어들어 바퀴가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 타이어를 광폭으로 사용하게 됨에 따라 접지 면적이 커져서 큰 토크가 바퀴에 걸리는 경우에도 타이어의 슬립 없이 안정적인 주행이 가능하다. 또한, 타이어가 광폭이기 때문에, 차량 중량을 효과적으로 분산하여 타이어에 가해지는 응력을 최소화할 수 있다. 또한, 복륜 바퀴에서 내측 바퀴가 손상되는 것을 확인하기 어려운 문제를 해결할 수 있고, 바퀴 교환을 위해 외측 바퀴를 제거한 뒤 내측 바퀴를 교환할 필요 가 없어 유지 및 보수/관리가 용이하다. 또한, 타이어의 파손시에 교체를 위한 스페어 타이어를 여러 종류로 구비할 필요가 없어 차량 적재공간을 효과적으로 사용할 수 있다. |
