KR101511663B1 - 자동차 바퀴용 분진 집진 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에 관한 것으로 자동차의 바퀴와 이격되게 자동차의 차체에 구비되며, 상기 바퀴의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 내부에 공기 유로가 형성되며 상기 바퀴의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴에서 발생되는 분진과 공기를 상기 공기 유로 내로 흡입하는 흡입구가 구비된 집진 관부; 및 상기 집진 관부 내에 구비되며 상기 집진 관부 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부를 포함하여 자동차 주행 중 타이어의 마모와 노면의 마모에 의해 발생하는 분진을 회수하여 대기오염을 방지하고, 주변 환경을 보호한다.

Description

자동차 바퀴용 분진 집진 장치{DUST COLLECTOR FOR TIRE OF VEHICLE}
본 발명은 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 주행 중 자동차의 바퀴 측에서 발생되는 분진을 집진 처리하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에 관한 발명이다.
일반적으로 도심지의 대기오염현상은 인구의 도시 집중으로 인해 악화되고 있고, 자동차와 도로의 확장으로 인해 도로 비산먼지가 지속적으로 증가하고 있다.
자동차는 배기 가스 이외에 타이어 및 브레이크 패드 마모에 의해 다량의 미세먼지가 동시에 배출되고 있고, 비산먼지 발생율은 약12%(2008년)이며, 타이어 재료 성분은 Cd, Cr, Pb등 인체에 유해한 중금속이 일부함유되어 특성상 일반먼지에 비해 유해성이 큰 것으로 확인된다. 또한, 브레이크 패드의 마모에 의해 발생되는 미세먼지는 입자의 크기가 작아 인체 및 환경에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
2007년 수도권 비산먼지 배출량에서 타이어 마모에 의해 발생되는 비산 먼지(PM10)의 량은 각각 1,399톤이고, 브레이크 패드 마모에 의해 발생되는 비산 먼지(PM10)의 량은 2,191톤이며, 도로표면 마모에 의해 발생되는 비산 먼지(PM10)의 량은 1,333톤(자료출처: 국립환경과학원, 도시지역 PM2.5 생성과정에 관한 연구(2010))확인되고 있고, 이를 합산한 경우 수도권 비산먼지 배출량 중 도로재비산에 의해 발생되는 비산먼지 배출량 다음으로 많은 량인 것이다.
즉, 상기 자동차의 주행 중 발생하는 미세먼지는 타이어 고무와 도로 노면의 미세 먼지뿐만 아니라 브레이크 패드에서 발생하는 미세 먼지를 포함하고 있기 때문에 인체에 흡입되어 호흡기질환, 안질환 및 피부질환 등의 원인이 되며, 공기를 오염시켜 동식물 및 가정 생활 등에도 악영향을 미치고 있다.
특히, 10㎛이하의 입경을 가지는 미세먼지(PM10)의 경우 대기 환경을 크게 오염시킨다.
그러나, 자동차에는 주행 중 바퀴의 타이어의 마모와 노면의 마모 및 브레이크 패드에 의해 발생하는 분진을 회수하는 장치가 구비되지 않아 타이어의 마모와 노면의 마모에 의해 발생하는 분진에 의해 주변 환경이 오염되는 문제점이 있었다.
국내특허공개 제1998-0015663호 '자동차 타이어의 분진 흡입 및 제거장치'
본 발명은 자동차 주행 중 바퀴의 타이어의 마모와 노면의 마모, 브레이크 패드 마모에 의해 발생하는 분진 및 도로에 쌓여있는 분진을 회수하여 대기오염을 방지하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는, 자동차의 바퀴와 이격되게 자동차의 차체에 구비되며, 상기 바퀴의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 내부에 공기 유로가 형성되며 상기 바퀴의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴에서 발생되는 분진과 공기를 상기 공기 유로 내로 흡입하는 흡입구가 구비되고, 상기 바퀴의 앞측에 위치된 타단부 측에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 배출하는 공기 배출구가 구비된 집진 관부; 및
상기 집진 관부 내에 구비되며 상기 집진 관부 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부를 포함한 자동차 바퀴용 분진 집진 장치를 제공함으로써 해결된다.
본 발명에서 상기 집진 관부는 상기 배출구보다 상기 흡입구의 크기가 더 크게 형성된다.
본 발명에서 상기 공기 유로는 상기 흡입구에서 상기 배출구 측으로 갈수록 점차 유로가 작아지도록 형성된다.
본 발명에서 상기 집진부는 상기 공기 유로 내에 장착되며 상기 분진을 포집하는 집진필터를 포함한다.
본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치는, 상기 집진 관부 내에서 물이 상기 집진필터로 유입되는 것을 차단하는 물차단수단을 더 포함한다.
본 발명에서 상기 물차단수단은, 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서; 상기 집진 관부 내의 관로를 개폐하는 관로 개폐밸브; 및 상기 감지센서에 의해 물이 상기 흡입구를 통해 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 관로 개폐밸브를 작동시켜 상기 집진 관부 내의 관로를 막는 밸브 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 물차단수단은, 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서; 상기 집진 관부의 외측면 중 일부분으로 형성되고, 회전 가능하여 회전시 상기 집진 관부의 외측면에 물배출구멍을 형성하고 상기 집진 관부 내의 관로를 막는 물배출도어부재; 상기 물배출도어부재를 회전시키는 엑추에이터; 및 상기 감지센서에 의해 물이 상기 흡입구를 통해 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 엑추에이터를 작동시키는 도어 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 집진 관부의 배출구 측에는 상기 집진필터의 하부 측에 상기 집진필터에 의해 걸러진 분진이 모여지는 분진 저장부가 구비된다.
본 발명에서 상기 집진 관부의 타단부에는 하부면에 상기 배출구가 형성되고, 내부에 집진필터가 배치되는 집진 케이싱부가 구비되고, 상기 집진 케이싱부는 상기 집진 관부의 타단부에 연결된 상부 케이싱; 상기 상부 케이싱부의 하부에 분리 가능하게 결합하며, 하부면에 상기 배출구가 구비된 하부 케이싱; 및 상기 상부 케이싱과 상기 하부 케이싱을 분리가능하게 결합시키는 케이싱 결합구를 포함한다.
본 발명에서 상기 케이싱 결합구는, 상기 상부 케이싱의 외측면과 상기 하부 케이싱의 외측면 중 어느 한측에 돌출되는 걸림돌기; 및 상기 상부 케이싱의 외측면과 상기 하부 케이싱의 외측면 중 다른 한 측에 회전 가능하게 결합되고 상기 걸림돌기를 걸어 고정하는 걸림고리를 포함한다.
본 발명에서 상기 집진 케이싱부의 하부면에는, 상기 배출구에서 상기 하부면의 상부로 돌출되는 상부 배출관부 및 상기 배출구에서 상기 배출구의 하부면으로 돌출되는 하부 배출관부가 구비되고, 상기 상부 배출관부의 상부에는 상기 집진필터가 장착되고, 상기 하부 배출관부의 단부는 바퀴를 향해 돌출된다.
본 발명에서 상기 하부 케이싱의 하부면에는 상기 하부 배출관부의 양측으로 이격되게 돌출되는 유로 형성 돌기부가 구비된다.
본 발명에서 상기 유로 형성 돌기부는 자동차의 앞측에서 후측으로 원호형상을 가지도록 형성된다.
본 발명에서 자동차의 앞측을 향한 상기 하부 배출관부의 선단부는 원형 또는 유선형으로 형성된다.
본 발명에서 상기 유로 형성 돌기부와 상기 하부 배출관부의 양 측 사이로 형성되는 유로는 상기 하부 배출관부의 단부에서 가장 좁게 형성된다.
본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치는, 상기 집진 관부에 연결되어 상기 바퀴의 브레이크 장치에서 발생되는 브레이크 패드 분진을 흡입하는 브레이크 패드 분진 흡입부를 더 포함한다.
본 발명에서 상기 브레이크 패드 분진 흡입부는, 상기 브레이크 장치의 캘리퍼를 적어도 일부분 감싸는 캘리퍼 커버부재; 및 상기 캘리퍼 커버부재와 상기 집진 관부를 연결하며 상기 집진 관부의 흡입구 측으로 연결되는 연결관부재를 포함한다.
본 발명에서 상기 연결관부재는 상기 캘리퍼의 중앙에 형성된 구멍에 연통되는 제1연결관; 및 상기 제1연결관과 자동차가 주행 중 휠커버 내측에서 주행 중 바퀴의 회전 방향으로 이격되게 배치되는 제2연결관을 포함한다.
본 발명에서 상기 캘리퍼 커버부재는 상기 캘리퍼의 양측면을 일부분 커버하며,양단부 측에 상기 캘리퍼의 양 단부 측을 커버하도록 돌출된 받침판부를 구비한다.
본 발명은 자동차 주행 중 타이어의 마모와 노면의 마모, 브레이크 패드에 의해 발생하는 분진 및 도로에 쌓여 있는 분진을 회수하여 대기오염을 방지하고, 주변 환경을 보호하는 효과가 있다.
본 발명은 별도의 송풍장치 없이 자동차의 주행 중 발생되는 공기의 흐름을 이용하여 분진을 흡입 제거함으로써 설치에 따른 비용이 적게 소요되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치가 장착된 자동차를 예시한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치가 장착된 자동차를 예시한 확대도
도 3은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치가 장착되는 다른 예를 도시한 평단면도
도 4는 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 물차단수단의 일 실시예를 도시한 개략도
도 5는 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 물차단수단의 다른 실시예를 도시한 개략도
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치의 일 실시 예를 도시한 도면
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 배출구 측의 서로 다른 실시예를 도시한 도면
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 브레이크 패드 분진 흡입부를 구비한 예를 도시한 개략도
도 13은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 브레이크 패드 분진 흡입부를 확대 도시한 도면
도 14는 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 브레이크 패드 분진 흡입부를 도시한 사시도
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 자동차에는 바퀴(2)가 구비되며, 상기 바퀴(2)는 앞바퀴 2개와 뒷바퀴 2개를 포함한다. 또한 상기 바퀴(2)는 휠을 감싸는 타이어(2a)를 포함한다.
상기 자동차의 차체(1)에는 상기 바퀴(2)가 배치될 수 있도록 휠장착부가 구비되며, 상기 휠장착부에는 상기 바퀴(2)의 일부분을 감싸는 휠커버(1a)가 구비된다.
본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치는 자동차의 바퀴(2)와 이격되게 자동차의 차체(1)에 구비되며 내부에 공기 유로(10a)가 형성된 집진 관부(10)를 포함한다.
상기 집진 관부(10)는 상기 바퀴(2)의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 상기 바퀴(2)의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴(2)에서 발생되는 분진 및 공기를 상기 공기 유로(10a) 내로 흡입하는 흡입구(11)가 구비된다.
상기 자동차의 주행 중 발생하는 분진은 상기 자동차의 주행 중 바퀴(2)의 타이어(2a)가 노면과 접촉하면서 타이어(2a) 및 노면이 마모되면서 발생되는 타이어(2a)의 고무 분진 또는 마모된 노면 분진 즉, 아스팔트분진 또는 콘크리트 분진 등을 포함하는 것이 일 예로 한다.
상기 집진 관부(10)는 상기 휠커버(1a)에 장착되는 것을 일 예로 한다.
상기 집진 관부(10)는 어느 한측이 상기 휠커버(1a)의 외측면 또는 내측면에 의해 밀폐되는 구조로 형성될 수도 있고, 상기 휠커버(1a)와 별도의 관을 이용한 것일 수도 있다.
본 발명에서 상기 휠커버(1a)의 외측면은 엔진룸을 향하는 면이고, 상기 휠커버(1a)의 내측면은 상기 바퀴(2)를 향한 면임을 밝혀둔다.
상기 집진 관부(10)는 상기 휠커버(1a)의 외측면에 구비되어 앞바퀴에서 상기 휠커버(1a)의 외측으로 앞범퍼 사이 공간, 뒷바퀴에서 상기 휠커버(1a)와 뒷도어 트림 사이 공간에서 집진 배출 구조를 가질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 집진 관부(10)는 상기 휠커버(1a)의 외측면 또는 내측면을 공유하여 상기 휠커버(1a)와 일체로 형성되는 것이 제조 비용 측면에서 유리하고, 상기 휠커버(1a)와 별도의 관부재를 이용하여 제조된 경우 수리 및 정비가 용이하고 탈,부착이 가능하여 현재 판매된 자동차에도 용이하게 장착하여 사용할 수 있는 점에서 바람직하다.
상기 집진 관부(10)는, 상기 바퀴(2)의 외측 둘레 중 일부분을 감싸도록 형성되고, 상기 바퀴(2)의 뒷측에 위치하는 일단부에 자동차의 주행 중 바퀴(2)에서 발생되는 분진 및 공기를 흡입하는 흡입구(11)가 구비되고, 상기 바퀴(2)의 앞측에 위치하는 타단부에 상기 흡입구(11)를 통해 흡입된 공기를 배출하는 배출구(12)가 구비된다.
상기 흡입구(11) 측에서 상기 집진 관부(10)의 내부에는 메쉬망(40)이 장착되는 것이 바람직하며, 상기 메쉬망은 상기 흡입구(11)를 통해 기설정된 이상의 입경을 가지는 낙엽, 돌 등의 이물질이 상기 집진 관부(10) 내로 유입되는 것을 차단하며, 이로써 낙엽, 돌 등의 이물질에 의해 상기 집진 관부(10)의 공기 유로(10a)가 막히게 되는 것을 방지한다.
상기 바퀴(2)의 앞측은 상기 자동차의 주행 중 전진 방향 즉, 상기 자동차의 앞측을 말하며, 상기 바퀴(2)의 뒷측은 상기 자동차의 주행 중 후방 즉, 상기 자동차의 뒷측을 말한다.
상기 집진 관부(10)는 자동차의 앞바퀴 측 또는 뒷바퀴 측에 장착되며 바람직하게는 앞바퀴 측과 뒷바퀴 측에 각각 장착되어 자동차의 주행 중 앞바퀴 및 뒷바퀴 측에서 발생되는 분진을 각각 집진하여 처리할 수 있도록 한다.
상기 집진 관부(10)는 상기 바퀴(2)의 외측 둘레 중 일부분을 감싸도록 반원형 또는 원호 형상을 가지며, 상기 배출구(12)보다 상기 흡입구(11)의 크기가 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 공기 유로(10a)는 상기 흡입구(11)에서 상기 배출구(12) 측으로 갈수록 점차 유로가 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 집진 관부(10) 내에는 상기 집진 관부(10) 내 즉, 상기 공기 유로(10a) 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부(20)가 구비된다.
상기 집진부(20)는 상기 집진 관부(10) 즉 상기 공기 유로(10a) 내에 장착되며 상기 분진을 포집하는 집진필터인 것을 일 예로 한다.
상기 집진필터는 미세먼지(PM10)를 집진하여 제거할 수 있는 필터인 것이 바람직하다.
상기 집진 관부(10)의 배출구 측에는 상기 배출구가 구비되고, 상기 집진필터는 상기 배출구를 커버하도록 장착되고, 상기 집진필터가 내부로 장착된 상기 집진 관부의 단부 측 일부분은 상기 집진 관부(10)에서 분리가능하게 구비되어 분리한 후 상기 집진필터를 교체하거나 청소한 후 다시 장착될 수 있도록 한다.
상기 집진필터는 주행 중 상기 공기 유로(10a) 내부로 유입된 분진을 집진하면서 점차 집진 성능이 저하되므로 주기적으로 교체하거나, 상기 집진 관부(10)에서 분리하여 청소 즉, 집진된 분진을 제거한 후 재장착하는 것이 바람직하다.
자동차가 전방으로 주행 시 분진이 포함된 공기는 흡입구(11)로 밀려 들어가 배출구(12)를 통해 배출되며, 바퀴(2)의 앞측 즉, A측은 공기의 흐름이 빠르고 이 경우 상기 집진 관부(10)의 흡입구(11) 측(D) 압력보다 배출구(12) 측(C)압력이 낮아진다. 즉, 상기 집진필터에서의 압력차이가 크게 발생해 배출이 용이한 것이다.
따라서, 자동차의 상기 바퀴(2)의 후측 방향으로 흐르는 공기(B)는 자동차의 주행 중 발생되는 분진을 포함하며 상기 흡입구(11) 측(D)로 흡입되고, 상기 배출구(12) 측(C)로 이동하여 상기 집진필터를 통과한 후 상기 배출구(12)를 통해 배출된다.
즉, 자동차의 주행 중 발생되는 분진을 포함하여 상기 바퀴(2)의 후측 방향으로 흐르는 공기(B)는 상기 집진 관부(10)의 공기 유로(10a) 내로 흡입된 후 상기 집진필터를 통해 분진을 제거한 후 배출되는 것이다.
도 3을 참고하면, 상기 집진 관부(10)는 바퀴(2)의 측면 측으로 우회하여 배치될 수도 있으며, 이외에도 상기 흡입구(11)가 바퀴(2)의 뒷측에 배치되고, 상기 배출구(12)가 상기 바퀴(2)의 앞측에 배치되는 어떠한 구조로도 배치될 수 있으며 설치되는 자동차의 차종에 따라 다양하게 설계변경될 수 있음을 밝혀둔다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치는, 상기 집진 관부(10) 내에서 물이 상기 집진필터로 유입되는 것을 차단하는 물차단수단(30)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되고, 유입된 물이 상기 집진필터(21)를 통과하게 되면 상기 집진필터(21)에서 집진된 분진을 뭉치게함으로써 추후 상기 집진필터(21)의 집진 성능을 크게 저하시키게 되는데, 상기 물차단수단(30)은 상기 집진필터(21) 내로 물이 유입되어 상기 집진필터(21)의 집진 성능 저하를 방지하고, 물에 의해 상기 집진필터(21) 내에 집진된 분진이 뭉쳐 상기 집진필터(21)의 집진 성능을 크게 저하시키는 것을 방지한다.
도 4를 참고하면 상기 물차단수단(30)은, 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서(31);
상기 집진 관부(10) 내의 관로를 개폐하는 관로 개폐밸브(32); 및
상기 감지센서(31)에 의해 물이 상기 흡입구(11)를 통해 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 관로 개폐밸브(32)를 작동시켜 상기 집진 관부(10) 내의 관로를 막는 밸브 제어부(33)를 포함한다.
상기 관로 개폐밸브(32)는 자동차 내 배터리에 연결되어 작동되며, 상기 밸브 제어부(33)는 자동차의 ECU에 포함될 수 있다.
또한, 상기 감지센서(31)는 상기 집진 관부(10)의 흡입구(11) 측에 장착되는 별도의 물감지센서일 수도 있고, 자동차의 전면 유리에서 빗물을 감지하는 레인센서일 수도 있다.
상기 관로 개폐밸브(32)는 상기 집진 관부(10)에서 상기 집진 관부(10) 내로 유입된 물이 상기 흡입구(11)를 통해 배출될 수 있는 상기 흡입구(11)와 근접한 부분에 설치된다.
즉, 상기 관로 개폐밸브(32)에 의해 관로가 차단되고, 상기 흡입구(11)로 상기 집진 관부(10) 내로 유입된 물은 상기 관로 개폐밸브(32)에 이동이 차단되어 상기 흡입구(11) 측으로 흘러내려 상기 흡입구(11)를 통해 배출된다.
도 5를 참고하면, 상기 물차단수단(30)은, 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서(31);
상기 집진 관부(10)의 외측면 중 일부분으로 형성되고, 회전 가능하여 회전시 상기 집진 관부(10)의 외측면에 물배출구멍(10a)을 형성하고 상기 집진 관부(10) 내의 관로를 막는 물배출도어부재(34);
상기 물배출도어부재(34)를 회전시키는 엑추에이터(35); 및
상기 감지센서(31)에 의해 물이 상기 흡입구(11)를 통해 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 엑추에이터(35)를 작동시켜 도어 제어부(36)를 포함할 수 있다.
상기 물배출도어부재(34)는, 상기 집진 관부(10)의 배출구(12) 측에서 상기 집진필터(21) 이전에 배치되어 상기 집진필터(21) 측으로 흐르는 물을 상기 물배출구멍(10a)을 통해 배출시켜 상기 집진필터(21)로 유입되는 물을 차단한다.
즉, 상기 감지센서(31)에 의해 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되는 것을 감지하면 상기 엑추에이터(35)의 작동에 의해 상기 물배출도어부재(34)가 상기 집진 관부(10)의 안쪽으로 회전하면서 상기 집진 관부(10)의 관로를 막고 상기 집진 관부(10)의 외측면에 물배출구멍(10a)을 형성한다.
그리고, 상기 집진 관부(10) 내로 유입된 물은 상기 물배출도어부재(34)를 따라 흘러 상기 물배출구멍(10a)을 통해 배출되어 상기 집진 관부(10)에서 제거된다.
상기 물배출도어부재(34)는 상기 집진 관부(10)를 통해 분진을 흡입하고 있을 때 즉, 상기 집진 관부(10) 내로 물이 유입되지 않은 평소 상태에서 상기 물배출구멍(10a)을 막고 상기 집진 관부(10)의 외측면과 일치되게 위치하여 상기 집진 관부(10)를 통해 분진이 원활하게 통과할 수 있도록 된다.
상기 물차단수단(30)은 자동차의 차종에 따른 휠커버 내, 외측의 구조에 따라 선택하여 적용할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 엑추에이터(35)는 자동차의 제네레이터에 연결되어 자동차가 시동된 상태에서만 작동되도록 한다. 상기 엑추에이터(35)는 자동차 내 배터리에 연결될 수도 있으나 자동차가 시동된 상태에서만 작동되도록 한다.
상기 엑추에이터(35)는 시동된 상태에서만 작동되어 주차 중 자동차의 방전을 방지한다. 상기 도어 제어부(36)는 자동차의 ECU에 포함될 수 있다.
또한, 상기 감지센서(31)는 상기 집진 관부(10)의 내에 장착되는 별도의 물감지센서일 수도 있고, 자동차의 전면 유리에서 빗물을 감지하는 레인센서일 수도 있다.
상기 물차단수단(30)은 자동차 실내에서 운전자가 조작하여 상기 엑추에이터(35)를 작동시켜 상기 집진 관부(10)의 유로를 개폐하는 할 수 있도록 하는 별도의 온/오프 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 물차단수단(30)은 상기 온/오프 스위치에 의해 상기 엑추에이터(35)를 작동시켜 상기 관로 개폐밸브(32) 또는 상기 물배출도어부재(34)로 상기 상기 집진 관부(10)의 유로를 개폐한다.
자동차가 비포장 도로와 같이 입경이 큰 먼지가 많이 발생되는 노면을 주행하는 경우 운전자는 상기 온/오프 스위치로 상기 엑추에이터(35)를 작동시켜 상기 관로 개폐밸브(32) 또는 상기 물배출도어부재(34)로 상기 집진 관부(10)의 유로를 닫아 입경이 큰 먼지가 상기 집진필터(21)에 의해 집진되어 상기 집진필터(21)가 막히는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 포장된 일반포장도로에서는 상기 엑추에이터(35)를 작동시켜 상기 관로 개폐밸브(32) 또는 상기 물배출도어부재(34)로 상기 집진 관부(10)의 유로를 다시 열게 한다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 상기 집진 관부(10)의 타단부에는 하부면에 상기 배출구(12)가 형성되고, 내부에 집진필터(21)가 배치되는 집진 케이싱부(13)가 구비된다.
상기 집진 케이싱부(13)의 하부면에는, 상기 배출구(12)에서 상기 하부면의 상부로 돌출되는 상부 배출관부(15a) 및 상기 배출구(12)에서 상기 배출구(12)의 하부면으로 돌출되는 하부 배출관부(15b)가 구비되고, 상기 상부 배출관부(15a)의 상부에는 상기 집진필터(21)가 장착되고, 상기 하부 배출관부(15b)의 단부는 바퀴를 향해 돌출되어 상기 상부 배출관부(15a) 내로 공기가 원활하게 흡입될 수 있도록 하고, 상기 상부 배출관부(15a)의 출구 측으로 공기가 흡입되는 것을 방지한다.
상기 상부 배출관부(15a)에 장착된 집진필터(21)는 상기 상부 배출관(15a)의 입구를 커버하고, 상기 하부 배출관부(15b)의 출구를 통해 배출되는 공기 내에 포함된 미세먼지를 필터링하여 제거한다.
상기 집진 케이싱부(13)는 상기 집진 관부(10)의 타단부에 연결된 상부 케이싱(13a); 상기 상부 케이싱(13a)부의 하부에 분리 가능하게 결합하며, 하부면에 상기 배출구(12)가 구비된 하부 케이싱(13b); 및 상기 상부 케이싱(13a)과 상기 하부 케이싱(13b)을 분리가능하게 결합시키는 케이싱 결합구(13c)를 포함한다.
상기 케이싱 결합구(13c)는, 상기 상부 케이싱(13a)의 외측면과 상기 하부 케이싱(13b)의 외측면 중 어느 한측에 돌출되는 걸림돌기; 및 상기 상부 케이싱(13a)의 외측면과 상기 하부 케이싱(13b)의 외측면 중 다른 한 측에 회전 가능하게 결합되고 상기 걸림돌기를 걸어 고정하는 걸림고리를 포함한 것을 일 예로 한다.
상기 케이싱 결합구(13c)는, 복수로 구비되어 상기 상부 케이싱(13a)과 상기 하부 케이싱(13b)을 안정적으로 결합 유지할 수 있도록 한다.
상기 하부 케이싱(13b)은 상기 걸림고리가 상기 걸림돌기에 걸려진 상태에서 상기 상부 케이싱(13a)과 결합된 상태로 유지되고, 상기 걸림고리가 상기 걸림돌기에 걸린 상태에서 해제되면 상기 상부 케이싱(13a)으로부터 분리되어 내부에 배치된 상기 집진필터(21)를 교체 및 청소하는 작업 및 상기 하부 케이싱(13b) 내부에 모인 분진을 제거하는 작업을 간단하고 간편하게 할 수 있도록 한다.
상기 하부 케이싱(13b)의 하부면에는 상기 하부 배출관부(15b)의 양측으로 이격되게 돌출되는 유로 형성 돌기부(16, 17)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 유로 형성 돌기부(16, 17)는 상기 하부 배출관부(15b)의 양 측 사이로 공기가 빠르게 흐를 수 있도록 좁은 유로를 형성한다.
상기 유로 형성 돌기부(16, 17)와 상기 하부 배출관부(15b)의 양 측 사이로 형성되는 유로는 상기 하부 배출관부(15b)의 출구 측 단부에서 가장 좁게 형성되어 상기 하부 배출관부(15b)의 단부에서의 공기 유속이 가장 빠르게 흐를 수 있도록 함으로써 상기 하부 배출관부(15b)의 출구 측 공기압을 크게 저하시켜 상기 하부 배출관부(15b)를 통해 공기가 최대한 원활하게 배출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유로 형성 돌기부(16, 17)는 자동차의 앞측에서 후측으로 원호형상을 가지도록 형성되어 입구 측과 출구 측에 비해 중앙부에서 상기 하부 배출관부(15b)의 양측 사이에 상대적으로 좁은 유로를 형성함으로써 자동차 주행 시 공기에 의한 저항을 최소화하고 공기가 원활히 흐르면서 공기의 유속을 최대한 빠르게 형성하도록 한다.
자동차 주행 시 상기 유로 형성 돌기부(16, 17)는 상기 하부 배출관부(15b)의 출구 측에서 유속을 최대한 빠르게 하여 상기 하부 배출관부(15b)의 출구 측에서의 공기압을 최대한 저하시켜 상기 집진 관부의 흡입구에서 공기가 더 강하게 흡입되고 상기 하부 배출관부(15b)의 출구 측으로부터의 공기의 배출을 더 원활하도록 한다.
그리고, 자동차의 앞측을 향한 상기 하부 배출관부(15b)의 선단부는 원형 또는 유선형으로 형성되어 자동차 주행 시 공기가 상기 하부 배출관부(15b)의 양 측과 상기 유로 형성 돌기부(16, 17) 사이로 원활하게 안내될 수 있도록 한다.
상기 유로 형성 돌기부(16, 17)는 하단부가 적어도 자동차의 범퍼(1b) 아래로 돌출되게 배치되어 공기의 흐름을 원활하게 유도하고, 상기 하부 케이싱(13b)의 분리 및 결합 작업을 용이하게 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유로 형성 돌기부(16, 17) 내부에는 상기 집진필터(217)에서 필터링된 후 이탈된 분진이 저장되도록 분진 저장 공간이 형성되고, 상기 집진필터(21) 내에 필터링된 분진은 자동차의 주행 시 발생되는 진동에 의해 상기 집진필터(21)에서 이탈되어 상기 분진 저장 공간으로 저장될 수 있고, 상기 분진 저장 공간은 상기 하부 케이싱(13b)의 분리에 의해 개방되어 저장된 분진을 제거 가능한 것이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 자동차 바퀴용 분진 집진 장치에서 배출구(12) 측의 서로 다른 실시예를 도시한 도면으로, 도 9는 휠커버의 외측면에서 자동차의 앞측으로 여유 공간이 큰 차종, 즉, 일 예로 트럭이나 버스 등에서 상기 집진 관부(10)의 배출구(12) 측의 구조를 예시한 것이고, 도 8은 휠커버의 외측면에서 자동차의 앞측으로 여유 공간이 상대적으로 작은 차종, 즉, 일 예로 승용차 등에서 상기 집진 관부(10)의 배출구(12) 측의 구조를 예시한 것이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 상기 집진필터(21)는 상기 배출구(12)를 커버하도록 배치되거나 상기 배출구(12)로 향하는 이동관로를 커버하도록 배치되어 상기 배출구(12)를 통해 배출되는 공기 내 분진을 제거할 수 있도록 한다.
또한, 상기 집진 관부(10)의 배출구(12) 측에는 상기 집진필터(21)의 하부 측에 상기 집진필터(21)에 의해 걸러진 분진이 모여지는 분진 저장부(13)가 구비되어 상기 분진 저장부(13)에 상기 집진필터(21)에 의해 필터링된 분진을 모아 저장한 후 외부로 배출 처리할 수 있도록 한다.
상기 분진 저장부(13)의 하부면에는 상기 분진 저장부(13)의 하부면 중 적어도 일부부을 개폐하여 저장된 분진을 외부로 배출하는 분진 배출도어부(14)가 구비되며, 상기 분진 배출도어부(14)는 상기 분진 저장부(13)의 하부면에 회전가능하게 구비되고, 분진배출엑추에이터(미도시)에 의해 자동 회전되어 작동될 수 있다.
상기 집진필터(21)는 상기 배출구(12)를 통해 배출되는 공기에 포함된 분진을 필터링하고, 상기 집진필터(21) 내에 필터링된 분진은 자동차의 주행 시 발생되는 진동에 의해 상기 집진필터(21)에서 이탈되어 상기 분진 저장부(13)로 저장될 수 있다.
도 9를 참고하면, 상기 배출구(12)에는 상기 바퀴(2)를 향해 단부가 연장 형성된 배출관부(15)가 구비될 수 있고, 상기 집진필터(21)는 상기 배출구(12)를 막도록 배치되어 상기 배출관부(15)를 통해 외부로 배출되는 공기 내 분진을 필터링 한다.
상기 배출관부(15)는 단부가 상기 바퀴(2)를 향해 연장형성되어 상기 집진 관부(10) 내로 공기가 원활하게 흡입될 수 있도록 하고, 상기 배출관부(15) 내 즉, 배출구 측으로 공기가 흡입되는 것을 방지한다. 상기 배출관부(15)의 출구는 상기 흡입구(11)의 직경보다 작게 형성되고, 상기 배출구(12)의 크기와 같거나 작게 형성되어 상기 집진 관부(10) 내로 공기가 원활하게 흡입될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 분진 저장부(13)의 상부 측에서 상기 집진필터(21)의 하부 측에는 상기 집진필터(21)에서 낙하되는 분진을 모아 상기 분진 저장부(13)로 안내하도록 경사진 분진 가이드부(16)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 분진 가이드부(16)는 상기 분진 저장부(13)를 향해 하향 경사져 상기 집진필터(21)에서 떨어진 분진을 상기 분진 저장부(13)로 안내하여 원활하게 저장될 수 있도록 한다.
도 10을 참고하면, 상기 배출구(12)가 상기 바퀴(2)의 앞 측을 향한 상기 집진 관부(10)의 내측벽 하단부 측에 형성되고, 상기 집진 관부(10)의 단부 측 하부면 상에 세로벽(18)이 상기 집진 관부(10)의 내측벽과 이격되게 돌출되어 상기 내측벽과의 사이에 배출구(12)와 연통된 배출로(18a)를 형성하고, 상기 배출로(18a)의 반대편은 상기 분진 저장부(13)가 형성된다.
즉, 상기 세로벽(18)은 상기 배출구(12)와 상기 분진 저장부(13)를 구분한다.
상기 집진필터(21)는 상기 세로벽(18)의 단부 측에 장착되고, 상기 집진 관부(10)의 내측벽에는 상기 집진필터(21)와 상기 내측벽 사이의 상기 배출로(18a) 상부를 막는 커버벽(19)이 형성된다.
상기 커버벽(19)은 상기 집진 관부(10)의 내측벽에서 돌출되어 상기 집진 관부(10)의 관로를 줄여 상기 흡입구(11)로부터 공기의 흡입이 더 원활하게 이루어지도록 하며, 상기 필터의 상부 측에서 상기 배출로(18a)를 커버하여 상기 집진 관부(10) 내로 유입된 공기가 상기 집진필터(21)를 통해서만 상기 배출구(12)로 배출될 수 있도록 한다.
상기 세로벽(18)에 의해 구획된 상기 분진 저장부(13)로는 자동차의 주행 중 발생되는 진동에 의해 상기 분진 필터에서 이탈된 분진이 모이며, 상기 분진 저장부(13)의 하부면에 구비된 분진 배출도어부(14)의 작동에 의해 모인 분진을 주기적으로 제거할 수 있다.
도 11 내지 도 14를 참고하면, 본 발명에 자동차 바퀴용 분진 집진 장치는, 상기 집진 관부(10)에 연결되어 상기 바퀴의 브레이크 장치(3)에서 발생되는 브레이크 패드 분진을 흡입하는 브레이크 패드 분진 흡입부(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 브레이크 패드 분진 흡입부(50)는, 자동차의 주행 중 브레이킹 시 상기 바퀴의 디스크(4)와 브레이크 패드가 접촉되면서 상기 브레이크 패드가 마모되어 발생되는 브레이크 패드 분진을 흡입하여 상기 집진 관부(10)의 배출구 측에 구비된 상기 집진필터를 통해 상기 브레이크 패드 분진을 집진하여 제거할 수 있도록 한다.
도 11은 자동차의 브레이크 장치(3)가 바퀴의 뒷측에 구비된 예이고, 도 12는 자동차의 브레이크 장치(3)가 바퀴의 앞측에 구비된 예이다.
자동차의 브레이크 장치(3)는 도 11 및 도 12에서 도시된 바와 같이 바퀴의 앞측과 뒷측에 선택적으로 장착될 수 있다.
상기 브레이크 패드 분진 흡입부(50)는, 상기 브레이크 장치(3)의 캘리퍼(3a)를 적어도 일부분 감싸는 캘리퍼 커버부재(51);
상기 캘리퍼 커버부재(51)와 상기 집진 관부(10)를 연결하며 상기 집진 관부(10)의 흡입구 측으로 연결되는 연결관부재(52)를 포함한다.
상기 연결관부재(52)는 상기 흡입구(11)와 상기 물차단수단(30) 사이에서 상기 집진 관부(10)에 연결되어 상기 물차단수단(30)에 의해 상기 집진 관부(10)의 유로가 개폐되는 것에 의한 흡입 작용을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 연결관부재(52)는 상기 캘리퍼(3a)의 중앙에 형성된 구멍(3b)에 연통되는 제1연결관(52a); 및 상기 제1연결관(52a)과 자동차가 주행 중 휠커버 내측에서 주행 중 바퀴의 회전 방향으로 이격되게 배치되는 제2연결관(52b)을 포함한다.
도 14는 브레이크 장치(3)의 일 예를 도시한 사시도로서, 상기 브레이크 장치(3)의 캘리퍼(3a) 중앙에는 브레이크 패드의 마찰열을 방열하고, 캘리퍼(3a) 내부에서 마모된 브레이크 패드 분진을 배출하기 위한 구멍(3b)이 형성되어 있으며 상기 제1연결관(52a)은 상기 구멍(3b)에 연통되게 형성되어 상기 구멍(3b)을 통해 배출되는 브레이크 패드 분진을 상기 집진 관부(10)를 통해 효율적으로 흡입할 수 있도록 한다.
또한, 상기 제2연결관(52b)은 자동차가 주행 중 휠커버의 내벽을 따라 흐르는 공기의 방향 즉, 주행 중 바퀴의 회전 방향으로 이격되게 배치되어 공기의 흐름에 의해 자연스럽게 캘리퍼(3a) 내부에서 마모된 브레이크 패드 분진을 상기 집진 관부(10)를 통해 효율적으로 흡입할 수 있도록 한다.
상기 캘리퍼 커버부재(51)는 상기 캘리퍼(3a)의 양측면을 일부분 커버하여 상기 캘리퍼(3a)의 방열을 저하시키지 않도록 하는 것이 바람직하며, 양단부 측에 상기 캘리퍼(3a)의 양 단부 측을 커버하도록 돌출된 받침판부(51a)를 구비하여 상기 받침판부(51a)를 통해 상기 브레이크 패드 분진이 외부로 비산되지 않고 상기 캘리퍼 커버부재(51)와 상기 연결관부재(52)를 통해 상기 집진 관부(10)로 흡입되어 처리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 캘리퍼 커버부재(51)는 상기 캘리퍼(3a)를 차체에 고정시키는 캘리퍼 고정나사를 통해 상기 캘리퍼(3a)에 간단히 장착 고정될 수 있다.
본 발명은 자동차 주행 중 바퀴(2)의 타이어(2a)의 마모와 노면의 마모에 의해 발생하는 분진, 주행 중 브레이킹 시 브레이크 패드에서 발생하는 분진 뿐만 아니라 기발생하여 도로에 쌓여 있는 분진도 회수할 수 있다.
본 발명은 자동차 주행 중 바퀴 측에서 분진을 회수하여 대기오염을 방지하고, 주변 환경을 보호한다.
본 발명은 별도의 송풍장치 없이 자동차의 주행 중 발생되는 공기의 흐름을 이용하여 분진을 흡입 제거함으로써 설치에 따른 비용이 적게 소요된다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1 : 차체 2 : 바퀴
2a : 타이어 10 : 집진 관부
11 : 흡입구 12 : 배출구
13 : 분진 저장부 14 : 분진 배출도어부
15 : 배출관부 16 : 분진 가이드부
17 : 배출돌기 18 : 세로벽
18a : 배출로 19 : 커버벽
20 : 집진부 21 : 집진필터
30 : 물차단수단 31 : 감지센서
32 : 관로 개폐밸브 33 : 밸브 제어부
34 : 물배출도어부재 35 : 엑추에이터
36 : 도어 제어부

Claims (19)

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  6. 자동차의 바퀴와 이격되게 자동차의 차체에 구비되며, 상기 바퀴의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 내부에 공기 유로가 형성되며 상기 바퀴의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴에서 발생되는 분진과 공기를 상기 공기 유로 내로 흡입하는 흡입구가 구비되고, 상기 바퀴의 앞측에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 배출하는 공기 배출구가 구비된 집진 관부;
    상기 집진 관부 내에 구비되며 상기 집진 관부 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부; 및
    상기 집진 관부 내에서 물이 상기 집진부로 유입되는 것을 차단하는 물차단수단을 포함하며,
    상기 물차단수단은,
    상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서;
    상기 집진 관부 내의 관로를 개폐하는 관로 개폐밸브; 및
    상기 감지센서에 의해 물이 상기 흡입구를 통해 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 관로 개폐밸브를 작동시켜 상기 집진 관부 내의 관로를 막는 밸브 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
  7. 자동차의 바퀴와 이격되게 자동차의 차체에 구비되며, 상기 바퀴의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 내부에 공기 유로가 형성되며 상기 바퀴의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴에서 발생되는 분진과 공기를 상기 공기 유로 내로 흡입하는 흡입구가 구비되고, 상기 바퀴의 앞측에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 배출하는 공기 배출구가 구비된 집진 관부;
    상기 집진 관부 내에 구비되며 상기 집진 관부 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부; 및
    상기 집진 관부 내에서 물이 상기 집진부로 유입되는 것을 차단하는 물차단수단을 포함하며,
    상기 물차단수단은, 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것을 감지하는 감지센서;
    상기 집진 관부의 외측면 중 일부분으로 형성되고, 회전 가능하여 회전시 상기 집진 관부의 외측면에 물배출구멍을 형성하고 상기 집진 관부 내의 관로를 막는 물배출도어부재;
    상기 물배출도어부재를 회전시키는 엑추에이터; 및
    상기 감지센서에 의해 물이 상기 흡입구를 통해 상기 집진 관부 내로 물이 유입되는 것이 감지되는 경우 상기 엑추에이터를 작동시키는 도어 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
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  16. 자동차의 바퀴와 이격되게 자동차의 차체에 구비되며, 상기 바퀴의 외측 둘레 중 적어도 일부분을 감싸며 내부에 공기 유로가 형성되며 상기 바퀴의 후측에 자동차의 주행 중 바퀴에서 발생되는 분진과 공기를 상기 공기 유로 내로 흡입하는 흡입구가 구비되고, 상기 바퀴의 앞측에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 배출하는 공기 배출구가 구비된 집진 관부;
    상기 집진 관부 내에 구비되며 상기 집진 관부 내로 흡입된 분진을 집진하는 집진부; 및
    상기 집진 관부에 연결되어 상기 바퀴의 브레이크 장치에서 발생되는 브레이크 패드 분진을 흡입하는 브레이크 패드 분진 흡입부를 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 브레이크 패드 분진 흡입부는,
    상기 브레이크 장치의 캘리퍼를 적어도 일부분 감싸는 캘리퍼 커버부재; 및
    상기 캘리퍼 커버부재와 상기 집진 관부를 연결하며 상기 집진 관부의 흡입구 측으로 연결되는 연결관부재를 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 연결관부재는 상기 캘리퍼의 중앙에 형성된 구멍에 연통되는 제1연결관; 및 상기 제1연결관과 자동차가 주행 중 휠커버 내측에서 주행 중 바퀴의 회전 방향으로 이격되게 배치되는 제2연결관을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 캘리퍼 커버부재는 상기 캘리퍼의 양측면을 일부분 커버하며,양단부 측에 상기 캘리퍼의 양 단부 측을 커버하도록 돌출된 받침판부를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차 바퀴용 분진 집진 장치.
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