CN108146157A - 轮胎传感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轮胎传感器及其制造方法，本发明一实施例的轮胎传感器包括：印刷电路板，包括天线匹配电路部和检测部，上述天线匹配电路部用于匹配与天线的频率相对应的频率，上述检测部用于检测轮胎信息；天线，与上述印刷电路板的一侧相结合，用于向外部发送借助检测部检测的信息或从外部接收信号；电池，与上述印刷电路板的另一侧相结合，来向印刷电路板供给电源；以及传感器盖，收容上述印刷电路板、天线及电池，传感器盖的一面粘结固定于轮胎内部。

Description

轮胎传感器及其制造方法
技术领域
本发明涉及测定轮胎的空气压力等的轮胎传感器，更详细地涉及可容易设置于轮胎的轮胎传感器。
背景技术
当前，汽车制造公司正对应作为美国高速公路安全管理局(NHTSA)的“FMVSS138RULE”的轮胎空气压力警报装置设置义务化法规。
将搭载于车辆的轮胎空气压力警报装置另称为轮胎压力监测系统(TirePressure Monitoring System；以下称为TPMS)，是指附着于车辆的4个轮胎的各个轮胎压力传感器(Tire Pressure Sensor：TPS，以下略称为轮胎传感器)具有固有的ID，作为无限设备的一个结构元素的发送装置(Transmitter)向上述固有ID发送电波，来读出各个轮胎传感器的ID，并且针对于其值，驾驶人员通过车辆的电子控制单元(ECU，Electroniccontrol unit)，来得知车辆的哪个轮胎存在问题，并且进行管理的系统。
以2007年9月为基准，针对于新车向美国输出的车辆义务性的在车辆设置TPMS，才能输出，并且在全世界上对TPMS设置进行义务化，预计欧洲2014年11月进行义务化，俄罗斯2016年01月进行义务化，中国2017年进行义务化。并且，在韩国将轿车、车辆总重量为3.5吨以下的面包车及货物汽车且以2013年1月1日新车为对象进行义务化。将上述规定为强制的法规事项的理由在于，在轮胎的空气压力以25％以下的状态高速继续运行的情况下，发生基于轮胎压力不足的事故，即，由基于轮胎的高速的驻波现象，产生轮胎的内部和外部分离的现象，从而产生爆胎现象。
图1示出通常的轮胎空气压力监控系统。
参照图1，轮胎空气压力监控系统包括压力传感器10、电子控制单元20及显示器30。
压力传感器10设置于汽车C的4处车轮W，以压力传感器的空气注入口插入于车轮的空气注入口的方式设置压力传感器10。设置于车轮W的压力传感器10通过检测轮胎内部的压力，来向显示器30传输其值。
在压力传感器可具有用于检测轮胎的压力后向电子控制单元发送数据的天线，显示器30配置于驾驶人员的可视区域内，通常设置于仪表板上的仪表盘。
但是，现有技术的轮胎空气压力监控系统用压力传感器10以压力传感器的空气注入口插入于车轮的空气注入口之后，固定于车轮的方式构成，因此可根据车轮的产品规格限制设置。
即，使用于轿车和商用车的车轮的形状、结构及大小不同。使用于轿车的轮胎阀根据车轮阀孔大小区分为6mm、11.5mm的口径，根据车轮的设计轮胎阀的阀杆(stem)的长度也多样。
根据大小，商用车的车轮区分为17.5英寸、19.5英寸及22.5英寸，根据材料区分为钢车轮和铝车轮，根据制造工序区分为铸造车轮和锻造车轮等，按各个种类其形状和结构多样，且大小不同。
因此，以往为了适用适合于各个车辆的轮胎传感器，需要以适合于各个车辆的方式设计及制造轮胎传感器，因此存在导致工序的增加及制造费用上升的问题。
现有技术文献
专利文献
韩国公开专利10-2010-0109735
发明内容
本发明提供容易设置于轮胎的轮胎传感器。
并且，本发明提供轮胎传感器，可向车辆的显示器或使用人员的便携式终端传输轮胎信息。
本发明的目的并不局限于上述，可通过以下说明理解未涉及的本发明的其他目的及优点。
本发明实施例的轮胎传感器可包括：印刷电路板，包括天线匹配电路部和检测部，上述天线匹配电路部用于匹配与天线的频率相对应的频率，上述检测部用于检测轮胎信息；天线，与上述印刷电路板的一侧相结合，用于向外部发送借助检测部检测的信息或从外部接收信号；电池，与上述印刷电路板的另一侧相结合，来向印刷电路板供给电源；以及传感器盖，收容上述印刷电路板、天线及电池，传感器盖的一面粘结固定于轮胎内部。
在本发明的实施例中，上述轮胎传感器可包括低频(LF)通信方式的射频(RF)模块，用于向车辆的电子控制单元传输轮胎信息。
在本发明的实施例中，上述轮胎传感器可包括蓝牙方式的射频模块，用于向便携式终端传输轮胎信息。
上述天线匹配电路部可包括用于向车辆的电子控制单元传输信号的射频模块和向便携式终端传输信号的蓝牙模块中的至少一种。
在本发明的实施例中，上述印刷电路板还可包括通过向外侧方向突出来固定于传感器盖的固定突起。
在本发明的实施例中，上述天线在与检测部相对应的位置可具有传感孔。
在本发明的实施例中，上述传感器盖可包括：盖本体部，用于收容上述印刷电路板、天线及电池；以及台阶部，在上述盖本体部的一侧以与盖本体部具有高度差的方式突出而成。
在本发明的实施例中，上述台阶部还可包括用于从天线向外部发送信息的天线孔。
在本发明的实施例中，还可包括保持器，上述保持器收容上述盖本体部，保持器的一面粘结固定于轮胎内部。
在本发明的实施例中，上述保持器包括：保持器本体部，用于收容上述盖本体部；以及凸缘部，在上述保持器本体部的一侧以直径大于保持器本体部的直径的方式延伸而成。
并且，本发明实施例的轮胎空气压力传感器的制造方法可包括：准备至少一个固定突起在边缘向外侧突出而成的印刷电路板的步骤；在印刷电路板的一侧组装天线的步骤；在上述印刷电路板的另一侧组装电池的步骤；以及通过向上述天线、印刷电路板及电池的外侧注塑合成树脂，来形成传感器盖的步骤。
在本发明的实施例中，在上述传感器盖的注塑步骤之后，还可包括切割向上述传感器盖的外侧突出的固定突起的步骤。
根据本发明的实施例，通过提供能够以粘结方式固定于轮胎的内侧面的轮胎传感器，来可提高作业人员或使用人员组装的便利性。
本发明的效果并不限定于上述效果，应理解为从本发明的详细说明或记载于发明要求保护范围的发明的构成可推论的全部效果。
附图说明
图1为示出通常的轮胎空气压力监控系统的简图。
图2为示出本发明一实施例的轮胎传感器的结合状态的立体图。
图3为示出在本发明一实施例的轮胎传感器的结构要素中分解一部分的状态的分解立体图。
图4为示出在本发明一实施例的轮胎传感器的结构要素中传感器盖内部的结构要素的立体图。
图5为简要示出在本发明一实施例的轮胎传感器的结构要素中传感器盖内部的结构要素的立体图。
图6为示出在本发明一实施例的轮胎传感器的制造工序的流程图。
图7为示出在本发明一实施例的轮胎传感器的制造工序的立体图。
附图标记的说明：
100：轮胎传感器
110：印刷电路板 111：固定突起
112：天线匹配电路部 113：检测部
114：周边电路部 115：蓝牙射频模块
120：天线 121：天线支架
122：传感孔
130：电池 131、132：终端
140：传感器盖 141：盖本体部
142：台阶部 142a：天线孔
150：保持器 151：保持器本体部
152：凸缘部
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明。但是，本发明能够以多种不同的方式实现，并不局限于在此说明的实施例。并且，在附图中为了明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对于类似的部分，标注了类似的附图标记。
在说明书全文中，当一部分与其他部分“相连接”时，这不仅包括“直接相连接”，而且还包括其中间隔着其他部件“间接相连接”的情况。并且，当一部分与“包括”一结构要素时，这是指在无特别相反的记载的情况下，并不是排除其他结构要素，而是还可具有其他结构要素。
以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图2及图3分别示出本发明一实施例的轮胎传感器的外观。
参照图2及图3，一实施例的轮胎传感器100包括：传感器盖140，用于在传感器盖140的内部收容主要结构要素；保持器150，以能够拆装的方式与传感器盖140的外侧相结合，轮胎传感器100介导粘结部件粘结固定于轮胎的内侧面。
传感器盖140包括：盖本体部141，用于收容印刷电路板110、天线120及电池；以及台阶部142，在盖本体部141的上部面向上侧方向突出。
在盖本体部141的内部收容有印刷电路板110、天线120及电池。在一实施例中盖本体部141呈圆筒状，但并不限定其形态。
台阶部142在盖本体部141的上部面以直径小于盖本体部141的直径的方式突出而成。即，台阶部142对盖本体部141具有高度差，这是通过使保持器150设置于盖本体部141的上部面，来提高传感器盖140和保持器150相互之间的结合力。在台阶部142的上部面可形成有天线孔142a，从而向外部顺畅地发送后述的天线120的信息。
保持器150包括：保持器本体部151，用于收容盖本体部141；以及凸缘部152，形成于保持器本体部151的下侧。
保持器本体部151以收容盖本体部141的方式呈与盖本体部141的外形相对应的形态。保持器本体部151由上侧及下侧开口的圆筒体形成，在上侧开口部以设置于盖本体部141的上部面的方式向内侧方向突出形成有垫环151a。
凸缘部152，以直径大于保持器本体部151的直径的方式在保持器本体部151的下端向外侧方向延伸。凸缘部152的底面介导粘结剂或两面胶等的粘结部件粘结固定于轮胎的内部。
即，介导粘结部件可将传感器盖140的盖本体部141的底面粘结固定于轮胎的内部，在上述情况下，粘结面积较窄，因此担忧基于粘结的固定性。因此，可通过保持器150与传感器盖140的外侧相结合，使粘结部件介于大于盖本体部141的直径的保持器150的凸缘部152后，粘结于轮胎的内部，来提高固定性。
图4及图5是分别示出在本发明一实施例的轮胎传感器的结构要素中传感器盖内部的结构要素的图。
参照图4及图5，在传感器盖的内部收容有印刷电路板110、天线120及电池130。
在印刷电路板110的一面形成有电路，并且至少一个盖固定突起111在边缘向外侧方向突出而成。在一实施例中，在印刷电路板110的边缘以相同的间隔4处形成有固定突起111。
印刷电路板110包括：天线匹配电路部112，用于以适合于频率频带的方式匹配天线；检测部113，用于检测加速度、压力、温度等；周边电路部114；以及蓝牙射频模块115。
在一实施例中，轮胎传感器100可适用433.92MHz的低频通信方式的射频模块和2.4GHz的蓝牙通信方式的射频模块(无需低频通信方式)中的至少一种，来向驾驶人员提供轮胎空气压力信息。例如，在周边电路部可具有低频方式的射频模块，在利用433.92MHz的低频通信方式的射频模块的情况下，向电子控制单元传输通过检测部输入的轮胎信息，电子控制单元将其信息显示于位于驾驶人员的可视距离的显示器。并且，在利用2.4GHz的蓝牙通信方式的射频模块的情况下，直接向使用人员的便携式终端传输在检测部中检测的轮胎信息，因此使用人员可通过便携式终端识别轮胎信息。此时，在利用2.4GHz的蓝牙通信方式的射频模块的情况下，无需额外的TPMS电子控制单元可向手机等的便携式终端传输轮胎空气压力信息，因此与低频方式的射频模块相比可节减费用。
天线120配置于印刷电路板110的上侧，并起到向使用人员发送借助检测部113检测的轮胎的温度或压力信息等或者从电子控制单元或便携式终端接受信息。天线120具有至少一个导电性材质的天线支架121，天线支架121的一端焊接(Soldering)固定于印刷电路板110。当俯视天线120时，可呈圆形，这是用于在受限的面积内具有最大面积，来可实现最大的天线效率。天线可由导电性材质形成，例如铜、不锈钢、铁等。在天线120中，与安装于印刷电路板110的检测部113相对应的位置形成有传感孔122，从而不妨碍基于检测部113的轮胎的信息检测。
电池130配置于印刷电路板110的下侧，正极及负极的两个终端131、132分别焊接(Soldering)固定于印刷电路板110，来起到向各个安装于印刷电路板110的结构要素供给电源的作用。
图6及图7为分别示出本发明一实施例的轮胎传感器的制造工序的图。
参照图6及图7，首先准备印刷电路板110。以在其边缘具有多个固定突起111的方式制造印刷电路板110。在一实施例中，以规定的间隔在4处形成有固定突起111。印刷电路板110具有天线匹配电路部112、检测部113、周边电路部114及蓝牙射频模块。
在印刷电路板110的上侧固定天线120(步骤S1)。在一实施例中天线120具有两个导电性材质的天线支架121，各个天线支架121焊接接合于印刷电路板110的上部面。天线120大致呈圆形，在与检测部113相对应的位置形成有传感孔122。
在印刷电路板110的下侧组装电池130(步骤S2)。电池130具有正极及负极的终端131、132，各个终端焊接接合于印刷电路板110。
之后，利用模具(省略图示)注塑传感器盖140(步骤S4)。即，在印刷电路板110组装有天线120和电池的状态下，在其外侧配置模具，并插入合成树脂，来可形成包括圆筒形的盖本体部141及形成于盖本体部141的上侧的台阶部142的传感器盖140。此时，当进行传感器盖140的注塑成形时，需要设计模具，使得用于检测轮胎空气压力的传感孔122封闭。并且，为了天线的顺畅的通信功能，在传感器盖140的台阶部142的上部面形成有天线孔142a。此时，一实施例还包括切割向传感器盖的外侧突出的印刷电路板的固定突起的步骤(步骤S6)。
另一方面，在印刷电路板组装有天线及电池后，可进行对组装体的第一次性能检查步骤(步骤S3)，并且组装传感器盖后，可进行检查轮胎的信息检测、天线的收发功能等的最终性能检查(步骤S5)。
其次，以与传感器盖140的外形相对应的方式额外形成的保持器150可与传感器盖140的外侧相结合(步骤S7)。保持器150在其下部具有向外侧延伸得宽的凸缘部152，由此，在凸缘部152的底面形成粘结部件的情况下，通过提高与轮胎内侧面的接触面积，来可提高对轮胎的空气压力传感器的固定性。
上述的本发明的说明用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解可以在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，以其他不同的具体形态来实施。
即，需要理解的是，以上所述的实施例在所有方面均为例示，并非限定。例如，以单一型进行说明的各个结构要素能够以分散的方式进行实施，相同地，以分散的方式进行说明的多个结构要素也能够以相结合的形态进行实施。
因此，应解释为本发明的范围由后述的发明要求保护范围而定，发明要求保护范围的意义、范围及其等同概念导出的全部变更或变形的形态包含于本发明的范围。

Claims (11)

1.一种轮胎传感器，其特征在于，包括：
印刷电路板，包括天线匹配电路部和检测部，上述天线匹配电路部用于匹配与天线的频率相对应的频率，上述检测部用于检测轮胎信息；
天线，与上述印刷电路板的一侧相结合，用于向外部发送借助检测部检测的信息或从外部接收信号；
电池，与上述印刷电路板的另一侧相结合，来向印刷电路板供给电源；以及
传感器盖，收容上述印刷电路板、天线及电池，传感器盖的一面粘结固定于轮胎内部。
2.根据权利要求1所述的轮胎传感器，其特征在于，上述轮胎传感器包括低频通信方式的射频模块，用于向车辆的电子控制单元传输轮胎信息。
3.根据权利要求1所述的轮胎传感器，其特征在于，上述轮胎传感器包括蓝牙方式的射频模块，用于向便携式终端传输轮胎信息。
4.根据权利要求1所述的轮胎传感器，其特征在于，上述印刷电路板还包括通过向外侧方向突出来固定于传感器盖的固定突起。
5.根据权利要求1所述的轮胎传感器，其特征在于，上述天线在与检测部相对应的位置具有传感孔。
6.根据权利要求1所述的轮胎传感器，其特征在于，上述传感器盖包括：
盖本体部，用于收容上述印刷电路板、天线及电池；以及
台阶部，在上述盖本体部的一侧以与盖本体部具有高度差的方式突出而成。
7.根据权利要求6所述的轮胎传感器，其特征在于，上述台阶部还包括用于从天线向外部发送信息的天线孔。
8.根据权利要求6所述的轮胎传感器，其特征在于，还包括保持器，上述保持器收容上述盖本体部，保持器的一面粘结固定于轮胎内部。
9.根据权利要求8所述的轮胎传感器，其特征在于，上述保持器包括：
保持器本体部，用于收容上述盖本体部；以及
凸缘部，在上述保持器本体部的一侧以直径大于保持器本体部的直径的方式延伸而成。
10.一种轮胎传感器的制造方法，其特征在于，包括：
准备至少一个固定突起在边缘向外侧突出而成的印刷电路板的步骤；
在印刷电路板的一侧组装天线的步骤；
在上述印刷电路板的另一侧组装电池的步骤；以及
通过向上述天线、印刷电路板及电池的外侧注塑合成树脂，来形成传感器盖的步骤。
11.根据权利要求10所述的轮胎传感器的制造方法，其特征在于，在上述传感器盖的注塑步骤之后，还包括切割向上述传感器盖的外侧突出的固定突起的步骤。
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