KR100519928B1 - 타이어의 공기압 감지장치 - Google Patents

타이어의 공기압 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 공기압 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어에 공기를 주입하는 공기밸브 내부에 타이어의 공기 압력변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 동작에 의해 구동되어 타이어의 펑크 또는 압력저하 신호를 무선으로 송신하는 무선신호발생기를 일체로 내장하여 운전자에게 타이어 공기압이 감소됨을 알림에 따라 갑작스런 타이어의 펑크나 공기압의 저하로 발생될 수 있는 교통사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 타이어의 공기압 감지장치에 관한 것이다.
본 발명은 타이어를 고정하는 림의 일측에 설치되며 중앙부에 형성된 통공을 통해 상기 타이어 내부로 공기를 공급하고, 몸체 상부에 형성된 나사부에 캡이 나사 결합되는 공기밸브가 설치된 것에 있어서, 상기 공기밸브 내부에는 상부 일측에 공기유입구가 형성된 본체와, 상기 본체의 일측면 중앙부에 상기 본체 보다 두께가 얇은 팽창부가 형성된 공기압센서가 설치되고, 상기 통공 및 공기유입구를 관통하는 유동축과, 상기 유동축의 상단부에 설치되어 공기압 및 스프링에 의해 상기 유동축을 하강시키는 압력편과, 상기 유동축의 하단부에 설치되어 상기 공기유입구를 개폐시키는 제 2 밸브와, 상기 유동축의 중간부에 설치되어 상기 통공을 개폐시키는 제 1 밸브가 일체로 형성되어 이루어진 밸브장치가 구비되고, 상기 공기압센서가 위치하는 공기밸브의 내측 벽면에는 안테나를 통해 타이어 압력 저하신호를 무선으로 송출하는 무선신호발생기와, 상기 무선신호발생기에 구동전원을 공급하는 배터리가 각각 고정 설치되고, 상기 무선신호발생기 및 배터리 사이에는 상기 팽창부의 팽창력에 의해 접점이 연결되어 폐회로를 구성하는 제 1, 제 2 접촉편이 설치된 것에 특징이 있다.

Description

타이어의 공기압 감지장치{Apparatus for sensing pressure of a pneumatic tire}
본 발명은 타이어의 공기압 감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어에 공기를 주입하는 공기밸브 내부에 타이어의 공기 압력변화를 감지하는 센서와, 이 센서의 동작에 의해 구동되어 타이어의 펑크 또는 압력저하 신호를 무선으로 송신하는 무선신호발생기를 일체로 내장하여 운전자에게 타이어 공기압이 감소됨을 알려 갑작스런 타이어의 펑크나 공기압의 저하로 발생될 수 있는 교통사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 타이어의 공기압 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에 있어 바퀴를 구성하는 타이어에 일정한 공기압을 유지토록 하는 것은 매우 중요한 부분이며, 타이어압이 규정치 보다 높을 경우 지면과의 접촉면적이 줄어들어 차체의 진동이 발생되어 승차감이 저하되고 제동거리가 길어지는 반면, 타이어압이 규정치 보다 낮을 경우에는 지면과의 접촉면적이 증대되어 제동거리와 승차감은 높아지게 되나 연료의 소비량이 많아 항시 일정한 타이어압을 유지하는 것은 차동차의 운행에 있어 필수적이다.
특히, 펑크 발생시 타이어압은 급격이 감소되며, 이로 인해 조향장치의 조작이 어렵게 되어 교통사고의 원인이 되어 운전자는 운행전에 타이어압을 항시 점검하여야 하며, 최근에 들어 자동차 주행시 타이어압을 자동으로 측정하여 운전자에게 알려줌으로서 펑크로 인한 교통사고를 방지할 수 있는 장치가 제안되고 있다.
이러한 종래 타이어압 감지장치는 공개실용신안공보 제 93-25337호, 공개실용신안공보 제 95-12281호 등 다수 있으나, 타이어압을 산출하는 방법이 어렵고 대부분 구조가 복잡할 뿐만아니라 구체적인 예시없이 추상적인 개념으로 제안되어 있어 사실상 자동차에 적용시키기에 많은 문제점이 있는 것이다.
따라서, 본 출원인은 등록실용신안 제 193394호(등록일자:2000년 06월 10일)에서 타이어압 감지장치를 제안한 바 있으나, 상기의 등록실용신안 제 252914호는 정밀성은 높지만 구조가 다소 복잡하고 부피가 커지는 문제점이 있는 것이다.
또한, 등록실용신안 제 252914호(등록일자:2001년 10월 22일)에서는 타이어 내부 압력을 감지하는 압력센서를 공기밸브 내측면에 설치하고, 상기 공기밸브를 보호하는 캡에 공기압표시기를 설치하되, 상기 압력센서와 공기압표시기를 전선으로 연결하여 공기밸브 내측에 설치된 공기압센서로부터 출력되는 타이어 공기압을 표시기에 나타나도록 한 것으로서, 이와 같은 종래 등록실용신안 제 252914호는 공기압센서 자체가 전자적으로 동작하는 고가의 부품을 사용함에 따라 실용성이 저하되는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 타이어에 공기를 주입하는 공기밸브 내부에 신축성이 있는 고무재질로서 압력변화에 따른 팽창 정도가 다르게 하여 타이어의 공기 압력변화를 감지하는 간단한 구성의 공기압센서를 구성하고, 이 센서의 동작에 의해 구동되어 타이어의 펑크 또는 압력저하 신호를 무선으로 송신하는 무선신호발생기를 일체로 내장하여 운전자에게 타이어압이 감소되었음을 알림에 따라 갑작스런 타이어의 펑크나 공기압의 저하로 발생될 수 있는 교통사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 타이어를 고정하는 림의 일측에 설치되며 중앙부에 형성된 통공을 통해 상기 타이어 내부로 공기를 공급하고, 몸체 상부에 형성된 나사부에 캡이 나사 결합되는 공기밸브가 설치된 것에 있어서, 상기 공기밸브 내부에는 상부 일측에 공기유입구가 형성된 본체와, 상기 본체의 일측면 중앙부에 상기 본체 보다 두께가 얇은 팽창부가 형성된 공기압센서가 설치되고, 상기 통공 및 공기유입구를 관통하는 유동축과, 상기 유동축의 상단부에 설치되어 공기압 및 스프링에 의해 상기 유동축을 하강시키는 압력편과, 상기 유동축의 하단부에 설치되어 상기 공기유입구를 개폐시키는 제 2 밸브와, 상기 유동축의 중간부에 설치되어 상기 통공을 개폐시키는 제 1 밸브가 일체로 형성되어 이루어진 밸브장치가 구비되고, 상기 공기압센서가 위치하는 공기밸브의 내측 벽면에는 안테나를 통해 타이어 압력 저하신호를 무선으로 송출하는 무선신호발생기와, 상기 무선신호발생기에 구동전원을 공급하는 배터리가 각각 고정 설치되고, 상기 무선신호발생기 및 배터리 사이에는 상기 팽창부의 팽창력에 의해 접점이 연결되어 폐회로를 구성하는 제 1, 제 2 접촉편이 설치된 것에 특징이 있다.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어압 감지센서의 설치상태이며, 도 2는 본 발명에 따른 타이어압 감지센서의 확대단면도로서, 타이어(1)를 고정하는 림(2)의 일측에는 상기 타이어(1)에 공기를 공급하는 공기밸브(30)가 설치되며, 이 공기밸브(30)의 내부에는 공기압력 차이에 의한 타이어의 공기압을 감지하고, 타이어압이 일정치 이하로 감소될 때 무선신호를 외부로 송신하는 공기압센서(40)가 설치되어 있다.
상기 공기압센서(40)는 합성수지, 금속재 중에서 어느 하나가 선택되며 사각 또는 원통형상을 갖는 본체(41)가 구비되고, 상기 본체(41)의 상부에는 공기밸브 (30)를 통해 타이어(1)에 공기가 유입될 경우 본체(41) 내부로 공기가 유입되기 위한 공기유입구(47)가 형성되며, 상기 본체(41) 측면 중앙부에는 상기 본체(41)의 두께 보다 얇은 팽창부(53)가 형성된다.
상기 공기밸브(30)의 통공(33)과 공기압센서(40)의 공기유입구(47)에는 상기 통공(33) 및 공기유입구(47)를 개폐시키는 밸브장치(40a)가 설치된다.
즉, 상기 밸브장치(40a)는 통공(33) 및 공기유입구(47)를 관통하는 유동축 (44)이 설치되며, 이 유동축(44)의 상단부에는 미도시된 공기주입장치로부터 공기압력을 받을 경우 유동축(44)을 하강시키고 스프링(46)의 복원력에 의해 상승되는 압력편(45)이 형성되고, 상기 유동축(44)의 하단부에는 공기압센서(40)에 형성된 공기유입구(47)를 개폐시키는 제 2 밸브(42)가 형성되며, 상기 유동축(44)의 중간부분에는 공기밸브(30)의 통공(33)을 개폐시키는 제 1 밸브(43)가 일체로 형성된다.
상기 공기압센서(40)가 위치하는 공기밸브(30)의 내측 벽면에는 안테나(49)를 통해 타이어 압력 저하신호를 무선으로 송출하는 무선신호발생기(48)와, 이 무선신호발생기(48)에 구동전원을 공급하는 배터리(52)가 고정 설치되며, 상기 무선신호발생기(48)와 배터리(52) 사이에는 제 1, 제 2 접촉편(50)(51)에 의해 서로 접점이 연결되도록 구성하되, 상기 제 1, 제 2 접촉편(50)(51)은 공기압센서(40)에 설치된 팽창부(53)와 대응되는 위치에 소정 간격을 두고 설치되어 있으며, 상기 무선신호발생기(48)와 배터리(52)는 림(2)에 설치도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치의 다른 실시예를 나타낸 확대단면도로서 상기 무선신호발생기(48)의 양단에는 전선(55a)(55b)을 통해 공기밸브 (30)의 몸체(31) 상면에 형성된 제 1 접점(55a)(55b)과 병렬 접속되며, 상기 공기밸브(30)의 몸체(31)에 형성된 나사부(34)와 결합되는 캡(35) 내부에는 램프(58)가 내장되고, 상기 램프(58)의 양단자는 전선(57a)(57b)을 통해 캡(35)의 저면에 돌출 형성된 제 2 접점(56a)(56b)과 연결하도록 하여 타이어 공기압이 저하될 때 램프(58)에 의해 시각적으로 인지할 수 있도록 한 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치의 작용관계를 도 2 내지 도 8에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4의 (가), (나)는 도 3의 "A"부 동작과정을 나타낸 확대도이며, 도 5의 (가), (나)는 도 3의 "B"부 동작과정을 나타낸 확대도이다.
또한, 도 6은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지센서의 회로도이며, 도 7은 본 발명에 따른 타이어압 감지장치의 수신부 블록도이고, 도 8은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치에 있어 전자제어유니트의 동작흐름도이다.
먼저, 타이어에 공기를 주입하기 위해 공기밸브(30)의 나사부(34)에 결합된 캡(35)을 제거한 상태에서 미도시된 공기주입기를 나사부(34)에 유입시켜 공기를 공급하게 되면 도 3의 (가)에서와 같이 상기 미도시된 공기주입기로부터 공급되는 압력이 밸브장치(40a)의 압력편(45)에 전달됨에 따라 유동축(44)은 일정 변위 만큼 하강하게 되며, 이때 상기 유동축(44)이 하강하게 되면 이와 일체로 고정 형성된 제 1 밸브(43) 및 제 2 밸브(42) 역시 일정 변위 만큼 하강되어 공기밸브(30)에 형성된 통공(33)과 공기압센서(40)의 본체(41)에 형성된 공기유입구(47)를 개방시키게 된다.
따라서, 상기 밸브장치(40a)의 하강에 의해 통공(33)과 공기유입구(47)가 모두 개방상태가 되면 미도시된 주입기로부터 공급되는 공기가 통공(33)을 통하여 타이어 내부로 유입됨과 동시에 공기유입구(47)을 통해 공기압센서(40) 내부로 유입된다.
상기 과정을 통해 타이어 내부에 공기의 주입이 완료되면 공기밸브(30)의 나사부(34)로부터 미도시된 공기주입기를 분리하게 되면 스프링(46)의 복원력과 타이어 내부 공기압에 의해 밸브장치(40a)의 유동축(44)을 상승시켜 제 1 밸브(43) 및 제 2 밸브(42)를 폐쇄시키게 되며, 이때 타이어 내부 압력과 공기압센서(40) 내부의 압력은 동일하게 유지됨으로써 도 4의 (가)에 도시된 확대도에서와 같이 본체(41)와 팽창부(53)는 평면상태를 유지하게 된다.
이와 같이 타이어 내부에 공기 주입을 완료 후, 캡(35)을 나사부(34)에 유입시켜 나사 결합하게 되면 상기 나사부(34)의 저면에 돌출 형성된 제 2 접점(56a) (56b)과 공기밸브(30)의 몸체(31) 상면에 형성된 제 1 접점(55a)(55b)과 서로 접촉되어 캡(35) 내부에 설치된 램프(58)와 공기밸브(30) 내부에 설치된 무선신호발생기 (48) 간에 전기적으로 서로 연결 상태된다.
이러한 상태에서 타이어가 펑크 또는 다른 이유로 인하여 타이어(1) 내부 공기가 외부로 유출되어 타이어 내부 압력이 감소될 경우에도 공기압센서(40)의 본체 (41) 내부는 밀폐된 상태이므로 상기 본체(41) 내부의 공기압은 그대로 유지된다.
이때, 펑크로 인해 타이어 내부 공기압이 일정치 이하로 감소되면 보일의 법칙에 의해 공기압이 상대적으로 높은 공기압센서(40)의 본체(41) 내부 공기가 공기압이 상대적으로 낮은 타이어 내부로 이동하려는 현상이 발생하게 되며, 이로 인해 본체(41) 보다 두께가 얇은 팽창부(53)를 통해 공기압이 이동하려는 압력이 작용함으로써 도 4의 (나) 및 도 5의 (나)에 도시된 확대도에서와 같이 팽창부(53)가 부풀어 오르게된다.
따라서, 상기 타이어 내부 공기압과 공기압센서(40)의 본체(41) 내부 압력차로 인해 도 4의 (나) 및 도 5의 (나)에 도시된 확대도에서와 팽창부(53)가 부풀어 오르게되면 배터리(52)와 연결된 제 1 접촉편(51)을 가압시키게 되어 무선신호발생기(48)와 연결된 제 2 접촉편(50)과의 접점을 이루게 됨으로써 배터리(52)와 무선신호발생기(48) 간에 폐회로를 형성시키게 된다.
즉, 도 6에서와 같이 제 1, 제 2 접촉편(50)(51)이 서로 연결되면 배터리 (52)의 전원이 무선신호발생기(48)의 구동전원으로 공급되어 동작됨으로써 타이어 공기압이 저하되었음 알리는 무선신호를 안테나(49)를 통해 송출함과 동시에 상기 배터리(52)의 전원이 전선(54a)(54b)(57a)(57b)과 접점(55a)(55b)(56a)(56b)을 통해 캡(35)에 설치된 램프(58)로 인가되어 타이어의 공기압이 저하됨을 시각적으로 알리게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치에 있어 전자제어유니트의동작흐름도로서 안테나(49)를 통해 외부로 송출되는 타이어 압력 저하신호는 자동차의 저면 소정위치에 부착된 무선수신부(61)에 수신되며, 이 신호는 신호처리부(67)인 증폭회로(62)를 통해 일정레벨로 증폭된 후 전자제어장치(63)에 인가된다.
따라서, 상기 전자제어장치(63)는 도 8에서와 같이 대기상태에 있다가(단계 101) 타이어 압력 저하신호가 입력되는지의 여부를 판단(단계 102)하여 증폭회로 (62)를 통해 무선신호가 수신됨이 판단되면 드라이브(64)를 제어하여 경보램프(65)의 점멸과 부저(66)를 동작시켜 경보음을 발생(단계 103)함으로서 운전자에게 타이어압이 주행에 불가능한 정도로 감소되었음을 알리게 되어 펑크 또는 타이어압이 감소됨으로 인해 발생되는 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 한편, 상기 전자제어장치(63)에서는 증폭회로(62)를 통해 무선신호가 수신되지 않을 경우에는 일반적인 전자제어를 수행(단계 104)하게 되는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 타이어에 공기를 주입하는 공기밸브 내부에 신축성이 있는 고무재질로서 압력변화에 따른 팽창 정도가 다르게 하여 타이어의 공기 압력변화를 감지하는 간단한 구성의 공기압센서를 구성하고, 이 센서의 동작에 의해 구동되어 타이어의 펑크 또는 압력저하 신호를 무선으로 송신하는 무선신호발생기를 일체로 내장하여 운전자에게 타이어 공기압이 감소되었음을 알림에 따라 갑작스런 타이어의 펑크나 공기압의 저하로 발생될 수 있는 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지센서의 설치상태도.
도 2는 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지센서의 확대단면도.
도 3은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치의 다른 실시예를 나타낸
확대단면도.
도 4는 도 3의 "A"부 확대도.
도 5는 도 3의 "B"부 확대도.
도 6은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지센서의 회로도로서.
도 7은 본 고안에 따른 타이어압 감지장치의 수신부 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 타이어의 공기압 감지장치에 있어 전자제어유니트의
동작흐름도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 타이어 2 : 림(Rim) 30 : 공기밸브
31 : 몸체 32 : 공기주입구 33 : 통공
34 : 나사부 35 : 캡 40 : 공기압센서
40a : 밸브장치 41 : 본체 42 : 제 2 밸브
43 : 제 1 밸브 44 : 유동축 45 : 압력편
46 : 스프링 47 : 공기유입구 48 : 무선신호발생기
49 : 안테나 50 : 제 2 접촉편 51 : 제 1 접촉편
52 : 배터리 53 : 팽창부 55a, 55b : 제 1 접점
54a, 54b, 57a, 57b : 전선 56a, 56b : 제 2 접점
58 : 램프

Claims (2)

  1. 타이어(1)를 고정하는 림(2)의 일측에 설치되며 중앙부에 형성된 통공(33)을 통해 상기 타이어(1) 내부로 공기를 공급하고, 몸체(31) 상부에 형성된 나사부(34)에 캡(35)이 나사 결합되는 공기밸브(30)가 설치된 것에 있어서,
    상기 공기밸브(30) 내부에는 상부 일측에 공기유입구(47)가 형성된 본체(41)와, 상기 본체(41)의 일측면 중앙부에 상기 본체(41) 보다 두께가 얇은 팽창부(53)가 형성된 공기압센서(40)가 설치되고,
    상기 통공(33) 및 공기유입구(47)를 관통하는 유동축(44)과, 상기 유동축 (44)의 상단부에 설치되어 공기압 및 스프링(46)에 의해 상기 유동축(44)을 하강시키는 압력편(45)과, 상기 유동축(44)의 하단부에 설치되어 상기 공기유입구(47)를 개폐시키는 제 2 밸브(42)와, 상기 유동축(44)의 중간부에 설치되어 상기 통공(33)을 개폐시키는 제 1 밸브(43)가 일체로 형성되어 이루어진 밸브장치(40a)가 구비되고,
    상기 공기압센서(40)가 위치하는 공기밸브(30)의 내측 벽면에는 안테나(49)를 통해 타이어 압력 저하신호를 무선으로 송출하는 무선신호발생기(48)와, 상기 무선신호발생기(48)에 구동전원을 공급하는 배터리(52)가 각각 고정 설치되고,
    상기 무선신호발생기(48) 및 배터리(52) 사이에는 상기 팽창부(53)의 팽창력에 의해 접점이 연결되어 폐회로를 구성하는 제 1, 제 2 접촉편(50)(51)이 설치된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 감지장치.
  2. 제 1항에 있어서 상기 공기밸브(30)의 몸체(31) 상면에 제 1 접점(55a)(55b)을 형성하고,
    상기 무선신호발생기(48)의 양단에는 전선(55a)(55b)을 통해 상기 제 1 접점 (55a)(55b)과 병렬 접속되고,
    상기 캡(35) 내부에는 타이어의 공기압이 저하될 때 점등되는 램프(58)가 내장 설치되고,
    상기 램프(58)의 양단자는 전선(57a)(57b)을 통해 상기 캡(35)의 저면에 돌출 형성된 제 2 접점(56a)(56b)과 연결된 것을 특징으로 하는 타이어의 공기압 감지장치.
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