KR101261977B1 - 타이어 정보를 송신하는 송신 장치 및 타이어 정보 감시 시스템 - Google Patents

타이어 정보를 송신하는 송신 장치 및 타이어 정보 감시 시스템 Download PDF

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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

타이어 정보 감시 시스템은 송신 장치, 수신 장치 및 감시부를 포함한다. 송신 장치는, 타이어 정보를 검출하는 센서, 검출된 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기, 및 하우징을 포함한다. 하우징은 센서와 송신기를 둘러싸는 벽, 벽에 의하여 타이어 공동(空洞) 영역으로부터 분리된 내부 공간, 및 하우징을 관통하고 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(air vent)를 포함한다. 타이어 공동 영역을 마주하는 하우징의 표면 상에 형성된 공기 통로의 외부 개구(開口)부는 0.4mm2이거나 더 작은 개구 면적을 가지고 있다. 내부 공간을 마주하는 하우징의 표면 상에 형성된 공기 통로의 내부 개구부는 외부 개구부의 개구 면적보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있다.

Description

타이어 정보를 송신하는 송신 장치 및 타이어 정보 감시 시스템{TRANSMISSION DEVICE FOR TRANSMITTING TIRE INFORMATION AND TIRE INFORMATION MONITORING SYSTEM}
본 발명은 타이어 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고, 타이어 공동(空洞) 영역에 제공된 송신 장치 및 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 정보 감시 시스템에 관련된다.
종래로부터, 차량에 장착된 타이어의 공기압의 점검과 관리는 타이어 내구성의 향상, 내마모성의 향상, 연료 절약의 향상 또는 승차감의 향상 그리고 조종 성능의 향상을 위하여 요망된다. 그러한 목적을 위하여, 타이어 공기압 감시를 위한 다양한 시스템이 제안되어 있다. 이러한 시스템에 있어서, 일반적으로, 휠(wheel)에 장착된 타이어의 공기압에 관한 정보가 검출되고, 그 정보를 송신하기 위한 송신 장치가 각 휠의 타이어 공동 영역 내에 제공되고, 그리고 각 타이어의 공기압의 정보가 타이어의 공기압을 감시하도록 송신 장치로부터 얻어진다.
반면에, 타이어가 바람이 빠졌을 때, 타이어와 림 사이에 위치하는 타이어 공동 영역 내에 주입되는 펑크 수리제가 자주 사용되고 있다. 펑크 수리제는 액체이기 때문에, 수리제가 타이어 공동 영역 내로 주입될 때, 수리제는 타이어 공동 영역을 마주하는 타이어 내부 표면뿐만 아니라 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치에도 들러붙는다. 경우에 따라서는, 수리제가 공기압의 측정에 영향을 미치도록, 송신 장치에 형성된 개구(開口)부를 막도록 고화(固化)한다.
이 문제를 처리하기 위하여, 검출용 연통부(連通部)를 통한 이물질의 진입을 방지하는 것에 의하여 정상 검출 상태를 유지할 수 있는 휠 상태 검출 장치가 제안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개2008-62730).
구체적으로 말하면, 휠 상태 검출 장치의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 밸브에는 하우징에 형성된 연통 구멍의 개폐를 위한 연통부 개폐 기구가 구비되어 있다. 펑크 수리 시에, 연통 구멍을 통한 검출 공간 내에 펑크 수리제의 진입은 방지되어 있다. 이 연통부 개폐 기구는 뚜껑체와 비틀림 코일 스프링을 포함하는 기계적인 몸체들로 구성되어 있고, 휠에 작용하는 원심력에 의하여 연통 구멍을 자동적으로 개폐한다.
나아가, 타이어 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 펑크난 타이어가 고쳐진 후에, 타이어 압력이 떨어지는 것을 사용자에게 알리기 위한 타이어 압력 감시 시스템과 타이어 압력 센서 유닛이 제안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개2007-196834).
구체적으로 말하면, 타이어 압력 감시 시스템은 차량의 각 타이어에 제공되어 있다. 그리고 타이어 압력 감시 시스템에는 타이어 압력 센서와 송신기를 가지는 센서 유닛, 센서 유닛으로부터 전파를 수신하기 위한 수신 장치, 및 각 타이어의 공기압이 역치(
Figure 112012029790251-pct00001
)와 같거나 더 낮아질 때, 알람을 주기 위한 제어 ECU가 구비되어 있다. 시스템에는 각 타이어의 펑크를 판정하기 위한 펑크 판정 수단과, 타이어가 펑크 난 것이 판정된 후에 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 펑크 난 타이어가 수리되었는지 여부를 판정하기 위한 펑크 수리제 사용 판정 수단이 구비되어 있다. 펑크 난 타이어가 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 수리된 것이 판정되었을 때, 설령 공기압 센서로부터의 타이어 압력값이 정상값일지라도 제어 ECU는 알람을 계속한다.
일본국 공개특허공보 특개2008-62730에 기술된 장치의 연통부 개폐 기구는 뚜껑체와 비틀림 코일 스프링을 포함하는 기계적인 몸체로 구성되어 있기 때문에, 장치 자체가 복잡하고 비싸다.
일본국 공개특허공보 특개2007-196834에 기술된 시스템과 유닛에 있어서, 펑크 수리제를 사용하는 것에 의한 타이어의 수리 후에 측정된 타이어 압력에 관한 정보가 옳은지 여부가 확실하지 않다. 그러므로, 펑크 수리 후에 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하는 것은 불가능하다.
특허문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개2008-62730 특허문헌 2 : 일본국 공개특허공보 특개2007-196834
그러므로, 본 발명의 목적은 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 타이어 펑크를 수리한 후에도, 타이어 압력 정보와 같은 타이어 정보를 적절하게 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치와, 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 정보 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고, 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치가 제공되어 있다.
장치는,
타이어와 타이어가 장착되는 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
센서와 송신기를 둘러싸는 벽, 벽에 의하여 타이어 공동 영역으로부터 분리된 내부 공간, 및 벽을 관통하고 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(air vent)를 포함하는 하우징
을 포함한다.
하우징은, 타이어 공동 영역을 마주하는 외부 벽면 상에 공기 통로의 외부 개구부를 구비하고, 내부 공간을 마주하는 내부 벽면 상에 공기 통로의 내부 개구부를 구비한다.
외부 개구부는 0.4mm2이거나 더 작은 개구 면적을 가지고 있다.
내부 개구부는 외부 개구부의 개구 면적보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있다.
공기 통로의 홀 단면적이 외부 개구부로부터 내부 개구부를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 또는 연속적으로 증가한다.
내부 개구부의 개구 면적은 외부 개구부의 개구 면적의 네 배이거나 더 크다.
삭제
하우징의 표면으로부터 타이어 공동 영역을 향하여 1mm 또는 더 길게 돌출하는 돌출부가 하우징의 표면에 제공되어 있고,
외부 개구부는 돌출부의 상부 상에 형성되어 있다.
돌출부가 공기 통로의 중심축을 포함하는 평면을 따라 잘렸을 때, 타이어 공동 영역을 마주하는, 돌출부의 경사면은 예를 들어, 불룩한 형상(bulge shape)으로 타이어 공동 영역을 향하여 돌출한다.
공기 통로의 내부 개구부의 모서리는 챔퍼(chamfer)되어 있거나 둥글게 되어 있다.
내부 공간은 공기 통로와 센서 사이에 적어도 제공되어 있고 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함하고,
센서 공간은, 하우징에 제공된 내부 부재의 내부 벽 및 하우징의 벽에 의하여 형성되고, 하우징의 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 좁고, 공기 통로의 내부 개구부로부터 넓어지는 단면을 가지고 있다.
공기 통로의 내부 개구부로부터 연장하고, 공기 통로를 통하여 내부 공간에 들어간 액체의 유로(flow path)를 형성하는 가이드 홈이 내부 공간을 마주하는 하우징의 벽 및 내부 부재의 내부 벽에 제공되어 있다.
내부 개구부로부터 다른 방향으로 연장하는 홈의 각각은 내부 공간을 마주하는 하우징의 벽의 면에 가이드 홈으로서 제공된다.
내부 공간은 예를 들어, 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하는 저장 공간을 포함하고, 가이드 홈은 저장 공간을 향하여 연장하도록 제공된다.
또는, 내부 공간은 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하는 저장 공간을 포함하고, 공기 통로의 내부 개구부는 저장 공간의 벽면에 제공되고, 내부 공간은, 저장 공간 외에, 저장 공간의 벽면으로부터 분기(分岐)하고 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함한다.
삭제
본 발명의 다른 관점에 의하면, 송신 장치, 수신 장치 및 감시부를 포함하는 타이어 정보 감시 시스템이 제공되어 있다.
송신 장치는,
타이어와 타이어가 장착되는 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
센서와 송신기를 둘러싸는 벽, 벽에 의하여 타이어 공동 영역으로부터 분리된 내부 공간, 및 벽을 관통하고 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로를 포함하는 하우징
을 포함한다.
하우징은, 타이어 공동 영역을 마주하는 외부 벽면 상에 공기 통로의 외부 개구부를 구비하고, 내부 공간을 마주하는 내부 벽면 상에 공기 통로의 내부 개구부를 구비한다.
외부 개구부는 0.4mm2이거나 더 작은 개구 면적을 가지고 있다.
내부 개구부는 외부 개구부의 개구 면적보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있다.
공기 통로의 홀 단면적이 외부 개구부로부터 내부 개구부를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 또는 연속적으로 증가한다.
한편으로는, 수신 장치는 송신기로부터 송신된 타이어 정보를 수신한다.
감시부는 타이어 정보에 기초하여 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하고, 판정 결과를 알린다.
본 발명에 따르면 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 타이어 펑크를 수리한 후에도, 타이어 압력 정보와 같은 타이어 정보를 적절하게 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치와, 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 정보 감시 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 타이어 정보 감시 시스템의 실시예인 타이어 압력 감시 시스템의 전체 개요도이다.
도 2는 도 1에 도시된 송신 장치를 타이어 공동 영역 내에 고정시키는 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 송신 장치가 타이어 밸브와 통합된 전체 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A 라인을 따라 취해진 송신 장치의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 송신 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 6은 도 1에 도시된 감시 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 7은 도 4에 도시된 송신 장치에서의 내부 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 도 7에 도시된 내부 공간과 다른 내부 공간의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 도 4에 도시된 송신 장치의 공기 통로의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 송신 장치의 공기 통로와 개구부의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a와 도 11b는 도 7에 도시된 내부 공간과 다른 내부 공간의 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 송신 장치와 타이어 정보 감시 시스템은 아래에서 상세하게 기술될 것이다.
(타이어 압력 감시 시스템의 개요)
도 1은 타이어 정보 감시 시스템의 실시예인 타이어 압력 감시 시스템(10)의 전체 개요도이다.
타이어 압력 감시 시스템(이하 '시스템'이라고 한다)(10)은 차량(12) 상에 장착된다. 시스템(10)은 차량(12)의 각각의 휠의 타이어(14a, 14b, 14c, 14d) 내의 각각의 타이어 공동 영역 내에 제공되어 있는 공기압 정보 송신 장치(이하 '송신 장치'라고 한다)(16a, 16b, 16c, 16d)와 감시 장치(18)를 포함한다.
모든 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)는 타이어 정보로서 타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 공기의 압력에 관한 정보를 검출하고, 타이어 정보를 감시 장치(18)로 무선으로 송신한다. 이하, 모든 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)를 한번에 설명하기 위하여, 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)를 총괄하여 송신 장치(16)라고 한다.
(송신 장치의 구성)
도 2는 타이어 공동 영역 내에 송신 장치(16)를 고정시키는 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 송신 장치(16)가 타이어 밸브(20)와 통합된 전체 장치의 사시도이다.
송신 장치(16)는 타이어 공동 영역의 일측 상에서 연장되는 타이어 밸브(20)의 단부(端部)에 제공되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 송신 장치(16)는 타이어 밸브(20)를 림(19)에 기계적으로 고정시키는 것에 의하여 타이어 공동 영역 내에 고정 배치되어 있다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A 라인을 따라 취해진 송신 장치(16)의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 송신 장치(16)는 하우징(22)과, 하우징(22)에 제공된 회로(24)를 포함한다. 회로(24)는 기판(26)과, 기판(26)에 제공된 센서 유닛(28), 송신기(30), 처리 유닛(32), 전원 공급부(34), 및 안테나(40)(도 5 참조)를 포함한다. 하우징(22)에 있어서, 내부 공간(38)이 형성되어 있고, 내부 공간(38)은 센서 공간(38a)과, 내부 공간(38)에 들어온 펑크 수리제와 같은 액체를 모으고 저장하기 위한 저장 공간(38b)을 가진다.
하우징(22)에는 하우징(22) 내의 내부 공간(38)과 타이어 공동 영역을 연결하고, 하우징(22)의 벽을 관통하는 공기 통로(36)가 구비되어 있다. 타이어 공동 영역을 향하여 돌출한 돌출부(37)는 하우징(22)의 표면에 제공되어 있다. 공기 통로(36)의 외부 개구부(37a)는 돌출부(37)의 상부 상에 형성되어 있다. 반면에, 공기 통로(36)가 내부 공간(38)(센서 공간(38a))을 마주하는 하우징(22)의 내부 표면에 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)가 형성되어 있다.
센서 공간(38a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28)의 사이에 형성되어 있고, 센서 유닛(28)의 센서면은 센서 공간(38a)을 마주한다.
공기 통로(36)의 외부 개구부(37a)의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 외부 개구부(37a)의 개구 면적이 0.4mm2이거나 더 작기 때문에, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)에 들어가기 어려워진다. 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)는 외부 개구부(37a)보다 더 큰 개구 면적을 가진다. 공기 통로(36), 외부 개구부(37a), 및 내부 개구부(37b)는 아래에서 기술되어 있다.
하우징(22)의 벽으로 둘러싸인 내부 영역에 있어서, 실링 레진(sealing resin, 39)이 내부 공간(38)을 유지하면서 내부 부재로서 채워져 있다. 다시 말하면, 내부 공간(38)은 하우징(22)의 내부 벽면과 하우징(22)에 제공된 내부 부재의 내부 벽에 의하여 형성되어 있다. 그러므로, 내부 공간(38)은 하우징(22)의 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 작다. 나아가, 도 4에 도시된 바와 같이, 센서 공간(38a)의 단면은 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)의 단면으로부터 증가한다.
하우징(22)에 있어서, 공기 통로(36)는 타이어 공동 영역과 내부 공간(38)을 연결하는 유일한 통로로서 제공되어 있다. 이것은 만일 복수의 공기 통로(36)가 있다면, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)에 들어가는 것이 극히 쉽기 때문이다. 타이어 공동 영역과 내부 공간(38)을 연결하는 유일한 통로로서의 공기 통로(36)를 제공하는 것에 의하여, 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(37a)를 막았을 때, 막힌 내부 공간(38) 내의 압력에 반하여 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(38)에 들어가기 어려워진다.
비록 내부 공간(38)의 적어도 한 벽면이 실링 레진(39)에 의하여 형성되지만, 내부 부재는 실링 레진(39)에 한정되지 않는다. 내부 부재로서, 미리 정하여진 형상으로 형성된 수지 재료가 배치될 수 있다.
도 5는 송신 장치(16)의 회로 블록 다이어그램이다.
센서 유닛(28)은 공기압 센서(28a)와 A/D 변환기(28b)를 포함한다. 공기압 센서(28a)는 하우징(22) 내의 내부 공간(38) 내 공기압을 감지하고, 압력 신호를 출력한다. 하우징(22) 내의 내부 공간(38)은 하우징(22)에 제공된 공기 통로(36)(도 4 참조)를 통하여 타이어 공동 영역 내의 공간과 연통한다.
A/D 변환기(28b)는 공기압 센서(28a)로부터 출력한 압력 신호의 디지털 변환을 수행하고, 압력 데이터를 출력한다.
처리 유닛(32)은 중앙 처리부(32a)와 기억부(32b)를 포함한다. 중앙 처리부(32a)는 기억부(32b)의 반도체 메모리에 저장된 프로그램에 기초하여 작동한다. 중앙 처리부(32a)가 전원이 넣어지고 구동될 때, 센서 유닛(28)으로부터 보내지고 공기압에 관한 정보인 압력 데이터가 송신기(30)를 통하여 미리 정하여진 시간 간격으로, 예를 들어 5분마다, 감시 장치(18)로 송신되도록 제어를 수행한다. 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보는 기억부(32b)에 사전에 저장되어 있고, 중앙 처리부(32a)는 압력 데이터와 함께 식별 정보가 감시 장치(18)로 송신되도록 제어를 수행한다.
기억부(32b)는 중앙 처리부(32a)의 작동을 위한 프로그램을 저장하기 위한 ROM과, EEPROM과 같은 재기록할 수 있는 비휘발성 메모리를 포함한다. 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보는 기억부(32b) 내의 기록할 수 없는 영역에 저장되어 있다.
송신기(30)는 발진 회로(oscillation circuit, 30a), 변조 회로(modulation circuit, 30b) 및 증폭 회로(amplifier circuit, 30c)를 포함한다.
발진 회로(30a)는 반송파 신호, 예를 들어, 315MHz 주파수대에 속해 있는 RF 신호를 발생시킨다.
변조 신호(30b)는 반송파 신호를 중앙 처리부(32a)로부터 보내진 압력 테이터와 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보를 사용하는 것에 의하여, 송신 신호를 발생시키도록 변조한다. 변조 방법으로서는, 진폭 편이 변조(ASK), 주파수 변조(FM), 주파수 편이 변조(FSK), 위상 변조(PM), 및 위상 편이 변조(PSK)가 사용될 수 있다.
증폭 회로(30c)는 변조 회로(30b)에 의하여 발생한 송신 신호를 증폭한다. 증폭된 송신 신호는 안테나(40)를 통하여 감시 장치(18)로 무선으로 송신된다.
2차 배터리는, 예를 들어, 센서 유닛(28), 송신기(30) 및 처리 유닛(32)에 전력을 공급하는 전원 공급부(34)로서 사용된다.
(감시 장치의 구성)
도 6은 감시 장치(18)의 회로 블록 다이어그램이다.
감시 장치(18)는 예를 들어, 차량(12)의 운전석의 위치의 앞에 설치되고, 운전자에게 공기압에 관한 정보를 알린다. 감시 장치(18)는 안테나(52), 수신부(54), 수신 버퍼(56), 중앙 처리부(58), 기억부(60), 조작부(62), 스위치(64), 표시 제어부(66), 표시부(68), 및 전원 공급부(70)를 포함한다.
안테나(52)의 주파수는 송신 장치(16)의 송신 주파수와 맞추어지고, 안테나(52)는 수신부(54)에 연결되어 있다.
수신부(54)는 송신 장치(16)로부터 보내지고 미리 정하여진 주파수의 송신 신호를 수신하고, 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 꺼내기 위하여 신호를 복조한다. 데이터의 이 조각들은 수신 버퍼(56)에 출력된다.
수신 버퍼(56)는 수신부(54)로부터 출력한 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 일시적으로 저장한다. 저장된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터는 중앙 처리부(58)의 지시에 따라, 중앙 처리부(58)에 출력된다.
중앙 처리부(58)는 주로 CPU로 구성되어 있고, 기억부(60)에 저장된 프로그램에 기초하여 작동한다. 중앙 처리부(58)는 수신된 압력 데이터와 식별 정보 데이터에 기초하여, 식별 정보의 각 조각에 대한 타이어(14a ~ 14d)의 각각의 공기압을 감시한다. 구체적으로 말하면, 중앙 처리부(58)는 압력 데이터에 기초하여 타이어 이상이 발생하였는지 여부를 판정하고, 운전자에게 판정 결과를 알린다. 타이어 이상이 발생하였는지 여부의 판정은, 예를 들어 타이어 펑크 난 것을 보여주도록 공기압이 이상하게 낮은 레벨로 떨어지거나, 또는 단기간에 급격하게 떨어졌는지의 여부를 판정하는 것이다.
중앙 처리부(58)는 판정 결과를 표시 제어부(66)에 출력하고, 표시 제어부(66)를 통하여 판정 결과를 표시부(68)가 출력하게 한다.
게다가, 중앙 처리부(58)는 조작부(62)로부터의 정보와 스위치(64)로부터의 정보에 따라 송신 장치(16)와의 통신 방법과 같은 것을 초기화한다. 나아가, 중앙 처리부(58)는 조작부(62)로부터의 정보에 따라, 타이어 이상이 발생하였는지 여부를 판정하기 위한 판정 조건을 설정할 수 있다.
기억부(60)는 중앙 처리부(58)의 CPU의 작동을 위한 프로그램을 저장하기 위한 ROM과, EEPROM과 같은 비휘발성 메모리를 포함한다. 송신 장치(16)와의 통신 방법의 테이블은 생산 중에 기억부(60)에 저장된다. 송신 장치(16)와 감시 장치(18)는 초기 단계에서 미리 결정한 통신 방법으로 서로 통신한다. 통신 방법 테이블은 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보에 대응하는, 통신 프로토콜(protocol), 비트 전송률, 및 데이터 포맷과 같은 정보를 포함한다. 이 조각 정보들의 설정은 조작부(62)로부터 입력의 수단에 의하여 좀더 자유롭게 바뀔 수 있다.
조작부(62)는 키보드와 같은 입력 장치를 포함하고, 다양한 종류의 정보와 조건을 입력하기 위하여 사용된다. 스위치(64)는 초기화의 시작을 중앙 처리부(58)에 지시하기 위하여 사용된다.
표시 제어부(66)는 중앙 처리부(58)로부터의 판정 결과에 따라, 타이어(14a ~ 14d)의 각각의 장착 위치에 대응하는 타이어 압력을 표시하도록 표시부(68)를 제어한다. 동시에, 표시 제어부(66)는 표시부(68)가, 예를 들어, 타이어가 펑크 났다고 하는 판정 결과 또한 표시하게 하는 제어를 수행한다.
전원 공급부(70)는 차량(12)에 장착된 배터리로부터 공급된 전력을 감시 장치(18)의 각각의 부분에 적당한 전압으로 제어하고, 전원 공급 라인(도면에 도시하지 않음)을 통하여 공급한다.
송신 장치(16)와 감시 장치(18)는 상술한 바와 같이 형성되어 있다.
상술한 바와 같이, 송신기(16)의 하우징(22)의 내부 공간(38)과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(36)의 단면적은 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 감에 따라, 연속적으로 증가한다.
공기 통로(36)의 외부 개구부(37a)는 하우징(22)의 표면으로부터 타이어 공동 영역을 향하여 1mm 또는 더 길게 돌출하는 돌출부(37)의 상부 상에 형성되어 있다. 돌출부(37)의 상부 상에 외부 개구부(37a)가 형성되어 있는 것에 의하여, 설령 펑크 수리제가 펑크 수리를 위하여 타이어 공동 영역 내에 넣어질지라도, 펑크 수리제가 외부 개구부(37a)에 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 특히, 돌출부(37)가 타이어의 반지름 방향 바깥쪽으로 돌출하도록 하우징(22)에 제공되어 있기 때문에, 돌출부(37)에 들러붙어 있는 펑크 수리제를, 타이어의 롤링(rolling)에 의하여 발생한 원심력에 기인하여 반지름 방향의 바깥쪽으로 떨어뜨려 버릴 수 있다. 결과적으로, 외부 개구부(37a)에 펑크 수리제의 들러붙음을 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가, 공기 통로(36)의 단면을 균일하게 하는 것 대신에 변경하는 것에 의하여, 내부 개구부(37b)의 근방에서의 표면 장력은 외부 개구부(37a)의 근방에서의 그것보다 더 작고, 모세관 현상이 일어나기 어려워져, 공기 통로(36)에 펑크 수리제가 들어가는 것을 어렵게 한다. 만일 펑크 수리제가 공기 통로(36)에 들어가면, 내부 개구부(37b)의 개구 면적이 외부 개구부(37a)의 개구 면적보다 더 크기 때문에, 펑크 수리제는 공기 통로(36) 내에 머무르지 않고 신속하게 내부 공간(38) 내로 이동한다.
내부 개구부(37b)의 개구 면적은, 펑크 수리제가 공기 통로(36)에 들어가고 공기 통로(36)를 막는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 외부 개구부(37a)의 개구 면적의 네 배이거나 더 크다
공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)에는 펑크 수리제가 머무르는 것을 방지하도록 챔퍼(chamfer, 36a)가 구비되어 있고, 공기 통로(36)의 밖으로 신속하게 흐르는 것이 허용되어 있다. 챔퍼(36a)의 대신에, 내부 개구부(37b)의 모서리를 만곡(彎曲)으로 둥글게 할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 송신 장치(16) 내의 내부 공간(38)을 설명하기 위한 도면이다.
내부 공간(38)에 있어서, 센서 유닛(28)의 센서면이 마주하는 센서 공간(38a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28)의 사이에 형성되어 있고, 하우징(22) 내부 벽뿐만 아니라 하우징(22)에 제공되는 실링 레진(39)의 내부 벽에 의하여 형성되어 있다. 센서 공간(38a)은 하우징(22)의 내부 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 작고, 센서 공간(38a)의 단면적은 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)의 단면적으로부터 증가한다.
저장 공간(38b)은 센서 공간(38a)과 별도로 제공되어 있고, 연결 파이프(38c)를 통하여 센서 공간(38a)에 연결되어 있다.
센서 공간(38a)은 원통 형상이고, 내부 개구부(37b)로부터 연장되어 있는 홈(38d)은 내부 개구부(37b)가 구비되어 있는 센서 공간(38a)의 벽면(천장면)에 형성되어 있다. 도 7에 도시된 내부 개구부(37b)는 실질적으로 원형의 벽면(천장면)의 중심에 형성되어 있고, 두 개의 홈(38d)은 내부 개구부(37b)로부터 다른 방향으로 연장된다. 도면에서 원통형의 센서 공간(38a)의 옆면에 있어서, 두 개의 홈(38d)은, 도면에 있어 바닥면인 벽면으로 연장된다. 옆면으로부터 연장되어 있는 홈(38d)은 도면에 있어서 바닥면인 원형의 벽면의 가장자리로 연장하고, 두 개의 홈(38d)은 바닥면의 가장자리를 따라 연장되어 있고, 연결 파이프(38c)에 연결되어 있다. 그러므로 내부 개구부(37b)로부터 센서 공간(38a)으로 들어간 펑크 수리제와 같은 액체는 홈(38d)에 의하여 유도되어, 연결 파이프(38c) 내로 흐르고, 저장 공간(38b)에 저장된다. 바꾸어 말하면, 홈(38d)은 펑크 수리제를 위한 가이드 홈의 역할을 한다.
공기 통로(36)의 단면적은, 상술한 바와 같이, 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 증가하기 때문에, 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술의 경우에 비하여, 모세관 현상이 일어나기 어려워지고, 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(37a)로부터 공기 통로(36)에 들어가기 어려워진다. 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(38)에 들어갈지라도, 공기 통로(36)에 머무르지 않고 내부 공간(38)(센서 공간(38a)) 내로 흐른다. 그리고 결국 홈(38d)을 따라 저장 공간(38b) 내로 흐른다. 결과적으로, 센서 공간(38a)에서 펑크 수리제와 같은 액체가 센서면에 들러붙고, 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
도 7에 도시된 예에서 비록 두 개의 홈(38d)이 내부 개구부(37b)로부터 연장되어 있지만, 홈(38d)의 수는 하나, 셋, 또는 더 많을 수도 있다. 그러나, 펑크 수리제와 같은 액체가 저장 공간(38b) 내로 흐르는 것을 능률적으로 허용하기 위하여 홈(38d)을 셋 또는 그 이상 제공하는 것이 바람직하다.
(제1 변형예)
도 8a와 도 8b는 도 7에 도시된 저장 공간(38b)과 다른 저장 공간(38e)의 예 (제1 변형예)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8a는 상면도이고, 도 8b는 측면도이다.
내부 공간(38)은 센서 공간(38a)과 저장 공간(38e)을 포함한다. 저장 공간(38e)은 센서 공간(38a)보다 기판(26)에 가깝게 제공되어 있다. 센서 공간(38a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28) 사이에 제공되어 있다. 저장 공간(38e)은 센서 유닛(28)을 둘러싸도록 제공되어 있다. 내부 개구부(37b)가 구비되어 있는 센서 공간(38a)의 벽면에 있어서, 내부 개구부(37b)로부터 저장 공간(38e)을 향하여 연장되어 있는 홈(38d)이 형성되어 있다.
그러므로, 도 8a와 도 8b에 도시된 제1 변형예에 있어서, 도 7에 도시된 예와 유사하게, 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(37a)에 들러붙을지라도, 공기 통로(36)의 단면적이 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 증가하고, 그 때문에 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술에 비하여 펑크 수리제와 같은 액체가 들어가기 어려워진다. 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(38)에 들어갈지라도, 그것은 공기 통로(36)에 머무르지 않고 내부 공간(38) 내로 흐르고, 결국 홈(38d)을 따라 저장 공간(38e) 내로 흐른다. 결과적으로, 펑크 수리제와 같은 액체가 센서 공간(38a)에서 센서면을 젖게 하는 것과 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
(제2 변형예)
도 9a는 도 4에 도시된 송신 장치(16)의 공기 통로(36)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 공기 통로(36)의 단면적이 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 증가할지라도, 공기 통로(36)는 도 4에 도시된 공기 통로(36)와 다르다. 도 9a에 도시된 변형예에 있어서, 돌출부(37)가 하우징(22)에 제공되어 있지 않고, 공기 통로(36)의 외부 개구부(37a)가 하우징(22)의 외부 벽 표면에 제공되어 있다. 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)의 모서리는 챔퍼되어 있다.
그러한 공기 통로(36)에 있어서, 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(37a)에 들러붙을지라도, 공기 통로(36)의 단면적은 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 증가하고, 그 때문에, 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술의 경우에 비하여, 모세관 현상이 일어나기 어려워지고, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)와 내부 공간(38)에 들어가기 어려워진다.
(제3 변형예)
도 9b는 도 4에 도시된 송신 장치(16)의 공기 통로(36)의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 9b에 도시된 공기 통로(36)는, 그것의 단면적이 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 단계적으로 증가하는 점에서 도 4에 도시된 공기 통로(36)와 다르다. 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)의 모서리는 챔퍼되어 있다.
그러한 공기 통로(36)에 있어서, 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(37a)에 들러붙을지라도, 공기 통로(36)의 단면적이 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 단계적으로 증가하고, 그 때문에, 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술의 경우에 비하여, 모세관 현상이 일어나기 어려워지고, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)와 내부 공간(38)에 들어가기 어려워진다.
(제4 변형예)
도 10은 도 4에 도시된 송신 장치(16)의 돌출부(37)의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 도시된 돌출부(37)의 경우에 있어서, 돌출부(37)가 공기 통로(36)의 중심축을 포함하는 평면을 따라 잘렸을 때, 타이어 공동 영역을 마주하는, 돌출부(37)의 경사면에는 돌출부(37)의 상부를 향하는 도중에 굴곡부(bent portion), 여기서 경사각은 하나로부터 또 다른 것으로 감소하는, 가 구비되어 있다. 결과적으로, 경사면은 타이어 공동 영역을 향하여 불룩한 형상을 가진다.
반면에, 도 10에 도시된 변형예에 있어서, 돌출부(37)의 경사면은 타이어 공동 영역을 향하여 불룩부(bulge portion)를 형성하는 만곡 형상으로 형성되어 있다.
돌출부(37)의 경사면을 이런 방식으로 타이어 공동 영역을 향하여 불룩한 형상으로 형성하는 것에 의하여, 외부 개구부(37a)로부터 내부 개구부(37b)를 향하여 증가하는 단면 형상을 가지는 공기 통로(36)를 효율적으로 제공할 수 있다. 만일 돌출부(37)의 경사면이 타이어 공동 영역을 향하여 오목한 형상에 있다면, 벽은 경사면과 외부 개구부로부터 내부 개구부를 향하여 증가하는 단면적을 가지는 공기 통로의 내부 면과의 사이에서의 두께에 있어서 얇을 수 있다. 그러면 돌출부(37)는 작은 외부 힘(예를 들어, 타이어를 림에 또는 림으로부터 탈부착할 때 받는 힘) 하에서 변형될 수 있다. 그러므로, 돌출부(37)의 경사면을 타이어 공동 영역을 향하는 불룩 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
(제5 변형예)
도 11a 및 11b는 도 7에 도시된 내부 공간(38)과 다른 내부 공간의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
하우징(22)에는 공기 통로(36)를 통하여 내부 공간(38)에 들어간 펑크 수리제와 같은 액체를 저장하기 위한 저장 공간(38b)이 구비되어 있다. 저장 공간(38b)은 공기 통로(36)에 근접하여 제공되고, 공기 통로(36)의 내부 개구부(37b)는 저장 공간(38b)의 벽면에 형성되어 있다. 게다가, 센서 공간(38f)은 저장 공간(37b)의 벽면으로부터 분기한다. 센서 유닛(28)의 센서면(28c)(예를 들어, 격막(diaphragm))은 센서 공간(38f)을 마주한다. 센서 공간(38f)은, 도 11a에 도시된 바와 같이 센서면(28c)의 폭에 대응하는 좁은 분기 공간일 수도 있고, 또는, 도 11b에 도시된 바와 같이 센서면(28c)을 둘러싸는데 충분히 넓은 분기 공간일 수도 있다.
그러한 저장 공간(38b)을 배치하는 것에 의하여, 펑크 수리제와 같은 액체가 센서 공간(38f)에 도달하지 않고, 저장 공간(38b)에 저장되고, 그 때문에, 펑크 수리제와 같은 액체가 센서면을 젖게 하는 것과 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 송신 장치와 타이어 정보 감시 시스템을 상세하게 상술하였지만, 본 발명에 따른 송신 장치와 타이어 정보 감시 시스템은 상술된 실시예에 한정되지 않고, 발명의 요지로부터 벗어나지 않고 여러 가지 방식으로 개선 또는 변형될 수 있다.
10 : 타이어 압력 감시 시스템
12 : 차량
14, 14a, 14b, 14c, 14d : 타이어
16, 16a, 16b, 16c, 16d : 공기압 정보 송신 장치
18 : 감시 장치
19 : 림
20 : 타이어 밸브
22 : 하우징
24 : 회로
26 : 기판
28 : 센서 유닛
28a : 공기압 센서
28b : A/D 변환기
28c : 센서면
30 : 송신기
32 : 처리 유닛
34 : 전원 공급부
36 : 공기 통로
37 : 돌출부
37a : 외부 개구부
37b : 내부 개구부
38 : 내부 공간
38a, 38f : 센서 공간
38b, 38e : 저장 공간
38c : 연결 파이프
38d : 홈
39 : 실링 레진
40 : 안테나
42 : 개구부
52 : 안테나
54 : 수신부
56 : 수신 버퍼
58 : 중앙 처리부
60 : 기억부
62 : 조작부
64 : 스위치
66 : 표시 제어부
68 : 표시부
70 : 전원 공급부

Claims (13)

  1. 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고, 타이어 공동(空洞)영역에 제공된 송신 장치이고,
    상기 타이어와 상기 타이어가 장착되는 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 상기 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
    검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
    상기 센서와 상기 송신기를 둘러싸는 벽, 상기 벽에 의하여 상기 타이어 공동 영역으로부터 분리된 내부 공간, 및 상기 벽을 관통하고 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(air vent)를 포함하는 하우징
    을 포함하고,
    상기 하우징은, 타이어 공동 영역을 마주하는 외부 벽면 상에 상기 공기 통로의 외부 개구(開口)부를 구비하고, 상기 내부 공간을 마주하는 내부 벽면 상에 상기 공기 통로의 내부 개구부를 구비하고,
    상기 외부 개구부는 0.4mm2이거나 더 작은 개구 면적을 가지고 있고,
    상기 내부 개구부는 상기 외부 개구부의 개구 면적보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있고,
    상기 공기 통로의 홀 단면적이 상기 외부 개구부로부터 상기 내부 개구부를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 또는 연속적으로 증가하는,
    송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 개구부의 상기 개구 면적은 상기 외부 개구부의 상기 개구 면적의 네 배이거나 더 큰,
    송신 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 표면으로부터 상기 타이어 공동 영역을 향하여 1mm 또는 더 길게 돌출하는 돌출부가 상기 하우징의 표면에 제공되어 있고,
    상기 외부 개구부는 상기 돌출부의 상부 상에 형성되어 있는,
    송신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부가 상기 공기 통로의 중심축을 포함하는 평면을 따라 잘렸을 때, 상기 타이어 공동 영역을 마주하는, 상기 돌출부의 경사면은 불룩한 형상(bulge shape)으로 상기 타이어 공동 영역을 향하여 돌출하는,
    송신 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기 통로의 상기 내부 개구부의 모서리는 챔퍼(chamfer)되어 있거나 둥글게 되어 있는,
    송신 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 공간은 상기 공기 통로와 상기 센서 사이에 적어도 제공되어 있고 상기 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함하고,
    상기 센서 공간은, 상기 하우징에 제공된 내부 부재의 내부 벽 및 상기 하우징의 상기 벽에 의하여 형성되고, 상기 하우징의 상기 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 좁고, 상기 공기 통로의 상기 내부 개구부로부터 넓어지는 단면을 가지고 있는,
    송신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공기 통로의 상기 내부 개구부로부터 연장하고, 상기 공기 통로를 통하여 상기 내부 공간에 들어간 액체의 유로(flow path)를 형성하는 가이드 홈이 상기 내부 공간을 마주하는 상기 하우징의 상기 벽 및 상기 내부 부재의 상기 내부 벽에 제공되어 있는,
    송신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내부 개구부로부터 다른 방향으로 연장하는 홈의 각각은 상기 내부 공간을 마주하는 상기 하우징의 상기 벽의 면에 상기 가이드 홈으로서 제공되는,
    송신 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 내부 공간은 상기 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하는 저장 공간을 포함하고,
    상기 가이드 홈은 상기 저장 공간을 향하여 연장하도록 제공되는,
    송신 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 공간은 상기 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하는 저장 공간을 포함하고,
    상기 공기 통로의 상기 내부 개구부는 상기 저장 공간의 벽면에 제공되고,
    상기 내부 공간은, 상기 저장 공간 외에, 상기 저장 공간의 상기 벽면으로부터 분기(分岐)하고 상기 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함하는,
    송신 장치.
  11. 송신 장치, 수신 장치 및 감시부를 포함하는 타이어 정보 감시 시스템이고,
    상기 송신 장치는,
    상기 타이어와 상기 타이어가 장착되는 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 상기 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
    검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
    상기 센서와 상기 송신기를 둘러싸는 벽, 상기 벽에 의하여 상기 타이어 공동 영역으로부터 분리된 내부 공간, 및 상기 벽을 관통하고 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로를 포함하는 하우징
    을 포함하고,
    상기 하우징은, 타이어 공동 영역을 마주하는 외부 벽면 상에 상기 공기 통로의 외부 개구(開口)부를 구비하고, 상기 내부 공간을 마주하는 내부 벽면 상에 상기 공기 통로의 내부 개구부를 구비하고,
    상기 외부 개구부는 0.4mm2이거나 더 작은 개구 면적을 가지고 있고,
    상기 내부 개구부는 상기 외부 개구부의 개구 면적보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있고,
    상기 공기 통로의 홀 단면적이 상기 외부 개구부로부터 상기 내부 개구부를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 또는 연속적으로 증가하고,
    상기 수신 장치는 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신하고,
    상기 감시부는 상기 타이어 정보에 기초하여 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하고, 판정 결과를 알리는,
    타이어 정보 감시 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
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