KR101647140B1 - 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 관한 것으로,차량의 내부와 연통하도록 바닥부에 형성된 천공과 연결되고, 상기 천공을 통해 차가운 공기 또는 더운 공기가 이동하는 배관과; 상기 배관에 장착되며 차량 내부의 차가운 공기 또는 더운 공기를 흡입하여 이동시키는 흡입부와; 상기 흡입부를 통해 흡입된 차가운 공기를 과열된 부품으로 안내하며, 차가운 공기를 분사하는 제1 분사노즐이 형성되는 냉풍관과; 상기 흡입부를 통해 흡입된 더운 공기를 에어탱크, 컴프레이셔 또는 브레이크 에어라인으로 안내하며, 더운 공기를 분사하는 제2 분사노즐이 형성되는 온풍관과; 상기 흡입부를 통해 흡입된 공기가 냉풍관 또는 온풍관으로 이동되도록 경로를 제공하는 쓰로틀밸브와; 브레이크 드럼, 결속 드럼, 에어탱크, 컴프레이셔 그리고 브레이크 에어라인의 발열을 감지하는 비접촉식 온도측정센서와; 상기 비접촉식 온도측정센서에서 측정된 온도 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 제1 무선 통신부와; 타이어의 공기압력을 측정하는 타이어 공기압 측정센서와; 상기 천공에 설치되어 상기 흡입부의 작동에 의한 흡입 풍압에 의해 개방되는 공기이동 제어판; 및 비접촉식 온도측정센서에 의해 측정된 온도 및 상기 타이어 공기압 측정센서에 의해 측정된 공기압력에 따라 상기 흡입부와 쓰로틀밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치{Apparatus for anti-freezing and cooling parts of vehicle}

본 발명은 자동차 에어컨에 의해 냉각된 공기와 히터에 의해 가열된 공기를 이용하여 자동차 외부에 설치된 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 관한 것이다.

자동차 타이어와 관련하여 2000년 미국 포드사가 파이어스톤에서 납품받은 불량 타이어 때문에 수 천명이 사망하고 상해를 입은 사건이 발생한 이후 미국 행정부는 2006년까지 모든 신차종은 타이어 압력측정장치를 지원하도록 법제화한 바 있다. 그러나 타이어 자체의 불량뿐 아니라 더운 여름에 도로에서 발생하는 지열과 제동시 브레이크 드럼의 내주면에 밀착되는 라이닝에 의해 마찰열이 발생하고 이 마찰열에 의해 타이어 휠에 장착된 타이어가 열을 받아 용융파손되는 것도 자동차 사고를 발생시키는 원인이 될 수 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-1999-0018147호(공개일 1999년 06월 05일, 이하,‘선행문헌 1’이라 함.)에는, 브레이크 드럼과 타이어 휠 사이에 위치하는 냉각수 분사노즐과, 온도센서와, 온도센서의 출력신호를 인가받아 기준치와 비교하는 컨트롤러와, 컨트롤러의 신호에 따라 배터리 전원을 인가받아 작동하여 탱크 내의 냉각수를 호스로 연결되어 있는 분사노즐을 통해 분사하는 워터펌프로 구성되어, 브레이크 드럼에 발생되는 열을 냉각시켜줌에 따라 베이퍼록 등의 현상을 방지하여 브레이크 성능이 저하되는 것을 방지하는 브레이크 드럼의 자동 냉각장치가 있다.

그러나, 선행문헌 1과 같이 물을 분사하여 브레이크 드럼을 냉각하기 때문에, 물 저장탱크에 물을 공급해주어야 하는 번거로움과 물 저장탱크 및 펌프와 같은 추가적인 부품의 장착으로 인해 자동차 무게가 증가하여 연비를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

한편, 시내버스와 같이 대형 자동차는 운전자가 브레이크 페달을 발로 밟을 때 유압에 의해 라이닝을 작동시키는 제동방식 외에 에어탱크 또는 컴프레샤에서 제공하는 공기압을 이용한 제동방식을 함께 사용하고 있다. 시내버스는 각 정류장에 정착할 때마다 에어를 방출하는데 추운 겨울에 에어탱크나 브레이크 에어라인에 수증기 또는 물이 발생할 수 있다. 이에 밤새 차가운 공기에 노출된 자동차의 에어탱크 또는 브레이크 에어라인 안에 존재하는 물이 결빙되는 경우가 발생한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0109236호(공개일 2005년 11월 17일, 이하,‘선행문헌 2’이라 함.)에는 동결방지시스템이 개시되어 있다. 선행문헌 2의 동결방지시스템은 부품의 온도를 감지하는 온도센서와, 부품에 인접하게 마련되는 히터와, 온도센서의 감지온도가 미리 설정된 온도 이하이면 히터를 동작시켜 부품을 가열하는 히터 컨트롤러를 포함하여 구현된다.

그러나, 선행문헌 2의 동결방지시스템은 부품을 가열하기 위한 별도의 히터를 가열하고자 하는 자동차 부품 근처에 설치해야 하기 때문에 설치가 번거로운 문제점이 있다. 더욱이 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 따로 따로 설치함에 따라 설치비용이 증가하고 자동차 무게를 증가시켜 연비를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 장치를 통해 더운 여름에 자동차 에어컨에 의해 냉각된 공기를 이용해 과열된 브레이크 드럼과 결속 드럼을 포함한 자동차 부품들을 적정 온도로 냉각하고 추운 겨울에는 자동차 히터와 배관에 설치된 전열선을 통해 가열된 공기를 이용해 에어탱크, 컴프레이셔 그리고 브레이크 에어라인을 포함한 자동차 부품들을 적정 온도로 가열시키는 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존의 자동차에 과열방지 및 동결방지를 위해 사용되는 부품들 예를 들어, 온도측정센서, 타이어 공기압력 측정센서들이 추가로 장착되더라도 기존의 자동차 성능, 예컨대 연비를 저하시키지 않으면서 추가 부품들의 설치가 쉽고 편리한 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각된 공기 또는 가열된 공기를 과열방지 또는 동결방지를 하고자 하는 자동차 부품들로 대량으로 빠르게 공급할 수 있는 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치는, 차량의 내부와 연통하도록 바닥부에 형성된 천공과 연결되고 천공을 통해 차가운 공기 또는 더운 공기가 이동하는 배관과, 배관에 장착되며 차량 내부의 차가운 공기 또는 더운 공기를 흡입하여 이동시키는 흡입부와,

상기 흡입부를 통해 흡입된 차가운 공기를 과열된 부품으로 안내하며 차가운 공기를 분사하는 제1 분사노즐이 형성되는 냉풍관과, 흡입부를 통해 흡입된 더운 공기를 에어탱크, 컴프레이셔 또는 브레이크 에어라인으로 안내하며 더운 공기를 분사하는 제2 분사노즐이 형성되는 온풍관과, 흡입부를 통해 흡입된 공기가 냉풍관 또는 온풍관으로 이동되도록 경로를 제공하는 쓰로틀밸브와,

브레이크 드럼, 결속 드럼, 에어탱크, 컴프레이셔 그리고 에어라인의 발열을 감지하는 비접촉식 온도측정센서와, 비접촉식 온도측정센서에서 측정된 온도 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 제1 무선 통신부와, 타이어의 공기압력을 측정하는 타이어 공기압 측정센서와,

차량의 내부와 연통하도록 바닥부에 형성된 천공에 설치되어 흡입부의 작동에 의한 흡입 풍압에 의해 개방되는 공기이동 제어판과, 비접촉식 온도측정센서에 의해 측정된 온도 및 타이어 공기압 측정센서에 의해 측정된 공기압력에 따라 흡입부와 쓰로틀밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치는, 타이어 공기압 측정센서에서 측정된 공기압력 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 제2 무선 통신부와, 타이어 공기압 측정센서와 제2 무선 통신부를 내부에 수용 패킹하는 패킹부를 포함하여 구현된다. 또한, 타이어 공기압 측정센서는, 타이어의 공기압력과 타이어의 온도를 모두 측정할 수 있는 타이어 측정센서로 구현될 수 있다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치는, 온풍관에 설치되며 자동차 배터리로부터 전원을 공급받아 작동되어 온풍관을 통과하는 공기를 가열하는 히팅부를 포함하고, 제어부는 흡입부와 쓰로틀밸브가 동작하도록 제어하면서 동시에 히팅부가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 이용하게 되면,

첫째, 자동차가 도로를 주행하면서 도로에서 발생하는 지열과 제동시 브레이크 드럼의 내주면에 밀착되는 라이닝에 의한 마찰열에 의해 타이어가 과열되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

둘째, 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치가 단지 하나의 장치로 구현되고, 측정된 온도 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 비접촉식 온도측정센서와 무선통신부를 포함하여 구현됨으로써, 온도측정센서, 타이어 공기압력 측정센서들이 추가로 장착되더라도 기존의 자동차 성능, 예컨대 연비를 저하시키지 않으면서 추가 부품들의 설치가 쉽고 편리하다.

셋째, 타이어의 공기압력과 타이어의 온도를 모두 측정할 수 있는 타이어 측정센서를 포함하여 구현됨으로써, 타이어 파손 또는 4개 타이어 각각의 공기 압력 불균형으로 인한 자동차 불안정한 주행을 미연에 방지할 수 있다.

넷째, 차량 바닥부에 형성된 천공과 연결되는 배관에 설치되는 온풍관에 히팅부를 형성함으로써, 추운 겨울철에 시내버스를 운행하기 전에 에어탱크나 브레이크 에어라인을 가열하는 시간을 단축할 수 있고 나아가 쉽고 편리하게 해빙시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 보인 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 부분 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 공기 흐름의 방향 변환을 위한 쓰로틀밸브가 장착된 상태를 보인 부분사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치의 흡입부에 4극모터의 장착상태를 보인 외관 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치의 임펠러를 보인 분해사시도.
도 7은 도 6의 임펠러를 4극 모터 장착상태에 대한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 있어서 동결방지장치의 실시상태를 보인 개략사시도.

이하, 본 발명에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치를 보인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 부분 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 공기 흐름의 방향 변환을 위한 쓰로틀밸브가 장착된 상태를 보인 부분사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치의 흡입부에 4극모터의 장착상태를 보인 외관 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치의 임펠러를 보인 분해사시도이며, 도 7은 도 6의 임펠러를 4극 모터 장착상태에 대한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 있어서 동결방지장치의 실시상태를 보인 개략사시도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 차량 내부로 공급되는 차가운 공기를 이용하여 제동 시나 더운 여름날씨에 과열된 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2) 등과 같은 부품들을 적정 온도로 냉각시키거나 또는 차량 내부로 공급되는 더운 공기를 이용하여 겨울철에 냉각되기 쉬운 에어탱크(4)나 컴프레이셔 그리고 브레이크 에어라인(5)과 같은 부품들을 가열시키기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 냉각 또는 동결방지용 장치는 배관(10), 흡입부(20), 냉풍관(30), 온풍관(40), 쓰로틀밸브(50), 비접촉식 온도측정센서(60), 타이어 공기압 측정센서(70), 공기이동 제어판(80), 제어부(90) 및 임펠러(100)로 구성된다.

본 발명에서는 에어컨의 작동에 의해 생성된 차량 내부의 차가운 공기 또는 히터의 작동에 의해 생성된 더운 공기를 부품들을 냉각 또는 가열하는데 이용하기 위해서 바닥부(12)에는 도 1에 도시된 바와 같이 소정 크기의 구멍인 천공(15)이 형성된다.

배관(10)은 차량의 내부와 연통하도록 바닥부(12)에 형성된 천공(15)과 연결되고 차축에 고정설치되어, 천공(15)을 통해 유출된 차가운 공기 또는 더운 공기가 이동되게 하는 유로 역할을 한다.

여기서, 배관(10)은 흡입부(20)를 통해서 차가운 공기를 냉풍관(30)으로 유도되게 하여 여름철과 같은 무더운 날씨에 필요 이상의 온도로 가열된 부품들을 냉각시킬 수 있게 하고, 더운 공기는 온풍관(40)으로 유도되게 하여 겨울철과 같은 추운 날씨에 부품들의 동결을 방지할 수 있다.

그리고, 배관(10)의 직경은 냉풍관(30) 및 온풍관(40)의 직경보다 크게 이루어지며, 그 이유는 흡입부(20)의 흡입 작동을 통해 배관(10)을 통해 이동하는 차가운 공기가 냉풍관(30)을 통해서 이동할 때 높은 압력으로 이동하여 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)을 통해서 고압으로 과열되어 있는 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2) 등의 부품들에 각각 분사되어 냉각시킬 수 있게 하고, 그리고, 더운 공기가 온풍관(40)을 통해서 이동할 때 높은 압력으로 이동하여 제2 분사노즐(41)을 통해서 고압으로 분사되어 냉각되어 있는 에어탱크(4)나 컴프레이셔와 같은 부품들이나 브레이크 에어라인(5)을 가열하여 동결되는 현상을 방지하기 위한 것이다. 바람직하게는 도 8에 도시한 바와 같이 온풍관(40)에는, 자동차 배터리로부터 전원을 공급받아 작동되어 온풍관(40)을 통과하는 공기를 가열하는 히팅부(42)가 형성된다.

일반적으로, 차량에 장착되는 에어탱크(4)는 2개의 탱크가 1조가 되어 4개의 조로 이루어지되 4군데로 분리되어 장착되어서 브레이크 작동과 기어변속 작동이 일어나게 하는 것으로(도 8에는 단지 2개의 조만 도시됨), 만약 에어탱크(4)나 그에 연결된 에어라인(5)이 결빙하게 되면 브레이크나 기어변속이 작동되지 않아 큰 사고가 유발될 염려가 있어 온풍관(40)을 통한 더운 공기를 이용하여 방지하기 위한 것이다.

흡입부(20)는 도 1 내지 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(23)을 통해서 배관(10)에 장착되며, 상술한 바와 같이 차량 내부의 차가운 공기 또는 더운 공기를 흡입하여 배관(10)을 통해 이동되게 하되 차가운 공기는 냉풍관(30)을 통해서 이동되게 하고 더운 공기는 온풍관(40)을 통해서 이동되게 한다. 흡입부(20)는 일반적인 블로워로 구현될 수도 있고, 모터에 의해 구동되는 터보팬으로 구현될 수 있다.

일례로, 흡입부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 4극 모터(21)의 구동에 의해 작동되되, 4극 모터(21)는 둘레 방향으로 90°씩 N극·S극 교대로 4개의 자극으로 이루어진 자석(22)을 구비하여 두 개가 한 쌍이 되어 서로 마주보게 장착되고, 두 개의 4극 모터(21) 각각에 흡입부(20)가 장착되고, 한 쌍의 상기 4극 모터(21)와 흡입부(20)는 두 개의 하우징(23) 각각에 수용되어서 고정되며, 두 개의 하우징(23)은 일체로 장착된 다수 개의 고정편(24) 각각에 볼트(25)를 끼워서 너트(26)로 체결되는 형태로 서로 결합된다.

따라서, 흡입부(20)는 4극 모터(21)에 의해 작동됨으로써 배관(10)을 통해 차가운 공기를 강하게 흡입한 후 냉풍관(30)을 통해 그리고 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)을 통해서 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2)에 차가운 공기를 강하게 공급하여 냉각이 빠른 시간에 이루어질 수 있게 하였으며, 또한 배관(10)을 통해 더운 공기를 강하게 흡입한 후 온풍관(40)을 통해 그리고 제2 분사노즐(41)을 통해서 에어탱크(4)에 더운 공기를 강하게 공급하여 가열이 빠른 시간에 이루어질 수 있게 하였다.

냉풍관(30)은 흡입부(20)를 통해 유도된 차가운 공기를 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 과열된 부품으로 이동시켜서 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)을 통해 분사되게 한다.

즉, 흡입부(20)의 작동을 통해 이동되는 차가운 공기가 쓰로틀밸브(50)의 작동에 따라 냉풍관(30)으로 이동하여 제1 분사노즐(31)을 통해서는 브레이크 드럼(1)으로 분사되게 하고 제3 분사노즐(33)을 통해서는 결속드럼(2)으로 분사되게 한다.

온풍관(40)은 흡입부(20)를 통해 유도된 더운 공기를 냉각된 부품으로 이동시켜서 제2 분사노즐(41)을 통해 분사되게 한다.

즉, 흡입부(20)의 작동을 통해 이동되는 더운 공기가 쓰로틀밸브(50)의 작동에 따라 온풍관(40)으로 이동하여 제2 분사노즐(41)을 통해서 냉각된 부품들로 분사되게 한다.

쓰로틀밸브(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(23)의 내부에서 화살표방향과 같이 상하방향으로 회동가능하게 장착되어서 냉풍관(30) 또는 온풍관(40)의 배출구를 차단 및 개방하는 공기차단막(51)과, 상기 공기차단막(51)의 회동을 안내하는 스프링힌지부(미도시)와, 스프링힌지부와 결합되어서 공기차단막(51)이 상하방향으로 회동하도록 조작하는 레버(53)로 구성되어, 흡입부(20)를 통해 유도된 차가운 공기가 냉풍관(30)을 통해 이동되게 하거나 더운 공기가 온풍관(40)을 통해 이동되도록 제어하는 역할을 한다.

스프링힌지부는 레버(53)의 작동에 의한 공기차단막(51)의 회동제어를 안내하는 역할을 하는 것으로써, 이는 일반적으로 이용되고 있는 것들과 동일한 것으로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 냉풍관(30)이나 온풍관(40)을 교번적으로 개방 또는 차단하는 수단이라면 어떠한 것도 이용가능하다. 여기서, 레버(53)에 의한 공기차단막(51)의 회동은 자동 또는 수동으로 이루어지게 하는 것이 가능하다.

비접촉식 온도측정센서(60)는 브레이크 드럼(1), 결속 드럼(2) 또는 에어탱크(4)의 아주 근접한 위치, 즉 온도를 감지할 수 있는 위치에 설치되어, 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2) 등의 부품이 과열될 때에 또는 에어탱크(4) 등의 부품이 동결될 때에 온도를 감지하여 제어부(90)로 보내 흡입부(20) 및 쓰로틀밸브(50)가 작동되게 하는 역할을 한다. 비접촉식 온도측정센서(60)에서 측정된 온도 데이터는 제어부(90)와 RF 통신 또는 무선통신을 수행하는 제1 무선 통신부(도시하지 않음.)로 입력된다.

비접촉식 온도측정센서(60)는 물체로부터 방사되는 적외선 에너지를 검출하며, 적외선 에너지를 검출하기 위해 다중 적외선 감응소자(열전대)로 만든 열전더미(열전자가 쌓이는) 검출자를 이용하여 온도를 측정하는 장치로 구현될 수 있다. 제1 무선 통신부는 예컨대, 2.4GHz 대역의 주파수와 블루투쓰, 지그비와 같은 통신방식을 따르는 무선통신모듈로 구현될 수 있다.

타이어 공기압 측정센서(70)는 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2)의 온도 상승에 따른 타이어(3) 내부의 압력상태를 감지, 즉 타이어(3)가 브레이크 드럼(1) 및 및 결속 드럼(2)의 과열을 전달받아 내부의 온도가 상승하여 내부 공기가 팽창하고 그 팽창에 의한 내부 압력이 상승할 때를 감지하여 제어부(90)로 보내서 흡입부(20) 및 쓰로틀밸브(50)가 작동되게 한다.

타이어 공기압 측정센서(70)에서 측정된 공기압력 데이터는 제어부(90)와 RF 통신 또는 무선통신을 수행하는 제2 무선 통신부(도시하지 않음.)로 입력된다. 타이어 공기압 측정센서와 제2 무선 통신부는 패킹되어 일체로 형성된다. 타이어 공기압 측정센서(70)는, 타이어의 공기압력과 타이어의 온도를 모두 측정할 수 있는 타이어 측정센서로 구현될 수 있다.

일례로, 타이어의 공기압력과 타이어의 온도를 모두 측정할 수 있는 타이어 측정센서는 가운데 빈 공간부가 형성된 반도체 기판과, 반도체 기판의 상부에 증착된 백금 박막층과, 백금 박막층의 상부에 형성된 절연막 패턴과, 각 절연막 패턴의 상부에 형성된 압전체(Piezo resistor)로 구성된 측정센서로 구현될 수 있다. 상기의 구조를 갖는 타이어 측정센서는 반도체 제조공정 기술을 이용하므로, 수백 ㎛ 크기의 초소형 센서로 제조될 수 있다. 상기 구조에서, 백금 박막층의 상부에 형성된 압전체를 통해 압력을 측정하고, 백금의 온도에 따른 저항변화를 통해 온도를 측정할 수 있게 된다.

공기이동 제어판(80)은 차량 바닥부(12)의 천공(15)에 설치되어서 흡입부(20)의 작동에 의한 흡입 풍압에 의해 개방되는 차가운 공기 또는 더운 공기가 배관(10)을 통해서 이동되게 한다.

제어부(90)는 비접촉식 온도측정센서(60)에 의해 측정된 온도 및 타이어 공기압 측정센서(70)에 의해 측정된 압력에 따라 흡입부(20) 및 쓰로틀밸브(50)의 작동을 제어하여 차량 내부의 차가운 공기 또는 더운 공기의 배출 및 이동을 제어한다.

그리고, 제어부(90)는 비접촉식 온도측정센서(60)에 의해 측정된 온도 및 타이어 공기압 측정센서(70)에 의해 측정된 압력의 수치 정보에 따라서 제어하는 방식인 수치제어시스템(NCT:Numerical control turret punch press)을 통해서 흡입부(20) 및 쓰로틀밸브(50)의 작동을 제어한다.

즉, 흡입부(20)의 팬의 회전속도는 비접촉식 온도측정센서(60)에 의해 측정된 온도의 수치 및 타이어 공기압 측정센서(70)에 의해 측정된 압력의 수치에 따라서 제어되고, 그리고 쓰로틀밸브(50)의 방향 전환 작동은 비접촉식 온도측정센서(60)에 의해 측정된 온도의 수치 따라서 제어되며, 그 측정된 수치가 제어부(90)의 수치제어시스템에 입력된 기준치 이상일 때 각각을 구동시키기 위해 설치된 모터(미도시)의 구동에 의한 흡입부(20)의 팬 및 쓰로틀밸브(50)를 작동시키게 되는 것이다.

한편, 제어부(90)의 수치제어시스템을 통해서, 비접촉식 온도측정센서(60) 또는 타이어 공기압 측정센서(70)의 측정된 온도치 또는 압력치에 따라서 모터의 회전속도를 제어하여 흡입부(20)의 회전속도가 제어되게 하는 것도 가능하다.

즉, 측정된 온도치 또는 압력치와 기준치의 차이가 많이 날 경우 흡입부(20) 팬의 회전속도를 증가시켜 차가운 공기 또는 더운 공기가 빠르고 대량으로 분사될 수 있게 하고, 반대로 차이가 적을 경우에는 흡입부(20) 팬의 회전속도를 감소시켜 차가운 공기 또는 더운 공기가 소량으로 분사될 수 있게 함으로써, 전기의 소모를 적절히 조절하여 절약할 수 있게 한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 흡입부(20) 전방의 하우징(23)에 설치되어서 공기의 흡입시 안내하는 흡입실런더(101)와, 흡입실런더(101)에 설치되어서 공기가 흡입되게 하는 흡입팬(102)과, 흡입팬(102)이 흡입실런더(101)에 결합되어 지지되게 하는 커버(103)로 이루어진 흡입수단인 임펠러(100)를 구성하여서, 더운 공기 또는 차가운 공기가 빠르게 이동될 수 있게 하였다.

여기서, 흡입실런더(101)는 유입되는 공기가 빠른 속도로 이동되도록 하기 위해서 입구쪽보다 출구쪽이 좁아지는 구조, 즉 출구쪽으로 소정의 각도(a)로 이루어지게 하였다.

한편, 에어탱크(4)의 브레이크 에어라인(5)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 추운 겨울날에 에어탱크(4)로부터 유출되는 에어가 이동할 때 냉각되지 않도록 열을 보호하기 위한 열선과 같은 히팅부(42)와, 브레이크 에어라인(5)을 따라 이동하는 에어의 온도를 감지하여 히팅부(42)가 작동될 수 있게 하는 온도센서(43)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치에 대한 작동상태를 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 상기와 같은 장치는 제동시나 더운 날씨에는 부품을 냉각시키기 위해서 그리고 추운 날씨에는 부품을 가열시키기 위해서 작동한다.

먼저, 상기 장치가 제동시나 더운 날씨에 작동되는 상태를 살펴보면 다음과 같다.

차량의 제동 시나 더운 날씨에 과열된 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2)의 온도를 비접촉식 온도측정센서(60)가 감지하거나, 또는 열을 받은 타이어(3) 내부의 공기 팽창으로 인한 압력상승을 타이어 공기압 측정센서(70)가 감지하여 제어부(90)로 전달한다. 측정된 온도치 또는 압력치를 전달받은 제어부(90)는 수치제어시스템을 통해서 입력된 각각의 기준치와 비교를 행한다. 측정된 온도치 또는 압력치를 기준치와 비교하여 그 이상의 값으로 판단이 되면, 제어부(90)는 흡입부(20)를 작동시킨다.

그리고, 상기 쓰로틀밸브(50)는 온풍관(40)을 막고 냉풍관(30)으로만 차가운 공기가 유동할 수 있게 한다. 흡입부(20)가 작동이 되면, 차량 내부의 차가운 공기가 배관(10)을 통해서, 또는 공기이동 제어판(80)이 흡입부(20)에 의한 흡입 풍압으로 개방되어 차가운 공기가 배관(10)을 통해 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)로 이동한다.

이때, 임펠러(100)를 작동시켜서 차가운 공기가 더욱 빠르게 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)로 이동할 수 있게 한다. 제1 분사노즐(31) 및 제3 분사노즐(33)로 이동한 차가운 공기는 각각 과열된 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2)으로 분사되어 냉각시킨다. 그리고, 차가운 공기에 의해 냉각된 브레이크 드럼(1) 및 결속 드럼(2)으로 인해 타이어(3) 또한 냉각되어 그 내부 공기의 수축으로 인해 압력이 떨어지게 된다.

다음, 상기 장치가 추운 날씨에 작동되는 상태를 살펴보면 다음과 같다.

추운 날씨에 동결된 에어탱크(4), 컴프레셔 또는 워셔액탱크의 온도를 비접촉식 온도측정센서(60)가 감지하여 제어부(90)로 전달한다. 측정된 온도치를 전달받은 제어부(90)는 수치제어시스템을 통해서 입력된 각각의 기준치와 비교를 행한다. 측정된 온도치를 기준치와 비교하여 그 이하의 값으로 판단이 되면, 제어부(90)는 흡입부(20)를 작동시킨다. 그리고 쓰로틀밸브(50)는 냉풍관(30)을 막고 온풍관(40)으로만 더운 공기가 유동할 수 있게 한다. 흡입부(20)가 작동이 되면, 차량 내부의 더운 공기가 배관(10)을 통해서, 또는 공기이동 제어판(80)이 흡입부(20)에 의한 흡입 풍압으로 개방되어 더운 공기가 배관(10)을 통해 제2 분사노즐(41)로 이동한다. 이때, 임펠러(100)를 작동시켜서 더운 공기가 더욱 빠르게 제2 분사노즐(41)로 이동할 수 있게 한다. 제2 분사노즐(41)로 이동한 더운 공기는 각각 냉각된 에어탱크(4), 컴프레셔 또는 워셔액탱크로 분사되어 가열시킨다. 상기와 같이, 더운 공기로 에어탱크(4), 컴프레셔 또는 워셔액탱크를 가열함으로써 동결되는 현상을 방지하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1: 브레이크 드럼 2: 결속드럼
3: 타이어 4: 에어탱크
5: 에어라인
10: 배관 12: 바닥부
15: 천공
20: 흡입부 21: 4극 모터
22: 자석 23: 하우징
24: 고정편 25: 볼트
26: 너트
30: 냉풍관 31: 제1 분사노즐
33: 제3 분사노즐
40: 온풍관 41: 제2 분사노즐
42: 히팅부 43: 온도센서
50: 쓰로틀밸브 51: 공기차단막
53: 레버
60: 비접촉식 온도측정센서 70: 타이어 공기압 측정센서
80: 공기이동 제어판 90: 제어부
100: 임펠러 101: 흡입실린더
102: 흡입팬 103: 커버

Claims (3)

1. 차량의 내부와 연통하도록 바닥부(12)에 형성된 천공(15)과 연결되고, 상기 천공(15)을 통해 차가운 공기 또는 더운 공기가 이동하는 배관(10);
   상기 배관(10)에 장착되며 차량 내부의 차가운 공기 또는 더운 공기를 흡입하여 이동시키는 흡입부(20);
   상기 흡입부(20)를 통해 흡입된 차가운 공기를 과열된 부품으로 안내하며, 차가운 공기를 분사하는 제1 분사노즐이 형성되는 냉풍관(30);
   상기 흡입부(20)를 통해 흡입된 더운 공기를 에어탱크(4), 컴프레이셔 또는 브레이크 에어라인(5)으로 안내하며, 더운 공기를 분사하는 제2 분사노즐이 형성되는 온풍관(40);
   상기 흡입부(20)를 통해 흡입된 공기가 냉풍관(30) 또는 온풍관(40)으로 이동되도록 경로를 제공하는 쓰로틀밸브(50);
   브레이크 드럼(1), 결속 드럼(2), 에어탱크(4), 컴프레이셔 그리고 에어라인(5)의 발열을 감지하는 비접촉식 온도측정센서(60)와;
   상기 비접촉식 온도측정센서(60)에서 측정된 온도 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 제1 무선 통신부;
   타이어(3)의 공기압력을 측정하는 타이어 공기압 측정센서(70);
   상기 천공(15)에 설치되어 상기 흡입부(20)의 작동에 의한 흡입 풍압에 의해 개방되는 공기이동 제어판(80); 및
   상기 비접촉식 온도측정센서(60)에 의해 측정된 온도 및 상기 타이어 공기압 측정센서(70)에 의해 측정된 공기압력에 따라 상기 흡입부(20)와 쓰로틀밸브(50)의 작동을 제어하는 제어부(90);
   를 포함하는 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 타이어 공기압 측정센서(70)에서 측정된 공기압력 데이터를 RF 통신 또는 무선통신을 통해 출력하는 제2 무선 통신부; 및
   상기 타이어 공기압 측정센서(70)와 제2 무선 통신부를 내부에 수용 패킹하는 패킹부;
   를 포함하는 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 타이어 공기압 측정센서(70)는,
   타이어의 공기압력과 타이어의 온도를 모두 측정할 수 있는 타이어 측정센서로 구현되는 것,
   을 특징으로 하는 자동차 부품의 과열방지 및 동결방지를 위한 장치.

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