KR101676860B1 - 송신 장치, 타이어 상태 감시 시스템, 및 타이어 조립체 - Google Patents
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Abstract
타이어 정보 감시 시스템에 이용하는 송신 장치는, 타이어 정보를 감지하는 평면상(平面狀)의 센서 검출면을 가지는 센서와, 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와, 상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동(空洞) 영역을 연통(連通)하는 직선상(直線狀)으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비한다. 상기 통기 구멍의 내측 개구부(開口部)는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사하고, 또한, 상기 센서 검출면에 평행하게 연장된 상기 내부 공간의 벽면에 설치되어 있다. 상기 내부 공간으로부터 상기 타이어 공동 영역으로 연장되는 상기 통기 구멍의 연재(延在) 방향과, 상기 센서 검출면의 법선 방향과의 사이의 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이다.
Description
본 발명은, 타이어 공동(空洞) 영역에 설치되고, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치, 이 송신 장치를 이용한 타이어 상태 감시 시스템, 및 타이어 조립체에 관한 것이다.
종래로부터, 차량에 장착된 타이어의 공기압을 점검 관리하는 것이, 타이어의 내구성 향상, 내마모성 향상, 연비의 향상, 혹은, 승차감의 향상, 나아가서는, 조종 성능의 향상의 점에서 요망되고 있다. 이 때문에, 타이어의 공기압을 감시하는 시스템이 여러 가지 제안되고 있다. 이 시스템은, 일반적으로, 차륜(車輪)에 장착된 타이어의 공기압의 정보를 검출하고, 그 정보를 송신하는 송신 장치를 각 차륜의 타이어 공동 영역에 설치하는 것과 함께, 각 타이어의 공기압의 정보를 송신 장치로부터 취득하여 타이어의 공기압을 감시한다.
한편, 타이어가 펑크났을 때에, 타이어와 림에 의하여 끼워진 타이어 공동 영역 내에 주입하는 펑크 수리액이 자주 이용되고 있다. 이 펑크 수리액은 액체이기 때문에, 펑크 수리액이 타이어 공동 영역에 주입되면, 타이어 공동 영역 내에 면하는 타이어 내표면(內表面) 외, 타이어 공동 영역에 설치된 송신 장치에도 펑크 수리액이 부착하고, 경우에 따라서는 고화(固化)하여 송신 장치에 설치된 개구부(開口部)를 막고, 공기압의 계측에 영향을 준다고 하는 문제가 있다.
이 문제에 대하여, 검출용의 연통부(連通部)로부터의 이물의 침입을 방지하여, 정상인 검출 상태를 보지(保持)할 수 있는 차륜 상태 검출 장치가 제안되고 있다(특허문헌 1).
구체적으로는, 차륜 상태 검출 장치의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 밸브에는, 케이스에 설치된 연통 구멍을 개폐하는 연통부 개폐 기구가 설치되어 있다. 펑크 수리 시에 그 펑크 수리액이 연통 구멍을 통하여 검출 공간에 침입하는 것이 규제된다. 이 연통부 개폐 기구는, 덮개 및 비틀림 코일 용수철을 포함하는 메카적 기구에 의하여 구성되고, 차륜에 작용하는 원심력에 의하여 연통 구멍이 자동적으로 개폐되도록 되어 있다.
또한, 펑크 수리액을 이용하여 타이어의 펑크를 수리하여도, 여전히 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치 및 타이어의 이상의 유무를 판정하는 타이어 정보 감시 시스템이 알려져 있다(특허문헌 2).
당해 송신 장치는, 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를, 타이어 정보로서 검출하는 센서와, 검출한 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와, 센서 및 송신기를 덮는 벽을 구비한 케이스를 가진다. 케이스는, 케이스의 벽에 의하여 타이어 공동 영역으로부터 구획된 내부 공간을 구비한다. 이 케이스에는, 벽을 관통하여 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연통하는 통기 구멍이 설치되어 있다. 이때, 통기 구멍의, 타이어 공동 영역에 면하는 케이스의 표면에 있어서의 외측 개구부의 개구 면적은, 0.4mm2 이하이고, 이 통기 구멍의, 내부 공간에 면한 케이스의 표면에 있어서의 내측 개구부는, 외측 개구부에 비하여 개구 면적이 넓다.
그러나 상술의 차륜 상태 검출 장치의 연통부 개폐 기구는, 덮개 및 비틀림 코일 용수철을 포함하는 메카적 기구에 의하여 구성되기 때문에, 장치 자체가 복잡하게 되고, 코스트도 든다고 하는 문제가 생긴다.
한편, 타이어 정보 감시 시스템의 송신 장치에서는, 펑크 수리액을 이용하여 타이어의 펑크를 수리하여도, 여전히 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 검출하고 송신할 수 있지만, 외측 개구부의 개구 면적은 0.4mm2 이하이기 때문에, 미세하고 정확한 가공이 필요하다.
본 발명은, 상술한 타이어 정보 감시 시스템의 송신 장치와는 다른 형태를 이용한 송신 장치이고, 펑크 수리액을 이용하여 타이어의 펑크를 수리하여도, 여전히 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치, 이 송신 장치를 이용하여 타이어의 이상의 유무를 판정하는 타이어 정보 감시 시스템, 및 타이어 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 태양(態樣)은, 타이어 공동 영역에 설치되고, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치이다. 당해 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상(平面狀)의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통하는 직선상(直線狀)으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비한다.
상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재(延在) 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치된다.
상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
본 발명의 다른 일 태양은, 타이어 조립체이다. 당해 타이어 조립체는,
타이어와,
상기 타이어에 장착된 림과,
상기 타이어와 상기 림의 사이의 타이어 공동 영역에 설치된, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치를 구비한다.
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통하는 직선상으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비한다.
상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치된다.
상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
또한, 본 발명의 다른 일 태양은, 타이어 상태 감시 시스템이다.
상기 시스템은, 송신 장치와, 수신 장치와, 감시부를 구비한다.
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통하는 직선상으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비한다.
이때, 상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치되고, 상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이다.
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다.
상기 수신 장치는, 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신한다.
상기 감시부는, 상기 타이어 정보에 기초하여, 타이어의 이상의 유무를 판정하고, 판정 결과를 보지(報知)한다.
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상기 송신 장치, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치의 각 태양에 있어서, 상기 통기 구멍을 상기 내부 공간에 가상적으로 연장하였을 때, 가상한 상기 통기 구멍의 연장 부분은, 상기 센서 검출면이 아니라, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 면한 내벽면에 닿는 것이 바람직하다.
또한, 상기 송신 장치, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치의 각 태양에 있어서, 상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부는, 상기 케이스의 외벽면으로부터 돌출한 부분의, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 경사면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 송신 장치, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치의 각 태양에 있어서, 상기 내부 공간은, 상기 케이스의 상기 돌출한 부분에 있어서의 내벽면과, 상기 센서 검출면을 포함하는 상기 센서의 외주면에 의하여 구획된 공간인 것이 바람직하다.
상기 송신기, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치는, 타이어에 공기를 충전하는 타이어 밸브에 연결되어 설치된다.
상기 타이어 밸브로부터 상기 타이어 공동 영역에 도입되는 공기의 상기 타이어 공동 영역 측의 공기 도입구의 중심 위치와, 상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부의 중심 위치와, 상기 내측 개구부의 중심 위치를, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보는 것과 함께, 상기 외측 개구부의 중심 위치를 통과하고, 상기 공기 도입구의 중심 위치로부터 상기 외측 개구부의 중심 위치를 향하는 직선에 직교하는 가상 평면을 상정(想定)하였을 때, 상기 내측 개구부의 중심 위치는, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보았을 때의 상기 가상 평면에 대응하는 가상 직선을 경계선으로 하여 상기 공기 도입구의 중심 위치와 같은 측에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 송신 장치, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치의 각 태양에 있어서, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 잰 상기 내부 공간의 내벽면의 최대 높이를 가지는 최대 높이 영역은, 상기 센서 검출면에 직교하는 방향에서 평면으로부터 보아 상기 최대 높이 영역, 상기 통기 구멍 및 상기 센서 검출면을 보았을 때, 상기 통기 구멍의 상기 내측 개구부와 상기 센서 검출면과의 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
이러한 태양의 상기 송신 장치, 상기 타이어 조립체의 상기 송신 장치, 및 상기 시스템의 상기 송신 장치에서는, 상기 센서 검출면의 법선 방향과, 상기 타이어의 타이어 직경 방향의 외측 방향과의 사이의 이루는 각도는 0도 ~ 15도인 것이 바람직하다.
본 발명의 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템에 의하면, 펑크 수리액을 이용하여 타이어의 펑크를 수리하여도, 여전히 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 검출하고 송신 장치로부터 적절한 타이어 정보를 송신할 수 있다.
도 1은 타이어 상태 감시 시스템의 일 실시 형태인 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전체 개요를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 송신 디바이스가 타이어 공동 영역 내에 고정된 타이어 조립체의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시하는 송신 디바이스가 타이어 밸브와 일체화(一體化)한 디바이스 전체를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 A-A선을 따른 송신 디바이스의 방향으로부터 본 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시하는 송신 디바이스의 회로 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시하는 감시 장치의 회로 구성도이다.
도 7은 도 4에 도시하는 돌출부의 주변을 확대한 모식도이다.
도 8은 도 4에 도시하는 돌출부의 주변을 확대하여, 펑크 수리액의 액적이 진입한 상태를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계를 보다 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시하는 돌출부 내의 펑크 수리액의 포획을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계의 일례를 보다 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계의 보다 바람직한 예를 도시하는 도면이다.
도 13a는 본 실시 형태의 변형예 1을 도시하는 도면이다.
도 13b는 본 실시 형태의 변형예 2를 도시하는 도면이다.
도 13c는 본 실시 형태의 변형예 3을 도시하는 도면이다.
도 13d는 본 실시 형태의 변형예 4를 도시하는 도면이다.
도 13e는 본 실시 형태의 변형예 5를 도시하는 도면이다.
도 13f는 본 실시 형태의 변형예 5를 도시하는 도면이다.
도 14는 비교예에 이용한 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 송신 디바이스가 타이어 공동 영역 내에 고정된 타이어 조립체의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시하는 송신 디바이스가 타이어 밸브와 일체화(一體化)한 디바이스 전체를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 A-A선을 따른 송신 디바이스의 방향으로부터 본 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시하는 송신 디바이스의 회로 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시하는 감시 장치의 회로 구성도이다.
도 7은 도 4에 도시하는 돌출부의 주변을 확대한 모식도이다.
도 8은 도 4에 도시하는 돌출부의 주변을 확대하여, 펑크 수리액의 액적이 진입한 상태를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계를 보다 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시하는 돌출부 내의 펑크 수리액의 포획을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계의 일례를 보다 구체적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계의 보다 바람직한 예를 도시하는 도면이다.
도 13a는 본 실시 형태의 변형예 1을 도시하는 도면이다.
도 13b는 본 실시 형태의 변형예 2를 도시하는 도면이다.
도 13c는 본 실시 형태의 변형예 3을 도시하는 도면이다.
도 13d는 본 실시 형태의 변형예 4를 도시하는 도면이다.
도 13e는 본 실시 형태의 변형예 5를 도시하는 도면이다.
도 13f는 본 실시 형태의 변형예 5를 도시하는 도면이다.
도 14는 비교예에 이용한 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 송신 장치, 타이어 상태 감시 시스템, 및 타이어 조립체에 관하여, 첨부 도면에 도시하는 실시 형태에 기초하여 설명한다.
(타이어 공기압 모니터링 시스템의 개요)
도 1은, 타이어 정보 감시 시스템의 실시 형태인 타이어 공기압 모니터링 시스템(10)의 전체 개요를 도시하는 도면이다.
타이어 공기압 모니터링 시스템(이하, 시스템이라고 한다)(10)은, 차량(12)에 탑재되어 있다. 시스템(10)은, 차량(12)의 각 타이어(14a, 14b, 14c, 14d)의 타이어 공동 영역에 설치된 공기압 정보 송신 디바이스(이하, 송신 디바이스라고 한다)(16a, 16b, 16c, 16d)와, 감시 장치(18)를 가진다.
송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)의 각각은, 타이어(14)와 림(19)(도 2 참조)으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 공기의 압력에 관한 정보를, 타이어 정보로서 검출하고, 이 타이어 정보를 감시 장치(18)에 무선으로 송신한다. 이후, 송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)를 정리하여 설명할 때, 송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)를 총칭하여 송신 디바이스(16)라고 한다.
(송신 디바이스의 구성)
도 2는, 송신 디바이스(16)가 타이어 공동 영역 내에 고정된 타이어 조립체의 일례를 설명하는 도면이다. 도 3은, 도 2에 도시하는 송신 디바이스(16)가 타이어 밸브(20)와 일체화한 디바이스 전체를 도시하는 사시도이다.
타이어 조립체는, 타이어(14)와 림(19)과 송신 디바이스(16)를 포함한다. 림(19)은 타이어(14)에 장착된다. 송신 디바이스(16)는, 후술하는 바와 같이, 타이어(14)와 림(19)의 사이의 타이어 공동 영역에 설치되고, 타이어 정보를 송신한다.
구체적으로는, 송신 디바이스(16)는, 타이어 공동 영역 측으로 연장되는 타이어 밸브(20)의 단부(端部)에 설치되고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 타이어 밸브(20)가 림(19)에 기계적으로 고정되는 것에 의하여, 타이어 공동 영역 내에 고정되어 배치된다. 또한, 송신 디바이스(16)는, 타이어(14)의 둘레 방향(도 2의 X 방향)으로 연장되는 케이스(22)를 가진다. 여기에서, 타이어(14)의 둘레 방향이란, 타이어 회전축의 둘레에 타이어(14)의 트레드(tread)부를 회전시켰을 때의 트레드부의 회전 방향, 즉 타이어(14)의 회전 방향을 말한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 타이어 밸브(20)는, 타이어(14)의 둘레 방향의 회전 방향(도 2의 X 방향)에 직교하는 방향(도 2의 Y 방향)으로 연장되도록 설치된다. 타이어 직경 방향은, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향을 말하고, 타이어 직경 방향의 외측 방향은, 타이어의 회전축으로부터 멀어지는 방향을 말한다.
도 4는, 도 3에 도시하는 A-A선을 따른 송신 디바이스(16)의 방향으로부터 본 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 송신 디바이스(16)는, 케이스(22)와, 케이스(22)의 내부에 설치된 회로(24)를 가진다. 회로(24)는, 기판(26)과, 기판(26)에 설치된 센서 유닛(28)과, 송신기(30)와, 처리 유닛(32)과, 전원부(34)와, 안테나(40)(도 5 참조)를 가진다. 케이스(22)의 내부에는, 내부 공간(38)이 설치되어 있다.
센서 유닛(28)은, 공기압을 검출하기 위한 센서 검출면(28c)을 가지고, 센서 검출면(28c)은, 내부 공간(38)에 면하는 벽면으로 되어 있다. 따라서 센서 유닛(28)은, 내부 공간(38)의 압력을 감지할 수 있다.
케이스(22)에는, 케이스(22)의 내부 공간(38)과 타이어 공동 영역의 사이를 연통하는 하나의 통기 구멍(36)이, 케이스(22)의 벽을 관통하도록 설치되어 있다. 케이스(22)에는, 그 외벽면으로부터 돌출한 돌출부(35)가 외벽면에 설치되고, 돌출부(35)의 내측에 내부 공간(38)이 설치되어 있다. 이 케이스(22)의 돌출부(35)의 경사면에는 통기 구멍(36)이 설치되어 있다. 통기 구멍(36)은, 내부 공간(38)과 타이어 공동 영역을 연통하는 구멍이다. 내부 공간(38)은, 케이스(22)의 돌출부(35)에 있어서의 내벽면과 센서 유닛(28)의 센서 검출면(28c)을 포함하는 외주면으로 구획되어 있다. 케이스(22)의 내벽면과 회로(24)와의 사이의 간극은, 내부 공간(38)을 남겨 봉지(封止) 수지(39)로 충전되어 있다. 센서 검출면(28c)은, 센서 검출면(28c)에 펑크 수리액의 액적이 만일 충돌하여 부착하여도, 타이어의 회전에 의하여 생기는 원심력에 의하여 펑크 수리액이 타이어 직경 방향의 외측 방향을 향하여 이동하도록, 센서 검출면(28c)은, 타이어 직경 방향의 외측 방향을 향하고 있다. 본 실시 형태에서는, 센서 검출면(28c)의 방향(법선 방향)과 타이어 직경 방향의 외측 방향과의 사이의 이루는 각도는 0도 ~ 15도인 것이 바람직하다. 따라서 센서 검출면(28c)의 법선 방향의 타이어 직경 방향의 외측 방향에 대한 각도가 15도를 상한(上限)으로 하여, 센서 유닛(28)은 케이스(22)에 설치되는 것이 바람직하다.
케이스(22)의 돌출부(35)에 설치된 통기 구멍(36)의 단면적은 통기 구멍(36)의 연재 방향을 따라 일정하다. 내부 공간(38)에 면하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부는, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향(도 4의 지면(紙面)에 대하여 수직 방향)으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면에 설치되어 있다. 여기에서, 도 4의 지면에 대해서 수직 방향으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면은, 도 4의 지면에 대하여 수직 방향으로 연장되는 평면 외, 곡면을 포함한다. 나아가, 통기 구멍(36)의, 내부 공간(38)으로부터 타이어 공동 영역으로 연장되는 연재 방향과, 센서 유닛(28)의 공기를 감지하는 센서 검출면(28c)의 법선 방향과의 사이의 이루는 각도는 10도 이상 120도 이하, 바람직하게는, 30도 이상 120도 이하로 되어 있다. 통기 구멍(36), 내부 공간(38) 및 센서 검출면(28c)과의 사이의 위치 관계에 관하여는, 이후에서 상세하게 설명한다.
도 5는, 송신 디바이스(16)의 회로 구성도이다.
센서 유닛(28)은, 공기압 센서(28a)와 A/D 변환기(28b)를 가진다. 공기압 센서(28a)는, 케이스(22) 내의 내부 공간(38)의 공기압을 감지하고, 압력 신호를 출력한다. 여기에서, 내부 공간(38)은, 통기 구멍(36)을 통하여 타이어 공동 영역과 연통하고 있기 때문에, 공기압 센서(28a)는, 타이어 공동 영역의 공기압을 감지할 수 있다.
A/D 변환기(28b)는, 공기압 센서(28a)로부터 출력된 압력 신호를 디지털 변환하고, 압력 데이터를 출력한다.
처리 유닛(32)은, 중앙 처리부(32a)와 기억부(32b)를 가진다. 중앙 처리부(32a)는, 기억부(32b)의 반도체 메모리에 격납되어 있는 프로그램에 기초하여 동작한다. 중앙 처리부(32a)는, 전력이 공급되어 구동하면, 센서 유닛(28)으로부터 보내져 오는 압력 데이터를 소정 시간 간격, 예를 들어 5분마다, 송신기(30)를 통하여 감시 장치(18)에 공기압의 정보인 압력 데이터를 송신하도록 제어한다. 기억부(32b)에는 송신 디바이스(16)의 고유의 식별 정보가 미리 기억되어 있고, 중앙 처리부(32a)는 압력 데이터와 함께 식별 정보를 감시 장치(18)에 송신하도록 제어한다.
기억부(32b)는, 중앙 처리부(32a)를 동작하는 프로그램이 기록되어 있는 ROM과, 예를 들어 EEPROM 등의 다시 쓰기 가능한 불휘발성의 메모리를 구비한다. 송신 디바이스(16)의 고유의 식별 정보는, 기억부(32b)의 다시 쓰기 불가 영역에 기억되어 있다.
송신기(30)는, 발진(發振) 회로(30a)와, 변조 회로(30b)와, 증폭 회로(30c)를 가진다.
발진 회로(30a)는, 반송파(搬送波) 신호, 예를 들어 315MHz대의 주파수의 RF 신호를 생성한다.
변조 회로(30b)는, 중앙 처리부(32a)로부터 보내진 압력 데이터와 송신 디바이스(16)의 고유의 식별 정보를 이용하여, 반송파 신호를 변조하여 송신 신호를 생성한다. 변조 방식은, 진폭 편이 변조(ASK), 주파수 변조(FM), 주파수 편이 변조(FSK), 위상 변조(PM), 위상 편이 변조(PSK) 등의 방식을 이용할 수 있다.
증폭 회로(30c)는, 변조 회로(30b)에서 생성된 송신 신호를 증폭한다. 증폭된 송신 신호는, 안테나(40)를 통하여, 감시 장치(18)에 무선으로 송신된다.
전원부(34)는, 예를 들어 이차 배터리가 이용되고, 센서 유닛(28)과, 송신기(30)와, 처리 유닛(32)에 전력을 공급한다.
(감시 장치의 구성)
도 6은, 감시 장치(18)의 회로 구성도이다.
감시 장치(18)는, 예를 들어 차량(12)의 운전석의 위치에 배치되고, 운전자에게 공기압의 정보를 보지(報知)한다. 감시 장치(18)는, 안테나(52)와, 수신부(54)와, 수신 버퍼(56)와, 중앙 처리부(58)와, 기억부(60)와, 조작부(62)와, 스위치(64)와, 표시 제어부(66)와, 표시부(68)와, 전원부(70)를 가진다.
안테나(52)는, 송신 디바이스(16)의 송신 주파수와 같은 주파수에 정합되고, 수신부(54)에 접속되어 있다.
수신부(54)는, 송신 디바이스(16)로부터 송신된 소정의 주파수의 송신 신호를 수신하고, 복조(復調) 처리를 하여 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 꺼낸다. 이들의 데이터는, 수신 버퍼(56)에 출력된다.
수신 버퍼(56)는, 수신부(54)로부터 출력된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 일시적으로 격납한다. 격납된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터는, 중앙 처리부(58)로부터의 지시에 따라, 중앙 처리부(58)에 출력된다.
중앙 처리부(58)는, 주로 CPU로 구성되고, 기억부(60)에 기억되어 있는 프로그램에 기초하여 동작한다. 중앙 처리부(58)는, 수신한 압력 데이터와 식별 정보의 데이터에 기초하여, 식별 정보마다 타이어(14a ~ 14d)의 공기압을 감시한다. 구체적으로는, 압력 데이터에 기초하여, 타이어(14a ~ 14d)의 이상의 유무를 판정하고, 판정 결과를 운전자에게 보지(報知)한다. 타이어의 이상의 유무를 판정한다는 것은, 예를 들어, 공기압이 비정상으로 낮아지거나, 혹은 단시간에 급격하게 저하하여, 타이어가 펑크나 있는지 여부를 판정하는 것을 말한다.
중앙 처리부(58)는, 판정 결과를 표시 제어부(66)에 출력하고, 표시 제어부(66)를 통하여 판정 결과를 표시부(68)에 출력시킨다.
나아가, 중앙 처리부(58)는, 조작부(62)로부터의 정보나 스위치(64)로부터의 정보에 따라, 송신 디바이스(16)와의 사이의 통신 방식 등의 초기 설정을 행한다. 또한, 조작부(62)로부터의 정보에 의하여, 중앙 처리부(58)에 있어서 타이어의 이상의 유무의 판정을 행하기 위한 판정 조건을 설정할 수도 있다.
기억부(60)는, 중앙 처리부(58)의 CPU를 동작하는 프로그램이 기억된 ROM과 EEPROM 등의 불휘발성 메모리를 가진다. 이 기억부(60)에는, 제조 단계에서, 송신 디바이스(16)와의 사이의 통신 방식의 테이블이 기억되어 있다. 송신 디바이스(16)와 감시 장치(18)는, 초기 단계에 있어서 미리 설정되어 있는 통신 방식으로 통신한다. 통신 방식 테이블에는, 송신 디바이스(16)의 각각의 고유의 식별 정보에 대응하여, 통신 프로토콜, 전송 비트 레이트, 데이터 포맷 등의 정보가 포함되어 있다. 이들의 정보는, 조작부(62)로부터의 입력에 의하여 자재(自在)로 설정 변경을 할 수 있다.
조작부(62)는, 키보드 등의 입력 디바이스를 포함하고, 각종 정보나 조건을 입력하기 위하여 이용된다. 스위치(64)는, 초기 설정의 개시를 중앙 처리부(58)에 지시하기 위하여 이용된다.
표시 제어부(66)는, 중앙 처리부(58)로부터의 판정 결과에 따라, 타이어(14a ~ 14d)의 장착 위치에 대응시켜 타이어의 공기압을 표시부(68)에 표시시키도록 제어한다. 그때, 표시 제어부(66)는, 타이어가 펑크 상태에 있다고 하는 판정 결과도, 표시부(68)에 동시에 표시시키도록 제어한다.
전원부(70)는, 차량(12)에 탑재되어 있는 배터리로부터 공급된 전력을, 감시 장치(18)의 각 부분에 적절한 전압으로 제어하여, 도시하지 않는 전원 라인을 통하여 전력을 공급한다.
이와 같이, 송신 디바이스(16)와 감시 장치(18)는 구성된다.
(송신 디바이스의 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면)
도 7, 8은, 도 4에 도시하는 돌출부(35) 주변을 확대하여 기재한 모식도이다.
도 7, 8에서는, 돌출부(35)를 강조하기 위하여, 돌출부(35)는 센서 유닛(28)에 비하여 크게 기재하고 있다. 도 8은, 도 4에 도시하는 돌출부(35)의 주변을 확대하여, 펑크 수리액의 액적이 진입한 상태를 설명하고 있다.
여기에서, 내부 공간(38)에 면하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)는, 내부 공간(38)의 벽면(38a)에 설치되어 있다. 이 벽면(38a)은, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향(도 7 중의 N 방향) 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 나아가, 통기 구멍(36)의, 내부 공간(38)으로부터 타이어 공동 영역으로 연장되는 연재 방향(도 7 중의 화살표의 방향)과, 센서 유닛(28)의 공기를 감지하는 센서 검출면(28c)의 법선 방향(도 7 중의 N 방향)과의 사이의 각도(θ)(도 7 참조)는 10도 이상 120도 이하로 되어 있다. 통기 구멍(36)은, 돌출부(35)의 경사면 35a, 35b 중, 경사가 강한 경사면 35a에 설치되어 있다.
이와 같은 통기 구멍(36)의 구성을 이용하는 것에 의하여, 도 8에 도시하는 바와 같이, 통기 구멍(36)을 통하여 펑크 수리액의 액적(D)이 내부 공간(38)에 진입하였다고 하여도, 센서 검출면(28c)의 도 7 중의 상방(上方)에 위치하는 통기 구멍(36)의 연재 방향은 센서 검출면(28c)의 법선 방향에 대하여 각도 θ = 10도 ~ 120도로 경사하고 있기 때문에, 액적(D)은 내측 개구부(36a)에 대향하는 내부 공간(38)의 내벽면 등에 닿고 액적(D)은 센서 검출면(28c)으로부터 멀어진 내벽면 상의 장소에 충돌하여 막상(膜狀)으로 퍼진다. 한편, 내측 개구부(36a)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면(38a)에 설치되어 있기 때문에, 내측 개구부(36a)보다도 충분히 면적이 큰 내부 공간(38)의 벽면에 막상으로 퍼진 펑크 수리액의 일부가 내측 개구부(36a)로 되돌아오는 것은 적어진다. 이 때문에, 내부 공간(38) 내의 액적(D) 혹은 미소(微小) 액적이 내측 개구부(36a)에 부착하거나, 혹은 그 주위에 부착하여, 통기 구멍(36)을 막는 것은 적어진다.
도 9는, 통기 구멍(36), 내부 공간(38), 및 센서 검출면(28c)의 위치 관계를 보다 구체적으로 도시하는 도면이다. 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N)을 따라, 센서 검출면(28c)을 내부 공간(38)의 내벽면에 투사하여 얻어지는 내벽면 상의 영역을 투사 영역(P)(도 9 중 굵은 선 부분)으로 한다. 이때, 센서 검출면(28c)을 기준으로 하여 법선 방향(N)을 따라 잰 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이 H1는, 센서 검출면(28c)을 기준으로 하여 법선 방향(N)을 따라 잰 투사 영역(P)에 있어서의 높이 중 최대 높이 H2에 비하여 높다. 최대 높이 H1을 최대 높이 H2에 비하여 높게 하는 것에 의하여, 비록 원심력이 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N)에 작용하여도, 액적(D)이 도 10에 도시하는 바와 같이, 최대 높이 H1의 주변에 모여, 이 위치에서 고화하기 때문에, 액적(D)이 내측 개구부(36a)로부터 통기 구멍(36)에 진입하여 고화하는 것은 적어진다.
나아가, 센서 검출면(28c)을 기준으로 하여 잰 내부 공간(38)의 내벽면의 높이 중 최대 높이를 가지는 최대 높이 영역(RH1)을 정한다. 이때, 도 11에 도시하는 바와 같이, 센서 검출면(28c)에 직교하는 방향에서 평면으로부터 보아 최대 높이 영역(RH1), 통기 구멍(36) 및 센서 검출면(28c)을 보았을 때, 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)와 센서 검출면(28c)과의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 위치 관계에 센서 검출면(28c), 최대 높이 영역(RH1), 및 통기 구멍(36)을 배치하는 것으로, 도 10에 도시하는 바와 같이 지면 상방향(上方向)으로 원심력이 작용하였다고 하여도, 최대 높이 영역(RH1)의 주변에 확실히 액적(D)을 포획할 수 있어, 액적(D)이 내측 개구부(36a)로부터 통기 구멍(36)에 진입하여 고화하는 것은 적어진다.
특히, 통기 구멍(36)을 내부 공간(38)으로 가상적으로 연장하였을 때, 가상한 통기 구멍(36)의 연장 부분은, 센서 검출면(28c)이 아니라, 내부 공간(38)의 내벽면에 닿는 것이 바람직하다. 통기 구멍(36)을 통하여 내부 공간(38)에 진입한 액적(D)이 내부 공간(38)의 내벽면에 닿는 것이 많아지고, 액적(D)이 통기 구멍(36)으로부터 센서 검출면(28c)에 직접 닿아 부착하고 고화하는 것은 적다. 또한, 액적(D)이 내부 공간(38)의 내벽면에 닿는 것이 많아지기 때문에, 액적(D)은 센서 검출면(28c)으로부터 멀어진 벽면 상(上)의 장소에서 막상으로 퍼진다. 그러나 펑크 수리액은, 내측 개구부(36a)보다도 충분히 면적이 큰 내부 공간(38)의 벽면에 막상으로 퍼져 있기 때문에, 펑크 수리액의 일부가 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)로 되돌아오는 것은 적어진다. 이 때문에, 액적(D)이 내측 개구부(36a)로부터 통기 구멍(36)에 진입하여 고화하는 것은 보다 한층 적어진다.
또한, 도 8 내지 도 11에 도시되는 바와 같이, 통기 구멍(36)의 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부는, 케이스(22)의 외벽면으로부터 돌출한 돌출부의, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 경사면에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 경사면에는, 센서 검출면(28c)에 대하여 수직인 벽면도 포함된다. 이와 같이 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 경사면에 통기 구멍(36)의 외측 개구부를 설치하는 것에 의하여, 각도(θ)를 용이하게 10도 이상 120도 이하로 할 수 있다.
도 12는, 도 7에 도시하는 통기 구멍, 내부 공간, 및 센서 검출면의 위치 관계의 보다 바람직한 예를, 센서 검출면(28c)에 대하여 수직 방향에서 평면으로부터 보았을 때의 평면도이다. 송신기(30)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 타이어(14)에 공기를 충전하는 타이어 밸브(20)에 연결되어 설치되어 있다. 타이어 밸브(20)로부터 타이어 공동 영역에 도입되는 공기의 타이어 공동 영역 측의 공기 도입구(20a)(도 12 참조)의 중심 위치(X)(도 12 참조)와, 통기 구멍(36)의 타이어 공동 영역에 접하는 외측 개구부(36b)(도 12 참조)의 중심 위치(Y)(도 12 참조)와, 내측 개구부(36a)의 중심 위치(Z)(도 12 참조)를, 센서 검출면(28c)에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 본다. 그리고 공기 도입구(20a)의 중심 위치(X)로부터 외측 개구부(36b)의 중심 위치(Y)를 향하는 직선에 직교하는 가상 평면이고, 외측 개구부(36b)의 중심 위치(Y)를 통과하는 가상 평면을 상정한다. 이때, 도 12에 도시하는 바와 같이, 내측 개구부(36a)의 중심 위치(Z)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보았을 때의 가상 평면에 대응하는 가상 직선(α)을 경계선으로 하여 공기 도입구(20a)의 중심 위치(X)와 같은 측에 위치하는 것이 바람직하다. 덧붙여, 가상 직선(α)은 외측 개구부(36b)의 중심 위치(Y)를 통과하는 직선이다. 타이어(14)가 펑크났을 때, 펑크 수리액은, 타이어 밸브(20)로부터 공기 도입구(20a)를 통과하여 타이어 공동 영역 내에 도입되기 때문에, 송신기(30)의 공기 도입구(20a)로부터 타이어 공동 영역 내에 힘있게 펑크 수리액은 도입된다. 그러나 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)의 중심 위치(Z)가, 가상 직선(α)을 경계선으로 하여 공기 도입구(20a)의 중심 위치(X)와 같은 측에 위치하도록 통기 구멍(36)을 설치하는 것에 의하여, 상기 공기 도입구(20a)로부터 도입된 펑크 수리액이 직접, 통기 구멍(36)의 외측 개구부(36b)에 부착하고 한층 더 통기 구멍(36)에 진입하는 것은 적어진다.
(변형예 1 내지 5)
도 13a 내지 13c는, 본 실시 형태의 변형예 1, 2, 3을 도시하는 도면이다. 변형예 1 내지 3은, 모두, 통기 구멍(36)의 연재 방향과 센서 검출면(28c)의 법선 방향과의 사이의 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이다. 나아가, 내부 공간(38)에 접하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한 센서 검출면(28c)의 법선 방향과 통기 구멍(36)의 연재 방향에 직교하는 방향으로 연장된 내부 공간의 벽면(38a)에 설치되어 있다. 따라서 상술한 본 실시 형태와 마찬가지의 효과를 가진다.
도 13a에 도시하는 변형예 1에서는, 케이스(22)의 외벽면으로부터 돌출한 구면상(球面狀)의 돌출부(35)가 외벽면에 설치되어 있다. 구면상의 돌출부(35)의 내벽면은, 내부 공간(38)의 구면상을 이룬 벽면이고, 이 벽면은 센서 검출면(28c)의 법선 방향과 통기 구멍(36)의 연재 방향에 직교하는 방향으로 적어도 연장되어 있다. 즉, 센서 검출면(28c)의 법선 방향과 통기 구멍(36)의 연재 방향에 직교하는 방향으로 연장된 내부 공간의 벽면(38a)에는, 구면상을 이룬 벽면도 포함된다.
도 13b에 도시하는 변형예 2에서는, 케이스(22)의 외벽면으로부터 돌출한 돌출부(35)가 외벽면에 설치되어 있다. 이 돌출부(35)는, 도 13b의 지면 수직 방향으로 연장되어 있다. 변형예 2에 있어서도, 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 센서 검출면(28c)을 기준으로 하여 법선 방향(N)을 따라 잰 투사 영역(P)에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높다. 그러나 최대 높이(H1)와 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)의 센서 검출면(28c)으로부터의 최대 높이가 같기 때문에, 도 10에 도시하는 바와 같이 펑크 수리액을 최대 높이 영역(RH1)에서 포획할 수는 없다. 그러나 내부 공간(38)에 접하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한 센서 검출면(28c)의 법선 방향과 통기 구멍(36)의 연재 방향에 직교하는 방향으로 연장된 내부 공간의 벽면(38a)에 설치되어 있다. 이 때문에, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 펑크 수리액의 일부가 내측 개구부(36a)로 되돌아오는 것은 극히 적어진다.
도 13c에 도시하는 변형예 3에서는, 케이스(22)의 돌출부(35)의 외측 개구부(36b)는, 돌기(35c)에 의하여 둘러싸여 있다. 이와 같은 돌기(35c)가 설치되는 것에 의하여, 케이스(22)에 부착한 펑크 수리액이 케이스(22)의 외벽면을 따라 외측 개구부(36b)의 주위로 흘러와도, 돌기(35c)에 의하여 외측 개구부(36b)에 가까워질 수 없다. 이 때문에, 돌기(35c)에 의하여, 타이어 펑크 수리액이 통기 구멍(36)에 진입하는 것을 막을 수 있다.
도 13d는 변형예 4를 도시하는 도면이다. 변형예 4에서는, 돌출부(35)가 도 13d의 지면 수직 방향으로 연장되어 있다. 즉, 변형예 4에서는, 내부 공간(38)에 면하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 수직 방향으로 입설(立設)되고(경사되고), 또한, 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N) 중 어느 쪽에도 직교하는 방향(도 13d의 지면 수직 방향)으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면에 설치되어 있다. 통기 구멍(36)의 연재 방향과, 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N)과의 사이의 각도(θ)가 90도로 되어 있다. 따라서 변형예 4도, 상술한 도 7에 도시하는 실시 형태와 마찬가지의 효과를 가진다.
도 13e, 도 13f는 변형예 5를 도시하는 도면이다. 변형예 5에서는, 돌출부(35)는 원기둥 형상으로 돌출하고 있지만, 돌출 선단(先端)의 면(35a)은, 케이스(22)의 외벽면에 대하여 경사하고 있다. 변형예 5에서는, 내부 공간(38)에 면하는 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)는, 센서 검출면(28c)에 대하여 수직 방향으로 입설되고(경사되고), 또한, 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N) 중 어느 쪽에도 직교하는 방향(도 13f의 지면 수직 방향)으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면에 설치되어 있다. 변형예 5에 있어서의 통기 구멍(36)의 내측 개구부(36a)가 설치되는 면은, 원기둥 형상의 곡면상으로 만곡한 측면이지만, 도 13f의 지면 수직 방향으로 연장되어 있다. 이 만곡한 곡면도, 통기 구멍(36)의 연재 방향 및 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N) 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 내부 공간(38)의 벽면에 포함된다. 또한, 변형예 5에 있어서의 통기 구멍(36)의 연재 방향과, 센서 검출면(28c)의 법선 방향(N)과의 사이의 각도(θ)는 90도로 되어 있다. 따라서 변형예 5도, 상술한 도 7에 도시하는 실시 형태와 마찬가지의 효과를 가진다.
(실험예)
본 실시 형태의 효과를 조사하기 위하여, 케이스(22)의 통기 구멍(36)의 형태를 여러 가지 변경하여, 올바른 공기압의 측정을 할 수 없게 될 때까지의 타이어의 주행 시간을 조사하였다.
구체적으로는, 송신 디바이스(16)를 195/65R15의 타이어(14)의 타이어 공동 영역 내에 설치하고, 타이어 공동 영역 내에 펑크 수리액을 주입하였다. 타이어(14)의 공기압은 200kPa로 하였다. 이 타이어(14)에 관하여, 실내 드럼 시험을 이용하여 30km/시의 주행 시험을 행하였다. 30분의 주행을 1주행 스텝으로 하고, 각 주행 스텝 후에 주행을 정지시키고, 타이어 공기압을 50kPa 감소시켜, 타이어의 공기압을 측정하였다. 공기압은, 감시 장치(18)를 이용하여 취득하였다. 올바른 공기압을 검출하는 경우, 즉, 압력 데이터가 50kPa 감소한 것을 나타내는 경우, 이 후, 공기압을 50kPa 늘려 원래대로 되돌리고, 다시 주행을 시키는 것을 반복하였다. 이 타이어의 주행 시험에 관하여, 올바른 공기압의 측정을 할 수 없게 될 때까지의 타이어의 주행 시간을 조사하였다. 주행 시간은 48시간을 상한으로 하고, 이 시간 동안, 올바른 공기압을 측정할 수 있으면, 펑크 수리액이 주입되어도 올바른 공기압을 장시간, 문제없이 측정할 수 있다고 평가하였다. 주행 시간이 48시간에 달하고 있지 않아도, 주행 시간이 5시간 이상이면, 합격 레벨로 하였다. 하기 표 1, 2에서는, 합격 레벨의 것을 가(可)로 하고, 불합격 레벨의 것을 불가(不可)로 하였다. 도 14는, 비교예 3에 이용한 통기 구멍(36), 내부 공간(38), 및 센서 검출면(28c)의 위치 관계를 설명하는 도면이다. 어느 예에 있어서도, 센서 검출면의 법선 방향은 타이어 직경 방향의 외측 방향이 되도록 센서를 설치하였다.
각도(θ)가 130도인 비교예 2에서는, 케이스(22)의 외벽면에 부착한 펑크 수리액이, 주행에 의한 원심력에 의하여 통기 구멍(36)의 위치로 이동하여 일부의 펑크 수리액이 통기 구멍(36) 내에 진입하는 것에 의하여, 통기 구멍(36) 내에서 펑크 수리액이 고화하여, 펑크 수리 테스트가 불가가 되었다.
이상으로부터, 통기 구멍(36)의 형태가, 도 7에 도시하는 형태 혹은 도 13b에 도시하는 형태여도, 각도(θ)를 10도 이상 120도 이하로 하는 것에 의하여, 펑크 수리 테스트가 합격 레벨이 되는 것을 알 수 있다. 도 13a에 도시하는 형태에 있어서도, 각도(θ)를 10도 이상 120도 이하로 하는 실시예 9, 10은, 펑크 수리 테스트가 합격 레벨이 되어 있다.
이것으로부터, 본 실시 형태의 효과는 분명하다.
이상, 본 발명의 송신 장치 및 타이어 상태 감시 시스템에 관하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 개량이나 변경을 하여도 무방하다.
10: 타이어 공기압 모니터링 시스템
12: 차량
14, 14a, 14b, 14c, 14d: 타이어
16, 16a, 16b, 16c, 16d: 공기압 정보 송신 디바이스
18: 감시 장치
19: 림
20: 타이어 밸브
22: 케이스
24: 회로
26: 기판
28: 센서 유닛
28a: 공기압 센서
28b: A/D 변환기
28c: 센서 검출면
30: 송신기
32: 처리 유닛
34: 전원부
35: 돌출부
35a, 35b: 경사면
35c: 돌기
36: 통기 구멍
36a: 내측 개구부
36b: 외측 개구부
38: 내부 공간
38a: 벽면
40, 52: 안테나
54: 수신부
56: 수신 버퍼
58: 중앙 처리부
60: 기억부
62: 조작부
64: 스위치
66: 표시 제어부
68: 표시부
70: 전원부
12: 차량
14, 14a, 14b, 14c, 14d: 타이어
16, 16a, 16b, 16c, 16d: 공기압 정보 송신 디바이스
18: 감시 장치
19: 림
20: 타이어 밸브
22: 케이스
24: 회로
26: 기판
28: 센서 유닛
28a: 공기압 센서
28b: A/D 변환기
28c: 센서 검출면
30: 송신기
32: 처리 유닛
34: 전원부
35: 돌출부
35a, 35b: 경사면
35c: 돌기
36: 통기 구멍
36a: 내측 개구부
36b: 외측 개구부
38: 내부 공간
38a: 벽면
40, 52: 안테나
54: 수신부
56: 수신 버퍼
58: 중앙 처리부
60: 기억부
62: 조작부
64: 스위치
66: 표시 제어부
68: 표시부
70: 전원부
Claims (16)
- 타이어 공동(空洞) 영역에 설치되고, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치이고,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상(平面狀)의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통(連通)하는 직선상(直線狀)으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비하고,
상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부(開口部)는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재(延在) 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치되고,
상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 이루는 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이고,
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이고,
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높은
것을 특징으로 하는 송신 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 통기 구멍을 상기 내부 공간에 가상적으로 연장하였을 때, 가상한 상기 통기 구멍의 연장 부분은, 상기 센서 검출면이 아니라, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 면한 내벽면에 닿는, 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부는, 상기 케이스의 외벽면으로부터 돌출한 돌출부의, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 경사면에 설치되어 있는, 송신 장치. - 제4항에 있어서,
상기 내부 공간은, 상기 케이스의 상기 돌출부에 있어서의 내벽면과, 상기 센서 검출면을 포함하는 상기 센서의 외주면에 의하여 구획된 공간인, 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 송신기는, 타이어에 공기를 충전하는 타이어 밸브에 연결되어 설치되고,
상기 타이어 밸브로부터 상기 타이어 공동 영역에 도입되는 공기의 상기 타이어 공동 영역 측의 공기 도입구의 중심 위치와, 상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부의 중심 위치와, 상기 내측 개구부의 중심 위치를, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보는 것과 함께, 상기 공기 도입구의 중심 위치에서 평면으로부터 본 상기 외측 개구부의 중심 위치를 향하는 직선에 직교하는 가상 평면이고, 평면으로부터 본 상기 외측 개구부의 중심 위치를 통과하는 가상 평면을 상정(想定)하였을 때,
상기 내측 개구부의 중심 위치는, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보았을 때의 상기 가상 평면에 대응하는 가상 직선을 경계로 하여 상기 공기 도입구의 중심 위치와 같은 측에 위치하는, 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 센서 검출면을 기준으로 하여 잰 상기 내부 공간의 내벽면의 높이 중, 최대 높이를 가지는 최대 높이 영역은, 상기 센서 검출면에 직교하는 방향에서 평면으로부터 보아 상기 최대 높이 영역, 상기 통기 구멍 및 상기 센서 검출면을 보았을 때, 상기 통기 구멍의 상기 내측 개구부와 상기 센서 검출면과의 사이에 위치하는, 송신 장치. - 타이어 상태 감시 시스템이고,
상기 시스템은, 송신 장치와, 수신 장치와, 감시부를 구비하고,
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통하는 직선상으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비하고,
상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치되고,
상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 이루는 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이고,
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이고,
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높고,
상기 수신 장치는, 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신하고,
상기 감시부는, 상기 타이어 정보에 기초하여, 타이어의 이상의 유무를 판정하고, 판정 결과를 보지(報知)하는 것을 특징으로 하는 타이어 상태 감시 시스템. - 타이어 조립체이고,
타이어와,
상기 타이어에 장착된 림과,
상기 타이어와 상기 림의 사이의 타이어 공동 영역에 설치된, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치를 구비하고,
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역에 충전되는 기체의 상태를 타이어 정보로서 감지하는 평면상의 센서 검출면을 가지는 센서와,
검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의하여 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기가 내부에 설치되고, 상기 센서의 상기 센서 검출면에 접하는 내부 공간과, 상기 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연통하는 직선상으로 연장된 통기 구멍을 가지는 케이스를 구비하고,
상기 내부 공간에 면하는 상기 통기 구멍의 내측 개구부는, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 방향을 향하고, 또한, 상기 통기 구멍의 연재 방향 및 상기 센서 검출면의 법선 방향 중 어느 쪽에도 직교하는 방향으로 연장되는 상기 내부 공간의 벽면에 설치되고,
상기 통기 구멍의 상기 연재 방향과, 상기 센서 검출면의 상기 법선 방향과의 사이의 이루는 각도(θ)가, 10도 이상 120도 이하이고,
상기 내부 공간은 상기 통기 구멍을 제외한 상기 케이스의 내면에 의하여 구획되는 것이고,
상기 센서 검출면을, 상기 법선 방향을 따라 상기 내부 공간의 내벽면에 투사하여 얻어지는 상기 내벽면 상(上)의 영역을 투사 영역으로 하였을 때, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 내부 공간의 내벽면에 있어서의 높이 중 최대 높이(H1)는, 상기 센서 검출면을 기준으로 하여 상기 법선 방향을 따라 잰 상기 투사 영역에 있어서의 높이 중 최대 높이(H2)에 비하여 높은
것을 특징으로 하는 타이어 조립체. - 제9항에 있어서,
상기 센서 검출면의 법선 방향과, 상기 타이어의 타이어 직경 방향의 외측 방향과의 사이의 이루는 각도는 0도 ~ 15도인, 타이어 조립체. - 삭제
- 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 통기 구멍을 상기 내부 공간에 가상적으로 연장하였을 때, 가상한 상기 통기 구멍의 연장 부분은, 상기 센서 검출면이 아니라, 상기 케이스의 상기 내부 공간에 면한 내벽면에 닿는, 타이어 조립체. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부는, 상기 케이스의 외벽면으로부터 돌출한 돌출부의, 상기 센서 검출면에 대하여 경사한 경사면에 설치되어 있는, 타이어 조립체. - 제13항에 있어서,
상기 내부 공간은, 상기 케이스의 상기 돌출부에 있어서의 내벽면과, 상기 센서 검출면을 포함하는 상기 센서의 외주면에 의하여 구획된 공간인, 타이어 조립체. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 송신기는, 타이어에 공기를 충전하는 타이어 밸브에 연결되어 설치되고,
상기 타이어 밸브로부터 상기 타이어 공동 영역에 도입되는 공기의 상기 타이어 공동 영역 측의 공기 도입구의 중심 위치와, 상기 통기 구멍의 상기 타이어 공동 영역에 면하는 외측 개구부의 중심 위치와, 상기 내측 개구부의 중심 위치를, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보는 것과 함께,상기 공기 도입구의 중심 위치에서 평면으로부터 본 상기 외측 개구부의 중심 위치를 향하는 직선에 직교하는 가상 평면이고, 평면으로부터 본 상기 외측 개구부의 중심 위치를 통과하는 가상 평면을 상정하였을 때,
상기 내측 개구부의 중심 위치는, 상기 센서 검출면에 대하여 직교하는 방향에서 평면으로부터 보았을 때의 상기 가상 평면에 대응하는 가상 직선을 경계로 하여 상기 공기 도입구의 중심 위치와 같은 측에 위치하는, 타이어 조립체. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 센서 검출면을 기준으로 하여 잰 상기 내부 공간의 내벽면의 높이 중, 최대 높이를 가지는 최대 높이 영역은, 상기 센서 검출면에 직교하는 방향에서 평면으로부터 보아 상기 최대 높이 영역, 상기 통기 구멍 및 상기 센서 검출면을 보았을 때, 상기 통기 구멍의 상기 내측 개구부와 상기 센서 검출면과의 사이에 위치하는, 타이어 조립체.
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