KR101759579B1 - 타이어의 상태에 관한 정보를 송신하는 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템 - Google Patents

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Abstract

타이어 상태 감시 시스템의 송신 장치는, 타이어의 공동(空洞) 영역에 충전되는 기체(氣滯) 상태를, 타이어 정보로서 검출하는 센서, 검출한 타이어 정보를 무선에 의해 송신하는 송신기와, 상기 센서 및 상기 송신기를 덮는 하우징을 가진다. 상기 하우징의 표면에, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어의 공동 영역과의 사이를 접속하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 하우징의 표면 상에서, 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선이 조합된 형상을 이루어 연장되도록 형성된다. 상기 개구부의 연장 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.8㎜ 이하이다. 이 송신 장치에 의해, 펑크 수리제를 사용하여 타이어의 펑크를 수리해도, 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 계측하여 취득할 수 있다.

Description

타이어의 상태에 관한 정보를 송신하는 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템{TRANSMISSION DEVICE FOR TRANSMITTING INFORMATION RELATING TO CONDITION OF TIRE, TIRE ASSEMBLY, AND TIRE CONDITION MONITORING SYSTEM}
본 발명은, 타이어의 공동(空洞) 영역 내에 설치되고, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어의 이상(異常)의 유무를 판정하는 타이어 상태 감시 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 차량에 장착된 타이어의 공기압을 점검 관리하는 것이, 타이어의 내구성(耐久性) 향상, 내마모성 향상, 연비의 향상, 또는 승차감의 향상, 또한 조종 성능의 향상의 점에서 요구되고 있다. 그러므로, 타이어의 공기압을 감시하는 시스템이 여러 가지 제안되어 있다. 이 시스템은, 일반적으로, 차륜에 장착된 타이어의 공기압 정보를 검출하고, 그 정보를 송신하는 송신 장치를 각 차륜의 타이어의 공동 영역에 설치하는 동시에, 각 타이어의 공기압 정보를 송신 장치로부터 취득하여 타이어의 공기압을 감시한다.
한편, 타이어가 펑크가 났을 때, 타이어와 림(rim)에 의해 협지된 타이어의 공동 영역 내에 주입하는 펑크 수리제가 바람직하게 사용되고 있다. 이 펑크 수리제는 액체이므로, 펑크 수리제가 타이어의 공동 영역에 주입되면, 타이어의 공동 영역 내에 면하는 타이어 내표면 외에, 타이어의 공동 영역에 설치된 송신 장치에도 펑크 수리제가 부착되고, 경우에 따라서는 펑크 수리제가 고화(固化)되어 송신 장치에 형성된 개구부를 막아, 공기압의 계측에 영향을 주는 문제가 있었다.
이 문제에 대하여, 검출용의 연통부로부터의 이물질의 침입을 방지하여, 정상(正常)의 검출 상태를 유지할 수 있는 차륜 상태 검출 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1).
구체적으로는, 차륜 상태 검출 장치의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 밸브에는, 케이스에 형성된 연통공을 개폐하는 연통부 개폐 기구가 설치되어 있다. 펑크 수리 시에 그 펑크 수리제가 연통공을 통하여 검출 공간에 침입하는 것이 규제된다. 이 연통부 개폐 기구는, 커버체 및 토션 코일 스프링을 포함하는 메커니컬적 기구(機構)에 의해 구성되며, 차륜에 작용하는 원심력에 의해 연통공이 자동적으로 개폐되도록 되어 있다.
또한, 펑크 수리 시, 펑크 수리제를 사용한 경우, 그 후, 타이어 공기압이 저하될 가능성이 있는 것을 탑승자에게 알릴 수 있는 타이어 공기압 감시 시스템 및 타이어 공기압 센서 유닛도 제안되어 있다(특허 문헌 2).
구체적으로는, 타이어 공기압 감시 시스템은, 차량의 각 타이어에 설치되고, 공기압 센서와 송신기를 가지는 센서 유닛과, 상기 센서 유닛으로부터의 전파를 수신하는 수신기와, 각 타이어의 공기압이 임계값 이하로 되었을 경우, 경보를 발하는 제어 ECU를 구비한다. 이 시스템에 있어서, 각 타이어의 펑크를 판정하는 펑크 판정 수단과, 펑크인 것으로 판정된 후, 펑크 수리제를 사용하여 펑크를 수리했는지의 여부를 판정하는 펑크 수리제 사용 판정 수단을 설치하고, 상기 제어 ECU는, 펑크난 타이어가 펑크 수리제를 사용하여 수리한 것으로 판정되면, 상기 공기압 센서로부터의 타이어 공기압값이 정상값이라도 경보를 계속한다.
일본공개특허 제2008―62730호 공보 일본공개특허 제2007―196834호 공보
특허 문헌 1에 기재된 장치의 연통부 개폐 기구는, 커버체 및 토션 코일 스프링을 포함하는 메커니컬적 기구에 의해 구성되므로, 장치 자체가 복잡하게 되어, 비용도 소요된다는 문제가 생긴다.
특허 문헌 2에 기재된 시스템 및 유닛에서는, 펑크 수리제를 사용하여 타이어를 수리한 후에 있어서 계측된 타이어의 공기압 정보가 정확했는지의 여부를 알 수 없다. 그러므로, 펑크 수리 후에 있어서, 상기 시스템 및 유닛은 타이어의 이상(異常)의 유무를 판정할 수는 없다.
그래서, 본 발명은, 상기 종래 기술과는 상이한 새로운 방식에 의해, 펑크 수리제를 사용하여 타이어의 펑크를 수리해도, 여전히 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 검출하여 송신할 수 있는 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어의 이상의 유무를 판정하는 타이어 상태 감시 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서의 일 태양(態樣)은, 타이어의 공동 영역에 설치되고, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치이다.
상기 장치는, 타이어와 림으로 에워싸인 타이어의 공동 영역에 충전되는 기체(氣體) 상태를, 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출한 타이어 정보를 무선에 의해 송신하는 송신기와,
상기 센서 및 상기 송신기를 덮는 하우징을 가진다.
상기 하우징의 표면에, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어의 공동 영역과의 사이를 접속하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 하우징의 표면 상에서, 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선이 조합된 형상을 이루어 연장되도록 형성되고, 상기 개구부의 연장 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.8㎜ 이하이다.
그 때, 상기 개구부는, 상기 연장 방향의 양측에 있어서, 상기 연장 방향의 양측으로 진행함에 따라 개구폭이 좁아지는 부분을 가지는 것이 바람직하다.
상기 개구부는, 상기 하우징을 관통하는 통기공의 선형(線形)의 외측 개구단(開口端)이며, 상기 통기공의 상기 내부 공간에 면하는 상기 통기공의 개구단을 내측 개구단이라고 할 때, 상기 내측 개구단의 개구폭은, 상기 외측 개구단의 개구폭에 비해 넓은 것이 바람직하다.
상기 하우징의 표면에는, 상기 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 돌출부의 경사부 또는 정상부(頂部)를 지나는 것이 바람직하다.
상기 하우징의 표면에는, 상기 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 돌출부의 정상부를 지나고, 상기 개구부의 양 단부를 연결하는 직선 방향이, 장착하는 타이어의 타이어 폭 방향에 대하여 ±30°의 범위 내가 되도록, 상기 개구부는 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 돌출부의 정상부 및 경사부의 표면은, 발수(撥水) 처리면인 것이 바람직하다.
또한, 상기 개구부의 개구폭의 최대값에 대한, 상기 개구부의 연장 방향에 따른 길이의 비는, 3 이상인 것이 바람직하다. 상기 비는, 더욱 바람직하게는 5 이상이다.
또한, 본 발명에서의 다른 일 태양은, 상기 송신 장치와, 림에 조립된 타이어를 가지는 타이어 조립체로서, 상기 송신 장치의 상기 돌출부는, 타이어의 직경 방향 외측을 향하도록, 상기 하우징의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 조립체이다.
본 발명에서의 또 다른 일 태양은, 타이어 상태 감시 시스템이다.
상기 시스템은, 송신 장치와, 수신 장치와, 감시부를 구비하고,
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 에워싸인 타이어의 공동 영역에 충전되는 기체 상태를, 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출한 타이어 정보를 무선에 의해 송신하는 송신기와
상기 센서 및 상기 송신기를 덮는 하우징을 가진다.
상기 하우징의 표면에, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어의 공동 영역과의 사이를 접속하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 하우징의 표면 상에서, 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선이 조합된 형상으로 연장되고, 상기 개구부의 연장 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.8㎜ 이하이다.
상기 수신 장치는, 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신한다.
상기 감시부는, 상기 타이어 정보에 기초하여, 타이어의 이상의 유무를 판정하고, 판정 결과를 통지한다.
전술한 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템은, 펑크 수리제를 사용하여 타이어의 펑크를 수리해도, 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 계측하여 취득할 수 있다.
도 1은 타이어 상태 감시 시스템의 일 실시형태인 타이어 공기압 모니터링 시스템의 전체 개요를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 송신 디바이스가 타이어의 공동 영역 내에 고정되는 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 송신 디바이스가 타이어 밸브와 일체로 된 디바이스 전체를 나타낸 사시도이다.
도 4의 (a)는, 도 3에 나타낸 A―A선에 따른 송신 디바이스의 화살표 단면도이며, (b)는, 송신 디바이스의 하우징에 형성된 개구부의 확대도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 송신 디바이스의 회로 구성도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 감시 장치의 회로 구성도이다.
도 7은 본 실시형태의 통기공의 형상의 일례를 설명하는 도면이다.
도 8의 (a), (b)는, 본 실시형태의 개구부의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 9의 (a)~(c)는, 개구부와 돌출부의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 10의 (a), (b)는, 본 실시형태의 통기공의 단면(斷面)의 예를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 실시형태의 개구부의 방향을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 타이어 상태 감시 시스템의 일 실시형태인 타이어 공기압 모니터링 시스템(10)의 전체 개요를 나타낸 도면이다.
(타이어 공기압 모니터링 시스템의 개요)
타이어 공기압 모니터링 시스템(이하, 시스템이라고 함)(10)은, 차량(12)에 탑재되어 있다. 시스템(10)은, 차량(12)의 각 차륜의 타이어(14a, 14b, 14c, 14d)의 각 타이어의 공동 영역에 설치된 공기압 정보 송신 디바이스(이하, 송신 디바이스라고 함)(16a, 16b, 16c, 16d)와, 감시 장치(18)를 가진다.
송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)는, 모두 타이어와 림으로 에워싸인 타이어의 공동 영역에 충전되는 공기압에 관한 정보를, 타이어 정보로서 검출하고, 이 타이어 정보를 감시 장치(18)에 무선으로 송신한다. 이후, 송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)를 모아서 설명할 때, 송신 디바이스(16a, 16b, 16c, 16d)를 총칭(總稱)하여 송신 디바이스(16)라고 한다.
(송신 디바이스의 구성)
도 2는 타이어 조립체의 분해사시도를 나타내고, 타이어 조립체를 구성하는 송신 디바이스(16)가 타이어의 공동 영역 내에 고정되는 방법의 일례를 설명하는 도면이다. 도 3은 도 2에 나타낸 송신 디바이스(16)가 타이어 밸브(20)와 일체로 된 디바이스 전체를 나타낸 사시도이다.
타이어 조립체는, 타이어(14)와, 송신 디바이스(16), 림(19)과, 밸브(20)를 가진다. 타이어(14)는 림(19)에 조립되어 일체화되고, 송신 디바이스(16)가 밸브(20)를 통해 타이어의 공동 영역 내에 고정된다. 즉, 송신 디바이스(16)는, 타이어의 공동 영역의 쪽으로 연장되는 타이어 밸브(20)의 단부에 설치되고, 타이어 밸브(20)가 림(19)에 기계적으로 고정되는 것에 의해, 타이어의 공동 영역 내에 고정되어 배치된다.
도 4의 (a)는, 도 3에 나타낸 A―A선에 따른 송신 디바이스(16)의 화살표 단면도이다. 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 송신 디바이스(16)는, 하우징(22)과, 하우징(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. 하우징(22)에 의해 에워싸인 내부 공간은, 센서 공간(38)을 남겨 봉지(封止) 수지(39)로 충전되고, 회로(24)는 봉지 수지(39)에 의해 하우징(22) 내에 고정되어 있다.
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, 하우징(22) 내의 센서 공간(38)의 공기압을 감지하고, 압력 신호를 출력한다. 하우징(22) 내의 센서 공간(38)은, 하우징(22)을 관통한 통기공(36)을 통하여 타이어의 공동 영역의 공간과 연통되어 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 저장되어 있는 프로그램에 기초하여 동작한다. 중앙 처리부(32a)는, 전력이 공급되어 구동되면, 센서 유닛(28)으로부터 보내져 오는 압력 데이터를 소정 시간 간격, 예를 들면, 5분마다, 송신기(30)를 통하여 감시 장치(18)에 공기압의 정보인 압력 데이터를 송신하도록 제어한다. 기억부(32b)에는 송신 디바이스(16)에 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 들면, EEPROM 등의 재기입 가능한 불휘발성의 메모리를 구비한다. 송신 디바이스(16)의 고유의 식별 정보는, 기억부(32b)의 재기입 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 들면, 315MHz대의 주파수의 RF신호를 생성한다.
변조 회로(30b)는, 중앙 처리부(32a)로부터 보내진 압력 데이터와 송신 디바이스(16)에 고유의 식별 정보를 사용하여, 반송파 신호를 변조하여 송신 신호를 생성한다. 변조 방식은, 진폭 편이(偏移) 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)에 의해 생성된 송신 신호를 증폭하고, 안테나(40)를 통하여, 송신 신호를 감시 장치(18)에 무선으로 송신한다.
전원부(34)는, 예를 들면, 2차 배터리가 사용되고, 대략 반영구적으로 센서 유닛(28)과, 송신기(30)와, 처리 유닛(32)에 전력을 공급한다.
이와 같은 회로(24)를 덮는 하우징(22)의 표면에는, 도 4의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 하우징(22)의 내부 공간인 센서 공간(38)과 타이어의 공동 영역과의 사이를 접속하는 개구부(36a)가 형성되어 있다. 개구부(36a)는, 통기공(36)의 타이어의 공동 영역에 접한 외측 개구단이다.
이 개구부(36a)는, 하우징(22)의 표면 상에서, 직선형을 이루어 일방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 개구부(36a)의 직선형으로 연장되는 연장 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.8㎜ 이하이다. 개구부(36a)는, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 개구부(36a)의 연장 방향의 양측에는, 이 연장 방향의 양측으로 진행함에 따라 개구폭이 좁아지는 부분을 가지는 것이, 기계적 강도 및 하우징 수지의 성형성의 점에서 더욱 바람직하다.
통기공(36)과 개구부(36a)에 대해서는 후술한다.
그리고, 본 실시형태의 송신 디바이스(16)는, 타이어의 공동 영역 내에 충전된 공기압을, 공기의 상태로서 검출하지만, 검출하는 공기 상태는, 공기압 외에, 타이어의 공동 영역 내의 공기의 온도라도 된다.
또한, 송신 디바이스(16)는, 타이어 밸브(20)에 고정되는 것 외에, 타이어의 공동 영역에 접한 타이어 내표면 또는, 타이어의 공동 영역에 접한 림(19)의 표면에 직접 고정되어도 된다.
(감시 장치의 구성)
도 6은 감시 장치(18)의 회로 구성도이다.
감시 장치(18)는, 예를 들면, 차량(10)의 운전석의 위치에 배치되고, 드라이버에 공기압의 정보를 통지한다. 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 주파수로 정합(整合)되어 수신부(54)에 접속되어 있다.
수신부(54)는, 송신 디바이스(16)로부터 송신된 소정의 주파수의 송신 신호를 수신하고, 복조 처리를 행하여 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 인출하는 수신 장치이다. 이 데이터는, 수신 버퍼(56)에 출력한다.
수신 버퍼(56)는, 수신부(54)로부터 출력된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 일시적으로 저장한다. 저장된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터는, 중앙 처리부(58)로부터의 지시에 따라, 중앙 처리부(58)에 출력된다.
중앙 처리부(58)는, 주로 CPU로 구성되며, 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 감시하는 감시부이다. 구체적으로는, 중앙 처리부(58)는, 압력 데이터에 기초하여, 타이어의 이상의 유무를 판정하고, 판정 결과를 통지한다. 타이어의 이상의 유무를 판정한다는 것은, 예를 들면, 공기압이 이상(異常)에 의해 낮아지거나, 또는 단시간에 급격하게 저하되어, 타이어가 펑크가 났는지의 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.
또한, 중앙 처리부(58)는, 조작부(62)로부터의 정보나 스위치(64)로부터의 정보에 따라, 송신 디바이스(16)와의 사이에서 통신 방식 등의 초기 설정을 행한다. 또한, 조작부(62)로부터의 정보에 의해, 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, 상기 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. 이들 정보는, 조작부(62)로부터의 입력에 의해 자유롭게 설정 변경을 행할 수 있다.
조작부(62)는, 키보드 등의 입력 디바이스를 포함하고, 각종 정보나 조건을 입력하기 위해 사용된다. 스위치(64)는, 초기 설정의 개시를 중앙 처리부(58)에 지시하기 위해 사용된다.
표시 제어부(66)는, 중앙 처리부(58)로부터의 판정 결과에 따라, 타이어의 장착 위치에 대응시켜 타이어의 공기압을 표시부(68)에 표시하도록 제어한다. 그 때, 표시 제어부(66)는, 타이어가 펑크 상태에 있다는 판정 결과도, 표시부(68)에 동시에 표시하도록 제어한다.
전원부(70)는, 차량(10)에 탑재되어 있는 배터리로부터 공급된 전력을, 감시 장치(18)의 각 부분에 적절한 전압으로 제어하여 전력을 공급한다.
이와 같이, 송신 디바이스(16)와 감시 장치(18)는 구성된다.
(송신 디바이스의 통기공 및 개구부)
송신 디바이스(16)의 하우징(22)의 표면에는, 전술한 바와 같이, 직선형을 이루어 일방향으로 연장되는 개구부(36a)가 형성되어 있다. 이하, 통기공(36)과 개구부(36a)에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7은 통기공(36)의 단면(斷面) 형상을 나타낸 도면이다. 개구부(36a)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 하우징(22)을 관통하는 통기공(36)의 외측 개구단이다. 통기공(36)의 센서 공간(38)에 면하는 통기공(36)의 개구단을 내측 개구단이라고 할 때, 내측 개구단의 개구폭 W2는, 외측 개구단의 개구폭 W1에 비해 넓다. 이것은, 내측 개구단의 개구폭 W2를 개구폭 W1에 비해 넓게 함으로써, 모세관 현상이 잘 생기지 않도록 하여, 개구부(36a) 및 그 근방에 부착된 펑크 수리제가 통기공(36) 내로 침입하는 것을 억제할 수 있다. 개구폭 W2는, 개구폭 W1에 대하여 넓은 것이 바람직하고, 개구폭 W1의 2배 이상이 바람직하고, 4배 이상이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에서는, 개구부(36a)가, 선형으로 연장되는 형상이라도, 개구폭 W1의 최대값이 0.8㎜ 이하인 것에 의해, 펑크 수리제가 개구부(36a) 또는 개구부(36a)의 주위에 부착되어도, 통기공(36), 또한 센서 공간(38) 내에 펑크 수리제가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 만일, 펑크 수리제가 통기공(36)에 침입하여 고화되어도, 개구부(36a)는 선형으로 연장되어 있으므로, 개구부(36a)의 다른 부분은, 센서 공간(38)과 타이어의 공동 영역과의 사이의 연통을 유지할 수 있다. 따라서, 펑크 수리제를 사용하여 타이어의 펑크를 수리해도, 타이어의 공기압 정보 등의 타이어 정보를 적절히 계측하여 취득할 수 있다. 그리고, 개구폭 W1의 최대값의 하한은, 타이어의 공동 영역과 센서 공간(38)이 연통되고, 같은 공기압인 한, 특별히 한정되지 않지만, 개구폭 W1의 최대값의 하한은, 예를 들면, 0.1㎜이다.
또한, 개구부(36a)의 개구폭의 최대값에 대한, 개구부(36a)의 연장 방향에 따른 길이의 비는, 3 이상인 것이, 펑크 수리제가 통기공(36)에 침입하는 것을 억제하는 점에서, 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 비는 5 이상이다. 상기 비의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 상기 비의 실용적인 상한은 100이다. 그리고, 개구부(36a)의 주위의 표면은, 발수 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 발수 처리가 행해지는 것에 의해, 펑크 수리제가 잘 부착되지 않는다. 그리고, 발수 처리에는, 예를 들면, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 또는 유기 실릴기 또는 플루오로 알킬기 등을 그라프트시킨 변성 수지 등이 표면의 재료로서 사용된다. 또한, 발수성을 발현하는 미세한 요철(凹凸) 패턴을 행해도 된다.
도 8의 (a), (b)는, 본 실시형태의 개구부의 다른 예를 설명하는 도면이다. 도 8의 (a)는, 개구부(36a)의 형상의 일례를 나타낸다. 개구부(36a)는, 일방향으로 직선형으로 연장되지만, 개구폭은, 부분적으로 좁게 되어 있다. 이와 같은 개구부(36a)의 형상이라도, 개구부(36a) 또는 개구부(36a)의 주위에 펑크 수리제가 부착되어도, 통기공(36), 또한 센서 공간(38) 내에 펑크 수리제가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 만일, 펑크 수리제가 통기공(36)에 침입하여 고화되어도, 개구부(36a)는 선형으로 연장되어 있으므로, 개구부(36a)의 다른 장소는, 센서 공간(38)과 타이어의 공동 영역과의 사이의 연통을 유지할 수 있다.
도 8의 (b)는, 개구부(36a)의 다른 예를 나타낸다. 도 8의 (b)에 나타낸 개구부(36a)는, 일방향으로 연장된 선형의 개구부가 아니고, 지그재그형을 이루고 있다. 이와 같은 형상의 개구부(36a)라도, 개구부(36a) 또는 개구부(36a)의 주위에 펑크 수리제가 부착되어도, 통기공(36), 또한 센서 공간(38) 내에 펑크 수리제가 침입하는 것을 억제할 수 있다. 만일, 펑크 수리제가 통기공(36)에 침입하여 고화되어도, 개구부(36a)는 선형으로 연장되어 있으므로, 개구부(36a)의 다른 부분은, 센서 공간(38)과 타이어의 공동 영역과의 사이의 연통을 유지할 수 있다.
또한, 개구부(36a)는, 도 8의 (a), (b)에 나타낸 형상 이외에, 소용돌이 형상이라도 된다. 개구부(36a)는, 적어도 직선, 또는 원, 타원, 포물선 등의 곡선 형상, 또한 곡선 형상과 직선 형상을 조합한 형상이라도 된다. 또한, 개구부(36a)는, 선형으로 연장되지만, 이 선이 분기(分岐)되어도 된다.
도 9의 (a)~(c)는, 개구부(36a)의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 9의 (a)에 나타낸 예는, 하우징(22)의 표면에는, 타이어의 공동 영역을 향해 돌출된 원뿔 사다리꼴의 돌출부(44)가 형성되고, 개구부(36a)는, 돌출부(44)의 정상부를 통하고 있다. 돌출부(44)는, 장착해야 할 타이어의 타이어의 직경 방향의 외측(타이어 회전축으로부터 이격되는 측)을 향하도록, 하우징(22)의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(44)가 타이어의 직경 방향의 외측을 향함으로써, 펑크 수리제의 액적(液滴)이 돌출부(44)의 정상부에 부착될 가능성은 낮아진다. 그러므로, 돌출부(44)의 정상부를 선형으로 연장하는 개구부(36a) 전체에 펑크 수리제가 부착될 가능성은 낮아져, 센서 공간(38)과 타이어의 공동 영역과의 사이의 연통을 더욱 확실하게 유지할 수 있다.
또한, 돌출부(44)의 정상부 및 경사부의 표면은, 발수 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 돌출부(44)의 정상부 및 경사부의 표면에 발수 처리가 행해지는 것에 의해, 펑크 수리제가 잘 부착되지 않는 것 외에, 만일 펑크 수리제가 부착되어도, 타이어의 회전에 의한 원심력에 의해 용이하게 타이어의 직경 방향 외측을 향해 흩날린다.
그리고, 발수 처리에는, 예를 들면, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 또는 유기 실릴기 또는 플루오로 알킬기 등을 그라프트시킨 변성 수지 등이 표면의 재료로서 사용된다. 또한, 발수성을 발현하는 미세한 요철 패턴을 행해도 된다.
도 9의 (b)에 나타낸 예는, 도 9의 (a)에 나타낸 원뿔 사다리꼴의 돌출부(44) 대신에, 부드러운 곡면 형상의 돌출부(44)를 사용한 예이다. 이 돌출부(44)의 정상부에, 선형으로 연장되는 개구부(36a)가 형성된다. 도 9의 (b)에 나타낸 예에 있어서도, 개구부(36a)가 정상부를 지나도록 형성되므로, 도 9의 (a)에 나타낸 돌출부(44)와 마찬가지의 효과를 가진다.
도 9의 (b)에 나타낸 예에 대신하여, 도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 개구부(36a)는, 개구부(36b, 36c)로 분기하도록 구성해도 된다. 도 9의 (c)에 나타낸 예에서는, 개구부(36a)는 돌출부(44)의 정상부를 지나도록 형성되고, 이 정상부에 있어서 개구부(36a)는 개구부(36b, 36c)로 분기한다. 그리고, 개구부가 분기하는 위치는, 돌출부(44)의 정상부가 아니어도 되지만, 펑크 수리제의 액적이 개구부(36a)에 부착될 가능성이 낮아지는 점에서, 돌출부(44)의 정상부로 분기하는 것이 바람직하다.
도 10의 (a), (b)는, 통기공(36)과 돌출부(44)의 단면 형상의 예를 나타낸 도면이다. 돌출부(44)는, 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 하우징(22)이 타이어의 공동 영역의 방향으로 융기하도록 돌출되어 형성되고, 통기공(36)이, 돌출부(44)의 내측으로 센서 공간과 일체로 된 내부 공간(44a)과 연결되어 있다. 또는, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 돌출부(44)가 하우징(22)의 표면으로부터 돌출되도록 형성되고, 돌출부(44) 및 하우징(22)을 관통하도록 통기공(36)이 형성되어도 된다. 이들의 예에 있어서도, 통기공(36)의 외측 개구단의 개구폭에 비하여, 내측 개구단의 개구폭은 넓은 것이 바람직하다.
도 11은, 통기공(36)의 배치의 또 다른 예를 나타낸 도면이며, 통기공(36)의 개구부(36a)를 위쪽으로부터 본 도면이다. 하우징(22)의 표면에는, 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부(44)가 형성되고, 통기공(36)의 개구부(36a)는, 돌출부(44)의 정상부를 지나고, 개구부(36a)의 양 단부를 연결하는 직선 방향이, 장착하는 타이어의 타이어 폭 방향에 대하여 ±30°의 범위 내로 되도록, 개구부(36a)는 형성되어 있다. 즉, 개구부(36a)의 양 단부를 연결하는 직선의 타이어 폭 방향에 대한 각도 θ가, ―30° ~ ＋30°인 것이 바람직하다. 이와 같이 개구부(36a)의 양 단부를 연결하는 직선 방향을 정하는 것은, 돌출부(44)의 정상부에 통기공(36)에 의한 절입(切入)이 행해지는 것에 의해, 돌출부(44)의 강도가 약해져, 하우징(22)이 파손될 우려를 적게 하기 위해서이다. 즉, 타이어를 림에 조립할 때, 타이어의 비드부(bead portion)가 타이어 폭 방향을 향해 송신 디바이스(16)의 하우징(22)을 횡단하여, 비드부가 하우징(22)의 표면과 접촉하는 경우가 있다. 이 때, 장착하도록 하는 타이어의 비드부는, 통기공(36)을 형성함으로써 강도가 약해진 돌출부(44)와 접촉하여, 돌출부(44) 및 하우징(22)을 파손시키는 경우가 있다. 그러나, 이 때, 상기 각도 θ를 ― 30°~ ＋ 30°로 함으로써, 타이어 폭 방향을 따라 국부적으로 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있으므로, 비드부의 접촉에 의한 파손의 가능성을 억제할 수 있다.
도 11에 나타낸 예에서는 개구부(36)는 직선 상에 연장되는 형상이지만, 개구부(36a)는, 곡선, 또는 직선과 곡선의 조합의 형상이라도 된다.
이하, 본 실시형태의 송신 디바이스(16)의 효과에 대하여 조사하였다.
송신 디바이스(16)를 195/65R15의 타이어(14)의 타이어의 공동 영역 내에 설치하고, 타이어의 공동 영역 내에 펑크 수리제를 주입하였다. 타이어(14)의 공기압에 대해서는 200kPa으로 하였다. 이 타이어(14)에 대하여, 실내 드럼 시험을 사용하여 30km/시의 주행 시험을 행하였다. 30분의 주행을 1주행 스텝으로 하고, 각각의 주행 스텝 후에 주행을 정지시켜, 공기압을 50kPa 감소시켜, 타이어(14)의 공기압을 측정하였다. 공기압은, 감시 장치(18)를 사용하여 취득하였다. 정확한 공기압을 검출하는 경우, 즉 압력 데이터가 50kPa 감소한 것을 나타내는 경우, 이 후, 공기압을 50kPa 증가시켜 원래로 되돌려, 다시 주행시키는 것을 반복한다. 이 타이어의 주행 시험에 대하여, 정확한 공기압의 측정을 행할 수 없게 될 때까지의 타이어의 주행 시간을 조사하였다. 주행 시간은 48시간을 상한으로 하고, 이 시간 동안, 정확한 공기압을 측정할 수 있으면, 펑크 수리제가 주입되어도 정확한 공기압을 장시간, 문제없이 측정할 수 있는 것으로 평가했다. 주행 시간이 48시간에 달하고 있지 않아도, 주행 시간이 10시간 이상이면, 합격 레벨로 했다.
(실시예 1, 비교예 1, 2 및 종래예)
통기공(36)의 개구폭이 각각 상이한 실시예 1, 2와 비교예 1, 2를 사용하여, 정확한 공기압의 측정을 행할 수 없게 될 때까지의 타이어의 주행 시간을 조사하였다. 실시예 1, 2와 비교예 1, 2에서는, 개구부(36a)의 형상은 모두, 타이어 폭 방향으로 연장되는 직선 형상이며, 직선 형상의 길이는 5㎜로 정렬하였다. 종래예에서는, 통기공의 개구부는, 직경 1.2㎜이며, 개구 면적 1.19㎟의 원형상이다. 종래예에 대해서도, 정확한 공기압의 측정을 행할 수 없게 될 때까지의 타이어의 주행 시간을 조사하였다. 통기공(36)의 외측 개구단인 개구부(36a)와 통기공(36)의 내측 개구단의 개구폭은 같게 하였다.
Figure 112013040378695-pct00001
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구부의 폭은, 0.8㎜ 이하일 때, 주행 시간은 합격 레벨에 이르러, 정확한 공기압을 측정할 수 있다.
(실시예 1, 3, 4, 5)
통기공(36)의 개구부(36a)(외측 개구단)의 개구폭 W1을 0.6㎜로 하고, 내측 개구단의 개구폭 W2를 변화시켜, 외측 개구단의 개구폭 W1과 내측 개구단의 개구폭 W2와의 관계를 조사하였다.
Figure 112013040378695-pct00002
표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 내측 개구단의 개구폭 W2를, 외측 개구단인 개구부(36a)의 개구폭 W1에 비해 넓게 함으로써, 주행 시간이 향상되는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 송신 장치 및 타이어 상태 감시 시스템은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
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: 하우징
24: 회로
26: 기판
28: 센서 유닛
28a: 공기압 센서
28b: A/D 변환기
30: 송신기
30a: 발진 회로
30b: 변조 회로
30c: 증폭 회로
32: 처리 유닛
32a: 중앙 처리부
32b: 기억부
34: 전원부
36: 통기공
36a, 36b, 36c: 개구부
38: 센서 공간
40, 52: 안테나
44: 돌출부
44a: 내부 공간
54: 수신부
56: 수신 버퍼
58: 중앙 처리부
60: 기억부
62: 조작부
64: 스위치
66: 표시 제어부
68: 표시부
70: 전원부

Claims (9)

  1. 타이어의 공동(空洞) 영역에 설치되고, 상기 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하는 송신 장치로서,
    상기 타이어와 림(rim)으로 에워싸인 상기 타이어의 공동 영역에 충전되는 기체(氣體) 상태를, 상기 타이어 정보로서 검출하는 센서;
    검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의해 송신하는 송신기; 및
    상기 센서 및 상기 송신기를 덮는 하우징;
    을 포함하고,
    상기 하우징의 표면에, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어의 공동 영역 사이를 접속하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 하우징의 표면 상에서, 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선이 조합된 형상을 이루어 연장되도록 형성되고, 상기 개구부의 중심 지점을 기준으로 하여 상기 개구부의 끝지점으로 향하는, 상기 형상을 따른 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.1mm 이상 0.8㎜ 이하이고,
    상기 개구부의 개구폭의 최대값에 대한, 상기 개구부의 중심 지점을 기준으로 하여 상기 개구부의 끝지점으로 향하는 상기 형상을 따른 방향에 따른 길이의 비는, 3 이상 100 이하이며,
    상기 하우징의 표면에는, 상기 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 돌출부의 정상부를 지나고,
    상기 개구부의 양 단부(端部)를 연결하는 직선 방향이, 장착하는 타이어의 타이어 폭 방향에 대하여 ±30°의 범위 내로 되도록, 상기 개구부가 설치되어 있는,
    송신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는, 상기 형상을 따른 연장 방향의 양측에 있어서, 상기 형상을 따른 연장 방향의 양측으로 진행함에 따라 상기 개구폭이 좁아지는 부분을 가지는, 송신 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 개구부는, 상기 하우징을 관통하는 통기공의 선형(線形)의 외측 개구단(開口端)이며, 상기 통기공의 상기 내부 공간에 면하는 상기 통기공의 개구단을 내측 개구단이라고 할 때, 상기 내측 개구단의 개구폭은, 상기 외측 개구단의 개구폭에 비해 넓은, 송신 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 표면에는, 상기 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 돌출부의 경사부 또는 정상부(頂部)를 지나는, 송신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부의 정상부 및 경사부의 표면은, 발수(撥水) 처리면인, 송신 장치.
  6. 제4항에 기재된 송신 장치와, 림에 조립된 타이어를 가지는 타이어 조립체로서,
    상기 송신 장치의 상기 돌출부는, 상기 타이어의 직경 방향 외측을 향하도록 상기 하우징의 표면에 형성되는, 타이어 조립체.
  7. 송신 장치와, 수신 장치와, 감시부를 포함하고,
    상기 송신 장치는,
    타이어와 림으로 에워싸인 상기 타이어의 공동 영역에 충전되는 기체 상태를, 타이어 정보로서 검출하는 센서;
    검출한 상기 타이어 정보를 무선에 의해 송신하는 송신기; 및
    상기 센서 및 상기 송신기를 덮는 하우징;
    을 포함하고,
    상기 하우징의 표면에, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어의 공동 영역 사이를 접속하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 하우징의 표면 상에서, 직선, 곡선, 또는 직선과 곡선이 조합된 형상으로 연장되고, 상기 개구부의 중심 지점을 기준으로 하여 상기 개구부의 끝지점으로 향하는, 상기 형상을 따른 방향과 직교하는 개구폭의 최대값은 0.1mm 이상 0.8㎜ 이하이며,
    상기 개구부의 개구폭의 최대값에 대한, 상기 개구부의 중심 지점을 기준으로 하여 상기 개구부의 끝지점으로 향하는 상기 형상을 따른 방향에 따른 길이의 비는, 3 이상 100 이하이며,
    상기 하우징의 표면에는, 상기 타이어의 공동 영역으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 개구부는, 상기 돌출부의 정상부를 지나고,
    상기 개구부의 양 단부(端部)를 연결하는 직선 방향이, 장착하는 타이어의 타이어 폭 방향에 대하여 ±30°의 범위 내로 되도록, 상기 개구부가 설치되어 있고,
    상기 수신 장치는, 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신하고,
    상기 감시부는, 상기 타이어 정보에 기초하여, 상기 타이어의 이상(異常)의 유무를 판정하고, 판정 결과를 통지하는,
    타이어 상태 감시 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020137011873A 2011-01-18 2012-01-17 타이어의 상태에 관한 정보를 송신하는 송신 장치, 타이어 조립체, 및 타이어 상태 감시 시스템 KR101759579B1 (ko)

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