KR102520670B1 - 타이어의 상태 측정 장치 및 시스템 - Google Patents

타이어의 상태 측정 장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타이어의 상태 측정 장치 및 이를 포함하는 타이어의 상태 측정 시스템을 개시한다. 본 발명은 림에 장착되어 타이어의 내부 상태를 측정하는 타이어의 상태 측정 센서 모듈에 있어서, 내부 공간을 가지며, 하면에 곡률을 가지는 하우징과, 상기 내부 공간에 장착되는 기판과, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 압력을 측정하는 제1 센서부와, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 음향을 측정하는 제2 센서부와, 상기 기판과 연결되며, 외부에 신호를 송수신하는 통신부, 및 상기 하우징에 연결되어, 상기 림에 장착되는 위치 고정부를 포함한다.

Description

타이어의 상태 측정 장치 및 시스템{Device for measuring condition of tire and system for measuring condition of tire}
본 발명의 실시 예들은 타이어의 상태 측정 장치와 타이어의 상태 측정 시스템에 관한 것이다.
사용자들이 운행하는 차량은 많은 부품들로 이루어져 있고, 그 중 타이어는 실질적으로 차량의 구동에 큰 영향을 주고, 특히 사용자의 안전 확보를 위한 핵심 부품 중 하나라 할 수 있다.
운전자는 차량의 주행상태에 따라 속도, 조향 등을 다르게 하여야 한다. 예를 들어, 눈길에서는 속도를 낮추고 급격한 제동을 하지 않아야 하고, 각 노면의 조건에 따라 경제적인 주행속도가 달라진다. 따라서, 차량의 주행 노면에 대한 정보를 정확하게 측정하고 신속하고 운전자에게 전달하는 것이 중요하다.
사물 인터넷(IOT)을 차량의 부품들에 적용하여, 차량의 상태를 실시간으로 측정하고 이를 주변 사물과 공유하려는 연구가 진행되고 있다. 이를 위해서 먼저 차량의 주행 환경이 정확하게 측정되어야 하는데, 외부와 직접 접촉하는 타이어의 상태를 모니터링하는 것이 정확한 정보를 얻을 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 타이어의 상태를 정확하게 측정할 수 있는 타이어의 상태 측정 장치 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 림에 장착되어 타이어의 내부 상태를 측정하는 타이어의 상태 측정 장치에 있어서, 내부 공간을 가지며, 하면에 곡률을 가지는 하우징과, 상기 내부 공간에 장착되는 기판과, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 압력을 측정하는 제1 센서부와, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 음향을 측정하는 제2 센서부와, 상기 기판과 연결되며, 외부에 신호를 송수신하는 통신부, 및 상기 하우징에 연결되어, 상기 림에 장착되는 위치 고정부를 포함하는 타이어의 상태 측정 장치를 제공한다.
또한, 상기 위치 고정부는 상기 림을 따라 일주하도록 연장되며, 길이가 조절될 수 있다.
또한, 상기 위치 고정부는 상기 하우징의 일측에서 연장되는 제1 밴드와, 상기 하우징의 타측에서 연장되는 제2 밴드, 및 상기 제1 밴드와 상기 제2 밴드를 연결하며, 길이를 조절하는 조인트를 구비할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 상부에 배치되고, 상기 내부 공간과 상기 타이어의 내부를 연결하는 개구를 구비할 수 있다.
또한, 상기 기판은 상기 하우징의 하면에서 이격되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 통신부는 상기 위치 고정부를 따라 연장될 수 있다.
또한, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 온도를 측정하는 제3 센서부, 및 상기 내부 공간에 배치되어, 전류를 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 타이어와, 상기 타이어가 장착되는 림과 상기 림의 외측에 장착되고, 상기 타이어의 내부 상태를 측정하는 타이어의 상태 측정 장치, 및 상기 타이어의 상태 측정 장치에서 데이터를 전달받아, 상기 타이어의 내부 상태를 진단하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 타이어의 상태 측정 장치는 상기 림에 장착되며, 내부 공간을 가지되, 하면에 곡률을 가지는 하우징과, 상기 내부 공간에 장착되는 기판과, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 압력을 측정하는 제1 센서부와, 상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 음향을 측정하는 제2 센서부와, 상기 기판과 연결되며, 외부에 신호를 송수신하는 통신부, 및 상기 하우징에 연결되어, 상기 림을 따라 연장되는 위치 고정부를 구비하는 타이어의 상태 측정 시스템을 제공한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 장점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 장치는 림에 장착되어, 타이어의 내부 상태 정보를 측정할 수 있다. 타이어의 상태 측정 장치의 센서 모듈은 내부 공간에서 타이어의 상태 정보를 측정하여 외부 노이즈에 의한 영향을 최소화 하여 상태 정보의 정확도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 타이어가 림에 조립된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 타이어를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2의 타이어와 림의 단면을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 장치가 림에 장착된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 5의 타이어의 상태 측정 장치를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시 예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 시스템을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 타이어의 상태 측정 시스템(1)은 실시간으로 차량의 상태, 즉 타이어(100)의 상태를 센싱하고, 이를 처리하여 신속하게 운전자 또는 사용자에게 전달 할 수 있다. 타이어의 상태 측정 시스템(1)은 타이어(100)의 내부에 장착된 타이어의 상태 측정 장치(200)에서 측정된 데이터를 기초로, 타이어의 온도, 압력 마모 상태, 노면 상태, 속도 등에 관한 정보를 운전자에게 전달할 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)와 컨트롤러(10)는 통신망으로 연결되어, 타이어의 상태 측정 장치(200)에서 측정된 상태 데이터는 컨트롤러(30)로 전달된다. 컨트롤러(30)는 전달 받은 데이터를 기초로 차량의 주행 상태가 결정하고, 통신망을 통해서 차량의 주행 상태를 표시부(미도시)에 전달할 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(30)는 차량의 ECU(electronic control unit)에 내장될 수 있다. 차량의 내부에서 실시간으로 상태 데이터를 전달받아 처리할 수 있다.
다른 실시예로, 컨트롤러(30)는 단말기(미도시) 형태를 가질 수 있다. 단말기가 타이어의 상태 측정 장치(200)와 연결되어 데이터를 전달 받으며, 단말기에서 데이터를 처리할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(30)는 애플리케이션과 같은 소프트웨어로 단말기에 구현될 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)와 컨트롤러(10)는 서로 유무선 통신망을 통해서 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(10)는 스마트폰으로 구현되는 경우 인터넷망이나, LTE(Long Term Evolution), 3G(3rd generation) 등의 이동통신망을 통해 타이어의 상태 측정 장치(200)의 통신부(240)와 연결할 수 있다.
또 다른 예로서, 타이어의 상태 측정 장치(200)와 컨트롤러(10)는 USB(Universal Serial Bus) 포트, 적외선이나 블루투스 등과 같은 근거리 통신 모듈 등을 포함하고 있다면, 인터넷과 같은 외부 망과 접속 가능한 제3의 장치(미도시)에 USB 포트 등으로 연결되고, 측정된 상태 데이터나 가공된 데이터는는 제3의 장치(미도시)를 통해 컨트롤러(30)나 표시부(50)로 전송될 수 있다.
표시부(미도시)는 타이어의 상태 정보를 디스플레이 할 수 있으며, 다양한 형태를 가질 수 있다. 일예로, 차량의 내부에 장착되는 디스플레이 패널 일 수 있으며, 휴대전화와 같은 휴대용 단말기, 노트북과 같은 전자기기일 수 있다.
도 2는 도 1의 타이어가 림에 조립된 상태를 도시하는 도면이고, 도 3은 도 2의 타이어를 도시하는 도면이며, 도 4는 도 2의 타이어와 림의 단면을 도시하는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 타이어(100)는 림(300)에 장착되며, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 림(300)에 장착된다. 타이어(100)는 중심축(AX)을 중심으로 원주 방향(RT)으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 또한, 타이어(100)는 중심축(AX)으로부터 반경 방향(r)을 기준으로 내측에는 림(300)이 결합될 수 있다.
타이어(100)는 트레드부(110) 및 트레드부(110)의 단부에서 연장된 사이드월부(120), 및 사이드월부(120)의 단부에 구비되는 비드부(130)를 포함할 수 있다.
타이어(100)는 트레드부(110)의 아래에 위치하는 카카스(140)와 벨트층(150)을 포함할 수 있으며, 벨트층(150)의 상부에는 캡 플라이(160)가 더 포함될 수 있다. 또한, 타이어(100)는 트레드부(110)와 한 쌍의 사이드월부(120)들 내측에 위치하여 타이어(100)의 내부 공기압을 유지시키는 이너라이너(170)를 포함할 수 있다.
트레드부(110)는 복수개의 그루브(115)에 의해서 구획되는 트레드 블록(TB)을 가질 수 있다. 트레드 블록(TB)은 차량의 주행시에 지면과 접촉하는 부분으로, 타이어(100)의 반경방향으로 일주하는 제1 그루브와, 타이어(100)의 횡 방향으로 형성되는 제2 그루브에 의해 구획될 수 있다. 트레드부(110)는 두꺼운 고무층으로 이루어져 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달한다.
트레드 블록(TB)의 표면에는 조종 안전성, 견인력, 제동성을 위한 트레드 패턴들과 트레드 패턴들에 의해 구획된 블록들이 위치할 수 있다. 트레드 패턴들은 젖은 노면에서의 주행 시 배수를 위한 복수의 그루브들과 견인력 및 제동력을 향상시키기 위한 사이프를 포함할 수 있다. 사이프는 블록에 형성되며, 그루브보다 작은 크기를 가진 홈일 수 있다. 사이프는 젖은 노면에서의 주행시 수분을 흡수하여 수막을 끊는 역할을 함으로써, 타이어(100)의 구동력과 제동력을 증가시킬 수 있다.
트레드부(110)는 내부에 카카스(140), 벨트층(150), 캡 플라이(160) 및 이너라이너(170)가 포함될 수 있다.
카카스(140)는 트레드부(110), 사이드월부(120) 및 비드부(130)를 따라 연장되어, 타이어(100)의 골격을 형성한다. 카카스(140)는 일정한 고무 성분 내부에 타이어 코드가 포함되어 있는 구조를 가질 수 있다.
카카스(140)는 비드부(130)에서 턴업되므로, 카카스(140)에 의해서 둘러싸인 내부공간이 생성될 수 있으며, 상기 내부 공간에 비드 코어(131), 비드 필러(132)가 배치된다.
카카스(140)는 스틸 또는 폴리에스터, 레이온 등과 같은 고강도 섬유 유기재로 이루어지는 복수의 코드지를 겹친 후, 고무로 피복하여 압연 가공하여 형성될 수 있다.
구체적으로， 카카스(140)는 합성 고무 및 천연 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무 성분을 포함하며, 적어도 하나 이상의 타이어 코드를 포함할 수 있다. 상기 타이어 코드로는 다양한 천연 섬유 또는 레이온, 나일론, 폴리에스테르 및 케블라 등을 사용할 수 있으며, 복수 개의 가느다란 철사를 꼬아서 형성한 스틸 코드(steel cord)도 사용될 수 있다.
벨트층(150)은 트레드부의 내측에 타이어(100)의 폭 방향으로 연장된다. 벨트층(150)은 타이어(100)의 내구성 향상 시키고, 골격을 형성할 수 있다. 또한, 벨트층(150)은 외부의 충격을 완화시키는 것은 물론 트레드의 접지면을 넓게 유지하여 주행 안정성을 확보하는 역할을 한다. 벨트층(150)은 트레드부(110)의 하측에 배치되고, 스틸 혹은 유기 섬유재로 이루어지는 복수의 벨트 코드(미도시)를 고무로 피복하여 압연 가공으로 형성될 수 있다.
벨트층(150)은 복수개로 구비될 수 있다. 일 예로, 이너라이너(170)의 상면에 배치된 제1 벨트층(151)과, 제1 벨트층(151)의 상면에 배치된 제2 벨트층(152)을 구비할 수 있다.
캡 플라이(160)는 트레드부(110)와 벨트층(150) 사이에 배치된다. 캡 플라이(160)는 벨트층(150) 위에 부착되는 특수 코드지로 주행시 성능을 향상시킬 수 있다. 캡 플라이(160)는 일 예로 폴리에스테르 합성섬유를 포함하여 이루어질 수 있다. 캡 플라이(160)는 벨트층(150)과 카카스(140)에 지지되어, 주행시에 벨트층(150)의 움직임을 최소화하여 주행안정성을 확보할 수 있다.
이너라이너(170)는 타이어(100)의 내부에 배치되어 공기의 누출을 방지하고, 타이어(100) 내의 공기압을 유지시킬 수 있다. 이너라이너(170)는 밀폐성이 우수한 고무층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 이너라이너(170)는 밀도가 높은 부틸고무 등으로 이루어질 수 있다.
이너라이너(170)는 카카스(140)의 내부에 배치되어 비드부(130)로 연장될 수 있다. 이너라이너(170)는 카카스(140)의 일면에 접촉할 수 있으며, 양단은 비드부(130)와 접촉할 수 있다.
비드부(130)는 림(300)의 사이드 바디(320)에 장착될 수 있다. 비드부(130)는 고무가 코팅된 스틸(Steel) 와이어를 복수 개 꼬아 형성되는 비드 코어(131)를 포함할 수 있다. 비드 코어(131)는 복수개의 비드 와이어가 그룹화 되어 형성될 수 있다. 비드 코어(131)는 비드 필러(132)와 인접하게 배치될 수 있다. 바람직하게, 비드 코어(131)는 비드 필러(132)의 아래에 배치될 수 있다.
비드부(130)는 비드 필러(132)를 포함하고, 비드 필러(132)는 비드 코어(131)로부터 사이드월부(120) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 비드 필러(132)는 비드 코어(131)의 일측에 부착된 고무 충전재로서, 비드 코어(131)를 보강하는 역할을 수행한다. 다른 실시예로 비드 필러(132)는 복수개가 서로 다른 물성을 가질 수 있다.
림(300)은 원주 방향으로 연장되며, 타이어(100)를 지지할 수 있다. 림(300)은 메인 바디(310)와 사이드 바디(320)를 가질 수 있다. 메인 바디(310)에는 후술하는 타이어의 상태 측정 장치(200)가 장착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 장치가 림에 장착된 상태를 도시하는 사시도이고, 도 6은 도 5의 타이어의 상태 측정 장치를 도시하는 사시도이며, 도 7은 도 6의 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 림(300)에 장착되어, 타이어(100)의 내부의 상태를 측정할 수 있다. 타이어의 상태 측정 장치(200)는 타이어의 내부 압력, 내부 온도, 음향 정보를 획득하고, 상기 정보들을 처리할 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)는 하우징(210), 기판(220), 센서 모듈(230), 통신부(240), 전원부(250) 및 위치 고정부(260)를 가질 수 있다.
하우징(210)은 타이어의 상태 측정 장치(200)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(210)은 내부 공간(SA)을 가질 수 있으며, 내부 공간(SA)을 기준으로 타이어의 상태 정보를 센싱할 수 있다.
하우징(210)은 상부 커버(211)와 측벽(212)을 가질 수 있다. 상부 커버(211)는 타이어의 상태 측정 장치(200)의 상부를 닫아서, 타이어(100)의 내부와 내부 공간(SA)을 구분할 수 있다.
측벽(212)은 상부 커버(211)에서 연장되며, 하부가 상부보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 측벽(212)은 아래의 부피가 상대적으로 크게 형성되어, 타이어의 상태 측정 장치(200)의 무게 중심이 림(300)에 가깝게 구현될 수 있다. 또한, 림(300)의 메인 바디(310)에 고정되는 측벽(212)의 바닥면의 면적이 확장되어, 타이어의 상태 측정 장치(200)가 안정적으로 배치 될 수 있다.
연결 홈(213)은 측벽(212)에 구비될 수 있으며, 연결 홈(213)에 위치 고정부(260)가 장착될 수 있다. 연결 홈(213)은 서로 마주 보는 측벽(212)에 각각 배치되며, 제1 밴드(261)와 제2 밴드(262)가 설치될 수 있다.
선택적인 실시예로, 하우징(210)은 관통 홀(214)을 구비할 수 있다. 통신부(240)는 관통 홀(214)에 삽입되어, 외부와 데이터를 전달하는 통신부(240)의 안테나(243)는 하우징(210)의 외부에 배치될 수 있다. 안테나(243)는 내부 공간(SA)의 외부에 배치되므로, 센서 모듈(230)에서 센싱 시에 발생되는 노이즈를 최소화 할 수 있다.
하우징(210)은 상부에 배치되고, 내부 공간(SA)과 타이어(100)의 내부를 연결하는 개구(215)를 구비할 수 있다. 개구(215)는 상부 커버(211)에 배치되며, 도면에서는 하나의 개구를 도시하나 이에 한정되지 않으며, 적어도 하나 이상으로 구비 될 수 있다.
개구(215)는 타이어(100)의 내부의 공기가 하우징(210)의 내부로 유입될 수 있는 경로를 형성할 수 있다. 타이어(100)의 내부 공기는 개구(215)를 통해서 자유롭게 하우징(210)의 내부 공간(SA)과 타이어(100)의 내부를 이동할 수 있다. 이러한 구조로 인하여, 타이어의 상태 측정 장치(200)의 내부 공간(SA)에서 측정된 데이터는 타이어(100)의 내부와 동일한 것으로 추정될 수 있다.
하우징(210)은 하면에 곡률(R)을 가질 수 있다. 하우징(210)은 림(300)의 메인 바디(310)와 접촉하는 부분이 메인 바디(310)의 곡률에 대응되도록 기 설정된 곡률(R)을 가질 수 있으며, 곡률(R)에 의해서 하우징(210)이 림(300)에 안정적으로 고정될 수 있다.
기판(220)은 하우징(210)의 내부 공간(SA)에 장착되며, 센서 모듈(230)이 장착될 수 있다. 또한, 기판(220)은 전원부(250)와 연결되어, 센서 모듈(230)에 전기를 공급할 수 있으며, 통신부(240)가 설치되어 센서 모듈(230)에서 측정된 데이터를 통신부(240)로 전달 할 수 있다.
기판(220)은 하우징(210)의 하면에서 이격되게 배치될 수 있다. 타이어의 상태 측정 장치(200)가 림(300)이 장착되면, 기판(220)은 림(300)에 직접적으로 접촉하지 않으며, 기 설정된 간격(G)으로 이격된다.
기판(220)이 림(300)에서 이격되므로, 기판(220)에 장착된 센서 모듈(230)은 림(300)에서 전달되는 진동 등의 노이즈를 최소화 할 수 있다. 즉, 기판(220)이 하우징(210)의 바닥에서 기 설정된 간격(G)으로 이격되므로, 림(300)에서 발생되는 노이즈가 센서 모듈(230)로 전달되는 경로를 차단하여, 센서 모듈(230)은 타이어(100)의 내부 상태를 정확하게 센싱할 수 있다.
센서 모듈(230)은 타이어의 상태 측정 장치(200)의 내부 공간(SA)의 상태를 측정할 수 있는 복수개의 센서를 가질 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(230)은 제1 센서부(231), 제2 센서부(232) 및 제3 센서부(234)를 가질 수 있다.
제1 센서부(231)는 기판(220)에 배치되어, 내부 공간(SA)의 공기 압력을 측정할 수 있다. 제1 센서부(231)가 내부 공간(SA)의 공기 압력을 측정하면, 획득된 데이터는 주행 중의 타이어(100)의 내부 공기 압력에 대한 데이터와 동일한 것으로 추정될 수 있다.
제2 센서부(232)는 기판(220)에 배치되어, 내부 공간(SA)의 음향을 측정할 수 있다. 제2 센서부(232)가 내부 공간(SA)의 음향을 측정하면, 획득된 데이터는 주행 중의 타이어(100)의 내부 음향에 대한 데이터와 동일한 것으로 추정될 수 있다.
제3 센서부(234)는 기판(220)에 배치되어, 내부 공간(SA)의 온도를 측정할 수 있다. 제3 센서부(234)가 내부 공간(SA)의 온도를 측정하면, 획득된 데이터는 주행 중의 타이어(100)의 내부 온도에 대한 데이터와 동일한 것으로 추정될 수 있다.
통신부(240)는 기판(220)과 연결되며, 외부에 신호를 송수신 할 수 있다. 통신부(240)는 센서 모듈(230)에서 획득된 데이터를 외부의 컨트롤러(10)에 전달하거나, 외부의 컨트롤러(10)로부터 제어 신호를 전달 받을 수 있다.
통신부(240)는 기판(220)에 설치되는 커넥터(241), 커넥터(241)에서 연장되는 통신 라인(242), 통신 라인(242)의 단부에 배치되는 안테나(243)를 구비할 수 있다.
커넥터(241)는 기판(220)에 고정되어, 기판(220)으로부터 신호를 전달 받을 수 있다. 통신 라인(242)은 커넥터(241)에서 연장되며, 관통 홀(214)을 통과할 수 있다. 통신 라인(242)은 가요성을 가지며, 위치 고정부(260)를 따라 연장될 수 있다.
안테나(243)는 통신 라인(242)에서 신호를 전달 받으며, 외부에 신호를 송출할 수 있다. 안테나(243)는 타이어의 상태 측정 장치(200)의 외부에 배치되므로, 타이어의 상태 정보를 포함하는 데이터 신호를 정확하게 외부로 송출 할 수 있으며, 외부 단말기(미도시)의 응답성을 높일 수 있다. 또한, 안테나(243)는 타이어의 상태 측정 장치(200)의 외부에 배치되므로, 내부 공간(SA)에서 발생되는 노이즈를 최소화 할 수 있다.
통신부(240)는 위치 고정부(260)를 따라 연장될 수 있으며, 위치 고정부(260)에 고정될 수 있다. 통신 라인(242)이나 안테나(243)는 위치 고정부(260)의 밴드에 고정되어, 타이어(100)의 주행 중에 안테나(243)의 위치가 변화하는 것을 방지할 수 있다.
전원부(250)는 내부 공간(SA)에 배치되어, 타이어의 상태 측정 장치(200)에 전류를 공급할 수 있다.
위치 고정부(260)는 하우징(210)에 연결되며, 타이어의 상태 측정 장치(200)를 림(300)에 고정할 수 있다. 위치 고정부(260)는 림(300)의 메인 바디(310)를 따라 일주하도록 연장되어, 타이어의 상태 측정 장치(200)를 림(300)에 고정할 수 있다. 위치 고정부(260)는 제1 밴드(261), 제2 밴드(262) 및 조인트(263)를 구비할 수 있다.
제1 밴드(261)는 하우징(210)의 일측에서 연장되고, 제2 밴드(262)는 하우징(210)의 타측에서 연장된다. 제1 밴드(261)와 제2 밴드(262)는 연결 홈(213)에 고정될 수 있다.
조인트(263)는 제1 밴드(261)의 단부와 제2 밴드(262)의 단부에 설치되며, 제1 밴드(261)와 제2 밴드(262)를 연결할 수 있다. 또한, 조인트(263)는 길이를 조정할 수 있어, 림(300)의 크기에 맞게 제1 밴드(261)와 제2 밴드(262)의 길이를 조절할 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)는 커버 부재(270)를 더 구비 할 수 있다. 커버 부재(270)는 하우징(210)의 바닥에 배치되고, 림(300)의 메인 바디(310)와 접촉 할 수 있다.
커버 부재(270)는 림(300)에서 전달되는 진동을 저감하거나, 소음을 흡수하는 흡음 소재로 형성될 수 있다. 커버 부재(270)는 기판(220)의 아래에 소정의 간격(G)으로 이격되게 배치된다.
림(300)의 메인 바디(310)에서 소음이나 진동이 발생되더라도, 1차적으로 커버 부재(270)에서 소음이나 진동을 흡수하여 이를 최소화 할 수 있으며, 2차적으로 기판(220)이 커버 부재(270)에서 이격되게 배치되어, 소음이나 진동이 기판(220)으로 전달 되는 것을 최소화 할 수 있다.
일 실시예로, 도면과 같이 커버 부재(270)는 하우징(210)의 하부를 전체적으로 커버할 수 있다. 다른 실시예로, 도면에는 도시되지 않았으나, 커버 부재(270)는 복수개의 개구나 슬릿이 형성되어, 하우징(210)의 일부를 커버할 수 있다.
또 다른 실시예로, 커버 부재는 상면에 복수개의 돌기를 가질 수 있다. 복수개의 돌기(미도시)는 커버 부재와 기판(220) 사이의 공간에서 발생하는 소리를 저감시킬 수 있다.
접착 부재(280)는 타이어의 상태 측정 장치(200)의 바닥면에 배치되며, 타이어의 상태 측정 장치(200)를 림(300)에 고정시킬 수 있다. 접착 부재(280)는 하우징(210)이나, 커버 부재(270)의 하면에 도포되며, 타이어의 상태 측정 장치(200)를 메인 바디(310)에 고정시킬 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)는 접착 부재(280)에 의해서 1차적으로 림(300)에서 위치가 고정될 수 있다. 또한, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 위치 고정부(260)에 의해서 림(300)에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 상태 측정 장치(200)와 타이어의 상태 측정 시스템(1)은 림(300)에 장착되어, 타이어(100)의 내부 상태 정보를 측정할 수 있다. 타이어의 상태 측정 장치(200)의 센서 모듈(230)은 내부 공간(SA)에서 정보를 센싱하므로, 정확도가 향상될 수 있다.
상세히, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 타이어(100)의 내부에 배치되어, 주행 중의 타이어(100)의 내부 상태를 측정할 수 있다. 이때, 센서 모듈(230)은 하우징(210)의 내부 공간(SA)에서 타이어의 상태 정보를 획득한다. 타이어(100)의 주행 중에는 노면의 상태나 운전자의 운전 습관 등에 의해서 매우 빠르게 상태가 변화하므로, 상태 정보를 획득하고 처리하는데 어려움이 있다. 본 발명에 따른 타이어의 상태 측정 장치(200)는 타이어(100)의 내부에 새로운 내부 공간(SA)을 정의하고, 내부 공간(SA)은 개구(215)에 의해서 타이어(100)의 내부와 연통되어, 공기가 유동할 수 있다.
타이어의 내부 공기가 내부 공간(SA)에 유입되므로, 내부 공간(SA)의 상태를 측정한 데이터를 타이어(100)의 주행 상태에 대한 데이터로 추정할 수 있다. 또한, 내부 공간(SA)은 일정한 부피를 가지므로 상태의 변동성이 상대적으로 낮아 신속하고 간단하게 데이터를 획득할 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)는 림(300)에 장착되므로, 주행 중에 외부에서 전달되는 노이즈를 최소화 할 수 있다. 타이어의 상태 측정 장치(200)는 타이어(100)의 트레드부(110)에서 이격되어 있으므로, 트레드부(110)에서 전달되는 노이즈를 최소화 할 수 있다. 또한, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 림(300)에 장착되므로, 위치가 고정될 수 있다.
예컨대, 센서 모듈이 트레드부에 장착되면 타이어의 주행에 따라 센서 모듈의 위치가 변화하고, 측정된 데이터는 외부 환경에 영향을 받게 된다. 그러나, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 림(300)에 장착되므로, 타이어(100)의 주행 중에 위치가 거의 일정하게 유지되며, 외부 환경으로부터 영향을 적게 받아 획득되는 데이터의 신뢰도를 높일 수 있다.
타이어의 상태 측정 장치(200)는 센서 모듈(230)이 장착된 기판(220)이 림(300)의 외주면에서 이격되게 배치되므로, 림(300)에서 전달되는 노이즈를 줄일 수 있다. 또한, 타이어의 상태 측정 장치(200)는 커버 부재(270)가 하우징(210)의 바닥에 배치되어, 림(300)에서 전달되는 노이즈를 최소화 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 타이어의 상태 측정 시스템
10: 컨드롤러
100: 타이어
200: 타이어의 상태 측정 장치
210: 하우징
220: 기판
230: 센서 모듈
240: 통신부
250: 전원부
260: 위치 고정부
300: 림

Claims (8)

  1. 림에 장착되어 타이어의 내부 상태를 측정하는 타이어의 상태 측정 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지며, 하면에 곡률을 가지는 하우징;
    상기 내부 공간에 장착되며, 상기 하우징의 하면에서 이격되게 배치되는 기판;
    상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 압력을 측정하는 제1 센서부;
    상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 음향을 측정하는 제2 센서부;
    상기 기판과 연결되며, 외부에 신호를 송수신하는 통신부; 및
    상기 하우징에 연결되어, 상기 림에 장착되는 위치 고정부;를 포함하며,
    상기 하우징은 상부에 배치되고, 상기 내부 공간과 상기 타이어의 내부를 연결하는 개구;를 구비하고,
    상기 통신부는 상기 하우징의 관통 홀에 삽입되어, 안테나가 하우징의 외부에 배치되는, 타이어의 상태 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 위치 고정부는
    상기 림을 따라 일주하도록 연장되며, 길이가 조절되는, 타이어의 상태 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 위치 고정부는
    상기 하우징의 일측에서 연장되는 제1 밴드;
    상기 하우징의 타측에서 연장되는 제2 밴드; 및
    상기 제1 밴드와 상기 제2 밴드를 연결하며, 길이를 조절하는 조인트;를 구비하는, 타이어의 상태 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 통신부는
    상기 위치 고정부를 따라 연장되는, 타이어의 상태 측정 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 온도를 측정하는 제3 센서부; 및
    상기 내부 공간에 배치되어, 전류를 공급하는 전원부;를 더 포함하는, 타이어의 상태 측정 장치.
  8. 타이어;
    상기 타이어가 장착되는 림; 및
    상기 림의 외측에 장착되고, 상기 타이어의 내부 상태를 측정하는 타이어의 상태 측정 장치;
    상기 타이어의 상태 측정 장치에서 데이터를 전달받아, 상기 타이어의 내부 상태를 진단하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 타이어의 상태 측정 장치는
    상기 림에 장착되며, 내부 공간을 가지되, 하면에 곡률을 가지는 하우징;
    상기 내부 공간에 장착되며, 상기 하우징의 하면에서 이격되게 배치되는 기판;
    상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 압력을 측정하는 제1 센서부;
    상기 기판에 배치되어, 상기 내부 공간의 음향을 측정하는 제2 센서부;
    상기 기판과 연결되며, 외부에 신호를 송수신하는 통신부; 및
    상기 하우징에 연결되어, 상기 림을 따라 연장되는 위치 고정부;를 구비하고,
    상기 하우징은 상부에 배치되고, 상기 내부 공간과 상기 타이어의 내부를 연결하는 개구;를 구비하고,
    상기 통신부는 상기 하우징의 관통 홀에 삽입되어, 안테나가 하우징의 외부에 배치되는, 타이어의 상태 측정 시스템.
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