KR20030044078A - 송신 안테나와 합체된 안전 인서트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체, 및 휠 유닛을 수용하는 하우징을 포함하는 안전 인서트에 있어서, 상기 안전 인서트는 상기 인서트에 단단하게 연결되고 그 용적 내측에 배치되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

송신 안테나와 합체된 안전 인서트{Safety insert with incorporated transmission antenna}

WO 94/20317호 명세서에는 각 휠이 적어도 하나의 압력 센서, 전원 공급 수단, 고주파 송신기 및 안테나를 갖는 휠 유닛을 포함하는 시스템이 기술되어 있다. 상기 공보의 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 휠 유닛은 휠 밸브에 고정된다. 이러한 고정은 특히 밸브 홀이 림 웰(well)의 외측에 배치되지 않는다면(유럽 특허 제701,911호에 공개된 휠 참조) 휠상에서 타이어의 조립 및 분해중에 문제점을 수반할 수 있고, 어떤 부주의가 상기 유닛의 손상 또는 파손을 초래할때 휠 유닛의 존재를 고려하여 특정 조립/분해 공정을 수반할 필요가 있다.

미국 특허 제5,285,189호에는 고정 칼라에 의해 휠의 림 웰의 방사방향 외벽에 고정된 휠 유닛(예를 들어 도 1)을 갖는 시스템이 기술되어 있다. 이런 형태의 고정은 휠상에서 타이어의 조립중에 발생하는 문제점을 제한한다. 그러나, 이 유닛은 자동차가 이동할때 피봇될 수 있음을 알았다. 따라서, 그 위치는 타이어가 분해될때엔 알 수 없고, 또한 여기서 어떤 부주의가 상기 유닛의 손상 또는 파손을 초래할 수 있다. 그러나, 이 유닛은 휠의 림의 금속 벽 바로 부근에 배치되어 있고, 이러한 환경은 자동차의 샤시에 배치된 중심 수용 및 처리 유닛과 휠 유닛 사이에서 무선 송신의 신뢰성을 떨어뜨린다.

유럽 특허 제0 775 601호에는 안전 인서트의 용적 내측에 배치된 휠 유닛을 갖는 안전 인서트를 구비한 휠의 안전 시스템이 공개되어 있다. 상기 시스템은 특히 자동차 샤시에 관한 무선 송신용 휠 유닛의 일정한 위치에서 무선 송신의 출력이 어렵다는 것을 알았다.

본 발명은 자동차의 회전부로부터 비회전부까지 기계적 특성의 데이타를 송신하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이들 데이타는 압력, 온도, 마찰, 마모 등과 같은 물리적 변수에 관한 데이타이다. 본 발명은 특히 휠 유닛과 이들 시스템의 안테나에 관한 것이고, 또한 차륜상에 이들을 설치하는 것에 관한 것이다.

특히 본 발명은 자동차의 타이어중 하나에서 압력의 손실을 자동차 운전자에게 경고하는 안전 시스템에 사용된다.

본 발명의 각종 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 안전 인서트를 갖는 장착 조립체의 부분적인 축방향 단면도.

도 2는 도 1의 인서트의 측면으로부터 본 도면.

도 3은 도 1의 인서트의 휠 유닛의 하우징 영역의 축방향 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 인서트의 제 2 실시예의 휠 유닛의 하우징 영역의 축방향 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 인서트의 제 3 실시예의 휠 유닛의 하우징 영역의 축방향 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 인서트의 도 5에 도시된 A-A선을 따라 취한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 휠 유닛의 다이아그램.

본 발명의 목적은 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체, 및 휠 유닛을 수용하는 하우징을 포함하는 안전 인서트에 관한 것으로, 상기 안전 인서트는 상기 인서트에 단단하게 연결되고 그 용적 내측에 배치되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

양호한 실시예에 있어서, 휠 유닛은 무선 송신을 위해 설정되고 자기 결합 권선에 연결된 무선 송신기를 포함하며, 상기 안테나는 휠 유닛의 하우징에 가깝게배치된 자기 결합 권선을 포함한다.

상기 실시예는 안테나의 휠 유닛이 하우징에 설치될때에 이 휠 유닛과 안테나의 자기 권선과의 사이에서 가깝게 자기 결합을 얻을 수 있는 장점이 있다. 따라서, 이것은 현재 사용되고 있는 휠 유닛의 하우징과 조화되는 사이즈의 안테나를 제외하고는 훨씬 우수한 출력을 갖는 고려할 만한 길이의 안테나를 사용할 가능성이 있다. 다른 장점은 휠 유닛의 송신기와 안테나 사이에서 전기적 접점이 없다는 것이다.

적합하게는, 상기 안테나는 고출력 동조(tuned) 안테나이다. 이 안테나는 인서트 원주의 일 부분에만 걸쳐서 연장한다. 이것은 이에 동조하는 안테나를 형성하는 도체의 길이를 용이하게 선택할 수 있는 것을 의미한다. 이 안테나는 또한 인서트의 원주 전체에 걸쳐서 연장된다. 이것은 자동차 샤시에 배치된 중앙 수용 및 처리 유닛과 휠 유닛 사이에서 데이타의 송신을 단순화하는 장점을 갖는다.

특히, 인서트의 환형 본체의 상부 부분 내측에, 그 대부분에 안테나를 배치하는 장점이 있고, 환형 본체의 직경은 인서트를 수용하는 휠의 최대 직경보다 크다.

안테나의 이러한 구성은 안테나의 출력을 실질적으로 향상시킨다. 이것은 데이타를 송신할때에 휠 유닛의 에너지 소비를 제한하는 중요한 인자이다.

본 발명은 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체를 포함하는 안전 인서트에 삽입하기 위한 안테나에 관한 것으로, 상기 안테나는 전도성 소자로 형성되고, 그 형상과 치수는 상기 인서트에 적어도 부분적으로 삽입할 수 있는 정도이며, 상기 안테나는 대략 180도를 초과하여 연장하는 원주 방향 위치를 점유하도록 고려된다.

예를 들면, 상기 안테나는 인서트의 상부 부분의 측벽에 형성된 환형 홈에 고정된다.

상기 안테나는 환형 본체의 상부 부분에 숨겨져 있다.

적합하게는, 상기 안테나와 그 결합 권선은 단일 전도성 와이어로 형성된다. 이것은 이 안테나의 실현을 단순화하고 조립의 비용을 제한하는 장점을 갖는다.

이 도체는 가요성 및 확장성 도체일 수 있다.

상기 안테나는 전도성 페인트를 상기 안테나의 표면에 적용함으로써 적어도 부분적으로 실현할 수 있다.

양호하게는, 휠 유닛의 하우징은 인서트의 베이스 바로 부근에서 환형 본체에 배치된다. 이것은 타이어가 롤링동안에 또는 편평면상에서 롤링중에 작동하는 동안에 충돌을 받는다면 휠 유닛을 손상시키는 위험성을 최소화하는 장점을 갖는다.

본 발명의 다른 목적은 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체를 포함하는 안전 인서트내측에서 하우징에 배치되는 휠 유닛에 관한 것으로, 상기 유닛은 휠 또는 타이어의 물리적 변수를 검출하거나 또는 판독하는, 압력 센서와 같은, 소자, 및 상기 인서트에 배치되어 안테나와 전기적으로 협동하도록 자기 결합 권선에 전기적으로 연결된 송신기를 포함한다.

도 1에는 조립된 유닛이 타이어(1), 림(2), 및 림(2)의 지지면(4) 둘레에 배치된 안전 인서트(3)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 림(2)의 특정 기하학적 형상은 미국 특허 제5,634,993호에 기술되어 있다. 림은 내외부로 구성된 두개의 림 플랜지(50, 50')와, 서로 다른 직경을 갖는 내외부로 구성된 두개의 비드 시트(5, 5'), 및 맞물림 엣지(41)와 제한 정지부(42)를 갖는 지지면(4)을 구비한다. 상기 림은 특히 안전 인서트(3)를 용이하게 설치하기에 적합하다. 이 조립체는 타이어(1)내의 압력이 심각하게 하강함에도 불구하고 롤링할 수 있게 한다. 안전 인서트(3)는 축방향 전방면(Ⅰ)과 축방향 후방면(Ⅱ)을 갖는다. 이 인서트는 두개의 주 부분, 즉 림(2)의 지지면(4)을 에워싸는 베이스(8)와 이 베이스(8)에 연결된 본체(9)를 포함한다. 본체(9)는 도 1에 도시된 바와 같이 팽창 압력이 제로 또는 약하게 된다면 타이어(1)의 트레드(7)와 접촉하는 상부(6)를 포함한다. 본체(9)는 다양한 넓은 형상을 가질수 있다.

도 2는 인서트(3)를 축방향 후방면(Ⅱ)의 측면으로부터 본 도면이다. 안전 인서트(3)의 본체(9)는 축방향으로 또는 실질적으로 축방향으로 배치된 일련의 격벽(16)을 갖는다. 이들 격벽은 인서트의 원주에 걸쳐 규칙적으로 분배되고 상부(6)를 베이스(8)에 연결한다. 본체(9)의 대략 원주방향으로 런-아웃(run-out)(18)을 함께 갖는 이들 격벽(도 1 참조)은 리세스(17)를 형성한다. 이들 리세스 중 하나는 휠 유닛(20)을 인서트(3)에 고정하기 위해 사용된다. 이 고정은 어떤 공지된 수단, 즉 클립 또는 접착제에 의해 실행된다. 휠 유닛은 롤링중에 충돌로 인한 손상의 위험성을 제한하기 위하여 본체(9)의 방사방향 하부 부분에 적합하게 배치된다. 휠 유닛의 마운트(mount)는 또한 적합하게는 제거할 수 있다. 도 2에는 또한 안테나(aerial)(14)가 도시되어 있다. 이 안테나는 상부를 형성하는 본체의 부분에서 휠 유닛(20)의 양 측면상에서 인서트의 원주를 따라 연장한다. 안테나(14)는 휠 유닛(20) 바로 부근에서 인서트의 베이스(8)에 배치된 자기 결합 권선(15)에 전기적으로 연결된다.

안테나(14)는 특정 경우에 따르면 단일 도체 또는 원주방향 권선으로 형성된다.

도 3은 본 발명에 따른 안전 인서트(3)를 통한 부분적인 축방향 단면도이다. 이 단면도는 도 2에 도시된 B-B 영역을 취한 단면이다. 안전 인서트(3)는 휠이 고속으로 회전할때 인서트의 원심력에 저항하도록 베이스(8)에 배치된 대략 원주 방향으로 배향된 일련의 보강부(11)를 포함한다.

도 3에서, 안테나(14)는 축방향 전방면(Ⅰ)의 캐비티(13)를 따라 측방으로 배치되어 있다. 이 도면은 안테나(14)가 본체(9)의 상부 부분으로부터 벗어나기 위한 런-아웃(18)과, 베이스(8)에 접합하기 위한 상부(6) 및 결합 권선(15)을 어떻게 가로지르는 지를 도시하고 있다. 여기서, 결합 권선은 휠 유닛(20)의 하우징하에서 베이스내로 연장하는 간단한 루프이다.

도 4는 인서트(3)의 안테나의 약간 다른 실시예를 도시하고 있다. 이 안테나(14)는 상부(6)로부터 방사방향으로 개구하는 원주방향 캐비티에서 인서트의 원주를 따라 연장한다. 이들 두 실시예에서, 안테나는 개구되는 그 일부에서 전도성 페인트로 형성된다. 결합 루프와 연결되는 부분에서, 선택적으로 확장가능한 도체가 사용된다.

도 6은 본 발명에 따른 자기 결합 루프(15)의 형상을 구체화한 도면이다. 이 도면은 도 5에 도시된 A-A선을 따라 취한 원주방향 단면이다. 이 단면도는 결합 루프(15)의 평면에서 실행된 것이다. 자기 결합 루프(15)는 베이스(8)에 배치되어 있다. 점선으로 도시된 바와 같이, 휠 유닛은 베이스(8)의 방사방향 외부면에 대해 배치되어 있고, 유사한 결합 루프(21)가 루프(15)와 사실상 평행하게 배치되어 있다. 이들 두 루프(15, 21) 사이에서의 자기 결합은 휠 유닛(20)이 하우징에 배치되어 있기 때문에 우수하다.

도 7은 휠 유닛(20)의 다이아그램이다. 이 유닛은 배터리(22)와 같은 전원 공급 수단과, 압력 및 온도 센서 조립체(23)와, 데이타 저장 및 처리 수단(24), 및 고주파 송신기(25)를 주로 포함한다. 송신기(25)는 인서트에 단단하게 배치된 안테나와 실질적으로 조화되는 형상과 길이를 갖는 결합 루프(21)에 전기적으로 접속되고, 상기 송신기와 안테나 사이에 임피던스를 적용하기 위해 유지된다.

본 발명에 따른 안전 인서트에 단단하게 접속된 안테나의 위치 설정은 다수의 장점을 제공한다. 안테나와 휠 유닛은 타이어의 장착 및 설치중에 그리고 롤링중에 안전 인서트에 의해 보호된다. 휠 유닛은 인서트에 임의로 제거가능한 방법으로 용이하게 설치된다. 안테나는 림의 금속 부분에 가까운 영역 외측에서 그 길이와 위치로 인해 우수한 출력을 갖고, 림은 배터리의 유효 수명을 향상시키며 송신 영상(shadow)에 있는 영역의 문제점을 감소시킨다. 안테나가 인서트의 원주 전체에 걸쳐 연장될때, 자동차 감시 시스템의 중앙 처리 유닛의 수용 조건은 휠의 위치가 질문에 있는지를 실질적으로 지시한다. 마지막으로, 자동차와 타이어가 서비스된다면, 인서트는 재조립이 생략되고 이 시스템은 이러한 생략을 용이하게 검출한다.

본 발명에 따른 안전 인서트는 주로 고무 혼합물 또는 열가소성 물질로 구성되어 있다. 양 경우에, 이 인서트는 균일하게 분포된 이송 지점으로부터 폐쇄된캐비티로 이러한 구성 재료의 압력하에서 주입에 의해 실현된다. 주입을 실행하기 전에, 폐쇄된 캐비티에 보강재(11)를 배치하는 것이 양호하다. 인서트 안테나의 결합 루프는 주입전에 보강재(11) 외부에 방사상으로 배치된다. 안테나의 잔류부는 상부(6)에 숨겨진 안테나를 갖도록 선택된다면 폐쇄된 캐비티에 공지된 방법으로 설치된다. 이 잔류부는 안테나와 결합 루프를 연결하는 부분을 명백하게 제외하고는 주입중에 폐쇄 캐비티 외측에 있고, 두개의 적합한 출구 지점까지 폐쇄된 캐비티에 배치되어야만 한다.

고무 재료가 사용되면, 인서트를 형성하기 위한 성형은 유럽 특허출원 EP 1 000 774 A1호에 기술된 것과 유사하다.

Claims (20)

1. 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와,

   타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체, 및

   무선 송신부를 갖는 휠 유닛을 수용하는 하우징을 포함하는 안전 인서트에 있어서,

   상기 안전 인서트는 상기 인서트에 단단하게 연결되고 그 용적 내측에 배치되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 휠 유닛은 자기 결합 권선에 연결되는 무선 송신기를 포함하고, 상기 안전 인서트는 휠 유닛의 하우징에 가깝게 상기 안전 인서트에 배치된 자기 결합 권선을 갖는 것을 특징으로 하는 안전 타이어.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 안테나는 고출력 동조(tuned) 안테나인 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 안테나는 인서트의 원주의 일부에만 걸쳐서 연장하는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 안테나는 인서트의 원주 전체에 걸쳐서 연장하는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 환형 본체는 상기 인서트를 수용하는 휠의 최대 직경보다 더 큰 직경의 일부를 갖고, 상기 안테나는 상기 환형 본체의 상부 부분 내측에 그 대부분에 걸쳐서 배치되는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 안테나는 상기 인서트의 상부 부분의 측벽에 형성된 환형 홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 안테나는 상기 인서트의 환형 본체에 숨겨져 있는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
9. 제 2 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나의 결합 권선은 상기 인서트의 베이스에 숨겨져 있는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
10. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나와 상기 안테나의 상기 결합 권선은 단일 전도성 와이어로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
11. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나는 전도성 페인트를 상기 인서트의 표면에 적용하므로써 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
12. 제 2 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나는 가요성 도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 휠 유닛의 하우징은 상기 인서트의 베이스 바로 부근에서 상기 환형 본체에 배치된 것을 특징으로 하는 안전 인서트.
14. 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체를 포함하는 안전 인서트내측에서 하우징에 배치된 휠 유닛에 있어서,

    상기 유닛은 휠 또는 타이어의 물리적 변수를 검출하고 판독하는, 압력 센서와 같은, 소자와, 상기 인서트에 배치된 안테나와 전기적으로 협동하도록 채용된 자기 결합 권선에 전기적으로 연결된 송신기를 포함하는 휠 유닛.
15. 제 14 항에 있어서, 전원 소자와 전기적으로 협동하는 휠 유닛.
16. 적합한 휠 림과 접촉하는 대략 원주 방향 베이스와, 타이어의 일부분을 적어도 부분적으로 평탄할 수 있는 압력하의 롤링 중에 상기 림 상에 장착된 타이어의 트레드를 지지하는 대략 원주 방향 본체를 포함하는 안전 인서트에 삽입하기 위한 안테나에 있어서,

    상기 안테나는 전도성 소자로 형성되고, 그 형상과 치수는 상기 인서트에 적어도 부분적으로 삽입할 수 있는 정도이며, 상기 안테나는 대략 180도를 초과하여 연장하는 원주 방향 위치를 점유하는 것을 특징으로 하는 안테나.
17. 제 16 항에 있어서, 180도 내지 360도 사이를 포함하는 원주 방향 공간을 점유하는 것을 특징으로 하는 안테나.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 부분과 연결되고 180도 내지 360도 사이를 포함하는 상기 원주 방향 공간을 점유하는 부분을 다수 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나.
19. 제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 단일 전도성 와이어로 구성된 것을 특징으로 하는 안테나.
20. 제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 단일 전도성 스트립으로 구성된 것을 특징으로 하는 안테나.