KR20080009974A - 타이어 내부에서 공기압변화에 의한 회전형 발전장치 - Google Patents

Abstract

자동차 차량의 바퀴 속에 타이어의 공기압이나, 온도, 회전수 등 기타 정보을 측정하여 무선으로 메인 수신장치에 전송해 주는 장치를 넣어서 사용하는 TPMS 시스템 등이 있어나, 이들 장치에는 건전지를 사용하거나 혹은 외부에서 복잡한 방법에 의하여 무선으로 전력을 공급하여 주거나, 혹은 필요한 경우에만 자료송출을 요구하는 시스템 등의 방법을 사용하고 있다.

이러한 방법 등은 타이어 내부에 있는 송신장치의 건전지를 보다 오래 동안 사용하기 위한 조치 등이나, 그 수명에는 한계가 있다.

본 발명은 타이어 내부에 장착되어 있는 각종 무선 송출장치에 전원으로 사용할 수 있도록, 타이어 속에서 차량의 주행에 따른 타이어 공기압 변화를 이용하여 발전을 하는 장치 및 그 방법에 대해 제시한다.

TPMS, 타이어공기압모니터링시스템, 타이어온도감지장치,무선송신장치, 타이어, 자가발전, 자체발전, 발전장치, 발전기, 진동에너지

Description

타이어 내부에서 공기압변화에 의한 회전형 발전장치 { Rotary type Electric power generator by variation of tire pressure inside of the vehicles tire}

도 1은 본 발명의 왕복형 외함의 구성도

도 2는 본 발명의 고정형 내함의 구성도

도 3은 본 발명의 왕복형 외함과 고정형 내함의 맞물린 상태의 구성도

도 4는 본 발명의 기본구성도

도 5는 본 발명의 전체구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 보호용 케이스

2. 왕복형 외함

3. 왕복형 외함의 톱니

4. 회전형 발전기

5. 회전형 발전기 톱니바퀴

6. 휠 (림)

7. 고정형 내함

8. 작은 공기구멍

타이어의 내부의 온도, 공기압, 혹은 타이어의 회전 정보들을 감지하기 위하여 그 측정 장치를 타이어의 내부에 설치하여 사용하고 있다.

이때 타이어의 내부에서 측정한 그 정보들을 무선으로 송출하기 위하여 전원이 필요하게 되는데, 이 전원으로서 건전지를 사용하는 방법과 무선으로 외부에서 전력을 공급하여 주거나, 혹은 필요시에만 무선 송출을 요구하는 장치 등이 있으나, 사용하고 있는 건전지에는 수명의 제한이 있으며, 또한 다른 방법은 복잡한 장치로 인하여 가격이 높아지는 문제점 등이 있다.

차량이 주행 중인 경우에, 타이어 내부의 공기압은 노면의 상태에 따라, 혹은 차량의 급제동, 급발진 등의 여러 가지의 원인에 의하여 아주 다양한 형태로 변화되고 있다. 이러한 공기압의 변화상황을 적절히 이용하여 전기력을 발생시키는 것이다.

도 1에서, 왕복형 외함(2)은 여섯 개의 면 중에서 뒷쪽 면은 터진 면이며 그외 다섯 면은 막힌 면으로 이루어지며, 한쪽 측면의 바같 쪽에는 톱니(3)가 형성되어 있으며, 그 내부는 비어 있는 통의 형태를 이루고 있다.

또한 도 2에서, 고정형 내함(7)은 여섯개의 면 중에서 앞면은 터진 면이며, 뒷면은 작은 공기구멍(8)을 가진 막힌 면이며, 그외 네개의 면은 모두 막혀진 면으로 구성되며, 그 내부는 비어 있는 통의 형태를 이루고있다.

도 3에서 보는 바와 같이, 왕복형 외함(2)은 고정형 내함(7)과 맞물려서 피스톤과 실린더의 형상으로 움직일 수 있도록 구조되어 있다.

이 왕복형 외함(2)과 고정형 내함(7)이 서로 맞물려 이루고 있는 함내의 공간에서 함외부로의 공기의 흐름은 고정형 내함의 뒷면에 있는 작은 공기구멍(8)과 그리고 왕복형 외함(2)과 고정형 내함(7)이 슬라이딩하여 움직일 때의 마찰 면을 통한 작은 틈새로 이루어진다.

그리고, 함내의 공기의 압력과 함외의 공기의 압력이 같아 평형을 이루고 있을 때에는 왕복형 외함(2)을 스프링 등의 방법으로 항상 고정형 내함(7)과는 반 정도가 맞물린 상태에서 대기 상태가 되도록 구조되어 있다.

주지하는 바와 같이 함 외부의 공기압력이란 타이어 내부의 공기압이 되는 것이다.

차량이 주행 중 타이어 내부의 공기압이 상승 혹은 감소를 하게 되면 이는 곳 함 외부의 압력이 상승 혹은 감소함을 의미하는 것이다.

함 외부의 압력이 급작스럽게 변화를 하게 되면, 함 내부의 압력은 이전의 압력을 그대로 유지하고 있게 되며 작은 공기구멍(8) 및 외함과 내함 사이의 틈새 등을 통하여 조금씩 흐르는 공기의 흐름량 만큼 천천히 함 외부의 압력과 같아 지게 될 것이다. 함 내부와 함 외부 사이에 충분할 만큼의 공기 흐름이 있기 전까지는 함외부와 함내부에는 압력의 차이가 존재하게 되며, 이 차이 압력이 왕복형 외함(2)을 밀어 넣거나 땡겨 내거나 하게 하여, 즉 왕복형 외함(2)으로 왕복운동을 하도록 한다.

이 왕복형 외함(2)의 측면에는 톱니(3)가 있으며, 이것과 서로 맞물리게 되어 있는 회전형 발전기(4)의 원형 톱니바퀴(5)가 맞물려 돌아가게 되어 있고, 여기에 연결되어 있는 회전형 발전기(4)가 돌게 되어 전기력을 발생시키게 되는 것이다.

도 4 본 발명의 기본 구성도에서 보는 것과 같이, 차량의 바퀴 휠(6)에 보호용케이스(1)를 고정 부착하여 두고, 이 보호용케이스(1) 내부에 왕복형 외함(2) 과 고정형 내함(7)이 있으며, 고정형 내함(7)은 보호용케이스(1)에 부착 고정되어 있으며, 왕복형 외함(2)은 타이어 공기압의 변화에 따라 왕복운동을 하도록 되어 있다.

왕복형 외함(2)이 왕복운동을 함에 따라 측면의 톱니바퀴가 회전형 발전기(4)에 부착된 톱니바퀴(5)와 맞물리게 되어 회전형 발전기(4)의 회전축을 돌리게 되어 있다.

왕복형 외함(2)의 측면에 있는 톱니(3)의 치수와 회전형 발전기(4)의 축에 물려 있는 톱니바퀴(5)의 치수를 적절히 조절함으로써 회전형 발전기(4)로부터 충분할 만큼의 전력을 발생시킬 수가 있게 된다.

1. 타이어 내부에 장착되는 무선 송신 장치 용 건전지를 교체해 주어야 하는 필요가 없어진다.

2. 기존의 송신 장치는 타이어 내부에서 열악한 사용환경조건들을 개선하기 위하여 건전지와 송신장치를 일체형으로 몰딩하여 건전지를 교체할 수 없도록 구조가 되어 있는바 이는 건전지의 수명이 곧 송신 장치의 수명이 되고 있다.

따라서 자가발전 장치를 사용하게 되므로 송신장치의 수명이 곧 반 영구적이 되는 것이다.

3. 송신장치에서 데이타의 송신횟수를 증가시켜 데이타의 업데이터를 보다 실시간으로 할 수 있다.

4. 송신장치에서 데이타의 송신출력을 증가시켜 보다 멀리까지 데이타를 송출할 수 있으므로 송신장치와 수신장치 사의에 리피타와 같은 중계장치를 사용할 필요가 없다.

5. 자동차의 각 부분에 산포되어 있는 TPMS 용 각 장치와의 사이에 별도의 배선이 필요 없다.

6. 상기와 같은 장치와 배선 등을 줄일 수가 있어 타이어공기압모니터링 장치의 가격을 줄일 수 있다.

Claims (1)

1. 타이어 내부에서 두개의 함을, 피스톤이 실린더 내부로 움직임과 같이 한쪽함이 다른쪽 함의 내부로 왕복운동을 할 수 있도록 장치하고, 두개의 함이 구성하는 함 내부의 공기가 함 외부로는 작은 구멍과 두함의 슬라이딩 면의 틈새 등을 통하여 조금씩 통할 수 있도록 장치하여, 함 외부의 압력이 급격히 변화할 때에, 함 내부의 공기 압력은 천천히 변화하게 되며, 미쳐 압력이 평형을 이루기 전에는 서로 공기압의 차이가 생기게 되고 이 압력차로 인하여 두함 중 하나가 다른함을 상대로 마치 피스톤이 실린더 내부를 왕복 운동하듯이 왕복운동을 하게 된다.

   이 왕복운동을 하는 함의 측면에 톱니를 장치하고, 이 톱니와 맞물리도록 장치한 톱니바퀴로서 회전형 발전기를 구동하는 것을 특징으로 하는 전기력 발생 장치

Images