TWI643765B - 具有車輪平衡作用之胎壓偵測器及其車輪平衡系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其用於一車輪，車輪具有一輪圈及一輪胎，輪胎及輪圈間形成一氣壓空間，輪圈設有連通氣壓空間之一氣嘴，胎壓偵測器包含：一本體及一偵測模組，本體活動設於氣壓空間且具有一容置空間；偵測模組設於容置空間，偵測模組之一感測單元用以偵測氣壓空間內之氣體壓力並產生一壓力訊號，偵測模組之一中央處理單元接收壓力訊號，並藉由偵測模組之一無線傳輸單元將壓力訊號以無線方式向外傳輸。藉此，減少車輪行進時震動以及車輪重量不平均之晃動問題，以達到車輪平衡之效果。

Description

具有車輪平衡作用之胎壓偵測器及其車輪平衡系統

本發明係關於一種用於車輪之胎壓偵測相關領域，尤指一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器及其車輪平衡系統。

按，胎壓偵測系統為一種裝設於車輪，用以偵測輪胎之氣壓是否足夠之電子系統，此系統會即時偵測，並且以儀表、數位顯示或是單純以燈號或聲音讓駕駛人得知胎壓的變化，以減少因胎壓過高或不足所導致的交通事故。

胎壓偵測系統依運作方式主要可分為間接式與直接式。其中，間接式胎壓偵測系統，其非直接偵測輪胎的胎壓，而是偵測車輪的轉速，若系統偵測到某一車輪的轉速與其他車輪的轉速差距過大，則可能有胎壓異常而會提醒駕駛人，但是，間接式胎壓偵測系統無法提供給駕駛人實際的胎壓數值。

再者，直接式胎壓偵測系統，其具有訊號發射功能之感測器，能夠提供駕駛者車輪實際的胎壓數值，其中，依安裝方式分有胎外式及胎內式兩種，胎外式之感測器係裝在車輪的氣嘴，可由車主自行簡易安裝，但是因感測器本身有重量，鎖在氣嘴上會造成車輪質量不平均分布，而影響車輪平衡，而且灌氣時需拆開感測器，會有碰壞感測器之風險。

而且對於橡膠式氣嘴結合胎外式感測器的狀態下，於車輛行進時會有甩動現象，長久運作下來橡膠氣嘴之橡膠體可能會有斷裂的風險。另外，胎內式的感測器是安裝在車輪的輪圈裡面，由於需要拆開輪胎安裝，因此通常只能由汽車保養廠才能安裝，安裝後輪胎需重新做平衡。

為解決上述課題，本發明提供一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，藉由將設有偵測模組之本體活動設置於氣壓空間，本體能夠隨車輪行進時於輪胎內活動，以平衡車輪質量，減少車輪震動，並且透過偵測模組感測氣壓空間之氣體壓力，藉此，達到平衡車輪且同時兼具胎壓偵測之功效。

本發明之一項實施例提供一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其用於一車輪，車輪具有一輪圈及套設於輪圈之一輪胎，輪胎及輪圈間形成一氣壓空間，輪圈設有連通氣壓空間之一氣嘴，胎壓偵測器包含：一本體，其活動設於氣壓空間，本體內有一容置空間；以及一偵測模組，其設於容置空間，偵測模組具有相互耦接之一感測單元、一中央處理單元、一無線傳輸單元及一提供電力之電力單元，感測單元用以偵測氣壓空間內之氣體壓力並產生一壓力訊號，中央處理單元接收壓力訊號，並藉由無線傳輸單元將壓力訊號以無線方式向外傳輸。

藉由上述，本發明能夠達成之功效，藉由將具有偵測模組之本體放置於氣壓空間，本體能夠隨車輪行進時於輪胎內活動，以偵測氣壓空間內之氣體壓力，因此，不需額外固定於車輪上，導致車輪質量不平均之問題，亦無須於裝設後進行車輪平衡校正，造成安裝時之繁複程序，藉此，達到快速簡易安裝之便利性。

再者，當本體能夠隨車輪行進時於輪胎內活動，以動態平衡方式，抵消車輪與車輪組件所造成之不平衡震動，藉以平衡車輪質量以及減少車輪震動，改善習知胎壓偵測器會影響車輪質量，導致車輪不平衡及震動問題，進而達到平衡車輪且同時兼具胎壓偵測之功效。

另外，本發明之胎壓偵測器僅需放置於輪胎及輪圈間之氣壓空間，於無須配合車輪規格或是氣嘴位置，便能夠達到車輪平衡及偵測胎壓效果，藉此，適用於任何車輪，增加本發明之使用範圍。

本發明之另一項實施例提供一種利用胎壓偵測器的車輪平衡系統，其包含：複數平衡體，其與胎壓偵測器同時活動設於氣壓空間。藉此，大幅減少車輪晃動問題，增加車輪之平衡效果，提升行車安全。

1‧‧‧車輪

2‧‧‧輪圈

3‧‧‧輪胎

4‧‧‧外表面

5‧‧‧外周緣

13‧‧‧孔洞

14‧‧‧通道

20‧‧‧偵測模組

21‧‧‧感測單元

22‧‧‧電路基板

6‧‧‧外胎面

7‧‧‧內胎面

8‧‧‧氣壓空間

9‧‧‧氣嘴

100‧‧‧胎壓偵測器

10‧‧‧本體

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧外緣

23‧‧‧中央處理單元

24‧‧‧無線傳輸單元

241‧‧‧第一天線部

242‧‧‧第二天線部

243‧‧‧轉折段

25‧‧‧電力單元

30‧‧‧黏著件

40‧‧‧平衡體

圖1係本發明胎壓偵測器外觀示意圖。

圖2係本發明本體剖面示意圖(一)，表示本體開設孔洞。

圖3係本發明本體剖面示意圖(二)，表示本體設有通道。

圖4係本發明實施例示意圖，表示胎壓偵測器放置於車輪之氣壓空間。

圖5係本發明實施例剖面示意圖，表示本體於車輪之氣壓空間中滾動。

圖6係本發明另一實施例示意圖，表示平衡體與胎壓偵測器放置於氣壓空間。

圖7係本發明另一實施例剖面示意圖，表示平衡體與胎壓偵測器於車輪之氣壓空間中滾動。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製。

本文所用單數形式「一」、「一個」及「該」亦包含複數形式，除非上下文清楚地指示其他情況。再者應瞭解，當用於此說明書時，術語「包括」及/或「包含」指定存在所述特徵、本體、模組及/或單元，但是不排除存在或附加一或多個其他特徵、本體、模組及/或單元。

當提到元件設於另一元件「上」或「之上」，或是元件與另一元件「連結」、「耦接」或「連接」時，其可直接設於、耦接、連結或連接於另一元件或是存在有中間元件，合先敘明。

請參閱圖1至圖5所示，本發明提供一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器100，其用於車輛之一車輪1，車輛能夠係機車、汽車其中之一，於本發明實施例中，車輛為汽車。車輪1具有一輪圈2及套設於輪圈2之一輪胎3，輪圈2具有一外表面4及一外周緣5，外表面4朝向車輪1轉動軸線之一端，外周緣5環繞車輪1之轉動軸線設置，輪胎3具有一外胎面6及一內胎面7，其中，輪胎3之內胎面7朝向輪圈2之外周緣5套設於輪圈2上，輪胎3之內胎面7與輪圈2之外周緣5間形成一氣壓空間8，而車輛行進時，輪胎3之外胎面6與地面接觸；再者，輪圈2之外表面4設有一氣嘴9，氣嘴9連通氣壓空間8，其中，氣嘴9提供氣體輸入氣壓空間8。

本發明之胎壓偵測器100包含：一本體10及一偵測模組20，偵測模組20設於本體10內部之一容置空間11中，其中，本體10活動設置於氣壓空間8， 用以平衡車輪1之質量，並且透過偵測模組20之一感測單元21偵測氣壓空間8內之氣體壓力，藉此，以達到同時兼具平衡車輪1及偵測胎壓之效果。

本體10，其具有一外緣12，本體10之形狀呈球體、橢圓體或多角體其中之一，於本發明實施例中，本體10之形狀呈球體；藉此，於車輪1轉動而帶動車輛行進時，車輪1轉動之離心力，使本體10之外緣12隨著車輪1行進時之切線方向與輪胎3之內胎面7滾動接觸，以動態平衡方式，抵消車輪1與車輪組件所造成之不平衡震動，以及車輪1之質量，藉以達到車輪1之平衡效果。再者，本體10之數量能夠係一個或複數個，使用者能夠根據需求，或是車輛種類調整本體10之數量，於本發明實施例中，本體10之數量係複數個。

偵測模組20，其具有一電路基板22，以及設於電路基板22且與感測單元21相互耦接之一中央處理單元23、一無線傳輸單元24及一提供電力之電力單元25，其中，於本發明實施例中，感測單元21、中央處理單元23及無線傳輸單元24整合為一體。無線傳輸單元24具有一第一天線部241、一第二天線部242及設於第一天線部241與第二天線部242間之一轉折段243，於本發明實施例中，轉折段243概呈直角；再者，無線傳輸單元24能夠係藍芽或射頻天線其中之一，其中，射頻天線可以為sub-1GHz，亦即射頻天線之頻率低於1GHz，例如：315MHz、434MHz、868MHz或915MHz等頻段；電力單元25係電池。

請參閱圖2及圖4所示，於本發明一項實施例中，本體10開設一孔洞13，孔洞13連通容置空間11及氣壓空間8，電路基板22卡固於容置空間11，令偵測模組20固定於本體10，氣壓空間8之氣體透過孔洞13進入容置空間11；請參閱圖3及圖4所示，於本發明另一項實施例中，本體10設有一通道14，通道14連通氣壓空間8且與感測單元21連結，偵測模組20藉由一黏著件30固設於本體10之容 置空間11，黏著件30填滿容置空間11，感測單元21藉由通道14偵測氣壓空間8之氣體壓力，其中，黏著件30係黏膠。

於感測單元21偵測氣壓空間8內之氣體壓力時，感測單元21會產生一壓力訊號並將壓力訊號傳送至中央處理單元23，而中央處理單元23接收壓力訊號，並藉由無線傳輸單元24將壓力訊號以無線方式向外傳輸，而無線傳輸單元24會與車輛之電子控制單元(ECU)無線連接，當電子控制單元接收到壓力訊號時，便將氣壓空間8之氣體壓力顯示，或是當氣壓空間8之氣體壓力出現異常時發出警示訊號，以提醒駕駛者，其中，電子控制單元能夠係儀表、數位顯示、燈號或聲音其中之一的提示介面。

因此，將設有偵測模組20之本體10直接放置於氣壓空間8中，本體10能夠隨車輪1行進時於輪胎3內之氣壓空間8活動，以偵測氣壓空間8內之氣體壓力，藉此，達到快速簡易安裝之便利性，而且不會造成車輪1質量不平衡之問題。

再者，本體10能夠隨車輪1行進時於與輪胎3之內胎面7滾動接觸，利用本體10作為車輪1之動態平衡，從而抵消車輪1與車輪組件所造成之不平衡震動，以平衡車輪1質量以及減少車輪1震動，藉此，達到平衡車輪1且兼具胎壓偵測之功效。

此外，本發明之無線傳輸單元24為非指向性，所以當本體10隨車輪1行進產生滾動時，無線傳輸單元24依然能夠穩定將感測單元21所產生之壓力訊號傳送至中央處理單元23。

於本發明另一項實施中，提供一種利用前述之胎壓偵測器100的車輪平衡系統，其包含： 複數平衡體40，其與胎壓偵測器100同時活動設於氣壓空間8，其中，於本實施例中，各平衡體40之形狀與胎壓偵測器100之本體10形狀相同，此外，各平衡體40與本體10之尺寸能夠依據實際上的功能需求，而設定為相同或不相同；再者，當胎壓偵測器100係複數個時，胎壓偵測器100之數量能夠等於、大於或小於平衡體40之數量，使用者能夠依照所需增減平衡體40及胎壓偵測器100之數量，其中，於本發明實施例中，胎壓偵測器100之數量等於平衡體40之數量。

因此，於車輪1轉動而帶動車輛行進時，車輪1轉動之離心力，使各平衡體40與本體10之外緣12隨著車輪1行進時之切線方向與輪胎3之內胎面7滾動接觸，利用各平衡體40及本體10作車輪1之動態平衡，從而抵消車輪1與車輪組件所造成之不平衡震動，以達到車輪1平衡之效果。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

Claims (12)

1. 一種具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其用於一車輪，該車輪具有一輪圈及套設於該輪圈之一輪胎，該輪胎及該輪圈間形成一氣壓空間，該輪圈設有連通該氣壓空間之一氣嘴，該胎壓偵測器包含：一本體，其活動設於該氣壓空間，該本體內有一容置空間；以及一偵測模組，其設於該容置空間，該偵測模組具有相互耦接之一感測單元、一中央處理單元、一無線傳輸單元及一提供電力之電力單元，其中，該無線傳輸單元具有一第一天線部、一第二天線部及設於該第一天線部與該第二天線部間之一轉折段；該感測單元用以偵測該氣壓空間內之氣體壓力並產生一壓力訊號，該中央處理單元接收該壓力訊號，並藉由該無線傳輸單元將該壓力訊號以無線方式向外傳輸。
2. 如請求項1所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體滾動設置於該氣壓空間。
3. 如請求項2所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體具有一外緣，該外緣隨該車輪行進時之切線方向與該輪胎內胎面滾動接觸。
4. 如請求項1、2或3中任一項所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體呈球體、橢圓體或多角體其中之一。
5. 如請求項4所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體之數量係複數個。
6. 如請求項1所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該偵測模組更具有一電路基板，該感測單元、該中央處理單元、該無線傳輸單元及該電力單元設於該電路基板。
7. 如請求項6所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該電路基板卡固於該容置空間。
8. 如請求項1或7所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體開設一孔洞，該孔洞連通該容置空間及該氣壓空間，以使該感測單元偵測該氣壓空間之氣體壓力。
9. 如請求項1或6所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，將該偵測模組藉由一黏著件固設於該容置空間。
10. 如請求項9所述之具有車輪平衡作用之胎壓偵測器，其中，該本體設有一通道，該通道連通該氣壓空間且與該感測單元連結。
11. 一種利用請求項1之胎壓偵測器的車輪平衡系統，其包含：複數平衡體，其與該胎壓偵測器同時活動設於該氣壓空間。
12. 如請求項11所述之車輪平衡系統，其中，各該平衡體之形狀與該胎壓偵測器之本體形狀相同。