KR101353914B1 - 타이어 상태에 관한 정보를 송신하는 송신 장치 및 타이어 상태 감시 시스템 - Google Patents
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Abstract
타이어 상태 감시 시스템은 송신 장치, 수신 장치, 및 감시부를 포함한다. 송신 장치는, 타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동(空洞) 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서, 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기, 및 센서와 송신기를 수용하는 하우징을 포함한다. 하우징의 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로의 개구(開口)부는 하우징의 표면에 형성되어 있고, 개구부는 하우징의 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있다. 공기 통로의 개구부의 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크다. 상부와 접촉하고 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적은 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
Description
본 발명은 타이어 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동(空洞) 영역에 제공된 송신 장치 및 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 상태 감시 시스템에 관련된다.
종래로부터, 차량에 장착된 타이어의 공기압의 점검과 관리는 타이어 내구성의 향상, 내마모성의 향상, 연료 절약의 향상 또는 승차감의 향상 그리고 조종 성능의 향상을 위하여 요망된다. 그러한 목적을 위하여, 타이어 공기압 감시를 위한 다양한 시스템이 제안되어 있다. 이러한 시스템에 있어서, 일반적으로, 휠(wheel)에 장착된 타이어의 공기압에 관한 정보가 검출되고, 그 정보를 송신하기 위한 송신 장치가 각 휠의 타이어 공동 영역 내에 제공되고, 그리고 각 타이어의 공기압의 정보가 타이어의 공기압을 감시하도록 송신 장치로부터 얻어진다.
반면에, 타이어가 바람이 빠졌을 때, 타이어와 림 사이에 위치하는 타이어 공동 영역 내에 주입되는 펑크 수리제가 자주 사용되고 있다. 펑크 수리제는 액체이기 때문에, 수리제가 타이어 공동 영역 내로 주입될 때, 수리제는 타이어 공동 영역을 마주하는 타이어 내부 표면뿐만 아니라 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치에도 들러붙는다. 경우에 따라서는, 수리제가 공기압의 측정에 영향을 미치도록, 송신 장치에 형성된 개구(開口)부를 막도록 고화(固化)한다.
이 문제를 처리하기 위하여, 검출용 연통부(連通部)를 통한 이물질의 진입을 방지하는 것에 의하여 정상 검출 상태를 유지할 수 있는 휠 상태 검출 장치가 제안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개2008-62730).
구체적으로 말하면, 휠 상태 검출 장치의 TPMS(Tire Pressure Monitoring System) 밸브에는 하우징에 형성된 연통 구멍의 개폐를 위한 연통부 개폐 기구가 구비되어 있다. 펑크 수리 시에, 연통 구멍을 통한 검출 공간 내에 펑크 수리제의 진입은 방지되어 있다. 이 연통부 개폐 기구는 뚜껑체와 비틀림 코일 스프링을 포함하는 기계적인 몸체들로 구성되어 있고, 휠에 작용하는 원심력에 의하여 연통 구멍을 자동적으로 개폐한다
나아가, 타이어 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 펑크난 타이어가 고쳐진 후에, 타이어 압력이 떨어지는 것을 사용자에게 알리기 위한 타이어 압력 감시 시스템과 타이어 압력 센서 유닛이 제안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개2007-196834).
구체적으로 말하면, 타이어 압력 감시 시스템은 차량의 각 타이어에 제공되어 있다. 그리고 타이어 압력 감시 시스템에는 타이어 압력 센서와 송신기를 가지는 센서 유닛, 센서 유닛으로부터 전파를 수신하기 위한 수신 장치, 및 각 타이어의 공기압이 역치(
)와 같거나 더 낮아질 때, 알람을 주기 위한 제어ECU가 구비되어 있다. 시스템에는 각 타이어의 펑크를 판정하기 위한 펑크 판정 수단과, 타이어가 펑크 난 것이 판정된 후에 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 펑크 난 타이어가 수리되었는지 여부를 판정하기 위한 펑크 수리제 사용 판정 수단이 구비되어 있다. 펑크 난 타이어가 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 수리된 것이 판정되었을 때, 설령 공기압 센서로부터의 타이어 압력값이 정상값일지라도 제어 ECU는 알람을 계속한다.
일본국 공개특허공보 특개2008-62730에 기술된 장치의 연통부 개폐 기구는 뚜껑체와 비틀림 코일 스프링을 포함하는 기계적인 몸체로 구성되어 있기 때문에, 장치 자체가 복잡하고 비싸다.
일본국 공개특허공보 특개2007-196834에 기술된 시스템과 유닛에 있어서, 펑크 수리제를 사용하는 것에 의한 타이어의 수리 후에 측정된 타이어 압력에 관한 정보가 옳은지 여부가 확실하지 않다. 그러므로, 펑크 수리 후에 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하는 것은 불가능하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 타이어 펑크를 수리한 후에도, 타이어 압력 정보와 같은 타이어 정보를 적절하게 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치와, 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 상태 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 첫 번째 관점에 의하면, 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동 영역 내에 제공된 송신 장치가 제공되어 있다.
장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
센서와 송신기를 수용하는 하우징을 포함한다.
하우징의 내부 공간과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(air vent)의 개구부는 하우징의 표면에 형성되어 있다.
개구부는 하우징의 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가진다.
돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크다.
상부와 접촉하고 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적이 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
돌출부의 돌출 방향에 평행이고, 개구부의 중심을 관통하는 평면을 따라 취해진 돌출부의 단면 프로파일에 있어서, 하우징의 표면에 대한 라인 세그먼트의 경사각은 바람직하게는 30도보다 더 작지 않고, 90도보다 더 작다. 라인 세그먼트는 돌출부의 기부(基部)의 위치와 상부이고 중심으로부터 가장 바깥쪽의 위치를 추정되는 직선으로 연결하는 것에 의하여 얻어지고 있다.
개구부가 외부 개구부라고 할 때, 개구부가 타이어 공동 영역을 마주하는 공기 통로의 외부 개구단(開口端)이고, 내부 공간을 마주하는 공기 통로의 내부 개구부는 바람직하게 외부 개구부보다 더 큰 개구 영역을 가진다.
게다가, 하우징의 표면으로부터 돌출부의 높이의 70% 내지 130%인 보호벽은 바람직하게 하우징의 표면에 제공되어 있다.
오목부(recessed portion)는 하우징을 부분적으로 오목하게 하는 것에 의하여 형성되어 있고, 돌출부는 오목부에 제공되어 있고, 그리고 오목부의 깊이는 돌출부의 높이의 70% 내지 130%이다.
본 발명의 두 번째 관점에 의하면, 송신 장치, 수신 장치, 및 감시부를 포함하는 타이어 상태 감시 시스템을 제공하고 있다.
송신 장치는 타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서, 검출된 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기, 및 센서와 송신기를 수용하는 하우징을 포함한다.
개구부는 하우징의 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가진다.
돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크다.
상부와 접촉하고 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적은 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
수신 장치는 송신기로부터 송신된 타이어 정보를 수신한다.
감시부는 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하고, 타이어 정보에 기초한 판정 결과를 알린다.
본 발명에 따르면 펑크 수리제를 사용하는 것에 의하여 타이어 펑크를 수리한 후에도, 타이어 압력 정보와 같은 타이어 정보를 적절하게 검출하고 송신할 수 있는 송신 장치와, 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하기 위한 타이어 상태 감시 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 타이어 상태 감시 시스템의 제1 실시예인 타이어 압력 감시 시스템의 전체 개요도이다.
도 2는 타이어 공동 영역 내에 도 1에 도시된 송신 장치를 고정시키기 위한 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 송신 장치가 타이어 밸브와 통합된 전체 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A의 라인을 따라 취해진 송신 장치의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 송신 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 6은 도 1에 도시된 감시 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 7a와 도 7b는 돌출부의 형상의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 돌출부의 형상의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 돌출부의 형상의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 제1 실시예에 있어서 돌출부의 다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 타이어 압력 감시 시스템에 사용되는 송신 장치의 제2 실시예의 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 송신 장치에 있어서 내부 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a와 도 13b는 도 12에 도시된 저장 공간과 다른 저장 공간의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 11에 도시된 송신 장치의 공기 통로의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 11에 도시된 송신 장치의 돌출부의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16a와 도 16b는 도 11에 도시된 내부 공간과 다른 내부 공간의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 송신 장치의 제3 실시예의 전반적인 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 송신 장치의 단면을 도시하는 도면이다.
도 19는 도 17에 도시된 송신 장치의 돌출부와 보호벽을 도시하는 사시도이다.
도 20은 송신 장치의 제4 실시예에 있어서 돌출부의 둘레의 하우징의 형상의 예를 도시하는 사시도이다.
도 21은 제4 실시예에 있어서 송신 장치의 다른 예의 단면도이다.
도 2는 타이어 공동 영역 내에 도 1에 도시된 송신 장치를 고정시키기 위한 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 송신 장치가 타이어 밸브와 통합된 전체 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A의 라인을 따라 취해진 송신 장치의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 송신 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 6은 도 1에 도시된 감시 장치의 회로 블록 다이어그램이다.
도 7a와 도 7b는 돌출부의 형상의 예를 설명하기 위한 도면이다.
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도 9a 내지 도 9c는 돌출부의 형상의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 제1 실시예에 있어서 돌출부의 다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 타이어 압력 감시 시스템에 사용되는 송신 장치의 제2 실시예의 단면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 송신 장치에 있어서 내부 공간을 설명하기 위한 도면이다.
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도 14는 도 11에 도시된 송신 장치의 공기 통로의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 11에 도시된 송신 장치의 돌출부의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16a와 도 16b는 도 11에 도시된 내부 공간과 다른 내부 공간의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 송신 장치의 제3 실시예의 전반적인 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 송신 장치의 단면을 도시하는 도면이다.
도 19는 도 17에 도시된 송신 장치의 돌출부와 보호벽을 도시하는 사시도이다.
도 20은 송신 장치의 제4 실시예에 있어서 돌출부의 둘레의 하우징의 형상의 예를 도시하는 사시도이다.
도 21은 제4 실시예에 있어서 송신 장치의 다른 예의 단면도이다.
본 발명의 송신 장치와 타이어 상태 감시 시스템은 아래에서 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 타이어 상태 감시 시스템의 실시예인 타이어 압력 감시 시스템(10)의 전체 개요도이다.
(제1 실시예 : 타이어 압력 감시 시스템의 개요)
타이어 압력 감시 시스템(이하 '시스템'이라고 한다)(10)은 차량(12) 상에 장착된다. 시스템(10)은 차량(12)의 각각의 휠의 타이어(14a, 14b, 14c, 14d) 내의 각각의 타이어 공동 영역 내에 제공되어 있는 공기압 정보 송신 장치(이하 '송신 장치'라고 한다)(16a, 16b, 16c, 16d)와 감시 장치(18)를 포함한다.
모든 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)는 타이어 정보로서 타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 공기의 압력에 관한 정보를 검출하고, 타이어 정보를 감시 장치(18)로 무선으로 송신한다. 이하, 모든 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)를 한번에 설명하기 위하여, 송신 장치(16a, 16b, 16c, 16d)를 총괄하여 송신 장치(16)라고 한다.
(제1 실시예 : 송신 장치의 구성)
도 2는 타이어 공동 영역 내에 송신 장치(16)를 고정시키기 위한 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 송신 장치(16)가 타이어 밸브(20)와 통합된 전체 장치의 사시도이다.
송신 장치(16)는 타이어 공동 영역의 일측 상에서 연장되는 타이어 밸브(20)의 단부(端部)에 제공되어 있고, 타이어 밸브(20)를 림(19)에 기계적으로 고정시키는 것에 의하여 타이어 공동 영역 내에 고정 배치되어 있다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A라인을 따른 송신 장치(16)의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 송신 장치(16)는 하우징(22)과, 하우징(22)에 제공된 회로(24)를 포함한다. 회로(24)는 기판(26)과, 기판(26)에 제공된 센서 유닛(28), 송신기(30), 처리 유닛(32), 전원 공급부(34), 및 안테나(40)(도 5 참조)를 포함한다.
도 5는 송신 장치(16)의 회로 블록 다이어그램이다.
센서 유닛(28)은 공기압 센서(28a)와 A/D 변환기(28b)를 포함한다. 공기압 센서(28a)는 하우징(22) 내의 내부 공간(35) 내 공기압을 감지하고, 압력 신호를 출력한다. 하우징(22) 내의 내부 공간(35)은 하우징(22)과 개구부(42)(도 4 참조)를 관통하는 공기 통로(36)를 통하여 타이어 공동 영역 내의 공간과 연통한다.
A/D 변환기(28b)는 공기압 센서(28a)로부터 출력한 압력 신호의 디지털 변환을 수행하고, 압력 데이터를 출력한다.
처리 유닛(32)은 중앙 처리부(32a)와 기억부(32b)를 포함한다. 중앙 처리부(32a)는 기억부(32b)의 반도체 메모리에 저장된 프로그램에 기초하여 작동한다. 중앙 처리부(32a)가 전원이 넣어지고 구동될 때, 센서 유닛(28)으로부터 보내지고 공기압에 관한 정보인 압력 데이터가 송신기(30)를 통하여 미리 정하여진 시간 간격으로, 예를 들어 5분마다, 감시 장치(18)로 송신되도록 제어를 수행한다. 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보는 기억부(32b)에 사전에 저장되어 있고, 중앙 처리부(32a)는 압력 데이터와 함께 식별 정보가 감시 장치(18)로 송신되도록 제어를 수행한다.
기억부(32b)는 중앙 처리부(32a)의 작동을 위한 프로그램을 저장하기 위한 ROM과, EEPROM과 같은 재기록할 수 있는 비휘발성 메모리를 포함한다. 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보는 기억부(32b) 내의 기록할 수 없는 영역에 저장되어 있다.
송신기(30)는 발진 회로(oscillation circuit, 30a), 변조 회로(modulation circuit, 30b) 및 증폭 회로(amplifier circuit, 30c)를 포함한다.
발진 회로(30a)는 반송파 신호, 예를 들어, 315MHz 주파수대에 속해 있는 RF 신호를 발생시킨다.
변조 신호(30b)는 반송파 신호를 중앙 처리부(32a)로부터 보내진 압력 테이터와 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보를 사용하는 것에 의하여, 송신 신호를 발생시키도록 변조한다. 변조 방법으로서는, 진폭 편이 변조(ASK), 주파수 변조(FM), 주파수 편이 변조(FSK), 위상 변조(PM), 및 위상 편이 변조(PSK)가 사용될 수 있다.
증폭 회로(30c)는 변조 회로(30b)에 의하여 발생한 송신 신호를 증폭하고, 안테나(40)를 통하여 감시 장치(18)로 송신 신호를 무선으로 송신한다.
2차 배터리는, 예를 들어, 센서 유닛(28), 송신기(30) 및 처리 유닛(32)에 전력을 거의 영구적으로 공급하는 전원 공급부(34)으로서 사용된다.
이러한 회로(24)를 수용하는 하우징(22)의 표면에, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(22) 내의 내부 공간(35)과 타이어 공동 영역을 연결하는 개구부(42)가 형성되어 있다.
개구부(42)는 하우징(22)의 표면으로부터 반지름 방향 바깥쪽(도 4에서 위쪽 방향)으로 돌출하고 있는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있고, 공기 통로(36)는 돌출부(44)를 관통하도록 개구부(42)로부터 연장되어 있다.
개구부(42)와 돌출부(44)는 후에 기술될 것이다.
실시예에서의 송신 장치(16)는 타이어 공동 영역 내에 채워진 공기의 압력을, 타이어의 상태로서 검출하지만, 검출되는 타이어의 상태는 공기압뿐만 아니라, 타이어 공동 영역 내의 공기의 온도를 포함할 수도 있다.
나아가, 송신 장치(16)는 타이어 밸브(20)에 고정될 수 있을 뿐만 아니라, 타이어 공동 영역을 마주하는 타이어의 내부 표면, 또는 타이어 공동 영역을 마주하는 림(19)의 표면에 직접 고정될 수도 있다.
(제1 실시예: 감시 장치의 구성)
도 6은 감시 장치(18)의 회로 블록 다이어그램이다.
감시 장치(18)는 예를 들어, 차량(12)의 운전석의 위치의 앞에 설치되고, 운전자에게 공기압에 관한 정보를 알린다. 감시 장치(18)는 안테나(52), 수신부(54), 수신 버퍼(56), 중앙 처리부(58), 기억부(60), 조작부(62), 스위치(64), 표시 제어부(66), 표시부(68), 및 전원 공급부(70)를 포함한다.
안테나(52)의 주파수는 송신 장치(16)의 송신 주파수와 맞추어지고, 안테나(52)는 수신부(54)에 연결되어 있다.
수신부(54)는 송신 장치(16)로부터 보내지고 미리 결정된 주파수의 송신 신호를 수신하고, 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 꺼내기 위하여 신호를 복조한다. 데이터의 이 조각들은 수신 버퍼(56)에 출력된다.
수신 버퍼(56)는 수신부(54)로부터 출력한 압력 데이터와 식별 정보의 데이터를 일시적으로 저장한다. 저장된 압력 데이터와 식별 정보의 데이터는 중앙 처리부(58)의 지시에 따라, 중앙 처리부(58)에 출력된다.
중앙 처리부(58)는 주로 CPU로 구성되어 있고, 기억부(60)에 저장된 프로그램에 기초하여 작동한다. 중앙 처리부(58)는 수신된 압력 데이터와 식별 정보 데이터에 기초하여, 식별 정보의 각 조각에 대한 타이어(14a~14d)의 각각의 공기압을 감시한다. 구체적으로 말하면, 중앙 처리부(58)는 압력 데이터에 기초하여 타이어 이상이 발생하였는지 여부를 판정하고, 판정 결과를 알린다. 타이어 이상이 발생하였는지 여부의 판정은, 예를 들어 타이어 펑크 난 것을 보여주도록 공기압이 이상하게 낮은 레벨로 떨어지거나, 또는 단기간에 급격하게 떨어졌는지의 여부를 판정하는 것이다.
중앙 처리부(58)는 판정 결과를 표시 제어부(66)에 출력하고, 표시 제어부(66)를 통하여 판정 결과를 표시부(68)가 출력하게 한다.
게다가, 중앙 처리부(58)는 조작부(62)로부터의 정보와 스위치(64)로부터의 정보에 따라 송신 장치(16)와의 통신 방법과 같은 것을 초기화한다. 나아가, 중앙 처리부(58)는 조작부(62)로부터의 정보에 따라, 타이어 이상이 발생하였는지 여부를 판정하기 위한 판정 조건을 설정할 수 있다.
기억부(60)는 중앙 처리부(58)의 CPU의 작동을 위한 프로그램을 저장하기 위한 ROM과, EEPROM과 같은 비휘발성 메모리를 포함한다. 송신 장치(16)와의 통신 방법의 테이블은 생산 중에 기억부(60)에 저장된다.
송신 장치(16)와 감시 장치(18)는 초기 단계에서 상술된 통신 방법으로 서로 통신한다. 통신 방법 테이블은 송신 장치(16)에 고유한 식별 정보에 대응하는, 통신 프로토콜(protocol), 비트 전송률, 및 데이터 포맷과 같은 정보를 포함한다. 이 조각 정보들의 설정은 조작부(62)로부터 입력의 수단에 의하여 좀더 자유롭게 바뀔 수 있다.
조작부(62)는 키보드와 같은 입력 장치를 포함하고, 다양한 종류의 정보와 조건을 입력하기 위하여 사용된다. 스위치(64)는 초기화의 시작을 중앙 처리부(58)에 지시하기 위하여 사용된다.
표시 제어부(66)는 중앙 처리부(58)로부터의 판정 결과에 따라, 타이어의 장착 위치에 대응하는 타이어 압력을 표시하도록 표시부(68)를 제어한다. 동시에, 표시 제어부(66)는 표시부(68)가, 예를 들어, 타이어가 펑크 났다고 하는 판정 결과 또한 표시하게 하는 제어를 수행한다.
전원 공급부(70)는 차량(12)에 장착된 배터리로부터 공급된 전력을 감시 장치(18)의 각각의 부분에 적당한 전압으로 제어하고, 공급한다.
송신 장치(16)와 감시 장치(18)는 상술된 바와 같이 형성되어 있다.
(제1 실시예: 송신 장치의 돌출부)
송신 장치(16)의 하우징(22)의 표면에는 상술한 바와 같이, 공기 통로(36)의 개구부가 형성되어 있는 돌출부(44, 도 4 참조)가 구비되어 있다. 개구부(42), 돌출부(44), 및 공기 통로(36)는 아래에서 상세하게 기술될 것이다.
개구부(42)는, 공기 통로(36)와 함께 하우징(22) 내의 내부 공간(35)과 타이어 공동 영역을 연결한다. 개구부(42)는 하우징(22)의 표면으로부터 일 방향으로 돌출하고 있는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있다.
돌출부(44)는 하우징(22)의 표면으로부터 돌출하고, 개구부(42)의 면적은 0.4mm2보다 더 크지 않다. 게다가, 돌출부(44)의 상부와 접촉하고, 돌출부(44)의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재하고(추정될 수 있다), 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부는 개구부 면적의 30%보다 더 크지 않다. 돌출부(44)의 돌출 높이는 1mm이거나 더 크다. 이하 기술되는 실시예의 어떤 돌출부(44)의 높이도 1mm이거나 더 크다.
나아가, 돌출부(44)의 돌출 방향에 평행이고(도 4의 수직방향), 개구부(42)의 중심을 관통하는 평면을 따라 취해진 돌출부(44)의 단면 프로파일에 있어서, 돌출부(22)의 표면에 대한 라인 세그먼트의 경사각(q)은 바람직하게는 30도보다 작지 않고 90도보다 작다. 라인 세그먼트는 돌출부(44)의 기부의 위치와 상부(개구부(42)의 중심으로부터 가장 먼 점의 위치)의 위치를 추정되는 직선으로 연결하는 것에 의하여 형성되어 있다. 가장 바람직하게, 경사각(q)은 45도이거나 더 크다. 경사각(q)이 90도보다 작은 것은, 만일 경사각(q)이 90도이거나 더 크면, 돌출부(44)의 상부의 면적이 개구 면적에 대하여 크게 되어, 상부에 펑크 수리제가 들러붙어 개구부(42)와 공기 통로(36)를 막을 가능성이 커지기 때문이다.
도 7a는 도 4에 도시된 돌출부(44)의 사시도이다. 도 7b는 개구부(42)의 중심을 관통하는 평면을 따라 취해진 돌출부(44)의 단면도이다.
돌출부(44)는, 도 7b에서의 단면 프로파일로부터 이해된 바와 같이, 일정한 각도로 경사한 경사면을 가지고 있는 원추대 형상(frust-conical shape)이다. 이 단면 프로파일에 있어서, 돌출부(44)의 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)를 연결하는 추정되는 직선(44c)은 돌출부(44)의 경사면의 직선과 일치하고, 단면 프로 파일에서 일정한 각도로 경사한다. 하우징(22)의 표면에 대하여 직선(44c)의 경사각(q)은 30도보다 더 작지 않고, 90도보다 더 작다. 개구부(42)는 하우징(22)의 벽을 관통하는 공기 통로(36)에 연결되어 있다.
상술한 바와 같이, 타이어의 펑크 시에 펑크 수리를 위하여 타이어 공동 영역 내로 주입되는 액체 펑크 수리제의 하우징(22)에 형성되어 있는 개구부(42)의 주변에 들러붙음을 피하기 위하여, 돌출부(44)는 하우징의 표면 상에 형성되어 있고, 개구부(42)는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있다. 게다가, 만일 개구부(42)에 펑크 수리제가 흩뿌려지고 들러붙는다면, 표면 장력은 펑크 수리제가 개구부(42)로부터 공기 통로(36)에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
펑크 수리 시에 펑크 수리제의 약 수백ml가 타이어 공동 영역 내에 주입된다. 펑크 수리제가 타이어 공동 영역 내로 주입된 후에, 구멍을 가진 펑크 위치로 들어간 펑크 수리제는 타이어가 회전하는 동안 고화하고, 그로 인하여 펑크 구멍을 메운다. 그러나, 잉여의 액체 펑크 수리제는 타이어의 회전 때문에 타이어 공동 영역에 흩뿌려지고, 타이어의 표면과 송신기의 표면에 들러붙는다. 이때, 하우징(22)에 형성되어 있는 공기 통로(36)가 막힐 수 있다. 그러므로, 실시예에 있어서, 공기 통로(36)에 연결된 개구부(42)는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있고, 그 때문에 펑크 수리제가 개구부(42)의 주변에 쉽게 들러붙지 않도록 만든다. 그리고 결과적으로, 펑크 수리제가 공기 통로(36)를 막는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 개구부(42)의 개구 면적이 0.4mm2이거나 더 작기 때문에, 설령 펑크 수리제가 개구부(42)의 주변에 들러붙어 있을지라도, 펑크 수리제가 개구부(42)로부터 공기 통로(36)에 들어가는 것을 방지할 수 있다.
돌출부(44)의 높이의 상한(upper limit)은 바람직하게 5mm이다. 만일 돌출 높이가 한계보다 크다면, 돌출부(44)는 타이어 밸브를 장착하고, 림에 타이어를 부착하거나 림으로부터 타이어를 떼어내는데 있어서 장애가 될 가능성이 높다. 개구부(42)는 타이어의 반지름 방향의 바깥쪽을 마주하기 때문에, 타이어(14)의 회전으로 발생한 원심력 때문에 펑크 수리제는 타이어의 반지름 바깥쪽으로 흩뿌려진다. 그러므로, 펑크 수리제가 개구부(42)로부터 공기 통로(36)에 들어가는 것은 매우 쉽지 않다.
도 7a와 도 7b에 도시되어 있는 예에 있어서, 돌출부(44)의 상부는 개구부(42)의 가장자리에 상당하는 외주선(外周線)이다. 그러므로, 펑크 수리제가 개구부 이외에 상부에 들러붙는 것이 매우 쉽지 않고, 펑크 수리제가 개구부(42)와 공기 통로(36)를 막을 기회가 거의 없다.
게다가, 기부 위치(44a)과 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)사이의 경사면은 바람직하게는 발수면(water repellent face)이다. 발수면의 재료로서는 실리콘계 수지, 플루오르계 수지, 유기실릴기 또는 플루오로알킬기를 그래프트(graft)하는 것에 의하여 얻어진 변성 수지, 또는 그와 유사한 것들이 이용된다. 그렇지 않으면, 경사면에는 발수성을 발현하는 미세한 거침(asperity)이 구비될 수도 있다. 경사면을 발수가 되게 만드는 것에 의하여, 펑크 수리제는 경사면에 들러붙을 가능성이 적어지고, 개구부(42)와 공기 통로(36)의 폐색(閉塞)의 가능성을 줄일 수 있다.
개구부(42)의 내주면(內周面)과 개구부(42)에 연결된 공기 통로(36)의 내주면 또한 발수가 되게 만들어지는 것이 바람직하다.
돌출부(44)는 원추대 형상 외에 도 8a 내지 도 8c에 도시된 단면 프로파일이 가지고 있는 형상 중 하나를 가질 수 있다.
도 8a와 도 8b에 도시된 바와 같이, 돌출부(44)의 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)가 연결되어 있는 경사면은 곡면(curved face)이다. 도 8a의 예에 있어서, 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)가 연결되어 있는 경사면의 곡선(curved line, 44d)은 단면 프로파일에서 돌출부(44)의 돌출 방향으로 불룩하다. 도 8b의 예에 있어서, 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)가 연결되어 있는 경사면의 곡선(44d)은 단면 프로파일에서 돌출부(44)의 돌출 방향으로 오목한 곳에 있다. 이러한 예에 있어서, 돌출부(44)의 상부 상에 형성된 개구부(42)의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 돌출부(44)의 상부와 접촉하고, 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적은 개구부 면적의 30%보다 더 크지 않다. 개구부(42)는 하우징(22)을 관통하는 공기 통로(36)에 연결되어 있다.
돌출부(44)의 단면 프로파일에 있어서, 하우징(22)의 표면에 대하여 돌출부(44)의, 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)가 연결되어 있는 가정의 직선(44c, 도 8a와 도 8b에 있어서의 점선)의 경사각(q)은 30도보다 더 작지 않고, 90도보다 더 작다. 가장 바람직하게는, 경사각(q)은 45도이거나 더 크다.
만일 기부 위치(44a) 또는 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)가 도 8a와 도 8b에 도시된 예와 같이 불확실하다면, 예를 들어, 1%의 돌출부(44)의 돌출 높이(하우징(22)의 면으로부터의 높이)인 경사면의 위치는 기부 위치(44a)로서 규정될 수 있고, 99%의 돌출부(44)의 돌출 높이(하우징(22)의 면으로부터의 높이)인 경사면의 위치는 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)로서 규정될 수 있다.
이와 같은 경우에 있어서, 상부는 돌출부(44)의 돌출 높이의 99%이고 돌출부(44)의 영역이고 더 크다.
도 8c에 도시되어 있는 예는 원추대 형상에 있어서 돌출부(44)의 상부에 부분적으로 평평한 면을 가지고 있는 형상을 가진다. 돌출부(44)의 돌출 높이(기부 위치(44a)로부터 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)까지의 높이)는 도 8a와 도 8b에 도시된 돌출부(44)와 비슷하고, 돌출부(44)의 상부 상에 형성된 개구부(42)의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 돌출부(44)의 상부와 접촉하고 돌출부(44)의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적은 개구부 면적의 30%보다 크지 않다. 이때, 만일 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부가 불확실하면, 접촉부는 99% 내지 100% 돌출 높이인, 일정한 높이에 돌출부(44)의 각 단면의 영역이다. 각 단면의 영역과 접촉하고 돌출부(44)의 돌출하는 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 각 단면의 영역 사이의 접촉부의 면적은 각 단면의 영역에서의 개구부 면적의 30%보다 크지 않다. 이 경우에 있어서, 하우징(22)의 표면에 대하여 돌출부(44)의, 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b)(돌출부(44)의 중심으로부터 가장 바깥의 점의 위치)를 연결하는 가정의 직선(44c)(경사면의 직선(44d)과 일치하는)의 경사각(q)은 단면 형상에 있어서, 바람직하게 30도보다 작지 않고 90도보다 작다. 가장 바람직하게는, 경사각(q)은 45도보다 작지 않다. 개구부(42)는 하우징(22)을 관통하는 공기 통로(36)에 연결되어 있다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 각 예에 있어서, 돌출부(44)의 개구부(42)는 바람직하게 타이어의 반지름 방향의 바깥쪽을 마주한다.
게다가, 돌출부(44)의 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b) 사이의 경사면은 바람직하게는 발수면이다. 나아가, 상부의 면 또한 바람직하게는 발수면이다. 게다가, 돌출부(44)의 형상은 원추대 형상 외에 각추대 형상(frust-pyramidal shape)일 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 하우징(22)에 고정시킨 돌출 부재(44e)는 돌출부(44)로서 제공될 수 있다. 돌출 부재(44e)는 원추대 형상 또는 각추대 형상으로 형성된 외부 껍질 부재이고, 바닥면을 가지고 있지 않다. 이러한 경우에 있어서, 개구부(42)는 돌출 부재(44e)의 상부 상에 형성되어 있다.
그러한 돌출 부재(44e)는 접착제 또는 그와 유사한 것으로 도 9a에 도시된 바와 같이 하우징(22)에 접합되어 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 돌출 부재(44e)는 하우징(22)의 표면에 제공된 볼록부(convex portion, 22a) 위에 돌출 부재(44e)의 내부 표면을 끼워 맞추는 것에 의하여, 하우징(22)에 고정시킬 수도 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 돌출 부재(44e)는 하우징(22)의 표면에 형성된 오목부(22b) 내에 돌출 부재(44e)의 외부 표면을 끼우는 것에 의하여 하우징(22)에 고정할 수도 있다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 각각의 예에 있어서, 돌출부(44)의 상부 상에 형성된 개구부(42)의 개구 영역은 0.4mm2이거나 더 작다. 돌출부(44)의 상부와 접촉하고, 돌출부(44)의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 접촉 평면과 상부 사이의 접촉부의 면적은 개구부 면적의 30%보다 더 크지 않다. 돌출부(44)의 개구부(42)는 바람직하게 타이어의 반지름 방향으로 바깥쪽을 마주한다. 돌출부(44)의 돌출 방향에 평행이고 개구부의 중심을 관통하는 평면을 따라 취해진 돌출부(44)의 단면 프로파일에 있어서, 하우징(22)의 표면에 대한 라인 세그먼트의 경사각은 바람직하게는 30도보다 작지 않고 90도보다 작다. 라인 세그먼트는 돌출부(44)의 기부의 위치와 돌출부(44)의 중심으로부터 가장 먼 상부의 위치를 추정되는 직선으로 연결하는 것에 의하여 얻어진다. 가장 바람직하게, 경사각은 45도보다 더 작지 않다.
게다가, 돌출 부재(44e)의 기부 위치(44a)와 상부의 가장 바깥쪽 위치(44b) 사이의 경사면은 바람직하게 발수면이다. 나아가, 상부의 면 또한 바람직하게는 발수면이다.
이러한 경우에 있어서, 하우징(22)을 관통하는 공기 통로(36)의 단면적이 증가할 수 있다.
돌출부(44)는, 도 10a 내지 도10e에 도시된 바와 같이, 교체할 수 있는 계지(係止, 서로 걸려 고정되는 것) 부재(37)로 구성될 수 있다.
도 10a 내지 도 10e에 도시된 바와 같이, 계지 부재(37)에는, 계지 부재(37)가 하우징(22)에 장착되어 있을 때, 계지 부재(37)의 상부에 위치되는 공기 통로(36)의 개구부를 가지는 돌출부(44)가 구비되어 있다. 공기 통로(36)의 개구부는 계지 부재(37)의 상부에 형성되어 있기 때문에, 개구부를 가지는 돌출부(44)의 상부에 들러붙어 있는 펑크 수리제는 경사면을 쉽게 미끄러져 떨어지고, 상부에 남아있을 가능성이 더 적다. 특히, 개구부를 둘러싼 돌출부(44)의 경사면은 바람직하게 발수면이다. 발수면의 재료로서는 실리콘계 수지, 플루오르계 수지, 유기실릴기 또는 플루오로알킬기를 그래프트하는 것에 의하여 얻어진 변성 수지, 또는 그와 유사한 것들이 이용된다. 그렇지 않으면, 경사면에는 발수성을 발현하는 미세한 거침이 구비될 수도 있다. 경사면을 발수가 되게 만드는 것에 의하여, 펑크 수리제는 경사면에 들러붙을 가능성이 더 적어진다. 그러므로 펑크 수리제로 공기 통로(36)의 폐색의 가능성을 줄일 수 있다.
도 10a와 도 10c에 도시된 각 예와 같이, 계지 부재(37)는 마찰에 의하여 하우징(22)에 형성된 개구 구멍의 일면에 부재(37)를 계지하는 것에 의하여 하우징(22)에 장착될 수 있고, 또는 끼워 맞추는 것 또는 압입에 의하여 장착될 수도 있다. 그렇지않으면, 도 10b, 도 10d 및 도 10e에 도시된 바와 같이, 계지 부재(37)는 나사로 조이는 것에 의하여 하우징(22) 장착될 수 있다.
그러한 계지 부재(37)로 구성되어 있는 돌출부(44)에서 개구부의 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 상부와 돌출부(44)의 상부와 접촉하고 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면 사이의 접촉부의 면적은 개구부(36a)의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
나아가, 돌출부의 돌출 방향에 평행이고, 개구부의 중심을 관통하는 평면을 따라 취해진 돌출부의 단면 프로파일에 있어서, 하우징(22)의 표면에 대한 라인 세그먼트의 경사각은 바람직하게 30도보다 더 작지 않고 90도보다 더 작다. 라인세그먼트는 기부의 위치와 돌출부의 중심으로부터 가장 먼 상부의 위치를 추정되는 직선으로 연결하는 것에 의하여 얻어진다. 가장 바람직하게, 경사각은 45도보다 더 작지 않다. 나아가 단면 프로파일에서 돌출부(44)의 기부와 상부 사이의 경사면의 경사각은 바람직하게 일정하다. 계지 부재(37)의 개구부는 바람직하게 타이어의 반지름 방향으로 바깥쪽을 향한다. 그러한 바람직한 형태는 아래에서 기술되어 있는 제2 내지 제4 실시예에서 유사하게 선호되고 있다.
(제2 실시예 : 돌출부를 가지고 있는 송신 장치)
도 11은 송신 장치(16)의 제2 실시예의 단면도이다. 제2 실시예의 송신 장치(16)과 함께 사용되는 감시 장치의 회로 구성은 제1 실시예의 감시 장치(18)의 것과 유사하다.
도 11에 도시된 송신 장치(16)는 도 4에 도시된 송신 장치(16)와 유사하게 하우징과 하우징(22)에 제공되어 있는 회로(24)를 포함한다. 회로(24)는 기판 (26), 그리고 기판(26)에 제공된 센서 유닛(28), 송신기(30), 처리 유닛(32), 전원 공급부(34) 및 안테나(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 하우징(22)에 있어서, 내부 공간(35)이 형성되어 있고, 내부 공간(35)은 센서 공간(35a)과 내부 공간(35)에 들어온 펑크 수리제와 같은 액체를 모으고 저장하기 위한 저장 공간(35b)을 가진다. 하우징(22)에는 하우징(22) 내의 내부 공간(35)과 타이어 공동 영역을 연결하고, 하우징(22)을 관통하는 공기 통로(36)가 구비되어 있다. 타이어 공동 영역을 향하여 돌출한 돌출부(44)는 하우징(22)의 표면에 제공되어 있다. 공기 통로(36)의 외부 개구부(36a)는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있다. 반면에, 공기 통로(36)가 내부 공간(35)(센서 공간(35a))를 마주한 하우징(22)의 내부 표면에 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)가 형성되어 있다.
센서 공간(35a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28)의 사이에 형성되어 있고, 센서 유닛(28)의 센서면은 센서 공간(35a)을 마주한다.
제2 실시예에 있어서, 제1 실시예와 유사하게, 공기 통로(36)의 외부 개구부(36a)의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작다. 게다가, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 사이의 접촉부의 면적은 외부 개구부(36a)의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 사이의 접촉부의 면적이 외부 개구부(36a)의 면적의 30%보다 더 크지 않기 때문에, 펑크 수리제와 같은 액체는 외부 개구부(36a)의 주변에 들러붙을 가능성이 더 적어진다. 외부 개구부(36a)의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작기 때문에, 펑크 수리제와 같은 액체는 공기 통로(36)에 들어갈 가능성이 더 적어진다. 돌출부(44)의 높이는 1mm이거나 더 크다. 돌출부(44)의 높이는 바람직하게 5mm이거나 더 작다.
나아가, 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)는 외부 개구부(36a)보다 더 큰 개구 면적을 가진다.
하우징(22)의 벽으로 둘러싸인 내부 영역에 있어서, 실링 레진(sealing resin, 39)이 내부 공간(35)을 유지하면서 내부 부재로서 채워져 있다. 다시 말하면, 내부 공간(35)은 하우징(22)의 내부 벽면과 하우징(22)에 제공된 내부 부재의 내부 벽에 의하여 형성되어 있다. 그러므로, 내부 공간(35)은 하우징(22)의 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 작다. 나아가, 도 11에 도시된 바와 같이, 센서 공간(35a)의 단면은 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)의 단면으로부터 증가한다.
하우징(22)에 있어서, 공기 통로(36)는 타이어 공동 영역과 내부 공간(35)을 연결하는 유일한 통로로서 제공되어 있다. 이것은 만일 복수의 공기 통로(36)가 있다면, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)에 들어가는 것이 극히 쉽기 때문이다. 공동 영역과 내부 공간(35)을 연결하는 유일한 통로로서의 공기 통로(36)를 제공하는 것에 의하여, 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(36a)를 막았을 때, 막힌 내부 공간(35) 내의 압력에 반하여 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(35)에 들어갈 가능성이 적어진다. 비록 내부 공간(35)의 적어도 한 벽면이 실링 레진(39)에 의하여 형성되어 있지만, 내부 부재는 실링 레진(39)에 한정되지 않는다. 내부 부재로서, 미리 정해진 형상으로 형성된 수지 재료가 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 송신기(16)의 하우징(22)의 내부 공간(35)과 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로(36)의 단면적은 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 감에 따라, 연속적으로 증가한다.
공기 통로(36)의 외부 개구부(36a)는 하우징(22)의 표면으로부터 타이어 공동 영역을 향하여 1mm 또는 더 길게 돌출하는 돌출부(44)의 상부 상에 형성되어 있다. 돌출부(44)의 상부 상에 외부 개구부(36a)를 형성하는 것에 의하여, 설령 펑크 수리제가 펑크 수리를 위하여 타이어 공동 영역으로 넣어질지라도, 펑크 수리제가 외부 개구부(36a)에 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 특히, 돌출부(44)가 타이어의 반지름 방향 바깥쪽으로 돌출하도록 하우징(22)에 제공되어 있기 때문에, 돌출부(44)에 들러붙어 있는 펑크 수리제를, 타이어의 롤링(rolling)에 의하여 발생한 원심력에 기인하여 반지름 방향의 바깥쪽으로 떨어뜨려 버릴 수 있다. 결과적으로, 외부 개구부(36a)에 펑크 수리제의 들러붙음을 효과적으로 방지할 수 있다.
나아가, 공기 통로(36)의 단면을 균일하게 하는 것 대신에 변경하는 것에 의하여, 내부 개구부(36b)의 근방에서의 표면 장력은 외부 개구부(36a)의 근방에서의 그것보다 더 작고, 모세관 현상이 일어날 가능성이 더 적어져, 공기 통로(36)에 펑크 수리제가 들어가는 것을 어렵게 한다. 만일 펑크 수리제가 공기 통로(36)에 들어가면, 내부 개구부(36b)의 개구 면적이 외부 개구부(36a)보다 더 크고, 그 때문에, 펑크 수리제는 공기 통로(36) 내에 머무르지 않고 신속하게 내부 공간(35) 내로 이동한다.
내부 개구부(36b)의 개구 면적은, 펑크 수리제가 공기 통로(36)에 들어가는 것과, 공기 통로(36)를 막는 것을 방지하기 위하여, 바람직하게는 외부 개구부(36a)의 개구 면적의 네 배이거나 더 크다
공기 통로(36)의 내부 개구부는 펑크 수리제가 머무는 것을 방지하도록 챔퍼(chamfer, 36c)가 구비되어 있고, 공기 통로(36)의 밖으로 신속하게 흐르는 것이 허용되어 있다. 챔퍼(36c)의 대신에, 내부 개구부(36b)의 모서리를 만곡으로 둥글게 할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 송신 장치(16) 내의 내부 공간(35)을 설명하기 위한 도면이다.
내부 공간(35)에 있어서, 센서 유닛(28)의 센서면이 마주하는 센서 공간(35a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28)의 사이에 형성되어 있고, 하우징(22) 내부 벽뿐만 아니라 하우징(22)에 제공되는 실링 레진(39)의 내부 벽에 의하여 형성되어 있다. 센서 공간(35a)은 하우징(22)의 내부 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 작고, 센서 공간(35a)의 단면적은 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)로부터 증가한다.
저장 공간(35b)은 센서 공간(35a)과 별도로 제공되어 있고, 연결 파이프(35c)를 통하여 센서 공간(35a)에 연결되어 있다.
센서 공간(35a)은 원통 형상이고, 내부 개구부(36b)로부터 연장되어 있는 홈(35d)은 내부 개구부(36b)가 구비되어 있는 센서 공간(35a)의 벽면(천장면)에 형성되어 있다. 도 12에 도시된 내부 개구부(36b)는 실질적으로 원형의 벽면(천장면)의 중심에 형성되어 있고, 두 개의 홈(35d)은 내부 개구부(36b)로부터 다른 방향으로 연장된다. 도면에서 원통형의 센서 공간(35a)의 옆면에 있어서, 두 개의 홈(35d)은, 도면에 있어 바닥면인 벽면으로 연장한다. 옆면으로부터 연장되어 있는 홈(35d)은 도면에 있어서 바닥면인 원형의 벽면의 가장자리로 연장하고, 두 개의 홈(35d)은 바닥면의 가장자리를 따라 연장되어 있고, 연결 파이프(35c)에 연결되어 있다. 그러므로 내부 개구부(36b)로부터 센서 공간(35a)으로 들어간 펑크 수리제와 같은 액체는 홈(35d)에 의하여 유도되어, 연결 파이프(35c) 내로 흐르고, 저장 공간(35b)에 저장된다. 바꾸어 말하면, 홈(35d)은 펑크 수리제를 위한 가이드 홈의 역할을 한다.
공기 통로(36)의 단면적은, 상술한 바와 같이, 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 증가하기 때문에, 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술의 경우에 비하여 모세관 현상이 일어날 가능성이 더 적고, 펑크 수리제와 같은 액체는 외부 개구부(36a)로부터 공기 통로(36)로 들어갈 가능성이 더 적다. 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(35)에 들어갈지라도, 공기 통로(36)에 머무르지 않고 내부 공간(35)(센서 공간(35a))으로 흐른다. 그리고 결국 홈(35d)을 따라 저장 공간(35b)으로 흐른다. 결과적으로, 센서 공간(35a)에서 펑크 수리제와 같은 액체가 센서면을 젖게 하는 것과, 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
도 12에 도시된 예에서 비록 두 개의 홈(35d)이 내부 개구부(36b)로부터 연장되어 있지만, 홈(35d)의 수는 하나, 셋, 또는 더 많을 수도 있다. 그러나, 펑크 수리제와 같은 액체가 저장 공간(35b) 내로 흐르는 것을 능률적으로 허용하기 위하여 홈(35d)을 셋 또는 그 이상 제공하는 것이 바람직하다.
도 13a와 도 13b는 도 12에 도시된 저장 공간(35b)과 다른 저장 공간(35e)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 13a는 상면도이고, 도 13b는 측면도이다.
내부 공간(35)은 센서 공간(35a)과 저장 공간(35e)을 포함한다. 저장 공간(35e)은 센서 공간(35a)보다 기판(26)에 가깝게 제공되어 있다. 센서 공간(35a)은 공기 통로(36)와 센서 유닛(28) 사이에 제공되어 있다. 저장 공간(35e)은 센서 유닛(28)을 둘러싸도록 제공된다. 내부 개구부(36b)가 구비되어 있는 센서 공간(35a)의 벽면에 있어서, 내부 개구부(36b)로부터 저장 공간(35e)을 향하여 연장되어 있는 홈(35d)이 형성되어 있다.
그러므로, 도 13a와 도 13b에 도시된 예에 있어서, 도 12에 도시된 예와 유사하게, 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(36a)에 들러붙을지라도, 공기 통로(36)의 단면적이 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 증가하고, 그 때문에 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술에 비하여 펑크 수리제와 같은 액체가 들어갈 가능성이 더 적다. 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 내부 공간(35)에 들어갈지라도, 그것은 공기 통로(36)에 머무르지 않고 내부 공간(35) 내로 흐르고, 결국 홈(35d)을 따라 저장 공간(35e) 내로 흐른다. 결과적으로, 펑크 수리제와 같은 액체가 센서 공간(35a)에서 센서면을 젖게 하는 것과 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 도 11에 도시된 송신 장치(16)의 공기 통로(36)의 또 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 14에 도시된 공기 통로(36)는 그것의 단면적이 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 증가하는 점에서 도 11에 도시된 공기 통로(36)와 다르다. 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)의 모서리는 챔퍼되어 있다.
그러한 공기 통로(36)에 있어서, 설령 펑크 수리제와 같은 액체가 외부 개구부(36a)에 들러붙을지라도, 공기 통로(36)의 단면적이 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 단계적으로 증가하고, 그 때문에 공기 통로의 단면적이 균일한 종래 기술의 경우에 비하여 모세관 현상이 일어날 가능성이 더 적고, 펑크 수리제와 같은 액체가 공기 통로(36)와 내부 공간(35)에 들어갈 가능성이 더 적다.
도 15는 도 11에 도시된 송신 장치(16)의 돌출부(44)의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 돌출부(44)의 경우에 있어서, 돌출부(44)가 공기 통로(36)의 중심축을 포함하는 평면을 따라 잘렸을 때, 타이어 공동 영역을 마주하는, 돌출부(44)의 경사면에는 돌출부(44)의 상부를 향하는 도중에 굴곡부(bent portion), 여기서 경사각은 감소한다, 가 구비되어 있다. 결과적으로, 경사면은 타이어 공동 영역을 향하여 불룩한 형상을 가진다.
반면에, 도 15에 도시된 변형예에 있어서, 돌출부(44)의 경사면은 타이어 공동 영역을 향하여 불룩부(bulge portion)를 형성하는 만곡 형상으로 형성되어 있다.
돌출부(44)의 경사면을 이와 같은 식으로 타이어의 공동 영역을 향하여 불룩한 형상으로 형성하는 것에 의하여, 외부 개구부(36a)로부터 내부 개구부(36b)를 향하여 증가하는 단면 형상을 가지는 공기 통로(36)를 효율적으로 제공할 수 있다. 만일 돌출부(44)의 경사면이 타이어 공동 영역을 향하여 오목한 형상에 있다면, 벽은 외부 개구부로부터 내부 개구부를 향하여 증가하는 단면적을 가지는 공기 통로의 내부 표면과 경사면 사이의 두께에서 얇을 수 있다. 그러면 돌출부(44)는 작은 외부의 힘(예를 들어, 타이어를 림에 부착하거나 림으로부터 떼어낼 때에 받는 힘) 하에서 변형될 수 있다. 그러므로, 돌출부(44)의 경사면을 타이어 공동 영역을 향하는 돌출 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 12 내지 도 15의 각각에 도시된 돌출부(44)에 있어서, 공기 통로(36)의 외부 개구부(36a)의 개구 면적은 0.4mm2 이거나 더 작고, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 사이의 접촉부의 면적은 외부 개구부(36a) 면적의 30%보다 더 크지 않다. 돌출부(44)의 높이는 1mm 내지 5mm이다.
도 16a과 도 16b는 도 11에 도시된 내부 공간(35)과 다른 내부 공간의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
하우징(22)에는 공기 통로(36)를 통하여 내부 공간(35) 내로 들어간 펑크 수리제와 같은 액체를 저장하기 위한 저장 공간(35b)이 구비되어 있다. 저장 공간(35b)은 공기 통로(36)에 근접하여 제공되어 있고, 공기 통로(36)의 내부 개구부(36b)는 저장 공간(35b)의 벽면에 형성되어 있다. 게다가, 센서 공간(35f)은 저장 공간(35b)의 벽면으로부터 분기(分岐)한다. 선세 유닛(28)의 센서면(28c)(예를 들어, 격막(diaphragm))은 센서 공간(35f)을 마주한다. 센서 공간(35f)은, 도 16a에 도시된 바와 같이 센서면(28c)의 폭에 대응하는 좁은 분기 공간일 수 있고, 또는 도 16b에 도시되는 바와 같이 센서면(28c)을 둘러쌀 수 있을 만큼 넓은 분기 공간일 수 있다.
그러한 저장 공간(35b)을 배치하는 것에 의하여, 펑크 수리제와 같은 액체는 센서 공간(35f)에 이르지 않고, 저장 공간(35b)에 저장되고, 그 때문에 펑크 수리제와 같은 액체가 센서면을 젖게 하는 것과, 센서의 작동을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
(제3 실시예: 돌출부를 가지고 있는 송신 장치)
제3 실시예에서의 송신 장치는 돌출부(44)의 둘레의 하우징(22)의 형상에 있어서 제1 실시예의 송신 장치와 다르다. 제3 실시예에서의 타이어 압력 감시 시스템의 다른 구성은 상술된 제1 실시예에서의 그것들과 유사하다.
도17은 송신 장치(16)의 제3 실시예의 전체 사시도이다. 도 18은 송신 장치(16)의 제3 실시예의 단면을 보여주는 도면이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 하우징(22)에는 하우징(22)의 표면으로부터 타이어의 반지름 방향의 바깥쪽(도 18의 지면의 위쪽 방향)으로 돌출하는 돌출부(44)가 구비되어 있다. 여기서, 타이어의 반지름 방향은 공기입 타이어의 회전축에 직교하는 방향을 나타내고, 타이어의 반지름 방향의 바깥쪽은 타이어의 반지름 방향에서 공기입 타이어의 회전축에서 벗어난 방향을 나타낸다. 돌출부(44)에 있어서 하우징(22) 내의 내부 공간(35)과 타이어 공동 영역을 공간적으로 연결하는 공기 통로(36)가 형성되어 있다. 하우징(22)의 표면으로부터 돌출부(44)의 높이는 1mm 내지 5mm이다.
하우징(22)에는 하우징(22)의 표면으로부터 돌출부(44)의 높이의 70% 내지 130%인 높이를 가지는 보호벽(46)이 구비되어 있다. 보호벽(46)은 타이어를 림에 부착하고 림으로부터 떼어내는데 있어서 돌출부(44)가 손상을 입지 않도록, 돌출부(44)를 보호한다.
돌출부(44)는 제1 실시예에서의 송신 장치(16)의 돌출부(44)와 유사한 형상을 가지고 있기 때문에, 돌출부(44)의 형상은 기술하지 않을 것이다. 제3 실시예에 있어서, 제1 실시예에서의 송신 장치(16)의 돌출부(44)와 유사하게, 공기 통로(36)의 외부 개구부의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작고, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 사이의 접촉부의 면적은 외부 개구부(36a) 면적의 30%보다 더 크지 않다.
도 19는 하우징(22)에 제공된 돌출부(44)와 보호벽(46)을 보여주는 사시도이다. 도 19의 좌우 방향은 타이어의 원주 방향이다. 여기서, 타이어의 원주 방향은 공기입 타이어가 타이어의 회전축에 대하여 회전하는 방향을 나타낸다
한 쌍의 보호벽(46)은 돌출부(44)와 같이 타이어 원주 방향을 따르는 면의 같은 레벨로부터 돌출하고, 돌출부(44)를 끼워 넣는 식으로 타이어 회전축의 방향으로 연장하고 있다. 하우징(22)의 표면으로부터 보호벽(46)의 높이(h)는 돌출부(44)의 높이(H)의 70% 내지 130%이다. 만일 하우징(22)의 표면으로부터 보호벽(46)의 높이가 균일하지 않다면, 하우징(22)의 표면으로부터의 최대 높이는 보호벽(46)의 높이(h)로써 규정된다.
돌출부(44)의 근방에 돌출부(44)의 높이(H)의 70% 내지 130%인 보호벽(46)이 제공되는 것에 의하여, 타이어가 림에 장착될 때, 돌출부(44)는 타이어의 비드부(bead portion)에 의하여 돌출부(44)를 치는 것으로 인하여 손상을 입는 것으로부터 보호될 수 있다.
비드부는 고리 형상이기 때문에, 만일 보호벽(46)의 높이(h)가 돌출부(44)의 높이(H)의 70%보다 더 낮지 않다면, 설령 보호벽(46)의 높이(h)가 돌출부(44)의 높이(H)보다 더 낮을지라도, 돌출부(44)는 비드부에 의하여 돌출부(44)를 치는 것으로 인하여 손상을 입는 것으로부터 보호될 수 있다.
도 19에 도시된 보호벽(46)의 최대 높이 위치는, 타이어 공동 영역 내에 송신 장치(16)가 제공되어 있을 때, 돌출부(44)의 위치와 관련하여 타이어 원주 방향에 위치하고 있다. 다시 말해서, 보호벽(46)의 최대 높이 위치는 돌출부(44)와 같이, 타이어 회전축의 방향에서 같은 위치에 있다. 돌출부(44)의 위치와 관련하여 타이어 원주 방향에 보호벽(46)이 제공되는 것에 의하여, 림에 타이어를 부착하는 것에 있어서 비드부는 보호벽(46)의 위를 지나가고, 그 때문에 비드부에 의한 손상으로부터 돌출부(44)를 보호할 수 있다.
도 19에 도시된 예에 있어서, 하우징(22)의 표면으로부터 보호벽(46)의 높이는, 타이어 공동 영역에 송신 장치(16)가 제공되어 있을 때, 타이어 회전축의 방향을 따라 연속적으로 바뀐다.
구체적으로 말하면, 보호벽(46)은 타이어 회전축의 방향을 따라 하우징(22)의 표면으로부터 올라가고, 보호벽(46)이 최대 높이 위치를 통과한 후에 하우징(22)의 표면으로 내려온다. 이때, 하우징(22)의 표면에 대하여 타이어 회전축의 방향에서의 타이어 내부 측(타이어 중심 라인의 일측) 상에서의 보호벽(46) 표면의 각도는 45도이거나 더 작다. 각도를 45도 또는 더 작게 설정하는 것에 의하여, 림에 타이어가 장착될 때, 타이어의 비드부는 부드럽게 보호벽(46) 위를 지나갈 수 있다. 그 때문에 타이어는 림에 쉽게 부착될 수 있다.
도 19에 도시된 예에 있어서, 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 거리(D)는 4mm 내지 20mm이다. 여기서, 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 거리(D)는 돌출부(44)의 중심으로부터 보호벽(46)까지 타이어 원주방향으로의 거리이다. 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 거리(D)를 4mm이거나 더 길게 설정하는 것에 의하여, 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이에 펑크 수리제의 잔류(殘溜)가 방지될 수 있고, 돌출부(44)의 개구부(42) 내로의 펑크 수리제의 진입이 방지될 수 있다.
게다가, 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 하우징(22)의 표면은 바람직하게 발수하게 만들었다. 발수 처리를 위한 재료로서, 실리콘계 수지, 플루오르계 수지, 유기실릴기 또는 플루오로알킬기를 그래프트하는 것에 의하여 얻어진 변성 수지, 또는 그와 유사한 것들이 이용된다. 그렇지 않으면, 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 하우징(22)의 표면에는 발수성을 발현하는 미세한 거침이 구비될 수 있다. 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 하우징(22)의 표면을 발수하게 만드는 것에 의하여, 펑크 수리제는 보호벽(46)과 돌출부(44) 사이의 하우징(22)의 표면에 들러붙을 가능성이 더 적어지게 되고, 그러면, 개구부(42) 내로의 펑크 수리제의 진입을 방지할 수 있다.
도 19에 도시된 예에 있어서, 비록 보호벽(46)이 돌출부(44)의 양측에 제공되어 있는 예가 기술되어 있지만, 보호벽(46)이 반드시 돌출부(44)의 양측에 제공되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 보호벽(46)이 돌출부(44)의 오직 일측에 제공되어 있다면, 비드부에 의하여 돌출부(44)에 손상을 주는 것을 방지할 수 있다.
(제4 실시예: 돌출부를 가지고 있는 송신 장치)
도 20은 제4 실시예에 있어서 돌출부(44) 둘레의 하우징(22)의 형상의 예를 보여주는 사시도이다. 제4 실시예의 송신 장치(16)는, 돌출부(44) 둘레의 하우징(22)의 형상에 있어서, 제3 실시예와 다르다. 제4 실시예에 있어서의 타이어 압력 감시 시스템의 다른 구성은 상술된 제1 실시예에 있어서의 그것들과 유사하다.
도 20에 도시된 바와 같이, 제4 실시예의 하우징(22)에는, 하우징(22)의 표면으로부터 하우징(22)을 부분적으로 오목하게 하는 것에 의하여 형성된 오목부(48)가 구비되어 있다.
오목부(48)에는 돌출부(44)가 구비되어 있다. 오목부(48)의 바닥으로부터 돌출부(44)의 높이는 1mm 내지 5mm이다. 돌출부(44)의 형상의 상세한 것은 제1 실시예의 그것과 유사하여, 기술되지 않을 것이다. 제4 실시예에 있어서, 제1 실시예의 송신 장치(16)의 돌출부(44)와 유사하게, 공기 통로(36)의 개구부의 개구 면적은 0.4mm2이거나 더 작고, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 접촉부의 면적은 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않다.
오목부(48)의 깊이(h)는 돌출부(44)의 높이의 70% 내지 130%이다.
제4 실시예의 송신 장치(16)에 있어서, 오목부(48)는 하우징(22)의 일부에 형성되어 있고, 돌출부(44)는 오목부(48)에 형성되어 있기 때문에, 타이어가 림에 장착될 때, 돌출부(44)는 비드부에 의하여 돌출부(44)를 치는 것으로 인하여 손상을 입는 것으로부터 보호될 수 있다.
비드부는 고리 형상이기 때문에, 만일 오목부(48)의 깊이(h)가 돌출부(44)의 높이(H)의 70%보다 더 낮지 않다면, 설령 오목부(48)의 깊이(h)가 돌출부(44)의 높이(H)보다 더 작을지라도, 돌출부(44)는 비드부에 의하여 돌출부(44)를 치는 것으로 인하여 손상을 입는 것으로부터 보호될 수 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 송신 장치(16)가 타이어 공동 영역에 제공될 때, 송신 장치(16)는 바람직하게 오목부(48)가 타이어 회전축의 방향을 따라 연장하도록 배치된다. 펑크 수리에 사용되는 펑크 수리제는 타이어 회전축의 방향을 따라 흐르기 때문에, 타이어 회전축의 방향을 따라 오목부(48)를 형성하는 것에 의하여, 돌출부(44)의 개구부(42) 둘레에 펑크 수리제의 잔류를 방지할 수 있다.
여기서, 도 21과 관련하여, 타이어 회전축의 방향을 따라 오목부(48)의 깊이가 기술될 것이다. 도 21은 송신 장치(16)의 단면도이다. 도21에서 점선은 돌출부(44)와 오목부(48)의 바닥을 나타내고 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 오목부(48)의 깊이는 타이어 회전축의 방향에서 안쪽으로(타이어 중심선을 향하여) 단조롭게 증가한다. 오목부(48)의 깊이는 타이어 회전축의 방향에서 안쪽으로(타이어 중심선을 향하여) 단조롭게 증가하기 때문에, 펑크 수리제는 타이어 회전축의 방향에서 안쪽으로 흐르고, 그 때문에 돌출부(44)의 개구부(42) 둘레에 펑크 수리제의 잔류를 방지할 수 있다.
(예, 비교예, 종래예)
송신 장치(16)의 돌출부(44)의 효과는 다음과 같이 연구되었다.
송신장치(16)는 사이즈가 195/65R15인 타이어(14)의 공동 영역에 제공되었고, 펑크 수리제(450ml)가 타이어 공동 영역 내로 주입되었다. 타이어(14)의 공기압은 200kPa이었다. 타이어(14)는 실내 드럼(drum) 테스트를 사용하는 것에 의하여 시속 30km로 타이어 주행 테스트를 받았다. 30분 동안의 각 주행 스텝 후, 주행은 멈췄고, 타이어 압력은 50kPa 감소되었고, 그리고 타이어 압력이 측정되었다. 공기압은 감시 장치(18)를 사용하는 것에 의하여 얻어졌다. 만일 검출된 공기압이 맞다면, 즉, 만일 압력 데이터가 50kPa 감소를 나타내면, 그 다음에 공기압은 원래의 공기압으로 50kPa 증가하고, 타이어는 다시 주행하게 된다. 이 과정은 반복되었다. 이러한 타이어 주행 테스트에 있어서, 공기압을 올바르게 측정하는 것이 불가능해질 때까지 걸리는 시간이 연구되었다. 만일 10시간이 넘는 주행 동안 공기압이 올바르게 측정될 수 있었다면, 설령 펑크 수리제가 주입되었을 지라도, 장치는 테스트를 통과하였고, 문제없이 오랜 시간 동안 공기압을 올바르게 측정할 수 있는 것으로 평가되었다. 주행 시간의 상한은 48시간이었다.
(예 1 내지 5, 비교예 1 내지 4, 및 종래예)
다른 치수의 돌출부(44)를 가지는 예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4를 사용하는 것에 의하여, 공기압을 올바르게 측정하는 것이 불가능해질 때까지 걸리는 주행 시간이 연구되었다.
예 1과 2 및 비교예 3과 4에 있어서, 돌출부를 위하여 도 7a와 도 7b에 도시된 형상이 사용되었다. 예 3 내지 5 및 비교예 1과 2에 있어서, 돌출부를 위하여 도 8c에 도시된 형상이 사용되었다. 경사각(q)은 각 예에 있어서 45도였다. 다른 치수는 표 1에 도시된 바와 같이 사용되었다. 돌출부(44)는 타이어 반지름 방향에서 바깥쪽을 향하였다. 돌출부(44)가 없는 종래예는 또한 타이어 공기압을 올바르게 측정하는 것이 불가능해 질 때까지 테스트하였다. 주행 후, 송신 장치(16)는 꺼내지고, 펑크 수리제가 돌출부(44) 또는 개구부 둘레에 들러붙어 있는지 시각적으로 점검되었다.
다음의 표 1에 있어서 면적비는, 개구부 면적에 대한 접촉부 면적의 비율을 나타낸다. 접촉부는, 돌출부(44)의 상부와 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면의 사이이고, 돌출부(44)의 돌출 방향에 평행인 부분에 해당한다.
예 1과 2에 있어서, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면의 부분은 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 상부에서 선형의 능선(linear ridge)이고, 그 때문에 이 부분의 면적은 0mm2이고 면적비는 0%이다.
표1에서 명확한 바와 같이, 예 1 내지 5에 있어서 주행 시간은 10시간 또는 더 길었고, 공기압은 각 주행 스텝에 있어서 올바르게 측정될 수 있었다. 반면에, 비교예 1 내지 4에 있어서 주행 시간은 10시간보다 더 짧았고, 공기압은 10시간 주행 시간 경과 전에 올바르게 측정될 수 없었다. 이것은 펑크 수리제에 의하여 개구부 또는 공기 통로가 막힌 것에 기인되는 것이라고 추정된다. 종래예에 있어서, 주행 시간은 60분이었다.
예 3 내지 5와 비교예 1과 2의 비교로부터, 개구부(42)의 개구 면적이 0.4mm2이거나 더 작고, 돌출부(44)의 상부와 접촉하는 접촉 평면과 상부와의 사이의 접촉부의 면적이 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않을 때 공기압은 올바르게 측정될 수 있다. 이 때, 예 1과 2 및 비교예 3과 4의 비교로부터, 돌출부(44)의 높이가 1mm이거나 더 클 때, 공기압은 올바르게 측정될 수 있다.
(예 6)
게다가, 돌출부(44)의 경사면 상의 발수 처리의 효과가 연구되었다.
예 6의 돌출부를 위하여, 예 2와 유사하게, 도 7a와 도 7b에 도시된 형상이 사용되었고, 돌출 높이는 1mm였고, 개구부(42)의 개구 영역은 0.39mm2였고, 경사각(q)은 45도였고, 그리고 경사면은 발수 처리를 받았다. 결과는 다음의 표 2에 기술되어 있다.
표 2에 의하면, 예 6의 주행 시간은 상한 48시간이었고, 거의 펑크 수리제는 돌출부(44)에 들러붙지 않았다. 이것은 경사면을 발수하게 만드는 것이 바람직하다는 것을 나타낸다.
본 발명에 따른 송신 장치와 타이어 상태 감시 시스템을 상세하게 상술하였지만, 본 발명에 따른 송신 장치와 타이어 상태 감시 시스템은 상술된 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않고 여러 가지 방식으로 개선 또는 변경될 수 있다.
10 : 타이어 압력 감시 시스템
12 : 차량
14, 14a, 14b, 14c, 14d : 타이어
16, 16a, 16b, 16c, 16d : 공기압 정보 송신 장치
18 : 감시 장치
19 : 림
20 : 타이어 밸브
22 : 하우징
22a : 돌출부
22b : 오목부
24 : 회로
26 : 기판
28 : 센서 유닛
28a : 공기압 센서
28b : A/D 변환기
28c : 센서면
30 : 송신기
30a : 발진 회로
30b : 변조 회로
30c : 증폭 회로
32 : 처리 유닛
32a : 중앙 처리부
32b : 기억부
34 : 전원 공급부
35 : 내부 공간
35a, 35f : 센서 공간
35b, 35e : 저장 공간
35c : 연결 파이프
35d : 홈
36 : 공기 통로
36a : 외부 개구부
36b : 내부 개구부
36c : 챔퍼
37 : 계지 부재
39 : 실링 레진
40, 52 : 안테나
42 : 개구부
44 : 돌출부
44a : 기부 위치
44b : 상부의 가장 바깥쪽 위치
44c : 직선
44d : 곡선
44e : 돌출 부재
46 : 보호벽
48 : 오목부
54 : 수신부
56 : 수신 버퍼
58 : 중앙 처리부
60 : 기억부
62 : 조작부
64 : 스위치
66 : 표시 제어부
68 : 표시부
70 : 전원 공급부
12 : 차량
14, 14a, 14b, 14c, 14d : 타이어
16, 16a, 16b, 16c, 16d : 공기압 정보 송신 장치
18 : 감시 장치
19 : 림
20 : 타이어 밸브
22 : 하우징
22a : 돌출부
22b : 오목부
24 : 회로
26 : 기판
28 : 센서 유닛
28a : 공기압 센서
28b : A/D 변환기
28c : 센서면
30 : 송신기
30a : 발진 회로
30b : 변조 회로
30c : 증폭 회로
32 : 처리 유닛
32a : 중앙 처리부
32b : 기억부
34 : 전원 공급부
35 : 내부 공간
35a, 35f : 센서 공간
35b, 35e : 저장 공간
35c : 연결 파이프
35d : 홈
36 : 공기 통로
36a : 외부 개구부
36b : 내부 개구부
36c : 챔퍼
37 : 계지 부재
39 : 실링 레진
40, 52 : 안테나
42 : 개구부
44 : 돌출부
44a : 기부 위치
44b : 상부의 가장 바깥쪽 위치
44c : 직선
44d : 곡선
44e : 돌출 부재
46 : 보호벽
48 : 오목부
54 : 수신부
56 : 수신 버퍼
58 : 중앙 처리부
60 : 기억부
62 : 조작부
64 : 스위치
66 : 표시 제어부
68 : 표시부
70 : 전원 공급부
Claims (24)
- 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동(空洞) 영역에 제공된 송신 장치이고,
상기 타이어와 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기를 수용하는 하우징
을 포함하고,
상기 타이어 공동 영역과 상기 하우징의 내부 공간을 연결하는 공기 통로의 개구(開口)부는 상기 하우징의 표면에 형성되어 있고,
상기 개구부는, 상기 하우징의 상기 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가지고, 타이어 반지름 방향에 있어서 바깥쪽으로 향하고,
상기 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크고,
상기 상부와 접촉하고 상기 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 상기 접촉 평면과 상기 상부 사이의 접촉부의 면적이 상기 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않은, 송신 장치 - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 돌출부의 기부(基部)와 상기 상부 사이의 경사면이 발수면(water repellent face)인, 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 하우징에 고정시킨 돌출 부재로 구성되어 있고,
상기 돌출 부재는 바닥면이 없는 원추대 형상(frust-conical shape) 또는 각추대 형상(frust-pyramidal shape)에서의 외부 껍질 부재이고,
상기 개구부는 상기 원추대 형상 또는 상기 각추대 형상의 상부 상에 형성되어 있는, 송신 장치 - 제1항에 있어서,
상기 돌출부의 돌출 방향을 따라 취해진 돌출부의 단면 프로파일에 있어서 상기 돌출부의 기부와 상기 상부 사이의 경사면의 경사각이 일정한, 송신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 개구부가 외부 개구부라고 할 때, 상기 개구부는 상기 타이어 공동 영역을 마주하는 상기 공기 통로의 외부 개구단(開口端)이고,
상기 내부 공간을 마주하는 상기 공기 통로의 내부 개구부는 상기 외부 개구부보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있는, 송신 장치. - 제6항에 있어서,
상기 내부 개구부의 상기 개구 면적은 상기 외부 개구부의 상기 개구 면적의 네 배이거나 더 큰, 송신 장치. - 제6항에 있어서,
상기 공기 통로의 홀(hole) 단면적은 상기 외부 개구부로부터 상기 내부 개구부를 향하여 단계적으로(stepwise fashion) 또는 연속적으로 증가하는, 송신 장치. - 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치이고,
상기 타이어와 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기를 수용하는 하우징
을 포함하고,
상기 타이어 공동 영역과 상기 하우징의 내부 공간을 연결하는 공기 통로의 개구부는 상기 하우징의 표면에 형성되어 있고,
상기 개구부는, 상기 하우징의 상기 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가지고,
상기 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크고,
상기 상부와 접촉하고 상기 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 상기 접촉 평면과 상기 상부 사이의 접촉부의 면적이 상기 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않고,
상기 개구부가 외부 개구부라고 할 때, 상기 개구부는 상기 타이어 공동 영역을 마주하는 상기 공기 통로의 외부 개구단이고,
상기 내부 공간을 마주하는 상기 공기 통로의 내부 개구부는 상기 외부 개구부보다 더 큰 개구 면적을 가지고 있고,
상기 돌출부가 상기 공기 통로의 중심축을 포함하는 평면을 따라 잘렸을 때, 상기 타이어 공동 영역을 마주하는, 상기 돌출부의 경사면이 불룩한 형상으로 상기 타이어 공동 영역을 향하여 돌출하고 있는, 송신 장치. - 제6항에 있어서,
상기 공기 통로의 상기 내부 개구부의 모서리는 챔퍼(chamfer)되어 있거나 둥글게 되어 있는, 송신 장치. - 제6항에 있어서,
내부 공간은 적어도 상기 공기 통로와 상기 센서 사이에 제공되며, 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함하고,
상기 센서 공간은 상기 하우징의 내부 벽뿐만 아니라 상기 하우징에 제공되는 내부 부재의 내부 벽에 의하여 형성되고, 상기 하우징의 내부 벽으로 둘러싸인 내부 영역보다 더 좁고, 상기 공기 통로의 상기 내부 개구부로부터 넓어지는 단면을 가지고 있는, 송신 장치 - 제11항에 있어서,
상기 공기 통로의 상기 내부 개구부로부터 연장하는 가이드 홈이 상기 내부 공간을 마주하는 내부 부재의 내부벽과 하우징의 벽에 제공되어 있는, 송신 장치. - 제12항에 있어서,
상기 내부 개구부로부터 다른 방향으로 연장하는 각각의 홈은 상기 내부 공간을 마주하는 상기 하우징의 상기 벽의 면에 가이드 홈으로서 제공되어 있는, 송신 장치. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 내부 공간은 상기 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하기 위한 저장 공간을 포함하고,
상기 가이드 홈은 상기 저장 공간을 향하여 연장하도록 제공되어 있는, 송신 장치. - 제6항에 있어서,
상기 내부 공간은 상기 공기 통로를 통하여 들어간 액체를 저장하기 위한 저장 공간을 포함하고,
상기 공기 통로의 상기 내부 개구부는 상기 저장 공간의 벽면에 제공되어 있고,
상기 내부 공간은, 상기 저장 공간 외에, 상기 저장 공간의 상기 벽면으로부터 분기(分岐)하고, 상기 센서의 센서면이 마주하는 센서 공간을 포함하는, 송신 장치. - 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치이고,
상기 타이어와 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기를 수용하는 하우징
을 포함하고,
상기 타이어 공동 영역과 상기 하우징의 내부 공간을 연결하는 공기 통로의 개구부는 상기 하우징의 표면에 형성되어 있고,
상기 개구부는, 상기 하우징의 상기 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가지고,
상기 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크고,
상기 상부와 접촉하고 상기 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 상기 접촉 평면과 상기 상부 사이의 접촉부의 면적이 상기 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않고,
상기 하우징의 상기 표면으로부터 상기 돌출부의 상기 높이의 70% 내지 130%인 보호벽이 상기 하우징의 상기 표면에 제공되어 있는, 송신 장치. - 제16항에 있어서,
상기 장치는, 상기 돌출부로부터 상기 보호벽의 가장 높은 위치를 향하는 방향과 상기 타이어의 타이어 원주 방향과 일치하도록, 상기 타이어의 타이어 공동 영역에 부착되어 있는, 송신 장치. - 제16항에 있어서,
상기 송신 장치가 상기 타이어 공동 영역에 부착되어 있을 때, 상기 하우징의 상기 표면으로부터 상기 보호벽의 높이가 타이어 회전축의 방향을 따라 연속적으로 바뀌고,
상기 하우징의 상기 표면으로부터 기울어진 채로 올라가고, 상기 타이어 회전축의 방향에서 상기 타이어 내부 측 상에서의 상기 보호벽의 단부(端部)의 각도가 45도이거나 더 작은, 송신장치. - 제16항에 있어서,
상기 보호벽과 상기 돌출부 사이의 거리는 4mm 내지 20mm인, 송신 장치. - 제16항에 있어서,
상기 보호벽과 상기 돌출부 사이의 상기 하우징의 상기 표면은 발수하게 만들어져 있는, 송신 장치. - 타이어의 상태에 관한 타이어 정보를 송신하고 타이어 공동 영역에 제공된 송신 장치이고,
상기 타이어와 림으로 둘러싸인 상기 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
상기 센서와 상기 송신기를 수용하는 하우징
을 포함하고,
상기 타이어 공동 영역과 상기 하우징의 내부 공간을 연결하는 공기 통로의 개구부는 상기 하우징의 표면에 형성되어 있고,
상기 개구부는, 상기 하우징의 상기 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되어 있고, 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가지고,
상기 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크고,
상기 상부와 접촉하고 상기 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 상기 접촉 평면과 상기 상부 사이의 접촉부의 면적이 상기 개구부의 면적의 30%보다 더 크지 않고,
오목부는 상기 하우징을 부분적으로 오목하게 만드는 것에 의하여 형성되고,
상기 돌출부는 상기 오목부(recessed portion)에 제공되고,
상기 오목부의 깊이는 상기 돌출부의 상기 높이의 70% 내지 130%인, 송신 장치. - 제21항에 있어서,
상기 오목부는 일 방향으로 연장하도록 형성되고,
상기 송신 장치는, 방향이 상기 타이어 회전축의 상기 방향과 일치하도록 타이어 공동 영역 내에 부착되어 있는, 송신 장치. - 제22항에 있어서,
상기 송신 장치를 상기 타이어 공동 영역 내에 부착할 때, 상기 오목부의 상기 깊이는 상기 타이어 회전축의 상기 방향에 있어서 상기 타이어 내부 측을 향하여 단조 증가하는, 송신 장치. - 송신 장치, 수신 장치, 및 감시부를 포함하는 타이어 상태 감시 시스템이고,
상기 송신 장치는,
타이어와 림으로 둘러싸인 타이어 공동 영역 내에 채워진 가스의 상태를 타이어 정보로서 검출하는 센서와,
검출된 상기 타이어 정보를 무선으로 송신하는 송신기와,
센서와 송신기를 수용하는 하우징
을 포함하고,
상기 하우징의 내부 공간과 상기 타이어 공동 영역을 연결하는 공기 통로의 개구부는 상기 하우징의 표면에 형성되어 있고,
상기 개구부는 상기 하우징의 상기 표면으로부터 일 방향으로 돌출한 돌출부의 상부 상에 형성되고, 상기 공기 통로의 상기 개구부는 0.4mm2이거나 더 작은 면적을 가지고, 타이어 반지름 방향에 있어서 바깥쪽으로 향하고,
상기 돌출부의 높이는 1mm이거나 더 크고,
상기 상부와 접촉하고 상기 돌출부의 돌출 방향에 수직인 접촉 평면이 존재할 때, 상기 접촉 평면과 상기 상부 사이의 접촉부의 면적이 상기 개구부의 상기 면적의 30%보다 더 크지 않고,
상기 수신 장치는 상기 송신기로부터 송신된 상기 타이어 정보를 수신하고,
상기 감시부는 타이어 이상이 발생하였는지를 판정하고, 판정 결과를 알리는, 타이어 상태 감시 시스템.
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