KR20150112959A

KR20150112959A - 타이어 압력 센서용 버튼셀

Info

Publication number: KR20150112959A
Application number: KR1020157020285A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 마르케르트
Original assignee: 엘리게이터 벤틸패브릭 게엠베하
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-10-07
Also published as: DE102013001371B4; EP2909876B1; CN104885254B; EP2909876A1; DE102013001371A1; CN104885254A; JP2016510484A; WO2014114815A1; US20150364728A1

Abstract

본 발명은 제1 측면에 의해 형성되는 제1 전극과, 제1 측면에 대향되는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 전극을 구비하는 버튼셀, 특히 타이어 압력 센서용 버튼셀에 관한 것으로, 버튼셀은, 제1 측면의 평면 내부에 실질적으로 평평한 연장부를 포함하여 제1 측면에 설치되거나, 제1 측면에 의해 형성되는 제1 접촉 탭과, 제2 측면에 설치되고, 제2 측면의 평면으로부터 일정 각도로 실질적으로 제1 측면의 평면까지 연장되는 제2 접촉 탭과, 적어도 제1 및 제2 접촉 탭의 영역 내에 또는 버튼셀의 외주연부 상에서, 버튼셀에 설치되는 절연층을 포함한다. 본 발명은, 절연층이, 절연층을 완전히 가로지르고 절연층의 표면 상에 분산되는 복수의 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 압력 센서용 버튼셀{BUTTON CELL, IN PARTICULAR FOR A TIRE PRESSURE SENSOR}

본 발명은 버튼셀(button cell), 특히 타이어 압력 센서용 버튼셀과 이러한 버튼셀을 구비하는 타이어 압력 센서에 관한 것이다.

버튼셀은, 배터리를 위해 작은 수용실만이 사용 가능할 때 전원 공급에 항상 사용된다. 버튼셀은 각각 전극(electrical pole)을 형성하는 2개의 평평한 측면, 즉, 일반적으로 양극의 제1 측면과 음극의 제2 측면을 가진다.

종래에, 버튼셀의 접촉은, 제1 측면과 접촉하는 제1 전기 접촉부와, 제2 측면과 접촉하는 제2 전기 접촉부에 의해 이루어진다. 이러한 방식으로 복수의 버튼셀은, 단순히 서로의 상부에 적층됨으로써, 상호 직렬로 접속될 수도 있다.

특히 본 발명에 관련되는 바와 같이, 타이어 압력 센서에 버튼셀을 사용하는 경우, 일반적으로 회로 기판 상에서 단일 공통 평면에 2개의 극을 가지는 셀 배터리의 전기 접속이 필요하다. 실제로, 양 측면 각각에 접촉 탭을 설치, 특히 용접하거나 접착하는 경향이 있고, 하나의 접촉 탭은 회로 기판과 대면하는 측면 상에 실질적으로 평평한 형상을 가질 수 있는 반면에, 다른 접촉 탭은, 회로 기판으로부터 대향하는 측면으로부터 버튼셀의 외부 가장자리를 둘러싸듯이, 제1 접촉 탭도 위치되는 회로 기판의 평면 내까지 연장되기 때문에, 회로 기판으로부터 대향하는 버튼셀의 상기 측면에 각진 형상을 가져야한다. 제1 접촉 탭의 평면에 제2 접촉 탭을 적용하면, 제1 측면, 즉, 통상적으로 버튼셀의 외주연부까지, 그리고 외주연부로부터 약간 다른 전극 방향으로 형성되는 더 낮은 측면에 의해 형성된 극으로 인하여, 당연히 버튼셀의 외주연부에서 전기 단락(short-circuit)의 위험성이 발생한다. 이러한 단락을 피하기 위하여, 단순히 버튼셀의 외주연부 위에 비전도성 수축 튜브를 씌우고, 이에 의해서 제2 접촉 탭과 외주연부 사이에 절연을 보장하기로 결정되었다.

전술한 실시 형태가 우선 완벽하게 작동한다고 하더라도, 타이어 압력 센서에서 버튼셀을 사용하는 경우 버튼셀의 수명이 놀랍게도 짧은 것, 즉, 버튼셀이 너무 빨리 예기치 않게 방전되는 것이 실제로 관찰되었다. 원인은 즉시 알려지지 않았다.

본 발명의 목적은 버튼셀, 특히 공지의 실시 형태에 대하여 수명이 연장된 타이어 압력 센서용 버튼셀을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 특징을 나타내는 버튼셀에 의해 달성된다. 종속항들은 본 발명에 따른 타이어 압력 센서 뿐 아니라 유리한 실시예들을 나타낸다.

본 발명에 따른 버튼셀, 특히 타이어 압력 센서용 버튼셀은, 제1 측면에 의해 형성되는 제1 전극과, 제1 측면에 대향되는 제2 측면에 의해 형성되는 제2 전극을 구비한다. 제1 접촉 탭은 제1 측면에 설치되고, 제2 접촉 탭은 제2 측면에 설치된다. 제1 측면 상의 접촉 탭은, 제1 측면도 적용되는 평면의 내부로 실질적으로 평평하게 연장된다. 이것은 제1 접촉 탭이 완전히 평평하다는 것이 필수라는 것을 의미하는 것은 아니다. 버튼셀과 접촉하기 위해 제1 접촉 탭이 연결되는, 연결 평면은 제1 측면의 평면에 약간 외부에 위치될 수 있다.

제2 접촉 탭은, 설치되는 제2 측면의 평면으로부터 제1 접촉 탭의 접촉 평면까지, 즉, 실질적으로 제1 측면의 평면까지 연장된다. 따라서, 버튼셀의 전기 연결을 위해 양 접촉 탭들 모두를 공통 평면에, 각각 서로 가까운 2개의 평면에 배치하는 것이 가능하다.

버튼셀의 제1 측면 상에 제1 접촉 탭의 설치에 추가로 또는 대체로(alternately), 측면 그 자체가 접촉 탭을 형성할 수 있다. 이러한 경우에, 버튼셀의 접촉은, 예를 들어 회로 기판의 대응되는 연결부에 측면 자체를 관여시킨다.

절연층은, 제1 및 제2 접촉 탭의 적어도 일 영역(주연부)에, 외주연부와 제2 접촉 탭 사이의 전기적 단락의 발생을 방지하기 위하여 특히 외주연부 전체에 걸쳐 버튼셀에 설치된다.

본 발명에 따르면, 절연층은, 절연층을 완전히 가로지르고 절연층의 표면 위에서 분산되는 다수의 개구(opening)를 포함한다. 예로서, 절연층은 그물, 특히 신장된 그물 튜브, 예를 들면 수축(shrink) 그물 튜브와 같이 설계된다.

본 발명은, 공지된 폐쇄된 절연층에서, 특히 온도 변화의 관점에서, 수분이 버튼셀의 절연층과 외부 가장자리 사이의 간극(gap) 내에 도달하여, 버튼셀의 예기치 못한 방전을 이끄는 단락을 발생시킬 수 있다는 인식에 기초한다. 상기 수분은 절연층의 폐쇄 표면 때문에 새어나갈 수 없다. 반대로, 후자가 갑자기 발생된 경우에, 본 발명에 따른 실시예 덕분에, 절연층과 버튼셀 사이의 공간에 배출 구멍이 마련될 수 있어, 전기적 도전성 수분막의 형성을 완벽하게 방지하거나 적어도 수분의 방출에 의해 빠른 건조를 가능하게 한다.

제1 접촉 탭 및/또는 제2 접촉 탭은, 예를 들어, 절연층에 제공되는 개구들 중 하나를 통하여, 특히 그물 메쉬(mesh)를 통하여 절연층을 관통할 수도 있다. 이에 의해서 접촉 탭이 절연층에 의해 부분적으로 덮여지면, 접촉부들을 더 어렵게 만들지 않고서도, 주변에 대한 추가적인 절연을 할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 압력 센서는 하우징, 압력 변환기, 전송 전자기기 뿐만 아니라 전원 공급기를 포함한다. 압력 변환기, 전송 전자기기 및/ 또는 전원 공급기는 하우징의 내부에 부분적 또는 전체적으로 위치된다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시 형태로서 하나의 구성요소 또는 하우징 상에 또는 하우징 외부에 다른 구성요소의 조합이 가능하다.

전원 공급기는 본 발명에 따른 버튼셀을 포함한다.

특히, 전원 공급기에 추가로, 압력 변환기 및 전송 전자기기가 하우징의 내부에 위치되고, 부분적으로 또는 전체적으로 하우징에 의하여 둘러싸여지면, 주변 압력을 압력 변환기로 안내하기 위해 개구를 제외하고 밀봉되도록, 하우징이 주조 화합물(casting compound)로 적절하게 채워질 때에 유리하다. 주조 화합물은, 예를 들어 하우징의 전체 기재(base) 위에 적용될 수 있다.

버튼셀의 본 발명에 따른 실시예에 의해서, 제2 절연체가 버튼셀의 외주연부에 특히 꽉 끼게 각이 질(angled) 수 있고, 이에 따라 버튼셀의 필요한 연장부는, 특히 하우징 내부의 회로 기판, 또한 압력 변환기 및 전송 전자기기를 수용하는 회로 기판 상에 전기적 접촉점들까지로 감소될 수 있다. 그 결과, 하우징은 더 작게 설계될 수 있고, 따라서 더 적은 주조 화합물이 필요하다. 지도 원리는, 예를 들어, 하우징이 2 ㎜ 더 길게 설계되어야 한다면, 5 g의 주조 화합물이 더 필요하고, 이는 통상적으로 수많은 유닛이 시리즈로 제작되는 타이어 압력 센서의 상당한 비용 절감으로 이어진다.

예를 들어, 버튼셀은, 압력 변환기 및 전송 전자기기가 접촉되는 하우징의 내부 회로 기판 상에 양 접촉 탭 모두가 납땜될 수 있다.

하우징이, 차량 타이어의 림(rim)에 고정되기 위해, 타이어 밸브 또는 다른 용기(receptacle)에 관절 방식으로 적절하게 연결되는 경우, 다양한 림 종류에 대해 측벽으로의 하우징의 적합이 보장되는 이점이 있다.

본 발명은 실시예와 도면들을 이용하는 예시에 의해 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 버튼셀의 단면도의 도식도이다.
도 2는 도 1의 버튼셀의 위에서 본 도식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 버튼셀을 구비하는 타이어 압력 센서를 나타낸다.

도 1에는 버튼셀의 내부 어셈블리가 단지 개략적으로 표시된다. 버튼셀의 제1 측면(1)과, 이에 따른 제1 전극(2)을 형성하는 제1 전기 전도성 플레이트가 나타나 있다. 제1 플레이트에 대향하는 측에는, 제2 측면(3)과, 이에 따른 제2 전극(4)을 형성하는 제2 전기 전도성 플레이트가 마련된다.

양쪽의 전기 전도성 플레이트와, 이에 따른 전극(2, 4)은, 그 내부에 버튼셀의 외주연부의 영역에 배치되는 절연체(5)에 의하여 서로에 대해 절연된다.

제1 접촉 탭(6)은, 제1 측면(1) 상에 전기 전도 방식으로 제1 전극(2)에 연결된다. 제1 접촉 탭(6)은 제1 측면(1)의 평면 내부에서 실질적으로 연장된다.

전기 전도 방식으로 제2 전극(4)에 연결되는 제2 접촉 탭(7)은, 제2 측면(3) 상에 마련된다. 상기 제2 접촉 탭(7)은, 제2 측면(3)의 평면 내부에서 실질적으로 연장되고, 버튼셀의 외주연부를 덮어서 돌출되며, 따라서 제1 측면(1)의 평면을 실질적으로 관통하여 더 나아가도록 각이 진다. 그 이유는, 버튼셀은 회로 기판(나타내지 않음) 상에 접촉되도록 마련되는 반면, 회로 기판의 양 접촉점들은 실질적으로 버튼셀의 양 전극(2, 4)용 공통 평면 내부에 위치되기 때문이다.

도시된 바와 같이, 제1 전극(2)은, 버튼셀의 외주연부에서 제1 측면(1)으로부터 제2 측면(3)의 방향으로 연장된다. 이것은, 일정 높이 위에서, 예를 들면, 그 높이의 절반 또는 그 이상에서 버튼셀의 외주연부의 제1 전극(2)과 접촉 가능하다는 것을 의미한다. 제2 접촉 탭(7)이 버튼셀의 외주연부의 제1 전극(2)과 접촉할 정도의 전기적 단락의 발생을 방지하기 위하여, 버튼셀의 외주연부 위에 절연층(8)이 설치된다. 상기 절연층(8)은, 측면(1, 3) 및 양 전극(2, 4)의 외부 가장자리 밖의 외측으로부터, 버튼셀의 전체 높이를 넘어 연장된다.

본 발명에 따르면, 절연층은 다수의 개구를 포함하고, 이것은 도시된 실시예에서와 같이 신장된 그물 형상으로 설계된다.

도 2는 절연층(8)의 그물과 같은 구조를 다시 상세하게 나타내며, 상기 절연층이 버튼셀의 외주연부로부터 제2 전극(4)까지 절연체(5)를 넘어 연장되는 것을 명확히 나타낸다.

도 2는 또한, 제1 접촉 탭(6)과 제2 접촉 탭(7)이 버튼셀의 원주 방향으로 상호 오프셋(offset)되도록 배치되는 것을 명확히 나타낸다. 양 접촉 탭(6, 7)은 또한, 절연층(8)을 관통한다.

도 3은, 관절 방식으로 타이어 밸브(16)에 연결되는 하우징(10)을 갖는 타이어 압력 센서를 도식적으로 나타낸다.

하우징(10)의 내부에는, 버튼셀(전원 공급기(13)), 전송 전자기기(12) 및 압력 변환기(11)를 지지하고, 이들이 상호 전기 접촉되도록 하는 회로 기판(15)이 마련된다. 버튼셀은, 양 전기적 접촉 탭(6, 7)을 통해 회로 기판(15)에 연결된다. 제1 접촉 탭(6)은, 여기에 나타낸 실시예에서 버튼셀의 더 낮은 측면에 의해 형성된다.

하우징(10)은, 멤브레인(membrane)이 제공될 수 있는 압력 변환기(11)용 공기 가이드 연결부(air-guiding connection)를 제외하고 주변에 대하여 밀봉되도록, 주조 화합물(14)로 채워진다.

상세하게 나타내지는 않았지만, 버튼셀은 본 발명에 따른 절연층을 구비한다.

1: 제1 측면
2: 제1 전극
3: 제2 측면
4: 제2 전극
5 : 절연체
6: 제1 접촉 탭
7: 제2 접촉 탭
8: 절연층
10: 하우징
11: 압력 변환기
12: 전송 전자기기
13: 전원 공급기
14: 주조 화합물
15: 회로 기판
16: 타이어 밸브

Claims

제1 측면(1)에 의해 형성되는 제1 전극(2)과, 상기 제1 측면(1)에 대향되는 제2 측면(3)에 의해 형성되는 제2 전극(4)을 구비하는 타이어 압력 센서용 버튼셀로서,
상기 제1 측면(1)의 평면 내부에 실질적으로 평평한 연장부를 포함하여 상기 제1 측면(1)에 설치되거나, 상기 제1 측면(1)에 의해 형성되는 제1 접촉 탭(6);
상기 제2 측면(3)에 설치되고, 상기 제2 측면(3)의 평면으로부터 일정 각도로 실질적으로 상기 제1 측면(1)의 평면까지 연장되는 제2 접촉 탭(7); 및
적어도 상기 제1 및 제2 접촉 탭(6, 7)의 영역 내에 또는 상기 버튼셀의 외주연부 상에서, 상기 버튼셀에 설치되는 절연층(8)을 포함하고,
상기 절연층(8)은, 상기 절연층(8)을 완전히 가로지르고 상기 절연층(8)의 표면 상에 분산되는 복수의 개구(opening)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서용 버튼셀.
제1항에 있어서,
상기 절연층(8)은 그물 형상으로 설계되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서용 버튼셀.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 절연층(8)은, 그물 튜브, 특히 상기 버튼셀 상에 신장된 수축 그물 튜브로 설계되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서용 버튼셀.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 접촉 탭(6, 7)은, 상기 절연층(8)을 관통하고 상기 절연층(8)에 의해 부분적으로 덮이는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서용 버튼셀.
하우징(10);
상기 하우징(10) 상에 또는 내부 또는 외부에 마련되는 압력 변환기(11);
상기 하우징(10) 상에 또는 내부에 마련되는 전송 전자기기(12); 및
전원 공급기(13)를 포함하고,
상기 전원 공급기(13)는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 버튼셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서.
제5항에 있어서,
상기 압력 변환기(11), 상기 전송 전자기기(12) 및 상기 버튼셀은 상기 하우징(10)의 내부에 위치되고,
상기 하우징(10)은 적어도 부분적으로, 특히 그 전체 기재(base)에 대하여 주조 화합물(14)로 채워지는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서.
제5항 또는 제6항에 있어서,
전기적 접촉을 제공하기 위해 상기 접촉 탭(6, 7) 모두를 구비하고, 상기 버튼셀이 납땜되거나, 클램핑되거나, 다른 방법으로 고정되는 회로 기판(15)이 상기 하우징(10)에 마련되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징(10)은 관절 연결 방식으로 타이어 밸브(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 타이어 압력 센서.