KR101310461B1 - 자동차 바퀴의 회전 에너지를 이용한 에너지 수집 장치 및 이를 이용한 타이어 공기압 모니터링 시스템 - Google Patents

자동차 바퀴의 회전 에너지를 이용한 에너지 수집 장치 및 이를 이용한 타이어 공기압 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 바퀴의 회전 에너지를 이용한 에너지 수집 장치 및 이를 이용한 타이어 공기압 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 에너지 수집 장치(independent power plant device)와 이러한 에너지 수집 장치를 이용하여 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능한 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)에 관한 것이다.

Description

자동차 바퀴의 회전 에너지를 이용한 에너지 수집 장치 및 이를 이용한 타이어 공기압 모니터링 시스템{ENERGY HARVESTING DEVICE USING ROTATIONAL ENERGY OF VEHICLE WHEEL AND TIRE PRESSURE MONITORING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 자동차 바퀴의 회전 에너지를 이용한 에너지 수집 장치 및 이를 이용한 타이어 공기압 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환하는 에너지 수집 장치(energy harvesting device)와 이러한 에너지 수집 장치를 이용하여 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능한 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)에 관한 것이다.
근래 자동차 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)은 타이어내 적정한 공기압을 유지하여 연비를 높이고 불필요한 타이어 마모를 줄이며 특히 승객의 안전을 도모하는 핵심 기술로 주목받고 있다. 이에 따라 미국에서는 2007년부터 출시되는 모든 차량에 TPMS 설치를 의무화하고 있으며 유럽도 2012년부터 법제화할 예정이다. 이와 같은 추세에 따라 전세계적으로 TPMS 시장은 2012년에 $300,000,000 규모에 이를 전망이다.
현재 TPMS에 전원 공급원으로 사용되고 있는 배터리의 수명은, 자동차 수명에 비해 짧기 때문에 사용 도중 교체하여야 하는 번거로움이 따른다. 따라서 이러한 배터리의 단점을 극복하기 위해 최근 자동차 바퀴 주위에 버려지는 에너지를 수집하여 이를 TPMS의 전력원으로 활용하려는 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 주로 타이어의 변형 에너지나 바퀴의 회전 운동 에너지 등을 압전 효과(Piezoelectricity)나 전자기 유도(Electromagnetism) 등을 이용하여 전기 에너지로 변환하는 연구가 주를 이루고 있다.
이 중 압전 효과를 이용한 소형 발전 장치는 압전 재료의 변형을 전기로 변환하는데 압전 재료가 반복적으로 장시간 노출될 경우 재료의 피로 파괴 문제가 일어날 수 있다. 이에 반해 전자기 유도 현상을 이용한 발전 장치는 재료의 변형을 필요로 하지 않으며 타이어 내 고온 및 고압 환경에서도 안정적인 발전이 가능한 장점이 있다.
이러한 전자기 유도 현상을 이용한 발전 장치에 관한 종래기술로는 US7679210(Vehicle wheel electricity generating device), US2010/0289271A1(Energy harvesting device), US2010/0156618A1(Tire monitoring system without battery), US2009/0256361A1(Energy harvester) 등이 개시되는데, 이러한 종래기술들은 구조의 모호성 및 복잡성 등으로 인하여 실제 제작이 용이하지 못하다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 간단한 구조를 가지는 새로운 방식의 에너지 수집 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 에너지 수집 장치를 이용함으로써 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능한 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 수집 장치는 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치에 있어서, 코일이 구비된 소정길이를 가지는 얇은 판 형태의 스트랩(strap)으로 이루어지며, 자동차 바퀴의 림(wheel rim) 외주면에 원주 방향으로 구비되어 상기 림과 함께 회전하는 코일 스트랩(coil strap); 상기 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되어 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 전자기 유도에 의하여 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 전류를 발생시키는 영구자석(permanent magnet); 및 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에서 발생된 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;을 포함한다.
바람직하게, 상기 코일 스트랩은 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지며, 자기장을 차단하기 위한 재질로 이루어지는 자기장 차단막(magnet-screen layer)과, 상기 자기장 차단막에 감기는 코일을 포함하여 이루어질 수 있으며, 더 바람직하게, 상기 코일 스트랩은 상기 코일이 감긴 상기 자기장 차단막 상부에 구비되는 별도의 자기장 차단막을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 코일 스트랩은 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 지지판과, 상기 지지판 상에 구비되는 코일을 포함하여 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 영구자석은 상기 림 내측에 고정 설치되는 브레이크 캘리퍼 어셈블리(brake caliper assembly)의 외측면에 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 전기 충전 모듈은 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 연결되는 전기 충전 회로와, 상기 전기 충전 회로에서 발생된 전기에너지를 저장하는 저장 소자를 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 측면에서의 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 수집 장치는 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치에 있어서, 자동차 바퀴의 림(wheel rim)에 구비되어 상기 림과 함께 회전하며, 코일이 구비되는 코일 스트랩(coil strap); 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되는 영구자석(permanent magnet); 및 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전 시 전자기 유도에 의하여 상기 코일에서 발생하는 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;을 포함한다.
한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)은 상술한 바와 같은 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치를 전력공급원으로 이용함으로써 배터리의 교체 없이 지속적으로 전력 공급이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에너지 수집 장치는 간단한 구조를 가지는 구조에 의해 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)은 자동차 바퀴의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 에너지 수집 장치를 전력공급원으로 이용함으로써 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 수집 장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 코일 스트랩이 자동차 바퀴의 림에 구비된 상태를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 코일 스트랩을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 스트랩을 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 전기 충전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명한다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
한편, 첨부 도면에서, 두께 및 크기는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이며, 따라서 본 발명은 첨부도면에 도시된 상대적인 크기나 두께에 의해 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 에너지 수집 장치는 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)은 이러한 에너지 수집 장치를 전력공급원으로 이용함으로써 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 수집 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 코일 스트랩이 자동차 바퀴의 림에 구비된 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 에너지 수집 장치는 자동차 바퀴의 림(wheel rim)(2)에 구비되어 상기 림(2)과 함께 회전하며, 코일이 구비되는 코일 스트랩(coil strap)(1)과, 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되는 영구자석(permanent)(4)과, 상기 코일 스트랩(1)이 상기 림(2)과 함께 회전 시 전자기 유도에 의하여 상기 코일에서 발생하는 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈(3)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 코일 스트랩(1)은 소정길이를 가지는 얇은 판 형태의 스트랩(strap)으로 이루어져 자동차 타이어(5)가 림(2)에 장착되기 전에 림(2)의 외주면에 원주 방향으로 길게 구비될 수 있는데, 이 경우 상기 코일 스트랩(1)은 림(2)의 외주면을 둘러싸도록 하나의 코일 스트랩(1)이 부착될 수도 있으며, 소정길이를 가지는 하나의 코일 스트랩(1)이 림(2)의 외주면 소정부위에 원주 방향으로 길게 부착되거나 또는 소정길이를 가지는 다수개의 코일 스트랩(1)이 림(2)의 외주면에 소정간격으로 원주 방향으로 부착될 수도 있다.
상기 영구자석(4)은 자동차 바퀴 주위에 자기장을 형성시켜 코일 스트랩(1)이 회전하는 경우에 전자기 유도 현상에 의하여 코일 스트랩(1)에 구비된 코일에 전류를 발생시키기 위한 구성으로서, 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비될 수 있다.
예를 들어, 도 1에서 보이는 바와 같이, 상기 영구자석(4)은 림(2) 내측에 고정 설치되는 브레이크 캘리퍼 어셈블리(brake caliper assembly)(6) 외측면에 구비될 수 있으며, 이 경우 상기 영구자석(4)은 N극과 S극이 림(2)의 원주 방향으로 배치되도록 구비될 수 있다. 그러나 본 발명은 영구자석(4)의 설치위치 및 브레이크 캘리퍼 어셈블리(6)의 구체적인 구성에 의해 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 영구자석(4)은 자동차 바퀴 주위에 자기장을 형성시킴으로써 전자기 유도 현상에 의하여 코일 스트랩(1)에 구비된 코일에 전류를 발생시키기 위한 고정된 위치이면 어느 곳이든 설치될 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는 코일 스트랩(1)을 타이어(5)가 림(2)에 장착되기 전에 림(2)의 외주면에 부착시키고, 영구자석(4)을 브레이크 캘리퍼 어셈블리(6)의 외측면에 부착시킨 후, 림(2)을 자동차 바퀴 축에 조립하면, 바퀴가 회전할 때 코일 스트랩(1)이 고정된 영구자석(4) 주위를 주기적으로 지나가게 되고, 그에 따라 상기 코일 스트랩(1)에 구비된 코일과 영구자석(4)간에 상대운동이 발생하게 되면서 전자기 유도 현상에 의해 상기 코일 스트랩(1)에 구비된 코일에 전류가 발생하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3에 정의된 원통 좌표계에 따르면 코일 스트랩(1)은 길이 방향이 θ 방향, 폭이 z 방향에 해당하며, 코일은 코일 스트랩(1)의 폭 방향 즉, z 방향으로 구비된다.
도 3을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 수집 장치의 작동 원리를 설명하면, 자동차 바퀴가 방향으로 회전하면(7) 림(2)에 부착된 코일 스트랩(1)이 림(2)과 함께 회전하면서 브레이크 캘리퍼 어셈블리(6)에 고정된 영구자석(4) 주위를 주기적으로 지나가게 되고, 그에 따라 코일 스트랩(1) 주위의 자기장도 주기적으로 변하게 된다. 따라서 플레밍의 오른손 법칙에 의하여 z 방향으로 구비된 코일을 따라 전류가 발생하게 된다.
여기서, 상기 림(2)은 자기장의 흐름을 방해하지 않기 위한 재질인 투자율(permeability, 透磁率)이 낮은 재료로 이루어짐이 바람직한데, 예를 들어 상기 림(2)은 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 코일 스트랩을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4(가)는 코일 스트랩를 나타내는 사시도이고, 도 4(나)는 코일 스트랩의 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 코일 스트랩은 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 자기장 차단막(magnet-screen layer)(10)과, 상기 자기장 차단막(10)에 감기는 코일(12,13)을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 자기장 차단막(10)은 자기장을 차단하기 위한 재질로 이루어지는데, 이러한 자기장을 차단하기 위한 재질로는 뮤메탈이 사용될 수 있다.
따라서 자동차 바퀴가 회전하게 되면(7) 자기장의 변화 방향은 바퀴의 운동 방향과 반대 방향으로 발생하게 되고(8), 자기장 차단막(10)의 하부 코일들(12)을 따라 전류가 음의 z 방향으로 발생(11)하게 된다. 그러나 자기장 차단막(10)의 상부 코일들(13)에서는 자기장(8)이 차단막(10)에 의해 대부분 차단되게 되므로 전류가 거의 발생하지 않는다.
도 5는 자기장 차단막의 필요성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 보이는 바와 같이, 자기장 차단막(10)이 없다면 하부 코일들(12)에서 뿐만 아니라 상부 코일들(13)에서도 거의 같은 양의 전류가 음의 z 방향으로 발생하게 되는데, 상기 하부 코일들(12)과 상부 코일들(13)은 모두 하나의 선으로 연결되어 있으므로 결국 상쇄된다.
따라서 도 4에 따른 코일 스트랩과 같이, 본 발명에 따른 코일 스트랩은 자기장 차단막(10)을 포함하고, 코일(12,13)이 상기 자기장 차단막(10)에 감겨진 상태로 구비되는 것이 자기장을 적절히 차단하여 전류가 한 방향으로만 흐르도록 함으로써 발생된 전류가 서로 상쇄되지 않게 한다는 점에서 바람직하다 할 것이다.
더 바람직하게, 본 발명의 일실시 예에 따른 코일 스트랩은 영구자석(4)으로부터의 자기장을 완벽히 차단하기 위하여 코일(12,13)이 감겨진 자기장 차단막(10)의 상부 코일들(13) 상부에 별도로 구비되는 자기장 차단막(9)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같이, 자기장 차단막(9,10)이 복수 개가 구비되는 경우에는 상부 코일(13)에 미치는 자기장 차단 효과가 증대되므로 바람직하다.
한편, 도면에는 도시되지 않지만, 본 발명에 따른 코일 스트랩은 코일(12,13)을 절연시키기 위하여 구비되는 적어도 하나 이상의 절연막(insulation layer)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 물론, 코일(12,13)이 자체적으로 절연되도록 피복된 와이어로 사용된다면, 별도의 절연막은 필요 없을 수도 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코일 스트랩을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 코일 스트랩은 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 지지판(15)과, 상기 지지판(15) 상에 구비되는 코일(12)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 코일(12)은 발생된 전류(11)가 서로 상쇄되지 않도록 구비됨이 바람직하다. 예를 들어, 도 6에서 보이는 바와 같이, 코일 스트랩(1)의 폭 방향 즉, z 방향으로 구비된 다수의 코일(12)에서 음의 z 방향으로 발생된 전류(11)가 서로 상쇄되지 않도록 코일(12)은 병렬 형태로 구비될 수 있다.
도 4에 따른 코일 스트랩의 경우에는 코일(12)이 자기장 차단막(10) 주위로 감겨 차단막의 위아래로 이중막 구조를 가지게 되므로 전류의 상쇄를 방지하기 위해 차단막이 필요하지만, 본 실시 예에 따른 코일 스트랩과 같이, 코일 스트랩이 이중막이 아닌 단일막 구조로 이루어지고, 지지판(15) 상에 코일(16)이 병렬 형태로 구비되면, 별도의 자기장 차단막 없이도 전류의 상쇄 없이 전류를 발생시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 전기 충전 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 전기 충전 모듈(3)은 코일 스트랩에 구비된 코일(12,13)에 연결되는 전기 충전 회로(21)와, 상기 전기 충전 회로(21)에서 발생된 전기에너지를 저장하는 저장 소자(19)를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 전기 충전 회로(21)는 코일(12,13)에서 발생된 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 정류기를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 저장 소자(19)는 전기에너지를 저장할 수 있는 소자로서, 충전지(rechargeable battery) 또는 캐패시터(capacitor) 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 전기 충전 모듈(3)은 코일 스트랩(1)과 별도로 구비될 수도 있지만, 코일 스트랩(1) 상에 코일 스트랩(1)과 일체로 구비됨이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)의 전원공급부로 사용될 수 있다.
즉, 일반적으로 TPMS는 타이어의 공기압을 감지하는 공기압 센서(pressure and temperature sensor)와, 상기 센서에서 감지된 신호를 자동차의 계기판(dashboard)으로 전달하는 무선송신부(RF transmitter)와, 상기 센서와 무선송신부에 전원을 공급하는 전원공급부(power source)를 포함하여 이루어지는데, 본 발명에 따른 TPMS는 상기 전원공급부를 본 발명에 따른 에너지 수집 장치로 대체하여 배터리의 교체 없이 지속적으로 전력 공급이 가능하도록 한 것이다.
이를 위해, 도 7에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 TPMS는 센서와 무선송신부가 구비되는 TPMS모듈(18)에 저장 소자(19)에 저장된 전기 에너지를 공급하기 위한 연결부(20)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 TPMS는 TPMS모듈(18)의 구체적인 구성에 의해 한정되지 않는다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 에너지 수집 장치는 코일 스트랩(1), 영구자석(4) 및 전기 충전 모듈(3)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 전기 충전 모듈(3)은 코일 스트랩(1)에 일체로 구비되거나 또는 TPMS모듈(18)에 일체로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 코일 스트랩(1)은 상술한 바와 같이 다양한 형태로 구비될 수 있으며, 특히 도 4에 따른 코일 스트랩(1)과 같이, 코일(12,13)이 감겨진 자기장 차단막(10)의 상부 코일들(13) 상부에 별도로 구비되는 자기장 차단막(9)을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같이 별도의 자기장 차단막(9)을 더 포함하면, 영구자석(4)으로부터의 자기장을 완벽히 차단하여 코일(12,13)에 발생된 전류가 서로 상쇄되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 TPMS의 무선송신부의 신호전달이 자기장으로부터 방해받는 것을 차단할 수 있는 효과도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지 수집 장치는 전자기 유도 현상을 이용하여 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시킬 수 있으며, 본 발명에 따른 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)은 이러한 에너지 수집 장치를 전력공급원으로 이용함으로써 배터리의 교체 없이 자동차의 수명 기간 동안 지속적으로 전력 공급이 가능한 것을 특징으로 하는 것으로서, 그 실시 형태는 다양한 형태로 변경가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명은 본 명세서에서 개시된 실시 예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변경 가능한 모든 형태도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
1 : 코일 스트랩(coil strap) 2 : 림(wheel rim)
3 : 전기 충전 모듈 4 : 영구자석(permanent magnet)
5 : 타이어 6 : 브레이크 캘리퍼 어셈블리
9,10 : 자기장 차단막(magnet-screen layer)
12,13 : 코일(coil) 18 : TPMS모듈
19 : 저장 소자 21 : 전기 충전 회로

Claims (8)

  1. 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치에 있어서,
    코일이 구비된 소정길이를 가지는 얇은 판 형태의 스트랩(strap)으로 이루어지며, 자동차 바퀴의 림(wheel rim) 외주면에 원주 방향으로 구비되어 상기 림과 함께 회전하는 코일 스트랩(coil strap);
    상기 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되어 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 전자기 유도에 의하여 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 전류를 발생시키는 영구자석(permanent magnet); 및
    상기 코일 스트랩에 구비된 코일에서 발생된 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;을 포함하고,
    상기 코일은 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 발생하는 전류가 서로 상쇄되지 않도록 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 자기장 차단막(magnet-screen layer)에 감겨진 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 스트랩은 상기 코일이 감긴 상기 자기장 차단막 상부에 구비되는 별도의 자기장 차단막을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  4. 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치에 있어서,
    코일이 구비된 소정길이를 가지는 얇은 판 형태의 스트랩(strap)으로 이루어지며, 자동차 바퀴의 림(wheel rim) 외주면에 원주 방향으로 구비되어 상기 림과 함께 회전하는 코일 스트랩(coil strap);
    상기 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되어 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 전자기 유도에 의하여 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 전류를 발생시키는 영구자석(permanent magnet); 및
    상기 코일 스트랩에 구비된 코일에서 발생된 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;을 포함하고,
    상기 코일은 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 발생하는 전류가 서로 상쇄되지 않도록 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 지지판 상에 병렬로 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구자석은 상기 림 내측에 고정 설치되는 브레이크 캘리퍼 어셈블리(brake caliper assembly)의 외측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 충전 모듈은 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 연결되는 전기 충전 회로와, 상기 전기 충전 회로에서 발생된 전기에너지를 저장하는 저장 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  7. 자동차 바퀴의 회전에너지를 수집하여 전기에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치에 있어서,
    자동차 바퀴의 림(wheel rim)에 구비되어 상기 림과 함께 회전하며, 코일이 구비되는 코일 스트랩(coil strap);
    자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되는 영구자석(permanent magnet); 및
    상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전 시 전자기 유도에 의하여 상기 코일에서 발생하는 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;를 포함하고,
    상기 코일은 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 발생하는 전류가 서로 상쇄되지 않도록 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 자기장 차단막(magnet-screen layer)에 감겨진 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 수집 장치.
  8. 자동차 바퀴의 회전 에너지를 수집하여 전기 에너지로 변환시키는 에너지 수집 장치를 전력공급원으로 이용함으로써 배터리의 교체 없이 지속적으로 전력 공급이 가능한 타이어 공기압 모니터링 시스템(TPMS, Tire Pressure Monitoring System)에 있어서,
    상기 에너지 수집 장치는,
    코일이 구비된 소정길이를 가지는 얇은 판 형태의 스트랩(strap)으로 이루어지며, 자동차 바퀴의 림(wheel rim) 외주면에 원주 방향으로 구비되어 상기 림과 함께 회전하는 코일 스트랩(coil strap);
    상기 자동차 바퀴 주위의 고정된 위치에 구비되어 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 전자기 유도에 의하여 상기 코일 스트랩에 구비된 코일에 전류를 발생시키는 영구자석(permanent magnet); 및
    상기 코일 스트랩에 구비된 코일에서 발생된 전류를 전기에너지로 저장하기 위한 전기 충전 모듈;를 포함하여 이루어지고,
    상기 코일은 상기 코일 스트랩이 상기 림과 함께 회전하는 경우에 발생하는 전류가 서로 상쇄되지 않도록 소정길이를 가지는 얇은 판 형태로 이루어지는 자기장 차단막(magnet-screen layer)에 감겨진 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 타이어 공기압 모니터링 시스템.

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