TWI736743B - 非固定式之胎壓偵測器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種非固定式之胎壓偵測器，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，偵測模組用以感測氣壓空間之氣體壓力。藉此，不用使用任何工具，即可安裝，達到安裝便利之效果。

Description

非固定式之胎壓偵測器

本發明係關於一種用於車輪之胎壓偵測相關領域，尤指一種具有跳脫與氣嘴連接方式之非固定式胎壓偵測器。

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，需要拆開輪胎安裝，由於一般為固定式的胎壓偵測器，需要將氣嘴鎖合於輪圈上，於裝設時，常因技師施工不小心，而造成拆卸輪胎之胎皮或工具直接撞傷氣嘴或是感測器，造成氣嘴斷裂或感測器損壞，對商家產生額外的成本。

為解決上述課題，本發明提供一種非固定式之胎壓偵測器，其係用以解決胎壓偵測器安裝不便、技師施工時之意外損壞胎壓偵測器之問題。

本發明之一項實施例提供一種非固定式之胎壓偵測器，其包含：一本體，其活動設於氣壓空間，本體具有相反設置之一外表面及一內表面，本體內設有呈球體狀之一容納件，本體包覆容納件，本體之內表面與容納件之外緣直接接觸，容納件內設有一容置空間；其中，本體設有一通道，通道貫穿本體及容納件；以及一偵測模組，其設於容納件之容置空間中，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，感測單元經由通道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，其中，感測單元、中央處理單元及無線傳輸單元之合計重量小於電力單元之重量。

於本發明一項實施例中，本體之外形為橢圓體或橄欖球體。藉此，當本體隨車輪行進時，利用本體之外形及呈球體狀之容納件，使本體能夠保持穩定滾動之效果，避免本體隨車輪轉動而任意滾動，造成本體損傷。

於本發明一項實施例中，偵測模組更具有一電路基板，感測單元、 中央處理單元、無線傳輸單元及電力單元設於電路基板；本體具有一長軸及垂直於長軸之一短軸，長軸之長度大於短軸之長度，電路基板之設置方向與長軸平行，其中，電路基板具有相反設置之一第一面及一第二面，感測單元、中央處理單元及無線傳輸單元設於電路基板之第一面，電力單元設於電路基板之第二面。藉此，當本體隨車輪行進時，利用電力單元之重量，讓本體之重心偏移，使本體能夠保持穩定之效果，進而使無線傳輸單元之傳輸方向保持朝向同一方向，因此，本體不易隨車輪任意滾動，因而導致無線傳輸單元之訊號傳遞受干擾以及傳遞間斷之問題發生。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、本發明透過偵測模組偵測氣壓空間內之氣體壓力，直接設置於氣壓空間中，不需額外固定於輪圈上；因此，不需使用任何工具，即可安裝，具有安裝便利的優點，又因為不需安裝，所以適用於任何形式的車輪，不受型號、樣態的規範影響。

二、由於不需要固定安裝在輪圈上，能夠避免技師拆卸輪胎過程中造成的碰撞或損壞問題。

三、將設有偵測模組之本體放置於氣壓空間中，本體能夠隨車輪行進時，本體能以長軸為轉動中心繞長軸滾動，以保持本體之轉動方向，而且透過球體狀之容納件能夠維持本體之平衡，避免本體隨車輪轉動而任意滾動，造成本體損傷，並使無線傳輸單元傳輸效果穩定，避免訊號干擾的問題。

四、當車輪轉動時，由本體與車輪接觸，而本體內的容納件提供吸震緩衝之作用，避免本體隨車輪轉動時，本體受到的震動直接影響到偵測模組之各單元，達到保護偵測模組內各單元，以及有效增加胎壓偵測器的使用壽命。

1:車輪

14:容納件

2:輪圈

141:外緣

3:輪胎

15:通道

4:外表面

16:外表面

5:外周緣

17:內表面

6:外胎面

20:偵測模組

7:內胎面

21:感測單元

8:氣壓空間

22:電路基板

9:氣嘴

221:第一面

100:胎壓偵測器

222:第二面

10:本體

23:中央處理單元

11:容置空間

24:無線傳輸單元

12:長軸

25:電力單元

13:短軸

30:填充件

圖1係本發明一項實施例之胎壓偵測器外觀示意圖，表示本體係橢圓體。

圖2係本發明一項實施例之本體剖面示意圖(一)，表示電路基板之設置方向平行長軸。

圖3係本發明一項實施例之本體剖面示意圖(二)，表示電路基板之設置方向平行短軸。

圖4係本發明一項實施例之本體剖面示意圖(三)，表示本體內設有容置件，電路基板之設置方向平行長軸。

圖5係本發明一項實施例之本體剖面示意圖(四)，表示本體內設有容置件，電路基板之設置方向平行短軸。

圖6係本發明一項實施例之示意圖，表示本體放置於車輪之氣壓空間。

圖7係本發明一項實施例剖面示意圖，表示本體放置於車輪之氣壓空間。

圖8係本發明一項實施例剖面示意圖，表示本體於車輪之氣壓空間中滾動。

圖9係本發明另一項實施例胎壓偵測器外觀示意圖，表示本體為橄欖球體。

圖10係本發明又一項實施例胎壓偵測器外觀示意圖，表示本體為圓柱狀。

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10所示，本發明提供一種非固定式之胎壓偵測器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。

本體10，其具有一長軸12及垂直於長軸12之一短軸13，長軸12之長度大於短軸13之長度，本體10之外形能夠為橢圓體(如圖1所示)、橄欖球體 (如圖9所示)或圓柱體(如圖10所示)，其中，當本體10之外形為橢圓體或橄欖球體時，本體10沿長軸12之剖面呈橢圓形，本體10沿短軸13之剖面呈圓形狀；當本體10之外形為圓柱體時，本體10沿長軸12之剖面呈矩形，本體10沿短軸13之剖面呈圓形狀；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隨著車輪1行進，利用本體10之外形得以保持繞長軸12與輪胎3之內胎面7滾動接觸，以固定本體10之轉動方向。

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。而另需說明的是，為了更進一步達到輪胎2平衡以及節省成本的功用，本發明亦可將單一本體10搭配複數個平衡體(未圖示)置入氣壓空間8中，各平衡體可以為球體形狀，利用動態平衡的原理，使車輪1轉動達到穩定的功效。

此外，於本發明一項實施例中，本體10為殼體，偵測模組20直接設置於本體10之容置空間11，其中，本體10貫穿設有一通道15，通道15連通氣壓空間8且與感測單元21連結，偵測模組20藉由一填充件30固設於本體10之容置空間11，填充件30填滿容置空間11，感測單元21藉由通道15偵測氣壓空間8之氣體壓力，其中，填充件30係塑膠或橡膠，塑膠如聚醯胺纖維(PA)、聚對苯二甲酸二丁酯(Polybutylene terephathalate,PBT)等，橡膠如矽氧樹脂(silicone)、三元乙丙橡膠(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)等。

於本發明另一項實施例中，請參閱圖4與圖5所示，本體10具有相反設置之一外表面16及一內表面17，本體10內設有球體狀之一容納件14，本體10包覆於容納件14之外緣141，本體10之內表面17與容納件14之外緣141直接 接觸，容置空間11設於容納件14中，而偵測模組20設於容納件14之容置空間11中，其中，通道15貫穿本體10與容納件14，而容納件14之容置空間11內填滿填充件30，藉此，利用橢圓體狀之本體10穩定帶動容納件14繞長軸12轉動。

偵測模組20，其具有一電路基板22、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相互偶接且整合為一體；其中，無線傳輸單元24為射頻天線其中之一，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、915MHz等頻段，或是頻率為2.4GMHz；電力單元25係鈕扣型電池。

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(ECU)能夠係儀表、數位顯示、燈號或聲音其中之一的提示介面。

再者，電路基板22具有相對遠離彼此之一第一面221及一第二面222，感測單元21、中央處理單元23及無線傳輸單元24設於電路基板22之第一面221，電力單元25設於電路基板22之第二面222，感測單元21、中央處理單元23及無線傳輸單元24之合計重量大於電力單元25之重量，其中，電路基板22之設置方向平形於長軸12或短軸13，於本發明實施例中，請參閱圖1、圖2及圖4，電路基板22之設置方向平行於長軸12，其中，電路基板22之第一面221及第 二面222相對平行長軸12；請參閱圖3及圖5，電路基板22之設置方向平行於短軸13，其中，電路基板22之第一面221及第二面222相對平行短軸13；藉此，利用電力單元25之重量，使本體10之重心偏移，讓電路基板22之第二面222保持朝向車輪1之底部，進而能夠穩定本體10，使本體10不易隨車輪1行進而任意滾動之效果。

請參閱圖2、圖6至圖8所示，將設有偵測模組20之本體10放置於氣壓空間8中，本體10能夠隨車輪1行進時，利用本體10之外形，讓本體10能夠以長軸12為轉動中心繞長軸12滾動，保持本體10之轉動方向，進而讓無線傳輸單元24之指向位置能夠保持朝向同一方向，藉此，使無線傳輸單元24之訊號傳遞不受干擾以及傳遞效果連續不間斷。

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，於本發明另一項實施例中，利用電力單元25之重量，使本體10之重心偏移，當本體10隨車輪1轉動時，能夠使本體10穩定，使本體10不會隨意滾動，進而保持無線傳輸單元24之指向位置，提升無線傳輸單元24之訊號傳遞效果。

由上述說明可知，本發明具有下列特點：

一、本發明透過偵測模組20偵測氣壓空間8內之氣體壓力，並且能夠直接設置於氣壓空間8中，不需額外固定於輪圈2上；因此，不需使用任何工具即可安裝，具有安裝便利之優點；又因為不需安裝，因而適用於任何形式 的車輪1，不受型號、樣態之規範限制。

二、由於不需要固定安裝在輪圈2上，所以能夠避免技師於拆卸輪胎3之過程中，造成胎壓偵測器100碰撞或損壞之問題發生。

三、將設有偵測模組20之本體10放置於氣壓空間8中，本體10能夠隨車輪1行進時，本體10能以長軸12為轉動中心繞長軸12滾動，以保持本體10之轉動方向，避免本體10隨車輪1轉動而任意滾動，造成本體10損傷，並使無線傳輸單元24傳輸效果穩定，避免訊號干擾的問題。

四、搭配複數個平衡體以動態平衡方式，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。

五、配合電力單元25設置於電路基板22，利用重量重心偏移的概念，使本體10不易隨車輪1行進而任意滾動，而保持無線傳輸單元24之指向位置，提升無線傳輸單元24之訊號傳遞效果。

六、當車輪1轉動時，由本體10之外表面16直接與車輪1接觸，而本體10內的容納件14提供吸震緩衝之作用，避免本體10隨車輪1轉動時，本體10受到的震動直接影響到偵測模組20之各單元，達到保護偵測模組20內各單元，以及有效增加胎壓偵測器100的使用壽命。

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。

100:胎壓偵測器

20:偵測模組

10:本體

21:感測單元

11:容置空間

22:電路基板

12:長軸

221:第一面

13:短軸

222:第二面

14:容納件

23:中央處理單元

141:外緣

24:無線傳輸單元

15:通道

25:電力單元

16:外表面

30:填充件

17:內表面

Claims (5)

1. 一種非固定式之胎壓偵測器，其包含：一本體，其活動設於車輪之氣壓空間，該本體具有相反設置之一外表面及一內表面，該本體內設有呈球體狀之一容納件，該本體包覆該容納件，該本體之內表面與該容納件之外緣直接接觸，該容納件內設有一容置空間；其中，該本體及該容納件穿設有一通道；以及一偵測模組，其設於該容納件之容置空間中，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，該感測單元經由該通道偵測車輪之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，其中，該感測單元、該中央處理單元及該無線傳輸單元之合計重量小於該電力單元之重量。
2. 如請求項1所述之非固定式之胎壓偵測器，其中，該本體之外形為橢圓體或橄欖球體。
3. 如請求項2所述之非固定式之胎壓偵測器，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；該本體具有一長軸及垂直於該長軸之一短軸，該長軸之長度大於該短軸之長度，該電路基板之設置方向與該長軸平行，該通道完全垂直於該長軸。
4. 如請求項3所述之非固定式之胎壓偵測器，其中，該電路基板具有相反設置之一第一面及一第二面，該感測單元、該中央處理單元及該無線傳輸單元設於該電路基板之第一面，該電力單元設於該電路基板之第二面。
5. 如請求項1所述之非固定式之胎壓偵測器，其中，該無線傳輸單元係射頻天線。

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