本发明是关于车轮的胎压感测结构设计技术领域，尤指一种具有外壳保护的胎压感测器。
背景技术：
胎压感测系统为一种装设于车轮，用以感测轮胎的气压是否足够的电子系统，此系统会实时感测，并且以仪表、数字显示或是单纯以灯号或声音让驾驶人得知胎压的变化，以减少因胎压过高或不足所导致的交通事故。
胎压感测系统依运作方式主要可分为间接式与直接式。其中，间接式胎压感测系统，不是直接感测轮胎的胎压，而是感测车轮的转速，若系统感测到某一车轮的转速与其他车轮的转速差距过大，则可能产生胎压异常从而提醒驾驶人，但是，间接式胎压感测系统无法提供给驾驶人实际的胎压数值。
另外，直接式胎压感测系统，其具有信号发射功能的传感器，能够提供驾驶者车轮实际的胎压数值，其中，依安装方式分有胎外式及胎内式两种，胎外式的传感器是装在车轮的气嘴，可由车主自行简易安装，但是因传感器本身有重量，锁在气嘴上会造成车轮质量不平均分布，而影响车轮平衡，而且灌气时需拆开传感器，会有碰坏传感器的风险。
而且对于橡胶式气嘴结合胎外式传感器的状态下，在车辆行进时会有甩动现象，长久运作下来橡胶气嘴的橡胶体可能会有断裂的风险。另外，胎内式的传感器是安装在车轮的轮圈里面，需要拆开轮胎安装，由于一般为固定式的胎压感测器，需要将气嘴锁合于轮圈上，在装设时，常因技师施工不小心，而造成拆卸轮胎的胎皮或工具直接撞伤气嘴或是传感器，造成气嘴断裂或传感器损坏，对商家产生额外的成本。
技术实现要素：
为解决上述课题，本发明提供一种具有外壳保护的胎压感测器，其活动设置于气压空间，从外壳保护感测体，并且透过感测模组感测气压空间的气体压力，从而增加胎压感测器的结构强度，并且无须使用任何工具，即可完成安装，进而达到安装便利的效果。
本发明的一项实施例提供一种具有外壳保护的胎压感测器，其用于一车轮，车轮具有一轮圈及套设于轮圈的一轮胎，轮胎及轮圈间形成一气压空间，轮圈设有连通气压空间的一气嘴，胎压感测器包括：一外壳，其活动设于气压空间，外壳内设有一容置空间；以及一感测体，其设于容置空间，感测体内部设有一感测模组，感测模组具有相互耦接的一感测单元、一中央处理单元、一无线传输单元及一提供电力的电力单元，感测单元用以感测气压空间内的气体压力并产生一压力信号，中央处理单元接收压力信号，并从无线传输单元将压力信号以无线方式向外传输。
在其中一项实施例中，外壳具有一外周缘，所述外周缘随所述车轮行进时与所述轮胎的内胎面滚动接触，所述外周缘上设有多个磨耗部。
在其中一项实施例中，各所述磨耗部凸设于所述外周缘，各所述磨耗部的形状为弧形状或多角状所。
在其中一项实施例中，外壳具有相反设置的一外周缘及一内周缘，所述外周缘随所述车轮行进时与所述轮胎的内胎面滚动接触，所述内周缘上设有多个缓冲部。
在其中一项实施例中，各所述缓冲部凸设于所述内周缘，各所述缓冲部呈弧形状。
在其中一项实施例中，感测体包覆所述感测模组，所述感测体开设一孔洞，所述外壳开设一开口，所述开口连通所述容置空间；所述外壳透过所述开口套设于所述感测体的外缘，所述开口连通所述孔洞及所述气压空间，以使所述感测单元感测所述气压空间的气体压力。
在其中一项实施例中，外壳由热塑性弹性材料制得。
在其中一项实施例中，感测体充满所述容置空间。
在其中一项实施例中，外壳包覆所述感测体，所述感测体包覆所述感测模组，所述外壳开设一开口，所述感测体开设一孔洞，所述开口连通所述孔洞及所述气压空间，以使所述感测单元感测所述气压空间的气体压力。
在其中一项实施例中，外壳的形状选为球体、椭圆体或多角体。
综上所述，本发明将具有外壳的感测体放置于气压空间，具有外壳的感测体随车轮行进时于轮胎内活动，感测气压空间内的气体压力，达到快速简易安装的便利性。
再者，本发明的胎压感测器仅需放置于轮胎及轮圈间的气压空间中，无须配合车轮规格或是气嘴位置，解决习知安装传感器时，容易造成传感器或气嘴损伤的问题，因此，本发明适用于任何车轮，不受型号、样态的规范限制，进而增加本发明的使用范围。
附图说明
图1是本发明第一实施例压胎感测器外观示意图。
图2是图1剖面示意图(一)，表示内周缘呈平滑状。
图3是本发明第二实施例的剖面示意图，表示内周缘具有缓冲部。
图4是本发明第三实施例压胎感测器外观示意图，表示外周缘具有磨耗部。
图5是本发明第四实施例压胎感测器外观示意图，表示外周缘具有磨耗部。
图6是本发明的胎压感测器放置于气压空间实施例示意图。
图7是本发明的胎压感测器于车轮的气压空间中滚动实施例示意图。
图8是本发明第五实施例胎压感测器与平衡体于车轮的气压空间中滚动实施例示意图。
附图符号说明
车轮1、轮圈2、轮胎3、外表面4、外周缘5、外胎面6、内胎面7、气压空间8、气嘴9、胎压感测器100、外壳10、容置空间11、内周缘12、缓冲部121、外周缘13、磨耗部131、开口14、感测体20、感测模组21、感测单元211、中央处理单元212、无线传输单元213、电力单元214、电路基板215、孔洞22、填充物30、平衡体40。
具体实施方式
为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，以具体实施例表达。实施例中各种不同对象是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际组件的比例予以绘制。
本文所用单数形式「一」、「一个」及「所述」亦包含多个形式，除非上下文清楚地指示其他情况。再者应了解，当用于此说明书时，术语「包括」及/或「包含」指定存在所述特征、本体、模块及/或单元，但是不排除存在或附加一或多个其他特征、本体、模块及/或单元。
当提到组件设于另一组件「上」或「的上」，或是组件与另一组件「链接」、「耦接」或「连接」时，其可直接设于、耦接、连结或连接于另一组件或是存在有中间组件，合先叙明。
请参阅图1至图7所示，本发明提供一种具有外壳保护的胎压感测器100，其用于车辆的一车轮1，这里的车辆可以是机车或汽车，于本发明实施例中，车辆为汽车。车轮1具有一轮圈2及套设于轮圈2的一轮胎3，轮圈2具有一外表面4及一外周缘5，外表面4朝向车轮1转动轴线的一端，外周缘5环绕车轮1的转动轴线设置，轮胎3具有一外胎面6及一内胎面7，其中，轮胎3的内胎面7朝向轮圈2的外周缘5套设于轮圈2上，轮胎3的内胎面7与轮圈2的外周缘5间形成一气压空间8，而车辆行进时，轮胎3的外胎面6与地面接触；再者，轮圈2的外表面4设有一气嘴9，气嘴9连通气压空间8，其中，气嘴9提供气体输入气压空间8。
本发明的胎压感测器100包含：一外壳10及一感测体20，感测体20设于外壳10内部的一容置空间11中，感测体20内部设有一感测模组21，其中，胎压感测器100活动设置于气压空间8，透过感测体20的感测模组21感测气压空间8内的气体压力；由外壳10保护感测体20，增加胎压感测器100的结构强度，并且无须安装工具便能够完成胎压感测器100的安装，进而达到快速安装的效果。
外壳10由热塑性弹性材料制得；当胎压感测器100随车轮1转动而于气压空间8滚动时，弹性材料的外壳10能够减少对车轮1所产生的冲击力，进而保护轮圈2及轮胎3；在本发明第一、第二、第三及第四实施例中，外壳10为橡胶材料。
外壳10的形状呈球体、椭圆体或多角体，在本发明第一、第二、第三及第四实施例中，外壳10的形状呈球体。外壳10具有相反设置的一内周缘12及一外周缘13，而外壳10开设有一开口14，内周缘12围绕出容置空间11，开口14连通容置空间11，在本发明第一及第二实施例中，开口14的直径约外壳10的直径的二分之一，外壳10透过开口14套设于感测体20的外缘，而感测体20充满容置空间11；在本发明第三及第四实施例中，外壳10是利用开模或其他等效果的手段包覆于感测体20的外缘，而感测体20充满容置空间11，其中，开口14的直径约外壳10的直径的十分之一。
再者，外壳10的内周缘12能够为平滑状或不平整状，当感测体20设于外壳10的容置空间11时，内周缘12能够与感测体20的外缘接触；请参阅图2所示，于本发明第一实施例，外壳10的内周缘12为平滑状；请参阅图3所示，于本发明第二实施例，外壳10的内周缘12具有分布且凸设多个缓冲部121，各缓冲部121呈弧形状，各缓冲部121呈间隔设置，各缓冲部121与感测体20的外缘接触；于本发明另一项实施例中，各缓冲部121呈连续设置；因此，当车轮1行进过程带动胎压感测器100在气压空间8滚动时，外壳10能够保护感测体20不直接与内胎面7接触，减少对感测体20的磨损伤害，而且各缓冲部121亦能够减缓车轮1震动对于感测体20的影响，增加对于感测体20的双重保护。
另外，本发明的胎压感测器100直接放置于气压空间8，外壳10会与轮胎3接触，而车轮1行进过程会与行进路面磨擦产生高温，高温会传递至胎压感测器100，外壳10的各缓冲部121能够避免热量传送至感测体20，而感测体20与各缓冲部121的接触面积减少时，能够使热阻增加，进而达到减少热量传递至感测体20的目的，并提升感测体20的使用寿命。
当胎压感测器100放置于气压空间8时，外壳10的外周缘13与轮胎3的内胎面7接触，而外壳10的外周缘13能够是平滑状或不平整状，外周缘13的形状能够根据使用需求而定；在本发明第一及第二实施例中，外壳10的外周缘13为平滑状；在本发明第三及第四实施例中，外壳10的外周缘13为不平整状，外周缘13分布且凸设有多个磨耗部131，各磨耗部131的形状选自于弧形状及多角状所组成的群组；请参阅图4所示，于本发明第三实施例中，各磨耗部131的形状为六角形的多角状；请参阅图5所示，于本发明第四实施例中，各磨耗部131的形状为弧形状，因此，当车轮1在行进过程带动胎压感测器100在气压空间8滚动时，透过各磨耗部131与内胎面7接触，防止外周缘13直接与内胎面7接触，增加外壳10的结构强度，并且能够保护感测体20不直接与内胎面7接触，进而提升感测体20的使用寿命。
此外，车轮1行进过程中除了会与路面磨擦产生高温，外壳10与轮胎3间亦会因为胎压感测器100的滚动摩擦而产生温度，因此，外壳10的各磨耗部131能够减少外周缘13与轮胎3的接触面积，进而减缓摩擦生热的问题。
感测体20的内部包覆设有感测模组21；在本发明实施例中，以开模方式将感测模组21放置于模型中，在模型中灌入填充物30，以形成包覆有感测模组21的感测体20，其中，填充物30能够是塑料或橡胶，塑料如聚酰胺纤维(pa)、聚对苯二甲酸二丁酯(polybutyleneterephathalate,pbt)pbt等，橡胶如硅氧树脂(silicone)、三元乙丙橡胶(ethylenepropylenedienemonomer,epdm)等；感测体20的形状能够为球体、矩形体或任意形状体，于本发明第一、第二、第三及第四实施例中，感测体20的形状为球体。
再者，感测模组21具有相互耦接的一感测单元211、一中央处理单元212、一无线传输单元213及一提供电力的电力单元214，其中，感测模组21具有一电路基板215，电路基板215设有感测单元211、中央处理单元212、无线传输单元213及电力单元214，于本发明实施例中，感测单元211、中央处理单元212及无线传输单元213整合为一体；无线传输单元213能够是蓝芽或射频天线，其中，射频天线可以为sub-1ghz，亦即射频天线的频率低于1ghz，例如：315mhz、434mhz、868mhz或915mhz等频段，除此的外也可以是频率2.4gmhz；电力单元214是钮扣型电池。
另外，感测体20对应感测单元211开设有一孔洞22，孔洞22与开口14及气压空间8连通，其中，当感测单元211从孔洞22感测气压空间8的气体压力时，感测单元211会产生一压力信号并将压力信号传送至中央处理单元212，而中央处理单元212接收压力信号，并从无线传输单元213将压力信号以无线方式向外传输，而无线传输单元213能够与车辆的电子控制单元(enginecontrolunit，ecu)无线连接，当电子控制单元接收到压力信号时，便显示气压空间8的气体压力，或是当气压空间8的气体压力出现异常时发出警示信号，以提醒驾驶者，其中，电子控制单元能够是仪表、数字显示、灯号或声音中一个部件的提示接口。
请参阅图1、图6及图7所示，将胎压感测器100直接放置于气压空间8中，胎压感测器100能够随车轮1行进时在轮胎3内的气压空间8活动，从感测体20感测气压空间8内的气体压力，因此，本发明的胎压感测器100仅需直接放置在轮胎3及轮圈2间的气压空间8中，无须额外固定于轮圈2，由于无须安装于轮圈2，所以能够避免技师拆卸轮胎3的过程中，造成胎压感测器100碰撞或损坏的问题发生；因此，本发明无须配合车轮1的规格或是气嘴9的位置，能够适用于任何类型的车轮1，不受型号、样态的规范限制，进而增加本发明的使用范围。
另外，本发明的外壳10能够保护感测体20，防止感测体20直接与内胎面7接触，有效增加胎压感测器100的结构强度；而且感测体20会充满于外壳10的容置空间11，使感测体20的外缘贴合内周缘12或缓冲部121，因此，当胎压感测器100在气压空间8中活动时，感测体20不会在容置空间11中随意滚动，而导致感测体20损伤，从而可以有效提升胎压感测器100的使用寿命。
此外，本发明胎压感测器100的数量能够是一个或多个，在本发明第一、第二、第三及第四实施例中，胎压感测器100的数量为一个；若胎压感测器100的数量为多个个时，由于胎压感测器100的外壳10呈球体，因此，于车轮1转动而带动车辆行进时，外壳10与轮胎3的内胎面7滚动接触，进而以动态平衡方式，抵消车轮1与车轮组件所造成的不平衡震动，以及车轮1的质量，从而达到车轮1的平衡效果。
请参阅图8所示，于本发明第五实施中，轮胎3内的气压空间8同时设有胎压感测器100及多个平衡体40，平衡体40的材料为塑料、橡胶或细砂，其中，各平衡体40的形状与胎压感测器100的外壳10形状能够相同或不相同；于本实施例中，平衡体40的材料为塑料；各平衡体40的形状与胎压感测器100的外壳10形状相同；此外，各平衡体40与外壳10的尺寸能够依据实际上的功能需求，而设定为相同或不相同；再者，胎压感测器100的数量能够等于、大于或小于平衡体40的数量，使用者能够依照所需增减平衡体40及胎压感测器100的数量。
因此，当车轮1转动而带动车辆行进时，车轮1转动的离心力，使各平衡体40与胎压感测器100随着车轮1行进时与轮胎3的内胎面7滚动接触，利用各平衡体40及胎压感测器100作车轮1的动态平衡，从而抵消车轮1与车轮组件所造成的不平衡震动，以达到车轮1平衡的效果。
以上所举实施例仅用以说明本发明而已，非用以限制本发明的范围。举凡不违本发明精神所从事的种种修改或变化，俱属本发明意欲保护的范畴。