KR100288637B1 - 자동차의 히티드 산소센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 히티드 산소센서에 관한 것으로, 제1, 제2히터 어셈블리(10,11)중 적어도 하나가 히터 어셈블리 상부(20)와 히터 어셈블리 하부(21)로 나누어져서 상기 히터 어셈블리 하부(21)의 상단에 내향절곡된 플랜지부(23)가 형성된 수용부(22)와; 상기 수용부(22)에 충진되는 왁스(24)와; 상기 왁스(24)의 팽창 및 수축에 따라 수용부(22)의 플랜지부(23)와 접점,단락되는 커버부재(25)와; 상기 커버부재(25) 및 히터 어셈블리 상부(20)의 일단과 각각 그 양단이 연결된 탄성부재(26)와; 상기 커버부재(25)의 상하유동시 이를 안내하며, 수용부(22)내의 왁스(24)가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 형성된 하우징(27);을 포함하여 구성된 자동차의 히티드 산소센서를 제공함으로써, 자동차가 이그니션 온된 상태에서 상기 히티드 산소센서의 히터 로드가 배터리의 전원에 의해 가열될 때, 활성화 온도를 넘어 과열되면, 더 이상의 전원공급을 차단하여 과열을 방지하게 되므로써, 히터 어셈블리 및 히터 로드의 접점부의 내구성이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

자동차의 히티드 산소센서

본 발명은 자동차의 히티드 산소센서(Heated O₂sensor)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 배기가스가 촉매컨버터에 의하여 제대로 정화되었는지를 측정하는 히티드 산소센서가 적정온도를 넘어설 경우 더 이상 가열되지 않도록 하는 자동차의 히티드 산소센서에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 가솔린 및 경유 또는 LPG등의 연료와 공기가 혼합된 혼합기의 연소작용에 의하여 동력을 얻게되며, 이와 같이 얻어진 동력에 의하여 자동차가 주행성을 가지게 된다.

널리 알려진 바와같이 자동차의 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 연료시스템을 거쳐 인젝터에 의해 엔진에 분사되고, 상기한 바와같이 인젝터에 의하여 분사된 연료와, 공기가 혼합하여 혼합기가 생성되게 되면 자동차의 엔진은 상기 혼합기를 연소시켜 동력을 발생시키게 된다. 즉, 엔진의 각 실린더가 흡입·압축·폭발·배기의 행정을 수행하면서 혼합기를 연소시키면서 동력을 발생하는 것이다.

따라서, 상기한 바와같이 엔진에서 혼합기가 연소되고 나면 상기 연소에 따른 배기가스가 생성되게 되며, 상기 배기가스는 자동차의 배기시스템을 거쳐 자동차의 외부로 배출되게 된다.

도 1은 자동차의 엔진내에서 연소된 배기가스가 배출되는 구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 엔진내에서 연소된 배기가스는 도시된 바와같이 엔진의 배기다기관(1)을 통하여 촉매컨버터(2) 및 소음기(미도시됨)를 거친후 자동차의 외부로 배출되게 된다.

잘 알려진 바와같이, 상기 촉매컨버터(2)는 배기가스에 포함되어 있는 유해물질등을 산화 및 환원작용에 의하여 무해한 물질로 정화시키는 장치이고, 상기 소음기는 배기가스의 배출시 상기 배기가스의 온도와 압력을 낮추어, 배기소음을 저하시키는 것이다.

그런데, 최근에는 상기 배기가스의 규제가 강화되고 있어서, 보다 확실하게 배기가스에 포함되어 있는 유해물질을 무해한 물질로 정화시키는 기능이 강화되고 있는 추세에 있다.

하지만, 이러한 기능을 담당하는 촉매컨버터(2)를 비롯하여 각종 부품들이 노화되면, 배기가스가 제대로 정화되지 못한채 그대로 배출되는 우려가 있었다.

이에, 상기 촉매컨버터(2)를 통해 산화 및 환원되는 배기가스의 정화효율을 측정하도록 상기 촉매컨버터(2)를 사이에 두고 각각 프론트 산소센서(3)와, 리어 산소센서(4)가 장착되어 있다.

즉, 배기다기관(1)을 거친 배기가스의 상태를 측정하는 프론트 산소센서(3)와, 촉매컨버터(2)를 거친 배기가스의 상태를 측정하는 리어 산소센서(4)가 각 출력값을 중앙제어장치(미도시됨)에 인가하면, 이 중앙제어장치가 각 출력값을 비교계산하는데, 이때 상기 중앙제어장치에 예입력된 설정값 기준보다 불량치로 판단되면, 상기 중앙제어장치는 운전석 계기판에 점등신호로써 촉매컨버터(2)의 정화효율이 좋지 않음을 경고하게 된다.

이러한 산소센서들(3,4)은 그 작동요구조건으로써, 적정온도로 가열되어야 작동이 잘 이루어지게 되는데, 상기 프론트 산소센서(3)는 상술한 바와같이 배기다기관(1)에서 가까운 거리에 설치됨으로써, 엔진에서 바로 배출되는 고온의 배기가스에 의해 용이하게 가열되어 별도의 가열장치를 필요로 하지 않는다.

따라서, 이러한 프론트 산소센서(3)를 언히티드 산소센서(Unheated O₂Sensor)(3)라 한다.

그러나, 촉매컨버터(2)의 후측에 설치되는 리어 산소센서(4)는 고온의 배기가스가 촉매컨버터(2)를 지나는 동안 그 온도가 낮아져 용이하게 가열되지 못함으로써, 별도의 가열장치를 이용하여 작동요구조건에 알맞은 온도로 가열되게 되는 바, 이를 히티드 산소센서(Heated O₂sensor)(4)라 하며, 이 히티드 산소센서(4)의 가열구조를 도 2에 상세히 도시하였다.

도시된 바와같이, 히티드 산소센서(4)는 그 중앙에 히터 로드(12)가 구비되며, 이 히터 로드(12)의 양측에는 자동차의 배터리와 전기적으로 연결되고, 그 단부가 각각 히터 로드(12)와 접점되어 있는 제1히터 어셈블리 (10)및 제2히터 어셈블리(11)가 구비되어 있다.

이러한 구조로 이루어진 히티드 산소센서(4)는 운전자가 이그니션 온하게 되면 자동적으로 배터리의 전원이 제1히터 어셈블리(10) 및 제2히터 어셈블리(11)를 통하여 히터 로드(12)로 전달되므로써, 이 히터 로드(1@)가 가열되어 히티드 산소센서(4)의 온도가 상승하게 된다.

그러나, 상기 히티드 산소센서는 그 작동요구조건에 알맞은 활성화 온도가 대략 300℃인데, 상술한 바와같이 자동차가 이그니션 온만 되어지면 계속적으로 배터리의 전원이 제1, 제2히터 어셈블리를 통하여 히터 로드에 통전되어 이 히터 로드를 계속 가열시키게 되므로써, 상기 히터 로드 및 제1, 제2히터 어셈블리의 접점부위의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 히티드 산소센서가 활성화 온도에 다다르면, 더 이상 배터리의 전원이 히터 어셈블리들을 통하여 히터 로드에 통전되지 않도록 함으로써, 상기 히터 로드와 히터 어셈블리들의 접점부의 내구성이 저하되는 것을 방지하도록 한 자동차의 히티드 산소센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차의 배터리와 제1, 제2히터 어셈블리가 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2히터 어셈블리 단부가 히터 로드에 접점되어서 상기 자동차의 이그니션 온시 상기 배터리의 전원이 제1, 제2히터 어셈블리를 통하여 상기 히터 로드를 가열시키는 구조로 이루어진 자동차의 히티드 산소센서에 있어서, 상기 제1, 제2히터 어셈블리중 적어도 하나가 히터 어셈블리 상부와 히터 어셈블리 하부로 나누어져서 상기 히터 어셈블리 하부의 상단에 내향절곡된 플랜지부가 형성된 수용부와; 상기 수용부에 충진되는 왁스와; 상기 왁스의 팽창 및 수축에 따라 수용부의 플랜지부와 접점,단락되는 커버부재와; 상기 커버부재 및 히터 어셈블리 상부의 일단과 각각 그 양단이 연결된 탄성부재와; 상기 커버부재의 상하유동시 이를 안내하며, 수용부내의 왁스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 형성된 하우징;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은 전류가 통전되지 않는 부도체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 자동차의 배기관 구조를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1에서 히드이드 산소센서의 구조를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 의하여 온도에 따라 차폐되는 히드이드 산소센서의 구조를 나타낸 확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 프론트(=언히티드) 산소센서 4 : 리어(=히티드) 산소센서

12 : 히터 로드 20 : 히터 어셈블리 상부

21 : 히터 어셈블리 하부 22 : 수용부

23 : 플랜지부 24 : 왁스

25 : 커버부재 26 : 탄성부재

27 : 하우징

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

종래에 있어서와 동일한 부분에 대하여는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략한다.

첨부된 도면 도 3은 본 발명에 의하여 온도에 따라 차폐되는 히드이드 산소센서의 구조를 나타낸 확대단면도이다.

도시된 바와같이, 자동차의 배터리와 전기적으로 연결되고, 히티드 산소센서(4)의 히터 로드(12)와 접점되어서 자동차가 이그니션 온되면 상기 배터리로부터 전원이 통전되어 상기 히터 로드(12)를 가열시키는 히터 어셈블리 하부(21)의 상단에 수용부(22)가 형성하고 있고, 이 수용부(22)에는 일정온도가 되면 팽창하는 성질을 가지는 왁스(24)가 충진되어 있으며, 상기 수용부(22)의 상단 외주는 내향절곡된 플랜지부(22)를 형성하고 이 플랜지부(22)와 접점,단락하는 커버부재(25)가 히터 어셈블리 상부(20)와 탄성부재로 연결되어 있다.

즉, 상기 히터 어셈블리는 상부(20)와 하부(21)로 구분되고, 이 히터 어셈블리 상부(20)의 단부로부터 탄성부재(26)의 일단이 일체형성되며, 이 탄성부재(26)의 타단이 수용부(22)의 플랜지부(23)와 접점,단락되는 커버부재(25)와 일체형성되어 있다.

또한, 탄성부재(26)가 위치하는 부위에는 전류가 통하지 않는 부도체로 이루어진 하우징(27)이 감싸는 구조로 구비되어 있는데, 이 하우징(27)은 수용부(22)내의 왁스(24)가 온도의 변화에 따라 팽창 또는 수축될 때, 상기 커버부재(25)가 탄성부재(26)를 압축하면서 상하유동하는 것을 안내하며 또한, 상기 수용부(22)내의 왁스(24)가 팽창할 때, 외부로 유출되는 것을 방지하는 기능을 담당한다.

따라서, 자동차가 이그니션 온되어 배터리의 전원이 히터 어셈블리 상부(20)와 탄성부재(26) 및 커버부재(25)를 통하여 히터 어셈블리의 하부(21) 상단에 형성된 수용부(22)의 플랜지부(23)를 통하여 히터 로드(12)에 전류를 통전하면, 이 전류에 의하여 히터 로드(12)가 가열되게 된다.

그리고, 이 히터 로드(12)가 활성화 온도를 넘어 과열되게 되면, 이 열에 의해 히터 어셈블리 하부(21) 상단에 형성된 수용부(22)에 구비되어진 왁스(24)가 팽창하게 되고, 이에따라 커버부재(25)가 탄성부재(26)를 압축하면서 상기 수용부(22)의 플랜지부(23)와 단락되게 되므로써, 더 이상 전류의 통전이 이루어지지 않아 히터 로드(12)가 가열되지 않게 된다.

참고로, 본 발명에 의한 히터 어셈블리의 구조는 히터 로드(12)를 사이에 두고 양측에 형성된 두 개의 히터 어셈블리중 하나를 선택하여 적용하여도 되고, 양측에 모두 적용하여 사용하여도 무방하다.

위와 같은 구성으로 이루어진 자동차의 히티드 산소센서에 따르면, 자동차가 이그니션 온된 상태에서 상기 히티드 산소센서의 히터 로드가 배터리의 전원에 의해 가열될 때, 활성화 온도를 넘어 과열되면, 더 이상의 전원공급을 차단하여 과열을 방지하게 되므로써, 히터 어셈블리 및 히터 로드의 접점부의 내구성이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자동차의 배터리와 제1, 제2히터 어셈블리(10,11)가 각각 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2히터 어셈블리(10,11) 단부가 히터 로드(12)에 접점되어서 상기 자동차의 이그니션 온시 상기 배터리의 전원이 제1, 제2히터 어셈블리(10,11)를 통하여 상기 히터 로드(12)를 가열시키는 구조로 이루어진 자동차의 히티드 산소센서에 있어서,

   상기 제1, 제2히터 어셈블리(10,11)중 적어도 하나가 히터 어셈블리 상부(20)와 히터 어셈블리 하부(21)로 나누어져서 상기 히터 어셈블리 하부(21)의 상단에 내향절곡된 플랜지부(23)가 형성된 수용부(22)와;

   상기 수용부(22)에 충진되는 왁스(24)와;

   상기 왁스(24)의 팽창 및 수축에 따라 수용부(22)의 플랜지부(23)와 접점,단락되는 커버부재(25)와;

   상기 커버부재(25) 및 히터 어셈블리 상부(20)의 일단과 각각 그 양단이 연결된 탄성부재(26)와;

   상기 커버부재(25)의 상하유동시 이를 안내하며, 수용부(22)내의 왁스(24)가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 형성된 하우징(27);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 히티드 산소센서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 하우징(27)은 전류가 통전되지 않는 부도체로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 히티드 산소센서.