KR100558399B1

KR100558399B1 - 센서장치 부착용 탄성부재 및 이를 구비한 센서

Info

Publication number: KR100558399B1
Application number: KR1020030075394A
Authority: KR
Inventors: 노무라다카시
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20040038733A; US20040083817A1; FR2846720A1; US6948375B2; CN1260552C; CN1499177A; JP2004150949A; DE10350136A1

Abstract

본 발명에 따른 탄성부재는 센서돌출부에 가조립되고, 센서돌출부와 함께 관통공으로 삽입되는 방식으로, 센서돌출부를 갖는 센서장치를 센서부착부재의 관통공으로 부착한다. 상기 탄성부재는 중공부, 및 후단 플랜지부와 비드부를 갖는 후단부를 포함한다. 상기 후단 플랜지부는 관통공 일단의 주연부에 록킹되도록 상기 후단부의 외주면으로부터 돌출된다. 상기 비드부는 탄성변형가능하게 이루어지고, 상기 센서장치와 면하는 후단 플랜지부의 일면 및 상기 센서부착부재에 면하는 후단 플랜지부의 타면 중 하나 이상으로부터 돌출된다.

탄성부재, 센서장치, 센서, 관통공, 플랜지부, 센서돌출부, 비드부

Description

센서장치 부착용 탄성부재 및 이를 구비한 센서{Elastic member for attaching sensor device and sensor using the same}

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성부재 및 센서부착부재를 개략적으로 도시한 단면도.

도2는 바람직한 실시예에 따른 센서장치를 도시한 단면도.

도3a 내지 도3c는 바람직한 실시예에 따른 탄성부재를 갖는 센서부착부재로 센서장치를 부착하는 방법을 설명하기 위한 단면도.

도4는 바람직한 실시예에 따른 탄성부재를 갖는 센서부착부재에 부착된 센서장치를 도시한 단면도.

도5a 내지 도5d는 종래 기술에 따른 탄성부재를 갖는 센서부착부재에 센서장치를 부착하는 방법을 설명하기 위한 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 탄성부재 2: 센서장치

3: 센서돌출부 4: 센서부착부재

5: 관통공 9: 전단 돌출부

10: 전단 플랜지부 13: 테이퍼부

14: 중간 돌출부 15: 두께확장부

17: 후단 플랜지부 18: 비드부

본 발명은 돌출부를 갖는 센서장치를 부착하기 위한 탄성부재 및 이를 구비한 센서에 관한 것이다.

본 발명의 발명자는 돌출부를 갖는 센서장치를 센서부착부재의 관통공으로 원터치(one-touch) 동작으로 부착시키는 기술을 일본국 특개평10-122914(미국특허 제5,945,606호)에 제안한 바 있다.

도5a에 도시한 바와 같이, 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1)는 그 내부에 센서장치(2)의 센서돌출부(3)를 부착하기 위한 중공부(40)를 구비한다. 상기 탄성부재(1)는 전단 돌출부(9)와 전단 플랜지부(10)를 갖는 전단부(6)와, 상기 센서돌출부(3)의 일부 및 중간 돌출부(14)를 커버하는 테이퍼부(13)를 포함하는 중간부(7) 및 후단 플랜지(17)를 갖는 후단부(8)를 일체로 몰딩함으로써 형성된다. 상기 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1)는 센서장치(2)의 센서돌출부(3)에 가조립되고(temporarily assemblyed), 센서부착부재(4)의 관통공(5)으로 삽입된다. 이후, 도5b 에 도시한 바와 같이 상기 전단 플랜지부(10)가 상기 관통공(5)을 통과 한 다음, 상기 전단 플랜지부(10)와 후단 플랜지부(17)는 상기 관통공(5)의 개구단 주연부에 록킹되며, 상기 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(concavity)에 안착 결합된다. 그러므로, 상기 센서장치(2)는 센서부착부재(4)에 견고하게 부착된다.

그러나, 상기 관통공(5)의 내주면과 접촉하는 중간부(7)의 길이가 공차 상한값과 동일하도록 상기 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1)의 중간부(7)를 형성할 경우, 도5d에 도시한 바와 같이, 상기 센서부착부재(4)와 탄성부재(1) 사이에 갭(gap)이 형성된다. 상기와 같은 갭이 존재한 상태에서 진동이 가해질 경우, 상기 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1) 또한 진동하게 된다. 따라서, 상기 탄성부재(1)에 마모, 크랙(crack) 등이 발생할 수 있어, 상기 센서장치(2)가 탈락(drop off)되는 문제점이 있다.

또한, 상기 관통공(5)의 직경이 공차 하한값과 동일하도록 상기 센서부착부재(4)의 관통공(5)을 형성할 경우, 도5c에 도시한 바와 같이, 상기 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)에 안착되지 않는다. 따라서, 상기 센서장치(2)를 유지하기 위하여 요구되는 유지력을 얻을 수 없어, 상기 센서장치(2)가 탈락되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 센서장치를 유지하기 위한 유지력이 큰 센서장치 부착용 탄성부재를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 센서장치를 유지하기 위한 유지력이 큰 센서장치 부착용 탄성부재를 구비한 센서장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 센서장치 부착용 탄성부재는, 탄성부재를 통해 센서장치가 센서부착부재에 부착되도록 센서돌출부와 가조립되고, 센서돌출부와 함께 관통공으로 삽입되는 방식으로, 센서돌출부를 갖는 센서장치를 센서부착부재의 관통공으로 부착한다. 상기 탄성부재는 상기 센서돌출부에 가조립되기 위한 내주면을 갖는 중공부; 및 후단 플랜지부와 비드부를 갖는 후단부를 포함한다. 상기 후단 플랜지부는 상기 관통공 일단의 주연부에 록킹되도록 상기 후단부의 외주면으로부터 돌출된다. 상기 비드부는 탄성변형가능하게 이루어지며, 상기 센서장치와 면하는 후단 플랜지부의 일면 및 상기 센서부착부재에 면하는 후단 플랜지부의 타면 중 하나 이상으로부터 돌출된다.

상기 센서부착부재와 접촉하는 탄성부재의 접촉부의 길이가 설계값의 공차 상한값과 동일하도록 상기 탄성부재를 형성할 경우, 예를 들면, 상기 센서부착부재의 두께가 설계값과 일치할 경우, 상기 센서장치가 탄성부재를 통해 센서부착부재에 조립된 후, 상기 탄성부재와 센서부착부재 사이에는 갭이 발생된다. 상기 센서부착부재의 관통공의 직경이 공차 상한값과 동일하도록 상기 탄성부재를 형성할 경우, 예를 들면, 상기 탄성부재의 중간부 외경이 설계값과 일치할 경우, 상기 센서 장치가 탄성부재를 통해 센서부착부재에 조립된 후, 상기 관통공의 내주면과 상기 탄성부재의 외주면 사이에 갭이 발생된다. 이와 같은 갭이 형성된 상태에서 진동이 가해질 경우, 상기 탄성부재도 진동하게 됨으로 인하여, 상기 탄성부재에 마모, 크랙 등이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 센서장치는 탈락(drop off)하게 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 문제점을 해결하고자, 후단 플랜지부에 탄성변형가능한 돌출된 비드부가 형성된다. 그 결과, 조립되는 과정에서, 상기 후단 플랜지부의 비드부는 센서장치에 의하여 가압되고 탄성변형되어, 상기 센서부착부재는 비드부 또는 비드부가 형성된 플랜지부와 전단 플랜지부 사이에 개재되고 견고히 고정된다. 그러므로, 상기 센서장치를 유지시키기 위한 유지력은 향상된다.

상기 비드부는 후단 플랜지부와 일체로 몰딩되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 비드부는 돌출된 형상으로 이루어져, 응력은 그 돌출부로 가해진다. 따라서, 상기 비드부는 내구성을 고려하여 일체로 몰딩방법으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 일체로 몰딩방법에 의하여 비용절감을 이룰 수 있다.

상기 탄성부재는 상기 센서돌출부의 삽입방향을 따라 그 탄성부재의 중심축 둘레로 회전 대칭(rotation symmertrical)되게 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 탄성부재가 회전 대칭되는 형상으로 이루어질 경우, 상기 탄성부재는 구조적으로도 뛰어나다. 또한, 상기 비드부는 균형있게 배치되기 때문에, 상기 센서장치가 센서부착부재에 경사지게 배치되는 것을 방지한다.

상기 후단 플랜지부 일면으로부터 비드부의 높이는 탄성부재가 관통공의 내주면과 접촉하는 부분의 길이의 공차에 대하여 그 공차의 상한값에 소정의 마진(margin)을 추가한 길이와 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 탄성부재와 센서부착부재 사이에 갭이 발생하는 원인으로, 상기 탄성부재는 센서부착부재의 관통공 내주면과 접촉하는 부분의 길이(중간부의 길이)가 공차 상한값과 동일하게 형성되기 때문이다. 따라서, 탄성부재가 관통공의 내주면과 접촉하는 부분의 길이의 공차에 대하여 그 공차의 상한값에 센서부착부재 두께의 편차(공차)를 고려한 소정 마진이 추가된다. 이러한 길이를 비드부의 길이로 취함으로써, 탄성부재는 센서부착부재를 유지할 수 있고, 상기 센서장치를 유지시키기 위한 유지력은 향상될 수 있다.

상기 중간부는 중간 돌출부와 후단 플랜지부 사이에 배치되는 두께확장부(thick portion)를 더 포함하며, 상기 두께확장부의 두께는 상기 중간부의 두께보다 두껍도록 하는 것이 바람직하다. 종래, 센서부착부재의 관통공의 직경이 공차 하한값과 동일하도록 형성되어, 관통공의 직경에 대해서 중간부의 외경이 큰 탄성부재는 센서장치와의 가조립상태에서 관통공으로 삽입되고, 센서 돌출부의 전단부는 상기 탄성부재의 전단부로부터 돌출된다. 이 때, 센서부착부재와 관통공의 내주면 또는 센서 돌출부 사이에서 발생하는 마찰력이 커지고, 탄성부재의 전단 돌출부는 센서 돌출부의 요홈에 삽입되지 않고, 요구되는 유지력을 얻을 수 없다. 따라서, 상기 센서장치는 탈락될 수 있다. 그러나, 중간 돌출부와 후단 플랜지부 사이의 중간부보다 두꺼운 두께확장부를 형성함으로써, 탄성변형된 탄성부재를 복원시키는 반력은 증가되고, 센서 돌출부의 전단부로부터 요홈으로 탄성부재의 전성부재의 전단 돌출부를 복원시키고, 그 요홈으로 센서 돌출부를 결합시킬 수 있다. 따라서, 센서장치를 유지시키기 위한 유지력은 향상될 수 있다.

상기 두께확장부의 두께는 상기 중간 돌출부의 두께와 같거나 두꺼운 것이 바람직하다. 이는 두께확장부의 두께가 중간부의 두께 이하 일 경우, 상기 센서돌출부의 요홈으로 전단 돌출부를 복귀시키기 위한 복원력을 충분히 얻을 수 없기 때문이다. 또한, 상기 두께확장부의 두께가 중간 돌출부의 두께보다 두꺼울 경우, 탄성변형가능한 범위로부터 벗어나게 되어, 상기 탄성부재에 크랙 등을 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 범위내의 두께가 되도록 두께확장부의 두께를 형성함으로써, 전단 돌출부는 반력에 의하여 센서 돌출부의 전단부로부터 요홈으로 복귀될 수 있다. 상기 전단 돌출부가 요홈으로 결합될 수 있도록 전단 돌출부의 증가된 두께로부터 반력은 증가된다. 그러므로, 상기 센서장치의 유지력은 향상된다.

또한, 본 발명은, 센서돌출부를 구비한 센서장치; 관통공을 구비한 센서부착부재; 및 상기 관통공에 상기 센서장치를 부착하기 위한 탄성부재를 포함하며, 상기 센서장치가 상기 탄성부재를 통해 센서부착부재에 부착되도록 상기 탄성부재는 센서돌출부에 가조립되고, 상기 센서돌출부와 함께 상기 관통공으로 삽입되는 센서를 제공한다.

상기 센서에서, 상기 센서장치는 센서장치를 유지하기 위한 큰 유지력을 갖는 탄성부재에 의하여 부착된다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

도1은 센서장치(2)의 센서돌출부(3)에 설치되고 가조립되는 센서장치(2)를 부착하기 위한 탄성부재(1)를 도시한 단면도이다. 상기 탄성부재(1)는 센서돌출부(3)와 함께 관통공(5)으로 삽입된다. 상기 관통공(5)은 센서부착부재(4)에 형성된다. 상기 센서부착부재(4)에 센서장치(2)의 장착이 완료될 경우, 상기 탄성부재(1)는 관통공(5)에 센서장치(2)를 고정시킨다.

상기 탄성부재(1)는, 센서장치(2)의 센서돌출부(3)가 삽입되며 화살표에 의하여 지시된 센서돌출부(3)의 삽입방향으로의 중심선에 대하여 회전대칭(rotation-symmetrical)되는 중공부(hollow portion)(40)를 구비한다. 구성에 있어, 상기 탄성부재(1)는 전단부(6)와, 중간부(7) 및 후단부(8)를 포함하며, 탄성변형가능한 자기윤활성분(self-lubricating component)(즉, 윤활성분이 혼합된)을 포함하는 H-NBR(첨가제로서 수소를 포함하는 아크릴로니트릴-부타디엔(acrylonitrile-butadiene))으로 일체로 형성된다. 또한, 상기 탄성부재(1)로서 실리콘 고무(silicone rubber), 불소고무(fluoro rubber), 아크릴 고무 및 NBR과 같은 다양한 고무들이 이용될 수 있다. 상기 고무 이외에도 적정한 탄성을 갖는 재료들이 상기 탄성부재(1)에 이용될 수 있다. 또한, 윤활성분이 혼합된 고무가 상기 탄성부재(1)에 이용되지만, 윤활성분의 혼합없이, 상기 센서돌출부(3)와, 탄성부재(1) 및 관통공(5) 간의 마찰을 감소시키기 위하여 센서돌출부(3)의 외주면과, 탄성부재(1)의 내,외주면 및 관통공(5)의 내주면 등에 윤활성분을 포함하는 재료를 사용하므로써 조립동작을 용이하게 한다.

상기 전단부(6)는 전단 돌출부(9) 및 전단 플랜지부(10)를 포함한다. 상기 전단 돌출부(9)는 전단부(6)의 내주면에 형성되고, 환형 돌기로 이루어진다. 상기 전단 플랜지부(10)는 외주면으로부터 돌출한다. 도1에서 도시한 가조립 상태에서, 상기 센서돌출부(3)의 전단부는 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)의 후단측에 록킹된다.

상기 중간부(7)는 상단부(11)와 센서돌출부(3)의 축(shaft)(12) 일부를 커버(cover)하며, 테이퍼부(tapered portion)(13)와, 중간 돌출부(14) 및 두께확장부(thick portion)(15)를 포함한다. 상기 테이퍼부(13)의 외주면 및 내주면은 테이퍼진다. 상기 중간 돌출부(14)는 중간부(7)의 내주면에 환형으로 형성된다. 상기 두께확장부(15)는 중간 돌출부(14)와 후단부(8) 사이에 위치되며, 원통형으로 이루어진다. 상기 테이퍼부(13)는 테이퍼지지만, 그 테이퍼부(13)는 반드시 테이퍼질 필요없이 원통형으로 이루어질 수 있다. 도1에 도시한 가조립상태에서, 상기 중간 돌출부(14)는 센서장치(2)의 요홈(concavity)(16)과 결합된다. 상기 요홈(16)은 상단부(11) 및 센서돌출부(3)의 축(12) 사이에 형성된다.

상기 후단부(8)는 후단 플랜지부(17)와 비드부(bead portion)(18)로 구성된다. 상기 후단 플랜지부(17)는 외주면으로부터 돌출되고, 센서부착부재(4)의 개구단부의 주연부에 록킹된다. 상기 비드부(18)는 센서장치(2)와 접촉하는 후단 플랜지부(17)의 표면에 형성되고, 돌출된 형태로 이루어진다. 상기 비드부(18)는 센서부착부재(4)와 접촉하는 후단 플랜지부(17)의 접촉면에 형성되거나, 접촉면 모두에 형성될 수 있다.

각 길이의 설계값에 있어, 상기 전단 돌출부(9)의 두께는 센서돌출부(3)의 요홈(16)의 폭과 대략 동일하고, 상기 전단 플랜지부(10)와 후단 플랜지부(17) 사 이의 거리(중간부(7)의 길이)는 센서부착부재(4)의 두께와 대략 동일하다. 또한, 상기 중간부(7) 및 탄성부재(1)의 후단부의 총 길이는 관통공(5)으로 삽입되는 방향으로 상기 센서장치(2)의 축(12) 길이와 대략 같거나 그보다 약간 길다. 따라서, 상기 센서장치(2)는 탄성부재(1)를 통해 센서부착부재(4)에 견고하게 고정된다.

또한, 상기 탄성부재(1)는 전단부(6)의 전단 직경이 관통홀의 직경과 대략 같거나, 그보다 약간 작게 형성되므로써, 상기 관통공(5)으로 탄성부재(1)의 삽입을 용이하게 한다. 상기 탄성부재(1)의 두께확장부(15)의 내주면을 가로지르는 직경은 센서돌출부(3)의 축(12)의 외경과 대략 동일하며, 상기 두께확장부(15)의 외주면을 가로지르는 직경은 상기 관통공(5)의 직경과 대략 동일하다.

예를 들면, 본 실시예에서의 센서장치(2)는 차량의 흡입압력을 측정하기 위하여 안정적으로 이용되는 압력센서장치에 적용된다. 도2에 도시한 바와 같이, 상기 센서장치(2)는 센서 케이스(20)에 수용된 압력검출용 전기소자인 몰드IC(19)를 포함한다.

상기 홀더(21)는 몰드IC(19)에 형성되고, 압력검출용 센서소자(22)는 상기 홀더(21)에 수용 및 유지된다. 상기 몰드IC(19)는 신호처리IC(23) 및 보호용 에폭시 수지와 같은 몰딩 수지(25)를 갖는 리드 프레임(24)을 커버함으로써 형성된다. 상기 신호처리IC(23)는 센서소자(22)로부터의 신호를 증폭시킨다. 상기 리드 프레임(24)은 그 증폭된 신호를 출력한다.

상기 센서소자(22)는, 압력을 받는 압력감지면이 홀더(21)의 개구면에 위치되도록 배치되고, 상기 센서소자(22) 및 리드 프레임(24)은 금 등의 와이어(26)를 이용한 와이어 본딩에 의하여 서로 전기적으로 접속된다. 예를 들면, 상기 센서소자(22)는 단결정 실리콘기판에 형성된 다이아프램(diaphram)에 복수개의 확산저항(diffused resistor)을 형성하고, 상기 확산저항을 브리지-접속(bridge-connecting)함으로써 구성된다. 상기 단결정 실리콘 기판은 예를 들면 글래스 본딩(glass bonding) 등의 방법에 의한 글래스로 형성된 시트(27)에 본딩된다. 상기 시트(27)는 실리콘 수지 등에 의하여 홀더(21)의 바닥면에 본딩된다.

상기 센서 케이스(20)는 PPS(폴리 페닐렌 설파이드(poly phenylene sulfide)), PBT(폴리 부틸렌 테레프탈레이트(poly butylene terephthalate) 등과 같은 고온 수지로 형성된다. 상기 리드 프레임(24)은 외부처리회로(미도시)와 접속될 커넥터핀(28)과 전기적으로 접속된다. 상기 접속점 주위의 영역은 폿팅 재료(pottig material)(28)로 밀봉된다. PPS 및 PBT와 같은 고온 수지로 이루어진 센서돌출부(3)는 부착제(30)에 의하여 센서 케이스(20)에 부착된다. 상기 센서돌출부(3)에는 상기 센서소자(22)의 압력감지면으로 압력을 유도하기 위한 압력유도포트(31)가 형성되고, 상기 센서돌출부(3)는 탄성부재(1)의 중간 돌출부(14)를 상단부(11)와 축(12) 사이에 형성된 요홈(16)에 결합함으로써 탄성부재(1)와 함께 센서부착부재(4)의 관통공(5)으로 삽입될 수 있다.

도2의 화살표 방향으로 압력이 가해질 경우, 측정 대상물은 센서돌출부(3)의 압력유도포트(31)을 통해 센서 케이스(20)의 센서소자(22)의 압력감지면으로 전달된다. 그런 다음, 상기 센서소자(22)의 다이아프램은 측정 대상물의 압력에 따라 변형된다. 상기 변형에 대응하는 확산 저항(미도시)의 변화값은 브리지회로의 출력 전압을 가지며, 상기 전압은 신호처리IC(23)에서 증폭된 다음, 리드 프레임(24) 및 커넥터핀(28)을 통해 외부처리회로(미도시)로 출력된다.

다음으로, 공정별 단면도인 도3a 및 도3c를 참조하여, 본 실시예에서 센서장치의 장착방법을 설명한다.

도3a에 도시한 바와 같이, 제1단계는 탄성부재(1)가 센서장치(2)의 센서돌출부(3)에 가조립되는 과정이다. 상기 센서돌출부(3)는 후단부(8)측의 상단부(11)측으로부터 중공 탄성부재(1)의 전단부(6)측으로 삽입된다. 그런 다음, 상기 탄성부재(1)의 중간 돌출부(14)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)과 결합하고, 상기 센서돌출부(3)의 상단부(11)의 전단부는 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)에 지지되어, 상기 센서돌출부(3)가 탈락되지 않고 유지되도록 상기 탄성부재(1)는 가조립된다.

상기 제1단계 과정이 완료된 다음, 제2단계는 도3b에 도시한 바와 같이 실행된다. 상기 제2단계는 서로 가조립된 탄성부재(1) 및 센서 장치(2)의 센서돌출부(3)가 함께 센서부착부재(4)의 관통공(5)으로 삽입되는 과정이다. 상기 탄성부재(1) 및 센서돌출부(3)는 도3a에 도시한 가조립상태와 같은 동일 상태로 유지되고, 탄성부재(1)의 전단부(6)측으로부터 관통공(5)으로 삽입된다. 상기 탄성부재(1)의 후단부(8)에서의 후단 플랜지부(17)는 관통공(5)의 개구단부의 주연부에 록킹되며, 상기 삽입동작은 완료된다.

상기 후단 플랜지부(17)가 관통공(5)의 개구단부의 주연부에 록킹된 다음, 도3c에 도시한 바와 같은 제3단계가 실행된다. 상기 제3단계는 상기 센서부착부재(4)의 관통공(5)의 개구단부의 주연부에 록킹된 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17)를 구비한 상태에서, 상기 센서돌출부(3)의 상단부(11)가 탄성부재(1)의 전단부(6)로부터 돌출하도록 상기 센서돌출부(3)를 깊게 삽입하는 과정이다. 도3c에 도시한 상태에서, 상기 탄성부재(1)의 중간 돌출부(14)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)을 넘어서서, 관통공(5)의 내주면과 센서돌출부(3) 축(12)의 외주면 사이에서 클램핑된다. 그러므로, 상기 중간 돌출부(14)는 그들 사이의 갭을 기밀하게 밀봉한다. 또한, 상기 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)과 결합함으로써, 상기 센서(2)는 관통공(5)으로부터 빠지지 않고 유지된다. 또한, 상기 탄성부재(1)의 테이퍼부(13)는 센서돌출부(3)의 축(12)에 의하여 가압 확장되고, 관통공(5)의 내주면으로 압박된다. 따라서, 상기 전단 플랜지부(10)는 관통공(5)의 개구단부의 주연부에 록킹되어, 상기 탄성부재(1)는 관통공(5)으로부터 빠지지 않고 유지된다.

상기와 같은 제1 내지 제3단계에서, 센서장치(2)는 탄성부재(1)를 통해 센서부착부재(4)에 고정된다.

다음으로, 도3a 및 도4를 참조하여, 탄성부재의 특성 중 하나인 탄성부재(1)의 두께확장부(15)의 작용효과를 설명한다.

도3a에 도시한 바와 같이 탄성부재(1)의 중간부(7)에 테이퍼부(13)의 두께, 중간 돌출부(14)의 두께 및 두께확장부(15)에 대응하는 부분의 두께를 각각 T1, T2, T3로 가정한다. 도5a에 도시한 종래 기술에 따른 상기 탄성부재(1)에 있어, 테이퍼부(13)의 두께 T1 및 두께확장부(15)에 대응하는 부분의 두께 T3는 대략 서로 동일하다.

종래 기술에 따른 상기 두께를 갖는 탄성부재(1)는, 그 탄성부재(1)가 설계값의 공차 하한값과 동일한 직경을 갖는 관통공(5)으로 삽입되도록 센서장치(2)가 조립된다. 도5c에 도시한 제3단계에서, 상기 센서돌출부(3)의 상단부(11)는 탄성부재(1)의 전단부(6)로부터 돌출되도록 한다. 이 때, 상기 관통공(5)의 직경이 작고, 상기 탄성부재(1)의 중간부(7)의 외경이 관통공(5)의 직경보다 클 경우, 상기 탄성부재(1)의 중간 돌출부(14)는 관통공(5)의 내주면과 센서돌출부(3)의 축(12) 외주면 사이에 견고하게 클램핑된다. 따라서, 상기 탄성부재(1)와 관통공의 내주면 또는 센서돌출부(3) 사이에서 발생되는 마찰력은 증가된다. 따라서, 상기 마찰력은 전단부로부터 센서돌출부(3)의 요홈(16)으로 상기 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)를 복귀시키도록 동작하는 반력(reaction force)을 초과한다. 그 결과, 상기 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)과 결합하지 못하므로, 요구되는 유지력을 얻을 수 없다. 따라서, 상기 센서장치(2)는 탈락될 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 두께확장부(15)의 두께 T3가 테이퍼부(13)의 두께 T1보다 크다. 그 결과, 상기 센서돌출부(3)의 상단부(11)가 탄성부재(1)의 전단부(6)로부터 돌출하게 될 경우, 상기 탄성부재(1)와 관통공(5)의 내주면 및 센서돌출부(3) 사이에서 발생된 마찰력은 약간 증가된다. 그러나, 두께 T3의 증가로 인하여, 센서 돌출부(3)의 요홈(16)의 전단부로부터 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)를 복귀시키도록 작동하는 반력은 더 증가하게 되어, 상기 반력은 마찰력을 초과한다. 따라서, 상기 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)과 결합될 수 있다.

따라서, 상기 센서장치(2)를 유지하기 위한 유지력은, 탄성부재(1)의 반력을 증가시키기 위하여 중간 돌출부(14)와 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17) 사이의 테이퍼부(13)보다 두꺼운 두께확장부(15)를 형성함으로써 증가된다.

상기 중간 돌출부(14)의 두께 T2는, 탄성부재(1)가 센서돌출부(3)와 함께 관통공(5)으로 삽입될 경우, 상기 중간 돌출부(14)가 적정량 압박변형되고(collapse), 상기 센서돌출부(3)와 관통공(5) 사이의 갭을 기밀하게 밀봉하도록 설계된다. 예를 들면, 상기 두께확장부(15)의 두께 T3가 중간 돌출부(14)의 두께 T2보다 두꺼울 경우, 고무의 적정한 압박량의 범위를 벗어나게 되어, 고무에 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 상기 중간 돌출부(14)는 밀봉기능을 제공하지 못할 수 있다. 따라서, 상기 두께확장부(15)의 두께T3는 테이퍼부(13)의 두께T1과의 관계를 포함하는 두께가 다음과 같이 표현되도록 설정되어야 한다.

T1 ＜ T3 ≤ T2

상기 수학식1을 만족하도록 상기 탄성부재(1)의 중간부(7)에 테이퍼부(13)와, 중간 돌출부(14) 및 두께확장부(15)를 형성함으로써, 상기 센서장치(2)를 유지하기 위한 탄성부재(1)의 유지력은 증가된다. 상기 수학식1을 만족할 경우, 상기 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)으로 복귀되고, 그 요홈(16)과 결합하여, 센서장치(2)를 유지하기 위한 탄성부재(1)의 유지력은 증가됨을 상기한 두께확장부(15)의 작용 효과의 시뮬레이션에 의하여 확인된다.

다음으로, 도4를 참조하여, 탄성부재의 다른 특징부인 탄성부재(1)의 비드부(18)의 작용효과에 대해 설명한다. 도4는 본 실시예의 특징부 중 하나인 비드부(18)를 갖는 탄성부재(1)를 통해 센서부착부재(4)에 조립된 센서장치(2)를 도시한 단면도이다.

상기 탄성부재(1)는 센서부착부재(4)의 내주면과 접촉하는 부분의 길이가 설계값 공차의 상한값과 동일하도록 형성되고, 상기 센서부착부재(4)는 그 관통공(5)의 삽입방향으로의 길이가 중간부(7)의 길이보다 작도록 형성되는 것으로 가정한다. 이 경우, 상기 센서돌출부(3)의 축(12) 길이가, 제3단계가 완료된 때에, 탄성부재(1)의 중간부(7)와 후단부(8)의 총 길이보다 대략 같거나 클 경우, 도5d에 도시한 바와 같이 상기 탄성부재(1)와 센서부착부재(4) 사이에 갭(gap)이 형성된다. 또한, 상기 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17)가 견고하게 압박되도록, 상기 센서돌출부(3)의 축(12) 길이가 탄성부재(1)의 중간부(7)와 후단부(8)의 총 길이보다 작을 경우, 상기 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)에 안착되지 않는다. 따라서, 센서장치 조립후 진동이 가해질 경우, 상기 탄성부재(1)는 진동하게 되고, 이는 탄성부재(1)의 마모, 크랙 등을 발생할 수 있고, 센서장치(2)의 탈락(drop off)을 발생시킬 수 있다.

그러나, 본 실시예에서는, 도4에 도시한 바와 같이, 상기 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17)에는 센서장치(2)와의 접촉면이 탄성부재(1)와 동일한 재질로 이루어진 탄성적으로 변형가능한 돌출된 비드부(18)를 제공한다. 그러므로, 비드부(18)가 형성된 후단 플랜지부(17)의 두께는 후단 플랜지부(17)의 어떤 다른 부위의 두께 보다 크다. 그리고, 상기 센서장치(2)가 제3단계에서 푸쉬(push)될 때, 상기 센 서장치(2)는 비드부(18)를 갖는 두꺼운 후단 플랜지부(17)를 푸쉬하고, 그러므로 탄성 변형된 상기 비드부(18) 아래의 후단 플랜지부(17)는 전단 플랜지부(10)와 함께 센서부착부재(4)를 유지시킨다.

상기 탄성부재(1)의 중간부(7)의 길이가 상기 센서부착부재(4)의 두께 및 센서장치(2)의 센서돌출부(3)의 축(12)과 대략 같거나 작고, 상기 센서장치(2)의 센서돌출부(3)의 축(12)이 길 경우, 상기 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17)와 센서장치(2) 사이에 갭이 형성된다. 그 결과, 제3단계에서 상기 센서장치(2)가 삽입 및 가압될 경우, 상기 탄성부재(1)의 전단 돌출부(9)는 센서돌출부(3)의 요홈(16)으로안착 결합되지 않아, 요구되는 유지력을 얻을 수 없다. 그러나, 후단 플랜지부(17)에 형성된 탄성변형가능한 비드부(18)가 제공됨으로써, 상기 센서장치(2)는 필요이상으로 탄성부재(1)를 가압을 하지 않는다. 따라서, 상기 탄성부재(1)는 센서장치(2)를 유지함과 동시에, 센서부착부재(4)도 유지할 수 있어, 센서장치(2)를 센서부착부재(4)에 견고하게 고정시킬 수 있다.

다시 말해서, 상기 탄성부재(1)의 중간부(7)의 길이가 공차 최대값과 동일하고, 상기 센서부착부재(4)의 두께가 공차 최소값과 동일할 경우, 상기 센서장치(2)의 삽입 및 가압에 의하여, 상기 센서장치(2)를 유지함과 동시에, 상기 탄성부재(1)의 후단부(후단 플랜지부(17) 또는 비드부(18))와 전단 플랜지부(10) 사이에서 센서부착부재(4)를 견고하게 유지할 수 있도록, 상기 비드부(18)는 소정 높이를 갖고 탄성변형가능하게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 비드부(18)의 길이는, 제3단계에서 조립이 완료될 때, 탄성부재(1)가 관통공(5)의 내주면과 접촉하는 부분의 길이(즉, 중간부(7)의 길이)의 설계값의 공차에 대하여, 그 공차 상한값에 소정의 마진(margin)을 추가한 길이와 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 센서부착부재(4)의 두께에 대하여 설계값의 공차내에서 평균값을 벗어날 수 있다. 따라서, 상기 공차 상한값은 상기한 마진의 일부로서 고려되는 것이 바람직하다.

상기 비드부(18)는 센서부착부재(4)와 접촉하는 후단 플랜지부(17)의 일면에만 형성되거나, 상기 센서장치(2)와 접촉하는 면과 센서부착부재(4)와 접촉하는 면의 모두에 형성될 수 있다.

또한, 그 돌기형상에 있어, 상기 비드부(18)는 환형으로 형성되거나, 동일 형상을 갖는 복수개의 돌기로 이루어질 수 있다. 상기 탄성부재(1)는 상기한 바와 같이 회전-대칭으로 이루어지기 때문에, 상기 탄성부재(1)와 센서부착부재(4)의 갭을 완충하도록 충분한 길이를 갖는 돌기 또는 돌기들이 회전대칭 형태로 배치될 경우, 상기 센서부착부재(4)에 대하여 상기 센서장치(2)는 경사지게 설치되는 않는다.

상기 탄성부재(1)의 후단 플랜지부(17)에 탄성변형가능한 돌출된 비드부(18)를 형성함으로써, 상기 센서장치(2)를 유지시키기 위한 유지력은 탄성부재(1)와 센서부착부재(4) 사이에 갭이 형성될 경우라도 향상될 수 있다.

또한, 예를 들면, 상기 센서부착부재(4)에서 관통공(5)의 직경이 설계값의 공차 상한값과 동일할 경우, 상기 관통공(5)의 내주면과 탄성부재(1)의 중간부(7)의 외주면 사이에 갭이 발생된다. 이 경우, 상기 센서장치(2)와 접촉하는 탄성부재(1)의 일면 및 상기 센서부착부재(4)과 접촉하는 일면 중 하나 또는 양쪽 모두에 탄성변형가능한 비드부(18)를 형성함으로써, 상기 센서부착부재(4)는 그 센서부착부재(4)의 관통공(5)과 탄성부재(1) 사이에 갭이 형성된 경우라도, 전단 플랜지부(10)와 비드부(18)가 형성된 후단 플랜지부(17) 사이에서 유지된다. 그 결과, 상기 센서장치(2)는 탄성부재(1)에 의하여 센서부착부재(4)에 견고하게 고정된다. 따라서, 상기 센서장치(2)의 유지력은 향상된다.

상기 탄성부재(1)의 중간 돌출부(14)는 중간부(7)의 내,외주면 모두에 환형으로 돌출되지만, 상기 중간 돌출부(14)는 적어도 중간부(7)의 내주면에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 중간 돌출부(14)는 가 조립된 센서돌출부(3)의 요홈(16)과 결합됨으로써 센서장치(2)를 유지할 수 있고, 제3단계에서 센서돌출부(3)와 관통공(5) 사이의 갭을 밀봉할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 센서장치 부착용 탄성부재는 센서장치를 유지하기 위한 큰 유지력을 제공하는 효과가 있다.

Claims

탄성부재를 통해 센서장치가 센서부착부재에 부착되도록 탄성부재는 센서돌출부에 가조립되고, 센서돌출부와 함께 센서부착부재의 관통공으로 삽입되는 방식으로, 센서돌출부를 갖는 센서장치를 상기 센서부착부재의 관통공으로 부착하기 위한 센서장치 부착용 탄성부재로,

상기 센서돌출부에 가조립되기 위한 내주면을 갖는 중공부; 및

후단 플랜지부와 비드부를 갖는 후단부를 포함하며;

상기 후단 플랜지부는 상기 관통공의 일단의 주연부에 록킹되도록 상기 후단부의 외주면으로부터 돌출되고,

상기 비드부는 탄성변형가능하게 이루어지며, 상기 센서장치와 면하는 후단 플랜지부의 일면 및 상기 센서부착부재에 면하는 후단 플랜지부의 타면 중 하나 이상으로부터 돌출되는

센서장치 부착용 탄성부재.
제1항에 있어서,

전단 돌출부와 전단 플랜지부를 포함하는 전단부; 및

상기 센서돌출부의 적어도 일부분을 커버하기 위한 중간 돌출부를 구비한 중간부를 더 포함하며,

상기 전단 돌출부는 상기 센서돌출부의 전단측에 배치된 요홈과 결합하도록 상기 중공부의 내주면으로부터 돌출되고,

상기 전단 플랜지부는 상기 관통공의 타단부 주연부에 록킹되도록 상기 전단부의 외주면으로부터 돌출되고,

상기 중간 돌출부는 상기 중간부의 내주면으로부터 돌출되는

센서장치 부착용 탄성부재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 비드부는 상기 후단 플랜지부와 일체로 몰딩되는

센서장치 부착용 탄성부재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 비드부는 환형 돌출부로 이루어지는

센서장치 부착용 탄성부재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 비드부는 동일 형상을 갖는 복수개의 돌출부로 이루어지는

센서장치 부착용 탄성부재.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 비드부는 상기 후단 플랜지부의 주연에 배치되는

센서장치 부착용 탄성부재.
제2항에 있어서,

상기 센서돌출부의 삽입방향을 따른 중심축 둘레로 회전 대칭되게 이루어지는

센서장치 부착용 탄성부재.
제2항 또는 제7항에 있어서,

상기 후단 플랜지부의 일면으로부터의 비드부의 높이는 상기 탄성부재가 관통공의 내주면과 접촉하는 부분의 길이의 공차에 대하여 그 공차의 상한값에 소정의 마진(margin)을 추가한 길이와 동일한

센서장치 부착용 탄성부재.
제2항 또는 제7항에 있어서,

상기 중간부는 중간 돌출부와 후단 플랜지부 사이에 배치되는 두께확장부를 더 포함하며, 상기 두께확장부의 두께는 상기 중간부의 두께보다 큰

센서장치 부착용 탄성부재.
제9항에 있어서,

상기 두께확장부의 두께는 상기 중간 돌출부의 두께와 같거나 두꺼운

센서장치 부착용 탄성부재.
제10항에 있어서,

상기 비드부는 환형 돌출부로 이루어지며, 상기 후단 플랜지부의 주연에 배치되는

센서장치 부착용 탄성부재.
제11항에 있어서,

상기 중간 돌출부는 환형으로 이루어지도록 상기 중공부의 내주면과 외주면 양측으로부터 돌출되는

센서장치 부착용 탄성부재.
센서돌출부를 구비한 센서장치;

관통공을 구비한 센서부착부재; 및

상기 관통공에 상기 센서장치를 부착하기 위한 탄성부재

를 포함하며,

상기 센서장치가 상기 탄성부재를 통해 센서부착부재에 부착되도록 상기 탄성부재는 상기 센서돌출부에 가조립되고, 상기 센서돌출부와 함께 상기 관통공으로 삽입되고,

상기 탄성부재는

상기 센서돌출부에 가조립되기 위한 내주면을 갖는 중공부; 및

후단 플랜지부와 비드부를 갖는 후단부를 포함하며,

상기 후단 플랜지부는 상기 관통공의 일단의 주연부에 록킹되도록 상기 후단부의 외주면으로부터 돌출되고,

상기 비드부는 탄성변형가능하게 이루어지며, 상기 센서장치와 면하는 후단 플랜지부의 일면 및 상기 센서부착부재에 면하는 후단 플랜지부의 타면 중 하나 이상으로부터 돌출되는

센서.
삭제
제13항에 있어서,

상기 탄성부재는

전단 돌출부와 전단 플랜지부를 포함하는 전단부; 및

상기 센서돌출부의 적어도 일부분을 커버하기 위한 중간 돌출부를 구비한 중간부를 더 포함하며,

상기 전단 돌출부는 상기 센서돌출부의 전단측에 배치된 요홈과 결합하도록 상기 중공부의 내주면으로부터 돌출되고,

상기 전단 플랜지부는 상기 관통공의 타단부 주연부에 록킹되도록 상기 전단부의 외주면으로부터 돌출되고,

상기 중간 돌출부는 상기 중간부의 내주면으로부터 돌출되는

센서.
제15항에 있어서,

상기 탄성부재의 중간부는 중간 돌출부와 후단 플랜지부 사이에 배치되는 두 께확장부를 더 포함하며, 상기 두께확장부의 두께는 상기 중간부의 두께보다 큰

센서.
제16항에 있어서,

상기 두께확장부의 두께는 상기 중간 돌출부의 두께와 같거나 큰

센서.