KR100648416B1 - 자동차용 온도센서 - Google Patents

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KR100648416B1
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temperature sensor
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박희완
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고려전자주식회사
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Abstract

본 발명은 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도의 변화에 신속한 응답성을 보이는 자동차에 주로 사용되고 있는 중저온용 온도센서를 제공한다.
본 발명의 온도센서는 폐쇄단부(24)를 포함하는 소경부(44)를 갖는 금속제 프로우브형태의 센서동체(20)와 전기적인 절연체인 합성수지제의 콘넥터하우징(22)으로 구성되고, 상기 콘넥터하우징(22)에 각각의 하단접속부(38)(40)를 갖는 단자(42a)(42b)가 고정되며 상기 단자(42b)의 상기 하단접속부(40)가 상기 센서동체(20)에 직접 접속되고, 상기 센서동체(20)의 상기 폐쇄단부(24)측에 상하측에 전극면을 갖는 감온소자인 디스크형의 세라믹소자(46)가 배치된다. 본 발명에 따라서, 상기 세라믹소자(46)의 하측 전극면이 도전성 접착제층(48)을 통하여 상기 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정되어 상기 센서동체(20)에 접지되고, 상기 세라믹소자(46)의 상측 전극면이 상하부에 접속면(54)(56)을 갖는 접속디스크(50)의 상기 상부 접속면(54)을 통하여 상기 단자(42a)의 상기 하단접속부(38)에 접속된다.
온도센서, 감온소자, 세라믹소자, 접속디스크.

Description

자동차용 온도센서 {TEMPERATURE SENSOR FOR AUTOMOBILE}
도 1은 종래기술의 자동차용 온도센서를 보인 단면도.
도 2는 도 1의 점선원 A의 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 온도센서를 보인 것으로 엔진냉각수의 온도를 검출하기 위한 용도로 사용되는 자동차용 온도센서의 단면도.
도 4는 본 발명 자동차용 온도센서의 구성을 상세히 설명하기 위하여 보인 분해단면도.
도 5는 본 발명 자동차용 온도센서의 사용상태 단면도.
도 6은 도 3의 점선원 B의 확대도.
도 7은 본 발명 자동차용 온도센서의 감온소자인 세라믹소자에 대한 전기적인 연결이 이루어질 수 있도록 하는 인쇄회로기판 형태의 연결소자를 보인 것으로, (a)는 연결소자의 평면도, (b)는 단면도, (c)는 저면도.
도 8은 도 3의 점선원 C의 확대도.
도 9는 본 발명의 응답성이 종래기술의 응답성에 비하여 크게 개선된 것을 설명하는 것으로, 온도가 20℃에서 80℃로 급상승시에 본 발명과 종래기술의 응답성을 비교하여 보인 그래프.
도 10은 온도가 80℃에서 20℃로 급하강시에 본 발명과 종래기술의 응답성을 비교하여 보인 그래프.
도 11은 본 발명 자동차용 온도센서의 제2 실시형태를 보인 것으로, 도 3의 점선원 B의 확대도를 보인 도 6과 유사한 단면도.
도 12는 본 발명의 제2실시형태를 보인 것으로, 도 3의 점선원 C의 확대도를 보인 도 8과 유사한 단면도.
도 13은 본 발명 자동차용 온도센서의 제3 실시형태를 보인 단면도.
도 14는 도 13에서 보인 실시형태의 사용상태도.
도 15는 본 발명의 원리를 적용하여 변속기오일의 온도를 검출하기 위한 용도로 사용되는 본 발명 자동차용 온도센서의 제1 변형실시형태를 보인 단면도.
도 16은 도 15에서 보인 제1 변형실시형태의 사용상태도.
도 17는 도 15에서 보인 실시형태의 다른 실시형태를 보인 것으로, 본 발명 자동차용 온도센서의 제2 변형실시형태를 보인 단면도.
도 18은 도 17에서 보인 제2 변형실시형태의 사용상태도.
도면의 주요부분에 대한 부호설명
20... 센서동체 22... 콘넥터하우징
24... 폐쇄단부 38, 40... 하단접속부
42a, 42b... 단자 44... 소경부
46... 세라믹소자 48... 접착제층
50... 접속디스크 54, 56... 접속면
본 발명은 자동차용 온도센서에 관한 것으로, 특히 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도를 검출하는 중저온용으로서 온도변화에 신속한 응답성을 보이는 자동차용 온도센서에 관한 것이다.
통상적으로, 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도를 검출하여 이들 온도의 변화를 전자제어기(ECU)의 제어데이터로 이용할 수 있도록 하는 자동차용 온도센서는 중저온용(최대사용온도 150~170℃)의 감온소자로서 세라믹소자를 사용하고 있다.
예를 들어, 도 1과 도 2는 종래기술의 전형적인 자동차용 온도센서의 한 예를 보이고 있다. 이러한 종래기술의 자동차용 온도센서는 엔진냉각수의 온도를 검출하기 위한 한 예의 온도센서를 보인 것으로, 이 온도센서는 프로우브형태의 센서동체(1)와 콘넥터하우징(2)으로 구성된다. 센서동체(1)는 상기 언급된 바와 같이 프로우브의 형태로서 폐쇄단부(3)에 의하여 하단부가 폐쇄되는 원통형의 내부공간(4)를 가지며 상부에 방사상 플랜지(5)가 형성되고 이로부터 상측으로 콘넥터수용부(6)가 형성되어 있다. 그리고 센서동체(1)의 중간외면에는 나선부(7)가 형성되어 있다. 이러한 나선부(7)는 예를 들어 온도변화의 검출이 요구되는 엔진의 냉각자켓의 벽에 형성된 나선공에 결합되어 센서가 엔진냉각수의 온도변화를 검출할 수 있도록 한다.
콘넥터하우징(2)은 그 하측부가 센서동체(1)의 콘넥터수용부(6)내에 삽입되 고 이 콘넥터수용부(6)의 상부주연을 컬링처리하여 센서동체(1)에 고정되는 것이다. 이 콘넥터하우징(2)은 플라스틱물질로 사출되어 구성되고 콘넥터하우징(2)의 하측에 롯드부(8)가 일체로 형성되어 있다. 이러한 콘넥터하우징(2)이 사출성형되기 전에, 감온소자인 세라믹소자(9)에 두 리드선(10a)(10b)의 하단이 납접되며 이들 리드선(10a)(10b)은 콘넥터하우징(2)의 상측에 배치될 두 단자(11a)(11b)에 연결되고 세라믹소자(9)는 에폭시 또는 글라스 몰딩물(12)내에 매입된다. 콘넥터하우징(2)이 사출성형될 때 세라믹소자(9)는 콘넥터하우징(2)의 하측에서 연장되는 롯드부(8)의 단부부근내에 배치되고 두 리드선(10a)(10b)이 롯드부(8)의 내부를 통하여 콘넥터하우징(2)의 상측에 배치되는 두 단자(11a)(11b)에 연결되는 구성을 갖추게 된다.
이와 같은 콘넥터하우징(2)은 그 롯드부(8)가 센서동체(1)의 내부공간(4)으로 삽입되며 콘넥터하우징(2)이 그 하측부와 콘넥터수용부(6) 사이에 O-링(13)의 개재하에 콘넥터하우징(2)의 하측부가 센서동체(1)의 콘넥터수용부(6)내에 삽입되고 이 콘넥터수용부(6)의 상부주연을 컬링처리하여 센서동체(1)에 고정되는 것이다. 따라서, 감온소자인 세라믹소자(9)는 센서동체(1)의 내부공간(4)에서 폐쇄단부(3)에 근접하여 배치된다.
이와 같은 온도센서가 예를 들어 엔진냉각수의 온도변화를 검출하기 위하여 사용되는 경우, 세라믹소자(9)는 프로우브형태인 센서동체(1)에서 그 하단의 폐쇄단부(3)에 근접한 위치에서 엔진냉각수의 온도를 검출한다. 이러한 세라믹소자(9)는 엔진냉각수로부터 센서동체(1)의 폐쇄단부(3)와 그 주위의 부분, 롯드부(8)의 부분 및 몰딩물(12)을 통하여 전달되는 열의 온도를 검출할 것이다. 이와 같은 감온소자인 세라믹소자(9)는 온도의 변화에 신속히 응답할 수 있는 응답성을 갖는 것이 좋다. 상기 언급된 종래기술에서 보인 세라믹소자의 크기는 통상 1.0 x 1.0 x 0.5 mm 의 크기를 갖는다.
그밖에, 본원 출원인 명의의 특허 제254860호 및 실용신안등록 제248772호는 본 발명에 대한 종래기술의 예로써 참조될 수 있을 것이다.
센서의 응답성을 향상시키기 위하여 다양한 시도가 있었다. 예를 들어, 그 한 예로서, 센서동체의 가공부에 다수의 요철부분을 형성하여 외부온도변화에 따른 열교환면적을 증가시키는 것이 있다. 또한, 세라믹소자가 매입되는 몰딩물을 통하여 신속한 열교환이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 몰딩물에 무기질 재료를 혼합하여 몰딩물의 열전달성을 높이도록 한 것이 있다. 그리고, 세라믹소자가 매입될 수 있도록 에폭시 또는 글라스소재를 이용하는 몰딩물의 표면에 요철부를 형성하여 열교환면적을 넓히고자 한 것도 있다. 또한, 세라믹소자는 이를 가급적 소형화함으로서 온도상승에 쉽게 적응할 수 있도록 하고 있다. 다른 방식으로, 세라믹소자와 단자를 연결하는 리드선을 통한 열손실을 최소화하기 위하여 굵기가 가는 리드선을 사용하거나 열전달을 줄일 수 있는 리드선의 재료를 선택하는 방식도 있다.
감온소자인 세라믹소자를 소형화함에 있어서, 세라믹소자의 크기를 너무 작게 하면 온도상승시에 세라믹소자의 빠른 온도적응력에 의하여 응답성이 향상되나 온도하강시에는 세라믹소자를 통한 통전시에 발생하는 자체발열을 외부로 발산시키는 자체의 열교환면적이 너무 작아 열발산능력의 저하로 하강하는 온도를 쉽게 따 라가지 못하여 온도하강시의 응답성이 나빠진다.
본 발명의 목적은 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도를 검출하는 중저온용으로서 온도변화에 신속한 응답성을 보이는 자동차용 온도센서를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 온도상승에 따른 온도변화와 온도하강에 따른 온도변화 모두에 대하여 온도센서의 응답성이 향상될 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 온도센서를 구성하는 감온소자로서 온도변화의 검출을 위한 수열(受熱) 및 방열(放熱)기능을 갖는 세라믹소자와 이에 결합되는 프로우브부분의 기본구조를 표준화하여 다양한 용도에 따른 적용설계를 용이하게 하고 생산성을 높이며 품질의 향상을 도모하는데 있다.
이를 위하여, 본 발명에 있어서는 폐쇄단부를 포함하는 소경부를 갖는 금속제 프로우브형태의 센서동체와 전기적인 절연체인 합성수지제의 콘넥터하우징으로 구성되고, 상기 콘넥터하우징에 각각의 하단접속부를 갖는 단자가 고정되며 상기 단자의 상기 하단접속부가 상기 센서동체에 직접 접속되고, 상기 센서동체의 상기 폐쇄단부측에 상하측에 전극면을 갖는 감온소자인 디스크형의 세라믹소자가 배치되는 자동차용 온도센서를 제공한다. 본 발명에 따라서, 상기 세라믹소자의 하측 전극면이 도전성 접착제층을 통하여 상기 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정되어 상기 센서동체에 접지되고, 상기 세라믹소자의 상측 전극면이 상하부에 접속면을 갖는 접속디스크의 상기 상부 접속면을 통하여 상기 단자의 상기 하단접속부에 접속된다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 실시형태
도 3 - 도 5는 본 발명 자동차용 온도센서의 제1 실시형태를 단면으로 보인 것이다.
본 발명의 온도센서는, 특히, 도 4에서 보인 바와 같이, 도전성의 금속제인 프로우브형태의 센서동체(20)와 전기적인 절연체인 합성수지제의 콘넥터하우징(22)으로 구성된다. 센서동체(20)는 폐쇄단부(24)에 의하여 하단부가 폐쇄되는 원통형의 내부공간(26)를 가지며 상부에 방사상 플랜지(28)가 형성되고 이로부터 상측으로 콘넥터수용부(30)가 형성되어 있다. 센서동체(20)의 중간외면에는 나선부(32)가 형성되어 있다. 이러한 나선부(32)는 예를 들어 온도변화의 검출이 요구되는 엔진의 냉각자켓의 벽(34)에 형성된 나선공(36)에 결합되어 온도센서가 엔진냉각수의 온도변화를 검출할 수 있도록 한다(도 5).
콘넥터하우징(22)에는 각각의 하단접속부(38)(40)가 하측으로 노출된 단자(42a)(42b)가 고정되어 있다. 이들 단자(42a)(42b)는 자동차에 탑재된 전자제어기(ECU)(도시하지 않았음)에 연결된다. 예를 들어 "+" 단자인 단자(42a)의 하단접속부(38)는 화살촉 모양으로 콘넥터하우징(22)의 하측으로 연장되고 "-" 단자인 단자(42b)의 하단접속부(40)는 링형으로 콘넥터하우징(22)의 하측에 밀착되어 있다.
금속제의 센서동체(20)는 그 하측부에 폐쇄단부(24)를 포함하는 소경부(44)를 갖는다.
본 발명에 따라서, 이러한 센서동체(20)에는 그 내부공간(26)을 통하여 소경부(44)의 폐쇄단부(24)측으로 감온소자인 세라믹소자(46)가 배치된다. 상하전극면을 갖는 통상적인 디스크형의 세라믹소자(46)는 그 하측 전극면이 폐쇄단부(24)측으로 향하고 이에 도전성 접착제층(48)을 통하여 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정된다.
감온소자인 세라믹소자(46)가 폐쇄단부(24)에 접착되기 전에 이러한 세라믹소자(46)는 그 상측의 전극면이 접속디스크(50)에 크림 솔더로 납접되거나 도전성 접착제로 접착된다. 도 6과 도 7에서 보인 바와 같이, 접속디스크(50)는 중앙에 통공(52)을 갖는 회로기판형태의 절연체로 구성되고 접속디스크(50)의 상부면과 하부면에는 통공(52)을 통하여 전기적으로 연결되게 인쇄회로형태의 접속면(54)(56)이 형성되어 있다. 이러한 접속디스크(50)의 하부 접속면(56)에 세라믹소자(46)의 상측 전극면이 접착고정된다. 이와 같이 접속디스크(50)의 하측에 접착된 상태로 세라믹소자(46)의 하측 전극면이 도전성 접착제층(48)을 통하여 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정되는 것이다.
세라믹소자(46)가 하측에 접착된 접속디스크(50)는 센서동체(20)의 소경부(44)내에 안착된 상태에서 세라믹소자(46)가 폐쇄단부(24)에 접착됨으로서 감온소자인 세라믹소자(46)의 하측 전극면이 센서동체(20)에 전기적으로 연결된다.
이와 같이, 세라믹소자(46)가 하측에 접착된 접속디스크(50)를 센서동체(20)의 소경부(44)내에 안착시킨 상태에서 세라믹소자(46)가 폐쇄단부(24)에 접착되게 한 다음에, 센서동체(20)의 내부공간(26)내에는 외경이 내부공간(26)의 내경 보다 약간 작은 절연튜브(58)가 삽입되고 이러한 절연튜브(58)의 내부에서 접속디스크(50)의 상부 접속면(54)에는 그 상측으로 코일스프링형태로서 도전성의 금속제 스프링(60)이 삽입된다. 여기에서, 절연튜브(58)의 하단부는 소경부(44)의 상측에 놓이고 상단부는 센서동체(20)의 콘넥터수용부(30)의 저면에 놓인다. 한편 스프링(60)은 이후 상세히 설명되는 바와 같이 압축된 상태에서 그 하단부가 접속디스크(50)의 상부 접속면(54)에 전기적으로 접속되고 그 상단부가 단자(42a)의 하단접속부(38)에 전기적으로 접속된다.
이와 같이, 센서동체(20)의 내부공간(26)을 통하여 세라믹소자(46)가 폐쇄단부(24)에 접착되고 절연튜브(58)와 스프링(60)이 삽입된 상태에서, 센서동체(20)의 콘넥터수용부(30)에 콘넥터하우징(22)의 하측부를 O-링(62)의 개재하에 삽입하고 코넥터수용부(30)의 상부주연을 컬링처리하여 센서동체(20)를 고정한다.
이때에, 콘넥터하우징(22)에 고정된 "+" 단자(42a)의 화살촉 모양의 하단접속부(38)는 절연튜브(56)의 상측내부에 삽입되어 스프링(60)의 상단부에 접속되고 동시에 이 스프링(60)을 압축한다. 따라서, "+" 단자(42a)는 스프링(60)과 접속디스크(50)를 통하여 감온소자인 세라믹소자(46)의 상부 전극면에 전기적으로 연결된다. 한편, 콘넥터하우징(22)에 고정된 "-" 단자(42b)의 링형 하단접속부(40)는 도시된 바와 같이 "+" 단자(42a)의 하단접속부(38)를 둘러싸고 있는 배치상태에서 내부공간(26)의 상부측 둘레인 콘넥터수용부(30)의 저면에 접속되므로서 센서동체(20)에 전기적으로 연결된다. "-" 단자(42b)의 링형 하단접속부(40)는 접속상태를 양호하게 하기 위하여 도정성인 금속제 웨이브와샤(64)를 통하여 센서동체(20)에 접속되는 것이 좋다.
이와 같이 구성된 본 발명 온도센서는 도 5에서 보인 바와 같이 온도변화의 검출이 요구되는 엔진의 냉각자켓의 벽(34)에 형성된 나선공(36)에 결합되어 센서가 엔진냉각수의 온도변화를 검출할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명 온도센서의 특징은 감온소자인 세라믹소자(46)가 그 하부 접속면(56)이 센서동체(20)의 최하단부인 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정되는 것이다. 이러한 세라믹소자(46)를 통한 전기적인 회로는 "+" 단자(42a), 스프링(60), 세라믹소자(46)의 상부 접속면(54), 세라믹소자(46)의 하부 접속면(56), 센서동체(20)(폐쇄단부 24)와, "-" 단자(42b)로 이루어진다.
이와 같이 함으로서, 감온소자인 세라믹소자(46)의 접지측인 하부 접속면(56)을 센서동체(20)의 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정함으로서 "-" 단자(42b)에 연결하기 위한 리드선을 필요로 하지 않는다. 종래 이러한 리드선은 단절가능성이 하나의 문제가 되었던 점을 감안할 때, 본 발명은 이러한 리드선을 생략 또는 제거함으로서 구조적으로 안정된 구성을 갖출 수 있다.
또한, 감온소자인 세라믹소자(46)를 센서동체(20)에서 그 최하단부인 폐쇄단부(24)에 접착고정함으로서, 세라믹소자(46)가 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도를 검출하기 위한 온도변화에 신속한 응답성을 보이고 온도상승에 따른 온도변화와 온도하강에 따른 온도변화 모두에 대하여 온도센서의 응답성이 향상될 수 있다.
도 9는 예를 들어 온도센서가 엔진의 냉각자켓의 냉각수온도를 검출하기 위 한 시험장치에 설치하여 냉각수의 온도를 20℃에서 80℃로 급상승시켰을 때 본 발명의 온도센서와 종래기술의 온도센서가 반응하는 응답성을 비교하여 보인 그래프이다. 도 9에서, 본 발명 온도센서의 시간에 따른 저항변화는 종래기술에 비하여 적어도 3배 이상 빠른 속도로 응답함을 보이고 있다. 이로써 본 발명의 응답성이 종래기술의 응답성에 비하여 크게 개선되었음이 확인되었다.
도 10은 냉각수온도가 80℃에서 20℃로 급하강시에 본 발명과 종래기술의 응답성을 비교하여 보인 그래프이다. 이 경우에 있어서도 본 발명 온도센서의 응답성은 종래기술에 비하여 크게 개선되었음이 확인되고 잇다.
이와 같은 본 발명의 온도센서는 온도센서를 구성하는 감온소자로서 온도변화의 검출을 위한 수열 및 방열기능을 갖는 세라믹소자와 이에 결합되는 프로우브부분의 기본구조를 표준화하여 다양한 용도에 따른 적용설계를 용이하게 하고 생산성을 높이며 품질의 향상을 도모할 수 있도록 한다.
제2 실시형태
도 11과 도 12는 본 발명 자동차용 온도센서의 제2 실시형태를 보인 것으로, 도 11은 도 3의 점선원 B의 확대도를 보인 도 6과 유사한 단면도이고, 도 12는 도 3의 점선원 C의 확개도를 보인 도 8과 유사한 단면도이다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시형태는 세라믹소자(46)가 접착고정된 접속디스크(50)와 "+" 단자(42a) 사이의 전기적인 접속이 확고하게 이루어질 수 있도록 한 것으로, 스프링(60)의 하단부 코일이 접속디스크(50)의 상부 접속면(54)에 납접(66)으로 고정되고(도 11), 스프링(60)의 상단부 코일이 "+" 단자(42a)의 하단접속 부(38)에 납접(68)으로 고정된 것을 제외하고는 상기 언급된 제1 실시형태와 동일하다.
이와 같은 본 발명의 제2 실시형태는 상기 언급된 바와 같이 세라믹소자(46)가 접착고정된 접속디스크(50)와 "+" 단자(42a) 사이의 전기적인 접속이 확고하게 이루어질 수 있도록 하여 본 발명 온도센서가 사용되는 환경에서 안정되게 작동될 수 있도록 한다.
도 13과 도 14는 본 발명 자동차용 온도센서의 제3 실시형태를 보인 것이다. 이와 같은 본 발명의 제3실시형태를 설명하기에 앞서 상기 언급된 선행실시형태, 즉, 제1 및 제2 실시형태의 온도센서가 사용될 때 대두될 수 있는 문제점을 검토한다.
본 발명의 선행실시형태의 경우, 감온소자인 세라믹소자(46)는 센서동체(20)의 폐쇄단부(24)에 직접 접착되어 센서동체(20)에 접지된 상태로 사용된다. 이와 같이, 세라믹소자(46)의 하부 전극면이 센서동체(20)에 접지된 상태에서 센서동체(20)를 통해 "-" 단자(42b)에 연결된 리드선을 통하여 전자제어기(ECU)에 연결되는 한편, 센서동체(20)는 냉각자켓의 벽(34)을 통하여 자동차의 전기장치의 접지부와 연결되는 상태가 된다. 통상적으로 전자제어기의 작동전압 5 볼트이고 자동차 전기장치는 12 볼트이다. 이들 전자제어기 또는 자동차 전기장치가 동일한 접지부를 사용하고 있어 접지상태는 문제가 없으나 전기적인 잡음 등의 우려할 수는 있다.
이와 같은 점을 감안하여, 본 발명의 제2 실시형태에 있어서는 센서동체(20)가 센서동체(20)는 냉각자켓의 벽(34)에 대하여 전기적으로 접속되는 것을 차단할 수 있도록 하였다.
본 발명의 제2 실시형태를 보인 도 13과 도 14에서, 프로우브형태의 센서동체(20)는 제1실시형태에 비하여 외경이 작아진 것을 제외하고는 전체 온도센서의 구성은 동일하다. 본 발명에 따라서, 이 제2실시형태에는 합성수지 재질의 절연커버(70)가 사용된다. 이 절연커버(70)는 상부플랜지(72)를 갖는 원통형의 형태이고 원통형 절연커버(70)의 내부에는 센서동체(20)의 나선부(32)에 결합되는 내부나선(74)이 형성되어 있고 외부에는 냉각자켓의 벽(34)의 나선공(36)에 결합되는 외부나선(76)이 형성되어 있다.
이러한 절연커버(70)는 그 상부플랜지(72)와 센서동체(20)의 방사상 플랜지사이에 가스킷(78)의 개재하에 센서동체(20)에 결합된다. 따라서 이러한 센서동체(20)를 냉각자켓의 벽(34)에 형성된 나선공(36)에 결합하였을 때 절연커버(70)는 냉각자켓의 벽(34)에 대한 절연이 이루어질 것이다.
제1 변형실시형태
도 15 및 도 16의 제1 변형실시형태와 이후 상세히 설명되는 도 17 및 도 18의 제2 변형실시형태는 감온소자인 세라믹소자가 센서동체의 최하단부를 구성하는 폐쇄단부에 직접 접착고정된다는 관점에서 본 발명의 범주에 속하는 것으로 설명된다.
도 15 및 도 16의 제1 변형실시형태는 예를 들어 변속기오일의 온도변화를 검출하기 위하여 변속기오일내에 완전히 잠긴 상태에서 사용되는 구조를 보이고 있다.
도 15에서, 본 발명에 따른 제1 변형실시형태의 센서동체(20')는 상부개방형의 원통체로 구성되며 하측에 폐쇄단부(24')를 포함하는 소경부(44')를 가지며 이 소경부(44')와 센서동체(20')사이에는 환상턱(80')이 형성되어 있다. 이러한 소경부(44')에는 감온소자인 세라믹소자(46')의 상부 전극면이 접속디스크(50')의 하측에 접착고정된 상태에서 세라믹소자(46')와 접속디스크(50')가 삽입배치되고 세라믹소자(46')의 하부전극면이 도전성 접착제로 폐쇄단부에 고정접착된다.
센서동체(20')의 내부에는 환상턱(80')의 상측으로 내부공간(26')을 갖는 합성수지 재질의 콘넥터하우징(22')이 삽입된다. 이 콘넥터하우징(22')에는 내부공간(26')의 상측으로 연장된 화살촉 모양의 하단접속부(38')를 갖는 예를 들어 "+"의 단자(42a')와 콘넥터하우징(22')의 저면측에 밀착되는 링형의 하단접속부(40')를 갖는 예를 들어 "-"의 단자(42b')가 고정되어 있다. 이들 단자(42a')(42b')는 각각의 리드선(82a')(82b')을 통하여 자동차에 탑재된 전자제어기(ECU)(도시하지 않았음)에 연결된다.
한편, 콘넥터하우징(22')의 내부공간(26')에는 절연튜브(58')가 삽입되고 이 절연튜브(58')의 배부에는 코일스프링 형태의 스프링(60')이 삽입된다. "+" 단자(42a')의 하단접속부(38')는 스프링(60')을 통하여 접속디스크(50')에 접속되어 세라믹소자(46')의 상부 전극면에 전기적으로 연결되고, "-" 단자(42b')의 링형 하단접속부(40')는 웨이브와샤(64')를 통하여 센서동체(20')의 내부에서 환상턱(80')에 접속된다.
콘넥터하우징(22')의 상부에서 단자(42a')(42b')와 리드선(82a')(82b')은 고 무패킹(84')에 의하여 센서동체(20')내에서 밀봉된다.
이러한 제1 변형실시형태의 온도센서는 도 16에서 보인 바와 같이 변속기하우징(86')의 내부에서 변속기오일내에 설치되어 사용될 수 있도록 변속기하우징(86')의 한 부분인 변속기하우징부분(88')에 착설된다.
이를 위하여, 변속기하우징부분(88')에 클램프(90')를 통하여 센서동체(20')가 고정되어 이 센서동체(20') 자체가 변속기오일내에 완전히 잠긴 상태에서 사용될 수 있다. 그리고 리드선(82a')(82b')은 변속기하우징(86')에 대하여 외부로부터 결합된 연결구(92')를 통하여 전자제어기(도시하지 않았음)에 연결된다.
제2 변형실시형태
상기 제1 변형실시형태에서, 감온소자인 세라믹소자(46')의 상부 전극면이 접속디스크(50')의 하측에 접착고정된 상태에서 세라믹소자(46')와 접속디스크(50')가 센서동체(20')의 소경부(44')내에 삽입배치되고 세라믹소자(46')가 폐쇄단부(24')에 직접 접착됨으로서 센서동체(20')에 접지되는 결과를 가져온다. 따라서, 센서동체(20')는 자동차 전기장치의 접지부에 접지된다. 본 발명의 제2 변형실시형태에서는 본 발명의 제2 실시형태에서 언급된 바와 같은 이유에서 센서동체(20')가 변속기하우징(86')에 대하여 전기적으로 접속되는 것을 차단할 수 있도록 하였다.
이를 위하여, 센서동체(20')의 외면에 원통형의 절연커버(70')가 결합되고 이를 통하여 변속기하우징부분(88')에 클램프(90')에 결합고정됨으로서 센서동체(20')가 변속기하우징(86')에 대하여 절연될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 변형실시형태는 상기 언급된 바와 같이 절연커버(70') 가 사용되는 것을 제외하고는 그 구조와 작용효과가 제1 변형실시형태와 동일하다.
이와 같이 본 발명은 감온소자인 세라믹소자를 가는 리드선을 사용하지 않고 세라믹소자의 일측 전극면을 프로우브 형태인 도전성 금속제의 센서동체에서 최하단의 폐쇄단부에 직접 접착하여 접지되게 하고 타측 전극면을 접속디스크의 접속면을 통하여 단자측에 전기적으로 연결될 수 있도록 함으로서, 자동차의 엔진냉각수온도, 변속기오일온도 또는 엔진흡입공기온도의 변화에 신속한 응답성을 보이도록 하고, 온도상승 및 온도하강에 따른 온도변화 모두에 대하여 응답성이 향상될 수 있도록 하며, 감온소자로서 온도변화의 검출을 위한 수열 및 방열기능을 갖는 세라믹소자와 이에 결합되는 프로우브부분의 기본구조를 표준화하여 다양한 용도에 따른 적용설계를 용이하게 하고 생산성을 높이며 품질의 향상을 도모할 수 있도록 한 자동차용 온도센서를 제공한다.

Claims (1)

  1. 폐쇄단부(24)를 포함하는 소경부(44)를 갖는 금속제 프로우브형태의 센서동체(20)와 전기적인 절연체인 합성수지제의 콘넥터하우징(22)으로 구성되고, 상기 콘넥터하우징(22)에 각각의 하단접속부(38)(40)를 갖는 단자(42a)(42b)가 고정되며 상기 단자(42b)의 상기 하단접속부(40)가 상기 센서동체(20)에 직접 접속되고, 상기 센서동체(20)의 상기 폐쇄단부(24)측에 상하측에 전극면을 갖는 감온소자인 디스크형의 세라믹소자(46)가 배치되는 것에 있어서, 상기 세라믹소자(46)의 하측 전극면이 도전성 접착제층(48)을 통하여 상기 폐쇄단부(24)에 직접 접착고정되어 상기 센서동체(20)에 접지되고, 상기 세라믹소자(46)의 상측 전극면이 상하부에 접속면(54)(56)을 갖는 접속디스크(50)의 상기 상부 접속면(54)을 통하여 상기 단자(42a)의 상기 하단접속부(38)에 접속됨을 특징으로 하는 자동차용 온도센서.
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