KR100693103B1 - 자동차용 엔진 스피드 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제조 공정을 복잡하게 하는 요소를 배제함으로써 생산 자동화 및 제조 비용 측면에서 매우 유리한 자동차용 엔진 스피드 센서 및 그 제조방법을 개시한다.

본 발명에 따른 자동차용 엔진 스피드 센서는, 전자 소자가 고정되는 돌출단이 구비된 터미널 부재; 상기 터미널 부재를 수용하도록 플라스틱 몰딩에 의해 형성되며, 상기 전자 소자를 위치시키기 위한 홈이 구비된 보빈; 상기 전자 소자가 상기 보빈의 홈에 위치한 다음 상기 터미널 부재의 돌출단에 용접됨으로서 구성된 보빈 어셈블리에 대해 플라스틱으로 오버 몰딩이 이루어져 형성되며, 상기 터미널 부재와 연결되는 커넥터를 구비한 오버 몰드부를 포함한 구성을 갖는다.

엔진 스피드 센서, 터미널, 플라스틱 몰딩, 보빈, 오버 몰딩

Description

자동차용 엔진 스피드 센서 및 그 제조방법 {ENGINE SPEED SENSOR FOR AUTOMOTIVE VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1 : 종래 센서의 구성 부품인 컵을 나타낸 평면도

도 2 : 도 1의 컵에 대한 A-A선 단면도

도 3 : 종래 센서의 구성 부품인 보빈 어셈블리를 나타낸 정면도

도 4 : 도 3의 보빈 어셈블리에 대한 평면도

도 5 : 종래 센서의 제조 공정에서 컵에 보빈 어셈블리가 조립된 상태를 나타내 단면도

도 6 : 도 5의 상태에서 컵의 중공부에 에폭시가 충전된 상태를 나타낸 단면도

도 7 : 도 6의 공정 이후 컵에 오버 몰딩이 된 완성품 상태를 나타낸 외관도

도 8 : 도 7의 B-B선 단면도

도 9 : 본 발명에 따른 센서의 구성 부품인 터미널 부재를 나타낸 정면도

도 10 : 도 9의 터미널 부재에 대한 평면도

도 11 : 도 9의 터미널 부재에 대한 플라스틱 몰딩에 의해 제조된 보빈을 나타낸 평면도

도 12 : 도 11의 C-C선 단면도

도 13 : 도 11의 보빈에 대한 저면도

도 14 : 본 발명에 따른 센서의 보빈 어셈블리를 나타낸 정면도

도 15 : 도 14의 보빈 어셈블리에 대한 평면도

도 16 : 도 14의 보빈 어셈블리에 대한 저면도

도 17 : 도 16의 D-D선 단면상에서 전자 소자가 삽입되는 상태를 나타낸 도면

도 18 : 도 16의 E-E선 단면도

도 19 : 도 17에 대한 우측면도

도 20 : 도 14의 보빈 어셈블리에 대한 오버 몰딩에 의해 센서 어셈블리가 완성된 상태를 나타낸 단면도

도 21 : 도 20의 센서 어셈블리에 대한 외관도

도 22 : 도 21의 F-F선 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 보빈 어셈블리 111 : 터미널

111a,111b : 돌출단 112 : 보빈

112a,112b,112c : 홈 112d : 리브

113,114,115 : 전자 소자 116 : 오버 몰드부

본 발명은 자동차의 엔진 스피드를 감지하는 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기존의 PCB 어셈블리 공정과 에폭시 포팅 공정 없이 보빈의 터미널 상에 전자소자를 직접 전기용접하고 다이렉트 몰딩함으로써 제조되는 자동차용 엔진 스피드 센서 및 그 제조방법에 관한 발명이다.

자동차의 엔진 스피드 센서는 특히 엔진의 크랭크 및 캠의 위치와 차속 정보를 엔진을 제어하는 메인 ECU로 제공하여 최적의 점화시기 및 연료분사 시점을 결정하는 데 기여하는 한편, 자동변속차량에서 주행 조건에 따라 적절한 변속이 이루어지도록 하는 데에도 유용하게 적용되고 있다.

종래의 엔진 스피드 센서와 관련한 기술 내용은 본 발명의 출원인이 특허권자인 대한민국 특허 등록 제347822호 및 제380525호에 "자동차용 기어 투스 센서"라는 명칭으로 상세하게 설명되어 있다.

이하에서는 종래의 엔진 스피드 센서에 대한 구성과 제조방법에 대해 간략하게 살펴본다.

엔진 스피드 센서는 컵(cup)과 이 컵의 내부에 설치되는 보빈 어셈블리(bobbin assembly)를 주요 구성 부품으로 하고 있는데, 이 가운데 도 1은 종래의 컵(10)을 나타내고 있으며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도로서 이를 통해 그 내부가 비어 있는 중공(中空)의 구조임을 알 수 있다. 이와 같이 속이 비어 있는 컵(10)의 내부에는 도 3 및 이의 평면도인 도 4에 도시된 것과 같은 보빈 어셈블리(20)가 설치된다. 즉, 보빈 어셈블리(20)는 보빈(21)과 PCB(인쇄회로기판 : 22) 및 마그네트 홀더(23)의 조립체로서, 보빈(21)에는 수평/수직한 두 종류의 터미널(21a,21b)이 구비되어 있는데, PCB(22)는 수직한 터미널(21b)에 끼워지는 상태로 보빈(21) 위에 조립된다.

도 5는 이와 같이 컵(10)의 내부에 보빈 어셈블리(20)가 조립된 상태를 보여주고 있는데, 특히 보빈(21)에 수평하게 구비된 터미널(21a)은 연결도선(30)에 접속되어 있다. 이렇게 조립된 이후에는, 도 6에 나타난 바와 같이, 컵(10)의 내부에 에폭시수지(40)를 충전 및 열경화시킨다.

이어서, 도 7 및 이의 B-B선 단면도인 도 8에 나타난 바와 같이, 컵(10)의 개구 부위에 대해 오버 몰드부(50)를 사출하여 밀봉시킴과 아울러, 그 외주면에는 부시(61)가 구비된 플랜지(60)를 사출 성형함으로써, 엔진 스피드 센서 제품을 완성한다.

상술한 바와 같이, 종래의 엔진 스피드 센서는, 컵(10)과 보빈 어셈블리(20)를 조립하고, 에폭시 수지(40)를 충전 및 열경화시킨 뒤(에폭시 포팅), 오버 몰드부(50)를 사출(오버 몰딩)하는 일련의 복잡한 공정에 의해 제조가 된다.

이와 같이 종래에는 엔진 스피드 센서의 제조에 복잡한 공정이 요구됨에 따 라, 생산 자동화 및 제조 비용 측면에서 매우 불리한 문제가 아닐 수 없다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 제조 공정을 복잡하게 하는 요소를 배제함으로써 생산 자동화 및 제조 비용 측면에서 매우 유리한 자동차용 엔진 스피드 센서 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 엔진 스피드 센서는, 전자 소자가 고정되는 돌출단이 구비된 터미널 부재; 상기 터미널 부재를 수용하도록 플라스틱 몰딩에 의해 형성되며, 상기 전자 소자를 위치시키기 위한 홈이 구비된 보빈; 상기 전자 소자가 상기 보빈의 홈에 위치한 다음 상기 터미널 부재의 돌출단에 용접됨으로서 구성된 보빈 어셈블리에 대해 플라스틱으로 오버 몰딩이 이루어져 형성되며, 상기 터미널 부재와 연결되는 커넥터를 구비한 오버 몰드부를 포함한 구성을 갖는다. 특히, 상기 보빈에는 오버 몰딩시 상기 오버 몰드부와 함께 용융되어 일체화함으로써 리키지를 방지하게 되는 리브가 형성된 구성이 더 개시될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 자동차용 엔진 스피드 센서의 제조방법은, 전자 소자가 고정되는 돌출단이 구비된 터미널 부재를 제작하는 과정; 상기 터미널 부재에 플라스틱을 몰딩하여 보빈을 형성하되, 상기 전자 소자를 위치시키기 위한 홈이 상기 보빈에 구비되도록 하는 과정; 상기 보빈의 홈에 상기 전자 소자를 위치시킨 상태에서 상기 터미널 부재의 돌출단에 용접하여 보빈 어셈블리를 구성하는 과정; 상기 보빈 어셈블리에 플라스틱을 오버 몰딩하여 오버 몰드부를 형성하되, 상기 오버 몰드부에 상기 터미널 부재와 연결되는 커넥터가 형성되도록 하는 과정을 포함하여 이루어진다. 특히, 상기 보빈의 외주면에 리브를 형성하여, 상기 오버 몰딩시 상기 리브가 상기 오버 몰드부와 함께 용융되어 일체화하도록 함으로써 리키지를 방지할 수 있도록 하는 과정이 더 포함될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 엔진 스피드 센서의 기술적 구성은 엔진 스피드 센서의 제조방법에 대한 설명에 갈음하여 함께 설명하기로 한다.

먼저, 도 9와 도 10은 각각 본 발명에 따른 센서의 구성 부품인 터미널 부재를 나타낸 정면도 및 평면도로서, 본 발명의 센서에 적용되는 터미널 부재를 보여주고 있다. 도면에 나타난 바와 같이, 터미널 부재(111)는 회로 구성을 위한 요소로서, 센서를 구성하는 데에 소요되는 각종 전자 소자(도 17의 113,114,115 참조)를 고정하기 위한 돌출단(111a,111b)들을 구비한 구조로 이루어진다.

이러한 구조의 터미널 부재(111)에 대해 플라스틱(예컨대, 나일론 W6)을 몰딩함으로써, 도 11과 도 12 및 도 13에 도시된 것과 같은 보빈(112)을 형성한다. 특히, 이 보빈(112)에는 상기 터미널 부재(111)의 돌출단(111a,111b)에 고정될 전 자 소자를 위치시키기 위한 홈(112a,112b,112c)들이 형성되도록 한다. 한편, 플라스틱 몰딩시 터미널 부재(111)의 회로 구성을 위하여 필요한 경우에는 터미널 부재(111)의 소정 부위(예컨대, 도 11의 a부와 b부)가 절단되도록 한다.

다음으로, 위와 같이 터미널 부재(111)와 보빈(112)이 구성된 상태에서, 상기 보빈(112)에 마련된 홈(112a,112b,112c)에 도 14 내지 도 19 도시된 바와 같이 전자 소자(113,114,115)들을 삽입하여 터미널 부재(111)에 용접(예컨대, 전기용접)을 함으로써 보빈 어셈블리(110)를 구성한다.

이어서, 보빈 어셈블리(110)에 다시 한 번 플라스틱을 오버 몰딩함으로써, 도 20 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 보빈 어셈블리(110)의 외주면에 오버 몰드부(116)를 형성한다. 이 때, 오버 몰드부(116)의 일측에는 터미널 부재(111)와 연결되는 커넥터(116a)가 형성되도록 하는데, 이 커넥터(116a)는 전자제어장치(ECU)와 같은 상대물의 커넥터(미도시)와 접속되기 위한 것이다.

한편, 오버 몰드부(116)는 터미널 부재(111)에 대한 플라스틱 몰딩에 의해 형성된 보빈(112)과 동일한 플라스틱 재질로 이루어져 있다. 하지만, 이들은 서로 다른 공정에 의해 시간 차이를 두고 형성되기 때문에, 보빈(112)과 오버 몰드부(116)가 서로 융합되지 못하여 시간이 경과함에 따라 그 경계면에서의 수축 팽창이 반복되면서 간극이 발생하게 된다. 이러한 간극은 엔진 스피드 센서가 설치된 엔진실 내부에서 물이나 엔진 오일의 누설 유입 현상(leakage)을 유발하게 되어 센서의 손상을 일으키게 된다. 이에, 본 발명에서는 오버 몰딩을 하기에 앞서, 도 18 또는 도 22에 나타난 바와 같이, 보빈(112)의 외주면에 리브(112d)를 형성하 고 있다. 이 리브(112d)는 날카로운 가시 형태를 이루고 있어서 오버 몰딩시의 사출 온도(약 270∼300℃)에 의해 쉽게 용융이 된다. 따라서, 오버 몰딩시에 이 리브(112d)가 오버 몰드부(116)와 함께 용융이 됨으로써 서로 일체화하게 되며, 이로 인해 이들 사이에 간극을 유발하는 경계면이 형성되지 아니하여 리키지 현상을 방지할 수가 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 엔진 스피드 센서는, 종래의 PCB를 대신하여 터미널(111)과 보빈(112)에 직접 전자 소자(113,114,115)가 전기 용접되어 회로를 구성하게 된다. 특히, 센서의 제조 공정이 두 번의 플라스틱 몰딩 공정(즉, 보빈 형성 공정과 오버 몰드부 형성 공정)과 전자 소자 용접 공정으로 이루어져 있다고 할 수 있는데, 이는 종래에 요구되던 컵과 보빈 어셈블리의 조립 공정, 에폭시 수지의 충전 및 열경화 공정, 그리고 오버 몰드부 사출 공정 등 일련의 복잡한 공정에 비하여 매우 간단한 공정이다. 따라서, 본 발명은 센서의 생산 자동화 및 제조 비용 측면에서 종래에 비해 매우 유리하다고 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 종래에 비해 매우 간소한 공정에 의해 엔진 스피드 센서가 제조되므로, 생산 자동화에 유리하여 생산성이 향상되고, 제조 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 전자 소자가 고정되는 돌출단이 구비된 터미널 부재;

   상기 터미널 부재를 수용하도록 플라스틱 몰딩에 의해 형성되며, 상기 전자 소자를 위치시키기 위한 홈이 구비된 보빈;

   상기 전자 소자가 상기 보빈의 홈에 위치한 다음 상기 터미널 부재의 돌출단에 용접됨으로서 구성된 보빈 어셈블리에 대해 플라스틱으로 오버 몰딩이 이루어져 형성되며, 상기 터미널 부재와 연결되는 커넥터를 구비한 오버 몰드부를 포함한 구성을 갖는 자동차용 엔진 스피드 센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보빈에는 오버 몰딩시 상기 오버 몰드부와 함께 용융되어 일체화함으로써 리키지를 방지하게 되는 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 스피드 센서.
3. 전자 소자가 고정되는 돌출단이 구비된 터미널 부재를 제작하는 과정;

   상기 터미널 부재에 플라스틱을 몰딩하여 보빈을 형성하되, 상기 전자 소자를 위치시키기 위한 홈이 상기 보빈에 구비되도록 하는 과정;

   상기 보빈의 홈에 상기 전자 소자를 위치시킨 상태에서 상기 터미널 부재의 돌출단에 용접하여 보빈 어셈블리를 구성하는 과정;

   상기 보빈 어셈블리에 플라스틱을 오버 몰딩하여 오버 몰드부를 형성하되, 상기 오버 몰드부에 상기 터미널 부재와 연결되는 커넥터가 형성되도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 자동차용 엔진 스피드 센서의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 보빈의 외주면에 리브를 형성하여, 상기 오버 몰딩시 상기 리브가 상기 오버 몰드부와 함께 용융되어 일체화하도록 함으로써 리키지를 방지할 수 있도록 하는 과정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 자동차용 엔진 스피드 센서의 제조방법.

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