KR100965802B1

KR100965802B1 - 대칭적으로 제공된 센서칩 및 압력도입통로를 구비한차압센서

Info

Publication number: KR100965802B1
Application number: KR1020070065715A
Authority: KR
Inventors: 마사토 우에노
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2010-06-24
Also published as: FR2903185B1; DE102007029356B4; KR20080001673A; US7516667B2; JP4940786B2; DE102007029356A1; US20080000302A1; JP2008008762A; FR2903185A1

Abstract

차압센서는 케이스, 제1 및 제2압력센싱소자, 제1 및 제2압력도입통로, 및 차압결정소자를 포함한다. 상기 제1 및 제2압력센싱소자는 제1 및 제2압력을 각각 센싱한다. 상기 제1 및 제2압력도입통로는 제1 및 제2압력을 제1 및 제2압력센싱소자에 각각 도입하기 위하여 제공된다. 상기 차압결정소자는 제1 및 제2압력센싱소자에 의해 센싱되는 제1 및 제2압력 간의 차이로서의 차압을 결정하도록 작동한다. 상기 제1 및 제2압력센싱소자는 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 배치된다. 상기 제1 및 제2압력도입통로도 동일한 형상 및 크기를 가지며, 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 위치된다.

차압센서, 제1 및 제2압력센싱소자, 제1 및 제2압력도입통로, 매개물

Description

대칭적으로 제공된 센서칩 및 압력도입통로를 구비한 차압센서{DIFFERENTIAL PRESSURE SENSOR HAVING SYMMETRICALLY-PROVIDED SENSOR CHIPS AND PRESSURE INTRODUCTION PASSAGES}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차압센서를 나타낸 것으로, 차압센서 케이스의 커버부가 생략된 평면도.

도2는 차압센서의 종단면도.

도3은 차압센서에서 센서칩의 대칭적인 배치를 나타낸 평면도.

도4는 차압센싱소자의 케이스에서 첨가물의 대칭적인 분포를 나타낸 평면도.

도5는 차압센서의 등가회로를 나타낸 도면.

도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차압센서를 나타낸 것으로, 차압센서 케이스의 커버부가 생략된 평면도.

도7은 본 발명의 제3실시예에 따른 차압센서의 종단면도.

도8은 본 발명의 제4실시예에 따른 차압센서의 종단면도.

도9는 본 발명의 제5실시예에 따른 차압센서의 종단면도.

도10은 본 발명의 제6실시예에 따른 차압센서의 종단면도.

도11은 종래기술에 따른 차압센서의 종단면도.

도12는 종래기술에 따른 차압센서의 평면도.

도13은 종래기술에 따른 차압센서의 저면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 케이스 20: 제1센서칩

30: 제2센서칩 40: 제1압력도입 개구부

50: 제2압력도입 개구부 60: 반도체 회로칩

본 발명은 압력센서에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차압센서가 주위 온도에 관계없이 높은 정확성을 확보할 수 있도록 센서칩과 압력도입통로가 대칭적으로 제공되는 차압센서에 관한 것이다.

일반적으로, 한 쌍의 센서칩과 회로칩을 포함하는 차압센서 타입은 알려져 있다.

상기 센서칩의 각각은 센서칩에 가해지는 압력의 작용으로 전기신호를 출력한다. 상기 회로칩은 센서칩으로부터 출력된 전기신호에 기초해서 센서칩에 가해지는 압력 사이의 차이인 차압을 결정한다. 또한, 상기 회로칩은 결정된 차압을 나타내는 전기신호를 출력한다. 예를 들어, 이러한 타입의 압력센서는 일본 특허공개 H5-248979호에 나타나 있다.

또한, 이와 같은 타입의 차압센서의 구조도 도11 내지 도13에 나타낸 바와 같이 공지되어 있다.

구체적으로, 도11에 나타낸 바와 같이, 차압센서(S8)는 케이스(81), 한 쌍의 센서칩(82, 83), IC칩(84), 커패시터(85), 및 세라믹기판(86)을 포함한다. 모든 센서칩(82, 83), IC칩(84), 및 커패시터(86)는 기판(86)에 장착되고, 기판(86)과 함께 케이스(81)에 수용된다. 상기 케이스(81)는 그 내부에 형성된 한 쌍의 압력도입통로(87, 88)를 갖고, 상기 압력도입통로(87, 88)를 통해 압력이 외부 환경으로부터 센서칩(82, 83)에 각각 도입된다.

그러나, 도12에 나타낸 바와 같이, 차압센서(S8)에서, 상기 압력도입통로(87, 88)는 케이스(81)에서 비대칭적으로 형성된다. 또한, 도13에 나타낸 바와 같이, 상기 센서칩(82, 83), IC칩(84), 및 커패시터(85)도 기판(86)에 비대칭적으로 배치된다.

따라서, 실제의 이용에 있어서, 차압센서(S8)의 높은 정확성(정밀성)을 확보하기에는 어려운 문제점이 있다.

구체적으로, 차압센서(S8)에서, 상기 케이스(81) 및 기판(86)과 같이 다른 재료로 이루어진 구성요소는 선팽창계수가 다르다. 그러므로, 주위 온도(사용되는 환경의 온도)에 따라 열응력이 차압센서(S8)에 발생될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같은 비대칭으로 인하여, 상기 압력도입통로(87, 88)를 통해 센서칩(82, 83)에 전달되는 열응력은 서로 다르다. 따라서, 상기 IC칩(84)에 의한 차압의 결정에서, 상 기 열응력은 서로 완전히 상쇄되지 않을 수 있어서, 센싱에 있어 에러를 발생시킨다. 또한, 상기 센싱의 에러로 인하여, 차압센서(S8)의 리니어 특성은 보장될 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 전술한 문제점을 고려하여, 본 발명은 주위 온도(사용되는 환경의 온도)에 관계없이 차압센서의 높은 정확성을 보장하는 향상된 구조를 갖는 차압센서를 제공한다.

본 발명에 따르면, 차압센서는 케이스, 제1 및 제2압력센싱소자, 제1 및 제2압력도입통로, 및 차압결정소자를 포함한다.

상기 제1 및 제2압력센싱소자는 케이스에 수용된다. 상기 제1압력센싱소자는 제1압력을 센싱하도록 작동하며 상기 센싱된 제1압력을 나타내는 제1전기신호를 출력한다. 상기 제2압력센싱소자는 제2압력을 센싱하도록 작동하며 상기 센싱된 제2압력을 나타내는 제2전기신호를 출력한다.

상기 제1 및 제2압력도입통로는 제1 및 제2압력을 제1 및 제2압력센싱소자에 각각 도입하기 위하여 상기 케이스에 제공된다.

상기 차압결정소자는 제1 및 제2압력센싱소자로부터 출력되는 제1 및 제2전기신호에 기초해서 제1 및 제2압력 간의 차이인 차압을 결정하도록 작동한다. 또 한, 상기 차압결정소자는 상기 결정된 차압을 나타내는 전기신호를 출력하도록 작동한다.

또한, 상기 차압센서에서, 상기 제1 및 제2압력센싱소자는 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 배치된다. 상기 제1 및 제2압력도입통로도 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 위치된다.

이와 같은 구성에 따라, 상기 제1압력센싱소자와 제1압력도입통로 간의 위치 관계는 제2압력센싱소자와 제2압력도입통로 간의 위치 관계와 같다.

따라서, 상기 차압센서의 작동 동안, 상기 케이스에서 발생되며 상기 제1압력도입통로를 통해 제1압력센싱소자에 전달되는 열응력은 상기 케이스에서 발생되며 상기 제2압력도입통로를 통해 제2압력센싱소자에 전달되는 열응력과 같게 된다. 이에 따라, 상기 차압결정소자에 의한 차압의 결정에서, 상기 열응력은 서로 상쇄될 수 있고, 이에 의하여 상기 결정된 차압을 제1 및 제2압력 간의 차이와 일치되게 한다.

따라서, 본 발명에 따른 차압센서는 주위 온도에 관계없이 차압을 정확하게 결정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차압센서에서, 상기 제1 및 제2압력도입통로를 분리하기 위하여 상기 케이스에 분리벽이 제공될 수 있고; 상기 제1 및 제2압력센싱소자가 기준에 대하여 대칭적으로 배치되며 상기 제1 및 제2압력도입통로가 기준에 대하여 대칭적으로 위치되게 하는 기준은 분리벽으로 이루어질 수 있다.

또한, 이 경우, 상기 분리벽의 적어도 일부는 케이스보다 열전도가 높은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 차압센서에서, 상기 기준은 케이스의 가상의 중심 라인으로 이루어질 수 있어서, 상기 중심 라인을 따라 본 경우에 상기 제1 및 제2압력센싱소자와 제1 및 제2압력도입통로가 중심 라인에 대하여 대칭되는 지점에 각각 있다.

본 발명에 따른 차압센서에서, 상기 제1 및 제2압력도입통로의 각각은 원형 단면부를 갖는 것이 바람직하고; 상기 제1 및 제2압력도입통로의 원형 단면부는 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 기준에 대하여 대칭적으로 위치되는 것이 바람직하고; 상기 제1 및 제2압력센싱소자는 제1 및 제2압력도입통로의 원형 단면부와 동축으로 각각 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차압센서에서, 상기 차압결정소자는 케이스에 수용될 수 있다. 이러한 상황에서, 상기 차압결정소자는 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차압센서에서, 상기 케이스는 수지 및 첨가물로 이루어질 수 있다. 상기 첨가물은 케이스에서 기준에 대하여 대략 대칭적으로 분포되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차압센서는 상기 제1 및 제2압력센싱소자에 제1 및 제2압력을 각각 전달하기 위하여 상기 제1 및 제2압력도입통로에 충전되는 제1 및 제2압력전달 매개물을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물은 동 일한 형상 및 크기를 가지며 상기 기준에 대하여 대칭되도록 형성된다. 또한, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물은 동일한 겔 같은 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차압센서는 상기 제1 및 제2압력센싱소자에 기준압력을 각각 도입하기 위하여 상기 케이스에 제공되는 제3 및 제4압력도입통로를 더 포함할 수 있고; 상기 케이스는 서로 대향되는 제1 및 제2단면을 가질 수 있고; 상기 제1 및 제2압력도입통로는 케이스의 제1단면을 통해 형성되며, 상기 제3 및 제4압력도입통로는 케이스의 제2단면을 통해 형성될 수 있고; 상기 제1압력센싱소자는 기준압력에 대한 제1관련압력으로서의 제1압력을 센싱하도록 이루어지며 상기 제2압력센싱소자는 기준압력에 대한 제2관련압력으로서의 제2압력을 센싱하도록 이루어질 수 있고; 상기 차압결정소자는 제1 및 제2관련압력 간의 차이로서의 차압을 결정하도록 이루어질 수 있다.

또한, 이 경우, 상기 차압센서는 상기 제1 및 제2압력센싱소자에 기준압력을 각각 전달하며 상기 제1 및 제2압력도입통로로부터 각각 흡열하기 위하여 상기 제3 및 제4압력도입통로에 충전되는 제3 및 제4압력전달 매개물을 더 포함할 수 있고; 상기 제3압력전달 매개물은 제4압력전달 매개물보다 다량의 겔 같은 재료로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.

한편, 상기 차압센서는 상기 제1압력센싱소자에 기준압력을 전달하며 상기 제1압력센싱소자로부터 흡열하기 위하여 제3 및 제4압력도입통로 중 제3압력도입통로에만 충전되는 압력전달 매개물을 더 포함할 수 있다.

전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하 여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

[제1실시예]

도1 및 도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차압센서(S1)를 나타낸다.

차압센서(S1)는 차량용 디젤엔진의 배기파이프에 배치된 매연여과장치(DPF; Disel Particulate Filter)에 의해 발생되는 압력손실을 검출하는데 이용된다. 구체적으로, 본 실시예에서, 상기 차압센서(S1)는 DPF의 상류 및 하류측에서의 배기가스 간의 압력차를 센싱하는데 이용된다.

도2에 나타낸 바와 같이, 상기 차압센서(S1)는 케이스(10), 제1센서칩(제1압력센싱소자)(20), 제2센서칩(제2압력센싱소자)(30), 제1압력도입 개구부(제1압력도입통로)(40), 제2압력도입 개구부(제2압력도입통로)(50), 및 반도체 회로칩(차압결정소자)(60)을 포함한다.

상기 케이스(10)는 그 내부에 제1센서칩(20), 제2센서칩(30), 및 회로칩(60)을 수용하기 위하여 제공된다. 상기 케이스(10)는 폴리부틸렌 테레프타레이트(PBT; polybutylene terephthalate)나 폴리페닐렌 설파이드(PPS; polyphenylene sulfide) 같은 수지로 이루어지고, 유리충전재 같은 첨가물이 첨가된다. 즉, 상기 케이스는 수지 및 첨가물로 이루어질 수 있다. 상기 케이스(10)는 전체적으로 편평한 형상이다. 상기 케이스(10)는 본체부(11)와 커버부(12)를 포함한다.

도2에 나타낸 바와 같이, 상기 본체부(11)는 상면(제1단면)(11a)과 하면(제2단면)(11b)을 갖고, 상기 상면(11a)과 하면(11b)은 대략 서로에 대하여 평행하다. 또한, 상기 본체부(11)에, 상기 본체부(11)의 상면(11a)에서 개구하는 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)가 형성되고, 도1에 나타낸 바와 같이 상기 본체부(11)의 길이방향 축 C1-C1에 정렬된다. 한편, 상기 본체부(11)의 하면(11b)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)과 회로칩(60)이 수용되는 오목부(13)가 형성된다. 또한, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 각각은 오목부(13)와 연통하여, 상기 본체부(11)의 두께방향으로 본체부(11)를 관통한다.

상기 커버부(12)는 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)를 커버하고, 상기 본체부(11)와 커버부(12) 사이에 제1포트(12a) 및 제2포트(12b)가 형성된다. 상기 제1 및 제2포트(12a, 12b)는 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)와 각각 연통한다.

상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 각각은 센서칩에 가해지는 압력의 작용으로 전기신호를 출력하도록 구성된다. 본 실시예에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 각각은 반도체 센서칩으로 구성되고, 상기 반도체 센서칩은, 예를 들면 실리콘으로 이루어지는 반도체 기판 및 상기 기판에 형성되는 다이아프램을 포함한다. 구체적으로, 도1 및 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1센서칩(20)은 오목부(13)의 개구부와 대향하는 직사각형의 편평면(20a) 및 제1압력도입 개구부(40)와 대향하는 직사각형의 오목면(20b)을 갖는다. 상기 편평면(20a)과 오목면(20b)은 함께 제1센서칩(20)에 다이아프램(21)을 형성한다. 유사하게, 상기 제2센서칩(30)은 오목부(13)의 개구부와 대향하는 직사각형의 편평면(30a) 및 제2압력도입 개구부(50)와 대향하는 직사각형의 오목면(30b)을 갖는다. 상기 편평면(30a)과 오목면(30b)은 함께 제2센서칩(30)에 다이아프램(31)을 형성한다.

본 실시예에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 동일한 형상과 크기로 형성된다.

도3에 나타낸 바와 같이, 상기 다이아프램(21)의 내부에 브리지회로를 함께 구성하는 4개의 압전저항(piezoresistor)(21a 내지 21d)이 형성된다. 상기 제1센서칩(20)의 편평면(20a)과 오목면(20b)에 제1압력(A)과 기준압력(C)이 각각 가해지는 경우, 상기 다이아프램(21)은 변형(비틀림)될 것이고, 이에 의하여 다이아프램(21)의 내부에 형성된 브리지회로를 통해 제1압력(A)과 기준압력(C) 간의 차이를 나타내는 전기신호를 생성한다. 유사하게, 상기 다이아프램(31)의 내부에 브리지회로를 함께 구성하는 4개의 압전저항(31a 내지 31d)이 형성된다. 상기 제2센서칩(30)의 편평면(30a)과 오목면(30b)에 제2압력(B)과 기준압력(C)이 각각 가해지는 경우, 상기 다이아프램(31)은 변형(비틀림)될 것이고, 이에 의하여 다이아프램(31)의 내부에 형성된 브리지회로를 통해 제2압력(B)과 기준압력(C) 간의 차이를 나타내는 전기신호를 생성한다.

또한, 도2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 케이스(10)의 본체부(11)의 오목부(13) 내에 배치되고, 시트(22, 32)를 통해 오목부(13)의 바닥면에 각각 장착된다. 상기 시트(22, 32)는, 예를 들어 유리로 이루어지고, 상기 시트(22, 32)의 내부에 관통홀(22a, 32a)이 각각 형성되고, 상기 관통홀(22a, 32a)은 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)와 각각 연통한다. 또한, 본 실시예에서, 상기 시트(22, 32)는 동일한 형상 및 크기로 이루어진다.

또한, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은, 예를 들어 양극접합(anodic joining)에 의해 시트(22, 32)에 각각 접합된다. 한편, 상기 시트(22, 32)는 실리콘성분의 접착제(23, 33)에 의해 케이스(10)의 본체부(11)에 각각 접합된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 케이스(10)에 견고하게 고정된다.

상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 DPF의 상류 및 하류측에서의 배기가스의 압력을 제1 및 제2센서칩(20, 30)에 각각 도입하기 위하여 제공된다. 이후, 상기 DPF의 상류 및 하류측에서의 배기가스의 압력은 제1압력(A) 및 제2압력(B)으로 각각 나타낸다.

상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 분리벽(14)에 의해 분리되고, 상기 분리벽(14)은 평평한 벽두께를 가지며 케이스(10)의 본체부(11)에 형성된다. 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 동일한 형상 및 크기로 형성된다. 여기에서, 형상이란 단면 형상과 평면 형상을 포함하는 모든 종류의 형상을 커버하는 의미이다.

상기 제1압력도입 개구부(40)는 오목부(13)측의 원형 단면부(41) 및 상면(11a)측의 직사각형 단면부(42)를 포함한다. 상기 원형 단면부(41)의 직경은 직사각형 단면부(42)의 길이와 폭보다 모두 작다. 유사하게, 상기 제2압력도입 개구부(50)는 오목부(13)측의 원형 단면부(51) 및 상면(11a)측의 직사각형 단면부(52)를 포함한다. 상기 원형 단면부(51)의 직경은 직사각형 단면부(52)의 길이와 폭보다 모두 작다.

또한, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)로 각각 충전된다. 상기 제1압력전달 매개물(71)은 제1센서칩(20)의 오 목면(20b)을 점유하기 위하여 시트(22)의 관통홀(22a)을 충전한다. 유사하게, 상기 제2압력전달 매개물(72)은 제2센서칩(30)의 오목면(30b)을 점유하기 위하여 시트(32)의 관통홀(32a)을 충전한다. 또한, 본 실시예에서, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 동일한 양의 겔 같은 재료로 형성되어, 동일한 형상 및 크기로 이루어진다.

상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 제1 및 제2포트(12a, 12b)에서 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 오목면(20b, 30b)으로 제1 및 제2압력(A, B)을 각각 전달하기 위하여 제공된다. 또한, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 제1 및 제2센서칩(20, 30)과 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)를 부식성이 있는 습기 및 배기가스로부터 보호하기 위하여 제공된다.

상기 반도체 회로칩(60)은 제1 및 제2센서칩(20, 30)으로부터 출력된 전기신호가 입력되고, 이러한 입력된 전기신호에 기초해서 센서칩(20, 30)에 의해 센싱된 압력 간의 차이인 차압을 결정하고, 이와 같이 결정된 차압을 나타내는 전기신호를 출력하도록 구성된다.

상기 회로칩(60)은 케이스(10)의 본체부(11)의 오목부(13) 내에서 제1 및 제2센서칩(20, 30) 사이에 배치되고, 오목부(13)의 바닥면에 접착제(61)로 고정된다. 또한, 도1 내지 도3에 나타낸 바와 같이, 상기 회로칩(60)은 금, 알루미늄 등으로 이루어진 본딩와이어(62)를 통해 제1 및 제2센서칩(20, 30) 양쪽에 전기적으로 접속된다.

또한, 도시하지는 않았지만, 상기 회로칩(60)과 외부장치나 회로 간에 전기 접속을 하기 위하여 상기 케이스(10)의 본체부(11)에 커넥터가 더 제공된다. 구체적으로, 상기 커넥터는 회로칩(60)에 전기적으로 접속되는 단자를 포함하고, 상기 회로칩(60)은 단자를 통해, 예를 들어 차량의 엔진 ECU로부터 신호를 입력받고, 엔진의 ECU에 신호를 출력한다.

한편, 상기 케이스(10)의 본체부(11)의 오목부(13)에 겔 같은 재료로 이루어진 제3압력전달 매개물(73)이 충전된다. 상기 제3압력전달 매개물(73)은 제1 및 제2센서칩(20, 30), 회로칩(60), 및 본딩와이어(62)를 포함해서 오목부(13)에 배치된 모든 부재를 완전히 밀봉하고, 이에 의하여 상기 구성요소를 전술한 문제점으로부터 보호한다. 또한, 상기 제3압력전달 매개물(73)은 대기에 노출되어, 상기 제3압력전달 매개물(73)은 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 편평면(20a, 30a)에 각각 대기압을 전달할 수 있다. 이후, 상기 대기압은 기준압력(C)으로 나타낸다.

또한, 상기 압력전달 매개물(71, 72, 73)은, 예를 들어 플루오르 겔, 실리콘 겔, 또는 플루오르실리콘 겔 등으로 이루어질 수 있다. 특히, 상기 차압센서(S1)가 본 실시예에서와 같이 배기가스의 압력차를 센싱하는데 이용되는 경우, 내산성이 강한 플루오르 겔을 이용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)과 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 대칭적인 평면 레이아웃을 갖는다. 여기에서, 평면 레이아웃이란 케이스(10)의 본체부(11)의 두께방향을 따라 본 경우에 차압센서(S1)의 구성요소의 레이아웃을 의미한다.

구체적으로, 도1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 전술한 바와 같이 동일한 형상 및 크기를 갖고, 케이스(10)의 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다. 다시 말해서, 본 실시예에서, 상기 케이스(10)의 분리벽(14)은 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 대칭을 위한 기준이 된다. 또한, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 전술한 바와 같이 동일한 형상 및 크기를 갖고, 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 원형 단면부(41, 51)와 동축으로 각각 배치된다. 따라서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)도 케이스(10)의 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다.

또한, 본 실시예에서, 상기 반도체 회로칩(60)은 직사각형 플레이트 형상을 갖고, 상기 케이스(10)에서 분리벽(14) 상에 비스듬하게 배치된다. 따라서, 상기 회로칩(60)도 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다. 또한, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)이 각각 안착하는 시트(22, 32)도 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다.

도4에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 케이스(10)에 포함된 첨가물(15)은 섬유 형상을 갖고, 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 분포된다. 또한, 이와 같은 첨가물(15)의 대칭적인 분포는 사출성형에서의 게이트를 분리벽(14)과 정렬 또는 일직선으로 되게 위치시키고 도4의 화살표로 나타낸 바와 같이 게이트의 방향을 맞춰서, 수지 사출성형으로 케이스(10)를 제조함으로써 달성될 수 있다. 이와 같이 게이트의 위치 및 방향을 맞추게 되면, 수지는 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 흐르게 되고, 이에 따라 상기 첨가물(15)은 수지 흐름을 따라 대칭적으로 분포된다.

이후, 상기 차압센서(S1)의 모든 구성에 대한 설명과 더불어, 그 작동을 설명한다.

우선, 도2에 나타낸 바와 같이, 제1압력(A)은 제1포트(12a)를 통해 제1압력도입 개구부(40)에 도입되고, 제2압력(B)은 제2포트(12b)를 통해 제2압력도입 개구부(50)에 도입된다.

이어서, 제1센서칩(20)은 제1압력전달 매개물(71)을 통해 제1압력(A)을 제1센서칩의 오목면(20b)에 수용하고, 또 제1센서칩(20)은 제3압력전달 매개물(73)을 통해 기준압력(C)을 제1센서칩의 편평면(20a)에 수용한다.

이에 따라, 이론적인 관점에서, 상기 제1센서칩(20)은 제1압력(A)과 기준압력(C) 간의 차이를 센싱하고, 상기 제1센서칩으로부터 회로칩(60)으로 출력된 전기신호는 압력차이(A-C)를 나타낸다. 그러나, 실제적인 이용에서, 배기가스의 온도는 항상 매우 높고, 이에 따라 차압센서(S1)의 구성요소 간의 선팽창계수가 다르기 때문에 열응력이 차압센서(S1)에 발생된다. 그리고, 상기 제1센서칩(20)도 케이스(10)의 시트(22)를 통해 전달된 열응력(H1) 및 제1압력전달 매개물(71)을 통해 전달된 열응력(G1)을 제1센서칩의 오목면(20b)에 수용한다. 따라서, 상기 제1센서칩(20)은 A + H1 + G1 - C와 같은 압력차(X)를 실제로 센싱하고, 이에 따라 상기 제1센서칩으로부터 회로칩(60)에 출력되는 전기신호는 압력차(X)를 나타낸다.

유사하게, 제2센서칩(30)은 제2압력전달 매개물(72)을 통해 제2압력(B)을 제2센서칩의 오목면(30b)에 수용하고, 또 제2센서칩(30)은 제3압력전달 매개물(73)을 통해 기준압력(C)을 제2센서칩의 편평면(30a)에 수용한다. 또한, 실제적인 이용에 서, 상기 제2센서칩(30)도 케이스(10)의 시트(32)를 통해 전달된 열응력(H2) 및 제2압력전달 매개물(72)을 통해 전달된 열응력(G2)을 제2센서칩의 오목면(30b)에 수용한다. 따라서, 상기 제2센서칩(30)은 B + H2 + G2 - C와 같은 압력차(Y)를 실제로 센싱하고, 이에 따라 상기 제2센서칩으로부터 회로칩(60)에 출력되는 전기신호는 압력차(Y)를 나타낸다.

그리고, 도5에 나타낸 바와 같이, 상기 회로칩(60)은 제1 및 제2센서칩(20, 30)으로부터 받은 전기신호에 기초해서 차압(Z)을 결정하고, 이와 같이 결정된 차압(Z)을 나타내는 전기신호를 엔진 ECU에 출력한다.

상기 차압(Z)은 X - Y, 즉 (A + H1 + G1 - C) - (B + H2 + G2 - C)와 같다. 그러나, 전술한 바와 같이 차압센서(S1)의 구성요소의 동일한 구성 및 대칭적인 배치로 인하여, 상기 열응력(H1, H2)은 서로 상쇄될 수 있고, 상기 열응력(G1, G2)은 서로 상쇄될 수 있다. 따라서, 상기 차압(Z)은 A - B와 같게 된다.

본 발명에 따른 차압센서(S1)는 다음과 같은 특징을 갖는다.

상기 차압센서(S1)에서, 전술한 바와 같이 상기 케이스(10)의 본체부(11)에 형성된 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 동일한 형상 및 크기를 갖고 케이스(10)의 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다. 또한, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 동일한 형상 및 크기를 갖고 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 또한, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 동일한 형상 및 크기를 갖고 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 또한, 상기 제1 및 제2시트(22, 32)도 동일한 형상 및 크기를 갖고 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다.

따라서, 상기 제1센서칩(20)과 제1압력도입 개구부(40) 사이의 위치 관계는 상기 제2센서칩(30)과 제2압력도입 개구부(50) 사이의 위치 관계와 같다.

그리고, 상기 차압센서(S1)의 작동 동안, 제1압력전달 매개물(71)과 시트(22)를 통해 제1센서칩(20)에 전달되는 열응력(H1, G1)은 제2압력전달 매개물(72)과 시트(32)를 통해 제2센서칩(30)에 전달되는 열응력(H2, G2)과 각각 같다. 그 결과, 상기 회로칩(60)에 의해 결정된 차압(Z)은 A - B와 같게 된다.

따라서, 상기 차압센서(S1)는 PDF의 상류 및 하류측으로부터 도입되는 배기가스의 온도에 관계없이 압력차(A-B)를 정확하게 결정할 수 있다.

또한, 상기 차압센서(S1)에서, 상기 반도체 회로칩(60)은 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 상기 첨가물(15)은 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 분포된다. 이러한 대칭적인 배치 및 분포는 차압센서(S1)의 정확성을 더 향상시킨다.

또한, 상기 차압센서(S1)에서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 원형 단면부(41, 51)를 각각 구비하도록 구성된다.

이러한 구성에 따라, 상기 차압센서(S1)를 제조하는데 있어서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 센서칩의 축을 원형 단면부(41, 51)의 축과 각각 정렬시킴으로써 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭되도록 용이하게 배치될 수 있다.

[제2실시예]

도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 차압센서(S2)를 나타낸 도면이다.

이러한 차압센서(S2)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)과 제1 및 제2압력 도입 개구부(40, 50)은 제1실시예에 따른 차압센서(S1)와 같은 형상과 크기를 갖는다.

그러나, 제1실시예의 차압센서(S1)와 달리, 제2실시예의 차압센서(S2)에서 상기 케이스(10)의 분리벽(14)은 편평하지 않다. 구체적으로, 본 실시예에서, 도6에 나타낸 바와 같이, 상기 분리벽(14)은 중앙부(14b) 및 상기 중앙부(14b)의 반대측에 형성된 한 쌍의 측부(14c, 14d)를 포함한다. 상기 측부(14c, 14d)는 동일한 형상 및 크기를 가지며 서로 평행하다. 상기 중앙부(14b)와 측부(14c, 14d)는 연결되지만, 상기 중앙부(14b)는 측부(14c, 14d)와 평행하지는 않다. 그러므로, 상기 케이스(10)의 두께방향으로 연장하는 케이스(10)의 가상의 중심 라인(14a)을 따라 본 경우, 상기 중앙부(14b)는 측부(14c, 14d) 사이에서 비스듬하게 연장된다.

이러한 차압센서(S2)에서, 상기 케이스(10)의 중심 라인(14a)을 따라 본 경우에 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)이 중심 라인(14a)에 대하여 대칭되는 지점에 있도록, 상기 케이스(10)에서 제1 및 제2센서칩(20, 30)이 배치된다. 따라서, 상기 제1센서칩(20)의 축으로부터 중심 라인(14a)까지의 거리(L1)와 상기 제2센서칩(30)의 축으로부터 중심 라인(14a)까지의 거리(L2)는 같다.

또한, 상기 중심 라인(14a)을 따라 본 경우에 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)가 중심 라인(14a)에 대하여 대칭되는 지점에 있도록 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)가 배치된다. 그러나, 본 실시예에서, 상기 제1센서칩(20)의 축은 제1압력도입 개구부(40)의 원형 단면부(41)의 축과 일치하지 않는다. 또, 상기 제2센서칩(30)의 축은 제2압력도입 개구부(50)의 원형 단면부(51)의 축과 일치 하지 않는다.

상기 대칭적인 배치와 관련하여, 본 실시예의 차압센서(S2)에서, 상기 제1센서칩(20)과 제1압력도입 개구부(40) 사이의 위치 관계는 상기 제2센서칩(30)과 제2압력도입 개구부(50) 사이의 위치 관계와 같다.

따라서, 제1실시예의 차압센서(S1)와 같이, 본 실시예의 차압센서(S2)도 PDF의 상류 및 하류측으로부터 도입되는 배기가스의 온도에 관계없이 압력차(A-B)를 정확하게 결정할 수 있다.

또한, 본 실시예의 차압센서(S2)에서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 원형 단면부(41, 51)는 케이스(10)의 본체부(11)의 길이방향으로 반드시 정렬될 필요는 없고, 이에 의하여 본 실시예에서의 상기 본체부(11)는 제1실시예의 차압센서(S1)보다 더 작은 길이를 가질 수 있다.

[제3실시예]

도7은 본 발명의 제3실시예에 따른 차압센서(S3)를 나타낸 도면이고, 본 실시예의 차압센서(S3)는 제1실시예에 따른 차압센서(S1)의 구조와 유사하다. 따라서, 차압센서(S1, S3) 간의 차이에 대해서만 다음에 설명한다.

전술한 바와 같이 제1실시예의 차압센서(S1)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 압력차((A-C), (B-C))를 센싱하도록 각각 구성된다. 다시 말해서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 차압센싱소자로 작동한다.

이러한 바를 본 실시예와 비교해 보면, 본 실시예의 차압센서(S3)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 제1 및 제2압력(A, B)을 직접 센싱하도록 각각 구성된 다. 다시 말해서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 완전히 압력센싱소자로 작동한다.

구체적으로, 도7에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 차압센서(S3)에서, 상기 케이스(10)의 본체부(11)는 케이스의 상면(11a)에 형성된 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)를 구비하지만, 상기 케이스(10)의 하면(11b)에 형성되는 오목부를 갖지 않는다. 또한, 각각의 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 본체부(11)의 두께방향으로 케이스(10)의 본체부(11)를 관통하지 않고, 이에 따라 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)가 오목한 형상을 갖는다. 또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 각각의 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 본체부(11)의 두께방향에 수직한 직사각형 단면을 갖는다.

상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 시트(22, 32)와 접착제(23, 33)를 통해 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 바닥면에 각각 장착된다. 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 편평면(20a, 30a)은 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)로 각각 커버되고, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 오목면(20b, 30b)은 시트(22, 32)의 상면과 함께 각각 진공(진공 상태)을 형성한다. 또한, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)에 제1 및 제2압력(A, B)을 전달하기 위하여 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)에 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)이 각각 충전된다. 따라서, 이러한 구성에 따라, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 제1 및 제2압력(A, B)을 직접 센싱하여, 상기 센싱된 압력(A, B)을 나타내는 전기신호를 각각 출력할 수 있다.

또한, 도7에 나타내지는 않았지만, 차압센서(S3)도 제1 및 제2센서칩(20, 30)에서 출력된 전기신호에 기초해서 압력차(A-B)를 결정하여 상기 압력차(A-B)를 나타내는 전기신호를 엔진 ECU로 출력하는 반도체 회로칩(60)을 포함한다.

또한, 차압센서(S3)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 동일한 형상 및 크기를 갖고, 상기 케이스(10)에서 케이스(10)의 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 또, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)도 동일한 형상 및 크기를 갖고, 상기 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다.

따라서, 제1실시예의 차압센서(S1)와 같이, 본 실시예의 차압센서(S3)도 PDF의 상류 및 하류측으로부터 도입되는 배기가스의 온도에 관계없이 압력차(A-B)를 정확하게 결정할 수 있다.

[제4실시예]

도8은 본 발명의 제4실시예에 따른 차압센서(S4)를 나타낸 도면이고, 본 실시예의 차압센서(S4)는 제1실시예에 따른 차압센서(S1)의 구조와 유사하다. 따라서, 차압센서(S1, S4) 간의 차이에 대해서만 다음에 설명한다.

전술한 바와 같이 제1실시예의 차압센서(S1)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 압력차((A-C), (B-C))를 센싱하도록 각각 구성된다.

이러한 바를 본 실시예와 비교해 보면, 본 실시예의 차압센서(S4)에서, 상기 제1센서칩(20)은 압력차(A-B)을 센싱하도록 구성되고, 상기 제2센서칩(30)은 기준압력의 제1 및 제2값 간의 차이를 센싱하도록 구성된다.

구체적으로, 도8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 차압센서(S4)에서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50) 모두는 본체부(11)의 두께방향으로 케이스(10) 의 본체부(11)를 관통하도록 형성된다.

상기 제1압력도입 개구부(40)는 본체부(11)의 상면(11a)으로부터 하면(11b)까지 본체부(11)의 두께방향으로 순차적으로 위치되는 상부(43), 중앙부(44), 및 하부(45)를 포함한다. 상기 상부(43)와 하부(45)의 각각은 본체부(11)의 두께방향에 수직한 직사각형 단면을 갖고, 상기 중앙부(44)는 본체부(11)의 두께방향에 수직한 원형 단면을 갖는다. 상기 중앙부(44)의 직경은 상부(43)와 하부(45)의 길이 및 폭 모두보다 작다. 유사하게, 상기 제2압력도입 개구부(50)는 본체부(11)의 상면(11a)으로부터 하면(11b)까지 본체부(11)의 두께방향으로 순차적으로 위치되는 상부(53), 중앙부(54), 및 하부(55)를 포함한다. 상기 상부(53)와 하부(55)의 각각은 본체부(11)의 두께방향에 수직한 직사각형 단면을 갖고, 상기 중앙부(54)는 본체부(11)의 두께방향에 수직한 원형 단면을 갖는다. 상기 중앙부(54)의 직경은 상부(53)와 하부(55)의 길이 및 폭 모두보다 작다.

상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 시트(22, 32)와 접착제(23, 33)를 통해 제1압력도입 개구부(40)의 상부(43)와 중앙부(44) 사이 및 제2압력도입 개구부(50)의 상부(53)와 중앙부(54) 사이에 형성되는 쇼울더(46, 56)에 각각 장착되고, 이에 의하여 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 내측을 상측부분과 하측부분으로 분할한다.

또한, 상기 제1압력도입 개구부(40)의 내측의 상측 및 하측부분은 압력전달 매개물(71a, 71b)로 각각 충전된다. 유사하게, 상기 제2압력도입 개구부(50)의 내측의 상측 및 하측부분은 압력전달 매개물(72a, 72b)로 각각 충전된다. 또한, 본 실시예에서, 모든 압력전달 매개물(71a, 71b, 72a, 72b)은 겔 같은 재료로 동일하게 이루어진다.

이러한 구성과 관련하여, 실제적인 이용에 있어서, 상기 제1센서칩(20)은 압력전달 매개물(71a)을 통해 전달되는 제1압력(A), 시트(22)를 통해 전달되는 열응력(H1'), 및 압력전달 매개물(71a)을 통해 전달되는 열응력(G1')을 제1센서칩의 편평면(20a)에 수용한다. 또, 상기 제1센서칩(20)도 압력전달 매개물(71b)을 통해 전달되는 제2압력(B)을 제1센서칩의 오목면(20b)에 수용한다. 이어서, 상기 제1센서칩(20)은 A - B + H1' + G1'와 같은 압력차(X')를 실제로 센싱하고, 상기 압력차(X')를 나타내는 전기신호를 출력한다. 한편, 상기 제2센서칩(30)은 압력전달 매개물(72a)을 통해 전달되는 기준압력(C), 시트(32)를 통해 전달되는 열응력(H2'), 및 압력전달 매개물(72a)을 통해 전달되는 열응력(G2')을 제2센서칩의 편평면(30a)에 수용한다. 또, 상기 제2센서칩(30)도 압력전달 매개물(72b)을 통해 전달되는 기준압력(C)을 제2센서칩의 오목면(30b)에 수용한다. 이어서, 상기 제2센서칩(30)은 H2' + G2'와 같은 압력차(Y')를 실제로 센싱하고, 상기 압력차(Y')를 나타내는 전기신호를 출력한다.

또한, 도8에 나타내지는 않았지만, 차압센서(S4)도 제1 및 제2센서칩(20, 30)에서 출력된 전기신호에 기초해서 차압(Z')을 결정하여 상기 차압(Z')을 나타내는 전기신호를 엔진 ECU로 출력하는 반도체 회로칩(60)을 포함한다. 상기 차압(Z')은 X' - Y', 즉 A - B + H1' + G1' - H2' - G2'과 같다.

또한, 차압센서(S4)에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 동일한 형상 및 크기를 갖고, 상기 케이스(10)에서 케이스(10)의 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 또, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)도 동일한 형상 및 크기를 갖고, 상기 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치된다. 또한, 상기 압력전달 매개물(71a, 72a)은 동일한 형상 및 크기를 갖고, 상기 케이스(10)에서 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 배치된다.

전술한 차압센서(S4)의 구성요소의 동일한 구성 및 대칭적인 배치에 따라, 상기 열응력(H1', H2')은 서로 상쇄될 수 있고, 상기 열응력(G1', G2')은 서로 상쇄될 수 있다. 따라서, 상기 차압(Z')은 A - B와 같게 된다.

따라서, 제1실시예의 차압센서(S1)와 같이, 본 실시예의 차압센서(S4)도 PDF의 상류 및 하류측으로부터 도입되는 배기가스의 온도에 관계없이 압력차(A-B)를 정확하게 결정할 수 있다.

[제5실시예]

도9는 본 발명의 제5실시예에 따른 차압센서(S5)를 나타낸 도면이고, 본 실시예의 차압센서(S5)는 제1실시예에 따른 차압센서(S1)의 구조와 유사하다. 따라서, 차압센서(S1, S5) 간의 차이에 대해서만 다음에 설명한다.

제1실시예의 차압센서(S1)에서, 상기 분리벽(14) 전체는 케이스(10)의 본체부(11)와 같은 수지로 이루어진다.

이러한 바를 본 실시예와 비교해 보면, 본 실시예의 차압센서(S5)에서, 상기 분리벽(14)은 수지 및 금속으로 이루어진다.

구체적으로, 도9에 나타낸 바와 같이, 차압센서(S5)에서, 상기 분리벽(14)은 두 부분의 형태로 이루어진다. 상기 제1부분(14e)은 열전도가 높은 금속으로 이루어지고, 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 직사각형 단면부(42, 52)를 분리한다. 또, 상기 제2부분(14f)은 케이스(10)의 본체부(11)와 같은 수지로 이루어지고, 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 원형 단면부(41, 51)를 분리한다.

실제적인 이용에 있어서, DPF의 상류 및 하류측의 배기가스 간의 온도 차이에 따라 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 내측 간에 온도차가 있을 수 있고, 배기 파이프로부터 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)로 방사되는 열 간에 차이가 있을 수 있다.

이러한 온도차는, 제1압력(A)과 제2압력(B) 간의 실제적인 차이가 0(제로)인 경우에도, 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 내측 간에 압력차를 발생시킬 수 있다. 상기 압력차는 제1 및 제2압력(A, B) 사이의 차이로 오해할 수 있어서, 센싱 에러를 발생시킨다.

그러나, 본 실시예의 차압센서(S5)에서, 상기 분리벽(14)의 제1부분(14e)은 열전도가 높기 때문에, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50) 간에 열이 용이하게 전달될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 내측 간의 온도차는 최소화될 수 있고, 이에 따라 온도 차이에 의해 발생되는 센싱 에러를 최소화할 수 있다.

[제6실시예]

도10은 본 발명의 제6실시예에 따른 차압센서(S6)를 나타낸 도면이고, 본 실시예의 차압센서(S6)는 제1실시예에 따른 차압센서(S1)의 구조와 유사하다. 따라 서, 차압센서(S1, S6) 간의 차이에 대해서만 다음에 설명한다.

제1실시예에 따른 차압센서(S1)와 달리, 본 실시예의 차압센서(S6)의 분리벽(14)은, 도10에 나타낸 바와 같이 케이스(10)의 본체부(11)의 하면(11b)에 형성된 오목부(13)를 두 부분, 즉 제1센서칩(20)측의 제1부분(13a) 및 제2센서칩(30)측의 제2부분(13b)으로 분리한다. 상기 제1 및 제2부분(13a, 13b)은 각각 차압센서(S6)의 제3 및 제4압력도입 개구부를 구성한다.

상기 제3압력도입 개구부(제3압력도입통로)(13a)는 제3압력전달 매개물(74)로 충전되고, 제4압력도입 개구부(제4압력도입통로)(13b)는 제4압력전달 매개물(75)로 충전된다. 상기 제3 및 제4압력전달 매개물(74, 75)은 제1실시예의 차압센서(S1)의 압력전달 매개물(73)과 동일한 겔 같은 재료로 이루어진다. 상기 제3 및 제4압력전달 매개물(74, 75)은 기준압력(C)을 제1 및 제2센서칩(20, 30)의 편평면(20a, 30a)으로 각각 전달하도록 제공된다.

또한, 실제적인 이용에 있어서, 상기 제1포트(12a)를 통해 DPF의 상류측으로부터 제1압력도입 개구부(40)로 도입되는 배기가스의 온도는 상기 제2포트(12b)를 통해 DPF의 하류측으로부터 제2압력도입 개구부(50)로 도입되는 배기가스의 온도보다 항상 높다. 이러한 사실을 고려해 볼 때, 차압센서(S6)에서, 상기 제3압력전달 매개물(74)은 제4압력전달 매개물(75)보다 다량(많은 양)의 겔 같은 재료로 형성되어서, 상기 제2압력도입 개구부(50)의 열보다 제1압력도입 개구부(40)의 열을 더 방산(dissipating)할 수 있다.

구체적으로, 차압센서(S6)에서, 상기 제3 및 제4압력전달 매개물(74, 75)도 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)로부터 각각 열을 흡수하기 위한 히트싱크로서 제공된다. 이에 따라, 상기와 같은 다량의 재료로 인하여, 상기 제3압력전달 매개물(74)이 제4압력전달 매개물(75)보다 더 흡열할 수 있고, 이에 의하여 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 내측 간의 온도차를 최소화할 수 있다. 따라서, 온도차에 의해 발생되는 차압센서(S6)의 센싱 에러는 최소화될 수 있다.

또한, 차압센서(S6)에서, 상기 제3 및 제4압력전달 매개물(74, 75)은 제1 및 제2압력(A, B)보다 기준압력(C)을 전달한다. 또, 상기 제3 및 제4압력도입 개구부(13a, 13b)는 제 및 제2압력도입 개구부(40, 50)의 원형 단면부(41, 51)보다 더 넓다. 따라서, 상기 제3 및 제4압력전달 매개물(74, 75)이 다른 양의 재료로 형성되는 경우에도, 차압센서(S6)의 정확성은 여전히 높게 확보될 수 있다.

또한, 상기 제4압력도입 개구부(13b)를 어떠한 압력전달 매개물로도 충전하지 않고, 상기 제3압력도입 개구부(13a)만을 제3압력전달 매개물(74)로 충전할 수도 있다.

[다른 실시예]

전술한 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

(1) 제1실시예에서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 케이스(10)의 본체부(11)의 상면(11a)의 대부분의 중앙 영역을 점유하도록 형성되지만, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)가 동일한 형상 및 크기를 갖고 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치되게 제공될 수 있으면, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 상면(11a)에서 임의의 크기의 영역을 점유하도록 형성될 수도 있다.

(2) 제1실시예에서, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 하나의 분리벽(14)에 의해 분리되지만, 상기 제1 및 제2압력도입 개구부(40, 50)는 하나 이상의 분리벽에 의해 분리될 수도 있다.

(3) 제1실시예에서, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 겔 같은 재료로 이루어지지만, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 고체 또는 오일 같은 액체 재료로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 제1 및 제2압력전달 매개물(71, 72)은 차압센서의 구성에서 생략될 수도 있다.

(4) 제1실시예에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)외에 케이스(10)에 반도체 회로칩(60)만이 제공되지만, 상기 분리벽(14)에 대하여 대칭적으로 위치되게 제공될 수 있다면, 더 많은 칩 또는 장치가 케이스(10)에 제공될 수도 있다.

(5) 제1실시예에서, 상기 회로칩(60)이 케이스(10)에 제공되지만, 상기 회로칩(60)은 케이스(10)의 외측에 제공될 수도 있다.

(6) 제1실시예에서, 상기 차압센서(S1)는 DPF에 의해 발생되는 압력손실을 검출하도록 나타냈지만, 상기 차압센서(S1)는 임의의 다른 차압 검출에 적용될 수도 있다.

(7) 제1실시예에서, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 압력센싱소자로 이용되지만, 상기 제1 및 제2센서칩(20, 30)은 다른 타입의 압력센싱소자로 대체하여 이용될 수도 있다.

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

전술한 바와 같이, 본 발명의 향상된 구조를 갖는 차압센서는 주위 온도(사용되는 환경의 온도)에 관계없이 차압센서의 높은 정확성을 보장할 수 있는 효과가 있다.

Claims

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케이스;

상기 케이스에 수용되고, 제1압력을 센싱하도록 작동하며 상기 센싱된 제1압력을 나타내는 제1전기신호를 출력하고, 제2압력을 센싱하도록 작동하며 상기 센싱된 제2압력을 나타내는 제2전기신호를 출력하는 제1 및 제2압력센싱소자;

상기 제1 및 제2압력을 제1 및 제2압력센싱소자에 각각 도입하기 위하여 상기 케이스에 제공되는 제1 및 제2압력도입통로; 및

상기 제1 및 제2압력센싱소자로부터 출력되는 제1 및 제2전기신호에 기초해서 제1 및 제2압력 간의 차이인 차압을 결정하도록 작동하고, 상기 결정된 차압을 나타내는 전기신호를 출력하도록 작동하는 차압결정소자

를 포함하고,

상기 제1 및 제2압력센싱소자는 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 배치되고;

상기 제1 및 제2압력도입통로는 동일한 형상 및 크기를 가지며 상기 케이스에서 기준에 대하여 대칭적으로 위치되고;

상기 제1 및 제2압력센싱소자에 기준압력을 각각 도입하기 위하여 상기 케이스에 제공되는 제3 및 제4압력도입통로를 더 포함하고;

상기 케이스는 서로 대향되는 제1 및 제2단면을 갖고;

상기 제1 및 제2압력도입통로는 케이스의 제1단면을 통해 형성되며, 상기 제3 및 제4압력도입통로는 케이스의 제2단면을 통해 형성되고;

상기 제1압력센싱소자는 기준압력에 대한 제1관련압력으로서의 제1압력을 센싱하도록 이루어지며 상기 제2압력센싱소자는 기준압력에 대한 제2관련압력으로서의 제2압력을 센싱하도록 이루어지고;

상기 차압결정소자는 제1 및 제2관련압력 간의 차이로서의 차압을 결정하도록 이루어지는

차압센서.
제10항에 있어서,

상기 제1 및 제2압력센싱소자에 기준압력을 각각 전달하며 상기 제1 및 제2압력도입통로로부터 각각 흡열하기 위하여 상기 제3 및 제4압력도입통로에 충전되는 제3 및 제4압력전달 매개물을 더 포함하고,

상기 제3 및 제4압력전달 매개물은 동일한 겔 재료로 이루어지고,

상기 제3압력전달 매개물은 제4압력전달 매개물의 겔 재료의 양보다 많은 양의 겔 재료로 형성되는

차압센서.
제10항에 있어서,

상기 제1압력센싱소자에 기준압력을 전달하며 상기 제1압력센싱소자로부터 흡열하기 위하여 제3 및 제4압력도입통로 중 제3압력도입통로에만 충전되는 압력전 달 매개물을 더 포함하는

차압센서.