KR101354787B1 - 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 센서의 본체에 배치되는 패킹부와 고정부가 본체에 일체형으로 형성되도록 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서에 관한 것으로, 본체의 삽입부에 충전되는 수지가 노즐을 통하여 본체의 안내부로 이동되어, 본체의 삽입부에 형성되는 패킹부와 본체의 안내부에 형성되는 고정부가 일체형으로 몰딩 형성되므로, 제조 공정이 신속하고, 간소화되는 효과가 있다.

Description

일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서{Ultrasonic Sensor}
본 발명은 초음파 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 센서의 본체에 배치되는 패킹부와 고정부가 본체에 일체형으로 형성되도록 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 센서는 전기 에너지를 기계적 진동으로 변환시켜 초음파를 발생시키는 것으로, 송신부에서 발생된 초음파가 반사되어 수신부로 돌아오기까지의 경과 시간을 측정하여 장애물까지의 거리 또는 장애물의 유무 등을 산출하게 된다. 이러한 초음파 센서는 초음파 진단기 등의 의료용 진단장치에서부터 배관의 가스 누출에 이르기까지 다양한 분야에 사용되고 있다. 특히, 초음파 센서는 자동차 산업에 있어서, 차량의 후방에 근접하는 장애물을 감지하는 후방 경보 시스템 등에 유용하게 이용되고 있다.
도 1은 일반적인 초음파 센서의 외관을 나타내는 도면이고, 도 2는 일반적인 초음파 센서를 분해하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파 센서는 본체(100)의 일측에 형성되는 삽입부(102)에 초음파를 발생하는 진동부(106)가 삽입된다. 그리고 본체(100) 내부에 빗물과 같은 수분이나 기타 이물질이 유입되면, 초음파 센서가 제 성능을 발휘하지 못하고, 오작동하게 되며, 자칫 대형사고를 유발할 수도 있으므로, 본체(100)의 삽입부(102) 내주연과 진동부(106) 사이에 패킹부(104)가 패킹되어, 삽입부(102)와 진동부(106) 사이에 틈이 발생되지 않도록 하고, 초음파 발생과정에서 생성되는 진동부(106)의 진동이 감쇠되도록 한다.
그리고 본체(100)의 타측에 형성되는 안내부(108)에는 외부로 신호를 전달하거나 신호를 받기 위한 커넥팅 핀(110)이 구비되고, 고정부(112)가 핀(110)이 구비된 안내부(108)를 덮도록 구성되어, 핀(110)이 안내부(108)에 고정되도록 구성된다.
그런데 본체(100)의 삽입부(102)에 패킹부(104)를 위치시키는 공정 및 본체(100)의 안내부(108)에 고정부(112)를 위치시키는 공정을 각각 따로 하는 것은 복잡한 제조 공정을 더욱 복잡하게 하는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 패킹부와 고정부가 한번에 일체로 형성되도록 하여, 제조 공정이 신속하고, 간소화 되도록 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 초음파 센서에 있어서, 일측에 삽입부를 구비하는 본체; 초음파를 발생하도록 상기 삽입부에 삽입되는 진동부; 및 상기 삽입부의 내주연과 상기 초음파 진동부 사이에 패킹되는 패킹부를 포함하고, 상기 패킹부는 상기 삽입부의 내주연과 상기 진동부 사이에 수지가 주입되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공한다.
또한, 상기 삽입부의 저면에는 상기 패킹부 방향으로 제 1 결합부가 형성되고, 상기 패킹부에는 상기 제 1 결합부와 마주보도록 제 2 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공한다.
또한, 상기 본체의 타측에 구비되는 안내부와, 외부와의 접촉을 위하여 상기 안내부에 삽입되는 핀을 더 포함하고, 상기 핀이 삽입된 상기 안내부에 고정부가 덮어지되, 상기 고정부는 상기 수지의 일부가 상기 안내부로 주입되어 상기 패킹부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공한다.
또한, 상기 본체 내부의 상기 삽입부와 상기 안내부 사이에는 상기 수지가 이동되도록 노즐이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공한다.
또한, 상기 핀은 다수 개로 구성되되, 링크부에 의하여 상호 연결되도록 형성되고, 상기 링크부는 상기 고정부가 상기 안내부를 덮기 전에, 상기 핀에서 분리되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 제공한다.
본 발명에 따른 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서는 본체의 삽입부에 충전되는 수지가 노즐을 통하여 본체의 안내부로 이동되어, 본체의 삽입부에 형성되는 패킹부와 본체의 안내부에 형성되는 고정부가 일체형으로 몰딩 형성되므로, 제조 공정이 신속하고, 간소화되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 초음파 센서의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 초음파 센서를 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 본체와 패킹부의 결합 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 본체에 패킹부가 결합된 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 패킹부와 고정부가 일체로 형성되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 A-A' 단면을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핀의 다양한 형태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 핀의 링크부가 분리부에 의하여 분리되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 패킹부와 고정부가 일체로 형성되는 상태를 설명하기 위한 도 6의 B-B' 단면을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서를 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서는 초음파를 발생하거나, 발생된 초음파를 수신하며, 본체(10), 진동부(18), 패킹부(16), 핀(30) 및 고정부(20)를 포함한다.
본체(10)는 내부에 기판(미도시) 등이 수용되도록 공간이 구비되며, 그 일측에 원형 형상으로 오목하게 삽입부(14)를 구비하고, 그 타측에 길이방향으로 길고 오목하게 형성되는 안내부(12)를 구비한다.
진동부(18)는 초음파를 발생하도록 압전소자(미도시)가 내장되어 있으며, 원 기둥 형상 등으로 형성되어 본체(10)의 삽입부(14)에 삽입된다.
패킹부(16)는 본체(10)의 삽입부(14) 내측과 진동부(18) 외측 사이에 위치되어, 삽입부(14)와 진동부(18) 사이에 틈이 발생되지 않도록 하고, 초음파 발생과정에서 생성되는 진동부(18)의 진동이 상쇄되도록 하는 역할을 한다. 이러한 패킹부(16)는 합성수지 재질 등으로 형성되며, 본 발명의 일 실시예에서 패킹부(16)는 수지가 본체(10)의 삽입부(14) 내주연과 진동부(18) 사이에 주입되어 인서트 사출성형된다.
핀(30)은 통전 재질로 형성되며, 신호를 주고받도록 다양한 형상으로, 다수 개가 구비될 수 있다. 이러한 핀(30)은 본체(10)의 안내부(12)에 삽입된다.
고정부(20)는 핀(30)을 본체(10)에 고정시키는 것으로, 핀(30)이 삽입된 안내부(12)를 덮도록 형성된다. 이러한 고정부(20)는 패킹부(16)와 함께 일체로 형성될 수 있는데, 이는 하기 도 6을 통하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 본체와 패킹부의 결합 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 본체에 패킹부가 결합된 상태를 단면으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 패킹부(16)는 본체(10)의 삽입부(14)에 인서트 사출성형에 의하여 일체로 형성된다. 이때, 상기 삽입부(14)의 내측 저면 테두리에는 패킹부(16) 방향으로 제 1 결합부(14a)가 돌출 형성되고, 패킹부(16)의 외측 저면 테두리에는 제 1 결합부(14a)와 마주보도록 오목하게 제 2 결합부(16a)가 형성된다. 그리고 제 1 결합부(14a)가 제 2 결합부(16b)에 끼워지므로, 패킹부(16)가 삽입부(14)에서 회전되지 않고 견고하게 고정 위치된다. 그리고 삽입부(14)의 저면 및 패킹부(16)의 저면에는 진동부(18)가 본체(10)의 기판(미도시) 등과 전기적으로 연결되도록 통공(14b, 16b)이 형성될 수 있다.
그리고 패킹부(16)의 상측은 삽입부(14)의 상방으로 돌출되고, 삽입부(14)의 상측에는 패킹부(16)의 상측 외주연을 지지하도록 지지부(14c)가 돌출된다. 그리고 패킹부(16)의 상측 외주연에는 지지부(14c)의 상단 방향으로 걸림부(16c)가 돌출되어, 패킹부(16)가 삽입부(14)에 삽입 위치될 때, 패킹부(16)의 걸림부(16c)가 지지부(14c)의 상단에 걸림 위치된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 패킹부와 고정부가 일체로 형성되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 A-A' 단면을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 패킹부(16)와 고정부(20)는 수지에 의하여 일체로 형성되어 일체형 몰딩부로 구성된다. 이를 위하여, 본체(10)의 삽입부(14)와 진동부(18) 사이의 공간에 액상의 수지가 충전되어 경화된다. 이때, 본체(10) 내부의 삽입부(14)와 안내부(12) 사이에는 노즐(11)이 형성되어, 삽입부(14)로 충전되는 수지가 노즐(11)을 타고 안내부(12)로 이동되어, 상기 수지가 삽입부(14)와 안내부(12)에 충전 및 경화된다. 그 결과, 본체(10)의 삽입부(14)에는 수지가 경화되어 패킹부(16)가 형성되고, 본체(10)의 안내부(12)에는 수지가 경화되어 고정부(20)가 패킹부(16)와 함께 일체로 형성되어 일체형 몰딩부가 완성된다. 이처럼 본 발명은 패킹부(16)와 고정부(20)가 한번에 일체로 형성되므로, 제조 공정이 신속하고, 간소화되는 효과가 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핀의 다양한 형태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 핀(30)은 신호를 주고받도록 통전 재질로 형성되며 다수 개가 각각 열을 이루어 배치된다. 각각의 핀(30)은 상호 수평하게 구비되는 제 1, 2 핀(31, 32)과, 제 1, 2 핀(31, 32) 사이를 상호 연결시키는 연결부(33)를 포함한다. 그리고 제 1 핀(31)은 제 2 핀(32)보다 그 길이가 작도록 형성되나, 이를 한정하지는 않는다.
그리고 핀(30)은 본체(10)의 안내부(12: 도 7 도시)로 안내되는데, 상기 안내부(12)는 오목하게 형성되며 핀(30)의 연결부(33)가 위치되는 핀(30) 안내부(12c: 도 7 도시)와, 다수의 핀(30)의 제 1, 2 핀(31, 32)이 삽입되도록 핀(30) 안내부(12c) 저면의 길이방향을 따라 홀 형상으로 형성되는 다수의 제 1, 2 삽입부(12a, 12b: 도 7 도시)를 포함한다. 그리고 다수의 핀(30)이 안내부(12)에 위치될 때, 각각의 핀(30)의 제 1, 2 핀(31, 32)이 각각의 제 1, 2 삽입부(12a, 12b)에 각각 삽입된다.
이어서, 도 9를 참조하면, 핀(30')은 상기 도 8에서 링크부(34)를 더 포함한다. 즉, 핀(30')은 상호 수평하게 구비되는 제 1, 2 핀(31, 32)과, 제 1, 2 핀(31, 32) 사이를 상호 연결시키는 연결부(33)를 포함한다. 그리고 상호 인접한 핀(30') 사이, 상세하게는 연결부(33) 사이에 링크부(34)가 위치되어, 이들 연결부(33)들을 상호 연결시킨다. 그리고 제 1, 2 핀(31, 32), 연결부(33) 및 링크부(34)는 동일한 재질로 구성되며, 박판이 프레스되어 일체로 형성될 수 있다.
한편, 다수의 핀(30')은 링크부(34)에 의하여 상호 연결된 상태이므로, 인접한 핀(30')들끼리의 신호 중첩 현상을 방지하기 위하여, 핀(30')들을 연결하고 있는 링크부(34)를 분리해야 하는데 이는, 하기 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 10은 도 9에 도시된 핀의 링크부가 분리부에 의하여 분리되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 핀(30')들은 링크부(34)에 의하여 상호 연결되어 있으며, 상기 링크부(34)는 분리장치(40)에 의하여 분리된다. 분리장치(40)는 통상의 금속 커터, 칼날 등의 얇은 분리부(42)를 포함하는데, 분리부(42)의 단부가 링크부(34)의 상부에 이격 위치된 후, 하방으로 이동되면서 링크부(34)를 관통하여, 링크부(34)를 분리시키게 된다.
이어서 도 10의 (b)를 참조하면, 분리장치(40)의 분리부(42)는 링크부(34)의 일측과 타측을 분리한 후, 상방으로 원위치 된다. 그러면 다수의 핀(30')은 링크부(34)가 분리되어 각각 개별적으로 분리되며, 전기적으로도 각각 분리된다. 그리고 링크부(34)에서 분리된 부분 즉, 링크절편(35)은 분리부(42)가 링크부(34)를 관통하여 하방으로 이동한 길이만큼 하방으로 이격된다. 그리고 분리부(42)에 의하여 링크부(34)에서 분리된 링크절편(35)은 하방으로 이동되면서 안내부(12)의 후술하는 링크 안내부(12d: 도 11 도시)로 안내된다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 센서의 패킹부와 고정부가 일체로 형성되는 상태를 설명하기 위한 도 6의 B-B' 단면을 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본체(10)의 안내부(12)에 다수의 핀(30')이 배치된다. 상기 안내부(12)는 제 1 삽입부(12a), 제 2 삽입부(12b) 및 핀(30') 안내부(12c) 이외에 링크 안내부(12d)를 더 구비한다. 링크 안내부(12d)는 핀(30')의 링크부(34) 중 분리장치(40)에 의하여 분리된 부분 즉, 링크절편(35)이 위치되도록 각각의 제 1, 2 삽입부(12a, 12b) 사이에 오목하게 형성된다.
그리고 핀(30')이 안내부(12)에 위치될 때, 다수의 핀(30')이 하나씩 본체(10)의 안내부(12)로 안내되는 것이 아니라, 링크부(34)에 의하여 상호 연결된 다수의 핀(30')이 한번에 본체(10)의 안내부(12)로 위치되므로, 다수의 핀(30')을 본체(10)에 결합시키는 과정이 간단해지는 효과가 있다.
그리고 분리부(42)에 의하여 분리된 핀(30')의 링크절편(35)은 안내부(12)의 링크 안내부(12d)에 배치된다.
그 후, 본체(10)의 안내부(12)에 위치된 핀(30')을 고정시키기 위하여 본체(10)의 안내부(12)에 고정부(20')가 형성된다. 상기 고정부(20')는 수지가 본체(10)의 안내부(12)로 인서트 사출되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 고정부(20')는, 핀(30')의 제 1 핀(31), 제 2 핀(32) 및 연결부(33) 상부로 수지가 주입 및 경화되어 형성되는 제 1 고정부(22)와, 핀(30')과 핀(30') 사이 즉, 링크 안내부(12d)에 위치된 링크절편(35) 상부로 수지가 주입 및 경화되어 형성되는 제 2 고정부(24)를 포함한다.
이처럼 다수의 핀(30')은 고정부(20')에 의하여 본체(10)의 안내부(12)에 견고하게 고정되어 외부 떨림 등에 의하여 핀(30')이 본체(10)에서 이탈되지 않도록 구성된다. 이때, 본체(10)의 링크 안내부(12d)에 위치된 링크절편(35)은 제 2 고정부(24)에 의하여 덮어져서, 링크절편(35)이 링크 안내부(12d)에 견고하게 위치된다. 따라서 링크절편(35)은 다수의 핀(30')들과 상호 연결될 수 없으며, 핀(30')들 사이에는 단락 등이 발생되지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 고정부(20')는 패킹부(16) 형성을 위하여 본체(10)의 삽입부(14)에 충전되는 수지가 본체(10) 내부의 노즐(11)을 타고 안내부(12)로 이동되어, 안내부(12)에서 경화되어 형성되는 것이므로, 고정부(20')는 패킹부(16)와 함께 일체로 형성되며, 이에 따라, 전체 제조 공정이 신속하고, 간소화되는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 본체 11: 노즐
12: 안내부 12a: 제 1 삽입부
12b: 제 2 삽입부 12c: 핀 안내부
12d: 링크 안내부 14: 삽입부
14a: 제 1 결합부 14b: 통공
14c: 지지부 16: 패킹부
16a: 제 2 결합부 16b: 통공
16c: 걸림부 18: 진동부
20: 고정부 20': 고정부
22: 제 1 고정부 24: 제 2 고정부
30: 핀 30': 핀
31: 제 1 핀 32: 제 2 핀
33: 연결부 34: 링크부
35: 링크절편 40: 분리장치
42: 분리부

Claims (5)

  1. 초음파 센서에 있어서,
    일측에 삽입부를 구비하는 본체;
    초음파를 발생하도록 상기 삽입부에 삽입되는 진동부; 및
    상기 삽입부의 내주연과 상기 초음파 진동부 사이에 패킹되는 패킹부를 포함하고,
    상기 패킹부는 상기 삽입부의 내주연과 상기 진동부 사이에 수지가 주입되어 일체로 형성되고,
    상기 본체의 타측에 구비되는 안내부와, 외부와의 접촉을 위하여 상기 안내부에 삽입되는 핀을 더 포함하고,
    상기 핀이 삽입된 상기 안내부에 고정부가 덮어지되,
    상기 고정부는 상기 수지의 일부가 상기 안내부로 주입되어 상기 패킹부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부의 저면에는 상기 패킹부 방향으로 제 1 결합부가 형성되고,
    상기 패킹부에는 상기 제 1 결합부와 마주보도록 제 2 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체 내부의 상기 삽입부와 상기 안내부 사이에는 상기 수지가 이동되도록 노즐이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핀은 다수 개로 구성되되, 링크부에 의하여 상호 연결되도록 형성되고,
    상기 링크부는 상기 고정부가 상기 안내부를 덮기 전에, 상기 핀에서 분리되는 것을 특징으로 하는 일체형 몰딩부를 구비하는 초음파 센서.
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