KR101442470B1 - 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈은, 진동이 많이 발생하는 조건에서도 안적적인 접촉상태를 유지하며 센서 등의 전기적인 신호를 연결할 수 있으며 반복적인 왕복운동에도 내부의 구조적인 변형을 일으키지 않으며 접촉 및 연결이 가능하여 안정적인 전기신호 전달을 가능하게 하고, 탄성력을 이용하는 스프링의 기능을 대신하기 위하여 플라스틱 지지물과 일체형이 유리한 스프링강판이 절단된 스틱 혹은 판재 형태를 이용한 탄성 연결체를 개발하여 외부와의 전기적 접촉 안정적으로 높이고 인서트부를 이용하여 플라스틱 지지물과 일체형을 통해 조립공정 단순화할 수 있으며, 또한, 탄성 연결체의 수평탄성부가 플라스틱 지지물과의 접촉이 최소화하여 기계적이고 반복적인 왕복운동으로 인한 플라스틱 지지물 마모를 최소화할 수 있다

Description

전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈{sensor module with elastic connector}

본 발명은 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 접촉상태를 유지할 수 있도록 전기적 신호 전달이 안정적으로 가능하며 스프링을 사용하지도 않고 진동이 있는 조건에서도 탄성 연결체의 자체의 탄성력에 의하여 탄성력이 필요한 반복운동에도 탄성 연결체가 내측에 삽입되어 있는 플라스틱 지지물의 마찰부분의 마모를 피할 수 있어 내구수명이 연장되고 전달되는 신호의 오동작의 우려가 없게 되는 것이 가능한 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 진동환경에 사용되는 센서모듈 및 전자 장치의 경우, 외부로 발생되는 전기적 신호출력을 연결하기 위해 일정한 탄성력을 갖는 스프링 구조를 이용한다. 가장 최근의 자료는 한국 특허 등록번호 10-0923202 에 기재된 '압력센서'라는 명칭의 발명이 제안되어 있다.

이 경우 센서모듈의 외측으로의 스프링 단부의 노출을 위해 사용되는 스프링이 일정한 경사면을 갖고 얇은 굵기의 스프링강으로 제조되는 끝이 좁은 접촉스프링부와 굵은 굵기의 스프링강으로 제조되는 탄성스프링부의 굵기를 다르게 제작되며, 이 경우, 외부 연결단자에 접촉되는 부분은 스프링의 끝부분이 되기 때문에 접촉이 안정적이지 못하고 경사면의 구조에 따른 반복적인 왕복운동으로 프라스틱 지지물의 내부의 접촉면을 마모시키며 마모된 분진으로 내부 전기적인 접촉에 오동작을 일으키기도 한다.

도 1a,1b에는 기존에 사용되고 있는 2단 굵기를 갖는 스프링 사시도 및 센서모듈의 플라스틱지지물에 스프링이 조립된 개락적인 단면도가 도시되었다.

센서모듈의 조립공정상, 스프링(1)이 외부로의 이탈을 방지하기 위해 2단 굵기 구조로 제작되고, 이러한 스프링(1)은 전기적 접촉을 수행하며 0.5mm의 굵기의 스프링강으로 형성된 소경 스프링부(1a)와 스프링의 이탈이 방지되며 1 mm의 굵기의 스프링강으로 형성된 대경 스프링부(1b)로 이루어지고, 상기 스프링(1)이 소경 스프링부(1a)와 대경 스프링부(1b)의 사이에는 굵기의 의 차이에 따른 경사 스프링부(1c)로 이루어져 있다.

그리고, 실제 외부와 전기적으로 접촉이 되는 스프링(1)의 소경 스프링부(1a)의 상단부(1aa)가 상대적으로 좁게 형성되어 전기적으로 불안정한 전기 접촉을 형성하게 되어 많은 노이즈가 발생되어 신호전달에 왜곡이 발생되는 문제점이 있으며, 스프링(1)이 이탈 방지를 위해 사용된 스프링(1)의 2단 굵기 구조로 형성되는 경사 스프링부(1c)의 탄성작동에 의하여 플라스틱 지지물(2)의 경사면(2a)과 마찰시에 접촉되는 플라스틱 지지물(2)의 경사면(2a)을 마모시켜 플라스틱 지지물(2)의 내부 형상 변형을 일으키며 스프링(1)의 플라스틱 지지물과의 조립이 더욱 벌어지게 되어 불안정한 전기 접촉을 조장하는 것은 물론이고, 또한, 이러한 플라스틱 지지물(2)의 경사면(2a)의 마모로 발생하는 분진으로 인해 내부에 설치된 전기회로 기판(3)과의 전기적 접촉문제가 발생하여 센서모듈의 전달되는 신호에 왜곡이 발생되는 오동작을 발생시키는 원인이 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 스프링의 역할을 대체할 수 있으며 스프링에서는 불가능한 외부 지지물과의 일체형 구조에 적용이 가능한 스프링강판을 절단하여 형성시킨 본 발명에서 사용되는 탄성 연결체가 개발된 것이라고 할 수 있다.

한국 특허 등록번호 10-0923202

내용없음

본 발명의 목적은, 센서모듈이 진동이 많은 조건에서도 안정적으로 전기적 신호 전달이 가능하게 되고 조립시 사용되는 스프링을 대체하고 탄성 왕복운동시 발생할 수 있는 내부 지지물의 마모되는 예방하기 위한 탄성 연결체가 사용되어, 스프링 접촉의 불안정한 접촉과 스프링의 반복적인 왕복운동에 의한 스프링 접촉에 의한 프라스틱 지지물의 접촉면의 마모에 따른 변형을 방지되고, 또한, 프라스틱 지지물의 마모로 인하여 발생하는 분진으로 인해 야기되는 전기적인 오동작이 원천적으로 방지되는 것이 가능하게 되어 전기적 신호 전달이 안정적으로 가능하며 탄성력이 필요한 반복운동에도 불구하고 플라스틱지지물 마모를 피할 수 있어 내구수명이 연장되고 오동작의 우려가 없게 되는 것이 가능한 진동 환경에도 사용가능한 본 발명의 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 스프링강판에서 절단되어 탄성력이 우수하며 상단부는 절곡되어 편평하게 형성되어 넓은 면적이 접촉되는 전기 접촉부가 형성되고 하단부도 절곡된 접촉고정부가 형성된 띠형상으로 연장된 막대형 탄성연결체와, 상기 탄성연결체의 중간에서 하단부까지 매립되게 상기 탄성연결체와 일체로 매립성형된 플라스틱 지지물과, 상기 탄성연결체의 하단의 절곡된 접촉고정부와 전기적으로 접속되게 플라스틱 지지물의 하단부에 위치되는 신호접속판을 포함하는 본 발명에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈에 의하여 달성된다.

본 발명의 이러한 목적은, 스프링강판에서 절단되어 탄성력이 우수하며 상단부는 라운드지게 만곡되게 절곡되어 선접촉되는 전기적접촉부가 형성된 제1만곡절곡부가 상부에 형성되고, 중간부에서 수평으로 절곡되어 탄성작동되는 수평탄성부가 형성되고, 다시 수직으로 절곡되고 하단부가 라운드지게 만곡되게 절곡된 제2만곡절곡부가 형성되고 상기 제2만곡절곡부상에는 사출형성되고 이탈이 방지되게 하는 인서트부가 형성된 만곡형 탄성연결체와, 상기 만곡형 탄성연결체의 제1만곡절곡부의 상단의 접촉연결단부는 노출되게 삽입되며 상기 수평탄성부와 제2만곡절곡부가 삽입되게 고정되는 탄성연결체삽입홈이 내측에 형성된 플라스틱 지지물과, 상기 제3만곡절곡부의 하단과 전기적으로 접속되게 플라스틱 지지물의 하단에 배치되는 인쇄회로기판을 포함하는 본 발명에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈은, 진동이 많이 발생하는 조건에서도 안적적인 접촉상태를 유지하며 센서 등의 전기적인 신호를 연결할 수 있으며 반복적인 왕복운동에도 내부의 구조적인 변형을 일으키지 않으며 접촉 및 연결이 가능하여 안정적인 전기신호 전달을 가능하게 하고, 탄성력을 이용하는 스프링의 기능을 대신하기 위하여 플라스틱 지지물과 일체형이 유리한 스프링강판이 절단된 스틱 혹은 판재 형태를 이용한 탄성 연결체를 개발하여 외부와의 전기적 접촉 안정적으로 높이고 인서트부를 이용하여 플라스틱 지지물과 일체형을 통해 조립공정 단순화할 수 있으며, 또한, 탄성 연결체의 수평탄성부가 플라스틱 지지물과의 접촉이 최소화하여 기계적이고 반복적인 왕복운동으로 인한 플라스틱 지지물 마모를 최소화할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1a,1b는 종래의 2단 굵기 스프링의 사시도 및 스프링이 조립된 센서모듈의 개략적인 종단면도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 막대형 탄성 연결체가 플라스틱 지지물에 결합된 상태가 개략적으로 도시된 센서모듈의 종단면도
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 굴곡형 탄성 연결체가 구비된 선세모듈의 분해 사시도
도 4는 도 3의 센서모듈의 개략적인 종단면도

본 발명은 진동이 많이 발생하는 조건에서도 안적적인 접촉상태를 유지하며 센서 등의 전기적인 신호를 납땜 없이 연결할 수 있으며 반복적인 왕복운동에도 내부의 구조적인 변형을 일으키지 않고 접촉 및 연결이 가능하여 안정적인 전기신호 전달을 가능케 하는 탄성 연결체와 플라스틱 지지물을 이용하여 기존 스프링 연결체의 기능을 대체하면서 스프링의 단점을 해결하고자 한다. 본 발명에서 사용되는 '탄성 연결체'의 용어는 이미 인용된 한국 특허 등록번호 10-0923202의 '접촉단'과 유사한 기능을 수행하는 물품을 의미한다고 할 것이고, '플라스틱 지지물'은 상기 특허의 '하부 가이드'와 유사한 기능을 수행한다고 할 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈(A)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 스프링강판에서 절단되어 탄성력이 우수하며 상단부는 절곡되어 편평하게 형성되어 절곡된 부분인 넓은 면적이 접촉되는 전기 접촉부(11)가 형성되고 하단부도 절곡된 접촉고정부(12)가 형성된 띠형상으로 연장된 막대형 탄성 연결체(10)와, 상기 탄성 연결체(10)의 중간에서 하부에 가깝게 까지 매립되게 상기 탄성 연결체(10)와 일체로 매립성형된 플라스틱 지지물(20)과, 상기 탄성 연결체(10)의 하단의 절곡된 접촉고정부(12)와 전기적으로 접속되게 플라스틱 지지물(20)의 하단부에 위치되는 신호접속판(30)을 포함한다. 상기 신호접속판(30)은 한국 특허 등록번호 10-0923202의 '콘택트 기판'과 유사한 기능을 수행하며 전자회로기판이나 인쇄회로기판이 사용되므로 이에 대한 설명은 생락한다.

상기 탄성 연결체(10)의 상단부에 형성된 전기 접촉부(11)는 접촉되는 면적이 넓게 형성되기 때문에 안정적인 연결이 가능하게 되어 노이즈 발생이 줄어들어 깨끗한 전기적인 신호를 전달할 수가 있게 되는 것이고, 상기 플라스틱 지지물(20)의 상부로 노출된 탄성판부(13)는 스프링판으로 제조되었으므로, 외력에 의하여 도 2에 이점쇄선으로 도시된 상태의 절곡이 되었다고 하더라도, 외력이 제거되면 다시 복원되어 원위치로 복귀되는 탄성력이 우수하므로 종래의 스프링을 대체하여 사용할 수가 있게 되는 것이다. 또한, 탄성 연결체(10)의 나머지 부분은 플라스틱 지지물(20)내에 사출성형되어 매립된 상태로 제조되어 있으므로 그 고정구조가 안정되게 되는 것이다.

이러한 막대형 탄성 연결체(10)를 이용한 플라스틱 지지물(20)은, 실제 동작시 플라스틱의 마모를 일으키는 스프링의 문제점이 원천적으로 제거되는 구조로 탄성 운동이 필요한 기계적인 왕복운동시에도 플라스틱ㄹ지지물(20)이 마모되는 형상이 발생하지 않으며, 또한, 사용하는 용도 및 탄성 강도에 따라 쉽게 여러 구조로 탄성 연결체 및 플라스틱 지지물을 변형할 수 있어 조립 공정 단순화로 양산공정에 유리한 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈(A)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링강에서 절단되어 탄성력이 우수하며 상단부는 라운드지게 만곡되게 절곡되어 선접촉되는 접촉연결단부(141)가 형성된 제1만곡절곡부(14)가 상부에 형성되고, 중간부에서 수평으로 절곡되어 탄성작동되는 수평탄성부(15)가 형성되고, 상기 수평탄성부(15)에서 다시 수직으로 절곡되고 하단부가 라운드지게 만곡되게 절곡된 제2만곡절곡부(16)가 형성되고 상기 제2만곡절곡부(16)의 중간에는 사출형성되고 이탈이 방지되게 하는 인서트부(17)가 형성된 만곡형 탄성 연결체(10)와, 상기 만곡형 탄성연결체(10)의 제1만곡절곡부(14)의 상단의 접촉연결단부(141)는 노출되게 삽입되며 상기 수평탄성부(15)와 제2만곡절곡부(16)가 삽입되게 고정되는 탄성연결체 삽입홈(21)이 내측에 형성된 플라스틱 지지물(20)과, 상기 제2만곡절곡부(16)의 하단의 고정부(161)와 전기적으로 접속되게 플라스틱지지물(20)의 하단에 배치되는 신호접속판(30)을 포함한다.

상기 플라스틱지지물(20)의 탄성연결체 삽입홈(21)은 상기 제1만곡절곡부(14)가 삽입되고 상단의 접촉연결단부(141)가 노출되게 삽입고정되는 상부삽입공(21a)과, 상기 상부삽입공(21a)의 하단에서 내측방향으로 연장되게 확장되며 상부에는 수평탄성부(15)가 접하는 걸림턱(21b)이 형성되고 인서트부(17)가 삽입고정되는 하부확장공(21c)으로 구성되어 있다.

본 실시예에서, 상기 만곡형 탄성 연결체(10)는, 스프링강으로 절곡성형이 되므로 제조가 간단하게 되는 것은 물론이고 제2만곡부(16)의 중간에 사출성형된 인서트부(17)에 의하여 플라스틱 지지물(20)에서 이탈이 불가능하게 되고, 상기 만곡형 탄성 연결체(10)의 수평탄성부(15)는 플라스틱 지지물(20)의 걸림턱(21b)상에 접하면서 탄성작동이 되므로 접하는 걸림턱(21b)의 마모가 없으면서도 만곡형 탄성 연결체(10)의 탄성작동이 무리가 없이 수행될 수가 있게 되는 것이다.

또한, 상기 만곡형 탄성 연결체(10)는 하부에 일체로 형성된 인서트부(17)가 플라스틱 지지물(20)의 하부확장공(21c)내에 타이트하게 고정되게 되므로 만곡형 탄성 연결체(10)의 이탈이 방지되는 것은 물론이고 움직임이 없이 안정적으로 플라스틱 지지물(20)상에 설치가 되므로 신호의 안정적인 전달이 가능하게 되는 구조이다.

이러한 금속으로 굴곡되게 형성된 만곡형 탄성 연결체(10)는 막대형 탄성 연결체의 변형으로 개별로 제작이 가능하여 종래의 스프링에 필요한 기능을 대체할 수 있다. 이와 같이 제작된 만곡형 탄성 연결체(10)는 플라스틱 지지물(20)에의 조립시 외부 이탈을 방지할 수 있으며 기존 스프링 연결체에서 발생할 수 있는 플라스틱 지지물(20)의 내부의 탄성연결체 삽입홈(21)의 마모를 최소화할 수 있다. 또한, 사용하는 용도 및 탄성 강도에 따라 쉽게 여러 구조로 탄성 연결체 및 플라스틱 지지물을 변형할 수 있어 여러 조립물의 형태에 적용이 자유롭게 가능하다. 스프링 대체를 위해 제작된 이런한 금속형 탄성 연결체는 전기적인 도통과 마모방지 역할을 고려하여 Au, Ni, Ag 등이 필요에 따라 도금이 되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈은 일반적인 센서모듈의 제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

10. 탄성 연결체 11. 전기 접촉부 12. 고정부
20. 플라스틱 지지물 30. 신호접속판

Claims (3)

1. 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈(A)에 있어서,
   상기 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈(A)은, 스프링강에서 절단되어 탄성력이 우수하며 상단부는 라운드지게 만곡되게 절곡되어 선접촉되는 접촉연결단부(141)가 형성된 제1만곡절곡부(14)가 상부에 형성되고, 중간부에서 수평으로 절곡되어 탄성작동되는 수평탄성부(15)가 형성되고, 상기 수평탄성부(15)에서 다시 수직으로 절곡되고 하단부가 라운드지게 만곡되게 절곡된 제2만곡절곡부(16)가 형성된 만곡형 탄성 연결체(10)와,
   상기 만곡형 탄성연결체(10)의 제1만곡절곡부(14)의 상단의 접촉연결단부(141)는 노출되게 삽입되며 상기 수평탄성부(15)와 제2만곡절곡부(16)가 삽입되게 고정되는 탄성연결체 삽입홈(21)이 내측에 형성된 플라스틱 지지물(20)과,
   상기 제2만곡절곡부(16)의 하단의 고정부(161)와 전기적으로 접속되게 플라스틱지지물(20)의 하단에 배치되는 신호접속판(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈
2. 제1항에 있어서,
   상기 플라스틱 지지물(20)의 탄성연결체 삽입홈(21)은, 상기 제1만곡절곡부(14)가 삽입되고 상단의 접촉연결단부(141)가 노출되게 삽입고정되는 상부삽입공(21a)과, 상기 상부삽입공(21a)의 하단에서 내측방향으로 연장되게 확장되며 상부에는 수평탄성부(15)가 접하는 걸림턱(21b)이 형성되고 인서트부(17)가 삽입고정되는 하부확장공(21c)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2만곡절곡부(16)의 중간에는 사출형성되고 이탈이 방지되게 하는 인서트부(17)가 형성된 것을 특징으로 하는 전기적 신호전달용 탄성 연결체가 구비된 센서모듈

Images