KR101918415B1 - 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서 - Google Patents

충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서 Download PDF

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KR101918415B1 KR1020170139516A KR20170139516A KR101918415B1 KR 101918415 B1 KR101918415 B1 KR 101918415B1 KR 1020170139516 A KR1020170139516 A KR 1020170139516A KR 20170139516 A KR20170139516 A KR 20170139516A KR 101918415 B1 KR101918415 B1 KR 101918415B1
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정원철
김치연
윤종운
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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명은 일 측이 개방된 내측 공간이 형성된 바디, 상기 바디 내에 구성되며, 상기 개방된 일 측으로 유입되는 오일의 압력을 검출하는 센서 셀, 오일의 온도를 검출하며, 상기 센서 엘리먼트와 전기적으로 연결되는 온도 센서, 상기 온도 센서가 내장되고, 상기 내측 공간에 상기 센서 셀과 접하며 안착되며, 내부에 상기 센서 셀 측으로 내부 유로가 형성된 NTC 몰드 및 상기 NTC 몰드의 둘레를 감싸는 형태로 상기 바디와 상기 NTC 몰드 간에 구비되는 충격파 저감 필터를 포함하는 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서로서, 본 발명에 의하면, 내부로 유입되는 유체의 경로를 효과적으로 개선시켜 충격파를 줄일 수 있게 한다.

Description

충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서{OIL COMPLEX SSENSOR WITH SHOCK WAVE REDUCTION FILTER}
본 발명은 자동차 엔진 오일의 양이 적절한지를 검출하기 위한 오일 복합 센서에 관한 것이다.
일반적으로 오일 압력 센서는 자동차 엔진 내 구동부품의 윤활, 방청, 냉각 및 기밀 유지를 위한 엔진 오일의 양이 적절한지를 검출하는 부품이다.
즉, 운전자가 클러스터(cluster) 내 오일 경고등을 통해 엔진 오일의 유무를 손쉽게 알 수 있도록 오일 순환 통로에는 엔진 오일의 유무를 검출하는 오일 압력 센서가 설치되며, 엔진 시동 후 정상적인 엔진 오일의 압력이 작용할 경우에는 오일 압력 센서 내의 접점이 떨어져 클러스터 내의 오일 경고등이 소등되나, 엔진 정지시 또는 오일 부족, 오일 펌프의 이상 등에 의해 규정치 이상의 엔진 오일 압력이 작용하지 못할 경우에는 오일 압력 스위치 내의 접점이 닫히면서 통전되어 클러스터 내 오일 경고등이 점등되도록 되어 있다.
이러한 오일 압력 센서는 몸체 내부의 오일 유로를 통해 유입되는 오일의 압력을 센서 셀이 감지하여 신호를 전달함으로써 오일의 양이 정상적인지 부족한지를 판단하게 한다.
한편, 최근에는 점차 강화되는 연비 향상 및 배출가스 규제 대응을 위하여 CVVT(Continuous Variable Valve Timing) 기술이 적용된 엔진이 개발된 바 있으며, 이 CVVT 시스템의 구동을 위한 제어변수로 기존 엔진 대비 오일 온도 센서의 추가가 필요하게 되었다.
따라서, CVVT 시스템이 적용된 엔진에서는 오일 순환 통로에 온도 센서를 추가로 설치하는 바, 이 온도 센서는 써미스터(thermister)가 내장된 것이다.
즉, CVVT 시스템이 적용된 엔진에서는 몸체의 하부 내부에 구비된 써미스터가 오일 순환 통로를 흐르는 오일의 온도를 검출하여 검출값에 따른 전기적 신호를 출력하고, 이 전기적 신호는 몸체 상단의 출력터미널을 통해 ECU(Electronic Control Unit)로 입력되며, 이 ECU가 입력된 신호를 이용하여 밸브 작동 타이밍을 조절하게 되는 것이다.
한편, 이러한 오일 온도 센서는 오일 압력 센서와 별개가 아닌 오일 압력 센서의 오일 유로에 구비하여 온도와 압력을 모두 측정할 수 있도록 하는 타입의 센서도 적용되며, 본 발명에서는 이를 오일 복합 센서라 한다.
그런데, 이와 같은 기존 오일 복합 센서의 경우, 유체를 통해 전달되는 충격파로 인해 센서 셀에 구비되는 다이어프램(diaphragm)이 파손되는 문제가 있다.
이러한 충격파를 감소하기 위한 방안으로, 오일의 경로를 변경하거나, 연장 도는 경로의 단면적을 감소하는 등의 방안이 있으며, 특히 오리피스(orifice)를 이용하여 단면적을 감소시키거나 복잡한 입구 형상을 경로의 변경 및 연장을 하는 방법이 사용되었다.
하지만, 오리피스는 그 효과가 미미하며, 입구 형상을 복잡화하는 것은 가공이 어렵고 비용이 많이 소요가 되므로 형상 개선에 한계가 있다.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1116622호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 내부로 유입되는 유체의 경로를 효과적으로 개선시켜 충격파를 줄일 수 있게 하는 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 관점에 의한 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서는, 일 측이 개방된 내측 공간이 형성된 바디, 상기 바디 내에 구성되며, 상기 개방된 일 측으로 유입되는 오일의 압력을 검출하는 센서 셀, 오일의 온도를 검출하며, 상기 센서 셀과 전기적으로 연결되는 온도 센서, 상기 내측 공간에 상기 센서 셀과 접하며 안착되고, 내부에 상기 센서 셀 측으로 내부 유로가 형성되며, 상기 온도 센서가 내장되도록 상기 온도 센서와 함께 인서트 사출되는 NTC(Negative Temperature Coefficient-thermic) 몰드 및 상기 NTC 몰드의 둘레를 감싸는 형태로 상기 바디와 상기 NTC 몰드 간에 구비되어, 상기 NTC몰드와 상기 바디의 내측면 간의 오일 유입로와, 상기 내부 유로 사이의 유체의 경로를 둘레에 형성된 홈을 통해 우회시키는 충격파 저감 필터를 포함하고, 상기 NTC 몰드는, 하부를 구성하며, 상기 온도 센서가 내장되는 수직부 및 상부를 구성하며, 상기 수직부보다 확장된 외경을 가지는 수평부로 형성되고, 상기 수직부에서 상기 수평부로 이어지는 테이퍼부의 둘레와 상기 바디 내측면에 모두 접하도록 배치되는 제1 오링 및 상기 수평부의 상면이 상기 센서 셀과 이격됨으로써 상기 내부 유로를 통해서 오일이 유입될 수 있게 상기 수평부 내측에 형성되는 오일 유입 공간의 내측면과 상기 센서 셀에 모두 접하도록 배치되는 제2 오링을 더 포함한다.
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이러한 상기 충격파 저감 필터의 둘레에는 상기 오일 유입로와 연통되는 외부 유입로와 상기 내부 유로와 연통되는 외부 유출로가 형성된 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 충격파 저감 필터의 둘레에는 적어도 하나의 우회유로가 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 적어도 하나의 우회유로는 상기 외부 유입로 및 상기 외부 유출로와 직교하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 우회유로는 둘 이상 형성되고, 어느 두 우회유로는 대응되는 일 지점 간에 분기유로가 형성된 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 우회유로는 둘 이상 형성되고, 어느 두 우회유로는 일 끝단에서 서로 수직한 방향으로 연통되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서에 의하면, 오일 복합 센서의 오일 유입로를 통해서 센서 셀로 유입되는 유체에 의한 충격파(shock wave)를 상당하게 저감시킬 수가 있어 다이어프램의 파손을 예방할 수가 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 오일 복합 센서의 단면 형상을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 오일 복합 센서의 일 부분을 도시한 것이다.
도 3은 충격파 저감 필터를 부분 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 유체의 경로를 나타낸 것이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 오일 복합 센서의 단면 형상을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 오일 복합 센서의 일 부분을 도시한 것이며, 도 3은 충격파 저감 필터를 부분 도시한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서를 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 충격파 저감 필터가 적용되는 오일 복합 센서는 자동차 엔진 내 구동부품의 윤활, 방청, 냉각 및 기밀 유지를 위한 엔진 오일의 양과 온도를 검출하기 위한 센서이며, 하나의 부품으로서 오일의 압력과 온도를 모두 검출할 수 있도록 구성되는 복합 센서이다.
그래서, 바디 내에 압력을 검출하기 위한 센서 셀(120)과 온도를 검출하기 위한 온도 센서(140)를 구비하며, 검출된 신호를 전달하기 위한 구성들이 구비된다.
센서의 외형을 이루며 내부 구성을 보호하기 위한 바디는 하부 바디(111)와 커넥터 바디(112)가 결합되어 구성되고, 커넥터 바디(112)는 상대측 커넥터와 연결될 수 있는 외형 형상을 가진다.
하부 바디(111)는 온도 센서(140) 등이 구성될 수 있도록 중앙에 홀 형태의 공간이 형성되고, 내측면과 NTC 몰드(160) 사이 공간이 오일이 유입되기 위한 오일 유입로(f)가 된다.
오일 유입로(f)로 유입된 오일은 NTC 몰드(160)를 관통하여 NTC 몰드(160) 상부의 센서 셀(120)이 이를 감지하여 오일의 압력을 검출하게 된다.
센서 셀(120)은 알루미나(Al2O3) 재질로서 피에조 저항방식으로 압력을 측정한다.
그리고, 센서 셀(120) 상측에는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 130)가 연결되어, 이를 통해서 검출된 오일의 압력에 대한 신호가 전기적 연결을 통해 ECU(미도시)로 전달되게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 오일 복합 센서는 압력 뿐 아니라 온도의 검출이 가능하도록 온도 센서(140, Negative Temperature Coefficient-thermic resistor)를 구비한다.
온도 센서(140)는 하부 바디(111)의 하면을 벗어난 위치에 마련되어, 유로 상을 순환하는 오일의 온도를 검출한다.
그리고, 온도 센서(140)로부터 온도센서 터미널(150)이 연결되고, 온도 센서(140)에 의해 검출된 오일의 온도에 대한 신호는 온도센서 터미널(150)을 통해서 FPCB(130)에 연결된다.
본 발명의 오일 복합 센서는 이러한 온도 센서(140)와 전기적인 연결을 위한 온도센서 터미널(150)이 오일 유로(f)로 유입되는 유체에 노출되지 않도록 NTC 몰드(160)가 구성된다.
NTC 몰드(160)는 온도 센서(140) 등을 보호하기 위한 성형체로서, 온도 센서(140)가 내부에 배치되도록 인서트 사출하는 것이 바람직하다.
NTC 몰드(160)는 하부 바디(111)의 내측 공간에 구비되고, 도시를 참조하면, 수직부(161)와 수평부(162)로 구분할 수 있다. 즉, 하부 바디(111)는 센서 셀(120) 및 FPCB(130)를 위해 상부가 하부에 비해 확장된 외경을 가지고, 하부는 상부에 비해 작은 외경을 가지면서 하향 연장된 형상을 가져서 하부 내측 공간에 온도 센서(140) 등이 배치될 수 있게 구성된다.
NTC 몰드(160)는 이러한 형상의 하부 바디(111)에 대응되는 형상을 가지므로, 하부를 구성하는 수직부(161)와 상부를 구성하는 수평부(162)로 형상적으로 구분될 수 있다.
수직부(161)는 온도 센서(140), 온도 센서 터미널(150)이 내장되도록 도시상 하방향으로 연장 형성된다.
또한, 수직부(161) 내측에는 도 2(b)와 같이 내부 유로(163)가 형성되어 하부 바디(111)와 NTC 몰드(160) 간의 오일 유입로(f)를 통해 유입된 오일이 수직부(161) 내측을 통해서 수평부(162) 측으로 유입되게 한다.
내부 유로(161)를 통해 유입되는 오일은 NTC 몰드(160) 상측을 통해서 센서 셀(120)에 도달하게 된다.
그리고, NTC 몰드(160)와 하부 바디(111) 간의 기밀을 위해서 제1 오링(181)이 마련되어, 오일이 NTC 몰드(160) 수평부(162)의 외측으로 유입되는 것을 막아 준다.
도시와 같이, 수평부(162)의 상면은 단차가 진 형상으로 마련된다. 즉, 중앙은 단차에 의해 낮고 둘레는 단차에 의해 높게 형성된다.
즉, 중앙은 센서 셀(120)과 이격되어 공간을 형성하고, 내부 유로(161)를 통해 유입되는 오일을 위한 공간이 된다.
그리고, 내측의 이 오일 유입 공간의 내측면에 접하도록 제2 오링(182)이 마련되어, 제2 오링(182)에 의해 센서 셀(120)과 수평부(162)의 둘레 상면의 기밀이 잘 유지될 수 있게 한다.
본 발명은 이상과 같은 본 발명의 오일 복합 센서에서 오일 유입로(f)로 유입되어 NTC 몰드(160)의 내부 유로(163)를 통해 NTC 몰드(160) 상측을 통해서, 도 4와 같이 센서 셀(120)로 전달되는 유체에 의한 충격파를 줄이기 위해 NTC 몰드(160)의 둘레를 감싸는 원형관 형태의 충격파 저감 필터(170)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
오일 유입로(f)로 유입되는 유체가 충격파 저감 필터(170)에 의해 형성되는 외부 유로를 통해서 충격파가 완화된 후, 이에 연통된 내부 유로(163)를 통해서 흐를 수 있도록 하는 것이다.
도 3의 도시와 같이, 충격파 저감 필터(170)는 둘레에 여러 형태의 홈이 형성됨으로써, 이러한 홈이 유체의 경로가 될 수 있게 구성된다.
둘레에 형성되는 홈은 오일 유입로(f)와 연통되는 하나 이상의 외부 유입로(171)와 내부 유로(163)와 연통되는 하나 이상의 외부 유출로(172)를 포함한다.
그리고, 하나의 외부 유입로(171)와 하나의 외부 유출로(172) 간에는 적어도 하나의 우회유로가 형성됨으로써, 외부 유입로(171)를 통해 유입된 유체가 우회유로를 통해서 우회하여 충격이 저감된 후 외부 유출로(172)로 유입될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 충격파 저감 필터(170)는 도 3의 도시와 같이, 제1 우회유로(173), 제2 우회유로(174), 제3 우회유로(175)의 3개의 우회유로가 형성된 것을 예시하였다.
A 지점은 경로가 변경되는 지점을 표시한 것이고, B 지점은 경로가 반사되는 지점을 표시한 것이며, C 지점은 경로가 분기되는 지점, D 지점은 경로가 합류되는 지점을 표시한 것이다.
우회유로가 제1 우회유로(173) 하나인 경우에는, 외부 유입로(171)를 통해 유입된 유체는 제1 우회유로(173)로 분기가 되고, 제1 우회유로(173)의 닫힌 단에서 반사가 된 후 합류하여 외부 유출로(172)로 유입되게 되어 충격파를 완화시킬 수가 있다.
그리고, 우회유로가 두 개인 경우에는 제2 우회유로(174), 제3 우회유로(175)의 두 개로 구성되는 것과 같이 두 우회유로가 끝단에서 이어지는 형태가 되어 경로 변경 지점(A)을 더 거치게 되어 동선이 길어지게 된다.
또는, 제1 우회유로(173)와 제2 우회유로(174)처럼 두 우회유로가 끝단에서 이어지는 형태가 아니라, 중간 지점에서 연통되는 경우에는 두 우회유로 사이에 분기유로(176)가 형성될 수가 있어 분기 지점(C)을 거쳐 분기되는 흐름에 의해 충격파를 완화시킬 수가 있다.
제1, 제2, 제3 우회유로(173, 174, 175)와 분기유로(176)가 모두 형성된 경우, 도시와 같은 경로 변경, 반사, 분기 및 합류가 모두 이루어져 간단한 구조에 의해 충격파를 충분히 완화시키는 것이 가능해진다.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
111 : 하부 바디
f : 오일 유입로
112 : 커넥터 바디
120 : 센서 셀
130 : FPCB
140 : 온도 센서
150 : 온도센서 터미널
160 : NTC 몰드
161 : 수직부
162 : 수평부
163 : 내부 유로
170 : 충격파 저감 필터
171 : 외부 유입로 172 : 외부 유출로
173 : 제1 우회유로 174 : 제2 우회유로
175 : 제3 우회유로 176 : 분기유로
181 : 제1 오링 182 : 제2 오링

Claims (8)

  1. 일 측이 개방된 내측 공간이 형성된 바디;
    상기 바디 내에 구성되며, 상기 개방된 일 측으로 유입되는 오일의 압력을 검출하는 센서 셀;
    오일의 온도를 검출하며, 상기 센서 셀과 전기적으로 연결되는 온도 센서;
    상기 내측 공간에 상기 센서 셀과 접하며 안착되고, 내부에 상기 센서 셀 측으로 내부 유로가 형성되며, 상기 온도 센서가 내장되도록 상기 온도 센서와 함께 인서트 사출되는 NTC(Negative Temperature Coefficient-thermic) 몰드; 및
    상기 NTC 몰드의 둘레를 감싸는 형태로 상기 바디와 상기 NTC 몰드 간에 구비되어, 상기 NTC몰드와 상기 바디의 내측면 간의 오일 유입로와, 상기 내부 유로 사이의 유체의 경로를 둘레에 형성된 홈을 통해 우회시키는 충격파 저감 필터를 포함하고,
    상기 NTC 몰드는,
    하부를 구성하며, 상기 온도 센서가 내장되는 수직부 및 상부를 구성하며, 상기 수직부보다 확장된 외경을 가지는 수평부로 형성되고,
    상기 수직부에서 상기 수평부로 이어지는 테이퍼부의 둘레와 상기 바디 내측면에 모두 접하도록 배치되는 제1 오링; 및
    상기 수평부의 상면이 상기 센서 셀과 이격됨으로써 상기 내부 유로를 통해서 오일이 유입될 수 있게 상기 수평부 내측에 형성되는 오일 유입 공간의 내측면과 상기 센서 셀에 모두 접하도록 배치되는 제2 오링을 더 포함하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충격파 저감 필터의 둘레에는 상기 오일 유입로와 연통되는 외부 유입로와 상기 내부 유로와 연통되는 외부 유출로가 형성된 것을 특징으로 하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 충격파 저감 필터의 둘레에는 적어도 하나의 우회유로가 형성된 것을 특징으로 하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 적어도 하나의 우회유로는 상기 외부 유입로 및 상기 외부 유출로와 직교하는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 우회유로는 둘 이상 형성되고, 어느 두 우회유로는 대응되는 일 지점 간에 분기유로가 형성된 것을 특징으로 하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 우회유로는 둘 이상 형성되고, 어느 두 우회유로는 일 끝단에서 서로 수직한 방향으로 연통되는 것을 특징으로 하는,
    충격파 저감 필터를 구비한 오일 복합 센서.
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