KR101955566B1 - 센서 - Google Patents

Abstract

센서(100)는 전자기판(51)을 내부에 수용하는 기판 수용부(5)와, 전자기판(51)으로부터 기판 수용부(5)의 내부를 통과하여 센서 헤드(1)를 향해 연정하는 센서 케이블(11)과, 기판 수용부(4)의 내부에서 탄성 변형하여 센서 케이블(11)을 유지하는 유지 부재(7)를 구비하도록 구성된다. 이렇게 센서(100)를 구성함으로써, 선박용 내연기관 등의 상당히 큰 가속도의 진동이 발생하는 센서 마운트에 센서(100)를 부착한 경우 결함의 발생을 억제할 수 있다.

Description

센서

본 발명은 센서에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 종래의 센서로서, 차량용 내연기관에 사용되어 상기 내연기관의 실제의 밸브 리프트 량을 검출하는 갭 센서가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2016-44588호

하지만, 예를 들어 선박용 내연기관 등의 상당히 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하는 센서 마운트(sensor mount)에 전술한 종래의 센서를 설치하면, 센서 내부의 케이블이나 전자기판 등에 손상이 생겨, 센서에 결함이 발생하는 우려가 있음을 알게 되었다.

본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 행해진 것으로, 선박용 내연기관 등의 상당히 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하는 센서 마운트에 설치되어도, 결함이 발생하기 어려운 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서는, 전자기판을 내부에 수용하는 기판 수용부와, 전자기판으로부터 기판 수용부의 내부를 통과하여 센서 헤드를 향해 연장하는 센서 케이블과, 기판 수용부의 내부에서 탄성 변형하여 센서 케이블을 유지하는 유지부재를 구비한다.

본 발명의 이러한 실시형태에 따른 센서에 따르면, 선박용 내연기관 등의 상당히 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하는 센서 마운트에 설치되는 경우, 결함의 발생을 억제하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서의 개략적인 평면도이다.
도 2는 케이블 튜브 측에서 본, 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서의 기판 수용부의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서의 기판 수용부 내부의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 비교예에 따른 센서의 기판 수용부의 개략적인 단면도이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 붙인다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 센서(100)의 개략적인 평면도이다. 도 2는 케이블 튜브(6) 측에서 본, 본 실시형태에 따른 센서(100)의 개략적인 정면도이다.

본 실시형태에 따른 센서(100)는, 소위 갭 센서의 일종인 비접촉형 와전류식 변위 센서이며, 계측 대상인 금속 물질(자성체 타겟 또는 비자성체 타겟)까지의 변위를 전류신호로 변환하여 출력한다. 도 1 및 도 2가 도시하는 바와 같이, 센서(100)는 센서 헤드(1), 센서 케이스(2), 센서 플랜지(3), 충격 흡수재(4), 기판 수용부(5), 그리고 케이블 튜브(6)를 구비한다.

센서 헤드(1)는 교류 여자전류에 의해 자계를 발생시키는 코일이 내장되는 부위이다. 코일이 발생시키는 자계를 계측 대상인 금속 물질이 통과하면, 계측 대상인 금속 물질에 와전류가 발생되어, 코일이 발생시키는 자계가 상쇄된다. 계측 대상인 금속 물질에 발생되는 와전류에 의해, 코일이 발생시키는 자계의 강도가 변화하며, 그 결과 코일에 흐르는 전류값이 변화하게 된다. 본 실시형태에 따른 센서(100)는 이 코일에 흐르는 전류 값의 변화에 기인하는 전압 값의 변화를 검출함으로써, 계측 대상인 금속 물질이 센서 헤드(1)의 전방을 통과하였는지 여부를 검출한다.

센서 케이스(2)는 코일과, 기판 수용부(5) 내에 수용되는 전자기판(51)(도 3 참조)을 연결하는 센서 케이블(11)(도 3 참조)이 그 내부에 관통되는 부위이다.

센서 플랜지(3)는 센서(100)를, 예를 들어 내연기관 등의 센서 마운트에 설치하기 위해, 센서 케이스(2)로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 플랜지형(鍔狀) 부분이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 센서 플랜지(3)에는, 센서(100)를 설치하기 위한 볼트가 삽입되는 복수의 볼트 삽입공(31)이 형성된다.

충격 흡수재(4)는 센서 플랜지(3)의 센서 설치면(32)에 부착되어, 센서 마운트로부터 센서(100)로의 진동이나 충격의 전파를 억제한다.

기판 수용부(5)는 그 내부에 전자기판(51)을 수용하기 위한 부위이다. 전자기판(51)은 기판 수용부(5)의 내부에, 예를 들어 볼트 등에 의해 고정되어 설치되어 있다.

케이블 튜브(6)는 전자기판(51)에 연결되는 전원 케이블 등의 복수의 케이블을 하나로 모아놓은 부위이다.

여기서, 이러한 구성의 센서(100)를, 예를 들어 선박용 내연기관 등의, 상당히 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하는 센서 마운트에 설치하면, 그 진동 등에 의해 기판 수용부(5)에 수용되는 전자기판(51)으로부터 전자부품이 탈락하거나, 기판 수용부(5) 내의 센서 케이블(11)이 전자기판(51) 등과 접촉하여 손상되거나 하는 문제가 발생될 위험이 있는 것을 알게 되었다. 이하에, 도 5를 참조하여, 이러한 문제가 발생되는 이유에 대하여 설명한다.

도 5는 전술한 것과 같은 문제가 발생하는 비교예에 따른 센서(100)의 기판 수용부(5)의 개략적인 단면도이다.

센서(100)의 조립 작업 시에, 센서 헤드(1)에 내장되는 코일과 전자기판(51)을 연결하는 센서 케이블(11)은 사전에 코일에 연결된 상태로 센서 헤드(1)로부터 센서 케이스(2)의 내부를 통과하여 기판 수용부(5)의 내부로 연장되어 있어, 전자기판(51)을 기판 수용부(5) 내에 설치할 때에 전자기판(51)에 연결된다. 이런 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업을 위해, 센서 케이블(11)은 그 케이블의 길이에 어느 정도의 여유가 있는 상태로 기판 수용부(5)의 내부까지 연장되도록 할 필요가 있다. 이러한 이유로, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에는, 센서 케이블(11)이 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부에서 고정되지 않고, 자유롭게 이동할 수 있는 상태로 수용되어 있으며, 또한 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부에 어떤 형상으로 수용되어 있는지도 알 수 없었다.

이러한 방식으로, 센서 케이블(11)이 기판 수용부(5)의 내부에서 고정되어있지 않은 상태에서, 센서(100)가 장착되어 있는 센서 마운트에 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하면, 센서 케이블(11) 자체의 무게가 부하질량이 되어 센서 케이블(11)에도 가속도가 작용하여, 센서 케이블(11)에 큰 부하(힘)가 걸리게 된다. 그 결과, 센서 케이블(11)이 전자기판(51)의 전자부품과 접촉하여 전자기판(51)으로부터 전자부품이 탈락하거나, 센서 케이블(11) 자체가 손상되거나 하는 것이다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 기판 수용부(5)의 내부에서 센서 케이블(11)을 유지할 수 있도록 하기로 했다.

도 3은 본 실시형태에 따른 센서(100)의 기판 수용부(5)의 개략적인 단면도이다. 도 4는 본 실시형태에 따른 센서(100)의 기판 수용부(5) 내의 개략적인 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 센서(100)는 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부에 탄성 변형하여 센서 케이블(11)을 유지하는 유지 부재(7)를 구비한다. 본 실시형태에서는 유지 부재(7)로서, 용이하게 탄성 변형하는 연속 기포 고무 스폰지(실리콘 스폰지)가 사용되었으나, 예를 들어 고무 경도가 대략 5 이하인 고무 등을 사용하여도 좋다.

도 4에 도시된 바와 같이, 유지 부재(7)에는, 그 중심부에 센서 케이블(11)을 통과시키기 위한 관통 공(71)이 형성됨과 동시에, 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에 센서 케이블(11)을 관통 공(71)에 통과시킬 수 있도록 유지 부재(8)의 측면에 개구하여 관통 공(71)에 이어지는 슬릿(72)이 형성된다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유지 부재(7)는 전자기판(51) 측의 제1 유지 부재(7a)와 센서 헤드(1) 측의 제2 유지 부재(7b)로 분할되어 있어, 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에, 기판 수용부(5)의 내부에서 고정되지 않고 자유롭게 이동 가능한 상태의 센서 케이블(11)을 제1 유지 부재(7a)와 제2 유지 부재(7b)에 의해 잡아줄(grip) 수 있도록 되어 있다. 유지 부재(7)는 용이하게 탄성 변형하는 부재로 구성되어 있기 때문에, 이로 인해 제1 유지 부재(7a) 및 제2 유지 부재(7b)의 센서 케이블(11)과 접하는 부분이 탄성 변형하여, 센서 케이블(11) 자체의 무게를 제1 유지 부재(7a) 및 제2 유지 부재(7b)에 의해 유지할 수 있다. 그렇기 때문에, 센서 마운트에 큰 가속도의 진동이 발생하여 센서 케이블(11)에 가속도가 작용했을 때의 센서 케이블(11)에 걸리는 부하를 유지 부재(7)가 없는 비교예의 경우와 비교하여 줄일 수 있다.

그 결과, 센서 케이블(11)이 전자기판(51)의 전자부품과 접촉하여 전자기판(51)으로부터 전자부품이 탈락하거나, 센서 케이블(11) 자체가 손상되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 센서 케이블(11)과 전자부품 등의 직접적인 접촉도 방지할 수 있으므로, 전자기판(51)으로부터의 전자부품의 탈락이나 센서 케이블(11) 자체의 손상을 억제할 수 있다.

또한, 유지 부재(7)는 그 축 방향 높이(두께) "h(mm)"가 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5)의 축 방향 높이 "H(mm)"보다 높게 되어 있다(도 3 참조). 이로 인해, 유지 부재(7)를 기판 수용부(5)의 내부에 삽입하였을 때, 센서 헤드(1) 측 기판 수용부(5)의 내부에 틈이 생기지 않도록, 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부 전체가 유지 부재(7)로 채워지도록 되어 있다. 이렇게 함으로써, 센서 마운트에 큰 가속도의 진동이 발생하여, 센서 케이블(11)에 가속도가 작용하였을 경우에, 센서 케이블(11)의 이동을 확실하게 억제할 수 있으므로 센서 케이블(11)이 전자기판(51)의 전자부품과 접촉하여 전자부품이 전자기판(51)으로부터 탈락하거나, 센서 케이블(11) 자체가 손상되거나 하는 것을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능하다.

또한, 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부에서 센서 케이블(11)을 유지하는 방법으로는, 이 이외에도 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(5) 내부에 실리콘을 충진하는 방법을 생각할 수 있다. 하지만, 실리콘을 충진하려면, 기판 수용부(5)에 실리콘 충진용 개구나 공기 제거용 개구 등이 필요해짐과 동시에, 실리콘 충진 작업이나 공기 빼기 작업이 필요해지므로, 가공 공수가 증가한다. 또한, 실리콘 충진 후에 기판 수용부(5)의 내부를 확인할 수 없기 때문에, 기포가 생기는 일 등이 발생되었어도 이를 확인할 수 없다. 따라서, 외부 환경의 변화에 따라 온도가 변동되면, 기판 수용부(5)의 내부에 밀폐된 공기의 수분으로 결로가 발생하여, 센서(100)에 결함이 발생할 위험이 있다.

이와 관련하여, 본 실시형태는 탄성 변형하여 센서 케이블(11)을 유지하는 유지 부재(7)를 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에 센서 헤드(1) 측의 기판 수용부(4) 내부에 삽입하기만 하면 되므로, 이러한 실리콘 충진에 의해 생기는 결함의 발생을 방지하는 것이 가능하다.

이상 설명한 본 실시 형태에 따른 센서(100)는, 전자기판(51)을 내부에 수용하는 기판 수용부(5)와, 전자기판(51)으로부터 기판 수용부(5)의 내부를 통과하여 센서 헤드(1)를 향해 연장하는 센서 케이블(11)과, 기판 수용부(5)의 내부에서 탄성 변형하여 센서 케이블(11)을 유지하는 유지 부재(7)를 구비한다.

이것으로, 기판 수용부(5)의 내부에서, 탄성 변형하는 유지 부재(7)에 의해 센서 케이블(11)을 유지하여, 센서 케이블(11) 자체의 무게를 지지하는 것이 가능하다. 이로 인해, 센서 마운트에 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하여 센서 케이블(11)에 가속도가 작용하는 경우에, 센서 케이블(11)에 걸리는 부하를 억제하여, 센서 케이블(11)이 전자기판(541)의 전자부품과 접촉하여 전자부품이 전자기판(51)으로부터 탈락하거나, 센서 케이블(11) 자체가 손상을 입거나 하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 유지 부재(7)는 제1 유지 부재(7a)와 제2 유지 부재(7b)를 구비하여, 제1 유지 부재(7a)와 제2 유지 부재(7b)에 의해 센서 케이블(11)을 잡아줌으로써 센서 케이블(11)을 유지하고 있다.

이와 같이, 센서 케이블(11)과 전자기판(51)의 결선 작업 후에, 기판 수용부(54)의 내부에 고정되지 않고 자유롭게 이동 가능한 상태의 센서 케이블(11)을, 제1 유지 부재(7a)와 제2 유지 부재(7b)에 의해 잡아줌으로써 탄성 변형하는 유지 부재(7)에 의해 보다 확실하게 센서 케이블(11)을 유지하여, 센서 케이블(11) 자체의 무게를 지지하는 것이 가능하다. 또한, 센서 케이블(11)과 전자부품 등의 직접적인 접촉도 방지할 수 있으므로, 전자기판(51)으로부터 전자부품의 탈락이나, 센서 케이블(11) 자체의 손상을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 유지 부재(7)는 센서 케이블(11)이 배치되는 측의 기판 수용부(5) 내부의 공간을 채우도록, 센서 케이블(11)이 배치되는 측의 상기 기판 수용부(5) 내부에 배치되어 있다.

이로 인해, 센서 마운트에 큰 가속도의 진동이나 충격이 발생하여, 센서 케이블(11)에 가속도가 작용하였을 때, 센서 케이블(11)의 이동을 확실하게 억제할 수 있으므로, 센서 케이블(11)이 전자기판(51)의 전자부품과 접촉하여 전자부품이 전자기판(51)으로부터 탈락하거나, 센서 케이블(11) 자체가 손상을 입거나 하는 것을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 따른 센서(100)는 센서 플랜지(3)(센서 설치용 플랜지)와, 센서 플랜지(3)의 센서 설치면(32)에 형성되는 충격 흡수재(4)를 추가적으로 구비한다.

이로 인해, 센서 마운트로부터 센서(100)로의 진동이나 충격의 전파를 억제하는 것이 가능하기 때문에, 진동이나 충격에 기인하는 전자기판(51)으로부터의 전자부품의 탈락이나, 센서 케이블(11) 자체의 손상을 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 상기 실시형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적인 구성에 한정하는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 실시형태에서, 센서(100)는 일례로써 갭 센서의 일종인 비접촉형 와전류식 변위 센서를 가지고 설명하였지만, 센서(100)는 여기에 제한되지 않고, 예를 들어 자석 센서 등, 그 외의 센서일 수도 있다.

1 센서 헤드
3 센서 플랜지 (센서 설치용 플랜지)
4 충격 흡수재
11 센서 케이블
5 기판 수용부
7 유지 부재
7a 제1 유지 부재
7b 제2 유지 부재
51 전자기판
100 센서

Claims (4)

1. 전자기판을 내부에 수용하는 기판 수용부와,
   상기 전자기판으로부터 상기 기판 수용부의 내부를 통과하여 센서 헤드를 향해 연장하는 센서 케이블과,
   상기 기판 수용부의 내부에 위치되어, 탄성 변형하여 상기 센서 케이블을 유지하는 유지 부재를 구비하는 센서에 있어서,
   상기 유지 부재는 제1 유지 부재와 제2 유지 부재를 구비하고, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재는 그 사이에 상기 센서 케이블을 파지하여, 상기 제1 유지 부재와 제2 유지 부재의 센서 케이블과 접하는 부분이 탄성 변형함으로써 상기 센서 케이블을 유지하는 것을 특징으로 하는 센서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유지 부재는, 상기 유지 부재가 상기 센서 케이블이 배치되는 측의 상기 기판 수용부 내부의 공간을 채우도록, 상기 센서 케이블이 배치되는 측의 상기 기판 수용부 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 센서.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   센서 설치용 플랜지와,
   상기 센서 설치용 플랜지의 센서 설치면에 부착되는 충격 흡수재를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 센서.
4. 삭제

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