KR102326056B1 - 차량용 감지센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감지센서의 내부를 기밀시키는 포팅액을 하우징의 내부로 주입할 때, 포팅액이 치수공차로 인해 생기는 하우징과 러버캡 사이의 틈 사이로 유입되는 것을 저지하여 센서셀의 링타임 신호가 늘어나는 것을 방지하는 것으로서, 일단에 외부와 연통되는 수용홈이 형성되고, 타단에 결합홈이 형성된 중공형상의 하우징, 상기 결합홈에 배치되고, 내부에 안착홈이 형성되는 러버캡, 상기 안착홈에 삽입 배치되는 센서셀, 상기 수용홈에 배치되어 상기 센서셀과 연결되는 PCB, 상기 수용홈에 충진되어 상기 러버캡의 일단 및 상기 PCB를 외부로부터 기밀시키는 포팅액을 포함하되, 상기 러버캡의 일단 방향에 차단부가 돌출 형성되고, 상기 차단부는, 상기 하우징의 내측면과 접하여 상기 하우징과 상기 러버캡 사이에 상기 포팅액이 유입되는 것을 방지한다.

Description

차량용 감지센서{SENSOR FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 감지센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감지센서의 내부를 기밀시키는 포팅액을 하우징의 내부로 주입할 때, 포팅액이 치수공차로 인해 생기는 하우징과 러버캡 사이의 틈 사이로 유입되는 것을 저지하여 센서셀의 링타임 신호가 늘어나는 것을 방지하는 차량용 감지센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 전방과 후방, 또는 전방과 후방 중 어느 하나의 범퍼에는 초음파센서 등의 감지센서가 장착되어 주, 정차시 물체 및 장애물을 감지한다.

차량용 감지센서는 압전 및 전왜 특성을 갖는 소자를 진동원으로 이용하고, 특히, 압전소자를 매개로 발생되는 센서는 초음파를 이용하여 센싱을 행하는 것으로, 압전소자에 높은 주파수의 전기 에너지를 인가하면 주파수와 동일한 횟수의 빠른 진동이 발생하는데, 이때 인가된 주파수가 20㎑ 이상일 경우에 압전소자는 진동에 의해 인간이 들을 수 없는 특정 주파수 대역을 갖는 초음파를 발생하게 된다.

즉, 초음파 펄스 신호를 간헐적으로 송신하여, 주변에 존재하는 장애물로부터의 반사파를 수신함으로써 물체 및 장애물을 감지한다.

이러한 종래의 일반적인 차량용 감지센서는, 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 수용홈(11)이 형성된 하우징(10)과, 물체를 감지하는 센서셀(20)과, 내부에 센서셀(20)을 수용하는 러버캡(30)과, 센서셀(20)과 전기적으로 연결되는 PCB(40)와, 하우징(10)의 수용홈(11)에 충진되어 PCB(40) 등을 외부로부터 차단하여 기밀시키는 포팅액(50)을 포함하여 이루어진다.

러버캡(30)은 센서셀(20)을 수용함으로써, 센서셀(20)의 진동시, 센서셀(20)이 자유진동 하도록 다른 부품과의 간섭을 방지하고, 센서셀(20)의 진동이 다른 부품으로 전달되지 않도록 방진역할을 한다.

이러한 러버캡(30)은 센서셀(20)을 수용한 상태에서 하우징(10)에 고정된다.

포팅액(50)은 하우징(10)의 내부에 PCB(40)를 포함한 다른 부품을 조립하여 장착시킨 후, 하우징(10)의 수용홈(11)에 액상의 포팅액이 주입되어 경화됨으로써 형성된다.

이때, 하우징(10)과 러버캡(20) 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(10)과 러버캡(20)의 치수공차로 인한 틈(G)이 형성된다.

따라서, 하우징(10)의 내부에 주입되는 액상의 포팅액이 하우징(10)과 러버캡(20) 사이의 틈으로 유입되거나, 온도변화에 의해 액상의 포팅액이 팽창되어 하우징(10)과 러버캡(20) 사이의 틈(G)으로 유입되었다.

또한, 하우징(10)과 러버캡(20) 사이의 틈(G)으로 유입된 포팅액은 점도가 높은 액체로 이루어짐으로써, 경우에 따라 공기가 포팅액 내부에 갇혀 기포가 발생될 수도 있었다.

인로 인해, 감지센서의 성능 중 가장 중요한 항목인 링타임(RING TIME; 초음파 송출시 초음파 센서셀의 물리적인 진동으로 인한 여진 파형이 발생된 구간)신호가 늘어나게 되는 문제가 있었다.

즉, 종래에는 상기와 같은 현상으로 인해 센서의 오감지를 일으키는 등 제품의 신뢰를 저하시키는 문제가 있었다.

상기의 이유로 해당분야에서는 하우징의 내부에 포팅액을 주입시, 하우징과 러버캡의 치수공차로 인한 틈 사이로 포팅액이 주입되는 것을 저지함으로써, 늘어난 링타임으로 인해 발생된 오감지를 방지할 수 있는 방안을 모색하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

공개특허공보 제10-2002-0096847호(2002, 12, 31)

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 하우징과 러버캡의 상호 조립시, 하우징과 러버캡의 치수공차로 인해 발생된 틈으로 액상의 포팅액이 유입되는 것을 저지하여 센서셀의 링타임 신호가 늘어나는 것을 방지하고, 이로 인해 센서의 오감지 형상을 저하시켜 제품의 신뢰를 향상시킬 수 있는 차량용 감지센서를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 감지센서는, 일단에 외부와 연통되는 수용홈이 형성되고, 타단에 결합홈이 형성된 중공형상의 하우징, 상기 결합홈에 배치되고, 내부에 안착홈이 형성되는 러버캡, 상기 안착홈에 삽입 배치되는 센서셀, 상기 수용홈에 배치되어 상기 센서셀과 연결되는 PCB, 상기 수용홈에 충진되어 상기 러버캡의 일단 및 상기 PCB를 외부로부터 기밀시키는 포팅액을 포함하되, 상기 러버캡의 일단 방향에 차단부가 돌출 형성되고, 상기 차단부는, 상기 하우징의 내측면과 접하여 상기 하우징과 상기 러버캡 사이에 상기 포팅액이 유입되는 것을 방지한다.

상기 하우징은, 내측면에 상기 수용홈과 상기 결합홈을 구획하는 구획부가 돌출 형성된다.

상기 구획부는, 상기 수용홈과 상기 결합홈을 상호 연통시키는 관통공이 형성된다.

상기 센서셀은, 일단에 전기적으로 연결되어 상기 관통공을 관통하고 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 연결부재를 구비한다.

상기 관통공은, 내경이 상기 차단부의 외경보다 작거나 같다.

상기 관통공은, 내주면이 상기 차단부의 외주면과 접한다.

상기 포팅액은, 실리콘으로 이루어진다.

본 발명에 의한 차량용 감지센서는, 하우징과 러버캡의 상호 조립시, 러버캡으로부터 일단방향으로 차단부가 돌출 형성되어 하우징과 접하여 하우징과 러버캡의 치수공차로 인해 발생된 틈을 밀폐함으로써, 하우징과 러버캡 사이의 틈으로 액상의 포팅액이 유입되는 것을 저지하여 센서셀의 링타임이 늘어나는 것을 방지하고, 이로 인해 센서의 오감지 형상을 저하시켜 제품의 신뢰를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 차량용 감지센서의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 감지센서의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 감지센서의 러버캡을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 감지센서의 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 차량용 감지센서는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(100)과, 러버캡(300)과, 센서셀(200)과, PCB(400)와, 포팅액(500)을 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(100)은 상기 PCB(400) 및 각종 부품들을 수용하는 몸체로서, 일단에는 수용홈(110)이 형성되고, 타단에는 결합홈(120)이 형성된 중공형상을 이룬다.

상기 수용홈(110)은 상기 하우징(100)의 일단이 외부와 연통되어 상기 하우징(100)의 일단방향 외부로부터 상기 PCB(400) 및 각종 부품들이 수용되는 구멍이다.

상기 결합홈(120)은 바람직하게는 상기 하우징(100)의 타단이 외부와 연통되는 원통형으로 형성되고, 상기 수용홈(110)과 연통되며, 상기 러버캡(300)이 삽입되는 구멍이다.

따라서, 상기 하우징(100)의 일단방향과 타단방향은 상기 수용홈(110)과 상기 결합홈(120)에 의해 서로 연통되어 형성된다.

그리고 상기 하우징(100)은 상기 센서셀(200) 및 상기 러버캡(300)과 상기 PCB(400)의 조립이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 2개 이상으로 분리되어 제작된 후 조립되도록 할 수도 있다.

이러한 상기 하우징(100)에는 구획부(130)가 형성된다.

상기 구획부(130)는 상기 하우징(100)의 내측면으로부터 내측방향으로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 구획부(130)를 기준으로 상기 하우징(100)의 일단방향 내부에 상기 PCB(400) 및 각종 부품들이 수용되는 상기 수용홈(110)과, 상기 하우징(100)의 타단방향 내부에 상기 러버캡(300)이 삽입되는 상기 결합홈(120)이 명확하게 구획된다.

또한, 상기 구획부(130)는 상기 러버캡(300)을 상기 결합홈(120)에 결합시, 상기 러버캡(300)의 상면이 상기 구획부(130)의 하면에 접하여 상기 러버캡(300)이 상기 하우징(100)의 일단방향으로 더 이상 이동하는 것을 제한한다.

이러한 상기 구획부(130)는 관통공(131)이 형성된다.

상기 관통공(131)은 상기 구획부(130)의 중심에 형성된 것으로서, 상기 수용홈(110)과 상기 결합홈(120)을 상호 연통시킨다.

상기 센서셀(200)은 초음파의 발생 및 수신에 의해 물체를 감지하는 것으로서, 바람직하게는 상기 결합홈(120)에 삽입 배치될 수 있도록 상기 결합홈(120)과 대응되는 원통형으로 형성되어 상기 결합홈(120)에 삽입 배치된다.

이러한 상기 센서셀(200)은 상기 러버캡(300)에 의해 상기 결합홈(120)에 결합된다.

그리고, 상기 센서셀(200)의 타단방향은 상기 결합홈(120)으로부터 노출된다.

즉, 상기 센서셀(200)이 상기 결합홈(120)을 통해 상기 하우징(100)의 외부로 노출됨으로써, 상기 하우징(100)의 외부로부터 상기 센서셀(200)로 송, 수신된 신호를 명확하게 송, 수신할 수 있다.

또한, 상기 센서셀(200)은 내측 바닥부에 압전소자가 장착되어 일정하거나 또는 불규칙하게 펄스(PULSE) 형식의 전기적인 신호가 인가되면 진동을 발생시킨다.

즉, 상기 센서셀(200)은 압전소자의 진동에 의해 상기 센서셀(200)의 바닥부와의 마찰로 인한 초음파를 송출 후, 상기 하우징(100) 주변의 장애물에 부딪혀 반사되어 되돌아오는 반사 초음파를 수신하고, 수신된 초음파 신호가 연결부재(210)에 의해 상기 PCB(400)에 전달된다.

상기 연결부재(210)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 일단이 상기 PCB(400)와 전기적으로 연결되고, 타단이 상기 센서셀(200)과 전기적으로 연결된다.

그리고, 상기 연결부재(210)는 상기 PCB(400) 및 상기 센서셀(200)과 납땜방식으로 결합됨이 바람직하다.

또한, 상기 연결부재(210)는 리드 와이어 등으로 이루어짐이 바람직하다.

상기 러버캡(300)은 상기 결합홈(120)과 결합될 수 있도록 상기 결합홈(120)과 대응되는 원통형으로 형성되고, 상기 러버캡(300)의 직경은 상기 결합홈(120)의 내경보다 크거나 같게 형성된다.

이로 인해, 상기 러버캡(300)이 상기 결합홈(120)에 결합될 때, 상호 강하게 밀착 결합된다.

또한, 상기 러버캡(300)은 바람직하게는 탄성재질로 이루어진다.

이로 인해, 상기 러버캡(300)은 상기 결합홈(120)에 결합될 때, 상기 러버캡(300)이 탄성변형되어 상기 결합홈(120)에 용이하게 결합될 수 있다.

즉, 상기 러버캡(300)은 상기 센서셀(200)을 상기 결합홈(120)의 내부에 용이하게 결합시킬 수 있고, 상기 러버캡(300)의 외주면이 상기 결합홈(120)의 내주면에 강하게 밀착되어 상기 러버캡(300)이 상기 결합홈(120)으로부터 이탈되는 것을 저지할 수 있다.

이러한 상기 러버캡(300)은 안착홈(310)이 형성된다.

상기 안착홈(310)은 상기 러버캡(300)의 내부에 형성된 것으로서, 상기 센서셀(200)이 안착된다.

이를 위해, 상기 안착홈(310)은 바람직하게는 상기 센서셀(200)과 대응되는 원통형상으로 형성된다.

그리고, 상기 안착홈(310)은 상기 센서셀(200)과 연결된 상기 연결부재(210)가 상기 수용홈(110) 방향으로 노출될 수 있도록 일단방향이 관통되어 상기 수용홈(110)과 연통된다.

이러한 상기 러버캡(300)은 차단부(320)가 형성된다.

상기 차단부(320)는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 러버캡(300)의 일단방향으로부터 돌출 형성된 것으로 상기 러버캡(300)이 상기 결합홈(120)에 조립시, 상기 관통공(131)의 내주면에 접하여 결합된다.

이를 위해, 상기 차단부(320)는 외주면이 상기 관통공(131)의 내주면보다 크거나 작게 형성되고, 상술한 바와 같이 탄성재질로 이루어진다.

따라서, 상기 차단부(320)는 상기 관통공(131)에 결합시, 탄성변형되면서 상기 관통공(131)의 내주면에 강하게 밀착되어 결합되고, 이로 인해, 상기 차단부(320)의 외주면과 상기 관통공(131)의 내주면이 상호 강하게 밀폐된다.

또한, 상기 관통공(131)의 내주면과 접하는 상기 차단부(320)의 외주면 끝단부는 도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 관통공(131)의 내주면을 향하여 기울어져 형성됨이 바람직하다.

따라서, 상기 차단부(320)의 외주면 끝단부가 상기 관통공(131)의 내주면에 명확하게 접함으로써, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이의 틈(G)을 명확하게 밀폐시킨다.

이로 인해, 상기 하우징(100)의 수용홈(110)을 통해 액상으로 이루어진 포팅액(500)이 주입될 때, 상기 포팅액(500)이 상기 구획부(130)의 하면과, 상기 구획부(130)의 하면과 접하는 상기 러버캡(300)의 일단방향 상면 사이의 틈(G)으로 유입되는 것이 차단된다.

여기서, 상기 차단부(320)의 외주면 끝단부는 상기 관통공(131)의 내주면 방향으로 기울어지는 것으로 설명하였지만, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이의 틈을 명확하게 밀폐시킬 수 있다면, 상기 차단부(320)의 외주면 끝단부는 도 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 관통공(131)의 내주면의 반대방향으로 기울어짐도 가능하다.

상기 PCB(400)는 상기 연결부재(210)를 매개로 상기 센서셀(200)과 전기적으로 연결되어 상기 센서셀(200)로부터 초음파 신호를 수신하는 것으로서, 상기 하우징(100)의 수용홈(110)을 통해 상기 하우징(100)의 내부에 장착되고, 상기 PCB(400)의 한쪽 또는 양측면 상에 도전체 패턴이 형성되고, 각종 회로 소자가 탑재된다.

또한, 상기 PCB(400)는 그 형태에 따라 전도성 접착제를 이용한 플립 칩(FLIP CHIP) 방식에 의해서 실장될 수도 있다.

그리고, 상기 PCB(400)가 상기 하우징(100)의 수용홈(110)에 삽입된 후, 상기 하우징(100)의 내부에 액상으로 이루어진 포팅액(500)이 충진된다.

상기 포팅액(500)은 바람직하게는 실리콘 등의 액상으로 이루어진 것으로서 상기 하우징(100)의 수용홈(110)을 통해 상기 하우징(100)의 내부에 충진되고 경화된다.

그리고, 상기 포팅액(500)은 상기 PCB(400) 등 각종 부품들을 외부로부터 차단하여 기밀시킨다.

따라서, 상기 하우징(100)의 내부에 삽입된 상기 PCB(400) 등 각종 부품들이 외부의 충격이나 흔들림에 보호될 수 있고, 상기 하우징(100)의 외부에서 유입되는 이물질로부터 보호할 수 있어 상기 차량용 감지센서의 수명을 늘릴 수 있다.

이하에서는, 상기 하우징과 상기 러버캡 사이에 액상으로 이루어진 상기 포팅액(500)의 유입이 차단되는 것에 관하여 설명한다.

상기 센서셀(200)이 수용된 상기 러버캡(300)은 상기 하우징(100)의 결합홈(120)에 결합된다.

이때, 상기 러버캡(300)이 상기 하우징(100)에 결합될 때, 상기 러버캡(300)과 상기 하우징(100) 사이에는 틈(G)이 형성된다.

이는, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300)의 치수공차로 인해, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300)의 결합시 발생되는 틈(G)이다.

따라서, 상기 하우징(100)의 내부에 상기 러버캡(300) 및 상기 PCB(400) 등 각종 부품들이 수용된 후, 액상으로 이루어진 상기 포팅액(500)을 주입하면, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이의 틈(G)으로 액상으로 이루어진 포팅액(500)이 유입될 수 있다.

그리고, 점도가 높은 상기 포팅액(500)이 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이에 유입되는 과정에서 공기가 상기 포팅액(500)으로부터 빠져나오지 못하고 기포가 발생될 수 있다.

그러나, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 러버캡(300)의 일단방향으로 돌출 형성된 차단부(320)가 상기 하우징(100)의 관통공(131)에 결합되어 상기 차단부(320)의 외주면이 상기 관통공(131)의 내주면에 강하게 밀착된다.

이로 인해, 상기 하우징(100)의 수용홈(110)을 통해 유입되는 액상의 상기 포팅액(500)이 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이의 틈(G)으로 유입되는 것이 차단된다.

즉, 액상으로 이루어진 상기 포팅액(500)이 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이로 유입됨으로 인한 상기 센서셀(200)의 링타임 신호가 늘어나는 것을 방지할 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 차량용 감지센서는, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300)의 상호 조립시, 상기 러버캡(300)으로부터 일단방향으로 상기 차단부(320)가 돌출 형성되고, 상기 차단부(320)의 외주면과 상기 하우징(100)의 관통공(131) 내주면이 상호 접하여 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300)의 치수공차로 인해 발생된 틈(G)을 밀폐함으로써, 상기 하우징(100)과 상기 러버캡(300) 사이의 틈(G)으로 액상의 상기 포팅액(500)이 유입되는 것을 차단한다.

이로 인해, 상기 센서셀(200)의 링타임 신호가 늘어나는 것이 방지됨으로써, 본원 발명의 차량용 감지센서의 오감지 형상을 저하시켜 제품의 신뢰를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100: 하우징 110: 수용홈
120: 결합홈 130: 구획부
131: 관통공 200: 센서셀
210: 연결부재 300: 러버캡
310: 안착홈 320: 차단부
400: PCB 500: 포팅액

Claims (7)

1. 일단에 외부와 연통되는 수용홈이 형성되고, 타단에 결합홈이 형성되며, 내측에 상기 수용홈과 상기 결합홈을 구획하는 구획부가 돌출 형성된 중공형상의 하우징;
   상기 결합홈에 배치되고, 내부에 안착홈이 형성되는 러버캡;
   상기 안착홈에 삽입 배치되는 센서셀;
   상기 수용홈에 배치되어 상기 센서셀과 연결되는 PCB;
   상기 수용홈에 충진되어 상기 러버캡의 일단 및 상기 PCB를 외부로부터 기밀시키는 포팅액;을 포함하되,
   상기 러버캡의 일단 방향에 차단부가 돌출 형성되고,
   상기 구획부는,
   상기 수용홈과 상기 결합홈을 상호 연통시키는 관통공이 형성되고,
   상기 차단부는,
   상기 관통공의 내주면과 접하는 단부가 상기 관통공의 내주면을 향하여 기울여져 상기 하우징의 내측면과 접하여 상기 하우징의 구획부와 상기 러버캡 사이에 상기 포팅액이 유입되는 것을 방지하는 것
   인 차량용 감지센서.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 센서셀은,
   일단에 전기적으로 연결되어 상기 관통공을 관통하고 상기 PCB와 전기적으로 연결되는 연결부재를 구비하는 것
   인 차량용 감지센서.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 관통공은,
   내경이 상기 차단부의 외경보다 작거나 같은 것
   인 차량용 감지센서.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 관통공은,
   내주면이 상기 차단부의 외주면과 접하는 것
   인 차량용 감지센서.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 포팅액은,
   실리콘으로 이루어진 것
   인 차량용 감지센서.
   
   

Images