KR102539993B1 - 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력 센싱소자, 특히 MEMS 타입의 반도체 센싱소자를 베이스의 유체유입부 상단에 배열하고, 이 센싱소자와 접속하고 메인PCB에 실장된 컨택컵에 수용되는 컨택멤버가 커넥터PCB의 컨택포인트에 접속되도록 하여 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되도록 하고, 협소 마운팅 포인트에도 적용할 수 있도록 최대한 컴팩트화할 수 있고, 무엇보다도 센싱소자와 베이스의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부에서 최대한 먼 위치에 센싱소자와 베이스의 결합부가 위치하도록 하여 장착시 발생되는 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컴팩트 압력센서는 체결부와 유체유입부를 갖는 베이스; 상기 베이스의 유체유입부에 위치한 센싱소자; 상기 센싱소자와 접속하고, 컨택멤버가 수용되는 컨택컵이 실장된 메인PCB; 상기 메인PCB의 컨택멤버와 접속하는 컨택포인트 및 커넥터핀이 구비된 커넥터PCB; 및 상기 커넥터PCB의 커넥터핀을 감싸고, 베이스에 결합되는 커넥터;를 포함하여 이루어진다.

Description

비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서{COMPACT PRESSURE SENSOR HAVING HIGH INTERRUPTING PERFORMANCE FOR TORSION STRESS}

본 발명은 다양한 유체, 특히 유압 제어분야에 사용될 수 있는 압력센서에 관한 것으로,

보다 상세하게는 압력 센싱소자, 특히 MEMS 타입의 반도체 센싱소자를 베이스의 유체유입부에 배열하고, 이 센싱소자와 접속하고 메인PCB에 실장된 컨택컵에 수용되는 컨택멤버가 커넥터PCB의 컨택포인트에 접속되도록 하여 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되도록 하고, 협소 마운팅 포인트에도 적용할 수 있도록 최대한 컴팩트화할 수 있고, 베이스에 센싱소자를 조립하고 그 위에 메인PCB가 배열되며 베이스에 커넥터가 조립되는 형태로 하여 조립성이 확보되며, 무엇보다도 센싱소자와 베이스의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부에서 최대한 먼 위치에 센싱소자와 베이스의 결합부가 위치하도록 하여 장착시 발생되는 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서에 관한 것이다.

다양한 유압 제어분야에 사용될 수 있는 압력센서가 공지되어 있다.

예를 들어 특허등록 제10-0968055호(2010년06월29일) [압력 센서 모듈]은 부식성 매체의 압력을 측정해야 하는 압력 센서 모듈에서 부식 방지를 위해 일반적인 압력 센서 셀이 압력 센서 칩에 의해 변형되고 압력을 전달하는 유체의 큰 체적을 필요로 하며, 이로 인하여 교정 및 높은 측정 정확도를 확보하기 어려운 점을 개선하기 위한 것으로,

구체적으로 간단한 방식으로 비용이 저렴하면서도 부식성 환경에서 사용하는데 높은 측정정확도를 갖는 압력 센서 모듈이 제조되는 장점을 제공하고, 높은 정확도는 오일 체적이 크게 감소됨으로써 달성되며, 이로써 오일 체적의 열 팽창이 측정 신호에 미치는 영향은 매우 작고, 결국 완성된 압력 센서 모듈에서 복잡하고 긴 온도 단계를 피하기 위해 센서 셀 내에 장착된 압력 센서 칩의 신속한 교정이 실행될 수 있고, 센서 셀들의 조정에 의해 압력 센서 모듈의 교정시 불량품 비용이 낮아지며, 센서 셀은 압력 센서 모듈보다 작기 때문에 동시에 다수의 센서 셀들이 교정될 수 있도록 하는 기술을 제공하고 있다.

또 특허등록 제10-1208442호(2012년11월29일) [후면 감지 및 하나의 ＡＳＩＣ을 이용한 차동 압력 측정방법]이 있는데,

이 등록특허는 압력 센서와, 감지 다이(sense die)를 구비하는 절대 압력 센서를 포함하는 미세가공된 압력 센서에 관한 것으로,

구체적으로 감지되는 매체를 검출하고, 각각 후면 및 전면을 가지며 해당하는 복수의 변화하는 압력에 각각 결합되는 복수의 압력 감지 다이를 구비한 절대 압력 센서를 포함하는 차동 압력 센서 시스템 및 방법이 제시되어 있고, 상기 감지되는 매체는 압력 감지 다이의 상기 후면에만 인가되어, 상기 압력 센서 다이의 상기 전면과 결합된 와이어 본드 및 활성 영역이 감지되는 매체에 노출되는 것을 방지하고 상기 감지되는 매체와 관련된 산(acid) 및 부식성 화학물로부터 공격받는 것을 방지하는 기술을 제시하고 있다.

아울러 특허등록 제10-1316517호(2013년10월01일) [압력 감지 장치]가 있는데,

이 등록특허는 압력 전달 유체(pressure-transmitting fluid)를 수용하는 라인 또는 용기의 압력 검출을 위한 압력 검출 장치에 관한 것으로,

구체적으로 압력 감지 장치를 고정하기 위한 기부 부재를 포함하고, 기부 부재에는 가압 유체의 공급을 위해 연결 덕트가 구비되며, 일단부에서 플러그 체결 방향을 따라 연장되며 플러그 인 연결부와 결합되는 연장된 지지 부재를 더 구비되고, 플러그 인 커넥터 부분은 플러그 체결 방향으로 상보형 플러그 인 커넥터와 체결되고, 연장된 지지 부품은 타단부에서 기부 부재와 연결되며, 연결 덕트에 연결되는 압력 덕트를 구비하며, 플러그 체결 방향에 대해 수직하여 연장되는 수용 구멍을 둘러싸고 압력 덕트와 연통하며, 나아가 개시된 압력 감지 장치는 압력 검출 부재의 표면들 중 하나가 압력 덕트로부터 압력에 대해 노출되도록 수용 홀에 기밀하게 하게 삽입되는 압력 센서 부재를 포함하고, 신호 전달을 위해 플러그 인 커넥터 부분에서 접속 부재에 연결되는, 특히 차량에 사용되는 압력 검출 장치를 제시하고 있다.

다음으로 특허공개 제10-2015-0093163호(2015년08월17일) [압력 센서 모듈]이 있는데,

이 공개특허는 매체의 압력을 측정하기 위한 것으로, 센서 칩과, 압력 커넥터(pressure connector)를 구비한 하우징과, 압력 센서 모듈의 전기 연결을 위한 플러그부를 포함하는 압력 센서 모듈이 제안되고,

또 플러그부 내에는 센서 칩과 전기 연결되는 플러그 접점들이 제공되며, 이 플러그 접점들은, 예컨대 센서 칩으로부터 출력 신호로서 공급되는 전압 또는 전류를, 예컨대 압력 센서 모듈에 속하지 않는 전기 라인들을 통해, 예컨대 제어 유닛으로 전송할 수 있고, 그에 따라 센서 칩의 판독을 가능하게 한다. 본 발명에 따라 센서 칩은 압력 커넥터를 통해 측정 매체를 공급받을 수 있고, 압력 커넥터는 적어도 부분적으로 경금속으로 제조되는 기술을 제시하고 있다.

그러나 이들 종래문헌을 비롯한 종래기술은 협소 마운팅 포인트에 적용할 수 있도록 압력센서를 컴팩트화 하거나, 조립성을 향상시키고 다층 PCB 사이의 접속성이 다양한 진동과 충격에도 불구하고 안정적으로 보장되도록 하여 응답성을 보장하는 기술과는 무관하며, 무엇보다도 압력센서를 적용 대상 장비에 장착하는 경우 공구를 이용하여 나사결합을 하는 상황에서 발생되는 응력이 센서에 작용하게 되어 민감한 허용 측정오차를 넘어서게 되는 오류 상황이 발생되는 문제에 대한 해결책을 제시하고 있지 않다.

이에 본 발명은 유압용 압력센서가 센싱소자와 PCB의 접속이 컨택핀에 이루어져서 조립이 어렵고 그만큼 크기가 커져서 기술진보에 따라 갈수록 좁아지는 마운팅 포인트에 적용이 어려워지는 문제점을 해소하고자 메인PCB의 컨택컵에 실장된 컨택멤버가 커넥터PCB의 컨택포인트에 접속하도록 하는 컴팩트 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 메인PCB는 센싱소자와 접속하는 제1PCB와 컨택컵을 구비한 제2PCB로 분리하여 유체의 온도변화에 따라 측정되는 압력값의 보상을 위하여 제1PCB에 구비된 온도센서를 제2PCB가 보호할 수 있도록 하여 압력측정 정밀성을 높이도록 한 컴팩트 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 베이스가 체결부를 갖고 센싱소자가 안착되며 공구겹합부를 갖는 제1바디와 커넥터가 결합되는 제2바디로 분리하여 압력센서의 마운팅시 공구의 비틀림 응력으로부터 압력센서가 영향을 받는 원인이 발생되는 것을 원천 차단하여 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 컨택멤버를 전도성 탄성체, 구체적으로 코일스프링, 보다 구체적으로 상협하광(上狹下廣) 형상의 코일스프링으로 구성하여 조립 용이성, 조립 상태의 안정성이 확보되며, 또 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되고 이에 따라 응답성도 확보되도록 한 컴팩트 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

무엇보다도 본 발명은 센싱소자는 베이스의 유체유입부에 삽입되고 하단 플렌지만이 유체유입부 하단 둘레에 결합되도록 하여 센싱소자와 베이스의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부에서 최대한 먼 위치에 센싱소자와 베이스의 결합부가 위치하도록 함으로써 압력센서를 적용 대상 장비에 장착하는 경우 공구를 이용하여 나사결합을 하는 상황에서 발생되는 비틀림응력이 센서에 작용하게 되어 민감한 허용 측정오차를 넘어서게 되는 오류 상황이 발생되는 문제를 원천 해결한 컴팩트 압력센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서는

체결부와 유체유입부를 갖는 베이스;

상기 베이스의 유체유입부에 위치한 센싱소자;

상기 센싱소자와 접속하고, 컨택멤버가 수용되는 컨택컵이 실장된 메인PCB;

상기 메인PCB의 컨택멤버와 접속하는 컨택포인트 및 커넥터핀이 구비된 커넥터PCB; 및

상기 커넥터PCB의 커넥터핀을 감싸고, 베이스에 결합되는 커넥터;

를 포함하여 이루어진다.

또 본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서에서

상기 메인PCB는 상기 센싱소자와 접속하는 제1PCB와,

상기 제1PCB와 접속하고 컨택컵을 구비한 제2PCB로 구성되고,

상기 베이스는 체결부와 유체유입부를 갖고 센싱소자가 안착된 제1바디와,

제1 및 제2 PCB를 감싸고, 제1바디와 결합되며, 커넥터가 결합되는 제2바디로 구성되며,

상기 컨택멤버는 코일스프링이고,

상기 센싱소자는 유체유입부에 삽입되고 하단 플렌지가 유체유입부 하단 둘레에 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서는 유압용 압력센서가 센싱소자와 PCB의 접속이 컨택핀에 이루어져서 조립이 어렵고 그만큼 크기가 커져서 기술진보에 따라 갈수록 좁아지는 마운팅 포인트에 적용이 어려워지는 문제점을 해소하고자 메인PCB의 컨택컵에 실장된 컨택멤버가 커넥터PCB의 컨택포인트에 접속하도록 할 수 있고, 또 메인PCB는 센싱소자와 접속하는 제1PCB와 컨택컵을 구비한 제2PCB로 분리하여 유체의 온도변화에 따라 측정되는 압력값의 보상을 위하여 제1PCB에 구비된 온도센서를 제2PCB가 보호할 수 있도록 하여 압력측정 정밀성을 높일 수 있고, 나아가 베이스가 체결부를 갖고 센싱소자가 안착되고 공구겹합부를 갖는 제1바디와 제2바디로 분리하여 압력센서의 마운팅시 공구의 비틀림 응력으로부터 압력센서가 영향을 받는 원인이 발생되는 것을 원천 차단하여 조립성 및 정밀성을 높일 수 있고, 아울러 본 발명은 컨택멤버를 전도성 탄성체, 구체적으로 코일스프링, 보다 구체적으로 상협하광(上狹下廣) 형상의 코일스프링으로 구성하여 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되고 이에 따라 응답성도 확보되도록 하며, 무엇보다도 센싱소자는 베이스의 유체유입부에 삽입되고 하단 플렌지만이 유체유입부 하단 둘레에 결합되도록 하여 센싱소자와 베이스의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부에서 최대한 먼 위치에 센싱소자와 베이스의 결합부가 위치하도록 함으로써 압력센서를 적용 대상 장비에 장착하는 경우 공구를 이용하여 나사결합을 하는 상황에서 발생되는 비틀림응력이 센서에 작용하게 되어 민감한 허용 측정오차를 넘어서게 되는 오류 상황이 발생되는 문제를 원천적으로 해결할 수 있어, 결국 조립 및 장착시 발생되는 응력이나 다양한 진동, 스트레스로부터 센싱소자, 특히 MEMS 타입의 반도체 센싱소자가 보호되도록 하고 유저의 요구에 따라 협소 마운팅 포인트에도 충분히 자유롭게 적용할 수 있도록 메인PCB의 컨택(contact)컵에 안착되는 컨택 코일스프링을 커넥터의 커넥터PCB와 접속하는 컨택멤버로 사용하여 극도로 컴팩트화하는 것이 가능하고, 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되고, 그만큼 내구성이 향상되며, 까다로운 테스트 용이성이 확보되며, 조립성까지 보장되는 모듈형 압력센서를 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서의 결합도면 및 분해사시도.
도 3 및 도 4는 도 1과 커넥터 및 센싱소자를 변형한, 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서 결합도면 및 분해사시도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 공지기능 및 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략할 수 있다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소 등을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 우열이나 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서(A)를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 [A] 및 도 2 [A]를 참고하여 특정하면,

도시한 그대로의 상태에서 상하, 좌우, 전후를 나누고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

먼저 도 1 [A]의 결합사시도, [B]의 평면도, [C]의 저면도와, 도 2 [A]의 하향 관찰 분해사시도, 도 2 [B]의 상향 관찰 분해사시도,

그리고 도 3 [A]의 결합사시도, [B]의 평면도, [C]의 저면도와, 도 4 [A]의 하향 관찰 분해사시도, 도 2 [B]의 상향 관찰 분해사시도에서 확인할 수 있는 바와 같이,

본 발명에 따른 비틀림응력 차단성능이 향상된 컴팩트 압력센서(A)는 베이스(10), 센싱소자(20), 메인PCB(30), 커넥터PCB(40), 커넥터(50)가 상호 조립되어 구성된다.

상기 베이스(10)는 하부 체결부(11), 즉 수나사부와, 그 중앙의 유체유입부(13)로 구성된다.

보다 구체적으로 상기 베이스(10)는 제1 및 제2 바디(10A,10B)로 구성되며,

상기 제1바디(10A)는 체결부(11)와 유체유입부(13)를 갖고 센싱소자(20)가 안착되어 있고, 상부 외곽에 공구겹합부(10t), 특히 몽키스패너 등의 공구가 활용되도록 육각 너트 형태의 공구결합부를 갖는데, 이 공구겹합부(10t)는 공구를 이용하여 압력센서(A)를 마운팅 포인트, 즉 적용 대상 장비에 장착하는 부위에 나사결합하여 조립하기 용이하도록 구성되어 있다. 상기 체결부(11)에는 도 4와 같이 오링(17)이 결합되어 밀폐성이 향상되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

제2바디(10B)는 메인PCB(30), 특히 제1 및 제2 PCB(30A,30B)를 감싸고, 제1바디와 용접(특히 레이저 용접), 압입 등의 방식으로 결합되며, 상부에는 커넥터(50)가 외삽 결합되는 드럼을 구비하고 있다. 이 제2바디(10B)의 상부 드럼에는 홈 형태의 결합그루브(10g)가 구비되어 있어 제1 및 제2 PCB(30A,30B), 커넥터(50)의 일부 또는 모두의 방향 특정 결합(특히 암수 결합)이 가능하도록 구성되어 있다.

상기 유체유입부(13)에는 워터해머 내지 유체해머로부터 센서를 보호하고 충격을 완충하도록 중공(15h)을 갖는 오리피스가 강제 압입 방식으로 조립될 수 있는데, 특히 이 오리피스(15)는 도 4와 같이 유체유입부(13)에 결합된 센싱소자(30)의 유체유입홀(20h)에 끼워질 수 있다.

센싱소자(20)는 베이스(10), 특히 제1바디(10A)의 유체유입부(13)에 삽입되는데, 센싱소자(20)와 베이스(10)의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부에서 최대한 먼 위치에 센싱소자와 베이스의 결합부가 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러 상기 센싱소자(20) 및 제1바디(10A)의 일부 또는 모두는 제2바디(10B) 보다 강한 소재(예: SUS630 vs SUS316)여서 공구를 이용하여 조립하는 경우 발생되는 응력이 센싱소자에 영향을 미치지 않도록 함에 만전을 기하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 센싱소자(20)는 베이스(10), 특히 제1바디(10A)의 유체유입부(13)에 결합되어 있고,

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems, 미세전자기계시스템) 타입의 반도체 센싱소자인 것이 바람직하다.

또 센싱소자(20)는 베이스의 유체유입부에 삽입되고 하단 플렌지(21)만이 유체유입부(13) 하단 둘레에 결합(용접, 본딩 등의 방식)되도록 하여 센싱소자와 베이스의 접촉면적을 최소화하고 장착시 공구가 적용되는 베이스의 공구결합부(10t)에서 최대한 먼 위치에 센싱소자(20)와 베이스의 결합부가 위치하도록 함으로써 압력센서(A)를 적용 대상 장비에 장착하는 경우 공구를 이용하여 나사결합을 하는 상황에서 발생되는 비틀림응력이 센서에 작용하게 되어 민감한 허용 측정오차를 넘어서게 되는 오류 상황이 발생되는 문제를 원천 해결할 수 있다.

제1바디(10A)의 유체유입부(13) 내경 보다 드럼형 센싱소자(20)의 외경을 작게 하여 플렌지(21) 상면의 결합부위 외에는 접촉되지 않도록 하여 역시 비틀림응력 차단에 만전을 기하는 것이 바람직하며,

센싱소자(20)는 제2 또는 제1 바디(10B)(10A), 또는 이 둘 모두 보다 강한 금속소재, 특히 SUS 소재여서 조립, 장착 및 운전시 발생되는 역시 응력이나 다양한 진동, 스트레스로부터 센싱소자를 보호하도록 구성되는 것이 바람직하다.

아울러 도 2의 센싱소자(20)가 플렌지(21) 상부가 균일환 외경을 갖는 구조임에 비하여, 도 4의 센싱소자(20)는 플렌지(21) 상부는 2단의 계단부(20s)를 가져

도 4의 센싱소자가 상대적으로 더 고압력 조건에 적합한 구성을 갖도록 하여, 상부가 막힌 센싱소자의 상면부에 구비된 프로브가 조립 비틀력응력으로부터 보다 덜 영향을 받도록 하는 것이 바람직하며,

하단 보다 상단의 외경이 더 작은 1단 또는 다단 계단부(20s)를 갖는 센싱소자는 대안적으로 점감하는 형태의 센싱소자로 구성하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.

아울러 도 2 또는 도 4, 또는 둘 모두의 센싱소자(20)는 공지의 겔타입 코팅제를 도포하여 측정대상 유체의 온도가 외부 영향을 최소화한 상태로 온도센서에서 측정될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 메인PCB(30)는 상기 센싱소자(20)와 접속하고, 컨택멤버(31)가 수용되는 컨택컵(33)이 실장되어 있다.

구체적으로 이 메인PCB(30)는 상기 센싱소자(20)와 접속하는 제1PCB(30A)와, 상기 제1PCB와 접속하고 컨택컵(33)을 구비한 제2PCB(30B)로 구성된다.

이처럼 제1 및 제2 PCB(30A)(30B)로 이원화된 메인PCB(30)는 유체의 온도변화에 따라 측정되는 압력값의 보상을 위하여 제1PCB에 구비된 온도센서를 제2PCB가 보호할 수 있도록 하여 압력측정 정밀성을 높일 수 있다.

또 역시 일종의 덮개 역할을 하는 제1 및 제2 PCB(30A)(30B)로 인하여 다양한 진동이나 충격으로부터 온도센서 및 센싱소자(20)를 보호할 수 있다.

나아가 커넥터(50)의 완조립전에 상시 노출된 핀, 즉 컨택(contact)컵(33)이나,

컨택컵(33)과 어긋난 위치에 배열되고 제2PCB(30B)의 상응하는 노출공에 삽입되어 제1 및 제2 PCB(30A)(30B)의 조립시 제2PCB 상부로 노출되는 제1PCB(30A)의 상시 노출 컨택핀(도 2 [A] 및 도 4 [A]의 결합홈(30j) 인접 위치에 배열됨, 편의상 참조부호로 미지시됨) 등을 통하여

쉽게 테스트를 진행할 수 있어 까다로운 테스트 용이성이 확보된다는 큰 이점을 제공하게 된다.

센싱 정밀성을 확보하기 위하여 제1 및 제2 PCB(30A)(30B)의 패턴의 일부 또는 모두,

그리고 컨택컵(33)나 컨택멤버(31)는 금(gold)으로 구성되거나 금 도금 처리된 부품을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 핵심 중 하나인 컨택멤버(31)는 전도성 탄성체, 구체적으로 코일스프링, 보다 구체적으로 상협하광(上狹下廣) 형상의 코일스프링으로 구성하여 다양한 원인에 의한 진동에도 접속성이 보장되고 이에 따라 응답성도 확보되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 아울러 조립 용이성 및 조립 상태의 안정성도 확보될 수 있다.

상협하광(上狹下廣) 형상의 코일스프링인 컨택(contact)멤버(31)는 외력 비작용시 컨택(contact)컵(33)에 50~70% 정도 높이까지 삽입된 형태인 것이 바람직하다.

이와 같은 컨택멤버(31) 및 컨택컵(33) 등을 통하여 기존 자사 제품에 비하여 높이만 30~40% 이상 낮춘 압력센서를 확보하게 되어, 다양한 협소 마운팅 포인트에도 충분히 적용할 수 있어 컴팩트화 특성을 극대화한 것으로 평가할 수 있다.

다음으로 상기 커넥터PCB(40)는 상기 커넥터(50) 하부에 장착된 반조립 부품 상태로 제공되는 것이 바람직하며,

상기 메인PCB(30), 특히 제2PCB(30B)의 컨택멤버(31)와 접속하는 컨택포인트(41)가 하면에 구비되어 있고,

커넥터핀(41p)이 상부에 구비되어 커넥터(50)(50m)에 감싸인 형태가 되며, 이 커넥터핀을 통하여 센서(A)의 측정값(압력, 온도 등)이 센서가 장착된 중장비, 차량, 기타 장비의 컨트롤러로 전송된다.

컨택(contact)컵(33) 상부에 30~50% 수준으로 노출된 컨택(contact)멤버(31)는 커넥터PCB(40)의 조립에 의한 컨택포인트(41)의 가압으로 수축되어 다양한 강도와 원인의 진동이나 충격에도 안정적인 접속 특성을 보장할 수 있다.

이어서 상기 커넥터(50)는 커넥터PCB(40)의 커넥터핀(40p)을 감싸고, 베이스(10), 특히 제2바디(10B)에 결합된다.

통상 업계에서 더치 커넥터 등으로 불리는 이 커넥터의 크기 및 형상에 따라 다양한 유체 제어 분야, 특히 유압 제어분야, 구체적으로 산업용 제어 시스템, 포크레인 및 지게차 유압측정, 상용차 및 버스의 브레이크 및 연료압 측정, 냉공조 분야, 각종 펌프제어 시스템 등에 적용될 수 있고, 본 발명에 따른 압력센서를 통하여 광역 대역의 유압 및 유압 온도 분야에 적용되어 오차 없이 압력과 온도를 측정하고, 제어부에 리딩 데이터를 전송할 수 있게 되며, 다양한 커넥터(50)(50m)(도 1, 도 2 및 도 3, 도 4 등)로 변형 적용되어 호환성을 갖는 것이 바람직하며, 통상의 고저(高低) 또는 고중저(高中低) 압력(또는 압력 및 온도) 조건에 맞게, 또는 적용 장비의 위치에 맞게 커넥터가 특정 색상을 갖도록 구분하여 다양하게 구성하여 조립, 유지보수에 편리하도록 구성하는 것이 바람직하다.

통상 커넥터(50)는 상부 합성수지 부분(이 부분이 호환성 및 압력 구분 등을 위하여 특정 색상 및 형상을 갖는다)과 그 하부 금속(특히 SUS)링은 인서트 사출을 통하여 결합되고, 특히 금속링은 상단 결합부에 요철부를 가져 합성수지부와 금속링이 위치 변동 없이 확고한 결합 특성이 확보되도록 하여 불량 문제를 해소하도록 구성되어 있다.

나아가 합성수지부 내지 금속링은 방향특정 결합돌기(50j)(도면에서는 합성수지부에 형성됨)를 갖고,

다른 구성요소에는 이에 상응하는 결합부가 있는데, 특히 커넥터PCB(40) 하단으로 노출된 결합돌기(50j)가 끼워지는 결합홈(30j)을 갖는 제2PCB(30)를 통하여 조립 용이성이 확보되도록 구성되어 있다.

커넥터(50)는 금속링을 통하여 베이스(10)의 제2바디(10B)에 결합되며, 압입, 레이저 용접, 본딩 등 다양한 방법을 통하여 조립상태 안정성을 확보할 수 있다.

이상의 설명에서 컴팩트 압력센서의 제원, 사양, 치수 등과 관련된 통상의 공지된 기술은 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 압력센서를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

A: 압력센서 10: 베이스
10A,10B: 바디 11: 체결부
13: 유체유입부 15: 오리피스
20: 센싱소자 21: 플렌지
30: 메인PCB 30A,30B: PCB
21: 컨택멤버 33: 컨택컵
40: 커넥터PCB 41: 컨택포인트
50: 커넥터

Claims (4)

1. 체결부와 유체유입부를 갖는 베이스;
   상기 베이스의 유체유입부에 위치한 센싱소자;
   상기 센싱소자와 접속하고, 컨택멤버가 수용되는 컨택컵이 실장된 메인PCB;
   상기 메인PCB의 컨택멤버와 접속하는 컨택포인트 및 커넥터핀이 구비된 커넥터PCB; 및
   상기 커넥터PCB의 커넥터핀을 감싸고, 베이스에 결합되는 커넥터;를 포함하여 이루어지되,
   상기 메인PCB는 상기 센싱소자와 접속하는 제1PCB와, 상기 제1PCB와 접속하고 컨택컵을 구비한 제2PCB로 구성되고,
   상기 베이스는 체결부와 유체유입부를 갖고 센싱소자가 안착된 제1바디와, 제1 및 제2 PCB를 감싸고, 제1바디와 결합되며, 커넥터가 결합되는 제2바디로 구성되고,
   상기 컨택멤버는 외력 비작용시 컨택컵에 50~70% 정도 높이까지 삽입된 코일스프링으로, 컨택컵 상부에 30~50% 수준으로 노출된 코일스프링는 커넥터PCB의 조립에 의한 컨택포인트의 가압으로 수축되어 다양한 강도와 원인의 진동이나 충격에도 안정적인 접속 특성이 보장되고,
   상기 커넥터는 베이스의 제2바디에 결합되고, 제2PCB의 결합홈에 끼워지는 방향특정 결합돌기를 갖고,
   상기 제1PCB는 제2PCB의 노출공에 삽입되어 상시 노출되는 컨택핀을 갖고,
   상기 센싱소자는 제1바디의 유체유입부에 삽입되고, 하단 플렌지만이 유체유입부 하단 둘레에 결합되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 압력센서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨택멤버는 상협하광 형상의 코일스프링인 것을 특징으로 하는 컴팩트 압력센서.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 센싱소자의 플렌지 상부는 2단의 계단부를 갖는 것을 특징으로 하는 컴팩트 압력센서.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 센싱소자 및 제1바디의 일부 또는 모두는 제2바디 보다 강한 소재로 구성된 것을 특징으로 하는 컴팩트 압력센서.
   

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