KR20000010793A - 내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도 측정 장치 - Google Patents

내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하우징(10)내에 위치된 압력 센서(30)와 온도 센서(50)를 구비한 내연 기관의 흡입관 온도와 압력을 측정하는 장치에 관한 것으로, 상기 압력 센서는 가능한 만큼 다소 굴곡된 상태로 평가 회로와 함께 지지부(20)에 고착된다. 본 발명의 목적은 온도를 정밀하게 측정할 수 있으며, 특히 압력을 매우 정밀하게 측정할 수 있는 방식으로 상기 장치를 개선하는 것이다. 따라서, 하우징(10)에 부착된 연결 피이스(40)가 양쪽 지지부(20)와 상기 연결 피이스(40)에 시일 본드(61)로 연결된 매개 피이스(60)와 마찬가지로 압력으로 매질을 전달한다. 상기 시일 본드는 기계적 변형을 중화한다.

Description

내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도 측정 장치
공동의 케이싱내에 온도센서 및 압력센서가 배치되어있는 내연기관의 흡입관의 압력 및 온도를 측정하기 위한 장치는 예로서 독일특허 제 28 51 716 C1 호에 공지되어 있다.
예로서, 독일 공개특허 제 43 17 312 A1 호에 기재된 압력센서와 온도감지기를 조합한 것이 도 5에 도시되어있다.
도 5에 도시된 압력센서의 경우에는 단일칩 규소 압력센서(표시 안됨)가 사용되어있으며, 이 센서는 센서 셀을 포함하고 있고 그 셀에서는 압력이 막의 배면에 도입되고 막의 전면 위에는 절대압의 측정을 위한 기준 진공부가 주어져있다. 압력센서는 기밀적으로 밀폐된 TO 케이싱(82) 내에 설치되어있고, 그 케이싱은 그 자체 전체장치의 케이싱(80) 내에 압력 및 온도의 측정을 위해 배치되어있다. 또한, 케이싱(80)에는 콘덴서를 가진 도체판(83)이 배치되어있고 그 도체판은 전기자기적 조화성의 관점에서 필요하다. 또한, 도체판(83)은 케이싱(80)에 형성된 단관(85)에 배치되어있는 면 삽입 접점(84)에 연결되게하는 데 사용된다.
또한, 압력단관(88) 내에는 관형의 합성수지 부싱(87) 내에 사출성형에 의해 배치된 NTC 저항형의 온도센서(86)가 설치되어있고 그 센서의 연결도선은 NTC 와이어와 용접된 삽입부재(90)를 통하여 면 삽입 접점(84)과 도전적으로 연결되어있다.
압력과 온도를 측정하는 장치는 대단히 큰 비용을 들여야만 제조될 수 있을 뿐만 아니라, 예로서, 온도센서(86) 및 압력센서(82)의 연결도선과 도체판(83) 및 면 삽입 접점(84)과의 연결은 조립 완성 상태에 있어 납땜연결에 의해 제조되어야한다. 더욱이, 이 납땜연결부는 예로서 밀폐를 위해 접착물질(89)로 점착도포되어야한다.
그런 장치의 경우에는 온도센서(86)는 합성수지 부싱(87) 내에 배치되어있고 그래서 많은 용도에서 온도센서(86)의 감응시간이 너무 길어지는 문제점도 있다.
또한, 압력센서의 전방측면에 압력이 가해지는, 내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도를 파악하는 장치도 공지되어 있다. 실제의 압력센서는 유리소켓 위에 배치되어있다. 유리소켓과 압력센서 사이에는 기준 진공부가 위치되어있다. 칩 형태의 압력센서는 틀에 의해 둘러싸여있고 보호 겔에 의해 주위영향으로부터 보호되고 있다. 이런 장치는 고가이고 부분적으로는 복잡한 제조법을 요한다. 또한 케이싱을 통해 응력등이 아주 민감한 압력센서에 전달될 수 있어 측정결과가 악화될 가능성이 배제될 수 없다.
본 발명은 온도센서와, 캐리어 상에 평가회로와 함께 인장력이 작용하지 않도록 고정된 압력 센서가 공동의 케이싱 내에 배치되어 있는 내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 내연기관의 흡입관에서의 압력 및 온도를 파악하기 위한 본 발명에 의한 장치의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 장치의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 장치의 단관부재의 상세도이며, 온도센서의 고정에 사용되고 단관 부재에 배치된 클립 행거의 개략적인 평면도.
도 4는 예리한 고정 연결부를 명시하기 위해 도 1에 도시된 본 발명에 의한 장치의 케이싱의 부분 파단 평면도.
도 5는 종래기술로 공지되어 있는 흡입관에서의 압력 및 온도를 파악하기 위한 장치를 도시하는 도면.
따라서, 본 발명은 처음에 언급한 종류의 내연기관의 흡입관에서의 압력 및 온도를 파악하기 위한 장치를 간단한 제조방법으로 정확한 온도측정, 그리고 특히 정확한 압력측정을 가능케하게 하도록 개선하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 최초에 언급한 종류의 내연기관의 흡입관에서의 압력 및 온도를 파악하기 위한 장치의 경우, 압력하에 있는 매질을 인도하기 위해 케이싱에 고정된 단관 및 기계적 응력을 차단분리하는 밀폐접착부를 통해 캐리어 및 단관과 연결된 삽입체가 배치되게 함으로써 달성된다.
기계적 응력(인장력)이 최대한 철저히 차단되도록 오직 밀폐용 접착제를 통하여 삽입체를 캐리어 및 단관과 연결시킨 가운데, 단관부재와 삽입체에 의한 두 부분에 의해 압력 연결부(단자)를 형성하면, 이런 구성에 의해 응력이 예로서 케이싱이나 압력 연결부에 작용하여 압력센서에는 전달되지 않기 때문에 압력측정의 측정정밀도가 향상된다는 이점이 얻어진다. 또한, 이런 비교적 간단한 기계적 구성에 의해 문제점 없는 전체 장치의 용이한 제조가 보장될 수 있다.
압력센서가 고정되어있는 캐리어는 원칙적으로는 여러 유형과 방법으로 케이싱에 고정될 수 있다. 특히, 양호한 압력 차단을 가능하게 하는 특히 유리한 실시예에서는 캐리어가 케이싱 내에 제공되어있는 설치지점에서만 접착되게 하고 있다. 이들 설치지점은 압력 측정치를 틀리게 할 응력이 가능한 가장 작게 압력센서에 전달되도록 선정된다.
주위영향에 대해 압력센서를 보호하기 위해, 압력센서 주위에 링을 배치하는 것이 바람직하며, 링과 압력센서 사이의 중간공간에는 내 약품성 겔이 충전되게 하고있다.
내 약품성 겔로서는 불소 함유 실리콘이 특히 유리한 것이 증명되었다.
장치 내에 있어 온도센서의 배치가 어떤 중요성을 갖는다면 이를 위해서도 역시 여러 실시예가 가능하다. 온도센서를 측정하려는 매질에 직접 결합시킬 수 있기 위해서, 유리한 실시예에서는, 온도센서가 단관부재에 그 내부로 뻗도록 고정되게 하고 있다.
특히, 온도센서의 특히 간단한 조립과 관련해서는 온도센서의 연결도선은 단관부재에 형성된 탄성 클립 행거에 의해 단관부재에 형성되어있는 두 조오에 고정되어있게 하고 있다. 이런 방법에 의해 온도센서는 대단히 간단한 방식으로 단관부재에 장착, 위치될 뿐 아니라, 또한 클립행거에 의해 매개된 고정연결로 인해 온도센서의 연결도선은 손상없이 고정될 수 있다.
온도센서 및 그의 연결도선이 부식되지 않고 다른 주위영향에 의해 손상되거나 공격받지 않도록 확실히 하기 위해서, 온도센서 및 그의 연결도선들은 보호 라커 또는 보호층에 의해 피복되어있게 하고있다.
바람직하게는 이 보호 라커는 폴리에스테르 라커이다.
특히, 간단한 조립에 의해 얻어질 수 있는 양호한 접촉화에 관해서는 바람직하게는 온도센서의 연결도선을 케이싱 내에 배치되고 외부로 나와있는 플러그 접점핀과 접촉시키기 위해 예리한 고정연결재를 배치 하고 있다.
본 발명의 부가적인 특징 및 이점이 하기와 도면에 도시된 몇가지 실시예를 통해 얻어진다.
도 1 내지 4에 도시된 내연기관의 흡입관에서의 압력 및 온도를 파악하기 위한 장치의 한 실시예는 케이싱(10)을 포함하고, 그 케이싱 내에는 캐리어(20), 예로서 하이브리드가 접착제 연결부(21)를 통해 고정되어있다.
그 경우 캐리어(20)는 이를 위해 제공되어있는 케이싱(10) 위에 전면적으로 접착되어있지는 않은데, 그 이유는 케이싱 위에 작용하는 힘, 예로서 케이싱(10)의 비틀림 또는 케이싱을 나사연결할 때 발생하는 힘을 캐리어(20)로부터, 따라서 거기에 배치된 압력센서(30)로부터 격리시키기 위해서이다.
따라서, 캐리어(20)는 단지 그 본딩지역의 부위에, 즉 본딩 와이어들(22)이 접촉되어있는 장소에, 이것만을 위해 제공되어있는 다리(12)에만 접착되어있다. 한편 이 다리(12)의 반대 쪽에서 캐리어(20)는 단지 하나의 단일 설치점(13)에 접착되어있다.
압력센서(30)가 캐리어(20)에 고정되어있는 부위에서는 그렇지만 캐리어(20)는 자유스러워, 케이싱(10)으로부터는 아무 벤딩 모멘트도 캐리어(20)에, 그리하여 캐리어에 배치된 압력센서(30) 위에 전달되지 않는다. 캐리어(20)와 케이싱(10) 사이의 접착제 연결부는 본딩을 행하기 전에 경화되게 한다.
캐리어(20) 상에 배치되고 그 자체 알려져있는 압력센서(30)는 유리소켓 및 그 위에 배치된 규소칩을 갖고있고, 그 칩의 표면 상에는 예로서 압전저항성 저항소자로된 휘트스톤 브리지가 배치되어있다. 압력파악을 위해 필요한 막은 규소칩 배면의 에칭에 의해 만들어진다. 규소칩과 유리소켓의 연결은 진공하에서 만들어지고 그렇기 때문에 그 후 자유부식된 공동에는 진공이 존재한다.
압력센서(30)는 링(33), 예로서 IC 링에 의해 둘러싸여있다. 링(33)과 압력센서(30) 사이의 중간공간(34)은 불소 함유 실리콘 겔로 충전되어있다. 이 불소 함유 실리콘 겔에 의해 가는 금선 본드를 포함한 압력센서(30)는 예로서 휘발유 또는 농축 폐가스와 같은 내연기관 내에 존재하는 물질에 접촉 및 상접하는 것이 확실하게 방지될 수 있다. 이 때 링(33)은 불소 함유 규소겔의 외부에 대한 유출 억제부 역할 및 예로서 접착제와 같은 외부로부터 침투하는 물질에 대한 보호벽 역할을 한다.
케이싱(10)의 하부영역에는 접착연결부(42)에 의해 케이싱부재(10)와 연결되어있는 단관부재(40)가 배치되어있다. 흡입관의 내부로 뻗고 거기에서 O 링(43)에 의해 밀폐되어있는 단관부재(40) 내에는 온도센서(50), 예로서 NTC 저항이 배치되어있다.
단관부재(40)와 캐리어(20) 위에 배치된 압력센서(30) 사이에는 삽입체(60)가 배치되어있다. 삽입체(60)는 캐리어(20)/케이싱(10)과 또한 단관부재(40)와 기계적 응력을 차단하는 밀폐접착부(61)를 통해 연결되어있다.
이때 케이싱(10)에는 삽입체(60)를 고정하기 위해 오직 이를 위해 제공되어있는 설치면들(19)이 배치되어있다. 이때 밀폐접착부(61)에 의한 삽입체(60)의 고정은, 삽입체(60)가 단지 케이싱(10)의 설치면(19)에 접촉지지되도록, 또한 링(33) 주위의 순환접착부를 따라 캐리어(20)까지에 일정한 접착간극이 생기게하여 그것에 의해 캐리어(20)가 기계적으로 응력에 대해 차단되도록, 실시된다.
이 경우 순환접착부는 동시에 링(33) 주위의 전기 도체궤도(표시 안됨)를 직접밀폐하는 역할과 압력센서(30)의 케이싱 내 압력 셀을 형성 및 밀폐하는 역할을 한다.
밀폐접착부(61)에 의해 특히 작동완전한 방식으로 기계적 응력, 압력등이 캐리어(20) 및 특히 압력센서(30)에 전달되는 것이 방지된다.
도 1에서 알 수 있는 것처럼, 삽입체(60)의 높이는, 조립된 상태에서 단관부재(40)와 삽입체(60) 사이에 일정한 접착간극의 밀폐접착부(61)가 다시 형성되고, 단관부재(40)에 의해 삽입체(60)에 전달될 수 있는 힘이 차단분리도도록 그렇게 선정된다.
그래서, 삽입체(60)는 오직 압력 셀을 밀폐시키는 역할을 하고, 그러면서 케이싱(10)의 고정 및 압력부하에 의해 생긴 힘은 케이싱(10)과 단관(40) 사이의 저탄성적으로 형성된 접착연결부(42)에 의해 포착된다.
도 1, 3으로부터 볼수 있는 것처럼, NTC 저항형태의 온도센서(50)는 단관부재(40)에 형성되어있는 탄성 클립 행거(45)에 고정되어있다. 클립행거(45)는 도 3의 하부에 비 조립된 상태로 표시되어있다. 온도센서(50)의 연결도선(52)을 고정하기 위해, 온도센서(50)의 연결도선(52) 쪽의 그의 선단부에 맞물림 코(47)를 갖고있는 두 개의 조오(46)가, 클립행거(45)에 배치된 맞물림개구(48) 내에서 화살표(A)로 표시된 방향을 따라 눌러지며, 그리하여 조오(46)에 형성된 고정면(49)이 온도센서(50)의 연결도선(52)에 접촉하여 그 도선들을 단관(40)에 형성된 조오(41)에 고정시킨다.
그런데, 클립행거(45)는 단지 온도센서(50)가 상기한 클립연결에 의해 이미 단관부재(40)에 고정되었을 때에 단관부재(40)를 밀폐하기 위해 O 링(43)이 단관부재(40) 위에 끼어지도록, 형성되어있다.
약 90°만큼 각도 어긋난 온도센서(50)의 연결도선들(52)은 특히 도 1 및 도 4로부터 볼수 있는 예리 연결재(55)에 의해 플러그 접점핀들(17)과 도전적으로 연결되어있다. 이를 위해 플러그 접점핀(17)은 그의 하부영역에 V 형의 개구(57)를 갖고있고, 이 개구 내로 온도센서(50)의 연결도선들(52)이 압입된다.
온도센서(50)뿐 아니라 그의 연결도선들(52)도 폴리에스테르이미드 보호 라커로 피복되고 그에 의해 외부로부터 온도센서(50)와 그의 연결도선(52)에 작용하는 물질에 대한 보호가 얻어질 뿐 아니라 특히 유리한 온도센서의 응답시간이 달성될 수 있다.

Claims (9)

  1. 캐리어(20) 위에 평가장치와 함께 최대 범위의 응력을 받지 않도록 고정된 압력센서(30)와, 온도센서(50)가 공동의 케이싱(10)내에 배치되어있는 내연기관의 흡입관내의 압력 및 온도를 측정하기 위한 장치에 있어서,
    압력하에 있는 매질을 인도하기 위해 기계적 응력을 차단분리하는 밀폐 접착부들(61)을 통하여 캐리어(20) 및 단관 부재(40)와 연결된 삽입체(60)가 배치되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 캐리어(20)는 케이싱(10)내에 제공되어 있는 설치 지점(12, 13)에서만 접착되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 압력센서(30) 주위에는 링(33)이 배치되어있으며, 링(33)과 압력센서(30) 사이의 중간공간(34)에는 내 약품성 겔이 충전되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 내 약품성 겔이 불소 함유 실리콘인 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 온도센서(50)는 단관부재(40) 내부로 연장되도록 고정되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 온도센서(50)의 연결도체(52)는 단관부재(40)에 형성되어있는 두 조오(41)에 단관부재(40)에 형성된 탄성 클립 행거(45)에 의해 고정되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 온도센서(50) 및 그 연결도체들(52)은 보호 라커 또는 보호층에 의해 피복되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 보호 라커는 폴리에스테르 라커인 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
  9. 제 6 항 내지 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 온도센서(50)의 연결도체(52)가 케이싱(10) 내에 배치되고 외부로 나와있는 플러그 접점핀(17)과 접촉시키기 위해 예리한 고정 연결재(55)가 배치되어있는 것을 특징으로 하는 압력 및 온도 측정 장치.
KR10-1998-0708926A 1997-03-21 1997-12-05 내연기관의흡입관내의압력및온도검출장치 KR100511143B1 (ko)

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