KR20020080257A - 압력센서장치 및 압력센서 수납용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력을 전기신호로 변환하는 센서 소자를 수납하는 압력 검출실로 이물질이 침입하여 피측정 매체중에 포함되는 이물질이 센서 소자 등에 충돌하는 것을 막는 것을 목적으로 하며, 그것을 위한 수단으로서, 압력 검출실(28)에 반도체 압력센서 칩(23)을 수납하고, 이 압력 검출실(28)과 압력의 피측정 공간을 연통접속하는 압력 도입관(24)을 마련하고, 이 압력 도입관(24)의 내측에, 압력 검출실(28)과 피측정 공간이 유통된 상태에서 압력 검출실(28)의 입구를 거의 막도록 보호부(43)를 마련함으로써, 피측정 공간으로부터 압력 도입관(24) 내로 도입된, 오일이나 개솔린 등의 열화되어 고형화된 이물질이, 압력 검출실(28) 내로 들어와 센서 소자 등에 충돌되는 것을 방지한다.

Description

압력센서장치 및 압력센서 수납용기{Pressure Sensor and Pressure Sensor Housing}

본 발명은 압력을 전기신호로 변환하여 출력하는 압력센서장치 및 압력센서 수납용기에 관한 것으로서, 특히 자동차 등의 압력센서에 적용하는데 적합한 장치및 용기에 관한 것이다.

(종래의 기술)

일반적으로 자동차용의 압력센서장치로는, 센서 소자로서 피에조 저항 효과(piezo resistance effect)를 이용한 반도체 압력센서 칩이 사용된다. 이 반도체 압력센서는 단결정 실리콘 등의 다이어프램상에 피에조 저항 효과를 갖는 재료로 만들어진 수개의 스트레인 게이지(strain gage)를 브리지 접속한 구성으로 되어 있다. 압력 변화에 의해 다이어프램이 변형하면 그 변형량에 따라서 반도체 스트레인 게이지의 게이지 저항이 변화되고 그 변화량이 전압 신호로서 브리지 회로로부터 나오게된다.

도 4는 상술한 종래의 압력센서장치를 도시한 외관도이고, 도 5는 도 4의 선 V-V의 단면도이다. 이 압력센서장치는, 수납용기 본체(11)에 형성된 오목형상의 센서 마운트부(12) 내에 반도체 압력센서 칩(13)을 수납하고, 수납용기 본체(11)에 압력 도입관(14)을 부착시킨 구성으로 되어 있다. 반도체 압력 센서 칩(13)은, 수납용기 본체(11)를 관통하여 일체로 인서트 성형된 외부 도출용의 리드 단자(리드 프레임)(15)에 본딩와이어(16)를 통하여 전기적으로 접속된다. 반도체 압력센서 칩(13)의 표면과 본딩와이어(16)는 겔형상 보호부재(17)에 의해 피측정 압력매체에 포함되는 오염물질 등의 부착으로부터 보호되어 있다. 수납용기 본체(11)와 압력 도입관(14)의 기부(基部) 사이의 공간 부분이 압력 검출실(18)로 된다.

그러나 상술한 구성의 압력센서장치에서는, 겔형상 보호부재(17)의 반도체 압력센서 칩(13)을 덮는 부분이 압력 도입관(14)에 면하여 노출되어 있기 때문에,피측정 매체중에 포함되는 오일이나 개솔린 등이 열화되어 고형화된 이물질이 압력 도입관(14)으로부터 압력 검출실(18)로 도입되어, 겔형상 보호부재(17)에 직접 충돌될 우려가 있다. 겔형상 보호부재(17)에 이물질이 충돌되면, 그 충격 등이 반도체 압력센서 칩(13)에 전하여져, 반도체 압력센서 칩(13)의 다이어프램의 변형량에 오차가 발생되어 정확한 압력의 측정을 할 수 없게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 압력을 전기신호로 변환하는 센서 소자를 수납하는 압력 검출실에 이물질이 침입하는 것을 막음으로써, 피측정 매체중에 포함되는 이물질의 센서 소자 등으로의 충돌에 의한 영향을 없애고, 압력을 정확히 측정하는 것이 가능한 압력센서장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 압력을 전기신호로 변환하는 센서 소자를 수납하는 압력 검출실에 이물질이 침입하는 것을 막는 것이 가능한 압력센서 수납용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 압력센서장치는, 압력 검출실에 압력센서 소자를 수납하고, 이 압력 검출실과 압력의 피측정 공간을 연통접속하는 압력 도입관을 마련하고, 이 압력 도입관의 내측에 압력 검출실과 피측정 공간이 유통된 상태로 압력 검출실의 입구를 거의 폐쇄하도록 보호부를 마련한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 압력센서 소자를 수납한 압력 검출실의 입구가, 압력 도입관의 내측에 마련된 보호부에 의해 압력 검출실과 피측정 공간이 유통된 상태로 거의 폐쇄될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 압력센서장치를 도시한 외관도.

도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 압력센서장치를 도시한 외관도.

도 4는 종래의 압력센서장치를 도시한 외관도.

도 5는 도 4의 선 V-V의 단면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

23 : 반도체 압력센서 칩(센서 소자) 24 : 압력 도입관

28 : 압력 검출실 43 : 보호부

이하에 본 발명의 실시 형태에 관해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 압력센서장치를 도시한 외관도이고, 도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ의 단면도이다. 이 압력센서장치는, 수지로 이루어진 수납용기 본체(21)의 센서 마운트부(22)에 센서 소자인 반도체 압력센서 칩(23)을 탑재한 유리 대좌(glass base)(29)를 접착제(31) 등에 의해 고정하고, 센서 칩(23)과 리드 단자(리드 프레임)(25)를 본딩와이어(26)에 의해 전기적으로 접속하고, 겔형상 보호부재(27)로 센서 칩(23)의 표면 및 본딩와이어(26)를 보호하고, 수납용기 본체(21)에 압력 도입관(24)을 접착하여 압력 검출실(28)을 구성한 것이다.

압력 도입관(24)은, 수납용기 본체(21)와의 접합에 제공되는 기부(41)와, 피측정 매체를 도입하기 위한 통부(cylindical portion)(42)로 이루어진다. 통부(42) 내에는 보호부(43)가 압력 검출실(28)과 통부(42) 내의 공간이 유통된 상태로 압력 검출실(28)의 입구를 거의 막도록 마련되어 있다. 통부(42) 내의 공간은 압력의 피측정 공간(도시 생략)에 연통접속된다.

보호부(43)는, 통부(42) 내에 돌출되는 예를 들면, 4조각의 돌기부(44, 45, 46, 47)로 구성되어 있다. 이들 4조각의 돌기부(44, 45, 46, 47)는 통부(42)의 축방향으로 서로 전후한 위치에 마련되어 있다. 또한, 돌기부(44, 45, 46, 47)는 통부(42) 내를 기부(41)의 반대측(도 2에 있어서 좌측)에서 보았을 때 4조각의 돌기부(44, 45, 46, 47)에 의해 압력 검출실(28) 내가 거의 또는 완전히 보이지 않도록 배치되어 있다. 또한, 보호부(43)는 2조각, 3조각 또는 5조각 이상의 돌기부로 구성되어 있어도 좋다.

상술한 실시 형태 1에 의하면, 압력 검출실(28)의 입구가 보호부(43)를 구성하는 4조각의 돌기부(44, 45, 46, 47)에 의해 거의 폐쇄되어 있기 때문에, 피측정 공간으로부터 압력 도입관(24) 내로 열화된 오일이나 개솔린 등의 열화 고형화된 이물질이 도입되더라도, 그 이물질은 보호부(43)에 충돌되기 때문에, 이물질이 센서 소자 등에 직접 충돌되는 것을 막을 수 있고, 이로써, 압력을 정확히 측정할 수 있다. 또한, 센서 소자의 신뢰성에 있어서 특성 열화를 막을 수 있다.

(실시 형태 2)

도 3은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 압력센서장치를 도시한 단면도이다. 이 압력센서장치는, 자동차의 엔진 등에 직접 설치 가능한 구성으로 이루어져 있고, 실시 형태 1의 압력 도입관(24) 대신에, 압력센서 유닛(5)을 수납하는 기부(61)와, 피측정 매체를 도입하기 위한 통부(62)로 이루어지는 외장 케이스(6)를 사용한 것이다. 통부(62) 내에는, 실시 형태 1과 같은 구성, 즉 예를 들면 4조각의 돌기부(44, 45, 46, 47)로 이루어지는 보호부(43)가 마련되어 있다. 또한 실시 형태 1과 같은 구성에 관해서는 실시 형태 1과 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 외장 케이스(6)의 기부(61)에는, 통부(62)의 반대측에서 외장 케이스캡(7)이 접착 고정된다.

압력센서 유닛(5)은, 실시 형태 1의 압력센서장치에 있어서 압력 도입관(24)을 제외한 구성의 것, 즉 수납용기 본체(21) 내에 반도체 압력센서 칩(23)을 유리 대좌(29)를 사이에 두고 고정하고, 센서 칩(23)과 리드 단자(25)를 본딩와이어(26)로 전기적으로 접속하고, 겔형상 보호부재(27)를 마련한 것이다(도 2 참조). 실시 형태 2에서는, 특히 도시하지 않았지만, 압력 검출실은 압력 센서 유닛(5)과 외장 케이스(6)의 기부(61)로 둘러싸인 공간으로 이루어진다. 외장 케이스(6)는 또한 커넥터부(63)를 가지며, 이 커넥터부(63)에는 터미널(64)이 마련되어 있다. 터미널(64)은 외장 케이스(6)의 기부(61)에 인서트 성형되어 있고, 압력센서 유닛(5)의 신호 취득용의 리드 단자(25)에 용접된다.

상술한 실시 형태 2에 의하면, 압력 검출실의 입구가 보호부(43)에 의해 거의 폐쇄되어 있기 때문에, 피측정 공간으로부터 외장 케이스(6)의 통부(62) 내로 오일이나 개솔린 등이 열화되어 고형화된 이물질이 도입되더라도, 그 이물질은 보호부(43)에 충돌되기 때문에, 이물질이 센서 소자 등에 직접 충돌되는 것을 막을 수 있고, 이로써, 압력을 정확히 측정할 수 있다. 또한, 센서 소자의 신뢰성상의 특성 열화를 막을 수 있다.

이상에 있어서 본 발명은, 피측정 공간의 압력을 측정하기 위해 압력 검출실과 피측정 공간을 유통시킨 상태로, 또한 피측정 공간에서부터 도입된 이물질이 압력 검출실 내로 들어가는 것을 막을 수 있는 구성이면, 상술한 각 실시 형태의 구성에 한하지 않으며, 여러가지 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에 의하면, 압력센서 소자를 수납한 압력 검출실의 입구가, 압력 도입관의 내측에 마련된 보호부에 의해 압력 검출실과 피측정 공간이 유통된 상태에서 거의 폐쇄되어지기 때문에, 피측정 매체중에 포함되는 이물질이 압력 도입관 내에 도입되더라도, 보호부에 의해 그 이물질이 압력 검출실 내에 도입되는 것이 저지되기 때문에, 이물질이 센서 소자 등에 충돌되는 것을 막을 수 있고, 따라서 압력을 정확히 측정할 수 있다. 또한 센서 소자의 신뢰성에 있어서의 특성 열화를 막을 수 있다.

Claims (4)

1. 압력을 전기신호로 변환하는 센서소자와,

   상기 센서소자를 수납하는 압력 검출실과,

   상기 압력 검출실과 압력의 피측정 공간을 연통 접속하는 압력 도입관과,

   상기 압력 도입관의 내측에, 상기 압력 검출실과 상기 피측정 공간이 유통(communication)된 상태로 상기 압력 검출실의 입구를 거의 폐쇄하도록 마련된 보호부를 구비한 것을 특징으로 하는 압력 센서장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압력 도입관과 상기 보호부는 수지에 의해 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 센서장치.
3. 압력을 전기신호로 변환하는 센서소자를 수납하는 압력 검출실과,

   상기 압력 검출실과 압력의 피측정 공간을 연통 접속하는 압력 도입관과,

   상기 압력 도입관의 내측에, 상기 압력 검출실과 상기 피측정 공간이 유통된 상태로 상기 압력 검출실의 입구를 거의 폐쇄하도록 마련된 보호부를 구비한 것을 특징으로 하는 압력 센서 수용용기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 압력 도입관과 상기 보호부는 수지에 의해 일체 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 센서 수용용기.