KR20070059276A - 자동차 공조장치용 수온센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 공조장치용 수온 센서에 관한 것으로서, 공조케이스에 히터코어의 냉각수의 온도를 검출하는 수온 센서를 장착함에 있어서, 그 장착위치로부터 공기가 누설되는 일이 없도록 함과 함께, 그 부품수 및 작업공수를 절감하여 작업성과 생산성의 향상을 도모할 수 있도록 하면서, 센서 주변의 열에 대한 응답성과 온도 측정의 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명은 내부에 서미스터를 수용하여 그 주변을 둘러싸도록 소정 공간을 갖고 상기 소정 공간내에 상기 서미스터를 고정하기 위한 에폭시 수지가 충진되어 있는 수용부와, 하단면에 형성된 열전달부를 갖고, 상기 공조케이스의 외측벽에 고정 설치되어 공조케이스 외측면으로 노출된 히터코어 파이프를 감싸는 열차단 커버에 고정되어 상기 열전달부가 상기 히터코어 파이프에 접촉되는 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징의 상단면으로부터 일방향으로 절곡되고 끝단부에 커넥터가 형성된 상부 하우징으로 이루어지는 하우징 본체와; 상기 하우징 본체 내부에 상기 서미스터에 연결된 리드선의 단부에 결합되어 상기 커넥터측으로 연결된 단자편을 포함하는 것을 특징으로 한다.

자동차, 공조장치, 수온 센서, 커버, 열차단, 히터코어, 파이프, 공기누출, 케이스, 서미스터, 하우징, 열시정수, 응답성, 이중사출

Description

자동차 공조장치용 수온센서{Water Sensor for Air Conditioner of a Car}

도 1은, 종래에 의한 수온 센서의 구조도.

도 2는, 종래에 의한 수온 센서를 자동차용 공조장치의 공조케이스에 장착한 상태를 보이기 위한 공조케이스의 측면 부분 사시도.

도 3은, 종래에 의한 수온 센서를 클램프(Clamp)에 의해 고정한 상태를 나타낸 부분 단면도.

도 4는, 본 발명에 의한 수온 센서가 장착된 자동차용 공조장치의 개략적인 사시도.

도 5는, 본 발명에 의한 수온 센서 및 히터코어 파이프의 열차단 커버에 형성된 삽입홀의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.

도 6은, 도 4에서의 히터코어 파이프의 열차단 커버에 삽입홀이 형성된 위치를 보이기 위한 요부 사시도.

도 7은, 본 발명에 의한 수온 센서를 삽입홀에 조립하는 상태를 열차단 커버의 안쪽에서 바라본 개략적인 단면도로서, (a)는 조립전의 상태도, (b)는 조립후의 상태도.

도 8은, 본 발명에 의한 수온 센서의 장착 단면도.

도 9는, 공조케이스와 열차단 커버를 생략한 상태에서의 본 발명에 의한 수 온 센서의 장착 단면도 .

** 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 공조케이스 12a, 12b : 파이프(Pipe)

13 : 열차단 커버(Cover) 14 : 벽

14a: 삽입홀 14a1, 14a2 : 걸림부

20 : 수온 센서 21 : 하우징(Housing) 본체

21a : 하부 하우징 21a1, 21a2 : 가이드홈

21a3, 21a4 : 수용홈 21a5, 21a6 : 걸림홈

21a7, 21a8 : 걸림턱 21b : 상부 하우징

22 : 서미스터(Thermistor) 23 : 수용부

24 : 열전달부 25 : 에폭시 수지

26 : 리드선 27 : 단자편

28 : 커넥터(Connector)

본 발명은 자동차 공조장치용 수온센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공조케이스에 히터코어의 냉각수의 온도를 측정하는 수온 센서를 장착함에 있어서, 그 장착위치로부터 공기가 누설되는 일이 없도록 하고, 그 부품수 및 작업공수를 절감하여 작업성과 생산성의 향상을 도모할 수 있음은 물론, 센서 주변의 열에 대 한 응답성과 온도 측정의 정밀도를 대폭 향상시킴으로써 효율적인 공조효과를 제공할 수 있는 자동차 공조장치용 수온센서에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 여러가지 기후 조건이나 주행 조건에서도 탑승자에게 쾌적한 실내환경을 제공하기 위한 공조장치가 장착되어 있다. 이러한 공조장치는, 송풍팬을 구비한 블로어 유닛(Blower Unit)에 의해 공조케이스 내부로 유입된 공기를 냉매가 흐르는 증발기 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터코어(Heater Core)로 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차실내의 각 공기토출구와 연통된 벤트(Vent)를 통하여 냉기 또는 온기상태로 차량 실내의 여러방향으로 분배함으로써 차 실내를 냉난방하는 장치이다.

더욱이, 상기와 같은 공조장치에는, 차 실내·외의 온도변화에 따라 차 실내온도를 최적의 상태로 조절하기 위한 수단으로서 자동온도조절장치(FATC)가 설치되어 있다. 상기 자동온도조절장치는, 내기온도, 외기온도, 증발기, 히터코어(Heater Core)의 수온 등을 감지하는 각종 센서(Sensor) 및 컨트롤 스위치 등의 입력신호를 받아 마이컴(Micom)에서 논리적 연산을 통해 각종 모듈 모터(모드도어 모터, 템프도어 모터, 내외기도어 모터)를 제어함으로써, 실내온도를 운전자의 설정온도 상태로 유지시켜 준다.

여기서, 상기 히터코어의 수온을 감지하는 센서(이하, '수온 센서' 라 함)는, 히터코어의 외표면에 설치되어 상기 히터코어의 외표면 온도를 감지함으로써 히터코어내의 냉각수 온도를 검출하는 것이다.

도 1은, 종래에 의한 수온 센서의 구조를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래에 의한 수온 센서(100)는, 히터코어의 외표면에 접촉되는 하우징(Housing, 101)과, 상기 하우징(101) 내부에 내장되어 상기 하우징(101)으로부터 전달받은 온도에 따라 저항값이 변화되는 서미스터(Thermistor, 102)와, 상기 서미스터(102)에 연결되고 일부가 절연튜브(104)로 둘러싸인 리드선(103)과, 상기 리드선(103)의 단부에 결합되는 단자편(105)에 의해 자동온도조절장치의 제어장치(미도시)에 전기적으로 연결되는 커넥터(Connector, 106)와, 상기 커넥터(106)측에 일체로 형성되어 공조케이스(200, 도 2 참조)의 외측 소정 부위에 고정되는 클립(Clip, 107)을 포함한다.

상기 하우징(101)은 상부가 개방되고 내부에는 몰딩(Molding)용 에폭시 수지(108)가 충진되며, 상기 리드선(103)과 서미스터(101)가 접속되는 부분은 코팅용 에폭시 수지(109)에 의해 고정된다

즉, 상기 수온 센서는, 몰딩용 에폭시 수지(108)가 충진된 하우징(101) 내부에 코팅용 에폭시 수지(109)에 의해 고정된 리드선(103)의 일단과 접속된 서미스터(102)를 삽입한 후에, 하우징(101)에 열을 가하여 몰딩용 에폭시 수지(108)를 경화시킴으로써 만들어진다.

이와같은 구조를 갖는 수온 센서(100)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 히터코어(201)를 내장하고 있는 공조케이스(200)의 하부측에 절취되어, 히터코어(201)의 탱크부(Tank, 201a)의 외표면에 대향하는 부위측에 상자모양으로 돌출형성된 센서삽입공간(200a)을 통하여 히터코어(201)의 탱크부(201a)의 외표면과 접촉하도록 배치되고 나서, 공조케이스(200)와 히터코어 탱크부(201a) 사이에 삽입되는 별도의 클램프(Clamp, 210)에 의해 고정 장착된다.

상기 클램프(210)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 일자형의 본체(211)와, 상기 본체(211)의 길이방향의 끝단에 절곡형성된 고정편(212)과, 상기 본체(211)로부터 히터코어(201)의 탱크부(201a)측으로 경사지게 돌출하는 복수개의 압압편(213)으로 이루어져 있다. 이러한 클램프(210)는, 공조케이스(200)에 내장된 히터코어(201)의 탱크부(201a)의 외표면에 위치한 수온 센서(100)의 하우징(101)과 공조케이스(200)의 하면 사이에 위치하여, 본체(211) 상면이 공조케이스(200)의 하면과 밀착됨과 동시에 복수개의 압압편(213)에 의해 수온 센서(100)의 하우징(101)을 탱크부(201a)의 외표면측으로 압압하고 상기 센서삽입공간(200a)이 형성된 공조케이스(200)의 하면부에 협착됨으로써 수온 센서(100)의 하우징(101)을 고정시키게 된다.

이와같이 수온 센서(100)는, 그 일단부만이 상기 클램프(210)에 의해 고정되고, 그 타단부는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 센서삽입공간(200a)으로부터 외부로 노출된 상태에서 공조케이스(200)의 외측면에 상기 클립(107)에 의해 고정된다.

그러나, 상기한 종래의 수온 센서(100)의 구조는, 수온 센서(100)를 공조케이스(200)에 설치함에 있어서, 공조케이스(200)의 하부에 형성된 센서삽입공간(200a)에 서미스터(102) 부위를 삽입하고 나서 클램프(210)에 의해 별도로 고정하여야 하기 때문에, 그 장착작업이 번거롭고, 또한 작업공수의 증대로 인하여 작업능률과 생산성이 저하되는 문제점이 있었다

더욱이, 상기 수온 센서(100)를 설치하기 위한 센서삽입공간(200a)을 공조케 이스(200) 하부에 별도로 절취하여 형성함으로써, 그 센서삽입공간(200a)을 통하여 공기가 외부로 누설되어 공조성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

이러한 공기누설 현상을 방지하기 위하여 그 센서삽입공간(200a)부에 별도의 씰링(Sealing)부재(미도시)를 설치할 수도 있으나, 이 경우 원가상승을 초래하게 된다.

한편, 서미스터(102)를 고정하기 위하여 에폭시 수지(108, 109)와, 공조케이스 외부로 노출되는 리드선(103)을 보호하기 위한 절연튜브(103)를 필요로 할 뿐만 아니라, 상기 리드선(103)도 길게 형성하여야 하기 때문에, 부품수가 증대되어 원가상승을 초래하는 문제점이 있었다.

특히, 수온 센서(100)의 하우징(100)이 폴리프로필렌(PP) 재질로만 형성되어 있기 때문에, 센서 주변의 열이 서미스터(102)로 전달되는데 걸리는 열시정수가 길어져서 응답성이 나쁘게 되므로 정확한 수온 측정을 할 수 없어 공조효율성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 공조케이스에 히터코어의 냉각수의 온도를 측정하는 수온 센서를 장착함에 있어서, 그 장착위치로부터 공기가 누설되는 일이 없도록 하고, 그 부품수 및 작업공수를 절감하여 작업성과 생산성의 향상을 도모할 수 있음은 물론, 센서 주변의 열에 대한 응답성과 온도 측정의 정밀도를 대폭 향상시킴으로써 효율적인 공조효과를 제공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 공조케이스내에 설치된 히터코어의 냉각수 온도를 측정하는 자동차 공조장치용 수온 센서에 있어서,

내부에 서미스터를 수용하여 그 주변을 둘러싸도록 소정 공간을 갖고 상기 소정 공간내에 상기 서미스터를 고정하기 위한 에폭시 수지가 충진되어 있는 수용부와, 하단면에 형성된 열전달부를 갖고, 상기 공조케이스의 외측벽에 고정 설치되어 공조케이스 외측면으로 노출된 히터코어 파이프를 감싸는 열차단 커버에 고정되어 상기 열전달부가 상기 히터코어 파이프에 접촉되는 하부 하우징, 및 상기 하부 하우징의 상단면으로부터 일방향으로 절곡되고 끝단부에 커넥터가 형성된 상부 하우징으로 이루어지는 하우징 본체와;

상기 하우징 본체 내부에 상기 서미스터에 연결된 리드선의 단부에 결합되어 상기 커넥터측으로 연결된 단자편을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 수용부는 서미스터의 수용을 용이하게 하도록 상광하협(上廣下狹)으로 되는 컵형상 구조로서 상기 열전달부의 표면으로부터 상향으로 일체로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 수용부와 열전달부는 금속재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 리드선은 단면형상으로 상기 서미스터로부터 상기 단자편에 'Y'자 형상으로 연결 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 하부 하우징은, 대략 원통형상으로 이루어져 있고, 그 하단면에 형성된 열전달부가 상기 히터코어 파이프의 외표면에 밀착되도록, 상기 상부 하우징 측으로 만곡된 호형상의 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 하부 하우징은, 상기 열차단 커버에 형성된 삽입홀에 삽입되어 소정방향으로 회전시 고정되도록 그 외주면에 상기 삽입홀의 내주면에 형성된 방향성의 제1 결합수단과 결합되는 방향성의 제2 결합수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1 결합수단 및 제2 결합수단은, 각각 서로 엇갈린 방향으로 돌출형성된 제1 및 제2 걸림부, 또는 원주방향으로 형성된 비대칭 구조의 제1 및 제2 가이드홈에서의 상기 제1 가이드홈의 말단부와 상기 제2 가이드홈의 선단부에 각각 소정 깊이로 형성된 제1 및 제2 걸림홈중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 수온센서는 이중사출에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 수온 센서가 장착된 자동차용 공조장치의 개략적인 사시도, 도 5는 본 발명에 의한 수온 센서 및 히터코어 파이프의 열차단 커버에 형성된 삽입홀의 구조를 개략적으로 도시한 사시도, 도 6은 도 4에서의 히터코어 파이프의 열차단 커버에 삽입홀이 형성된 위치를 보이기 위한 요부 사시도, 도 7은 본 발명에 의한 수온 센서를 삽입홀에 조립하는 상태를 열차단 커버의 안쪽에서 바 라본 개략적인 단면도로서, (a)는 조립전의 상태도, (b)는 조립후의 상태도, 도 8은 본 발명에 의한 수온 센서의 장착 단면도, 도 9는 공조케이스와 열차단 커버를 생략한 상태에서의 본 발명에 의한 수온 센서의 장착 단면도이다.

본 발명에 의한 수온 센서를 적용하기 위한 자동차용 공조장치는, 증발기 및 히터코어가 하나의 공조케이스 내부에 일체로 구성된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type) 공조장치이나, 반드시 이러한 타입의 공조장치에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 이러한 공조장치의 공조케이스를 후면측에서 바라 본 상태에서 도시한 것이다. 본 발명에 의한 공조케이스(10)는, 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 입구단에 차실내·외의 공기를 유입하기 위한 블로어 유닛의 송풍덕트와 연결되는 공기유입구와, 출구단에 각각 형성되어 차량 실내로 공기를 토출하기 위한 다수개의 공기토출구(10a, 10b, 10c)를 구비하고, 그 내부에 상기 공기유입구를 통하여 유입된 공기를 선택적으로 열교환하는 열교환기인 증발기(11)와 히터코어(12)를 포함하는 구조로 되어 있다. 더욱이, 도면에는 도시되어 있지만, 그 공조케이스(10) 내부에는, 통상의 구조와 마찬가지로 상기 증발기(11)와 히터코어(12) 사이에 공기유입구로부터 유입되어 선택적으로 열교환된 공기의 온도를 조절하는 템프도어(Temp Door)와, 상기 템프도어의 개도각에 따라 열교환된 공기를 상기 공기토출구(10a, 10b, 10c)를 통하여 토출되는 공기의 유동방향을 선택적으로 변경시키기 위한 다수의 송풍 모드도어(Mode Door)가 구비되어 있다.

이러한 구조를 갖는 공조장치에 있어서, 본 발명은 히터코어 내부의 냉각수 의 온도를 검출하기 위한 수온 센서를 공조케이스 내부의 공기가 외부로 누출되지 않는 위치에 장착함과 함께, 부품수와 작업공수를 절감하여 그 장착위치에 보다 간편한 방식으로 신속하게 조립할 수 있도록 하면서, 센서 주변의 열에 대한 응답성과 온도 측정의 정밀도를 대폭 향상시켜서 효율적인 공조효과를 제공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 히터코어(12)는, 작동유체인 냉각수의 유입 및 배출을 위한 2 개의 히터코어 파이프(12a, 12b)가 히터코어(12)의 상·하부 탱크부(미도시)에 각각 연결되어 있으며, 이러한 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)는 차량 엔진룸의 정해진 위치에 안착된 엔진과 연결되기 위해 상기 공조케이스(10)의 외부로 일정한 형태 및 길이로 인출되어 있다.

그런데, 이 히터코어 파이프(12a, 12b)는 운전자의 발에 접촉될 수 있는 위치에 노출된 상태로 있음으로 인하여, 운전자의 발이 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)에 접촉될 경우 운전자에게 화상을 입힐 우려가 있기 때문에, 외부와의 열차단을 위하여 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)를 감싸는 소정 두께의 열차단 커버(13)를 별도로 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명은 이러한 열차단 커버(13)의 소정 부위에 형성된 삽입홀(14a)을 통하여 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)의 외표면과의 접촉에 의해 냉각수의 온도를 검출하기 위한 수온 센서(20)를 장착한 것이다.

먼저, 상기 수온 센서(20)의 구조를 설명하기 전에, 상기 수온 센서(20)가 조립되어 고정되는 부위인 삽입홀(14a)의 구조에 대하여 설명한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홀(14a)은 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)중 어느 하나의 히터코어 파이프가 드러나도록 상기 열차단 커버(13)의 소정 부위에 돌출형성된 원통형의 벽(14)의 중심부를 통하여 상기 열차단 커버(13)의 안쪽까지 개방된 상태로 형성된 것이다. 그리고, 상기 삽입홀(14a)의 내주면에는 후술하는 제2 결합수단과 결합되도록 방향성을 갖는 제1 결합수단이 형성되어 있다.

상기 제1 결합수단은, 도면에 예시된 바와 같이, 서로 엇갈린 위치에 반구형상으로 돌출형성된 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)로 이루어져 있다. 상기 제1 걸림부(14a1)와 상기 제2 걸림부(14a2)의 형성 위치각도(θ)는 대략 90°∼180°이고, 바람직하게는 150°이다. 도 6에서는, 상기 삽입홀(14a)을 냉각수가 히터코어의 상부 탱크부로 유입되는 히터코어 파이프(12a)에 형성한 것으로 하고 있다.

이러한 구조를 갖는 삽입홀(14a)을 통하여 장착되는 상기 수온 센서(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징 본체(21), 서미스터(22), 리드선(26), 단자편(27)을 포함한다.

상기 하우징 본체(21)는, 하부 하우징(21a)과, 상기 하부 하우징(21a)의 상단면에 일체로 형성되어 상기 하부 하우징(21a)과 수직되게 절곡되어 수평방향으로 일정 길이 돌출되는 상부 하우징(21b)을 갖는 대략 'ㄱ'자 형상의 구조로 이루어져 있다. 상기 상부 하우징(21b)의 끝단부에는 상기 단자편(27)과 연결되어 외부 제어장치(미도시)와 전기적으로 연결되는 커넥터(28)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 상부 하우징(21b)은 상기 삽입홀(13a)로부터 외부로 노출된 상 태로 배치되어 그 끝단에 형성된 커넥터(28)와 외부의 제어장치간의 전기적으로 연결을 하는 기능을 수행하게 된다.

그리고, 상기 하부 하우징(21a)은 도 9에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 삽입홀(14a)에 삽입되어 고정되도록 상기 삽입홀(14a)의 길이 및 내경과 거의 상응하는 길이와 외경을 갖는 대략 원통형의 구조로서, 내부에 서미스터(22)를 수용하여 그 주변을 둘러싸도록 소정 공간을 갖고 상기 소정 공간내에 상기 서미스터(22)를 고정하기 위한 에폭시 수지(25)가 충진되어 있는 수용부(23)와, 하단면에 형성되어 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)중 어느 하나의 히터코어 파이프(본 실시예에서는 12a)와 접촉되는 열전달부(24)를 포함하고 있다.

상기 수용부(23)는 상기 열전달부(24)의 표면으로부터 상향으로 돌출되는 상태로 상기 열전달부(24)와 일체로 사출형성되어 있다. 이러한 수용부(23)와 열전달부(24)는 열전달 효율을 높이기 위하여 금속재질로 형성되어 있고, 바람직하게는 알루미늄 재질로 이루어져 있다. 또한, 상기 수용부(23)는 도 9에 도시된 바와 같이 상광하협(上廣下狹)으로 되는 컵(Cup) 형상 구조로 이루어져 있으나, 반드시 이러한 형상에 한정되는 것은 아니다. 이 수용부(23)는, 서미스터(22)를 수용부(23) 내부에 설치할 때 서미스터(22)가 용이하게 수용되도록 가이드 역할을 한다.

따라서, 이러한 수용부(23)의 구조에 의하면, 서미스터(22)를 하부 하우징(21a)내에 설치할 때, 그 설치위치의 조정을 편리하게 행할 수 있다는 이점이 있음은 물론, 서미스터(22)와 서미스터(22)에 연결된 리드선(26)의 일부를 고정할 수 있을 만큼의 양을 필요로 하는 에폭시 수지(25)를 충진할 수 있는 이점이 있다. 이와 같이 수용부(23)의 상단측까지 충진되는 에폭시 수지(25)에 의해 상기 서미스터(22)의 편측 쏠림을 근본적으로 방지하면서, 수용부(23)내에 삽입되는 서미스터(22)를 일차적으로 보호함과 아울러 서미스터(22)에 대한 수분접촉을 차단하는 역할을 함으로써 서미스터(22)에 대한 온도감지를 신속하고 정확하게 행할 수 있도록 한다.

이러한 수용부(23)와 함께 상기 열전달부(24)는, 열전달 성능이 우수한 금속재질로 이루어져 있기 때문에, 히터코어 파이프를 흐르는 냉각수의 온도를 보다 신속하고 빠르게 감지할 수 있게 된다.

즉, 상기 열전달부(24)는 상기 히터코어 파이프(12a)의 외표면과 면접촉(도 8 및 도 9 참조)되어 상기 히터코어 파이프(12a) 내부에 유동되는 냉각수의 온도를 전달받는 감온부로서의 기능을 수행한다. 이러한 기능을 수행하는 열전달부(24)는 상기 히터코어 파이프(12a)의 외표면과 밀착되도록, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 히터코어 파이프(12a)의 외표면 형상과 대응하는 형상을 갖는다. 보다 구체적으로는, 상기 열전달부(24)는 상부 하우징(21b)측으로 만곡된 호형상의 구조로 되어 있다.

이러한 열전달부(24)의 구조에 의하면, 센서 주변의 열이 서미스터(22)로 전달되는데 걸리는 열시정수가 짧아지게 되어 응답속도가 빠르게 되므로 보다 정확한 수온 측정을 할 수 있다.

일반적으로 열시정수는, 서미스터의 주위온도나 서미스터에 흐르는 전류가 급격히 변했을 경우, 그 변화에 대하여 어느 정도의 빠르기로 저항값이 변화하는가 를 나타내는 정수로서, 주위조건 변화에 대한 열 용량이 작을수록 빨리 응답하여 열시정수는 짧아진다. 즉, 열시정수는 서미스터가 최초온도 T1(℃)에서 최종온도 T2(℃)로 급격히 변화할 때 그 변화의 63.2% 지점의 온도까지 도달하는데 걸리는 소요시간(t)을 의미한다.

본 발명에서는, 본 발명에 의한 수온 센서에 대한 열시정수를 알아보기 위한 하나의 시험예로서, 상기 컵 형상의 수용부만을 제거한 상태의 수온 센서를 제작하여 이를 통상의 물에 넣고 시험하였다. 이 때, 수온 센서의 열전달부가 수중에 잠기도록 하여 물의 최초온도 T1을 25℃로 하고 최종온도 T2를 50℃로 설정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

T1(R)	T2(R)	t(sec)
10.453	4.724	90.0

표 1에서 T1(R)과 T2(R)은 각각 물의 최초온도 T1이 25℃일 때 저항값과 최종온도 T2가 50℃일 때 저항값을 표시한 것이고 t는 서미스터의 온도가 최초온도 T1과 최종온도 T2 차이가 63.2%만큼 최초온도로부터 변화될 때까지의 소요시간을 표시한 것이다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 수온 센서의 하단면에 금속재질의 열전달부만 설치한 경우에 열시정수, 즉 온도변화 시점에서부터 이 온도변화의 신호가 실제 서미스터에 전달되기 까지의 시간이 90초 정도 소요되었으나, 본 발명과 같이 수온센서 내부에 컵 형상의 수용부를 함께 설치한 경우에는 그 열시정수는 24초 정도로 약 26.6%의 속도향상을 나타내었다. 이는 본 발명과 같이 수온 센서에 컵 형상의 수용부와 열전달부를 함께 채용하는 경우 열시정수가 대폭 짧아지게 되어 응답성이 빨라짐을 의미한다.

이와 같이, 상기 서미스터(22)는 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)의 외표면으로부터 상기 하부 하우징(21a)의 표면으로 전달된 온도를 감지하기 위하여 상기 하부 하우징(21a)의 내부의 수용부(23)에 설치되어, 상기 하부 하우징(21a)의 하단면에 설치된 열전달부(24)를 통하여 온도를 감지하여 온도변화에 따라 변하는 저항값을 상기 서미스터(22)의 단부에 결합된 리드선(26)과 단자편(27)을 통하여 커넥터(28)와 연결된 외부 제어장치로 신속하게 전달한다.

한편, 상기 하부 하우징(21a)에는, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 결합수단과 결합되도록 방향성을 갖는 제2 결합수단이 형성되어 있다.

상기 제2 결합수단은, 상기 상부 하우징(21b)의 저면부와 연결되는 하부 하우징(21a)의 일측부를 기준으로 원주방향으로 비대칭의 구조의 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)이 각각 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)은, 후술하는 바와 같이, 상기 하부 하우징(21a)를 상기 열차단 커버(13)의 삽입홀(14a)에 삽입한 후 회전시킬 때, 상기 하부 하우징(21a)의 회전에 따라 상기 삽입홀(14a)에 고정형성된 상기 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)를 타고 지나가도록 하기 위하여 형성된 것이다. 단, 상기 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하부 하우징(21a)의 계속적인 회전을 제한하기 위하여 양끝단이 서로 이어지지 않는 구조로 되어 있다.

이러한 기능을 하는 상기 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)은, 도 7에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 제1 가이드홈(21a1)의 선단부에는, 상기 삽입홀(14a)에 형성된 상기 제1 걸림부(14a1)를 수용하기 위한 제1 수용홈(21a3)이 형성되어 있고, 상기 제2 가이드홈(21a2)의 말단부에는 상기 삽입홀(14a)에 형성된 제2 걸림부(14a2)를 수용하기 위한 제2 수용홈(21a4)이 형성되어 있다.

상기 제1 수용홈(21a3)과 상기 제2 수용홈(21a4)의 형성 위치각도는, 상기 제1 걸림부(14a1)와 상기 제2 걸림부(14a2)의 형성위치와 마찬가지로 90°∼180°이고, 바람직하게는 150°이다.

또한, 상기 제1 및 제2 수용홈(21a3, 21a4)은, 상기 하부 하우징(21a)을 상기 삽입홀(14a)에 최초 삽입시, 상기 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)를 각각 수용할 수 있도록 상기 각 수용홈(21a3, 21a4)의 단부로부터 상기 하부 하우징(21a)의 단면까지 연장되어 있고, 그 연장된 부위는 상기 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)의 형상에 상응하는 형상으로 되어 있다.

그리고, 상기 제1 가이드홈(21a1)의 말단부와 상기 제2 가이드홈(21a2)의 선단부에는, 상기 반구형의 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)를 수용하는 상태에서 걸려지도록 하기 위한 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)이 각각 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)은, 상기 제1 및 제2 수용홈 (45a, 45b)의 형성위치와 마찬가지로 서로 엇갈린 위치의 각도범위내에 형성되어 있다.

도 7(a)를 참조하면, 상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)은 각각 상기 제1 및 제2 수용홈(21a3, 21a4)보다 더 깊이 패인 구조를 갖고 있다.

더욱이, 상기 제1 가이드홈(21a1)은 그 선단부에 형성된 상기 제1 수용홈(21a3)에서 그 말단부에 형성된 상기 제1 걸림홈(21a5) 쪽으로 갈수록 폭이 좁아지고, 상기 제2 가이드홈(21a2)은 그 말단부에 형성된 상기 제2 수용홈(21a4)에서 그 선단부에 형성된 상기 제2 걸림홈(21a6) 쪽으로 갈수록 폭이 좁아진 구조를 갖고 있다.

상기와 같이 폭이 좁아지는 가이드홈의 일부위에 상기 제1 및 제2 수용홈(21a3, 21a4)의 홈깊이보다 깊은 상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)이 형성됨으로써, 상기 폭이 좁아지는 가이드홈과 상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)이 이어지는 부분에 단차진 구조의 제1 및 제2 걸림턱(21a7, 21a8)이 각각 형성된다.

또한, 상기 삽입홀(14a)에는 상기한 제1 결합수단 대신에, 상술한 바와 같은 구조를 갖는 제2 결합수단을 형성할 수도 있다. 이에 대응하여, 상기 수온 센서(20)의 하부 하우징(21a)에 형성된 제2 결합수단은 상기 제1 결합수단으로 대체할 수도 있다.

이러한 구조의 수온 센서(20)는, 상기 열전달부(24)와 수용부(23)를 일체로 형성하고 나서, 상기 서미스터(22)를 상기 수용부(23)의 수용공간에 넣고 나서 에폭시 수지를 충진하여 열 경화시킴으로써 서미스터(22)를 고정하되, 상기 서미스터, 리드선(26), 및 단자편(27)의 부품을 플라스틱 수지로서 1차적으로 사출성형하여 하나의 조립체로 형성하고 나서 상기 하우징 본체(21)와 2차 사출성형함으로써 일체로 형성된 이중사출구조물이다.

이와같이 수온 센서(20)를 이중사출구조물로 형성하는 경우, 전체적으로 부품수를 절감할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 부품수의 절감에 따라 작업공수도 크게 절감되어 작업능률을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

더욱이, 상기 리드선(26)은 쇼트(Short) 방지를 위해 가능한 한 서로 원거리를 유지하도록, 도 9에 도시된 바와 같이 단면형상으로 상기 서미스터(22)로부터 상기 단자편(22)에 'Y'자 형상으로 연결되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 수온 센서(20)의 조립방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 수온 센서(20)의 커넥터(28)가 윗쪽으로 향하도록 상기 수온 센서(20)를 파지한다.

위와같이 상기 수온 센서(20)의 최초 삽입방향을 결정한 후에, 상기 하부 하우징(21a)를 상기 삽입홀(14a)쪽으로 밀어넣는다.

이 경우, 상기 삽입홀(14a)에 엇갈리게 형성된 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)는, 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 상기 하부 하우징(21a)에 형성된 제1 및 제2 수용홈(21a3, 21a4)에 자연스럽게 수용되면서 수온 센서(20)의 초기 조립위치가 결정되므로, 작업자가 부주의에 의하여 수온 센서(20)를 잘못 조립하는 일이 발생하지 않게 된다.

이어서, 상기 커넥터(28)를 화살표방향 (도 7(a) 및 도 7(b)에서는 단면형태로 도시하였기 때문에, 시계반대방향으로 보여지지만, 실제로는 시계방향임)으로 회전시키면, 상기 하부 하우징(21a)에 형성된 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)이 각각 상기 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)를 스쳐 지나가면서 회전하게 된다.

상기 회전각도가 대략 90°정도에 이르게 되면, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 가이드홈(21a1, 21a2)에 형성된 상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)이 각각 상기 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2)에 수용된후에, 상기 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)의 걸림턱(21a7, 21a8)에 의하여 걸려지게 됨으로써, 그 위치로부터 이탈됨이 없이 완전하게 고정된다.

이와 같이, 상기 수온 센서(20)를 공조케이스(10)의 외측에 장착하는 구조를 채용하게 되면, 종래와 같이 수온 센서를 공조케이스 내부에 설치함으로 인하여 발생되는 공기누출 현상을 근본적으로 방지할 수가 있을 뿐만 아니라, 공조케이스의 외측에서 보다 용이하고 간편하게 장착될 수 있게 됨에 따라 작업시간이 단축되는 등, 작업성을 향상시킬 수가 있다. 특히, 수온 센서를 이루는 부품수(예컨대, 에폭시 수지, 절연튜브, 클립 등)를 크게 생략하여 하나의 모듈형태로 형성함으로써 원가절감에 따른 생산성을 대폭 향상시킬 수 있고, 그 부품수의 절감에 따라 작업공수도 크게 절감되어, 전체적으로 작업능률 및 생산성을 대폭 향상시킬 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 수온 센서를 구성하는 하부 하우징의 하단면에 금속재질의 열전달부를 설치함과 함께 내부에 상기 열전달부와 일체로 형성되는 컵형상의 수용부를 설치한 구조를 채용하여 그 수용부의 내부공간에 서미스터터를 삽입한 후 에폭시 수지로 고정함으로써, 열시정수를 짤게 하여 응답성 및 온도 측정의 정밀도를 대폭 향상시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수온 센서를 구성하는 하우징본체와 서미스터 등을 이중사출성형하여 일체로 형성함으로써, 절감된 부품수에 따른 원가절감에 의해 생산성을 대폭 향상시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수온 센서를 공조케이스 외측에 설치된 히터코어 파이프 열차단 커버측에 설치함으로써, 종래와 같이 수온 센서를 공조케이스의 하단부에 별도로 절취하여 형성한 삽입공간부에 형성함으로 인하여 발생되는 공기누출 현상을 근본적으로 방지할 수가 있고, 특히 부품수의 절감에 따라 작업공수도 크게 절감된 상태에서 공조케이스의 외측에서 보다 간편하고 용이하게 장착할 수 있으므로, 전체적으로 작업성 및 생산성의 향상을 도모할 수가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.

Claims (8)

1. 공조케이스(10)내에 설치된 히터코어(12)의 냉각수 온도를 측정하는 자동차 공조장치용 수온 센서(20)에 있어서,

   내부에 서미스터(22)를 수용하여 그 주변을 둘러싸도록 소정 공간을 갖고 상기 소정 공간내에 상기 서미스터(22)를 고정하기 위한 에폭시 수지(25)가 충진되어 있는 수용부(23)와, 하단면에 형성된 열전달부(24)를 갖고, 상기 공조케이스(10)의 외측벽에 고정 설치되어 공조케이스(10) 외측면으로 노출된 히터코어 파이프(12a, 12b)를 감싸는 열차단 커버(13)에 고정되어 상기 열전달부(24)가 상기 히터코어 파이프(12a, 12b)에 접촉되는 하부 하우징(21a), 및 상기 하부 하우징(21a)의 상단면으로부터 일방향으로 절곡되고 끝단부에 커넥터(28)가 형성된 상부 하우징(21b)으로 이루어지는 하우징 본체(21)와;

   상기 하우징 본체(21) 내부에 상기 서미스터(22)에 이격되게 각각 연결된 리드선(26)의 단부에 각각 결합되어 상기 커넥터(28)측으로 연결된 단자편(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수용부(23)는 서미스터(22)의 수용을 용이하게 하도록 상광하협(上廣下狹)으로 되는 컵형상 구조로서 상기 열전달부(24)의 표면으로부터 상향으로 일체로 돌출형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 수용부(23)와 열전달부(24)는 금속재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
4. 제1항에 있어서,

   상기 리드선(26)은 단면형상으로 상기 서미스터(22)로부터 상기 단자편(27)에 'Y'자 형상으로 연결 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
5. 제1항에 있어서,

   상기 하부 하우징(21a)은, 대략 원통형상으로 이루어져 있고, 그 하단면에 형성된 열전달부(24)가 상기 히터코어 파이프의 외표면에 밀착되도록, 상기 상부 하우징(21b) 측으로 만곡된 호형상의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
6. 제1항에 있어서,

   상기 하부 하우징(21a)은, 상기 열차단 커버(13)에 형성된 삽입홀(14a)에 삽입되어 소정방향으로 회전시 고정되도록 그 외주면에 상기 삽입홀(14a)의 내주면에 형성된 방향성의 제1 결합수단과 결합되는 방향성의 제2 결합수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 수온 센서.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 결합수단 및 제2 결합수단은, 각각 서로 엇갈린 방향으로 돌출형성된 제1 및 제2 걸림부(14a1, 14a2), 또는 원주방향으로 형성된 비대칭 구조의 제1 및 제2 가이드홈(42a, 42b)에서의 상기 제1 가이드홈(21a1)의 말단부와 상기 제2 가이드홈(21a2)의 선단부에 각각 소정 깊이로 형성된 제1 및 제2 걸림홈(21a5, 21a6)중 어느 하나인 것을 특징으로 자동차 공조장치용 수온 센서.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수온센서는 이중사출에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 자동차 공조장치용 수온 센서.

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