KR20140126602A - 압력센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력센서에 관한 것이다. 본 발명의 압력센서는 내부에 내부공간(12')이 형성된 하우징몸체(12)와 상기 내부공간(12')을 차폐하는 하우징커버(14)가 하우징(10)을 구성한다. 상기 하우징몸체(12)의 일측에는 상대 커넥터가 결합되는 커넥터부(20)가 형성된다. 상기 하우징몸체(12)의 타측에는 튜브가 결합되는 튜브연결부(22)가 형성된다. 상기 튜브연결부(22)를 관통하여 상기 내부공간(12')과 연통되도록 압력유로(24)가 형성되어 있다. 상기 압력유로(24)와 상기 내부공간(12')이 연통되는 부분에는 가스켓(32)을 개재한 상태로 감지소자(30)가 설치된다. 상기 감지소자(30)는 기판(30)에 실장된 상태로 상기 하우징몸체(12)의 내부공간(12')에 장착된다. 상기 내부공간(12')과 상기 압력유로(24)를 연통시키도록 상기 가스켓(32)이 위치된 부분을 관통하여 대기압유로(40)가 복수개 형성된다. 상기 대기압유로(40)의 일측 끝부분은 중력방향의 상부를 향하고 타측 끝부분은 중력방향의 하부를 향하도록 되고, 상기 대기압유로(40)는 'S'자 형태로 굴곡지게 형성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 상기 대기압유로(40)에 수분이나 이물질이 남아 있지 않게 되고 중력에 의해 대기압유로(40) 내부의 수분이나 이물질이 대기압유로(40) 외부로 배출된다.

Description

압력센서{Pressure sensor}

본 발명은 압력센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기압을 도입하기 위한 유로가 막히는 것을 방지하는 유로를 구비하는 압력센서에 관한 것이다.

최근에 자동차에서 자동차 주변의 상황을 검출하기 위해 다양한 센서들이 사용된다. 예를 들면 자동차에 가해지는 충격을 압력의 변화로 검출하여 필요한 동작을 취하는 데이터를 제공하는 압력센서가 있다. 즉, 보행자 보호를 위한 신호를 얻기 위해서 차량에 압력센서를 설치하고 압력변화를 감지해서 보행자를 보호할 수 있는 동작을 만들어 내는 것이다.

이와 같은 동작을 수행하는 압력센서는 대기압과의 압력차를 검출하여 필요한 신호를 얻게 된다. 이를 위해 검출대상의 유체의 압력과 대기압과의 밸런스를 위해 압력센서의 외부에서 대기압을 압력센서의 내부의 감지소자 쪽으로 유도하는 대기압유로를 두게 된다.

이와 같은 대기압유로는 감지소자가 있는 부분까지 연장되어 형성된다. 상기 감지소자 쪽으로 압력변화의 검출을 위한 유체가 전달됨에 있어서 누설이 발생하지 않도록 하기 위해 두는 가스켓의 구간을 통과해서 상기 대기압유로가 형성되는데, 이 대기압유로에 수분이 맺히게 되면 대기압유로가 막혀 대기압이 감지소자 쪽으로 유도되지 못하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2005-9681호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압력센서의 내부로 대기압을 유도하는 대기압유로가 막히는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압력센서의 내부로 대기압을 유도하는 대기압유로를 다수개 두어 압력센서 내부로 대기압의 유도를 원할하게 되도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 외부와 내부공간 사이를 연통시키는 대기압유도공이 형성되고 상기 내부공간과 연통되는 압력유로가 형성된 하우징과, 상기 내부공간에 설치되어 상기 압력유로의 압력을 측정하는 감지소자와, 상기 하우징의 바닥면과 상기 감지소자의 사이에 설치되어 상기 압력유로와 상기 감지소자 사이의 압력누설을 방지하는 가스켓과, 상기 압력유로와 상기 내부공간 사이를 연통하도록 형성되어 상기 내부공간의 대기압을 상기 압력유로로 유도하는 것으로 일측 단부에서 타측 단부로 가면서 중력방향으로 계속해서 낮아지도록 연장되는 대기압유로를 포함한다.

상기 대기압유로는 'S'자 형상으로 굴곡되어 형성된다.

상기 대기압유로는 복수 개가 형성된다.

상기 대기압유로의 일단부는 상기 내부공간과 연통되고 타단부는 상기 압력유로와 연통되는 것으로, 상기 하우징의 내부공간 바닥면이나 상기 가스켓중 적어도 어느 일측에 형성된다.

상기 압력유로는 상기 하우징에서 돌출되어 형성된 튜브연결부의 내부를 관통하여 형성된다.

상기 하우징은 상기 내부공간이 형성되는 하우징몸체와 상기 하우징몸체에 장착되어 상기 내부공간을 차폐하는 하우징커버를 포함한다.

본 발명에 의한 압력센서에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 대기압을 감지소자 쪽으로 전달하기 위한 대기압유로가 중력방향을 따라 연장되도록 하였으므로, 유로 내부에 수분을 포함하는 이물질이 체류하지 못하게 되므로 유로가 수분이나 이물질에 의해 막히는 것을 최소화할 수 있게 되어 압력센서의 동작신뢰성이 높아지게 되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 대기압을 감지소자 쪽으로 전달하기 위한 대기압유로를 복수개 형성하였으므로, 만에 하나 대기압유로중 하나가 수분이나 이물질에 의해 막히더라도 다른 대기압유로를 통해 대기압이 감지소자 족으로 전달될 수 있어 압력센서의 동작이 정확하게 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 압력센서의 바람직한 실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시례를 구성하는 하우징몸체의 구성을 보인 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시례의 요부 구성을 보인 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시례의 중요 구성을 보인 부분확대 사시도.
도 5는 본 발명에서 대기압유로의 다른 배치를 보인 사시도.

이하 본 발명에 의한 압력센서의 바람직한 실시례를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 본 발명 실시례의 압력센서의 외관을 하우징(10)이 형성한다. 상기 하우징(10)은 절연성 재질로서, 좋기로는 합성수지재질로 만들어진다. 상기 하우징(10)은 본 실시례에서 하우징몸체(12)와 하우징커버(14)로 구성된다. 상기 하우징몸체(12)은 대략 육면체 형상으로 만들어지는 것으로 내부에 내부공간(12')이 형성되어 있다. 상기 하우징커버(14)는 상기 하우징몸체(12)에 장착되어 상기 내부공간(12')을 외부와 차폐하는 역할을 한다. 상기 하우징커버(14)는 판형상으로 만들어져 있다. 상기 하우징커버(14)는 상기 하우징몸체(12)에 초음파용착에 의해 결합될 수 있다. 본 실시례에서는 상기 하우징(10)이 상기 하우징몸체(12)와 하우징커버(14)로 구성되어 있지만, 다른 형태로 만들어 질 수도 있다.

상기 하우징몸체(12)의 외면에는 장착편(16)이 돌출되어 형성된다. 상기 장착편(16)은 하우징(10)을 고정부에 장착하기 위한 것이다. 상기 장착편(16)에는 장착공(18)이 관통되어 형성된다.

상기 하우징몸체(12)의 일측면에는 커넥터부(20)가 돌출되어 형성된다. 상기 커넥터부(20)는 압력센서와 외부와의 전원과 신호연결을 위한 것이다. 상기 커넥터부(20)의 내부에는 전방으로 개방되게 삽입공간(20')이 형성되는데, 상기 삽입공간(20')에는 상대 커넥터(도시되지 않음)가 삽입되어 결합된다. 상기 커넥터부(20)의 내부에는 단자(21)의 일단부가 구비된다.

상기 하우징몸체(12)의 타측면에는 튜브연결부(22)가 돌출되어 구비된다. 상기 튜브연결부(22)의 내부에는 압력유체가 유동되는 압력유로(24)가 형성되어 있다. 상기 압력유로(24)는 상기 하우징몸체(12)의 내부공간(12')까지 연통되어 있다.

한편, 상기 내부공간(12')과 외부를 연통시켜 상기 내부공간(12')으로 대기압을 유도하는 대기압유도공(26)이 상기 하우징몸체(12)를 관통하여 천공되어 있다. 상기 대기압유도공(26)을 통해 압력센서 외부의 대기압이 상기 내부공간(12')으로 유도된다.

상기 내부공간(12')에는 기판지지대(28)가 형성되어 있다. 상기 기판지지대(28)는 아래에서 설명된 기판(30)이 상기 내부공간(12') 내에 소정의 높이에 안착되도록 하는 것이다. 상기 기판지지대(28)는 상기 내부공간(12')에 다수 개가 형성된다.

상기 기판지지대(28)에는 기판(30)이 안착된다. 상기 기판(30)에는 상기 커넥터부(20)에 구비되는 단자(21)의 일단부가 삽입되어 설치된다. 상기 기판(30)에는 또한 압력센서의 동작을 위한 구성들이 구비된다. 상기 기판(30)의 일측에는 감지소자(32)가 실장된다. 상기 감지소자(32)는 실질적으로 압력을 감지하는 것이다. 상기 감지소자(32)는 상기 기판(30)에 실장된 상태로 상기 압력유로(24)를 통해 전달되는 유체의 압력을 측정하게 된다.

상기 압력유로(24)를 통해 전달되는 유체의 압력이 상기 감지소자(32)로 누설없이 전달되도록 하기 위해 상기 감지소자(32)와 상기 압력유로(24)의 사이에는 가스켓(34)이 설치된다. 상기 가스켓(34)은 그 중앙에 통공(36)이 형성되어 있다. 상기 통공(36)은 상기 압력유로(24)와 상기 감지소자(32) 사이를 연통시키는 역할을 한다. 상기 통공(36)은 상기 가스켓(34)을 관통하여 형성되어 있다.

상기 가스켓(34)은 상기 하우징몸체(12)의 내면중 상기 압력유로(24)의 입구 가장자리에 해당되는 부분과 상기 감지소자(32) 사이에 밀착된다. 상기 가스켓(34)이 상기 하우징몸체(12)의 내부공간(12')에 견고하게 고정되어 있도록 하기 위해 측벽(38)이 형성되어 있다. 상기 측벽(38)은 상기 가스켓(34)의 외측면에 밀착되도록 형성된다. 본 실시례에서는 상기 가스켓(34)이 대략 납작한 육면체 형상인데, 이에 맞춰 상기 측벽(38)도 전체적으로 평면도로 볼 때 사각형을 이루도록 된다. 물론, 상기 측벽(38)이 전체적으로 완전한 사각형은 아니고, 일부 구간이 개방되어 있다. 즉, 본 실시례에서는 가스켓(34)의 모서리 부분은 상기 측벽(38)에 의해 모두 감싸지고 가스켓(34)의 4 측면에 대응되는 부분에서는 일부 구간에서 측벽(38)이 형성되어 있지 않다.

한편, 상기 측벽(38)에 의해 구획되어 있는 영역에는 상기 내부공간(12')과 상기 압력유로(24)를 연통시켜 대기압을 상기 압력유로(24)로 전달하는 대기압유로(40)가 형성된다. 상기 대기압유로(40)는 도 2 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 측벽(38)의 개방된 영역에서부터 시작해서 상기 압력유로(24)까지 연통된다. 물론, 상기 내부공간(12')의 바닥에 개구되게 채널형태로 대기압유로(40)가 형성되는데, 압력센서가 조립된 상태에서는 상기 가스켓(34)에 의해 대부분이 차폐되어 채널형태가 아닌 유로형태가 된다. 상기 가스켓(34)이 설치된 상태에서는 상기 측벽(38)의 개방된 영역이 상기 내부공간(12')과 연통되게 개방되고 반대쪽은 상기 압력유로(24)와 연통된다.

상기 압력유로(24)는 그 연장방향을 따라 계속적으로 중력방향으로 낮아지도록 형성된다. 이를 위해 본 실시례에서는 상기 압력유로(24)가 대략 'S'자 형상으로 된다. 상기 압력유로(24)는 중력방향을 향하도록 연장된다. 즉, 도 4를 기준으로 상대적으로 상부에 있는 압력유로(24)는 상기 측벽(38)이 개방된 영역에 있는 일측 단부가 중력방향 상부가 되고, 상기 압력유로(24)와 연통되는 타측 단부 쪽이 중력방향 하부가 된다.

그리고 또 하나의 대기압유로(40)는 상기 압력유로(24)와 연통되는 쪽이 중력방향 상부가 되고, 반대쪽인 중력방향 하부가 된다. 물론, 상기 대기압유로(40)가 중력방향으로 연장되도록 되는 것은 상기 하우징(10)이 어떻게 설치되느냐에 따라 달라지지만, 본 발명의 압력센서는 위에서 설명된 바와 같이 대기압유로(40)가 배치되도록 장착되어야 한다.

이와 같이 대기압유로(40)를 중력방향으로 연장되게 형성하는 것은 상기 대기압유로(40) 내에 수분이 맺히거나 이물질이 있는 경우에 중력의 작용에 의해 수분이나 이물질이 대기압유로(40)에서 빠져나오도록 하기 위함이다.

그리고, 도 4에서는 상기 대기압유로(40)가 2개 형성되어 있다. 이는 어느 하나의 대기압유로(40)가 막히더라도 나머지가 제 역할을 담당할 수 있도록 하기 위함이다. 대기압유로(40)는 2개 이상이 형성될 수 있다.

또한, 상기 대기압유로(40)는 다양한 배치를 가지도록 형성될 수도 있다. 그 예로서 도 5에는 대기압유로(40)가 상기 압력유로(24)를 기준으로 대칭이 되게 배치된 것이 도시되어 있다. 그리고, 상기 대기압유로(40)는 상기 압력유로(24)를 기준으로 상하에 한 쌍씩 총 4개가 형성될 수도 있다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 압력센서가 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

본 발명의 압력센서는 자동차의 범퍼 등과 같은 곳에 설치되어 외부에서 가해지는 충격을 감지하게 된다. 본 발명의 압력센서가 충격을 감지하는 방식은 다음과 같다. 즉, 압력센서는 튜브(도시되지 않음)에 의해 2개가 서로 연결되고, 상기 튜브에 가해지는 충격에 의해 상기 튜브 내부의 유체가 유동하여 압력변화를 측정하게 된다. 이와 같이 측정된 압력변화값은 상기 기판(30)을 통해 그리고 상기 커넥터부(20)에 결합된 상대 커넥터를 통해 차량의 제어부로 전달된다.

이때, 상기 압력센서는 상기 하우징몸체(12)의 양측면에서 각각 돌출된 장착편(16)이 각각 중력 상부 방향과 중력 하부 방향을 향하도록 배치된다. 이와 같이 하우징몸체(12)가 장착되면 도면에 도시된 바와 같이 상기 대기압유로(40)의 양끝이 각각 중력 상부방향과 중력 하부방향을 향하도록 배치된다.

이와 같은 배치에 의해 상기 대기압유로(40)의 내부에 발생된 수분이나 이물질은 중력의 작용에 의해 상기 대기압유로(40)에서 빠져나가게 된다. 따라서, 상기 대기압유로(40)가 막히는 것이 방지되어 상기 대기압유로(40)를 통해 압력센서의 외부의 대기압이 상기 압력유로(24) 내부로 도입된다.

평상시에는 상기 대기압유로(40)를 통해 대기압이 상기 압력유로(24)의 내부로 도입된 상태에 있다가, 상기 튜브에 충격이 가해져 상기 튜브의 유체가 상기 압력유로(24)로 전달되면, 상기 감지소자(32)가 압력의 변화값을 측정하게 된다. 이와 같이 하여 측정된 압력의 변화값이 미리 정해진 값을 초과하게 되면 자동차의 제어부는 필요한 명령을 내리게 된다. 예를 들면, 검출된 압력의 변화값이 일정 이상으로 되면 제어부가 에어백이 작동하도록 명령을 내릴 수 있다.

그리고, 상기 충격이 제거되면 상기 압력유로(24)로 전달되었던 유체를 다시 상기 튜브로 전달되고, 상기 하우징몸체(12)의 내부공간(12')으로는 하우징몸체(12) 외부의 대기압이 상기 대기압유도공(26)을 통해 도입되고, 상기 대기압유로(40)를 통해 상기 압력유로(24)측으로 전달된다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시례에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들면, 상기 대기압유로(40)는 도시된 실시례에서 상기 하우징몸체(12)의 바닥에 형성되어 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 상기 대기압유로(40)가 상기 가스켓(34)에 형성되거나, 상기 가스켓(34)과 하우징몸체(12)에 나누어져 형성될 수도 있다.

10: 하우징 12: 하우징몸체
12': 내부공간 14: 하우징커버
16: 장착편 18: 장착공
20: 커넥터부 20'; 삽입공간
21: 단자 22: 튜브연결부
24: 압력유로 26: 대기압유도공
28: 기판지지대 30: 기판
32: 감지소자 34: 가스켓
36: 통공 38: 측벽
40: 대기압유로

Claims (6)

1. 외부와 내부공간 사이를 연통시키는 대기압유도공이 형성되고 상기 내부공간과 연통되는 압력유로가 형성된 하우징과,
   상기 내부공간에 설치되어 상기 압력유로의 압력을 측정하는 감지소자와,
   상기 하우징의 바닥면과 상기 감지소자의 사이에 설치되어 상기 압력유로와 상기 감지소자 사이의 압력누설을 방지하는 가스켓과,
   상기 압력유로와 상기 내부공간 사이를 연통하도록 형성되어 상기 내부공간의 대기압을 상기 압력유로로 유도하는 것으로 일측 단부에서 타측 단부로 가면서 중력방향으로 계속해서 낮아지도록 연장되는 대기압유로를 포함하는 압력센서.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 대기압유로는 'S'자 형상으로 굴곡되어 형성되는 압력센서.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 대기압유로는 복수 개가 형성되는 압력센서.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대기압유로의 일단부는 상기 내부공간과 연통되고 타단부는 상기 압력유로와 연통되는 것으로, 상기 하우징의 내부공간 바닥면이나 상기 가스켓중 적어도 어느 일측에 형성되는 압력센서.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 압력유로는 상기 하우징에서 돌출되어 형성된 튜브연결부의 내부를 관통하여 형성되는 압력센서.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 내부공간이 형성되는 하우징몸체와 상기 하우징몸체에 장착되어 상기 내부공간을 차폐하는 하우징커버를 포함하는 압력센서.

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