KR102394482B1 - Composite sensor for temperature and pressure measurement and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
유로에 설치되어 유체에 대한 온도 및 압력을 동시에 측정할 수 있는 온도 및 압력 측정용 복합 센서에 관한 것이다. 온도 및 압력 측정용 복합 센서는 내부에 설치 공간이 형성되는 외측 하우징; 하나의 부품으로 마련되어 상기 외측 하우징의 설치 공간에 결합되며, 상기 외측 하우징과의 결합시 외주면과 상기 외측 하우징의 내주면 사이에는 유체의 유입 통로가 적어도 하나 이상 형성되고, 내부에 상기 유입 통로와 연통되는 연결 관로가 형성된 내측 하우징; 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 연결 관로를 통과한 상기 유체의 압력을 측정하는 압력 센서부;를 포함할 수 있다. It relates to a complex sensor for temperature and pressure measurement that is installed in a flow path and can measure temperature and pressure of a fluid at the same time. The complex sensor for temperature and pressure measurement includes an outer housing having an installation space therein; It is provided as a single part and is coupled to the installation space of the outer housing, and at least one fluid inflow passage is formed between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outer housing when combined with the outer housing, and communicates with the inlet passage therein. an inner housing in which a connection pipe is formed; a temperature sensor unit provided in the inner housing to measure the temperature of the fluid; and a pressure sensor provided in the inner housing to measure the pressure of the fluid passing through the connection pipe.
Description
본 발명은 유로에 설치되어 유체에 대한 온도 및 압력을 동시에 측정할 수 있는 온도 및 압력 측정용 복합 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 부품으로 마련된 내측 하우징에 온도 센서부 및 압력 센서부를 설치하여 조립성이 향상된 온도 및 압력 측정용 복합 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a complex sensor for temperature and pressure measurement that is installed in a flow path and can measure temperature and pressure of a fluid at the same time, and more particularly, a temperature sensor unit and a pressure sensor unit are installed in an inner housing provided as a single part Accordingly, it relates to a complex sensor for temperature and pressure measurement with improved assembly.
또한, 본 발명은 압력 센서부가 좌우 양방향에서 유입되는 유체를 제공받아 압력을 측정함으로써 센싱의 정확도가 향상된 온도 및 압력 측정용 복합 센서에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a complex sensor for temperature and pressure measurement with improved sensing accuracy by measuring the pressure by receiving the fluid flowing in from the left and right directions in the pressure sensor unit.
일반적으로 압력센서는 자동차, 화학설비, 반도체 제조설비 등에서, 유체가 통과하는 유로 또는 밸브측에 설치되어 유체의 압력을 측정하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 압력센서는 자동차의 매니폴드 압력, 엔진 유압, 연료전지 차량의 수소가스 또는 공기의 압력, 소음기 내의 배기가스 압력, 그외 기타 일반 산업용 압력계 등에 저압에서 고압에 이르기까지 넓은 압력 범위를 고정밀도로 측정하는 데 사용될 수 있다. In general, a pressure sensor may be installed on a flow path or a valve side through which a fluid passes in an automobile, a chemical facility, a semiconductor manufacturing facility, and the like, and may be used to measure the pressure of the fluid. For example, the pressure sensor can measure a wide pressure range from low pressure to high pressure in automobile manifold pressure, engine oil pressure, hydrogen gas or air pressure in fuel cell vehicle, exhaust gas pressure in silencer, and other general industrial pressure gauges with high precision. It can be used to measure the road.
최근에는 온도센서와 압력센서를 하나의 모듈에 구비하여 유체의 압력 뿐만 아니라 온도까지 측정할 수 있는 일체형 온도 및 압력센서(이하 "복합 센서"라 한다.)가 개발되었다. Recently, an integrated temperature and pressure sensor (hereinafter referred to as a "complex sensor") has been developed that includes a temperature sensor and a pressure sensor in one module to measure not only the pressure of the fluid but also the temperature.
그러나 종래의 복합 센서(1)의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 압력 센서부(11) 및 온도 센서부(12)가 설치되는 케이스(13, 14)가 별도로 형성되는 구조여서, 압력 센서부 케이스(13) 및 온도 센서부 케이스(14)를 별도로 제조한 후 이들을 브레이징 공정을 통해 결합해주어야만 하는 번거로움이 있었다. However, in the case of the conventional
또한, 유체가 유입되는 유입 통로(15)가 1개 구비되어 일측으로 치우치게 배치되는 구조여서 여러 방향에서 유입되는 유체의 압력을 정확히 측정하기 어렵고, 이는 압력 측정 결과의 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다. In addition, it is difficult to accurately measure the pressure of the fluid flowing in from various directions because one
본 발명의 과제는 내측 하우징을 하나의 금형 내에서 사출 성형하여 하나의 부품으로 마련한 후, 내측 하우징에 온도 센서부 및 압력 센서부를 설치함으로써 조립성이 향상된 온도 및 압력 측정용 복합 센서를 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a composite sensor for temperature and pressure measurement with improved assembly properties by providing an inner housing as a single part by injection molding in one mold, and then installing a temperature sensor and a pressure sensor in the inner housing. .
또한, 압력 센서부가 좌우 양방향에서 유입되는 유체를 제공받아 압력을 측정하고, 온도 센서부의 일부를 포트 외부로 노출되도록 배치시킴으로써 센싱의 정확도가 향상된 온도 및 압력 측정용 복합 센서를 제공함에 있다.In addition, the pressure sensor unit receives the fluid flowing in from both left and right directions to measure the pressure, and to provide a temperature and pressure complex sensor with improved sensing accuracy by disposing a part of the temperature sensor unit to be exposed to the outside of the port.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서는 내부에 설치 공간이 형성되는 외측 하우징; 하나의 부품으로 마련되어 상기 외측 하우징의 설치 공간에 결합되며, 상기 외측 하우징과의 결합시 외주면과 상기 외측 하우징의 내주면 사이에는 유체의 유입 통로가 적어도 하나 이상 형성되고, 내부에 상기 유입 통로와 연통되는 연결 관로가 형성된 내측 하우징; 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 연결 관로를 통과한 상기 유체의 압력을 측정하는 압력 센서부;를 포함할 수 있다.The complex sensor for temperature and pressure measurement according to the present invention for achieving the above object includes: an outer housing having an installation space therein; It is provided as a single part and is coupled to the installation space of the outer housing, and at least one fluid inflow passage is formed between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outer housing when combined with the outer housing, and communicates with the inlet passage therein. an inner housing in which a connection pipe is formed; a temperature sensor unit provided in the inner housing to measure the temperature of the fluid; and a pressure sensor provided in the inner housing to measure the pressure of the fluid passing through the connection pipe.
또한, 상기 내측 하우징은 외주면 일부가 함몰 형성된 유입 홈을 포함하고, 상기 유입 홈에 의하여 상기 내측 하우징과 상기 포트 사이에 상기 유입 통로가 형성될 수 있다. In addition, the inner housing may include an inlet groove in which a portion of an outer circumferential surface is recessed, and the inlet passage may be formed between the inner housing and the port by the inlet groove.
또한, 상기 유입 통로는 한 쌍으로 제공되어 서로 마주보게 형성될 수 있다. In addition, the inlet passages may be provided as a pair to face each other.
또한, 상기 연결 관로는 상기 내측 하우징을 폭 방향으로 관통하여 일측 단부가 하나의 상기 유입 통로와 연통되고, 타측 단부가 나머지 상기 유입 통로와 연통되는 수평 연결 관로와, 상기 수평 연결 관로로부터 상기 압력 센서부 측으로 연장 형성되어 일측 단부가 상기 수평 연결 관로와 연통되고, 타측 단부가 상기 압력 센서부와 마주하게 배치되는 수직 연결 관로를 포함할 수 있다. In addition, the connection pipe passes through the inner housing in the width direction, one end communicates with one of the inflow passages, and the other end communicates with the other inflow passages: a horizontal connection pipe, and the pressure sensor from the horizontal connection pipe It may include a vertical connection pipe extending toward the negative side, one end communicates with the horizontal connection pipe, and the other end is disposed to face the pressure sensor unit.
또한, 상기 수평 연결 관로는 양단이 상기 유입 통로의 유입구 측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. In addition, both ends of the horizontal connection pipe may be formed to be inclined downward toward the inlet of the inlet passage.
또한, 상기 유입 통로의 단면은 반원 형상으로 제공될 수 있다. In addition, the cross-section of the inlet passage may be provided in a semicircular shape.
또한, 상기 내측 하우징은 합성수지로 제공될 수 있다. In addition, the inner housing may be provided with a synthetic resin.
또한, 상기 합성수지는 PPS(polyphenylene sulfide)와, GF(glass fiber)를 혼합하여 형성될 수 있다. In addition, the synthetic resin may be formed by mixing polyphenylene sulfide (PPS) and glass fiber (GF).
또한, 상기 내측 하우징은 상기 외측 하우징의 설치 공간에 배치되는 제1 바디부와, 상기 제1 바디부의 일측 면으로부터 돌출 형성되어 상기 외측 하우징 외부로 노출된 제2 바디부를 포함할 수 있다. In addition, the inner housing may include a first body portion disposed in the installation space of the outer housing, and a second body portion formed to protrude from one side of the first body portion and exposed to the outside of the outer housing.
또한, 상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부는 하나의 금형 내에서 사출 성형될 수 있다. In addition, the first body part and the second body part may be injection molded in one mold.
또한, 상기 제2 바디부의 외주면에는 적어도 하나의 유로 홈이 형성되고, 상기 유로 홈은 상기 제2 바디부의 길이 방향 또는 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. In addition, at least one flow path groove may be formed on an outer circumferential surface of the second body part, and the flow path groove may be formed along a longitudinal direction or a circumferential direction of the second body part.
또한, 상기 유로 홈의 직경은 상기 제2 바디부 둘레의 0.1 ~ 0.5 배의 크기로 형성될 수 있다. In addition, the diameter of the channel groove may be formed to have a size of 0.1 to 0.5 times the circumference of the second body portion.
또한, 상기 온도 센서부는 일방향으로 길게 형성되며, 일측이 상기 제2 바디부의 내부에 삽입되고 타측이 상기 제1 바디부의 내부에 삽입될 수 있다. In addition, the temperature sensor unit may be formed to be elongated in one direction, and one end may be inserted into the second body portion and the other end may be inserted into the first body portion.
또한, 상기 제2 바디부에는 그리스(grease)가 충진될 수 있다. In addition, the second body portion may be filled with grease.
또한, 상기 제1 바디부의 내측 단면은 각각의 모서리 부위가 라운드 처리된 직사각 형상으로 형성될 수 있다. In addition, the inner cross-section of the first body portion may be formed in a rectangular shape in which each corner portion is rounded.
또한, 상기 제2 바디부는 상기 유입 통로 측으로 유입되는 유체의 흐름을 방해하지 않도록 상기 외측 하우징의 중심부로부터 일방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. In addition, the second body portion may be disposed to be spaced apart from the central portion of the outer housing in one direction so as not to obstruct the flow of the fluid flowing into the inlet passage.
또한, 상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징은 초음파 융착 공정으로 결합될 수 있다. In addition, the outer housing and the inner housing may be coupled by an ultrasonic welding process.
또한, 케이스 일부가 상기 외측 하우징 내에 설치되고, 나머지가 상기 외측 하우징의 타측을 관통하여 외부로 노출되며, 내부에 상기 온도 센서부 및 상기 압력 센서부로부터 측정되는 신호를 외부로 전달하기 위한 적어도 하나의 터미널을 구비한 커넥터, 및 상기 내측 하우징과 상기 커넥터 사이에 배치되고, 상기 온도 센서부 및 상기 압력 센서부로부터 측정된 상기 유체의 온도와 압력 신호를 처리하여 상기 터미널로 전송하는 회로 기판을 더 포함하며, 상기 회로 기판은 상기 터미널에 솔더링 결합되어 상기 커넥터 상에 안착될 수 있다. In addition, a part of the case is installed in the outer housing, the rest is exposed to the outside through the other side of the outer housing, and at least one for transmitting signals measured from the temperature sensor unit and the pressure sensor unit therein to the outside a connector having a terminal of, and a circuit board disposed between the inner housing and the connector, the circuit board processing the temperature and pressure signals of the fluid measured from the temperature sensor unit and the pressure sensor unit and transmitting them to the terminal The circuit board may be soldered to the terminal and seated on the connector.
또한, 상기 외측 하우징 내에 설치된 상기 커넥터의 상기 케이스의 일면에는 삽입 홈이 형성되고, 상기 회로 기판은 솔더링 결합된 상기 터미널에 의하여 상기 삽입 홈에 삽입 및 안착될 수 있다. In addition, an insertion groove is formed on one surface of the case of the connector installed in the outer housing, and the circuit board may be inserted and seated in the insertion groove by the solder-bonded terminal.
본 발명에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서는 내부에 설치 공간이 형성되고, 일측에 포트가 돌출 형성된 외측 하우징; 상기 외측 하우징의 설치 공간에 결합되며, 상기 외측 하우징과의 결합시 외주면과 상기 포트 사이에 유체가 유입될 수 있는 복수의 유입 통로를 형성하는 내측 하우징; 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및 상기 내측 하우징에 제공되어 상기 복수의 유입 통로를 통과한 상기 유체의 압력을 측정하는 압력 센서부;를 포함하고, 상기 내측 하우징은 합성수지로 제공되며, 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련될 수 있다. The complex sensor for temperature and pressure measurement according to the present invention includes an outer housing having an installation space formed therein, and a port protruding from one side; an inner housing coupled to the installation space of the outer housing and forming a plurality of inflow passages through which a fluid can be introduced between an outer circumferential surface and the port when combined with the outer housing; a temperature sensor unit provided in the inner housing to measure the temperature of the fluid; and a pressure sensor unit provided in the inner housing to measure the pressure of the fluid passing through the plurality of inflow passages, wherein the inner housing is provided with a synthetic resin and is provided as a single part through an in-mold injection process can be
본 발명에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법은 내부에 설치 공간이 형성된 외측 하우징을 마련하는 단계; 내부에 연결 관로가 형성된 내측 하우징을 마련하는 단계; 케이스의 하측면에 삽입 홈이 형성된 커넥터를 마련하는 단계; 유체의 온도 및 압력 신호를 처리하기 위한 회로 기판의 하부에 압력 센서부 및 온도 센서부를 결합하는 단계; 상기 내측 하우징 일부에 그리스(grease)를 충진한 후, 상기 온도 센서부를 상기 내측 하우징에 삽입시키는 단계; 상기 외측 하우징의 설치 공간에 상기 내측 하우징을 결합하여 상기 내측 하우징의 외주면과 상기 외측 하우징의 내주면 사이에 상기 연결 관로와 연통되는 적어도 하나의 유체 유입 통로를 형성하는 단계; 및 상기 회로 기판과 커넥터에 구비된 터미널을 솔더링 결합하여 상기 삽입 홈에 상기 회로 기판을 안착시킨 후, 상기 커넥터와 상기 외측 하우징을 결합하는 단계;를 포함할 수 있다. The manufacturing method of the complex sensor for temperature and pressure measurement according to the present invention comprises the steps of: providing an outer housing having an installation space therein; providing an inner housing having a connection pipe formed therein; providing a connector having an insertion groove formed on the lower side of the case; coupling the pressure sensor unit and the temperature sensor unit to the lower part of the circuit board for processing the temperature and pressure signals of the fluid; after filling a portion of the inner housing with grease, inserting the temperature sensor unit into the inner housing; coupling the inner housing to the installation space of the outer housing to form at least one fluid inlet passage communicating with the connection pipe between the outer circumferential surface of the inner housing and the inner circumferential surface of the outer housing; and bonding the circuit board and the terminal provided in the connector by soldering to seat the circuit board in the insertion groove, and then coupling the connector and the outer housing.
또한, 상기 내측 하우징을 마련하는 단계는 PPS(polyphenylene sulfide)와, GF(glass fiber)를 혼합하여 형성된 합성수지를 마련하는 과정과, 상기 합성수지를 하나의 금형에 제공한 후, 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련된 내측 하우징을 획득하는 과정을 포함할 수 있다. In addition, the step of preparing the inner housing includes a process of preparing a synthetic resin formed by mixing polyphenylene sulfide (PPS) and glass fiber (GF), and providing the synthetic resin to a single mold, and then through an in-mold injection process. It may include a process of obtaining the inner housing provided as a single part.
또한, 상기 커넥터와 외측 하우징을 결합하는 단계는 상기 커넥터의 하측 일부를 상기 외측 하우징의 설치 공간으로 삽입시키는 과정과, 상기 커넥터가 상기 외측 하우징으로부터 이탈하지 않도록 상기 외측 하우징의 상측 단부를 내측 방향으로 컬링(curling)하는 과정을 포함할 수 있다. In addition, coupling the connector and the outer housing includes inserting a lower portion of the connector into the installation space of the outer housing, and turning the upper end of the outer housing inward to prevent the connector from being separated from the outer housing. It may include a process of curling.
본 발명에 따르면, 온도 센서부 및 압력 센서부가 설치되는 내측 하우징이 하나의 금형 내에서 사출 성형되어 하나의 부품으로 마련되므로, 온도 센서부 케이스 및 압력 센서부 케이스를 각각 구비한 종래의 복합 센서에 비하여 조립 효율이 향상될 수 있다. According to the present invention, since the inner housing in which the temperature sensor unit and the pressure sensor unit are installed is provided as a single part by injection molding in one mold, the conventional composite sensor having a temperature sensor unit case and a pressure sensor unit case, respectively Compared to that, assembly efficiency may be improved.
또한, 압력 센서부가 유입 통로를 통해 좌우 양방향에서 유입되는 유체를 제공받아 압력을 측정할 수 있으므로, 한 방향에서만 유입되는 유입 통로를 구비한 종래의 복합센서에 비하여 보다 정확하게 유체의 압력을 측정할 수 있다. In addition, since the pressure sensor unit receives the fluid flowing in from both left and right directions through the inlet passage and can measure the pressure, it can measure the pressure of the fluid more accurately compared to the conventional complex sensor having the inflow passage in only one direction. there is.
또한, 연결 관로에 구비된 수평 연결 관로의 양단이 하향 경사지게 형성되어 "∧"형상으로 제공됨에 따라, 하측에서 상측 방향으로 유입되는 유체의 흐름을 가속시켜 압력 센서부의 응답속도를 향상시킬 수 있다. In addition, as both ends of the horizontal connection pipe provided in the connection pipe are inclined downward and are provided in a "∧" shape, the flow of fluid flowing from the lower side to the upper side is accelerated, thereby improving the response speed of the pressure sensor unit.
아울러, 온도 센서부가 배치되는 제2 바디부의 외주면에 복수의 유로 홈을 형성함으로써, 유체와의 접촉 면적을 증가시켜 온도 센서부의 응답속도를 향상시킬 수 있다. In addition, by forming a plurality of flow path grooves on the outer circumferential surface of the second body in which the temperature sensor unit is disposed, the contact area with the fluid may be increased to improve the response speed of the temperature sensor unit.
도 1은 종래 기술에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 하부를 도시한 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 분해 사시도.
도 5는 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 A-A'의 단면도.
도 6은 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 B-B'의 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도.
도 11은 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법에 대한 블록도. 1 is a cross-sectional view of a complex sensor for temperature and pressure measurement according to the prior art.
2 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a lower portion of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 .
4 is an exploded perspective view of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 .
5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 .
6 is a cross-sectional view taken along line B-B' of the composite sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 .
7 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention.
9 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention.
10 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a complex sensor for temperature and pressure measurement.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a detailed description of the complex sensor for temperature and pressure measurement according to a preferred embodiment is as follows. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the invention will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 하부를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 분해 사시도이다. 그리고, 도 5는 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 A-A'의 단면도이고, 도 6은 도 2에 도시된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 B-B'의 단면도이다. 2 is a perspective view of a complex sensor for temperature and pressure measurement according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view illustrating a lower portion of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 , and FIG. 4 is FIG. It is an exploded perspective view of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in Fig. And, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 , and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B' of the complex sensor for temperature and pressure measurement shown in FIG. 2 .
도 2 내지 도 6을 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(100)는 외측 하우징(110)과, 내측 하우징(120)과, 온도 센서부(130), 및 압력 센서부(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서(100)는 유로에 설치되어 유체의 온도 및 압력을 감지하는 것으로서, 일례로 차량의 냉각수 유로 또는 바이패스 유로에 설치되어 냉각수의 온도 및 압력을 검출할 수 있다. 2 to 6 , the
외측 하우징(110)은 내부에 설치 공간(110a)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 외측 하우징(110)은 원기둥 또는 다각형의 기둥 형상으로 형성된 베이스부(111)와, 베이스부(111)의 일측으로부터 돌출 형성된 원기둥 형상의 포트(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 포트(112)의 외주면에는 외부의 배관 등에 나사 결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다. The
외측 하우징(110)은 하나의 금형 내에서 사출 성형될 수 있으며, 알루미늄 또는 스테인레스 등과 같이 열전도성이 우수하고, 고온 및 고압에서 변형이 잘 일어나지 않는 금속 재질로 형성될 수 있다. 즉, 외측 하우징(110)을 구성하는 베이스부(111)와, 포트(112)는 하나의 부품으로 마련될 수 있다. The
내측 하우징(120)은 하나의 부품으로 마련되어 외측 하우징(110)의 설치 공간(110a)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 내측 하우징(120)은 PPS(polyphenylene sulfide) 60wt%와, GF(glass fiber) 40wt%를 혼합하여 형성된 합성수지로 형성될 수 있다. 여기서, PPS는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로 불리며 250℃에서도 견딜 정도로 열에 강하고, 강도가 높으면서도 가벼운 장점이 있다. 그리고, GF는 강도가 높아 PPS의 보강제로 사용될 수 있다. The
이에 따라, PPS(polyphenylene sulfide)와 GF(glass fiber)의 혼합물로 마련된 내측 하우징(120)은 금속 재질로 형성된 하우징과 비교하였을 때에도 내구성이 뒤떨어지지 않으며, 가볍고, 제조 원가가 절감되는 효과가 있다. Accordingly, the
또한, 내측 하우징(120)은 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련될 수 있다. 이처럼 내측 하우징(120)이 하나의 부품으로 형성됨에 따라, 종래와 같이 온도 센서를 설치하기 위한 케이스를 별도로 마련한 후 압력 센서부 케이스에 브레이징하는 공정을 생략할 수 있게 된다. Also, the
내측 하우징(120)은 초음파 융착 공정을 통해 외측 하우징(110)과 결합할 수 있다. 이와 같이, 내측 하우징(120)이 외측 하우징(110)에 초음파 융착 공정을 통해 결합되는 경우, 내측 하우징(120)과 외측 하우징(110) 사이의 기밀성이 향상되는 효과가 있다. 그리고, 접착제나 용제(solvent)를 이용한 결합 방법에 비하여 견고히 결합되므로 수밀성 및 기밀성이 향상되고, 이는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 접작체나 용제의 사용 및 건조 시간을 필요로 하지 않으므로 쾌적한 환경에서 작업이 가능한 동시에 제조 시간을 단축시켜 작업 효율이 향상될 수 있다. 또한, 내측 하우징(120)과 외측 하우징(110)을 각각 다른 금형 내에서 제조한 후 결합하는 방법으로 제조되기 때문에 복잡한 구조를 갖는 외측 하우징(110)과 내측 하우징(120)의 구현이 가능해진다. The
내측 하우징(120)은 외측 하우징(110)과의 결합시 외주면과 외측 하우징(110)의 내주면 사이에는 유체의 유입 통로(10)가 적어도 하나 이상 형성되고, 내부에 유입 통로(10)와 연통되는 연결 관로(20)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 유입 통로(10)는 내측 하우징(120)과 포트(112)의 내주면 사이에 복수로 제공될 수 있고, 연결 관로(20)는 유입 통로(10)에 의하여 적어도 2 방향에서 유체를 공급받아 압력 센서부(140) 측으로 제공할 수 있는데, 자세한 구조는 후술하기로 한다. When the
내측 하우징(120)은 외주면 일부가 함몰 형성된 유입 홈(120a)을 포함하고, 유입 홈(120a)에 의하여 외측 하우징(110)과 내측 하우징(120) 사이에 유입 통로(10)가 형성될 수 있다. 즉, 외측 하우징(110)과 내측 하우징(120)이 결합되었을 때 유입 홈(120a)에 의하여 외측 하우징(110)과 내측 하우징(120) 사이에 공간이 형성되고, 이 공간이 유체가 유입되는 유입 통로(10)가 되는 것이다. The
구체적으로, 유입 통로(10)는 한 쌍으로 제공되어 서로 마주보게 형성될 수 있으며, 반원 형상을 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 유입 통로(10)는 포트(112) 측에만 길이 방향으로 배치되어, 유입 통로(10)로 유입된 유체는 베이스부(111) 측으로는 유입되지 않을 수 있다. Specifically, the
내측 하우징(120)은 하나의 금형 내에서 사출 성형되는 제1 바디부(121)와, 제2 바디부(122)를 포함할 수 있다. The
제1 바디부(121)는 외측 하우징(110)의 설치 공간(110a)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 바디부(121)는 베이스부(111)의 하측 및 포트(112) 내에 배치될 수 있고, 융착 공정을 통해 외측 하우징(110)과 결합될 수 있다. 이때, 제1 바디부(121)와 베이스부(111) 사이에 제1 실링부재(S1)를 설치하여 내측 하우징(120)과 외측 하우징(110) 사이의 실링 효율을 향상시킬 수 있다. The
제1 바디부(122)의 외주면은 각각의 모서리 부위가 라운드 처리된 직사각 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 바디부(122)의 외측면과 외측 하우징(110)의 내측면 사이의 거리는 X축 방향 및 Y축 방향에 있어 서로 상이하게 형성되고, 이는 포트(112)가 외부의 배관 등에 나사 결합되며 회전할 때, 제1 바디부(122)의 외측면과 외측 하우징(110)의 내측면 사이의 거리가 더 긴 부분이 짧은 부분의 토크를 보완하여 내구성을 향상시킬 수 있다. The outer peripheral surface of the
제2 바디부(122)는 내부에 온도 센서부(130)를 수용하여 보호하기 위한 것으로서, 제1 바디부(121)의 일측 면으로부터 돌출 형성되어 외측 하우징(110) 외부로 노출될 수 있다. 예를 들어, 제2 바디부(122)는 돔(dome) 형상의 단부를 갖는 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 포트(112) 외부로 돌출되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제2 바디부(122)의 내부에는 열 전도율을 향상시키기 위하여 내부에는 그리스(grease, G)가 충진될 수 있다. The
본 실시예에서는 제2 바디부(122)에만 그리스(G)가 충진되는 것으로 설명하였으나, 온도 센서부(130)의 상측 일부가 수용되는 제1 바디부(121)까지 충진되는 것도 가능하다. Although it has been described that only the
제2 바디부(122)는 유입 통로(10) 측으로 유입되는 유체의 흐름을 방해하지 않도록 외측 하우징(110)의 중심부로부터 일방향으로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 유입 통로(10) 내부로 유체가 유입될 때 제2 바디부(122)가 유체의 흐름을 방해하지 않도록 포트(112)의 중심부로부터 편심되게 배치됨으로써, 압력의 측정시 오차를 최소화하여 보다 정밀한 압력 센싱을 구현할 수 있다. The
온도 센서부(130)는 내측 하우징(120)의 내부에 제공되어 유체의 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서부(130)는 서미스터(thermistor)로 형성될 수 있으며, 유체의 온도 변화에 따른 전기신호를 발생시킬 수 있다. 그리고, 온도 센서부(130)는 일방향으로 길게 형성되며, 일측이 제2 바디부(122)의 내부에 삽입되고 타측이 제1 바디부(121)의 내부에 삽입될 수 있다. The
이와 같이, 온도 센서부(130)의 일측이 제2 바디부(122)의 내부에 삽입되어 포트(112) 외부에 배치되는 경우 유입 통로(10)보다 먼저 유체와 직접적으로 접촉할 수 있게 되므로, 유체의 온도를 보다 신속하고 정확하게 감지하여 센싱의 속도 및 정확도를 향상시킬 수 있다. As such, when one side of the
압력 센서부(140)는 내측 하우징(120)의 내부에 제공되고, 연결 관로(20)를 통과한 유체의 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서부(140)는 연결 관로(20)의 배출구 측에 배치될 수 있으며, MEMS 압력 센서로 형성되어 연결 관로(20)를 통과하는 유체의 압력 변화에 따른 전기신호를 발생시킬 수 있다. The
압력 센서부(140)는 서포터(141)를 통해 내측 하우징(120)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 서포터(141)는 압력 센서부(140)와 연결 관로(20) 사이에서 압력 센서부(140)를 지지할 수 있으며, 내부에 연결 관로(20)를 통과한 유체를 공급받아 압력 센서부(140) 측으로 제공할 수 있도록 통공이 형성될 수 있다. 이러한 서포터(141)의 폭은 압력 센서부(140)의 폭 보다 크게 형성되어 내측 하우징(120)이나 후술되는 회로 기판(160)에 결합될 수 있다. The
압력 센서부(140)와 연결 관로(20) 사이에 서포터(141)가 설치되는 경우, 서포터(141)와 연결 관로(20) 사이에 제2 실링부재(S2)를 설치하여 연결 관로(20)를 통과하는 유체가 누설 없이 압력 센서부(140) 측으로 모두 유입되도록 형성할 수 있다. When the
이와 같이, 압력 센서부(140)가 연결 관로(20)의 배출구 측에 배치되는 경우, 유체와 직접적으로 접촉되어 신속한 응답속도 및 정밀한 압력센싱을 구현할 수 있게 된다. 또한, 유입 통로(10)를 통해 좌우 양방향에서 유체를 공급받아 압력을 측정할 수 있게 되므로, 한 방향에서만 유입되는 연결 관로를 구비한 종래의 복합센서에 비하여 보다 정확하게 유체의 압력을 측정할 수 있다. As such, when the
한편, 내측 하우징(120)의 내부에 구비된 연결 관로(20)는 수평 연결 관로(21), 및 수직 연결 관로(22)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
수평 연결 관로(21)는 내측 하우징(120)을 폭 방향으로 관통하여 일측 단부가 하나의 유입 통로(10)와 연통되고, 타측 단부가 나머지 유입 통로(10)와 연통되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 수평 연결 관로(21)는 도면 상에서 수평 방향으로 배치될 수 있고, 좌측 단부가 좌측의 유입 통로(10)와 연통되고 우측 단부가 우측의 유입 통로(10)와 연통되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 유입 통로(10)를 통과하는 유체는 수평 연결 관로(21) 측으로 유입될 수 있다. The
수직 연결 관로(22)는 수평 연결 관로(21)로부터 압력 센서부(140) 측으로 연장 형성되어 일측 단부가 수평 연결 관로(21)와 연통되고, 타측 단부가 압력 센서부(140)와 마주하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 수직 연결 관로(22)는 도면 상에서 수직 방향으로 배치될 수 있고, 하측 단부는 수평 연결 관로(21)와 연통되도록 형성될 수 있다. 그리고 수직 연결 관로(22)의 상측 단부는 압력 센서부(140)의 하부에 위치할 수 있다. 이에 따라, 수평 연결 관로(21)를 통과하는 유체는 수직 연결 관로(22) 측으로 유입될 수 있고, 수직 연결 관로(22)를 통과한 유체는 압력 센서부(140) 측으로 배출될 수 있다. The
본 발명에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서(100)는 커넥터(150) 및 회로 기판(160)을 더 포함할 수 있다. The
커넥터(150)는 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)에서 발생된 전기신호를 외부로 전달하기 위한 것으로서, 케이스(151) 일부가 외측 하우징(110) 내에 설치되고, 나머지가 외측 하우징(110)의 타측을 관통하여 외부로 노출되도록 제공될 수 있다. 그리고, 커넥터(150)의 케이스(151) 내부에는 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)로부터 측정되는 신호를 외부로 전달하기 위한 적어도 하나의 터미널(152)이 구비될 수 있다. The
커넥터(150)와 외측 하우징(110) 사이의 실링 효율을 향상시키기 위하여 케이스(151)와 베이스부(111) 사이에 제3 실링부재(S3)를 설치할 수 있다. 그리고, 베이스부(111)의 상부가 커넥터(150)의 케이스(151)의 상측 일부를 감싸도록 베이스부(111)의 상측 단부에 만곡부를 형성함으로써 커넥터(150)와 외측 하우징(110) 사이의 실링 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 베이스부(111)의 상측 단부에 형성된 만곡부에 의하여 커넥터(150)는 외측 하우징(110)으로부터 이탈하지 않게 된다. In order to improve the sealing efficiency between the
회로 기판(160)은 내측 하우징(120)과 커넥터(150) 사이에 배치되고, 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)로부터 측정된 유체의 온도와 압력 신호를 처리하여 터미널(152)로 전송할 수 있다. The
이러한 회로 기판(160)은 터미널(152)에 솔더링 결합되어 커넥터(150) 상에 안착될 수 있다. 예를 들어, 외측 하우징(110) 내에 설치된 커넥터(150)의 케이스(151)의 일면에는 삽입 홈(151a)이 형성되고, 회로 기판(160)은 솔더링 결합된 터미널(152)에 의하여 삽입 홈(151a)에 삽입 및 안착될 수 있다. 즉, 회로 기판(160)과 터미널(152)의 솔더링 결합에 의하여 별도의 접착물 없이도 커넥터(150)의 하부에 배치된 회로 기판(160)은 터미널(152)의 지지력에 의하여 커넥터(150)의 삽입 홈(151a)에 삽입 및 안착될 수 있다. 이처럼 회로 기판(160)이 삽입 홈(151a)에 안착됨에 따라, 커넥터(150)와 내측 하우징(120)을 결합할 때 간섭이 없어 조립이 용이해지는 효과가 있다. The
전술한 바와 같이, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(100)가 커넥터(150) 및 회로 기판(160)을 포함함에 따라, 회로 기판(160)은 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)로부터 발생된 전기신호를 전달받아 IC등의 소자를 통해 연산처리 및 증폭을 수행할 수 있으며, 이를 커넥터(150)의 터미널(152)을 통해 차량의 ECU와 같은 외부장치로 전달할 수 있게 된다. As described above, as the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 7 is a perspective view of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the difference from the previous embodiment will be mainly described.
도 7을 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(200)의 수평 연결 관로(21)는 양단이 유입 통로(10)의 유입구 측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 수평 연결 관로(21)는 "∧"형상으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7 , both ends of the
이와 같이, 수평 연결 관로(21)가 "∧"형상으로 형성되는 경우, 수평 연결 관로(21) 내부를 통과하는 유체의 흐름을 가속시켜 보다 빠르게 유체를 압력 센서부(140) 측으로 공급할 수 있게 되고, 이로 인해 압력 센서부(140)의 응답속도가 향상될 수 있다. 이러한 수평 연결 관로(21)의 경사각은 한정되지 않으며, 약 10ㅀ~ 80ㅀ사이에서 자유롭게 형성될 수 있다. In this way, when the
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 사시도이다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 8 to 10 are perspective views of a complex sensor for measuring temperature and pressure according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the difference from the previous embodiment will be mainly described.
도 8을 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(300)의 제2 바디부(122)의 외주면에는 적어도 하나의 유로 홈(122a)이 형성될 수 있다. 이처럼 제2 바디부(122)의 외주면에 유로 홈(122a)이 형성됨에 따라, 유체와의 접촉 면적이 증가하여 온도 센서부(130)의 응답속도를 향상시킬 수 있다. Referring to FIG. 8 , at least one
예를 들어, 유로 홈(122a)은 제2 바디부(122)의 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있으며, 복수로 마련되는 경우 원주 방향을 따라 서로 동일 간격으로 이격 배치될 수 있다. 그리고, 유로 홈(122a)의 직경은 제2 바디부(122) 둘레의 0.1 ~ 0.5 배의 크기로 형성될 수 있다. For example, the
도 9를 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(400)의 유로 홈(122b)은 제2 바디부(122)의 원주 방향을 따라 형성될 수도 있다. 즉, 유로 홈(122b)은 고리 형상으로 형성될 수 있고, 적어도 하나 이상 구비되어 제2 바디부(122)의 길이 방향을 따라 서로 동일한 간격으로 이격 배치될 수 있다. Referring to FIG. 9 , the
도 10을 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서(500)의 유로 홈(122c)은 제2 바디부(122)의 외주면에 나선형으로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 유로 홈(122c)이 나선형으로 제공되는 경우, 도 8 및 도 9에 도시된 제2 바디부(122)에 비하여 유체와의 접촉면적이 증가하여 온도 센서부(130)의 응답속도를 더욱 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 10 , the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 센서는 온도 센서부 및 압력 센서부가 설치되는 내측 하우징이 하나의 금형 내에서 사출 성형되어 하나의 부품으로 마련되므로, 온도 센서부 케이스 및 압력 센서부 케이스를 각각 구비한 종래의 복합 센서에 비하여 조립 효율이 향상될 수 있다. 즉, 종래에는 온도 센서부 케이스 및 압력 센서부 케이스를 각각 제조한 후 이들을 브레이징 공정을 통해 결합해주어야 하는 번거로움이 있었으나, 본 발명에 따르면 내측 하우징이 하나의 부품으로 형성되기 때문에 온도 센서부 케이스를 제작하는 공정과 브레이징 공정을 줄여 작업 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, in the composite sensor according to the present invention, the inner housing in which the temperature sensor unit and the pressure sensor unit are installed is provided as a single part by injection molding in one mold, so that the temperature sensor unit case and the pressure sensor unit case are respectively separated. Assembly efficiency can be improved compared to the conventional composite sensor provided. That is, in the prior art, there was a hassle of having to manufacture the temperature sensor case and the pressure sensor case, respectively, and then combine them through a brazing process. By reducing the manufacturing process and the brazing process, work efficiency can be improved.
또한, 압력 센서부가 유입 통로를 통해 좌우 양방향에서 유입되는 유체를 제공받아 압력을 측정할 수 있으므로, 한 방향에서만 유입되는 유입 통로를 구비한 종래의 복합센서에 비하여 보다 정확하게 유체의 압력을 측정할 수 있다. In addition, since the pressure sensor unit receives the fluid flowing in from both left and right directions through the inlet passage and can measure the pressure, it can measure the pressure of the fluid more accurately compared to the conventional complex sensor having the inflow passage in only one direction. there is.
또한, 연결 관로에 구비된 수평 연결 관로의 양단이 하향 경사지게 형성되어 "∧"형상으로 제공됨에 따라, 하측에서 상측 방향으로 유입되는 유체의 흐름을 가속시켜 압력 센서부의 응답속도를 향상시킬 수 있다. In addition, as both ends of the horizontal connection pipe provided in the connection pipe are inclined downward and are provided in a "∧" shape, the flow of fluid flowing from the lower side to the upper side is accelerated, thereby improving the response speed of the pressure sensor unit.
아울러, 온도 센서부가 배치되는 제2 바디부의 외주면에 복수의 유로 홈을 형성함으로써, 유체와의 접촉 면적을 증가시켜 온도 센서부의 응답속도를 향상시킬 수 있다. In addition, by forming a plurality of flow path grooves on the outer circumferential surface of the second body in which the temperature sensor unit is disposed, the contact area with the fluid may be increased to improve the response speed of the temperature sensor unit.
도 11은 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법에 대한 블록도이다. 11 is a block diagram illustrating a method of manufacturing a complex sensor for temperature and pressure measurement.
도 11을 참조하면, 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법(S100)은 외측 하우징을 마련하는 단계(S110)와, 내측 하우징을 마련하는 단계(S120)와, 커넥터를 마련하는 단계(S130)와, 회로 기판의 하부에 압력 센서부 및 온도 센서부를 결합하는 단계(S140)와, 온도 센서부를 내측 하우징에 삽입시키는 단계(S150)와, 내측 하우징의 외주면과 외측 하우징의 내주면 사이에 연결 관로(20)와 연통되는 적어도 하나의 유체 유입 통로를 형성하는 단계(S160), 및 커넥터와 외측 하우징을 결합하는 단계(S170)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the manufacturing method ( S100 ) of the complex sensor for temperature and pressure measurement includes the steps of providing an outer housing ( S110 ), providing an inner housing ( S120 ), and providing a connector ( S130 ). And, the step of coupling the pressure sensor unit and the temperature sensor unit to the lower part of the circuit board (S140), the step of inserting the temperature sensor unit into the inner housing (S150), and a connection pipe between the outer circumferential surface of the inner housing and the inner circumferential surface of the outer housing ( 20), forming at least one fluid inlet passage (S160), and coupling the connector and the outer housing (S170).
외측 하우징을 마련하는 단계(S110)에서는 내부에 설치 공간(110a)이 형성된 외측 하우징(110)을 마련할 수 있다. 예를 들어, 외측 하우징(110)은 알루미늄 또는 스테인레스 등과 같이 열전도성이 우수하고, 고온 및 고압에서 변형이 잘 일어나지 않는 금속 재질을 하나의 금형 내에서 사출 성형함으로써 마련될 수 있다. 이러한 과정으로 제조된 외측 하우징(110)은 베이스부(111)와, 외주면에 나사산이 형성된 포트(112)를 포함하는 구조로 형성될 수 있다. In the step of preparing the outer housing ( S110 ), the
내측 하우징을 마련하는 단계(S120)에서는 내부에 연결 관로(20)가 형성된 내측 하우징(120)을 마련할 수 있다. 예를 들어, 내측 하우징(120)은 PPS(polyphenylene sulfide)와, GF(glass fiber)를 혼합하여 형성된 합성수지를 마련하는 과정과, 합성수지를 하나의 금형에 제공한 후, 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련된 내측 하우징(120)을 획득하는 과정을 통해 마련될 수 있다. In the step of preparing the inner housing ( S120 ), the
이러한 과정으로 제조된 내측 하우징(120)은 금속 재질로 형성된 하우징과 비교하였을 때, 내구성이 뒤떨어지지 않으면서도 가벼운 장점이 있다. 또한, 원재료의 가격이 금속에 비하여 비교적 저렴하므로 제조 원가가 절감되는 장점이 있다. The
커넥터를 마련하는 단계(S130)에서는 케이스(151)의 하측면에 삽입 홈(151a)이 형성된 커넥터(150)를 마련할 수 있다. 이러한 커넥터(150)는 전기신호를 외부로 전달하기 위한 것으로서, 하측 일부가 함몰 형성되어 삽입 홈(151a)이 형성된 케이스(151)와, 케이스(151)에 구비되어 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)로부터 측정되는 신호를 외부로 전달하기 위한 적어도 복수의 터미널(152)을 포함할 수 있다. In the step of preparing the connector ( S130 ), the
회로 기판의 하부에 압력 센서부 및 온도 센서부를 결합하는 단계(S140)에서는 유체의 온도 및 압력 신호를 처리하기 위한 회로 기판(160)의 하부에 압력 센서부(140) 및 온도 센서부(130)를 결합할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서부(130) 및 압력 센서부(140)는 솔더링 공정에 의하여 회로 기판(160)에 전기적으로 연결될 수 있다. In the step of coupling the pressure sensor unit and the temperature sensor unit to the lower part of the circuit board (S140), the
온도 센서부를 내측 하우징(120)에 삽입시키는 단계(S150)에서는 내측 하우징(120) 일부에 그리스(grease, G)를 충진한 후, 온도 센서부(130)를 내측 하우징(120)에 삽입시킬 수 있다. 그리스(G)는 열전도도가 높은 반고체 상태의 윤활유로서, 이와 같이 온도 센서부(130)가 삽입되는 내측 하우징(120)에 그리스(G)가 충진되는 경우 합성수지로 제공되는 내측 하우징(120)의 열전도성을 증가시켜 온도 센서부(130)의 응답속도를 향상시킬 수 있다. In the step of inserting the temperature sensor unit into the inner housing 120 (S150), after filling a portion of the
또한, 내측 하우징(120)을 제조한 후 내측 하우징(120)에 온도 센서부(130)를 삽입시키는 과정이 이루어지므로, 온도 센서부(130)의 삽입이 보다 용이해져 불량률을 줄일 수 있다. 즉, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 압력 센서부 케이스(13) 및 온도 센서부 케이스(14)가 별도로 형성되어 있기 때문에 회로 기판(16)에 결합된 온도 센서부(12)가 압력 센서부 케이스(13)를 관통하도록 형성한 후, 온도 센서부 케이스(14) 외부로 노출된 온도 센서부(12)를 온도 센서부 케이스(14)에 삽입시킨 상태에서 압력 센서부 케이스(13)와 온도 센서부 케이스(14)를 결합해 주어야만 했다. 이와 같이, 종래에는 온도 센서부 케이스(14)에 온도 센서부(12)를 삽입시키기 위해서는 여러 단계의 과정이 필요하고, 압력 센서부 케이스(13)와 온도 센서부 케이스(14)의 결합시 온도 센서부 케이스(14)가 약간이라도 기울어지게 되면, 온도 센서부(120)가 온도 센서부 케이스(14) 중앙에 위치하지 않거나 심지어 온도 센서부 케이스(14)와 부딪혀 손상되는 문제가 있었다. In addition, since the process of inserting the
반면, 본 발명에 따른 제조방법(S100)은 하나의 부품으로 마련된 내측 하우징(120)에 그리스(grease, G)를 충진한 후, 온도 센서부(130)를 내측 하우징(120)에 삽입시키는 간단한 과정만으로 온도 센서부(130)를 내측 하우징(120) 내에 결합시킬 수 있으므로 제조가 용이해지는 이점이 있다. On the other hand, the manufacturing method (S100) according to the present invention is a simple method of inserting the
내측 하우징의 외주면과 외측 하우징의 내주면 사이에 연결 관로와 연통되는 적어도 하나의 유체 유입 통로를 형성하는 단계(S160)에서는 외측 하우징(110)의 설치 공간에 내측 하우징(120)을 결합하여 내측 하우징(120)의 외주면과 외측 하우징(110)의 내주면 사이에 연결 관로(20)와 연통되는 적어도 하나의 유체 유입 통로(10)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 내측 하우징(120)은 초음파 융착 공정을 통해 외측 하우징(110)에 결합될 수 있고, 유입 통로(10)는 내측 하우징(120)과 포트(112)의 내주면 사이에 복수로 제공될 수 있다. 이에 따라, 내측 하우징(120)에 형성된 연결 관로(20)는 유입 통로(10)에 의하여 적어도 2 방향에서 유체를 공급받아 압력 센서부(140) 측으로 제공할 수 있다. In the step (S160) of forming at least one fluid inlet passage communicating with the connection pipe between the outer circumferential surface of the inner housing and the inner circumferential surface of the outer housing, the
커넥터와 외측 하우징을 결합하는 단계(S170)에서는 회로 기판(160)과 커넥터(150)에 구비된 터미널(152)을 솔더링 결합하여 삽입 홈(151a)에 회로 기판(160)을 안착시킨 후, 커넥터(150)와 외측 하우징(110)을 결합할 수 있다. 이와 같이, 회로 기판(160)과 터미널(152)이 솔더링 결합되는 경우, 회로 기판(160)은 별도의 접착물 없이도 터미널(152)의 지지력에 의하여 삽입 홈(151a)에 안착될 수 있게 된다. In the step of coupling the connector and the outer housing (S170), the
한편, 커넥터와 외측 하우징을 결합하는 단계(S170)는 커넥터(150)의 하측 일부를 외측 하우징(110)의 설치 공간으로 삽입시키는 과정과, 커넥터(150)가 외측 하우징(110)으로부터 이탈하지 않도록 외측 하우징(110)의 상측 단부를 내측 방향으로 컬링(curling)하는 과정을 포함할 수 있다. 이러한 과정을 통해 커넥터(150)의 상측 둘레에는 이탈 방지부(111a)가 제공될 수 있고, 이탈 방지부(111a)에 의하여 별도의 접착물 없이도 커넥터(150)는 외측 하우징(110)에 결합될 수 있다. Meanwhile, the step of coupling the connector and the outer housing ( S170 ) is a process of inserting a lower portion of the
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it will be understood that this is merely exemplary, and that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom by those skilled in the art. will be able Accordingly, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.
10: 유입 통로
20: 연결 관로
21: 수평 연결 관로
22: 수직 연결 관로
110: 외측 하우징
111: 베이스부
112: 포트
120: 내측 하우징
121: 제1 바디부
122: 제2 바디부
130: 온도 센서부
140: 압력 센서부
150: 커넥터
160: 회로 기판 10: inlet passage
20: connecting pipe
21: horizontal connecting pipe
22: vertical connection pipe
110: outer housing
111: base part
112: port
120: inner housing
121: first body part
122: second body part
130: temperature sensor unit
140: pressure sensor unit
150: connector
160: circuit board
Claims (23)
하나의 부품으로 마련되어 상기 외측 하우징의 설치 공간에 결합되며, 상기 외측 하우징과의 결합시 외주면과 상기 외측 하우징의 내주면 사이에는 유체의 유입 통로가 적어도 하나 이상 형성되고, 내부에 상기 유입 통로와 연통되는 연결 관로가 형성된 내측 하우징;
상기 내측 하우징에 제공되어 상기 유체의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및
상기 내측 하우징에 제공되어 상기 연결 관로를 통과한 상기 유체의 압력을 측정하는 압력 센서부;를 포함하며,
상기 내측 하우징은 외주면 일부가 함몰 형성된 유입 홈을 포함하고, 상기 유입 홈들에 의하여 상기 내측 하우징과 상기 외측 하우징 사이에 복수개의 상기 유입 통로가 형성되며,
상기 연결 관로는, 상기 유입 통로들에 각각 유입된 유체를 하나로 모아서 상기 압력 센서부에 전달하도록 상기 내측 하우징의 내부에 형성되되, 상기 연결 관로의 일단부는 상기 유입 통로들에 각각 연결되도록 복수개로 분기된 형상으로 마련되고, 상기 연결 관로의 타단부는 상기 압력 센서부 측에 단수개의 통로 형상으로 마련되며,
상기 내측 하우징은, 상기 외측 하우징의 설치 공간에 배치되는 제1 바디부; 및 상기 제1 바디부의 일측 면으로부터 돌출 형성되어 상기 외측 하우징 외부로 노출되고, 상기 온도 센서부가 내부에 배치된 제2 바디부;를 포함하며,
상기 제2 바디부의 외주면에는 유체와의 접촉 면적을 증가시켜 상기 온도 센서부의 응답속도를 향상시키도록 적어도 하나의 유로 홈이 형성되고,
상기 유로 홈은, 상기 제2 바디부의 외주면에 길이 방향을 따라 길게 형성되거나, 상기 제2 바디부의 외주면에 원주 방향을 따라 고리 형상으로 형성되거나, 상기 제2 바디부의 외주면에 나선형으로 형성된 온도 및 압력 측정용 복합 센서. an outer housing having an installation space formed therein;
It is provided as a single part and is coupled to the installation space of the outer housing, and at least one fluid inflow passage is formed between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outer housing when combined with the outer housing, and communicates with the inlet passage therein. an inner housing in which a connection pipe is formed;
a temperature sensor unit provided in the inner housing to measure the temperature of the fluid; and
A pressure sensor provided in the inner housing to measure the pressure of the fluid passing through the connection pipe; includes,
The inner housing includes an inlet groove in which a portion of the outer circumferential surface is recessed, and a plurality of inlet passages are formed between the inner housing and the outer housing by the inlet grooves,
The connection pipe is formed inside the inner housing to collect the fluid introduced into the inflow passages as one and deliver it to the pressure sensor unit, and one end of the connection pipe is divided into a plurality so as to be respectively connected to the inflow passages. and the other end of the connection pipe is provided in the shape of a single passage on the side of the pressure sensor,
The inner housing may include a first body portion disposed in an installation space of the outer housing; and a second body part protruding from one side of the first body part, exposed to the outside of the outer housing, and having the temperature sensor part disposed therein;
At least one flow path groove is formed on the outer peripheral surface of the second body part to increase the contact area with the fluid to improve the response speed of the temperature sensor part,
The flow path groove is formed to be elongated in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the second body portion, is formed in a ring shape on the outer circumferential surface of the second body portion in the circumferential direction, or is spirally formed on the outer circumferential surface of the second body portion temperature and pressure Composite sensor for measurement.
상기 유입 통로는 한 쌍으로 제공되어 서로 마주보게 형성되고,
상기 연결 관로는,
상기 내측 하우징을 폭 방향으로 관통하여 일측 단부가 하나의 상기 유입 통로와 연통되고, 타측 단부가 나머지 상기 유입 통로와 연통되는 수평 연결 관로와,
상기 수평 연결 관로로부터 상기 압력 센서부 측으로 연장 형성되어 일측 단부가 상기 수평 연결 관로와 연통되고, 타측 단부가 상기 압력 센서부와 마주하게 배치되는 수직 연결 관로를 포함하는 온도 및 압력 측정용 복합 센서.According to claim 1,
The inlet passages are provided as a pair and are formed to face each other,
The connecting pipe is
a horizontal connecting pipe passing through the inner housing in the width direction so that one end communicates with one of the inflow passages and the other end communicates with the other inflow passages;
A temperature and pressure measuring complex sensor including a vertical connection pipe extending from the horizontal connection pipe toward the pressure sensor part, one end communicating with the horizontal connection pipe, and the other end being disposed to face the pressure sensor part.
상기 수평 연결 관로는 양단이 상기 유입 통로의 유입구 측으로 하향 경사지게 형성되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서.4. The method of claim 3,
Composite sensor for temperature and pressure measurement in which both ends of the horizontal connection pipe are inclined downward toward the inlet side of the inflow path.
상기 유입 통로의 단면은 반원 형상으로 제공되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서.According to claim 1,
A cross-section of the inlet passage is provided in a semicircular shape for a temperature and pressure measurement complex sensor.
상기 내측 하우징은 합성수지로 제공되되 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The inner housing is a composite sensor for temperature and pressure measurement which is provided as a synthetic resin and is provided as a single part through an in-mold injection process.
상기 합성수지는 PPS(polyphenylene sulfide)와, GF(glass fiber)를 혼합하여 형성되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. 8. The method of claim 7,
The synthetic resin is a composite sensor for temperature and pressure measurement formed by mixing PPS (polyphenylene sulfide) and GF (glass fiber).
상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부는 하나의 금형 내에서 사출 성형되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The first body part and the second body part are injection-molded in a single mold for measuring temperature and pressure.
상기 유로 홈의 직경은 상기 제2 바디부 둘레의 0.1 ~ 0.5 배의 크기로 형성되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The complex sensor for temperature and pressure measurement, wherein the diameter of the channel groove is 0.1 to 0.5 times the circumference of the second body part.
상기 온도 센서부는 일방향으로 길게 형성되며, 일측이 상기 제2 바디부의 내부에 삽입되고 타측이 상기 제1 바디부의 내부에 삽입되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The temperature sensor unit is formed to be elongated in one direction, and one side is inserted into the second body unit and the other side is inserted into the first body unit for temperature and pressure measurement.
상기 제2 바디부에는 그리스(grease)가 충진되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
A complex sensor for measuring temperature and pressure in which the second body portion is filled with grease.
상기 제1 바디부의 외주면은 각각의 모서리 부위가 라운드 처리된 직사각 형상으로 형성되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The outer peripheral surface of the first body portion is a complex sensor for temperature and pressure measurement in which each corner portion is formed in a rectangular shape with a round treatment.
상기 제2 바디부는 상기 유입 통로 측으로 유입되는 유체의 흐름을 방해하지 않도록 상기 외측 하우징의 중심부로부터 일방향으로 이격되도록 배치된 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The second body portion is a complex sensor for temperature and pressure measurement disposed to be spaced apart from the center of the outer housing in one direction so as not to obstruct the flow of the fluid flowing into the inlet passage.
상기 외측 하우징과 상기 내측 하우징은 초음파 융착 공정으로 결합되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서. According to claim 1,
The outer housing and the inner housing are combined by an ultrasonic welding process for temperature and pressure measurement complex sensor.
케이스 일부가 상기 외측 하우징 내에 설치되고, 나머지가 상기 외측 하우징의 타측을 관통하여 외부로 노출되며, 내부에 상기 온도 센서부 및 상기 압력 센서부로부터 측정되는 신호를 외부로 전달하기 위한 적어도 하나의 터미널을 구비한 커넥터, 및
상기 내측 하우징과 상기 커넥터 사이에 배치되고, 상기 온도 센서부 및 상기 압력 센서부로부터 측정된 상기 유체의 온도와 압력 신호를 처리하여 상기 터미널로 전송하는 회로 기판을 더 포함하며,
상기 회로 기판은 상기 터미널에 솔더링 결합되어 상기 커넥터 상에 안착되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서.According to claim 1,
A part of the case is installed in the outer housing, the rest is exposed to the outside through the other side of the outer housing, and at least one terminal for transmitting signals measured from the temperature sensor unit and the pressure sensor unit therein to the outside a connector comprising: and
Further comprising a circuit board disposed between the inner housing and the connector, processing the temperature and pressure signals of the fluid measured from the temperature sensor unit and the pressure sensor unit, and transmitting them to the terminal,
The circuit board is soldered to the terminal and is seated on the connector for a temperature and pressure complex sensor.
상기 외측 하우징 내에 설치된 상기 커넥터의 상기 케이스의 일면에는 삽입 홈이 형성되고, 상기 회로 기판은 솔더링 결합된 상기 터미널에 의하여 상기 삽입 홈에 삽입 및 안착되는 온도 및 압력 측정용 복합 센서.19. The method of claim 18,
An insertion groove is formed on one surface of the case of the connector installed in the outer housing, and the circuit board is a composite sensor for temperature and pressure measurement that is inserted and seated in the insertion groove by the solder-bonded terminal.
내부에 연결 관로가 형성된 내측 하우징을 마련하는 단계;
케이스의 하측면에 삽입 홈이 형성된 커넥터를 마련하는 단계;
유체의 온도 및 압력 신호를 처리하기 위한 회로 기판의 하부에 압력 센서부 및 온도 센서부를 결합하는 단계;
상기 내측 하우징 일부에 그리스(grease)를 충진한 후, 상기 온도 센서부를 상기 내측 하우징에 삽입시키는 단계;
상기 외측 하우징의 설치 공간에 상기 내측 하우징을 결합하여 상기 내측 하우징의 외주면과 상기 외측 하우징의 내주면 사이에 상기 연결 관로와 연통되는 적어도 하나의 유체 유입 통로를 형성하는 단계; 및
상기 회로 기판과 커넥터에 구비된 터미널을 솔더링 결합하여 상기 삽입 홈에 상기 회로 기판을 안착시킨 후, 상기 커넥터와 상기 외측 하우징을 결합하는 단계;를 포함하며,
상기 내측 하우징은 외주면 일부가 함몰 형성된 유입 홈을 포함하고, 상기 유입 홈들에 의하여 상기 내측 하우징과 상기 외측 하우징 사이에 복수개의 상기 유입 통로가 형성되며,
상기 연결 관로는, 상기 유입 통로들에 각각 유입된 유체를 하나로 모아서 상기 압력 센서부에 전달하도록 상기 내측 하우징의 내부에 형성되되, 상기 연결 관로의 일단부는 상기 유입 통로들에 각각 연결되도록 복수개로 분기된 형상으로 마련되고, 상기 연결 관로의 타단부는 상기 압력 센서부 측에 단수개의 통로 형상으로 마련되며,
상기 내측 하우징은, 상기 외측 하우징의 설치 공간에 배치되는 제1 바디부; 및 상기 제1 바디부의 일측 면으로부터 돌출 형성되어 상기 외측 하우징 외부로 노출되고, 상기 온도 센서부가 내부에 배치된 제2 바디부;를 포함하며,
상기 제2 바디부의 외주면에는 유체와의 접촉 면적을 증가시켜 상기 온도 센서부의 응답속도를 향상시키도록 적어도 하나의 유로 홈이 형성되고,
상기 유로 홈은, 상기 제2 바디부의 외주면에 길이 방향을 따라 길게 형성되거나, 상기 제2 바디부의 외주면에 원주 방향을 따라 고리 형상으로 형성되거나, 상기 제2 바디부의 외주면에 나선형으로 형성된 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법. providing an outer housing having an installation space therein;
providing an inner housing having a connection pipe formed therein;
providing a connector having an insertion groove formed on the lower side of the case;
coupling the pressure sensor unit and the temperature sensor unit to the lower part of the circuit board for processing the temperature and pressure signals of the fluid;
after filling a portion of the inner housing with grease, inserting the temperature sensor unit into the inner housing;
coupling the inner housing to the installation space of the outer housing to form at least one fluid inlet passage communicating with the connection pipe between the outer circumferential surface of the inner housing and the inner circumferential surface of the outer housing; and
a step of soldering the circuit board and a terminal provided in the connector to seat the circuit board in the insertion groove, and then coupling the connector and the outer housing;
The inner housing includes an inlet groove in which a portion of the outer circumferential surface is recessed, and a plurality of inlet passages are formed between the inner housing and the outer housing by the inlet grooves,
The connection pipe is formed inside the inner housing to collect the fluid introduced into the inflow passages as one and deliver it to the pressure sensor unit, and one end of the connection pipe is divided into a plurality so as to be respectively connected to the inflow passages. and the other end of the connection pipe is provided in the shape of a single passage on the side of the pressure sensor,
The inner housing may include a first body portion disposed in an installation space of the outer housing; and a second body part protruding from one side of the first body part, exposed to the outside of the outer housing, and having the temperature sensor part disposed therein;
At least one flow path groove is formed on the outer peripheral surface of the second body part to increase the contact area with the fluid to improve the response speed of the temperature sensor part,
The flow path groove is formed to be elongated in the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the second body portion, is formed in a ring shape on the outer circumferential surface of the second body portion in the circumferential direction, or is spirally formed on the outer circumferential surface of the second body portion temperature and pressure A method for manufacturing a composite sensor for measurement.
상기 내측 하우징을 마련하는 단계는,
PPS(polyphenylene sulfide)와, GF(glass fiber)를 혼합하여 형성된 합성수지를 마련하는 과정과,
상기 합성수지를 하나의 금형에 제공한 후, 인몰드 사출 공정을 통해 하나의 부품으로 마련된 내측 하우징을 획득하는 과정을 포함하는 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법.22. The method of claim 21,
The step of providing the inner housing comprises:
The process of preparing a synthetic resin formed by mixing PPS (polyphenylene sulfide) and GF (glass fiber);
A method of manufacturing a composite sensor for temperature and pressure measurement, comprising: providing the synthetic resin to one mold, and then obtaining an inner housing prepared as a single part through an in-mold injection process.
상기 커넥터와 외측 하우징을 결합하는 단계는,
상기 커넥터의 하측 일부를 상기 외측 하우징의 설치 공간으로 삽입시키는 과정과,
상기 커넥터가 상기 외측 하우징으로부터 이탈하지 않도록 상기 외측 하우징의 상측 단부를 내측 방향으로 컬링(curling)하는 과정을 포함하는 온도 및 압력 측정용 복합 센서의 제조방법. 22. The method of claim 21,
The step of coupling the connector and the outer housing comprises:
The process of inserting a lower part of the connector into the installation space of the outer housing;
and curling an upper end of the outer housing in an inward direction so that the connector does not separate from the outer housing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200065343A KR102394482B1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Composite sensor for temperature and pressure measurement and manufacturing method thereof |
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KR1020200065343A KR102394482B1 (en) | 2020-05-29 | 2020-05-29 | Composite sensor for temperature and pressure measurement and manufacturing method thereof |
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