KR20130056524A - 차량 배기계용 가스센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 배기계용 가스센서로서, 보다 상세하게는 공정의 단순화 및 원가절감을 효과적으로 구현할 수 있는 차량 배기계용 가스센서에 관한 것이다.
본 발명에 의한 차량 배기계용 가스센서는, 외측하우징; 상기 외측하우징의 일단에 구비된 가스도입커버; 상기 외측하우징의 내부에 설치되는 절연하우징; 및 상기 절연하우징 내에 길이방향으로 설치된 센서소자;를 포함하고, 상기 외측하우징은 일단에 가스도입커버가 결합되는 제1외측하우징, 상기 제1외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제2외측하우징, 상기 제2외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제3외측하우징을 가지며, 상기 절연하우징은 일측에 제1절연부 및 타측에 제2절연부를 가지고, 제1절연부의 외경이 상기 제2절연부의 외경 보다 작게 형성되며, 상기 제1절연부의 외경이 상기 제1외측하우징의 내경면에 억지끼움결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 배기계용 가스센서{GAS SENSOR FOR AUTOMOTIVE EXHAUST SYSTEM}

본 발명은 차량 배기계용 가스센서로서, 보다 상세하게는 공정의 단순화 및 원가절감을 효과적으로 구현할 수 있는 차량 배기계용 가스센서에 관한 것이다.

널리 주지된 바와 같이, 가스센서는 가스의 압력, 온도, 농도, 유량, 유속 등을 정밀하게 측정하기 위한 측정기구의 일종이다.

이러한 가스센서는 자동차, 화학설비, 반도체제조공정 등에서 가스가 통과하는 유로 또는 밸브 측에 설치되어 가스의 압력, 온도, 농도, 유량, 유속 등을 정밀하게 측정하는 데 주로 이용된다.

차량의 배기계 등과 같이 고온의 배기환경에 노출되는 차량 배기계용 가스센서는 가스도입커버, 센서소자, 센서소자를 지지하는 하우징 등으로 구성된다.

이러한 차량 배기계용 가스센서는 고온 배기환경에 노출됨에 따라 가스도입커버를 통해 도입되는 가스, 수분, 기타 이물질이 센서소자 또는 하우징에 의해 외부로 누설됨을 방지하기 위한 밀봉구조가 기밀하게 구성되어야 한다.

한편, 종래의 차량 배기계용 가스센서의 하우징은 금속재질의 외측하우징 및 외측하우징의 내부에 결합된 세라믹재질의 절연하우징으로 구성되어 있으며, 외측하우징 및 절연하우징은 접착제 의해 서로 접착됨에 따라 그 밀봉적 결합(가스 실링) 및 2종 재질 사이의 접착이 구현된다. 특히, 금속재질의 외측하우징과 세라믹재질의 절연하우징 사이에는 고온용 세라믹계 접착제 및 금속계 접착제 등이 적층되어 도포됨에 따라 외측하우징 및 절연하우징이 접착된다.

이와 같이, 종래의 차량 배기계용 가스센서는 외측하우징 및 절연하우징을 접착하기 위하여 별도의 접착공정이 요구됨에 따라 접착공간이 협소하여 그 조립공정이 어렵게 진행되는 단점이 있었고, 이러한 접착공정의 추가 및 접착제 적용 등으로 인해 제조원가가 높아지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 외측하우징과 절연하우징 사이의 결합 시에 접착공정이 요구되지 않아 그 제조공정의 단순화 및 원가절감을 구현할 수 있는 차량 배기계용 가스센서를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량 배기계용 가스센서는,

외측하우징;

상기 외측하우징의 일단에 구비된 가스도입커버;

상기 외측하우징의 내부에 설치되는 절연하우징; 및

상기 절연하우징 내에 길이방향으로 설치된 센서소자;를 포함하고,

상기 외측하우징은 일단에 가스도입커버가 결합되는 제1외측하우징, 상기 제1외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제2외측하우징 및 상기 제2외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제3외측하우징을 가지며,

상기 절연하우징의 일단 외주면이 상기 제1외측하우징의 내주면에 억지끼움결합되고, 상기 절연하우징의 일단 외주면과 상기 제1외측하우징의 내주면 사이의 억지끼움공차는 0.1~3mm인 것을 특징으로 한다.

상기 제1외측하우징의 내측면과 상기 절연하우징의 외측면이 상호 접촉하는 모서리부분에는 챔버부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2외측하우징의 내경은 상기 제1외측하우징의 외경 보다 크게 형성되고, 상기 제2외측하우징의 일단 내주면에 상기 제1외측하우징의 타단 외주면이 삽입되어 끼움결합되며, 상기 제2외측하우징의 내주면 일측에는 환형의 스토퍼부가 내경방향으로 돌출하고, 상기 제1외측하우징의 타단면이 제2외측하우징의 스토퍼부에 걸려져 그 삽입위치가 규제되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1외측하우징의 일단에 인접한 외주면에 환형의 스토퍼부가 외경방향으로 돌출하고, 상기 제1외측하우징의 외주면에 장착부재가 이동가능하게 설치되고, 상기 장착부재의 일측 외주면에는 나사부가 형성되며, 상기 장착부재의 타단부에는 끼움홈이 형성되고, 상기 장착부재의 일단은 상기 제1외측하우징의 스토퍼부에 걸려져 그 상측 위치가 규제되며, 상기 장착부재의 끼움홈이 상기 제2외측하우징의 일단면에 걸려져 그 하측 위치가 규제되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2외측하우징의 타단에는 단턱부가 내경방향으로 함몰되어 형성되고, 상기 단턱부 측에 상기 제3외측하우징의 일단 내주면이 끼움결합되며, 상기 제3외측하우징의 타단에는 밀봉부재가 밀봉적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 외측하우징의 제1외측하우징 내경면에 절연하우징의 일단 외주면을 억지끼움결합시킴으로써 외측하우징과 절연하우징 사이의 접착공정이 요구되지 않아 그 제조공정의 단순화 및 원가절감을 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 외측하우징의 제1외측하우징과 절연하우징의 일단 외주면이 상호 접촉하는 모서리부분에 챔버부를 각각 형성함으로써 절연하우징의 일단 외주면이 제1외측하우징 내에 억지끼움결합되는 도중에 발생하는 충격을 완화시켜 그 손상 내지 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배기계용 가스센서를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 차량 배기계용 가스센서의 분해단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량 배기계용 가스센서가 차량 배기계의 배기파이프 측에 장착된 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 배기계용 가스센서를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 차량 배기계용 가스센서는 외측하우징(10), 외측하우징(10)의 일단에 구비된 가스도입커버(20), 외측하우징(10)의 내부에 설치되는 절연하우징(15), 및 절연하우징(15) 측에 길이방향으로 설치된 센서소자(5)를 포함한다.

외측 하우징(10)은 제1외측하우징(11), 제2외측하우징(12), 제3외측하우징(13)이 길이방향으로 조립되도록 구성된다.

제1외측하우징(11)은 그 일단에 가스도입커버(20)가 결합되고, 제1외측하우징(11)의 타단에는 제2외측하우징(12)의 일단이 결합된다. 제1외측하우징(11)의 일단에 인접한 외주면에는 환형의 스토퍼부(11b)가 외경방향으로 돌출하고, 제1외측하우징(11)의 외주면(11a)에는 장착부재(14)가 이동가능하게 끼워진다.

장착부재(14)의 일측 외주면에는 나사부(14a)가 형성되고, 장착부재(14)의 나사부(14a)는 도 3에 예시된 바와 같이 배기파이프(1) 등과 같은 차량 배기계 측에 체결되어 장착되며, 장착부재(14)의 일단은 제1외측하우징(11)의 스토퍼부(11b) 측에 걸려 그 상측 위치가 규제되고, 장착부재(14)의 타단부에는 끼움홈(14a)이 형성되며, 장착부재(14)는 그 끼움홈(14a)이 제2외측하우징(12)의 일단면에 걸려짐에 따라 그 하측 위치가 규제된다. 즉, 장착부재(14)는 제1외측하우징(11)의 외주면 상에서 일정범위 내로 그 위치가 규제될 수 있다.

제2외측하우징(12)의 일단은 제1외측하우징(11)의 타단 측에 결합되고, 제2외측하우징(12)의 타단 측에는 제3외측하우징(13)의 일단이 결합된다. 즉, 제2외측하우징(12)은 제1 및 제3 외측하우징(11, 13)을 길이방향으로 연결하는 커넥터의 역할을 한다.

제2외측하우징(12)의 내경은 제1외측하우징(11)의 외경 보다 크게 형성되고, 이에 제2외측하우징(12)의 일단 내주면에 제1외측하우징(11)의 타단 외주면이 삽입되어 끼움결합된다. 그리고, 제2외측하우징(12)의 내주면 일측에는 환형의 스토퍼부(12a)가 내경방향으로 돌출하며, 이에 제1외측하우징(11)의 타단면은 제2외측하우징(12)의 스토퍼부(12a)에 걸려져 그 삽입위치가 규제된다.

제2외측하우징(12)의 타단에는 단턱부(12b)가 내경방향으로 함몰되어 형성되고, 이 단턱부(12b) 측에 제3외측하우징(13)의 일단 내주면이 끼움결합된다.

제2외측하우징(12)의 일단 내주면에 제1외측하우징(11)의 타단 외주면이 삽입됨에 따라 제2외측하우징(12)의 외주면이 제1외측하우징(11)의 외주면에서 돌출하고, 제2외측하우징(12)의 일단면이 제1외측하우징(11)의 타단면 보다 높게 위치한다. 이에, 제2외측하우징(12)의 일단 외주면 측에 장착부재(14)의 끼움홈(14b)이 끼워진다. 이에 장착부재(14)가 제1외측하우징(11)의 하측으로 이탈됨을 방지할 수 있고, 이를 통해 장착부재(14)의 위치를 일정범위 내로 규제할 수 있다.

제3외측하우징(13)의 일단은 제2외측하우징(12)의 단턱부(12b) 측에 끼워지고, 제3외측하우징(13)의 타단에는 밀봉부재(17)가 밀봉적으로 결합되며, 제3외측하우징(13)의 일단면에는 테이퍼부(13a)가 형성된다.

가스도입커버(20)는 제1외측하우징(11)의 일단에 결합되고, 센서소자(5)의 일측을 감싸는 내측커버(21) 및 내측커버(21)의 외측에 반경방향으로 이격되는 외측커버(22)로 이루어진다. 내측커버(21) 및 외측커버(22) 각각에는 복수의 도입공(21a, 22a)이 형성되고, 이 도입공(21a, 22a)을 통해 가스를 도입하도록 구성된다.

내측커버(21)의 하단에는 확장부(21b)가 형성되고, 이 확장부(21b)가 제1외측하우징(11)의 일단 측에 끼움결합된다. 외측커버(22)의 하단에도 확장부(22b)가 형성되며, 외측커버(22)의 확장부(22b)는 내측커버(21)의 확장부(21b) 외주면에 끼워진다.

절연하우징(15)의 일단(15a) 외주면이 외측하우징(10)의 제1외측하우징(11) 내에 억지끼움결합되고, 특히 절연하우징(15)의 일단(15a) 외주면과 제1외측하우징(11)의 내주면 사이의 억지끼움공차는 0.1~3mm인 것을 특징으로 한다.

절연하우징(15)의 일단(15a)은 제1외측하우징(11)의 내주면에 프레스를 통해 억지끼움결합됨으로써 절연하우징(15)과 제1외측하우징(11) 사이의 기밀한 밀봉결합을 효과적으로 구현할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이, 절연하우징(15)은 외측하우징(10)의 제1외측하우징(11) 내에 억지끼움결합되는 제1절연부(15a) 및 외측하우징(10)의 제2 및 제3 외측하우징(12, 13) 내에 수용되는 제2절연부(15b)로 이루어질 수 있다.

제1절연부(15a)의 외경은 제2절연부(15b)의 외경 보다 작게 형성되고, 제1절연부(15a)의 외주면(15f)이 제1외측하우징(11)의 내주면(11f)에 억지끼움결합된다. 특히, 제1절연부(15a)의 외경이 제1외측하우징(11)의 내경 보다 약간 크게 형성됨에 따라 그 억지끼움결합이 견고하게 이루어질 수 있다.

한편, 절연하우징(15)의 제1절연부(15a) 및 제1외측하우징(11)이 상호 접촉하는 모서리부분에 챔버부(15c, 11c)가 상호 대응되게 형성되고, 제1절연부(15a)의 억지끼움 시에 챔버부(15c, 11c)에 의해 충격을 완화시켜 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이를 구체적으로 살펴보면, 제1외측하우징(11)의 내경 일측에는 단턱진 경계면(11d, stepped boundary surface)이 형성되고, 이 단턱진 경계면(11d)과 제1외측하우징(11)의 내주면(11f)이 만나는 모서리 부분에 챔버부(11c)가 형성된다. 절연하우징(15)의 제1절연부(15a)는 그 일단 외측모서리 부분에는 챔버부(15c)가 형성되고, 제1절연부(15a)의 챔버부(15c)와 제1외측하우징(11)의 챔버부(11c)는 그 경사각 등이 상호 대응되게 형성된다.

센서소자(5)는 절연하우징(15) 내에 길이방향으로 설치되고, 센서소자(5)의 일측은 가스도입커버(20) 측에 인접하고, 센서소자(15)의 나머지 부분은 절연하우징(15) 내에 설치된다. 센서소자(15)의 하측에는 절연하우징(15) 내에서 복수의 터미널(16)이 전기적으로 접속되고, 복수의 터미널(16)은 밀봉부재(17)측에 홀딩된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 외측하우징(10)의 제1외측하우징(11) 내경면에 절연하우징(15)의 제1절연부(15a)를 억지끼움결합시킴으로써 외측하우징(10)과 절연하우징(15) 사이의 접착공정이 요구되지 않아 그 제조공정의 단순화 및 원가절감을 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 외측하우징(10)의 제1외측하우징(11)과 절연하우징(15)의 제1절연부(15a)가 상호 접촉하는 모서리부분에 챔버부(11c, 15c)를 각각 형성함으로써 제1절연부(15a)가 제1외측하우징(11) 내에 억지끼움결합되는 도중에 발생하는 충격을 완화시켜 그 손상 내지 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

5: 센서소자 10: 외측하우징
11: 제1외측하우징 12: 제2외측하우징
13: 제3외측하우징 15: 절연하우징
20: 가스도입커버

Claims (5)

1. 외측하우징;
   상기 외측하우징의 일단에 구비된 가스도입커버;
   상기 외측하우징의 내부에 설치되는 절연하우징; 및
   상기 절연하우징 내에 길이방향으로 설치된 센서소자;를 포함하고,
   상기 외측하우징은 일단에 가스도입커버가 결합되는 제1외측하우징, 상기 제1외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제2외측하우징 및 상기 제2외측하우징의 타단에 일단이 결합되는 제3외측하우징을 가지며,
   상기 절연하우징의 일단 외주면이 상기 제1외측하우징의 내주면에 억지끼움결합되고, 상기 절연하우징의 일단 외주면과 상기 제1외측하우징의 내주면 사이의 억지끼움공차는 0.1~3mm인 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 가스센서.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1외측하우징의 내측면과 상기 절연하우징의 외측면이 상호 접촉하는 모서리부분에는 챔버부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 가스센서.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2외측하우징의 내경은 상기 제1외측하우징의 외경 보다 크게 형성되고, 상기 제2외측하우징의 일단 내주면에 상기 제1외측하우징의 타단 외주면이 삽입되어 끼움결합되며, 상기 제2외측하우징의 내주면 일측에는 환형의 스토퍼부가 내경방향으로 돌출하고, 상기 제1외측하우징의 타단면이 제2외측하우징의 스토퍼부에 걸려져 그 삽입위치가 규제되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 가스센서.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1외측하우징의 일단에 인접한 외주면에 환형의 스토퍼부가 외경방향으로 돌출하고, 상기 제1외측하우징의 외주면에 장착부재가 이동가능하게 설치되고, 상기 장착부재의 일측 외주면에는 나사부가 형성되며, 상기 장착부재의 타단부에는 끼움홈이 형성되고, 상기 장착부재의 일단은 상기 제1외측하우징의 스토퍼부에 걸려져 그 상측 위치가 규제되며, 상기 장착부재의 끼움홈이 상기 제2외측하우징의 일단면에 걸려져 그 하측 위치가 규제되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 가스센서.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2외측하우징의 타단에는 단턱부가 내경방향으로 함몰되어 형성되고, 상기 단턱부 측에 상기 제3외측하우징의 일단 내주면이 끼움결합되며, 상기 제3외측하우징의 타단에는 밀봉부재가 밀봉적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 차량 배기계용 가스센서.

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