KR102444190B1 - 레벨센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레벨센서에 관한 것이다. 본 발명의 레벨센서의 외관과 골격을 센서몸체(10)가 형성한다. 상기 센서몸체(10)의 일단부에는 외부 커넥터가 결합되는 연결부(22)가 있고, 타단부에는 검출부(30)가 있다. 상기 검출부(30)에는 전극(16)들이 외부로 돌출되어 있어서 유체(42)의 존재를 검출한다. 상기 전극(16)을 지지하는 차폐부(34)는 검출부커버(32)에 의해 형성된 커버공간(33) 내에 위치한다. 이와 같이 함에 의해 유체(42)가 상기 차폐부(34)에 묻어서 상기 전극(16)들 사이를 통전시키는 것을 차단하고 유체(42)가 임의로 상기 차폐부(34)로 전달되는 것을 차단한다. 상기 전극(16)들은 그 선단이 유체(42)에 잠겨서 유체(42)의 존재를 검출한다. 상기 검출부커버(32)는 원통형상으로 만들어지고 외면에 걸림턱(36)이 형성되며, 상기 걸림턱(36)과 소정의 간격을 두고 밀착플랜지(26)가 시일(28)을 지지한 상태로 있어서 고정부(40)에의 고정이 간단하게 이루어지도록 한다.

Description

레벨센서{Level sensor}

본 발명은 레벨센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정 이상의 레벨로 유체가 존재하는 것을 감지하는 레벨센서에 관한 것이다.

레벨센서는 유체의 수위를 감지하는 것으로, 적어도 2개의 전극 사이가 유체에 의해 통전되는 것으로 유체의 존재, 즉 유체의 레벨을 감지하게 된다. 이와 같은 레벨센서에서 전극은 외부로 노출되어 유체가 존재하는 공간에 위치한다.

상기 전극은 센서몸체를 관통하여 외부로 노출되는데, 상기 센서몸체에 의해 차폐되는 부분을 벗어나 외부로 노출되어 있는 부분이 유체에 동시에 접촉하게 되면 유체의 존재를 감지하게 된다.

하지만, 상기 전극이 노출되어 있는 부분 외에 상기 전극이 관통하여 돌출되는 상기 센서몸체의 부분에 까지 유체가 접촉하게 되면 이 부분의 센서몸체에 묻은 유체가 상기 전극 사이를 통전시키는 역할을 하는 문제점이 있다. 예를 들어 자동차에서 레벨센서가 사용될 때, 도로의 요철 등에 의해 자동차에 충격이 있었을 때, 유체가 출렁거리면서 상기 전극이 노출되는 부분의 센서몸체에 묻게 되면 실제의 유체 레벨에 상관없이 일정 이상의 레벨로 유체가 있는 것으로 검출되는 것이다.

그리고, 레벨센서는 일부가 유체가 존재하는 공간 내에 위치해야 하고, 나머지 부분은 해당 공간과 수밀된 외부에 있어야 한다. 즉, 유체가 존재하는 용기를 관통하여 레벨센서가 고정되어 설치되어야 한다. 하지만 레벨센서가 용기를 관통하여 설치되면서 유체의 누설이 발생하지 않고 또한 레벨센서가 견고하게 고정되어야 하는데, 이를 충족시키기 위해서는 레벨센서의 장착작업이 상대적으로 복잡하고 공정이 많아지는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0125949호 일본공개 특허 제2012-027204호

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레벨센서의 검출 정확성을 높이는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 레벨센서의 장착작업을 간소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 설치공간이 형성된 센서몸체와, 상기 센서몸체의 일측단에 구비되어 외부 커넥터가 결합되는 연결부와, 상기 센서몸체의 타측단에 구비되어 고정부의 관통구를 관통하여 상기 관통구에 걸어져 설치되며 전극이 유체와 접촉되도록 돌출되어 구비되고 외관을 상기 전극을 지지하는 차폐부가 유체에 노출되지 않도록 하는 검출부커버가 형성하는 검출부를 포함할 수 있고, 상기 차폐부는 상기 검출부커버의 내부에 위치하고 상기 전극의 선단은 상기 검출부커버의 외부로 돌출될 수 있다.

상기 설치공간에는 기판이 설치되어 상기 연결부에 일단부가 위치되는 연결단자가 일측에 실장되고 타측에는 상기 전극의 일단부가 실장된다.

삭제

상기 검출부에는 밀착플랜지가 있고, 상기 밀착플랜지에 밀착되게 상기 검출부커버의 외면을 둘러서는 시일이 설치된다.

상기 검출부커버는 원통형상으로 만들어지고 외면에는 상기 밀착플랜지와 소정의 간격을 두고 걸림턱이 형성된다.

상기 걸림턱의 일측 모서리에는 안내경사가 형성되고 상기 고정부와의 체결을 위한 안착홈이 상기 걸림턱에 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 내부에 설치공간이 형성된 센서몸체와, 상기 센서몸체의 일측단에 구비되어 외부 커넥터가 결합되는 연결부와, 상기 센서몸체의 타측단에 구비되어 고정부의 관통구를 관통하여 상기 관통구에 걸어져 설치되며 전극이 유체와 접촉되도록 돌출되어 구비되고 상기 전극을 지지하도록 차폐부가 둘러싸며 외관을 원통형상의 검출부커버가 형성하는 검출부와, 상기 검출부의 외면에 구비되는 것으로 상기 고정부의 관통구 가장자리에 시일을 밀착시키는 밀착플랜지를 포함할 수 있고, 상기 고정부의 관통구에 상기 검출부가 삽입되어 소정 각도 회전됨에 의해 상기 검출부커버가 고정부에 장착되며, 상기 차폐부는 상기 검출부커버의 내부에 위치하고 상기 전극의 선단은 상기 검출부커버의 외부로 돌출될 수 있다.

상기 검출부커버는 상기 전극을 지지하는 차폐부가 유체에 노출되지 않도록 한다.

상기 검출부커버의 외면에는 상기 밀착플랜지와 소정의 간격을 두고 걸림턱이 형성된다.

상기 걸림턱의 일측 모서리에는 안내경사가 형성되고 상기 고정부와의 체결을 위한 안착홈이 상기 걸림턱에 형성된다.

본 발명에 의한 레벨센서에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 유체와 접촉하는 전극을 지지하는 센서몸체의 부분인 차폐부가 검출부커버의 커버공간 내에 위치하도록 하였다. 따라서, 커버공간 내의 공기가 유체가 상기 차폐부로 전달되는 것을 차단하여 차폐부에 묻은 유체를 통해 전극이 통전되어 유체의 존재가 검출되는 현상이 발생하지 않게 된다. 이와 같은 구조에 의해 레벨센서의 검출정확성이 높아지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 센서몸체에 밀착플랜지와 소정의 간격을 두고 걸림턱들을 원통형의 검출부커버에 형성하였고 상기 밀착플랜지에는 시일을 설치하였다. 이와 같은 구성에 의해 상기 검출부커버를 고정부를 관통하여 설치한 후에 걸림턱이 고정부의 내측에 걸어지면서 상기 시일이 고정부의 외측에 밀착되어 수밀작용을 하도록 하였다. 따라서 레벨센서를 고정부에 장착하고 분리하는 작업이 매우 간단하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 레벨센서의 바람직한 실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명 실시례의 구성을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명 실시례의 구성을 보인 측면도.
도 4는 본 발명 실시례의 중요부 구성을 보인 단면도.
도 5는 본 발명 실시례의 레벨센서가 설치된 상태를 보인 사용상태도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 센서몸체(10)가 외관과 골격을 형성한다. 상기 센서몸체(10)의 중간에는 설치공간(12)이 형성된다. 상기 설치공간(12)에는 기판(14)이 설치된다. 상기 기판(14)에는 센서의 기능 수행을 위한 부품들이 실장되어 있다. 상기 기판(14)의 회로에 전극(16)이 연결되어 있다. 상기 전극(16)은 상기 센서몸체(10)의 외부로 노출되어 유체와 접촉되어 유체의 존재를 검출하는 것이다. 상기 전극(16)은 적어도 2개 이상이 사용된다. 상기 기판(14)의 회로에 다수개의 연결단자(18)가 연결되어 있다. 상기 연결단자(18)는 아래에서 설명될 연결부(22)쪽으로 연장된다. 상기 연결단자(18)는 외부커넥터의 단자와 전기적으로 연결된다. 상기 연결단자(18)를 통해 센서의 외부와 신호전달이 이루어진다.

상기 설치공간(12)은 커버(20)에 의해 차폐된다. 상기 커버(20)는 상기 센서몸체(10)에 초음파융착을 통해 결합된다. 물론, 상기 커버(20)가 상기 센서몸체(10)에 기구적인 구성을 통해 결합되어 착탈이 가능하게 될 수도 있다.

상기 센서몸체(10)의 일측단에는 연결부(22)가 형성된다. 상기 연결부(22)는 외부와의 연결을 위한 것으로, 센서에서 측정된 데이터를 외부로 전달하는 역할을 한다. 상기 연결부(22)는 일종의 커넥터와 같은 구성이다. 상기 연결부(22)에는 외부 커넥터가 결합된다. 도면부호 24는 외부 커넥터와의 체결을 위한 체결돌기이다.

상기 센서몸체(10)에서 상기 설치공간(12)을 기준으로 상기 연결부(22)의 반대쪽에는 밀착플랜지(26)가 있다. 상기 밀착플랜지(26)는 도 5에 도시된 바와 같이 고정부(40)에 센서를 장착할 때 고정부(40) 외면에 시일(28)을 밀착시켜 주는 역할을 한다. 상기 시일(28)은 탄성이 있는 재질로 만들어진 것으로, 링형상으로 되어 센서몸체(10), 보다 정확하게는 아래에서 설명될 검출부(30)가 관통하는 고정부(40)의 통공을 통한 유체의 누설을 방지하기 위한 것이다.

상기 밀착플랜지(26)가 있는 센서몸체(10)쪽에는 검출부(30)가 형성된다. 상기 검출부(30)의 외관을 검출부커버(32)가 형성한다. 상기 검출부커버(32)는 원통형상으로 된다. 상기 검출부커버(32)가 원통형상으로 되는 것은 고정부(40)에 장착할 때 회전이 필요하기 때문이다.

상기 검출부커버(32)의 내부에는 커버공간(33)이 형성된다. 상기 커버공간(33)은 상기 검출부커버(32)의 선단으로만 개방된다. 상기 커버공간(33)의 내부에는 차폐부(34)가 있는데, 상기 차폐부(34)는 상기 커버공간(33)을 관통하여 외부로 돌출된 전극(16)을 둘러싼다. 상기 커버공간(33)을 통해 전극(16)이 지나가는데, 상기 커버공간(33) 내부에서 상기 차폐부(34)는 전극(16) 사이의 통전을 차단하는 역할을 한다.

상기 차폐부(34)는 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 커버공간(33)의 내부에만 위치한다. 이는 상기 커버공간(33)이 상기 검출부커버(32)에 의해 형성되면서, 유체(42)가 상기 차폐부(34)에 묻게 되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 상기 커버공간(33)에 존재하는 공기가 도 5에 도시된 바와 같이 유체(42)의 존재를 검출하는 과정에서 유체(42)가 커버공간(33) 내부로 들어오지 못하도록 하여 차폐부(34)에 유체(42)가 묻게 되는 것을 방지한다.

상기 검출부커버(32)의 외면을 둘러서는 상기 밀착플랜지(26)와 일정한 간격을 두고 걸림턱(36)들이 있다. 상기 걸림턱(36)들은 다수개가 검출부커버(32)의 외면을 둘러 있다. 상기 걸림턱(36)들에는 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 일측 모서리에 안내경사(37)가 형성된다. 상기 안내경사(37)는 고정부(40)의 대응되는 걸이턱(도시되지 않음)에 걸어지는 초기에 안내를 위한 것이다. 모든 걸림턱(36) 들에는 안내경사(37)가 있다. 상기 걸림턱(36)들중 적어도 하나 이상에는 체결홈(38)이 있다. 상기 체결홈(38)은 횡단면이 반원형상인데. 이에는 상기 걸이턱에 있는 걸이돌기(도시되지 않음)가 안착되어 일정 이하의 힘에 의해서는 걸림턱(36)과 걸이턱의 결합이 분리되지 않도록 한다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 레벨센서가 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

도 5에는 본 발명의 레벨센서가 고정부(40)에 장착되어 유체(42)의 존재 또는 소정의 레벨을 측정하는 상태가 도시되어 있다. 먼저, 본 발명의 레벨센서가 상기 고정부(40)에 장착되는 것을 설명한다. 상기 고정부(40)에 형성된 관통공으로 상기 검출부커버(32)를 삽입하여 유체(42)가 있는 공간으로 전극(16)이 위치하도록 한다. 이때, 상기 고정부(40)에 형성된 관통공의 가장자리에는 상기 걸림턱(36)들과 간섭되지 않도록 절결부(도시되지 않음)가 형성된다.

상기 절결부를 상기 걸림턱(36)이 통과해서 유체(42)가 있는 공간으로 들어간 상태에서 상기 센서몸체(10)를 소정 각도만큼 회전시킨다. 상기 센서몸체(10)가 회전되면서 상기 걸림턱(36)들은 상기 절결부를 벗어난 위치에 있게 되고, 여기서 걸이턱에 걸림턱(36)이 걸어지게 된다.

또한, 상기 걸림턱(36)중에서 상기 체결홈(38)이 있는 것과 대응되는 걸이턱의 걸이돌기가 상기 체결홈(38)에 안착된다. 상기 걸이돌기가 상기 체결홈(38)에 안착되어 있음으로 인해서, 불의의 외력에 의해 센서몸체(10)가 회전하고 또 관통공에서 빠지는 것을 방지한다. 즉, 상기 걸이돌기가 상기 체결홈(38)에서 빠져 나갈 수 있을 정도 이상의 힘을 가해야만 센서몸체(10)가 고정부(40)에서 빠질 수 있다.

상기 걸림턱(36)이 상기 걸이턱에 걸어지는 과정에서 상기 시일(28)은 상기 밀착플랜지(26)와 고정부(40)의 외면 사이에 압착된다. 상기 시일(28)이 상기 밀착플랜지(26)와 고정부(40)의 외면 사이에 압착됨에 의해 수밀작용이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명의 레벨센서는 도 5에 도시된 바와 같이 고정부(40)에 설치된 상태에서 상기 연결부(22)에 외부 커넥터가 결합되어 전원을 공급받고, 상기 2개의 전극(16)이 모두 유체(42)에 잠기게 되면 상기 전극(16) 사이에서 통전이 이루어지면서 감지가 된다.

그리고, 상기 유체(42)의 수위가 높아지더라도 상기 커버공간(33)의 내부로는 유체(42)가 들어가지 못한다. 이는 상기 검출부(30)가 중력방향으로 설치되어 있고, 내부에 공기가 들어 있어서 유체(42)의 수위가 더 높아지더라도 상기 커버공간(33)으로는 유체(42)가 들어가지 않게 된다.

자동차에서 본 발명의 레벨센서가 사용되는 경우에 주행중의 충격 등 여러가지의 원인으로 유체(42)가 출렁이는 등의 상황이 발생하더라도 상기 검출부커버(32)가 상기 차폐부(34)로 유체(42)가 쉽게 전달되지 않도록 한다. 따라서, 상기 차폐부(34)에 유체(42)가 전달되어 흘러내리면서 양측의 전극(16)이 통전되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

참고로, 도시된 실시례에서는 상기 고정부(40)의 관통구의 가장자리 내면에 상기 걸림턱(36)이 직접 걸어지는 것으로 되어 있으나, 걸이턱이 형성된 별도의 링형상 부재가 사용될 수도 있다.

그리고, 도시된 실시례에서는 상기 검출부커버(32)가 차폐부(34)가 유체(42)의 영향을 받지 않도록 하는 것과 동시에, 원통형으로 만들어지면서 외면에 걸림턱(36)들이 형성되어 고정부(42)에의 착탈이 용이하도록 하였으나, 반드시 이들이 동시에 적용되어야 하는 것은 아니다.

10: 센서몸체 12: 설치공간
14: 기판 16: 전극
18: 연결단자 20: 커버
22: 연결부 24: 체결돌기
26: 밀착플랜지 28: 시일
30: 검출부 32: 검출부커버
33: 커버공간 34: 차폐부
36: 걸림턱 37: 안내경사
38: 체결홈 40: 고정부
42: 유체

Claims (10)

1. 내부에 설치공간이 형성된 센서몸체와,
   상기 센서몸체의 일측단에 구비되어 외부 커넥터가 결합되는 연결부와,
   상기 센서몸체의 타측단에 구비되어 고정부의 관통구를 관통하여 상기 관통구에 걸어져 설치되며 전극이 유체와 접촉되도록 돌출되어 구비되고 외관을 상기 전극을 지지하는 차폐부가 유체에 노출되지 않도록 하는 검출부커버가 형성하는 검출부를 포함하고,
   상기 차폐부는 상기 검출부커버의 내부에 위치하고 상기 전극의 선단은 상기 검출부커버의 외부로 돌출되는 레벨센서.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 설치공간에는 기판이 설치되어 상기 연결부에 일단부가 위치되는 연결단자가 일측에 실장되고 타측에는 상기 전극의 일단부가 실장되는 레벨센서.
   
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 검출부에는 밀착플랜지가 있고, 상기 밀착플랜지에 밀착되게 상기 검출부커버의 외면을 둘러서는 시일이 설치되는 레벨센서.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 검출부커버는 원통형상으로 만들어지고 외면에는 상기 밀착플랜지와 소정의 간격을 두고 걸림턱이 형성되는 레벨센서.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 걸림턱의 일측 모서리에는 안내경사가 형성되고 상기 고정부와의 체결을 위한 안착홈이 상기 걸림턱에 형성되는 레벨센서.
   
7. 내부에 설치공간이 형성된 센서몸체와,
   상기 센서몸체의 일측단에 구비되어 외부 커넥터가 결합되는 연결부와,
   상기 센서몸체의 타측단에 구비되어 고정부의 관통구를 관통하여 상기 관통구에 걸어져 설치되며 전극이 유체와 접촉되도록 돌출되어 구비되고 상기 전극을 지지하도록 차폐부가 둘러싸며 외관을 원통형상의 검출부커버가 형성하는 검출부와,
   상기 검출부의 외면에 구비되는 것으로 상기 고정부의 관통구 가장자리에 시일을 밀착시키는 밀착플랜지를 포함하고,
   상기 고정부의 관통구에 상기 검출부가 삽입되어 소정 각도 회전됨에 의해 상기 검출부커버가 고정부에 장착되고,
   상기 차폐부는 상기 검출부커버의 내부에 위치하고 상기 전극의 선단은 상기 검출부커버의 외부로 돌출되는 레벨센서.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 검출부커버는 상기 전극을 지지하는 차폐부가 유체에 노출되지 않도록 하는 레벨센서.
   
9. 제 8 항에 있어서, 상기 검출부커버의 외면에는 상기 밀착플랜지와 소정의 간격을 두고 걸림턱이 형성되는 레벨센서.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 걸림턱의 일측 모서리에는 안내경사가 형성되고 상기 고정부와의 체결을 위한 안착홈이 상기 걸림턱에 형성되는 레벨센서.
    

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