KR100211596B1 - 차고센서용 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차고센서용 케이스에 관한 것으로서, 특히 케이스의 내부에 전자파를 차폐시키기 위한 전자파 차폐 재료가 도포된 차고센서용 케이스에 관한 것이다. 본 발명은, 폴리아닐린 분말과 도데실 벤젠 슬포닉산을 1:2의 몰비로 혼합한 후 메타-크레졸 용매로 용해시키고 이를 초음파 중탕한 후 필터링하여 제조한 전자파 차폐재료가 몸체의 내면에 도포된 점에 그 특징이 있다. 따라서 제조단가가 저렴하고, 기계적 응력 및 전자파 차폐효과가 우수한 이점이 있다.

Description

차고센서용 케이스

본 발명은 차고센서용 케이스에 관한 것으로서, 특히 몸체의 내면에 전자파 차폐재료가 도포된 차고센서용 케이스에 과한 것이다.

차고센서는 보디와 차축의 상대위치를 검출하여 차량의 바운싱, 노즈다이빙, 피칭 등의 상태를 검지하는 센서로서, 앞차축과 뒷차축의 크로스멤버의 양단에 각각 1쌍씩 고정설치되며 링크구조를 매개로 하여 로어암과 연결된다.

이와같은 차고센서는 제1도에 도시한 바와 같이, 케이스(10) 내부에 2개의 자석(12)을 링크구조에 의해 회동가능하도록 설치시키고, 2개의 자석(12) 사이에 홀소자(14)를 설치시키며, 이를 밀폐가능하도록 상단면에 커버(16)를 씌운 구조로서, 차고의 변화에 따라 링크구조에 의해 2개의 자석(12)이 회전됨에 따라 홀소자(14)에 흐르는 전류 방향과 자계방향이 변화되며 자속밀도가 틀려짐에 따라 홀소자(14)에서 발생되는 출력을 다양한 레벨로 검출하여 차량의 현가기능을 향상시키는데 이용되는 센서이다.

한편 전자파는 전계 또는 자계의 주기적인 변화에 따라서 발생되며 공간속을 광속도로 전파하는 파동으로서, 차고센서의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서 이러한 전자파를 차단하기 위한 방안으로서 종래에는 케이스 및 커버를 전자파 차폐가 우수하며 내환경성이 강한 알루미늄 재질로 구성하는 방안이 제안되어 있으나, 이는 가공비 및 재료비가 비싸고 조립시 밀봉상태가 불안하며, 중량이 무거우며 후가공이 필요한 여러가지 부정적인 요인들로 인해 실용화되지 못하고 있다.

또한, 이러한 전자파를 차단하기 위한 또 다른 방안으로서 투자율이 매우 큰 자성체를 사용하거나 또는 탄소와 납(pb)테이프를 포함하는 폴리아미드, 페라이트 혼합물, Cu 메시 패브릭(mesh fabric), 탄소 메시 패브릭, 도전성(conductive) 패브릭, 비정질(Amorphous) 리본, 카본 분말, Zn, Sus분말이 첨가된 고무, 또는 Cu, Ni(16)이 첨가된 중합체등을 차고센서의 케이스에 도포시키는 방법이 사용되고 있다.

여기에서, 상기된 바와 같은 전자파 차폐 재료들은 대부분 비도전성 물질에 전도성을 부여하기 위하여 자체적으로 전도성을 띄는 물질을 분말의 형태로 첨가하여 도전성을 가지도록 제조되는 특징이 있다.

즉, 비도전성인 폴리아미드(polyamid), 중합체(polymer), 고무(rubber), 또는 패브릭(fabrics)과 같은 물질은 도전성을 가진 금속 물질의 첨가에 의하여 전도체로 제조되며 이러한 금속물질은 Cu, Ni, C, Zn, Sus, 또는 pb등과 같은 물질로 이루어져 있다.

그러나, 상기된 바와 같이, 비전도성 물질에 도전성을 부여하기 위하여 첨가되는 도전성 분말 또는 금속이 소정량 이상으로 첨가되는 경우 최종적으로 제조된 전자파 차폐 재료의 기계적 응력이 약해지며, 첨가되는 도전성 물질이 비전도성 물질에 균일하게 분포되지 않는 경우에 케이스의 표면상에 도포된 전자파 차폐 재료는 심화된 도전성의 불균형을 야기시킨다.

본 발명은 상술한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기계적 응력 및 전자파 차페효과가 우수하고 제조단가가 저렴한 차고센서용 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 폴리아닐린 분말과 도데실 벤젠 슬포닉산을 1:2의 몰비로 혼합한 후 메타-크레졸 용매에 용해시키고 이를 초음파 중탕한 후 필터링하여 제조한 전자파 차폐재료가 몸체의 내면에 도포된 것을 특징으로 하는 차고센서용 케이스를 제공하는데 그 특징이 있다.

제1도는 차고센서를 도시한 단면도.

제2도는 전자파 차폐 효과를 설명하기 위한 시스템을 개략적으로 도시한 설명도.

제3도는 본 발명에 따른 차폐 재료의 전자파 차폐 효과를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발생 장치 2 : 수신 장치

3 : 전자파 차폐 재료

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 전자파 차폐 효과를 설명하기 위한 도면이고, 제3도는 본 발명에 따른 전자파 차폐 재료의 차폐 효과를 나타낸 그래프이다.

본 발명에 따른 차고센서용 케이스는, 폴리아닐린 분말과 도데실 벤젠 술포닉산을 1:2의 몰비로 혼합한 후 메타-크레졸 용매에 용해시키고 이를 초음파 중탕한 후 필터링하여 제조된 전자파 차폐재료가 몸체의 내면에 도포된다. 그리고 몸체는 전자파 차폐 재료의 접착력이 우수하도록 PBT+glass fiber(30)의 재질로 이루어진다.

그리고 상술한 폴리아닐린은 전도성 고분자의 일종으로서 자체가 유기질로서 도료 등에 쉽게 혼합되어질 수 있으며, 유연성 및 가공성 등이 우수하여 새로운 전도체, 박형 디스플레이장치 내지는 대전방지체 등의 용도로 사용되는 재료이다.

이러한, 전도성 고분자는 반도체 영역에서 도체 영역에 이르기까지 폭넓은 범위의 전기 전도도를 가지며, 탄소의 결합에 관여하는 4개의 전자들 중 3개만 시그마결합(-bond)으로서 분자결합에 기여하고, 나머지 1개의 전자가 불포화되어에너지 띠를 형성하는 sp₂분자궤도를 갖는 특징으로 갖고 있다.

또한, 폴리머 백본(polymer backbone)을 따라 넓게 펼쳐진-콘쥬게이션( conjugation; 공액)과 도핑후의 비편재화된 전자 등의 구조에 따라 환원형, 중간산화형, 산화형 등으로 구분되어지며, 그 형태 및 물성 등이 다양하게 얻어질 수 있는 것이다.

한편, 상기 전도성 고분자가 전도성을 띄는 현상은 크게 두가지 이론으로 해석될수 있으며, 폴리피롤(Polypyrrole) 및 폴리아세틸렌(Polyacetylene)으로 대표되는 고립파(soliton)이론과 폴리아닐린(Polyaniline) 및 폴리티오펜(Polythiophene)으로 대표되는 폴라론(polaron)이론이 그 예이다.

먼저, 고립파 이론에 있어서, 고립파란 폴리피롤 등의 사슬내의 구조적 결합을 지칭하는 것으로서, 구조적 결함 좌우의 폴리피롤 사슬이 대칭적으로 이루어진 축퇴된 바닥상태(degenerate ground state)를 가진다.

상기 전도성 고분자의 이러한 구조적 결함은 중성, 양성, 음성 고립(soliton)의 세종류로 존재하고 전하를 띄게 되면 스핀이 0(zero)이 되고, 전하가 0일때 1/2이 된다.

즉, 보통의 전자나 양성자에서 보는 전하를 띈 입자가 스핀을 갖는 현상과 상반된 개념이나 이러한 한정된 솔리톤들이 사슬내에 존재하므로써 전지전도도가 나타나는 것이다.

또한, 폴라론 이론에 있어서, 폴리아닐린의 경우에서는 구조적 결함 좌우의 분자들의 배열이 비대칭적으로 되어 그 에너티 상태가 동일하지 않은 비-축퇴된 바닥상태(non-degenerate ground state)를 갖게 되어 폴라론 및 두개의 폴라론이 짝을 이루고 있는 바이폴라론(bipolaron)들이 형성된다.

즉, 전도성 고분자 사슬내의 구조적 결함 상태가 축퇴되어 있던 고립판 준위로 부터 축퇴가 없어지므로써 에너지 준위의 분리(level splitting)이 일어나 폴라론 및 바이폴라론 준위들로 형성되므로써 전도성을 갖게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전자파 차폐재료중 폴리아닐린은 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 얻어진다.

즉, 20ml의 아닐린 0.22몰(mol)을 1M 염산 용액 300ml에 녹여 0℃의 온도에 유지시키고, 또한 11.5g의 암모늄 페록시디슬페이트(NH₄)S₂O₈0.05몰(mol)을 1M 염산 용액 200ml에 녹여 0℃의 온도에 유지시킨다.

그리고 0℃의 온도로 유지된 상태에서 산화제가 함유된 용액을 상기 아닐린이 함유된 용액에 자석 젓개로 저어주며 약 2분에 걸쳐 첨가후 1.5시간 동안 자석 젓개로 저어준다.

그리고 반응 침전물을 와트만 거름 종이를 이용하여 1M 염산 용액으로 필터링시키고, 세정시킴으로서 케이크 형상의 약 42양자화된 폴리아닐린을 얻으며 이러한 케이크를 1M 염산 용액에 넣어 15시간 동안 자석 막대로 저어준다.

그리고 이에 의해서 얻어진 반응 침전물을 와트만 거름 종이를 이용하여 1M 염산 용액으로 필터링시키고 세정시킴으로서 케이크 형상의 약 50양자화된 폴리아닐린을 얻으며 이러한 케이크를 0.1N NH₄OH 용액에 넣어 15시간 동안 자석 막대로 다시 저어준다.

그리고, 이에 의해서 얻어진 반응 침전물을 와트만 거름 종이를 이용하여 0.1N NH₄OH용액으로 필터링시키고 세정시킨 후 다이나믹 진공로에서 48시간 동안 건조시켜 폴리아닐린을 제조하게 된다.

이와같이 제조된 폴리아닐린은 분말 상태로 도데실 벤젠 슬포닉산과 1:2의 몰비로 혼합되고, 메타-크레졸 용매에 의해 용해된 후, 초음파 중탕에서 소정시간 중탕된 후 필터링을 거치면서 침전물을 제거함으로써 전자파 차폐 재료가 제조된다. 그리고 제조된 전자파 차폐 재료는 스프레이 코팅공정 또는 일반 코팅공정에 의하여 차고센서의 케이스 내면에 도포되어 진다.

일예로 폴리아닐린 분말 0.543g (0.0015mol)과 도데실 벤젠 슬포닉산 0.980g(0.003mol)을 혼합한 후, 혼합된 폴리아닐린 분말과 도데실 벤젠 슬포닉산을 메타-크레졸 용매로 폴리아닐린 분말이 약 3중량가 되도록 용해시키고, 용해된 용액을 초음파 중탕에서 약 35시간 중탕한 다음, 필터링하여 용액에 포함된 용해되지 않은 침전물을 제거하여 전자파 차폐 재료를 제조한 결과, 제3도에 그래프로 나타나 있는 바와같이 약 10MHz 내지 1GHz 정도의 주파수 범위내에서 약 40dB 정도로 전자파를 차폐시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.

그리고 이러한 전자파 차폐 재료의 잔자파 차폐 효과는 이론적으로 예측할 수 없으므로 측정에 의해서 다음과 같이 설명된다.

즉, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 전자파를 발생시키는 발생 장치(1)와 상기 발생 장치(2)로부터 발생된 전자파를 수신하는 수신 장치(2)의 사이에 전자파 차폐 재료(3)를 위치시킨 상태에서 상기 차폐 재료(3)에 의한 전자파 차폐 효과(S.E.)는 상기 차폐 재료(3)에 입사되는 입사 전력(P₁)에 대하여 상기 차폐 재료(3)를 통과하여 상기 수신 장치(2)에 수신되는 수신 전력(P₂)의 하기 식(①)로 표시된 비로 나타낸다.

S.E.(dB) = 10log(P₁/P₂) ------------(①)

이때, 복사되는 전자파원과 시편과의 거리가/2보다 큰 경우에 해당되는 원역장 영역에서 전자파 차폐 효과(S.E.)는 플랜지형 동축 전송선으로 이루어진 측정 시스템에 의해서 쌍방향성 결합기를 통해 입사 전력, 반사 전력 및 투과 전력을 측정함으로서 예측된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 차고센서용 케이스에 의하면, 기계적 응력 및 전자파 차폐효과가 우수하고, 제조단가가 저렴한 이점이 있다.

Claims (3)

1. 폴리아닐린 분말과 도데실 벤젠 슬포닉산을 1:2의 몰비로 혼합한 후 메타-크레졸 용매에 용해시키고 이를 초음파 중탕한 후 필터링하여 제조한 전자파 차폐 재료가 몸체의 내면에 도포된 것을 특징으로 하는 차고센서용 케이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자파 차폐 재료는 스프레이 코팅공정에 의하여 몸체의 내부에 도포되는 것을 특징으로 하는 차고센서용 케이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몸체는 PBT+glass fiber(30)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차고센서용 케이스.