KR102037690B1 - 차량용 안테나의 방수 구조 - Google Patents

차량용 안테나의 방수 구조 Download PDF

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문상혁
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Abstract

본 발명은 차량에 부착되는 차량용 안테나의 수밀구조에 관한 것으로, 안테나 회로가 배치되고, 케이스 결합부재가 삽입되는 케이스 체결홀과 케이스 체결홀 각각의 외곽으로 상부면에 가이드 보스가 형성되는 하부 케이스, 하부가 개방된 유선형의 돔 형태로 형성되고, 케이스 체결홀을 관통한 케이스 결합부재가 삽입되는 보스가 형성되는 상부 케이스 및 가이드 보스의 상부면과 케이스 체결홀을 제외하여 하부 케이스를 감싸도록 형성되는 고무패드를 포함하고, 고무패드는 가이드 보스의 상부면 외곽을 따라 돌출되는 보스 수밀 돌기가 형성될 수 있다.

Description

차량용 안테나의 방수 구조{Waterproof structure for vehicle antenna}
본 발명은 차량용 안테나의 방수 구조에 관한 것으로, 특히, 차량의 루프 상단 등의 외부에 장착되는 안테나의 방수 구조에 관한 것이다.
차량용 안테나는 주행 시 바람의 저항을 줄이기 위해 일반적으로 유선형 돔 형태로 구현되며, 샤크 형, 마이크로-폴 형 등 다양한 타입이 있다. 차량용 안테나의 기구 부품은 외관 디자인 및 안테나 내부의 회로를 보호하기 위한 상부 케이스(커버)와 안테나의 회로가 안착되는 하부 케이스(베이스) 및 차량 내부에 침투되는 수분 유입을 차단하는 고무패드로 구성된다.
상기한 안테나에서 내부에 배치된 안테나 회로로 유입될 수 있는 수분의 유입 경로는 크게 3가지를 생각할 수 있다. 첫번째로, 수분은 안테나의 상부 케이스와 하부 케이스가 결합되는 경계면으로 유입될 수 있다. 두번째로, 수분은 안테나와 차량이 결합되는 경계면을 통해 유입될 수 있다. 마지막으로, 수분은 상부 케이스와 하부 케이스를 결합하는 결합부재를 삽입하기 위해 형성된 체결홀을 따라 유입될 수 있다.
상부 케이스와 하부 케이스가 결합되는 경계면으로 유입되는 수분은 상부 케이스의 개방된 하부의 케이스 에지와 내부에 형성된 수밀 격벽 리브를 하부 케이스와 결합된 고무패드의 홈에 밀착시키거나, 실리콘 등의 접착제를 이용하여 수분이 안테나 내부로 유입되는 것을 방지한다.
그리고 안테나와 차량이 결합되는 경계면을 통해 유입되는 수분은 고무패드의 하부에 다수의 수밀 리브를 형성하여, 수밀 리브가 차량에 압착되도록 함으로써, 수분이 내부로 유입되는 것을 방지한다.
마지막으로 상부 케이스와 하부 케이스를 결합하는 결합부재를 삽입하기 위해 형성된 체결홀을 따라 유입되는 수분은 고무패드가 체결홀의 상부면까지 커버하도록 형성되어 수분의 유입을 차단한다.
그러나 고무패드가 체결홀의 상부면까지 형성되어 수분을 차단하도록 구성된 경우, 상부 케이스의 보스와 하부 케이스 및 결합부재의 헤드와 하부 케이스 사이에 얇은 두께의 고무패드가 삽입되어 과도하게 압축됨으로써, 탄성이 소실된다. 이로 인해 고무패드의 밀착성이 저하되어, 오히려 방수 성능이 저하되는 문제가 발생된다. 따라서 체결홀을 따라 유입되는 수분을 효과적으로 차단할 수 있는 방수 구조가 요구되고 있다.
한국 등록 특허 제10-1798523호 (2017.11.10 등록)
본 발명의 목적은 결합부재를 이용하여 상부 케이스와 하부 케이스의 결합 시에, 결합부재가 삽입되는 체결홀을 통해 유입되는 수분을 효과적으로 차단하여, 방수성을 개선할 수 있는 차량용 안테나의 방수 구조를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 안테나의 방수구조는 안테나 회로가 배치되고, 케이스 결합부재가 삽입되는 케이스 체결홀과 상기 케이스 체결홀 각각의 외곽으로 상부면에 가이드 보스가 형성되는 하부 케이스; 하부가 개방된 유선형의 돔 형태로 형성되고, 상기 케이스 체결홀을 관통한 상기 케이스 결합부재가 삽입되는 보스가 형성되는 상부 케이스; 및 상기 가이드 보스의 상부면과 상기 케이스 체결홀을 제외하여 상기 하부 케이스를 감싸도록 형성되는 고무패드; 를 포함하고, 상기 고무패드는 상기 가이드 보스의 상부면 외곽을 따라 돌출되는 보스 수밀 돌기가 형성된다.
상기 가이드 보스는 외측면이 다단 계단 구조로 형성되며, 상부면의 외경이 상기 보스의 하단면 외경 미만으로 형성된다.
상기 가이드 보스는 상기 상부 케이스와 상부 하부 케이스가 결합되면, 상기 보스 수밀 돌기가 압축되어 상부면이 상기 보스의 하부면에 밀착된다.
상기 하부 케이스는 상부면에 형성된 상기 가이드 보스에 대응하는 하부면에 가이드 홈이 형성되며, 상기 가이드 홈 내부에서 상기 케이스 체결홀에 인접하여 가이드 홈 돌기가 더 형성된다.
상기 가이드 홈 돌기는 하부면의 외경이 상기 케이스 결합부재 헤드의 외경 미만으로 형성된다.
상기 고무패드는 상기 하부 케이스에 형성된 상기 가이드 홈에 대응하여, 상기 가이드 홈의 내부에 결합부재 수밀홈이 더 형성되고, 상기 결합부재 수밀홈은 상기 가이드 홈 돌기의 하부면 외곽을 따라 돌출되도록 형성된다.
상기 가이드 홈 돌기는 상기 상부 케이스와 상부 하부 케이스가 결합되면, 상기 결합부재 수밀홈이 압축되어 하부면이 상기 케이스 결합부재 헤드에 밀착된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나의 방수구조는 하부 케이스를 감싸도록 형성되는 고무패드가 상부 케이스의 보스의 상단 및 결합부재의 헤드가 접촉되는 체결홀 영역에서 외곽 일부만을 커버하도록 형성하여, 상부 케이스의 보스와 하부 케이스의 체결홀을 통한 결합 시에 결합부재의 헤드 및 상부 케이스의 보스가 직접 하부 케이스에 접촉될 수 있도록 한다. 그러므로 상부 케이스와 하부 케이스가 결합된 상태에서 고무패드가 방수 성능을 유지할 수 있도록 압축되어 상부 케이스와 하부 케이스 사이의 체결홀을 통한 수분 유입을 차단함으로써, 방수성능을 효과적으로 향상 시킬 수 있다.
도1 은 본 발명의 실싱예에 따른 차량용 안테나의 분해 사시도를 나타낸다.
도2 는 도1 의 상부 케이스의 상세 구조를 나타낸다.
도3 은 도1 의 하부 케이스의 상세 구조를 나타낸다.
도4 는 도1 의 고무패드의 상세 구조를 나타낸다.
도5 내지 도8 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나의 조립 및 장착 과정을 나타낸다.
도9 는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방수 구조가 수분 유입을 차단하는 과정을 나타낸다.
도10 은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방수 구조를 기존의 안테나의 방수 구조 비교하여 나타낸 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1 은 본 발명의 실싱예에 따른 차량용 안테나의 분해 사시도를 나타내고, 도2 내지 도4 는 각각 도1 의 상부 케이스, 하부 케이스 및 고무패드의 상세 구조를 나타낸다.
본 실시예에서는 차량용 안테나의 일예로서 샤크형 안테나를 도시하였으며, 사크형 안테나는 도1 에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(UC), 안테나 회로(ATC), 하부 케이스(DC), 고무패드(PAD)를 포함한다.
도1 및 도2 를 참조하면, 상부 케이스(UC)는 하부 케이스(DC)와 결합되도록 하부가 개방되고, 차량의 수행 시에 공기 저항을 최소화하고, 내부에 안테나 회로(ATC)가 배치되어 외부 환경으로부터 안테나 회로(ATC)를 보호할 수 있도록 내부가 비어있는 유선형 돔 형태로 구현될 수 있다. 상부 케이스(UC)는 일예로 PC(PolyCarbonate), PC+ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) 등 플라스틱 고분자 화합물의 재질로 구성될 수 있다.
그리고 상부 케이스(UC)에는 하부 케이스(DC)와 스크류(screw)와 같은 케이스 결합부재(CSCR)를 이용하여 결합될 수 있도록, 내부에 케이스 결합부재(CSCR)가 나사산을 이루며 삽입되는 보스(boss)(BO)가 형성될 수 있다. 특히 본 실시예에서 보스(BO)는 하부 케이스(DC)에 형성된 가이드 보스(GBO)에 대응하는 위치에 형성되어, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합 시에 가이드 보스(GBO)에 접촉된다.
그리고 케이스 결합부재(CSCR)에 의해 하부 케이스(DC)와 결합되는 상부 케이스(UC)는 개방된 하부의 케이스 에지(CEG)가 고무패드(PAD)에 압력을 가하는 형태로 결합될 수 있다.
또한 상부 케이스(UC)는 내부의 빈 공간에 수밀격벽 리브(WBR)가 더 형성될 수 있다. 수밀격벽 리브(WBR)는 후술하는 하부 케이스(DC)의 기판 가이드(SGD)에 대응하는 형태로 형성될 수 있다. 일예로 수밀격벽 리브(WBR)는 하부 케이스(DC)의 기판가이드(SGD)의 외측 형상을 따라 형성되어, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되면, 기판 가이드(SGD)의 외곽을 감싸도록 형성됨으로써, 기판가이드(SGD) 상에 배치되는 안테나 회로(ATC)로 수분이 유입되는 것을 추가로 방지할 수 있다.
한편, 안테나 회로(ATC)는 무선 신호를 송수신하여 실질적인 안테나로 기능하는 부분으로, 기판(SUB)과 기판(SUB) 상에 배치되는 다수의 회로 소자 및 안테나 소자 등을 포함할 수 있다. 특히 안테나 회로(ATC)는 특정 통신 방식이 아닌 여러 통신 방식의 무선 신호를 송수신 할 수 있도록 다양한 회로 소자와 안테나 소자를 포함할 수 있다. 그리고 안테나 회로(ATC)는 하부 케이스(DC)의 지정된 위치에 결합 고정된다.
이하에서는 도1 및 도3 을 참조하여, 하부 케이스(DC)를 설명한다. 도3 에서 (a)는 하부 케이스(DC)의 상면도이며, (b)는 하면도이다.
하부 케이스(DC)는 안테나 회로(ATC)를 안테나(ANT)의 내부에 거치 및 고정한다. 하부 케이스(DC)는 안테나 회로(ATC)를 안정적으로 지지할 수 있도록 일예로 알루미늄이나 아연 등의 금속 재질로 구성될 수 있다.
하부 케이스(DC)에는 안테나 회로(ATC)의 거치 위치를 지정하는 기판 가이드(SGD)가 형성되고, 기판 가이드(SGD)에 안테나 회로(ATC)가 안정적으로 거치되고 고정될 수 있도록 기판 가이드 돌기(SGB) 및 기판 체결홀(SLH)이 형성될 수 있다. 여기서 기판 체결홀(SLH)은 안테나 회로(ATC)의 다양한 회로 소자가 배치된 기판(SUB)이 하부 케이스(DC)에 결합되도록, 스크류와 같은 기판 결합부재(SSCR)가 삽입되는 홀을 의미한다.
또한 하부 케이스(DC)에는 케이스 결합부재(CSCR)를 이용하여 상부 케이스(UC)와 결합될 수 있도록 케이스 체결홀(CLH)이 형성될 수 있다. 하부 케이스(DC)의 케이스 체결홀(CLH)은 상부 케이스(UC)에 형성된 보스(BO)의 위치에 대응하여 형성된다. 그리고 도1 에 도시된 바와 같이, 케이스 결합부재(CSCR)가 하부 케이스(DC)의 케이스 체결홀(CLH)을 통해 상부 케이스(UC)의 보스(BO)에 삽입됨으로써, 안테나(ANT)의 하부 케이스(DC)와 상부 케이스(UC)를 결합한다.
여기서 하부 케이스(DC)의 상부면에는 케이스 체결홀(CLH)을 감싸는 형태로 형태로 돌출되는 가이드 보스(GBO)가 형성된다. 가이드 보스(GBO)는 케이스 체결홀(CLH)을 관통하여 상부 케이스(UC)의 보스(BO)에 삽입되는 케이스 결합부재(CSCR)가 사선으로 비틀려 결합되는 것을 방지하는 가이드 역할을 할 뿐만 아니라, 상부 케이스(UC)의 보스(BO)를 지지하여, 케이스 결합부재(CSCR)에 의해 상부 케이스(UC) 및 하부 케이스(DC)가 파손되는 것을 방지한다.
특히 본 실시예에 따른 가이드 보스(GBO)는 도3 의 (a)에서 하단 및 우측에 확대 도시된 바와 같이, 외측면이 다단의 계단 구조로 형성될 수 있다. 이는 가이드 보스(GBO)를 감싸도록 형성되는 고무패드(PAD)가 탄성, 즉 복원력을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
이때, 외측면이 다단의 계단 구조로 형성되는 가이드 보스(GBO)의 하단 외경(d1)은 보스(BO)의 외경 이상이 되도록 형성될 수 있으나, 상단 외경(d2)은 보스(BO)의 외경 미만이 되도록 형성된다. 즉 상부면은 보스(BO)의 하부면 보다 좁게 형성된다.
이는 후술하는 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합 시에, 후술하는 고무패드(PAD)의 보스 수밀 돌기(BWB)가 가이드 보스(GBO)와 함께 보스(BO)의 하부면에 밀착될 수 있도록 하기 위함이다.
그리고 하부 케이스(DC)의 하부면에는 가이드 보스(GBO)에 대응하는 가이드 홈(GDG)이 형성된다. 가이드 홈(GDG)은 가이드 보스(GBO)와 함께 케이스 체결홀(CLH)을 관통하여 상부 케이스(UC)의 보스(BO)에 삽입되는 케이스 결합부재(CSCR)를 가이드 한다.
특히 본 실시예에 다른 가이드 홈(GDG)의 내부에는 케이스 체결홀(CLH)의 주위에 가이드 홈 돌기(GGB)가 형성된다. 가이드 홈 돌기(GGB)는 다단의 계단 구조로 형성되는 가이드 보스(GBO)와 유사하게, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합 시에 고무패드(PAD)와 함께 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 접촉되어 지지하는 역할을 수행하며, 동시에 고무패드(PAD)가 탄성을 유지할 수 있는 공간을 확보한다.
여기서, 가이드 홈 돌기(GGB)의 외경(d4)은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드 외경 미만이며, 가이드 홈(GDG)의 내경(d3)은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드 지름을 초과한다. 따라서 케이스 결합부재(CSCR)가 삽입되면, 후술하는 고무 패드(PAD)의 결합부재 수밀홈(SWG)이 가이드 홈 돌기(GGB)와 함께 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 밀착된다.
또한 하부 케이스(DC)에는 안테나(ANT)가 차량에 고정될 수 있도록 체결부재가 형성될 수 있다. 여기서 체결부재는 일예로 나사산이 형성된 기둥형태 체결구(LH)로 형성될 수 있다. 하부 케이스(DC)의 체결구(LH)는 차량에 미리 준비된 안테나 홀을 통해 차량 내부로 삽입되며, 삽입된 체결구(LH)는 차량 내부에서 대응하는 안테나 너트와 체결되어 안테나(ANT)를 차량에 고정할 수 있다.
즉 하부 케이스(DC)는 기판 결합부재(SSCR) 및 케이스 결합부재(CSCR)를 이용하여 안테나 회로(ATC) 및 상부 케이스(UC)와 결합될 수 있으며, 체결부재인 체결구(LH)를 이용하여 안테나(ANT)가 차량에 장착될 수 있도록 한다.
뿐만 아니라 하부 케이스(DC)는 안테나 회로(ATC)가 하부 케이스(DC)를 통과하여 차량으로 신호를 전송하거나 인가받고, 안테나 회로(ATC)로 전원 전압 및 접지 전압을 공급받을 수 있도록 유선 선로가 통과할 수 있도록 케이블 홀(CH)이 더 형성될 수 있다.
추가적으로 하부 케이스(DC)에는 하부 케이스(DC)의 외곽을 감싸도록 형성되는 고무패드(PAD)와의 결합력을 높이기 위한 다수의 관통홀(TH)이 형성될 수 있다.
고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)와 상부 케이스(UC)가 결합부재(CSCR)에 의해 결합될 때, 고무패드(PAD)의 탄성에 의해 하부 케이스(DC)와 상부 케이스(UC)가 파손되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 하부 케이스(DC)와 상부 케이스(UC)의 경계면을 따라 수분이 안테나 내부로 유입되는 것을 방지한다.
고무패드(PAD)는 안테나를 차량에 체결할 때, 안테나가 차량에 안정적으로 밀착되어 장착되도록 하고, 안테나와 차량 외부의 경계면을 따라 수분이 안테나 내부 또는 차량 내부로 유입되는 것을 방지한다. 그리고 차량의 외형과 안테나에 일치감을 주어 안테나의 장착으로 인한 차량 외관 디자인이 훼손되는 것을 최소화한다.
고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)의 외곽을 감싸도록 하부 케이스(DC)와 일체 형태로 형성될 수 있다. 이에 도4 에서는 하부 케이스(DC)와 결합된 상태의 고무패드(PAD)를 도시하였다.
도4 에서도 (a)는 고무패드(PAD)의 상면도를 나타내고, (b)는 하면도를 나타낸다.
고무패드(PAD)는 일예로 하부 케이스(DC)와 일체 형태로 형성되도록 인서트 사출(Insert Injection Molding) 방식으로 제조될 수 있다. 이때 인서트 사출되는 고무패드(PAD)는 사출된 고무가 하부 케이스(DC)의 관통홀(TH)을 통과하는 형태로 고정됨으로써, 고무패드(PAD)와 하부 케이스(DC)와의 결합력을 높이고, 결합된 이후 고무패드(PAD)가 하부 케이스(DC)에서 분리되지 않도록 형성될 수 있다.
여기서 고무패드(PAD)는 일예로, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer), TPE(Thermoplastic Elastomer) 등 50~70도 경도의 연질가류 고무로 구성될 수 있다.
또한 고무 패드의 하부면에는 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4)가 형성될 수 있다. 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4)는 안테나(ANT)와 차량이 결합되는 경계면을 통해 유입되는 수분을 방지하기 위해 형성된다. 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4)는 고무패드(PAD)의 하부면 외곽 형상에 대응하는 형상의 서로 다른 크기로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
그리고 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4)는 안테나(ANT)가 차량에 결합될 때, 고무패드(PAD)의 하부면의 수직 방향으로 인가되는 압력에 의해 용이하게 휘어질 수 있도록, 하단이 점차로 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.
또한 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4)가 수분이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해서는 고무패드(PAD)의 하부면에서 외부 방향으로 휘어져야 한다. 이에 수밀리브(WR1 ~ WR4)는 외부 방향으로 용이하게 휘어질 수 있도록 외측면 방향으로 소정의 각도를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4) 각각은 서로 다른 각도와 길이를 갖도록 형성될 수 있으며, 다수의 수밀리브(WR1 ~ WR4) 각각에서도 위치에 따라 각도와 길이가 상이하게 형성될 수도 있다.
이는 안테나(ANT)가 장착되는 차량의 외부면이 평면이 아닌 경우가 빈번하기 때문이다.
그리고 고무패드(PAD)는 외측 테두리 상부에서 상부 케이스(UC)의 케이스 에지(CEG)의 하단에 대응하는 위치에 케이스 결합 평면부(CLPA)가 형성된다. 케이스 결합 평면부(CLPA)는 상부 케이스(UC)의 케이스 에지(CEG)의 하단이 안정적으로 접촉되어 수분이 내부로 침투하지 못하도록 형성된다.
상기한 바와 같이 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)의 외곽을 감싸도록 형성되지만, 기판 가이드(SGD)의 상부는 커버하지 않도록 형성된다. 즉 기판 가이드(SGD)의 외측면까지 형성된다.
고무패드(PAD)의 상부면은 하부 케이스(DC)의 상부면에 평면으로 형성되며, 여기서의 평면을 본 실시예에서는 격벽 결합 평면부(BLPA)라 한다. 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되면, 상부 케이스(UC)에 형성된 수밀격벽 리브(WBR)는 격벽 결합 평면부(BLPA)에 압력을 가하게 된다. 이때, 격벽 결합 평면부(BLPA), 즉 고무패드(PAD)의 상부면은 하부 케이스(DC)의 가이드 보스(GBO)의 상부면과 동일한 높이로 형성될 수 있다.
수밀격벽 리브(WBR)가 고무패드(PAD)의 격벽 결합 평면부(BLPA)에 압력을 가함으로써, 케이스 에지(CEG)와 유사하게 안테나 회로(ATC)로 수분이 유입되는 것을 차단한다.
다만 고무패드(PAD)는 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)를 결합하기 위해 하부 케이스(DC)에 형성된 케이스 체결홀(CLH)과 안테나(ANT)를 차량에 결합하기 위한 체결구(LH) 및 케이블홀(CH)에 대응하는 영역에 차량 체결홀(DOH)이 형성될 수 있다. 즉 고무패드(PAD)는 체결구(LH)와 케이블 홀(CH)을 통해 안테나(ANT)가 차량에 장착되고, 차량 내부와 안테나 회로(ATC) 사이에 각종 케이블이 연결될 수 있도록 개방된 차량 체결홀(DOH)이 형성될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 고무패드(PAD)는 (a)의 우측 확대도에 도시된 바와 같이, 상부면에 가이드 보스(GBO)의 상부면 외곽에 보스 수밀 돌기(BWB)가 형성된다. 보스 수밀 돌기(BWB)가 가이드 보스(GBO)의 상부면 외곽에 형성되므로, 가이드 보스(GBO)의 상부면은 개방된다.
그리고 가이드 보스(GBO)의 상단 외경(d2)이 보스(BO)의 지름 미만이므로, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되면, 보스 수밀 돌기(BWB)는 상부 케이스(UC)의 보스(BO)의 하부면에 밀착되고, 결합부재(CSCR)의 체결력에 의한 압력에 의해 압축된다. 이때 보스 수밀 돌기(BWB)는 보스(BO)의 하부면이 가이드 보스(GBO)의 상부면과 접촉될 때까지 압축될 수 있다.
한편 가이드 보스(GBO)의 외측면이 다단의 계단 구조로 형성되므로, 보스 수밀 돌기(BWB)가 형성된 고무패드는 압축이 되더라도, 탄성을 유지할 수 있어, 보스(BO)에 밀착될 수 있다. 즉 수분이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
또한 발명의 실시예에 따른 고무패드(PAD)는 (b)의 우측 확대도에 도시된 바와 같이, 하부면에 가이드 홈(GDG)의 내부를 감싸도록 결합부재 수밀홈(SWG)이 형성된다. 이때 결합부재 수밀홈(SWG)은 가이드 홈 돌기(GGB)의 외곽으로 형성되며, 가이드 홈 돌기(GGB)의 외곽 영역에 가이드 홈 돌기(GGB)보다 돌출되도록 형성된다. 따라서 도4 의 (b)의 하면도에서는 가이드 홈(GDG) 내부에서 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면보다 결합부재 수밀홈(SWG)의 하부면이 더 높게 형성된 것으로 도시되었다.
가이드 홈 돌기(GGB)의 외경(d4)이 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드의 외경 미만이므로, 결합부재(CSCR)가 가이드 홈(GDG)에 삽입되어 체결되는 경우, 결합부재 수밀홈(SWG)이 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 밀착되고, 결합부재(CSCR)의 체결력에 의한 압력에 의해 압축된다. 그리고 결합부재 수밀홈(SWG)은 헤드가 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면과 접촉될 때까지 압축될 수 있다.
가이드 홈 돌기(GGB)에 의해, 결합부재 수밀홈(SWG)이 탄성을 유지할 수 있는 공간이 있으므로, 결합부재 수밀홈(SWG)은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드로 유입되는 수분을 차단할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 안테나는 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합부재(CSCR)에 의해 체결되는 경우에, 결합부재(CSCR)가 삽입되는 케이스 체결홀(CLH)을 통해 유입될 수 있는 수분을 보스 수밀 돌기(BWB)와 결합부재 수밀홈(SWG)이 효과적으로 차단할 수 있도록 한다.
도5 내지 도8 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 안테나의 조립 및 장착 과정을 나타낸다.
도5 내지 도7 은 차량용 안테나(ANT)의 조립 과정을 나타내고, 도8 은 조립된 차량용 안테나(ANT)의 차량 장착 과정을 나타낸다. 그리고 도5 는 하부 케이스(DC)와 고무패드(PAD)가 결합되는 과정을 나타내고, 도6 은 하부 케이스(DC)에 안테나 회로(ATC)가 결합되는 과정을 나타내며, 도7 은 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되는 과정을 나타낸다.
도5 에서는 하부 케이스(DC)가 고무패드(PAD)의 상부에 결합되는 것처럼 도시하였으나, 이는 하부 케이스(DC)와 고무패드(PAD)가 분리된 분해도를 나타내었기 때문으로, 상기한 바와 같이, 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)를 감싸는 형태로 인서트 사출되어 형성될 수 있다.
이때, 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)에 형성된 관통홀(TH)를 통과하여 사출되어 형성됨으로써, 하부 케이스(DC)와 분리되지 않는 구조의 일체로 형성될 수 있다.
여기서 고무패드(PAD)에는 하부 케이스(DC)의 체결구(LH)과 케이블 홀(CH)에 대응하는 영역이 개방되도록 차량 체결홀(DOH)이 형성된다.
또한 고무패드(PAD)는 상부 케이스(UC)의 케이스 에지(CEG)의 하단이 안정적으로 접촉되어 수분이 내부로 침투하지 못하도록 평면 형태의 케이스 결합 평면부(CLPA)가 형성된다.
특히 본 실시예에서 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC) 상부면에 형성된 다수의 가이드 보스(GBO)에 대응하여 다수의 보스 수밀 돌기(BWB)가 형성되고, 하부 케이스(DC) 하부면에 형성된 다수의 가이드 홈(GDG)에 대응하여 다수의 결합부재 수밀홈(SWG)이 형성된다.
한편 도6 을 참조하면, 안테나 회로(ATC)의 기판(SUB)가 하부 케이스(DC)의 기판 가이드(SGD)에 배치 고정된다. 이때, 기판 가이드(SGD)의 상부면에는 안테나 회로(ATC)의 기판(SUB)이 배치될 위치를 지정하기 위해 미리 형성된 기판 가이드 돌기(SGB)에 따라 가이드되어 배치될 수 있다.
그리고 안테나 회로(ATC)는 기판 결합부재(SSCR)가 기판(SUB) 상에 형성된 홀을 관통하여 기판 가이드(SGD)에 형성된 기판 체결홀(SLH)에 삽입 결합됨으로써, 하부 케이스(DC)에 결합 고정된다.
그리고 도7 에 도시된 바와 같이, 고무패드(PAD)와 일체로 결합되고, 안테나 회로(ATC)가 결합된 하부 케이스(DC)가 상부 케이스(UC)와 결합되어, 안테나(ANT)가 조립된다. 여기서 상부 케이스(UC)에는 케이스 결합부재(CSCR)가 삽입되는 다수의 보스(BO)가 형성된다.
여기서 다수의 케이스 결합부재(CSCR)는 하부 케이스(DC)에 형성된 케이스 체결홀(CLH)을 통해 다수의 보스(BO)에 삽입되어 결합됨으로써, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)를 결합하여 안테나(ANT)를 조립한다.
고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)에 형성된 가이드 보스(GBO)의 상단에 형성되지 않으므로, 하부 케이스(DC)와 결합된 상부 케이스(UC)의 다수의 보스(BO)의 하부면은 가이드 보스(GBO)의 상부면에 직접 접촉한다. 이때, 가이드 보스(GBO)의 외곽에 형성된 보스 수밀 돌기(BWB)는 보스(BO)에서 인가되는 압력에 의해 압축된다. 압축된 보스 수밀 돌기(BWB)는 탄성에 의해 보스(BO)에 밀착되어, 케이스 체결홀(CLH) 내부 또는 케이스 외부로부터 고무패드(PAD)의 상부면을 따라 유입되는 수분을 차단한다.
또한 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)에 형성된 가이드 홈 돌기(GGB)의 상단에 형성되지 않으므로, 가이드 홈 돌기(GGB)는 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 직접 접촉한다. 이때, 가이드 홈 돌기(GGB)의 외곽에 형성된 결합부재 수밀홈(SWG)은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에서 인가되는 압력에 의해 압축된다. 압축된 결합부재 수밀홈(SWG)은 안테나(ANT)와 차량이 결합되는 경계면을 따라 케이스 체결홀(CLH)로 유입되는 수분을 차단한다.
한편, 도8 에서는 일예로 안테나(ANT)가 차량 상부의 루프(RF)에 장착되는 것으로 가정하여 도시하였다.
도8 을 참조하면, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC) 및 고무패드(PAD)가 결합된 안테나(ANT)는 하부 케이스(DC)의 하부에 형성된 체결구(LH)가 차량 내부로 삽입된다. 이때, 안테나(ANT)가 배치되는 루프(RF)에는 체결구(LH)가 삽입될 수 있는 루프 홀(RFH)가 미리 형성된다. 그리고 루프 홀(RFH)은 체결구(LH)와 케이블 홀(CH)을 통해 연결되는 각종 케이블이 통과할 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
루프 홀(RFH)를 통해 체결구(LH)가 차량 내부로 삽입되면, 안테나 너트(NUT)가 차량 내부에서 체결구(LH)와 체결된다. 체결구(LH)에 형성된 나사산에 의해 안테나 너트(NUT)가 결합되면, 안테나(ANT)는 차량의 루프(RF)에 결합 고정되며, 이때, 다수개의 수밀 리브(WR1 ~ WR4)는 압축되어, 차량의 루프(RF)와 안테나(ANT) 사이로 유입되는 수분을 차단한다.
이때, 보스 수밀 돌기(BWB)와 결합부재 수밀홈(SWG)은 다수개의 수밀 리브(WR1 ~ WR4)에도 불구하고 유입될 수 있는 수분이 케이스 체결 홀(CLH)로 유입되는 것을 차단한다.
도9 는 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방수 구조가 수분 유입을 차단하는 과정을 나타낸다.
상기한 바와 같이, 수분은 안테나(ANT)의 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되는 경계면과, 안테나(ANT)와 차량이 결합되는 경계면, 그리고 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)를 결합하는 결합부재(CSCR)를 삽입하기 위해 형성된 케이스 체결홀(CLH)을 따라 유입될 수 있다.
그리고 안테나(ANT)의 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합된 경계면으로 유입되는 수분과 안테나(ANT)와 차량이 결합된 경계면을 따라 유입되는 수분 또한 도9 에 도시된 바와 같이, 케이스 체결홀(CLH)을 따라 유입될 수 있다. 즉 케이스 체결홀(CLH)에는 여러 경로를 통해 수분이 유입될 수 있으며, 이에 뛰어난 방수 성능이 요구된다.
도9 를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나(ANT)에서는 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합된 경계면을 따라 케이스 체결홀(CLH) 방향으로 수분이 유입되면, 가이드 보스(GBO)의 외곽에 형성된 보스 수밀 돌기(BWB)가 수분을 차단한다. 보스 수밀 돌기(BWB)는 가이드 보스(GBO)보다 높게 형성되고, 상부 케이스(UC)의 보스(BO)에 의해 압착된 상태이므로, 탄성에 의해 보스(BO)에 밀착됨으로써, 수분이 케이스 체결홀(CLH) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
그리고 보스 수밀 돌기(BWB)는 케이스 체결홀(CLH)의 내부에서 보스(BO)와 가이드 보스(GBO)의 경계면을 따라 안테나 회로(ATC)의 기판(SUB)로 유입되는 수분 또한 효율적으로 차단한다.
한편, 안테나(ANT)와 차량이 결합된 경계면을 따라 유입되는 수분은 가이드 홈(GDG) 내부에 형성된 결합부재 수밀홈(SWG)이 차단한다. 결합부재 수밀홈(SWG)은 가이드 홈(GDG) 내부에 케이스 체결홀(CLH)에 인접하여 형성된 가이드 홈 돌기(GGB)보다 돌출되도록 형성되므로, 케이스 결합부재(CSCR)에 의해 압착된다. 따라서 탄성에 의해 케이스 결합부재(CSCR)에 밀착됨으로써, 수분이 케이스 체결홀(CLH) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도10 은 본 발명의 실시예에 따른 안테나의 방수 구조를 기존의 안테나의 방수 구조 비교하여 나타낸 도면이다.
도10 에서 (a)는 기존의 안테나의 방수 구조에서 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되기 이전 및 이후를 나타낸 도면이고, (b)는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 방수 구조에서 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되기 이전 및 이후를 나타낸 도면이다.
도10 의 (a)를 살펴보면, 기존의 안테나 구조에서는 고무패드(PAD)가 하부 케이스(DC)의 상부면, 특히 가이드 보스(GBO)의 상부면까지 형성되어 있다. 또한 고무패드(PAD)는 하부 케이스(DC)의 하부면, 특히 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면까지 형성되어 있다.
이로 인해, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되어도, 보스(BO)의 하부면과 가이드 보스(GBO)의 상부면이 직접 접촉하지 않으며, 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드가 가이드 홈 돌기(GGB)에 직접 접촉하지 않는다.
그러므로, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합 공정 시에 케이스 결합부재(CSCR)의 삽입 정도를 균일하게 조절하기 어렵다.
만일 결합부재(CSCR)에 의해 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 과도하게 결합되는 경우, 가이드 보스(GBO)의 상부면과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면에 형성된 얇은 두께의 고무패드(PAD)는 과도한 압력에 의해 탄성체로서 기능하지 못하게 된다. 따라서 보스(BO)의 하부면과 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 밀착되지 않을 수 있다. 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면에 형성된 고무패드(PAD)는 회전하며 삽입되는 스크류와 같은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드 회전력에 의해 파손되거나 불균일한 형태로 일그러질 수 있어, 수분이 유입될 경로가 생성될 수 있다.
그에 반해, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합이 약한 경우, 가이드 보스(GBO)의 상부면과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면에 형성된 고무패드(PAD)가 충분하게 압축되지 않는다. 따라서 수분이 유입될 수 있다.
한편 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 구조에서는 고무패드(PAD)가 가이드 보스(GBO)의 상부면 외곽과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면 외곽에 형성되며, 가이드 보스(GBO)의 상부면과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면 보다 돌출되도록 보스 수밀 돌기(BWB)와 결합부재 수밀홈(SWG)이 형성된다.
고무패드(PAD)가 가이드 보스(GBO)의 상부면 외곽과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면 외곽에 형성되므로, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)가 결합되는 경우, 보스(BO)의 하부면과 가이드 보스(GBO)의 상부면이 직접 접촉하게 되며, 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면은 케이스 결합부재(CSCR)의 헤드에 직접 접촉한다.
따라서, 상부 케이스(UC)와 하부 케이스(DC)의 결합 공정 시에 케이스 결합부재(CSCR)의 삽입 정도가 항시 균일해진다. 그러므로 가이드 보스(GBO)의 상부면과 가이드 홈 돌기(GGB)의 하부면 보다 돌출되도록 형성된 보스 수밀 돌기(BWB)와 결합부재 수밀홈(SWG)은 균일한 압력으로 압축되고, 요구되는 탄성을 유지할 수 있다.
결과적으로 보스 수밀 돌기(BWB)는 보스(BO)의 하부면에 밀착될 수 있으며, 결합부재 수밀홈(SWG)은 체결부재(CSCR)의 헤드에 밀착될 수 있어, 케이스 체결 홈(CLH)를 통해 유입되는 수분을 확실하게 차단할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
ANT: 안테나 UC: 상부 케이스
DC: 하부 케이스 ATC: 안테나 회로
PAD: 고무패드 CSCR: 케이스 결합부재
BO: 보스 WBR: 수밀격벽 리브
CEG: 케이스 에지 CLH: 케이스 체결홀
LH: 체결구 CH: 케이블홀
TH: 관통홀 SGD: 기판 가이드
SGB: 기판 가이드 돌기 SLH: 기판 체결홀
GDG: 가이드 홈 GGB: 가이드 홈 돌기
GBO: 가이드 보스 BWB: 보스 수밀 돌기
SWG: 결합부재 수밀홈 SSCR: 기판 결합부재
WR1 ~ WR4: 수밀리브 CLPA: 케이스 결합 평면부
BLPA: 격벽 결합 평면부

Claims (7)

  1. 차량에 부착되는 차량용 안테나의 방수구조에 있어서,
    안테나 회로가 배치되고, 케이스 결합부재가 삽입되는 케이스 체결홀과 상기 케이스 체결홀 주위로 상부 방향으로 돌출되어 상기 케이스 체결홀에 삽입되는 상기 케이스 결합부재를 가이드하고 측면이 다단 구조를 갖는 적어도 하나의 가이드 보스가 형성되는 하부 케이스;
    하부가 개방된 유선형의 돔 형태로 형성되고, 상기 돔 형태의 내부에 상기 적어도 하나의 가이드 보스에 각각 대응하는 위치에서 하부 케이스 방향으로 돌출되어 상기 케이스 체결홀을 관통한 상기 케이스 결합부재가 삽입되는 적어도 하나의 보스가 형성되어 상기 케이스 결합부재에 의해 상기 하부 케이스와 결합되는 상부 케이스; 및
    상기 케이스 체결홀과 상기 가이드 보스의 상부면을 제외한 상기 하부 케이스를 감싸도록 형성되는 고무패드; 를 포함하고,
    상기 고무패드는
    상기 가이드 보스의 측면에서 상기 가이드 보스의 상부면 방향으로 상기 가이드 보스의 상부면보다 기지정된 높이만큼 돌출되는 보스 수밀 돌기가 형성되는 차량용 안테나의 방수구조.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가이드 보스 각각은
    상부면의 외경이 대응하는 보스의 하단면 외경 미만으로 형성되는 차량용 안테나의 방수구조.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 가이드 보스는
    상기 상부 케이스와 상부 하부 케이스가 결합되면, 상기 보스 수밀 돌기가 압축되어 상부면이 상기 보스의 하부면에 밀착되는 차량용 안테나의 방수구조.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 하부 케이스는
    상기 케이스 체결홀에 삽입되는 상기 케이스 결합부재를 가이드하기 위해 하부면에 상기 케이스 체결홀을 둘러싸는 홈 형태의 가이드 홈과 상기 가이드 홈 내부에서 상기 케이스 체결홀에 인접하여 돌출되는 가이드 홈 돌기가 더 형성되는 차량용 안테나의 방수구조.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 가이드 홈 돌기는
    하부면의 외경이 상기 케이스 결합부재 헤드의 외경 미만으로 형성되는 차량용 안테나의 방수구조.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 고무패드는
    상기 하부 케이스에 형성된 상기 가이드 홈 내부에서 상기 가이드 홈 돌기의 하부면 외곽을 따라 상기 가이드 홈 돌기의 하부면보다 기지정된 높이로 돌출되도록 형성되는 결합부재 수밀홈이 더 형성되는 차량용 안테나의 방수구조.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 가이드 홈 돌기는
    상기 상부 케이스와 상부 하부 케이스가 결합되면, 상기 결합부재 수밀홈이 압축되어 하부면이 상기 케이스 결합부재 헤드에 밀착되는 차량용 안테나의 방수구조.
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