WO2018038350A1 - 차량용 레이더의 전파를 투과하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 전면에 위치하는 엠블럼(emblem)과 라디에이터 그릴(radiator grille)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적으로 자동차 제조회사의 고유 엠블럼의 후면이나 전면 라디에이터 그릴의 후면에 장착되는 차량용 전방 레이더가 복사(radiation)성능의 감소 내지는 변화 없이 엠블럼과 라디에이터 그릴을 통과하여 전파(wave)를 공중으로 보내거나 받을 수 있고, 동시에 종래의 크롬 도금과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 나타내는 엠블럼과 라디에이터 그릴, 그리고 그 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차의 전면에 위치하는 엠블럼(emblem)과 라디에이터 그릴(radiator grille)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적으로 자동차 제조회사의 고유 엠블럼의 후면이나 전면 라디에이터 그릴의 후면에 장착되는 차량용 전방 레이더가 복사(radiation)성능의 감소 내지는 변화 없이 엠블럼과 라디에이터 그릴을 통과하여 전파(wave)를 공중으로 보내거나 받을 수 있고, 동시에 종래의 크롬 도금과 동일한 금속 질감의 은색 유광(有光)을 나타내는 엠블럼과 라디에이터 그릴, 그리고 그 제조방법에 관한 것이다.
자동차에 장착되는 차량용 레이더는 전방 레이더와 후측방 레이더로 나눌 수 있으며, 전방 레이더는 운전자의 운전은 도와(driving assistance)주는 역할을 위한 센서로 사용되고 후측방 레이더는 운전자의 안전(driving safety)을 확보하기 위한 센서로 사용된다.
특히, 차량용 전방 레이더는 동일한 차선과 좌우 옆 차선의 전방에 있는 다수의 다른 자동차와의 거리를 측정하기 위한 센서로서, 전방의 다른 자동차와의 거리에 따라서 자동차가 스스로 가속하거나 감속하고, 충돌이나 추돌 경고를 표시하는 등의 동작을 구현하여 운전자의 운전을 도와주는 역할을 수행하도록 정보를 수집하는 센서로 사용된다.
현재, 대부분의 차량용 전방 레이더는 77GHz의 주파수를 갖는 전파를 전방에 송신하고 다수의 다른 자동차로부터 반사되어 되돌아오는 전파를 수신하여 전방의 다른 자동차들과의 거리를 계산한다.
따라서, 차량용 전방 레이더로부터 송신된 전파가 전방의 다른 자동차가 아닌 불필요한 대상, 예를 들어 레이더가 부착된 자동차의 차체(body) 내지는 지면(ground)에 의해 반사되어 되돌아 오는 현상을 최소화 하기 위해서, 차량용 전방 레이더는 자동차의 가장 앞쪽에 지면으로부터 일정 높이 이상으로 장착되는 것이 가장 이상적이다.
그러므로, 자동차에서 전방 레이더의 가장 이상적인 장착 위치는 좌우 전조등 사이의 정중앙이 되며, 자동차의 제조회사와 디자인에 따라 다르겠지만 상기 위치는 보통 전면 라디에이터 그릴이 존재하거나 경우에 따라서는 이 그릴에 부착된 자동차 엠블럼이 존재하게 된다.
자동차의 엠블럼은 자동차 제조회사를 표시하는 상징(symbol)으로서 각 제조회사마다 고유의 모양이나 문자, 내지는 로고를 사용하여 형상화되어 있으며, 전면 라디에이터 그릴도 자동차 제조회사와 그 회사의 모델(line-up)에 따라서 각각 서로 다른 형상을 갖게 된다.
이와 같이, 자동차의 엠블럼과 라디에이터 그릴의 형상은 제조회사와 모델별로 각각 다르지만, 대부분의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은 자동차 차체와 동질성을 갖기 위해서 기본적으로 은색 계열의 색상과 금속성의 질감, 감촉, 광택을 가지고 있으며, 이를 위해서 플라스틱 또는 고무와 같은 비금속 성분을 모재(basic material)로 하여 그 고유의 형상을 성형하고, 그 형상 표면을 크롬으로 도금하여 구성한다.
그러므로, 종래의 자동차 엠블럼이나 전면 라디에이터 그릴의 후면에 차량용 전방 레이더를 장착하면 엠블럼이나 라디에이터 그릴을 통해서 차량용 레이더의 전파가 송수신되고, 종래의 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 금속성 크롬 도금층에 의해서 레이더의 전파 전파(wave propagation) 성능이 영향을 받게 되어, 차량용 레이더의 전체 성능도 심각하게 저하된다.
따라서, 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴에 적용된 크롬 도금과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 가지면서, 그 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 후면에 장착된 차량용 전방 레이더의 복사성능에 영향을 미치지 않도록 비금속 성분의 모재와 도료로 구성되는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴 및 그의 제조방법에 대한 개발이 필요하다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 자동차 엠블럼이나 전면 라디에이터 그릴의 후면에 장착되는 차량용 전방 레이더의 성능에 영향을 미치지 않도록 비금속 성분으로만 구성되면서, 동시에 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 갖는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴을 제공하는 데 있다.
또한, 상기 금속 질감의 은색 유광을 갖는 도료의 구성 성분 및 그 비율과 상기 도료를 비금속 성분의 모재로 성형된 엠블럼과 라디에이터 그릴의 형상에 도장하는 방법 등의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은 비금속 성분의 모재에 양각으로 성형한 자동차 제조회사의 고유 엠블럼 내지는 라디에이터 그릴의 형상과 그 양각으로 튀어나온 부분의 표면에 진공 증착(vacuum evaporation) 공정을 통해서 비금속 성분의 도료를 얇은 막으로 응착하여 종래의 크롬 도금과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 갖는 코팅층을 포함한다.
상기 모재로 사용되는 비금속 성분은 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스티렌(polystyrene, PS), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), POM(polyoxymethylene), PBD(polybutadiene), PET(polyethylene terephthalate), EVA(ethylene vinyl acetate), PMMA(polymethyl methacrylate), PBDT(polybutadiene terephthalate), EPR(ethylene propylene rubber), EPDM(ethylene propylene diene monomer), 유리섬유(glass fiber) 등의 플라스틱 또는 고무 계열 내지는 상기 플라스틱 또는 고무 계열의 합성물을 포함하며, 비금속 성분의 도료는 석영(quartz, CAS no. 14808-60-7)이 0.1~8 중량%, 이산화규소(silicon dioxide, CAS no. 7631-86-9)이 0.1~7 중량%, 석회석(limestone, CAS no. 1317-65-3)이 5~20 중량%, 에폭시 수지(epoxy resin, CAS no. 25036-25-3)이 15~35 중량%, 아디프산 중화물(hexanedioic acid polymer, CAS no. 25214-14-6)이 17~45 중량%, 황산바륨(barium sulfate, CAS no. 7727-43-7)이 5~25 중량%으로 함유하여 합성된다.
본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴에 의해서 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴이 금속성 느낌을 갖기 위해 일반적으로 적용하는 크롬 도금을 사용하지 않기 때문에, 자동차 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 크롬 도금층에 의한 차량용 전방 레이더의 복사성능 저하가 발생하지 않는다.
둘째, 자동차 전면 정중앙에 위치한 엠블럼이나 전면 라디에이터 그릴 후면에 차량용 전방 레이더를 장착할 수 있기 때문에, 차량용 전방 레이더의 최적의 장착 위치와 그에 따른 최고의 성능을 확보할 수 있다.
셋째, 자동차 엠블럼 후면이나 전면 라디에이터 그릴에 차량용 전방 레이더를 엄폐하여 장착함으로써, 종래의 차량용 레이더가 노출된 자동차에 비해서 심미적으로 뛰어난 자동차 디자인을 확보할 수 있다.
도 1은 자동차에 장착되는 차량용 전방 및 후측방 레이더와 그 역할을 개념적으로 나타낸 도면
도 2는 자동차에서 전방 레이더의 이상적인 장착 위치를 나타낸 도면
도 3은 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴을 나타낸 도면
도 4는 차량용 전방 레이더가 장착되는 종래의 위치들을 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴을 제조하는 방법의 일 실시예를 나타낸 도면
도 6은 자동차 엠블럼의 다양한 시작품의 일 실시예를 나타낸 사진
도 7은 본 발명에 따른 자동차 엠블럼에 대한 77GHz 안테나의 복사성능 시험을 나타낸 사진
도 8은 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 복사성능 시험에서 사용한 77GHz 안테나와 측정치구를 나타낸 사진
도 9는 본 발명에 따른 자동차 엠블럼에 대한 77GHz 안테나의 복사성능 시험 결과를 나타낸 도면
도 10은 차량용 전방 레이더의 장착 위치에 라디에이터 그릴만 존재하는 종래의 다른 자동차를 나타낸 도면
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴 및 그의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 현재 자동차에 장착되는 차량용 전방 및 후측방 레이더와 그 역할을 개념적으로 도시한 그림이다.
상기 도 1에 도시한 바와 같이, 자동차(101)에 장착되는 차량용 레이더는 전방 레이더(102)와 후측방 레이더(103)로 나눌 수 있으며, 전방 레이더(102)는 운전자의 운전은 도와주는 역할을 위한 센서로 사용되고 후측방 레이더(103)는 운전자의 안전을 확보하기 위한 센서로 사용된다.
차량용 전방 레이더(102)는 동일한 차선(104)과 좌우 옆 차선(105a,105b)의 전방에 있는 다수의 다른 자동차(106a,106b)와의 거리를 측정하기 위한 센서로서, 전방의 다른 자동차(106a,106b)와의 거리에 따라서 자동차(101)가 스스로 가속하거나 감속하고, 충돌이나 추돌 경고를 표시하는 등의 동작을 구현하여 운전자의 운전을 도와주는 역할을 수행하도록 정보를 수집하는 센서로 사용된다.
그리고, 차량용 후측방 레이더(103)는 동일한 차선(107)과 좌우 옆 차선(108a,108b)의 후방, 그리고 바로 옆 차선의 사각지대(109a,109b)에 있는 다수의 다른 자동차(110a,110b,110c)의 존재 여부를 파악하여, 다른 자동차(110c,110b)가 옆 차선에 있음에도 불구하고 운전자가 위험하게 차선을 변경하는 경우에 경고를 발생시켜서 추돌사고를 방지하거나, 동일한 차선(107)의 후방에 있는 다른 자동차(110a)가 추돌하려고 할 때, 자동차(101)가 스스로 안전벨트를 당기거나 운전석의 목 받침대를 세워줘서 운전자의 안전을 확보하는 역할을 수행하도록 정보를 수집하는 센서로 사용된다.
도 2는 자동차에서 전방 레이더의 이상적인 장착 위치를 도시한 그림이다.
현재, 대부분의 차량용 전방 레이더는 77GHz의 주파수를 갖는 전파를 전방에 송신하고 다수의 다른 자동차로부터 반사되어 되돌아오는 전파를 수신하여 전방의 다른 자동차들과의 거리를 계산한다.
따라서, 차량용 전방 레이더로부터 송신된 전파(201)가 전방의 다른 자동차가 아닌 불필요한 대상, 예를 들어 레이더가 부착된 자동차의 차체(202) 내지는 지면(203)에 의해 반사되어 되돌아 오는 현상을 최소화 하기 위해서, 차량용 전방 레이더는 자동차의 가장 앞쪽에 지면으로부터 일정 높이 이상으로 장착되는 것이 가장 이상적이다.
그러므로, 자동차에서 차량용 전방 레이더의 가장 이상적인 장착 위치는 좌우 전조등(204a,204b) 사이의 정중이 되며, 자동차의 제조회사와 디자인에 따라 다르겠지만 상기 위치는 보통 전면 라디에이터 그릴(205)이 존재하거나 경우에 따라서는 그릴(205)에 부착된 자동차 엠블럼(206)이 존재하게 된다.
도 3은 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴을 도시한 그림이다.
자동차 엠블럼(301)은 자동차 제조회사를 표시하는 상징으로서, 각 제조회사마다 고유의 모양이나 문자, 내지는 로고를 사용하여 형상화되어 있으며, 라디에이터 그릴(302)도 자동차 제조회사와 그 회사의 모델에 따라서 각각 서로 다른 형상을 갖게 된다.
이와 같이, 자동차의 엠블럼과 라디에이터 그릴의 형상은 제조회사와 모델별로 각각 다르지만, 대부분의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은 자동차 차체와 동질성을 갖기 위해서 기본적으로 은색 계열의 색상과 금속성의 질감, 감촉, 광택을 가지고 있으며, 이를 위해서 플라스틱 또는 고무와 같은 비금속 성분을 모재로 하여 그 고유의 형상을 성형하고, 그 형상 표면을 크롬으로 도금하여 구성한다.
그러므로, 상기 도 2에 기술한 바와 같이, 종래의 자동차 엠블럼(301)이나 전면 라디에이터 그릴(302)의 후면에 차량용 전방 레이더를 장착하면, 엠블럼이나 라디에이터 그릴을 통해서 차량용 레이더의 전파가 송수신되고, 종래의 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 금속성 크롬 도금층에 의해서 레이더의 전파 전파성능이 영향을 받게 되어, 차량용 레이더 전체 성능도 심각하게 저하된다.
이에 따라, 차량용 전방 레이더의 최적 장착 위치는 좌우 전조등 사이의 정중앙임에도 불구하고, 종래에는 상기 도 3에 기술한 문제점을 해결할 수 없기 때문에 차량용 레이더의 성능 저하를 감수하거나 혹은 최적의 장착 위치가 아닌 다른 위치에 설치하고 있다.
도 4는 차량용 전방 레이더가 장착되는 종래의 위치들을 도시한 그림이다.
상기 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 자동차 엠블럼의 고유 형상에 의해서 크롬 도금 면적이 비교적 작은 경우에는 레이더의 성능 저하를 감수하면서도 자동차 엠블럼 뒤(401)에 장착된다.
이와 같이, 자동차 엠블럼 뒤에 그냥 장착되는 경우, 저하되는 레이더의 성능은 송신 출력, 안테나 이득, 내지는 시스템 손실 등과 같은 다른 요소에 의해서 보상할 수 있으나, 차량용 레이더의 전체 가격을 증가시키는 단점이 있는 반면에, 차량용 레이더를 자동차 엠블럼 후면에 장착함으로써 레이더를 엄폐할 수 있으므로 자동차 내지는 전면 그릴의 고유 디자인에 영향을 미치지 않기 때문에 심미적으로 뛰어나다는 장점을 갖는다.
하지만, 상기 도 4(a)와 같은 장착 위치는 크롬 도금 면적이 비교적 작은 자동차 엠블럼 형상에만 가능한 경우로서, 대부분의 종래 자동차들은 자동차 엠블럼 뒤에 차량용 전방 레이더를 장착하는 것이 불가능하다.
상기 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 정중앙의 자동차 엠블럼을 피해서 엠블럼 부근의 전면 라디에이터 그릴 뒤(402)에 차량용 전방 레이더가 장착되고, 이 경우에 일반적으로 크롬 도금된 라디에이터 그릴도 레이더 전파에 영향을 미치므로, 장착되는 위치에 있는 라디에이터 그릴의 크롬 도금층은 제거된다.
이와 같이, 자동차 엠블럼 부근의 전면 라디에이터 그릴 뒤에 장착되는 경우, 자동차 엠블럼이나 크롬 도금층이 제거된 주변의 라디에이터 그릴이 레이더의 성능에 영향을 미치지 않는 장점이 있지만, 레이더의 존재가 외부에 드러나고 전면 그릴의 고유 디자인을 망치기 때문에 심미적으로 뛰어나지 못한 단점을 갖는다.
또한, 차량용 전방 레이더가 자동차의 정중앙에 장착되지 않기 때문에 좌우에서 반사되어 되돌아오는 전파나 주변 환경이 대칭적이지 않으므로, 차량용 레이더의 전체 성능을 저하시키는 요인으로 작용하고 레이더의 시스템에 좌우 환경이나 데이터를 보정(calibration)하는 알고리즘이 추가적으로 필요하게 되는 단점을 갖는다.
상기 도 4(c)에 도시한 바와 같이, 지면에서 가까운 전면 범퍼(front bumper)의 하부(403)에 차량용 전방 레이더가 장착되며, 이 부분은 일반적으로 크롬 도금이 아닌 플라스틱 또는 고무 계열의 비금속 성분으로 만들어져 있다.
이와 같이, 전면 범퍼 하부에 장착되는 경우, 범퍼 밑 하부에 장착되기 때문에 레이더의 존재가 쉽게 노출되지 않고 자동차 고유 디자인에도 크게 영향을 미치지 않는 장점이 있는 반면에, 지면에 가까운 위치에 장착되기 때문에 레이더로부터 송신된 전파가 불필요한 대상인 지면에 반사되어 되돌아 오는 경우가 발생하므로 차량용 레이더의 전체 성능을 저하시키는 단점을 갖는다.
상기 불필요한 반사파는 레이더의 불요반사파(clutter)라고 부르며, 레이더 전체 성능을 저하시키는 주요 원인으로 작용하므로, 상기 불요반사파를 없애거나 대응하는 추가적인 알고리즘의 적용하기 위한 하드웨어의 추가와 계산 시간의 증가 등의 단점을 수반한다.
상기 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 일반적으로 플라스틱 또는 고무 계열의 비금속 성분으로 만들어지는 전면 범퍼 내부(404)에 차량용 전방 레이더가 장착된다.
이와 같이, 전면 범퍼 내부에 장착되는 경우, 지면과 같은 불필요한 대상에 의한 반사나 크롬 코팅층에 의한 차량용 전방 레이더의 성능 저하는 발생하지 않고 레이더의 존재 여부도 숨길 수 있는 장점이 있으나, 비금속성의 범퍼라 할지라도 전파투과 손실이 발생하고 여름철에 범퍼 내부의 과도한 온도상승은 레이더의 오작동 또는 고장의 원인이 되며 차량용 레이더를 수리 내지는 교체하는 경우 전면 범퍼를 모두 제거해야 하는 단점을 가지고 있다.
그러므로, 종래의 크롬 도금된 엠블럼과 라디에이터 그릴이 구비된 자동차에서 레이더의 성능과 심미적 효과가 모두 고려된 차량용 전방 레이더의 최적 위치를 설정하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 종래의 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴에 적용된 크롬 도금과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 가지면서, 그 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 후면에 장착된 차량용 전방 레이더의 복사성능에 영향을 미치지 않도록 비금속 성분으로만 구성되는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴 및 그의 제조방법에 대한 개발이 필요하다.
도 5는 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴을 제조하는 방법의 일 실시예를 도시한 그림이다.
상기 도 5는 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴의 제조방법은 정해진 형상으로 자동차 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 형상(501)을 만드는 성형 공정(502), 제작된 형상(501)에 도료(503)를 입히는 도장 공정(504), 그리고 도료(503)를 만드는 도료제조 공정(505)의 3가지 공정으로 크게 분류할 수 있으며, 각 공정은 다시 순차적인 다수의 세부 작업으로 나뉜다.
본 발명에서는 형상(501)을 만드는 성형 공정(502)으로 사출 성형(injection molding)을 일 실시예로 적용하였으나, 사출 성형 이외에도 플라스틱 또는 고무 제품을 만드는 대표적인 방법인 압축 성형(compression molding), 압출(extruding), 주형(casting), 밀링(milling) 등 모든 성형 공정이 가능하다.
자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴의 형상(501)의 모재(501)는 기본적으로 플라스틱 또는 고무 소재(506)이며, 일반적으로 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스티렌(polystyrene, PS), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), POM(polyoxymethylene), PBD(polybutadiene), PET(polyethylene terephthalate), EVA(ethylene vinyl acetate), PMMA(polymethyl methacrylate), PBDT(polybutadiene terephthalate), EPR(ethylene propylene rubber), EPDM(ethylene propylene diene monomer), 유리섬유(glass fiber) 등의 단일 재료 내지는 상기 단일 재료의 합성물이 사용하고, 상기 플라스틱 또는 고무 소재(506)에 적절한 착색제(507)를 혼합하여 특정한 색상, 즉 일반적으로 유색(有色)의 도장을 위해서는 연한색을 갖게 하며, 사출 성형 공정(502)의 다수의 세부 작업은 도 5에 도시한 바와 같은 순서로 진행되어, 최종적으로 자동차 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 형상(501)을 만든다.
그 다음으로 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴의 형상(501)을 도장하는 공정(504)에서는 일반적으로 크롬 도금과 같이 금속성의 도료를 입히는 경우에는 전기도금(electroplating)을 사용하고 비금속성의 도료를 입히는 경우에는 분체 도장(powder coating)이나 분무 도장(spray painting)이 주로 사용되지만, 본 발명에서는 도료(503)를 입히는 도장 공정(504)으로 진공 증착 방법을 적용하였다.
상기 적용된 진공 증착 방법은 본 발명의 핵심사항으로서, 일반적인 분체 도장이나 분무 도장은 금속 질감은 은색은 가능하지만 무광(無光) 또는 반광(半光)의 효과만 구현할 수 있으며, 오직 진공 증착을 통해서만 비로서 완전한 유광의 효과를 구현할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은 비금속성의 도료(503)를 사용하여 금속 질감의 은색 유광을 갖게 하는 것이 목표이므로, 진공 증착 방법으로 도료(503)를 도장하였다.
그러나, 진공 증착 방법으로 플라스틱 또는 고무 계열의 형상(501)을 도장한다는 것과 다수의 구성성분이 특별한 배합으로 혼합된 특수도료(503)를 사용한다는 2가지 핵심사항을 제외하고는 본 발명의 진공 증착 방법은 일반적으로 사용하는 진공 증착 방법과 동일하기 때문에, 순차적인 다수의 세부작업은 일반적인 진공 증착 방법을 따른다.
마지막으로, 금속 질감의 은색을 가지면서도 진공 증착을 통해 유광의 효과가 나타나는 도장의 재료, 즉 도료(503)도 본 발명에 따른 제조방법의 또 다른 핵심사항으로서, 본 발명에 따른 제조방법에서 사용한 도료(503)는 차량용 레이더의 전파를 용이하게 통과시키기 위해서 모두 비금속 성분으로만 구성되어 있으며, 각 구성 성분과 그 함유량은 다음의 표 1과 같다.
| 성분명 | CAS no. | 중량% 범위 |
| 석영(quartz) | 14808-60-7 | 0.1 ~ 8 % |
| 이산화규소(silicon dioxide) | 7631-86-9 | 0.1 ~ 7 % |
| 석회석(limestone) | 1317-65-3 | 5 ~ 20 % |
| 에폭시 수지(epoxy resin) | 25036-25-3 | 15 ~ 35 % |
| 아디프산 중화물(hexanedioic acid polymer) | 25214-14-6 | 17 ~ 45 % |
| 황산바륨(barium sulfate) | 7727-43-7 | 5 ~ 25 % |
다수의 비금속 성분이 상기 표 1의 중량%로 함유된 특수도료(503)를 플라스틱 또는 고무 계열의 형상(501)에 진공 증착 방법(504)으로 도장하면, 본 발명에 따른 금속 질감의 은색 유광을 갖는 자동차 엠블럼이나 라디에이터 그릴(508)이 완성된다.
도 6은 자동차 엠블럼의 다양한 시작품의 일 실시예를 도시한 사진이다.
상기 도 6에 도시한 바와 같이, 도금이나 도색 없이 플라스틱 또는 고무 계열의 모재로만 구성되어 있는 엠블럼(601), 종래의 자동차 엠블럼에 적용되어 있는 크롬 도금 엠블럼(602), 특수도료를 진공 증착 공정으로 도색한 본 발명에 따른 엠블럼(603)의 일 실시예, 다른 특수도료로 진공 증착 공정으로 도색한 본 발명에 따른 엠블럼(604)의 다른 실시예의 4가지 시작품을 제작하였다.
상기 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼(603)의 일 실시예가 종래의 크롬 도금된 엠블럼(602)과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 갖는 것을 확인할 수 있으며, 또 다른 실시예로서 본 발명에서 사용한 특수도료의 각 구성성분과 그 함유량을 조정하거나 특정한 색상을 나타내는 구성성분을 추가한다면, 은색이 아닌 원하는 색상의 금속 질감의 유광을 갖는 엠블럼도 제작이 가능하고, 도 6에서는 금속 질감의 파란색 유광을 갖는 엠블럼(604)을 다른 실시예로서 추가로 제작하였다.
또한, 성형 공정에서 형상만 바꾼다면 상기 기술한 바와 동일한 방법으로 자동차 라디에이터 그릴도 제작할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차 엠블럼에 대한 77GHz 안테나의 복사성능 시험을 도시한 그림이다.
상기 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은 종래의 크롬 도금된 엠블럼과 라디에이터 그릴과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 가지면서도, 상기 엠블럼과 라디에이터 그릴 후면에 장착되는 차량용 전방 레이더가 복사성능의 감소 내지는 변화 없이 전파를 공중으로 보내거나 받을 수 있어야 한다.
따라서, 실제 제작된 본 발명에 따른 자동차 엠블럼에 의한 차량용 전방 레이더의 복사성능의 변화를 측정하기 위해서, 현재 종래의 차량용 전방 레이더에서 널리 사용하는 77GHz 안테나(701)를 적용하여 상기 안테나의 복사성능을 측정하였다.
상기 77GHz 안테나(701)의 복사성능 시험은 한국전파진흥협회(RAPA) 소속의 전자파기술원(EMTI)이 보유한 밀리미터 챔버(millimeter-wave anechoic chamber)(~110GHz)(702)에서 진행되었으며, (1) 측정치구에 자동차 엠블럼 없이 상기 77GHz 안테나(701)만 있는 경우, (2) 측정치구에 도금, 도장이 되어 있지 않은 플라스틱 또는 고무 계열의 모재로 구성된 자동차 엠블럼의 형상(601)만 있는 경우, (3) 측정치구에 종래의 크롬 도금한 자동차 엠블럼(602)이 있는 경우, (4) 측정치구에 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 일 실시예(603)가 있는 경우, (5) 측정치구에 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 다른 실시예(604)가 있는 경우로 나누어서, 상기 각각의 조건에서의 77GHz 안테나(701)의 복사성능을 측정하여 비교하였다.
도 8은 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 복사성능 시험에서 사용한 77GHz 안테나와 측정치구를 도시한 사진이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 측정에 사용된 77GHz 안테나(801)는 SAGE Millimeter, Inc.에서 제작한 모델명 SAR-2013-12-S2의 안테나로서 WR-12의 표준 도파관을 적용한 20dBi 이득의 피라미드 혼 안테나(pyramidal horn antenna)이고, 안테나측정 시설인 상기 밀리미터 챔버(~110GHz)의 송신단 도파관에 연결될 수 있도록 안테나의 입력단이 UG-387/U의 표준 도파관 플랜지(waveguide flange)로 제작되었다.
그리고, 측정치구(802)는 본 시험에 적합하도록 설계, 제작되었으며, 상기 77GHz 안테나(801)에 부착되어 상기 다양한 피측정 자동차 엠블럼(803)을 쉽게 탈착할 수 있는 구조를 가진다.
도 9는 본 발명에 따른 자동차 엠블럼에 대한 77GHz 안테나의 복사성능 시험 결과를 도시한 그림이다.
상기 도 7에서 기술한 바와 같이, 77GHz 안테나의 복사성능 시험은 (1) 측정치구에 자동차 엠블럼 없이 77GHz 안테나만 있는 경우(901a,901b), (2) 측정치구에 도금, 도장이 되어 있지 않은 플라스틱 또는 고무 계열의 모재로 구성된 자동차 엠블럼의 형상만 있는 경우(902a,902b), (3) 측정치구에 종래의 크롬 도금한 자동차 엠블럼이 있는 경우(903a,903b), (4) 측정치구에 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 일 실시예가 있는 경우(904a,904b), (5) 측정치구에 본 발명에 따른 자동차 엠블럼의 다른 실시예가 있는 경우(905a,905b)로 나누어서 측정하였으며, 77GHz 안테나의 수평패턴(H-pattern)과 수직패턴(E-pattern)을 모두 측정하였다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 77GHz 안테나의 수평패턴(H-pattern)에서 측정치구에 자동차 엠블럼 없이 77GHz 안테나만 있는 경우(901a)에는 도 8에 도시한 바와 같이 측정치구가 안테나의 복사패턴에 영향을 미치지 않도록 설계되었기 때문에, 이득이 약 20.5dBi인 일반적인 표준혼 안테나의 수평패턴과 동일한 복사패턴(901a)을 갖는다.
그리고, 측정치구에 도금, 도장이 되어 있지 않은 플라스틱 또는 고무 계열의 모재로 구성된 자동차 엠블럼의 형상만 있는 경우(902a)에는 도 6에 도시한 바와 같이 측정에 사용된 자동차 엠블럼이 특정 형상을 가지고 있기 때문에, 부분적으로 플라스틱 또는 고무 계열이 매질이 안테나로부터 복사되는 전파를 반사하고 매질과 공기의 경계부분에서 전파의 회절(diffraction)도 발생하므로, 왜곡(distortion)된 수평패턴(902a)을 갖는다.
하지만, 측정치구에 본 발명에 따른 금속 질감의 은색 유광을 갖는 자동차 엠블럼의 일 실시예가 있는 경우(904a)와 금속 질감의 파란색 유광을 갖는 다른 실시예가 있는 경우(905a)와 비교하면, 비록 플라스틱 또는 고무 계열의 자동차 엠블럼의 모재에 의해서 복사패턴의 왜곡(902a)은 발생하지만 본 발명에 따른 도장 원료에 의해서는 별다른 복사패턴의 변화가 발생하지 않기 때문에(902a,904a,905a), 본 발명에 따른 도장 원료는 전파를 반사하지 않는다는 것은 확인할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 도장 원료의 효과를 확실하게 나타내기 위해서, 측정치구에 종래의 크롬 도금한 자동차 엠블럼이 있는 경우(903a)에 77GHz 안테나의 복사패턴을 측정하였으며, 플라스틱 또는 고무 계열의 모재로 구성된 자동차 엠블럼의 형상만 있는 경우(902a)와 비교하면 크롬의 금속성 매질에 의해서 더 왜곡된 수평패턴(903a)을 갖는 것을 알 수 있다.
다만, 종래의 자동차 엠블럼에서 크롬 도금된 금속층이 전파를 막는다 하더라도, 상기 기술한 바와 같이 자동차 엠블럼의 특정 형상에 의해서 모든 부분이 막혀 있지는 않기 때문에, 안테나로부터 복사된 전파가 완전히 반사되는 현상은 발생되지 않는다.
도 9b에는 77GHz 안테나의 수직패턴(E-pattern)의 측정결과(901b,902b,903b,904b,905b)를 도시하였으며, 자동차 엠블럼의 특정 형상이 달라지기 때문에, 복사패턴이 왜곡되는 부분과 방향이 다르긴 하지만, 상기 도 9a에서 기술한 수평패턴(H-pattern)(901a,902a,903a,904a,905a)과 동일한 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
지금까지, 본 발명에 따른 자동차 엠블럼을 실제 제작하고 이 엠블럼에 의한 차량용 레이더의 영향을 시험하여 그 결과, 종래의 크롬 도금 엠블럼과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 가지면서도 차량용 레이더의 전파를 왜곡이나 성능감소 없이 잘 통과시키는 효과를 확인하였다.
앞서 기술한 바와 같이, 자동차의 제조회사 내지는 모델에 따라서 그 고유 디자인이 모두 다르며, 차량용 전방 레이더의 장착 위치에 엠블럼이 아닌 라디에이터 그릴만 존재할 수도 있다.
도 10은 차량용 전방 레이더의 장착 위치에 라디에이터 그릴만 존재하는 종래의 다른 자동차를 도시한 그림이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 차량용 전방 레이더의 이상적인 장착 위치(1001)에 전면 라디에이터 그릴(1002)만 존재하며, 자동차 엠블럼(1003)은 보닛(bonnet) 위에 부착된다.
도 10에 도시한 자동차 디자인의 경우에도, 차량용 전방 레이더(1001)의 전면에 위치하는 전면 라디에이터 그릴(1002)을 상기 도5에서 기술한 본 발명에 따른 자동차 엠블럼과 동일한 제조방법을 적용하여, 종래의 크롬 도금 라디에이터 그릴과 동일한 금속 질감의 은색 유광을 가지면서도 차량용 전방 레이더의 전파를 왜곡이나 성능감소 없이 잘 통과시키도록 만들 수 있다는 것을 쉽게 예측할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (5)
- 자동차에 부착되는 엠블럼(emblem)과 전면에 위치하는 라디에이터 그릴(radiator grille)상기 엠블럼과 라디에이터 그릴은 비금속 성분을 모재(basic material)로 기본 형상을 만들고금속 질감의 은색 유광(有光)을 나타내는 비금속 성분의 도료(paint)를 상기 엠블럼과 라디에이터 그릴의 표면에 얇은 막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴
- 제 1항에 있어서, 상기 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은상기 엠블럼과 라디에이터 그릴의 표면에 얇은 막으로 형성되는 비금속 성분의 도료가석영(quartz, CAS no. 14808-60-7)이 0.1~8 중량%, 이산화규소(silicon dioxide, CAS no. 7631-86-9)이 0.1~7 중량%, 석회석(limestone, CAS no. 1317-65-3)이 5~20 중량%, 에폭시 수지(epoxy resin, CAS no. 25036-25-3)이 15~35 중량%, 아디프산 중화물(hexanedioic acid polymer, CAS no. 25214-14-6)이 17~45 중량%, 황산바륨(barium sulfate, CAS no. 7727-43-7)이 5~25 중량%으로 함유되는 것을 특징으로 하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴
- 제 1항에 있어서, 상기 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은상기 엠블럼과 라디에이터 그릴의 표면에 비금속 성분의 도료를 얇은 막으로 형성할 때,진공 증착(vacuum evaporation) 공정을 통해서 얇은 막으로 응착시키는 것을 특징으로 하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴
- 제 1항에 있어서, 상기 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리스티렌(polystyrene, PS), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), POM(polyoxymethylene), PBD(polybutadiene), PET(polyethylene terephthalate), EVA(ethylene vinyl acetate), PMMA(polymethyl methacrylate), PBDT(polybutadiene terephthalate), EPR(ethylene propylene rubber), EPDM(ethylene propylene diene monomer), 유리섬유(glass fiber)의 플라스틱 또는 고무 계열의 비금속 성분 내지는 상기 비금속 성분의 합성물을 모재로 하는 것을 특징으로 하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴
- 제 1항에 있어서, 상기 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴은차량용 레이더의 안테나가 도장이나 도금이 되어 있지 않은 플라스틱 또는 고무 계열의 비금속 성분 내지는 비금속 성분의 합성물을 모재로 하는 엠블럼이나 라디에이터 그릴의 후면에 장착되어 있는 경우에 갖는 반치각(3dB beamwidth) 범위 내에서의 이득(gain)과 비교하여,차량용 레이더가 비금속 도료로 도장되어 있는 앰블럼이나 라디에이터 그릴의 후면에 장착되는 경우에 갖는 반치각 범위 내에서의 이득이 0.5dB 감소로부터 0.5dB 증가의 범위에서 변화되는 것을 특징으로 하는 자동차 엠블럼과 라디에이터 그릴
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17843770 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17843770 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |