KR101277926B1 - Ｅｍｉ 차폐를 위한 스트립 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기 간섭을 차폐하기 위해 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 사용하는 스트립 가스켓에 관한 것이다. 스트립 가스켓은 외부면과 내부면을 포함한다. 내부면은 중공 단면 구역을 제공한다. 굴곡 형상부는 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 제공하기 위해 내부면 및 외부면, 또는 이들 모두의 표면 주연부에 생성된다. 굴곡 형상부는 낮은 저항을 제공하는 스트립 가스켓의 표면 영역이 증가되게 한다. 코시 응력 분석은 종래의 스트립 가스켓과 비교하여 본 발명의 스트립 가스켓을 압축하기 위해 더 낮은 힘이 필요하다는 것을 말해준다.

스트립 가스켓, 내부면, 외부면, 중공 단면 구역, 코시 응력 분석

Description

ＥＭＩ 차폐를 위한 스트립 가스켓 {STRIP GASKETS FOR EMI SHIELDING}

본 발명은 차폐 가스켓에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 전자기 간섭(EMI) 차폐 또는 무선 주파수 간섭(RFI) 차폐를 제공하기 위해 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 사용하는 스트립 가스켓에 관한 것이다.

텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 의학 장비, 산업용 기계, 통신 장비 등과 같은 전자 장비의 작동은 일반적으로 전자 시스템의 전자 회로 내의 무선 주파수 및/또는 전자기 복사의 발생을 수반한다. 도어 및 액세스 패널, 컴퓨터 캐비넷 및 드라이브를 차폐하기 위한 하우징, 음극선관(CRT) 및 자동차 전자 모듈과 같은 상업적인 전자 인클로저(enclosure)에서 증가되는 작동 주파수는 높은 수준의 고주파 전자기 간섭(EMI)로 이어진다. 도어 및 액세스 패널과 마주 보거나 정합하는 금속 면 사이의 간극은 전자기 방사의 통로 및 전자기 간섭(EMI)의 생성 기회를 제공할 수 있다. 이러한 간극은 또한 지면에 흡수되어 전달되는 EMI 에너지로부터 캐비넷의 표면을 따라 이동하는 전류와 간섭된다.

적절히 차폐되지 않을 경우, 이러한 복사는 관련 없는 장비와 상당한 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서, 전자 시스템 내의 무선 주파수 및 전자기 복사의 원인을 효과적으로 차폐하고 접지시키는 것이 필요하다. 따라서, 전자기 간섭(EMI)의 통 로를 차단하기 위해 이러한 표면들 사이에 도전성 차폐부 또는 가스켓을 사용하는 것이 바람직하다.

EMI 효과를 저하시키기 위해, EMI 에너지를 흡수 및/또는 반사시키는 능력을 갖는 차폐 가스켓이 소스 장치 내의 EMI 에너지를 제한하고 다른 소스 장치로부터 이러한 장치 또는 다른 "표적" 장치를 절연시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 차폐부는 소스 장치와 다른 장치 사이에 삽입되고, 통상, 장치를 둘러싸는 전기적으로 도전성이고 접지된 하우징으로 구성되는 배리어(barrier)로서 제공된다. 장치의 회로는 대체로 서비스 등을 위해 접근 가능해야 하므로, 대부분의 하우징에는 도어, 뚜껑, 패널 또는 커버와 같은 개방 또는 제거 가능한 입구가 제공된다. 그러나, 가장 편평한 이러한 입구와 그 대응하는 정합면 또는 밀착면 사이에는, 복사 에너지가 누설되거나 또는 장치 내로 또는 장치로부터 통과될 수 있는 개구를 포함함으로써 차폐의 효과를 감소시키는 간극이 존재할 수 있다. 또한, 이러한 간극은 하우징 또는 다른 차폐부의 표면 및 지면 전도성의 불연속성을 나타내고, 홈(slot) 안테나의 형태로 기능함으로써 EMI 복사의 제2의 소스가 될 수 있다. 이와 관련하여, 하우징 내에서 유도된 벌크 또는 표면 전류는 차폐부의 임의의 계면 간극을 가로질러 전압 구배를 발생시키고, 이러한 간극은 EMI 노이즈를 발생시키는 안테나로 기능한다. 일반적으로, 노이즈의 진폭은 간극 길이에 비례하고, 간극의 폭은 상당한 효과를 갖지 않는다.

하우징 및 다른 EMI 차폐 구조의 정합면 내의 간극을 채우기 위해, 가스켓 및 다른 시일이 이러한 차폐 구조에 걸쳐 전기적 연속성을 유지하고 습기 및 먼지 와 같은 오염물질을 장치 내에서 배출시키기 위해 제안된다. 이러한 시일은 정합면 중 하나에 접합 또는 기계적으로 부착되거나 또는 가압 끼움되어, 압력을 가해 표면들 사이의 불규칙한 부분이 맞춰지게 하여 임의의 계면 간극을 폐쇄하여 이를 가로지르는 연속적인 도전성 통로를 설정하는 기능을 한다. 따라서, EMI 차폐 적용을 위한 시일은 압축 중에도 전기면 전도를 제공하고 시일이 간극의 크기에 잘 맞도록 탄성을 갖는 구성으로 된다. 시일은 또한 내마모성을 갖고, 저렴한 비용으로 제작될 수 있고, 반복된 압축 및 이완 사이클에 견딜 수 있어야 한다.

충전, 차폐 또는 코팅을 위한 도전성 재료는 금속 또는 금속 도금 입자, 직물, 망사, 섬유를 포함한다. 바람직한 금속은 구리, 니켈, 은, 알루미늄, 주석 또는 모넬(Monel)과 같은 합금을 포함하고, 바람직한 섬유 및 직물은 면, 울, 실크, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 나일론 및 폴리이미드와 같은 천연 또는 인조 섬유를 포함한다. 이와 달리, 탄소, 그래파이트와 같은 섬유 및 다른 도전성 입자, 또는 도전성 중합체 재료로 대체될 수도 있다.

이러한 차폐 장치는 연속 롤로 공급되거나 길이로 절단될 수 있으며, 넓은 범위의 크기로 이용 가능하다. 일반적으로, 이러한 차폐 장치는 리벳, 용접, 나사 등으로 하우징에 부착되고, 바람직하게는 차폐 장치가 부착되는 연속 롤로 형성된 스트립 금속 클립이 사용된다.

기따가와(Kitagawa)에게 허여된 미국 특허 제5,008,485호는 고무 등과 같은 탄성을 갖는 비도전성 재료로 형성된 내부 시일 부재와, 시일 부재 위에 코팅된 외부 도전층을 포함하는 도전성 EMI 차폐부를 개시하고 있다. 도전층의 일부는 시일 부재가 부착되는 하우징의 에지와 직접 접촉하도록 시일 부재 밖으로 연장된다. 도전층은 도전성을 주도록 탄소의 검은 금속 분말로 충전된 수지 재료를 포함하는 도전성 화합물로 형성된다.

케이서(Keyser) 등에게 허여된 미국 특허 제5,028,739호는 미세한 개방된 형태의 짜거나 꼰 와이어 메쉬 내에 싸여진 탄성 엘라스토머 코어를 포함하는 EMI 차폐 가스켓을 개시하고 있다. 가스켓이 인클로저에 직접 분리 가능하게 고정되도록 접착 스트립이 가스켓의 표면을 따라 길이방향으로 배열된다.

호게, 쥬니어(Hoge, Jr) 등에게 허여된 미국 특허 제5,105,056호는 압축성 코어 주위로 싸여진 도전성 덮개로 형성된 EMI 차폐 가스켓을 개시하고 있다. 덮개가 중첩되는 곳에는, 가스켓을 인클로저의 패널 등에 접합하도록 접착제가 도포되는 길이방향 시임이 형성된다. 바람직하게는, 접착제는 시임을 측방향으로 가로질러 연장되는 중첩되지 않는 선의 반복 패턴으로 불연속적으로 도포된다.

부오나노(Buonanno)에게 허여된 미국 특허 제5,202,536호는 부분적인 도전성 덮개로 덮여진 긴 탄성 코어를 갖는 EMI 시일을 개시하고 있다. 덮개의 도전성 부분, 바람직하게는 수지 결합제 내의 금속화된 섬유 등이 코어 주위로 부분적으로 연장되어 중첩되지 않는 단부를 형성하도록 제공된다. 다음의 비도전성 덮개부가 도전성 덮개부의 단부들 사이에서 연장되도록 코어 요소에 부착된다. 시일을 제 위치에 유지하기 위해 접촉성 접착제가 사용될 수 있다.

펭(Peng) 등에게 허여된 미국 특허 제6,121,545호는 특히 작은 전자 인클로저 패키지에서 사용하도록 구성된 낮은 폐쇄력을 제공하는 가스켓을 개시하고 있 다. 개시된 가스켓은 부분적으로 최대 높이와 최소 높이가 교대로 되는 주기적인 "단차식" 패턴으로 형성된다. 이러한 형태의 가스켓은 몰딩 또는 현장 성형(form in place; FIP) 공정을 사용하여 형성될 수 있으며, 구멍을 갖는(crenelated) 즉, 홈이 난, 톱니 모양으로 형성된 사인 곡선 "파형의" 프로파일, 또는 일련의 불연속 비드를 가질 수 있다. 일반적으로, 특정의 연결 구성에서, 이러한 "단차식" 프로파일 또는 패턴을 갖는 가스켓은 연속 프로파일보다 소정의 압축 하중 하에서 더 큰 변형을 나타내는 것으로 기대된다.

스페이서(spacer) 가스켓 구성에서 낮은 폐쇄력을 얻는 다른 방법이, 공동으로 양수되고 펭 등에게 허여된 미국 특허 제6,121,545호에 개시된다. 이러한 방법은 압축 하중에 반응하여 프레임에 대해 내측 또는 외측 방향으로 경사지게 변형 가능한 모멘트 아암부를 갖는 가스켓을 구성하는 것을 포함한다. 개시된 굽힘 모드 반응의 결과로, 이러한 가스켓은 종래의 압축 모드에서 작동하는 가스켓 프로파일에 비해 힘의 변형을 나타내는 것을 알 수 있다.

일반적인 작은 인클로저 적용은 대체로 비교적 낮은 폐쇄력 하중, 예를 들어, 가스켓 길이의 인치당 약 1.0-8.0 lbs(cm당 0.2-1.5 kg) 하에서 변형 가능한 낮은 임피던스의 낮은 프로파일 연결을 필요로 한다. 변형은 가스켓이 정합 하우징 또는 보드 표면과 충분히 맞춰져서 그 사이에 도전성 통로를 갖게 한다. 그러나, 어떤 적용에서는, 일정한 종래의 프로파일을 위해 필요한 폐쇄력 또는 다른 변형력이 특정 하우징 또는 보드 조립체 구성에서 수용될 수 있는 것보다 더 클 수 있다.

상술한 그리고 다른 기존의 가스켓은 상당히 잘 기능하지만, 이러한 가스켓은 캐비넷에 조립하기에는 비교적 비싸다. 또한, 조밀하게 짜여진 와이어 메쉬는 도어 또는 패널을 밀봉하기 위해 높은 폐쇄력을 필요로 하고, 조밀하게 짜여진 메쉬와 필요한 금속 클립의 조합은 가스켓을 무겁게 하여, 항공우주 산업과 같이 무게가 중요한 인자가 되는 적용에서는 불리하다.

휴대폰과 같은 휴대용 전자 장비의 크기가 계속하여 줄어들고 있으므로, 가스켓 프로파일의 추가의 개선이 전자 산업에서 환영받고 있다. 특히, 점점 더 산업 표준이 되고 있는 더 소형의 전자 인클로저에서 사용하기 위한 낮은 폐쇄력을 갖는 가스켓 프로파일을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 저렴하고 가볍고 폐쇄면과의 낮은 폐쇄력을 가능하게 하는 특별한 구조를 구비하는 탄성 코어를 갖는 차폐 가스켓이 필요하다. 또한, 차폐 가스켓은 복합 인클로저에서 매우 바람직한 우수한 압축-변형 특성을 제공해야 한다. 또한, 차폐 가스켓은 폐쇄면의 다양한 굽힘 곡선에서 사용될 수 있어야 하고, 새로운 디자인을 수용하기 위해 비대칭 또는 편평한 직사각형, C형, V형, D형, P형 등과 같은 다양한 형상 및 프로파일에서 사용할 수 있어야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 가벼운 구조와 폐쇄면 부착에서 유연성을 제공하는 중공 단면을 갖는 스트립 가스켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폐쇄면이 낮은 폐쇄력으로 밀봉될 수 있게 하는 스트립 가스켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 낮은 전기 저항을 가능하게 하는 스트립 가스켓을 제공하는 것이다.

종래 기술의 상기 및 다른 단점을 해결하기 위해, 본 발명은 전자기 간섭(EMI), 무선 주파수 간섭(RFI)에 대한 차폐 및 외부 밀봉을 위해 중공 단면 구역을 갖는 스트립 가스켓을 제공한다.

본 발명의 스트립 가스켓은 도어 및 액세스 패널, 컴퓨터 캐비넷 및 드라이브를 차폐하기 위한 하우징, 음극선관(CRT) 및 자동차 전자 모듈과 같은 다수의 전자 인클로저에서 외부 밀봉과 EMI/RFI 차폐를 제공한다. 스트립 가스켓은 전자 인클로저의 원하는 부분 또는 위치에 적용된다.

스트립 가스켓에는 내부면 및 외부면이 제공된다. 스트립 가스켓의 내부면은 중공 단면 구역을 제공하도록 구성된다. 스트립 가스켓의 내부면 및 외부면은 하나 이상의 굴곡 형상부(bending moment)를 갖는다. 이와 달리, 굴곡 형상부는 가스켓의 내부면 또는 외부면 중 하나에 생성될 수 있다. 스트립 가스켓은 낮은 폐쇄력과 낮은 저항을 제공하여, EMI/RFI 차폐에 이상적이다.

실시예에서, O형을 갖는 스트립 가스켓이 기술된다. 개시된 O형 스트립 가스켓에는 하나 이상의 굴곡 형상부를 갖는 내부면 및 외부면이 제공된다. 내부면은 중공 단면 구역을 제공하도록 구성된다. 굴곡 형상부는 내부면 및 외부면의 주연부에 형성된 엠보싱 패턴에 의해 나타난다. 따라서, 생성된 굴곡 형상부는 표면적을 증가시켜 가스켓에 걸쳐 낮은 저항을 갖게 한다.

스트립 가스켓 상의 코시(Cauchy) 응력의 효과를 분석하기 위해 비선형 유한 요소 분석(FEA) 방법이 사용된다. 본 발명에 따라 구성된 개시된 가스켓 프로파일의 정 하중-압축 반응은 비선형 유한 요소 분석(FEA) 모델링 프로그램인, MARC K6(캘리포니아주 팔로 알토 소재의 MARC 분석연구소)을 사용하여 예측된다. 스트립 가스켓의 힘 대 압축 그래프는 본 발명의 스트립 가스켓의 곡선이 종래의 스트립 가스켓의 곡선 아래에 놓이는 것을 보여준다. 0.2 lbs/in의 특정 힘에서, 본 발명의 스트립 가스켓은 5 유닛(증분 당 0.004")으로 압축되는 종래의 스트립 가스켓과 비교하여 15 유닛(증분 당 0.004")으로 압축된다.

다른 실시예에서, 본 발명의 스트립 가스켓은 D형, P형 또는 이의 임의의 조합의 중공 단면으로 제공된다. 굴곡 형상부는 스트립 가스켓의 내부면 및 외부면에서 엠보싱될 수 있다. 이와 달리, 굴곡 형상부는 가스켓의 내부면 또는 외부면 중 하나에서 엠보싱될 수 있다.

스트립 가스켓은 일반적으로 탄성 코어 요소 및 도전성 덮개 요소로 형성된다. 탄성 코어 요소는 일반적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-EPDM 혼합물, 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 니트릴, 클로로술포네이트, 발포 네오프렌, 발포 우레탄 또는 발포 실리콘과 같은 발포된 엘라스토머 열가소성 물질일 수 있는 엘라스토머 발포체(foam)로 형성된다. 이와 달리, 비발포 실리콘, 우레탄, 네오프렌 또는 열가소성 물질이 중실 또는 튜브 형태로 사용될 수 있다.

덮개는 직포 또는 부직포 섬유, 또는 짠 메쉬로 제공될 수 있다. 섬유 또는 메쉬는 구리, 니켈, 은, 알루미늄, 주석 또는 모넬과 같은 합금과 같은 금속 와이어, 또는 탄소, 그래파이트 또는 도전성 중합체와 같은 다른 도전성 섬유로 형성될 수 있다. 이와 달리, 면, 울, 실크, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 나일론, 폴리이미드 등과 같은 비도전성의 천연 또는 인조 섬유가 금속, 탄소 등과 같은 도전성 재료로 도금 또는 코팅될 수 있다. 시일을 위한 특정 적용예의 필요에 따라, 도전성 및 비도전성 섬유의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 덮개는 구리, 알루미늄 또는 다른 금속으로 형성된 도전성 금속 포일과 비도전성 섬유의 적층체로 제공될 수 있다. 그러나, 바람직한 덮개 재료는 은, 구리, 니켈 또는 주석으로 도금된 나일론 또는 폴리에스테르 방적사를 포함한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 제한적이지 않은 예로서 설명되고, 도면에서 유사한 도면부호는 유사한 요소를 나타낸다.

도1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스트립 가스켓이 부착된 인클로저를 나타낸다.

도2A는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 O형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도2B는 종래의 O형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도3A는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 D형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도3B는 종래의 D형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도4A는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 P형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도4B는 종래의 P형 스트립 가스켓의 정면도이다.

도5는 종래의 O형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도6은 본 발명의 O형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도7은 종래의 D형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도8은 본 발명의 D형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도9는 종래의 P형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도10은 본 발명의 P형 스트립 가스켓에서 코시 응력의 제2 요소의 비선형 유한 요소 분석을 나타내는 그래프이다.

도11은 도5와 도6의 스트립 가스켓의 힘-압축 관계를 나타내는 그래프이다.

도12는 도7과 도8의 스트립 가스켓의 힘-압축 관계를 나타내는 그래프이다.

도13은 도9와 도10의 스트립 가스켓의 힘-압축 관계를 나타내는 그래프이다.

당업자들은 도면의 요소들은 간단화 및 명확화를 위해 도시된 것이고 반드시 척도에 따라 도시되지는 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면에서 요소들 중 일부의 치수는 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 다른 요소에 비해 확대될 수 있다.

본 발명은 차폐 가스켓에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복합 폐쇄면 상의 전자기 간섭(EMI) 또는 무선 주파수 간섭(RFI) 차폐를 제공하는 스트립 가스켓을 개시하고 있다. 스트립 가스켓은 외부면, 내부면 및 다수의 굴곡 형상부를 포함한다. 내부면은 중공 단면 구역을 제공한다. 굴곡 형상부는 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 제공하도록 내부면 및 외부면, 또는 이들 모두의 표면 주연부에 생성된다.

표면 불규칙성은 접촉될 때 2개의 표면이 모든 지점에서 완전히 정합되는 것을 방해한다. 간극은 미세할 수 있지만, 매우 높은 폐쇄력이 가해지는 경우에도 EMI 에너지의 누설 통로를 제공한다. 완전한 정합을 달성하기 위해, 탄성 재료로 된 가스켓이 표면들 사이에 장착된다. 폐쇄 압력이 가해지면, 가스켓은 정합 면의 불규칙성에 스스로 순응하여, 연결부를 통해 국부적인 압력 구배를 수용하여 완전히 밀봉되게 한다. 같은 방법으로, 탄성 가스켓이 메쉬 또는 특정 형태로 체적 주위로 또는 체적을 통해 분포된 금속을 포함할 경우, 연결부는 전자기 에너지의 통과를 방지할 수 있어서, 도전성을 회복하고 인클로저를 완전히 차폐할 수 있다.

스트립 가스켓은 도어 및 액세스 패널, 컴퓨터 캐비넷 및 드라이브를 차폐하기 위한 하우징, 음극선관(CRT) 및 자동차 전자 모듈과 같은 다수의 전자 인클로저에서 EMI/RFI 차폐 및/또는 주위 밀봉을 제공한다. 스트립 가스켓은 전자 인클로저의 원하는 부분 또는 위치에 적용된다.

종래의 EMI 차폐 가스켓은 그 주위로 도전성의 튜브형 슬리브 또는 다른 덮개가 제공되는 간극 충전 능력을 갖는 탄성 코어 요소를 포함한다. 탄성 코어 요소는 일반적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-EPDM 혼합물, 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 니트릴, 클로로술포네이트, 또는 발포 네오프렌, 우레탄 또는 실리콘과 같은 발포 엘라스토머 열가소성 물질일 수 있는 도전성 엘라스토머 발포체 로 형성된다. 이와 달리, 비발포 실리콘, 우레탄, 네오프렌 또는 열가소성 물질이 중실 또는 튜브 형태로 사용될 수 있다.

덮개는 직포 또는 부직포 섬유, 또는 짠 메쉬로 제공될 수 있다. 섬유 또는 메쉬는 구리, 니켈, 은, 알루미늄, 주석 또는 모넬과 같은 합금과 같은 금속 와이어, 또는 탄소, 그래파이트 또는 도전성 중합체와 같은 다른 도전성 섬유로 형성될 수 있다. 이와 달리, 면, 울, 실크, 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리아미드, 나일론, 폴리이미드 등과 같은 비도전성의 천연 또는 인조 섬유가 금속, 탄소 등과 같은 도전성 재료로 도금 또는 코팅될 수 있다. 시일을 위한 특정 적용의 필요에 따라, 도전성 및 비도전성 섬유의 조합이 사용될 수 있다. 덮개는 또한 구리, 알루미늄 또는 다른 금속으로 형성된 도전성 금속 포일과 비도전성 섬유의 적층체로 제공될 수 있다. 바람직한 덮개 재료는 은, 구리, 니켈 또는 주석으로 도금된 나일론 또는 폴리에스테르 방적사를 포함한다.

EMI 가스켓의 성능을 측정하기 위해 사용되는 몇 가지 기준이 있다. 예를 들어, 전기적 성능은 소정의 압축 하중에서 오옴/스퀘어(ohm/square)의 표면 저항으로 측정된다. 낮은 저항은 가스켓의 표면 전도도가 높다는 것을 의미하므로 바람직하다. EMI 차폐 성능은 20 MHz 내지 18 GHz 범위의 주파수에서 데시벨로 측정되고, 이러한 범위에서 일정한 데시벨 수준이 바람직하다. 가스켓 성능은 또한 가스켓 덮개의 도전성 금속 부품의 두께에 의존한다. 더 두꺼운 층은 얇은 층보다 더 좋은 성능을 제공한다.

또한, 차폐 가스켓은 또한 정상 작동 동안에 낮은 폐쇄력을 제공한다. 폐쇄 력은 가스켓을 통해 프레임에 대한 도어의 적절한 전기적 정합을 보장하도록 가스켓의 필요한 변형을 얻으면서 도어 또는 패널을 폐쇄하기 위해 필요한 힘으로 정의된다. 일반적으로, 필요한 폐쇄력은 5 파운드/리니어 인치(linear inch) 보다 작다. 차폐 장치는 정합면을 긁거나 닳게 하지 않고 높이의 최대 75%까지 용이하게 압축된다. 30 MHz 내지 3 GHz 사이의 복사 주파수에서, 적절한 차폐를 제공하기 위해 엘라스토머 코어 또는 다른 유사한 요소로 내부적으로 지지되는 도전성 메쉬 재료를 사용하는 것이 알려져 있다.

스트립 가스켓은 일반적인 적용을 위해 성형 가스켓, 압출 가스켓 및 강화 가스켓과 같은 다른 형태로 이용 가능하다. 일반적인 적용은 전자 베이(bay) 도어, 윙 패널 교차 커버, 엔진 파일론(pylon) 및 레이돔(radome)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 스트립 가스켓은 특정 적용을 만족시키기 위한 주문식 단면 및 형상으로 설계 및 개발될 수 있다.

압출 가스켓은 중공 또는 중실 구조로 이용 가능하다. 이러한 가스켓은 또한 둥근형, D형, 직사각형, P형 및 C형과 같은 다양한 단면 형상으로 그리고 중공이고 직사각형 형태로 이용 가능하다. 이러한 단면 형상은 원하는 폐쇄 또는 정합면에 가스켓을 위치시키는 유연성을 제공한다.

강화 가스켓은 직물 또는 편물 섬유 재료로 강화된 내부식성의 조-시일(cho-seal) 엘라스토머 기부로 구성된다. 이러한 가스켓은 기체(airframe) 차폐 적용을 위한 것이고, 항공우주 및 원거리 통신 산업에서 널리 사용된다. 일체로 성형된 강화 재료는 개선된 기계적 특성을 제공하여, 도전성 엘라스토머 기부 재료의 전기 적 특성을 유지하면서 높은 정도의 마모 및 오남용에 견디는 가스켓이 되게 한다. 강화 가스켓은 기체의 연결부, 시임 및 개구에 표면 전기 연속성을 유지함으로써 EMI 차폐, 번개 보호, 고밀도 복사장(HIRF) 보호 및 레이다 탐지 면적 감소를 제공하도록 사용된다.

짠 데이크론(Dacron) 섬유는 가스켓에 무게를 더하지 않고 엘라스토머의 인장 및 인열 강도를 증가시키기 위한 강화 층으로 사용된다. 알루미늄 또는 "페렉스(ferrex)" 와이어 메쉬 층은 스트라이크 보호(strike protection)를 경감시키기 위해 필요한 고전류 운반 능력을 제공하기 위해 사용된다. 또한, 3M 넥스텔(Nextel) 섬유로 알려진 다른 섬유가 강화의 목적으로 사용될 수 있다. 또한, 다른 유형의 직포 와이어 메쉬 형태인 다른 강화 재료가 내화성을 제공하기 위해 사용 가능하다.

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 도면은 발명적 개념을 설명하기 위한 것이고 도시된 실시예로 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

도1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 스트립 가스켓이 부착된 인클로저를 나타낸다. 인클로저(100)는 폐쇄면, 핸들이 부착된 도어, 작동을 위한 힌지를 포함한다. 스트립 가스켓(108)은 인클로저(100)의 도어(106) 내부면의 전체 주연부에 적용된다. 도어(106)가 폐쇄되면, 스트립 가스켓(108)은 폐쇄면(102)을 통과하여 양호한 전기적 접촉 또는 정합을 제공하도록 전체 주연부 주위를 압축한다.

도2A를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중공 단면 구역을 제공하는 내부면과 외부면을 갖는 O형 스트립 가스켓의 정면도가 도시된다. 스트립 가스켓(200) 에는 외부면(208)과 내부면(206)이 제공된다. 내부면(206)의 주연부는 중공 단면 구역(202)을 제공한다. 또한, 내부면(206)은 주연부를 따라 굴곡 형상부(204A, 204B)를 제공하도록 구성된다. 또한, 굴곡 형상부(216A, 216B)는 스트립 가스켓(200)의 외부면(208)을 따라 제공된다.

도2A에 도시된 굴곡 형상부는 외부면(208)과 내부면(206)의 주연부에 생성된 엠보싱 패턴으로 나타난다. 굴곡 형상부(204, 216)는 스트립 가스켓(200)의 내부면(206)과 외부면(208)의 주연부 상에 생성된다. 이와 달리, 굴곡 형상부(204, 216)는 스트립 가스켓(200)의 내부면(206) 또는 외부면(208) 중 어느 하나에 생성될 수 있다. 스트립 가스켓의 표면 상에 인가된 굴곡 형상부의 양 및 위치는 변할 수 있고, 특정 적용의 전체 구성 및 필요에 의존한다.

도2B에는 종래의 O형 스트립 가스켓이 도시되고 있다. 도2B에 도시된 바와 같이, 내부면(212)과 외부면(214)을 갖는 종래의 O형 스트립 가스켓(210)의 정면도가 도시된다. 도2B에 도시된 바와 같이, 종래의 O형 스트립 가스켓(210)은 중공 단면 구역(218)을 가지며, 굴곡 형상부가 없다.

상술한 바와 같이 굴곡 형상부는 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 제공하도록 생성된다. 폐쇄력은 가스켓을 통해 프레임에 대한 도어의 적절한 전기적 정합을 보장하도록 가스켓의 필요한 변형을 얻으면서 도어 또는 패널을 폐쇄하기 위해 필요한 힘으로 정의된다. 일반적으로, 폐쇄력은 5 파운드/리니어 인치보다 적다.

따라서, 표면에 생성된 굴곡 형상부는 증가된 표면적을 제공하여, 부착된 가스켓의 유효 푸트프린트(footprint)를 증가시킨다. 증가된 표면적은 더 낮은 저 항[R = ρ(L/A), 여기서 R은 단면의 저항이고, ρ는 사용된 재료의 저항이고, L은 길이이고, A는 면적이다]을 제공한다. 저항은 단면적에 반비례하므로, 전체 저항은 증가된 표면적에 따라 감소된다.

또한, 스트립 가스켓(200)은 하중 조건 하에서 코시 응력을 만족시킨다. 코시 법칙에 따르면, 폐쇄된 체적이 재료의 나머지에 가하는 본체 내의 힘은 본체의 나머지로부터 본체에 가하는 힘과 같아야 한다.

상기 실시예는 내부면과 외부면 상에 굴곡 형상부를 갖는 중공 단면 구역을 구비하는 본 발명의 O형 스트립 가스켓을 설명하고 있다. 그러나, 본 발명은 O형 스트립 가스켓으로 제한되거나 한정되지 않는다. 본 발명은 또한 내부면과 외부면 상에 굴곡 형상부를 갖는 중공 단면 구역을 구비하는 D형, P형 또는 임의의 다른 형상과 같은 다른 형상 및 구조를 갖는 실시예로 확장될 수 있다.

도3A를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 중공 단면 구역을 제공하는 내부면과 외부면을 갖는 D형 스트립 가스켓의 정면도가 도시된다. 스트립 가스켓(300)에는 외부면(308)과 내부면(306)이 제공된다. 내부면(306)의 주연부는 중공 단면 구역(302)을 제공한다. 또한, 내부면(306)은 그 주연부를 따라 굴곡 형상부(304A, 304B)를 제공하도록 구성된다. 또한, 굴곡 형상부(316)는 스트립 가스켓(300)의 외부면(308)을 따라 제공된다.

종래의 D형 스트립 가스켓이 도3B에 도시된다. 도3B에 도시된 바와 같이, 내부면(312)과 외부면(314)을 갖는 종래의 D형 스트립 가스켓(310)의 정면도가 도시된다. 도3B에 도시된 바와 같이, 종래의 D형 스트립 가스켓(310)에는 중공 단면 구역(318)이 제공되고, 굴곡 형상부는 없다.

도4A를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 중공 단면 구역을 제공하는 내부면과 외부면을 갖는 P형 스트립 가스켓의 정면도가 도시된다. 도4A는 P형 스트립 가스켓(400)의 정면도를 도시한다. 스트립 가스켓(400)에는 외부면(408)과 내부면(406)이 제공된다. 내부면(406)의 주연부는 중공 단면 구역(402)을 제공한다. 또한, 내부면(406)은 주연부를 따라 도면부호 404A 및 404B와 같은 굴곡 형상부를 제공하도록 구성된다. 또한, 굴곡 형상부(416A, 416B)는 스트립 가스켓(400)의 외부면(408)을 따라 제공된다.

종래의 P형 스트립 가스켓이 도4B에 도시된다. 도4B에 도시된 바와 같이, 내부면(412)과 외부면(414)을 갖는 종래의 P형 스트립 가스켓(410)의 정면도가 도시된다. 도4B에 도시된 바와 같이, 종래의 P형 스트립 가스켓(410)에는 중공 단면 구역(418)이 제공되고, 굴곡 형상부는 없다.

비선형 유한 요소 분석(FEA) 방법이 도5 내지 도10에 도시된 다양한 가스켓 형상에서의 응력을 분석하기 위해 사용된다. 가스켓의 FEA 프로파일은 선택된 정도의 변형에서 코시 응력의 제2 요소에 대해 그래프로 그려진다.

이하의 예는 여기에 기술된 본 발명의 실질적이고 독창적인 특징을 설명한다. 본 예는 어떠한 의미로든지 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

예

실제적인 제품 구성에서의 본 발명의 다른 이점을 위해, 본 발명에 따라 구성된 개시된 가스켓 프로파일의 정 하중-압축 반응이 비선형 유한 요소 분석(FEA) 모델링 프로그램, MARC K6(캘리포니아주 팔로 알토 소재의 MSC/MARC/Montat 분석연구소)를 사용하여 예측되었다.

도11은 본 발명의 실시예에 따른 O형 스트립 가스켓과 종래의 O형 스트립 가스켓의 힘-압축 태양을 비교하는 그래프이다. 그래프(1100)는 (가스켓을 압축하기 위해 필요한 리니어 인치 당 파운드로) 세로축(1108)에 힘을, (증분 당 0.004 인치로) 가로축(1106)에 압축을 정의한다. 그래프(1100)는 특정 힘이 스트립 가스켓의 표면에 가해질 때 제공된 압축의 파라미터를 도시한다. 곡선(1102)은 종래의 O형 스트립 가스켓에 힘이 가해질 때 가스켓에 생기는 압축의 변화를 나타낸다. 곡선(1104)은 본 발명의 O형 스트립 가스켓에 힘이 가해질 때 가스켓에 제공된 압축의 변화를 나타낸다.

도11의 분석은 각각의 압축의 증분이 0.004 인치가 되는 자유 상태에서 가스켓의 압축을 도시하고 있다. 압축을 위해 필요한 힘은 리니어 인치 당 파운드로 측정된다. 도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 O형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선은 종래의 O형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선 아래에 있다. 예를 들어, 곡선(1104)에서 점 E로 도시된 바와 같이 15 유닛의 압축값을 제공하기 위해 0.2 유닛의 힘이 본 발명의 O형 스트립 가스켓에 인가된다. 마찬가지로, 직접 비교하면, 곡선(1102)의 점 F로 도시된 바와 같이 동일한 압축값(15 유닛)을 제공하기 위해 0.54 유닛의 힘이 종래의 O형 스트립 가스켓에 인가된다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 O형 스트립 가스켓에서는 특정 압축을 제공하기 위해 본 발명의 O형 스트립 가스켓 보다 많은 힘을 필요로 한다.

도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 O형 스트립 가스켓은 종래의 O형 스트립 가스켓과 비교하여 낮은 폐쇄력을 필요로 한다. 낮은 폐쇄력은 중공 가스켓 구조의 내부면 또는 외부면 상에 발생된 굴곡 형상부를 통해 달성된다.

도12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 D형 스트립 가스켓과 종래의 D형 스트립 가스켓의 힘-압축 태양을 비교하는 그래프이다. 그래프(1200)는 (리니어 인치 당 파운드로) 세로축(1208)에 힘을, (증분 당 0.004 인치로) 가로축(1206)에 압축을 정의한다. 그래프(1200)는 특정 힘이 스트립 가스켓의 표면에 인가될 때 생기는 압축의 파라미터를 도시한다. 곡선(1202)은 종래의 D형 스트립 가스켓에 힘이 가해질 때 가스켓 상에 생기는 압축의 변화를 나타낸다. 곡선(1204)은 본 발명의 D형 스트립 가스켓에 힘이 가해질 때 가스켓 상에 생기는 압축의 변화를 나타낸다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 D형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선은 종래의 D형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선 아래에 있다. 예를 들어, 곡선(1204)에서 점 G로 도시된 바와 같이 15 유닛의 압축값을 제공하기 위해 0.42 유닛의 힘이 본 발명의 D형 스트립 가스켓에 인가된다. 마찬가지로, 직접 비교하면, 곡선(1202)의 점 H로 도시된 바와 같이 동일한 압축값(15 유닛)을 제공하기 위해 1.3 유닛의 힘이 종래의 D형 스트립 가스켓에 인가된다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 D형 스트립 가스켓에서 특정 압축을 제공하기 위해서는 본 발명의 D형 스트립 가스켓 보다 많은 힘을 필요로 한다.

도12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 D형 스트립 가스켓은 종래의 D형 스트립 가스켓과 비교하여 낮은 폐쇄력을 필요로 한다. 낮은 폐쇄력은 중공 가스켓 구 조의 내부면 또는 외부면 상에 발생된 굴곡 형상부를 통해 달성된다.

도13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 P형 스트립 가스켓과 종래의 P형 스트립 가스켓의 힘-압축 태양을 비교하는 그래프이다. 그래프(1300)는 (리니어 인치 당 파운드로) 세로축(1308)에 힘을, (증분 당 0.004 인치로) 가로축(1306)에 압축을 정의한다. 그래프(1300)는 특정 힘이 스트립 가스켓의 표면에 인가될 때 제공된 압축의 파라미터를 도시한다. 곡선(1302)은 종래의 P형 스트립 가스켓에 힘이 인가될 때 가스켓 상에 제공된 압축의 변화를 나타낸다. 곡선(1304)은 본 발명의 P형 스트립 가스켓에 힘이 인가될 때 가스켓 상에 제공된 압축의 변화를 나타낸다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 P형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선은 종래의 P형 스트립 가스켓의 힘 변형 곡선 아래에 있다. 예를 들어, 곡선(1304)에서 점 I로 도시된 바와 같이 15 유닛의 압축값을 제공하기 위해 0.35 유닛의 힘이 본 발명의 P형 스트립 가스켓에 인가된다. 마찬가지로, 직접 비교하면, 곡선(1302)의 점 J로 도시된 바와 같이 동일한 압축값(15 유닛)을 제공하기 위해 0.75 유닛의 힘이 종래의 P형 스트립 가스켓에 인가된다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 P형 스트립 가스켓에서 특정 압축을 제공하기 위해서는 본 발명의 P형 스트립 가스켓에서 보다 많은 힘을 필요로 한다.

도13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 P형 스트립 가스켓은 종래의 P형 스트립 가스켓과 비교하여 낮은 폐쇄력을 필요로 한다. 낮은 폐쇄력은 중공 가스켓 구조의 내부면 또는 외부면 상에 발생된 굴곡 형상부를 통해 달성된다.

본 발명의 스트립 가스켓은 오늘날의 상업적인 원거리 통신 및 항공우주 산 업의 엄격한 차폐 및 기계적 성능 조건을 충족하도록 구성된다. 도전성 외피 및 부드러운 발포 코어의 성공적인 최적화는 우수한 EMI 차폐 성능과 매우 낮은 폐쇄력을 갖는 제품이 되게 한다.

본 발명의 스트립 가스켓은 많은 이점을 제공한다. 스트립 가스켓은 다수의 인클로저를 위한 주위 밀봉 또는 전자기 간섭(EMI)/무선 주파수 간섭(RFI) 차폐를 제공한다. 스트립 가스켓은 용이하게 장착할 수 있고, 다수의 표면에 조절되기 위한 가요성 있는 형상으로 이용 가능하고, 효과적인 차폐를 제공하도록 인클로저에 다수의 방법으로 용이하게 부착될 수 있다. 또한, 스트립 가스켓은 폐쇄면 상에 낮은 폐쇄력을 제공하도록 그 주연부를 따라 굴곡 형상부를 갖는 중공 단면 영역을 갖고, 최적 성능을 위해 원하는 위치에 고정될 수 있다.

여러 다른 실시예들이 본 발명의 기술사상 내에서 가능하고, 상기 실시예들은 설명의 목적만을 위한 것이며 어떤 식으로든 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 스트립 가스켓은 기술 분야에서 이용 가능하고 당업자에게 알려진 다양한 종류의 재료로 원하는 형상으로 제작될 수 있다. 본 발명은 모든 동등한 실시예들을 포함하려는 것이고 첨부된 청구의 범위로만 제한된다.

Claims (10)

1. 폐쇄면에 낮은 폐쇄력을 제공하는 차폐 스트립 가스켓이며,

   주연부에서 굴곡 형상부를 생성시키는 적어도 하나의 엠보싱 패턴을 포함하는 외부면과,

   주연부에서 굴곡 형상부를 생성시키는 적어도 하나의 엠보싱 패턴을 포함하고, 중공 단면 구역을 갖는 내부면과,

   적어도 하나의 엠보싱 패턴은 개스킷의 수직축을 따라 배치되고, 적어도 하나의 엠보싱 패턴은 개스킷의 수평축을 따라 배치되는 스트립 가스켓.
2. 제1항에 있어서, 상기 가스켓은 성형 가스켓, 압출 가스켓 및 강화 가스켓으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 상기 강화 가스켓은 편물 또는 직물 섬유 재료로 강화된 내부식성의 조-시일 엘라스토머 기부로 구성되는 스트립 가스켓.
3. 제1항에 있어서, 상기 중공 단면 구역은 D형, 직사각형, P형, O형 및 C형으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 형상을 갖는 스트립 가스켓.
4. 제1항에 있어서, 상기 가스켓은 데이크론 섬유를 사용하여 강화되는 스트립 가스켓.
5. 제1항에 있어서, 상기 가스켓은 알루미늄 와이어 및 페렉스 와이어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 와이어를 사용하여 강화되는 스트립 가스켓.
6. 제1항에 있어서, 상기 가스켓은 도전성 엘라스토머 또는 비도전성 엘라스토머를 포함하는 스트립 가스켓.
7. 제1항에 있어서, 상기 스트립 가스켓은 전자기 간섭 차폐 또는 무선 주파수 간섭 차폐를 위해 사용되는 스트립 가스켓.
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