'커넥티드 카'와 I-PEX의 소형 RF 커넥터 MHF® I LK
IoT 및 5G 등 통신기술의 발전과 더불어, 향후 자동차의 디지털화와 네트워킹화가 진행되어, 이동하는 차량에 무선통신 기능을 갖춘 기기를 탑재함으로써, 각종 정보를 송수신하는 시스템을 이용한 텔레매틱스 개발과, 무선통신 기능을 갖춘 통합 인텔리전트 콕핏, 헤드유닛 등의 인포테이먼트 개발은 더욱 활발해지고 있습니다.
일반적인 민생제품에 비해 차의 수명은 길고, 고속 주행시나 험로 주행시에는 많은 진동이나 충격이 발생합니다. 따라서, 차량에 사용되는 커넥터에는, 진동이나 충격 환경에서도 안정된 신호 전송을 가능하게 할 필요가 있어, 높은 내진 성능과 내충격 성능이 요구됩니다.
MHF® I LK 커넥터 플러그는, 특허를 취득한 메카니컬 록 기능으로 동일 카테고리의 일반적인 소형 RF 커넥터와 비교해 커넥터의 체결 유지력을 대폭 향상시킨, 진동과 충격에 강한 제품입니다. 신호의 접속 신뢰성을 높이는 제품으로서, 특히 진동이나 충격이 예상되는 애플리케이션 전용으로 채용이 확대되고 있어, 이번에는 그 중에서도 차량 탑재 애플리케이션에 채용된 사례를 소개합니다.
차량용 T-BOX(텔레매틱스 박스)에서의 채용 사례
T-BOX(Telematics-BOX)는 텔레매틱스 제어 유닛(TCU)이라고도 불리며, '커넥티드 카' 기술을 실현하는 단말기로서, GPS 위성 측위와 인터넷, 클라우드 IoT, V2X 등의 무선 통신 외에, 차량의 리모트 모니터링, 리모트 컨트롤, 안전성과 관련된 모니터링과 경고 등 여러 온라인 애플리케이션의 제공을 가능하게 합니다. I-PEX의 메카니컬 록 장착 마이크로 RF 커넥터 MHF® I LK는, 다수의 차량용 안테나 메이커에 채택되었으며, 그 중 하나인 샤크핀 안테나용 커넥터로서 T-BOX 제품에 탑재된 경위에 대해 설계기술자의 의견을 들었습니다.
60년 이상의 역사가 있는 대기업 자동차 부품 메이커. 설계하는 차량 안테나 제품에는, 샤크핀 안테나, 평판 안테나 등을 포함한 Wi-Fi, 라우터, CPE, 스마트 엔터프라이즈 네트워크, 스마트 홈, LT 안테나 등의 통신 안테나 등. 자동차 안테나 제품에 다수의 I-PEX 소형 RF 커넥터 MHF® 시리즈를 적용 하였으며, MHF® I LK는 T-BOX의 GPS, V2X 및 Wi-Fi 신호의 접속용 커넥터로서 채택되었습니다.
기술개발부의 기술책임자에 따르면, 동사의 T-BOX 제품에는 MHF® I LK 커넥터를 4개 적용하였으며, 그 중 하나는 로우버전 안테나용으로 GPS 신호를 접속하는 커넥터로서 사용되고 있으며, 하이버전 안테나로서 사용되는 3개 중 2개는 자동차의 앞뒤에 배치된 자동운전을 하는 V2X기기의 신호접속 커넥터로서, 나머지 1개는 Wi-Fi신호용 커넥터로서 사용됩니다. 이들 안테나는, 외부접속 타입인 일반적인 독립된 샤크핀 안테나가 아니라, BOX 안쪽에 있기 때문에, 안테나 케이블의 MHF® I LK 커넥터는 기판상의 리셉터클에 직접 접속되어 있습니다. BOX 내 공간은 매우 한정되어 있기 때문에, 소형임에도 불구하고 높은 접속 신뢰성을 가진 MHF® I LK를 통한 접속이 이 제품에 적합하다고 생각하고 있습니다.
구조기술부의 기술책임자는 "우리의 T-BOX와 안테나는 매우 작은 사이즈로, 박스 내 공간이 한정되어 있습니다만, I-PEX의 MHF® I LK는 좁은 공간에서 매우 뛰어난 내진 성능을 발휘하고 있습니다." 라고 말했습니다. 차량용 애플리케이션에는, 매우 높은 내진 성능 이 요구됩니다. 당초 메카니컬 록 기능이 없는 일반적인 소형 RF 커넥터를 사용했습니다만, 진동을 가한 후에 커넥터가 탈락될 가능성이 있었습니다. 제품개발 초기단계에서는 커넥터를 체결 시킨 후에 접착제로 고정하여 해결하려고 했습니다만, 접착제로 고정해 버리면 유지보수 시 등 필요할 때 플러그를 제거하기가 어려워지기 때문에 편리성에 문제가 발생하게 됩니다. 때문에 메카니컬 록 기능을 갖춘 MHF® I LK의 검토를 진행하였습니다. 구조기술부의 기술책임자에 따르면, MHF® I LK는 동사의 평가에서 6G 진동시험에도 합격해 채용을 결정했다고 합니다.
차량용 헤드 유닛에서의 채용 사례
I-PEX MHF® I LK 가 채용되어 있는 자동차용 헤드 유닛은 차량의 메인 컨트롤러로서, 차량의 하드웨어 및 인포테인먼트 시스템의 HD신호전송하는데 사용되고 있습니다. 이 유닛은 사람과 자동차 컴퓨터의 중계역으로서 카 인포테인먼트 시스템을 일원화하여 컨트롤 해, 조명, 에어콘과 스테레오, 운전 지원 시스템, 360도 카메라, 얼굴·음성의 인식 등을 통합하고 있습니다. MHF® I LK 커넥터는, 이 헤드 유닛에서 메인 안테나, 신호, 무선방송 및 Bluetooth 등의 무선신호를 접속할 목적으로, 와이드 바디 중앙 제어 디스플레이 후면에 있는 메인보드와 안테나 모듈을 접속하는 커넥터로 사용되고 있습니다.
MHF® I LK 소형 RF 커넥터
메카니컬 잠금 시의 MHF® I LK의 초기 결합 유지력은, 일반적인 마찰형 잠금 타입의 소형 동축 RF커넥터인 MHF® I커넥터와 비교하였을 경우, 약 2배에 이릅니다. 또한 메카니컬 잠금을 해제한 상태에서 MHF® I LK를 30회 삽입한 후, 메카니컬 잠금을 했을 경우의 체결 유지력은 MHF® I 커넥터의 약 3배라는 결과가 나왔습니다. 이러한 높은 유지력으로 MHF® I LK는 주행 시 충격과 진동 아래에서도 높은 신호의 접속 신뢰성을 확보할 수 있습니다.
이러한 MHF® I LK 커넥터의 높은 체결 유지력과 접속 신뢰성으로, 체결된 커넥터를 고정하기 위해 추가 테이프 공정이나 접착제에 의한 고정 공정, 또는 재차 발거가 필요한 경우의 고정재료 제거 공정 등을 삭감할 수 있어, 생산 라인에서의 조립 효율 향상과 제품 제조 비용 절감을 기대할 수 있습니다.
잠금 및 잠금 해제 작업과 잠금 상태 확인
또한, 잠금 커버를 앞뒤로 슬라이드 시키는 단순하고 알기 쉬운 원액션 작업으로 더욱 쉽게 잠금과 잠금 해제를 할 수 있으며, 잠금 상태를 눈으로 확인할 수 있는 Check window가 갖춰져 있어, 취급 시 잠금 상태의 확실성을 높이고, 제품검사나 유지보수 시 플러그를 제거할 필요가 있는 경우에도 쉽게 잠금 해제와 재잠금 작업을 할 수 있습니다.
IoT나 5G등의 통신기술의 발전과 함께, 향후 자동차의 디지털화나 네트워킹화가 진행되어 무선 통신 기능을 갖춘 통합 인텔리전트 콕핏이나 헤드 유닛 등의 개발은 한층 더 활발하게 진행되고 있습니다. MHF® I LK 커넥터는 이러한 무선 통신 기기에서 안정된 체결 상태를 확보할 필요가 있는 디바이스에 최적인 제품으로서, 고객의 생산 라인 공급업체나 품질 엔지니어 등으로부터 높은 평가를 받아 채용되고 있는 제품입니다.
I-PEX의 메카니컬 잠금 기능이 있는 세선 동축 RF 커넥터
I-PEX의 소형 동축 RF 커넥터에는 그 밖에도 메카니컬 잠금 기능을 갖춘 제품을 보유하고 있습니다.
- MHF® 4L LK: 고주파대역 : Up to 12 GHz,
세선 동축 케이블 사이즈 AWG #30 (O.D. 1.37 mm) - MHF®-TI: 80N min.의 높은 체결 유지력
세선 동축 케이블 사이즈 AWG #24 (O.D. 3.00 mm), AWG #26 (O.D. 2.40 mm)
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