KR101741992B1 - 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조에 따르면, 엔진룸과 운전석 사이에 구비되어 차량핸들과 연결되는 샤프트가 통과되며, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음과 물의 유입을 차단시키는 차단구조에 있어서, 상부가 상기 운전석의 대쉬패널에 결합되고, 하부가 상기 엔진룸의 기어커버에 결합되고, 상기 샤프트가 상하부를 관통하는 관통홀이 형성된 아우터씰; 및 상기 아우터씰의 상측면 외측 모서리와 상기 관통홀 사이에 내입형성된 내입홈에 구비되는 충진부재;를 포함하고, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음은, 상기 아우터씰과 충진부재에 의해서 차단된다.

Description

자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조{noise and vibration isolation structure of steering shaft for automobile}

본 발명은 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아우터씰과 충진부재에 의해 엔진룸에서 발생되는 소음이 운전석 쪽으로 통과되지 않도록 소음차단이 가능한 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 실내에는 운전자가 차량을 운전할 수 있도록 다양한 종류와 형태의 장치들이 구비되는 것이다.

이러한 장치들 중에서 차량의 주행속도를 조절하는 액셀러레이터 페달과 브레이크 페달 및 차량의 주행방향을 조절하는 조향장치인 스티어링 휠은 차량의 엔진룸과 실내 사이에 구비되는 대쉬판넬을 관통하여 차량의 실내에 설치된다.

특히, 조향장치는 운전자가 차량의 실내에 설치되는 스티어링 휠을 회전시킴으로써 작동되는데, 운전자가 스티어링 휠을 돌리면 스티어링 휠 하부에 설치되는 스티어링 로워 샤프트가 스티어링 휠과 함께 회전하면서 차량의 방향을 바꾸게 된다.

이때, 스티어링 샤프트는 차량의 실내와 엔진룸을 나누는 대쉬판넬 일측에 설치되는데, 스티어링 샤프트가 운전자의 조작에 따라 회전을 해야하기 때문에 회전 가능하도록 대쉬판넬과 일정한 공간을 유지하면서 설치된다.

또한, 대쉬판넬은 차량의 엔진룸과 실내공간 사이에 구비되기 때문에 엔진룸의 소음 및 이물질이 대쉬판넬에 설치되는 스티어링 로워 샤프트의 틈을 통해 실내로 유입되는 것을 차단시키기 위해서 스티어링 샤프트와 대쉬판넬 사이에 더스트커버를 설치하게 된다.

그러나, 스티어링 샤프트의 내부에 물, 먼지 등의 이물질의 투입으로 인해 스티어링 샤프트의 부식 및 노이즈가 발생되는 문제점이 있었다.

그리고 기존의 더스트커버는 단일 2중 구조로서, 기본적인 조인트 방안에만 의존하여 2차적으로 타 물질의 유입으로 인한 부식 및 노이즈에 대해 예방을 하는데 어려운 문제점이 있었다.

즉, 엔진룸으로부터 발생하는 소음이나 이물질이 차량의 실내로 유입되는 것을 차단시키는 밀폐기능을 수행한다 하더라도 단일부품으로 엔진룸으로부터 발생하는 소음이나 이물질이 차량의 실내로 유입되는 것을 차단시키기 힘든 문제점도 있었다.

대한민국 특허등록 등록번호 제10-1468772호

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 아우터씰의 내입홈에 충진부재가 구비됨으로써, 구조가 간단하며, 엔진룸에서 실내로 유입되는 소음 및 이물질을 용이하게 차단할 수 있는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조를 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조에 따르면, 엔진룸과 운전석 사이에 구비되어 차량핸들과 연결되는 샤프트가 통과되며, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음과 물의 유입을 차단시키는 차단구조에 있어서, 상부가 상기 운전석의 대쉬패널에 결합되고, 하부가 상기 엔진룸의 기어커버에 결합되고, 상기 샤프트가 상하부를 관통하는 관통홀이 형성된 아우터씰; 및 상기 아우터씰의 상측면 외측 모서리와 상기 관통홀 사이에 내입형성된 내입홈에 구비되는 충진부재;를 포함하고, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음은, 상기 아우터씰과 충진부재에 의해서 차단된다.

그리고 상기 충진부재는, 상기 내입홈의 평단면적보다 작은 평단면적을 갖도록 형성되어 상기 내입홈의 내측면과 충진부재의 외측면이 서로 이격되게 구비되고, 상기 충진부재의 외측면과 내입홈의 내측면 사이에는, 제1에어갭이 형성되며, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음은, 상기 아우터씰과 제1에어갭 및 충진부재에 의해서 차단된다.

또한, 상기 아우터씰은, 상기 내입홈의 상부 외측 모서리와 아우터씰의 상측면 외측 모서리 사이에 내입된 제2에어갭이 형성되고, 상기 제2에어갭의 외측으로 외부씰과 내측으로 내부씰이 형성되고, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음은, 상기 아우터씰의 외부씰, 아우터씰의 제2에어갭, 아우터씰의 내부씰 및 충진부재에 의해서 차단되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아우터씰의 내입홈 내부에 아우터씰의 관통홀을 관통하는 상기 샤프트를 감싸는 관; 및 상기 관의 외주면과 상기 내입홈의 내측면 내지 하측면을 연결하는 보강부;를 더 포함하고, 상기 충진부재는, 상기 관이 삽입결합되는 결합홀과, 상기 보강부가 끼움결합되는 끼움홈이 형성된다.

그리고 상기 아우터씰은, 하부의 내주면에 상기 기어커버의 외측에 돌출된 돌출부가 삽입되어 씰링되는 씰링홈이 형성된다.

또한, 상기 씰링홈은, 내부 상측면에 상기 기어커버의 돌출부 상측면과 밀착되어 씰링되도록 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성된다.

그리고 상기 아우터씰은, 상기 씰링홈이 형성된 하단부가 상기 씰링홈의 내부에서 외부로 갈수록 두꺼워지도록 형성된다.

또한, 상기 씰링홈은, 상기 씰링홈의 내부에서 외부로 갈수록 상기 아우터씰의 하단부에 의해 상하폭이 좁아좁아지고, 상기 기어커버의 돌출부 하측면은 상기 씰링홈의 내부 하측면에 밀착결합된다.

그리고 상기 충진부재는, 외측면이 내측으로 오목하게 내입형성되어 외부로부터 전달되는 소음을 반사시키며 차단한다.

또한, 상기 충진부재는, 아우터씰 하측면에 접착제가 도포되어 상기 내입홈의 내부 바닥면에 접착되거나, 폼(foam)으로 이루어져 오버 몰딩(over molding)된다.

그리고 상기 폼은, 폴리우레탄 발포체(pu foam), 폼 러버(foam rubber) 중 어느 하나로 이루어진다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 효과는, 구조가 간단하며, 엔진룸에서 실내로 유입되는 소음 및 이물질을 용이하게 차단할 수 있는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조의 제1에어갭이 형성된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조의 제2에어갭이 형성된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조를 나타낸 사시도이다.도 2는 도 1의 단면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조는 엔진룸과 운전석 사이에 구비되어 차량핸들과 연결되는 샤프트가 통과되며, 엔진룸에서 발생되는 소음과 물의 유입을 차단시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조는 아우터씰(10) 및 충진부재(20)를 포함한다.

아우터씰(10)은 상부가 운전석의 대쉬패널에 결합되며, 하부가 엔진룸의 기어커버에 결합되고, 샤프트가 상하부를 관통하는 관통홀(11)이 형성된다.

또한, 아우터씰(10)은 고무재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 아우터씰(10)은 대쉬패널에 압착되어 결합될 수 있다.

충진부재(20)는 아우터씰(10)의 상측면 외측 모서리와 관통홀(11) 사이에 내입형성된 내입홈(12)에 구비된다. 이때, 충진부재(20)는 아우터씰(10)의 내입홈(12)에 대응되는 형상으로 형성되어 내입홈(12)에 구비된다.

이에 따라, 엔진룸에서 발생되는 소음은, 아우터씰(10)과 충진부재(20)에 의해서 차단되는 동시에, 물의 유입을 차단할 수 있다.

즉, 소음은 외측에 위치한 아우터씰(10)과, 아우터씰(10)의 내부에 구비된 충진부재(20)에 의해 차례대로 차단된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조의 제1에어갭(30)이 형성된 상태를 나타낸 구성도이다. 도 4는 도 3의 단면도이다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 충진부재(20)는 내입홈(12)의 평단면적보다 작은 평단면적을 갖도록 형성되어 내입홈(12)의 내측면과 충진부재(20)의 외측면이 서로 이격되게 구비된다.

또한, 충진부재(20)의 외측면과 내입홈(12)의 내측면 사이에는 제1에어갭(30)이 형성된다.

즉, 엔진룸에서 발생되는 소음 및 진동은 아우터씰(10)과 제1에어갭(30) 및 충진부재(20)에 의해서 차단된다.

다시 말해, 소음은, 외측에 위치한 아우터씰(10), 제1에어갭(30) 그리고 충진부재(20)에 의해 차례대로 차단된다.

이때, 아우터씰(10)과 대쉬패널은 압착되어 결합되며, 충진부재(20)의 상부가 대쉬패널에 압착될 수도 있다. 이에 따라, 제1에어갭(30)은 밀폐된 상태로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조의 제2에어갭(40)이 형성된 상태를 나타낸 구성도이다. 도 6은 도 5의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 아우터씰(10)은, 아터씰의 내입홈(12) 상부 외측 모서리와 아우터씰(10)의 상측면 외측 모서리 사이에 내입된 제2에어갭(40)이 형성된다.

즉, 아우터씰(10)은, 제2에어갭(40)을 중심으로, 제2에어갭(40)의 외측에 외부씰(13)과 내측에 내부씰(14)이 형성된다.

이에 따라, 엔진룸에서 발생되는 소음은, 아우터씰(10)의 외부씰(13), 아우터씰(10)의 제2에어갭(40), 아우터씰(10)의 내부씰(14) 및 충진부재(20)에 의해서 차례대로 차단된다.

이때, 아우터씰(10) 즉, 외부씰(13)과 내부씰(14)의 상부는 대쉬패널에 압착되어 결합된다. 그리고 제2에어갭(40)은 밀폐된 상태로 형성될 수 있다.

또한, 충진부재(20)는 외측면이 내측으로 오목하게 내입형성되어 외부로부터 전달되는 소음을 반사시키며 차단할 수 있다.

충진부재(20)는 아우터씰(10) 하측면에 접착제가 도포되어 상기 내입홈의 내부 바닥면에 접착되거나, 폼(foam)으로 이루어져 오버 몰딩(over molding) 된다.

이때, 폼(foam)은 폴리우레탄 발포체(pu foam), 폼 러버(foam rubber) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.

이로 인해, 아우터씰(10)과 충전부재로만 조립될 수 있어 종래보다 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 충전부재가 폴리우레탄 폼으로 이루어져 종래보다 소음을 차단하는 성능이 더욱 향상된다.

본 발명에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조는 관(50) 및 보강부(60)를 더 포함한다.

관(50)은 아우터씰(10)의 내입홈(12) 내부에 아우터씰(10)의 관통홀(11)을 관통하는 샤프트를 감싼다.

보강부(60)는 관(50)의 외주면과 내입홈(12)의 내측면 내지 하측면을 연결한다.

이때, 충진부재(20)는 관(50)이 삽입결합되는 결합홀과, 보강부(60)가 끼움결합되는 끼움홈이 형성된다.

아우터씰(10)은 하부의 내주면에 기어커버의 외측에 돌출된 돌출부가 삽입되어 씰링되는 씰링홈(15)이 형성된다.

이때, 씰링홈(15)은 내부 상측면에 기어커버의 돌출부 상측면과 밀착되어 씰링되도록 적어도 하나 이상의 돌기부(16)가 형성된다.

또한, 아우터씰(10)은 씰링홈(15)이 형성된 하단부(17)가 씰링홈(15)의 내부에서 외부로 갈수록 두꺼워지도록 형성된다.

씰링홈(15)은 씰링홈(15)의 내부에서 외부로 갈수록 아우터씰(10)의 하단부(17)에 의해 상하폭이 좁아져 기어커버의 돌출부 하측면이 밀착결합된다.

즉, 본 발명에 따른 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조의 아우터씰(10)과 기어커버는, 기어커버의 돌출부가 씰링홈(15)에 삽입됨에 따라 씰링되되, 돌기부(16)와 아우터씰(10)의 하단부(17)에 의해 씰링을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 아우터씰 11: 관통홀
12: 내입홈 13: 외부씰
14: 내부씰 15: 씰링홈
16: 돌기부 17: 하단부
20: 충진부재 30: 제1에어갭
40: 제2에어갭 50: 관
60: 보강부

Claims (11)

1. 엔진룸과 운전석 사이에 구비되어 차량핸들과 연결되는 샤프트가 통과되며, 상기 엔진룸에서 발생되는 소음과 물의 유입을 차단시키는 차단구조에 있어서,
   상부가 상기 운전석의 대쉬패널에 결합되고, 하부가 상기 엔진룸의 기어커버에 결합되고, 상기 샤프트가 상하부를 관통하는 관통홀이 형성된 아우터씰; 및
   상기 아우터씰의 상측면 외측 모서리와 상기 관통홀 사이에 내입형성된 내입홈에 구비되되, 상기 내입홈에 대응되는 형상으로 형성되는 충진부재;를 포함하여 이우어져
   상기 차단구조는 상기 아우터씰과 상기 충진부재로만 구성되고
   상기 충진부재는, 상기 내입홈의 평단면적보다 작은 평단면적을 갖도록 형성되어 상기 내입홈의 내측면과 충진부재의 외측면이 서로 이격되게 구비됨에 따라 상기 충진부재의 외측면과 내입홈의 내측면 사이에는, 제1에어갭이 형성되며,
   상기 충진부재는, 아우터씰 하측면에 접착제가 도포되어 상기 내입홈의 내부 바닥면에 접착되거나, 폼(foam)으로 이루어져 오버 몰딩(over molding) 되어
   상기 엔진룸에서 발생되는 소음은, 상기 아우터씰과 제1에어갭 및 충진부재에 의해서 차단되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 아우터씰의 내입홈 내부에 아우터씰의 관통홀을 관통하는 상기 샤프트를 감싸는 관; 및
   상기 관의 외주면과 상기 내입홈의 내측면 내지 하측면을 연결하는 보강부;를 더 포함하고,
   상기 충진부재는, 상기 관이 삽입결합되는 결합홀과, 상기 보강부가 끼움결합되는 끼움홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 아우터씰은, 하부의 내주면에 상기 기어커버의 외측에 돌출된 돌출부가 삽입되어 씰링되는 씰링홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 씰링홈은, 내부 상측면에 상기 기어커버의 돌출부 상측면과 밀착되어 씰링되도록 적어도 하나 이상의 돌기부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 아우터씰은, 상기 씰링홈이 형성된 하단부가 상기 씰링홈의 내부에서 외부로 갈수록 두꺼워지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 씰링홈은, 상기 씰링홈의 내부에서 외부로 갈수록 상기 아우터씰의 하단부에 의해 상하폭이 좁아좁아지고, 상기 기어커버의 돌출부 하측면은 상기 씰링홈의 내부 하측면에 밀착결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 샤프트의 소음 및 진동 차단구조.
   
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