KR20040106929A - 웨더스트립 실링성능 평가장치 - Google Patents

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KR20040106929A
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Abstract

본 발명은 웨더스트립의 실링성능을 평가하기 위한 장치에 관한 것으로서, 주행로나 풍동시험장 등의 대형 설비 없이도 시험자가 실험실 등에서 간단히 웨더스트립의 실링성능을 평가할 수 있도록 구성된 웨더스트립 실링성능 평가장치에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨더스트립 실링성능 평가장치는, 공기를 제공하는 공기공급수단과, 이 공기공급수단과 챔버 사이를 연결하는 공기공급라인과, 이 공기공급라인상에서 공기의 공급압을 조절할 수 있도록 설치된 유입압조절수단 및 공기의 공급압을 검출하여 지시하는 외압계와, 상기 공기공급라인상에서 공기의 공급을 단속할 수 있도록 설치된 개폐밸브와, 상기 공기공급라인을 통해 공기가 채워지게 되는 챔버와, 이 챔버의 공기 배출구 주변으로 체결되고 시험대상의 웨더스트립을 내부의 공기유로상에서 실차상태와 동일한 실링상태로 고정하게 되는 지그를 포함하여 이루어진다.

Description

웨더스트립 실링성능 평가장치{Apparatus for testing sealing perfomance of weather stip}
본 발명은 웨더스트립 실링성능 평가장치에 관한 것으로서, 주행로나 풍동시험장 등의 대형 설비 없이도 시험자가 실험실 등에서 간단히 웨더스트립의 실링성능을 평가할 수 있도록 구성된 웨더스트립 실링성능 평가장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 웨더스트립(weather strip)은 차체를 외부 환경으로부터 실링하는 부품이며, 도어 등이 개폐되는 곳이나 기밀을 요하는 곳의 가장자리에 설치된다.
이러한 웨더스트립은 외부의 유해한 공기나 소음, 먼지 등이 차실 내부로 유입되는 것을 방지함은 물론 풍절음(wind noise) 및 누수 등을 차단하고, 차량의 차체 내로 불순물이나 수분 등이 유입되는 것을 차단하여 차체 부식을 방지하고자 설치된다.,
통상, 상기 웨더스트립은 다수의 립을 가지며, 내부에 공실이 형성되어 있거나 탄성체가 삽입된 상태로 성형되어 밀착력을 향상시키는 구조로 되어 있고, 보통 고무재를 가늘고 길게 성형하여 제조된다.
한편, 차량이 고속으로 주행할 때 도어와 차체 사이가 벌어지게 되는데, 이러한 상황에서 차량 외부와 실내 사이에는 압력차가 생기고, 이로 인해 풍절음이 발생하게 된다.
이러한 풍절음은 도어와 차체의 벌어짐 양과 상관 관계가 있으며, 이 벌어짐 양이 클수록 풍절음이 커지게 된다.
상기 벌어짐 양은 주행시 차량 외부와 실내 사이의 압력차, 즉 차압과 상관 관계가 있는 바, 다음의 표 1은 실제 측정된 도어의 벌어짐 양과 차압과의 관계를 나타낸 것이고, 벌어짐 양과 차압이 측정되는 위치 'A'와 'B'는 도 4에 도시한 바와 같다.
표 1을 살펴보면, 주행시의 차량에서, 차압은 동일한 풍속인 경우 차속이 클수록 커지고, 동일한 차속인 경우 풍속이 클수록 커지며, 벌어짐 양은 차압이 클수록 커짐을 알 수 있다.
한편, 첨부한 도 5는 웨더스트립의 실링성능에 따른 벌어짐 양과 차압의 관계를 보여주는 것으로서, 이는 웨더스트립의 실링성능이 우수한 경우 낮은 성능의 웨더스트립에 비해 차압 증가에 대한 벌어짐 양의 증가가 상대적으로 적음을 나타낸 것이다.
즉, 차량이 고속으로 주행하더라도 웨더스트립의 실링성능이 우수하면 도어와 차체의 벌어짐 양이 적어지는 바, 결국 풍절음도 적게 발생한다.
통상, 도어의 벌어짐 양과 풍절음은 웨더스트립이 장착된 실제 차량을 주행시켜 측정하거나 풍동시험장에서 가상적으로 측정하게 된다.
따라서, 종래에는 시험을 수행하기 위하여 주행로 및 풍동시험장 등의 시설을 필수적으로 이용하였는 바, 이로 인해 시험에 필요한 비용 및 시간이 많이 소요되었음은 물론, 신차 개발시 대응속도가 느려서 실링성능이 우수한 웨더스트립을 개발하더라도 확인하는데 까지 많은 시간이 소요되는 등 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 주행로나 풍동시험장 등의 대형 설비 없이도 시험자가 실험실 등에서 간단히 웨더스트립의 실링성능을 평가할 수 있도록 구성된 웨더스트립 실링성능 평가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨더스트립 실링성능 평가장치는,공기를 제공하는 공기공급수단(110)과, 이 공기공급수단(110)과 챔버(160) 사이를 연결하는 공기공급라인(120)과, 이 공기공급라인(120)상에서 공기의 공급압을 조절할 수 있도록 설치된 유입압조절수단(130) 및 공기의 공급압을 검출하여 지시하는 외압계(140)와, 상기 공기공급라인(120)상에서 공기의 공급을 단속할 수 있도록 설치된 개폐밸브(150)와, 상기 공기공급라인(120)을 통해 공기가 채워지게 되는 챔버(160)와, 이 챔버(160)의 공기 배출구(162) 주변으로 체결되고 시험대상의 웨더스트립(100)을 내부의 공기유로상에서 실차상태와 동일한 실링상태로 고정하게 되는 지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 지그(180)는 내부에 웨더스트립(100)이 내면상에 밀착 고정되어 실차상태와 동일한 실링상태를 유지하게 되는 웨더스트립 장착공간(184)과, 상기 챔버(160)의 배출구(162)를 통해 주입된 공기를 웨더스트립(100) 전방으로 유도하는 전방유로(183)와, 웨더스트립(100)의 밀착면과 지그(180) 내부면 사이로 새어나온 공기를 외부로 유도하는 후방유로(185)를 가지는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 지그(180)는 웨더스트립(100)을 앞뒤로 압착하는 방식으로 조합되어 서로 마주보는 내면이 내부의 상기 웨더스트립 장착공간(184), 전방유로(183) 및 후방유로(185)를 형성하도록 된 한 쌍의 압착블록(182a,182b)과, 이 압착블록(182a,182b)의 내부를 밀폐하기 위해 압착블록(182a,182b)의 양 측면을 압착 밀폐하는 밀폐수단(190)과, 상기 압착블록(182a,182b)을 챔버(160)의 외부면상에 고정하기 위한 체결수단(189)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밀폐수단(190)은 상기 압착블록(182a,182b)의 양 측면상에 압착되는 고무재의 양쪽 실링판(191)과, 상기 두 압착블록(182a,182b)과 양쪽 실링판(191)을 바깥쪽에서 압축하여 결합시키는 압축판(192)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 두 압축판(192)은 각 모서리부에 체결되어 안쪽으로의 조임력을 제공하는 긴 볼트(193a)와 너트(193b)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 평가장치의 구성을 보여주는 장치구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 평가장치에서 지그의 구성을 보인 분해사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 평가장치에서 웨더스트립이 장착된 지그의 단면도이며,
도 4는 벌어짐 양과 차압의 측정 위치를 나타낸 도면이고,
도 5은 웨더스트립의 실링성능에 따른 벌어짐 양과 차압의 관계를 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 웨더스트립 110:공기공급수단
120 : 공기공급라인 130 : 유입압조절수단
140 : 외압계 150 : 개폐밸브
160 : 챔버 162 : 배출구
170 : 내압계 180 : 지그
182a,182b : 압착블록 183 : 전방유로
184 : 웨더스트립 장착공간 185 : 후방유로
190 : 밀폐수단 189 : 체결수단
191 : 실링판 192 : 압축판
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 주행로나 풍동시험장 등의 대형 설비 없이도 시험자가 실험실 등에서 간단히 웨더스트립의 실링성능을 평가할 수 있도록 구성된 웨더스트립 실링성능 평가장치에 관한 것이다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 웨더스트립 실링성능 평가장치의 구성을 보여주는 것로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 평가장치는, 공기공급수단(110), 이 공기공급수단(110)에 연결된 공기공급라인(120), 이 공기공급라인(120)상의 유입압조절수단(130) 및 외압계(140), 상기 공기공급라인(120)상에서 공기공급을 단속하는 개폐밸브(150), 상기 공기공급라인(120)을 통해 공급되는 공기가 채워지는 챔버(160), 이 챔버(160)에 설치된 내압계(170), 시험대상의 웨더스트립(100)을 고정하는 지그(180)를 포함한다.
우선, 공기공급수단(110)은 시험에 필요한 공기를 제공하게 되며, 충분한 챔버(160) 내 공기압을 제공할 수 있도록 고압 공기의 공급이 가능한 컴프레서 등으로 실시될 수 있다.
상기 공기공급라인(120)은 예시한 바와 같이 공기공급수단(110)쪽으로 연결된 플렉시블 튜브(122)와 챔버(160)쪽으로 연결된 파이프(124)로 구성되며, 이 플렉시블 튜브(122)와 파이프(124) 사이에는 유입압조절수단(130)이 설치된다.
상기 유입압조절수단(130)은 공기공급라인(120)을 통해 공급되는 공기의 공급압력을 시험자가 임의로 조절할 수 있도록 시험자의 조작에 따라 공급압력을 조절하게 되는 밸브를 가진다.
상기 외압계(140)는 공기공급라인(120)을 통해 챔버(160)로 공급되는 공기의 압력을 검출하여 지시하는 것으로서, 예시한 바와 같이 유입압조절수단(130)과 함께 일체의 부품으로 구성된 것이 사용 가능하다.
상기 개폐밸브(150)는 공기공급라인(120)상에서 유입압조절수단(130)을 거친 공기의 흐름을 단속하는 밸브로서, 이를 조작하여 시험자는 공기공급수단(110)으로부터 공급되는 공기를 챔버(160) 내로 주입하거나 또는 차단할 수 있게 된다.
한편, 상기 챔버(160)에는 공기공급라인(120)을 통해 공급되는 공기가 채워져 저장되며, 상부면의 지그(180)가 장착되는 부위에는 챔버(160) 내의 공기가 외부로 빠져나갈 수 있는 유일한 통로로서 배출구(도 2의 도면부호 162)가 구비되는 바, 시험시 이 배출구(162)를 통해 챔버(160) 내의 공기가 지그 체결부위로 유출되게 된다.
또한, 상기 챔버(160)의 일측에는 챔버(160) 내 공기압을 검출하여 지시하는 내압계(170)가 설치되며, 이 내압계(170)는 정확한 챔버(160) 내 공기압이 측정될수 있도록 공기공급라인(120)이 연결된 챔버(160)의 유입구부와 적절히 떨어져 위치시키는 것이 바람직하다.
상기 지그(180)는 시험대상인 웨더스트립(100)을 내부에서 실차상태와 동일한 실링상태가 되도록 하여 고정하는 것으로, 챔버(160)의 상면에서도 배출구(162) 위에 장착되는 바, 상기 지그(180)의 내부에는 배출구(162)를 통해 공급되는 공기를 웨더스트립(100) 전방으로 흐를 수 있게 하는 유로가 구비된다.
여기서, 시험대상인 웨더스트립(100)은 지그(180) 내부에 그 전체가 밀착 개재된 상태로 고정될 수 있도록 적당한 길이로 절단되어 사용된다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 평가장치에서 지그의 구성을 보인 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 평가장치에서 웨더스트립이 장착된 지그의 단면도로서, 이를 참조하여 지그에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 지그(180)는 조합된 상태에서 중앙 내부에 웨더스트립 장착공간(184)을 형성하게 되고 웨더스트립(100)을 앞뒤로 압착하도록 된 한 쌍의 압착블록(182a,182b)을 포함하며, 이 웨더스트립 장착공간(184)의 내면상에 웨더스트립(100)이 실차상태와 동일한 실링상태를 유지하도록 밀착 개재된다.
상기 각 압착블록(182a,182b)은 대략 ㄴ,ㄱ자 단면형상을 가지며, 두 압착블록(182a,182b)이 서로 조합된 상태에서 마주보는 내면이 상기 웨더스트립 장착공간(184)과, 챔버(160)의 배출구(162)를 통해 주입된 공기를 웨더스트립(100) 전방으로 유도하는 전방유로(183)와, 웨더스트립(100)의 밀착면과 압착블록(182a,182b) 내면 사이로 새어나온 공기를 외부로 유도하는 후방유로(185)를 형성하게 되어 있다.
물론, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 웨더스트립 장착공간(184)은 조합된 압착블록(182a,182b)의 내부에서 웨더스트립(100)이 실차상태와 동일한 밀착상태(실링상태)로 고정될 수 있게 형성된 공간인 바, 이 웨더스트립 장착공간(184)의 단면형상은 시험대상이 되는 웨더스트립(100)의 단면형상에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 압착블록(182a,182b)은 조합 후 챔버(160) 위에 체결된 상태에서 배출구(162)로부터 빠져 나온 공기가 경유하여 전방유로로 흐르도록 된 별도의 경유공간(187)을 가지는 바, 이 경유공간(187)을 형성하기 위해 압착블록(182a,182b)의 하부면에는 요홈(186)이 형성되어 있고, 이 요홈(186)은 챔버(160)의 상면에서 배출구(162)를 포함한 그 주변을 덮고 있는 형태가 된다.
결국, 상기 두 압착블록(182a,182b)이 조합 후 챔버(160)에 체결된 상태에서, 상기 챔버(160)의 내부공간은 배출구(162), 압착블록(182a,182b) 내부의 경유공간(187), 전방유로(183)를 통해 웨더스트립 장착공간(184)과 연통되게 된다.
한편, 상기 두 압착블록(182a,182b)의 하단 끝면과 챔버(160)의 상면 사이에는 공기가 새지 않도록 하는 고무재질의 실링부재(188)가 개재됨이 바람직하다.
또한, 상기 지그(180)는 두 압착블록(182a,182b)을 챔버(160)의 상면에 체결시키는 도 2에 도시한 바와 같은 브라켓(189a)과 볼트(189b) 등으로 이루어진 체결수단(189)을 포함한다.
또한, 웨더스트립(100)이 개재된 상태로 조합 후 챔버(160)에 체결된 압착블록(182a,182b)의 양 측면으로는 공기가 새지 않도록 하는 밀폐수단(190)이 구비되는 바, 이 밀폐수단(190)으로서 상기 압착블록(182a,182b)의 양 측면에는 고무재질의 실링판(191)과 압축판(192)이 부착되며, 양쪽의 두 압축판(192)은 각 모서리부에 체결되어 안쪽으로의 조임력을 제공하는 긴 볼트(193a)와 너트(193b)에 의해 강하게 결합된다.
여기서, 상기 실링판(191)은 압착블록(182a,182b)의 양 측면과 압축판(192) 사이로 공기가 새지 않도록 실링하는 역할을 하고, 상기 압축판(192)은 실링판(191)과 압착블록(182a,182b)을 바깥쪽에서 압축하면서 두 압착블록(182a,182b)을 서로 결합시키는 역할을 한다.
결국, 상기 압착블록(182a,182b)의 양 측면상에서 실링판(191)과 압축판(192)이 압착불록의 내부공간을 완전 밀폐시키는 바, 챔버(160) 내부로부터 지그(180) 내부로 유출된 공기는 압착블록(182a,182b) 내면이 형성하는 전술한 바의 유로를 통해서만 흐르게 되며, 이때 공기는 유로 중간에 위치된 웨더스트립(100)에 의해 차단되거나 웨더스트립(100) 주위로 새어 나가게 된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 웨더스트립(100) 실링성능 평가장치를 이용하여 시험과정과 평가방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시험방법을 설명하면, 챔버(160) 상면에 웨더스트립(100)이 설치된 지그(180)를 체결하고, 개폐밸브(150)를 열어 공기를 챔버(160) 내로 유입시킨다.
이때, 유입압조절수단(130)을 조작하여 공급되는 공기압을 조절하게 되며, 이때의 압력을 외압계(140)로 측정한다.
이와 같이 공기가 챔버(160) 내로 계속해서 공급되면 내압계(170)의 바늘이0에서 조금씩 올라가게 되며, 이후 내압계(170)의 수치가 외압계(140)의 수치와 일치하게 되면 공기가 지그(180) 내의 웨더스트립(100)을 통해 챔버(160) 외부로 유출되지 않는 것을 의미한다.
이는 시험대상의 웨더스트립(100)을 실차에 장착하여 주행하였을 때 도어의 벌어짐 양이 0이라는 것을 의미하며, 이러한 상태에서 풍절음은 거의 발생하지 않는다고 할 수 있다.
이후, 유입압조절수단(130)을 조작하여 공기의 유입압을 공기가 웨더스트립(100)을 통해 유출될 때까지, 즉 외압계(140)와 내압계(170)의 수치가 차이가 날 때까지 올리게 된다.
이와 같이 공기의 유입압을 올리면서 외압계(140)와 내압계(170)의 수치가 차이가 날 때 내압계(170)의 수치를 읽게 된다.
여기서, 외압계(140)와 내압계(170)의 수치가 차이가 날 때, 즉 공기가 웨더스트립(100)을 통해 유출될 때 측정된 내압계(170)의 수치가 높으면 높을수록 웨더스트립의 실링성능이 우수한 것이며, 실링성능이 우수하다는 것은 주행시 풍절음이 적다는 것을 의미한다.
다음으로, 측정된 내압계(170)의 수치를 이용한 평가방법을 예를 들어 설명하면, 표 1의 실차 '차량 2'에서는 150km/h에서의 차압이 -869Pa이고 도어의 벌어짐 양이 0.8mm라고 측정되어졌다.
이 속도에서는 실차의 도어가 벌어져 있으므로 당연히 풍절음(웨더스트립에 의한)이 발생한다.
이러한 실차의 기존 데이터를 이용하되, 개선된 웨더스트립을 본 발명의 평가장치로 시험하여 내압계 수치와 대기압과의 차압 -869Pa에서 공기가 웨더스트립을 통해 유출되지 않았다면, 이것은 개선된 웨더스트립을 실차에 장착하고 150km/h로 주행했을 때 도어의 벌어짐 양이 0이라는 것을 의미하며, 결국 개선된 웨더스트립에 의한 풍절음은 거의 발생하지 않는다고 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨더스트립 실링성능 평가장치를 이용하게 되면 다음과 같은 장점이 있다.
1) 주행로나 풍동시험장 등의 대형 설비 없이 시험자가 실험실 등에서 간단히 웨더스트립의 실링성능을 평가할 수 있다.
2) 새로운 웨더스트립을 개발할 때 도어의 벌어짐 양이나 풍절음 등을 실험실에서 미리 예측할 수 있어 즉시 대응 가능하다.
3) 예측한 결과를 이용하여 실차 시험시에 비해 시간과 비용을 줄일 수 있는 바, 신차 개발시간을 단축할 수 있고, 신차 개발 확인 평가시 효율적인 시험관리가 가능하여 보다 신속하고 안정화된 제품 개발이 가능해진다.
4) 여러 제품의 실링성능 비교 평가에 유용하며, 지그만 교체하면 전차종 웨더스트립 및 타부품 등에 적용 가능하다.

Claims (5)

  1. 공기를 제공하는 공기공급수단(110)과, 이 공기공급수단(110)과 챔버(160) 사이를 연결하는 공기공급라인(120)과, 이 공기공급라인(120)상에서 공기의 공급압을 조절할 수 있도록 설치된 유입압조절수단(130) 및 공기의 공급압을 검출하여 지시하는 외압계(140)와, 상기 공기공급라인(120)상에서 공기의 공급을 단속할 수 있도록 설치된 개폐밸브(150)와, 상기 공기공급라인(120)을 통해 공기가 채워지게 되는 챔버(160)와, 이 챔버(160)의 공기 배출구(162) 주변으로 체결되고 시험대상의 웨더스트립(100)을 내부의 공기유로상에서 실차상태와 동일한 실링상태로 고정하게 되는 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨더스트립 실링성능 평가장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지그(180)는 내부에 웨더스트립(100)이 내면상에 밀착 고정되어 실차상태와 동일한 실링상태를 유지하게 되는 웨더스트립 장착공간(184)과, 상기 챔버(160)의 배출구(162)를 통해 주입된 공기를 웨더스트립(100) 전방으로 유도하는 전방유로(183)와, 웨더스트립(100)의 밀착면과 지그(180) 내부면 사이로 새어나온 공기를 외부로 유도하는 후방유로(185)를 가지는 것을 특징으로 하는 웨더스트립 실링성능 평가장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 지그(180)는 웨더스트립(100)을 앞뒤로 압착하는 방식으로 조합되어 서로 마주보는 내면이 내부의 상기 웨더스트립 장착공간(184), 전방유로(183) 및 후방유로(185)를 형성하도록 된 한 쌍의 압착블록(182a,182b)과, 이 압착블록(182a,182b)의 내부를 밀폐하기 위해 압착블록(182a,182b)의 양 측면을 압착 밀폐하는 밀폐수단(190)과, 상기 압착블록(182a,182b)을 챔버(160)의 외부면상에 고정하기 위한 체결수단(189)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨더스트립 실링성능 평가장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밀폐수단(190)은 상기 압착블록(182a,182b)의 양 측면상에 압착되는 고무재의 양쪽 실링판(191)과, 상기 두 압착블록(182a,182b)과 양쪽 실링판(191)을 바깥쪽에서 압축하여 결합시키는 압축판(192)을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨더스트립 실링성능 평가장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 두 압축판(192)은 각 모서리부에 체결되어 안쪽으로의 조임력을 제공하는 긴 볼트(193a)와 너트(193b)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 웨더스트립 실링성능 평가장치.
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