KR20070089229A

KR20070089229A - 차음 시일이 부착된 밀봉장치

Info

Publication number: KR20070089229A
Application number: KR1020077016036A
Authority: KR
Inventors: 고 칸자키; 아키라 카미치카; 후미노리 카타오카; 토쿠히로 무라카미
Original assignee: 엔오케이 가부시키가이샤
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-08-30
Also published as: JP2006177400A; KR101249411B1; CN101080590A; US20080203673A1; JP4739745B2; EP1837562A4; CN101080590B; WO2006067910A1; EP1837562A1; EP1837562B1; US7677577B2

Abstract

본 발명은, 시일기능과 차음기능을 겸비한 차음 시일이 부착된 밀봉장치에 있어서, 우수한 차음성능을 발휘하며, 게다가 밀봉장치의 축방향 길이가 커지지 않는 밀봉장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하우징(2)의 축구멍(3)의 둘레면과 축구멍(3)에 삽입통과된 축(4) 사이의 틈새(5)를 시일하는 시일 본체(6)와, 상기 틈새(5)를 투과하는 투과음을 차단하는 차음 시일(7)을 가진다. 시일 본체(6)는, 하우징(2)에 부착되는 부착부(8)와 축(4)에 접하는 시일 립부(9) 사이에 벨로우부(10)를 일체로 가진다. 차음 시일(7)은, 부착부(8)의 내주측에 배치되는 차음부재(20)를 가진다. 그리고, 차음부재(20)는, 그 외주부(20a)에서 부착부(8)에 접하는 동시에 그 내주부(20b)에서 시일 립부(9)에 접한 상태에서 시일 본체(6)에 유지되는 구조를 가진다.

Description

차음 시일이 부착된 밀봉장치{SEALING DEVICE WITH SOUND INSULATING SEAL}

본 발명은, 예컨대 자동차 등의 차량에 있어서의 스티어링 샤프트의 더스트 시일 등과 같은, 축 편심(eccentricity)이나 부착 편심이 큰 축밀봉부에 이용하기에 적합한 밀봉장치에 관한 것이며, 특히, 시일 기능 외에 차음기능을 겸비한 차음 시일이 부착된 밀봉장치에 관한 것이다. 본 발명의 밀봉장치는, 상기 차량 외에 범용의 기계 등에도 이용될 수 있다.

종래부터, 도 3에 도시한 바와 같은 차음 시일이 부착된 밀봉장치(51)가 알려진 바 있으며, 이것은 이하와 같은 구성을 가진다. 도 3의 밀봉장치(51)는, 차량용 스티어링 더스트 시일이다(특허문헌 1의 도 5 참조).

즉 우선은, 하우징인 프론트 대시 패널(52)에 형성한 축구멍(53)의 둘레면(53a)과 상기 축구멍(53)에 삽입통과된 축인 스티어링 샤프트(54) 사이의 틈새(55)를 시일하는 시일 본체(56)가 설치되어 있으며, 상기 시일 본체(56)에 대해, 상기 틈새(55)를 엔진 룸측(A)으로부터 차 실내측(B)으로 투과하는 엔진음 내지는 주행음 등의 투과음을 차단하는 차음 시일(57)이 조립되어 있다.

시일 본체(56)는, 프론트 대시 패널(52)의 축구멍(53) 내주에 부착되는 부착부(58)와, 스티어링 샤프트(54)의 둘레면에 접하는 시일 립부(59)를 가지고 있으 며, 상기 부착부(58)와 시일 립부(59) 사이에, 축 편심 등에 대응하기 위한 벨로우부(60)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 차음 시일(57)은, 시일 본체(56)의 부착부(58)의 내주측에 고정된 차음부재(61)를 가지고 있으며, 상기 차음부재(61)는 예컨대 탄성체에 의해 환형(annular shape)으로 성형되어 있다.

상기와 같은 구성의 밀봉장치(51)는, 탄성체에 의해 얇은 두께로 성형된 시일 본체(56)의 벨로우부(60)를 투과하는 투과음에 대해, 그 차 실내측(B)에 배치된 차음 시일(57)의 차음부재(61)가 차음기능을 발휘함으로써 차 실내측(A)에서의 소음 레벨을 감소시키고자 하는 것인데, 그 발휘할 수 있는 차음성능과 관련하여 이하와 같은 문제가 있다.

즉, 상기 차음 시일(57)의 차음부재(61)는, 시일본체(56)의 부착부(58)의 내주측에 끼움결합 등의 수단에 의해 고정되어 있으나, 그보다 더 내주측에는, 스티어링 샤프트(54)와의 사이에 커다란 틈새(62; 직경방향의 틈새)가 설정되어 있다. 따라서, 상기 벨로우부(60)를 투과한 투과음이 상기 틈새(62)를 통과해버리며(화살표 C), 이에 따라 발휘할 수 있는 차음성능에 한계가 있었다.

상기의 문제를 해결하기 위해, 본원의 출원인들은 전에 도 4에 도시한 바와 같이, 부착부(63), 시일 립부(64) 및 벨로우부(65)를 갖는 시일 본체(62) 두 개를 나란히 배치함으로써 벨로우 이중구조(bellows double structure)로 한 밀봉장치(61)를 제안한 바 있으며, 상기 밀봉장치(61)에 의하면, 차 실내측(A)의 시일본체(62)의 시일 립부(64)가 스티어링 샤프트에 접하여 그 내주측에 직경방향의 틈새 가 형성되지 않게 됨으로써, 차음성능을 높일 수 있다(특허문헌 1 참조).

그러나, 상기의 선행기술에 의하면, 시일 본체(62) 두 개를 나란히 배치하여 이중구조로 한 결과, 밀봉장치(61) 전체의 축방향 길이(제품 폭)가 대형화되는 것을 피할 수 없었으며, 이러한 점에서 추가적인 개량의 여지가 있었다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 H9-242880호

[특허문헌 2] 일본 실용신안공개공보 H6-84068호

[특허문헌 3] 일본 특허공개공보 H11-82752호

[특허문헌 4] 일본 특허공개공보 H11-351385호

본 발명은, 이상과 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 상기와 같은 시일기능과 차음기능을 겸비한 밀봉장치에 있어서, 우수한 차음성능을 발휘하면서도, 밀봉장치의 축방향 길이가 커지지 않는 밀봉장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 청구항 1에 의한 밀봉장치는, 하우징의 축구멍 둘레면과 상기 축구멍에 삽입통과된 축 사이의 틈새를 시일하는 시일 본체와, 상기 틈새를 투과하는 투과음을 차단하는 차음 시일을 가지며, 상기 시일 본체는, 상기 하우징에 부착되는 부착부와 상기 축에 접하는 시일 립부 사이에 벨로우부를 일체로 가지며, 상기 차음 시일은, 상기 부착부의 내주측에 배치되는 차음부재를 가지는 차음 시일이 부착된 밀봉장치로서, 상기 차음부재는, 그 외주부에서 상기 부착부에 접하는 동시에 그 내주부에서 상기 시일 립부에 접한 상태로 상기 시일 본체에 유지되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 의한 밀봉장치는, 상기한 청구항 1의 차음 시일이 부착된 밀봉장치에 있어서, 차음부재가, 부착부에 설치된 립형상의 차음 시일 지지부에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부에 대해 간섭하는 형상으로 이루어져, 상기 시일 립부에 가압되어 상기 차음부재의 일부가 오목해진 상태로 상기 시일 립부에 밀착접촉하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기의 구성을 구비한 본 발명의 청구항 1에 의한 밀봉장치에서는, 차음 시일의 차음부재가, 그 외주부에서 시일 본체의 부착부에 접하는 동시에 그 내주부에서 동일한 시일 본체의 시일 립부에 접한 상태로 시일 본체에 유지되는 구조로 되어 있기 때문에, 차음부재의 내주측에, 상기 도 3의 종래기술과 같은 투과음의 통과를 허용하는 직경방향의 틈새가 형성되지 않게 된다. 또한, 상기 도 4의 선행기술과 같이 2개의 벨로우를 축방향으로 나란히 배치하는 것이 아니기 때문에, 밀봉장치의 축방향 길이가 커지는 것을 억제할 수 있게 된다.

차음부재는, 예컨대 탄성체에 의해 환형으로 성형되어, 시일 본체의 부착부의 내주측에 부착되는데, 부착수단으로서는, 청구항 2에 기재한 바와 같이, 부착부에 설치한 립형상의 차음 시일 지지부에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부에 대해 간섭하는 형상으로 이루어져, 시일 립부에 가압되어 차음부재의 일부가 오목해진 상태에서 시일 립부에 밀착접촉하는 구조로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 차음부재가 일부에서 오목해져 시일 립부에 밀착접촉하면, 양자의 사이에 틈새가 발생하기 어려워진다.

본 발명은, 다음과 같은 효과를 나타낸다.

즉, 본 발명의 청구항 1에 의한 밀봉장치에서는, 상기한 바와 같이 차음부재가, 그 외주부에서 부착부에 접하는 동시에 그 내주부에서 시일 립부에 접한 상태에서 시일 본체에 유지되는 구조로 되어 있기 때문에, 차음부재의 내주측에, 투과음의 통과를 허용하는 직경방향의 틈새가 형성되는 일이 없다. 따라서, 차음부재가 부착부 및 시일 립부 사이를 완전히 폐쇄하여 투과음을 유효하게 흡수하게 되므로, 차음성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 2개의 벨로우를 축방향으로 나란히 배치하는 것이 아니므로, 밀봉장치의 축방향 길이가 커지지 않는다.

또한, 차음부재의 내주부를 축의 둘레면에 직접 접촉시킬 경우에는, 차음부재가 금속재로 이루어진 축에 접하게 되어, 차음부재의 재질에 따라서는, 영구변형(permanent deformation)이나 마모(abrasion) 등의 조기 피로가 발생할 우려가 있는데, 본 발명에서는, 차음부재가 축이 아니라 탄성체로 이루어진 시일 립부에 접촉한다. 따라서, 차음부재에 조기 피로가 발생하는 것을 억제할 수도 있다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 의한 밀봉장치에서는, 차음부재가 부착부에 설치된 립형상의 차음 시일 지지부에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부에 대해 간섭하는 형상으로 이루어져, 시일 립부에 가압되어 차음부재의 일부가 오목해진 상태에서 시일 립부에 밀착접촉하는 구조로 되어 있기 때문에, 차음부재와 시일 립부 사이에 틈새가 발생하기 어렵다. 따라서, 이러한 점에서도 차음 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치의 조립전 상태를 나타낸 주요부의 단면도이다.

도 2는 상기 밀봉장치의 조립 후의 상태를 나타낸 주요부의 단면도이다.

도 3은 종래예에 따른 밀봉장치의 장착상태를 나타낸 반절로 자른 상태의 단면도이다.

도 4는 다른 종래예에 따른 밀봉장치의 주요부에 대한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 밀봉장치

2 : 프론트 대시 패널(front dash panel)(하우징)

3 : 축구멍 3a : 둘레면

4 : 스티어링 샤프트(steering shaft)(축)

5 : 틈새

6 : 시일 본체(seal body)

7 : 차음 시일(sound insulating seal)

8 : 부착부(mounting part)

9 : 시일 립부(seal lip part)

10 : 벨로우부(bellows part)

11 : 금속 고리

12 : 고무형상 탄성체 13 : 더스트 립(dust lip)

14 : 범퍼(bumper) 14a, 20a : 외주부

15 : 차음 시일 유지 스페이스

16 : 결합부(engagement part)

17 : 차음 시일 지지부 18 : 경사면부(slant face part)

19 : 평면부 20 : 차음부재

20b : 내주부 20c : 일부(part)

A : 엔진 룸측 B : 차 실내측

본 발명에는, 이하와 같은 실시형태가 포함된다.

즉, 본 발명의 밀봉장치는, 상기의 목적을 달성하기 위해, 차음판(차음부재)으로 벨로우부를 덮는 형상으로 한 것이며, 또한 차음판으로 벨로우부 전체를 덮는 형상으로 한 것이다. 또한, 차음판을 유지시키는 차음판 누르개를 설치한 경우에는, 그 내부직경을 축소시킴으로써, 차음효과를 향상시킬 수도 있다.

(실시예)

다음으로, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 밀봉장치(1)의 조립 전 상태의 주요부의 단면을 나타낸 것으로서, 그 일측 구성요소인 시일 본체(6)에 대해 타측 구성요소인 차음 시일(7)을 조립하면, 도 2에 도시한 바와 같이 된다.

상기 실시예에 따른 밀봉장치(1)는, 차량용 스티어링 더스트 시일로서 이용되는 것으로서, 다음과 같이 구성되어 있다.

즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 하우징인 프론트 대시 패널(2; 도 2 참조)에 형성한 축구멍(3)의 둘레면(3a)과 이 축구멍(3)에 삽입통과한 축인 스티어링 샤프트(4; 도 2 참조) 사이의 틈새(5)를 시일하는 시일 본체(6)가 설치되어 있으며, 상기 시일 본체(6)에 대해, 상기 틈새(5)를 엔진 룸측(A)으로부터 차 실내측(B)으로 투과하는 엔진음, 주행음 등의 투과음을 차단하는 차음 시일(7)이 조립된다.

시일 본체(6)는, 프론트 대시 패널(2)의 축구멍(3) 내주에 부착되는 부착부(8)와, 스티어링 샤프트(4)의 둘레면에 접하는 시일 립부(9)를 일체로 가지고 있으며, 상기 부착부(8)와 시일 립부(9) 사이에, 축 편심 등에 대응하기 위한 벨로우부(10)가 일체로 성형되어 있다.

부착부(8)는, 프론트 대시 패널(2)의 축구멍(3) 내주에 끼움결합되는 금속 고리(11)의 표면에 고무형상 탄성체(12)를 가류(加硫)접착한 것으로서, 이 고무형상 탄성체(12)의 축방향 일단부(도면에 있어서의 상단부)에 동일한 재질로 이루어진 벨로우부(10)가 일체로 성형되고, 벨로우부(10)의 내주단부에 동일한 재질로 이루어진 시일 립부(9)가 일체로 성형되어 있다. 시일 립부(9)는, 스티어링 샤프트(4)의 둘레면에 밀착접촉하는 더스트 립(13)과, 상기 더스트 립(13)을 축 편심 등에 추종시키기 위한 범퍼(14)를 일체로 가지고 있으며, 후자인 범퍼(14)의 외주부(14a)에 대해 그 축방향 일측(도면에 있어서 상측)으로부터 벨로우부(10)가 일체화되어 있다.

또한, 부착부(8)의 내주면에는, 소정의 축방향 폭(L)을 가지는 차음 시일 유지 스페이스(15)가 벨로우부(10)의 차 실내측(B)에 위치하여 설치되어 있고, 그 일 단(도면에 있어서 상단)이며 고무형상 탄성체(12)의 내주면에는, 차음 시일의 위치결정을 위한 단차형상의 결합부(16)가 설치되어 있다. 또한, 차음 시일 유지 스페이스(15)의 타단(도면에 있어서 하단)이며 고무형상 탄성체(12)의 축방향 타단부(도면에 있어서 하단부)에는 동일한 재질로 이루어진 립형상의 차음 시일 지지부(17)가 직경방향 내측을 향해 일체로 성형되어 있다. 상기 립형상의 차음 시일 지지부(17)는, 고무형상 탄성체(12)의 축방향 타단부로부터 연장되는 경사면부(18)와, 상기 경사면부(18)의 선단으로부터 연장되는 평면부(19)를 일체로 가지며, 환형을 나타내고 있고, 차음 시일(7)을 차 실내측(B)으로부터 받는 형상으로 형성되어 있다. 또한, 차음 시일 유지 스페이스(15)의 내주측에는, 상기 범퍼(14)의 외주부(14a)가 위치하고 있다.

한편, 차음 시일(7)은, 상기 시일 본체(6)에 설치한 차음 시일 유지 스페이스(15)에 유지되는 차음부재(20)를 가지고 있으며, 상기 차음부재(20)는, 탄성체, 예컨대 스펀지형상의 발포재(예를 들면, NHK Spring Co.,Ltd.에서 제조한 수퍼 시일(등록상표))에 의해 환형으로 성형되어 있다.

또한, 상기 차음부재(20)는, 그 외부직경의 사이즈(D₁)가 차음 시일 유지 스페이스(15)의 직경 사이즈(d₁; 해당 부분에 있어서의 부착부(8)의 고무형상 탄성체(12)의 내부직경 사이즈)와 동일하거나 혹은 이보다 약간 크게 형성되는 동시에, 그 내부직경 사이즈(D₂)가 시일 립부(9)에서의 범퍼(14)의 외주부(14a)의 외부직경 사이즈(d₂)보다 작게 형성되어 있으며, 이에 따라, 조립되었을 때, 그 외주부(20a) 에서 부착부(8)에 접하는 동시에, 그 내주부(20b)에서 시일 립부(9)에 접하는 구조로 되어 있다. 외주부(20a)가 접촉하는 것은 구체적으로 고무형상 탄성체(12)의 내주면이며, 내주부(20b)가 접촉하는 것은 구체적으로 범퍼(14)의 외주부(14a)이다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 차음부재(20)는 조립되기 전에는 단면이 직사각형으로 성형되어 있으나, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 차음부재(20)가 시일 본체(6)에 조립되면, 상기 차음부재(20)는, 차음 시일 지지부(17)에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부(9)에 간섭하여, 시일 립부(9)에 가압되면서 일부(20c)가 오목해진 상태로 시일 립부(9)에 밀착접촉하는 구조로 되어 있다. 가압되는 것은 구체적으로 차음부재(20)의 내주부(20b)이고, 가압하는 것은 구체적으로 범퍼(14)의 외주부(14a)이다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 시일 본체(6)에 조립된 차음부재(20)는, 벨로우부(10)에 대해서는 직접 접촉하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 마찬가지로, 차음부재(20)는, 스티어링 샤프트(4)의 둘레면에 대해서도 직접 접촉하지 않도록 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 밀봉장치(1)는, 이하의 작용효과를 나타내는 점에 그 특징이 있다.

즉, 우선 상기한 바와 같이 차음부재(20)가 그 외주부(20a)에서 부착부(8)에 접하는 동시에 그 내주부(20b)에서 시일 립부(9)에 접한 상태에서 시일 본체(6)에 유지되는 구조로 되어 있기 때문에, 차음부재(20)의 내주측에는, 상기 도 3의 종래 기술과 같은 투과음의 통과를 허용하는 직경방향의 틈새가 형성되는 일이 없다. 따라서, 차음부재(20)가 부착부(8) 및 시일 립부(9) 사이를 완전히 폐쇄하여, 벨로우부(10)에 대한 이중구조를 구성하므로, 벨로우부(10)를 투과하여 오는 투과음을 유효하게 흡수할 수 있으며, 이에 따라 차음성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 도 4의 선행기술과 같이 2개의 벨로우를 축방향으로 나란히 배치하는 것이 아니기 때문에, 밀봉장치(1)의 축방향 길이가 커지는 것을 억제할 수 있으며, 토크가 증대하는 것도 억제할 수 있다.

또한, 가령 차음부재(20)의 내주부(20b)가 스티어링 샤프트(4)의 둘레면에 직접 접촉하는 구조라면, 차음부재(20)가 금속재로 이루어진 샤프트(4)에 접하게 되어, 차음부재(20)에 영구변형(permanent deformation)이나 마모(abrasion) 등의 조기 피로가 발생하게 될 것이 염려되지만, 상기의 구성에서는, 차음부재(20)가 금속제의 샤프트(4)가 아니라, 탄성체로 제작된 시일 립부(9)에 접촉한다. 따라서, 차음부재(20)에 조기 피로가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 차음부재(20)가, 부착부(8)에 설치된 립형상의 차음 시일 지지부(17)에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부(9)에 간섭하여, 시일 립부(9)에 가압되면서 일부(20c)가 오목해진 상태에서 시일 립부(9)에 밀착접촉하는 구조로 되어 있기 때문에, 차음부재(20)와 시일 립부(9) 사이에는 직경방향의 틈새가 발생하기 어렵게 되어 있다. 따라서, 이러한 점에서도, 차음성능을 향상시킬 수가 있다.

차음 시일 지지부(17)에 지지되는 동시에 시일 립부(9)에 가압된 차음부재(20)는, 접착 등의 수단을 이용하지 않더라도, 시일 본체(6)로부터 쉽게 빠져나 오지 않는다는 효과도 있다.

또한, 립형상의 차음 시일 지지부(17)를 직경방향 내측을 향해 길게 연장시킴으로써, 상기 지지부(17)에 의한 차음 효과를 기대할 수도 있다.

Claims

하우징(2)의 축구멍(3) 둘레면과 상기 축구멍(3)에 삽입통과된 축(4) 사이의 틈새(5)를 시일하는 시일 본체(6)와, 상기 틈새(5)를 투과하는 투과음을 차단하는 차음 시일(7)을 가지며,

상기 시일 본체(6)는, 상기 하우징(2)에 부착되는 부착부(8)와 상기 축(4)에 접하는 시일 립부(9) 사이에 벨로우부(10)를 일체로 가지며,

상기 차음 시일(7)은, 상기 부착부(8)의 내주측에 배치되는 차음부재(20)를 가지는 차음 시일(7)이 부착된 밀봉장치(1)로서,

상기 차음부재(20)는, 그 외주부(20a)에서 상기 부착부(8)에 접하는 동시에 그 내주부(20b)에서 상기 시일 립부(9)에 접한 상태로 상기 시일 본체(6)에 유지되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차음 시일이 부착된 밀봉장치.
제 1항에 있어서,

차음부재(20)는, 부착부(8)에 설치된 립형상의 차음 시일 지지부(17)에 의해 지지되는 동시에, 시일 립부(9)에 대해 간섭하는 형상으로 이루어져, 상기 시일 립부(9)에 가압되어 상기 차음부재(20)의 일부(20c)가 오목해진 상태로 상기 시일 립부(9)에 밀착접촉하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 차음 시일이 부착된 밀봉장치.