KR101459435B1 - 자동차용 도어 웨더스트립 - Google Patents

Abstract

자동차용 도어 웨더스트립이 개시된다. 조립홈을 구비한 웨더스트립 바디, 상기 웨더스트립 바디의 한쪽 측면으로부터 높이 방향으로 소정 간격을 두고 외측으로 연장되게 형성된 상부 리브 및 하부 리브, 상기 상부 리브와 하부 리브에 일체로 연결된 밀봉부를 포함하여, 기밀성 및 내구성이 향상된다.

Description

자동차용 도어 웨더스트립{Door weather strip for motor vehicle}

본 발명은 자동차용 도어 웨더스트립에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타원형 튜브 형상의 밀봉부로 밀봉 성능을 향상시킨 자동차용 도어 웨더스트립에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 도어는 소정 크기로 개구된 윈도우를 구비하고, 상기 윈도우는 승하강할 수 있도록 설치된 윈도우 글라스에 의해 개폐된다.

상기 윈도우를 윈도우 글라스로 폐쇄했을 때에 윈도우와 윈도우 글라스 사이의 틈새를 통한 물이나 먼지와 같은 이물질의 침입을 방지하고, 차실 내부로 유입되는 소음을 차단하기 위해 상기 윈도우의 가장자리를 따라 도어 웨더스트립이 설치된다.

상기 도어 웨더스트립은 상기 윈도우 글라스의 승하강 운동시에 윈도우 글라스를 안정적으로 지지하고, 도어를 개폐할 때에도 윈도우 글라스를 밀착 지지하여 윈도우 글라스의 진동이나 떨림을 억제하는 기능도 한다.

상기 도어 웨더스트립은 일반적으로 고무와 같은 탄성 재질로 제작되고, 도어 트림이나 도어 패널에 장착되는 웨더스트립 바디와, 이 웨더스트립 바디로부터 외측으로 연장되게 형성되어 상기 윈도우 글라스에 밀착하는 하나 이상의 밀봉립을 포함한다.

상기와 같은 구조의 도어 웨더스트립은 장기간 반복적으로 사용될 경우에 노후화로 탄성력이 약화되고, 이로 인해 상기 밀봉립과 윈도우 글라스 사이의 밀착력이 저하되어, 도어 웨더스트립의 기밀성이 약화된다.

따라서 도어 웨더스트립의 밀봉립의 형상 및 구조적인 특성을 강화하여 도어 웨더스트립의 기밀성을 향상시키고, 사용 수명을 연장시킬 필요가 있다.

본 발명의 실시 예는, 도어 글라스와의 밀착력을 증대시켜 기밀성을 향상시키고, 사용 수명도 연장시킬 수 있는 자동차용 도어 웨더스트립을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 도어 웨더스트립은, 조립홈을 구비한 웨더스트립 바디, 상기 웨더스트립 바디의 한쪽 측면으로부터 높이 방향으로 소정 간격을 두고 외측으로 연장되게 형성된 상부 리브 및 하부 리브 및 상기 상부 리브와 하부 리브에 일체로 연결된 밀봉부를 포함할 수 있다.

상기 밀봉부는 폐단면을 구비할 수 있다.

상기 밀봉부는 폐단면은 타원 형상일 수 있다.

상기 밀봉부는 상기 타원 형상의 폐단면을 포함하고, 장축과 단축을 구비한 타원 형상으로 형성될 수 있다.

상기 장축과 단축의 길이비는 2 : 1일 수 있다.

상기 타원은 상기 높이 방향 수직축에 대해 35도의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 상부 리브는 상기 높이 방향 하방으로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 상부 리브는 상기 높이 방향 수직축에 대해 45도의 각도로 경사지게 형성될 수 있다.

상기 상부 리브는 상기 밀봉부의 장축의 1/4 지점에서 상기 밀봉부와 연결될 수 있다.상기 하부 리브는 상기 높이 방향 상방향으로 원호 형상으로 형성될 수 있다.

상기 상부 리브는 그 길이 방향을 따라 일정 두께를 가지는 스트레이트 형상으로 형성될 수 있다.

상기 하부 리브는 상기 높이 방향 상방향으로 원호 형상으로 형성될 수 있다.

상기 하부 리브는 상기 웨더스트립 바디의 한쪽 측면의 선단부로부터 일체로 연장되게 형성될 수 있다.

상기 하부 리브는 그 길이 방향을 따라 두께가 점차적으로 얇아지도록 형성될 수 있다.

상기 밀봉부와 상기 상부 리브 및 하부 리브를 포함하는 전체 변형 구간(L1 + L2)에서 상기 밀봉부가 차지하는 비율은 (L1 + L2) : L2 = 3 : 2이고, 상기 L1은 상기 웨더스트립 바디로부터 상기 상부 리브 및 하부 리브의 수평 길이이며, 상기 L2는 상기 밀봉부의 타원 중심 궤도의 수평 길이일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 도어 웨더스트립에 따르면, 타원형 튜브 형상의 밀봉부가 넓은 면적으로 도어 글라스에 밀착하여 기밀성을 향상시킨다.

상기 타원형 튜브 형상의 밀봉부가 도어 글라스에 밀착하여 변형될 때에, 상기 밀봉부뿐만 아니라 리브도 함께 전체적으로 변형되어, 도어 웨더스트립에 가해지는 외력에 의한 응력이 밀봉부와 리브 및 웨더스트립 바디로 전체적으로 분산됨에 따라 도어 웨더스트립의 내구성이 향상되고, 사용 수명도 연장된다.

또한 외부 환경에 의한 형상 변화율이 작고, 밀봉부가 도어 글라스에 밀착되는 밀착력도 증대되어 기밀성이 향상되며, 도어 글라스의 위치 산포에 따른 반발력의 변화도 작아서 도어 글라스의 승하강 시에 일정한 지지 및 기밀 성능을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 도어 웨더스트립의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립과 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립의 성능 비교 시험 결과이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립의 밀착력 변화 그래프이다.
도 4는 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립의 밀착력 변화 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차용 도어 웨더스트립(10)은 도어 패널(20)에 장착되어 지지된다.

본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립(10)은 도어에 형성된 윈도우의 가장자리를 따라 장착되는 도어 웨더스트립 중에서 도어 벨트 인사이드 웨더스트립과 관련한다.

상기 도어 패널(20)은 상방향으로 돌출한 플랜지(22)를 구비하고, 상기 플랜지(22)에 도어 웨더스트립(10)이 끼워져서 지지되는 형태로 장착된다.

상기 도어 웨더스트립(10)은 도어 패널(20) 이외에도 도어 트림 등과 같은 도어 관련 부품들에 설치될 수 있다.

상기 도어 웨더스트립(10)은 상기 플랜지(22)에 끼워져 장착되는 웨더스트립 바디(12)를 포함한다.

상기 웨더스트립 바디(12)는 상기 플랜지(22)를 상부에서 덮어씌우는 형태로 감싸는 지지부재(12a)를 포함한다.

상기 지지부재(12a)는 적절한 강성을 가진 2장의 얇은 브래킷이 겹쳐서 제작되어 웨더스트립 바디(12)에 인서트 된다.

상기 지지부재(12a)는 상기 플랜지(22)를 상부에서 덮어씌우는 형태로 감쌀 수 있도록 대체로 U자 형상의 단면을 갖는다.

상기 웨더스트립 바디(12)는 상기 지지부재(12a)를 인서트 하여 상기 플랜지(22)에 끼워져 장착될 수 있도록 대체로 U자 형상의 단면을 가지도록 형성된다.

상기 웨더스트립 바디(12)는 상기 플랜지(22)가 삽입될 수 있도록 한쪽이 개구된 조립홈(12b)을 구비한다.

상기 조립홈(12b)을 형성하는 서로 마주보는 양측면에는 상기 플랜지(22) 쪽을 향해 하나 이상의 밀봉립(12c, 12d)이 연장되게 형성된다.

상기 조립홈(12b)을 형성하는 한쪽 측면에 형성된 밀봉립(12c)은 다른쪽 측면에 형성된 밀봉립(12d)에 비해 길이가 길게 형성되어 있지만, 동일한 길이로 형성될 수 있다.

상기 각 밀봉립(12c, 12d)은 상기 플랜지(22)의 대향면에 경사지게 밀착하도록 형성된다.

상기 각 밀봉립(12c, 12d)은 상기 조립홈(12b)의 바닥면을 향해 경사져서 상기 플랜지(22)의 대향면에 밀착된다.

상기 웨더스트립 바디(12)의 한쪽 측면에는 2개의 리브(14a, 14b)가 웨더스트립 바디의 폭 방향으로 일체로 연장되게 형성된다.

상기 2개의 리브(14a, 14b) 중에 웨더스트립 바디(12)의 높이 방향을 따라 상부에 위치하는 상부 리브(14a)는 상기 한쪽 측면의 상부로 부터 연장되게 형성된다.

상기 2개의 리브(14a, 14b) 중에 웨더스트립 바디(12)의 높이 방향을 따라 하부에 위치하는 하부 리브(14b)는 상기 한쪽 측면의 하단으로부터 연장되게 형성된다.

상기 상부 리브(14a)는 상기 웨더스트립 바디(12)로부터 상기 높이 방향의 하방으로 경사져서 대체로 스트레이트 형태로 연장되게 형성되고, 상기 하부 리브(14b)는 상기 높이 방향의 상방향을 향하도록 대체로 원호 형상으로 연장되게 형성된다.

상기 상부 리브(14a)는 바람직하기로는 45도의 하방 경사각도를 갖도록 형성된다.

상기 하부 리브(14b)는 상기 웨더스트립 바디(12)와 연결되는 기저부(14ba)의 두께는 두껍고, 길이 방향을 따라 연장될수록 두께가 점차적으로 얇아지는 형태로 형성된다.

상기 상부 리브(14a)의 선단부와 하부 리브(14b)의 선단부는 각각 타원 형상을 한 튜브 형태를 가진 밀봉부(16)와 일체로 연결된다.

상기와 같이 웨더스트립 바디(12)로부터 상부 리브(14a)와 하부 리브(14b)각 각각 연장되게 형성된 다음에 상기 밀봉부(16)와 일체로 연결됨에 따라, 상기 상부 리브(14a)와 상기 하부 리브(14b) 사이의 상기 웨더스트립 바디(12)의 하부 외측면과, 상기 상부 리브(14a), 상기 하부 리브(14b) 및, 상기 상부 리브(14a)와 하부 리브(14b) 사이의 상기 밀봉부(16)의 하부 외측면에 의해 하나의 제1폐단면(15)이 형성된다.

상기 밀봉부(16)는 도어 글라스(30)에 밀착하여 상기 도어 패널(20)과 도어 글라스(30) 사이의 틈새를 밀봉하게 된다.

상기 상부 리브(14a)는 상기 밀봉부(16)가 도어 글라스(30)에 밀착하면서 변형될 때에 상기 밀봉부(16)를 가압하여 밀봉부(16)의 형상 변형을 유도하게 된다.

상기 하부 리브(14b)는 상기 밀봉부(16)가 웨더스트립 바디(12) 쪽으로 벤딩 변형을 유도하는 역할을 하고, 하부 리브(14b)의 전 구간에서 균일한 변형 거동이 일어나도록 상기와 같이 두께가 가변되게 형성된다.

상기 밀봉부(16)는 타원 형상의 폐단면(17)을 가지고서 상기 웨더스트립 바디(12) 혹은 수직축에 대해 높이 방향의 상방향으로 35도의 각도를 가지도록 경사지게 형성된다.

상기 밀봉부(16)는 장축(16a)대 단축(16b)의 길이비가 2 : 1이 되도록 타원 형상으로 형성된다.

또한 상기 밀봉부(16)와 상기 상부 리브(14a) 및 하부 리브(14b)를 포함하는 웨더스트립의 전체 변형 구간(L1 + L2)에서 상기 밀봉부(16)가 차지하는 비율은 3 : 2이다.

즉 (L1 + L2) : L2 = 3 : 2이다.

상기 L1은 상기 웨더스트립 바디로부터 상기 상부 리브(14a) 및 하부 리브(14b)의 수평 길이이고, 상기 L2는 상기 밀봉부(16)의 타원 중심 궤도(16c)의 수평 길이이다.

그리고 상기 상부 리브(14a)는 상기 밀봉부(16)의 장축(16a)의 1/4 지점에서 상기 밀봉부(16)와 일체로 연결된다.

도 2에는 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립(10)과 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립의 정상 상태(초기)에서의 성능과, 70℃의 온도 하에서 20H(시간) 노출시키는 시험 환경(SPEC) 이후의 상태에서의 성능에 대한 비교 시험 결과가 도시되어 있다.

도어 웨더스트립의 성능 평가 항목으로서, 도어 웨더스트립이 도어 글라스에 밀착되는 정도를 판단할 수 있는 밀착력과, 도어 웨더스트립에 소정 크기의 압력을 가한 다음에 제거할 경우 도어 웨더스트립이 원래의 형상대로 복원되는 정도를 판단하는 형상 변화율로 설정하였다.

종래 기술에 따른 도어 웨더스트립은 일반적으로 자동차용 도어에 적용되고 있는 2개의 밀봉립이 웨더스트립 바디로부터 연장되게 형성된 구조를 가진다.

D0은 도어 웨더스트립이 통상적으로 도어에 장착되어 사용되는 상태이다. 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립의 경우는, 시험 환경에 노출시키기 이전의 초기 및 D0 상태에서 밀착력은 0.62kgf 이고, 시험 환경에 노출시킨 후의 D0 상태에서 밀착력은 0.59kgf 이다. 따라서 시험 환경에 노출시킨 후에도 도어 웨더스트립이 도어 글라스에 밀착되는 밀착력은 초기 상태에 비해 약 95%로 유지되었다.

그런데 종래 기술에 따른 웨더스트립의 경우는, 초기 D0 상태에서 밀착력이 0.44kgf인 반면에, 시험 환경에 노출시킨 후의 밀착력은 0.29 kgf로 약 34%의 밀착력이 감소하였다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립이 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립에 비해 밀착력 유지가 우수하고, 내구성이 향상된 것으로 판정되었다.

한편, D-2는 D0 상태에서 도어 글라스를 도어 웨더스트립으로부터 2mm 더 이격시켜 상대적으로 작은 압력이 도어 웨더스트립에 가해진 상태이며, D+2는 D0 상태에서 도어 글라스를 도어 웨더스트립 쪽으로 2mm 더 밀착시켜 상대적으로 큰 압력이 도어 웨더스트립에 가해진 상태를 나타낸다.

본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립의 형상 변화율은 19.1%인 반면에 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립의 형상 변화율은 33.5%로서, 형상 변화율도 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립이 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립에 비해 우수한 것으로 판정되었다.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른 도어 웨더스트립의 경우 초기 상태 및 D-2 상태에서의 밀착력(0.59kgf)과 D0 상태에서의 밀착력(0.62kgf) 및 D+2 상태에서의 밀착력(0.59kgf)로서 밀착력의 변화는 5% 이내로 작다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 웨더스트립에 있어서 초기 상태에서 도어 글라스를 이동시키면서 도어 웨더스트립의 밀착력을 측정한 그래프를 도시한다. 밀착력의 변화가 작아서 도어 글라스의 승하강시에 일정한 성능을 낼 수 있는 것으로 판정되었다.

그런데 종래 기술에 따른 도어 웨더스트립의 경우, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 초기 상태 및 D0 상태에서의 밀착력은 0.44kgf이고, 초기 상태 및 D+2 상태에서의 밀착력은 2.38kgf로서, 밀착력의 변화가 매우 크고, 시험 환경에 노출시킨 이후의 D0 상태에서의 밀착력은 0.29kgf이고, D+2 상태에서의 밀착력은 3.25kgf로서, 도어 글라스의 -2mm ~ +2mm 정도의 위치 산포에서 밀착력의 변화가 매우 크게 되어 도어 글라스의 승하강 운동시에 일정한 성능을 발휘할 수 없게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10: 도어 웨더스트립 12: 웨더스트립 바디
14a: 상부 리브 14b: 하부 리브
16: 밀봉부 20: 도어 패널
22: 플랜지

Claims (15)

1. 조립홈을 구비한 웨더스트립 바디;
   상기 웨더스트립 바디의 한쪽 측면으로부터 높이 방향으로 소정 간격을 두고 외측으로 연장되게 형성된 상부 리브 및 하부 리브; 및
   상기 상부 리브와 하부 리브에 일체로 연결된 밀봉부를 포함하고;
   상기 밀봉부는 폐단면을 포함하는 타원 형상으로 형성되며;
   상기 밀봉부와 상기 상부 리브 및 하부 리브를 포함하는 전체 변형 구간(L1 + L2)에서 상기 밀봉부가 차지하는 비율은 (L1 + L2) : L2 = 3 : 2이고,
   상기 L1은 상기 웨더스트립 바디로부터 상기 상부 리브 및 하부 리브의 수평 길이이며,
   상기 L2는 상기 밀봉부의 타원 중심 궤도의 수평 길이인 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 밀봉부는 상기 타원 형상의 폐단면을 포함하고, 장축과 단축을 구비한 타원 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
5. 제4항에 있어서,
   상기 장축과 단축의 길이비는 2 : 1인 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
6. 제4항에 있어서,
   상기 타원은 상기 높이 방향 수직축에 대해 35도의 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
7. 제1항에 있어서,
   상기 상부 리브는 상기 높이 방향 하방으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
8. 제7항에 있어서,
   상기 상부 리브는 상기 높이 방향 수직축에 대해 45도의 각도로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
9. 제4항에 있어서,
   상기 상부 리브는 상기 밀봉부의 장축의 1/4 지점에서 상기 밀봉부와 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
10. 제1항에 있어서,
    상기 상부 리브는 그 길이 방향을 따라 일정 두께를 가지는 스트레이트 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
11. 제1항에 있어서,
    상기 하부 리브는 상기 높이 방향 상방향으로 원호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
12. 제1항에 있어서,
    상기 하부 리브는 상기 웨더스트립 바디의 한쪽 측면의 선단부로부터 일체로 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
13. 제1항에 있어서,
    상기 하부 리브는 그 길이 방향을 따라 두께가 점차적으로 얇아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.
14. 삭제
15. 제1항, 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨더스트립 바디는
    상기 조립홈을 포함하여 U자 형상의 단면을 갖도록 형성되고;
    내부에는 지지부재가 인서트 되며;
    상기 조립홈을 형성하는 서로 대향하는 양측면에는 하나 이상의 밀봉립이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 도어 웨더스트립.

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