KR101369181B1 - 차량용 댐퍼 - Google Patents

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KR101369181B1
KR101369181B1 KR1020120098512A KR20120098512A KR101369181B1 KR 101369181 B1 KR101369181 B1 KR 101369181B1 KR 1020120098512 A KR1020120098512 A KR 1020120098512A KR 20120098512 A KR20120098512 A KR 20120098512A KR 101369181 B1 KR101369181 B1 KR 101369181B1
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김양수
김정현
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주식회사화신
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Abstract

본 발명은, 실린더와, 실린더 내측 또는 외측으로 출몰 가능하게 설치되는 로드와, 가변되는 진동 조건에 따라 로드의 출몰속도 또는 출몰거리를 조절하여 로드를 실린더 내측 또는 외측으로 출몰시키는 구동부와, 로드의 출몰방향이 가변되는 것을 방지하는 가이드부와, 로드의 축 방향으로 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 로드와 구동부 사이의 연결부위가 변형되는 것을 방지하는 변형방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 댐퍼 {DAMPER FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 댐퍼에 관한 것으로서, 특히, 차량 주행 중에 발생되는 진동의 크기에 따라 댐핑력이 가변되고, 댐퍼의 크기를 소형화할 수 있으며, 작동 중에 발생되는 댐퍼의 부품들 사이의 간섭을 방지할 수 있는 차량용 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 설치되는 각종 멤버 또는 프레임 상에는 댐퍼가 설치되어, 엔진에서 발생되는 진동, 소음 및 차량 주행 중에 발생되는 진동, 소음의 발생을 억제하게 된다.
댐퍼는 통상적으로 각부의 고유 진동수에 맞게 질량체와 탄성체 및 감쇠부를 포함하여 구성되고, 차량의 서브 파트에 설치하여 진동의 크기를 제어하게 된다.
고차모드에 의한 진동 주파수 응답 기능(Frequency Response Function) 특성을 가지며 각각의 고유모드가 NVH(Noise, Vibration, and Harshness)성능을 악화시키는 차량의 각 서브 파트에는, 그에 해당하는 위치에 개별적으로 댐퍼를 설치하여 사용하게 된다.
또한, 차량 주행 시 노면으로 전달되는 진동을 액슬에서 일정부분 감쇠하도록 액슬에 댐퍼를 장착하게 되는데, 이때 댐퍼는 차량의 고유진동수가 주행 시 진동과 유사할 경우 공진을 피하도록 차량 고유 진동수를 바꾸어 진동을 감쇠하도록 작용하게 된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0052280호(2002년 7월 4일 공개, 발명의 명칭 : 차량용 댐퍼)에 개시되어 있다.
일반적인 차량용 댐퍼는 현가장치의 특정 부위에 장착되기 때문에 다양한 진동 조건을 모두 만족스럽게 감쇠하기에는 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 다양한 진동 조건을 만족할 수 있도록 댐핑력이 가변되는 차량용 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 댐핑력이 가변되면서 제품의 크기를 소형화할 수 있는 차량용 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 댐핑작동 중에 발생되는 댐퍼의 부품들 사이의 간섭을 방지할 수 있는 차량용 댐퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 실린더; 상기 실린더 내측 또는 외측으로 출몰 가능하게 설치되는 로드; 가변되는 진동 조건에 따라 상기 로드의 출몰속도 또는 출몰거리를 조절하여 상기 로드를 상기 실린더 내측 또는 외측으로 출몰시키는 구동부; 상기 로드의 출몰방향이 가변되는 것을 방지하는 가이드부; 및 상기 로드의 축 방향으로 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 상기 로드와 상기 구동부 사이의 연결부위가 변형되는 것을 방지하는 변형방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 구동부는, 상기 로드를 회전시키는 모터; 및 상기 로드의 나사산에 접촉되게 배치되고 상기 나사산을 따라 이동되도록 상기 실린더에 설치되는 경사베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 모터가 설치되는 프레임과 상기 실린더 사이에는 이물질이 유입되는 것을 방지하는 주름관이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 로드에는 상기 실린더와 상기 프레임 사이에 개재되는 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 가이드부는, 상기 실린더와 상기 로드 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 상기 실린더에 설치되고 상기 로드의 둘레면에 접촉되는 수평베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 변형방지부는, 상기 로드와 상기 구동부 사이의 연결부위에 설치되는 테이퍼베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 댐퍼는, 다양한 진동 조건을 만족할 수 있도록 댐핑력이 가변되고, 추가되는 기술구성에 의해 댐퍼의 크기가 증가되는 것을 방지할 수 있어 제품의 소형화를 이룰 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 댐퍼는, 차량 주행 중에 이루어지는 댐핑작동에 의해 댐퍼의 부품이 서로 간섭되는 것을 방지하므로 댐퍼의 오작동 또는 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼의 변형방지부 장착구조가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼의 가이드부 장착구조가 도시된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 댐퍼의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼가 도시된 분해 사시도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼의 변형방지부 장착구조가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼의 가이드부 장착구조가 도시된 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼는, 실린더(10)와, 실린더(10) 내측 또는 외측으로 출몰 가능하게 설치되는 로드(30)와, 가변되는 진동 조건에 따라 로드(30)의 출몰속도 또는 출몰거리를 조절하여 로드(30)를 실린더(10) 내측 또는 외측으로 출몰시키는 구동부(50)와, 로드(30)의 출몰방향이 가변되는 것을 방지하는 가이드부(70)와, 로드(30)의 축 방향으로 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 로드(30)와 구동부(50) 사이의 연결부위가 변형되는 것을 방지하는 변형방지부(80)를 포함한다.
차량 주행 중에 진동이 발생되면 구동부(50)의 작동에 의해 로드(30)가 실린더(10) 내측 또는 외측으로 출몰되면서 진동을 완충시키므로 진동이 차체에 전달되는 것을 방지하여 승차감이 향상되도록 한다.
이때, 차량의 주행 상태에 따라 다양한 진동 조건이 구현되는데, 진동 조건이 변화되면 제어부(미도시)로부터 송신되는 신호에 따라 구동부(50)의 작동정도가 가변되면서 로드(30)의 출몰속도 또는 출몰거리가 조절된다.
따라서 차량 주행 중에 발생되는 다양한 진동 조건에 맞는 댐핑력이 본 실시예의 차량용 댐퍼에 의해 구현될 수 있게 된다.
또한, 차량 주행 중에 발생되는 진동의 전달방향은 다양하게 가변될 수 있는데, 가이드부(70)에 의해 로드(30)의 출몰방향이 가변되는 것을 방지하므로 로드(30)와 실린더(10) 사이에 유격이 발생되거나 댐퍼가 파손되는 것을 방지하게 된다.
구동부(50)는, 로드(30)를 회전시키는 모터(52)와, 로드(30)의 나사산(32)에 접촉되게 배치되고 나사산(32)을 따라 이동되도록 실린더(10)에 설치되는 경사베어링(54)을 포함한다.
실린더(10)는 둘레면에 다수 개의 제1홀부(12)가 일정한 간격을 유지하며 경사지게 형성되고, 제1홀부(12)에 경사베어링(54)이 설치된다.
제1홀부(12)에 삽입되는 경사베어링(54)은 나사산(32)의 경사와 동일한 각도로 경사지게 배치되므로 로드(30)의 나사산(32)에 경사베어링(54)이 회전 가능하게 접촉된다.
따라서 모터(52)에 의해 로드(30)가 회전되면 경사베어링(54)이 나사산(32)을 따라 회전되면서 이동하게 되는데, 이때, 경사베어링(54)을 실린더(10)에 의해 고정된 상태이므로 로드(30)가 회전하면서 로드(30)가 실린더(10)의 내측 또는 외측으로 출몰하게 된다.
경사베어링(54)은 일정한 간격을 유지하도록 3개의 경사베어링(54)이 수직방향으로 배치되어 한 조를 이루고, 3조의 경사베어링(54)이 120도 간격을 유지하며 실린더(10)의 둘레면에 설치된다.
상기한 바와 같이 배치되는 3조의 경사베어링(54)은 실린더(10) 내측으로 돌출되므로 로드(30)와 볼트결합되는 너트의 역할을 행하게 된다.
모터(52)가 설치되는 프레임(56)과 실린더(10) 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 주름관(34)이 설치되므로 실린더(10)의 내측 또는 외측으로 로드(30)가 출몰될 때에 로드(30)와 실린더(10) 사이의 간격으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.
주름관(34)은 로드(30)가 실린더(10) 내부로 삽입될 때에 압축되고, 로드(30)가 실린더(10) 외부로 돌출될 때에 팽창될 수 있도록 탄성재질을 포함하여 이루어진다.
또한, 로드(30)에는 실린더(10)와 프레임(56) 사이에 개재되는 완충부재(36)가 설치되므로 로드(30)가 실린더(10) 내측으로 삽입될 때에 프레임(56)과 실린더(10)의 상단이 충돌되는 것을 방지할 수 있게 된다.
실린더(10)의 하단에는 마개(16)가 설치되고, 마개(16) 내벽에는 완충마개(16a)가 설치되어 로드(30)의 하단에 설치되는 가이드링(30a)과 마개(16)가 간섭되는 것을 방지한다.
또한, 마개(16)의 저면에는 차체 또는 현가장치에 연결되는 연결홀부(18)가 설치된다.
가이드부(70)는, 실린더(10)와 로드(30) 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 실린더(10)에 설치되고 로드(30)의 둘레면에 접촉되는 수평베어링(72)을 포함한다.
실린더(10)의 둘레면에는 각각 3개가 한 조를 이루는 제1홀부(12)가 수직방향으로 연속되게 형성되고, 제1홀부(12)의 상측 및 하측에는 제2홀부(14)가 형성된다.
제2홀부(14)는 제1홀부(12)의 상측에 3개의 제2홀부(14)가 120도 간격을 유지하며 형성되고, 제1홀부(12)의 하측에 3개의 제2홀부(14)가 120도 간격을 유지하며 형성된다.
제2홀부(14)를 통해 실린더(10) 내부로 삽입되는 수평베어링(72)은 수평방향을 유지하도록 설치되므로 로드(30)의 둘레면에 접촉되면서 로드(30)가 축 방향으로부터 기울어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
따라서 로드(30)가 실린더(10)의 내부 또는 외부로 출몰될 때에 로드(30)의 출몰 방향이 가변되는 것을 방지할 수 있게 되므로 로드(30)와 실린더(10)가 서로 간섭되지 않아 로드(30) 및 실린더(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
모터(52)의 회전축(52a)과 로드(30) 사이에는 모터(52)의 동력을 전달하는 동력전달부(90)가 설치되고, 동력전달부(90)는, 프레임(56)의 저면에 설치되는 상부케이스(92a)와, 상부케이스(92a)와 결합되어 공간을 형성하는 하부케이스(92b)와, 회전축(52a)에 압입되는 주동기어(94)와, 로드(30)에 연결되고 주동기어(94)와 기어연결되는 종동기어(96)와, 주동기어(94)와 종동기어(96) 사이에 개재되는 완충링부(98)를 포함한다.
모터(52)에 전원이 인가되면 주동기어(94)가 회전되고, 주동기어(94)와 기어연결되는 종동기어(96)가 회전되면서 로드(30)에 동력을 전달하게 된다.
이때, 주동기어(94)와 종동기어(96) 사이에서 발생되는 충격이 완충링부(98)에 의해 흡수되므로 차량 주행 중에 발생되는 급격한 진동에 의해 모터(52)의 구동이 발생될 때에 주동기어(94)와 종동기어(96)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
주동기어(94)에는 일정한 간격을 유지하며 하측 방향으로 돌출되는 주동돌기(94a)가 형성되고, 종동기어(96)에는 주동돌기(94a) 사이의 간격으로 삽입되도록 상측 방향으로 돌출되는 종동돌기(96a)가 형성된다.
완충링부(98)는 링 모양으로 형성되어 종동돌기(96a) 내측에 삽입되고, 주동돌기(94a)와 종동돌기(96a) 사이의 간격으로 연장되는 완충돌기(98a)가 형성된다.
또한, 종동기어(96)는 로드(30)의 상단이 삽입되도록 파이프 모양으로 형성되고, 종동기어(96)에 삽입되는 체결부재(96b)가 로드(30)의 상단에 결합된다.
또한, 종동기어(96)의 내벽과 로드(30)의 상단에는 키부재(90c)가 끼워져 종동기어(96)와 로드(30)가 서로 연결되어 회전하게 된다.
변형방지부(80)는, 로드(30)와 구동부(50) 사이의 연결부위에 설치되는 테이퍼베어링(82, 84)을 포함한다.
테이퍼베어링(82, 84)은 드럼 모양의 볼이 경사지게 배치되어 축 방향으로 로드(30)가 유동되는 것을 방지하게 되므로 로드(30)의 축 방향으로 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 모터(52)의 회전축(52a)과 로드(30) 사이의 연결부위가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
테이퍼베어링(82, 84)은 드럼 모양의 볼이 하측 방향으로 경사지게 배치되고, 종동기어(96)가 삽입되는 제1베어링(82)과, 제1베어링(82)과 연속되도록 종동기어(96)가 삽입되고, 드럼 모양의 볼이 상측 방향으로 경사지게 배치되는 제2베어링(84)을 포함한다.
제1베어링(82)은 종동기어(96)가 하측 방향으로 유동되는 것을 방지하고, 제2베어링(84)은 종동기어(96)가 상측 방향으로 유동되는 것을 방지한다.
따라서 로드(30)의 축 방향으로 압축력 또는 인장력이 가해질 때에 종동기어(96)가 축 방향으로 유동되는 것을 방지하게 된다.
미설명 부호 90a 및 90b는 상부케이스(92a)와 제1베어링(82) 사이에 개재되는 상부간격링(90a)과, 하부케이스(92b)와 제2베어링(84) 사이에 개재되는 하부간격링(90b)이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 댐퍼의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
차량 주행 중에 진동이 발생되면 모터(52)에 전원이 인가되므로 로드(30)가 회전되면서 실린더(10) 내측 또는 외측으로 출몰되어 진동을 상쇄시키게 된다.
따라서 차체에 전달되는 진동이 감소되어 승차감이 향상된다.
모터(52)에 전원이 인가되어 로드(30)가 회전되면 나사산(32)을 따라 경사베어링(54)이 회전되므로 로드(30)가 실린더(10) 내측 또는 외측으로 출몰되고, 이때, 수평베어링(72)은 로드(30)의 둘레면에 접촉되는 상태에서 회전된다.
수평베어링(72)에 의해 실린더(10)와 로드(30)는 일정한 간격을 유지하므로 로드(30)와 실린더(10)가 간섭되지 않게 되어 댐퍼의 오작동 및 파손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 차량 주행 중에 발생되는 급격한 진동에 의해 로드(30)의 축 방향으로 압축력 또는 인장력이 가해질 때에 제1베어링(82) 및 제2베어링(84)에 의해 종동기어(96)가 축 방향으로 유동되는 것을 방지하게 된다.
따라서 종동기어(96)의 내부에서 연결되는 회전축(52a)과 로드(30) 사이의 연결부위가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이로써, 다양한 진동 조건을 만족할 수 있도록 댐핑력이 가변되고, 댐핑력이 가변되면서 제품의 크기를 소형화할 수 있으며, 댐핑작동 중에 발생되는 댐퍼의 부품들 사이의 간섭을 방지할 수 있는 차량용 댐퍼를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 차량용 댐퍼를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량용 댐퍼가 아닌 다른 제품에도 본 발명의 댐퍼가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 실린더 12 : 제1홀부
14 : 제2홀부 16 : 마개
16a : 완충마개 18 : 연결홀부
30 : 로드 30a : 가이드링
32 : 나사산 34 : 주름관
36 : 완충부재 50 : 구동부
52 : 모터 52a : 회전축
54 : 경사베어링 56 : 프레임
70 : 가이드부 72 : 수평베어링
80 : 변형방지부 82 : 제1베어링
84 : 제2베어링 90 : 동력전달부
90a : 상부간격링 90b : 하부간격링
90c : 키부재 92a : 상부케이스
92b : 하부케이스 94 : 주동기어
94a : 주동돌기 96 : 종동기어
96a : 종동돌기 96b : 체결부재
98 : 완충링부 98a : 완충돌기

Claims (6)

  1. 실린더;
    상기 실린더 내측 또는 외측으로 출몰 가능하게 설치되는 로드;
    가변되는 진동 조건에 따라 상기 로드의 출몰속도 또는 출몰거리를 조절하여 상기 로드를 상기 실린더 내측 또는 외측으로 출몰시키는 구동부;
    상기 로드의 출몰방향이 가변되는 것을 방지하는 가이드부; 및
    상기 로드의 축 방향으로 가해지는 압축력 또는 인장력에 의해 상기 로드와 상기 구동부 사이의 연결부위가 변형되는 것을 방지하는 변형방지부를 포함하고,
    상기 변형방지부는, 상기 로드와 상기 구동부 사이의 연결부위에 설치되는 테이퍼베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 로드를 회전시키는 모터; 및
    상기 로드의 나사산에 접촉되게 배치되고 상기 나사산을 따라 이동되도록 상기 실린더에 설치되는 경사베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모터가 설치되는 프레임과 상기 실린더 사이에는 이물질이 유입되는 것을 방지하는 주름관이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로드에는 상기 실린더와 상기 프레임 사이에 개재되는 완충부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는, 상기 실린더와 상기 로드 사이의 간격을 일정하게 유지하도록 상기 실린더에 설치되고 상기 로드의 둘레면에 접촉되는 수평베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
  6. 삭제
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