KR101511545B1 - 현가장치용 부시 구조 - Google Patents

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 현가장치에 사용되는 부시 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 현가장치에 사용되는 각각의 멤버들 사이를 연결하여 차량에 전달되는 진동 및 소음을 감소시키는 현가장치용 부시 구조에 있어서, 공기가 출입될 수 있도록 형성된 공기주입구를 구비하는 내부파이프, 상기 내부파이프의 외주면 상부 및 하부에 양 끝단이 각각 결합되며 공기주입구를 통해 공기가 주입될 수 있도록 중공부가 형성되는 부시 고무부 및 상기 부시 고무부의 외주면에 일체로 성형되는 외부파이프를 포함하며, 상기 공기주입구를 통해 부시 고무부의 중공부에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부의 강성을 조절하는 것을 특징으로 하여, 요구되는 조건에 따라 부시의 강성을 조절할 수 있고 부시 중량을 현저하게 줄인 현가장치용 부시 구조에 관한 것이다.

Description

현가장치용 부시 구조{STRUCTURE OF BUSH FOR SUSPENSION}
본 발명은 차량의 현가장치에 사용되는 부시 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부시 고무부에 공기주입구를 통해 공기가 주입될 수 있도록 중공부를 형성함으로써, 상기 공기주입구를 통해 부시 고무부의 중공부에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부의 강성을 조절하는 것을 특징으로 하는 현가장치용 부시 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는, 차축과 차체를 연결하고 주행중 노면에서 받는 충격을 완화하는 섀시스프링, 스프링의 자유진동을 흡수하는 쇽업소버 및 차량이 좌·우로 흔들리는 것을 방지하는 스태빌라이저 등 차량의 승차감을 향상시키는 장치로 구성된다.
이러한 현가장치에는 스태빌라이저 등의 각종 암, 각종 링크 및 서브 프레임 등에 차량 하체에서 발생하는 진동 및 소음이 전달되는 것을 최소화하기 위해 부시가 연결수단으로 많이 사용된다.
상기와 같은 현가장치용 부시는 진동이나 소음을 줄여주는 장점이 있는 반면, 연결부분의 강성이 떨어져 다이나믹한 주행감 구현에 부정적인 영향을 미치는 단점이 있다.
따라서, 이를 극복하기 위해서 각종 차량의 주행조건에 따라 입력되는 힘의 전달 방향의 특성에 맞도록 형상 혹은 부시 고무부의 경도를 변경하여 각 성능을 양립할수 있도록 하는 다양한 방법들이 적용되고 있다.
종래 현가장치용 부시 구조는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 내부파이프(1)와 외부파이프(3) 사이가 부시 고무부(2)로 연결된 원통형 부시, 도 1b에 도시된 바와 같이, 내부파이프(1)와 외부파이프(3) 사이에 부시 고무부(2) 및 빈 공간에 해당하는 보이드(void, 4)가 배치된 보이드형 부시 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 부시 내부에 유압 통로(5)를 설치하여 다양한 강성 특성을 구현하는 하이드로 부시로 크게 나뉜다.
그러나 도 1a에 도시된 원통형 부시는 X, Y, Z 각 방향별로 부시 고무부(2) 특성의 연관성이 커서 승차감과 주행감 모두를 만족시키기 위한 방향별 부시 고무부(2) 경도 차별화 구현이 어려운 문제점이 있다.
또한, 도 1b에 도시된 보이드형 부시는 보이드(4) 부분의 잦은 움직임으로 인해 부시 고무부(2)의 내구성이 떨어지고 기온 저하시 부시 고무부(2)의 경도 증가 또는 비오는 날 보이드(4) 부분의 수분 증가로 인해 마찰 소음이 발생되는 문제점이 있다.
나아가, 도 1c에 도시된 하이드로 부시는 유압 통로(5) 부분에 부시 고무부(2)가 변질되는 문제점과 잦은 유압 변경으로 인해 부시 내부의 온도가 상승되어 부시 고무부(2)의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 종래 현가장치용 부시 구조는, 차량의 승차감 및 진동감을 동시에 만족시키기 어려운 구조를 가지거나 부시 고무부의 내구성이 떨어지는 구조를 가지는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공기주입구를 통해 부시 고무부의 중공부에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부의 강성을 조절함으로써 요구되는 조건에 따라 부시의 강성을 조절할 수 있고 부시 중량을 현저하게 줄인 현가장치용 부시 구조를 제공하고자 함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 현가장치에 사용되는 각각의 멤버들 사이를 연결하여 차량에 전달되는 진동 및 소음을 감소시키는 현가장치용 부시 구조에 있어서,공기가 출입될 수 있도록 형성된 공기주입구를 구비하는 내부파이프; 상기 내부파이프의 외주면 상부 및 하부에 양 끝단이 각각 결합되며 공기주입구를 통해 공기가 주입될 수 있도록 중공부가 형성되는 부시 고무부; 및 상기 부시 고무부의 외주면에 일체로 성형되는 외부파이프; 를 포함하며, 상기 공기주입구를 통해 부시 고무부의 중공부에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부의 강성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조는, 상기 내부파이프의 상단 및 하단에서 내부파이프의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 제 1 돌출부; 및 상기 내부파이프의 상단 및 하단에서 각각 하부 및 상부로 이격된 위치에서 내부파이프의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 제 2 돌출부; 를 더 포함하며, 상기 부시 고무부의 양 끝단은 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부 사이에 각각 결합되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 부시 고무부의 양 끝단 내부에 삽입되며 내부파이프의 둘레를 따라 선회하는 다수의 원형 와이어; 를 더 포함하여, 상기 중공부 내부에 주입된 공기의 밀폐력을 높이고 부시 고무부의 강성을 보강하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조는, 상기 부시 고무부의 내부에 삽입되며 공기가 주입된 중공부를 감쌀 수 있도록 부시 고무부의 형태와 대응되는 형태를 가지는 보강재; 를 더 포함하며, 상기 보강재의 변경에 의해 부시 고무부의 강성이 가변되는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조는, 상기 부시 고무부의 내부에 길이방향을 따라 삽입되며 강철로 이루어진 스틸밸트; 를 더 포함하여, 상기 부시 고무부의 수직강성을 증대시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 공기주입구를 통해 부시 고무부의 중공부에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부의 강성을 조절함으로써, 승차감 또는 주행감 중 요구되는 조건에 따라 현가장치용 부시의 강성을 조정하는 것이다.
또한, 부시 고무부의 내부에 보강재 또는 강철로 이루어진 스틸밸트 등을 삽입하여 부시 고무부의 강성을 변경시킴으로써 요구되는 조건에 따라 현가장치용 부시의 강성을 조절할 수 있다.
또한, 원통형 형상을 가짐으로써 종래 보이드형 부시에서 발생하는 마찰 소음을 방지하고 종래 하이드로 부시에서 발생하는 내구성 감소를 극복하면서 다양한 부시 강성을 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 부시 고무부에 형성된 중공부를 공기로 충진함으로써 현가장치용 부시의 중량을 현저히 줄일 수 있으며, 비교적 간단한 구조로 다양한 부시 강성을 구현할 수 있으므로 생산원가 및 조립공정이 절감되는 효과가 있다.
도 1a는 종래 현가장치용 부시 구조에서 원통형 부시의 모습을 도시한 평면도.
도 1b는 종래 현가장치용 부시 구조에서 보이드형 부시의 모습을 도시한 평면도.
도 1c는 종래 현가장치용 부시 구조에서 하이드로 부시의 모습을 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 현가장치용 부시 구조를 도시한 평면도.
도 3은 도 2의 A-A' 선에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조에서 도 2의 B 부분을 확대한 확대 부분 단면도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조는, 차량의 현가장치에 사용되는 각각의 멤버들 사이를 연결하여 차량에 전달되는 진동 및 소음을 감소시키는 현가장치용 부시 구조에 있어서, 공기가 출입될 수 있도록 형성된 공기주입구(12)를 구비하는 내부파이프(10), 상기 내부파이프(10)의 외주면 상부 및 하부에 양 끝단이 각각 결합되며 공기주입구(12)를 통해 공기가 주입될 수 있도록 중공부(26)가 형성되는 부시 고무부(20) 및 상기 부시 고무부(20)의 외주면에 일체로 성형되는 외부파이프(30)를 포함하며, 상기 공기주입구(12)를 통해 부시 고무부(20)의 중공부(26)에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부(20)의 강성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 현가장치용 부시 구조는, 내부파이프(10) 외측에 부시 고무부(20)가 결합되고 부시 고무부(20) 외측에 외부파이프(30)가 일체로 형성된 원통형 구조로 이루어진다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부파이프(10)는 내부가 비어있는 관형상으로 형성되고 그 길이는 외부파이프(30)에 비해 상대적으로 길게 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부파이프(10)에는 공기주입구(12)가 구비되어 후술되는 부시 고무부(20)의 중공부(26)로 공기를 주입시키는 역할을 하며, 도시된 실시예에서 상기 공기주입구(12)는 내부파이프(10)의 중앙에 형성되어 있지만 내부파이프(10)의 상부 및 하부 등 다양한 위치에 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내부파이프(10)의 상부 및 하부에는 내부파이프(10)와 부시 고무부(20) 사이의 공간 즉, 중공부(26)에 공기가 주입될 수 있도록 부시 고무부(20)의 양 끝단이 결합되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 부시 고무부(20)는 'ㄷ'자 형태의 단면을 가지는 고무판이 내부파이프(10)의 둘레를 따라 내부파이프(10)를 빙 둘러 감싸고 있는 형상으로 이루어진다.
즉, 상기 부시 고무부(20)는 2개의 수평면(22) 및 1개의 수직면(24)이 결합된 상태로 내부파이프(10) 둘레를 감싸며 결합되어 있으며 그 내측면에는 중공부(26)가 형성되어 공기가 충진된다.
또한, 상기 부시 고무부(20)는 여러 겹의 고무판이 접착되는 구조로 형성되어 부시 고무부(20) 자체의 강성 조건 변경이 용이하도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외부파이프(30)는 상기 부시 고무부(20)의 외주면에 일체로 형성되고 그 길이는 부시 고무부(20)의 수직면(24)의 길이와 동일한 원통형 관으로 형성된다.
이러한 현가장치용 부시는 외부파이프(30)에 현가암(미도시) 등이 결합되고 내부파이프(10)에 크로스멤버(미도시) 등이 삽입되는 구조로 이루어져 각종 암 및 각종 링크 등에 차량 하체에서 발생하는 진동 및 소음이 전달되는 것을 최소화하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 부시 고무부(20)의 강성이 증대되면 주행성은 좋아지나 승차감이 떨어지고, 부시 고무부(20)의 강성이 감소되면 주행성은 나빠지나 승차감이 좋아지게 되는데, 본 발명에 따른 현가장치용 부시 구조에서는 상기 공기주입구(12)를 통해 부시 고무부(20)의 중공부(26)에 주입되는 공기의 양을 조절하여 부시 고무부(20)의 강성을 조절함으로써 원하는 강성 조건을 용이하게 맞출 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내부파이프(10)는 그 상단 및 하단에서 내부파이프(10)의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 제 1 돌출부(14)를 구비하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 돌출부(14)는 내부파이프(10)의 외경을 외부파이프(30) 쪽으로 더 연장시키는 방향으로 형성되고 후술되는 제 2 돌출부(16)와 함께 중공부(26)의 공기압이 줄어들었을 때 부시 고무부(20)가 빠지는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 돌출부(14)의 하부 및 상부에 일정거리 이격된 위치에는 제 2 돌출부(16)가 내부파이프(10)의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 돌출부(16)는 제 1 돌출부(14)를 기준으로 그 안쪽에 배치되고 상기 제 1 돌출부(14)와 제 2 돌출부(16) 사이에 부시 고무부(20)의 양 끝단이 결합되어 중공부(26)의 공기압이 줄어들었을 때 부시 고무부(20)가 내부파이프(10)로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.
따라서, 상기 부시 고무부(20)는 수직면(24)을 기준으로 양 끝단이 내부파이프(10) 방향을 향해 절곡된 후 다시 제 1 돌출부(14) 및 제 2 돌출부(16)를 향해 하부 및 상부으로 (안쪽으로) 절곡되는 형태로 이루어진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 부시 고무부(20)의 양 끝단 내부에는 내부파이프(10) 둘레를 따라 선회하는 다수의 원형 와이어(40)가 삽입되는 것이 바람직하다.
도시된 실시예에서는 상기 부시 고무부(20)의 상단에 와이어(40)가 삽입된 모습만 도시되어 있지만 부시 고무부(20)의 하단 역시 유사한 방식으로 와이어(40)가 삽입되는 것을 알 수 있을 것이다.
상기 와이어(40)는 강철 소재에 고무를 소정의 두께로 피복한 형태로 이루어지며, 도시된 실시예에서는 원형 단면을 가지지만 요구되는 부시 고무부(20)의 강성조건, 차량의 종류 등에 따라 사각형상 또는 육각형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 와이어(40)는 부시 고무부(20)의 양 끝단을 내부파이프(10)의 제 1 돌출부(14) 및 제 2 돌출부(16) 사이에 강하게 압착하여 중공부(26) 내부에 주입된 공기의 밀폐력을 높이는 역할을 하며, 사용자는 상기 와이어(40)의 개수, 직경, 소재 등을 변경하여 고무 부시부의 강성을 변경시킬 수도 있다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 부시 고무부(20)의 내측면에는 중공부(26)를 감쌀 수 있도록 부시 고무부(20)의 형태와 대응되는 형태를 가지는 보강재(50)가 삽입되는 것이 바람직하다.
즉, 도 4에 도시되는 바와 같이, 상기 보강재(50)는 'ㄷ'자 형태의 단면을 가지며 내부파이프(10)의 둘레를 따라 내부파이프(10)를 빙 둘러 감싸고 있는 형상으로 이루어진다.
상기 보강재(50)는 폴리에스터, 나이론, 아라미드, 레이온 등의 인조섬유와 스틸와이어(40) 등을 얇은 고무막이 코팅된 직물에 결합하는 방식으로 형성되며, 상기 부시 고무부(20)의 경도보다 상대적으로 높은 경도를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 현가장치용 부시 구조의 설계시 상기 보강재(50)의 재료, 길이, 두께 등을 변경함으로써, 사용자는 요구되는 부시 고무부(20)의 강성조건을 만족시킬 수 있다.
또한, 상기 보강재(50)는 부시 고무부(20)보다 상대적으로 높은 경도를 가지는 물질로 이루어짐으로써, 부시 고무부(20) 내측면의 중공부(26)를 보호하여 중공부(26)가 쉽게 터지는 것을 방지하는 역할도 한다.
즉, 상기 보강재(50)는 타이어를 이루는 여러 부품 중 핵심적인 요소로 꼽히는 카카스(carcass)와 유사한 방식으로 제조되어 전체적으로 현가장치용 부시의 강성을 결정하는 중요한 요소로 작용한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 부시 고무부(20)의 내부에는 길이방향으로 따라 강철로 이루어진 스틸밸트(60)가 삽입되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스틸밸트(60)는 외부파이프(30)의 길이보다 상대적으로 짧은 길이를 가지며 외부파이프(30)의 형태와 대응되는 형태로 이루어진다.
상기 스틸밸트(60)는 부시 고무부(20) 수직면(24) 내부에 수직방향으로 삽입되어 부시 고무부(20)의 수직강성을 증대시키는 역할을 하고 상기 보강재(50)와 마찬가지로 부시 고무부(20) 내측면의 중공부(26)를 보호하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 내부파이프
12 : 공기주입구
14 : 제 1 돌출부
16 : 제 2 돌출부
20 : 부시 고무부
22 : 수평면
24 : 수직면
26 : 중공부
30 : 외부파이프
40 : 와이어
50 : 보강재
60 : 스틸밸트

Claims (5)

  1. 차량의 현가장치에 사용되는 각각의 멤버들 사이를 연결하여 차량에 전달되는 진동 및 소음을 감소시키는 현가장치용 부시 구조에 있어서,
    공기가 출입될 수 있도록 형성된 공기주입구를 구비하는 내부파이프;
    상기 내부파이프의 외주면 상부 및 하부에 양 끝단이 각각 결합되며 공기주입구를 통해 공기가 주입될 수 있도록 중공부가 형성되는 부시 고무부;
    상기 부시 고무부의 외주면에 일체로 성형되는 외부파이프;
    상기 내부파이프의 상단 및 하단에서 내부파이프의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 제 1 돌출부; 및
    상기 내부파이프의 상단 및 하단에서 각각 하부 및 상부로 이격된 위치에서 내부파이프의 둘레를 따라 외부방향으로 돌출 형성되는 제 2 돌출부; 를 포함하며,
    상기 부시 고무부의 양 끝단은 제 1 돌출부 및 제 2 돌출부 사이에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 부시 구조.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부시 고무부의 양 끝단 내부에 삽입되며 내부파이프의 둘레를 따라 선회하는 다수의 원형 와이어; 를 더 포함하여,
    상기 중공부 내부에 주입된 공기의 밀폐력을 높이고 부시 고무부의 강성을 보강하는 것을 특징으로 하는 현가장치용 부시 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부시 고무부의 내부에 삽입되며 공기가 주입된 중공부를 감쌀 수 있도록 부시 고무부의 형태와 대응되는 형태를 가지는 보강재; 를 더 포함하며,
    상기 보강재의 변경에 의해 부시 고무부의 강성이 가변되는 것을 특징으로 하는 현가장치용 부시 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부시 고무부의 내부에 길이방향을 따라 삽입되며 강철로 이루어진 스틸밸트; 를 더 포함하여,
    상기 부시 고무부의 수직강성을 증대시키는 것을 특징으로 하는 현가장치용 부시 구조.
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