KR101894968B1 - 쇽업소버의 상부 마운트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 조종 안정성을 향상시키면서 주행 중 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있는 쇽업소버의 상부 마운트에 관한 것으로서, 상부에 형성된 상부커버와, 상기 상부커버의 하부에 형성되어 상부 커버의 중앙으로 조인트케이스가 접속되는 하부커버와, 상부커버의 수평바디 저면과 하부커버의 하부플랜지 상면 사이에 배치된 완충장치를 포함하되, 상기 상부커버는 중앙관통공을 포함하는 수평바디와, 상기 수평바디의 가장자리에서 수직 하측방향으로 돌출 형성된 수직바디를 포함하고, 상기 하부커버는 조인트케이스 내부에 배치된 스페리컬조인트와, 상기 조인트케이스 하단 둘레로 돌출 형성된 하부플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

쇽업소버의 상부 마운트{Upper Mount of shock absorber}
본 발명은 본 발명의 자동차의 서스펜션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 조종 안정성을 향상시키면서 주행 중 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있는 쇽업소버의 상부 마운트에 관한 것이다.
최근에는 자동차 엔진 기술 발달 및 터보 엔진의 대중화로 인해 2000cc 이하의 승용차도 시속 150km/h 주행이 충분히 가능하게 되었다. 하지만, 엔진의 성능을 제어하고 견뎌야 하는 서스펜션(suspension)을 포함한 섀시(chassis)는 생산 단가 및 대중적인 승차감과 타협하는 범위에서 생산되고 있어 엔진의 성능을 곡선 주행에서 충분히 사용하고자 하는 운전자들에게 불만사항으로 지적되고 있다.
서스펜션은 노면에서 전달되는 충격을 완화하는 스프링과, 스프링의 자유 진동을 흡수하는 쇽업소버(shock absorber)와, 상기 스프링 및 쇽업소버의 주변으로 구성된 암(Arm)과 링크(Link)를 포함하여 이루어진다.
서스펜션은 서스펜션의 컴플라이언스(compliance:탄력의 유연함)에 따라 자동차의 조종 안정성(조향 응답성, 제동 응답성, 코너링 차체 안정성)과 승차감에 큰 영향을 미치게 되는데, 서스펜션의 컴플라이언스가 낮으면 승차감이 유연해지지만, 지나치게 낮으면 조종 안정성이 크게 나빠지고, 서스펜션의 컴플라이언스가 높으면 조종 안정성이 향상되지만, 지나치게 높으면 승차감이 매우 딱딱하게 된다.
극단적인 조종 안정성을 추구하는 운전자들은 경주용 자동차와 동일하게 서스펜션 암, 조향 계통의 링키지(Linkage), 쇽업소버의 마운트까지 모두 러버 부시 대신 스페리컬 조인트(Spherical joint)를 사용하고 빠른 속도에 대응할 수 있는 단단한 스프링 및 쇽업소버를 사용하는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 자동차의 조정 안정성이 극한까지 향상되지만, 주행 중 노면에서 전해지는 충격이 차체로 그대로 전달되어 소음 및 진동이 크게 발생하고, 승차감이 극단적으로 딱딱해진다.
상기한 스페리컬 조인트는 로드 엔드, 필로우 볼, 로즈 조인트라고도 불리는데, 중앙에 축을 통과시키기 위한 이너 볼과, 상기 이너 볼을 감싸는 고리 사이에 합성수지 라이너를 배치하여 유격을 방지하며 원활하게 움직이도록 하는 구성을 가진다.
하지만, 보통의 운전자들은 일반 도로 주행을 감안해야 하기 때문에 극단적인 조종 안정성을 추구하는 운전자들과는 달리 승차감과 조종 안정성을 양립할 수 있는 세스펜션 세팅을 추구한다.
따라서 보통의 운전자들은 자신의 주행 속도에 대응할 수 있는 정도의 단단함을 가진 스프링 및 쇽업소버를 배치하고, 서스펜션 암의 일부 러버 부시를 스페리컬 조인트로 교체한 다음, 상기 쇽업소버와 차체 사이에 스페리컬 조인트를 포함하는 상부 마운트를 구성하는 경우가 대부분이다.
하지만, 상기한 스페리컬 조인트를 포함하는 쇽업소버의 상부 마운트는 자동차의 조종 안정성을 향상시킬 수는 있으나, 주행중 노면에서 차체로 충격이 가해질 때 소음 및 불쾌한 진동이 매우 크게 발생하는 문제점이 있어, 스페리컬 조인트를 포함하는 쇽업소버의 상부 마운트를 사용하는 운전자들의 불만으로 지적되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1027836호 대한민국 등록특허공보 제10-1162327호
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 빠른 속도의 직선 주행 및 곡선 주행에서 자동차의 조종 안전성을 향상시키면서, 주행중 노면에서 차체로 충격이 가해질 때 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있는 쇽업소버의 상부 마운트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 아울러 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 쇽업소버의 상부에 접속 결합되는 쇽업소버의 상부 마운트에 있어서, 상부에 형성된 상부커버와, 상기 상부커버의 하부에 형성되어 상부 커버의 중앙으로 조인트케이스가 접속되는 하부커버와, 상부커버의 수평바디 저면과 하부커버의 하부플랜지 상면 사이에 배치된 완충장치를 포함하되, 상기 상부커버는 중앙관통공을 포함하는 수평바디와, 상기 수평바디의 가장자리에서 수직 하측방향으로 돌출 형성된 수직바디를 포함하고, 상기 하부커버는 조인트케이스 내부에 배치된 스페리컬조인트와, 상기 조인트케이스 하단 둘레로 돌출 형성된 하부플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 쇽업소버의 상부 마운트에 스페리컬 조인트를 포함하여 빠른 속도의 직선 주행 및 곡선 주행에서 자동차의 조종 안정성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 쇽업소버의 상부 마운트 내부에 완충장치를 형성하여, 자동차의 조종 안정성 향상과 동시에 스페리컬 조인트로 인해 주행중 노면에서 차체로 충격이 가해질 때 발생하는 소음 및 진동을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트를 포함하는 쇽업소버 전체 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 단면도이다.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 완충장치의 제2구성을 나타낸 분해 사시도 및 결합 단면도이다.
도 6a, 6는은 본 발명에 따른 완충장치의 제3구성을 나타낸 분해 사시도 및 결합 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 완충장치의 제4구성을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 완충장치의 제5구성을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 완충장치의 제6구성을 나탄내 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 그리고 공지된 구성 및 그와 관련된 작용은 생략 또는 간단히 설명하였고, 도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트를 포함하는 쇽업소버 전체 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상부 마운트를 포함하는 쇽업소버는 쇽업소버 본체(100)와, 상기 쇽업소버 본체(100)에 결합되는 스프링(110)과, 상기 스프링(110) 상단에 배치되는 스프링시트(120) 및 스프링시트커버(130)와, 상기 스프링시트커버(130) 상부에 배치되는 상부 마운트(200)와, 상기 상부 마운트(200)의 상부에 배치되는 마운트 고정구(140)와, 상기 마운트 고정구(140)의 상부에서 쇽업소버 본체(100)의 상단과 체결되는 쇽업소버 고정너트(150)를 포함한다.
상기한 쇽업소버는 상부 마운트(200)와 마운트 고정구(140)가 볼트로 체결 결합되고, 마운트 고정구(140)는 차체와 볼트로 체결 결합되며, 쇽업소버 본체(100)의 하단은 로어 암(lower arm)과 결합된다. 쇽업소버의 상세한 전체 구성은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 쇽업소버의 상부 마운트는 상부에 형성된 상부커버(210)와, 상기 상부커버(210)의 하부에 형성된 하부커버(210)와, 상부커버(210)와 하부커버(210) 사이에 배치된 완충장치(230)와, 상기 결합된 상부커버(210),하부커버(210),완충장치(230) 전체를 감싸는 코팅층(240)을 포함한다.
상부커버(210)는 수평바디(212)와, 상기 수평바디(212)의 중앙에 관통 형성된 중앙관통공(211)과, 상기 수평바디(212)의 둘레에서 수직 하측 방향으로 돌출 형성된 수직바디(213)를 포함한다.
상부커버(210)는 하부커버(210)와, 완충장치(230)를 감싸는 듯한 형상으로 형성되며, 중앙관통공(211)에는 하부커버(210)의 조인트케이스(221)가 접속된다. 수직바디(213)의 내측면 둘레에는 완충장치(230)의 외측 둘레가 접촉되어 완충장치(230)가 단단하게 고정되도록 작용한다.
하부커버(210)는 원통형의 조인트케이스(221)와, 상기 조인트케이스(221)의 하단 둘레에서 수평방향으로 돌출 형성된 하부플랜지(222)와, 상기 조인트케이스(221) 내부에 배치되는 스페리컬조인트(224)와, 상기 하부플랜지(222) 저면 중앙으로 체결되는 하단너트(223)를 포함한다.
하부커버(210)는 쇽업소버 본체(100) 상단의 로드가 스페리컬조인트(224)에 접속 결합되고, 하부플랜지(222)의 상면은 완충장치(230)의 저면과 접촉되어 완충장치(230)가 단단하게 고정되도록 작용한다.
상기 스페리컬조인트(spherical joint)는 구형 조인트로서 중앙에 축을 통과시키기 위한 이너 볼과, 상기 이너 볼을 감싸는 고리 사이에 합성수지 라이너를 배치하여 유격을 방지하며 원활하게 움직이도록 하는 구성을 가진다. 본 발명에 따른 하부커버(210)의 조인트케이스(221) 내부에 배치되는 스페리컬조인트는 스페리컬베어링으로 대체할 수 있다. 스페리컬조인트 및 스페리컬베어링의 상세한 구성을 공지된 기술이므로 생략한다.
완충장치(230)는 배합고무탄성체(231)를 포함한다. 상기 배합고무탄성체(231)는 상부커버의 수평바디 저면과 하부커버의 하부플랜지 상면 사이에 배치되며 배합고무로 형성된다. 배합고무탄성체(231)는 중앙에 관통 형성된 중앙접속공(232)을 포함하고, 상기 중앙접속공(232)에는 하부커버(210)의 조인트케이스(221)가 접속된다.
상기 배합고무탄성체(231)의 상면에는 상부커버(210)의 수평바디(212) 저면이 접촉되고, 측면 상부에는 상부커버(210)의 수직바디(213) 내측 둘레가 접촉되며, 저면에는 하부커버(210)의 하부플랜지(222) 상면이 접촉된다. 이에 따라 배합고무탄성체(231)는 상부커버(210)와 하부커버(210) 사이에서 단단하게 고정되며, 쇽업소버 본체(100) 및 스프링(110)을 통해 상부 방향으로 전달되는 충격을 효과적으로 상쇄한다.
상기 배합고무탄성체(231)의 탄성은 배합고무의 배합에 따라 자유롭게 설정이 가능하다.
코팅층(240)은 결합된 상부커버(210), 하부커버(210), 완충장치(230) 전체를 감싸며, 실리콘으로 형성된다. 코팅층(240)은 상부커버(210), 하부커버(210), 완충장치(230) 전체를 감싸 상부 마운트(200)의 내구성을 향상시키고, 오염 및 산화를 방지한다.
도 5a, 5b는 본 발명에 따른 완충장치의 제2구성을 나타낸 분해 사시도 및 결합 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 완충장치(230)의 제2구성은 금속제로 형성된 제1권선형탄성체(233)를 포함한다. 상기 제1권선형탄성체(233)의 권선 내경은 하부커버(210)의 조인트케이스(221) 외경 이상의 크기이고, 권선 외경은 상부커버(210)의 수직바디(213) 내경 이하의 크기로 형성되며, 하부커버(210)의 조인트케이스(221)를 감싸는 듯한 형상으로 형성된다.
상기 제1권선형탄성체(233)의 상단에는 상부커버(210)의 수평바디(212) 저면이 접촉되고, 하단에는 하부커버(210)의 하부플랜지(222) 상면이 접촉된다. 이에 따라 제1권선형탄성체(233)는 상부커버(210)와 하부커버(210) 사이에서 단단하게 고정되며, 쇽업소버 본체(100) 및 스프링(110)을 통해 상부 방향으로 전달되는 충격을 효과적으로 상쇄한다.
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 완충장치의 제3구성을 나타낸 분해 사시도 및 결합 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 완충장치(230)의 제3구성은 금속제로 형성된 3개 이상의 제2권선형탄성체(234)를 포함한다. 상기 제2권선형탄성체(234)는 하부커버(210)의 조인트케이스(221) 외측 둘레에 등간격으로 방사상 배치된다. 제2권선형탄성체(234)는 제1권선형탄성체(233)와 높이는 동일하지만 외경은 작게 형성된다.
상기한 각각의 제2권선형탄성체(234) 상단에는 상부커버(210)의 수평바디(212) 저면이 접촉되고, 각각의 제2권선형탄성체(234) 하단에는 하부커버(210)의 하부플랜지(222) 상면이 접촉된다.
본 발명에 따른 완충장치(230)의 제3구성은 각각의 제2권선형탄성체(234)의 탄성을 다르게 설정하고 배치할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 완충장치의 제3구성이 형성된 쇽업소버 상부 마운트의 전후좌우 탄성 및 충격흡수성을 세밀하게 조절하여 운전자가 원하는 자동차 조정 안정성을 정밀하게 조절하면서, 주행중 노면에서 차체로 충격이 가해질 때 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 완충장치의 제4구성을 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 완충장치(230)의 제4구성은 배합고무탄성체(231)의 내부에 배치된 제1권선형탄성체(233)를 포함한다. 배합고무탄성체(231)와 제1권선형탄성체(233)의 높이는 동일하고, 제1권선형탄성체(233)의 외경은 배합고무탄성체(231)의 외경보다 작게 형성된다. 배합고무탄성체(231) 및 제1권선형탄성체(233)에 대한 상세한 설명은 위에서 하였으므로 생략한다.
본 발명에 따른 완충장치(230)의 제4구성은 주행중 전달되는 충격을 제1권선형탄성체(233)가 흡수하고, 제1권선형탄성체(233)에서 발생하는 진동은 배합고무탄성체(231)가 흡수하여, 스프링과 댐퍼가 포함된 쇽업소버의 작용을 하게된다. 따라서 쇽업소버 본체(100) 및 스프링(110)을 교환하는 큰 경제적 손실 없이 배합고무탄성체(231) 및 제1권선형탄성체(233)의 탄성 조절에 따라 자동차의 미세한 조정 안정성 및 승차감 조절을 용이하게 할 수 있다.
또한, 좌, 우에 각기 탄성이 다른 본 발명의 제4구성에 따른 완충장치(230)를 배치하여 운전자가 원하는 좌,우 곡선 주행에 따른 세밀한 승차감 및 조정 안정성 조절이 가능하다.
도 8은 본 발명에 따른 완충장치의 제5구성을 나타낸 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 완충장치(230)의 제5구성은 배합고무탄성체(231)의 내부에 배치된 3개 이상의 제2권선형탄성체(234)를 포함한다. 배합고무탄성체(231)와 제2권선형탄성체(234)의 높이는 동일하게 형성된다. 배합고무탄성체(231) 및 제2권선형탄성체(234)에 대한 상세한 설명은 위에서 하였으므로 생략한다.
본 발명에 따른 완충장치(230)의 제5구성은 주행중 전달되는 충격을 각각의 제2권선형탄성체(234)가 흡수하고, 제2권선형탄성체(234)에서 발생하는 진동은 배합고무탄성체(231)가 흡수하여 스프링과 댐퍼가 포함된 쇽업소버의 작용을 하게된다. 그리고 배합고무탄성체(231)의 내부에 배치되는 각각의 제2권선형탄성체(234)의 탄성을 다르게 설정하면 자동차의 중앙 가로축을 중심으로 앞,뒤로 움직이는 피칭 특성과, 자동차의 중앙 세로축을 중심으로 좌,우로 움직이는 롤링 특성을 세밀하게 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 완충장치의 제6구성을 나탄내 사시도이다.
본 발명에 따른 완충장치(230)의 제6구성은 배합고무탄성체(231)의 내부에 배치된 1개의 제1권선형탄성체(233)와, 3개 이상의 제2권선형탄성체(234)를 포함한다. 배합고무탄성체(231), 제1권선형탄성체(233), 제2권선형탄성체(234)에 대한 상세한 설명은 위에서 하였으므로 생략한다.
본 발명에 따른 완충장치(230)의 제6구성은 완충장치(230)의 전,후,좌,우 및 외측 둘레와 내측 둘레의 탄성을 매우 세밀하게 조절할 수 있어, 주행중 노면에서 차체로 충격이 가해질 때 발생하는 소음 및 진동을 방지함과 동시에 운전자가 원하는 조정 안정성을 쉽고 경제적으로 조절할 수 있다.
이상, 본 발명을 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형이 이루어질 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 자명한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
100: 쇽업소버 본체 110: 스프링
120: 스프링시트 130: 스프링시트커버
140: 마운트 고정구 150: 쇽업소버 고정너트
200: 상부 마운트 210: 상부커버
211: 중앙관통공 212: 수평바디
213: 수직바디 220: 하부커버
221: 조인트케이스 222: 하부플랜지
223: 하단너트 224: 스페리컬조인트
230: 완충장치 231: 배합고무탄성체
232: 중앙접속공 233: 제1권선형탄성체
234: 제2권선형탄성체 240: 코팅층

Claims (5)

  1. 쇽업소버의 상부에 접속 결합되는 쇽업소버의 상부 마운트에 있어서,
    상부에 형성된 상부커버(210)와,
    상기 상부커버(210)의 하부에 형성되어 상부커버(210)의 중앙으로 조인트케이스(221)가 접속되는 하부커버(210)와,
    상부커버(210)의 수평바디(212) 저면과 하부커버(210)의 하부플랜지(222) 상면 사이에 배치된 완충장치(230)를 포함하되,
    상기 상부커버(210)는 중앙관통공(211)을 포함하는 수평바디(212)와,
    상기 수평바디(212)의 가장자리에서 수직 하측 방향으로 돌출 형성된 수직바디(213)를 포함하고,
    상기 하부커버(210)는 조인트케이스(221) 내부에 배치된 스페리컬조인트(224)와,
    상기 조인트케이스(221) 하단 둘레로 돌출 형성된 하부플랜지(222)를 포함하는 것을 특징으로 하고
    상기 완충장치(230)는 배합고무탄성체(231)의 내부에 제1권선형탄성체(233)를 배치하되,
    상기 배합고무탄성체(231)는 중앙에 관통 형성된 중앙접속공(232)을 포함하고, 상기 중앙접속공(232)에는 하부커버(210)의 조인트케이스(221)가 접속되며,
    상기 제1권선형탄성체(233)의 외경은 배합고무탄성체(231)의 외경보다 작게 형성되고, 제1권선형탄성체(233)의 내경은 배합고무탄성체(231)의 내경보다 크게 형성되며, 제1권선형탄성체의 높이는 배합고무탄성체(231)의 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 상부 마운트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    완충장치(230)는 배합고무탄성체(231)의 내부에 제2권선형탄성체(234)가 배치되되, 상기 제2권선형탄성체(234)는 조인트케이스 외측 둘레에 등 간격으로 방사상 배치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 상부 마운트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    완충장치(230)는 배합고무탄성체(231)의 내부에 제1권선형탄성체(233) 및 제2권성형탄성체(234)가 배치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 상부 마운트.
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