KR101966461B1 - Air spring structure for preventing cardanic of bellows - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 스프링의 벨로우즈에 발생되는 핀 홀을 방지하기 위하여 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 에어 서스펜션의 에어 스프링의 상단을 차체와 연결하는데 적용되는 탑 마운트와, 상기 탑 마운트의 중심에 길이 방향으로 형성되는 피스톤 로드를 포함하는 에어 스프링 구조에 있어서, 상기 탑 마운트의 하단에 연결되어 상기 피스톤 로드를 외부로부터 밀폐시키는 피스톤 외통, 상기 피스톤 외통의 내주면에 이격되어 상기 피스톤 로드의 하단에 연장 형성되는 피스톤 내통, 상기 피스톤 내통의 외주면과 상기 피스톤 외통의 내주면에 접합되고, 하측이 볼록하게 돌출되어 밀폐 공간을 형성하는 벨로우즈 및 상기 벨로우즈의 하측에 위치하고, 상기 피스톤 내통과 상기 피스톤 외통 사이에 개재되는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air spring structure for preventing a catadiacture of a bellows, and more particularly, to an air spring structure for preventing a cardiac behavior of a bellows to prevent pinholes generated in a bellows of an air spring will be.
To this end, the present invention provides an air spring structure comprising a top mount adapted to connect an upper end of an air spring of an air suspension to a vehicle body, and a piston rod longitudinally formed at the center of the top mount, A piston inner cylinder which is connected to a lower end of the piston and which seals the piston rod from the outside, a piston inner cylinder spaced apart from an inner circumferential surface of the piston outer cylinder and extending to a lower end of the piston rod, And a bearing disposed under the bellows and interposed between the piston inner cylinder and the outer cylinder of the piston, characterized in that the bellows includes a bellows protruding downward convexly to form a closed space, Structure.
Description
본 발명은 에어 스프링 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어 스프링의 벨로우즈에 발생되는 핀 홀을 방지하기 위하여 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air spring structure, and more particularly, to an air spring structure for preventing a cardiac behavior of a bellows in order to prevent pin holes generated in a bellows of an air spring.
일반적으로 에어 스프링의 부품 중 하나인 벨로우즈는 도 1에 도시한 바와 같이 차체와 연결되는 탑 마운트(10)의 하측 중앙에 피스톤 로드(40)가 구비되고, 상기 피스톤 로드(40)를 감싸도록 설치된 댐퍼(50), 피스톤 내통(31) 및 피스톤 외통(32) 사이의 에어압에 의하여 노면 조건이나 선회 등에 의한 외부의 진동 및 충격을 흡수하게 된다.1, the bellows, which is one of the components of the air spring, is provided with a
상기 벨로우즈(20)는 항시 일정량, 예를 들면 7~10bar 상당의 공기압을 받는 부재로서 매우 큰 공기압에 견디기 위해 인장력에 유리한 구조로서 코드사와 고무를 일정 간격으로 배열하여 만든 구조로 이루어진다.The
하지만 상기 벨로우즈(20)는 필드에서 핀 홀(고무터짐)에 의해 공기 누기가 발생하여 차량이 주저앉는 클레임이 발생하고 있으며 벨로우즈 수명에 미치는 영향 인자 파악에 많은 맨아워를 투자하고 있는 실정이다.However, air bubbles are generated in the
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 대안으로서, 에어 스프링의 문제인 카다닉(cardanic; 굽힘) 거동 및 비틀림에 의한 코드사 접힘 문제 해결을 위해 탑마운트(10)의 부시 저감으로 카다닉 거동을 흡수하여 해결하였으며, 통상 쇽 업소버 상하단부에 베어링을 장착하여 비틀림 거동을 흡수함으로써 벨로우즈(20)에는 순수한 공기 팽창에 의한 인장력만을 발생시키려고 설계 디자인을 유도하기도 한다.As an alternative to solve the above problem, the cardanic behavior can be absorbed and solved by reducing the bushing of the top mount (10) to solve the problem of cardanic (bending) In general, the bearing is mounted on the lower end of the shock absorber to absorb the torsional behavior, thereby inducing the design of the
하지만, 여전히 탑 마운트(10)의 부시는 시간이 경과함에 따라 경화되며, 상기 벨로우즈(20)의 코드사 사이에 있는 고무층은 반경 방향에 대해 순수히 고무가 인장력을 받아야만 하는 구조이므로 결국 도 2에 도시한 바와 같이 벨로우즈(20)가 카다닉 거동을 많이 받게 되어 핀 홀이 발생하게 되므로 이는 근본적인 해결책이 되지 못하고 있는 실정이다.
However, the bush of the
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 조향 및 차량 거동 시 전후 방향에 대한 카다닉 특성을 저감시킴으로써 에어 스프링의 벨로우즈의 내구성을 향상시킬 수 있는 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조를 제공하는데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a bellows type airbag module capable of improving the durability of a bellows of an air spring, In order to prevent the catadiactic behavior of the air spring.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조는 에어 서스펜션의 에어 스프링의 상단을 차체와 연결하는데 적용되는 탑 마운트와, 상기 탑 마운트의 중심에 길이 방향으로 형성되는 피스톤 로드를 포함하는 에어 스프링 구조에 있어서, 상기 탑 마운트의 하단에 연결되어 상기 피스톤 로드를 외부로부터 밀폐시키는 피스톤 외통, 상기 피스톤 외통의 내주면에 이격되어 상기 피스톤 로드의 하단에 연장 형성되는 피스톤 내통, 상기 피스톤 내통의 외주면과 상기 피스톤 외통의 내주면에 접합되고, 하측이 볼록하게 돌출되어 밀폐 공간을 형성하는 벨로우즈 및 상기 벨로우즈의 하측에 위치하고, 상기 피스톤 내통과 상기 피스톤 외통 사이에 개재되는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an air spring structure for preventing catadiactic behavior of a bellows according to an embodiment of the present invention includes a top mount applied to connect an upper end of an air spring of an air suspension to a vehicle body, A piston outer cylinder which is connected to a lower end of the top mount to seal the piston rod from the outside and which is spaced apart from an inner circumferential surface of the piston outer cylinder so as to be extended to the lower end of the piston rod; A bellows joined to an outer peripheral surface of the piston inner cylinder and an inner peripheral surface of the piston outer cylinder and protruding downward convexly to form a closed space; Characterized in that the bearing do.
또한, 상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 회전 중심에 대하여 180도 방향에 위치하여 상호 마주보도록 2개소 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the bearings are installed at two positions so as to face each other with respect to the rotational center of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder in the direction of 180 degrees.
또한, 상기 베어링의 외주면 일부가 매설되도록 상기 피스톤 내통의 외주면과 상기 피스톤 외통의 내주면에는 그 축 방향을 따라 가이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, a guide groove is formed along the axial direction on the outer circumferential surface of the piston inner cylinder and the inner circumferential surface of the piston outer cylinder so that a part of the outer circumferential surface of the bearing is embedded.
또한, 상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 길이 방향을 따라 왕복운동 되도록 구름 베어링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.Further, the bearing is formed of a rolling bearing so as to reciprocate along the longitudinal direction of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder.
또한, 상기 베어링이 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 하단으로부터 이탈되지 않도록 하단을 지지하기 위한 하부 브래킷이 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, a lower bracket is provided to support the lower end of the bearing so that the bearing is not separated from the lower end of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder.
또한, 상기 하부 브래킷의 일단은 상기 피스톤 외통의 외주면에 길이 방향을 따라 고정되고, 타단은 상기 피스톤 외통의 반경 방향 내측으로 절곡되며, 그 단부가 상기 베어링의 하부에 접촉되도록 절곡되는 것을 특징으로 한다.One end of the lower bracket is fixed to the outer circumferential surface of the piston outer cylinder in the longitudinal direction and the other end is bent radially inward of the piston outer cylinder and the end of the lower bracket is bent so as to contact the lower portion of the bearing .
또한, 상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 길이 방향을 따라 왕복운동 되도록 볼 베어링으로 이루어질 수 있다.
The bearing may be a ball bearing so as to reciprocate along the longitudinal direction of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 의하면, 벨로우즈가 상하 거동 시 카다닉 모드를 부하받지 않도록 피스톤 내통과 피스톤 외통 사이에 베어링을 개재함으로써 상하 거동 시 일정한 간격으로 상하 거동을 수행하도록 함으로써 벨로우즈의 핀홀을 방지할 수 있다.As described above, according to the air spring structure for preventing the cardanic behavior of the bellows according to the present invention, when the bellows is moved up and down, the bearing is interposed between the outer piston of the piston and the piston so as not to be loaded on the cardonic mode, So that pinholes of the bellows can be prevented.
도 1은 종래기술에 의한 에어 스프링 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 에어 스프링 구조에 가해지는 카다닉 거동에 의해 나타나는 벨로우즈의 변형을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 적용되는 하부 브래킷의 설치 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조의 요부를 나타낸 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 적용되는 볼 베어링의 장착된 상태를 나타낸 것이다.1 is a cross-sectional view showing an air spring structure according to the prior art.
Fig. 2 shows the deformation of the bellows represented by the cardanic behavior applied to the air spring structure of Fig.
3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a lower bracket is applied to an air spring structure for preventing a cardanic behavior of a bellows according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a substantial part of an air spring structure for preventing catadiact behavior of a bellows according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a state in which a ball bearing is applied to an air spring structure for preventing the cardanic behavior of the bellows according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 적용되는 하부 브래킷의 설치 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조의 요부를 나타낸 횡단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조에 적용되는 볼 베어링의 장착된 상태를 나타낸 것이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an installation state of a lower bracket applied to an air spring structure for preventing catadiact behavior of a bellows according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a substantial part of an air spring structure for preventing a tacky behavior, and FIG. 5 is a view illustrating a state in which a ball bearing is applied to an air spring structure for preventing catadiatic behavior of the bellows according to an embodiment of the present invention will be.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조는 탑 마운트(미도시), 피스톤 로드(미도시), 피스톤 외통(111), 피스톤 내통(110), 벨로우즈(100) 및 베어링(200)을 포함한다.3, the air spring structure for preventing the cardanic behavior of the bellows according to an embodiment of the present invention includes a top mount (not shown), a piston rod (not shown), a piston
상기 탑 마운트는 통상적으로 적용되는 에어 스프링의 상측에서 상기 에어 스프링과 댐퍼를 차체에 연결하기 위한 구성으로서, 도시는 생략하였다.The top mount is configured to connect the air spring and the damper to the vehicle body on the upper side of a normally applied air spring, and illustration thereof is omitted.
또한, 상기 피스톤 로드는 상기 탑 마운트의 중앙에 위치하고, 상기 피스톤 로드의 상부를 관통하도록 배치됨으로써 상기 댐퍼와 연결되는 통상적인 구성으로서 도시를 생략하였다.Further, the piston rod is disposed at the center of the top mount and is disposed so as to pass through the upper portion of the piston rod, so that the piston rod is connected to the damper.
한편, 상기 피스톤 외통(111)은 상기 탑 마운트의 하단 테두리에 연결되어 상기 피스톤 로드를 외부로부터 밀폐시키도록 감싸게 된다. 그리고 상기 피스톤 내통(110)이 상기 피스톤 외통(111)의 내주면에 이격되어 상기 피스톤 로드의 하단에 연장 형성된다.The piston
상기 벨로우즈(100)는 상기 피스톤 내통(110)의 외주면과 상기 피스톤 외통(111)의 내주면에 접합되고, 하측이 볼록하게 돌출되어 밀폐 공간을 형성한다. 즉 에어 스프링이 세워지고 그 상단이 차체에 현가 지지되는데, 상기 에어 스프링은 상기 댐퍼와, 상기 댐퍼를 둘러싸도록 외측에 배치되는 피스톤 외통(111) 및 피스톤 내통(110)의 에어 압에 의하여 진동을 흡수하게 된다.The
상기 베어링(200)은 상기 벨로우즈(100)의 하측에 위치하고, 상기 피스톤 내통(110)과 상기 피스톤 외통(111) 사이에 개재된다. 상기 베어링(200)은 도 4에 도시한 바와 같이 상기 피스톤 내통(110) 및 피스톤 외통(111)의 회전 중심에 대하여 180도 방향에 위치하여 상호 마주보도록 2개소 설치되는 것이 바람직하다. 특히 상기 한 쌍의 베어링(200)은 차량의 전후 방향에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 베어링(200)이 상기 피스톤 내통(110) 및 피스톤 외통(111)의 하단으로부터 이탈되지 않도록 상기 베어링(200)의 하단을 지지하기 위한 하부 브래킷(210)이 설치될 수 있다. 상기 하부 브래킷(210)의 일단은 상기 피스톤 외통(111)의 외주면에 길이 방향을 따라 고정되고, 타단은 상기 피스톤 외통(111)의 반경 방향 내측으로 절곡되며, 그 단부에는 상기 베어링(200)의 하부에 접촉되도록 절곡되는 절곡부(211)가 형성된다.A
그리고, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 베어링(200)의 외주면 일부가 매설되도록 상기 피스톤 내통(110)의 외주면과 상기 피스톤 외통(111)의 내주면에는 그 축 방향을 따라 가이드 홈(110a, 111a)이 형성된다. 즉 상기 가이드 홈(110a, 111a)은 상기 베어링(200)의 외주면의 일부 곡면 형상에 대응하는 형상으로 오목하게 형성되되, 상기 베어링(200)이 수직 왕복운동 가능하도록 소정 길이만큼 형성된다. 여기서 상기 베어링(200)은 상기 가이드 홈(110a, 111a)을 따라 회전 지지되도록 구름 베어링 또는 볼 베어링 등의 형상이 적용될 수 있을 것이다.4 and 5, the outer circumferential surface of the piston
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
10: 탑 마운트
100: 벨로우즈
110: 피스톤 내통
110a: 가이드 홈
111: 피스톤 외통
111a: 가이드 홈
200: 베어링
210: 하부 브래킷
211: 절곡부10: Top mount
100: Bellows
110: Piston inner cylinder
110a: Guide groove
111: Piston outer cylinder
111a: guide groove
200: Bearings
210: Lower bracket
211:
Claims (7)
상기 탑 마운트의 하단에 연결되어 상기 피스톤 로드를 외부로부터 밀폐시키는 피스톤 외통;
상기 피스톤 외통의 내주면에 이격되어 상기 피스톤 로드의 하단에 연장 형성되는 피스톤 내통;
상기 피스톤 내통의 외주면과 상기 피스톤 외통의 내주면에 접합되고, 하측이 볼록하게 돌출되어 밀폐 공간을 형성하는 벨로우즈; 및
상기 벨로우즈의 하측에 위치하고, 상기 피스톤 내통과 상기 피스톤 외통 사이에 개재되는 베어링을 포함하고,
상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 회전 중심에 대하여 180도 방향에 위치하여 상호 마주보도록 2개소 설치되며,
상기 베어링의 외주면 일부가 매설되도록 상기 피스톤 내통의 외주면과 상기 피스톤 외통의 내주면에는 그 축 방향을 따라 가이드 홈이 형성되고,
상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 길이 방향을 따라 왕복운동 되도록 구름 베어링으로 이루어지며,
상기 베어링이 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 하단으로부터 이탈되지 않도록 상기 베어링의 하단을 지지하기 위한 하부 브래킷이 설치되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조.A structure of an air spring including a top mount applied to connect an upper end of an air spring of an air suspension to a vehicle body, and a piston rod formed in a longitudinal direction at the center of the top mount,
A piston outer cylinder connected to a lower end of the top mount to seal the piston rod from the outside;
A piston inner cylinder spaced apart from an inner circumferential surface of the piston outer cylinder and extending to a lower end of the piston rod;
A bellows joined to an outer circumferential surface of the piston inner cylinder and an inner circumferential surface of the piston outer cylinder and protruding downward convexly to form a closed space; And
And a bearing disposed below the bellows and interposed between the piston inner cylinder and the piston outer cylinder,
The bearings are disposed at two positions so as to face each other with respect to the rotational center of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder in the direction of 180 degrees,
A guide groove is formed along the axial direction on the outer peripheral surface of the piston inner cylinder and the inner peripheral surface of the piston outer cylinder so that a part of the outer peripheral surface of the bearing is embedded,
Wherein the bearing is made of a rolling bearing so as to reciprocate along the longitudinal direction of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder,
Wherein a lower bracket for supporting a lower end of the bearing is installed so that the bearing is not separated from the lower end of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder.
상기 하부 브래킷의 일단은 상기 피스톤 외통의 외주면에 길이 방향을 따라 고정되고, 타단은 상기 피스톤 외통의 반경 방향 내측으로 절곡되며, 그 단부가 상기 베어링의 하부에 접촉되도록 절곡되는 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조.The method according to claim 1,
Wherein one end of the lower bracket is fixed to an outer circumferential surface of the piston outer cylinder in the longitudinal direction and the other end is bent radially inward of the piston outer cylinder and the end of the bend is bent so as to contact the lower portion of the bearing. Air spring structure to prevent catanic behavior.
상기 베어링은 상기 피스톤 내통 및 피스톤 외통의 길이 방향을 따라 왕복운동 되도록 볼 베어링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 벨로우즈의 카다닉 거동을 방지하기 위한 에어 스프링 구조.The method according to claim 1,
Wherein the bearing is made of a ball bearing so as to reciprocate along the longitudinal direction of the piston inner cylinder and the piston outer cylinder.
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