KR102039936B1

KR102039936B1 - 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102039936B1
Application number: KR1020190046089A
Authority: KR
Inventors: 임만승; 박익수; 이재식; 김기용
Original assignee: 대원강업주식회사
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2019-11-04
Also published as: EP3725573B1; EP3725573A1

Abstract

본 발명은 코일스프링이 안착되는 코일스프링 안착부 주변부를 따라 형성된 저경도층과, 저경도층보다 높은 경도를 가지는 고경도층으로 구성되고, 코일스프링 안착부와 코일스프링간 접촉면에 형성된 접착층을 통해 코일스프링과 패드가 접착되어 고정됨으로써, 본디드 패드의 동적 특성 및 접착 내구성이 향상되는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 및 그 제조 방법 {Bonded-Pad and Manufacturing Method of Same for Coil-Spring of Car Suspension}

본 발명은 자동차의 현가장치에 장착되어 코일스프링 및 스트럿 시트의 손상을 방지하는 패드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 코일스프링과 패드간 효과적인 이물질 유입 방지를 위해 코일스프링과 패드를 접착하여 제조되는 본디드 패드에 서로 다른 경도를 가지는 구간을 형성하여 본디드 패드의 동적 특성 및 접착 내구성을 향상시키는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 주행 중 노면의 요철로부터 전달되는 충격으로부터 섀시나 구동축 연결부 등을 보호하고, 승차감을 향상시키기 위하여 현가장치가 장착되며, 차량의 무게 및 용도 등에 따라 코일스프링, 판스프링, 에어스프링 등의 스프링이 현가장치에 적용되어 노면 충격을 흡수하게 된다.

이 중 코일스프링은 선형적인 특성에 의해 다른 스프링에 비해 승차감이 우수하여 승용차에 주로 이용되며, 충격 또는 하중이 반복하여 작용하는 작동 환경 특성상 충분한 강도와 인성 등의 요건을 확보하기 위하여 주로 강재 등 금속 재질을 이용하여 코일스프링을 제조하게 된다.

코일스프링이 적용되는 서스펜션은 서스펜션 암의 연결 방식에 따라 더블 위시본 방식, 맥퍼슨 스트럿 방식, 멀티링크 방식 등으로 나누어 지는데, 이러한 방식의 서스펜션은 코일스프링이 외부 환경에 직접 노출되어 부식이 발생하기 쉬운 구조를 가진다.

코일스프링의 부식이 발생하게 되면 코일스프링에 산화피막이 형성되면서 코일스프링의 거동 특성을 변화시켜 코일스프링의 성능을 저하시킬 수 있고, 부식이 심화되면 코일스프링 강재의 취성이 증가하면서 조기 절손의 발생 원인이 될 수 있으므로, 코일스프링 및 코일스프링이 장착되는 스트럿 시트 표면에는 방청 및 도장작업 등의 표면 처리를 수행하게 된다.

도 1에서 도시하는 바와 같이 스트럿 시트와 코일스프링 사이에는 현가장치 작동시 발생할 수 있는 코일스프링과 스트럿 시트간 직접 접촉 또는 마찰에 의한 코일스프링 또는 스트럿 시트의 손상을 방지하기 위하여 고무 등 탄성재질로 이루어진 패드가 장착되는데, 자동차 섀시 하부에 장착되는 코일스프링의 위치적 특성상 노면상의 이물질이 패드와 코일스프링 접촉부 사이로 쉽게 유입될 수 있다.

특히 도 2에서 도시하는 바와 같이 현가장치 작동시 코일스프링의 압축 또는 인장이 반복적으로 발생되면서 코일스프링의 형상이 변형되는데, 코일스프링의 형상이 변형되면 패드와 코일스프링의 접촉면간 틈새가 발생되기 쉬워지고, 틈새 사이로 이물질이 유입될 수 있다.

패드와 코일스프링의 접촉면에 이물질이 유입된 상태에서 코일스프링이 압축되면 코일스프링의 도장면 손상 및 패드 손상을 발생시킬 수 있는데, 패드의 손상이 발생하면 패드의 완충성능이 감소하여 충격흡수 능력이 저하되고, 현가장치에서 발생하는 잡음의 원인이 되며, 패드의 손상이 심화되는 경우 코일스프링과 스트럿 시트간 직접 접촉이 발생하여 코일스프링 및 스트럿 시트의 도장면 손상을 발생시키게 된다.

따라서 현가장치 작동시 코일스프링과 패드간 틈새가 발생하면서 그 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0134558호의 스프링 조립체와 같이 코일스프링과 패드(선행기술의 스프링 리테이너)의 접촉면을 서로 접착시킨 본디드 패드가 개발되었다.

이러한 본디드 패드는 코일스프링과 본디드 패드간 서로 벌어지는 힘이 작용할 때 접착제에 의해 본디드 패드와 코일스프링의 접촉상태를 유지함으로써 이물질 유입을 방지하게 되는데, 본디드 패드의 경도가 높게 형성되는 경우 코일스프링으로부터 본디드 패드에 작용하는 면압이 균일하게 분산되지 못하면서 본디드 패드의 특정 부위에 집중 하중이 작용하게 되고, 이에 따라 본디드 패드의 영구 변형 또는 손상이 발생하여 본디드 패드의 성능이 저하될 수 있으며, 차량의 동특성을 저하시킨다.

또한, 본디드 패드와 코일스프링의 접착 상태를 유지하는데 필요한 변형이 충분히 발생하지 못하여 접착면에서 탈착이 발생할 수 있다.

반면에 본디드 패드의 경도가 낮게 형성되는 경우 본디드 패드와 코일스프링의 접착 상태를 유지하는데 필요한 변형을 발생시켜 접착면에서의 탈착을 방지할 수 있으나, 코일스프링으로부터 작용하는 압축력에 의해 본디드 패드의 접촉면 손상이 발생하기 쉽다.

또한, 코일스프링의 압축시 코일스프링의 나선축으로부터 수직 외측으로 작용하는 힘에 의해 본디드 패드의 과도한 변형이 발생하고, 이에 따라 본디드 패드와 스트럿 시트의 접촉부간 발생하는 틈새로 이물질이 유입되면서 스트럿 시트의 도장면 손상 및 본디드 패드의 손상을 발생시킬 수 있는 문제가 있었다.

그리고 코일스프링과 패드를 접착시키는 과정은 코일스프링과 패드간 접착 후 압착력을 가하여 접착력을 향상시키는 하중 부가 방식과, 접착력을 가하지 않는 무하중 방식이 적용될 수 있는데, 무하중 방식에 의해 코일스프링과 패드를 접착시킨 경우 충분한 접착력 및 접착 내구수명이 확보되지 않아 코일스프링의 압축 또는 이완의 반복작용시 접착면이 분리될 수 있다.

반면에, 하중 부가 방식에 의하는 경우 충분한 접착력을 확보할 수 있으나, 패드에 작용하는 압력에 의해 패드의 압축이 발생하면서 경화가 발생하여 패드의 충격흡수 성능 및 승차감 저하 등 동적 특성 변화가 발생할 수 있는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0134558호 (2016.11.23. 공개)

본 발명의 실시 예에서는 현가장치의 작동에 의한 코일스프링의 이완시 본디드 패드와 코일스프링의 접착 상태를 유지할 수 있는 패드 경도와, 코일스프링의 압축시 본디드 패드의 과도한 변형을 방지할 수 있는 패드 경도를 동시에 만족시켜 이물질 유입을 효과적으로 방지하고, 본디드 패드의 동적 특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에서는 하중을 부가하여 코일스프링과 패드를 서로 접착할 때, 본디드 패드 압축면이 경화되면서 패드의 동적 특성 변화 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 자동차 현가장치의 코일스프링이 안착되도록 코일스프링의 일측 끝단 표면과 동일한 형상의 홈이 형성되는 코일스프링 안착부와, 코일스프링이 코일스프링 안착부로부터 이탈하는 것을 방지하도록 코일스프링 안착부의 내외측 둘레를 따라 돌출된 지지부로 이루어져 코일스프링과 스트럿 시트간 마찰에 의한 코일스프링 손상 및 이음 발생을 방지하는 패드에 있어서, 상기 패드는 코일스프링 안착부 전체 또는 일부 구간 주변부를 따라 형성된 저경도층과, 저경도층보다 높은 경도를 가지는 고경도층으로 구성되고, 코일스프링 안착부와 코일스프링간 접촉면에 형성된 접착층을 통해 코일스프링과 접착되어 고정된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 저경도층과 고경도층의 경계면에는 고경도층보다 높은 강도 및 낮은 밀도를 가지는 서포트 패널이 삽입된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 서포트 패널은 측면 외주면 또는 내주면이 코일스프링 안착부 방향으로 구부러져 서포트 패널의 단면이 "┗━" 또는 "┗┛" 형상을 이루도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 패드는 코일스프링 일측 끝단부가 안착되는 부위에 형성되는 제1 고경도 구간과, 나선형상으로 권취된 코일스프링이 코일스프링 안착부로부터 이격되는 부위에 형성되는 제2 고경도 구간과, 제1,2 고경도 구간 사이에 형성되는 저경도 구간으로 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 제1,2 고경도 구간의 저경도층 및 고경도층 경도는 각각 50~65 Shore D 및 55~70 Shore D 범위 내에 형성되고, 저경도 구간의 저경도층 및 고경도층 경도는 각각 45~60 Shore D 및 55~65 Shore D 범위 내에 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 패드는 큐어링 공정에 의해 경도가 5~10 Shore D 범위 내에서 증가된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 지지부 표면은 코일스프링 안착부의 내외측 둘레 끝단을 연장하는 가상의 평면으로부터 5~50° 기울어진 경사면이 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 코일스프링과 접착되는 코일스프링 안착부에 저경도층을 형성하여 현가장치 작동에 의한 코일스프링 인장 발생시 코일스프링 안착부가 코일스프링의 변형에 맞춰 탄성변형되면서 접착면간 탈착이 발생하는 것을 방지하고, 본디드 패드에 접착된 코일스프링을 지지하는 지지부에 고경도층을 형성하여 코일스프링 압축 발생시 본디드 패드의 지지부가 변형되면서 패드와 스트럿 시트 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 패드에 가변경도를 형성하여 현가장치 작동시 코일스프링으로부터 패드에 작용하는 면압을 균일화함으로써, 집중 하중 작용에 의한 패드의 영구 변형을 방지하고, 과도한 패드 변형에 의해 패드와 스트럿 시트 사이에 이물질이 유입되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고경도층과 저경도층의 경계면에 삽입되는 서포트 패널의 지지구조에 의해 현가장치 작동에 의한 패드 변형 발생시 패드와 스트럿 시트 사이의 이물질 유입을 보다 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 서포트 패널이 패드 재질보다 낮은 밀도를 가지는 재질로 이루어져 제조된 본디드 패드의 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 현가장치의 작동에 의한 코일스프링 압축시 집중 하중이 작용하는 코일스프링 일측 끝단부가 안착되는 부위와 나선형상으로 권취된 코일스프링이 코일스프링 안착부로부터 이격되는 부위에 고경도 구간을 형성함으로써, 집중 하중 작용에 의한 패드의 변형 발생 및 이에 따른 스트럿 시트로의 이물질 유입을 억제할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 코일스프링과 패드간 접착부 큐어링 공정을 통해 패드와 코일스프링간 접착력 및 접착 내구성을 향상시키고, 패드의 압축 경화에 따른 동적 특성 저하가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 자동차 현가장치의 구성요소 및 결합 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 현가장치 작동시 코일스프링의 압축 또는 이완에 의한 변형 및 그에 따른 코일스프링과 패드간 이물질 유입 위치를 나타내는 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패드의 평면 형상 및 단면 구조 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서포트 패널이 삽입된 본디드 패드의 단면 구조 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 서포트 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 패드의 제1,2 고경도 구간과 저경도 구간 위치를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 현가장치 작동에 의한 코일스프링의 수축시 집중 하중이 작용하는 위치를 나타내는 도면이다.
도 10은 코일스프링과 패드 사이에 작용하는 집중하중에 의한 모멘트 역상현상으로 인하여 코일스프링과 패드간 발생하는 벌어지는 힘의 위치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드는 도 1에서 도시하는 바와 같이 현가장치의 암에 형성된 스트럿 시트(40)에 패드(20)가 장착되고, 패드(20)에는 코일스프링(10)이 접착제를 통해 접착된다.

도 3에서 도시하는 바와 같이 상기 패드(20)에는 코일스프링(10)의 일측 끝단 표면과 동일한 형상의 홈이 형성되어 코일스프링(10)의 안착될 수 있는 코일스프링 안착부(21)가 형성되고, 코일스프링 안착부(21) 표면에 접착제가 도포되어 코일스프링(10)의 접착 고정이 이루어진다.

또한, 코일스프링 안착부(21)의 내외측 둘레를 따라 지지부(22)가 돌출되어, 현가장치 작동에 의한 코일스프링(10)의 변형 발생시 접착된 코일스프링(10)이 코일스프링 안착부(21)로부터 이탈하는 것을 방지한다.

상기 지지부(22) 표면은 코일스프링 안착부(21)의 내외측 둘레 끝단을 연장하는 가상의 평면으로부터 5~50° 기울어진 경사면을 형성하는 것이 바람직하며, 이를 통해 자동차 주행중 발생하여 패드(20)에 누적되는 이물질을 효과적으로 배출할 수 있도록 한다.

도 4에는 도 3의 A-A' 선을 따라 절단된 패드(20)의 단면 구조가 도시되는데, 도 4에서 도시하는 바와 같이 패드(20)는 코일스프링 안착부(21) 전체 또는 일부 구간 주변부를 따라 형성된 저경도층(23)과, 저경도층(23)보다 높은 경도를 가지는 고경도층(24)으로 구성된다.

상기 저경도층(23)은 패드(20)에 탄성변형성을 제공함으로써, 현가장치 작동에 의해 코일스프링(10)과 패드(20)간 접착면에 인장력이 작용할 때, 코일스프링(10)과 패드(20)간 접착면에서 탈착이 발생하는 것을 방지하고, 패드(20)의 충격흡수 성능 및 승차감 등 동적 특성을 향상시키게 된다.

또한, 상기 고경도층(24)은 패드(20)의 강성을 향상시킴으로써, 코일스프링(10)으로부터 패드(20)로 작용하는 외력에 의한 패드(20)의 과도한 변형을 방지하여 패드(20)와 스트럿 시트(40)간 접촉면으로 이물질이 유입되면서 패드(20) 또는 스트럿 시트(40)의 손상이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이때, 도 4b 또는 도 4c에서 도시하는 바와 같이 상기 고경도층(24)은 패드(20)의 측면 외주 또는 내주면을 따라 코일스프링 안착부(21) 방향으로 일부 돌출되어 단면이 "┗━" 또는 "┗┛" 형상을 이루어질 수 있다.

고경도층(24)을 상기 형상으로 구성하는 경우, 현가장치의 작동에 의한 코일스프링(10)의 나선축으로부터 수직 외측으로 작용하는 힘이 작용할 때, 코일스프링 안착부(21) 방향으로 돌출된 고경도층(24)이 패드(20) 측면을 지지하면서 패드(20)의 과도한 변형 발생을 방지하게 된다.

패드(20)의 동적 특성을 향상시키 위하여 큐어링 공정 수행 전 상기 저경도층(23)의 경도는 45~65 Shore D 범위 내에 형성하는 것이 바람직하고, 코일스프링(10)으로부터 작용하는 힘에 의한 패드(20)의 과도한 변형을 방지하기 위하여 상기 고경도층(24)의 경도는 55~70 Shore D 범위 내에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 단일체로 형성된 패드(20)의 저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계에는 경도가 점진적으로 변화하는 경도 혼합층이 형성될 수 있다.

이때, 패드(20)의 동적 특성 향상 및 변형방지를 위해 상기 저경도층(23)의 두께는 코일스프링 안착부(21) 중앙부에서의 패드(20)의 두께의 30% 이하 범위 내에서 형성하고, 고경도층(24)의 두께는 코일스프링 안착부(21) 중앙부에서의 패드(20) 두께의 35~45% 범위 내에서 형성하며, 경도 혼합층의 두께는 패드(20) 두께의 25~35% 범위 내에서 형성하는 것이 바람직하다.

저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계면에는 도 5에서 도시하는 바와 같이 고경도층(24)보다 높은 강도 및 낮은 밀도를 가지는 서포트 패널(30)이 삽입될 수 있다.

서포트 패널(30)은 플라스틱 등의 수지 또는 경량 합금 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 주로 고무 등의 재질로 이루어지는 패드(20)에 비하여 동일 부피 대비 낮은 중량을 가지게 되므로, 패드(20)의 경량화를 이룰 수 있도록 하고, 패드(20)의 고경도층(24)과 더불어 패드(20)의 강성을 향상시켜 패드(20)의 과도한 변형 발생을 보다 효율적으로 방지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 서포트 패널(30)은 도 5b 또는 도 5c에서 도시하는 바와 같이 측면 외주면 또는 내주면이 코일스프링 안착부(21) 방향으로 구부러져 서포트 패널(30)의 단면이 "┗━" 또는 "┗┛" 형상을 이루도록 구성될 수 있으며, 현가장치의 작동에 의한 코일스프링(10)의 나선축으로부터 수직 외측으로 작용하는 힘이 작용할 때, 코일스프링 안착부(21) 방향으로 돌출된 서포트 패널(30) 부위가 패드(20) 측면을 지지하면서 패드(20)의 과도한 변형 발생을 방지하게 된다.

또한, 서포트 패널(30)에는 도 6에서 도시하는 바와 같이 서포트 패널(30) 표면에 리브(31)가 격자형상을 이루도록 돌출되어 형성될 수 있으며, 리브(31)를 통해 서포트 패널(30)의 강성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 리브(31)는 도 6b에서 도시하는 바와 같이 서포트 패널(30)의 일측면에 형성되거나, 도 6c에서 도시하는 바와 같이 2겹으로 이루어지는 서포트 패널(30) 사이에 격자형상을 이루도록 형성될 수 있다.

이때, 도 6c와 같이 2겹으로 이루어지는 서포트 패널(30) 사이에 격자형상 리브(31)를 형성하는 경우, 서포트 패널(30)에 형성되는 공간에 의해 제조된 패드(20)의 경량화를 효과를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 7에서 도시하는 바와 같이 패드(20)는 코일스프링(10)의 권취 방향을 따라 서로 다른 경도가 형성된 제1 고경도 구간(25)과, 제2 고경도 구간(26) 및 저경도 구간(27)으로 구성될 수 있다.

제1 고경도 구간(25)은 코일스프링(10) 일측 끝단부가 안착되는 부위에 형성되고, 제2 고경도 구간(26)은 나선형상으로 권취된 코일스프링(10)이 코일스프링 안착부(21)로부터 이격되는 부위에 형성되며, 저경도 구간(27)은 제1,2 고경도 구간(25,26) 사이에 형성된다.

자동차의 현가장치 작동에 의한 코일스프링(10)의 수축 발생시 도 8 및 도 9에서 도시하는 바와 같이 코일스프링(10)의 끝단 부위(B)와 코일스프링 안착부(21)로부터 이격되기 시작하는 부위(C)의 지점에서 집중 하중이 발생하게 되는데, B부위와 C부위와 각각 접촉하는 코일스프링 안착부(21) 표면의 B'부위와 C'부위에 집중 하중이 작용하게 된다.

집중하중이 작용하는 위치를 잇는 가상의 선은 코일스프링(10)의 나선 권취 중심부로부터 이격되어 있기 때문에 코일스프링(10)의 변형 발생시 나선 권취 중심부를 중심축으로 하는 모멘트가 발생하게 되면서 코일스프링(10)과 코일스프링 안착부(21) 사이에 벌어지는 힘이 작용하게 된다.

또한, 모멘트 발생시 도 10에서 도시하는 바와 같이 최대 하중조건에서 발생하는 패드(20) 변형량보다 최소 하중조건에서 발생하는 패드(20) 변형량이 커지는 역상 현상이 발생할 수 있다.

역상 현상이 발생하게 되면 최소 하중조건에서도 코일스프링(10)과 패드(20) 접촉면간 벌어지는 힘이 크게 작용하면서 코일스프링(10)과 패드(20)의 접촉면 손상이 가속화 될 수 있다.

이때, 코일스프링 안착부(21) 표면의 B'부위와 C'부위가 위치하는 부위에 각각 제1,2 고경도 구간(25,26)을 형성함으로써, 집중 하중에 의한 패드(20)의 과도한 변형을 억제하고, 이를 통해 모멘트 발생을 억제하여, 코일스프링(10)과 패드(20)의 접착면 내구성 저하를 방지할 수 있도록 한다.

또한, 패드(20)의 변형에 의한 모멘트 발생을 효과적으로 억제하기 위해서 제1,2 고경도 구간(25,26)의 저경도층(23) 및 고경도층(24) 경도를 각각 50~65 Shore D 및 55~70 Shore D 범위 내에 형성하고, 저경도 구간(27)의 저경도층(23) 및 고경도층(24) 경도를 각각 45~60 Shore D 및 55~65 Shore D 범위 내에 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 패드(20)를 코일스프링(10)과 접착하는 과정이 완료되면 코일스프링 안착부(21)에 안착된 코일스프링(10)을 압입하는 큐어링 공정을 추가로 수행할 수 있다.

큐어링 공정에서는 5~10 Shore D 범위 내에서 패드(20)의 경도 증가가 발생하게 되며, 5~10 Shore D 범위 내의 패드(20) 경도 증가를 통해 동적 특성 및 접착면 내구성 최적화를 이룰 수 있도록 한다.

구체적으로 큐어링 공정에서는 코일스프링(10)과 패드(20)를 접착하는 과정에서 서로 접착된 코일스프링(10)과 패드(20)를 압입하여 충분한 접착력을 확보하고, 패드(20)에 작용하는 압력에 의해 코일스프링 안착부(21)의 압축이 발생하면서 접착면 경화가 발생하여 패드(20)의 충격흡수 성능 및 승차감 저하 등 동적 특성 변화하는 것을 방지한다.

이때, 큐어링 공정 수행 전 패드(20)의 경도를 미리 최적치로 형성하는 경우 패드(20)와 코일스프링(10)간 접착과정에서 발생하는 압력에 의해 코일스프링 안착부(21)의 경화가 발생할 수 있기 때문에 큐어링 공정 수행 전 패드(20)의 경도를 최적치보다 낮게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.

코일스프링 안착부(21)에 저경도층(23)을 형성하고, 지지부(22)에 고층(24)이 형성하여 경도가 다원화된 패드(20)를 성형한다.

성형이 완료된 패드(20)의 코일스프링 안착부(21)에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하고, 코일스프링(10)을 접착제가 도포된 코일스프링 안착부(21)에 배치한다.

코일스프링(10)의 배치 및 접착이 완료되면 코일스프링 안착부(21)에 코일스프링(10)을 압입하여 패드(20)의 경도를 증가시키는 큐어링 공정을 추가로 수행할 수 있는데, 큐어링 공정은 190℃ 이하의 온도에서 10분 이상 가열하거나 상온에서 이루어진다.

이때, 패드(20)를 성형 공정에서는 저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계면에 서포트 패널(30)을 삽입하는 공정을 부가하여 수행할 수 있다.

또한, 패드(20)를 성형하는 공정에서는 제1,2 고경도 구간(25,26) 및 저경도 구간(27)을 형성하는 공정을 부가하여 수행할 수 있다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 코일스프링
20: 패드, 본디드 패드
21: 코일스프링 안착부
22: 지지부
23: 저경도층
24: 고경도층
25: 제1 고경도 구간
26: 제2 고경도 구간
27: 저경도 구간
30: 서포트 패널
31: 리브
40: 스트럿 시트

Claims

자동차 현가장치의 코일스프링(10)이 안착되도록 코일스프링(10)의 일측 끝단 표면과 동일한 형상의 홈이 형성되는 코일스프링 안착부(21)와, 코일스프링(10)이 코일스프링 안착부(21)로부터 이탈하는 것을 방지하도록 코일스프링 안착부(21)의 내외측 둘레를 따라 돌출된 지지부(22)로 이루어져 코일스프링(10)과 스트럿 시트(40)간 마찰에 의한 코일스프링(10) 손상 및 이음 발생을 방지하는 단일체로 형성된 패드(20)에 있어서,
상기 패드(20)의 코일스프링 안착부(21)가 전체 또는 일부 구간 주변부를 따라 저경도층(23)이 형성되고 상기 패드(20)의 지지부(22)에 고경도층(24)이 형성되고, 코일스프링 안착부(21)와 코일스프링(10)간 접촉면에 형성된 접착층을 통해 코일스프링(10)과 접착되어 고정되고,
상기 저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계면에는 고경도층(24)보다 높은 강도 및 낮은 밀도를 가지는 서포트 패널(30)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
삭제
제1항에 있어서,
상기 서포트 패널(30)은 측면 외주면 또는 내주면이 코일스프링 안착부(21) 방향으로 구부러져 서포트 패널(30)의 단면이 "┗━" 또는 "┗┛" 형상을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 서포트 패널(30)의 일측면 또는 양측면으로 리브(rib,31)가 격자형상을 이루도록 형성되거나, 2겹으로 이루어지는 서포트 패널(30) 사이에 리브(31)가 격자형상을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 저경도층(23)의 경도는 45~65 Shore D 범위 내에 형성되고, 고경도층(24)의 경도는 55~70 Shore D 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 저경도층(23)의 두께는 코일스프링 안착부(21) 중앙부에서의 패드(20) 두께의 30% 이하 범위 내에서 형성되고, 고경도층(24)의 두께는 코일스프링 안착부(21) 중앙부에서의 패드(20) 두께의 35~45% 범위 내에서 형성되며, 저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계에는 경도가 점진적으로 변화하는 경도 혼합층이 형성되되, 경도 혼합층의 두께는 패드 두께의 25~35% 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 고경도층(24)은 패드의 측면 외주 또는 내주면을 따라 코일스프링 안착부(21) 방향으로 돌출되어 단면이 "┗━" 또는 "┗┛" 형상을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 패드(20)는 코일스프링(10) 일측 끝단부가 안착되는 부위에 형성되는 제1 고경도 구간(25)과, 나선형상으로 권취된 코일스프링(10)이 코일스프링 안착부(21)로부터 이격되는 부위에 형성되는 제2 고경도 구간(26)과, 제1,2 고경도 구간(25,26) 사이에 형성되는 저경도 구간(27)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제8항에 있어서,
제1,2 고경도 구간(25,26)의 저경도층(23) 및 고경도층(24) 경도는 각각 50~65 Shore D 및 55~70 Shore D 범위 내에 형성되고, 저경도 구간(27)의 저경도층(23) 및 고경도층(24) 경도는 각각 45~60 Shore D 및 55~65 Shore D 범위 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 패드(20)는 큐어링 공정에 의해 경도가 5~10 Shore D 범위 내에서 증가되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
제1항에 있어서,
상기 지지부(22) 표면은 코일스프링 안착부(21)의 내외측 둘레 끝단을 연장하는 가상의 평면으로부터 5~50° 기울어진 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드.
자동차 현가장치의 코일스프링(10) 끝단에 장착되어 스트럿 시트(40)와의 마찰에 의한 코일스프링(10) 손상 및 이음 발생을 방지하는 단일체의 패드(20)에 있어서,
코일스프링(10)이 접착되는 코일스프링 안착부(21)에는 상대적으로 낮은 경도를 가지는 저경도층(23)을 형성하고, 코일스프링 안착부(21)를 지지하는 지지부(22)에는 상대적으로 높은 경도를 가지는 고경도층(24)이 형성되도록 다원화된 경도의 패드(20)를 성형하는 패드(20) 성형 공정과;
코일스프링 안착부(21)에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 접착제 도포 공정; 및
코일스프링(10)을 접착제가 도포된 코일스프링 안착부(21)에 배치하는 공정;으로 이루어지고,
상기 패드(20) 성형 공정에서는 저경도층(23)과 고경도층(24)의 경계면에는 고경도층보다 높은 강도 및 낮은 밀도를 가지는 서포트 패널(30)을 삽입하는 공정이 부가되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 제조 방법.
제12항에 있어서,
코일스프링(10)을 접착제가 도포된 코일스프링 안착부(21)에 배치하는 공정이 완료된 후, 코일스프링 안착부(21)에 코일스프링(10)을 압입하여 패드(20)의 경도를 증가시키는 큐어링 공정을 실시하되, 큐어링 공정은 190℃ 이하의 온도에서 10분 이상 가열하여 이루어지거나 상온상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 제조 방법.
삭제
제12항에 있어서,
상기 패드(20) 성형 공정에서는 코일스프링(10) 일측 끝단부가 안착되는 부위와 나선형상으로 권취된 코일스프링(10)이 코일스프링 안착부(21)로부터 이격되는 부위에 각각 형성되는 제1,2 고경도 구간(25,26)과, 제1,2 고경도 구간(25,26) 사이에 상대적으로 낮은 경도를 가지는 저경도 구간(27)을 형성하는 공정이 부가되는 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치 코일스프링용 본디드 패드 제조 방법.