KR102041083B1

KR102041083B1 - 하이드로 부시

Info

Publication number: KR102041083B1
Application number: KR1020130053352A
Authority: KR
Inventors: 차승환
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2019-11-06
Also published as: US20140333018A1; KR20140133322A; CN104141726A; US9217488B2; CN104141726B

Abstract

본 발명은 외파이프, 내파이프, 상기 외파이프와 상기 내파이프 사이에 설치되는 고무부 및 양측단에 설치되는 스토퍼를 포함하는 하이드로 부시에 있어서, 상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되며, 작동 유체가 충진되는 액실과; 상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되되, 상기 액실에 연결되어 상기 작동 유체의 이동시 안내하는 유로를 포함하며, 상기 유로는 내측으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 부시에 관한 것이다. 이에 따라, 하이드로 부시의 크기를 증대하지 않고 유로를 따라 이동하는 작동 유체의 유동 거리를 증대할 수 있기때문에 다양한 동적 특성의 확보가 가능하다.

Description

하이드로 부시{Hydro bush}

본 발명은 하이드로 부시에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 하이드로 부시의 동적 특성을 튜닝하기 위하여 유로의 길이를 최대한 길게 확보하면서도 액실의 크기를 충분히 확보할 수 있는 구조를 구비한 하이드로 부시에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 또는 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.

이러한 현가장치에는 차륜을 차체에 연결하고 지지하는 기능을 수행하는 로어암이 사용되며, 상기 로어암에는 지오메트리 부시가 장착되어 불규칙한 노면으로부터 발생하는 진동과 충격을 완화시켜 차량의 진동전달 특성이나 차량의 승차감 및 조종 안정성의 개선에 매우 중요한 역할을 하게 된다.

최근에는 단순히 아웃터 파이프, 인너 파이프, 및 인슐레이터로 구성되는 일반적인 지오메트리 부시를 대신하여, 유체 봉입형 부시가 사용되고 있는 실정이다.

이와 관련하여, 대한민국등록특허공보 제10-0974593호인 '유체봉입형 부시'가 있다. 상기 유체봉입형 부시는, 도 1에 도시된 바와 같이, 아웃터 파이프(3)와 유로가 형성된 인슐레이터(7)의 스토퍼(9) 사이에 댐핑유닛(20)을 포함하며, 주행 중 과도한 충격력 발생시, 아웃터 파이프(3)와 스토퍼(9)의 직접적인 접촉을 방지함과 동시에, 충격력을 저감시키고, 승차감을 향상시키는 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 유체 봉입형 부시를 설명함에 있어서, 본 발명에 따른 하이드로 부시(Hydro bush)와의 차이를 명확하게 하기 위해 구성 요소의 명칭을 일관되게 하여 설명하도록 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 종래의 하이드로 부시(2)에 대하여 살펴보면, 상기 하이드로 부시(2)는 외파이프(30), 외주면의 일측에 돌출된 플런저(41)를 구비하는 내파이프(40), 고무부(50) 및 내파이프(40) 양측단에 설치되는 스토퍼(60)를 포함한다. 도 5에 도시된 화살표는 유로(52)를 따라 흐르는 작동 유체의 흐름을 나타낸다.

고무부(50)는 외파이프(30)와, 외파이프(30)의 내부에 설치되는 내파이프(40) 사이에 설치되며, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 액실(51) 및 액실(51)에 연결되는 유로(52)를 구비한다. 여기서, 액실(51)은 고무부(50)의 원주방향을 따라 오목하게 형성되며, 내부에 작동 유체가 충진된다.

그리고, 유로(52)는 고무부(50)의 양측단의 가장자리의 외주면에 원주방향을 따라 홈으로 형성되며, 액실(51)에 연결된다. 그에 따라, 작동 유체는 댐핑력을 통해 주행시, 차량으로부터 전달되는 충격력을 보다 안정적으로 흡수시키게 된다.

한편, 하이드로 부시(2)의 동적 특성을 결정하는 중요한 설계 인자로서, 작동 유체가 이동하는 유로(52)의 길이와 액실(51)의 크기가 있다.

따라서, 차량의 패키지 제약으로 인하여 하이드로 부시(2)의 크기에 한계가 있는 조건하에서 유로(52)의 길이를 충분히 확보하기 어려울 뿐만 아니라 유로(52)의 길이를 길게 할 경우 액실(51)의 크기가 축소되어 하이드로 부시(2)의 기능에 제약을 받게 된다.

즉, 고무부(50) 설계시, 도 4에 도시된 바와 같이, 고무부(50) 양측에 일정한 폭의 유로(52)를 확보하면서, 동적 특성의 튜닝(tuning)을 위해 유로(52)의 길이를 길게 할 경우, 액실(51)의 사이즈(size)가 축소되는 단점이 있다.

이에, 유로(52)의 길이를 최대한 길게 확보하면서도 액실(51)의 크기 또한 충분히 확보할 수 있는 구조가 필요하다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유로의 길이와 액실의 크기를 최대한 확보하면서도 동적 특성을 튜닝할 수 있는 하이드로 부시를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 외파이프, 내파이프, 상기 외파이프와 상기 내파이프 사이에 설치되는 고무부 및 양측단에 설치되는 스토퍼를 포함하는 하이드로 부시에 있어서, 상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되며, 작동 유체가 충진되는 액실과; 상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되되, 상기 액실에 연결되어 상기 작동 유체의 이동시 안내하는 유로를 포함하며, 상기 유로는 내측으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 부시에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 돌출부는 복수 개가 상호 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부는 상기 유로를 따라 상호 엇갈리게 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 상기 작동 유체가 지그재그로 흐르게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유로를 따라 이동하는 상기 작동 유체의 흐름 방향의 상기 돌출부의 단면은 삼각형, 사각형, 다각형 및 반원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부의 크기가 변경됨에 따라 상기 작동 유체의 유동 거리 및 유속이 변경되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 유로는 상기 돌출부에 의하여 뱀이 기어가는 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시는 크기를 증대하지 않고 유로를 따라 이동하는 작동 유체의 유동 거리를 증대하도록 돌출부를 포함하여 다양한 동적 특성의 확보가 가능하다.

또한, 유로에 형성된 돌출부의 크기, 형상, 돌출 위치를 변경하여 작동 유체의 유속 및 유동 거리를 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 대한민국등록특허공보 제10-0974593호에 도시된 유체봉입형 부시를 나타내는 분해사시도이고,
도 2는 종래의 유체 봉입형 부시를 나타내는 분해사시도이고,
도 3은 도 2의 외파이프를 제외한 종래의 유체 봉입형 부시를 나타내는 결합사시도이고,
도 4는 도 3의 A-A선을 나타내는 단면도이고,
도 5는 종래의 유체 봉입형 부시의 고무부의 외주면에서 작동 유체의 흐름을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시를 나타내는 분해사시도이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시의 고무부의 외주면에서 작동 유체의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시(1)에 대하여 살펴보기로 한다.

도 6 및 도 7을 참조하여 살펴보면, 하이드로 부시(1)는 외파이프(100), 외주면의 일측에 돌출된 플런저(210)를 구비하는 내파이프(200), 고무부(300) 및 양측단에 설치되는 스토퍼(400)를 포함한다.

즉, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시(1)는 고무부(300)에 관통되는 형태로 끼워져 결합되는 내파이프(200)와, 내파이프(200)의 외주면에 결합되고 외주면에 원주방향으로 개구된 형상을 갖춘 액실(310)을 구비한 고무부(300)와, 액실(310)을 밀폐시키는 형태로 고무부(300)의 외주면에 결합되는 외파이프(100)와, 고무부(300)의 양측단에 설치되어 내파이프(200)를 고정하는 스토퍼(400)를 포함한다. 여기서, 도 7에 도시된 화살표는 유로(320)를 따라 흐르는 작동 유체의 흐름을 나타낸다.

고무부(300)는 외파이프(100)와, 외파이프(100)의 내부에 설치되는 내파이프(200) 사이에 설치되며, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 액실(310) 및 액실(310)에 연결되는 유로(320)를 구비한다. 여기서, 액실(310)은 고무부(300)의 원주방향을 따라 오목하게 형성된 고무부(300)의 외주면과 외파이프(100)의 내주면에 의하여 형성된 공간으로서, 내부에 작동 유체가 충진된다.

그리고, 유로(320)는 고무부(300)의 양측단의 가장자리의 외주면에 원주방향을 따라 홈으로 형성되며, 액실(310)에 연결된다. 그에 따라, 작동 유체는 댐핑력을 통해 주행시, 차량으로부터 전달되는 충격력을 보다 안정적으로 흡수시키게 된다.

한편, 하이드로 부시(1) 내에 작동 유체가 이동하는 유로(320)의 길이와 액실(310)의 크기는 하이드로 부시(1)의 동적 특성을 결정하는 중요한 설계 인자들 중 하나이다.

따라서, 차량의 패키지 제약으로 인하여 하이드로 부시(1)의 크기에 한계가 있는 조건하에서 유로(320)의 길이를 충분히 확보하면서도 액실(310)의 크기 또한 충분히 확보하기 위하여, 유로(320)는 내측으로 돌출된 복수 개의 돌출부(321)를 포함할 수 있다.

돌출부(321)는 상호 이격되어 유로(320)의 내측에 설치될 수 있다. 또한, 돌출부(321)는 유로(320)를 따라 상호 엇갈리게 설치되어, 유로(320)를 따라 흐르는 작동 유체가 지그재그로 흐르게 함으로써, 실질적으로 작동 유체가 이동하는 유동 거리를 증가시킨다. 즉, 하이드로 부시(1)는 상호 엇갈리게 이격되어 설치되는 돌출부(321)를 포함하는 유로(320)에 의하여 액실(310)의 크기를 확보하면서도 작동 유체가 흐르는 유로(320)의 길이를 증가시킬 수 있다.

또한, 상호 엇갈리게 이격되어 설치되는 돌출부(321)에 의하여 유로의 폭은 축소되고, 그에 따라 작동 유체의 유속이 변경된다.

한편, 유로(320)를 따라 흐르는 작동 유체의 유속을 변경하여 동적 특성을 튜닝하도록, 작동 유체의 흐름 방향을 기준으로 하는 돌출부(321)의 단면은 삼각형, 사각형 또는 다각형일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라서는 반원형의 형상으로 돌출되게 형성될 수 있음은 물론이다.

또한, 돌출부(321)의 크기는 상호 간에 상이할 수 있다. 따라서, 돌출부(321)의 크기를 변경하여 작동 유체의 유동 거리 및 유속을 변경할 수 있다.

종합해보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 하이드로 부시(1)는 유로(320)에 형성된 돌출부(321)의 크기, 형상, 돌출 위치를 변경하여 작동 유체의 유속 및 유동 거리를 조절할 수 있다.

한편, 돌출부(321a)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 유로(320)의 내측으로 돌출된 높이가 각 영역마다 상이하게 연속적으로 돌출되어, 뱀이 기어가는 형상으로 구불구불하게 유로(320)가 형성되게 할 수 있다. 즉, 상기 작동 유체의 흐름 방향을 기준으로 하는 돌출부(321a)의 단면은 파형으로 형성될 수 있다.

따라서, 돌출부(321a)의 경우 유로(320)를 따라 이동하는 상기 작동 유체의 흐름에 있어서 난류(turbulent flow)가 형성되는 것을 저감(低減)시킬 수 있다.

본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1, 2 : 하이드로 부시 30, 100 : 외파이프
40, 200 : 내파이프 50, 300 : 고무부
51, 310 : 액실 52, 320 : 유로
321, 321a : 돌출부 60, 400 : 스토퍼

Claims

외파이프, 내파이프, 상기 외파이프와 상기 내파이프 사이에 설치되는 고무부 및 양측단에 설치되는 스토퍼를 포함하는 하이드로 부시에 있어서,
상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되며, 작동 유체가 충진되는 액실과;
상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되되, 상기 액실에 연결되어 상기 작동 유체의 이동시 안내하는 유로를 포함하며,
상기 유로는 내측으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부는 복수 개가 상호 이격되어 설치되고,
상기 돌출부는 상기 유로를 따라 상호 엇갈리게 설치되어, 상기 유로를 따라 흐르는 상기 작동 유체가 지그재그로 흐르게 하고,
상기 유로를 따라 이동하는 상기 작동 유체의 흐름 방향의 상기 돌출부의 단면은 삼각형, 사각형, 다각형 및 반원형 중 어느 하나인 것이고,
상기 돌출부의 크기는 서로 간에 상이하여 상기 작동 유체의 유동 거리 및 유속이 변경되는 것을 특징으로 하는 하이드로 부시.
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외파이프, 내파이프, 상기 외파이프와 상기 내파이프 사이에 설치되는 고무부 및 양측단에 설치되는 스토퍼를 포함하는 하이드로 부시에 있어서,
상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되며, 작동 유체가 충진되는 액실과;
상기 외파이프의 내주면과 상기 고무부 외주면 사이에 형성되되, 상기 액실에 연결되어 상기 작동 유체의 이동시 안내하는 유로를 포함하며,
상기 유로는 내측으로 돌출된 높이가 각 영역마다 상이하게 연속적으로 돌출되는 돌출부를 포함하고,
상기 유로는 상기 돌출부에 의하여 뱀이 기어가는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 부시.