KR102125265B1 - 섬유 코오드를 포함하는 스프링 패드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 스프링 패드는 고무(rubber)와 상기 고무를 보강하는 섬유 코오드를 포함하여 이루어지되, 상기 스프링 패드의 형상을 이루는 고무 내에 상기 섬유 코오드가 삽입된 것을 특징으로 하는 스프링 패드가 제공된다.

Description

섬유 코오드를 포함하는 스프링 패드{Spring pad with fiber cord insert}
본 발명은 자동차 현가장치용 스프링 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유 코오드를 포함하는 스프링 패드에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 완화하여 차체에 전달하도록 하여 승차감의 향상은 물론 차체와 화물의 손상을 방지하기 위한 장치이다.
상기 자동차 현가장치는 쇽업소버(Shock absorber) 실린더에 로어(lower)패드와 어퍼(upper)패드가 상호 이격되게 설치되고, 상기 로어시트와 어퍼패드 사이에 코일 스프링이 설치되며, 코일 스프링과 로어패드 사이, 코일 스프링과 어퍼패드 사이에 각각 스프링 패드가 설치된다.
여기서 상기 스프링 패드는 코일 스프링과 로이시트, 코일 스프링과 어퍼패드의 직접적인 접촉을 방지함으로써, 충격을 흡수하고 코일 스프링과 로어시트 및 어퍼패드의 손상을 방지하는 기능을 제공하게 된다.
이러한 스프링 패드를 제작함에 있어서, 종래의 스프링 패드 구조는 천연고무와 합성고무 또는 이들의 조합으로 만들어진다.
도 1을 참조하면, 고무로만 제작된 스프링 패드의 경우 코일 스프링의 거동으로 상하 방향의 반복된 압축력이 스프링 패드에 작용할 때, 스프링의 내경에 따라 하중을 덜 받는 부위(스프링 지지부 내측 또는 외측)에서 들뜸 현상이 발생할 수 있다.
즉, 스프링의 내경이 작게되면 스프링 패드 외곽부분이 들뜰 수 있으며, 스프링 내경이 크게 되면 스프링 패드의 외곽 부분이 들뜰 수 있다.
또한, 높은 압축력이 작용할 경우, 이를 지지할 수 있는 충분한 내구성을 갖기 위해서는 스프링 안착홈의 높이가 증가되어야 한다.
그러나 스프링 패드의 높이가 상승하게 되면, 사선방향으로 작용하는 스프링 하중에 의해 스프링 패드에 전단 변형이 발생하여 스프링의 위치가 변하게 되며, 스프링 패드의 전단 파괴가 발생되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 스프링 패드 내에 강재를 삽입하여 스프링 패드의 들뜸을 방지하고, 내구성을 향상시키는 기술이 개발되었다.
그러나 스프링 패드와 강재가 결합되어 무게가 무겁고 재활용 및 재생이 불가능하여 환경오염의 주요 원인이 되며 폐기물 처리에 막대한 비용이 발생한다.
또한, 제조공정 중 고무 가류공정에서 고에너지 사용 및 배기가스 배출 발생과 가류 성형에 많은 시간이 필요한 단점이 있다.
즉, 스프링 패드와 강재를 일체로 성형해야하기 때문에 구조가 복잡해지고, 스프링 패드의 무게가 증가됨에 따라 스프링 패드의 무게를 줄이고, 내구성이 향상된 스프링 패드의 개발이 요구되는 상황이다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1887390호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 강재가 삽입된 종래의 스프링 패드보다 무게를 줄이면서 들뜸을 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 섬유 코오드가 포함하는 스프링 패드를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스프링 패드(100)는 고무(rubber)와 상기 고무를 보강하는 섬유 코오드(200)를 포함하여 이루어지되, 상기 스프링 패드(100)의 형상을 이루는 고무 내에 상기 섬유 코오드(200)가 삽입된 것을 특징으로 하는 스프링 패드가 제공된다.
또한, 상기 탄성체는 고무(rubber) 또는 열가소성 폴리에스터 엘라스토머 (TPEE, Thermoplastic Polyester Elastomer) 또는 열가소성 폴리 우레탄 (TPU, Thermoplastic Poly Urethane) , 열가소성 가황물 (TPV, Thermoplastic Vulcanizates)이되, 상기 스프링 패드(100)의 형상을 이루는 탄성체 내에 상기 섬유 코오드(200)가 삽입된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 섬유 코오드(200)는 합연사하여 제조되고, 일정 길이의 섬유를 감아 소정 폭(W)을 갖는 밴드 형상으로 구비된다.
또한, 상기 스프링 패드(100)는 환형의 중공형상으로 형성되고, 상기 섬유 코오드(200)는 상기 스프링 패드의 내주면(101) 측 내부에 삽입된다.
또한, 상기 스프링 패드(100)는 환형의 중공형상으로 중공부의 테두리를 따라 상부측으로 돌출되어 상기 스프링의 내측으로 삽입되는 삽입부(110)와, 상기 스프링의 저면이 지지도도록 상기 삽입부(110)의 외측에 형성된 스프링 안착부(120)가 형성되어, 상기 스프링 패드(100)는 중공부 내주면과 삽입부(110) 내주면이 연속적인 면으로써 스프링 패드(100)의 내주면(101)을 이루되 상기 섬유 코오드(200)는 상기 스프링 패드의 내주면(101) 측 내부에 삽입된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 강재가 삽입된 종래의 스프링 패드보다 무게를 감소시키면서 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 스프링 패드의 문제점을 설명하기 위한 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 측면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 저면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드의 개략적인 사시도,
도 6은 도 4의 "A-A"부의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 사시도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 측면도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드가 삽입된 스프링 패드의 개략적인 저면도, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내부에 섬유 코오드의 개략적인 사시도, 도 6은 도 4의 "A-A"부의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 스프링 패드(100)는 자동차 현가장치에 사용되는 스프링(미도시)과 상기 스프링을 지지하는 상부 및 하부패드(미도시) 사이에 개재된다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이 상기 스프링 패드(100)는 탄성체와, 상기 탄성체를 보강하는 섬유 코오드(200)가 일체로 형성되어 구성된다.
이때, 상기 탄성체는 고무(rubber) 또는 열가소성 폴리에스터 엘라스토머 (TPEE, Thermoplastic Polyester Elastomer) 또는 열가소성 폴리 우레탄 (TPU, Thermoplastic Poly Urethane), 열가소성 가황물 (TPV, Thermoplastic Vulcanizates)이며, 상기 스프링 패드(100)의 형상을 이루는 상기 탄성체 내에 상기 섬유 코오드(200)가 삽입되어 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 스프링 패드(100)는 탄성체인 고무(rubber)와 상기 고무를 보강하는 섬유 코오드(200)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이때 상기 스프링 패드(100)의 형상을 이루는 탄성체인 고무 내에 상기 섬유 코오드(200)가 삽입된다.
따라서 강재가 삽입된 종래의 스프링 패드보다 무게를 줄이면서 들뜸을 방지하고, 내구성을 향상시킨 스프링 패드(100)를 제공할 수 있다.
이때, 상기 섬유 코오드(200)는 레이온 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스터 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 66 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, HMLS(High Modulus Low Shrinkage) 섬유, 유리섬유(Glass fiber) , 라이오셀(Lyocell) 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 스프링 패드(100)는 탄성력을 갖는 열가소성 엘라스토머(TPE; thermoplastic elastomer)로도 이루어질 수 있다.
그리고 상기 섬유 코오드(200)는 합연사하여 제조되며, 일정 길이의 섬유를 감아 소정 폭(W)을 갖는 밴드 형상으로 구비된다.
한편, 상기 스프링 패드(100)는 환형의 중공형상으로 형성되고, 상기 섬유 코오드(200)는 상기 스프링 패드의 내주면(101) 측 내부에 삽입된다.
또한, 상기 스프링 패드(100)와 섬유 코오드(200)가 일체로 형성되도록 상기 섬유 코오드(200)에 접착제를 도포하여 금형(미도시)에 장착한 후, 상기 금형 내부로 고무를 주입하여 상기 스프링 패드(100)를 사출 성형한다.
한편, 상기 스프링 패드(100)는 환형의 중공형상으로 중공부의 테두리를 따라 상부측으로 돌출되어 상기 스프링의 내측으로 삽입되는 삽입부(110)와, 상기 스프링의 저면이 지지도도록 상기 삽입부(110)의 외측에 형성된 스프링 안착부(120)가 형성된다.
즉, 상기 삽입부(110) 외주면과 스프링 패드(100) 상부면(103)이 라운드 지도록 연결되어 형성되면서 스프링 안착부(120)가 형성된다.
또한, 상기 스프링 패드(100)는 중공부 내주면과 삽입부(110) 내주면이 연속적인 면으로써 스프링 패드(100)의 내주면(101)을 이루되, 상기 섬유 코오드(200)는 상기 스프링 패드의 내주면(101) 측 내부에 삽입된다.
또한, 상기 스프링 패드(100)의 내주면(101)에는 상기 섬유 코오드(200)의 노출을 방지하도록 상기 내주면(101)에서 반경방향 내측으로 돌출되는 코오드 보호부(102)가 형성된다.
또한, 상기 코오드 보호부(102)는 상기 내주면(101)의 원주방향을 따라 동일각으로 이루어지면서 방사상 등간격으로 다수개 형성된다.
따라서 상기 코오드 보호부(102)에 의해 상기 섬유 코오드(200)의 노출을 방지하여 손상을 방지하며 스프링 패드(100)의 내주면(101)에 덧살을 형성하여 탄성체의 강성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 섬유 코오드(200)의 섬유 각각의 직경(D)은 상기 내주면(101)과 삽입부(110)의 외주면 사이의 두께(t)의 1/9 내지 1/11배로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 섬유 각각의 직경(D1)이 패드(100)의 두께(t)에 비해 크면 탄성체의 전체 면적이 감소하여 강성이 약해질 수 있다.
또한, 상기 섬유 각각의 직경(D1)이 패드(100)의 두께(t)에 비해 작으면 섬유 코오드(200)의 강성이 약해져 탄성체를 보강할 수 없기 때문에 상기 섬유 각각의 직경(D1)은 실험값을 통해 알맞은 설계 치수를 적용하였다.
또한, 상기 스프링 패드(100)의 내주면(101) 상부측은 반경방향 외측으로 내입되어 단턱(E)이 형성되되, 상기 섬유 코오드(200)는 상기 단턱(E)과 상기 스프링 패드(100)의 바닥면(104)으로부터 상기 스프링 패드(100)의 바닥면(104)과 상기 삽입부(110)의 상부면 사이의 길이(L)의 1/4L 내지 1/5L 사이에 배치된다.
이에 강재가 삽입된 종래의 스프링 패드보다 무게를 줄이면서 들뜸을 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 섬유 코오드가 포함하는 스프링 패드를 제공할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 스프링 패드 101 : 내주면
102 : 코오드 보호부 200: 섬유 코오드
E : 단턱

Claims (7)

  1. 자동차 현가장치에 사용되는 스프링의 상부 및 하부를 지지하는 스프링 시트 및 상기 스프링과 스프링 시트 사이에 개재되며, 상기 스프링에 접하여 충격을 흡수하는 자동차 현가장치용 스프링 패드에 있어서,
    상기 스프링 패드(100)는 탄성체로 이루어지되, 상기 탄성체를 보강하는 섬유 코오드(200)가 일체로 형성된 스프링 패드(100)를 제조하며,
    상기 섬유 코오드(200)는 일정 길이의 섬유를 감아 소정 폭(W)을 갖는 밴드 형상으로 구비되며,
    상기 스프링 패드(100)는 환형의 중공형상으로 중공부의 테두리를 따라 상부측으로 돌출되어 상기 스프링의 내측으로 삽입되는 삽입부(110)와,
    상기 스프링의 저면이 지지도도록 상기 삽입부(110)의 외측에 형성된 스프링 안착부(120)가 형성되어,
    상기 스프링 패드(100)는 중공부 내주면과 삽입부(110) 내주면이 연속적인 면으로써 스프링 패드(100)의 내주면(101)을 이루되,
    상기 섬유 코오드(200)는 상기 스프링 패드의 내주면(101) 측 내부에 삽입된 것이며,
    또한, 상기 스프링 패드(100)의 내주면(101)에는 상기 섬유 코오드(200)의 노출을 방지하도록 상기 내주면(101)에서 반경방향 내측으로 돌출되는 코오드 보호부(102)가 형성되며,
    상기 코오드 보호부(102)는 상기 내주면(101)의 원주방향을 따라 동일각으로 이루어지면서 방사상 등간격으로 다수개 형성되며,
    상기 섬유 코오드(200)의 섬유 각각의 직경(D)은 상기 내주면(101)과 삽입부(110)의 외주면 사이의 두께(t)의 1/9 내지 1/11배로 형성되며,
    상기 스프링 패드(100)의 내주면(101) 상부측은 반경방향 외측으로 내입되어 단턱(E)이 형성되되, 상기 섬유 코오드(200)는 상기 단턱(E)과 상기 스프링 패드(100)의 바닥면(104)으로부터 상기 스프링 패드(100)의 바닥면(104)과 상기 삽입부(110)의 상부면 사이의 길이(L)의 1/4L 내지 1/5L 사이에 배치되는 것[상세한 설명 49~50]을 특징으로 하는 스프링 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성체는 고무(rubber) 또는 열가소성 폴리에스터 엘라스토머 (TPEE, Thermoplastic Polyester Elastomer) 또는 열가소성 폴리 우레탄 (TPU, Thermoplastic Poly Urethane), 열가소성 가황물 (TPV, Thermoplastic Vulcanizates)이되,
    상기 스프링 패드(100)의 형상을 이루는 탄성체 내에 상기 섬유 코오드(200)가 삽입된 것을 특징으로 하는 스프링 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 섬유 코오드(200)는 합연사하여 제조된 것을 특징으로 하는 스프링 패드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 섬유 코오드(200)는 레이온 섬유, 나일론 섬유, 폴리에스터 섬유, 아라미드 섬유, 나일론 66 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유, HMLS(High Modulus Low Shrinkage) 섬유, 유리섬유(Glass fiber) , 라이오셀(Lyocell) 중 하나 또는 둘이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링 패드.

  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 패드(100)와 섬유 코오드(200)가 일체로 형성되도록 상기 섬유 코오드(200)에 접착제를 도포하여 금형(미도시)에 장착한 후, 상기 금형 내부로 고무를 주입하여 상기 스프링 패드(100)를 사출 성형하는 것을 특징으로 하는 스프링 패드.


  7. 삭제
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