KR102398103B1

KR102398103B1 - 하이드로 다이나믹 댐퍼

Info

Publication number: KR102398103B1
Application number: KR1020210093150A
Authority: KR
Inventors: 김승은
Original assignee: 평화산업주식회사
Priority date: 2021-07-15
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2022-05-17

Abstract

본 발명은 하이드로 다이나믹 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내측 중공부와, 상부에 배치되는 삽입부를 갖는 매스부재; 상기 매스부재의 중공부에 배치되고, 환형의 돌기부가 중심부분에 형성되는 이너파이프; 상부에 상기 매스부재의 삽입부와 결합되는 대응삽입부와, 하부에 상기 매스부재의 내벽면에 밀착 접촉되는 돌출접부로 구성되고, 상기 이너파이프가 인서트 배치되는 러버부재; 및 상기 러버부재의 돌출접부에 인서트 배치되는 미드파이프;를 포함하여 이루어지되, 상기 매스부재의 내벽면과 상기 러버부재의 외측면에 의하여 형성되는 공간상에 유액실이 배치되는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 러버부재의 감쇠력과, 댐퍼 내부에 유액실에 충진된 점성액체에 의한 감쇠력으로 댐퍼의 감쇠성능을 증대시키고, 증대된 감쇠력에 대응하여 매스부재의 중량을 감소시켜 경량화를 구현하며, 댐퍼의 경량화를 통해 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 하이드로 다이나믹 댐퍼를 제안하고자 한다.

Description

하이드로 다이나믹 댐퍼{Hydro dynamic damper}

본 발명은 러버부재의 감쇠력과, 댐퍼 내부에 유액실에 충진된 점성액체에 의한 감쇠력으로 댐퍼의 감쇠성능을 증대시키고, 증대된 감쇠력에 대응하여 매스부재의 중량을 감소시켜 경량화를 구현하며, 댐퍼의 경량화를 통해 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 하이드로 다이나믹 댐퍼에 관한 것이다.

통상적으로 다이나믹 댐퍼는 도 1의 도시와 같이 이너파이프(20)와 아웃파이프를 가류 성형하여 러버부재(30)에 인서트한 후, 중량체인 매스부재(10) 내부에 러버부재(30)를 조립하여 장착하게 된다.

이 경우 진동이나 충격에 대한 감쇠는 러버부재(30)에 의하여 구현된다. 다만 러버부재(30), 즉 고무의 물성은 제한적이라는 점에서, 고무재질의 변경만으로는 요구되는 감쇠력을 담보하기 어려운 문제가 있다. 따라서 감쇠력을 증대시키기 위해 중량체인 매스부재(10)의 중량을 증대시키게 된다. 예컨대 다이나믹 댐퍼에 적용되는 매스부재(10)의 중량을 통상적으로 2kg 정도로 적용되고 있다.

이와 같은 기존의 다이나믹 댐퍼에서 관리 가능한 진동폭(파란색 실선)은 도 5의 도시와 같이 5Hz 정도로 좁은 편이다. 따라서 다이나믹 댐퍼가 적용되는 부품에 따라서 요구되는 진동 관리를 위해 댐퍼의 생산을 이원화는 등의 문제가 발생하게 된다.

또한 전술한 바와 같이 매스부재(10)의 중량을 증대시키는 경우에는 차량의 연비 측면에서도 불리한 영향을 미치게 되는 문제 또한 있다.

일본 공개특허 제2019-070396호(2019.05.09. 공개)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

러버부재의 감쇠력과, 댐퍼 내부에 유액실에 충진된 점성액체에 의한 감쇠력으로 댐퍼의 감쇠성능을 증대시키고, 증대된 감쇠력에 대응하여 매스부재의 중량을 감소시켜 경량화를 구현하며, 댐퍼의 경량화를 통해 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 하이드로 다이나믹 댐퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 내측 중공부와, 상부에 배치되는 삽입부를 갖는 매스부재; 상기 매스부재의 중공부에 배치되고, 환형의 돌기부가 중심부분에 형성되는 이너파이프; 상부에 상기 매스부재의 삽입부와 결합되는 대응삽입부와, 하부에 상기 매스부재의 내벽면에 밀착 접촉되는 돌출접부로 구성되고, 상기 이너파이프가 인서트 배치되는 러버부재; 및 상기 러버부재의 돌출접부에 인서트 배치되는 미드파이프;를 포함하여 이루어지되, 상기 매스부재의 내벽면과 상기 러버부재의 외측면에 의하여 형성되는 공간상에 유액실이 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 유액실은 상기 이너파이프의 돌기부와 상기 러버부재의 대응삽입부 사이 공간상에 형성되는 제1 유액실과, 상기 이너프이프의 돌기부와 상기 러버부재의 돌출접부 사이 공간상에 형성되는 제2 유액실을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 러버부재에서 상기 이너파이프의 돌기부를 감싸는 외피 부분은 상기 매스부재의 내벽면과 비촉접되도록 구성되어 상기 제1 및 제2 유액실의 충진된 유액이 서로 소통 가능하도록 하는 유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 매스부재에는 상기 유액실에 점성액체를 주입하기 위해 상기 유액실과 연통되는 주입구가 구비되고, 상기 주입구를 실링하기 위한 실링마개가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 매스부재의 삽입부는 상단에 배치되어 내측방향으로 돌출되는 환형의 삽입돌기로 구성되고, 상기 러버부재의 대응삽입부는 상기 러버부재의 상단에 배치되어 외측방향으로 돌출되는 돌출부와, 상기 돌출부에 형성되어 상기 삽입돌기을 수용하기 위한 삽입홈으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 러버부재의 삽임홈의 상부와 하부에는 상기 매스부재의 삽입돌기의 상면과 하면에 기밀 접촉되는 상부씰립과 하부씰립을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 매스부재의 내측면 하부에는 내경이 확장되어 형성되는 대경부가 형성되고, 상기 매스부재의 대경부에 상기 미드파이프가 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 러버부재의 감쇠력과, 댐퍼 내부에 유액실에 충진된 점성액체에 의한 감쇠력으로 댐퍼의 감쇠성능을 증대시키고, 증대된 감쇠력에 대응하여 매스부재의 중량을 감소시켜 경량화를 구현하며, 댐퍼의 경량화를 통해 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 다이나믹 댐퍼를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼를 나타내는 분해 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼의 제조공정을 나타내는 공정도,
도 5는 기존 다이나믹 댐퍼와 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼의 실험을 통해 얻어지는 진동폭을 비교하는 그래프.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 매스부재(10)와, 이너파이프(20)와, 러버부재(30)와 및 미드파이프(40)를 포함하여 구성된다.

이에 본 발명에서는 매스부재(10)의 중량을 감소시키면서 감쇠력을 증대시키고, 관리 가능한 댐퍼의 진동폭을 확장하여 제품에 따른 생산 이원화를 등을 방지할 수 있는 하이드로 다이나믹 댐퍼를 제안하고자 한다.

먼저 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 매스부재(10)는 중공부(11)가 형성된 원통형 구조로 이루어져 그 내부에 이너파이프(20), 러버부재(30) 및 미드파이프(40)가 내장된다.

즉 매스부재(10)는 중공부(11)와, 상단에 삽입부(13)가 구비되고, 이 삽입부(13)는 내측방향으로 돌출되도록 형성된 삽입돌기(13a) 형태로 구성된다.

또한 매스부재(10)에는 삽입부(13) 하부에 공간상에 유액실(50)을 형성하기 위해 소정의 직경을 갖는 유액실면(15)이 구비되고, 유액실면(15) 하부에는 유액실면(15)의 직경보다 확장된 대경부(17)가 구비된다. 이 대경부(17)에는 후술한 미드파이프(40)가 배치된다.

아울러 매스부재(10)에는 유액실면(15)을 관통하여 유액실(50)과 연통되어 점성액체를 충진하기 위한 주입구(19)가 구비되고, 이 주입구(19)는 실링마개(60)에 의하여 실링될 수 있도록 구성된다.

다음으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이너파이프(20)와 미드파이프(40)는 가류 성형 시, 러버부재(30)에 인서트되어 러버부재(30)와 일체화 된다,

이 경우 이너파이프(20)는 중간 부분에 외측으로 돌출되는 환형의 돌기부(21)가 형성된다. 이 돌기부(21)를 기준으로 상부에는 제1 유액실(51)이 형성되고, 하부에는 제2 유액실(53)이 형성되는데, 이에 대한 설명은 후술할 유액실(50) 부분에 보다 자세하게 설명하기로 한다.

특히 러버부재(30)는 전술한 바와 같이 가류성형을 통해 이너파이프(20)와 미드파이프(40)가 인서트 되어 일체화 된다.

이와 같이 성형된 가류품인 러버부재(30)는 매스부재(10)의 중공부(11)를 통해 매스부재(10)에 압입 장착된다. 이 경우 러버부재(30)의 상단에는 외측방향으로 돌출되는 돌출부(31)가 형성되고, 돌출부(31)에는 매스부재(10)의 삽입부(13)에 결합되는 대응삽입부(33)이 형성된다. 이 대응삽입부(33)은 매스부재(10)의 삽입돌기(13a)를 수용할 수 있는 삽입홈(33a)으로 구성되어 러버부재(30)의 압입 시, 매스부재(10)의 삽입돌기(13a)가 러버부재(30)의 삽입홈(33a)에 삽입될 수 있다.

이 경우 삽입홈(33a)에는 상부와 하부에 외측방향으로 연설되어 매스부재(10)의 삽입돌기(13a)의 상면과 하면에 기밀 접촉되는 상부씰립(33b)과 하부씰립(33c)이 구비된다. 이 상부씰립(33b)과 하부씰립(33c)은 유액실(50)에 충진되는 점성액체가 누유되는 것을 방지하는 실링성능을 대응삽입부(33)에 부여하게 된다.

또한 러버부재(30)의 하부에는 외측방향으로 돌출되도록 형성되어 미드파이프(40)가 인서트는 돌출접부(35)가 구비된다. 이 돌출접부(35)의 외측부는 매스부재(10)의 대경부(17)에 기밀 접촉되어 상부씰립(33b)과 하부씰립(33c)과 함께 점성액체가 누유되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

이 경우 돌출접부(35)에는 미드파이프(40)가 인서트되어 대경부(17)에 위치하게 되고, 이 경우 유액실면(15)과 대경부(17)에 의하여 형성되는 단턱(17a)에 돌출접부(35)의 단부와 미드파이프(40)가 걸려 러버부재(30)의 압입 시, 압입량이 제한될 수 있다. 또한 조립 후에는 러버부재(30)가 매스부재(10)의 내부로 함입되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.

특히 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼의 핵심적 기술적 사상인 유액실(50)은 매스부재(10)의 내벽면(이하 '유액실면(15)'이라 함)과 러버부재(30)의 외측면에 의하여 형성되는 공간상에 형성된다.

보다 구체적으로는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 유액실(50)은 이너파이프(20)의 돌기부(21)와 상기 러버부재(30)의 대응삽입부(33) 사이 공간상에 형성되는 제1 유액실(51)과, 이너파이프의 돌기부(21)와 러버부재(30)의 돌출접부(35) 사이 공간상에 형성되는 제2 유액실(53)이 형성된다.

또한 러버부재(30)에서 이너파이프(20)의 돌기부(21)를 감싸는 외피 부분은 매스부재(10)의 유액실면(15)과 비촉접되어 제1 및 제2 유액실(51)(53)에 충진된 진성액체가 서로 소통할 수 있는 유로(55)를 형성하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 유액실(50), 즉 제1 및 제2 유액실(51)(53)에 점성액체가 충진되고, 또한 유로(55)를 통하여 각 유액실(50)에 충진된 점성액체가 소통이 가능하게 된다. 따라서 러버부재(30)에 진동이나 충격이 가해지는 경우 점성액체는 유로(55)을 통해 제1 및 제2 유액실(51)(53)을 소통하면서 마찰을 일으켜 진동을 감쇠시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 유액실(50)에 충진된 점성액체와 러버부재(30) 모두가 진동을 감쇠시킬 수 있다는 점에서 기존의 다이나믹 댐퍼에 비해 감쇠력을 증대시킬 수 있게 된다.

또한 감쇠력 증대를 통해 기존 다이나믹 댐퍼와 달리 매스부재(10)의 중량을 감소시킬 수 있는데, 대략 매스부재(10)의 중량을 1.2kg 정도로 기존 매스부재(10)의 중량(2kg)을 40% 정도 저감시킬 수 있게 된다. 이와 같은 매스부재(10)의 중량 감소는 댐퍼 자체의 중량을 줄여 경량화가 가능해지고, 댐퍼의 경량화는 차량의 연비성능을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

나아가 도 5의 도시와 같이 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼의 경우 관기 가능한 진동폭(빨간색 실선)은 대략 10Hz 정도로 기존 댐퍼에 비하여 2배 이상 증대시킬 수 있고, 이는 차량의 다름 품목에 대하여도 적용이 가능하게 되므로 유사품목의 공용화를 꾀할 수 있어 경제성뿐만 아니라, 생산성 또한 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼의 경우 하절기나, 동절기와 같이 온도가 급격하게 변하는 등의 환경에 대한 영향을 또한 감소시킬 수 있다.

한편 본 발명에 따른 하이드로 다이나막 댐퍼의 제조공정이 도 4에 도시되어 있다.

즉 본 발명에 따른 하이드로 다이나믹 댐퍼는 도 4에 도시된 바와 같이 이너파이프(20)와 미드파이프(40)에 접착제를 도포하는 등 전처리 공정(도 4의 (a))을 거친 후, 가류 공정(도 4의 (b))을 통해 이너파이프(20)와 미드파이프(40)가 인서트된 러버부재(30)를 성형하게 된다.

다음으로 가류품인 러버부재(30)를 압입하여 매스부재(10)의 삽입 장착하는 조립공정(도 4의 (c))을 거치고, 조립공정 후에는 액주입공정(도 4의 (d))을 통해 주입구(19) 또는 액주입밸브를 통해 점성액체를 유액실(50)에 주입하게 된다. 이와 같이 유액실(50)에 점성액체가 주입되면 실링마개(60)를 주입구(19)에 삽입하는 씰링공정(도 4의 (e))을 통해 하이드로 다아나믹 댐퍼의 조립 공정을 종료하게 된다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 매스부재
11 : 중공부 13 : 삽입부
13a : 삽입돌기 15 : 유액실면
17 : 대경부 17a : 단턱
19 : 주입구
20 : 이너파이프
21 : 돌기부
30 : 러버부재
31 : 돌출부 33 : 대응삽입부
33a : 삽입홈 33b : 상부씰립
33c : 하부씰립 35 : 돌출접부
40 : 미드파이프
50 : 유액실
51 : 제1 유액실 53 : 제2 유액실
55 : 유로
60 : 실링마개

Claims

내측 중공부(11)와, 상부에 배치되는 삽입부(13)를 갖는 매스부재(10);
상기 매스부재(10)의 중공부(11)에 배치되고, 환형의 돌기부(21)가 중심부분에 형성되는 이너파이프(20);
상부에 상기 매스부재(10)의 삽입부(13)와 결합되는 대응삽입부(33)와, 하부에 상기 매스부재(10)의 내벽면에 밀착 접촉되는 돌출접부(35)로 구성되고, 상기 이너파이프(20)가 인서트 배치되는 러버부재(30); 및
상기 러버부재(30)의 돌출접부(35)에 인서트 배치되는 미드파이프(40);를 포함하여 이루어지되,
상기 매스부재(10)의 내벽면과 상기 러버부재(30)의 외측면에 의하여 형성되는 공간상에 점성액체가 충진되는 유액실(50)이 배치되는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 1 항에 있어서, 상기 유액실(50)은
상기 이너파이프(20)의 돌기부(21)와 상기 러버부재(30)의 대응삽입부(33) 사이 공간상에 형성되는 제1 유액실(51)과,
상기 이너파이프(20)의 돌기부(21)와 상기 러버부재(30)의 돌출접부(35) 사이 공간상에 형성되는 제2 유액실(53)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 2 항에 있어서,
상기 러버부재(30)에서 상기 이너파이프(20)의 돌기부(21)를 감싸는 외피 부분은 상기 매스부재(10)의 내벽면과 비촉접되어 상기 제1 및 제2 유액실(51)(53)의 충진된 점성액체가 서로 소통 가능하도록 하는 유로(55)를 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 매스부재(10)에는 상기 유액실(50)에 점성액체를 주입하기 위해 상기 유액실(50)과 연통되는 주입구(19)가 구비되고,
상기 주입구(19)를 실링하기 위한 실링마개(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 매스부재(10)의 삽입부(13)는 상단에 배치되어 내측방향으로 돌출되는 환형의 삽입돌기(13a)로 구성되고,
상기 러버부재(30)의 대응삽입부(33)은 상기 러버부재(30)의 상단에 배치되어 외측방향으로 돌출되는 돌출부(31)와, 상기 돌출부(31)에 형성되어 상기 삽입돌기(13a)을 수용하기 위한 삽입홈(33a)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 5 항에 있어서,
상기 러버부재(30)의 삽임홈의 상부와 하부에는 상기 매스부재(10)의 삽입돌기(13a)의 상면과 하면에 기밀 접촉되는 상부씰립(33b)과 하부씰립(33c)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 매스부재(10)의 내측면 하부에는 내경이 확장되어 형성되는 대경부(17)가 형성되고,
상기 매스부재(10)의 대경부(17)에 상기 미드파이프(40)가 배치되는 것을 특징으로 하는 하이드로 다이나믹 댐퍼.