KR102417331B1 - 서스펜션용 인슐레이터 - Google Patents

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KR102417331B1
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심형식
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현대자동차 주식회사
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Abstract

서스펜션용 인슐레이터가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터는 스트럿 로드의 상단부에 설치되어 차체와 연결되는 서스펜션용 인슐레이터에 있어서, 중앙에 관통홀을 갖는 원반형으로 형성되어 차체에 체결되는 메인패널; 원통형의 몸체 내부 일측에 격벽구조의 인너코어가 일체로 형성되고, 상단부에는 확관 리브가 형성되어 상기 메인패널의 관통홀 중심에 배치되며, 상기 스트럿 로드의 선단부가 상기 인너코어의 중심에 체결되는 컵부재; 상기 메인패널의 하부에 배치되어 베어링이 안착되는 스틸시트; 및 상기 메인패널의 외면과 상기 컵부재의 외면 사이와, 상기 메인패널의 내면과 상기 스틸시트의 상면 사이에 충진되어 가류 접착되는 고무부재를 포함한다.

Description

서스펜션용 인슐레이터{INSULATOR FOR SUSPENSION}
본 발명은 서스펜션용 인슐레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스트럿 로드와 컵부재의 체결 구조를 변경하여 상기 스트럿 로드와 컵부재의 이음을 방지하고, 상시 스트럿 로드와 체결된 너트의 풀림을 방지하는 서스펜션용 인슐레이터에 관한 것이다.
차량에 있어서의 현가장치는 차체와 휠 사이에 존재하며, 이 두 강체를 하나 혹은 다수의 링크를 이용하여 연결하여 주는 장치이다.
상기 현가장치는 상하방향으로는 스프링과 쇽 업소버 등에 의해 지지되고, 기타방향으로는 높은 강성과 유연성을 적절히 조화시킴으로써, 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 조화시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 현가장치는 여러 종류로 개발되어 자동차에 적용되고 있는데, 승용차의 전륜 현가장치로는 스트럿 현가장치가 주로 사용된다.
일반적인 스트럿 현가장치는 휠을 회전 가능하게 지지하는 휠 캐리어의 하단이 로워 컨트롤 암을 개재시켜 차체와 연결되고, 상단이 코일 스프링과 쇽 업소버가 일체로 형성되는 스트럿 어셈블리와 연결된다.
그리고 상기 스트럿 어셈블리의 상단부는 인슐레이터를 개재시켜 현가 지지되며, 쇽 업소버의 중간부 내측에는 스테빌라이저가 연결된다.
이에 따라 노면으로부터 입력되는 진동 및 충격이 스트럿 어셈블리에 의해 감쇠되어 차체에 전달되는 진동과 충격을 최소화하게 되는 것이다.
이러한 스트럿 현가장치의 상부 구성은 스트럿 로드 상단부가 인슐레이터 부시를 개재하여 상부 컵부재에 고정된다.
또한, 상기 상부 컵부재는 하부에 설치되는 하부 컵부재와 조립된 상태로, 상부에서 차체와 고정된다.
그리고 상기 상부 컵부재의 외주측 하부에는 상부 스프링 시트가 회전 가능하게 고정되면서 코일 스프링의 상단 부분을 지지하게 된다.
여기서, 상기 스트럿 로드는 상단부가 인슐레이터 부시에 결합된 상태로, 너트에 의해 체결된다.
그러나 종래 기술에서는 상기 상부 컵부재와 하부 컵부재가 상호 조립되어 상기 스트럿 로드가 체결된 상태로, 상기 스트럿 로드와 인슐레이터 부시의 내주면이 서로 면접촉 하면서 스트럿 로드가 인슐레이터 부시에 결합되는 구조로 이루어진다.
즉, 상기 스트럿 로드가 체결되어 있는 상,하부 컵부재와 인슐레이터 부시는 상호간의 압입력만으로 회전 방향의 움직임을 구속하고 있는 상태를 유지한다.
이에 따라, 상기 상,하부 컵부재는 인슐레이터 부시와의 사이에서 미끌림이 많이 발생한다.
따라서, 종래 기술에서는 상기 상,하부 컵부재와 인슐레이터 부시 사이의 미끄러짐으로 인하여 과속 방지턱을 지나가거나, 거친 도로의 주행 및 내구열화 후 좌우 조타 시, 상기 인슐레이터 부시의 과다한 마모가 발생하게 되고, 상기 상,하부 컵부재와 인슐레이터 부시간의 미끄러짐으로 인한 이음 진동이 발생하게 된다.
또한, 상기 스트럿 로드의 회전으로 인해 너트가 풀리면서 쇽 업소버의 충격에 따른 유격을 흡수하지 못하고 결국 파손되는 문제점을 내포하고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 스트럿 로드와 컵부재의 체결 구조를 변경하여 상기 스트럿 로드와 컵부재 사이, 상기 컵부재와 고무부재 사이의 이음을 방지하고, 상기 스트럿 로드와 체결된 너트의 풀림을 방지하는 서스펜션용 인슐레이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 스트럿 로드의 상단부에 설치되어 차체와 연결되는 서스펜션용 인슐레이터에 있어서, 중앙에 관통홀을 갖는 원반형으로 형성되어 차체에 체결되는 메인패널; 상기 원통형의 몸체 내부 일측에 격벽구조의 인너코어가 일체로 형성되고, 상단부에는 확관 리브가 형성되어 상기 메인패널의 관통홀 중심에 배치되며, 상기 스트럿 로드의 선단부가 상기 인너코어의 중심에 체결되는 컵부재; 상기 메인패널의 하부에 배치되어 베어링이 안착되는 스틸시트; 및 상기 메인패널의 외면과 상기 컵부재의 외면 사이와, 상기 메인패널의 내면과 상기 스틸시트의 상면 및 외면 사이에 충진되어 가류 접착되는 고무부재를 포함하는 서스펜션용 인슐레이터를 공할 수 있다.
또한, 상기 확관 리브는 상기 메인패널의 관통홀 외측에 대응하는 상기 컵부재의 상단부 일정구간이 경사지게 확관되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 확관 리브의 선단 직경은 상기 메인패널의 관통홀의 내경보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 스트럿 로드와 상기 인너코어의 체결은 상기 인너코어의 중심에 사각단면의 체결홀이 형성되고, 상기 스트럿 로드의 선단부에 형성되는 볼트부에는 상기 체결홀에 끼워지는 사각단면의 회전방지단이 형성되어 상기 회전방지단을 상기 체결홀에 끼운 상태로 상기 볼트부에 너트를 체결할 수 있다.
또한, 상기 인너코어는 상기 메인패널의 관통홀에 대응하여 상기 컵부재의 원통형 몸체의 내주 일측에 일정 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 스트럿 로드와 컵부재의 체결 구조를 변경하여 상기 스트럿 로드와 컵부재의 이음을 방지하고, 상기 스트럿 로드와 체결된 너트의 풀림을 방지하는 효과가 있다.
즉, 상기 컵부재의 내부에 사각단면의 체결홀이 형성된 인너코어를 일체로 형성하고, 상기 체결홀에 대응하여 스트럿 로드의 상단부 일측에 사각단면의 회전방지단을 형성함으로써, 조타 시, 상기 스트럿 로드와 컵부재의 상대 회전을 차단함으로써, 상기 스트럿 로드의 상단부에 체결되는 너트의 풀림을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 일체형으로 형성된 컵부재를 메인패널의 관통홀에 끼운 상태로, 고무부재를 가류 접착시킴으로써, 조타 시, 상기 컵부재와 고무부재간의 미끄러짐에 의한 이음을 방지하는 효과도 있다.
이때, 상기 컵부재는 상단부에 상기 메인패널의 관통홀의 직경보다 크게 형성된 확관 리브를 구성함으로써, 상기 고무부재의 파손 시, 상기 메인 패널에서 이탈을 방지할 수 있다.
이 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 절단 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 적용 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 적용 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 제조방법을 순차대로 나타낸 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 절단 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 적용 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 적용 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터(이하, 간단히 '인슐레이터'라 함)는 맥퍼슨 스트럿 타입의 현가장치에서 차체와 스트럿 로드(10) 사이에 장착된다.
상기 인슐레이터는 엔진의 가진에 의한 진동이나 주행 시, 노면에서 전달되는 진동을 완충 및 흡수함으로써, 승차감을 향상하는데 기여한다.
이러한 인슐레이터는 메인패널(20), 컵부재(30), 스틸시트(40), 및 고무부재(50)를 포함한다.
먼저, 상기 메인패널(20)은 원방형으로 형성된다.
상기 메인패널(20)은 중앙에 관통홀(21)을 갖도록 구성된다.
이러한 메인패널(20)은 볼트 등을 통해 차체와 연결된다.
그리고 상기 컵부재(30)는 상기 메인패널(20)의 관통홀(21)에 끼워진다.
상기 컵부재(30)는 하단부와 상단부가 상기 메인패널(20)의 관통홀(21) 보다 넓은 직경을 가지도록 형성되어 상기 메인패널(20)의 관통홀(21) 중심에 배치된다.
이러한 컵부재(30)는 내부 중앙이 원통형으로 형성된다.
상기 컵부재(30)는 종래의 2피스로 이루어진 어퍼컵과 로어컵을 대신하여 일체로 형성된 것으로, 상기 어퍼컵과 로어컵을 조립하기 위한 조립공정을 삭제할 수 있으며, 비틀림에 의한 파손위험이 없기 때문에, 내구성이 향상될 수 있다.
이러한 컵부재(30)를 좀더 상세하게 설명하면, 상기 컵부재(30)는 상단부에 확관 리브(31)가 형성된다.
이때, 상기 확관 리브(31)는 상기 메인패널(20)의 관통홀(21) 외측에 대응하는 상기 컵부재(30)의 상단부 일정구간에 형성된다.
이러한 확관 리브(31)는 경사지게 확관 형성되어 선단의 직경이 상기 메인패널(20)의 관통홀(21)의 내경보다 크게 형성된다.
또한, 상기 컵부재(30)는 내부 일측에 격벽구조의 인너코어(33)가 일체로 형성된다.
이러한 인너코어(33)가 일체로 형성된 컵부재(30)는 스틸 또는 알루미늄 중, 적어도 어느 하나의 소재로 형성될 수 있다.
이때, 상기 인너코어(33)는 상기 컵부재(30)의 원통형 내부의 내주 일측에 일정 두께로 형성된다.
상기 인너코어(33)는 중심에 사각단면의 체결홀(35)이 형성된다.
이러한 인너코어(33)는 메인패널(20)의 관통홀(21)에 대응하는 위치에 형성된다.
또한, 상기 컵부재(30)는 상기 스트럿 로드(10)의 선단부가 인너코어(33)의 중심에 체결된다.
여기서 상기 스트럿 로드(10)는 상기 인너코어(33)의 체결홀(35)에 대응하여 선단 일측에 사각단면의 회전방지단(11)이 형성된다.
다시 말해, 상기 스트럿 로드(10)는 선단부에 형성되는 볼트부(13)에 사각단면의 회전방지단(11)이 형성된다.
이러한 스트럿 로드(10)와 인너코어(33)의 체결은 상기 스트럿 로드(10)의 회전방지단(11)을 상기 체결홀(35)에 끼운 상태로, 상기 스트럿 로드(10)의 볼트부(13)에 너트(N)를 체결하여 이루어진다.
이때, 상기 스트럿 로드(10)는 볼트-너트 체결에 의해 고정되면서 하부에 구성되는 스프링(미도시)의 압축력을 유지시키도록 구성된다.
그리고 상기 스틸시트(40)는 상기 메인패널(20)의 하부에 배치된다.
상기 스틸시트(40)는 베어링(미도시)이 안착된다.
이때, 상기 베어링은 차륜의 조향 시, 피스톤이 회전할 수 있도록 구성되는 것으로, 이는 널리 알려진 공지기술이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 고무부재(50)는 메인패널(20), 스틸시트(40) 및 컵부재(30) 사이에 가류 접착된다.
다시 말해, 상기 고무부재(50)는 메인패널(20)의 외면과 상기 컵부재(30)의 외면 사이에 형성된다.
또한, 상기 고무부재(50)는 상기 메인패널(20)의 내면과 상기 스틸시트(40)의 상면 사이와, 상기 스틸시트 외면을 감싸도록 충진되어 가류 접착된다.
이러한 고무부재(50)는 메인패널(20), 스틸시트(40) 및 컵부재(30) 사이에 가류 접착되어 종래에 적용하던 눌림량을 설정할 필요가 없으며, 이에 따라 형상 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 고무부재(50)는 입력되는 하중을 흡수하여 하중 감쇠가 이루어지며, 미세한 하중에 의한 진동은 상기 고무부재(50)에 의해 안정적으로 감쇠되어 탑승자에게 전달되지 않도록 한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 인슐레이터의 제조방법을 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 서스펜션용 인슐레이터의 제조방법을 순차대로 나타낸 공정도이다.
도 4를 참조하면, 중앙에 관통홀(21)을 갖는 원반형으로 형성되는 메인패널(20)을 준비한다.
상기 메인패널(20)의 하부에 베어링이 안착되는 스틸시트(40)를 장착한다.
또한, 원통형의 몸체 내부 일측에 격벽구조의 인너코어(33)가 일체로 형성된 컵부재(30)를 준비한다.
이때, 상기 인너코어(33)의 중심에는 사각단면의 체결홀(35)이 형성된다.
이러한 인너코어(33)의 체결홀(35)은 스트럿 로드(10)의 선단부에 형성되는 볼트부(13) 상의 사각단면의 회전방지단(11)이 끼워지기 위하여 형성되는 것이다.
이어서 상기 컵부재(30)를 상기 메인패널(20)의 관통홀(21)에 삽입한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 상기 메인패널(20), 스틸시트(40) 및 컵부재(30)를 금형에 삽입한다.
상기 금형에 의한 가압성형으로 상기 컵부재(30)의 상단부에 확관 리브(31)를 성형한다.
이때, 상기 확관 리브(31)는 선단 직경이 상기 메인패널(20)의 장착홀의 내경보다 크게 형성된다.
또한, 상기 금형 중, 하부에 구성되는 금형은 상기 고무부재(50)가 충진될 때, 하부로 흘러내리지 않도록 구성되는 것이다.
즉, 상기 금형 중, 하부에 구성되는 금형은 상기 메인패널(20)의 하부 측에서 상기 고무부재(50)가 다른 곳에 충진되지 않도록 막아주는 격벽 역할을 하는 것이다.
도 7을 참조하면, 상기 금형의 상부 일측에서 상기 금형의 내부에 고무부재(50)를 충진한다.
이때, 상기 고무부재(50)는 메인패널(20)의 외면과 상기 컵부재(30)의 외면 사이에 충진되어 가류 접착된다.
또한, 상기 고무부재(50)는 메인패널(20)의 내면과 상기 스틸시트(40)의 상면 및 외면 사이에 충진되어 가류 접착된다.
마지막으로 상기 금형을 제거하여 본 발명의 실시 예에 따른 인슐레이터의 제작을 완료한다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 인슐레이터는 스트럿 로드(10)와 컵부재(30)의 체결 구조를 변경하여 상기 스트럿 로드(10)와 컵부재(30)의 이음을 방지하고, 상기 스트럿 로드(10)와 체결된 너트(N)의 풀림을 방지하는 효과가 있다.
즉, 상기 인슐레이터는 상기 컵부재(30)의 내부에 사각단면의 체결홀(35)이 형성된 인너코어(33)를 일체로 형성하고, 상기 체결홀(35)에 대응하여 스트럿 로드(10)의 상단부 일측에 사각단면의 회전방지단(11)을 형성함으로써, 조타 시, 상기 스트럿 로드(10)와 컵부재(30)의 상대 회전을 차단함으로써, 상기 스트럿 로드(10)의 상단부에 체결되는 너트(N)의 풀림을 방지할 수 있다.
또한, 상기 인슐레이터는 종래의 2피스로 형성되던 컵부재(30)를 일체형으로 형성하고, 상기 일체형으로 형성된 컵부재(30)를 메인패널(20)의 관통홀(21)에 끼운 상태로, 고무부재(50)를 가류 접착시킴으로써, 조타 시, 상기 컵부재(30)와 고무부재(50)간의 이음을 방지하는 효과도 있다.
이때, 상기 컵부재(30)는 상단부에 상기 메인패널(20)의 관통홀(21)의 직경보다 크게 형성된 확관 리브(31)를 구성함으로써, 상기 고무부재(50)의 파손 시, 상기 메인 패널에서 이탈을 방지할 수 있다.
이러한 인슐레이터는 노면으로부터 입력되는 차량의 상하 입력 하중에 대하여 진폭의 크기에 상관없이 효과적으로 흡수함으로써, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 스트럿 로드
11: 회전방지단
13: 볼트부
20: 메인패널
21: 관통홀
30: 컵부재
31: 확관 리브
33: 인너코어
35: 체결홀
40: 스틸시트
50: 고무부재
N: 너트

Claims (10)

  1. 스트럿 로드의 상단부에 설치되어 차체와 연결되는 서스펜션용 인슐레이터에 있어서,
    중앙에 관통홀을 갖는 원반형으로 형성되어 차체에 체결되는 메인패널;
    원통형의 몸체 내부 일측에 격벽구조의 인너코어가 일체로 형성되고, 상단부에는 확관 리브가 형성되어 상기 메인패널의 관통홀 중심에 배치되며, 상기 스트럿 로드의 선단부가 상기 인너코어의 중심에 체결되는 컵부재;
    상기 메인패널의 하부에 배치되어 베어링이 안착되는 스틸시트; 및
    상기 메인패널의 외면과 상기 컵부재의 외면 사이와, 상기 메인패널의 내면과 상기 스틸시트의 상면 및 외면 사이에 충진되어 가류 접착되는 고무부재;를 포함하고,
    상기 스트럿 로드와 상기 인너코어의 체결은, 상기 인너코어의 중심에 사각단면의 체결홀이 형성되고, 상기 스트럿 로드의 선단부에 형성되는 볼트부에는 상기 체결홀에 끼워지는 사각단면의 회전방지단이 형성되어 상기 회전방지단을 상기 체결홀에 끼운 상태로 상기 볼트부에 너트를 체결하는 서스펜션용 인슐레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확관 리브는
    상기 메인패널의 관통홀 외측에 대응하는 상기 컵부재의 상단부 일정구간이 경사지게 확관되어 형성되는 서스펜션용 인슐레이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확관 리브의 선단 직경은
    상기 메인패널의 관통홀의 내경보다 크게 형성되는 서스펜션용 인슐레이터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인너코어는
    상기 메인패널의 관통홀에 대응하여 상기 컵부재의 원통형 몸체의 내주 일측에 일정 두께로 형성되는 서스펜션용 인슐레이터.
  6. 스트럿 로드의 상단부에 설치되어 차체와 연결되는 서스펜션용 인슐레이터를 제조하는 방법에 있어서,
    중앙에 관통홀을 가지며 차체에 체결되는 메인패널의 하부에 베어링이 안착되는 스틸시트를 장착한 상태로, 상기 메인패널의 관통홀에 컵부재를 삽입하는 단계;
    상기 메인패널, 스틸시트 및 컵부재를 금형에 삽입하여 상기 금형에 의한 가압성형으로 상기 컵부재의 상단부에 확관 리브를 성형하는 단계; 및
    상기 금형의 상부 일측에서 금형 내부로 고무부재를 충진하여 상기 메인패널, 스틸시트 및 컵부재에 가류 접착시키는 단계;를 포함하고,
    상기 컵부재는 상기 스트럿 로드의 선단부가 체결되도록 내부에 인너코어가 일체로 형성되되, 상기 인너코어는 상기 스트럿 로드의 선단부에 형성되는 볼트부 상의 사각단면의 회전방지단이 끼워지도록 중심에 사각단면의 체결홀이 형성되는 서스펜션용 인슐레이터의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 확관 리브는 선단 직경이 상기 메인패널의 장착홀의 내경보다 크게 형성되는 서스펜션용 인슐레이터의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 고무부재는
    상기 메인패널의 외면과 상기 컵부재의 외면 사이와, 상기 메인패널의 내면과 상기 스틸시트의 상면 및 외면 사이에 충진되어 가류 접착되는 서스펜션용 인슐레이터의 제조방법.
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