KR102442477B1 - 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅 - Google Patents

롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체에 연결되는 마운트 본체; 상기 본체에 연결되는 쇽업소버; 상기 마운트 본체에 내장되고, 상기 쇽업소버의 피스톤로드를 지지하기 위한 텐셔너; 상기 마운트 본체와 상기 쇽업소버 사이에 배치되어 상기 쇽업소버의 롤링진동을 흡수하기 위한 베어링시트;를 포함하여 이루어지되, 상기 베어링시트에는 압축변형 시 실리콘액을 분출하여 윤활작용이 가능하도록 일정량의 실리콘을 함유한 오링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 베어링시트에 구비된 오링이 압축변형 시 일정량의 실리콘액을 분출하여 윤활작용을 함으로써 쇽업소버의 롤링진동 흡수성능을 향상시키고, 또한 오링의 단면 중심부에 나일론섬유를 배열시켜 기계적 강성을 보강하여 내구성능을 향상시킬 수 있는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅를 제안하고자 한다.

Description

롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅{Shock absorber strut mounting with rolling vibration absorption structure}
본 발명은 베어링시트에 구비된 오링이 압축변형 시 일정량의 실리콘액을 분출하여 윤활작용을 함으로써 쇽업소버의 롤링진동 흡수성능을 향상시키고, 또한 오링의 단면 중심부에 나일론섬유로 이루어진 보강체가 내장되어 기계적 강성 및 경도를 보강하여 내구성능을 향상시킬 수 있는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅에 관한 것이다.
통상적으로, 차량의 현가장치(서스펜션 : Suspension)는 차축과 자체를 연결하여 차량의 주행 시 타이어가 노면으로부터 전달받는 진동이나 충격에너지가 차체에 직접 전달되지 않도록 흡수하여 차체의 손상을 억제하고, 승차감을 향상시키기 위한 장치이다.
이러한 현가장치는 차체와의 결합방식이나 진동제어방식 등에 따라 다양하게 구분되는데, 승용차에는 주로 스트럿(strut) 타입이 설치되고 있다.
도 5는 종래의 서스펜션 스트럿을 나타내는 외관 사시도이고, 도 6은 도 5의 스트럿 마운트에 대한 단면도이다.
종래의 서스펜션 스트럿(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 차륜의 너클(120)과 차체(미도시) 사이에 설치되며, 핸들의 조향 시 너클(120)과 함께 회전함과 동시에 유압작용에 의해 진동을 흡수하는 쇽업소버(Shock absorber)(130)를 포함한다.
또한 서스펜션 스트럿(100)은 쇽업소버(130)의 단측에 차체와의 결합을 위한 스트럿 마운트(strut mount)(140)가 설치된다.
스트럿 마운트(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 쇽업소버(130)의 상부로 인출된 피스톤로드(132)의 상단측에 너트와 같은 체결수단(미도시)에 의해 결합되며, 상부플레이트(142)와 하부플레이트(143)의 외측부를 통해 차체(150)와 함께 볼트(145)로 체결된다.
또한 쇽업소버(130)의 둘레에는 노면으로부터 전달되는 충격을 흡수하기 위한 코일스프링(136)이 장착되는데, 코일스프링(136)의 상단측은 상부스프링시트(upper spring seat)(135)에 의해 지지되며, 상부스프링시트(135)와 하부플레이트(143)의 사이에는 차륜의 조향 시 하부부재가 회동하여 너클(120) 및 쇽업소버(130)를 회동시키기 위한 서스펜션 베어링(146)이 설치된다.
또한 상부스프링시트(135) 하부의 피스톤로드(132) 외주부에는 범퍼러버(bumper rubber)(133)가 설치되고, 범퍼러버(133)의 외측에는 먼지나 이물질이 인출된 피스톤로드(132)로 유입되는 것을 방지하는 더스트커버(dust cover)(134)가 설치되는데, 범퍼러버(133)의 상단은 상부스프링시트(35)를 관통하여 서스펜션 베어링(146)의 중공 내부로 삽입된다.
이때 상부스프링시트(135)는 중앙이 상향 수직으로 돌출되는 돌출부(139)가 형성되며, 돌출부(139)의 돌출면의 중앙에는 범퍼러버(133) 및 피스톤로드(132)가 관통되는 관통공이 형성되고, 상부스프링시트(135)의 돌출부(139)의 중공으로는 서스펜션 베어링(146)의 하부 외주부가 삽입된다.
이와 같이 구성되는 서스펜션 스트럿(100)은 상단이 차체(150)에 고정되기 때문에 차량주행에 따라 노면으로부터 충격이 입력되면 피스톤로드(132)가 쇽업소버(130)에 대해 상하로 왕복운동 하여 입력된 충격을 완화시킴과 동시에, 코일스프링(136)의 탄성작용에 의해 또한 충격을 완화시키게 된다.
또한 차륜 조향 시 서스펜션 베어링(146)에 의하여 차체(130)에 대해 쇽업소버(130), 코일 스프링(136) 및 너클(120)이 회전할 수 있게 된다.
즉 서스펜션 베어링은 축 방향의 하중을 받음과 동시에 서스펜션을 회전시키는 기능을 수행하는 차량의 매우 중요한 요소이기 때문에 이러한 서스펜션 베어링의 성능을 향상시키기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1782073호(2017.09.20. 등록)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
베어링시트에 구비된 오링이 압축변형 시 일정량의 실리콘액을 분출하여 윤활작용을 함으로써 쇽업소버의 롤링진동 흡수성능을 향상시키고, 또한 오링의 단면 중심부에 나일론섬유로 이루어진 보강체가 내장되어 기계적 강성 및 경도를 보강하여 내구성능을 향상시킬 수 있는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅은 차체에 연결되는 마운트 본체; 상기 본체에 연결되는 쇽업소버; 상기 마운트 본체에 내장되고, 상기 쇽업소버의 피스톤로드를 지지하기 위한 텐셔너; 상기 마운트 본체와 상기 쇽업소버 사이에 배치되어 상기 쇽업소버의 롤링진동을 흡수하기 위한 베어링시트;를 포함하여 이루어지되, 상기 베어링시트에는 압축변형 시 실리콘액을 분출하여 윤활작용이 가능하도록 일정량의 실리콘을 함유한 오링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 오링은 기계적 강성 및 경도를 보강하기 위해 나일론섬유로 이루어진 보강체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 베어링시트는 상기 쇽업소버의 피스톤로드가 관통하여 결합되는 베어링하우징과, 상기 베어링하우징에 형성되어 상기 오링이 수납되는 환형의 수용부와, 상기 베어리하우징 하면부에 형성되어 상기 쇽업소버의 상단부가 안착되는 안치부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 마운트 본체 하부에 배치되어 상기 쇽업소버의 피스톤로드과 관통하고, 상기 베어링하우징의 상부를 덮기 위한 커버체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 수용부의 상단에는 상기 오링의 단면상의 지름보다 사이즈가 작은 개구부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅은 베어링시트에 구비된 오링이 압축변형 시 일정량의 실리콘액을 분출하여 윤활작용을 함으로써 쇽업소버의 롤링진동 흡수성능을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 오링의 단면 중심부에 나일론섬유로 이루어진 보강체가 내장되어 기계적 강성 및 경도를 보강하여 내구성능을 향상시킬 수 있는 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 본 발명은 베어링시트의 분리 및 장착이 용이하여 교체가 편리하고, 이에 의하여 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 베어링시트의 오링의 동작상태를 나타내는 동작상태도,
도 3은 본 발명에 따른 베어링시트의 오링을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 베어링시트를 나타내는 사시도,
도 5 및 도 6은 종래의 스트럿 마운팅을 나타내는 사시도 및 단면도.
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 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버(20) 스트럿 마운팅은 마운트 본체(10)와, 쇽업소버(20)와, 텐셔너(30)와, 베어링시트(50)를 포함하여 구성된다.
먼저 도 1에 도시된 보와 같이 본 발명에 따른 마운트 본체(10)는 차체(1)에 장착되는 브래킷으로 수납부(11)와, 장착부(13)로 구성된다.
마운트 본체(10)의 수납부(11) 내부에는 후술한 텐셔너(30)가 내장될 수 있도록 내부에 공간이 형성되어 있고, 쇽업소버(20)의 피스톤로드(23)가 관통할 수 있도록 개방된 형태로 구성된다. 또한 마운트 본체(10)의 장착부(13)는 수납부(11)에 연결되는 플랜지(13a)와, 플랜지(13a)의 가장자리 부분에 형성되어 차체(1)와 연결되는 복수의 볼트체결부(13b)가 구비되어 있다.
따라서 마운트 본체(10)는 볼트체결부(13b)를 차체(1)에 구비되는 체결부위에 체결하여 고정될 수 있다.
다음으로 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 쇽업소버(20)는 유압작용에 의해 진동을 흡수하도록 구성된다.
이를 위해 쇽업소버(20)는 유체가 내장되는 바디(21)와, 상부로 인출되는 피스톤로드(23)로 구성된다. 피스톤로드(23)는 마운트 본체(10)의 수납부(11)를 관통하도록 구성되며, 부시(25)에 의하여 축 지지되도록 구성된다.
따라서 쇽업소버(20)는 차량의 운행 중 발생하는 진동이나, 충격이 발생하는 경우 유압에 의하여 피스톤로드(23)가 인출 및 인입되면서 진동이나 충격을 흡수 및 감쇄하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 텐셔너(30)는 마운트 본체(10)의 수납부(11)에 내장되고, 쇽업소버(20)의 피스톤로드(23)를 감싸는 형태로 배치되어 차체(1)의 바운스진동을 흡수 및 감쇄하는 역할을 수행하게 된다.
이러한 텐셔너(30)는 중앙에 배치되는 러버(rubber) 재질로 이루어진 제1 텐셔너(31)와, 제1 텐셔너(31) 상부와 하부에 배치되고, 특수플라스틱 재질로 이루어진 제2 텐셔너(33)로 구성된다.
즉 텐셔너(30)는 차랴의 수직방향을 따라 차체(1)가 전체적으로 상하로 직선 운동하는 진동, 즉 바운싱(bouncing) 진동을 흡수 및 감쇄하게 된다. 이 경우 제1 텐셔너(31)와 제2 텐셔너(33)는 상호 보완적인 작용을 통해 그 효과를 더욱 배가시킬 수 있다.
제2 텐셔너(33)의 경우 특수플라스틱 재질은 엔지니어링 플라스틱과 같은 복합소재이며, 탄성을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 베어링시트(50)는 쇽업소버의 피스톤로드(23)를 관통하여 마운트 본체(10)와 쇽업소버의 바디(21) 사이에 장착되어 롤링(rolling) 진동을 흡수 및 감쇄하는 기능을 수행하게 된다.
먼저 베어링시트(50)는 쇽업소버의 피스톤로드(23)가 관통하여 결합되는 베어링하우징(52)과, 베어링하우징(52)에 형성되어 상기 오링(51)이 수납되는 환형의 수용부(53)와, 베어링하우징(52) 하면부에 형성되어 쇽업소버의 바디(21) 상단이 안착되는 안치부(54)를 포함하여 구성된다.
베어링하우징(52)은 원반 형태로 이루어져 중심부에 관통공(52a)이 형성되어 쇽업소버의 피스톤로드(23)가 관통하도록 구성된다. 베어링하우징(52) 상부에는 쇽업소버의 피스톤로드(23)를 감싸고 베어링하우징(52)을 지지하기 위한 커버체(40)가 구비되어 있으며, 이 커버체(40)는 베어링시트(50) 내부로 습기나 먼지 등과 같은 이물질이 유입되는 것을 방지하고, 특히 베어링시트(50)를 핵심 구성인 오링(51)의 분리 이탈을 억제하는 역할을 할 수 있다.
아울러 베어링시트의 수용부(53)는 베어링하우지의 가장자리 부분에는 환형의 홈 형태로 구성되어 오링(51)가 안치된다. 수용부(53)에는 오링(51)이 투입되고, 상부로 노출될 수 있도록 개방부가 구비되어 있다. 개구부(55)는 오링(51)의 일정 부분이 외부로 노출되도록 하고, 오링(51)의 교체나 수리 시 수용부(53)로 오링(51)의 유입이 가능하다. 이 경우 개구부(55)는 오링(51)이 수용부(53)에 안치된 후 분리 및 배출로 인한 탈거를 방지할 필요가 있기 때문에 개방부의 사이즈는 적어도 오링(51)의 단면상 지름보다는 작은 사이즈가 될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
베어링시트의 안치부(54)는 베어링하우징(52)의 하면부에 형성되어 쇽업소버(20)와 베어링시트(50)의 결합 시, 쇽업소버의 바디(21) 상단이 안착될 수 있도록 구성된다.
상기한 바와 같이 구성된 베어링시트(50)에는 전술한 바와 같이 수용부(53)에 오링(51)이 안착되는데, 이 오링(51)은 압축변형 시 실리콘액을 분출하여 윤활작용이 가능하도록 일정량의 실리콘을 함유하는 실리콘고무 재질로 이루어진다.
이 오링(51)은 자체의 롤링(rolling)진동, 즉 차량의 세로방향(x축 방향)을 중심으로 차체(1)가 회전하는 진동을 흡수하고 감쇄하는 역할을 하게 된다. 특히 오링(51)은 전술한 바와 같이 실리콘고무 재질로 이루어져 있는데, 실리콘고무에는 일정량의 실리콘이 함유되어 가류성형을 통해 제작된다. 이때 실리콘고무에 함유된 실리콘이 경화되면서 기포가 잔류하게 되는데, 기포가 다량을 잔류하는 경우에는 실리콘고무의 기능성을 저해하는 요소가 될 수 있어 기포를 제거하기 위한 탈기공정을 거칠 수 있다. 이때 본 발명에 따른 오링(51)의 성형 시, 일정 부분의 기포가 잔류할 수 있도록 성형조건을 설정하여 실리콘고무의 기능성을 보장하면서도 일정량의 잔류 기포가 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 오링(51)은 차체(1)의 회전진동이 발생하는 경우, 일정한 압력을 받게 되고, 이러한 압력에 의한 압축변형 시, 도 3의 도시와 같이 오링(51)에 잔류하는 기포가 압착되면서 기포에 함유된 실리콘액(SL)이 오링(51)으로부터 분출될 수 있다. 즉 실리콘고무 재질의 오링(51)은 진동이나 충격이 가해지는 경우 탄성에 의하여 진동 및 충격을 흡수 및 감쇄함과 동시에, 실리콘액(SL)을 분출함으로써 롤링진동에 대한 윤활작용을 통해 롤링진동이나 충격에 대한 흡수 및 감쇄작용을 극대화할 수 있게 된다.
추가적으로 오링(51)은 롤링진동의 흡수 및 감쇄뿐만 아니라, 시밍(shimmying)진동, 즉 너클의 중심축을 기준으로 전륜이 좌우로 회전하는 진동 또한 흡수 및 감쇄하는 작용이 가능하다.
한편 도 4에 도시된 바와 같이 오링(51)의 일정량의 실리콘을 함유한 실리콘고무로 기계적 강도 및 경도, 즉 내마모성이 떨어질 수 있기 때문에 이를 보강할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서는 오링(51)의 단면 중심에 나일론섬유로 이루어진 보강체(60)가 내장되도록 하는 것이 바람직하다. 보강체(60)인 나일론섬유는 기계적 강성 및 경도가 우수한 나일로 6이나 나일론 66인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅은 베어링시트에 구비된 오링이 압축변형 시 일정량의 실리콘액을 분출하여 윤활작용을 함으로써 쇽업소버의 롤링진동 흡수성능을 향상시키고, 또한 오링의 단면 중심부에 나일론섬유로 이루어진 보강체가 내장되어 기계적 강성 및 경도를 보강하여 내구성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 기존의 볼 베어링 타입의 스트럿 베어링를 대체가 가능할 뿐만 아니라, 그 이상의 기능성을 보장할 수 있다.
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.
1 : 차체
10 : 마운트 본체
11 : 수납부 13 : 장착부
13a : 플랜지 13b : 볼트체결부
20 : 쇽업소버
21 : 바디 23 : 피스톤로드
25 : 부시
30 : 텐셔너
31 : 제1 텐셔너 33 : 제2 텐셔너
40 : 커버체
50 : 베어링시트
51 : 오링 52 ; 베어링하우징
53 : 수용부 54 : 안치부
55 : 개구부
60 : 보강체

Claims (5)

  1. 차체(1)에 연결되는 마운트 본체(10);
    상기 본체에 연결되는 쇽업소버(20);
    상기 마운트 본체(10)에 내장되고, 상기 쇽업소버(20)의 피스톤로드(23)를 지지하기 위한 텐셔너(30);
    상기 마운트 본체(10)와 상기 쇽업소버(20) 사이에 배치되어 상기 쇽업소버(20)의 롤링진동을 흡수하기 위한 베어링시트(50);를 포함하여 이루어지되,
    상기 베어링시트(50)에는 압축변형 시 실리콘액(SL)을 분출하여 윤활작용이 가능하도록 일정량의 실리콘을 함유한 오링(51)이 구비되며,
    상기 베어링시트(50)는
    상기 쇽업소버(20)의 피스톤로드(23)가 관통하여 결합되는 베어링하우징(52)과,
    상기 베어링하우징(52)에 형성되어 상기 오링(51)이 수납되는 환형의 수용부(53)와,
    상기 베어링하우징(52) 하면부에 형성되어 상기 쇽업소버(20)의 상단부가 안착되는 안치부(54)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오링(51)은 기계적 강성 및 경도를 보강하기 위해 나일론섬유로 이루어진 보강체(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마운트 본체(10) 하부에 배치되어 상기 쇽업소버(20)의 피스톤로드(23)과 관통하고, 상기 베어링하우징(52)의 상부를 덮기 위한 커버체(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부(53)의 상단에는 상기 오링(51)의 단면상의 지름보다 사이즈가 작은 개구부(55)가 형성되는 것을 특징으로 하는 롤링진동 흡수형구조의 쇽업소버 스트럿 마운팅.
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