KR102474602B1

KR102474602B1 - 강체 압입방식 인슐레이터 및 현가 시스템

Info

Publication number: KR102474602B1
Application number: KR1020160170718A
Authority: KR
Inventors: 조기봉
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2022-12-06
Also published as: KR20180068746A

Abstract

본 발명의 현가 시스템은 상판(11)에 가류 성형된 부시(15)를 감싸는 상판 아우터(13)가 구비된 압입 어셈블리(10), 상기 상판 아우터(13)가 압입 결합되면서 범프 스토퍼(27)를 압입한 범프 스토퍼 컵(25)이 용접되는 인슐레이터 아우터(21)가 구비된 강체 어셈블리(20)로 이루어진 인슐레이터(1)를 포함함으로써 스웨징 효과를 지속하는 압입구조와 이음을 차단하는 강체구조로 강건한 내구성을 가지면서 차량 NVH(Noise, Vibration, Harshness)개선에 크게 기여되는 특징이 있다.

Description

강체 압입방식 인슐레이터 및 현가 시스템{Rigid Pressing type Insulator and Suspension System thereby}

본 발명은 인슐레이터에 관한 것으로, 특히 범프스토퍼 접촉이음과 고무부시 마찰이음을 동시에 제거한 강체 압입방식 인슐레이터 및 현가 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량 현가에 적용된 인슐레이터는 쇽업소버와 차체의 연결부를 구성하는 쇽업소버 스트럿(Strut)에 구비고, 쇽업소버의 피스톤 로드의 좌우 회전을 가능케 하는 댐퍼 바디와 쇽업소버의 피스톤 로드를 감싸 댐퍼 바디 하부부위를 구성하는 범퍼 스토퍼를 포함한다.

상기 인슐레이터는 피스톤 로드의 회전 시 피스톤 로드와 함께 하는 범프 스토퍼 움직임이 불가능하여 피스톤 로드와 범퍼 스토퍼 간 접촉 이음을 발생시키는 회전축 방식 인슐레이터, 피스톤 로드의 회전 시 피스톤 로드와 함께 하는 범프 스토퍼 움직임이 가능하여 피스톤 로드와 범퍼 스토퍼 간 접촉 이음을 발생시키지 않는 강체(rigid)방식 인슐레이터로 구분된다.

그러므로 차량 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 개선에도 기여하면서 노면에서 전달되는 진동의 완충 및 흡수로 승차감 향상에 기여하여야 하는 현가 시스템은 접촉 이음 발생이 없는 강체방식 인슐레이터를 적용한다.

일본특개 2013-122252(2013.6.20)

하지만 상기 강체방식 인슐레이터는 인슐레이터 아우터와 범프스토퍼 컵 사이에 코어상판 외경보다 내경을 작게 한 고무부시를 가류하고, 고무부시의 스웨징효과를 이용하여 코어상판이 고무부시에 압입된 후 코어상판과 범프스토퍼 컵이 코킹됨으로써 피스톤 로드 거동 시 압입부를 형성한 코어상판과 고무부시 간 내구와 이음에 취약할 수밖에 없다.

더구나 부시 스웨징 효과가 내구 진행에 따라 감소될 수밖에 없어 부시와 코어상판 간 마찰음 발생이 더욱 심화될 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 강체결합을 형성하는 강체 어셈블리와 부시를 매개로 압입결합을 형성하는 압입 어셈블리로 구분함으로써 피스톤 로드와 범범프 스토퍼 간 접촉이음 및 부시의 마찰이음을 동시에 차단하면서 부시 스웨징 효과 저감에 따른 내구저하도 방지할 수 있는 강체 압입방식 인슐레이터 및 현가 시스템의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인슐레이터는 상판에 가류 성형된 부시를 감싸는 상판 아우터로 이루어진 압입 어셈블리; 범프 스토퍼가 고정된 범프 스토퍼 컵에 용접되고, 상기 상판 아우터가 결합되는 내부공간을 형성한 인슐레이터 아우터로 이루어진 강체 어셈블리;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 상판 아우터는 상기 인슐레이터 아우터의 내부공간으로 압입된다.

바람직한 실시예로서, 상기 상판은 돌출된 중앙보스부와 볼트 홀을 천공하고, 상기 중앙보스부에 상기 부시를 가류 성형하여 상기 상판 아우터로 감싸며, 상기 볼트 홀로 체결 볼트가 관통된다.

바람직한 실시예로서, 상기 부시는 고무재질로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 범프 스토퍼 컵은 플랜지 테두리를 형성하여 상기 범프 스토퍼를 압입시켜 고정하고, 상기 인슐레이터 아우터에 맞대어져 용접된다. 상기 인슐레이터 아우터와 상기 범프 스토퍼의 각각에는 중앙으로 로드 홀이 천공되고, 상기 범프 스토퍼 컵은 중공으로 이루어진다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 현가 시스템은 상판 아우터가 중앙으로 돌출된 중앙보스부에 가류 성형된 부시를 감싸는 상판, 상기 상판 아우터를 압입 고정하는 내부 공간의 바깥에서 범프 스토퍼를 압입 고정한 범프 스토퍼 컵(25)이 용접되어진 인슐레이터 아우터로 구성된 인슐레이터; 상기 인슐레이터가 결합된 피스톤 로드를 구비한 쇽업소버; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 피스톤 로드는 상기 범프 스토퍼를 관통하여 상기 인슐레이터 아우터의 상기 내부 공간으로 돌출되고, 상기 내부 공간에서 체결 너트로 고정된다.

바람직한 실시예로서, 상기 인슐레이터는 상기 상판의 볼트 홀을 관통한 체결 볼트로 차체와 결합된다.

이러한 본 발명의 인슐레이터는 강체 결합과 압입결합을 동시에 형성함으로써 다음과 같은 장점 및 효과를 구현한다.

첫째, 강체 결합구조 부품과 압입결합 부품으로 구분 제조 후 서로에 대해 압입하여 인슐레이터가 조립됨으로써 제조 공정이 단순화 된다. 둘째, 입입 부위에 가류된 고무 부시가 위치됨으로써 고무 부시의 스웨징 효과 지속을 통해 내구가 개선된다. 셋째, 강체 결합으로 피스톤 로드와 범프 스토퍼 간 접촉이음 발생이 방지됨으로써 강체방식 인슐레이터의 장점을 그대로 유지한다. 넷째, 스웨징 효과를 갖는 압입 결합으로 부시의 마찰이음을 차단함으로써 강체방식 인슐레이터의 성능이 획기적으로 개선된다. 다섯째, 접촉이음과 마찰이음이 차단된 인슐레이터를 적용한 쇽업소버로 현가 시스템을 구성함으로써 승차감 향상을 위한 기본기능이 개선되면서 차량 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 개선에도 크게 기여된다.

도 1은 본 발명에 따른 강체 압입방식 인슐레이터의 분해 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 강체 압입방식 인슐레이터 조립 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 강체 압입방식 인슐레이터가 적용된 현가 시스템의 예이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 인슐레이터(1)는 압입 어셈블리(10)와 강체 어셈블리(20)로 구성된다. 상기 압입 어셈블리(10)는 차체와 체결되고, 상기 강체 어셈블리(20)는 쇽업소버와 체결되고, 상기 압입 어셈블리(10)와 상기 강체 어셈블리(20)는 압입 어셈블리(10)가 스웨징 효과를 갖는 압입으로 강체 어셈블리(20)에 결합되어 서로 일체화된다. 그러므로 상기 인슐레이터(1)는 강체 압입방식 인슐레이터로 정의된다.

도 1(가)와 같이, 상기 압입 어셈블리(10)는 상판(11), 상판 아우터(13), 부시(15), 체결 볼트(17)를 포함한다. 일례로, 상기 상판(11)은 볼트 홀이 천공된 상판 바디로 이루어지고, 그 중앙으로 부시(15)와 가류 접착되는 중앙보스부를 돌출시켜 준다. 이를 위해 상기 상판(11)은 판재를 이용하여 프레스 공법으로 볼트 홀과 중앙보스부를 형성하여 준다. 상기 상판 아우터(13)는 중공 파이프로 이루어져 중앙보스부에 가류 접착된 부시(15)를 감싸도록 부시(15)와 가류 접착된다. 상기 부시(15)는 상판(11)의 중앙보스부와 상판 아우터(13)사이로 위치된 고무재질로 이루어져 가류 접착된다. 상기 체결 볼트(17)는 상판(11)의 볼트 홀을 관통해 상대부품(예, 차체)에 체결됨으로써 압입 어셈블리(10)의 고정력을 형성시켜 준다.

도 1(나)와 같이, 상기 강체 어셈블리(20)는 인슐레이터 아우터(21), 체결 너트(23), 범프 스토퍼 컵(25), 범프 스토퍼(27)를 포함한다. 일례로, 상기 인슐레이터 아우터(21)는 상판 아우터(13)가 삽입되는 압입공간을 형성하고, 그 중앙으로 로드 홀이 천공된다. 이를 위해 상기 인슐레이터 아우터(21)는 판재를 이용하여 프레스 공법으로 압입공간과 아우터 로드 홀을 형성하여 준다. 상기 체결 너트(23)는 인슐레이터 아우터(21)의 압입공간 안에서 아우터 로드 홀을 관통한 부품(예, 쇽업소버의 피스톤 로드)와 나사 체결된다. 상기 범프 스토퍼 컵(25)은 범프 스토퍼(27)의 상부를 감싸는 플랜지 테두리를 형성하고 그 중앙으로 컵 로드 홀이 천공된다. 이를 위해 상기 범프 스토퍼 컵(25)은 판재를 이용하여 프레스 공법으로 플랜지 테두리와 컵 로드 홀을 형성하여 준다. 특히 상기 범프 스토퍼 컵(25)은 인슐레이터 아우터(21)의 아래쪽에서 컵 로드 홀을 아우터 로드 홀과 일치시킨 상태로 인슐레이터 아우터(21)에 맞대어져 용접 고정된다. 상기 범프 스토퍼(27)는 피스톤 홀이 형성된 탄성 재질의 중공바디로 이루어지고, 범프 스토퍼 컵(25)의 플랜지 테두리에 압입 고정된다.

도 2를 참조하면, 압입 어셈블리(10)는 부시(15)를 매개로 상판(11)과 상판 아우터(13)가 일체화되고, 강체 어셈블리(20)는 인슐레이터 아우터(21)와 범프 스토퍼 컵(25)의 용접 고정 및 범프 스토퍼 컵(25)과 범프 스토퍼(27)의 압입 고정으로 일체화된다. 그러므로 상기 압입 어셈블리(10)가 상기 강체 어셈블리(20)로 압입됨으로써 인슐레이터(1)로 제조된다. 그 결과 상기 인슐레이터(1)는 부시(15)의 탄성에 의한 스웨징 효과로 강한 결합력을 유지한다.

도 3을 참조하면, 현가 시스템(30)은 인슐레이터(1), 쇽업소버(40), 새시 스프링(50)을 포함한다.

구체적으로 상기 인슐레이터(1)는 서로 압입되는 압입 어셈블리(10)와 강체 어셈블리(20)로 구성되고, 상기 압입 어셈블리(10)는 상판(11), 상판 아우터(13), 부시(15), 볼트(17)로 구성되며, 상기 강체 어셈블리(20)는 인슐레이터 아우터(21), 체결 너트(23), 범프 스토퍼 컵(25), 범프 스토퍼(27)로 구성도니다. 그러므로 상기 인슐레이터(1)는 도 1과 도 2에서 기술된 인슐레이터(1)와 동일하다.

구체적으로 상기 쇽업소버(40)는 새시 스프링(50)으로 감싸여 휠의 범프와 리바운드 시 전달되는 하중이 감쇄되는 댐핑 작용을 구현하고, 인슐레이터(1)를 매개로 차체(도시되지 않음)와 연결된다.

인슐레이터(1)와 쇽업소버(40)의 결합 및 차체 체결은 다음과 같다.

인슐레이터(1)와 쇽업소버(40)의 체결은 피스톤 로드(40-1)를 범프 스토퍼(27)를 거쳐 범프 스토퍼 컵(25)의 컵 로드 홀과 인슐레이터 아우터(21)의 아우터 로드 홀로 끼워준 다음, 인슐레이터 아우터(21)의 내부공간으로 돌출된 피스톤 로드(40-1)에 체결 너트(23)를 체결한다. 그러면 인슐레이터(1)와 쇽업소버(40)의 결합이 완료된다. 이어 상판(11)에 형성된 볼트 홀로 체결 볼트(17)를 체결함으로써 인슐레이터(1)와 차체 체결이 완료된다.

그 결과 현가 시스템(30)은 인슐레이터(1)의 압입결합부(1-1)로 스웨징 효과를 지속하고 동시에 강체결합부(1-2)로 강체 효과를 구현한다. 특히 상기 스웨징 효과는 쇽업소버(40)의 댐핑 작용에 따른 피스톤 로드(40-1)의 움직임에서도 내구강건성을 유지함으로써 이음 발생을 차단한다. 또한 상기 강체 효과는 피스톤 로드(40-1)의 회전 시 피스톤 로드(40-1)와 함께 범프 스토퍼(27)의 움직임을 가능하게 함으로써 접촉 이음 발생을 차단한다.

따라서 현가 시스템(30)은 인슐레이터(1)의 압입결합부(1-1)에 의한 스웨징 효과와 강체결합부(1-2)에 의한 강체 효과로 차량 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 개선에 크게 기여할 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 현가 시스템은 상판(11)에 가류 성형된 부시(15)를 감싸는 상판 아우터(13)가 구비된 압입 어셈블리(10), 상기 상판 아우터(13)가 압입 결합되면서 범프 스토퍼(27)를 압입한 범프 스토퍼 컵(25)이 용접되는 인슐레이터 아우터(21)가 구비된 강체 어셈블리(20)로 이루어진 인슐레이터(1)를 포함함으로써 스웨징 효과를 지속하는 압입구조와 이음을 차단하는 강체구조로 강건한 내구성을 가지면서 차량 NVH(Noise, Vibration, Harshness)개선에 크게 기여된다.

1 : 인슐레이터 1-1 : 압입 결합부
1-2 : 강체 결합부
10 : 압입 어셈블리 11 : 상판
13 : 상판 아우터 15 : 부시
17 : 체결 볼트
20 : 강체 어셈블리 21 : 인슐레이터 아우터
23 : 체결 너트 25 : 범프 스토퍼 컵
27 : 범프 스토퍼
30 : 현가 시스템 40 : 쇽업소버
40-1 : 피스톤 로드 60 : 새시 스프링

Claims

상판에 가류 성형된 부시를 감싸는 상판 아우터로 이루어진 압입 어셈블리;
범프 스토퍼가 고정된 범프 스토퍼 컵에 용접되고, 상기 상판 아우터가 결합되는 내부공간을 형성한 인슐레이터 아우터로 이루어진 강체 어셈블리;가 포함되며,
상기 상판 아우터는 상기 부시를 감싸는 중공 파이프로 이루지고, 상기 압입 어셈블리가 상기 강체 어셈블리로 압입되어 압입결합부를 형성하며, 상기 압입결합부는 상기 부시의 탄성에 의한 스웨징 효과로 결합력을 유지하는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 1에 있어서, 상기 상판 아우터는 상기 인슐레이터 아우터의 내부공간으로 압입되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 1에 있어서, 상기 상판은 돌출된 중앙보스부를 형성하고, 상기 중앙보스부에 상기 부시를 가류 성형하여 상기 상판 아우터로 감싸이는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 3에 있어서, 상기 상판에는 볼트 홀이 천공되고, 상기 볼트 홀로 체결 볼트가 관통되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 1에 있어서, 상기 범프 스토퍼 컵은 상기 범프 스토퍼를 압입하여 고정하고, 상기 인슐레이터 아우터에 맞대어져 용접되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 5에 있어서, 상기 범프 스토퍼 컵에는 상기 범프 스토퍼를 압입 고정하는 플랜지 테두리가 형성되는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
청구항 5에 있어서, 상기 인슐레이터 아우터와 상기 범프 스토퍼의 각각에는 중앙으로 로드 홀이 천공되고, 상기 범프 스토퍼 컵은 중공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인슐레이터.
압입 어셈블리를 이루는 상판 아우터가 중앙으로 돌출된 중앙보스부에 가류 성형된 부시를 감싸는 상판, 상기 상판 아우터를 압입 고정하는 내부 공간의 바깥에서 범프 스토퍼를 압입 고정한 범프 스토퍼 컵이 용접되어진 강체 어셈블리를 이루는 인슐레이터 아우터로 구성된 인슐레이터;
상기 인슐레이터가 결합된 피스톤 로드를 구비한 쇽업소버;가 포함되며,
상기 상판 아우터는 상기 부시를 감싸는 중공 파이프로 이루지고, 상기 압입 어셈블리가 상기 강체 어셈블리로 압입되어 압입결합부를 형성하며, 상기 압입결합부는 상기 부시의 탄성에 의한 스웨징 효과로 결합력을 유지하는 것을 특징으로 하는 현가 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 피스톤 로드는 상기 범프 스토퍼를 관통하여 상기 인슐레이터 아우터의 상기 내부 공간으로 돌출되고, 상기 내부 공간에서 체결 너트로 고정되는 것을 특징으로 하는 현가 시스템.
청구항 8에 있어서, 상기 인슐레이터는 상기 상판의 볼트 홀을 관통한 체결 볼트로 차체와 결합되는 것을 특징으로 하는 현가 시스템.