KR20040078042A - 본체 장착부용 2단 반동 쿠션 - Google Patents

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KR20040078042A
KR20040078042A KR10-2003-7007473A KR20037007473A KR20040078042A KR 20040078042 A KR20040078042 A KR 20040078042A KR 20037007473 A KR20037007473 A KR 20037007473A KR 20040078042 A KR20040078042 A KR 20040078042A
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vehicle frame
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KR10-2003-7007473A
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버니더블유. 라이스
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쿠퍼 테크놀로지 서비시즈, 엘엘씨.
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Abstract

본 발명의 차량용 본체 장착부(20)는 반동 쿠션 조립체를 포함하며, 이 반동 쿠션 조립체에서 제 1 쿠션 부분은 프로그레시브 레이트(progressive rate)가 형성되게 하여 주행시 반동을 제어해주고, 제 2 쿠션 부분은 본체 장착부(20)의 상부 쿠션이 차량 프레임(26)에 부딪치는 것을 방지해준다. 클램프 부재는 제 1 및 제 2 쿠션 부분들을 감싼다. 이 부분들은 바람직하게는 독립적인 작용을 할 수 있게 하는 얇은 멤브레인(membrane; 막)으로 상호 연결된 내부 및 외부 링들이다. 제 1 부분은 시스템 레이트(system rate; 스프링 계수들의 합) 및 부하시의 높이에 대해 최소의 영향을 주도록 항상 압축상태에 있는 기다란 부재이고, 제 2 링은 상부 쿠션이 차량 프레임(26)으로부터 올라가는 것을 방지하기 위해 차량 프레임(26)과 선택적으로 접촉한다.

Description

본체 장착부용 2단 반동 쿠션{Two stage body mount rebound cushion}
차량들은 차량 본체를 통한 프레임, 현가장치(suspension), 차량으로부터의 충격 에너지, 및 진동 에너지의 전달을 격리하도록 작용하는 전형적으로 본체 장착부를 구비한다. 본체 장착부는 차량 본체와 프레임 사이에 배치되어, 진동 감쇠 특성 및 완충효과를 제공한다.
반동 쿠션은 전형적으로 부가적인 완충효과 또는 진동 감쇠효과를 제공하기 위해 차량 장착부와 연계하여 사용된다. 반동 쿠션은 통상적으로 반동 쿠션을 본체 장착부에 고정하는 지지 구조물 내에 수용되는 탄성 부재를 사용한다. 알려진 바와 같이, 탄성 부재는 에너지 흡수 또는 진동 감쇠 특성을 나타내는 플라스틱, 고무 또는 합성 재료로 형성된다.
예를 들어, 간단한 반동 쿠션은 스탬핑(stamping; 성형)된 금속 판과 체결 부재(fastener)에 의해 그 일단부가 결합 또는 유지(retained)된 환형 탄성 부재를포함하며, 체결 부재는 판과 탄성 부재의 중앙을 통해 연장한다. 즉, 본체 장착부는 차량 본체와 프레임 사이에 배치되며, 반동 쿠션은 프레임의 반대쪽 면에 위치한다.
전형적으로, 차량 장착부 조립체의 반동 쿠션은 상호 대립되는 요구조건을 갖는다. 적절한 격리를 이루기 위해서는, 반동 쿠션은 수직 방향에서의 과다한 완충율을 부가하지 않도록 수직방향으로 "부드러워야(soft)"한다. 또 다른 요구조건은 반동 쿠션이 프로그레시브 레이트(progressive rate)가 형성되게 하여 반동 중의 운동거리(rebound travel)가 과다하게 되는 것을 방지할 것을 요구한다. 또한, 반동 쿠션은 차량의 반동시에 나타날 수 있는 "덜그덕거림(slapping)"이나 또는 "팝핑(popping)"을 방지하기 위해 전체 감쇠 행정(dampening stroke)을 통해 차량 프레임과의 접촉을 유지해야 한다.
공지된 반동 쿠션 조립체는 종종 두 극단 중의 한쪽만을 처리한다. 즉, 이들은 진동 격리 요구조건을 만족하기 위해 "부드럽거나" 또는 운동거리 제한 요구조건을 만족하기 위해 매우 강성적이다.
그러므로, 종래의 장치들에서 나타나는 단점들을, 쉽게 실시될 수 있으면서 공지된 본체 장착부 디자인에 통합될 수 있는 간단하고 경제적인 방식으로 극복하는 반동 쿠션을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 차량 본체와 프레임 간에 전달되는 진동 특성값을 완충 또는 감쇠하기 위해 차량 본체와 프레임 사이에 배치되는 차량 본체 장착부(body mount)에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 본체 장착부에 사용되는 개선된 2단 반동 쿠션에 대한 것이다.
도 1은 본 발명의 반동 쿠션 조립체를 사용하는 본체 장착부를 포함하는 예시적인 차량 프레임 디자인의 단면도.
도 2는 상이한 상부 쿠션 조립체에 관련하여 본 발명의 반동 쿠션을 예시하는 양호한 제 2 실시예의 단면도.
도 3은 반동 쿠션 조립체의 단면도.
도 4는 반동 쿠션 조립체의 개별적인 구성요소들의 분해사시도.
도 5는 도 3의 쿠션 조립체의 사시도.
본체 장착부용 반동 쿠션은 격리 효과를 개선하기 위해 낮은 완충율을 제공하고, 제 2 부분은 반동 중의 운동거리 제어를 제공하며 조립체와 관련한 "덜그덕거림"이나 또는 "팝핑"을 방지한다. 예시적인 실시예에서는 바람직하게는 제 1 부분이 일정한 압축상태에 있다.
2단 반동 쿠션의 예시적인 실시예에서는 2개의 독립적인 링들을 갖는다. 제 1 또는 내측 링은 기다랗고, 운동중에 연장된 상태(extended travel)에서도 일정한 압축 상태에 있기 때문에 수직방향으로 낮은 시스템 완충용 링으로서 작용한다. 제 2 또는 외측 링은 차량 프레임과 접촉 결합하여 원하는 반동 운동거리 제어를 제공한다.
양호한 실시예에서, 제 1 및 제 2 링 부분들은 얇은 멤브레인 또는 웹(web)에 의해 상호연결되어 있으며, 이 멤브레인은 제 1 및 제 2 링 부분들이 독립적으로 운동할 수 있게 하면서, 제 1 및 제 2 구성요소들이 단일 부품의 조립체로서 형성될 수 있게 한다.
도 1은 차량 프레임(26)에 장착된 차량 본체(24)를 포함하는 프레임 시스템(22)에 개재된(interposed) 본체 장착부 조립체(20)를 예시한다. 그 구멍을 통해 본체 장착부의 일부를 수용하는 구멍 또는 개구(30)를 갖는 축받이 브라켓(28; pedestal bracket)이 프레임으로부터 연장한다. 보다 상세하게는, 본체 장착부를 형성하는 개개의 구성요소들은 유지 볼트(32; retaining bolt)와 같은 체결부재를 통해 제 위치에 고정된다. 이 체결부재는 종래의 체결 장치이며, 유지 볼트는 본체 장착부 조립체에 구비된 중앙 구멍을 통해 연장하며, 차량 프레임의 구멍(30)을 통해 차량 본체(24)에 나사체결된다. 물론, 다른 체결 장치들도 본 발명의 범위 및 의도로부터 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다.
본체 장착부 조립체(20)는 제 1 또는 상부 부재(40)와 제 2 또는 하부 부재(42)를 포함하며, 반동 쿠션 조립체로도 불린다. 도 1에서 알 수 있듯이, 제 1 및 제 2 부재들은 축받이 브라켓(28)의 대향면들 상에 배치되고, 당업계에 공지된 바와 같이 완충 효과 및 진동 감쇠 특성을 제공한다. 제 1 부재(40)는 탄성 부재(46)를 부분적으로 감싸는 캡 또는 헬멧(44)을 포함한다. 헬멧은 전형적으로 스탬핑된 금속으로 형성되고, 그 구멍을 통해 체결 부재(32)를 받아들이는 구멍을 형성하는 스템 부분(48; stem portion)을 포함한다. 측벽(50)은 탄성 부재의 외주 둘레와 연속적이거나 또는 불연속적일 수 있다. 탄성 부재(36)는 탄성 부재에 의해 실질적으로 둘러싸인 금속제 칼라(52; metal collar)를 포함할 수 있다.
제 1 부재(40)가 본체 장착부 조립체의 요구되는 완충 효과 및 진동 감쇠 특성값을 제공하기 위해 필요에 따라 상이한 형상을 가질 수 있음이 이해될 것이다.그러므로, 본원에 도시 및 설명된 형상은 당업자가 알 수 있듯이 단지 예시를 위한 것이다. 제 1 부재의 다른 실시예가 도 2에 예시되어 있으며, 여기서 유사한 부재는 프라임 기호(')를 붙여 유사한 도면부호를 사영하며, 새로운 부재들은 새로운 도면부호를 사용하였다. 프레임 및 체결 부재와 같은 선택된 구성요소들은 편히 예시하기 위해 제거하였다. 탄성 부재(46')의 구성에 관한 주요한 차이점은 두 상이한 구성요소(46a, 46b)들의 조립체라는 것이다. 탄성 부재 중의 하나, 여기서는 반경방향 외측 탄성 구성요소(46b)는 금속제 칼라(52')를 포함한다. 도 1 및 도 2의 상부 본체 장착부의 구조 및 기능의 보다 상세한 것은 미국 특허 제 6,030,016호 및 1999년 2월 23일 출원되어 계류중인 미국 출원번호 제 09/256,445호(CSA 2 0083)에서 찾을 수 있다.
도 1 및 도 2를 계속 참조하고, 도 3 내지 도 5를 더 참조하여, 제 2 부재 또는 반동 쿠션 조립체(42)가 설명된다. 예시된 실시예에서, 반동 쿠션 조립체는 두 개의 상이한 구성요소, 즉 클램프 부재(60)와 탄성 부재(62)를 포함한다. 클램프 부재는 바람직하게는 그 구멍을 통해 체결부재(32)의 일부분, 특히 유지 볼트의 섕크(shank) 부분을 수용하는 중앙 구멍(64)을 갖는 스탬핑된 금속제 구성요소이다. 구멍은 바람직하게는 융기된 중앙 보스 부분(66; raised central boss)에 제공되며, 이 융기된 중앙 보스 부분은 그 주변 둘레에서 테이퍼(taper)져서 제 1 외주 홈(68; 도 3)을 형성하고 이로부터 반경방향 외측으로 제 2 외주 홈(70; 바람직하게는 제 1 홈과 동심관계임)으로 펼쳐진다. 위를 향한 에지(72; upturned edge)가 클램프 부재의 주변 둘레에서 연장하고, 체결 부재와 연계하여 클램프 부재 내에반경방향으로 수용된 탄성 반동 쿠션 조립체를 유지한다.
반동 쿠션 조립체의 탄성 부재(62)는 다수의 상호 대립하는 요구조건들을 만족한다. 특히, 본 발명의 탄성부재는 과다한 완충율을 부가하지 않도록 수직방향으로 "부드럽다". 다르게 말하면, 수직방향 완충율은 충분한 에너지를 흡수하여 적절히 격리하고, 보다 원활한 주행을 제공한다. 반동 쿠션 조립체는 프로그레시브 레이트가 형성되게 하여 반동 중의 수직방향 운동거리가 과다하게 되는 것을 방지한다. 또한, 반동 쿠션 조립체는 전체 감쇠 행정을 통해 차량 프레임과의 접촉을 유지하여 차량의 반동시에 "덜그덕거림" 또는 "팝핑"을 방지한다. "덜그덕거림" 또는 "팝핑"은 상부 쿠션이 차량 프레임 위로 들어올려질 때 발생할 수 있고, 일단 차량 프레임과 맞닿게 되면 가청(audible)의 덜그덕거리는 또는 팝핑 소음을 발생시킨다.
이러한 기준들은 본 발명의 반동 쿠션 조립체에 의해 만족된다. 2단의 반동 쿠션 조립체는 이러한 요구조건을 모두 만족한다. 특히, 제 1 부분 또는 내측 링(80)은 연장된, 길고, 얇은 프로파일을 가지며, 이는 격리를 개선하기 위한 낮은 압축율을 제공한다. 이는 내측 링이 기다란 치수를 갖기 때문에 운동거리가 늘어나도 반동 쿠션의 압축율이 일정하게 한다. 이 실시예에서는 제 1 단부 또는 상단부(82)가 일반적으로 편평하고 차량 프레임, 즉 프레임의 축받이 브라켓의 표면들 중의 하나와 맞닿는 구성을 갖는 것으로 도시되어 있다. 내측 링의 제 2 단부(84)는 클램프 부재의 제 1 또는 내측 홈(68)에 수용되는 치수를 갖는다. 교호 노치(86)와 지지용 리지(88; support ridge)들은 바람직하게는 탄성 부재의 제 1부분의 제 2 단부의 외주 둘레에 제공된다. 예를 들어, 3개의 노치가 도 3에 도시되어 있으며, 일련의 노치 및 리지들이 도 4에 보다 명확하게 도시되어 있다. 노치 및 리지들은 반동 쿠션 조립체 및 본체 장착부의 반동 행정 중에 제 1 부분 또는 내측 쿠션이 실질적으로 압축되게 한다. 노치 및 리지들은, 내부 쿠션을 포함하는 탄성 물질의 사전에 선택된 경도(durometer)와 연계하여, 원하는 수직 완충율을 만들어낸다. 그러나, 교호 노치 및 리세스들은 항상 필요한 것이 아니며, 선택된 디자인에 유용한 다른 특징부를 사용할 수도 있다.
내측 링의 연장된 길이는 도 3에 도시되어 있고, 압축되지 않은 상태로 도시된 도 1 및 도 2에서 보다 명확히 알 수 있다. 필요하다면, 탄성 부재(46) 또는 상부 쿠션은 보다 큰 부하 지지 능력을 제공하고 하부 쿠션은 낮은 수직 시스템 레이트를 유지하도록 설계될 수 있다.
제 2의, 독립적인 링(90)이 바람직하게는 내측 링 둘레에 동심관계로 수용된다. 이 링은 압축되지 않은 상태에서 그 높이가 1/2 정도로 내측 링에 비해 그 길이 또는 높이가 상당히 감소되어 있다. 제 1 단부 또는 상단부(92)는 차량 프레임과 선택적으로 맞닿는 구성이지만, 통상적인 하중을 받지 않은 상태에서, 그 표면(92)이 차량 프레임으로부터 이격되어 있다. 제 2 링은 반동 중의 운동거리 제어 중에 차량 프레임과 접촉하게 된다. 그러므로, 제 2 링은 프로그레시브 레이트가 형성되는 것을 방지한다. 이러한 방식으로, 상부 쿠션은 차량 프레임으로부터 들어올려질 수 없게 되며, 상부 쿠션이 차량 프레임과 부딪힘으로 인한 덜그덕거리는 또는 팝핑 소음이 회피된다. 외측 링의 제 2 단부(94)는 외측 홈(70)에 수용되어 반경방향으로 구속되어 있다. 내부 링(80)이 선택된 디자인에 대해 교호 노치 및 리세스들을 포함하는 것과 같이, 제 2 링(90)도 반동 쿠션이 압축 상태가 될 때 프로그레시브 레이트가 형성되도록, 교호 노치 및 리세스 형상을 사용할 수 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 반동 쿠션 및 본체 장착부 디자인의 예시적인 실시예는 시스템 레이트 및 부하를 받을 때의 높이에 최소의 영향을 미치는 조립체를 제공한다. 또한, 운동거리의 양에 무관하게 항상 압축상태에 있으며, 두 개의 독립적인 링들을 사용하여 프로그레시브 레이트가 형성되게 하여, 유익하며 실질적인 반동 중의 운동거리 제어를 제공하며, 링들은 개별적인 기능들을 수행한다. 링들은 바람직하게는 링들이 서로에 대해 독립적으로 움직일 수 있게 하는 역곡선 형상(reverse curved conformation)을 갖는 얇은 멤브레인(96)에 의해 연결되어 있다. 다른 한편, 얇은 멤브레인(96)에 의해 링들을 상호연결하면, 구성부재들의 조립체를 하나의 부품으로서 성형할 수 있다.
제 1 및 제 2 링들이 하나의 부품으로서 성형되어 있지만, 이들 부분들 또는 링들은 독립적인 링들이 만족해야 하는 개별적인 특징을 처리하기 위해 상이한 레벨의 경도를 가질 수 있다. 유사하게, 내측 및 외측 링들은 얇은 멤브레인을 사용하여 서로에 대한 쉽게 배치될 수 있다. 또한, 클램프 부재의 홈(68, 70)들은 내측 및 외측 링들의 제 2 단부들을 수용 및 지지하여, 링들의 독립적인 작용 및 기능을 유지한다.
본 발명은 양호한 실시예들과 관련하여 설명되었다. 본 발명을 읽고 이해하여 다른 이들이 수정 및 변형된 것을 떠올릴 것이 분명하다. 본 발명은 이들이 첨부된 청구범위 또는 이의 등가물 내에 있는 한, 이러한 수정 및 변형을 지금까지 모두 포함하는 것을 의도한다.

Claims (19)

  1. 상부 쿠션을 갖는 본체 장착부용 반동 쿠션 조립체에 있어서,
    프로그레시브 레이트(progressive rate)가 형성되게 하여 반동 중의 운동거리(rebound travel)를 실질적으로 제어하기 위한 제 1 쿠션 부분과;
    관련된 상부 쿠션이 차량 프레임과 맞닿는 것을 방지하는 제 2 쿠션 부분과;
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들을 최소한 부분적으로 둘러싸는 부재를 포함하는 반동 쿠션 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들은 얇은 멤브레인에 의해 상호연결되어 있는 반동 쿠션 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 길이가 연장되어도 반동 쿠션 조립체가 일정하게 압축되게 하는 기다란 프로파일을 갖는 반동 쿠션 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 제 2 쿠션 부분보다 더 긴 길이를 갖는 반동 쿠션 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 쿠션 부분은 제 1 쿠션 부분으로부터 방사방향으로 이격된 환형 벽(annular wall)인 반동 쿠션 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들은 방사방향으로 서로 이격되어 있고 멤브레인에 의해 상호연결되어 있는 반동 쿠션 조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 그 일단부 둘레에서 원주방향으로 이격된 교호 지지용 리지(alternating support ridge)와 노치들을 갖는 반동 쿠션 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 일정한 압축을 위한 치수를 갖는 반동 쿠션 조립체.
  9. 차량 프레임 부재에 차량 본체를 연결(coupling)하는 본체 장착부에 있어서,
    관련된 차량 프레임과 관련된 차량 본체 사이에 개재되는 구성의 제 1 쿠션 부재와;
    관련된 차량 프레임에 작동가능하게 고정되는 구성의 반동 쿠션 조립체와;
    상기 반동 쿠션 조립체는 프로그레시브 레이트의 형성을 통해 반동 중의 운동거리를 실질적으로 제어하는 제 1 쿠션 부분과;
    관련된 상부 쿠션이 차량 프레임과 맞닿는 것을 방지하는 제 2 쿠션 부분과;
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들을 최소한 부분적으로 둘러싸는 부재를 포함하는 본체 장착부.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들은 제 1 및 제 2 쿠션 부분들 간의 독립적인 상대 운동을 허용하는 멤브레인에 의해 상호연결되어 있는 본체 장착부.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들은 동심관계로 배치되는 본체 장착부.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 제 2 쿠션 부분의 축방향 치수보다 더 큰 축방향 치수를 갖는 본체 장착부.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 관련된 차량 프레임에 대해 압축된 상태를 유지하는 본체 장착부.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션 부분은 얇은 멤브레인에 의해 상호연결되어 있는 본체 장착부.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 반동 쿠션 조립체는 상기 제 1 쿠션 부분이 기다란 프로파일을 가져, 반동 쿠션 조립체의 길이가 연장되어도 반동 쿠션 조립체가 일정하게 압축되게 하는 본체 장착부.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 반동 쿠션 조립체는 상기 제 2 쿠션 부분이 제 1 쿠션 부분으로부터 방사방향으로 이격된 환형 벽인 본체 장착부.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 반동 쿠션 조립체는 상기 제 1 및 제 2 쿠션 부분들이 방사방향으로 서로 이격되어 있고 멤브레인에 의해 상호연결되어 있는 본체 장착부.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 반동 쿠션 조립체는 상기 제 1 쿠션 부분이 그 일단부 둘레에서 원주방향으로 이격된 교호 지지용 리지와 노치들을 갖는 본체 장착부.
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 반동 쿠션 조립체는 상기 제 1 쿠션 부분이 일정한 압축을 위한 치수를 갖는 본체 장착부.
KR10-2003-7007473A 2000-12-04 2001-12-04 본체 장착부용 2단 반동 쿠션 KR20040078042A (ko)

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