KR20070047759A - 최적 스프링 상수를 가진 분할형 스태빌라이저 - Google Patents

최적 스프링 상수를 가진 분할형 스태빌라이저 Download PDF

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KR20070047759A
KR20070047759A KR1020077000113A KR20077000113A KR20070047759A KR 20070047759 A KR20070047759 A KR 20070047759A KR 1020077000113 A KR1020077000113 A KR 1020077000113A KR 20077000113 A KR20077000113 A KR 20077000113A KR 20070047759 A KR20070047759 A KR 20070047759A
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KR1020077000113A
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스테판 베엣츠
빈프리이트 크루거
토르슈텐 바우스챤
Original Assignee
젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명에 따른 분할형 스태빌라이저에 있어서는 동종 스태빌라이저의 스프링 상수를 개선하기 위해 스태빌라이저 부재의 스프링 길이를 연장시킨다. 이를 위해, 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 힘 쇄정적으로 서로 연결되고, 힘 쇄정적 연결은, 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 힘 전달 길이의 축방향 중심 및 내부 회전 부재(4)의 힘 전달 길이의 축방향 중심이 한 공통의 반경방향 평면 위에 놓이도록 구성되는 것이 바람직하다.또한 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 적합 원통(14) 사이의 힘 쇄정적 연결부는 수축 적합부로 또는 톱니 부재(21) 및 적합 부재(22)로 형성되고, 톱니 부재(21)와 적합 부재(22)로 구성되며,톱니 부재(21) 및 적합 부재(22)는 마찬가지로 수축 연결된다.

Description

최적 스프링 상수를 가진 분할형 스태빌라이저{DIVIDED STABILIZER FEATURING AN OPTIMIZED SPRING CONSTANT}
본 발명은 청구항 1의 대개념의 특징에 의한 분할형 스태빌라이저에 관한 것이다.
원칙적으로 자동차의 각 축에는 스태빌라이저가 할당되며, 그것은 회전봉 원리에 따라 작동하고 차축에 평행으로 배치되는 동시에 양단에서 차륜 현가부에 고정된다. 이 분할형 스태빌라이저는 차도 관계에 기인하고 차륜에서 시작되는 요동 동작이 차량에 전달되는 것을 저지 또는 현저히 약화시킨다. 그런 요동 동작은 특히 곡선 차도에서 또는 비 평탄 차도 관계의 경우 생긴다.
단일 부재 스태빌라이저는, 이것이 단지 소정 크기 범위 내의 비틀림 힘을 수용하고 해당하는 반작용력을 야기할 수 있도록 하기 위해, 그 치수 및 재료 성질 상 소정 스프링 상수로 설계된다. 그런데 단일 부재 스태빌라이저는, 여러 부하 조건에 대해 너무 약하게 또는 너무 강하게 반응하는데, 이것은 주행 안락성에 불리하게 작용한다. 그래서 차도 및 야외 토지에서의 사용을 위해 제공되는 자동차 용 단일 부재 스태빌라이저는 원칙적으로 오직 제한적으로만 이용된다. 그래서 그런 이용을 위해서는 분할형 스태빌라이저가 사용되는데, 이것은 두 스태빌라이저 부재 로 구성되고 그 양 부재는 회전 각도를 확대하는 작동기를 통해 서로 연결된다. 그런 작동기는 예컨대 유압식 진동 모터, 탄성 회전 커플링 또는 절환형 커플링일 수 있다.
이들 각 작동기는 원칙적으로 덮개 및 플랜지를 통해 두 스태빌라이저 부재 중 하나와 연결된 외부 회전 부재 및 축을 통해 다른 스태빌라이저 부재와 연결되어 있는 내부 회전 부재로 구성되어 있다. 작동기의 두 회전 부재는 한정된 각도 이내에서 서로 회전 가능하게 구성되어 있다. 플랜지와 스태빌라이저 부재 사이 그리고 축과 다른 스태빌라이저 부재 사이의 연결 부재로서는 보통 통상적인 클램프- 또는 나사 소켓이 사용된다.
이와같은 분할형 스태빌라이저는 여러 요구를 고려한 것이지만 중요한 결점을 갖고 있다.즉, 각 작동기는 현저히 긴 연장부를 가진 컴팩트 장치가 되는데, 그것은 범위에 따라서 양 스태빌라이저 부재의 유효 탄성 길이에 부담이 된다.
스프링 상수의 개선을 위해 독일 출원 DE 100 12 915 A1 호로부터 최적 스프링 상수를 가진 분할형 스태빌라이저가 알려져 있는데 그것에 의하면 작동기의 외부 회전 부재는 한 스태빌라이저 부재와 그리고 작동기의 내부 회전 부재는 다른 스태빌라이저 부재와 일체적으로 형성되어 있다. 그래서 그 한 작동기의 외부 회전 부재의 경우 한 스태빌라이저 부재는 작동기의 힘 생성 회전 부재의 반경방향 평면 내로 연장되므로, 양 스태빌라이저 부재들은 단지 작은 축방향 거리만큼만 서로 효과적으로 중단된다. 이러한 기술은 기능적 이점을 갖지만, 스태빌라이저 부재의 길이 및 다중 굴곡 형태로 인해 그리고 작동기의 내부 회전 부재의 필요한 높은 적합 정확도로 인해 높은 비용으로서만 제작될 수 있다.
미국특허 US 5,700,027 호에는 내부 회전 부재가 축방향으로 대향 위치하는 두 주머니 구멍으로 되어 있는 진동 모터가 알려져 있다. 두 주머니 구멍은 상이한 깊이로 형성되어 있는데, 보다 깊은 두 주머니 구멍은 대응 형성된 제 1 스태빌라이저 부재에 연결되기 위해 내부 프로필이 구비되어 있고 얕은 주머니 구멍은 제 2 스태빌라이저 부재의 프로필 없는 단부를 수용하도록 설계되어 있다. 주머니 구멍의 상이한 길이 및 그의 상이한 형상은 장착시 양 스태빌라이저 부재의 교환을 저지한다. 그리고 두 주머니 구멍의 바닥은 양 스태빌라이저 부재를 위한 스토퍼로서 설계되어 있다. 진동 모터의 압력실 및 흡입실을 위한 연결 통로를 관통 형성하기 위해 충분한 구조 공간이 남도록, 양 주머니 구멍들은 축을 따라 서로 떨어져 위치된다.
2 부재로 구성하고 내부 회전 부재를 한 스태빌라이저 부재에 프로필적으로(다양한 형상을 가진 채) 연결하여 단일 부재 실시형에 비해 제작 기인 결점을 제거한다. 이 경우 내부 회전 부재 내 제 2 주머니 구멍의 필요성에 의해 외부 회전 부재를 제 2 스태빌라이저 부재에 연결하기 위한 제조 비용의 상승은 불가피하다. 그리고 주머니 구멍 내 힘 전달 프로필은 오직 고 비용 방법으로만 형성될 수 있는 것은 추가의 비용 상승 요인이 된다. 또 다른 결점은 내부 회전 부재와 해당하는 스태빌라이저 부재 사이의 프로필 연결은 순전한 형태 쇄정적 연결로서 실시된다는 점이다. 그러나 그런 형태 쇄정 연결은 원칙적으로 두 부재들 사이에 유극이 있도록 이루어지고, 그 유극은 기능적 결점을 초래하고 제작 기술적으로 상당한 비용을 들여야만 최소화 될 수 있다.
그러나, 내부 회전 부재의 제 1 스태빌라이저 부재와의 프로필 연결부가, 힘 생성에 결정적인 회전 날개의 축방향 길이의 축 중앙 외부에 배치됨으로써, 중요한 결점이 생기게 된다. 이것의 원인은, 대향하는 주머니 구멍 및 반경방향 압력실 연결 통로의 존재에 있다. 이 중심 편의의 결과 제 1 스태빌라이저 부재의 유효 스프링 길이가 짧아지고 그래서 스프링 상수가 악화된다.
따라서 본 발명의 목적은 일반적 스태빌라이저의 한 스태빌라이저 부재의 유효 스프링 길이를 연장시키는 것이다.
이 목적은 청구항 1의 특징부의 특징에 의해 달성된다.
합목적적 실시형들은 종속 청구항 2 내지 7로부터 얻어진다.
그리고 특별한 이점은 스태빌라이저 부재의 스프링 길이를 최적하게(최대로) 활용하는데 있는데, 그 이유는 제 2 스태빌라이저 부재의 힘 전달 길이의 축방향 중심과 내부 회전 부재의 힘 전달 길이의 축방향 중심이 한 공통의 반경방향 평면에 위치하기 때문이다. 그리하여 제 2 스태빌라이저 부재의 유효 스프링 길이는 최대로 연장되고 외부 회전 부재의 유효 길이는 최대로 짧아진다. 그럼으로써 분할 스태빌라이저의 스프링 상수는, 통상 기술에서 언급된 독일 출원 DE 100 12 915 A1 호에에 의한 내부 회전 부재와 한 스태빌라이저 부재 사이의 단일 부재 실시형에 스프링 상수가 존재하는 한, 대등한 미국특허 US 5,700,027 호의 최근 통상 기술에 비해 개선된다.
그리고 내부 회전 부재와 스태빌라이저 부재 사이의 신규 힘 쇄정적 연결의 형성은 US 5,700,027에 비해서도 및 DE 100 12 915 A1에 비해서도 더 간단하고 더 저렴하다.
그리하여 내부 회전 부재에는 관통 적합공을 그리고 해당 스태빌라이저 부재에는 적합 원통(끼워맞춤)을 설치하고 이 적합 연결에는 음 유극을 구비시켜서 서로 수축시키는 것이 바람직하다. 이 연결 기법은 대단히 저렴하게 제작되는데, 그 이유는 그때 간단한 통상적 가공 방법을 이용 할 수 있기 때문이다.
대안적으로는, 내부 회전 부재를 해당 스태빌라이저 부재의 연결 저널과 톱니 부재 및 적합 부재를 통해 연결시키는 것도 대단히 바람직한데, 그때 톱니 부재 및 적합 부재는 모두 음 유극으로 제조되고 그런 뒤 함께 수축 적합(수축 끼워맞춤)된다. 수축된 톱니 부재 및 수축된 적합 연결은 양 연결 종류들이 힘 전달에 균일하게 관여하도록 형성된다.
톱니 부재의 이용으로 인해, 형태 쇄정에 의해 비틀림 확실성이 증진된다는 이점이 생긴다. 다른 한편 톱니는 진동 모터의 장착 중 스태빌라이저 부재를 내부 회전 부재와 대단히 정확하고도 용이하게 취급하여 정렬시킬 수 있게 한다.
이 실시형에도 대단히 간단하게 톱니 부재와 적합 부재를 설치할 수 있는데, 그 이유는 적합 연결의 형성은 통상 방법으로 실시될 수 있고 내부 회전 부재 내에 톱니를 제작하는 것은 간단하고 저렴한 공간 공법으로 시행될 수 있기 때문이다.
둘 이상의 압력실과 흡입실을 가진 진동 모터의 경우 등압이고 대향하는 압력실과 흡입실 사이 두 반경방향 연결 통로를 유극 없는 적합 연결 영역 내에 도입하는 것이 대단히 적당한데, 그 이유는 그때 반경방향 연결 통로는 오직 관련 부재를 가압 안착에 의해 충분히 외측 및 상호간에 대해 누설 오일에 대해 밀폐될 수 있기 때문이다. 그래서 추가 밀폐 소자는 생략될 수 있다.
반경방향 연결 통로를 구현하기 위해서는 제작 기술적 이유로 내부 회전 부재의 해당 적합공에 인접 배치된 두 링 통로를 배치하고 이 두 링 통로가 각각 반경방향 통로를 통해 압력실 또는 흡입실에 연결되게 하는 것이 적당하다.
도 1은 제 1 실시예에 있어 진동 모터의 종단면도이고,
도 2는 제 2 실시예에 있어 진동 모터의 종단면도이고,
도 3은 양 실시예에 있어 진동 모터의 횡단면도이고,
도 4는 스태빌라이저 부재를 가진 진동 모터의 투시도이다.
[부재 번호 설명] 1 제 2 스태빌라이저 부재, 2 진동 모터, 3 외부 회전 부재, 4 내부 회전 부재, 5 외부 회전 날개, 6 내부 회전 날개, 7 압력실, 8 흡입실, 9 베어링 덮개, 10 플랜지 덮개, 11 축 밀폐 소자, 12 틀 밀폐 소자, 13 베어링 저널, 14 적합 원통, 15 용접 심, 16,16‘ 제 1 반경방향 링 통로, 17,17’ 제 2 반경방향 링 통로, 18,18‘ 반경방향 통로, 19,19’ 반경방향 통로, 20 연결 저널, 21 톱니 부재, 22 적합 부재, 23 고정 링.
본 발명을 도면을 참고로 두 실시예에 관해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 의하면 분할된 스태빌라이저는 도시되지 않은 제 1 스태빌라이저 부재 및 제 2 스태빌라이저 부재(1)로 구성되어 있고, 그 두 부재는 유압식 진동 모터(2)를 통해 연결되어 있다. 그리고 도시되지 않은 제 1 스태빌라이저 부재, 제 2 스태빌라이저 부재(1) 및 유압식 진동 모터(2)는 한 공통 축 위에 배치되어 있다. 진동 모터(2)는 외부 회전 부재(3) 및 내부 회전 부재(4)로 구성되어 있고, 외부 회전 부재(3)는 두 외부 회전 날개(5)를 갖고 있고, 그 날개들은 강고히 외부 회전 부재(3)와 연결되어 반경방향 내향으로 배향되어 있으며, 내부 회전 부재(4)에는 두 개의 적합된 내부 회전 날개(6)가 형성되어 있고, 그 날개들은 반경방향 외측으로 배향하고 있다. 그리고 외부 회전 날개(5)와 내부 회전 날개(6)는 그 형상에 있어 그들이 그들 사이에 서로 대향하는 두 압력실(7) 및 역시 서로 대향하는 두 흡입실(8)을 형성하도록 형성되어 있다. 이 압력실(7)과 흡입실(8)의 영역 내에서는 외부 회전 날개(5)와 내부 회전 날개(6)가, 그들이 반대쪽 스토퍼에 닿기까지, 서로 자유롭게 회전할 수 있다. 축방향으로는 압력실(7)과 흡입실(8)은 한쪽으로는 베어링 덮개에 의해 그리고 다른 쪽으로는 플랜지 덮개(10)에 의해 접경되어 있고, 그 덮개들은 바람직하게는 외부 회전 부재(3)와 압밀적으로 용접된다. 내부 회전 부재(4)에 있는 축 밀폐 소자(11) 및 두 외부 회전 날개(5)와 두 내부 회전 날개(6) 내에 있는 틀 밀폐 소자(12)는 압력실(7)과 흡입실(8)을 외부에 대해 또한 서로 내측으로도 밀폐한다. 베어링 덮개(9)에는 축방향 베어링 구멍이 형성되어 있고 그 구멍에는 내부 회전 부재(4)의 해당하는 베어링 저널(13)이 끼어 있다.
도 1에 의한 제 1 실시예에서 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 특별한 방법으로 압력 끼워맞춤을 통해 서로 연결된다. 그리고 관통 적합공 및 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 제 2 스태빌라이저 부재(1) 보다 직경이 작은 적합 원통(14)을 갖고 있고, 그 원통은 내부 회전 부재(4)의 관통 적합공의 전체 길이에 걸쳐 뻗어있다. 내부 회전 부재(4)의 관통 적합공과 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 적합 원통(14)은 음 유극으로 서로 이루어져 수축 과정에 의해 유극 없이 서로 연결되어 있다. 추가적으로 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 내부 회전 부재(4)와 용접 심(15)을 통해 연결되어 있고, 그 심은 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 내부 회전 부재(4)의 자유단의 정면 영역에 있다. 수축된 적합 연결과 용접 연결에 의해 제 2 스태빌라이저 부재(1)와 내부 회전 부재(4)는 힘 쇄정적으로 서로 연결되어 있고 해당 회전 모멘트를 전달하기에 적합하다.
내부 회전 부재(4)는 수축 적합 영역에 있는 관통 적합공 내에 제 1 반경방향 링 통로(16) 및 제 2 반경방향 링 통로(17)를 갖고 있고, 그 통로들은 둘 다 축을 따라 서로 떨어져 배치되어 있고 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 적합 원통(14)에 의해 내측에 대해 폐쇄되어 있다. 제 1 반경방향 링 통로(16)는 제 2 반경방향 통로(18)를 통해 두 대향하는 진동 모터의 압력실들(7) 또는 흡입실들(8)과 연결되고 제 2 반경방향 링 통로(17)는 제 2 반경방향 통로(19)를 통해 두 대향하는 압력실들(7) 또는 흡입실들(8)과 연결되어 있다. 그래서 압력실들(7) 및 흡입실들(8)은 각각 압력이 동등하게 형성되어 있고, 양 반경방향 링 통로들(16,17)은, 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 적합 원통(14)과 내부 회전 부재(4) 사이의 가압 연결에 의해, 외측 및 상호간에 관해 누설 오일에 대해 압밀적으로 밀폐되어 있다.
도 2에 의한 제 2 실시예에서는 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 특별한 방법으로 가압 적합 및 톱니를 통해 서로 연결되어 있다. 그리고 내부 회전 부재(4)는 다시 관통공을 갖고 스태빌라이저 부재(1)는 관통하고 직경이 제 2 스태빌라이저 부재(1) 보다 작은 연결 저널(20)을 갖고 있고, 그 둘은 톱니 부재(21) 및 적합 부재(22)를 형성한다. 톱니 부재(21) 및 적합 부재(22)는 축을 따라 나란히 배치되어 있는데, 톱니 부재(21)는 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 자유단에 있다. 톱니 부재(21)는 내부 회전 부재(4)의 관통공 내 해당 내부 프로필 및 거기에 적합하는 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 연결 저널(20)에 있는 외부 프로필로 구성되어 있는 한편, 적합 부재(22)는 내부 회전 부재(4) 내에 있는 적합공 및 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 연결 저널(20)에 있는 적합 원통으로 구성되어 있다.
그리고 제 2 스태빌라이저 부재(1)와 내부 회전 부재(4) 사이 프로필 연결부는, 한편으로는 힘 전달 톱니의 높은 관성을 얻고 그리고 다른 한편으로는 내부 회전 부재(4)를 가진 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 장착을 위해 정확하고 민감한 정렬성을 얻기 위해, 많은 톱니 수를 갖는다. 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 외부 프로필과 내부 회전 부재(4)의 내부 프로필은 그리고 내부 회전 부재(4) 내 적합공과 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 연결 저널(20)에 있는 적합 원통은 각기 음 유극으로 서로 형성되어 수축 과정에 의해 유극 없이 서로 장착되어 있다. 그리하여 제 2 스태빌라이저 부재(1)와 내부 회전 부재(4)는 형태- 및 힘 쇄정적으로 서로 연결되어 있고 해당 회전 모멘트의 전달에 적합하다. 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 자유단에 는 고정 링(23)이 배치되어 있고, 그 링은 제 2 스태빌라이저 부재(1)와 내부 회전 부재(4) 사이에서 추가의 축 방향 고정을 담당한다.
이 실시예에서도 내부 회전 부재(4)는 그의 관통공 내에 제 1 반경방향 링 통로(16‘) 및 제 2 반경방향 링 통로(17’)를 갖고 있고, 그 통로들은 둘 다 축을 따라 서로 떨어져 배치되어 있다. 제 1 반경방향 링 통로(16‘)는 두 반경방향 통로(18’)를 통해 두 대향하는 진동 모터의 압력실들(7) 또는 흡입실들(8)과 연결되고, 제 2 반경방향 링 통로(17‘)는 두 반경방향 통로(19’)를 통해 두 대향하는 압력실들(7) 또는 흡입실들(8)과 연결되어 있다.
그래서 두 압력실들(7) 및 두 흡입실들(8)은 각각 압력이 동등하게 형성되어 있고, 양 반경방향 링 통로들(16‘,17’)은 적합 부재(22)의 적합 원통에 의해 덮여 있고 적합 부재(22)의 적합 원통과 내부 회전 부재(4) 사이의 가압 연결에 의해, 누설 오일에 대해 외측 및 상호간에 관해 압밀적으로 밀폐되어 있다.

Claims (7)

  1. 모두 공통 축에 배치되어 있는, 제 1 스태빌라이저 부재, 제 2 스태빌라이저 부재(1) 및 진동 모터(2)로 구성되어 있으며, 진동 모터(2)는 외부 회전 부재(3)와 내부 회전 부재(4)로 구성되어 있고, 상기 부재들은 베어링 덮개(9) 및 플랜지 덮개(10)와 협동 작용하면서 적어도 하나의 압력실(7) 및 흡입실(8)을 형성하고, 진동 모터(2)의 외부 회전 부재(3)는 내 회전적으로 제 1 스태빌라이저 부재와 연결되어 있고 진동 모터(2)의 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1) 사이에는 힘 전달 연결이 존재하는, 최적화된 마찰 계수를 가진 분할형 스태빌라이저에 있어서,
    내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)는 힘 쇄정적으로 서로 연결되어 있고, 힘 쇄정적 연결은, 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 힘 전달 길이의 축방향 중심 및 내부 회전 부재(4)의 힘 전달 길이의 축방향 중심이 한 공통의 반경방향 평면 위에 놓이도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  2. 제 1 항에 있어서, 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 적합 원통(14) 사이의 힘 쇄정적 연결은 수축 적합으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  3. 제 1 항에 있어서, 내부 회전 부재(4)와 적합 원통(14)은 추가적으로 용접 심(15)을 통해 연결되어 있고, 상기 용접 심(15)은 적합 원통(14)의 자유 단부에 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  4. 제 1 항에 있어서, 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1)의 연결 저널(20) 사이의 힘 쇄정적 연결부는 톱니 부재(21)와 적합 부재(22)로 구성되어 있고, 그 둘은 수축 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  5. 제 4 항에 있어서, 내부 회전 부재(4)와 연결 저널(20)은 추가적으로 고정 링(23)을 통하여 축방향으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  6. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 진동 모터(2)는 둘 또는 그 이상의 서로 대향하는 압력실(7) 및 둘 또는 그 이상의 서로 대향하는 흡입실(8)을 갖고, 압력실들(7)과 흡입실들(8)은 반경방향 연결 통로를 통해 연통되어 있으며, 상기 반경방향 연결 통로들은 내부 회전 부재(4)와 제 2 스태빌라이저 부재(1) 사이의 무 유극 적합 연결의 영역 내에 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
  7. 제 6 항에 있어서, 내부 회전 부재(4)의 관통 공은 그의 적합 부재(22)의 영역에 서로 인접하여 배치된 두 링 통로(16,16‘,17,17’)를 갖고, 그 통로들은 적합 원통(14)에 의해 또는 연결 저널의 적합 부재(22)에 의해 덮여 있고 그 통로들 은 반경방향 통로(18,18‘,19,19’)를 통해 해당 압력실(7) 또는 흡입실(8)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분할형 스태빌라이저.
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