KR20110136184A - 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트 - Google Patents

차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구력을 향상시키면서 차체의 전후방향 진동 및 비틀림력에 의한 진동 흡수 성능을 향상시킬 수 있도록 된 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 축 상에 구형부를 형성하는 볼 스터드, 상기 볼 스터드의 축방향 회전을 유도할 수 있도록 배치되는 베어링, 상기 베어링의 외주면을 지지하는 시트 부재, 상기 시트 부재의 외주면에 배치되는 완충 부재 및 상기 시트 부재의 외주면을 밀착하여 외부로부터 보호하고, 로어 암의 일단에 결합되는 아우터 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트를 제공한다.

Description

차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트{MONO AXIA DAMPING JOINT FOR ASSEMBLING AUTOMOTIVE CHASSIS PARTS}
본 발명은 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구력을 향상시키면서 차체의 전후방향 진동 및 비틀림력에 의한 진동 흡수 성능을 향상시킬 수 있도록 된 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 서스펜션(suspension)이라고도 하며 차체의 바퀴를 연결하는 장치로서, 노면에서의 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작용을 조절하는 쇽업소버, 바퀴의 작동을 제어하는 암이나 링크 그리고 자동차의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.
상기와 같은 차량의 현가장치는 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로서, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.
이와 같은 현가장치에는 차륜을 차체에 연결하고 아울러 지지하는 기능을 수행하는 로어 암(1)이 사용되는데, 이러한 로어 암(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 형성되고, 각각의 단부에 차체 마운팅 부시(10; A부시라 함)와 댐핑 조인트(20; G부시라 함) 및 볼 조인트(20)가 일체로 결합되는 구조로 되어 있다.
여기서, 상기 차체 마운팅 부시(10) 및 댐핑 조인트(20)는 각각의 조립 볼트(41, 42)에 의해 차체 프레임(2)에 연결되어 결합되고, 상기 볼 조인트(30)는 차륜의 너클과 결합되어 어퍼 암과 함께 차륜을 지지하게 된다.
한편, 상기 댐핑 조인트(20)는 도 2에 도시한 바와 같이, 소정의 직경을 갖는 내부 파이프 부재(21)와, 이 내부 파이프 부재(21)에 의해 양측면 중앙 부위가 관통되어 상기 내부 파이프 부재(21)의 외주면을 감싸도록 설치되는 고무 재질의 완충 부재(22)와, 이 완충 부재(22)의 외주면에 감싸여져 결합되는 외부 파이프 부재(23)로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 댐핑 조인트(20)는 차량의 외부에서 전달되는 임의가진(random excitation) 중, 주행 중인 차량의 타이어가 노면의 돌출물을 통과할 때 충격음에 뒤이어 발생되는 단발적인 진동인 임팩트 하시니스(impact harshness)현상과, 선회중인 차량의 조향 핸들이 회전되는 방향의 좌우측으로 흔들리는 시미(shimmy)현상과, 고속 주행 시 제동력이 발생될 때 조향핸들이나 대시 패널에서 소음 또는 진동이 발생되는 저더(judder) 현상을 동시에 예방하게 된다.
또한, 댐핑 조인트(20)는 로어 암(1)으로 전달되는 모든 하중을 지탱하게 되는데, 이와 같이 차량의 하중을 효과적으로 지탱하기 위해서는 댐핑 조인트(20)를 구성하는 완충부재(22)에 하중 방향에 따른 홀을 다수개 형성시키거나 상기 완충 부재(22) 내에 별도의 보강재 스틸(steel)이나 플라스틱(plastic) 또는 우레탄 등으로 만들어진 보강재를 일체로 삽입시켜 차량의 하중을 지탱하게 된다.
그러나, 상기와 같이 차량의 하중을 지탱하기 위해 다수개의 보강재를 적용하게 되면 전체적인 댐핑 조인트(20)의 내구력이 감소되고, 고무로 제작되는 경우 노화가 쉽게 진행되므로 잦은 파손이 야기되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 볼조인트와 성능은 동일하면서 원가를 절감시킬 수 있는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트는 축 상에 구형부를 형성하는 볼 스터드, 상기 볼 스터드의 축방향 회전을 유도할 수 있도록 배치되는 베어링, 상기 베어링의 외주면을 지지하는 시트 부재, 상기 시트 부재의 외주면에 배치되는 완충 부재 및 상기 시트 부재의 외주면을 밀착하여 외부로부터 보호하고, 로어 암의 일단에 결합되는 아우터 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어링은 상기 볼 스터드의 구형부의 외주면이 구름접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어링은 합성수지 재질로 이루어지며, 외주면에 원주 방향으로 따라 다수의 돌기를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어링은 분리결합되는 한 쌍으로 이루어지며, 이러한 베어링은 상기 구형부를 사이에 두고 상기 축의 양측에 끼워지며, 서로 마주하는 각각의 가장자리단에 상호 대응하는 환형 홈과 환형 돌기를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베어링의 축방향의 양단에는 외부로부터의 이물질 및 물의 침투를 방지하기 위한 링 형상의 실링 부재가 상기 볼 스터드의 외주면을 압착하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실링 부재는 열가소성 폴리우레탄으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시트 부재는 상기 완충부재와 베어링 및 실링 부재의 사이에 소정의 거리만큼 이격되어 공간이 형성되고 이러한 공간에 인서트 사출을 이용하여 플라스틱으로 채워지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아우터 파이프는 금속 소재로 이루어지며, 내주면에 널링부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는 고무재질인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트에 의하면, 중공 축을 중심으로 하는 회전 방향의 구속이 없기 때문에 중철 부시에 비하여 하중을 균형적으로 지지하므로 회전방향의 내구가 보장됨과 동시에 그에 따른 작동감이 향상되는 장점을 갖는다.
또한, 베어링의 축방향의 양 단에 배치되는 실링 부재에 의해 이물질 및 물의 침투를 방지하는 장점을 갖는다.
도 1은 종래 기술에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 기술에 의한 댐핑 조인트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 완화시켜 승차감을 개선시키기 위한 자동차용 서스펜션에 적용된다.
이러한 댐핑 조인트(100)는 차량용 샤시 부품 연결을 위한 각종 링크류, 예를 들면 어퍼 암, 로어 암, 어시스트 암, 트레일 암 등에 적용된다.
본 실시예에 의한 상기 댐핑 조인트(100)는 볼 스터드(110), 베어링(120), 시트 부재(130), 완충 부재(140) 및 아우터 파이프(150)로 구성된다.
상기 볼 스터드(110)는 마운트 볼트(미도시) 등을 통해 차체에 연결되는 회전축으로서 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 중공이 형성된 중공형 축(111)과 그 중공형 축(111) 상에 일체로 형성된 구형부(112)를 포함한다.
여기서, 구형부(112)는 중공형 축(111)의 중앙 부분에 구형으로 볼록한 볼 형태로 이루어지며, 중공형 축(111)에 대하여 그 축의 원주 방향으로 회전하는 특성 및 축의 상하 방향으로 유동하는 특성을 부여한다.
상기 베어링(120)은 상기 중공형 축(111)의 원주 방향 회전 및 상하 방향 유동을 지지하기 위한 것으로, 서로 분리 및 결합이 용이하도록 한 쌍으로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 구형부(112)의 외주면에 구름 접촉하도록 장착한다.
즉, 한 쌍의 베어링(120)은 볼 스터드(110)의 구형부(112)를 사이에 두고 중공형 축(111)의 양 단부에 축 방향으로 따라 끼워지며, 그 구형부(112)의 외주면에 구름 접촉하도록 장착된다.
여기서, 각각의 베어링(120)은 플라스틱과 같은 합성수지 소재로 이루어지고, 양단이 개방된 환형을 취하며, 구형부(112)의 외주면에 구름 접촉 가능한 구면(121)을 내표면에 형성하고 있다.
그리고, 각각의 베어링(120)은 외주면에 원주 방향을 따라 다수의 돌기(122a, 122b)를 형성할 수도 있다.
이러한 돌기(122a, 122b)는 베어링(120)의 폭 방향을 따라 소정 길이로 돌출되도록 형성함으로써 후술하는 시트 부재(130)와의 접촉면의 마찰력을 증대시켜서 보다 견고하게 고정시킬 수 있다.
이때, 상기 한 쌍의 베어링(120)은 구형부(112)의 외주면에 구름 접촉하며 마주하는 가장자리 단이 서로 결합될 수 있다.
즉, 서로 마주하는 각 베어링(120)의 가장자리 단부에는 도시하지 않은 상호 대응하는 환 홈(120a)과 환 돌기(120b)를 형성함으로써 상호 끼워 맞춤 되도록 안내하는 기능을 부가할 수도 있다.
따라서, 상기 한 쌍의 베어링(120)은 볼 스터드(110)의 구형부(112)를 사이에 두고, 중공형 축(111)의 양 단부에 축 방향을 따라 끼워지며, 서로 마주하는 가장자리 단의 환 홈에 환 돌기가 결합되면서 구형부(112)의 외주면에 구름 가능하게 밀착된다.
또한, 상기 베어링(120)의 축방향의 양 단에는 외부로부터의 이물질 및 물의 침투를 방지하기 위하여 실링 부재(113)가 배치된다. 이러한 실링 부재(113)는 링 형상으로 형성하고, 상기 베어링(120)의 양 단을 내측으로 압박함과 동시에 상기 볼 스터드(110)의 외주면을 압착하도록 배치한다.
여기서, 상기 실링 부재(113)는 우수한 탄성을 갖는 재질로서, 내유 및 내마모성을 갖는 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic polyurethane) 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 시트 부재(130)는 도 3에 도시한 바와 같이 베어링(120)의 외주면을 지지하며, 그 베어링(120)을 볼 스터드(110)의 구형부(112) 외주면에 더욱 밀착되도록 밀봉하는 시트로서 구비된다.
이러한 시트 부재(130)는 합성수지 소재로 이루어지며, 후술하는 아우터 파이프(150)의 내주면에 배치되는 완충 부재(140)와 베어링(120) 사이에서 인서트 몰딩(insert molding)으로 성형될 수 있다.
상기와 같은 시트 부재(130)는 완충 부재(140)와 베어링(120) 외주면 사이에서 이들 아우터 파이프(150)와 베어링(120)을 일체로 지지하는 기능을 하게 된다.
다시 말하면, 본 실시예에서 상기 아우터 파이프(150)와 베어링(120)은 시트 부재(130)를 통하여 일체로 구성되는 것이다.
여기서, 시트 부재(130)는 베어링(120)이 볼 스터드(110)의 구형부(112)에 구름 접촉되도록 장착되고, 베어링(120)의 외주면 측에 아우터 파이프(150)가 그 베어링(120)과 별개로 구비된 상태에서, 아우터 파이프(150)와 베어링(120) 사이에 성형 수지를 인서트 사출함으로써 성형된다.
이러한 시트 부재(130)의 성형과정은 사출 금형을 통한 공지기술의 인서트 몰딩 공정을 통해 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 시트 부재(130)가 아우터 파이프(150)의 내주면과 베어링(120)의 외주연 사이에서 인서트 몰딩 성형됨에 따라, 그 시트 부재(130)의 내주면에는 전술한 바와 같이 베어링(120)의 복수개의 돌기에 대응하는 다수의 홈(130a)을 형성할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 의한 일 실시예에서는 아우터 파이프(150)와 베어링(120) 사이에서 시트 부재(130)가 인서트 몰딩 성형되는 바, 베어링(120)의 돌기(122a, 122b)에 의해 시트 부재(130)의 내주면에 홈(130a)이 형성되면서 베어링(120)의 외주면과 시트 부재(130)의 내주면을 더욱 견고하게 결속시킬 수 있게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 시트 부재(130)가 아우터 파이프(150)와 베어링(120) 사이에서 인서트 몰딩 성형됨에 따라, 아우터 파이프(150)와 베어링(120)이 그 시트 부재(130)에 일체로 구성되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
상기 완충 부재(140)는 상기 베어링(120)과 상기 아우터 파이프(150)의 사이에 개재되어 노면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 완화시키는 기능을 하게 된다.
즉, 완충 부재(140)는 완충 성능이 뛰어난 고무(rubber)재질로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 아우터 파이프(150)와 베어링(120) 사이에서 상호 압착되도록 배치하게 된다.
이때, 상기 완충 부재(140)의 내주면에는 빗살 무늬 형태로 널링(knurling)가공된 널링부(미도시)를 형성함으로써 상기 시트 부재(130)의 외주면에 대응하도록 형성할 수 있다.
상기와 같이 널링부를 형성함으로써 상기 시트 부재(130)가 인서트 몰딩 성형되는 바, 완충 부재(140)의 내주면과 시트 부재(130)의 외주면 간 결속력을 증대시키기 위한 것이다.
도면에서는 시트 부재(130)의 외주면이 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서는 완충 부재(140)의 내주면과 베어링(120)의 외주면 사이에서 시트 부재(130)가 인서트 몰딩 성형됨에 따라 그 시트 부재(130)의 외주면에 완충 부재(140)의 널링부에 대응하는 형태의 널링부를 형성하고 있음은 자명하다 할 것이다.
상기 아우터 파이프(150)는 양단이 개방된 파이프 형태를 취하며, 내측에 내장되어 있는 부품들을 외부로부터 보호할 수 있도록 스틸 소재로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트는 중공 축을 중심으로 하는 회전방향의 구속이 없는 구조로서, 종래의 중철 부시와 비교하여 회전방향의 내구가 완벽히 보장된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
110: 볼 스터드
111: 중공형 축
112: 구형부
113: 실링 부재
120: 베어링
120a: 환 홈
120b: 환 돌기
121: 구면
122a, 122b: 돌기
130: 시트 부재
130a: 널링부
140: 완충 부재
140a: 널링부
150: 아우터 파이프

Claims (9)

  1. 축 상에 구형부를 형성하는 볼 스터드;
    상기 볼 스터드의 축방향 회전을 유도할 수 있도록 배치되는 베어링;
    상기 베어링의 외주면을 지지하는 시트 부재;
    상기 시트 부재의 외주면에 배치되는 완충 부재; 및
    상기 시트 부재의 외주면을 밀착하여 외부로부터 보호하고, 로어 암의 일단에 결합되는 아우터 파이프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 볼 스터드의 구형부의 외주면이 구름접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베어링은 합성수지 재질로 이루어지며, 외주면에 원주 방향으로 따라 다수의 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베어링은 적어도 한 쌍으로 분리결합되며, 상기 구형부를 사이에 두고 상기 축의 양측에 끼워지며, 서로 마주하는 각각의 가장자리단에 상호 대응하는 환형 홈과 환형 돌기를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베어링의 축방향의 양단에는 외부로부터의 이물질 및 물의 침투를 방지하기 위한 링 형상의 실링 부재가 상기 볼 스터드의 외주면을 압착하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실링 부재는 열가소성 폴리우레탄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 시트 부재는 상기 완충부재와 베어링 및 실링 부재의 사이에 소정의 거리만큼 이격되어 공간이 형성되고 이러한 공간에 인서트 사출을 이용하여 플라스틱으로 채워지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 파이프는 금속 소재로 이루어지며, 내주면에 널링부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 완충부재는 고무재질인 것을 특징으로 하는 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트.
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