KR20120080870A - 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 본체와 연결되는 실린더의 상단부에 장착된 로드 가이드에 의하여 안내되며 단부에 피스톤 밸브가 장착된 피스톤 로드에 있어서, 상기 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 장착되어 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 진동하면서 상기 피스톤 밸브의 개폐로 발생하는 충격파의 전달 속도를 늦추고 상기 피스톤 로드의 공진 주파수를 변경하여 상기 차량 본체로 전달되는 진동을 감쇠시키는 진동감쇠부가 포함되고, 상기 진동감쇠부는 상기 피스톤 로드와 다른 재질이며 상기 피스톤 로드보다 감쇠계수가 큰 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드{NOISE DECREASING TYPE PISTON ROD OF SHOCK ABSORBER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 밸브 등 피스톤 로드에 가해지는 충격파로 인한 진동을 효과적으로 감쇠시켜 다양한 충격파 및 진동이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드에 관한 것이다.

차량용 쇽 업소버는 차량의 전, 후륜에 각각 장착되어 도로로부터 차체로 전달되는 진동을 흡수하여 조종 안정성 및 승차감 향상을 도모하는 것으로, 휠의 작동 속도에 따라 다양한 비선형적인 감쇠력을 발휘하는 복잡한 형상의 유로를 형성하는 피스톤 밸브의 개폐구조를 지닌다.

여기서, 피스톤 밸브는 피스톤 로드의 단부에 장착되어 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 개폐할 때 충격이 피스톤 로드에 전달되며, 이러한 충격은 피스톤 로드의 고유진동을 유발시켜 차량에 래틀(rattle)성 노이즈가 발생되게 하는 가진원이 되기도 한다.

이때, 피스톤 로드는 이러한 피스톤 밸브의 충격을 전달하는 매체로써 작용하지만, 그 길이나 형태 및 사이즈는 자유롭게 변경할 수 있는 성질의 것이 아니므로 전술한 바와 같은 노이즈의 전달 경로를 개선하기 위한 방법이 전무한 실정이다.

따라서, 전술한 바와 같은 노이즈의 전달 경로를 개선하고 차체에 가해지는 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 장치의 개발이 절실하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤 밸브 등 피스톤 로드에 가해지는 충격파로 인한 진동을 효과적으로 감쇠시켜 다양한 충격파 및 진동이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량 본체와 연결되는 실린더의 상단부에 장착된 로드 가이드에 의하여 안내되며 단부에 피스톤 밸브가 장착된 피스톤 로드에 있어서, 상기 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 장착되어 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 진동하면서 상기 피스톤 밸브의 개폐로 발생하는 충격파의 전달 속도를 늦추고 상기 피스톤 로드의 공진 주파수를 변경하여 상기 차량 본체로 전달되는 진동을 감쇠시키는 진동감쇠부가 포함되고, 상기 진동감쇠부는 상기 피스톤 로드와 다른 재질이며, 상기 피스톤 로드보다 감쇠계수가 크도록 적용시킬 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 피스톤 로드의 길이방향을 따라 장착된 피스톤 로드와 다른 재질인 진동감쇠부가 피스톤 밸브의 개폐에 따른 충격으로 발생하는 진동을 감쇠하며 노이즈의 전달 속도를 감소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 장착되는 진동감쇠부의 분량을 적절히 조절하여 질량 및 탄성계수를 가변할 수 있으므로, 다양한 차종에도 전체적인 부품 교체를 할 필요가 없다.

그리고, 본 발명은 기존의 쇽 업소버의 구성을 크게 저해하거나 작용 효과를 저감하는 일이 없으므로, 기존의 차량 시스템, 즉 신차이건 중고차이건 용이하게 장착하여 효과를 도모할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드가 장착된 상태를 나타낸 개념도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드의 구조를 나타낸 단면 개념도
도 5는 종래의 피스톤 로드와 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을 비교하여 나타낸 개념도로, 도 5의 (a)는 종래의 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을 나타낸 도면
도 6은 종래의 피스톤 로드와 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을 비교한 그래프로, 도 6의 (a)는 종래의 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을, 도 6의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드의 진동감쇠 거동을 나타낸 그래프

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드가 장착된 상태를 나타낸 개념도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드(이하 '피스톤 로드(10)')는 도시된 바와 같이 차량 본체(50)와 연결되는 실린더(30)의 상단부에 장착된 로드 가이드(11)에 의하여 안내되며 단부에 피스톤 밸브(13)가 장착된 구조이며, 길이 방향을 따라 진동감쇠부(20)가 마련된 것임을 알 수 있다.

여기서, 실린더(30)는 내관(32)의 외면을 감싸는 외관(34)으로 이루어지며, 상기 내관(32)에는 작동유체, 즉 오일이 채워지고, 외관(34)에는 내관(32) 내의 압력을 보상하기 위한 오일이 채워진다.

이때, 상기 내관(32)과 외관(34)의 상부에는 로드 가이드(11)가 설치된다.

또한, 상기 내관(32)에는 피스톤 로드(10)가 상하로 이동가능하게 설치되어, 로드 가이드(11)에 의해 이동이 안내되는 것이다.

진동감쇠부(20)는 피스톤 로드(10)의 길이 방향을 따라 장착되어 피스톤 로드(10)의 왕복에 연동하여 진동하면서 피스톤 밸브(13)의 개폐로 발생하는 충격파의 전달 속도를 늦추고 피스톤 로드(10)의 공진 주파수를 변경하여 차량 본체로 전달되는 진동을 감쇠시키는 역할을 수행하게 된다.

여기서, 진동감쇠부(20)는 상기한 바와 같은 역할의 수행을 하기 위하여 피스톤 로드(10)와 다른 재질이며, 피스톤 로드(10)보다 감쇠계수가 큰 것을 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 이하와 같은 다양한 실시예의 적용이 가능함은 물론이다.

진동감쇠부(20)는 전술한 바와 같이 피스톤 밸브(13)의 개폐에 따른 충격파 전달을 늦추고 진동 감쇠를 위한 것으로, 피스톤 로드(10)의 길이 방향을 따라 형성된 중공부(22)에 탄성을 지닌 탄성체(24)가 충진되는 구조임을 알 수 있다.

따라서, 탄성체(24)는 피스톤 로드(10)의 왕복에 연동하여 진동하면서 노이즈, 즉 피스톤 로드(10) 자체의 왕복에 의한 진동을 포함하여 피스톤 로드(10)의 왕복에 따른 피스톤 밸브(13)의 개폐 동장으로 발생하는 충격파 등으로 피스톤 로드(10)에 발생하는 고유진동수를 저감하게 되는 것이다.

여기서, 탄성체(24)는 실리콘, 우레탄, 폴리우레탄, 천연고무 또는 합성고무 중 어느 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어진 것을 충진할 수 있으며, 차량의 용도 및 구조에 따라 적절한 탄성계수를 맞추어 적용할 수 있도록 중공부(22)에 탄성체(24)가 일부 충진되거나 전부 충진되도록 할 수도 있음은 물론이다.

이때, 탄성체(24)는 본 발명에서 특별히 도시하지는 않았으나 중공부(22)에 적어도 하나 이상의 스프링과 같은 부재를 장착하여 동일한 작용을 도모할 수도 있다.

한편, 피스톤 로드(10)에는 도 2와 같이 점검 및 교체와 수리의 편의를 위하여 중공부(22)로부터 피스톤 로드(10)의 외주면을 향하여 연통되는 개구부(23)의 가장자리를 따라 단차지게 형성된 단턱(25)에 안착되어 개구부(23)를 마감하며 피스톤 로드(10)의 외주면과 일체를 이루는 커버(27)가 더 포함되는 구조를 적용할 수 있을 것이다.

그리고, 피스톤 로드는 도 3과 같이 길이 방향을 따라 등분되는 반원 기둥(10', 10")이 상호 결합되어 이루어지며, 반원 기둥(10', 10") 한 쌍이 상호 결합되어 원기둥 또는 사각 기둥 형상의 중공부(22)를 이루는 구조를 적용할 수도 있다.

여기서, 도 2와 같은 피스톤 로드(10)는 중공부(22)에 충진되는 탄성체(24)가 실리콘 퍼티와 같이 점성이 있는 물질일 경우 유용할 것이며, 도 3과 같은 반원 기둥(10', 10")의 조합에 따른 피스톤 로드의 경우는 우레탄 또는 폴리우레탄 수지와 같이 일정한 형상을 지니면서 탄성을 지닌 탄성체(24)를 중공부(22)에 장착하는데 편의를 도모할 수 있다.

한편, 중공부는 피스톤 로드(10)의 고유진동수를 세분화하여 더욱 효과적으로 분산시키고 감쇠할 수 있도록 도 4와 같이 피스톤 로드(10)의 길이 방향을 따라 복수의 중공부(22', 22", 22'")로 이격하여 형성되며, 각각의 중공부(22', 22", 22'")에는 탄성체(24', 24", 24'")가 장착될 수 있을 것이다.

여기서, 중공부(22', 22", 22'") 각각의 간격은 피스톤 로드(10)의 내구성을 감안하여 적절히 이격시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 다양한 실시예에 따른 피스톤 로드의 구조를 살펴보았으며, 이하 종래의 피스톤 로드(1)와 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 로드(10)와의 진동감쇠 거동을 도 5를 참고로 비교해보고, 도 6의 그래프를 참고로 비교해 본다.

참고로, 도 5에서 점선으로 표시된 파형은 탄성체(24)가 없었다면 발생되어 전달되었을 충격파의 전달 형태를, 실선으로 표시된 파형은 탄성체(24)에 의하여 감쇠된 충격파의 전달 형태를 각각 나타낸다.

중실 부재인 종래의 피스톤 로드(1)가 왕복 운동하면 발생하는 제반 진동 및 충격의 파형은 도 5의 (a)와 같이 거의 절연되지 아니하고 빠른 속도로 전달되지만, 도 5의 (b)와 같이 피스톤 로드(10)에 중공부(22) 및 탄성체(24)가 마련되었을 경우 진동감쇠의 거동은 분명한 차이를 보이는 것을 확인할 수 있다.

이러한 진동감쇠의 거동은 도 6의 (a)에 나타난 그래프로써도 알 수 있는 바, 종래의 피스톤 로드(1)가 1회 왕복함에 따른 피스톤 밸브(이하 미도시)의 개폐 동작이 2초에 이루어진다면, 각각의 시점(3.5~4초 구간)과 종점(5.5~6초 구간) 사이에 기존의 파형에 비하여 비정상적인 충격파가 발생하게 되고, 이러한 충격파가 차량 본체(50)를 통하여 운전자 및 승차자에게 전달되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

이에 비하여 피스톤 로드(10)는 도 5의 (b)와 같이 1회 왕복하여 피스톤 밸브(13)가 개폐 동작하더라도 중공부(22)에 탄성체(24)가 일부 또는 전부 충진되었을 경우 점선과 같이 상하, 좌우로 매우 큰 충격파(점선 파형)가 갈수록 줄어들고 (실선 화살표 표시만큼 줄어드는 실선 파형)전달 속도 또한 늦어짐을 실험을 통해 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 로드(10)는 중공부(22)에 충진된 탄성체(24)를 통하여 비정상적인 충격파를 대부분 감쇠시켜 도 6의 (b)와 같이 대부분 안정된 진동의 거동상태를 보일 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 피스톤 밸브 등 피스톤 로드에 가해지는 충격파로 인한 진동을 효과적으로 감쇠시켜 다양한 충격파 및 진동이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

10...피스톤 로드 10', 10"...반원 기둥
11...로드 가이드 13...피스톤 밸브
20...진동감쇠부 22, 22', 22", 22'"...중공부
23...개구부 24, 24', 24", 24'"...탄성체
25...단턱 27...커버
30...실린더 32...내관
34...외관 50...차량 본체

Claims (6)

1. 차량 본체와 연결되는 실린더의 상단부에 장착된 로드 가이드에 의하여 안내되며 단부에 피스톤 밸브가 장착된 피스톤 로드에 있어서,
   상기 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 장착되어 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 진동하면서 상기 피스톤 밸브의 개폐로 발생하는 충격파의 전달 속도를 늦추고 상기 피스톤 로드의 공진 주파수를 변경하여 상기 차량 본체로 전달되는 진동을 감쇠시키는 진동감쇠부가 포함되고,
   상기 진동감쇠부는 상기 피스톤 로드와 다른 재질이며, 상기 피스톤 로드보다 감쇠계수가 큰 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 진동감쇠부는,
   상기 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 형성된 중공부와,
   상기 중공부에 충진되는 탄성을 지닌 탄성체를 포함하며,
   상기 탄성체는 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 진동하는 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 탄성체는 실리콘, 우레탄, 폴리우레탄, 천연고무 또는 합성고무 중 어느 하나이며,
   상기 중공부에 상기 탄성체가 일부 충진되거나 전부 충진되는 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 피스톤 로드에는,
   상기 중공부로부터 상기 피스톤 로드의 외주면을 향하여 연통되는 개구부의 가장자리를 따라 단차지게 형성된 단턱과,
   상기 단턱에 안착되어 상기 개구부를 마감하며 상기 피스톤 로드의 외주면과 일체를 이루는 커버가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 피스톤 로드는 길이 방향을 따라 등분되는 반원 기둥이 상호 결합되어 이루어지며, 상기 중공부는 상기 반원 기둥 한 쌍이 상호 결합되어 원기둥 또는 사각 기둥 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 중공부는 상기 피스톤 로드의 길이 방향을 따라 복수로 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버의 노이즈 저감형 피스톤 로드.
   

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