KR20140106529A

KR20140106529A - 랜드/스텝 장치를 갖는 스프링시트

Info

Publication number: KR20140106529A
Application number: KR1020147014568A
Authority: KR
Inventors: 린 알. 베이커; 랜드 레이모; 제이슨 쇼
Original assignee: 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-09-03
Also published as: US8696004B2; US20130147149A1; WO2013085650A1; BR112014013414A2; JP2015500170A; CN103987547A; DE112012005129T5

Abstract

스트러트 어셈블리는 상단 장착 어셈블리, 충격 흡수기, 아래쪽 스프링시트 그리고 상단 장착 어셈블리와 아래쪽 스프링시트 사이에서 확장하는 스프링을 포함한다. 아래쪽 스프링시트는 고리모양 디스크와 고리모양 디스크로부터 확장하는 관 확장부를 포함한다. 관상 벽은 아래쪽 스프링시트를 충격 흡수기에 압박하는데 사용되는 베어링 표면을 정의하는 복수의 랜드 혹은 스텝을 정의한다.

Description

랜드/스텝 장치를 갖는 스프링시트{Spring seat having an installation land/step}

본 발명은 자동차의 맥퍼슨 스트러트 어셈블리(McPherson strut assembly)에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 맥퍼슨 스트러트 어셈블리의 스프링시트(spring seat)에 관한 것이다.

이 부분은 본 발명에 대한 배경 기술을 제공하며, 반드시 선행 기술이라고 할 수는 없다.

스트러트식(strut-type) 현가장치는 자동차 산업 분야에서 주지하다. 통상적으로 유압 감쇠기를 포함하는 텔레스코픽 스트러트(telescopic strut) 어셈블리는 자동차 바퀴의 위치 결정 부재 중 하나로 사용된다. 스트러트식 현가의 가장 일반적인 형태는 맥퍼슨 스트러트식 현가장치이다. 맥퍼슨 스트러트 어셈블리는 텔레스코픽 스트러트 주위에 충격 흡수기(shock absorber) 역할을 하는 코일스프링을 포함한다. 맥퍼슨 스트러트 어셈블리의 위쪽 끝 부분은 자동차의 휠 아치 위쪽에서 자동차의 본체에 의해 형성된 타워 안에 장착된 위쪽 장착 어셈블리를 포함한다.

코일스프링은 충격 흡수기 주변에 위치하며 스트러트 어셈블리의 상단 장착 어셈블리의 한 부분인 위쪽 스프링시트와 스트러트 어셈블리의 충격 흡수기에 일반적으로 용접에 의해 부착되어 있는 아래쪽 스프링시트 사이에서 확장한다. 스트러트 어셈블리의 스프링시트는 현가장치에 대한 몇 가지 기능을 가진다. 스프링시트는 스프링이 적합한 위치에 있도록 지탱, 유지하고 자동차 일생 동안의 모든 구동 상태에 대한 하중을 지탱한다. 스프링시트는 자동차의 일생에서 장치적 저항에 해당한다. 제동 하중, 변형, 마모, 하중의 변화, 돌과 돌 부스러기 등에 의한 충격에 대해 저항한다. 스프링시트는 온도와 습도의 변화, 강력한 액체와 기체에 대해 환경 저항과 내식성이 있다. 스프링시트는 스트러트 어셈블리의 부품이 적절하게 고정되고 스트러트 어셈블리가 자동차에 쉽게 조립되도록 그리고 스트러트 어셈블리의 다른 부품들이 원치 않는 이동과 회전에 대해 저항하도록 한다. 또한, 스프링시트의 설계는 스프링과 스프링시트의 접촉이 스프링이나 스프링시트의 부식을 촉진하거나 가속화하지 않도록 한다.

기존의 아래쪽 스프링시트들은 일반적으로 단일 부품으로 형성된다. 단일 부품의 아래쪽 스프링시트는 스프링의 아래 끝 부분을 지탱하는 고리모양의 디스크와 고리모양 디스크로부터의 관 확장부을 포함한다. 관 확장부는 텔레스코픽 스트러트 어셈블리의 부품인 유압 댐퍼 혹은 충격 흡수기의 바깥쪽 관에 용접되거나 부착되도록 설계된다.

관 확장부는 스프링의 아래 끝을 지탱하는 고리모양 디스크에 의해 결정되는 평면 표면의 각도에 위치한 중심 축을 결정한다. 관 확장부의 중심축은 유압 댐퍼나 충격 흡수기의 바깥쪽 관에 의해 결정되는 중심축과 동일 선형으로 되어 있다. 관 확장부의 중심 축과 평면 표면이 이루는 각은 현가장치의 디자인에 의해 결정되는 고리모양 디스크에 의해 정의되는데, 그래서 각각의 아래쪽 스프링시트는 서로 다른 각도 관계를 갖는다.

이 각도 관계의 차이가 텔레스코픽 스트러트 어셈블리를 위한 어셈블리 장비를 디자인할 때 문제를 발생시킨다. 일반적으로, 아래쪽 스프링시트의 관 확장부는 유압 댐퍼나 충격 흡수기의 바깥쪽 관에 위의 억지 끼워 맞춤이다. 관 확장부의 벽의 두께가 억지 끼워 맞춤(press fit) 작동 동안 장치의 베어링 표면(bearing surface)의 역할을 하기에는 너무 얇기 때문에, 아래쪽 스프링시트를 유압 댐퍼나 충격 흡수기의 바깥쪽 관에 압박하는 장치는 아래쪽 스프링시트의 고리모양 디스크를 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 따라서, 각각의 아래쪽 스프링시트 디자인을 위해, 새로운 형태의 억지 끼워 맞춤 장치가 고안, 제조되어야 한다.

이 부분은 발명 내용에 대한 대강의 요약이며, 모든 범위와 특성에 대한 포괄적인 것은 아니다.

본 내용은 관 확장부와 아래쪽 스프링시트의 고리모양 디스크 사이 각도 관계에 상관없이 같은 억지 끼워 맞춤 작용을 허용하는 아래쪽 스프링시트 설계 기술을 제공한다.

아래쪽 스프링시트의 관 확장부는 억지 끼워 맞춤 작용의 베어링 표면을 결정하는 복수의 랜드나 스텝을 포함한다. 베어링 표면을 결정하는 복수의 랜드나 스텝은 관 확장부의 중심축에 직각인 면을 나타낸다. 이것은 관 확장부 위의 하중이 중심관의 중심축을 기준으로 평행하게 한다.

억지 끼워 맞춤 작용의 베어링 표면이 아래쪽 스프링시트의 고리모양 디스크가 아닌 관 확장부 위에 위치하기 때문에, 같은 억지 끼워 맞춤 작용은 관 확장부와 아래쪽 스프링시트의 고리모양 디스크 사이의 각도 관계에 상관없이 복수의 랜드나 스텝을 가지는 모든 스프링시트에 사용될 수 있다.

더 복수의 응용이 이 문서에서 서술됨으로 명확해질 것이다. 이 부분에 있는 설명과 구체적인 예시는 단지 설명의 목적이며 본 발명의 범위를 제한하는 목적은 아니다.

기술된 도면은 단지 선택된 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 가능한 모든 실시예들을 설명하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 범위를 제한하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 스트러트 어셈블리를 이용하는 자동차를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 스트러트 어셈블리를 포함하는 앞 현가장치 단위들 중 하나의 측면을 나타낸다.
도 3은 도 2에 나타낸 아래쪽 스프링시트의 투시도이다.
도 4는 도 2와 도 3에 나타낸 아래쪽 스프링시트의 평면도이다.
도 5는 도 2 내지 도 4에 나타낸 아래쪽 스프링시트의 단면도이다.
상응하는 참조 번호들은 각각 도면의 상응하는 부분들을 나타낸다.

첨부되는 도면과 관련된 실시예들을 더욱 구체적으로 기술하겠다.

도 1에서는 본 발명에 따른 스트러트 어셈블리를 구비한 현가장치를 결합한 자동차를 보여주고 있으며, 참조 번호 10에 의해 일반적으로 표시된다. 자동차(10)는 뒤 현가장치(12), 앞 현가장치(14), 차체(16)를 포함한다. 뒤 현가장치(12)는 가로로 확장하는 뒤 차축 어셈블리(도시되지 않음)를 가지며 이것은 자동차의 후륜(18)을 지탱한다. 뒤 차축 어셈블리는 한 쌍의 충격 흡수기(20)와 한 쌍의 나선형 코일스프링(22)에 의하여 차체(16)에 연결된다. 유사한 방식으로, 앞 현가장치(14)는 자동차의 전륜(24)을 지탱하는 가로로 확장하는 앞 차축 어셈블리(도시되지 않음)를 포함한다. 앞 차축 어셈블리는 두 번째 한 쌍의 충격 흡수기(26)와 한 쌍의 나선 모양의 코일스프링(28)에 의해 차체(16)와 연결되어 있다. 충격 흡수기들(20,26)은 자동차(10)에서 스프링이 달리지 않은 부분(즉, 앞 현가장치(12)와 뒤 현가장치(14) 각각을 나타냄)과 스프링이 달린 부분(즉, 차체(16))의 상대 운동을 약화시킨다. 자동차(10)가 앞, 뒤 차축 어셈블리를 구비한 승용차로 묘사되었지만, 충격 흡수기들(20,26)은 다른 종류의 자동차나 전방 혹은 후방 독립식 자동차와 같이 다른 종류의 응용에 사용될 것이다. 나아가, "충격 흡수기"라는 용어는 이 문서에서 제진기(damper)를 의미하며 스트러트를 포함한다. 또한, 앞 현가장치(14)가 한 쌍의 스트러트나 충격 흡수기(26)를 구비한 것으로 묘사되었지만, 필요한 경우 한 쌍의 스트러트 혹은 충격 흡수기(26)와 결합한 뒤 현가장치(12)를 구비하는 것도 본 발명의 범위 내이다.

이제 도 2를 보면, 자동차(10)의 전륜 어셈블리를 더 자세히 보여주고 있다. 차체(16)는 충격 흡수기(26), 코일스프링(28), 상단 장착 어셈블리(36)의 형태로 텔레스코핑 장치를 포함하는 스트러트 어셈블리(34)에 장착된 자동차(10)의 판금을 포함하는 충격 타워(32)를 정의한다. 충격 흡수기(26), 코일스프링(28), 상단 장착 어셈블리(36)를 포함하는 스트러트 어셈블리(34)는 충격 타워(32)를 이용하는 자동차(10)에 부착되어 있다. 상단 장착 어셈블리(36)는 상단 마운트(38), 베어링 어셈블리(40), 위쪽 스프링시트(42)를 포함한다. 상단 마운트(38)는 일체로 성형된 차체와 일반적으로 스탬프된 강철(stamped steel)로 만들어지는 단단한 차체를 포함한다. 상단 장착 어셈블리(36)는 충격 타워(32)에 볼트(48)에 의해 부착된다. 베어링 어셈블리(40)는 상단 마운트(38)의 성형된 차체와 마찰 결합하여 상단 마운트(38) 안에 자리 잡아, 따라서 베어링 어셈블리(40)의 한쪽 면은 상단 마운트(38)와 충격 타워(32)에 고정된다. 베어링 어셈블리의 다른 쪽 면은 고정된 한쪽 면과 상단 마운트(38), 충격 타워(32)와 관계없이 자유롭게 회전한다.

베어링 어셈블리(40)의 자유롭게 회전하는 면은 베어링 어셈블리(40)의 바깥 지름에 헐겁게 끼워 맞춰지는 위쪽 스프링시트(42)를 운반한다. 진동 범퍼(50)는 위쪽 스프링시트(42)와 충격 흡수기(26) 사이에 배치된다. 진동 범퍼(50)는 플라스틱 먼지 막이(52)로 보호되는 탄성 중합체 물질을 포함한다. 범퍼 뚜껑(54)은 충격 흡수기(26) 위에 위치하여 진동 범퍼(50)와 플라스틱 먼지 막이(52)와 접속된다.

아래쪽 스프링시트(60)는 충격 흡수기(26)에 부착되고 코일스프링(28)은 위쪽 스프링시트(42)와 아래쪽 스프링시트(60) 사이에 배치되어 차체(16)를 앞 현가장치(14)로부터 분리시킨다. 충격 흡수기(26)는 바깥쪽 관(62), 피스톤 어셈블리(64), 텔레스코핑 로드나 피스톤 로드(66)를 포함한다. 충격 흡수기(26)가 단관식 설계로 도시되어 있지만, 충격 흡수기(26)에 이중관을 사용하는 것도 본 발명의 범위 내이다. 이 설계에서, 아래쪽 스프링시트(60)는 이중관 충격 흡수기의 저장관(reserve tube)에 부착된다. 또한, 충격 흡수기(26)가 도 2에 도시되어 있는데, 충격 흡수기(20) 또한 충격 흡수기(26)에서 설명된 특징들을 포함한다는 것이 이해될 것이다.

스트러트 어셈블리(34)를 자동차(10)에 조립하기에 앞서, 스트러트 어셈블리(34)의 사전조립이 이루어진다. 범퍼 뚜껑(54), 진동 범퍼(50), 플라스틱 먼지 막이(52)는 충격 흡수기(26)에 조립된다. 코일스프링(28)은 충격흡수기(26)에 조립되어 아래쪽 스프링시트(60) 내에 위치한다. 위쪽 스프링시트(42)는 충격 흡수기(26)에 조립되어 코일스프링(28)에 대하여 알맞은 위치에 장착된다. 베어링 어셈블리(40)는 위쪽 스프링시트(42)의 꼭대기에 위치하고 상단 마운트(38)는 베어링 어셈블리(40)의 꼭대기에 위치한다. 이 전체 조립은 코일스프링(28)을 압축하는 조립 기계 내에 위치하여 피스톤로드(66)의 끝이 상단 장착 어셈블리(34)에 위치한 구멍을 통해 확장하는 것이다. 고정 너트(68)가 피스톤로드(66)의 끝을 꿰어 스트러트 어셈블리(34)의 조립을 보호한다.

상단 마운트(38)는 자동차의 오른쪽과 왼쪽에 동일한 부품으로 설계되지만 자동차의 오른쪽에 설계되느냐 왼쪽에 설계되느냐에 따라 충격흡수기(26)와 그와 관련된 브래킷에 대하여 서로 다른 방향이다.

이제 도 3 내지 도 5를 보면, 아래쪽 스프링시트(60)가 더욱 자세히 도시되어 있다. 아래쪽 스프링시트(60)는 고리모양 디스크(70)와 관 확장부(72)을 포함한다.

고리모양 디스크(70)는 평평한 표면(74), 하나 이상의 활 모양 가이드(76), 바깥쪽 플랜지(78)를 결정한다. 코일스프링(28)은 평평한 표면(74) 위에 있다. 하나 이상의 활 모양 가이드(76)는 코일스프링(28)의 아래쪽 코일에 위치하도록 설계되며, 그 위치는 활 모양 가이드(76)와 바깥쪽 플랜지(78) 사이이다. 바깥쪽 플랜지(78)는 코일스프링(28)을 완전히 둘러싸서 코일스프링(28)이 아래쪽 스프링시트(60)의 고리모양 디스크(70)에 대하여 중심에 있도록 유지되게 한다.

관 확장부(72)는 고리모양 디스크(70)에서 활 모양 가이드(76), 바깥쪽 플랜지(78)와 반대 방향으로 확장한다. 관 확장부(72)은 고리모양 디스크(70)의 평평한 표면(74)으로부터 특정한 각도(도에 나타났듯이 90도 미만)에 위치한다. 관 확장부(72)은 고리모양 디스크(70)와 일체로 형성된 관상 벽(80)을 포함하여 아래쪽 스프링시트(60)는 단일 부품의 구성요소가 되는 것이다. 이행부(82)는 관상 벽(80)과 고리모양 디스크(70)를 연결한다. 관 확장부의 관상 벽(80)은 그것의 축의 중심선(86)으로부터 방사상으로 확장하는 복수의 랜드나 스텝(84)(도에는 세 개가 도시되었다.)을 결정한다.

각각의 랜드나 스텝(84)은 곡선 베이스(88)와 평면의 베어링 표면(90)을 포함한다. 복수의 평면의 베어링 표면(90)은 서로 평행하고 관상 벽(80)의 축의 중심선(86)에 수직이다. 복수의 평면의 베어링 표면(90)은 축의 중심선(86)에 수직인 면을 형성한다.

아래쪽 스프링시트(60)가 조립되는 동안, 관상 벽(80)의 축의 중심선(86)은 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)의 축의 중심선에 맞추어 조정된다. 억지 끼워 맞춤 장치는 복수의 랜드(land)나 스텝(step)(84)에 의해 정해지는 복수의 베어링 표면(90)들과 맞물리고, 아래쪽 스프링시트(60)는 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)으로 압력을 받는다. 복수의 베어링 표면(90)은 아래쪽 스프링시트(60)에 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)으로 압력을 가하는 하중이 축의 중심선(86)과 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)의 축의 중심선에 평행하게 정렬되도록 한다. 아래쪽 스프링시트(60)가 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)에 적절히 배치될 때, 용접 작업이나 다른 작업이 아래쪽 스프링시트(60)를 충격 흡수기(26)의 바깥쪽 관(62)에 고정하도록 수행된다. 억지 끼워 맞춤 장치가 복수의 베어링 표면(90)에 대해 지탱하고 이행부(82)나 고리모양 디스크(70)에 대해서는 아니기 때문에, 같은 억지 끼워 맞춤 장치가 관 확장부(tubular extension)(72)와 고리모양 디스크(70) 사이의 각도 관계에 상관없이 다양한 아래쪽 스프링시트 디자인에 사용될 수 있다.

앞서 한 발명의 구현에 대한 설명은 예증과 설명의 목적으로 제공되었다. 이것은 완전하거나 발명의 범위를 제한할 목적이 아니다. 특정한 구현의 각각의 요소와 특징들은 일반적으로 그 특정 구현으로 제한되지 않고 구체적으로 제시되었거나 기술되지 않았더라도 선택된 구현 방법에 적용되거나 호환가능하다. 같은 것이라도 많은 방법으로 다양화될 수 있다. 이러한 변형은 본 발명과 별개로 취급되지 않으며, 이러한 모든 개선은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

위쪽 스프링시트를 포함하는 상단 장착 어셈블리;
상기 상단 장착 어셈블리에 부착된 충격 흡수기;
상기 충격 흡수기에 부착된 아래쪽 스프링시트; 그리고
상기 위쪽 스프링시트와 상기 아래쪽 스프링시트 사이에 배치된 스프링을 포함하며,
상기 아래쪽 스프링시트는 고리모양 디스크와 상기 고리모양 디스크에서 확장하는 관 확장부를 포함하고,
상기 관 확장부는 관상 벽과 상기 관상 벽에서 방사상 외측으로 확장되는 복수의 스텝을 포함하는 스트러트 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
각 스텝이 곡선 베이스와 베어링 표면을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 베어링 표면이 베어링 평면을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 베어링 평면이 일반적으로 상기 충격 흡수기의 축의 중심선에 수직인 스트러트 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 고리모양 디스크가 평평한 표면을 정의하고 상기 관 확장부의 축의 중심선이 상기 평평한 표면에 대하여 각도를 이루는 스트러트 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
각 스텝이 곡선 베이스와 베어링 표면을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 베어링 표면이 베어링 판을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 베어링 평면이 일반적으로 상기 충격 흡수기의 축의 중심선에 수직인 스트러트 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 관 확장부의 상기 축의 중심선과 상기 평평한 표면이 이루는 상기 각도가 90도 이하인 스트러트 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
각 스텝이 곡선 베이스와 베어링 표면을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
상기 베어링 표면이 베어링 판을 정의하는 스트러트 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
상기 베어링 평면이 일반적으로 상기 충격 흡수기의 축의 중심선에 수직인 스트러트 어셈블리.
고리모양 디스크;
상기 고리모양 디스크로부터 확장하는 관상 벽을 포함하는 관 확장부; 그리고
상기 관상 벽에서 방사상 외측으로 확장되는 복수의 스텝;
을 포함하는 아래쪽 스프링시트.
청구항 13에 있어서,
각 스텝이 곡선 베이스와 베어링 표면을 정의하는 아래쪽 스프링시트.
청구항 14에서 있어서,
상기 베어링 표면이 베어링 판을 정의하는 아래쪽 스프링시트.
청구항 14에 있어서,
상기 베어링 평면이 일반적으로 상기 충격 흡수기의 축의 중심선에 수직인 아래쪽 스프링시트.
청구항 13에 있어서,
상기 고리모양 디스크가 평평한 표면을 정의하고 상기 관 확장부의 축의 중심선이 상기 평평한 표면에 대하여 각도를 이루는 아래쪽 스프링시트.
청구항 17에 있어서,
각 스텝이 곡선 베이스와 베어링 표면을 정의하는 아래쪽 스프링시트.
청구항 18에 있어서,
상기 베어링 표면이 베어링 판을 정의하는 아래쪽 스프링시트.
청구항 18에 있어서,
상기 베어링 판이 일반적으로 상기 충격 흡수기의 축의 중심선에 수직인 아래쪽 스프링시트.