KR20150117657A - 스트럿 베어링 - Google Patents

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KR20150117657A
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랄프 슈타우트너
안드레아스 뵐너
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 캡(2)과, 상기 캡(2)에 대해 회전 축(D)을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 된 가이드 링(3)과, 하나 이상의 밀봉부를 구비하는 스트럿 베어링에 관한 것으로서, 이 경우 캡(2)과 가이드 링(3) 사이에는 미끄럼 베어링(4)이 배치되어 있으며, 이때 이 미끄럼 베어링(4)은 가이드 링(3) 상에 사출 성형된다.

Description

스트럿 베어링{STRUT BEARING}
본 발명은, 스트럿에 사용하기 위해 제공되는 스트럿 베어링에 관한 것이다.
스트럿 베어링은 개별 휠 서스펜션에서 휠 서스펜션의 부분이다. 휠 서스펜션은 목표로 하는 주행 안전 및 주행 안락감, 그리고 휠의 용이하고도 정확한 조향을 지원한다. 휠 서스펜션은 도로 소음을 구조물로부터 멀리 떨어뜨려야만 하고, 가급적 가벼워야만 한다. 실시예에 따라, 스트럿 베어링은 쇽옵서버 스프링을 가이드하고, 쇽옵서버 단부 스토퍼를 위한 지지 면을 형성한다. 스트럿 베어링은 쇽옵서버 스프링을 통해서 혹은 쇽옵서버에 전달되는 반경 방향 힘 및 축 방향 힘을 흡수하며, 조향 및 완충 압축시에 쇽옵서버 스프링이 마찰 없이 그리고 변형 없이 회전하여 복원 토크(restoring torque) 없이 동작하게 한다.
스트럿 베어링은 소위 맥퍼슨(McPherson) 스트럿의 부분인 경우가 많다. 스트럿은 실질적으로 스프링, 쇽옵서버 및 축 레그(axle leg)로 이루어진다. 스트럿 베어링에는 캡과 가이드 링이 제공되어 있으며, 이때 캡은 섀시 측 스트럿 돔(dome)에 고정되어 있으며, 가이드 링에는 쇽옵서버 스프링이 지지 되어 있고, 쇽옵서버 스프링은 가이드 링을 관통한다. 가이드 링은 캡에 대해 회전할 수 있도록 지지된다. 상기 베어링은 조향의 경우에 자동차 차체에 대한 스프링의 회전을 가능하게 하는데, 그 이유는 조향 동작의 경우에는 전체 스트럿이 회전하기 때문이다.
독일 공개 특허 출원서 DE 10 2010 015 712 A1호에는, 캡과, 캡에 대해 회전할 수 있는 가이드 링을 구비하는 스트럿 베어링이 공지되어 있다. 캡과 가이드 링 사이에는 미끄럼 베어링이 배치된다. 미끄럼 베어링은 가이드 링과 캡 사이에 배치되어 있는 미끄럼 부재로 형성되어 있다.
유럽 공개 특허 출원서 EP 2 317 167 A1호는, 캡과, 가이드 링과, 이들 사이에 배치된 미끄럼 베어링을 구비하는 스트럿 베어링을 개시한다. 상기 미끄럼 베어링은 가이드 링의 리세스 내부에 삽입되어 있고, 캡을 위한 미끄럼 면을 형성한다.
독일 공개 특허 출원서 DE 10 2008 057 590 A1호는, 캡과 가이드 링을 구비하는 스트럿 베어링을 기술한다. 캡과 가이드 링은 금속으로 이루어진다. 캡과 가이드 링 사이에는, 합성수지로 형성되는 미끄럼 베어링이 배치되어 있다.
본 발명의 과제는, 간단하게 구성되어 있고 경제적으로 제조될 수 있는 스트럿 베어링을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는, 가이드 링을 제조하기 위한 방법에 있다.
본 발명에 따라, 스트럿 베어링과 관련된 과제는, 캡과, 캡에 대해 회전 축을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 된 가이드 링과, 하나 이상의 밀봉부를 구비하는 스트럿 베어링에 의해서 해결되며, 이 경우 캡과 가이드 링 사이에는 미끄럼 베어링이 배치되어 있으며, 이때 미끄럼 베어링은 가이드 링 상에 사출 성형되어 있다.
본 발명에 따라, 가이드 링을 제조하기 위한 방법과 관련된 과제는, 가이드 링이 사출 성형된 다음, 가이드 링 상에 미끄럼 베어링이 사출 성형되는 스트럿 베어링에 의해서 해결된다.
스트럿 베어링은 캡과, 스냅 연결부(snap fit)에 의해서 소실되지 않도록 캡에 연결된 가이드 링을 구비한다. 캡과 가이드 링 사이에는 베어링이 제공된다. 상기 베어링은 미끄럼 베어링으로서 형성되어 있다.
캡에 의해서는, 스트럿 베어링이 섀시 측 스트럿 돔에 혹은 탑 마운트(top mount)에 고정된다. 가이드 링에는, 이 가이드 링을 관통하는 쇽옵서버 스프링이 지지된다.
본 발명에 따른 스트럿 베어링은 가이드 링을 구비하며, 미끄럼 베어링이 가이드 링 상에 사출 성형된다. 이는, 가이드 링과 미끄럼 베어링이 함께 하나의 부품을 형성하는 것을 의미한다. 이 부품은 2소자 부품으로서 구현되어 있다. 2소자 부품은 예를 들어 2소자 사출 성형 방법에 의해서 제조되는데, 이 방법에서는 2개의 소자, 다시 말해 가이드 링과 미끄럼 베어링이 서로 재료 결합 방식으로 연결되어 있다. 이를 위해, 제1 단계에서실시예 링이 사출 성형되고, 제2 단계에서는 미끄럼 베어링이 가이드 링 상에 사출 성형된다. 이와 같은 방식의 스트럿 베어링 형성에 의해, 스트럿 베어링의 부품들의 총 개수를 줄이는 것, 다시 말해 3개 부품으로부터 2개 부품으로 줄이는 것이 가능하다. 이는 한편으로는 재료 비용 및 제조 비용이 줄어들 수 있다는 장점을 갖는다. 다른 한편으로는 조립 과정도 간단해지는데, 그 이유는 캡과 가이드 링만 조립하면 되기 때문이다. 가이드 링 및 미끄럼 베어링의 조립시에 발생할 수 있는 위치 설정 오류도 방지된다. 또한, 이와 같은 스트럿 베어링의 윤활 작용은, 미끄럼 베어링과 가이드 링 사이에도 필요한 선행 기술에서와 달리, 단지 미끄럼 베어링과 캡 사이에서만 필요하다.
본 발명의 또 다른 한 실시예에서는, 가이드 링과 미끄럼 베어링의 서로에 대한 회전 동작을 피하기 위하여, 가이드 링과 미끄럼 베어링 사이에 언더컷(undercut)이 제공되어 있다. 이와 같은 실시예의 경우, 가이드 링에 작용을 하는 힘이 큰 경우에 미끄럼 베어링이 가이드 링에 대해 또는 그 반대로 가이드 링이 미끄럼 베어링에 대해 비틀릴 수 있거나 회전할 수 있는 것이 방지된다. 언더컷을 형성하기 위하여, 소자들 중에 한 소자(가이드 링 또는 미끄럼 링)는 브래킷(bracket), 암(arm), 노우즈(nose) 등을 구비할 수 있으며, 이들은 다른 소자(가이드 링 또는 미끄럼 링)의 상보적인 리세스 내부에 결합 된다. 이를 위해, 예를 들어 제1 제조 단계에서는 상응하는 리세스를 구비하실시예 링이 상응하는 사출 성형 방법에 의해서 제조될 수 있다. 그 다음에 이어서 제2 제조 단계에서는 미끄럼 베어링이 추후 사출 성형 됨으로써, 결과적으로 상응하는 암 또는 확장부가 리세스 내부로 삽입된 후에 경화된다. 이때, 언더컷은 섹션 방식으로 제공될 수 있거나, 전체 둘레에 걸쳐서 제공될 수도 있다.
바람직하게, 가이드 링은 유리 섬유 보강된 플라스틱으로 형성된다. 이 유리 섬유 보강된 플라스틱은 가이드 링의 필수적인 안정성 및 강성을 보장한다. 유리 섬유 보강된 플라스틱으로서는 폴리아미드, 예를 들어 PA66-GF가 제공될 수 있다. 또한, 동일한 특성들을 갖는 다른 플라스틱 또는 금속의 사용도 가능하다.
본 발명의 한 실시예에서, 미끄럼 베어링은 보강되지 않은 플라스틱으로 형성된다. 보강되지 않은 플라스틱으로서는 예를 들어 폴리옥시메틸렌 또는 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 이에 따라, 혼합 마찰 및 스틱 슬립(stick slip) 효과가 감소되거나 방지된다.
본 발명의 한 실시예에서, 밀봉부는 래버린스(labyrinth) 밀봉부로서 형성되어 있다. 바람직하게, 래버린스 밀봉부는 다중 래버린스 밀봉부로서 구현된다. 가이드 링 또는 미끄럼 베어링은, 가이드 링 또는 미끄럼 베어링이 하나 이상의 돌출하는 림(rim)을 구비하도록 형성된다. 가이드 링 또는 미끄럼 베어링과 유사하게, 캡도 돌출하는 림을 구비하도록 형성된다. 캡과 가이드 링 또는 미끄럼 베어링이 상기 형성된 림에 의해 상호 맞물릴 수 있음으로써, 래버린스 형태의 구조물이 형성된다. 그럼으로써, 오염물이 스트럿 베어링 내부로 유입될 수 있는 가능성이 방지되고, 이로 인해 스트럿의 반경 방향 가동성이 가능해진다.
이하에서는, 본 발명의 한 실시예가 도면을 참조해서 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 스트럿 베어링의 종단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 스트럿 베어링(1)의 종단면을 보여준다. 스트럿 베어링(1)은 캡(2)과, 이 캡(2)에 대해 회전 축(D)을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 된 가이드 링(3)을 구비한다. 캡(2)은 스냅 연결부(3a)에 의해서 가이드 링(3)에 연결되어 있다. 캡(2)은 도면에 도시되어 있지 않은, 자동차 섀시의 돔 베어링에 고정되어 있다. 가이드 링(3)은 도면에 도시되지 않은 쇽옵서버 스프링의 축 방향 단부를 수용한다. 쇽옵서버 스프링의 스프링력은 가이드 링(3)을 통해 캡(2) 내부로 그리고 그곳으로부터 돔 베어링 내부로 전달된다.
가이드 링(3)은 미끄럼 베어링(4)을 통해서 캡(2)에 축을 따라 회전 축(D)의 방향으로 지지된다. 미끄럼 베어링(4)은 회전 축(D)을 따라서 작용을 하는 힘을 가이드 링(3)으로부터 캡(2)으로 전달하기 위해서 이용된다.
미끄럼 베어링(4)은 가이드 링(3)에 또는 가이드 링 상에 사출 성형되어 있다. 바람직하게, 가이드 링은 2소자 사출 성형 방법으로 제조되며, 이 방법에서는 먼저 가이드 링(3)이 사전에 사출 성형되고, 미끄럼 베어링(4)이 재료 결합부를 형성하면서 추후에 사출 성형된다.
도 1에서 더 알 수 있는 바와 같이, 가이드 링(3)과 미끄럼 베어링(4) 사이에는 언더컷(5)이 제공되어 있다. 이를 위해, 미끄럼 베어링(4)은 "암"(6)을 구비하며, 이들 암은 가이드 링(3)의 상응하는 리세스(7) 내로 결합된다. 언더컷(5)은 이미 사출 성형 공정 중에 제조된다.
가이드 링(3)과 캡(2) 사이에는, 바람직하게 2중 래버린스 밀봉부(9)로서 형성된 래버린스 밀봉부(8)가 제공되어 있다.
이를 위해, 캡(2)의 외부 둘레에는 회전 축(D)에 대해 동축으로 배치되어 있고 환형으로 폐쇄된 2개의 림(10, 11)이 제공되며, 이들 림은 주변을 둘러싸는 환형 그루브(12)를 제한한다. 캡(11)에 일체형으로 형성된 2개의 림(10, 11)의 자유 단부들은 가이드 링(3)을 향하는 방향으로 연장된다. 림(10)과 미끄럼 베어링(4) 사이에는 환형의 리세스(13)가 형성되어 있으며, 이 환형의 리세스는 한편으로는 미끄럼 베어링(4)에 의해서 제한되고, 다른 한편으로는 림(10)에 의해서 제한된다.
가이드 링(3) 또는 미끄럼 베어링(4)의 외부 둘레에는, 회전 축(D)에 대해 축 방향으로 배치되어 있고 환형으로 폐쇄된 2개의 림(14, 15)을 구비하며, 이들 림은 주변을 둘러싸는 환형 그루브(16)를 제한한다. 가이드 링(3) 또는 미끄럼 베어링(4)에 일체형으로 형성된 2개의 림(14, 15)의 자유 단부들은 캡(2)을 향하는 방향으로 연장된다.
림(10 및 11)은 림(14 및 15)에 대해 반경 방향으로 옵셋되어 배치된다. 림(15)은 환형 그루브(12) 내에 결합된다. 캡(2)의 림(10)은 환형 그루브(16) 내에 결합 된다.
D: 회전 축
1: 스트럿 베어링
2: 캡
3: 가이드 링
3a: 스냅 연결부
4: 미끄럼 베어링
5: 언더컷
6: 암
7: 리세스
8: 래버린스 밀봉부
9: 2중 래버린스 밀봉부
10: 림
11: 림
12: 환형 그루브
13: 환형 리세스
14: 림
15: 림
16: 환형 그루브

Claims (6)

  1. 캡(2)과, 상기 캡(2)에 대해 회전 축(D)을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 된 가이드 링(3)과, 하나 이상의 밀봉부를 구비하며, 캡(2)과 가이드 링(3) 사이에 미끄럼 베어링(4)이 배치되어 있는, 스트럿 베어링에 있어서,
    미끄럼 베어링(4)은 가이드 링(3) 상에 사출 성형된 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링.
  2. 제1항에 있어서, 가이드 링(3)과 미끄럼 베어링(4)의 서로에 대한 회전을 방지하기 위해, 가이드 링(3)과 미끄럼 베어링(4) 사이에 언더컷(5)이 제공된 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가이드 링(3)은 유리 섬유 보강된 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 미끄럼 베어링(4)은 보강되지 않은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉부는 래버린스 밀봉부(8)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링.
  6. 캡(2)과, 상기 캡(2)에 대해 회전 축(D)을 중심으로 회전할 수 있도록 지지 된 가이드 링(3)과, 밀봉부를 구비하며, 캡(2)과 가이드 링(3) 사이에 미끄럼 베어링(4)이 배치되어 있는 스트럿 베어링의 가이드 링(3)을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    - 가이드 링(3)을 사출 성형하는 단계와,
    - 상기 가이드 링(3) 상에 미끄럼 베어링(4)을 사출 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스트럿 베어링의 가이드 링을 제조하기 위한 방법.
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