KR20170020020A - 서브 프레임용 부시 유닛 - Google Patents

서브 프레임용 부시 유닛 Download PDF

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KR20170020020A
KR20170020020A KR1020150114649A KR20150114649A KR20170020020A KR 20170020020 A KR20170020020 A KR 20170020020A KR 1020150114649 A KR1020150114649 A KR 1020150114649A KR 20150114649 A KR20150114649 A KR 20150114649A KR 20170020020 A KR20170020020 A KR 20170020020A
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Abstract

서브 프레임용 부시 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛은 ⅰ)서브 프레임과 차체에 결합되는 인너 파이프와, ⅱ) 상기 인너 파이프에 삽입되며, 외주 방향을 따라 적어도 하나의 설정된 구간에 관통홀이 형성된 미드 파이프와, ⅲ) 상기 인너 파이프의 외표면과 미드 파이프의 내표면에 가류 접착되는 부시고무 및 ⅳ) 상기 미드 파이프의 외주면에 결합되는 아웃터 파이프를 포함하며, 상기 부시고무의 외표면에는 상기 관통홀과 연결되는 유체 충진홈이 형성되고, 상기 관통홀 및 유체 충진홈은 상기 아웃터 파이프에 의해 폐쇄되며, 유체가 수용될 수 있는 챔버로서 구비될 수 있다.

Description

서브 프레임용 부시 유닛{BUSH UNIT FOR SUB-FRAME}
본 발명은 서브 프레임용 부시 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서브 프레임의 후방 측에 결합되어 서브 프레임에서 차체로 전달되는 진동을 저감할 수 있도록 한 서브 프레임용 부시 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 서스펜션 멤버(suspension member)라고도 불리는 서브 프레임(sub-frame)은 전후방 양측이 프론트 사이드 멤버의 하부에 볼트 체결되어 조립된다.
상기 서브 프레임에는 엔진과 변속기가 전후 방향으로 배치되는데, 차량의 정면 충돌 시, 서브 프레임의 좌굴에 의해 엔진의 드롭을 유도함으로서, 엔진이 차체의 대시패널 측에 강체로 밀리지 않도록 설계되어 그 충돌 안전성을 보장하게 된다.
그리고 상기 서브 프레임은 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 또는 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 서브 프레임은 프론트 사이드 멤버의 전후방 양측 4개소에 부시 유닛을 관통하는 볼트를 통해 결합되는데, 특히, 서브 프레임의 후방 양측에 결합되는 부시 유닛은 불규칙한 노면으로부터 발생하는 진동과 충격을 완화시켜 차량의 진동전달 특성이나 차량의 승차감 및 조종 안정성의 개선에 매우 중요한 역할을 하게 된다.
이를 위해, 상기와 같은 부시 유닛은 외통을 형성하는 아웃터 파이프와, 내통을 형성하는 인너 파이프로 이루어지며, 아웃터 파이프와 인너 파이프의 사이에는 부시가 개재된다.
여기서, 상기 부시는 진동과 충격을 효과적으로 감소시키기 위해 고무소재로 구성된다.
그러나 종래 기술에 따른 부시 유닛은 차체 및 엔진에서 발생하는 진동에 의한 부시의 비틀림 변위가 발생하여, 고무 소재의 부시만으로 충격흡수 및 지지를 위한 자체의 강성과 내구성의 지속적인 유지에 어려움이 있었다.
또한, 고주파 영역에서 발생하는 진동에 불리한 단점이 있고, 저주파 영역에서 발생하는 진동에 취약한 단점이 있다.
즉, 상기 부시 유닛은 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 폭 넓게 나타나는 복합진동을 동시에 적절히 흡수 해주기에는 미흡한 문제점이 있었다.
본 발명의 실시 예는 미드 파이의 관통홀과 부시고무에 형성되는 유체 충진홈이 아웃터 파이프에 의해 폐쇄됨에 따라, 유체를 수용될 수 있는 챔버로 형성되어, 그 챔버에 충진된 유체의 고유 진동수에 의해 차량의 주행 중 차체 및 엔진에서 발생하는 전 주파수 영역에서 발생하는 진동의 특성에 맞는 댐핑 성능을 구현하여 있도록 한 서브 프레임용 부시 유닛을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛은 ⅰ)서브 프레임과 차체에 결합되는 인너 파이프와, ⅱ) 상기 인너 파이프에 삽입되며, 외주 방향을 따라 적어도 하나의 설정된 구간에 관통홀이 형성된 미드 파이프와, ⅲ) 상기 인너 파이프의 외표면과 미드 파이프의 내표면에 가류 접착되는 부시고무 및 ⅳ) 상기 미드 파이프의 외주면에 결합되는 아웃터 파이프를 포함하며, 상기 부시고무의 외표면에는 상기 관통홀과 연결되는 유체 충진홈이 형성되고, 상기 관통홀 및 유체 충진홈은 상기 아웃터 파이프에 의해 폐쇄되며, 유체가 수용될 수 있는 챔버로서 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 부시고무의 외표면에는 외주 방향을 따라 복수개의 유체 충진홈들이 구획 형성되며, 상기 미드 파이프에는 상기 유체 충진홈에 대응하는 복수개의 관통홀들이 형성되고, 상기 챔버는 상기 관통홀들 및 유체 충진홈들에 의해 복수개로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 부시고무에는 상기 유체 충진홈들을 상호 연결하는 연결홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 연결홈은 상기 아웃터 파이프에 의해 폐쇄되며, 상기 복수개의 챔버를 상호 연결하는 연결 유로로서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 유체 충진홈들의 가장자리 단에는 상기 관통홀을 통해 상기 아웃터 파이프의 내표면에 밀착되며, 상기 아웃터 파이프의 내표면과 챔버 사이를 밀폐하는 실링돌기가 돌출 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 인너 파이프의 외주면에는 내측으로 함몰된 제1 역벌지 성형부가 형성되며, 상기 미드 파이프에는 상기 제1 역벌지 성형부와 대응되는 형상으로 내측으로 돌출된 제2 역벌지 성형부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 부시고무는 상기 제1 및 제2 역벌지 성형부의 사이에서 제2 역벌지 성형부에 의해 상기 인너 파이프 측의 제1 역벌지 성형부 측으로 압축될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛에 있어서, 상기 유체는 상기 챔버의 전체 공간에 95%로 충진될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 미드 파이프의 관통홀과 부시고무에 형성되는 유체 충진홈이 아웃터 파이프에 의해 폐쇄됨에 따라, 유체를 수용될 수 있는 챔버로 형성되어, 그 챔버에 충진된 유체에 고유 진동수에 의해 차체 및 엔진에서 발생하는 저주파 영역과 고주파 영역의 진동을 효과적을 저감시켜 승차감과 NVH를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛이 서프 프레임의 후방 양측에 설치된 상태를 나타낸 상태도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛의 조립 상태를 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛이 서프 프레임의 후방 양측에 설치된 상태를 나타낸 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛의 부분 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛의 조립 상태를 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛(1)은 서브 프레임(100)과 차체에 결합되어 차량의 주행 중 차체 및 엔진으로부터 발생되는 진동을 저감하는 것이다.
여기서, 상기 서브 프레임(100)은 차량에 주로 적용되는 서스펜션에 구비되는 것으로, 프론트 사이드 멤버(미도시)에 장착되며 스티어링계, 변속기, 엔진 등의 부품을 지지하여 차체의 강성을 증대시키는 역할을 하게되며, 차량의 정면 충돌 시, 서브 프레임(100)의 좌굴에 의해 엔진의 드롭을 유도함으로서, 엔진이 차체의 대시패널 측으로 밀리지 않도록 설계되어 그 충돌 안전성을 보장하게 된다.
또한, 상기 서브 프레임(100)은 승차감 및 주행 안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.
이를 위해, 상기 서브 프레임(100)의 후방 양측에는 서브 프레임용 부시 유닛(1)이 결합된다.
본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛(1)은 인너 파이프(10), 미드 파이프(20), 부시고무(30) 및 아웃터 파이프(40)를 포함한다.
상기 인너 파이프(10)는 서브 프레임(100)의 후방 양측과 차체를 연결한다.
여기서, 상기 인너 파이프(10)에는 서브 프레임(100)의 후방과 차체를 결합하기 위해 마운팅 볼트(미도시)가 관통 결합되는 체결홀(11)이 형성된다.
상기 인너 파이프(10)는 서브 프레임(100)의 후방과 차체를 연결하도록 양측면이 직선 형태를 이루며, 그 양측면을 연결하는 양측은 라운드 형상 이루어진 블록 형상으로 수직방향으로 형성되며, 외주면의 측면에는 내측으로 함몰된 제1 역벌지 성형부(13)가 형성된다.
상기 미드 파이프(20)는 인너 파이프(10)의 외표면과 일정 간격을 두고 인너 파이프(10)의 외측에 배치되며, 외주 방향을 따라서 적어도 하나의 설정된 구간에 관통홀(21)이 형성된다.
상기 미드 파이프(20)는 인너 파이프(10)의 제1 역벌지 성형부(13)에 대응하는 내주면에서 형성되며, 관통홀(21)에 간섭되지 않도록 내측으로 돌출된 제2 역벌지 성형부(23)가 형성된다.
상기 관통홀(21)은 복수 개로서 미드 파이프(20)의 외주 방향을 따라 구획 형성되며, 외주 방향을 따라 이격되게 형성된다.
여기서, 상기 인너 파이프(10)의 제1 역벌지 성형부(13)와 미드 파이프(20)의 제2 역벌지 성형부(23)는 뒤에서 더욱 설명될 부시고무(30)를 인너 파이프(10)와 미드 파이프(20) 사이에서 압축하여 그 부시고무(30)의 결합력을 높이는 기능을 하게 된다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 부시고무(30)는 인너 파이프(10)와 미드 파이프(20)의 사이에서 인너 파이프(10)의 외표면과 미드 파이프(20)의 내표면에 가류 접착된다.
상기 부시고무(30)의 외표면에는 미드 파이프(20)의 관통홀들(21)과 연결되는 유체 충진홈(31)이 형성된다.
여기서, 상기 유체 충진홈(31)은 미드 파이프(20)의 관통홀들(21)에 대응하여 복수개로 형성되는 바, 부시고무(30)의 둘레 방향을 따라 이격되게 형성된다.
그리고 상기 부시고무(30)에는 유체 충진홈들(31)을 상호 연결하는 연결홈(35)이 형성된다.
상기 연결홈(35)은 유체 충진홈들(31) 사이에 위치하며 그 유체 충진홈들(31)을 구획하는 부분에 형성된다.
여기서, 상기 부시고무(30)는 위에서 언급한 바 있듯이 제2 역벌지 성형부(23)에 의해 인너 파이프(10)의 제1 역벌지 성형부(13) 측으로 압축된다.
이로 인해, 상기 부시고무(30)는 제1,2 역벌지 성형부(13)(23)를 통해 인너 파이프(10)와 미드 파이프(20)에 대한 접촉면적을 최대화시킬 수 있다.
즉, 상기 부시고무(30)는 제1,2 역벌지 성형부(13)(23)을 통해 인너 파이프(10)와 미드 파이프(20) 간의 결합력을 증대시키며, 인너 파이프(10)와 미드 파이프(20)의 지지력을 높여 차량의 주행 중 발생하는 진동과 충격력을 효과적으로 저감시킬 수 있게된다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 아웃터 파이프(40)는 미드 파이프(20)의 외주면에 결합된다.
즉, 상기 아웃터 파이프(40)의 내표면은 미드 파이프(20)의 외표면에 밀착되어 위에서 언급한 바 있는 관통홀들(21), 유체 충진홈들(31), 연결홈(35)을 폐쇄한다.
따라서, 상기 관통홀들(21), 유체 충진홈들(31), 연결홈(35)은 아웃터 파이프(40)의 내표면에 의해 폐쇄되며, 유체가 수용될 수 있는 챔버(CH)를 형성하게 된다.
여기서, 상기 챔버(CH)는 복수개의 관통홀들(21) 및 유체 충진홈들(31)에 의해 미드 파이프(20)와 부시고무(30)의 외주 방향으로 복수개로 구비된다.
그리고 상기 유체 충진홈들(31)을 연결하는 연결홈(35)은 아웃터 파이프(40)의 내표면에 의해 폐쇄되는 바, 복수개의 챔버(CH)를 상호 연결하며 챔버(CH)에 수용된 유체가 유동될 수 있도록 하는 연결 유로(37)로서 형성된다.
한편, 상기 유체 충진홈들(31)의 가장자리 단에는 실링돌기(33)가 돌출 형성된다.
상기 실링돌기(33)는 관통홀들(21)의 가장자리 단을 통해 아웃터 파이프(40)의 내표면과 접촉되며, 그 아웃터 파이프(40)의 내표면과 관통홀들(21) 및 유체 충진홈들(31) 사이를 밀폐하게 된다.
그리고 상기 챔버(CH)에는 유체가 충진 되는데, 상기 유체는 엔진에서 발생하는 주파수 영역에 따른 고유 진동수로 엔진에서 발생하는 진동을 저감하기 위하여 챔버(CH) 전체 공간의 95%로 충진된다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛(1)의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에서 차량의 주행 중 발생하는 진동은 서브 프레임용 부시 유닛(1)로 전달된다. 그러면, 상기 진동에 의해 부시고무(30)가 변형하게 되고, 이로 인해 유체는 챔버(CH) 내에서 유동하게 된다.
이때, 상기 유체는 챔버(CH)를 연결하는 연결 유로(37)에 의해 챔버(CH) 사이로 유체가 상호 유동되어 댐핑력을 발휘함으로써 차량의 주행 중 발생하는 진동을 저감시키게 된다.
즉, 상기 유체는 챔버(CH) 내에서 유동하며 고유 진동수를 갖게 되고, 고유 진동수에 따라서 차체 및 엔진에서 발생하는 저주파 영역(20Hz) 및 고주파 영역(90~130Hz)의 진동을 흡수함과 동시에 고무부시(30)의 변형을 통해 진동을 저감하여 승차감과 NVH를 개선할 수 있게 된다.
또한, 이러는 과정에 상기 부시고무(30)는 인너 파이프(10)의 제1 역벌지 성형부(13)와 제2 역벌지 성형부(23)에 의해 변형되며, 차량의 주행 중 발생하는 진동과 충격력을 효과적으로 저감 할 수 있게 된다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 서브 프레임용 부시 유닛(1)은 부시고무(30)에 유체를 충진한 챔버(CH)를 형성하고 있기 때문에, 고무부시(30)의 변형과 함께 챔버(CH)에 충진된 유체의 유동으로 차체 및 엔진에서 발생하는 저주파 영역(20Hz)과 고주파 영역(90~12 0Hz)의 진동을 효과적으로 저감시켜 승차감과 NVH를 개선할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 서브 프레임 1: 서브 프레임용 부시 유닛
10: 인너 파이프 11: 체결홀
13: 제1 역벌지 성형부 20: 미드 파이프
21: 관통홀 23: 제2 역벌지 성형부
30: 부시고무 31: 유체 충진홈
33: 실링돌기 35: 연결홈
37: 연결 유로 40: 아웃터 파이프
CH: 챔버

Claims (8)

  1. 서브 프레임과 차체에 결합되는 인너 파이프;
    상기 인너 파이프에 삽입되며, 외주 방향을 따라 적어도 하나의 설정된 구간에 관통홀이 형성된 미드 파이프;
    상기 인너 파이프의 외표면과 미드 파이프의 내표면에 가류 접착되는 부시고무; 및
    상기 미드 파이프의 외주면에 결합되는 아웃터 파이프;
    를 포함하며,
    상기 부시고무의 외표면에는 상기 관통홀과 연결되는 유체 충진홈이 형성되고,
    상기 관통홀 및 유체 충진홈은 상기 아웃터 파이프에 의해 폐쇄되며, 유체가 수용될 수 있는 챔버로서 구비되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부시고무의 외표면에는 외주 방향을 따라 복수개의 유체 충진홈들이 구획 형성되며,
    상기 미드 파이프에는 상기 유체 충진홈에 대응하는 복수개의 관통홀들이 형성되고,
    상기 챔버는 상기 관통홀들 및 유체 충진홈들에 의해 복수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부시고무에는
    상기 유체 충진홈들을 상호 연결하는 연결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결홈은
    상기 아웃터 파이프에 의해 폐쇄되며, 상기 복수개의 챔버를 상호 연결하는 연결 유로로서 형성되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유체 충진홈들의 가장자리 단에는
    상기 관통홀을 통해 상기 아웃터 파이프의 내표면에 밀착되며, 상기 아웃터 파이프의 내표면과 챔버 사이를 밀폐하는 실링돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인너 파이프의 외주면에는 내측으로 함몰된 제1 역벌지 성형부가 형성되며,
    상기 미드 파이프에는 상기 제1 역벌지 성형부와 대응되는 형상으로 내측으로 돌출된 제2 역벌지 성형부가 형성되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부시고무는
    상기 제1 및 제2 역벌지 성형부의 사이에서 제2 역벌지 성형부에 의해 상기 인너 파이프 측의 제1 역벌지 성형부 측으로 압축되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유체는 상기 챔버의 전체 공간에 95%로 충진되는 것을 특징으로 하는 서브 프레임용 부시 유닛.
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