KR20220087729A - 쇽 업소버의 인슐레이터 - Google Patents

Abstract

쇽 업소버의 인슐레이터가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터는, ⅰ)차체에 고정되는 하우징과, ⅱ)하우징의 내측에서 쇽 업소버의 피스톤 로드 상단 부와 결합되는 코어부재와, ⅲ)코어부재에 형성되는 우레탄 소재의 제1 탄성체와, ⅳ)하우징의 내측 면과 제1 탄성체에 접착되는 우레탄 소재의 제2 탄성체를 포함할 수 있다.

Description

쇽 업소버의 인슐레이터 {INSULATOR DIVICE OF SHOCK ABSORBER}

본 발명의 실시 예는 차량용 서스펜션의 쇽 업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차체로 전달되는 충격과 진동을 흡수하기 위한 쇽 업소버의 인슐레이터 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 쇽 업소버(shock absorber)는 노면으로부터의 진동을 억제하거나 감쇠하는 역할을 하며, 차체와 휠 사이에 장착된 상태에서 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수한다.

그리고, 쇽 업소버는 차체 각부의 동적 응력을 저감시켜 내구 수명을 증가시키고, 스프링 아래 질량의 운동을 억제하여 타이어의 접지성을 확보할 수 있으며, 관성력에 의한 자세 변화 등을 억제하여 차량의 운동 성능을 향상시킨다.

이러한 쇽 업소버는 통상 피스톤 로드 상단이 차체 측에 고정된 인슐레이터(Insulator)와 결합되고, 실린더 하단이 차륜 측에 고정된다.

여기서, 종래 기술에 따른 인슐레이터는 중앙에 피스톤 로드가 관통 결합될 수 있도록 중공이 형성되고, 인슐레이터의 상측 선단부는 차체에 볼트 등을 통해 체결되며, 인슐레이터의 내부에는 피스톤 로드와 결합되어 충격을 흡수하는 내부 절연제로서의 충격 흡수부재(예를 들면, 고무, 우레탄 등)가 구성된다. 상기에서 인슐레이터는 상하 특성값에 따라 쇽 업소버 감쇠력의 차체 전달률이 변경된다.

한편, 종래 기술에서 인슐레이터의 충격 흡수부재로서 우레탄 소재를 적용한 경우는 고무 대비 낮은 동 특성(동일 정 특성)으로 NVH 측면에서 유리하고, 동일 특성 발휘를 위한 부피가 작기 때문에, 레이아웃이나 중량적인 측면에서 유리하다. 또한, 이 경우는 온도에 따른 특성 변화가 작은 장점이 있다.

그런데, 종래에는 충격 흡수부재로서 우레탄 소재를 사용하는 경우, 고무와 다르게 형상 적용이 어려워 방향 별 특성 설정이 불가능하다.

더 나아가, 종래 기술에서 상기한 우레탄 소재의 밀도가 낮을 경우에는 상하 방향 특성이 낮아 NVH 및 승차감 성능에 유리하지만 반경 방향 특성이 낮아 핸들링 성능이 불리하다.

반대로, 종래 기술에서 상기한 우레탄 소재의 밀도가 높을 경우에는 반경 방향 특성이 높아 핸들링 성능에 유리하지만 상하 방향 특성이 높아 NVH 및 승차감 성능이 불리하다.

다른 한편, 종래 기술에서 인슐레이터는 차체에 고정되는 케이스와, 케이스의 내측에서 피스톤 로드와 결합되는 코어부와, 케이스와 코어부 사이에 형성되는 우레탄 소재의 상기한 충격 흡수부재를 구비하고 있다.

그런데, 종래에는 코어부와 충격 흡수부재의 접착이 용이하지 않아 피스톤 로드에 대 하중이 입력될 경우, 코어부와 충격 흡수부재 사이에 틈새가 생기게 되고, 그 틈새로 인한 공기 배출 노이즈가 발생할 수 있다.

또한, 종래에는 피스톤 로드의 상단에 너트를 체결하며, 그 피스톤 로드에 코어부를 고정하는 경우, 피스톤 로드에 대해 코어부가 회전함으로 인해 너트의 비정상적인 체결에 따른 너트 풀림이 발생할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 진동 에너지를 흡수하는 방향 별 특성의 조절이 가능한 쇽 업소버의 인슐레이터를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터는, ⅰ)차체에 고정되는 하우징과, ⅱ)상기 하우징의 내측에서 쇽 업소버의 피스톤 로드 상단 부와 결합되는 코어부재와, ⅲ)상기 코어부재에 형성되는 우레탄 소재의 제1 탄성체와, ⅳ)상기 하우징의 내측 면과 상기 제1 탄성체에 접착되는 우레탄 소재의 제2 탄성체를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 제1 탄성체는 상기 제2 탄성체의 우레탄 소재 보다 상대적으로 큰 밀도를 지닌 우레탄 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 제1 탄성체는 상기 코어부재의 가장자리 부분에 우레탄 소재가 일체로 발포 성형된 것으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 코어부재는 중앙에 로드 결합 홀을 형성하며, 상기 로드 결합 홀을 중앙에 두고 방사 상으로 배치된 복수 개의 소재 결합 홀들 지닌 원반 형상의 코어 바디를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 제1 탄성체는 상기 코어 바디의 가장자리 부분을 둘러싸도록 발포 성형되어 상기 소재 결합 홀들에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 소재 결합 홀들이 원형 단면으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 소재 결합 홀들 중, 상기 로드 결합 홀을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 타원형 단면으로 이루어지고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 원형 단면으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 소재 결합 홀들 중, 상기 로드 결합 홀을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 원형 단면으로 이루어지고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 타원형 단면으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터에 있어서, 상기 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체의 상하 면에 접착될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 중량 절감, 레이아웃 유리, 온도 변화에 따른 성능 강건성을 확보하면서 진동 에너지를 흡수하는 상하, 전후, 좌우 방향 특성 조절이 가능하여 핸들링, 승차감 및 NVH 성능을 동시에 만족시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터를 도시한 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위를 도시한 단면 구성도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위의 변형 예를 도시한 도면이다.

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 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 ...부, ...부재, ...유닛 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터를 도시한 단면 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터(100)는 차량의 차축과 차체 사이에 배치되며, 노면에서 받는 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 하는 서스펜션에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에 의한 인슐레이터(100)는 차체와 차륜 사이에 장착되며, 노면으로부터의 진동을 억제하거나 감쇠하는 역할을 하며, 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수하는 쇽 업소버(1)에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 쇽 업소버(1)는 피스톤 로드(3)의 상단 부분이 본 발명의 실시 예에 의한 차체 측에 고정된 인슐레이터(100)(Insulator)(당 업계에서는 탑 마운트라고도 한다)에 결합되고, 실린더(도면에 도시되지 않음)의 하단 부분이 차륜 측에 고정된다.

이하에서는 차체의 길이 방향(이하, 전후 방향), 차폭 방향(이하, 좌우 방향), 그리고 차체 높이 방향(이하, 상하 방향)을 기준으로 하여 하기의 구성 요소들을 설명하기로 한다.

또한, 하기에서의 단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터(100)는 중량 절감, 레이아웃 유리, 온도 변화에 따른 성능 강건성을 확보하면서 진동 에너지를 흡수하는 상하, 전후, 좌우 방향 특성 조절이 가능하여 핸들링, 승차감 및 NVH 성능을 동시에 만족시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 쇽 업소버의 인슐레이터(100)는 기본적으로, 하우징(10), 코어부재(30), 제1 탄성체(50), 그리고 제2 탄성체(70)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 하우징(10)은 쇽 업소버(1)의 상부에 배치되며, 마운팅 볼트(11)를 통하여 차체(도면에 도시되지 않음)에 고정된다. 상기 하우징(10)은 내측 공간을 형성한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 코어부재(30)는 피스톤 로드(3)가 삽입되는 일종의 부시 인너로서, 하우징(10)의 내측 공간에서 피스톤 로드(3)의 상단 부와 결합된다. 상기 코어부재(30)는 예를 들면, 스틸 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 코어부재(30)에는 피스톤 로드(3)의 상단 부가 끼워지는데, 코어부재(30)는 피스톤 로드(3)의 상단 부에 체결되는 마운팅 너트(32)를 통해 그 피스톤 로드(3)에 체결될 수 있다.

이와 같은 코어부재(30)의 구성은 제1 탄성체(50)와 함께 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위를 도시한 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기한 바와 같은 코어부재(30)는 피스톤 로드(3)의 상단 부에 결합되는 원반 형상의 코어 바디(31)를 포함하고 있다.

상기 코어 바디(31)는 피스톤 로드(3)의 상단 부가 결합되는 로드 결합 홀(33)을 중앙에 형성하고 있다.

그리고, 상기 코어 바디(31)는 로드 결합 홀(33)을 중앙에 두고 방사 상으로 배치된 복수 개의 소재 결합 홀(35)들을 형성하고 있다. 상기에서 소재 결합 홀(35)들은 단면적이 동일한 원형 단면을 가지며, 반경 방향(방사 방향)을 따라 배치된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 탄성체(50)는 피스톤 로드(3)를 통해 차체로 입력되는 진동 에너지를 흡수하기 위한 것으로서, 우레탄 소재로 이루어지며, 코어부재(30)에 형성된다.

상기 제1 탄성체(50)는 소재 결합 홀(35)들을 포함하는 코어 바디(31)의 가장자리 부분에 우레탄 소재가 발포 성형된 것으로, 그 코어 바디(31)에 일체로 형성된다.

이러한 제1 탄성체(50)는 코어 바디(31)의 가장자리 부분을 둘러싸도록 발포 성형되어 소재 결합 홀(35)들에 결합되는 바, 그 소재 결합 홀(35)들을 관통하여 발포 성형되며, 코어 바디(31)에 일체로 성형된다. 즉, 제1 탄성체(50)는 소재 결합 홀(35)들, 그 소재 결합 홀(35)들을 포함하는 코어 바디(31)의 상면 및 하면, 그리고 코어 바디(31)의 외주 면(가장자리 면)에 우레탄 소재가 일체로 발포 성형된 것이다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 탄성체(70)는 피스톤 로드(3)를 통해 차체로 입력되는 진동 에너지를 흡수하기 위한 것으로서, 우레탄 소재로 이루어지며, 하우징(10)의 내측 면과 제1 탄성체(50)에 접착을 통해 결합된다. 여기서, 상기 제2 탄성체(70)는 제1 탄성체(50)의 상면 및 하면에 접착된다.

한편, 상기한 바와 같은 제1 탄성체(50)는 제2 탄성체(70)의 우레탄 소재 보다 상대적으로 큰 밀도를 지닌 우레탄 소재로 이루어지는데, 이러한 밀도의 차이는 경도의 차이로서 우레탄 소재 조성물의 조성 비 등에 의해 설정될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터(100)에 의하면, 피스톤 로드(3)의 상단 부에 결합된 코어부재(30)에 고밀도 우레탄 소재의 제1 탄성체(50)를 발포 성형하고, 하우징(10)의 내측에서 저밀도 우레탄 소재의 제2 탄성체(70)를 하우징(10)의 내측 면 및 제1 탄성체(50)에 접착을 통해 결합한 구조를 갖는다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 피스톤 로드(3)로 입력되는 하중을 우레탄 소재의 제1 및 제2 탄성체(50, 70)를 통해 흡수할 수 있으므로, 고무 소재 대비 낮은 동 특성(동일 정 특성)으로 NVH 측면에서 유리하고, 동일 특성 발휘를 위한 부피가 작기 때문에 레이아웃이나 중량적인 측면에서 유리하며, 온도에 따른 특성 변화가 작은 장점이 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 밀도가 높은 우레탄 소재의 제1 탄성체(50)를 적용함에 따라 반경 방향 특성이 높아 핸들링 성능에 유리하고, 밀도가 상대적으로 낮은 우레탄 소재의 제2 탄성체(70)를 적용함에 따라 상하 방향 특성이 낮아 NVH 및 승차감 성능에 유리하다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 코어부재(30)에 제1 탄성체(50)를 강한 결합력으로 결합하고, 제1 탄성체(50)와 제2 탄성체(70)를 강한 접착력으로 접착함에 따라, 인슐레이터(100)의 내구 문제를 해결할 수 있다.

부연 설명하면, 본 발명의 실시 예에서는 코어부재(30), 제1 탄성체(50) 및 제2 탄성체(70)가 강한 결합력으로 일체 성형 및 접착되어 있기 때문에, 피스톤 로드(3)에 대 하중이 인가되어 코어부재(30)의 유동이 발생하더라도 코어부재(30)와 제1 및 제2 탄성체(50, 70) 사이의 틈새가 발생하지 않게 되고, 이로 인해 공기 배출 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 마운팅 너트(32)를 통해 코어부재(30)를 피스톤 로드(3)에 체결할 때, 코어부재(30)가 제1 및 제2 탄성체(50, 70)와의 결합력에 의해 회전하지 않게 되면서 너트 풀림 문제를 개선할 수 있다.

도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 쇽 업소버의 인슐레이터에 적용되는 코어부재 부위의 변형 예를 도시한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예서 상기 코어부재(30)의 제1 변형 예에서는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 소재 결합 홀(135a, 135b)들의 크기가 서로 다른데, 그 소재 결합 홀(135a, 135b)들 중, 로드 결합 홀(33)을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀(135a)들이 타원형 단면의 홀로 형성되고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀(135b)들이 원형 단면의 홀로 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서 상기 코어부재(30)의 제2 변형 예에서는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 소재 결합 홀(235a, 235b)들의 크기가 서로 다른데, 그 소재 결합 홀(235a, 235b)들 중, 로드 결합 홀(33)을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀(235a)들이 원형 단면의 홀로 형성되고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀(235b)들이 타원형 단면의 홀로 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같이 고밀도 우레탄 소재의 제1 탄성체(50)와 결합되는 소재 결합 홀(135a, 135b, 235a, 235b)들의 위치와 형상, 크기, 개수를 조절함으로써, 전후, 좌우, 상하 방향 특성 조절이 가능하여 핸들링, 승차감, NVH 성능을 동시에 만족시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같은 코어부재(30)에 대한 제1 탄성체(50)의 두께를 조절하며, 상하 방향 특성을 조절할 수도 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 쇽 업소버 3: 피스톤 로드
10: 하우징 11: 마운팅 볼트
13: 상부 캡 30: 코어부재
31: 코어 바디 32: 마운팅 너트
33: 로드 결합 홀 35, 135a, 135b, 235a, 235b: 소재 결합 홀
50: 제1 탄성체 70: 제2 탄성체
100: 인슐레이터

Claims (9)

1. 차체에 고정되는 하우징;
   상기 하우징의 내측에서 쇽 업소버의 피스톤 로드 상단 부와 결합되는 코어부재;
   상기 코어부재에 형성되는 우레탄 소재의 제1 탄성체; 및
   상기 하우징의 내측 면과 상기 제1 탄성체에 접착되는 우레탄 소재의 제2 탄성체;
   를 포함하는 쇽 업소버의 인슐레이터.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 탄성체는,
   상기 제2 탄성체의 우레탄 소재 보다 상대적으로 큰 밀도를 지닌 우레탄 소재로 이루어지는 쇽 업소버의 인슐레이터.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 탄성체는,
   상기 코어부재의 가장자리 부분에 우레탄 소재가 일체로 발포 성형된 것인 쇽 업소버의 인슐레이터.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 코어부재는,
   중앙에 로드 결합 홀을 형성하며, 상기 로드 결합 홀을 중앙에 두고 방사 상으로 배치된 복수 개의 소재 결합 홀들 지닌 원반 형상의 코어 바디
   를 포함하는 쇽 업소버의 인슐레이터.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제1 탄성체는,
   상기 코어 바디의 가장자리 부분을 둘러싸도록 발포 성형되어 상기 소재 결합 홀들에 결합되는 쇽 업소버의 인슐레이터.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 소재 결합 홀들이 원형 단면으로 이루어지는 쇽 업소버의 인슐레이터.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 소재 결합 홀들 중,
   상기 로드 결합 홀을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 타원형 단면으로 이루어지고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 원형 단면으로 이루어지는 쇽 업소버의 인슐레이터.
8. 제4 항에 있어서,
   상기 소재 결합 홀들 중,
   상기 로드 결합 홀을 중심으로 전후 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 원형 단면으로 이루어지고, 좌우 양측에 위치하는 소재 결합 홀들은 타원형 단면으로 이루어지는 쇽 업소버의 인슐레이터.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체의 상하 면에 접착되는 쇽 업소버의 인슐레이터.

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