KR20230083573A - 서스펜션용 부시 - Google Patents

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KR20230083573A
KR20230083573A KR1020210171706A KR20210171706A KR20230083573A KR 20230083573 A KR20230083573 A KR 20230083573A KR 1020210171706 A KR1020210171706 A KR 1020210171706A KR 20210171706 A KR20210171706 A KR 20210171706A KR 20230083573 A KR20230083573 A KR 20230083573A
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이종우
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

원형 튜브 형상을 가지는 외철과, 상기 외철의 내부에 설치되는 내철 및 상기 외철과 상기 내철 사이에 배치되는 스토퍼를 포함하며, 상기 내철은 서브 프레임에 고정 설치되는 바디를 구비하며, 상기 바디에는 반경 방향으로 연장 형성되는 돌출부가 구비되며, 상기 스토퍼에는 상기 돌출부가 삽입되어 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하기 위한 삽입홈과, 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하도록 상기 내철에 접촉되는 모서리부가 구비되는 서스펜션용 부시가 개시된다.

Description

서스펜션용 부시{Suspension bush}
본 발명은 자동차의 서스펜션용 부시에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 서스펜션은 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로써, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 또는 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게 된다.
이러한 서스펜션에는 일 예로서 차륜을 차체(서브 프레임)에 연결하고 지지하는 기능을 수행하는 컴포트암이 사용되며, 이 컴포트암에는 부시가 장착되어 불규칙한 노면으로부터 발생하는 진동과 충격을 완화시켜 차량의 진동전달 특성이나 차량의 승차감 및 조종 안정성의 개선에 매우 중요한 역할을 하게 된다.
즉, 부시는 주행 중, 타이어를 통해 전달되는 횡력, 전후력 및 상하력을 지지하여 그 충격력을 흡수함으로써, 타이어의 이상거동을 방지하는 기능을 수행한다.
그런데, 차량의 레이아웃 문제로 인하여 부시 위치가 차량 안쪽에 위치할 경우 부시의 회전방향 움직임이 증가하고 컴포트암 방향 움직임이 축소되어 컴포트암 방향으로 작동하는 댐핑 효율이 낮아지는 문제가 있다.
국내 공개특허공보 제10-2012-0054255호
본 발명의 실시예는 댐핑 작동 방향 거동을 증가시켜 댐핑 효율을 개선할 수 있는 서스펜션용 부시를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시는 원형 튜브 형상을 가지는 외철과, 상기 외철의 내부에 설치되는 내철 및 상기 외철과 상기 내철 사이에 배치되는 스토퍼를 포함하며, 상기 내철은 서브 프레임에 고정 설치되는 바디를 구비하며, 상기 바디에는 반경 방향으로 연장 형성되는 돌출부가 구비되며, 상기 스토퍼에는 상기 돌출부가 삽입되어 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하기 위한 삽입홈과, 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하도록 상기 내철에 접촉되는 모서리부가 구비될 수 있다.
상기 내철은 상기 서브 프레임에 고정 설치를 위한 결합홀을 구비하는 상기 바디와, 상기 바디을 감싸도록 배치되는 프레임 및 상기 프레임과 상기 바디를 연결하는 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 바디의 상기 돌출부는 상기 바디의 중앙부에 2개가 상호 대칭되도록 배치될 수 있다.
상기 돌출부는 상기 삽입홈의 대향면과 마주보도록 배치되는 스토퍼부와, 상기 스토퍼부로부터 연장되는 라운드부를 구비할 수 있다.
상기 대향면과 상기 스토퍼부의 상면과 하면은 상기 외철의 길이 방향으로 상호 마주보도록 배치될 수 있다.
상기 프레임은 상기 외철의 상단부와 하단부에 배치되는 고리부 및 상기 고리부를 연결하는 연결부를 구비할 수 있다.
상기 모서리부는 외력이 가해지는 경우 상기 고리부에 접촉될 수 있다.
상기 탄성부는 상기 고리부와 상기 바디를 연결하는 덮개를 구비할 수 있다.
상기 덮개의 사이에 배치되는 공간에는 유체가 충진될 수 있다.
상기 바디의 양단부는 상기 외철로부터 돌출되어 배치될 수 있다.
상기 스토퍼는 상기 외철의 내부면에 고정되는 고정부와, 상기 바디의 이동을 제한하도록 상기 삽입홈이 형성되는 이동 억제부 및 상기 이동 억제부와 상기 고정부를 연결하는 댐핑부를 구비할 수 있다.
상기 삽입홈과 상기 모서리부는 상기 이동 억제부에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 댐핑 작동 방향 거동을 증가시켜 댐핑 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 차량용 서스펜션을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시를 구비하는 컴포트암을 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시의 컴포트암 방향으로의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시의 회전방향 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 차량용 서스펜션을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시를 구비하는 컴포트암을 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 챠량용 서스펜션(1)은 핸들링암(10)과 컴포트암(20)이 분리되어 서브 프레임(30)과 허브(40)를 연결하는 구조로서, 스티어링 기어박스(미도시)와 연결된 타이로드(50)의 이동에 따라 핸들링암(10)과 컴포트암(20)이 회동하며 허브(40)를 지지한다. 한편, 컴포트암(20)은 휠의 드라이브 샤프트(미도시)와 거의 평행하게 배치되는 핸들링 암(10)과는 달리 서브 프레임(30)에 연결되는 끝단이 핸들링 암(10)보다 후방측에 장착된다. 나아가, 핸들링 암(10)은 스티어링 장치(미도시)의 작동에 따라 좌우로 이동하여 허브(40)를 회전시키는 타이로드(50)와 거의 평행하게 배치된다.
한편, 컴포트암(20)은 절곡된 형상을 가지며, 소정의 경사를 이루도록 비스듬한 상태로 서브 프레임(30)과 허브(40)에 연결된다. 그리고, 서브 프레임(30)과 결합되는 컴포트암(20)의 끝단은 원형 튜브형상으로 형성되며 서스펜션용 부시(100, 도 3 참조)가 컴포트암(20)의 끝단에 삽입 결합된다. 그리고, 서스펜션용 부시(100)는 컴포트암(20)의 상하 방향 회전을 허용할 수 있도록 배치될 수 있다. 따라서, 허브(40)의 회전에 따라[즉, 타이로드(50)의 이동에 따라] 컴포트암(20)이 회전하는 동안에는 서스펜션용 부시(100)가 일측으로 탄성 압축될 수 있다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따른 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B'선을 따른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시(100)는 일예로서, 외철(110), 내철(130) 및 스토퍼(170)을 포함하여 구성될 수 있다,
외철(110)은 원형 튜브 형상을 가지며, 내철(130)의 이탈을 방지하기 위하여 외철(110)의 양끝단은 경사지게 형성될 수 있다. 일예로서, 외철(110)은 외력에 의한 변형을 방지하기 위하여 강도가 높은 플라스틱 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 외철(110)의 내부면에는 스토퍼(170)의 설치를 위한 결합돌기(112)가 구비될 수 있다.
내철(130)은 외철(110)의 내측에 동일 중심축 상에 배치되며, 내철(130)의 양단부는 외철(110)의 외측으로 돌출되도록 배치된다. 일예로서, 내철(130)은 결합홀(142)이 중앙부에 배치되는 바디(140)와, 바디(140)를 감싸도록 배치되는 프레임(150) 및 프레임(150)과 바디(140)를 연결하는 탄성부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
바디(140)는 서브 프레임(30, 도 1 참조)에 컴포트암(20)을 고정시키기 위한 고정부재(미도시)가 관통되는 결합홀(142)을 구비할 수 있다. 결합홀(142)은 서스펜션용 부시(100)의 길이 방향(즉, 도 3의 Z축 방향)으로 배치된다. 한편, 바디(140)의 중앙부에는 외주면으로부터 연장 형성되는 돌출부(144)가 구비될 수 있다. 한편, 돌출부(144)는 바디(140)의 중앙부에 반경 방향(즉, 도 3의 X축 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 일예로서, 돌출부(144)는 바디(140)의 중앙부에 2개가 돌출되도록 배치되며, 2개의 돌출부(144)는 바디의 중심선을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 일예로서, 돌출부(144)는 후술할 스토퍼(170)의 대향면(172a)과 마주보도록 배치되는 스토퍼부(144a)와, 스토퍼부(144a)로부터 연장되는 라운드부(144b)를 구비할 수 있다.
스토퍼부(144a)는 외력이 가해지는 경우 바디(140)가 외철(110)과의 상대적 위치에 있어서 외철(110)의 길이 방향으로 이동되는 것을 억제하는 역할을 수행한다. 이에 따라, 바디(140)의 회전 방향 움직임을 규제할 수 있다. 다시 말해, 외력이 가해져 내철(130)의 탄성부(150)가 뒤틀어지면서 회전 및 길이 방향으로 이동되려고 하는 경우 스토퍼부(144a)가 스토퍼(170)의 대향면(174a1)에 접촉되면서 바디(140)의 이동을 규제할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 바디(140)의 양단부는 외철(110)로부터 돌출되도록 배치될 수 있다. 일예로서, 바디(140)는 외철(110)과 같이 강도가 큰 플라스틱 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
프레임(150)은 바디(140)의 주위를 감싸도록 배치되며, 상부와 하부에 고리 형상을 가지는 고리부(152)를 가진다. 한편, 상부와 하부에 배치되는 고리부(152)는 연결부(154)에 의해 서로 연결될 수 있다. 나아가, 프레임(150)은 바디(140)와 같이 강도가 큰 플라스틱 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
탄성부(160)는 바디(140)와 프레임(150)의 사이에 배치되며, 바디(140)와 프레임(150)을 연결한다. 이와 같이, 탄성부(160)에 의해 바디(140)와 프레임(150)이 연결됨으로써 외력이 가해지는 경우 바디(140)와 프레임(150)의 상대적 위치가 변경될 수 있다. 다시 말해, 일예로서 바디(140)가 고정된 경우 외력이 가해지면 탄성부(160)가 변형되면서 프레임(150)이 이동될 수 있는 것이다. 일예로서, 탄성부(160)는 탄성을 가진 재질, 예를 들어 고무 재질로 이루어질 수 있다. 탄성부(160)는 프레임(150)의 고리부(152)와 바디(140)를 연결하는 덮개(162)를 구비하고, 덮개(162)는 외철(110)의 상단부와 하단부를 밀폐하는 역할을 수행한다.
스토퍼(170)는 외철(110)의 내부면에 고정 설치되며 외력이 가해지는 경우 바디(140)와 접촉되어 이동이 규제되면서 변형된다. 일예로서, 스토퍼(170)는 외철(110)의 내부면에 고정되는 고정부(172)와, 바디(140)의 이동을 제한하도록 삽입홈(174a)이 형성되는 이동 억제부(174) 및 고정부(172)와 이동 억제부(174)를 연결하는 댐핑부(176)를 구비할 수 있다.
한편, 이동 억제부(174)의 삽입홈(174a)에는 바디(140)의 돌출부(144)가 삽입 배치되며, 돌출부(144)의 스토퍼부(144a) 상면과 하면은 삽입홈(174a)의 대향면(174a1)으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 그리고, 외력이 가해지는 경우 돌출부(144)의 스토퍼부(144a) 상면과 하면이 삽입홈(174a)의 대향면(174a1)에 접촉되면서 외철(110)의 길이 방향으로, 즉 도 3의 Z축으로의 이동이 제한될 수 있다.
또한, 이동 억제부(174)의 상하부에는 외력이 가해지는 경우 프레임(150)의 고리부(152)에 접촉되어 길이 방향으로, 즉 도 3의 Z축으로의 이동을 제한하기 위한 모서리부(174b)가 구비될 수 있다. 모서리부(174b)는 대략 직각을 이루는 모서리로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 외력이 가해지는 경우 모서리부(174b)와 프레임(150)의 고리부(152)가 접촉되어 이동 억제부(174)의 길이 방향, 즉 도 3의 Z축 방향으로의 이동이 제한될 수 있다.
한편, 고정부(172)와 이동 억제부(174)는 외철(110), 바디(140) 및 프레임(150)보다 강도가 낮은 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 고정부(172)와 이동 억제부(174)는 댐핑부(176)와 탄성부(160)보다 강도가 큰 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 외력이 가해지는 경우 고정부(172)와 이동 억제부(174)는 탄성 변형될 수 있다.
한편, 서스펜션용 부시(100)의 내부 공간에는 유체가 충진될 수 있다. 다시 말해, 내철(120)의 바디(140), 탄성부(150) 및 외철(110)에 의해 형성된 내부 공간에는 스토퍼(170)가 차지하는 공간을 제외한 영역에 유체가 충진될 수 있다. 이에 따라, 외력에 의한 진동 등의 흡수가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 외력이 가해지는 경우 바디(140)의 돌출부(144)와 이동 억제부(174)의 삽입홈(174a)이 접촉되도록 함으로써 고정된 바디(140)를 제외한 구성들이 도 3의 Z축 방향으로의 상대적인 위치 이동을 억제할 수 있다. 이에 따라, 고정된 바디(140)를 제외한 구성들의 회전 방향 거동을 제한할 수 있다.
또한, 외력이 가해지는 경우 프레임(150)의 고리부(152)와 이동 억제부(174)의 모서리부(174b)가 접촉되도록 함으로써 고정된 바디(140)를 제외한 구성들이 도 3의 Z축 방향으로의 상대적인 위치 이동을 억제할 수 있다. 이에 따라, 고정된 바디(140)를 제외한 구성들의 회전 방향 거동을 제한할 수 있다.
따라서, 외력이 가해지는 경우 컴포트암(20, 도 1 참조)의 회전이 줄어든 대신 서스펜션용 부시(100)의 컴포트암(20) 방향으로의 변형이 증대되어 차체/스티어링 휠(미도시)의 진동 개선 효과를 구현할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시의 컴포트암 방향으로의 강성을 나타내는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 외력이 가해지는 경우 컴포트암 방향으로의 서스펜션용 부시(100)의 강성은 종래기술과 비교하여 차이가 없는 것을 알 수 있다. 이는 서스펜션용 부시(100)의 반경 방향, 예를 들어 도 3의 X축 방향과 도 4의 Y축 방향으로의 이동은 제한하지 않으므로 종래기술과 비교하여 컴포트암 방향으로의 서스펜션용 부시(100)의 강성이 차이가 없는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션용 부시의 회전방향 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외력이 가해지는 경우 회전방향 강성은 회전 방향의 움직임이 규제됨으로써 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 외력이 가해지는 경우 서스펜션용 부시(100)의 길이 방향, 즉 도 3의 Z축 방향으로의 이동이 제한됨으로써 회전 방향의 움직임이 규제되므로 종래기술과 비교하여 회전 방향으로의 서스펜션용 부시(100)의 강성이 급격하게 커지는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10 : 핸들링암
20 : 컴포트암
30 : 서브 프레임
40 : 허브
50 : 타이로드
100 : 서스펜션용 부시
110 : 외철
130 : 내철
140 : 바디
150 : 프레임
160 : 탄성부
170 : 스토퍼

Claims (12)

  1. 원형 튜브 형상을 가지는 외철;
    상기 외철의 내부에 설치되는 내철; 및
    상기 외철과 상기 내철 사이에 배치되는 스토퍼;
    를 포함하며,
    상기 내철은 서브 프레임에 고정 설치되는 바디를 구비하며, 상기 바디에는 반경 방향으로 연장 형성되는 돌출부가 구비되며,
    상기 스토퍼에는 상기 돌출부가 삽입되어 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하기 위한 삽입홈과, 외력이 가해지는 경우 상기 스토퍼의 상기 외철의 길이 방향으로의 이동을 제한하도록 상기 내철에 접촉되는 모서리부가 구비되는 서스펜션용 부시.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내철은 상기 서브 프레임에 고정 설치를 위한 결합홀을 구비하는 상기 바디와, 상기 바디을 감싸도록 배치되는 프레임 및 상기 프레임과 상기 바디를 연결하는 탄성부를 포함하는 서스펜션용 부시.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 바디의 상기 돌출부는 상기 바디의 중앙부에 2개가 상호 대칭되도록 배치되는 서스펜션용 부시.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 삽입홈의 대향면과 마주보도록 배치되는 스토퍼부와, 상기 스토퍼부로부터 연장되는 라운드부를 구비하는 서스펜션용 부시.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대향면과 상기 스토퍼부의 상면과 하면은 상기 외철의 길이 방향으로 상호 마주보도록 배치되는 서스펜션용 부시.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 외철의 상단부와 하단부에 배치되는 고리부 및 상기 고리부를 연결하는 연결부를 구비하는 서스펜션용 부시.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모서리부는 외력이 가해지는 경우 상기 고리부에 접촉되는 서스펜션용 부시.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 탄성부는 상기 고리부와 상기 바디를 연결하는 덮개를 구비하는 서스펜션용 부시.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 덮개의 사이에 배치되는 공간에는 유체가 충진되는 서스펜션용 부시.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 바디의 양단부는 상기 외철로부터 돌출되어 배치되는 서스펜션용 부시.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 외철의 내부면에 고정되는 고정부와, 상기 바디의 이동을 제한하도록 상기 삽입홈이 형성되는 이동 억제부 및 상기 이동 억제부와 상기 고정부를 연결하는 댐핑부를 구비하는 서스펜션용 부시.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 삽입홈과 상기 모서리부는 상기 이동 억제부에 구비되는 서스펜션용 부시.
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KR20120054255A (ko) 2010-11-19 2012-05-30 현대자동차주식회사 멀티링크 서스펜션의 구조

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