KR20240002381A - 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱 - Google Patents

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조희호
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    • F16F2224/04—Fluids

Abstract

본 발명은 방사상방향과 축방향(즉 2방향)에서의 진동을 모두 감쇠할 수 있는 차량용 하이드로 부싱에 관한 것으로, 축방향을 따라 연장되는 내부 코어와, 상기 내부 코어와 이격되어 상기 내부 코어의 축방향 중간부의 방사상방향 외측을 감싸는 메인 중간 파이프와, 상기 내부 코어와 상기 메인 중간 파이프 사이에 마련되되 서로 방사상방향 반대 방향에 배치되는 제1-1액실 및 제1-2액실과 상기 제1-1액실 및 상기 제1-2액실을 연결하는 제1유로와 축방향 일측에 축방향 일측으로 개방된 제2-1유로 연결부가 형성되며 축방향 타측에 축방향 타측으로 개방된 제2-2유로 연결부가 형성되는 제2유로를 형성하는 메인 방진체를 포함하는 코어부 ; 상기 내부 코어의 축방향 일측에 결합되는 제1보조 내측 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제1보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제1보조 중간 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 상기 제1보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-1액실을 형성하는 제1보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-1액실과 상기 제2-1유로 연결부를 연통시키는 제2-1액실 연결부가 형성되는 제1다이어프램 부재 ; 상기 내부 코어의 축방향 타측에 결합되는 제2보조 내측 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제2보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제2보조 중간 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 상기 제2보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-2액실을 형성하는 제2보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-2액실과 상기 제2-2유로 연결부를 연통시키는 제2-2액실 연결부가 형성되는 제2다이어프램 부재 ; 상기 코어부와 상기 제1다이어프램 부재와 상기 제2다이어프램 부재를 감싸면서 이들을 결합시키는 외부 파이프 ; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱{Hydraulic Busing for vehicle}
본 발명은 일반적인 엔진 차량이나 전기차 등에 사용될 수 있는 차량용 하이드로 부싱에 관한 것으로, 구체적으로는 2방향에서의 진동을 모두 감쇠할 수 있는 차량용 하이드로 부싱에 관한 것이다.
차량의 운행에는 진동과 충격이 수반된다. 이러한 진동과 충격은 엔진이나 트랜스미션과 같은 동력 전달계(Power train)로부터 발생하는 진동과, 차륜이 노면과 접촉하며 발생하는 진동, 그리고 요철에 의한 충격 등이 있다.
이와 같은 진동과 충격을 감쇠하기 위하여 차량에는 각종 진동감쇠장치가 장착된다.
차량용 진동감쇠장치로서는 크게 고무 부싱(Rubber Bushing)과 하이드로 부싱(Hydraulic Bushing)으로 구분된다.
고무 부싱은 고무절연체의 진동감쇠 특성을 이용하는 반면, 하이드로 부싱은 그 내부에 진동이나 충격을 감쇠하도록 봉입된 유체의 진동감쇠 특성을 이용한다.
두 가지 부싱 모두 차체 등과 결합될 수 있도록 볼트 결합공이 형성되는 코어부와, 코어부로부터 이격되어 코어부를 감싸도록 마련되는 하우징과, 그리고 코어부와 하우징의 이격된 사이에 마련되는 방진체를 포함하여 이루어진다.
고무 부싱은 진동이나 충격을 감쇠하기 위한 방진체가 탄성부재인 고무로 형성되며, 하이드로 부싱은 방진체가 고무와 같은 탄성부재로 이루어지되 내부에 복수의 액실과 이들을 연결하는 유로가 형성되고, 액실과 유로를 따라 유동하는 유체가 봉입되어 제작된다.
하이드로 부싱은 액실의 압력 변화에 따라서 유체가 변위를 일으키며 진동이나 충격으로 인한 에너지가 감쇠되도록 한다.
이와 같은 차량용 하이드로 부싱은 대개 1방향의 진동을 감쇠할 뿐이며, 이로 인하여 다양한 방향에서의 진동을 효과적으로 감쇠하지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0033482호 "하이드로 지오메트리 부시" (2015. 04.01. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2015-0004587호 "하이드로 지오메트리 부시" (2015. 01. 13. 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방사상방향과 축방향(즉 2방향)에서의 진동을 모두 감쇠할 수 있는 차량용 하이드로 부싱을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 축방향을 따라 연장되는 내부 코어와, 상기 내부 코어와 이격되어 상기 내부 코어의 축방향 중간부의 방사상방향 외측을 감싸는 메인 중간 파이프와, 상기 내부 코어와 상기 메인 중간 파이프 사이에 마련되되 서로 방사상방향 반대 방향에 배치되는 제1-1액실 및 제1-2액실과 상기 제1-1액실 및 상기 제1-2액실을 연결하는 제1유로와 축방향 일측에 축방향 일측으로 개방된 제2-1유로 연결부가 형성되며 축방향 타측에 축방향 타측으로 개방된 제2-2유로 연결부가 형성되는 제2유로를 형성하는 메인 방진체를 포함하는 코어부 ; 상기 내부 코어의 축방향 일측에 결합되는 제1보조 내측 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제1보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제1보조 중간 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 상기 제1보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-1액실을 형성하는 제1보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-1액실과 상기 제2-1유로 연결부를 연통시키는 제2-1액실 연결부가 형성되는 제1다이어프램 부재 ; 상기 내부 코어의 축방향 타측에 결합되는 제2보조 내측 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제2보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제2보조 중간 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 상기 제2보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-2액실을 형성하는 제2보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-2액실과 상기 제2-2유로 연결부를 연통시키는 제2-2액실 연결부가 형성되는 제2다이어프램 부재 ; 상기 코어부와 상기 제1다이어프램 부재와 상기 제2다이어프램 부재를 감싸면서 이들을 결합시키는 외부 파이프 ; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 제2-2유로 연결부는 복수로 형성되며, 상기 제2-2액실 연결부는 상기 복수의 제2-2유로 연결부 중 어느 하나에만 연결되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 방사상방향과 축방향(즉 2방향)에서의 진동을 모두 감쇠할 수 있다.
또한 본 발명은, 메인 방진체의 외측면에 제1유로와 제2유로가 서로 반대방향에 형성되도록 하여 전체적인 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한 본 발명은, 방사상방향과 축방향에 대한 댐핑 주파수를 각각 설정할 수 있으며, 나아가 축방향에 대한 댐핑 주파수의 조절이 가능하여, 차량의 각종 진동에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱의 사시도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 도 2의 A-A 기준 단면도,
도 4는 도 2의 B-B 기준 단면도,
도 5는 도 1을 분리하여 도시한 사시도,
도 6은 도 1에서 외부 파이프를 제거한 상태의 사시도,
도 7은 도 6의 정면도,
도 8은 도 6의 배면도,
도 9는 도 6의 배면측 사시도,
도 10은 도 8에 대응되는 다른 상태의 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱의 사시도이며, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 기준 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 기준 단면도이며, 도 5는 도 1을 분리하여 도시한 사시도이며, 도 6은 도 1에서 외부 파이프를 제거한 상태의 사시도이며, 도 7은 도 6의 정면도이며, 도 8은 도 6의 배면도이며, 도 9는 도 6의 배면측 사시도이며, 도 10은 도 8에 대응되는 다른 상태의 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 차량용 하이드로 부싱은, 크게 제1다이어프램 부재(110), 제2다이어프램 부재(120), 코어부(130), 외부 파이프(140) 등으로 이루어진다.
코어부(130)는, 내부 코어(131)와, 메인 중간 파이프(132)와, 메인 방진체(133)로 이루어진다.
내부 코어(131)는 금속 재질로서 축방향을 따라 연장되는 형태이다.
내부 코어(131)는, 그 내부에 축방향으로 연장되는 결합공(131a)이 형성된다.
내부 코어(131)는 축방향 중간부가 비교적 큰 외경을 가지며, 축방향 양단이 비교적 작은 외경을 가진다.
메인 중간 파이프(132)는, 내부 코어(131)와 이격되어 내부 코어(131)의 축방향 중간부의 방사상방향 외측을 감싸는 구조이다.
메인 방진체(133)는 내부 코어(131)와 메인 중간 파이프(132) 사이에 마련되어 방사상방향 양측에 한 쌍의 액실(211, 212)을 형성하며, 아울러 축방향 양측에 한 쌍의 액실(221, 222)을 형성하며, 한 쌍의 액실(211, 212) 사이의 방사상방향 양측에 한 쌍의 유로(231, 232)를 형성한다.
메인 방진체(133)는 탄성을 가진 고무로서 내부 코어(131)와 메인 중간 파이프(132)에 가류 접합된다.
메인 중간 파이프(132)는 후술하는 외부 파이프(140)와 결합되기 위한 부위일 뿐만 아니라 메인 방진체(133)의 형태를 유지하는 프레임 역할을 한다.
메인 방진체(133)의 방사상방향 외측에 제1-1액실(211) 및 제1-2액실(212)이 형성된다.
제1-1액실(211) 및 제1-2액실(212)은 서로 방사상방향 반대 방향에 배치된다.
제1-1액실(211) 및 제1-2액실(212)은 외부 파이프(140)가 조립되면서 방사상방향 외측의 개방된 면이 닫히게 된다.
메인 방진체(133)의 축방향 외측에 제2-1액실(221) 및 제2-2액실(222)이 형성된다.
제2-1액실(221) 및 제2-2액실(222)은 서로 축방향 반대 방향에 배치된다.
제2-1액실(221) 및 제2-2액실(222)은 제1다이어프램 부재(110) 및 제2다이어프램 부재(120)가 각각 조립되면서 축방향 외측의 개방된 면이 닫히게 된다.
제1-1액실(211)과 제1-2액실(212) 사이의 외측면에 제1유로(231)와 제2유로(232)가 형성된다.
제1유로(231)와 제2유로(232)는 서로 방사상방향 반대 방향에 배치된다.
제1유로(231)는 제1-1액실(211)과 제1-2액실(212)을 연결하기 위한 것으로, 도 7과 같이 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
제2유로(232)는 제2-1액실(221)과 제2-2액실(222)을 연결하기 위한 것이다.
제2유로(232)는 도 8과 같이 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
한편 제2유로(232)의 축방향 일측에는 축방향 일측으로 개방된 제2-1유로 연결부(232a)가 형성되며, 제2유로(232)의 축방향 타측에는 축방향 타측으로 개방된 제2-2유로 연결부(232b)가 형성된다.
본 실시예에서 제2-1유로 연결부(232a)는 1개의 부위에 형성되며, 제2-2유로 연결부(232b)는 3개의 부위에 형성된다. 즉 제2-2유로 연결부(232a)는 복수로 형성된다.
코어부(130)의 축방향 일측에 제1다이어프램 부재(110)가 결합된다.
제1다이어프램 부재(110)는 금속재의 제1보조 내측 파이프(111)와 금속재의 제1보조 중간 파이프(112)와 탄성을 가진 고무로 된 제1보조 방진체(113)로 이루어진다.
제1보조 내측 파이프(111)는 내부 코어(131)의 축방향 일측에 압입 결합된다.
제1보조 중간 파이프(112)는 제1보조 내측 파이프(111)와 이격되어 제1보조 내측 파이프(111)의 방사상방향 외측을 감싸는 형태로서, 후술하는 외부 파이프(140)와 결합되는 부위이다.
제1보조 방진체(113)는 제1보조 내측 파이프(111)와 제1보조 중간 파이프(112) 사이에 마련되어 메인 방진체(133)와의 사이에 제2-1액실(221)을 형성한다.
즉 제1보조 방진체(113)는 탄성을 가진 고무로서 제1보조 내측 파이프(111)와 제1보조 중간 파이프(112)에 가류 접합되며, 제2-1액실(221)을 형성한다.
제1다이어프램 부재(110)의 방사상방향 가장자리에 제2-1액실(221)과 제2-1유로 연결부(232a)를 연통시키는 제2-1액실 연결부(114)가 형성된다. 제2-1액실 연결부(114)는 상부로 오목한 홈 형태로 형성된다.
코어부(130)의 축방향 타측에 제2다이어프램 부재(120)가 결합된다.
제2다이어프램 부재(120)는 금속재의 제2보조 내측 파이프(121)와 금속재의 제2보조 중간 파이프(122)와 탄성 고무로 된 제2보조 방진체(123)로 이루어진다.
제2보조 내측 파이프(121)는 내부 코어(131)의 축방향 타측에 압입 결합된다.
제2보조 중간 파이프(122)는 제2보조 내측 파이프(121)와 이격되어 제2보조 내측 파이프(121)의 방사상방향 외측을 감싸는 형태로서, 후술하는 외부 파이프(140)와 결합되는 부위이다.
제2보조 방진체(123)는 제2보조 내측 파이프(121)와 제2보조 중간 파이프(122) 사이에 마련되어 메인 방진체(133)와의 사이에 제2-2액실(222)을 형성한다.
즉 제2보조 방진체(123)는 탄성을 가진 고무로서 제2보조 내측 파이프(121)와 제2보조 중간 파이프(122)에 가류 접합되며, 제2-2액실(222)을 형성한다.
제2다이어프램 부재(120)의 방사상방향 가장자리에 제2-2액실(222)과 제2-2유로 연결부(232b)를 연통시키는 제2-2액실 연결부(124)가 형성된다. 제2-2액실 연결부(124)는 하부로 오목한 홈 형태로 형성된다.
도 8 등에서 확인되는 바와 같이 제2-2액실 연결부(124)는 복수의 제2-2유로 연결부(232b) 중 어느 하나의 제2-2유로 연결부(232b)에만 연결된다.
즉 3개의 제2-2유로 연결부(232b) 중 하나의 제2-2유로 연결부(232b)만 제2-2액실 연결부(124)에 연결되며, 나머지 2개의 제2-2유로 연결부(232b)는 제2다이어프램 부재(120)에 의하여 축방향 타측이 막히게 된다.
외부 파이프(140)는 코어부(130)와 제1다이어프램 부재(110)와 제2다이어프램 부재(120)를 감싸면서 이들을 결합시킨다.
특히 외부 파이프(140)가 코어부(130)에 결합되면서 제1-1액실(211), 제1-2액실(212), 제1유로(231), 제2유로(232)의 방사상방향 외측이 완전히 덮이게 된다.
즉 외부 파이프(140)가 코어부(130)와 제1다이어프램 부재(110)와 제2다이어프램 부재(120)에 조립되어 각 액실(211, 212, 221, 222)과 각 유로(231, 232)에 봉입되는 유체가 외부로 새지 않게 된다.
이와 같은 외부 파이프(140)의 조립은 통상 스웨징 기법에 의하여 조립되며, 이는 매우 일반적인 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.
상기와 같은 본 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱의 작용을 설명한다.
먼저 방사상방향의 진동이 인가되는 경우에 대하여 설명한다.
제1-1액실(211)의 유체가 제1유로(231)를 통하여 제1-2액실(212)로 유동하거나, 혹은 반대 방향으로 유동하면서 방사상방향의 진동을 감쇠한다.
다음으로 축방향의 진동이 인가되는 경우에 대하여 설명한다.
제2-1액실(221)의 유체가 제2유로(232)를 통하여 제2-2액실(222)로 유동하거나 , 혹은 반대 방향으로 유동하면서 축방향의 진동을 감쇠한다.
상기와 같이 본 차량용 하이드로 부싱은 방사상방향의 진동과 축방향의 진동에 대하여 제1유로(231)와 제2유로(232)를 통하여 각각의 방향의 진동을 감쇠할 수 있다.
한편 본 차량용 하이드로 부싱은 도 8 또는 도 10의 상태 중 어느 하나의 상태를 가질 수 있다. 이는 코어부(130)에 제2다이어프램 부재(120)를 압입 결합할 때, 제2다이어프램 부재(120)의 제2-2액실 연결부(124)의 방향을 변경하여 결합함으로써 구현될 수 있다.
도 8과 도 10에서 제2-2액실 연결부(124)는 서로 다른 제2-2유로 연결부(232b)에 연결되고 있다.
따라서 도 8과 도 10에서 제2-1액실(221)과 제2-2액실(222) 사이에서 제2유로(232)를 따라 유체가 유동할 때, 유체가 흐르는 길이가 서로 상이하다.
도 8은 유체가 흐르는 길이가 길게 되는 반면, 도 10에서는 유체가 흐르는 길이가 중간 정도가 된다.
즉 차량에 따라 도 8과 도 10과 같은 상태로 원하는 댐핑 주파수를 조절할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 제1다이어프램 부재
111 : 제1보조 내측 파이프 112 : 제1보조 중간 파이프
113 : 제1보조 방진체 114 : 제2-1액실 연결부
120 : 제2다이어프램 부재
121 : 제2보조 내측 파이프 122 : 제2보조 중간 파이프
123 : 제2보조 방진체 124 : 제2-2액실 연결부
130 : 코어부
131 : 내부 코어 132 : 메인 중간 파이프
133 : 메인 방진체
140 : 외부 파이프
211 : 제1-1액실 212 : 제1-2액실
221 : 제2-1액실 222 : 제2-2액실
231 : 제1유로
232 : 제2유로
232a : 제2-1유로 연결부 232b : 제2-2유로 연결부

Claims (2)

  1. 축방향을 따라 연장되는 내부 코어와, 상기 내부 코어와 이격되어 상기 내부 코어의 축방향 중간부의 방사상방향 외측을 감싸는 메인 중간 파이프와, 상기 내부 코어와 상기 메인 중간 파이프 사이에 마련되되 서로 방사상방향 반대 방향에 배치되는 제1-1액실 및 제1-2액실과 상기 제1-1액실 및 상기 제1-2액실을 연결하는 제1유로와 축방향 일측에 축방향 일측으로 개방된 제2-1유로 연결부가 형성되며 축방향 타측에 축방향 타측으로 개방된 제2-2유로 연결부가 형성되는 제2유로를 형성하는 메인 방진체를 포함하는 코어부 ;
    상기 내부 코어의 축방향 일측에 결합되는 제1보조 내측 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제1보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제1보조 중간 파이프와, 상기 제1보조 내측 파이프와 상기 제1보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-1액실을 형성하는 제1보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-1액실과 상기 제2-1유로 연결부를 연통시키는 제2-1액실 연결부가 형성되는 제1다이어프램 부재 ;
    상기 내부 코어의 축방향 타측에 결합되는 제2보조 내측 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 이격되어 상기 제2보조 내측 파이프의 방사상방향 외측을 감싸는 제2보조 중간 파이프와, 상기 제2보조 내측 파이프와 상기 제2보조 중간 파이프 사이에 마련되어 상기 메인 방진체와의 사이에 제2-2액실을 형성하는 제2보조 방진체를 포함하며, 방사상방향 가장자리에 상기 제2-2액실과 상기 제2-2유로 연결부를 연통시키는 제2-2액실 연결부가 형성되는 제2다이어프램 부재 ;
    상기 코어부와 상기 제1다이어프램 부재와 상기 제2다이어프램 부재를 감싸면서 이들을 결합시키는 외부 파이프 ;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2-2유로 연결부는 복수로 형성되며, 상기 제2-2액실 연결부는 상기 복수의 제2-2유로 연결부 중 어느 하나에만 연결되는 것을 특징으로 하는 2방향 감쇠가 가능한 차량용 하이드로 부싱.
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KR20150033482A (ko) 2013-09-24 2015-04-01 현대모비스 주식회사 하이드로 지오메트리 부시

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