KR20100105982A - 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 스프링 앗세이(1)의 상단부에 구비된 댐퍼로드 상단체(6)가 조립 과정에서 균일한 밀도율로 압축 변형되는 댐퍼 마운트(7)를 구비함에 따라, 스테빌라이저 바의 스트럿 부위 장착에 따른 사이드 포스(Side Force)에 대한 상기 댐퍼 마운트(7)의 지지력을 보다 강화해 마모 현상을 방지하면서도, 상기 댐퍼 마운트(7)의 강성 증대로 인한 래틀 소음(Rattle Noise)도 유발하지 않는 특징을 갖는다.

스프링, 댐퍼, 사이드 포스

Description

사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이{Strengthening side force typed air spring assembly in vehicle}

본 발명은 에어 현가 장치에 관한 것으로, 특히 사이드 포스 지지력을 강화하면서도 상·하 강성은 변함 없이 유지할 수 있는 댐퍼 마운트를 갖춘 에어 스프링 앗세이에 관한 것이다.

일반적으로 에어 현가 장치는 에어 스프링 앗세이의 특성으로 인해, 차량의 운행조건에 맞게 차고가 조정될 수 있고, 코일스프링에 비해서 보다 우수한 승차 감을 구현하는 장점을 갖는다.

상기와 같은 에어 스프링 앗세이의 상단부는 댐퍼 마운트를 갖춘 에어 스프링 유닛을 이루며, 상기 댐퍼 마운트는 주행중 노면을 통한 차축의 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써, 진동이나 충격력을 감쇠시키는 작용을 한다.

상기 댐퍼 마운트는 통상 우레탄 폼재를 이용한다.

하지만, 상기와 같은 에어 스프링 앗세이는 스테빌라이저 바가 스트럿 부위로 장착되는 구조를 갖는데, 이로 인해 에어 스프링 앗세이의 내부로 사이드 포 스(Side Force)가 발생되어 댐퍼 마운트의 측면 마모를 일으키고, 마모 진행으로 댐퍼 마운트의 내구력이 저감되는 단점을 갖는다.

이러한 현상은 상기 댐퍼 마운트의 내부 밀도 증대로 방지할 수 있지만, 내부 밀도의 증대는 댐퍼 마운트의 내구력 향상과 더불어 전체적인 강성도 증대함에 따라, 동일 조건에서 래틀 소음(Rattle Noise)을 발생시키는 또 다른 문제를 갖게 된다

그러므로, 댐퍼 마운트는 사이드 포스에 대한 지지력은 강하게 하되, 전체 강성은 래틀 소음은 발생시키지 않을 정도의 강성을 갖도록 하는 서로 반하는 양면을 만족해야 하는 어려움이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 스테빌라이저 바의 스트럿 장착에 따른 사이드 포스(Side Force)의 지지력을 강하게 하면서, 강성 증대로 인한 래틀 소음(Rattle Noise)이 유발되지 않는 댐퍼 마운트를 갖는 에어 스프링 앗세이를 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어 스프링 앗세이가 에어가 충진되는 챔버 공간으로 위치된 댐퍼 로드(3)의 상단을 감싸는 스프링 하우징(4)이 형성하는 빈 공간으로 위치되어, 탑 캡(5)의 가압력을 받는 댐퍼 마운트(7)를 포함하되,

상기 댐퍼 마운트(7)는 균일하지 않은 외경 형상을 갖추어, 상기 탑 캡(5)을 통해 압축 변형되어, 상기 스프링 하우징(4)의 내면에 대해 균일하게 접촉되면서 강한 밀착 상태를 형성하고, 상기 댐퍼 로드(3)의 상단에 결합된 와셔(8)가 내경으로 끼워진 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 댐퍼 마운트(7)의 외경에서 돌출되어 테두리를 형성하는 압착 돌기단(7a)은 중간 높이 위치로 형성되고, 댐퍼 마운트(7)와 일체로 형성된다.

상기 댐퍼 마운트(7)는 조립 후 20% ~ 23%의 단면 높이 축소율과, 27% ~ 29%의 강화된 밀도율을 갖는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 사이드 포스(Side Force)에 대해 댐퍼 마운트가 강한 지지력을 갖으면서도, 래틀 소음(Rattle Noise)이 유발될 수 있을 정도의 강성 증대도 갖지 않아, 서로 양립되지 않는 양면을 만족하는 우수한 성능을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 사이드 포스 보강을 위한 별도의 우레탄 가이드를 사용하지 않으므로, 부품 수량도 간소화 할 수 있는 효과도 갖는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 마운트를 갖춘 에어 스프링 앗세이로 이루어진 에어 현가 장치의 구성도를 도시한 것인 바, 본 발명은 스테빌라이저 바의 스트럿 부위 장착으로 인해 에어 스프링 앗세이(1)의 상단부를 이루는 에어 스프링 유닛(2)에 발생되는 사이드 포스(Side Force)에 대한 지지력을 강화하면서도, 강성 증대로 인한 래틀 소음(Rattle Noise)도 유발시키지 않는 댐퍼 마운트(7)를 제공한다.

이를 위해 본 실시예에 따른 상기 에어 스프링 유닛(2)은 에어가 충진되는 챔버 공간으로 위치된 댐퍼 로드(3)의 상단을 감싸는 스프링 하우징(4)과, 상기 스프링 하우징(4)의 빈 공간으로 위치된 상기 댐퍼 로드(3)에 결합되어, 조립 완료 상태에서 상기 스프링 하우징(4)에 강하게 밀착되는 댐퍼 로드 상단체(6)와, 상기 스프링 하우징(4)의 위에서 끼워져 상기 댐퍼 로드 상단체(6)를 가압하는 탑 캡(5)으로 구성한다.

상기 댐퍼 로드(3)는 하단이 차륜의 너클 부위로 체결된다.

상기 탑 캡(5)은 상기 스프링 하우징(4)의 위쪽으로 끼워지면서, 상기 댐퍼 로드 상단체(6)의 상면 부위를 하방향으로 가압하는 작용을 한다.

그리고, 상기 댐퍼 로드 상단체(6)는 탄성 변형이 가능한 댐퍼 마운트(7)와, 댐퍼 로드(3)의 상단에 결합되어 상기 댐퍼 마운트(7)의 내경으로 끼워지는 와셔(8)로 구성한다.

상기 댐퍼 마운트(7)는 스프링 하우징(4)의 안쪽 공간이 형성하는 직경에 비해 더 크게 이루어져, 상기 스프링 하우징(4)의 안쪽 공간에 조립된 상태에서 스프링 하우징(4)쪽으로 팽창하는 탄성을 갖추게 된다.

상기와 같은 댐퍼 마운트(7)의 탄성 변형을 통해 댐퍼 마운트(7)가 스프링 하우징(4)의 안쪽 공간에 강하게 밀착되므로, 사이드 포스에 대한 지지력은 강하면서도 상·하 강성은 거의 변함이 없는 특성을 갖는다

그리고, 상기 댐퍼 마운트(7)가 갖는 강성은 (초기 제작 밀도) x (조립시 압축률)로 산출되며, 이는 에어 스프링 앗세이(1)의 강성값으로 결정된다.

상기와 같은 댐퍼 마운트(7)는 다양한 형상을 이루는데, 일례로 상기 댐퍼 마운트(7)의 전체 외경을 스프링 하우징(4)의 안쪽 공간 직경보다 크게 한 형상보다, 본 실시예에서는 상기 댐퍼 마운트(7)의 외경에서 소정 두께로 돌출된 테두리를 형성하는 압착 돌기단(7a)을 형성한 구조를 적용한다.

상기 댐퍼 마운트(7)는 다양한 재질로 이루어지지만, 통상 우레탄 롬으로 만들어진다.

상기 댐퍼 마운트(7)는 단면 구조를 나타낸 도 2와 같이, 소정 두께를 갖는 환형 링 형상을 이루면서 외경의 중간 위치로 돌출된 압착 돌기단(7a)을 형성하고, 상기 압착 돌기단(7a)은 댐퍼 마운트(7)의 제조와 함께 동시에 형성한다.

이때, 상기 압착 돌기단(7a)은 댐퍼 마운트(7)의 압축 변형이 일어나면, 댐퍼 마운트(7)의 외경과 동일하게 된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 댐퍼 마운트(7)가 에어 스프링 앗세이(1)에 적용되면, 에어 스프링 앗세이(1)의 스트럿 부위로 장착되는 스테빌라이저바로 인해 사이드 포스(Side Force)가 발생하더라도, 상기 댐퍼 마운트(7)는 래틀 소음(Rattle Noise)을 유발하지 않는 강성을 갖으면서도 사이드 포스에 대해서는 강한 지지력을 갖게 된다.

이는, 에어 스프링 앗세이(1)의 상부인 에어 스프링 유닛(2)이 댐퍼 로드 상단체(6)를 갖추고, 상기 댐퍼 로드 상단체(6)는 스프링 하우징(4)의 안쪽 공간으로 위치되면서 탑 캡(5)을 통해 가압되는 댐퍼 마운트(7)를 구비함에 따라, 상기 댐퍼 마운트(7)가 조립된 상태에서는 탄성 변형으로 압축되면서 밀도율을 높임과 동시에, 주변으로 강하게 밀착됨에 기인한다.

즉, 도 2나에 도시된 바와 같이, 댐퍼 로드(3)에 체결된 와셔(8)가 결합된 상기 댐퍼 마운트(7)가 스프링 하우징(4)이 형성하는 빈 공간으로 끼워지면, 상기 댐퍼 마운트(7)는 압입 방식을 통해 강제적인 조립이 이루어지고, 조립 후 상기 댐퍼 마운트(7)는 스프링 하우징(4)에 강하게 밀착되도록 탄성 변형된 상태가 된다.

상기와 같은 조립 공정시, 상기 댐퍼 마운트(7)의 탄성 변형은 탑 캡(5)의 조립을 통해 구현된다.

즉, 상기 탑 캡(5)을 스프링 하우징(4)에 조립하면, 상기 탑 캡(5)이 스프링 하우징(4)에 끼워진 댐퍼 마운트(7)를 강하게 누르게 되고, 이러한 가압력은 상기 댐퍼 마운트(7)의 높이를 낮추면서 동시에 직경을 증대해 스프링 하우징(4)의 내면에 강한 밀착력을 갖고 조립된 상태를 갖게 된다.

이러한 상기 댐퍼 마운트(7)의 형상 변화는 조립전(압축전)에 비해 조립 후(압축 후) 매스 밀도율을 크게 증대시키면서도 전체적으로 균일한 밀도율을 갖도록 작용한다.

이는 댐퍼 마운트(7)가 강한 가압력으로 상·하 부위가 압축되면서 높이가 낮아지면, 측면에 대한 스프링 하우징(4)의 구속 작용으로 중간 위치에서 돌출된 압착 돌기단(7a)도 변형을 일으키고, 이러한 압축 변형으로 댐퍼 마운트(7)는 밀도가 높아지면서 전체적으로 균일한 밀도율을 형성할 수 있게 된다.

상기와 같은 댐퍼 마운트(7)의 균일하면서 증대된 밀도율 변화는 댐퍼 마운트(7)의 탄성 변화에 의존하며, 이러한 탄성 변화율은 에어 스프링 앗세이(1)의 사양에 따라 결정된다.

본 실시예에서는 상기 댐퍼 마운트(7)는 조립 전·후에 따라 단면 높이 축소율(A -> a)이 약 20% ~ 23%이고, 밀도율이 약 27% ~ 29%정도 강화되는 탄성 변화율을 갖도록 설계한다.

이를 위해 상기 댐퍼 마운트(7)는 단면 높이가 28 ~ 29mm이며, 압착 돌기단(7a)은 매스 외경에 대해 약 2mm(B) 정도 돌출시켜 형성하고, 밀도율이 약 40정도를 갖도록 제조한다.

상기와 같은 사양으로 제조된 댐퍼 마운트(7)는 압축되어 조립이 이루어지면, 단면 높이가 28 ~ 29mm ->22mm로 축소되고, 압착 돌기단(7a)이 없어지며, 밀도율은 40 ->56 으로 증대하고, 증대된 밀도율 56은 압착 돌기단(7a)의 작용으로 댐퍼 마운트(7)의 상·하 부위와 중간 부위에서 모두 균일한 값을 갖게 된다.

상기와 같이 댐퍼 마운트(7)가 중간 부위쪽 밀도율이 강화되면서 전체적으로 밀도율이 균일하게 강화되므로, 스테빌라이저 바의 스트럿 장착으로 인한 사이드 포스에 대한 지지력은 강하면서도 상·하 강성은 거의 변함이 없는 특성을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 댐퍼 마운트를 갖춘 에어 스프링 앗세이로 이루어진 에어 현가 장치의 구성도

도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 댐퍼 마운트의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 에어스프링 앗세이 2 : 에어스프링 유닛

3 : 댐퍼 로드 4 : 스프링 하우징

5 : 탑 캡 6 : 댐퍼로드 상단체

7 : 댐퍼 마운트 7a : 압착 돌기단

8 : 와셔

Claims (5)

1. 에어가 충진되는 챔버 공간으로 위치된 댐퍼 로드의 상단을 감싸는 스프링 하우징이 형성하는 빈 공간으로 위치되어, 탑 캡의 가압력을 받는 댐퍼 마운트를 포함하되,

   상기 댐퍼 마운트는 균일하지 않은 외경 형상을 갖추어, 상기 탑 캡을 통해 압축 변형되어, 상기 스프링 하우징의 내면에 대해 균일하게 접촉되면서 강한 밀착 상태를 형성하고, 상기 댐퍼 로드의 상단에 결합된 와셔가 내경으로 끼워진 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 댐퍼 마운트는 외경에서 돌출된 테두리를 형성하는 압착 돌기단을 형성한 것을 특징으로 하는 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 압착 돌기단은 중간 높이 위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 압착 돌기단은 상기 댐퍼 마운트와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 댐퍼 마운트는 조립 후 20% ~ 23%의 단면 높이 축소율과, 27% ~ 29%의 강화된 밀도율을 갖는 것을 특징으로 하는 사이드 포스 지지력 강화 타입 에어 스프링 앗세이.

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