KR20110061715A - Air damping type bush - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엔진 및 서스펜션을 차체에 연결하여 지지함과 동시에 엔진 및 서스펜션에서 발생되는 충격, 진동, 소음을 차체로 전달되지 않도록 절연시키는 방진부재인 부시(bush)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기의 유동을 이용하여 댐핑 작용을 구현시킨 에어 댐핑 방식의 부시에 관한 것이다. The present invention relates to a bush, which is an anti-vibration member that connects and supports an engine and a suspension to a vehicle body and insulates shocks, vibrations, and noises generated from the engine and the suspension so as not to be transmitted to the vehicle body. The present invention relates to an air damping bush that realizes a damping action using a flow of.
일반적으로 자동차가 운행함에 따라서 소음 및 진동이 필수적으로 수반되는데, 근래 차량에 적용되는 기술이 점차 발전하고 저진동 및 저소음에 대한 소비자의 요구가 증대됨에 따라, 차량에서 발생하는 충격, 진동, 소음 등을 분석하여 승차감을 극대화시키기 위한 기술 개발이 계속되고 있다.In general, noise and vibration are essential as a vehicle moves, and as the technology applied to a vehicle is gradually developed and consumers' demand for low vibration and noise is increased, the impact, vibration, noise, etc. generated in the vehicle are increased. Analysis continues to develop technologies for maximizing ride comfort.
자동차에서 발생하는 진동의 가장 큰 원인은 엔진의 진동과 주행중 노면으로부터 전달되는 충격이다. 상용 구간에서 발생하는 진동이 차체의 고유진동수와 일치하면 공진(resonance)이 일어나 큰 진동과 충격이 발생하기 때문에, 차량에서 발생하는 진동이 차체의 고유진동수를 피해서 제작하여야 한다. 진동의 종류로는 정지간의 진동 및 주행시의 진동이 있으며, 정지간의 진동은 공회전시 주로 발생되는 진동으로 휠 및 차체 바닥의 상하 진동(shake)을 말하고 오토매틱 차량이 수동차량 보다 심각하게 나타나며, 주행시의 진동으로는 차량 주행시 발생되는 휠에서의 상하 방향 진동과 원주 방향 진동(shimmy) 및 차체 바닥의 상하 방향 진동(shake) 등이 있다.The biggest causes of vibration in cars are the vibration of the engine and the impact transmitted from the road surface while driving. When the vibration generated in the commercial section coincides with the natural frequency of the vehicle body, the resonance occurs and large vibration and impact occur. Therefore, the vibration generated in the vehicle should be manufactured to avoid the natural frequency of the vehicle body. Types of vibration include vibration between stops and vibration during driving. Vibration between stops is a vibration mainly generated during idling. It refers to the shaking of wheels and the bottom of the body, and the automatic vehicle appears more seriously than a manual vehicle. Vibrations include vertical vibrations and circumferential shims at wheels and vehicle shakes at the bottom of the vehicle body.
현가계 또는 현가장치(Suspension)는 차축과 차체를 연결하여, 차량이 주행할 때 차축이 지면에서 받는 진동이나 충격이 직접 전달되지 않도록 하여 차체의 손상을 방지하고 탑승자의 승차감을 좋게 하여주는 장치이다. 이러한 현가계의 체결부위나 연결부위에는 각각 부시(bush)가 연결되어 있다. 부시는 차량이 진동을 받거나 차체가 기울어짐에 따른 현가계의 변형을 최소화하기 위하여 설치되며, 연결부의 압축 또는 인장에 따라 부쉬가 변형 및 회복되어 그 진동 및 기울어짐을 줄여준다.Suspension or suspension is a device that connects the axle and the body to prevent the body from being damaged by transmitting vibrations or shocks that the axle receives from the ground when the vehicle travels, and improves the ride comfort of the occupant. . A bush is connected to each of the fastening part and the connection part of the suspension system. The bush is installed to minimize the deformation of the suspension system when the vehicle is vibrated or the vehicle body is tilted, and the bush is deformed and recovered according to the compression or tension of the connection to reduce the vibration and tilting.
상기와 같은 현가장치로서 자동차의 프론트 로워암(front lower arm)은 3점 체결방식을 이용하며, 차륜 측의 너클부위에 볼 조인트가 체결되며, 이의 반대 부분에 차체쪽으로 2점 체결되도록 각각 차체 마운팅 부시(일명 A 부시라 함)와 지오메트리 부시(일명 G 부시라 함)가 형성되는 구조를 갖게 된다.As the suspension device as described above, the front lower arm of the vehicle uses a three-point fastening method, and the ball joint is fastened to the knuckle portion of the wheel side, and the body mounting is performed so that two points are fastened to the vehicle body on the opposite side thereof. It will have a structure in which a bush (aka A bush) and a geometry bush (aka G bush) are formed.
이중 상기 지오메트리 부시는 차량 성능을 좌우하는 중요한 요소로서, 차량의 전후와 더불어 좌우 충격을 완화시키고 현가장치의 강성을 유지하도록 지오메트리 부시만의 고유 구조를 갖는 특징이 있다.Among these, the geometry bush is an important factor in determining the performance of the vehicle, and has a unique structure of the geometry bush so as to alleviate the left and right impacts along with the front and rear of the vehicle and maintain the rigidity of the suspension device.
즉, 상기 지오메트리 부시는 좌우 강성을 크게 하기 위해 좌우측으로 강성 영역(Hard Portion; 통상 브릿지(Bridge라 함))구간을 형성함과 더불어, 전후 충격을 완화시키기 위해 연성 영역(Soft Portion; 통상 보이드(Void)라 하며 빈 공간 임)구간을 형성하여, 강성과 연성 구간을 동시에 갖는 특징이 있게 된다.That is, the geometry bush forms a hard port zone (commonly referred to as a bridge) section on the left and right sides to increase left and right stiffness, and soft zones (soft voids) to mitigate front and rear shocks. It is called Void), and it forms an empty space, and it has the characteristic of having both rigidity and ductility.
그러나, 이러한 지오메트리 부시는 강성을 확보하기 위해 강성 영역을 두껍게 하면 부드러운 특성이 저하되고, 소프트한 특성을 유지하기 위해 연성 영역을 크게 하면 내구가 취약해지는 특성상, 강성과 연성 구간의 특성을 조화시키기 매우 어려운 한계가 있게 된다.However, such a geometry bush is very difficult to balance the characteristics of stiffness and ductility, because the softness of the stiffness region is reduced to secure the rigidity, and the softness is reduced to increase the ductility region to maintain the softness. There are hard limits.
종래 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 전후 충격을 완화시키기 위해 부시 내부에 유체를 봉입시켜, 봉입된 유체의 유동을 이용하여 특정 주파수에서 부시의 감쇠가 증가하도록 한 유체봉입 부시가 개발되어 사용되고 있다.In order to solve the problems as described above, a fluid-enclosed bush has been developed and used to enclose a fluid inside the bush to mitigate front and rear shocks, thereby increasing the attenuation of the bush at a specific frequency by using the flow of the enclosed fluid. have.
그러나, 종래 유체봉입형 지오메트리 부시는 구조특성에 따라 상대적으로 내구적 측면에 취약하기 때문에, 반복되는 내구 시험 중 지오메트리 부시의 파손이 일어나는 현상이 있었으며, 기존의 고무 부시에 비해 원가 및 중량이 크게 증가하여 실제의 설계 적용시 제약 사항이 많이 야기되는 불리한 면이 있었다.However, since the conventional fluid-sealed geometry bushes are relatively vulnerable to durability in accordance with their structural characteristics, there is a phenomenon that the geometry bushes break during repeated durability tests, and the cost and weight are greatly increased compared to the conventional rubber bushes. Therefore, there were disadvantages that caused a lot of constraints in the actual design application.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 복수개의 에어 챔버 사이에서 공기를 유동시킴으로써 댐핑 작용을 구현하는 에어 댐핑 방식의 부시를 제공하는데 그 기술적 과제가 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and there is a technical problem to provide a bush of an air damping method for implementing a damping action by flowing air between a plurality of air chambers.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 구성은, 자동차의 진동 감쇠용 부시에 있어서 중심에 위치되는 내측 부재와, 상기 내측 부재의 주위에 부착되는 고무 부재와, 상기 고무 부재의 외측에 위치하는 원통형의 외측 부재와, 상기 고무 부재의 외주면과 상기 외측 부재의 내주면 사이에서 원주 방향으로 밀폐되고 에어가 내재되며 상호 대향하는 제 1 챔버와 제 2 챔버와, 상기 제 1 챔버와 제 2 챔버를 연결하는 복수개의 에어유동로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The configuration of the air damping bush of the present invention for achieving the above technical problem is an inner member located at the center of the vibration damping bush of the vehicle, a rubber member attached to the periphery of the inner member, and the rubber member A cylindrical outer member located outside of the first chamber, a first chamber and a second chamber sealed in the circumferential direction and incorporating air and opposed to each other between an outer circumferential surface of the rubber member and an inner circumferential surface of the outer member; It characterized in that it comprises a plurality of air flow path connecting the second chamber.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명 에어 댐핑 방식 부시는 종래 유체 봉입형 부시와 비교하여 구조가 간단하고 통상의 재질을 이용함으로써, 상대적으로 내구성이 강하고 원가 절감과 중량 면에서 유리하여 설계시의 제약 사항을 줄일 수 있는 효과가 있다.Air damping bush of the present invention having the configuration as described above is simpler in structure compared to the conventional fluid-enclosed bush and by using a conventional material, it is relatively durable, cost-effective and advantageous in terms of weight constraints in design There is an effect to reduce.
또한, 본 발명 부시의 에어 챔버 사이에 형성된 에어유동로의 각각의 단면적과 길이를 조절함으로써, 부시에 가해지는 진동의 저주파 및 고주파 특성에 따라서 부시를 튜닝할 수 있는 효과가 있는 진보한 발명인 것이다.In addition, by adjusting the cross-sectional area and the length of each of the air flow path formed between the air chamber of the bush of the present invention, it is an advanced invention having the effect of tuning the bush according to the low frequency and high frequency characteristics of the vibration applied to the bush.
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 에어 댐핑 방식 부시의 바람직한 실시예의 구성을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of the preferable embodiment of the air damping system bush of this invention is demonstrated in detail based on an accompanying drawing.
단, 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분하게 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 태양으로 구체화될 수도 있다.However, the disclosed drawings are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not limited to the drawings presented below, but may be embodied in other aspects.
또한, 본 발명 명세서에서 사용되는 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, unless there is another definition in terms used in the present specification, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and the accompanying drawings. Detailed descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
본 발명 에어 댐핑 방식 부시는 중심에 위치되는 내측 부재와, 상기 내측 부재 주위에 부착되는 고무 부재와, 상기 고무 부재의 외주를 감싸도록 위치되는 외측 부재와, 상기 고무 부재의 외주면과 상기 외측 부재의 내주면 사이에 헝성된 한쌍의 에어 챔버와, 상기 한 쌍의 에어 챔버 사이에서 각각의 에어 챔버들을 상호 연결시키되 일측의 에어 챔버 내에 있는 에어를 타측의 에어 챔버로 유동시키는 복수개의 에어 유동로를 포함한 것을 특징으로 하는 것이다.The air damping bush of the present invention includes an inner member positioned at the center, a rubber member attached around the inner member, an outer member positioned to surround an outer circumference of the rubber member, an outer circumferential surface of the rubber member, and an outer member. A pair of air chambers formed between the inner circumferential surfaces, and a plurality of air flow paths interconnecting the respective air chambers between the pair of air chambers and allowing air in one air chamber to flow to the other air chamber. It is characterized by.
또한, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 댐핑 특성을 조절할 수 있도록 상기 에어 유동로의 크기 및 길이를 조절할 수 있는 것을 특 징으로 한다. In addition, it is characterized in that the size and length of the air flow path can be adjusted to adjust the damping characteristics of the air damping bush of the present invention configured as described above.
도 1 은 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 사시도, 도 2 는 측면도, 도 3 및 도 4 는 도 1 의 A-A' 선 단면 및 B-B' 선 단면도이다. 1 is a perspective view of the air damping bush of the present invention, Figure 2 is a side view, Figure 3 and Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A 'and line B-B' of FIG.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 댐핑 부시는, 중심에 위치되는 내측 부재(10)와, 상기 내측 부재(10)의 주위에 부착되는 고무 부재(20)와, 상기 고무 부재(20)의 외측에 위치하는 원통형의 외측 부재(30)를 포함하여 구성된다.1 and 2, an air damping bush according to a preferred embodiment of the present invention includes an
상기 내측 부재(10) 및 외측 부재(30)의 재질은 철이나 알루미늄 등의 메탈을 이용할 수 있으나, 부시의 경량화 측면을 고려하여 합성수지재를 이용할 수도 있다. The
또한, 상기 고무 부재(20)의 외주면과 상기 외측 부재(30)의 내주면 사이에 원주 방향으로 밀폐되고 에어(공기)가 내지된 한쌍의 에어 챔버가 상호 대향하도록 형성된다. 구체적으로는, 도 3 에 도시된 바와 같이 상기 에어 챔버는 본 발명 부시의 전면 내측에 형성된 제 1 챔버(40)와 후면 내측에 형성되는 제 2 챔버(50)를 포함한다.In addition, a pair of air chambers sealed in the circumferential direction and impregnated with air (air) are formed between the outer circumferential surface of the
이때, 상기 제 1 챔버(40)와 제 2 챔버(50)는 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이 복수개의 에어 유동로(60)에 의하여 상호 연결된다.In this case, the
상기 에어 유동로(60)는 상기 외측 부재(30)의 내주면과 상기 고무 부재(30)외주면 사이에서 상호 다른 단면적 및/또는 다른 길이를 가지도록 형성된 것으로서, 본 발명 부시로 작용하는 진동이 발생하여 상기 제 1 챔버(40) 또는 제 2 챔 버(50) 중 어느 하나의 챔버의 체적이 감소되면, 감소된 체적의 챔버 내부에 내재하던 에어가 상기 에어 유동로(60)를 통하여 다른 하나의 챔버로 유동할 수 있도록 형성된 것이다.The
따라서, 상기와 같이 각각의 에어 유동로(60)의 형상을 상호 상이하도록 형성하게 되면 각각의 상기 에어 유동로(60)를 통과하는 에어의 공기 저항도 상호 상이하게 발생되므로, 어느 하나의 챔버 내부의 에어가 다른 하나의 챔버로 이동하는 유동 현상이 발생할 때 부시에 작용하는 진동의 양상에 따라서 각각의 에어 유동로(60)를 통과하는 에어의 양도 상호 상이하게 나타나게 되면서 본 발명 부시의 진동 감쇠 특성이 결정되는 것이다.Therefore, when the shapes of the respective
본 발명 실시예에서는 도시된 바와 같이 상기 제 1 챔버(40)의 일측과 상기 제 2 챔버(50)의 일측을 연결한 제 1 에어 유동로(61)와, 상기 제 1 챔버(40)의 타측과 상기 제 2 챔버(50)의 타측을 연결한 제 2 에어 유동로(62)를 형성하였다.In the embodiment of the present invention, as shown, the first
상기 제 1 에어유동로(61)는 그 단면적이 제 2 에어유동로(62)보다 크나 유동로의 길이는 제 2 에어유동로(62)보다 짧게 형성된 유동로(일명 'short 유동로')이고, 상기 제 2 에어유동로(62)는 그 단면적이 제 1 에어유동로(61)보다 작으나 유동로의 길이가 제 1 에어유동로(61)보다 길게 형성된 유동로(일명 'long 유동로')이다.The first
상기 제 1 에어유동로(61)는 단면적이 크고 그 길이는 짧은 유동로를 형성하기 때문에 유동로 내부는 상대적으로 낮은 공진주파수를 가지는 저주파 진동에 대해 공기 저항이 크다(즉, 고주파 진동에 대하여 공기 저항이 작다). 반면, 상기 제 2 에어유동로(62)는 단면적은 작으나 그 길이는 긴 유동로를 형성하기 때문에 유동로 내부는 상대적으로 높은 공진주파수를 가지는 고주파 진동에 대한 공기 저항이 크다(즉, 저주파 진동에 대하여 공기 저항이 작다).Since the first
따라서, 본 발명 부시에 입력되는 진동이 저주파 대변위의 진동일 경우에는 상기 제 1 챔버(40) 또는 제 2 챔버(50) 내에 내재된 에어가 상대적으로 저주파 진동에 대하여 공기 저항이 작은 제 2 에어유동로(62)(일명 'long 유동로')를 통하여 에어가 유동된다.Therefore, when the vibration input to the bush of the present invention is a vibration of a low frequency large displacement, the air inherent in the
또한, 본 발명 부시에 입력되는 진동이 고주파 소변위 진동일 경우에는 상기 제 1 챔버(40) 또는 제 2 챔버(50) 내에 내재된 에어가 상대적으로 공기 저항이 작은 제 1 에어유동로(61)(일명 'short 유동로')를 통하여 에어가 유동된다.In addition, when the vibration input to the bush of the present invention is a high frequency urine gas vibration, the air inherent in the
따라서, 상술한 바와 같이 부시에 작용하는 진동의 공진주파수에 따라서 제 1 챔버(40)와 제 2 챔버(50) 사이에 형성된 복수개의 에어유동로(60)를 통하여 유동되는 에어의 양도 각각 상이하기 때문에, 상기 에어유동로(60)의 단면적과 크기를 상이하게 함으로써 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 저주파 및 고주파 특성을 조절할 수 있게 된다.Therefore, as described above, the amount of air flowing through the plurality of
이상의 설명에서 본 발명의 에어 댐핑 방식 부시의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description, the configuration of the air damping bush of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention may be variously modified, changed, and replaced by those skilled in the art, and such modifications, changes, and substitutions may be made by the present invention. It should be interpreted as being within the scope of protection.
도 1 은 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 사시도,1 is a perspective view of an air damping bush of the present invention,
도 2 는 본 발명 에어 댐핑 방식 부시의 측면도,2 is a side view of the present invention air damping bush,
도 3 은 도 1 의 A-A' 선 단면도, 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
도 4 는 도 1 의 B-B' 선 단면도이다. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1; 본 발명 에어 댐핑 방식 부시One; The present invention air damping bush
10; 내측 부재10; Inner member
20; 고무 부재20; Rubber parts
30; 외측 부재30; Outer part
40; 제 1 챔버40; First chamber
50; 제 2 챔버50; Second chamber
60; 에어유동로60; Air flow path
61; 제 1 에어유동로61; First air flow path
62; 제 2 에어유동로62; Second air flow path
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