KR20170139265A - 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 스프링을 고정 지지하는 부분인 무효 권선 부분이 외부에 노출되지 않도록 스프링 패드를 제조하므로, 이 무효 권선 부분을 보호하여 내구성을 향상할 뿐만 아니라 코일 스프링을 안정적으로 지지하여 그 탄성력을 유지하게 하여 승차감이 떨어지지 않게 유지할 수 있게 한 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

Description

자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드{SPRING PAD MOUNTED ONTO THE END OF COIL SPRING FOR SUSPENSION SYSTEM OF VEHICLE}

본 발명은 스프링 패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일 스프링의 끝을 끼우기 위한 장착 구멍을 무효 권선(자리 감기) 부분의 형상과 길이로 형성하므로, 코일 스프링의 무효 권선 부분이 외부에 노출되지 않게 스프링 패드에 장착할 수 있어 이 무효 권선 부분에 먼지가 끼거나 빗물 등에 녹 등이 생겨 기능을 상실하는 것을 방지하여 수명을 연장하여 사용할 수 있게 한 것이다.

자동차의 현가장치(Suspension System)는 노면의 충격이나 엔진 등에서 발생한 진동 등이 실내로 전달되지 않게 하고 차체 중량을 지지하면서 충격을 흡수하는 장치를 말한다. 이러한 현가장치는 보통 완충기(Shock Absorber), 코일 스프링, 그리고 서스펜션 암 따위가 주요 구성 요소이다.

한편, 현가장치의 주요 구성 중 하나인 코일 스프링은 한쪽을 차체에 고정하고 다른 한쪽을 조향장치 등에 장착하여 차체 하중을 지지하면서 완충 작용을 하게 한다. 이때, 코일 스프링은 양단에 각각 스프링 어퍼 패드와 스프링 로어 패드를 매개로 장착하여 결속을 강화하고 간섭 발생을 방지한다. 이러한 스프링 패드는 다음의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3과 같이 다양한 기술로 제작한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제1105038호

자동차 현가장치용 쇽 업소버(Shock absorber) 실린더의 외주에 설치한 로어 패드와 상기 쇽 업소버의 로드 상부 끝단에 설치된 어퍼 패드 사이에 개재된 코일 스프링의 하단부와 로어 패드 사이에 개재되어 상기 코일 스프링의 하단부를 보호하는 고무 재질로 형성된 자동차 현가장치용 스프링 패드에 관한 것으로, 로어 패드의 상부 면과 접촉되는 볼록 면에 스프링 패드의 볼록 면을 따라 돌출 형성되어 상기 로어 패드의 상부 면과 스프링 패드의 볼록 면 사이를 탄성 지지하여 코일 스프링의 하단부와 스프링 패드의 볼록면 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 탄성 지지부를 더 포함하여 구성된다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제15799240호

현가 스프링용 스프링 패드에 관한 것으로, 스프링 패드의 상면에 이물질이 쌓이는 것을 방지할 수 있는 현가 스프링용 스프링 패드를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 현가 스프링의 하단부가 삽입되도록 반원형의 단면구조를 갖는 안착 홈이 상면에 형성된 것으로 구성되고, 현가 스프링과 로어 시트의 사이에 배치되는 현가 스프링용 스프링 패드에 있어서, 상기 안착 홈을 기준으로 스프링 패드의 바깥쪽에 위치하되 안착 홈에서 스프링 패드의 바깥쪽 방향으로 갈수록 점차 높이가 낮아지도록 경사지게 형성된 제1 표면과, 상기 안착 홈을 기준으로 스프링 패드의 안쪽에 위치하되 안착 홈에서 스프링 패드의 안쪽 방향으로 갈수록 점차 높이가 낮아지도록 경사지게 형성된 제2 표면으로 구성되는 상면; 상기 스프링 패드의 외측 둘레 중, 현가 스프링의 안쪽에 위치하는 스프링 패드의 종단부 외측 둘레에 형성되어 로어 시트에 형성된 밀림 방지용 스토퍼가 삽입 결합하는 홈; 및 상기 안착 홈이 형성하는 반원형 단면영역의 내측으로 돌출된 구조를 가지며, 안착 홈을 따라 연장되는 구조를 갖는 돌출부;를 포함하되, 상기 돌출부는 안착 홈이 형성하는 반원형 단면구조상에서 스프링 패드의 내측에 위치하도록 안착 홈의 내측단측에 형성된 것을 특징으로 하는 현가 스프링용 스프링 패드를 제공한다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제15921762호

이물질 유입 억제구조를 갖는 스프링 패드에 관한 것으로, 그 목적은 코일스프링과의 사이에 틈새가 발생하는 것을 억제하여 이물질의 유입을 방지할 수 있도록 하는 이물질 유입 억제구조를 갖는 스프링 패드를 제공함에 있다. 이를 위하여, 현가장치를 구성하는 코일스프링의 하단부가 삽입되어 안착되는 홈이 상면에 형성된 스프링 패드에 있어서, 상기 홈은 반원형의 단면구조를 갖되, 홈이 형성하는 반원형 단면영역의 내측으로 돌출된 구조를 갖는 돌출부가 홈의 일부로써 형성되며, 상기 돌출부는 홈이 형성하는 반원형 단면구조상에서 스프링 패드의 내측에 위치하도록 홈의 내측단측에 형성되되, 홈이 형성하는 반원형 구조의 원주 상에 위치하는 두 점을 연결하는 직선형의 구조를 이루면서 홈의 내측으로 돌출되고, 홈의 길이방향을 따라 홈의 한쪽 끝단으로부터 반대쪽 끝단으로 연장되는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 이물질 유입 억제구조를 갖는 스프링 패드를 제공한다.

하지만, 이런 기존의 스프링 패드는, 종래 스프링 패드의 예를 보여주는 [도 1] 및 [도 2]를 참조하여 설명하면, 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 스프링 패드(10)는 링 형상으로 이루어지고, 한쪽 면에 코일 스프링(20)의 무효 권수를 고정 지지하기 위해 호 형상으로 자리 면(11)을 형성하여 장착하므로 무효 권수 부분의 일부가 외부에 노출된다. 여기서, 무효 권수는 "자리 감기"라고도 하며, 스프링에서 유효 권수와 대응하는 말로, 스프링을 고정하여 실질적으로 탄성 기능을 하는 유효 권수 부분의 양끝을 구성하여 코일 스프링을 지지 고정하는 부분을 말한다.

(2) 즉, 상기 자리면(11)은 폭 단면을 요 홈 형상으로 형성하고 그 위에 코일 스프링(20)의 무효 권수 부분을 안착하여 고정 지지하는 데, 이때 이 자리 면(11)에는 미리 정한 간격을 두고 여러 개의 지지 돌기(12)를 돌출 성형하여 코일 스프링(20) 외주를 감싸 고정하게 형성한다.

(3) 이에, 무효 권수 부분은 이웃한 두 개의 지지 돌기(12) 사이가 외부에 노출되고, 노출된 부분은 주변 환경 때문에 쉽게 녹이 슬거나 먼지가 끼어 원활한 작동을 방해받는다.

(4) 즉, 코일 스프링은 차축과 프레임 사이에 설치되므로 자동차 하부를 통해 외부에 노출되게 장착된다. 이에, 자동차 하부를 통해 먼지나 빗물 등이 코일 스프링에 튈 우려가 있고, 이러한 먼지나 빗물 등은 자리 면(11)에 안착한 코일 스프링(20)의 무효 권선 부분에 달라붙어 고착되거나 표면을 부식시키는 요인으로 작용한다.

한국등록특허 제1105038호 (등록일 : 2012.01.04) 한국등록특허 제15799240호 (등록일 : 2015.12.17) 한국등록특허 제15921762호 (등록일 : 2016.02.01)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 코일 스프링을 고정 지지하는 부분인 무효 권선 부분이 외부에 노출되지 않도록 스프링 패드를 제조하므로, 이 무효 권선 부분을 보호하여 내구성을 향상할 뿐만 아니라 코일 스프링을 안정적으로 지지하여 그 탄성력을 유지하게 하여 승차감이 떨어지지 않게 유지할 수 있게 한 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드는, 자동차용 현가장치의 코일 스프링 끝에 끼워서 장착하는 스프링 패드(10)에서, 전체적으로 미리 정한 폭과 두께를 가진 링 형상으로 이루어지고, 한쪽 면에는 코일 스프링의 끝을 끼워서 고정할 수 있게 장착 구멍(110)을 형성하되;, 상기 장착 구멍(110)은 코일 스프링의 무효 권수(자리 감기) 부분을 끼울 수 있는 형상과 길이로 형성한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 스프링 패드(100)는, 다른 한쪽 면에 미리 정한 간격을 두고 적어도 하나의 요철(120)을 형성한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 요철(120)은, 상기 장착 구멍(110)이 형성된 구간과 대응하는 위치에 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링 패드(100)는, 장착 구멍(110)의 입구 부분에서 이 장착 구멍(110)과 반대쪽으로 절개 부분(130)을 형성하여 코일 스프링의 유효 권수 부분이 탄성 변형할 때 간섭이 생기지 않게 한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 절개 부분(130)은, 코일 스프링의 한 번 감긴 권수의 길이에서 무효 권수의 길이를 뺀 길이보다 조금 짧게 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 무효 권수 형상과 길이로 장착 구멍을 제작하므로, 코일 스프링의 무효 권수 부분을 장착 구멍에 끼워서 외부에 노출되지 않게 스프링 패드에 장착할 수 있다.

(2) 이는, 노출된 코일 스프링의 무효 권수 부분에 빗물이나 습기 그리고 먼지 등으로 부식되거나 이물이 끼는 것을 방지하여 코일 스프링을 보호하여 수명 연장 효과를 기대할 수 있다.

(3) 코일 스프링에 장착한 스프링 패드가 차체 프레임 등과 맞닿게 설치하는 한쪽 면에 적어도 하나의 요철을 형성하므로, 스프링 패드와 차체 프레임 사이의 장착력을 높일 수 있다.

(4) 특히, 이러한 요철은 장착 구멍과 대응하는 위치에 형성하므로, 코일 스프링을 통해 스프링 패드에 힘이 가해질 때 많은 외력이 가해지는 부분에서 외력을 분산하는 효과를 통해 스프링 패드가 쉽게 파손되지 않고 수명을 연장하여 사용할 수 있게 한다.

[도 1]은 코일 스프링에 끼우기 전 상태의 종래 스프링 패드를 보여주는 사시도이다.
[도 2]는 코일 스프링에 끼운 상태의 종래 스프링 패드를 보여주기 위한 사시도이다.
[도 3] 및 [도 4]는 각각 발명에 따른 스프링 패드의 전체 형상을 보여주기 위한 정면 사시도와 저면 사시도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 스프링 패드의 저면 상태를 보여주기 위한 저면도이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 스프링 패드를 코일 스프링에 장착한 상태를 보여주는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100)는, [도 3] 내지 [도 6]과 같이, 링 형상으로 이루어지면서 한쪽 면에 코일 스프링(20)의 무효 권수(자리 감기) 부분을 끼울 수 있도록 장착 구멍(110)을 형성한다.

특히, 상기 장착 구멍(110)은 상기 무효 권수 부분의 형상과 길이로 형성하므로, 코일 스프링(20)의 무효 권수 부분이 외부에 노출되지 않아 이 부분에 먼지가 끼거나 빗물이나 습기 등으로 녹이 스는 등 작동 불량으로 이어질 수 있는 요인을 미리 차단하여 코일 스프링이 원활하게 작동하면서도 수명을 연장하여 사용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 무효 권수(자리 감기)는 코일 스프링에서 실질적으로 탄성 변형을 일으키는 유효 권수 부분의 양단에 일체로 형성한 부분으로, 통상 코일 스프링을 고정하는 데 사용하여 탄성 지지하게 하는 부분을 말한다.

스프링 패드(100)는, [도 3] 내지 [도 6]과 같이, 미리 정한 폭과 두께를 가진 링 형상으로 형성한다. 이는, 스프링 코일(100)이 통상 코일 스프링(20)을 지지하므로, 이 코일 스프링(20)의 권선 지름과 같거나 조금 큰 링 형태로 제작하여 그 끝을 지지할 수 있게 하기 위함이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 스프링 패드(100)는 링 형상으로 형성한 것을 예로 들어 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 스프링 패드(100)는 원판 형상이나 정다각형 형상과 같이 코일 스프링(20)의 평면 형상과 같거나 유사한 형태로도 제작하여 사용할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

한편, 상기 스프링 패드(100)는, [도 3] 및 [도 6]과 같이, 한쪽 면에 무효 권수 부분을 끼울 수 있도록 장착 구멍(110)을 형성한다. 이때, 장착 구멍(110)은 코일 스프링(20)의 무효 권선 부분을 끼울 수 있는 형상과 길이로 스프링 패드(100)의 한쪽 면에서 안으로 매입되게 형성하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 무효 권선 부분과 같은 형상 및 길이로 제작하는 것이 좋다.

이는, [도 6]과 같이, 본 발명에 따른 스프링 패드(100)를 코일 스프링(20)에 끼울 때, 이 코일 스프링(20)의 무효 권선 부분 모두가 장착 구멍(110) 안으로 들어가게 장착함으로써, 이 무효 권선 부분이 외부에 노출되지 않아 먼지가 끼거나 물이나 습기 등에 노출되지 않게 하기 위함이다.

또한, 상기 스프링 패드(100)는, [도 4] 및 [도 5]와 같이, 장착 구멍(110)을 형성하지 않은 면에 미리 정한 간격을 두고 적어도 하나의 요철(120)을 형성한다.

상기 요철(120)은 코일 스프링(20)에 끼운 본 발명에 따른 스프링 패드(100)가 프레임과 같은 구성 위에 밀착하는 부분으로 밀착 효과를 높일 수 있게 하기 위함이다. 특히, 코일 스프링(20)에 가해진 외력으로 스프링 패드(100)가 변형할 때 요철(120) 사이의 틈새가 변형할 수 있는 공간을 제공하여 외력 흡수 효과를 얻을 수도 있다.

특히, 상기 요철(120)은 상술한 장착 구멍(110)의 길이와 대응하는 길이에 같은 간격으로 여러 개를 스프링 패드(100)의 한쪽 면에 형성함으로써, 통상 코일 스프링(20)에 가해진 외력을 지지하는 부분인 무효 권수 부분에 대응하는 부분에 형성한 요철(120)을 통해 원활하고 부드럽게 코일 스프링(20)을 지지할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스프링 패드(100)는, [도 3]·[도 4] 및 [도 6]과 같이, 절개 부분(130)을 형성한다. 절개 부분(130)은 상술한 장착 구멍(110)에서 시작하여 그 반대쪽으로 형성하되, 코일 스프링의 유효 권수 부분이 변형할 때 스프링 패드(100)와 닿지 않을 정도의 길이로 형성한다.

이에, 상기 절개 부분(130)은 코일 스프링의 감긴 권수의 길이에서 무효 권수의 길이를 뺀 나머지 길이 정도, 가장 바람직하게는 이 길이 보다 조금 작게 형성하여 코일 스프링의 유효 권선 부분이 스프링 패드(100)와 맞닿지 않게 하여 간섭을 없앨 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 스프링 패드(100)는 다양한 방법으로 제작할 수 있다. 예를 들어서, 3D 프린팅 방식으로 제작하거나, 인서트 금형을 이용하여 제작할 수 있다. 특히, 인서트 금형의 경우, 인서트 코어를 상술한 장착 구멍(110)과 같은 형상으로 제작하고, 인서트 금형으로 스프링 패드를 제작한 다음 성형한 스프링 패드와 함께 인서트 코어가 인서트 금형에서 분리되게 한 뒤에, 인서트 코어에서 스프링 패드를 돌려서 빼내게 구성함으로써 본 발명에 따른 스프링 패드를 제작할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 코일 스프링을 지지하는 무효 권선 부분이 스프링 패드 안에 끼워져서 외부에 노출되지 않으므로 먼지나 빗물 등에도 이 무효 권선 부분을 보호할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스프링 패드는 스프링 로어 패드를 기준으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 스프링 어퍼 패드의 경우에도 장착 구멍을 본 발명과 같이 구성하여 적용할 수 있음을 해당 업계 종사자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

100 : 스프링 패드
110 : 장착 구멍
120 : 요철
130 : 절개 부분

Claims (5)

1. 자동차용 현가장치의 코일 스프링 끝에 끼워서 장착하는 스프링 패드(10)에서,
   전체적으로 미리 정한 폭과 두께를 가진 링 형상으로 이루어지고, 한쪽 면에는 코일 스프링의 끝을 끼워서 고정할 수 있게 장착 구멍(110)을 형성하되,
   상기 장착 구멍(110)은 코일 스프링의 무효 권수(자리 감기) 부분을 끼울 수 있는 형상과 길이로 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100).
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 스프링 패드(100)는,
   다른 한쪽 면에 미리 정한 간격을 두고 적어도 하나의 요철(120)을 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100).
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 요철(120)은,
   상기 장착 구멍(110)이 형성된 구간과 대응하는 위치에 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100).
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 스프링 패드(100)는,
   장착 구멍(110)의 입구 부분에서 이 장착 구멍(110)과 반대쪽으로 절개 부분(130)을 형성하여 코일 스프링의 유효 권수 부분이 탄성 변형할 때 간섭이 생기지 않게 한 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100).
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 절개 부분(130)은,
   코일 스프링의 한 번 감긴 권수의 길이에서 무효 권수의 길이를 뺀 길이보다 조금 짧게 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 현가장치용 코일 스프링의 스프링 패드(100).

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