KR101374879B1 - 다이나믹 댐핑 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 고속 주행으로 의한 유압 댐퍼가 미치지 못하는 고주파/미소진폭 작동시 마찰 댐핑을 구현하여 잔 진동시의 승차감을 향상시키는 다이나믹 댐핑 구조에 관한 것이다.
본 발명은 실린더의 피스톤 로드의 작동을 안내하는 로드 가이드 부재를 포함하는 쇽업소버의 다이나믹 댐핑 구조에 있어서, 상기 로드 가이드 부재의 상부와 하부의 내주에 각 삽입 설치되어 상기 피스톤 로드와 마찰되는 루버부들, 상기 루버부들의 내부에 각 형성되어 상기 루버부들이 상기 로드 가이드 부재의 내주에 각 압입되어 고정 설치되게 하는 스틸 와셔부 및 상기 루버부들의 외표면에 각 함몰되게 형성되는 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다이나믹 댐핑 구조{STRUCTURE FOR DYNAMIC DAMPING}

본 발명은 스트럿 및 쇽업소버의 댐핑 부재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 고속 주행으로 의한 유압 댐퍼가 미치지 못하는 고주파/미소진폭 작동시 마찰 댐핑을 구현하여 잔 진동시의 승차감을 향상시키는 다이나믹 댐핑 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 스트럿(Strut) 및 쇽업소버(Shock absorber)는 차체와 차륜을 연결하는 장치로서 주행 중 노면으로부터 차륜으로 전달된 충격을 흡수하여 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다. 이에 스트럿 및 쇽업소버는 조종안정성을 확보하는 동시에 적재화물의 보호, 차량의 각 부품을 보호하며, 양호한 핸들링 특성을 살리고, 운전자의 안락한 승차감을 극대화하는 것을 주된 목적으로 하여 다양한 형태의 현가장치가 연구개발 및 적용되고 있는 실정이다.

이러한 차량의 스트럿 및 쇽업소버는 통상, 내부에 작동유체가 들어있는 실린더와, 이 실린더의 내부에서 유압에 의해 이동함으로써 감쇠력을 발생시키는 피스톤과, 일단은 이 피스톤과 결합되고 타단은 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드를 가진다.

이 피스톤 로드가 실린더의 외부로 연장되는 부분에는 로드 가이드 부재가 장착되어, 실린더 내부의 작동유체가 외부로 흘러나오는 것을 막고 피스톤 로드의 작동을 안내하도록 되어 있다.

그런데 이와 같은 종래의 스트럿 및 쇽업소버는 고주파(미소진폭) 작동시에는 유압이 충분하지 않아 유압 댐핑이 적용되지 않는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 로드 가이드 부재에 형성되는 오일실에 마찰식 댐핑 부재를 설치하여 피스톤 로드와의 사이에 생기는 마찰력에 의해 감쇠력을 발생시키게 하였다. 이와 같이 피스톤 로드와 마찰식 댐핑 부재와의 사이에 생기는 마찰력은 유압에 의존하지 않기 때문에 고주파(미소진폭) 작동시에도 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

하지만, 종래의 마찰식 댐핑 부재는 나이프 커팅 실(Nnife Cutting Seal) 만을 적용하기 때문에 피스톤 로드에 밀착되는 댐핑 부재의 립(Lip) 선단부에 응력이 집중되어 마모성이 떨어질 수도 있다는 문제점이 있다.

그리고 종래의 마찰식 댐핑 부재는 고무 재질로 형성되어 피스톤 로드에 밀착되는 립의 죔력이 고무 재질의 탄성에만 의존하기 때문에 내구력이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 마찰식 댐핑 부재는 로드 가이드 부재 측에 유로를 후가공해야하기 때문에 별도의 작업과 그에 따른 비용이 발생하는 문제점이 있다.

더불어 종래의 마찰식 댐핑 부재는 외륜 스틸부를 로드 가이드 부재에 압입하기 때문에 금속끼리의 접촉에 의한 버르(Burr)가 발생하며 버르에 의한 노이즈 및 누유 등이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 립부의 응력을 고루 분포시키는 몰딩 라운드 립을 적용한 다이나믹 댐핑 구조를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 립부에 스프링을 장착하여 립부의 죔력을 향상시킴과 함께 마찰력의 조정을 용이하게 한 다이나믹 댐핑 구조를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 자체에 유로가 형성되어 로드 가이드 부재에 별도의 유로를 형성하기 위한 작업 및 그에 따른 비용을 제거한 다이나믹 댐핑 구조를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 스틸 와셔를 고무 재질로 감싸게 구성되어 금속 접촉에 의한 버르 발생을 방지한 다이나믹 댐핑 구조를 제공하고자 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 로드 가이드 부재의 상부와 하부에 각 간편하게 설치되어 마찰력 증대를 통해 댐핑 성능을 향상시킬 수 있는 다이나믹 댐핑 구조를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 실린더의 피스톤 로드의 작동을 안내하는 로드 가이드 부재를 포함하는 쇽업소버의 다이나믹 댐핑 구조에 있어서, 상기 로드 가이드 부재의 상부와 하부의 내주에 각 삽입 설치되어 상기 피스톤 로드와 마찰되는 루버부들, 상기 루버부들의 내부에 각 형성되어 상기 루버부들이 상기 로드 가이드 부재의 내주에 각 압입되어 고정 설치되게 하는 스틸 와셔부 및 상기 루버부들의 외표면에 각 함몰되게 형성되는 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 루버부는 링형의 기립면, 상기 기립면의 하단으로부터 내측으로 절곡되는 저면 및 상기 저면의 끝단으로부터 상기 피스톤 로드와 마찰되도록 경사지게 돌출되는 립부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 립부의 내부에는 탄성부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재는 링형의 스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 스틸 와셔부는 상기 기립면 내부로부터 상기 저면의 내부까지 연속되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유로는 복수로 형성되며, 상기 각 유로는 상기 기립면의 외주 표면으로부터 상기 저면의 외주 표면까지 연속되어 함몰되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 로드 가이드 부재의 내주 상부에 상기 피스톤 로드 측으로 개구되게 함몰되는 오일실과 상기 로드 가이드 부재의 내주 하부에 상기 피스톤 로드 측으로 개구되게 함몰되는 설치홈을 포함하여, 상기 루버부들은 상기 오일실과 상기 설치홈에 각 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 로드 가이드 부재의 내주에는 상기 오일실과 상기 설치홈 사이에 가이드 부시가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 립부의 응력을 고루 분포시키는 몰딩 라운드 립을 적용하여 마모력이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은, 립부에 스프링을 장착하여 립부의 죔력을 향상시킴과 함께 마찰력의 조정을 용이하게 하는 효과가 있다.

그리고 본 발명은, 자체에 유로가 형성되어 로드 가이드 부재에 별도의 유로를 형성하기 위한 작업 및 그에 따른 비용 발생을 제거하는 효과가 있다.

그리고 본 발명은, 스틸 와셔를 고무 재질로 감싸게 구성되어 금속 접촉에 의한 버르 발생을 방지하는 효과가 있다.

그리고 본 발명은, 로드 가이드 부재의 상부와 하부에 각 간편하게 설치됨에 따라 마찰력이 증대되어 다이나믹 댐핑의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 루버부를 저면에서 도시한 저면도이다.
도 2는 도 1을 절단하여 "A" 방향으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2를 로드 가이드 부재에 설치하는 것을 도시한 조립도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑 구조를 단면으로 도시한 도면이다.

본 발명이 적용되는 스트럿(Strut) 및 쇽업소버(Shock absorber)는, 종래와 마찬가지로, 내부에 작동유체가 충전되어있는 실린더와, 상기 실린더 내에서 직선이동함으로써 감쇠력을 발생시키는 피스톤 및 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드가 상기 실린더의 외부로 연장되는 부분에 장착되어 상기 피스톤 로드의 작동을 안내하는 로드 가이드 부재와 상기 실린더로부터 공급되는 작동유체를 상기 로드 가이드 부재의 내측에 저장하며 상기 피스톤 로드와 소통하게 형성되는 오일실과 상기 로드 가이드 부재의 상단에 설치되어 상기 오일실에 저장된 작동유체가 상기 실린더의 외부로 누출되지 않도록 하는 오일 실링 부재를 포함한다. 본 발명에 따른 로드 가이드 부재는 모든 다양한 형태의 스트럿 및 쇽업소버에 장착될 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다이나믹 댐핑 구조를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 루버부를 저면에서 도시한 저면도이고, 도 2는 도 1을 절단하여 "A" 방향으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2를 로드 가이드 부재에 설치하는 것을 도시한 조립도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑 구조를 단면으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑(DYNAMIC DAMPING) 구조는 로드 가이드 부재(2)의 내주 상부와 하부에 각 삽입 설치되어 피스톤 로드(3)와 마찰되는 루버부(10)들, 상기 루버부(10)들의 내부에 형성되어 상기 루버부(10)들이 상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 상부와 하부에 각 압입되어 고정 설치되게 하는 스틸 와셔부(20) 및 상기 루버부(10)들의 외표면에 함몰되게 형성되는 유로(30)를 포함한다.

이때, 상기 루버부(10) 중 하나는 상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 상부 중 오일실(4)에 삽입 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 루버부(10)의 상측에는 상기 오일실(4)에 저장된 작동유체가 상기 실린더의 외부로 유출되지 못하도록 상기 로드 가이드 부재(2)의 상측에는 상기 피스톤 로드(3)와 상기 로드 가이드 부재(2)와의 사이를 실링하는 오일 실링 부재(7)가 설치된다.

상기 루버부(10)는 상기 피스톤 로드(3)와의 마찰력을 이용하여 차량의 고속 주행에 의해 피스톤 및 피스톤 로드(3)의 유압 뎀핑이 미치지 못하는 고주파(저진동) 작동시에 감쇠력을 발생하기 위한 것이다. 이러한 상기 루버부(10)는 탄성을 갖는 고무 등과 같은 재질로 이루어지며, 링형의 기립면(11), 상기 기립면(11)의 하단으로부터 링형의 상기 기립면(11)의 내측으로 절곡되어 연장되는 저면(13) 및 상기 저면(13)의 끝단으로부터 상측으로 돌출되어 상기 피스톤 로드(3)와 마찰되는 립부(15)를 포함한다. 이때, 도 2를 참조하여 상기 립부(15)는 소정의 기울기를 형성하여 끝단 측이 상기 피스톤 로드(3)에 밀착되어 마찰력이 발생하게 할 수 있다. 그리고 상기 립부(15)의 끝단은 라운딩되도록 몰딩되어 응력을 고루 분포시킴에 따라 마모력을 우수하게 하는 특징이 있다. 하지만, 상기 립부(15)의 끝단은 당업자의 필요에 따라 일반적으로 사용하는 나이프 커팅(Nnife Cutting) 형식으로 형성할 수도 있음을 밝힌다. 또한, 상기 루버부(10)는 피스톤 로드(3)와 로드 가이드 부재(2)와의 사이의 실링 기능도 할 수 있다.

한편, 상기 립부(15)의 내부에는 탄성부재(40)가 설치된다. 상기 탄성부재(40)는 상기 립부(15)의 내구력을 향상시킴과 더불어 상기 립부(15)의 죔력을 균일하게 하며, 상기 립부(15)에 의한 본 발명의 다이나믹 댐핑 구조의 마찰력을 상기 탄성부재(40)의 스프링 계수를 조정함에 따라 조정할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이러한 상기 탄성부재(40)는 상술한 상기 탄성부재(40)의 기능을 만족할 수 있다면 무엇이든지 적용할 수 있을 것이다. 다만, 상기 탄성부재(40)가 링형의 스프링으로 형성된다면 내구성 및 제작에 유리할 것이다.

상기 스틸 와셔부(20)는 금속 재질로 형성되어 상기 기립면(11)의 내부에서 상기 저면(13)의 내부까지 연속되어 연장되도록 형성되어 상기 루버부(10)의 형상을 유지할 수 있게 하면서 상기 루버부(10)가 오일실(4)에 압입되어 고정할 수 있는 압착력을 제공한다. 여기서 상기 스틸 와셔부(20)는 고무 재질의 상기 루버부(10)에 의해 감싸게 형성되어 상기 스틸 와셔부(20)가 금속재질의 로드 가이드 부재(2)와 금속 대 금속으로 접촉하지 않도록 방지함에 따라 버르(Burr)가 발생하는 것을 예방하게 한다.

상기 유로(30)는 복수로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어 본 발명의 다이나믹 댐핑 구조가 스트럿에 설치될 시에는 상기 유로(30)가 등 간격으로 6개소로 형성되는 것이 좋고, 상기 루버부(10)가 쇽업소버에 설치될 시에는 상기 유로(30)가 등 간격으로 5개소로 형성되는 것이 좋다. 이러한 상기 유로(30)는 상기 기립면(11)의 외주 표면으로부터 상기 저면(13)의 외주 표면까지 연속되어 함몰되게 형성된다. 상기 유로(30)는 실린더(5)의 작동유체가 상기 오일실(4)로 유입되게 하기 위한 것으로서, 실린더(5)의 작동유체는 피스톤 로드(3)와 가이드 부시(2a)와의 사이를 통해 상기 유로(30)로 진입하여 상기 유로(30)에 의해 상기 오일실(4)로 유입된다. 여기서 상기 가이드 부시(2a)는 실린더에서 피스톤 로드(3)의 피스톤 운동을 가이드 하기 위해 사용되는 일반적인 가이드 부시(2a)임을 밝힌다. 그리고 상기 오일실(4)의 작동유체는 로드 가이드 부재(2)에 형성되는 가이드 유로(2b)를 통해 실린더(5) 내부로 유입된다. 이와 같이 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑 구조는 루버부(10) 자체에 유로(30)를 형성하기 때문에 별도의 유로를 로드 가이드 부재(2)에 구현하기 위해 후 가공을 할 필요가 없어 제조 시간 및 비용을 줄이는 효과가 있다.

또한, 상기 루버부(10)들 중 다른 하나는 상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 하부 중 상기 피스톤 로드(3) 측으로 개구되게 함몰되는 설치홈(50)에 삽입 설치되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 설치홈(50)은 상기 로드 가이드 부재(2)의 하부에 형성된 연장부(2c) 의 하단 내주를 따라 환형으로 함몰되게 형성되어 상기 루버부(10)를 내부에 삽입 설치하기 위한 것이다. 이러한 상기 설치홈(50)은 하측 및 상기 피스톤 로드(3) 측으로 개구되어 상기 설치홈(50)에 설치된 상기 루버부(10)의 립부(15)가 상기 피스톤 로드(3)와 마찰되게 한다. 이와 같이 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑 구조는 도 3 내지 도 4를 참조하여, 상기 루버부(10)가 복수로 형성되어 상기 오일실(4)과 상기 설치홈(50)에 각 삽입 설치됨에 따라 상기 루버부(10)가 상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 양단에서 상기 가이드 부시(2a)를 사이에 두고 각 상기 피스톤 로드(3)와 마찰되게 함에 따라 마찰력을 증대할 수 있고, 다이나믹 댐핑이 가능하게 한다. 이러한 다이나믹 댐핑 기능은 하나의 루버부(10)를 설치함에 의해서는 마찰력이 약해 구현이 어렵다. 상세하게는 본원발명의 다이나믹 댐핑 구조는 S/ABS 및 유압 조정장치(hydraulic steering)에 적용될 수 있고, 차량이 아스팔트 도로에서 고속으로 이동시 S/ABS는 미소 진폭으로 작동하여 미소 진폭에 의한 댐핑(Damping)력의 발생으로 감쇠력 선도의 미소 래그(Lag)를 제거하여 차량 승차감 향상을 기대할 수 있다. 더불어 마찰력 상승에 의해 댐핑 성능을 향상시켜 잔진동의 흡수율 상승을 기대할 수 있다.

한편, 도 3을 참조하여, 상기 루버부(10)를 상기 오일실(4)과 상기 설치홈(50)에 각 설치하는 방법은 하나의 루버부(10)를 상기 오일실(4)의 상측으로부터 상기 오일실(4)에 끼움 설치하고 또한, 다른 하나의 루버부(10)를 상기 설치홈(50)의 하측으로부터 상기 설치홈(50)에 끼움 설치함에 따라 간편하게 조립이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 다이나믹 댐핑 구조를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

2: 로드 가이드 부재 2a: 가이드 부시
3: 피스톤 로드 4: 오일실
5: 실린더 7: 오일 실링 부재
10: 루버부 11: 기립면
13: 저면 15: 립부
20: 와셔부 30: 유로
40: 탄성부재 50: 설치홈

Claims (8)

1. 실린더(5)의 피스톤 로드(3)의 작동을 안내하는 로드 가이드 부재(2)를 포함하는 쇽업소버의 다이나믹 댐핑 구조에 있어서, 상기 로드 가이드 부재(2)의 상부와 하부의 내주에 각 삽입 설치되어 상기 피스톤 로드(3)와 마찰되는 복수의 루버부(10)와, 상기 루버부(10)들의 내부에 각 형성되어 상기 루버부(10)들이 상기 로드 가이드 부재(2)의 내주에 각 압입되어 고정 설치되게 하는 스틸 와셔부(20) 및, 상기 루버부(10)들의 외표면에 각 함몰되게 형성되는 유로(30)를 포함하되,
   상기 복수의 루버부(10)는, 링형의 기립면(11), 상기 기립면(11)의 하단으로부터 내측으로 절곡되는 저면(13) 및, 상기 저면(13)의 끝단으로부터 상기 피스톤 로드(3)와 마찰되도록 경사지게 돌출되는 립부(15)를 각 포함하고,
   상기 유로(30)는 복수로 형성되며, 상기 각 유로(30)는 상기 기립면(11)의 외주 표면으로부터 상기 저면(13)의 외주 표면까지 연속되어 함몰되게 형성되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 립부(15)의 내부에는 탄성부재(40)가 포함되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 탄성부재(40)는 링형의 스프링인 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 스틸 와셔부(20)는,
   상기 기립면(11) 내부로부터 상기 저면(13)의 내부까지 연속되게 형성되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 상부에 상기 피스톤 로드(3) 측으로 개구되게 함몰되는 오일실(4)과
   상기 로드 가이드 부재(2)의 내주 하부에 상기 피스톤 로드(3) 측으로 개구되게 함몰되는 설치홈(50)을 포함하여,
   상기 복수의 루버부(10)는 상기 오일실(4)과 상기 설치홈(50)에 각 삽입되게 설치되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 로드 가이드 부재(2)의 내주에는 상기 오일실(4)과 상기 설치홈(50) 사이에 가이드 부시(2a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 다이나믹 댐핑 구조.

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