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KR102429049B1 - 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시 - Google Patents

두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시 Download PDF

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KR102429049B1
KR102429049B1 KR1020160172403A KR20160172403A KR102429049B1 KR 102429049 B1 KR102429049 B1 KR 102429049B1 KR 1020160172403 A KR1020160172403 A KR 1020160172403A KR 20160172403 A KR20160172403 A KR 20160172403A KR 102429049 B1 KR102429049 B1 KR 102429049B1
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Abstract

본 발명은 서로 다른 2방향에 대하여 독립적으로 감쇠 특성을 설정할 수 있는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시에 관한 것이다.
본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시는, 외부파이프(11)와 내부파이프(12) 사이에 러버(13)가 구비되고, 내부에 오일이 채워지는 챔버가 구비되는 유체 봉입 부시에 있어서, 상기 외부파이프(11)와 상기 내부파이프(12) 사이의 공간에 상기 내부파이프(12)의 축방향으로 서로연통되며 내부에 오일이 충전되는 복수의 챔버(14a)(14b)가 형성되고, 상기 챔버(14a)(14b) 중 어느 하나에 상기 러버(13)로부터 하중이 입력되는 하우징(14)이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시{HYDRAULIC BUSH}
본 발명은 차량에서 서스펜션을 장착하는데 사용되는 유체 봉입 부시에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 2방향에 대하여 독립적으로 감쇠 특성을 설정할 수 있는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시에 관한 것이다.
차량의 서스펜션을 장착하기 위해서, 차체와 상기 서스펜션 사이에 진동을 감쇠하기 위한 부시가 장착된다.
상기 부시는 외부파이프와 내부파이프 사이에 러버가 채워지는 구조를 갖는다.
한편, 상기 부시의 감쇠특성이 개선되도록 내부에 오일을 채운 유체 봉입 부시가 적용되고 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 유체 봉입 부시(100)는 외부파이프(111)와 내부파이프(112)의 사이에 러버(113)가 채워지고, 상기 내부파이프(112)의 양편에 각각 오일이 충전되는 오일챔버(114)를 형성하고, 상기 오일챔버(114)가 오리피스(115)로 연결되는 구조이다. 상기 부시(110)는 외부에서 하중이 작용하면, 한 쪽 오일챔버(114)의 유체가 상기 오리피스(115)를 통하여 반대쪽 챔버(114)로 이동하고, 상기 오일이 상기 오리피스(115)를 통과하면서 입력된 하중이 감쇠되었다.
상기 오리피스(115)의 단면적, 상기 챔버(114)의 크기 등을 조절함으로써, 상기 부시(100)의 특성을 튜닝하였다.
하지만, 상기와 같은 종래기술에 따른 유체 봉입 부시(110)는, 한 방향의 입력하중에 대해서만 특성을 조절할 수 있었을 뿐, 2방향의 하중에 대해서는 제어할 수 없었고, 어느 한 방향에 대하여 특성을 조절하면 다른 방향의 특성도 함께 영향을 받는 문제점이 있었다.
상기 유체 봉입형 부시(110)가 적용되는 서스펜션은 차량의 조종안정성을 위해서는 차량 횡방향의 강성은 높게하고, 승차감을 위해서는 차량의 전후방향의 강성은 부드럽게 하는 것이 좋지만, 상기와 같은 종래기술에 따른 유체 봉입형 부시는 한 방향의 특성만 조절할 수 있기 때문에 조정안정성과 승차감을 동시에 만족시킬 수가 없었다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '유체 봉입형 부시'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 20-0406424 Y1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 서로 다른 2개 방향으로 입력되는 하중에 독립적으로 감쇠특성을 미리 튜닝하여 차량의 NVH 성능을 향상시키고 승차감이 향상되도록 한 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시는, 외부파이프와 내부파이프 사이에 러버가 구비되고, 내부에 오일이 채워지는 챔버가 구비되는 유체 봉입 부시에 있어서, 상기 외부파이프와 상기 내부파이프 사이의 공간에 상기 내부파이프의 축방향으로 서로연통되며 내부에 오일이 충전되는 복수의 챔버가 형성되고, 상기 챔버 중 어느 하나에 상기 러버로부터 하중이 입력되는 하우징이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징에는, 상기 러버와 인접하게 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 오리피스로 연통되는 제2챔버로 이루어지고, 상기 제1챔버에서 상기 러버와 접하는 부위에는 멤브레인이 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1챔버와 상기 제2챔버는 차량의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 상기 러버의 하부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 러버는 일측이 돌출되어 상기 멤브레인에 접하는 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 돌기부는 그 선단이 상기 러버의 전단 하중작용선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 전단 하중작용선은 상기 내부파이프의 상부에서 상기 외부파이프의 하부를 향하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 상기 내부파이프의 외측면에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징은 상기 외부파이프의 내측면과 간극을 두고 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시에 따르면, 외부로부터 입력되는 하중에 대하여, 내부파이프에 대하여 외부파이프가 상하로 움직일 때, 러버의 돌기의 움짐임에 따라 상부챔버와 하부챔버 사이에 오일의 흐름이 발생하게 되어 외부로부터 전달되는 진동을 감쇠시킬 수 있다.
상기 부시의 반경방향으로 작용하는 하중은 러버와 오일을 통하여 감쇠시킬 수 있고, 상기 부시의 길이방향으로 작용하는 하중은 러버와 외부파이프를 통하여 감쇠시킬 수 있으므로, 미리 튜닝을 통하여 2방향에 대하여 독립적으로 특성을 조절할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 유체 봉입 부시의 단면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ- Ⅱ선에 따른 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시는, 외부파이프(11)와 내부파이프(12) 사이에 러버(13)가 구비되고, 내부에 오일이 채워지는 챔버가 구비되는 유체 봉입 부시에 있어서, 상기 외부파이프(11)와 상기 내부파이프(12) 사이의 공간에 상기 내부파이프(12)의 축방향으로 서로 연통되며 내부에 오일이 충전되는 복수의 챔버(14a)(14b)가 형성되고, 상기 챔버(14a)(14b) 중 어느 하나에 상기 러버(13)로부터 하중이 입력되는 하우징(14)이 구비된다.
외부파이프(11)는 정해진 직경을 갖는 통형(筒形)으로 형성된다. 상기 외부파이프(11)는 액슬의 상하움직임에 반력에 의해 상하 방향으로 미소하게 유동한다.
내부파이프(12)는 상기 외부파이프(11)의 내부에 위치한다. 상기 내부파이프(12)는 차체에 고정되고, 상기 내부파이프(12)의 중심축과 상기 외부파이프(11)의 중심축은 서로 일치한다. 즉, 도 3에는 상기 외부파이프(11)와 상기 외부파이프(11)가 중심선상에 중심이 위치하고, 단면에서 상기 중심선으로부터 일측의 단면도 도시되어 있다.
러버(13)는 상기 외부파이프(11)와 상기 내부파이프(12) 사이에 구비된다. 상기 러버(13)에 의해 외부로부터 입력되는 하중에 대하여 감쇠가 이루어진다.
하우징(14)은 상기 외부파이프(11)와 상기 내부파이프(12)의 사이에 구비된다. 이때, 바람직하게는 상기 하우징(14)은 상기 내부파이프(12)의 외측면에 접하도록 설치되고, 상기 외부파이프(11)의 내측면과는 간격을 두고 배치된다. 이는 상기 외부파이프(11)의 거동시, 상기 외부파이프(11)의 거동이 상기 하우징(14)에 구속되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 상기 하우징(14)은 상기 외부파이프(11)와 상기 내부파이프(12) 사이에서 상기 러버(13)의 하부에 배치된다.
상기 하우징(14)에는 내부에 오일이 채워지고, 서로 연통되는 복수의 챔버(14a)(14b)가 형성된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상하로 배치되는 제1챔버(14a)와 제2챔버(14b)가 오리피스(14c)를 통하여 연통되고, 내부에는 오일이 충전된다.
또한, 상기 하우징(14)의 상단은 상기 하우징(14)의 내부와 외부를 분리하는 멤브레인(15)이 장착된다. 상기 멤브레인(15)은 상기 제1챔버(14a)의 상단에 장착될 수 있고, 상기 멤브레인(15)의 내측과 외측에 각각 상기 하우징(14)에 채워진 오일의 누유를 방지하는 실링(16)이 구비된다.
한편, 상기 러버(13)는 상기 부시(10)로 입력된 하중을 상기 하우징(14)으로 전달하기 위해 상기 러버(13)의 일측, 즉 상기 러버(13)의 하부가 돌출되어 돌출부(13a)가 형성된다. 상기 돌출부(13a)는 상기 러버(13)의 하부로부터 연장되고, 상기 돌출부(13a)의 단부가 상기 멤브레인(15)과 접하여, 상기 부시(10)로 입력된 하중은 상기 러버(13)를 통하여 상기 하우징(14)으로 전달된다.
이때, 상기 돌출부(13a)는 상기 전단 하중작용선 상에 위치하도록 형성된다. 상기 전단 하중작용선은 상기 내부하우징(14)의 상부로부터 상기 외부하우징(14)의 하부를 향하도록 형성되는데, 상기 돌출부(13a)가 상기 전단 하중작용선 상에 위치함으로써, 상기 부시(10)로 입력된 하중을 상기 하우징(14)으로 전달되도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 유체 봉입 부시(10)는 상기 내부파이프(12)와 상기 외부파이프(11)는 각각 차체와 서스펜션 사이에 설치된다. 상기 외부파이프가 상기 서스펜션의 마운트부위에 압입 고정될 수 있다.
차량이 주행중 액슬의 상하움직임에 의해 외부로부터 하중이 입력되면, 상기 유체 봉입 부시(10)로 전달된다. 상기 하중에 의해 상기 외부파이프(11)는 상하방향으로 미소하게 유동하게 된다.
상기 외부파이프(11)가 상하방향으로 유동하면, 상기 내부파이프(12)는 고정된 상태이므로, 상기 러버(13)는 전단방향으로 힘을 받아 이동한다. 즉, 도 3에서 상기 외부파이프(11)가 A방향으로 움직이면, 상기 러버(13)의 돌출부(13a)는 전단 하중작용선을 따라 움직이면서 상기 멤브레인(15)으로 하중을 전달한다.
상기 돌출부(13a)가 상기 C-C방향을 따라 움직이면, 상기 제1챔버(14a)와 상기 제2챔버(14b)의 압력 차이가 발생하고, 상기 제1챔버(14a)와 상기 제2챔버(14b)의 압력차이에 의해 상기 제1챔버(14a)와 상기 제2챔버(14b) 사이에 상기 오리피스(14c)를 통하여 오일의 유동이 발생한다.
상기 제1챔버(14a)와 상기 제2챔버(14b) 사이에 오일의 유동하면서, 감쇠력에 의해 잔진동을 상쇄시키고, 이로 인하여 승차감이 향상된다.
한편, 상기 유체 봉입 부시(10)가 전후방향으로 하중을 받을 때는 도 3의 B방향으로 상기 러버(13)가 거동한다. 이때에는 상기 러버(13)가 압축되거나 팽창되면서, 전후방향으로 입력되는 하중을 감쇠할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 상기 하우징(14)과 상기 외부파이프(11)가 이격되어 있기 때문에, 러버(13)에 의해 전후방향으로 하중을 감쇠시키는 기능에 상하방향의 하중에 대해서만 추가적으로 조절가능하여, 전후방향의 하중과 상하방향의 하중에 대하여 좀 더 독립적으로 감쇠특성을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명은 도 3의 A방향(차량의 상하방향)과 B방향(차량의 전후방향)의 감쇠특성을 조절할 수 있게 된다.
10 : 유체 봉입 부시
11 : 외부파이프
12 : 내부파이프
13 : 러버
13a : 돌기부
14 : 하우징
14a : 제1챔버
14b : 제2챔버
14c : 오리피스
15 : 멤브레인
16 : 씰링
100 : 유체 봉입 부시
111 : 외부파이프
112 : 내부파이프
113 : 러버
114 : 오일챔버
115 : 오리피스

Claims (9)

  1. 외부파이프와 내부파이프 사이에 러버가 구비되고, 내부에 오일이 채워지는 챔버가 구비되는 유체 봉입 부시에 있어서,
    상기 외부파이프와 상기 내부파이프 사이의 공간에 상기 내부파이프의 축방향으로 서로연통되며 내부에 오일이 충전되는 복수의 챔버가 형성되고, 상기 챔버 중 어느 하나에 상기 러버로부터 하중이 입력되는 하우징이 구비되고,
    상기 하우징에는,
    상기 러버와 인접하게 형성되는 제1챔버와,
    상기 제1챔버와 오리피스로 연통되는 제2챔버가 형성되고,
    상기 제1챔버에서 상기 러버와 접하는 부위에는 멤브레인이 장착되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1챔버와 상기 제2챔버는 차량의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 러버의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 러버는 일측이 돌출되어 상기 멤브레인에 접하는 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌기부는 그 선단이 상기 러버의 전단 하중작용선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전단 하중작용선은 상기 내부파이프의 상부에서 상기 외부파이프의 하부를 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 내부파이프의 외측면에 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 외부파이프의 내측면과 간극을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 두 방향의 특성을 설정할 수 있는 유체 봉입 부시.

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