KR200162029Y1 - 필로우 볼(Pillow ball) 부시 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 자동차의 조정성 및 안전성, 그리고 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 필로우 볼 부시를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 자동차의 상하 부측 아암 및 링크류의 일측 또는 양측에 프레싱 결합되고, 차체 서브 프레임에 취부되는 외부튜브와, 외부튜브 내측에 조인트를 구성하는 소켓과, 소켓과 외부튜브 사이에 가황 접착으로 고정되는 원통형의 방진고무와, 방진고무로 외부튜브와 일체로 형성된 소켓의 내부에 구비되고, 외측으로 구면부를 갖는 필로우 볼과, 필로우 볼의 구면부가 접촉되어 회동 및 습동될 수 있도록 원주형의 내주면을 갖는 베어링과, 베어링에 프리-로드를 줄 수 있도록 소켓의 우측끝단에 형성된 플랜지부의 타측부에 위치 결정되고, 코킹으로 강제 결합되는 시이트와, 시이트 및 소켓의 플랜지부와 베어링의 단부사이에 단부 측이 개재되어 그 압축 력으로 각각 고정되고, 내부로 이물질 유입을 방지토록 한 더스트 커버로 구성된 것에 의해, 필로우 볼 부시는 현가 장치의 상하부측 아암 및 각 링크류의 일측 또는 양측에 프레싱 결합되고 차체 서브 프레임에 취부되어 주행시 바퀴의 상하좌우 위치변화에 의한 서스펜션 지오메트리(Suspension Geometry) 변화로 차체에 입력되는 외력과 진동 변위량을 흡수 및 지지함은 물론 차체의 변위를 최소화할 수 있게 한 것이다.

Description

필로우 볼(Pillow ball)부시

본 고안은 자동차의 프레임과 차축 사이에 설치되어 주행 중 노면의 요철에 의해서 생기는 충격을 직접 프레임에 전달치 못하게 하는 현가 장치(Suspension system)에 관한 것으로, 특히 상기 현가장치를 구성하고 있는 아암 및 링크 류의 끝단 또는 일측에 설치되어 차량의 몸체(sub frame)를 상호 연결하는 회전 및 습동형 필로우 볼 부시에 관한 것이다.

일반적으로 차체 하부의 현가 장치에서 아암 및 링크류와 차체의 연결은 금속부재 사이에 고무를 접착시킨 고무 부시(bush)가 사용되고 있는 것으로, 이는 도1에 도시된 바와 같이, 내외부튜브(11) (12) 사이에 방진고무(13)를 개재시켜 몸체(10A)를 구성한 구조로 되어 있다. 그러나 이러한 기존의 고무 부시(10)는 주행 시 노면의 요철 변화, 즉 지오메트리(Geometry)변화에 따른 위치 변화와 비틀림 변위, 그리고 충격흡수 및 지지를 위한 자체의 강성 및 내구성의 지속적인 유지에 어려움이 있었다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 부시의 3축 방향, 즉 축 방향과 축 직각방향, 비틀림 방향의 힘에 대한 강성과, 노면 변화에 의한 차륜의 상하운동으로 발생되는 축 직각방향의 입력하중에 대한 충격 흡수 및 지지, 축 방향에 대한 요동 및 회전에 대한 강성은 모두 고무 자체의 탄성 및 감쇄 특성에 의존하기 때문에 지속적인 진동과 비틀림, 순간적인 대변위 입력에 의한 고무 탄성체의 인장, 압축, 비틀림에 대한 피로 강성 문제가 대두되었던 것으로, 상기 피로 강성의 문제는 순간적인 큰 입력과 지속적인 변위 때문에 고무자체는 큰 변형이 누적되고, 변형이 가장 큰 집중 변형 부분에서 피로 균형이 발생됨에 따른 조기 파손 및 노이즈 발생등의 내구성 문제이다. 따라서 종래의 고무 부시는 자동차의 조정성 및 안전성은 물론 승차감의 저하를 유발시키게 되는 결함이 있었던 것이다.

따라서 본 고안의 목적은 자동차의 조정성 및 안전성, 그리고 승차 감을 향상시킬 수 있도록 한 필로우 볼 부시를 제공함에 있다.

이러한 상기 필로우 볼 부시는 현가 장치의 상하부측 아암 및 각 링크류의 일측 또는 양측에 프레싱 결합되고 차체 서브 프레임에 취부되어 주행시 바퀴의 상하좌우 위치변화에 의한 서스펜션 지오메트리(Suspension Geometry)변화로 차체에 입력되는 외력과 진동 변위량을 흡수 및 지지함은 물론 차체의 변위를 최소화할 수 있도록 한 것을 특징으로 한 것이다.

도1은 종래의 고무 부시 구조를 보인 단면도.

도2는 본 고안의 구조를 보인 반 단면도.

도3은 본 고안의 부품도로서, a도는 케이스 어셈블리의 구조를 보인 단면도이고, b도는 베어링의 구조를 보인 단면도이며, c도는 필로우 볼 구조를 보인 단면도이고, d도는 시이트의 구조를 보인 사시도이며, e도는 더스트 커버 구조를 보인 단면도이다.

도4a, 4b는 본 고안의 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 케이스 어셈블리 J : 조인트

20 : 외부튜브 30 : 소켓

31 : 플랜지부 40 : 방진고무

50 : 필로우 볼 51 : 구면부

52 : 끼움홈 60, 60A : 베어링

61 : 내주면 62, 62A : 돌출부

63 : 오일 그루브 64, 64A : 단부

70 : 시이트 80 : 더스트 커버

81 : 홈 P : 부시몸체

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 필로우 볼 부시의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도1은 종래의 고무 부시 구조를 보인 단면도이고, 도2는 본 고안의 구조를 보인 반 단면도이며, 도3a, b, c, d, e는 본 고안의 부품도, 도4a, b는 본 고안의 사용상태도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안의 부시몸체(P)는 도4a, 4b에 도시된 바와 같이 현가장치를 구성하는 링크, 즉 아암(110)과 조정링크(120), 트레일(trail)링크(130), 레터럴(lateral)링크(140)등의 링크류 일측 혹은 양측에 프레싱(pressing) 결합하고, 차체 서브 프레임(sub frame)(150)에 취부되는 것으로, 이의 구성은 도2에 도시된 바와 같이, 외부튜브(20)와 소켓(30), 그리고 이의 사이에 원통형으로 고정되는 방진고무(40)으로 케이스 어셈블리(A)를 구성한다. 또한 상기 소켓(30)의 내부에는 구면부(51)를 갖는 필로우 볼(pillow ball)(50)과, 상기 필로우 볼(50)의 구면부(51)가 접촉되어 회동 및 습동될 수 있도록 반구형의 내주면(61)을 갖는 베어링(60) (60A)과, 상기 베어링(60) (60A)에 프리-로드(Pre-load)를 줄 수 있도록 소켓(30)의 플랜지부(31)의 타측부에 위치 결정되고, 코킹(Caulking)으로 강제 결합된 시이트(70)와, 상기 시이트(70) 및 소켓(30)의 플랜지부(31) 상단과 필로우 볼(50) 하단 사이에 구비되어 내부의 이물질 유입을 방지토록 한 더스트 커버(80)가 조립되어 조인트(J)기능 구조를 갖도록 구성된 것으로, 상기 더스트 커버(80)는 도3d에 도시된 바와같이, 상기 소켓(30)의 플랜지부(31)와 시이트(70)가 끼워질 수 있도록 양외측에 홈(81)이 형성되고, 또한 상기 필로우 볼(50)의 양단 외측에도 상기 더스트 커버(80)의 고정을 위해서 끼움홈(52)이 형성된다(도3c 참조). 그리고 상기 소켓(30)의 우측 끝단에 형성된 플랜지부(31)는 내부에 조립된 베어링(60) (60A)의 접촉 기준을 제공하기 위한 것이다.

한편, 상기 외부튜브(20)는 아암 또는 링크의 끝단 튜브와 끼워 고정시키기 위한 구조로 되어 있고, 상기 외부튜브(20)에 가황 접착된 방진고무(40)는 외부튜브(20)와 내부 조인트(J)와의 축 직각 방향에 대한 진동흡수는 물론 내부 조인트의 위치 고정 및 베어링 축 방향의 변위에 대응하기 위한 충분한 자체 탄성 강도 및 감쇄효과를 갖도록 제작된다. 또한 내부의 소켓(30)은 냉간 단조로 가공되고, 상기 냉간 단조에 의한 표면은 그대로 유지된다.

그리고 상기 베어링(60) (60A)의 양단에는 소켓(30)의 플랜지부(31) 및 시이트(70)와 접촉되게 돌출부(62) (62A)가 형성된 것으로, 이 돌출부(62) (62A)에 의한 프리-로드, 즉 예압(豫壓)에 의해서 상호 접촉된 필로우 볼(50)의 구면부(51)와 베어링(60) (60A)의 내주면(61)사이에서는 마찰이 발생되고, 이 마찰은 다시 습동 및 회전시 토크(Torque)를 발생하게 되는데, 이때 회전 토크는 차륜 상하 운동시 노면의 요철부 변화, 지오메트리 각도 변화에 따라 추종됨으로써 기존의 고무 부시와 같이 고무 탄성체 비틀림에 의한 변형 및 저항이 거의 없어 높은 내구성을 확보할 수 있게 된다. 여기서 상기 프리-로드는 베어링의 강성(剛性)을 증대시키거나 또는 틈새를 없애기 위한 목적으로 미리 전동체에 가하는 하중을 말하고, 상기 토크는 물체를 그 회전축 주위로 회전시키려는 회전력을 말한다.

또한 필로우 볼(50)의 구면부(51)와 베어링(60) (60A)의 내주면(61)간의 마찰계수를 최소화를 위하여 베어링(60) (60A)의 내주면(61)에는 원주 방향의 오일 그루브(Oil groove) (63)를 수개 균등하게 형성하고, 이 오일 그루브(63)에 그리스(Grease)를 투입시켜 필로우 볼(50)의 구면 습동 및 회전을 자유롭게 함으로써 내구성을 확보할 수 있도록 한 것이다. 그리고 조인트(J)에 내장된 필로우 볼(50)은 외부튜브(20)가 체결된 물체와 다른 물체에 볼트로 체결되며, 상기 필로우 볼(50)의 구면부(51)는 자유로운 습동 및 회전운동을 함과 동시에 필로우 볼 부시의 요동 및 회전중심을 결정하게 되는 것으로, 상기 필로우 볼(50)의 끼움홈(52)에 일측단부가 끼워진 더스트 커버(80)의 타측단부는 베어링(60) (60A)의 단부(64) (64A) 및 시이트(70)사이에 개재되어 이의 압축력으로 각각 고정되도록 구성한 것이다.

상기에서와 같이 구성된 본 고안은 차량 주행 및 코너링(Cornering)시의 차륜 상하 운동에 대한 지오메트릭 변화 및 전후, 좌우 외부 입력 하중에 대한 차량 체결위치를 정확하게 고정 및 확보할 수 있음은 물론 필로우 볼 부시의 축방향 및 축 직각방향 그리고 비틀림 방향에 대한 회전 및 습동을 원활히 하여 차량의 조정성 및 안전성을 최적화할 수 있으며, 비틀림 방향에 대한 변형을 제거하여 부품 내구성을 확보할 수 있는 장점을 가지게 된다. 또한 본 고안의 필로우 볼 부시는 기존의 고무 부시보다 가격면에서는 다소 고가이나 기능 및 성능면에서 기존의 사용중인 고무 부시보다 장착성 및 품질 내구성이 우수하여 승차감 향상에 따른 고객만족으로 경쟁력을 한층 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 자동차의 상하부측 아암 및 링크류의 일측 또는 양측에 프레싱 결합되고, 차체 서브 프레임에 취부되는 외부튜브(20)와 ; 상기 외부튜브(20) 내측에 조인트(J)를 구성하는 소켓(30)과 ; 상기 소켓(30)과 외부튜브(20)사이에 가황 접착으로 고정되는 원통형의 방진고무(40)와 ; 상기 방진고무(40)로 외부튜브(20)와 일체로 형성된 소켓(30)내부에 구비되고, 외측으로 구면부(51)를 갖는 필로우 볼(50)과 ; 상기 필로우 볼(50)의 구면부(51)가 접촉되어 회동 및 습동될 수 있도록 원주형의 내주면(61)을 갖는 베어링(60) (60A)과 ; 상기 베어링(60) (60A)에 프리-로드를 줄 수 있도록 소켓(30)의 우측끝단에 형성된 플랜지부(31)의 타측부에 위치 결정되고, 코킹으로 강제 결합되는 시이트(70)와 ; 상기 시이트(70) 및 소켓(30)의 플랜지부(31)와 베어링(60) (60A)의 단부(64) (64A)사이에 단부측이 개재되어 이의 압축력으로 각각 고정되고, 내부로 이물질 유입을 방지토록 한 더스트 커버(80)로 부시몸체(P)를 구성한 것을 특징으로 한 필로우 볼 부시.
2. 제1항에 있어서, 상기 소켓(30)의 내측 면은 냉간 단조 가공한 것을 특징으로 한 필로우 볼 부시.
3. 제1항에 있어서, 상기 베어링(60) (60A)의 내주면에는 필로우 볼(50)의 구면부(51)와 마찰시 마찰계수를 최소화하기 위해 원주방향의 오일 그루브(63)를 일정간격으로 수개 형성하고, 이 오일 그루브(63)에 그리스를 투입시킨 것을 특징으로 한 필로우 볼 부시.
4. 제1항에 있어서, 상기 외부튜브(20)와 소켓(30)사이는 내부 조인트(J)의 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 한 필로우 볼 부시.