KR20220146033A - 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리 - Google Patents

서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리 Download PDF

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노종대
권순규
이동하
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Abstract

본 발명은 상부파트와, 상기 상부파트의 하부로 구비되는 하부파트와, 상기 상부파트와 하부파트 사이에 구비되는 베어링과, 상기 상부파트와 하부파트의 반경 방향 양측에 형성된 개구부에 상부파트에 결합되어 구비되는 제1 및 제2씰링부를 포함하며;
상기 제1 및 제2씰링부 중 어느 하나 이상에는 상부파트와 결합되는 결합면에 상부파트와 접촉면적을 증가시키는 면적증가부가 원주 방향을 따라 하나 이상 형성되며, 상기 상부파트는 상기 면적증가부에 결합된 상부파트결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리에 관한 것이다.

Description

서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리{A Thrust Bearing Assembly For Suspension}
본 발명은 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반경 방향 및 원주 방향으로의 분리를 제한하고, 상부파트와 씰링부의 접촉 면적을 증가시켜 분리를 방지할 수 있는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리에 관한 것이다.
차량의 서스펜션은 주행중 발생하는 노면으로부터 충격이 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 충격을 완충시켜 편안한 승차감을 제공하는 구성품으로서, 차체에 결합되는 방식이나 완충 방법에 따라 다양하게 적용되며, 일반적인 차량에는 스트러트 베어링 형태가 많이 적용된다. 서스펜션은 운전자의 조향 조작에 따라 쇽업소버(Shock Absorber)가 회전 운동될 수 있도록 차체에 고정되어야 하는바, 쇽업소버에는 원활한 조향 조작을 위해 베어링이 구비된다.
스트러트는 일측이 차체에 고정되고 타측이 너클을 통해 차륜과 연결되며 조향 조작에 따라 너클과 함께 회전된다. 그리고 노면으로부터 전달되는 충격을 완충하는 쇽업소버를 포함하며 차체와의 고정을 위해 스트러트 마운트가 장착된다. 스트러트 마운트는 쇽업소버 피스톤 로드의 상측이 인슐레이터를 통해 차체에 고정되고, 인슐레이터의 하측으로 베어링 모듈이 구비되며, 이는 스프링에 연결되어 지지된다. 이와 같은 구조를 통해 차량 주행시 노면으로부터 전달되는 충격을 쇽업소버 및 스프링이 축 방향으로 병진 운동 및 회전 운동하여 전달되는 충격을 완충시킨다.
서스펜션 베어링 어셈블리의 조립된 상태는 대한민국 공개번호 제10-2014-0120452호 공개특허공보의 도 2를 참조하여 설명되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리(1)는 상부파트(10)와, 상기 상부파트(10)의 하부로 구비되는 하부파트(20)와, 상기 상부파트(10)와 하부파트(20) 사이에 구비되는 베어링(30)으로 이루어진다.
상기 베어링(30)은 상부파트(10)에 접하여 지지되는 링 형태의 제1 궤도륜(31)과, 하부파트(20)에 접하여 지지되는 링 형태의 제2 궤도륜(33)과, 상기 제1 궤도륜(31)과 제2 궤도륜(33) 사이에서 원주 방향을 따라 배열되는 복수의 전동체(35)로 이루어진다.
상기 베어링(30)의 반경 방향 내측과 외측에 형성된 개구부에는 제1씰링부(51)와 제2씰링부(53)가 구비된다. 제1씰링부(51)는 베어링(30)의 반경 방향 외측에서 상부파트(10)와 하부파트(20) 사이에 구비된다. 제2씰링부(53)는 베어링(30)의 반경 방향 내측에서 상부파트(10)와 하부파트(20) 사이에 구비된다.
상기 제1씰링부(51)는 상부의 결합부(511)가 상부파트(10)에 결합되고, 하부에 구비된 씰립(513)이 하부파트(20)에 접하여 구비된다. 상기 제2씰링부(53)는 상부가 상부파트(10)에 삽입되는 형태로 구비된다. 상기 제1씰링부(51)와 제2씰링부(53)는 열가소성 탄성체인 예를 들어 TPU(Thermoplastic Poly Urethane)로 이루어진다.
상기 상부파트(10)와 하부파트(20)는 링 형태로 이루어진다. 상기 상부파트(10)와 하부파트(20)는 강성이 큰 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 상부파트(10)와 하부파트(20)의 재질로는 나이론6, 나이론66, 나이론6 또는 나이론66에 글래스 파이버가 포함된 재질 등으로 이루질 수 있다.
상기 하부파트(20) 내에는 금속재질의 보강부재(21)가 더 구비된다. 상기 하부파트(20)의 하부에는 스프링패드(40)가 구비된다. 상기 스프링패드(40)에 스프링의 상부가 접한다. 상기 스프링패드(40)는 열가소성 탄성체인 예를 들어 TPU(Thermoplastic Poly Urethane)로 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1씰링부(51)는 상부 결합부(511)가 상부파트(10)에 삽입되며, 상부와 반경 방향 외면인 결합면(515)이 상부파트(10)에 결합되어 구비된다.
종래와 같은 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리(1)는 차량의 운행으로 지속적인 피로 하중으로 제1씰링부(51) 및 제2씰링부(53)와 상부파트(10)가 분리되는 문제점이 있었다. 특히, 반경 방향 외측의 제1씰링부(51)는 습기 및 먼지에 더 노출되는 위치로 제1씰링부(51)와 상부파트(10)가 더 쉽게 분리되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개번호 제10-2001-0107829호 공개특허공보 대한민국 공개번호 제10-2014-0120452호 공개특허공보
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 상부파트와 제1 및 제2씰링부의 분리를 방지하고, 특히 상부파트와 제1씰링부의 접촉 면적을 증가시켜 분리를 방지하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 위하여, 본 발명은 상부파트와, 상기 상부파트의 하부로 구비되는 하부파트와, 상기 상부파트와 하부파트 사이에 구비되는 베어링과, 상기 상부파트와 하부파트의 반경 방향 양측에 형성된 개구부에 상부파트에 결합되어 구비되는 제1 및 제2씰링부를 포함하며;
상기 제1 및 제2씰링부 중 어느 하나 이상에는 상부파트와 결합되는 결합면에 상부파트와 접촉면적을 증가시키는 면적증가부가 원주 방향을 따라 하나 이상 형성되며, 상기 상부파트는 상기 면적증가부에 결합된 상부파트결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리를 제공한다.
상기에서, 면적증가부는 제1씰링부의 결합면에 원주 방향을 따라 이격되어 오목하게 형성된 홈 형태로 형성되며, 상기 상부파트의 상부파트결합면에는 면적증가부로 돌출되어 면적증가부와 결합되는 상부파트결합부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 면적증가부는 반경 방향 외향하는 바닥면과, 상기 바닥면의 원주 방향 양측에 구비된 측면과, 상기 바닥면의 하부에 구비된 하면을 포함하여 반경 방향 외향 개구하며 상향 개구된 형태로 형성되며; 상기 상부파트결합부는 면적증가부로 돌출되어 상기 바닥면, 측면 및 하면에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 측면과 바닥면은 예각을 이루어 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리는 상부파트와 씰링부의 접촉 면적을 증가시켜 분리를 방지하며, 상부파트에 상부파트결합부를 구비하고 제1씰링부에 면적증가부를 형성하여 반경 방향 및 원주 방향으로의 분리를 제한하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리를 도시한 반단면 사시도이며,
도 2는 도 1의 "A"부의 확대로서 제1씰링부를 도시한 단면사시도이며,
도 3은 본 발명에 따르는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리를 도시한 반단면 사시도이며,
도 4는 도 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합을 설명하기 위하여 도시한 확대 단면 사시도이며,
도 5 및 도 6은 도 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합의 변형 예를 도시한 확대 단면 사시도이며,
도 7은 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합을 설명하기 위하여 도시한 다른 변형 예의 확대 단면 사시도이다.
본 발명의 설명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명의 설명에 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명의 설명에 사용되는 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명의 설명에 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 설명에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "결합되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리에 대하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따르는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리를 도시한 반단면 사시도이며, 도 4는 도 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합을 설명하기 위하여 도시한 확대 단면 사시도이며, 도 5 및 도 6은 도 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합의 변형 예를 도시한 확대 단면 사시도이며, 도 7은 3 "A"부의 확대로서 제1씰링부 및 상부파트와의 결합을 설명하기 위하여 도시한 다른 변형 예의 확대 단면 사시도이다.
이하의 설명에서 도 3의 가로 방향을 "반경 방향"으로, 도 2의 세로 방향을 "상하 방향"으로 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리(100)는 상부파트(110)와, 상기 상부파트(110)의 하부로 구비되는 하부파트(120)와, 상기 상부파트(110)와 하부파트(120) 사이에 구비되는 베어링(130)과, 상기 상부파트(110)와 하부파트(120) 사이에서 베어링(130)의 반경 방향 양측에 형성된 개구부에 구비되는 씰링부를 포함하여 이루어진다.
상기 상부파트(110)는 링 형태로 이루어진다. 상기 상부파트(110)는 강성이 큰 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 상부파트(110)의 재질로는 나이론6, 나이론66, 나이론6 또는 나이론66에 글래스 파이버가 포함된 재질 등으로 이루어진다.
상기 하부파트(120)는 링 형태로 형성된다. 상기 하부파트(120)는 원통부와, 상기 원통부의 상단이 반경 방향 외측으로 만곡 연장된 플랜지부로 형성된다. 상기 하부파트(120)는 강성이 큰 엔지니어링 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 하부파트(120)의 재질로는 나이론6, 나이론66, 나이론6 또는 나이론66에 글래스 파이버가 포함된 재질 등으로 이루어진다.
상기 하부파트(120) 내에는 보강부재(121)가 더 구비될 수 있다. 상기 보강부재(121)는 링 형태이며, 판상의 금속으로 이루어진다. 상기 보강부재(121)는 원통형으로 형성되며, 상단이 반경 방향 외측으로 만곡 연장 형성된다.
상기 보강부재(121)는 상기 하부파트(120)의 성형시 인서트로 되며, 성형된 하부파트(120) 내에 구비된다. 상기 하부파트(120)는 상기 보강부재(121)를 인서트로 하여 사출 성형된다.
상기 하부파트(120)에는 하부로 스프링패드(140)가 더 포함된다.
상기 스프링패드(140)는 링 형태를 이루며 상기 하부파트(120)의 하부로 구비된다. 상기 스프링패드(140)는 하부파트(120)의 원통부의 반경 방향 외측에서 플랜지부의 하부로 구비된다. 상기 스프링패드(140)의 하부에는 서스펜션 스프링의 상단이 접하여 구비된다. 상기 스프링패드(140)의 재질은 열가소성 탄성체로 이루어진다. 열가소성 탄성체로는 예를 들어 TPU(Thermoplastic Poly Urethane)가 있다. 상기 스프링패드(140)는 열가소성 탄성체로 이루어짐으로써 하부파트(120)보다 경도가 낮아, 서스펜션 스프링으로부터 전달되는 충격을 완충하는 작용을 한다.
상기 스프링패드(140)는 내측에 보강부재(121)를 가지는 하부파트(120)가 인서트가 되어 사출 형성된다.
상기 베어링(130)은 상부파트(110)에 접하여 지지되는 링 형태의 제1 궤도륜(131)과, 하부파트(120)에 접하여 지지되는 링 형태의 제2 궤도륜(133)과, 상기 제1 궤도륜(131)과 제2 궤도륜(133) 사이에서 원주 방향을 따라 배열되는 복수의 전동체(135)로 이루어진다.
상기 씰링부는 상기 상부파트(110)와 하부파트(120) 사이에서 반경 방향 양측에 형성된 개구부에 구비된다. 상기 씰링부는 상기 상부파트(110)에 결합되어 구비된다. 상기 씰링부의 재질은 열가소성 탄성체로 이루어진다. 열가소성 탄성체로는 예를 들어 TPU(Thermoplastic Poly Urethane)가 있다.
상기 씰링부는 베어링(130)의 반경 방향 외측에 형성된 개구부에 구비되는 링 형태인 제1씰링부(151)와, 베어링(130)의 반경 방향 내측에 형성된 개구부에 구비되는 링 형태인 제2씰링부(153)로 이루어진다.
상기 씰링부는 성형시 상부파트(110)를 인서트로 하여 사출 성형된다. 상기 상부파트(110)가 인서트되어 사출 성형되며 상기 제1씰링부(151)와 제2씰링부(153) 중 어느 하나 이상에는 면적증가부가 형성된다.
이하에서는 도 4를 참조하여 상기 제1씰링부(151)에 면적증가부(1517)가 형성되며 상부파트(110)에 결합되는 것을 예로 설명한다.
상기 제1씰링부(151)는 링 형태로 형성된다. 상기 제1씰링부(151)에는 상단이 반경 방향 내측으로 절곡된 결합부(1511)가 구비되고, 하부에는 분지되어 하향 연장된 1개 이상의 씰립(1513)이 구비된다. 상기 씰립(1513)의 단부는 상기 하부파트(120)의 상면에 접하여 구비된다. 상기 씰립(1513)은 상부파트(110)의 하단인 결합면(1515)의 하단에서부터 분지되어 연장되는 것이 바람직하다. 씰립(1513)의 분지부가 상부파트(110)의 하단보다 상향 위치하는 경우 씰립(1513)에 외력이 작용하면 변형에 의하여 상부파트(110)와 결합면(1515)의 분리가 용이하게 될 수 있다.
상기 제1씰링부(151)에는 반경 방향 외측으로 상기 상부파트(110)와 결합되는 결합면(1515)에 상부파트(110)와 접촉면적을 증가시키는 면적증가부(1517)가 형성된다. 상기 면적증가부(1517)는 상기 결합면(1515)에 원주 방향을 따라 이격되어 하나 이상 형성된다. 상기 면적증가부(1517)는 오목하게 형성된 홈 형태로 형성된다.
상기 면적증가부(1517)는 반경 방향 외향하는 바닥면(15173)과, 상기 바닥면(15173)의 원주 방향 양측에 구비된 측면(15171)과, 상기 바닥면(15173)의 하부에 구비된 하면(15172)을 포함하여 반경 방향 외향 개구하며 상향 개구된 형태로 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 바닥면(15173)은 반경 방향 내측으로 만곡 절곡된 결합부(1511)의 외측면까지 연장되어 상부에 만곡 절곡된 결합부(1511)의 외측면으로 연장된 상부바닥면(15173a)을 더 포함할 수 있다. 상기 바닥면(15173)이 결합부(1511)의 외면까지 연장된 상부바닥면(15173a)을 구비하여 상부파트(110)에 삽입되는 부분되는 부분까지 연장된 면적증가부(1517)가 형성됨으로써 상부파트(110)와 결합면(1515)의 상대 운동과 분리가 훨씬 어렵게 된다.
상기 바닥면(15173)은 하부에 씰립(1513)의 형성으로 절곡된 부분(도 7의 "C" 부분)을 지나 하향 연장되어 하부에 절곡된 부분을 지나 연장된 하부바닥면(15173b)을 더 포함할 수 있다. 하부바닥면(15173b)은 제1씰링부(151)의 외면 궤적과 같이 절곡된 형태로 구비된다. 따라서 직선의 바닥면(15173)보다 상부파트(110)와 상대 운동이 더욱 억제되며 분리도 어렵게 된다.
상기 제1씰링부(151)의 결합면(1515)에 접하는 상부파트(110)의 상부파트결합면(112)에는 상기 면적증가부(1517)로 돌출되어 면적증가부(1517)와 결합되는 상부파트결합부(111)가 더 구비된다. 상기 상부파트결합부(111)는 제1씰링부(151)가 결합되는 상부파트(110)의 원주 방향 내면에 반경 방향 내향 돌출되어 형성된다. 상기 상부파트결합부(111)는 상부파트결합면(112)에 반경 방향 내향 돌출되어 형성된다. 상기 상부파트결합부(111)는 원주 방향을 따라 이격되어 복수개 형성된다.
상기 제1씰링부(151)는 상부파트(110)를 인서트로 하여 사출성형되어, 상부파트(110)에 결합된다. 상기 제1씰링부(151)는 상부파트결합부(111)가 구비된 상부파트(110)를 인서트로 사출 성형되어, 상부파트결합부(111)가 구비된 위치에 면적증가부(1517)가 형성되며, 면적증가부(1517)는 상부파트결합부(111)에 결합된다.
상기 상부파트결합부(111)는 상기 면적증가부(1517)로 돌출되어 상기 바닥면(15173), 측면(15171) 및 하면(15172)에 결합된다. 상기 면적증가부(1517)가 원주 방향 양측에 측면(15171)을 가지며, 상부파트결합부(111)가 바닥면(15173)에 더하여 양측 측면(15171)에 결합되므로, 상부파트(110)와 제1씰링부(151)의 원주 방향 상대 운동이 방지되어 상부파트(110)와 제1씰링부(151)의 분리가 억제된다.
상기 면적증가부(1517)의 측면(15171)과 바닥면(15173)은 예각을 이루어 구비된다. 상기 측면(15171)과 바닥면(15173)은 예각을 이루고, 상부파트결합부(111)가 바닥면(15173)과 양 측면(15171)에 결합되므로, 상부파트(110)와 제1씰링부(151)의 반경 방향 상대 운동이 방지되어, 반경 방향으로의 상부파트(110)와 제1씰링부(151)의 분리가 억제된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 면적증가부(1517)의 측면(15171)과 바닥면(15173)은 직각을 이루거나 둔각을 이루어 구비될 수도 있다.
100: 스트러트 베어링 어셈블리
110: 상부파트 111: 상부파트결합부
112: 상부파트결합면 120: 하부파트
121: 보강부재 130: 베어링
131: 제1궤도륜 133: 제2궤도륜
135: 전동체 140: 스프링패드
151: 제1씰링부 153: 제2씰링부

Claims (4)

  1. 상부파트(110)와, 상기 상부파트(110)의 하부로 구비되는 하부파트(120)와, 상기 상부파트(110)와 하부파트(120) 사이에 구비되는 베어링(130)과, 상기 상부파트(110)와 하부파트(120)의 반경 방향 양측에 형성된 개구부에 상부파트(110)에 결합되어 구비되는 제1 및 제2씰링부(151,153)를 포함하며;
    상기 제1 및 제2씰링부(151, 153) 중 어느 하나 이상에는 상부파트(110)와 결합되는 결합면에 상부파트(110)와 접촉면적을 증가시키는 면적증가부가 원주 방향을 따라 하나 이상 형성되며, 상기 상부파트(110)는 상기 면적증가부에 결합된 상부파트결합부(111)가 구비된 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 면적증가부는 제1씰링부(151)의 결합면(1515)에 원주 방향을 따라 이격되어 오목하게 형성된 홈 형태로 형성되며, 상기 상부파트(110)의 상부파트결합면(112)에는 면적증가부로 돌출되어 면적증가부와 결합되는 상부파트결합부(111)가 구비된 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 면적증가부는 반경 방향 외향하는 바닥면(15173)과, 상기 바닥면(15173)의 원주 방향 양측에 구비된 측면(15171)과, 상기 바닥면(15173)의 하부에 구비된 하면(15172)을 포함하여 반경 방향 외향 개구하며 상향 개구된 형태로 형성되며; 상기 상부파트결합부(111)는 면적증가부로 돌출되어 상기 바닥면(15173), 측면(15171) 및 하면(15172)에 결합되는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 측면(15171)과 바닥면(15173)은 예각을 이루어 구비되는 것을 특징으로 하는 서스펜션용 스트러트 베어링 어셈블리.
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