KYB로 보는 OEM / 애프터마켓용 댐퍼의 개발과 제조

고품질을 그대로 유지하면서도 독보적인 원가절감 방식으로 도저히 타사들이 따라올 수 없는 경쟁력을 갖추어 일본은 물론 유럽 신차들에게도 가장 많은 순정 쇼바를 OEM으로 납품하는 등 전세계 OEM 시장과 애프터 마켓 양쪽에서 크게 성공을 거두고 있는 KYB에 일본 기자가 방문 취재한 기사입니다.

 

자동차의 운동 성능을 크게 좌우하는 댐퍼!  

그 개발은 어떤 수순으로 어떻게 이루어지는 것일까?

OEM / 애프터마켓용 댐퍼를 직접 다루는 KYB에 개발과 제조의 현장에 대해서 물었다.

 

 

 

KYB의 전신은 1919년에 개설된 헌장발명연구소이다.

제작 기업으로서의 역사는 1927년 헌장제작소의 창업으로부터 시작되었다. 당시의 제품은 항공기용의 유압 완충각이나 유압 비행기 사출장치였다. 완충각이라는 것은 착륙의 충격을 완화시키기 위한 유압기구를 내장한 지주와 차륜 즉 랜딩기어이다. 구 일본 해군의 영국식 레이시키 함상전투기 이른바 제로전의 주각은 헌장제작소가 고안하고 제조도 맡고 있었다. 전 금속제의 단엽 주 날개 내에 끌어 들여 수용한다고 한다. 당시의 일본으로서는 대단히 도전적인 끌어 들이는 방식의 주각을 담당했다. 창업 당시부터 생산한 것이 유압기구의 엑기스 파트이다.  

 

 

2005년에 통칭사명을 가야바공업에서 KYB로 변경한 동사는 현대 건축물용의 면진, 제진 댐퍼와 신간센용의 세미-액티브 댐퍼, 항공기용 유압 액추에이터, 우주로켓용 오일 리저버, 선박용 유압기구 등 여러 가지 분야의 유압기구를 개발 제조하고 있다. 자동차분야에서는 댐퍼(쇼크업소버)가 너무나도 유명하지만 제품 장르는 실로 폭 넓다.

 

전반적으로 자동차의 서스펜션에 사용되는 댐퍼는 어떠한 수순으로 설계되는 걸까?  동사의 Automotive Components사업본부를 방문하여 이야기를 들었다. 예상대로라고 할까 그 수순은 단조로울 정도로 명쾌했다.

 

차량중량 전, 후축의 축 중 주행시에 받는 하중 그 차량의 특징이라고 말하는 데이터가 자동차 메이커로부터 표시되고 그것을 바탕으로 설계를 합니다. 자동차 메이커용 라인장착 댐퍼의 경우 기존 모델의 마이너 체인지 및 풀 모델 체인지라는 케이스가 전체의 작업량의 8할 정도를 차지하므로 이전에 존재하는 댐퍼에 대하여 어떤 설계변경을 행할까라는 작업이 많습니다. 차량중량이 판가름 나면 대략의 감쇠계수는 결정됩니다. 피스톤스피드에 대한 감쇠력의 수치는 자동차 메이커에서 지정하기 때문에 그것을 만족시키는 제품을 설계합니다.

 

오랜 기간에 걸쳐서 서스펜션용 댐퍼에 종사해온 KYB에는 방대한 양의 설계 및 실험 데이터가 축적되어있기 때문에 시작의 초기단계에서는 시뮬레이션이 도움이 된다고 한다. 시뮬레이션 프로그램 중에 과거의 경험에서 얻은 수정계수가 편입되어있고 그것을 이용하여 최초의 시제품을 만든다.

 

그러나 의문이 있다. 자동차 메이커가 가리키는 성능요구 중에는 댐퍼와 반드시 편성되는 스프링의 사양은 대략적으로 밖에 지정되지 않는 것이다. 스프링의 최종 사양은 이 시점에서는 결정되지 않는다. 스프링과 댐퍼를 별도의 공급자에게 발주하는 것이 당연하게 되어있는 일본의 자동차개발에서는 스프링측도 댐퍼측도 아마 상대는 이렇게 되는 거겠지 라는 예측의 요소가 포함되어있다.

 

--- 그래서 과거의 데이터가 활용되는 것입니다. 이러한 댐퍼를 만들어서 실험한 경우 어떤 실험 데이터를 얻을 수 있을까 꽤 정확한 수정 계수를 가지고 있으므로 요구를 크게 빗나가는 부분에서 설계가 스타트하는 일은 없습니다---

 

과연 그렇다 해도 유압기구의 엑기스 파트로서의 식견부터 스스로 믿고 있는 부분이 있는 것이다.

 

---확실히 그러하지만 자동차 메이커마다 기호가 있기 때문에 고객의 형편에 맞추는 것이 우리들이 해야 할 일입니다 ---

 

덧붙여서 말하면 차량의 운동성능을 유지한다고 하는 것 이외에도 여러 가지의 요구가 있을 터.

 

---물론입니다 감쇠력뿐만 아니라 내구성 신뢰성 코스트 및 잡소리 등 여러 가지의 요망이 밀려올 수 있습니다---

 

잡소리라는 것은?

 

---댐퍼가 작동하고 있을 때는 작동 오일의 통로를 오일이 통과할 때 댐퍼내의 가스가 오일과 서로 섞여 미세한 기포가 순간적으로 발생하는 캐비테이션(공동현상)이 일어납니다. 이것은 소리가 됩니다. 또 축측에서 신측으로 바뀔 때에 인슐레이터와 피스톤로드가 공진하고 탁탁 덜그럭하는 소리가 되는 일이 있습니다. 이러한 소리가 차실내로 전달되지 않도록 하는 대책을 일본의 자동차 메이커는 대단히 중시합니다---

 

그 얘기라면 여러 가지로 듣고 있다. 유럽에서 평가가 높은 댐퍼도 일본의 자동차 메이커가 시험하면 마찰음 소리가 나서 NG 라고 들었다. 유럽의 댐퍼 메이커 일본차는 강재의 두께를 깎아서 고장력강으로 바꿔 놓는다는 게이지다운을 골격부분에도 해오고 있기 때문에 공진하기 쉽다고 반론한다고 한다. 누가 옳고 그름은 차치하고 댐퍼설계는 외뢰주의 요구대로 하는 것이 기본이다. 이것은 온 세계가 변하지 않는다. 덧붙여서 말하면 KYB제 댐퍼는 BMW 5시리즈 등 유럽차에도 넓게 채용되고 있다.

 

---용도가 특화되는 모터스포츠용 댐퍼 쪽이 사양은 결정하기 쉽습니다. 또 KYB브랜드로 발매되고 있는 애프터마켓용 댐퍼에서는 우리들이 주장하는 점을 제품에 반영할 수가 있습니다. 그렇다고 하더라도 코스트 요구의 엄격함이라는 점에서는 애프터마켓용도 자동차 메이커용도 같은 경향입니다---

 

그래서 현재의 자동차부품은 코스트 요구가 이전보다 엄격하다. 그러나 일본에서는 댐퍼는 소모품이 아니라고 할 정도로 수명이 길어 자동차를 사서 바꿀 때까지 댐퍼는 그대로 계속 사용되어진다. 실제로 코스트에 가장 영향을 미치는 잡소리 방지와 내구성이라는 성능이 중시되고 있다.

 

---생산설비를 포함하는 측의 이론으로 말하면 피스톤경이나 밸브의 소재 등은 사양을 줄이고 싶은 부분입니다. 사양을 집약하고 생산설비도 거기에 맞추는 것으로 제조 코스트를 삭감하는 방법입니다---

 

그러나 그 수렴의 결과가 일본차의 가느다란 댐퍼라고 한다면 불행한 것은 자동차 유저다. 그렇지 않는가 하고 질문했다.

 

---확실하게 댐퍼의 기본은 수압면적(受壓面積)입니다. 내경이 크게 되면 베이스의 성능은 올라갑니다. 오일의 미세한 튜닝으로 미소한 영역의 특성을 튜닝하기 쉽게 됩니다. 그러나 서스펜션 전체의 스페이스 삭감이라는 경향이 있어서 어려운 부분입니다---

 

서스펜션용 댐퍼는 말하자면 압력용기다. 어디까지의 압력(중량)에 견딜 수 있는가가 우선 기본. 이 성능 위에 잡소리가 나지 않고 자동차의 수명과 동일시 되는 내구성을 가능한 한의 저 코스트로 실현하고 있는 것이 일본의 댐퍼이다. 그런 인상이다. 그러므로 고품질에 저렴한 가격은 커다란 경쟁력이 된다. 세계 시장의 마켓 쉐어에서 보았을 때의 KYB가 강한 이유의 하나도 여기에 있다.

 

 

 

*** Harmo-Freq 댐퍼

KYB가 개발한 하-모플랙 댐퍼는 노면으로부터의 입력 주파수에 맞춰서 두 개의 피스톤이 감쇠력을 콘트롤한다. 조타시나 스프링상 공진의 저주파 입력에 대하여는 높은 감쇠력을 유지 롤이나 피치 및 둥둥 뜨는 감을 억제하고 높은 조종안정성을 확보한다. 높은 주파수 입력에 대해서는 감쇠력을 저하시키고 차체로의 진동 전달을 커트해서 승차감을 향상시킨다. 하-모플랙 댐퍼는 닛산 Fuga(M시리즈)에 채용되어 있다. Fuga의 것은 트윈튜브지만 모노튜브 타입도 개발하고 있다. 이 하-모플랙 댐퍼는 호평으로 내외의 자동차 메이커가 흥미를 보이고 있는 것이다.

  

 

*** 모터 사이클의 댐퍼

KYB는 모터사이클용 댐퍼에서도 높은 쉐어를 자랑하고 있다. 자동차용과는 다른 성능 요구가 있어서 개발에는 노하우가 필요하다. 자동차용과 달라서 눈에 띄는 곳에 장착되기 때문에 성능은 물론 돋보이는 것도 중요한 요소다. 오른쪽은 1000cc 클래스의 모터사이클용 프론트 포크. 하부에 검게 보이는 이너 튜브에는 DLC(다이아몬드 라이크 카본)가공이 되어 있다. 그 옆은 같은 1000cc 클래스의 리어 서스펜션 유니트. 보디는 알미늄. 신측과 압측의 조정이 가능한 더블 어져스트 타입. 프론트와 리어 모두 스프링과 세트로 어셈블리로 2륜메이커에 납품한다고 한다. 프론트는 삼 또는 스템 회전축까지 포함해서 어셈블리로 하는 것도 있다.