KR100243761B1

KR100243761B1 - 자동차용 현가장치

Info

Publication number: KR100243761B1
Application number: KR1019970031971A
Authority: KR
Inventors: 임시찬
Original assignee: 임시찬
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 2000-03-02
Also published as: AU3709997A; WO1998058812A1; KR970065007A

Abstract

본 발명은 자동차용 현가장치에 관한 것으로서, 주행조건에 따라 받는 충격을 적절하게 감쇠할 수 있고, 차체의 자세를 항상 평형상태로 유지할 수 있으며, 기계적인 구성으로 단순화함으로써 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 응답성도 높일 수 있는 현가장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 현가장치는, 4개의 쇽업소버(FL)(FR)(RL)(RR)와; 4개의 릴이이프밸브(R1∼R4)와; 4개의 체크밸브(C1∼C4)와; 그리고, 오일탱크(T)를 포함하여 이루어진다. 제1쇽업소버(FL)는 차량의 전좌측에, 그리고 제4쇽업소버(RR)는 후우측에 제1쇽업소버(FL)와 연동되도록 각각 설치된다. 제2쇽업소버(FR)는 전우측에, 그리고 제3쇽업소버(RL)는 후좌측에 제2쇽업소버(FR)와 연동되도록 각각 설치된다. 즉, 제1 및 제4 쇽업소버(FL)(RR)의 연동과, 제2 및 제3 쇽업소버(FR)(RL)의 연동에 의하여 전체적인 차량의 자세가 평형을 이루게 된다. 또한, 본 발명의 현가장치에 따르면, 차량의 전측 좌우에 제1 및 제2쇽업소버(FL)(FR)가 연동되도록 각각 설치되고, 차량의 후측 좌우에 제3 및 제4 쇽업소버(RL)(RR)가 연동되도록 각각 설치될 수 있다.

Description

자동차용 현가장치

본 발명은 자동차 주행중에 도로면으로부터 받는 충격을 기계적으로 차량의 전후좌우로 고르게 분산시킴으로써, 차체의 자세를 바르게 하고, 또한 조종안정성도 향상시킬 수 있도록 이루어진 자동차용 서스펜션에 관한 것이다.

자동차에 요구되는 성능으로는 동력성능, 조종안정성 및 브레이크 성능 등이 있다. 즉, 안전하게 조종할 수 있는 성능이 요구된다.

자동차는 주행하면서 기본적으로 다음과 같은 운동을 일으키게 된다.

첫째, 바운스, 피치 등 상하방향의 운동을 일으키게 된다.

둘째, 선회중 원심력과 횡풍, 타이어의 접지력, 조향시의 언더 스티어 및 오버 스티어 등에 의하여 요잉, 롤링과 같은 좌우방향의 운동을 일으키게 된다.

셋째, 제동시 관성 및 하중이동 때문에 차체가 앞으로 기울어지는 다이브 및 출발시 하중이동과 구동력 때문에 차체가 뒤로 기울어지는 스쿼트와 같은 전후방향의 운동이 일어나게 된다.

이러한 각 방향의 운동기능을 적절하게 제어하는 것이 현가장치와 조향장치이며, 특히 현가장치는 승객에게 주는 승차감을 결정하는 중요한 요소이다.

즉, 현가장치는 전후좌우로 기울어지는 자동차의 자세의 변화를 억제하고, 선회시의 움직임을 안정시키며, 도로를 주행할 때 발생하는 여러 가지 불쾌한 진동을 차단하면서 편안안 승차감을 승객에게 부여하기 위한 중요한 요소이다.

한편, 인간의 자율신경 공진점이 5∼7Hz 부근이므로 승객에게 상하방향으로 진동이 가해지면 상기 공진점에서 진동을 가장 느끼기 쉽고, 전후 또는 좌우방향으로 진동이 가해지면 상기 공진점보다 더욱 낮은 주파수에서 진동을 느끼기 쉽다는 것이 잘 알려져 있다. 따라서, 인체가 아주 미약한 진동도 느끼기 쉽도록 되어 있다는 점을 감안할 때, 특히 요철이 심한 도로 및 험로에서의 충격, 아스콘 도로면이나 다리의 이음매를 지날 때의 충격(해시네스) 등을 충분히 완화시킬 수 있도록 현가장치가 구성되어야만 한다.

일반적으로, 현가장치는 차륜과 차체를 연결하는 장치로서, 주행중에 도로면으로부터 받는 충격을 완화하는 스프링과; 차체의 자세를 바로잡으면서 차체의 상하진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버와; 차체의 롤링을 억제하는 스테빌라이저와, 그리고 이것들을 유지하여 차륜의 운동을 제어하는 링크기구를 포함하여 이루어진다. 즉, 일반적인 현가장치는 스프링과 쇽업소버의 조합으로 차체를 지지하도록 되어 있으며, 스프링과 쇽업소버의 설치방법에 따라 크게 차축현가식과 독립현가식으로 나누어진다. 소형자동차에는 차축현가식에 비하여 우수한 장점을 많이 지니고 있는 독립식 현가장치가 최근 들어 많이 채용되고 있다.

일반적인 현가장치의 진동감쇠구조를 살펴보면, 자동차 주행시 도로면의 상태에 따라 타이어로부터 전달되는 충격과 차체로부터 가해지는 하중에 의하여 스프링이 휘어져 스트로크를 일으키면서 충격을 흡수하게 된다. 이와 같이 스프링에 의하여 축적되는 에너지가 그대로 해방되면 진동이 차체에 그대로 전달되어 승객에게 불쾌감을 주게 된다. 따라서, 쇽업소버의 오일유동저항에 의하여 스프링의 진동에너지가 열에너지로 변환되면서 진동이 감쇠되어 승차감, 자동차의 자세 및 조종 안정성이 확보된다.

일반적인 쇽업소버는, 통상 슬리이브의 하단이 차축이나 컨트롤 아암에 고정되고, 피스톤 로드의 상단은 마운팅 고무블럭의 개재에 의하여 차체 하부에 고정된다. 따라서, 피스톤 로드가 상하운동하게 됨으로써 차체의 변위를 안정적으로 변화시킨다.

종래 대표적인 쇽업소버는 피스톤 로드의 상하운동시 내부의 오일이 각 유체실의 압력분포에 따라 여러 오리피스를 선택적으로 통과하여 각 유체실에 유입됨으로써 피스톤 로드가 승하강하게 되며, 오일이 오리피스들을 통과할 때의 유통저항이 바운싱 및 리바운싱시의 감쇠력이 된다.

그러나, 종래 쇽업소버는 차량의 주행충격에 따라 효과적인 감쇠를 일으키지 못하기 때문에 승차감이 좋지 못한 문제점이 있다. 또한, 쇽업소버들이 차체 하부의 전후좌우에 각각 개별적으로 설치되어 독립적으로 작동하고, 4개의 쇽업소버가 서로 연동되지는 않기 때문에 급격한 코너링시나 험로를 주행할 경우 차체의 자세가 안정적으로 유지되지 않는다. 이에 따라, 바운스, 피치 등 상하방향의 운동, 요잉, 롤링과 같은 좌우방향의 운동, 다이브 및 스쿼트와 같은 전후방향의 운동이 복합적으로 일어나거나 급격하게 일어나게 되면 승차감이 아주 나빠질 뿐만 아니라 조향성능도 급격하게 저하된다.

한편, 이러한 문제점을 능동적으로 해결하기 위하여, 쇽업소버 내부의 오리피스를 통과하는 오일의 유량을 세밀하게 제어할 수 있는 전자구동밸브를 설치하여 도로면과 주행상태에 따라 오일의 유량이 자동적으로 변화하여 적절한 감쇠력을 얻는 방법이 제안되었다.

이러한 전자제어에 의한 쇽업소버는 대표적으로, 피스톤 로드 끝의 로터리밸브를 회전시키는 모터가 피스톤 로드 내에 설치되어 이루어진 모터 드라이브식 쇽업소버와, 압전소자의 압전효과를 이용하여 도로면의 요철을 판별하는 방식으로서 피에조 액추에이터와 피에조 센서가 피스톤 로드에 설치되어 이루어진 피에조 드라이브 쇽업소버를 들 수 있다. 이 이외에도 한국 특허 제94-2587호, 제95-2932호, 제96-338호, 제96-5904호 등으로 공고된 현가장치들이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 전자제어식 쇽업소버를 포함하는 현가장치나 국내 특허 공고된 현가장치들은, 특히 유압펌프, 솔레노이드 밸브, 모터, 각종 센서 및 스위치 등의 값비싼 많은 구성요소들에 의하여 현가장치의 가격이 상승되는 요인이 된다.

또한, 이러한 능동 현가장치들도 4개의 쇽업소버를 독립적으로 숭하강작동되도록 구성됨으로써, 종래 기계적 구성의 현가장치와 마찬가지로 차체의 자세를 항상 안정되게 유지시킬 수 없다.

또한, 전자제어방식에 의하여 구동됨으로써 응답성이 늦고, 노이즈 등에 의한 작동요류 및 센서 등의 구성요소의 고장이 잦아서 차량의 자세를 안정적으로 제어하기 힘들다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점들을 감안하여 안출된 것으로서, 어떠한 주행조건에서도 차량의 주행충격을 적절하게 감쇠할 수 있는 현가장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 차체의 자세를 안정적으로 제어할 수 있는 현가장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 기계적인 구성으로 단순화함으로써 원가를 낮춤과 아울러 고장발생을 줄일 수 있는 현가장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 현가장치의 실시예 1을 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 현가장치를 구성하는 쇽업소버를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ - Ⅲ선 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 현가장치를 구성하는 쇽업소버의 사용상태의 예를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 현가장치를 구성하는 쇽업소버들의 연동을 위한 밸브유니트를 나타내는 정면도이다.

도 6은 도 5의 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 현가장치의 실시예 2를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

FL : 제1쇽업소버 FR : 제2쇽업소버

RL : 제3쇽업소버 RR : 제4쇽업소버

R1∼R4 : 제1∼제4릴리이프밸브 C1∼C4 : 제1∼제4체크밸브

T : 오일탱크 11 : 제1슬리이브

12 : 제2슬리이브 13 : 피스톤

14 : 피스톤 로드 15 : 차단판

16 : 포트판 31 : 제1포트

32 : 제2포트 33 : 제3포트

41 : 상부포트 42 : 하부포트

43 : 밸브 44 : 오일통로

45 : 밸브 스프링

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 현가장치는, 차량의 전좌측에 설치되는 제1쇽업소버와; 차량의 후우측에 설치되고, 상부포트가 상기 제1쇽업소버의 하부포트와 연결됨과 아울러 하부포트는 제1쇽업소버의 상부포트와 연결되는 제4쇽업소버와; 차량의 전우측에 설치되는 제2쇽업소버와; 차량의 후좌측에 설치되고, 상부포트가 상기 제2쇽업소버의 하부포트와 연결됨과 아울러 하부포트는 제2쇽업소버의 상부포트와 연결되는 제3쇽업소버와; 제1 및 제4 쇽업소버와 관로연결되어 제1쇽업소버 또는 제4쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 및 제4 릴리이프밸브와; 제2 및 제3 쇽업소버와 관로연결되어 제2 또는 제3 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제2 및 제3 릴리이프밸브와; 상기 각 릴리이프밸브를 통하여 배출되는 오일을 회수하기 위한 오일탱크와; 그리고, 상기 오일탱크로부터 각 쇽업소버에 오일을 공급함으로써 각 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 내지 제4체크밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 현가장치에 따르면, 상기 각 쇽업소버는, 제1슬리이브와; 상기 제1슬리이브 내에 설치되는 제2슬리이브와; 상기 제2슬리이브에 승강가능하게 설치되는 피스톤 및 피스톤 로드와; 상기 제1슬리이브의 내주면과 제2슬리이브의 외주면과의 사이에 설치됨으로써 상기 제1슬리이브를 상부실 및 하부실로 구획하는 차단판과; 상기 제1슬리이브의 상부실과 제2슬리이브의 피스톤 상부를 서로 연통시키는 제1포트와; 상기 제1슬리이브의 하부실과 상기 제2슬리이브의 피스톤 하부를 서로 연통시킴과 아울러 제1슬리이브의 최하부에 유체통로를 형성하는 포트판과; 상기 제1슬리이브의 상부실의 일측에 설치된 상부포트와; 그리고, 상기 제1슬리이브의 하부실의 일측에 설치된 하부포트를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성으로 이루어진 현가장치에 따르면, 자동차의 주행중 예컨대 차량 의 전좌측이 바운싱되면, 그 충격에 의하여 스프링이 압축되면서 제1쇽업소버의 피스톤 로드가 하강하게 된다. 피스톤 로드의 하강에 따라 제2슬리이브의 피스톤 하부에 있는 오일은 포트판을 통하여 제1슬리이브의 하부실로 유입된다. 이 유입된 오일은 하부포트를 통하여 배출된다. 이 배출된 오일은 관로를 통하여 제4쇽업소버의 상부포트를 통하여 제1슬리이브의 상부실로 유입되고, 유입된 오일은 제1포트를 통하여 제2슬리이브의 피스톤 상부로 유입됨으로써 피스톤은 하강된다. 이와 동시에, 제1쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실의 압력은 제4쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실의 압력보다 높기 때문에 제1쇽업소버의 하부포트의 배출압에 의하여 제1릴리이프밸브가 개방되어 제4쇽업소버의 제2슬리이브의 하부실의 오일이 제1릴리이프밸브를 통하여 오일탱크로 회수된다. 따라서, 바운싱시 차량의 전좌측과 후우측의 자세가 안적적으로 제어된다. 그리고, 제2쇽업소버 및 제3쇽업소버의 연동에 의하여 차량의 자세가 전체적으로 안적정으로 제어된다.

이와 같은 평형상태에서 리바운싱에는, 압축된 스프링의 복원력에 의하여 피스톤 로드가 상승작동되며, 피스톤 로드의 상승에 따른 부압에 의하여 오일탱크로부터 체크밸브를 통하여 제1 및 제4쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실에 오일이 유입된다. 또한 제1쇽업소버의 상부실의 오일은 제4쇽업소버의 하부실로, 그리고 제4쇽업소버의 상부실의 오일은 제1쇽업소버의 하부실로 각각 유입된다. 또한, 제2쇽업소버 및 제3쇽업소버도 연동됨으로써 차량의 자세가 전체적으로 안적되게 제어된다.

또한, 본 발명의 현가장치는, 차량의 전측 좌우에 설치되고, 각 피스톤 로드의 승하강이 서로 평형상태를 유지하도록 상호간의 상하부포트가 반대로 연결되는 제1 및 제2 쇽업소버와; 차량의 후측 좌우에 설치되고, 각 피스톤 로드의 승하강이 서로 평형상태를 유지하도록 상호간의 상하부포트가 반대로 연결되는 제3 및 제4 쇽업소버와; 제1 및 제2 쇽업소버와 관로연결되어 제1 또는 제2 쇽업소버를 연동시키는 제1 및 제2 릴리이프밸브와; 제3 및 제4 쇽업소버와 관로연결되어 제3 또는 제4쇽업소버를 연동시키는 제3 및 제4 릴리이프밸브와; 상기 각 릴리이프밸브를 통하여 배출되는 오일을 회수하기 위한 오일탱크와; 그리고, 상기 오일통크로부터 각 쇽업소버에 오일을 공급함으로써 각 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 내지 제4체크밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 이루어진 현가장치에 따르면, 자동차의 주행중 예컨대 차량의 전좌측이 바운싱되면, 그 충격에 의하여 스프링이 압축되고, 이에 따라 제1쇽업소버의 피스톤 로드가 하강된다. 피스톤 로드의 하강에 따라 제2슬리이브의 피스톤 하부에 있는 오일이 포트판을 통하여 제1슬리이브의 하부실로 유입되고 이 유입된 오일은 하부포트를 통하여 배출된다. 이 배출된 오일은 관로 및 제2쇽업소버의 상부포트를 통하여 제1슬리이브의 상부실로 유입되고, 유입된 오일은 제1포트를 통하여 제2슬리이브의 피스톤 상부로 유입됨으로써 피스톤이 하강된다. 이와 동시에, 제1쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실의 압력은 제2쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실의 압력보다 높기 때문에 제1쇽업소버의 하부포트의 배출압에 의하여 제2릴리이프밸브가 개방되며, 제2쇽업소버의 제2슬리이브의 하부실의 오일이 제2릴리이프밸브를 통하여 오일탱크로 회수된다. 따라서, 바운싱시 차량의 전측 좌우의 자세가 안전적으로 제어된다. 그리고, 제3 및 제4 쇽업소버의 연동에 의하여 차량의 자세가 전체적으로 안정적으로 제어된다.

이와 같은 평형상태에서 리바운싱에는, 압축된 스프링의 복원력에 의하여 피스톤 로드가 상승작동하게 되며, 피스톤 로드의 상승에 따른 부압에 의하여 오일탱크로부터 체크밸브를 통하여 제1 및 제2 쇽업소버의 제1슬리이브의 하부실에 오일이 유입된다. 또한, 제1쇽업소버의 상부실의 오일은 제2쇽업소버의 하부실로, 그리고 제2쇽업소버의 상부실의 오일은 제1쇽업소버의 하부실로 각각 유입된다. 또한, 제3 및 제4쇽업소버도 연동됨으로써 차량의 자세가 전체적으로 안정적으로 제어된다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예들의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

<실시예 1>

도면에서와 같이, 실시예 1에 따른 현가장치는 제1 내지 제4 쇽업소버(FL)(FR)(RL)(RR)와; 제1 내지 제4 릴이이프밸브(R1∼R4)와; 제1 내지 제4 체크밸브(C1∼C4)와; 그리고, 오일탱크(T)를 포함하여 이루어진다.

실시예 1의 현가장치에 있어서는, 제1쇽업소버(FL)는 차량의 전좌측에 설치되고, 제4쇽업소버(RR)는 제1쇽업소버(FL)와 연동되도록 차량의 후우측에 설치된다. 그리고, 제2쇽업소버(FR)는 차량의 전우측에 설치되고, 제3쇽업소버(RL)는 제2쇽업소버(FR)와 연동되도록 차량의 후좌측에 설치된다.

즉, 제1 쇽업소버(FL) 및 제4쇽업소버(RR)의 승하강 작동의 연동에 의하여 차량의 전좌측 및 후우측의 자세가 안정적으로 제어된다. 그리고, 제2 및 제3 쇽업소버(FR)(RL)의 연동에 의하여 차량의 전우측 및 후좌측의 자세가 안정적으로 제어된다. 이와 같이 X자형으로 쇽업소버들이 연동되도록 설치됨으로써 전체적인 차량의 자세가 전체적으로 안정적으로 제어된다.

각 쇽업소버는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 구조로 이루어진 것으로서, 제1슬리이브(11)와; 상기 제1슬리이브(11) 내에 고정설치되는 제2슬리이브(12)와; 상기 제2슬리이브(12)에 승강가능하게 설치되는 피스톤(13) 및 피스톤 로드(14)와; 상기 제1슬리이브(11)의 내주면과 제2슬리이브(12)의 외주면과의 사이를 차단하여 상기 제1슬리이브(11)를 상하실로 구획하는 차단판(15)과; 상기 제1슬리이브(11)의 상부실과 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 상부를 서로 연통시키도록 제2슬리이브(12)의 상단부 일측에 형성되는 제1포트(31)와; 상기 제1슬리이브(11)의 하부실과 상기 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 하부를 서로 연통시키는 포트판(16)과; 상기 제1슬리이브(11)의 상부실에 설치된 상부포트(41)와; 그리고, 상기 제1슬리이브(11)의 하부실에 설치된 하부포트(42)를 포함하여 이루어진다.

포트판(16)은 제1슬리이브(11)의 저면에 소정의 유체통로(17)가 형성되도록 제2슬리이브(12)의 하단에 설치된다. 포트판(16)에는 유체통로(17)와 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 하부를 연통시키는 제2포트(32)와, 유체통로(17)와 제1슬리이브(11)의 하부실을 연통시키는 다수의 제3포트(33)가 형성된다.

따라서, 제1슬리이브(11)의 상부실은 제2슬리이브(12)의 피스톤(13)의 상부와 제1포트(31)를 통하여 서로 통하여 연통된다. 제1슬리이브(11)의 하부실은 제2슬리이브(12)의 피스톤(13)의 하부와 포트판(16)의 제2포트(32) 및 제3포트(33)들을 통하여 서로 연통된다.

상기한 구조에 따르면, 피스톤(13)이 상승하면 피스톤(13) 상부의 오일이 제1포트(31)를 통하여 제1슬리이브(11)의 상부실로 유입되어 상부포트(41)를 통하여 밖으로 배출된다. 또한, 하부포트(42)를 통하여 제1슬리이브(11)의 하부실로 오일이 유입되면, 이 오일은 포트판(16)의 제3포트(33)들 및 제2포트(32)를 거쳐 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 하부로 유입되므로 피스톤(13)이 상승된다.

또한, 상부포트(41)를 통하여 오일이 제1슬리이브(11)의 상부실로 유입되면, 유입된 오일은 제1포트(31)를 통하여 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 상부로 유입되므로 피스톤(13)이 하강된다. 이 피스톤(13)의 하강에 의하여, 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 하부의 오일이 포트판(16)의 제2포트(32) 및 제3포트(33)들을 차례로 거쳐 제1슬리이브(11)의 하부실로 유입되어 하부포트(42)를 통하여 밖으로 배출된다. 그리고, 피스톤(13)이 하강하면 상기한 바와 같이 하부포트(42)를 통하여 오일이 밖으로 배출됨과 아울러 상부포트(41), 제1슬리이브(11)의 상부실, 제1포트(31)를 통하여 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 상부에 오일이 유입된다.

한편, 상기 피스톤(13)의 외주면에는 오일링(19)이 삽입됨으로써 피스톤(13)의 승하강시 피스톤(13)의 외주면과 제2슬리이브(12)의 내주면과의 틈을 통하여 오일이 누설되는 것이 방지될 수 있다.

참조부호 34는 공기빼기 밸브로서, 제1슬리이브(11)의 상단부 일측에 설치되며, 최초 쇽업소버에 오일을 넣을 때 쇽업소버 내부의 공기를 빼기 위하여 설치된다. 또한, 참조부호 14는 피스톤 로드로서 피스톤(13)으로부터 위로 연장되어 상단이 제1슬리이브(11) 밖으로 돌출되어 있다. 참조부호 18은 스크레이퍼로서 피스톤 로드(14)의 승하강시 피스톤 로드(14)의 외주면에 부착되는 이물질을 제거하기 위하여 제1슬리이브(11)의 상단부에 설치된다. 또한, 참조부호 23은 제2슬리이브(12)의 상단에 설치된 오일누설방지용 패킹을 나타낸다. 또한, 참조부호 24는 피스톤(13)의 상승높이를 제한하기 위한 스토퍼를 나타내고, 참조부호 25는 피스톤(13)의 최대 상승시의 충격을 완화하기 위한 완충용 패킹을 나타낸다.

한편, 상부포트(41)에 설치된 밸브(43)는 밸브 스프링(45)에 의하여 상부포트(41)를 막도록 설치되어 있고, 중앙에는 직경이 작은 오일통로(44)가 형성되어 있다. 따라서, 상부포트(41)를 통하여 오일이 유입되면 오일의 유입압력에 의하여 스프링(45)이 압축되면서 밸브(43)가 뒤로 밀려난다. 따라서, 밸브(43)의 오일통로(44) 뿐만 아니라 밸브(43)의 외주면과 제1슬리이브(11)의 내주면과의 사이의 틈을 통하여 오일이 제1슬리이브(11)의 상부실로 유입될 수 있다. 반대로, 제1슬리이브(11)의 상부실로부터 상부포트(41)를 통하여 오일이 빠져 나갈 때에는 스프링(45)의 탄성력과 오일의 배출압력에 의하여 밸브(43)가 상부포트(41)를 막게 된다. 따라서, 오일은 밸브(43)의 오일통로(44)를 통해서만 상부포트(41)로 배출될 수 있다. 즉, 상부포트(41)를 통하여 제1슬리이브(11)의 상부실에 오일이 유입될 수 있는 양과, 제1슬리이브(11)의 상부실로부터 상부포트(41)를 통하여 오일이 배출될 수 있는 양을 동일한 시간동안에 비교하면 전자쪽의 양이 훨씬 많음을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 쇽업소버는 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 맥퍼슨 타입의 현가장치로 구성되기 위하여 제1슬리이브(11)의 외주면에 코일스프링(22)을 설치하기 위한 스프링 시트(20)가 더 설치될 수 있고, 또한 제1슬리이브(11)의 하단부에는 고정브래킷(21)이 더 설치될 수 있다.

도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 현가장치에 따르면, 제1쇽업소버(FL)의 상부포트(41)와 연결된 제1-1연결관로(111)는 제4쇽업소버(RR)의 하부포트(42)와 연결된 제4-1연결관로(411)와 연결된다. 제1-1연결관로(111)는 분기되어 제1릴리이프밸브(R1)와 연결되어 있음과 아울러 제4릴리이프밸브(R4)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제1-1연결관로(111)는 제1체크밸브(C1)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

또한, 제1쇽업소버(FL)의 하부포트(42)와 연결되는 제1-2연결관로(121)는 제4쇽업소버(RR)의 상부포트(41)와 연결되는 제4-2연결관로(421)와 연결된다. 제1-2연결관로(121)는 분기되어 제4릴리이프밸브(R4)와 연결되어 있음과 아울러 제1릴리이프밸브(R1)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제1-2연결관로(121)는 제4체크밸브(C4)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

그리고, 제4쇽업소버(RR)는 위의 제1쇽업소버(FL)와 반대로 관로연결되어 있다는 점을 제외하고는 모두 제1쇽업소버(FL)의 관로연결과 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 제2쇽업소버(FR)의 상부포트(41)와 연결되는 제2-1연결관로(211)는 제3쇽업소버(RL)의 하부포트(42)와 연결된 제3-1연결관로(311)와 연결된다. 제2-1연결관로(211)는 분기되어 제2릴리이프밸브(R2)와 연결되어 있음과 아울러 제3릴리이프밸브(R3)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제2-1연결관로(211)는 제2체크밸브(C2)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

또한, 제2쇽업소버(FR)의 하부포트(42)와 연결되는 제2-2연결관로(221)는 제3쇽업소버(RL)의 상부포트(41)와 연결된 제3-2연결관로(321)와 연결된다. 제2-2연결관로(221)는 분기되어 제3릴리이프밸브(R3)와 연결되어 있음과 아울러 제2릴리이프밸브(R2)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제2-2연결관로(221)는 제3체크밸브(C3)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

그리고, 제3쇽업소버(RL)는 위의 제2쇽업소버(FR)와 반대로 관로연결되어 있다는 점을 제외하고는 모두 제2쇽업소버(FR)의 관로연결과 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

실시예 1에 따른 현가장치에 의하면, 자동차의 주행중 차량이 바운싱되면, 그 충격에 의하여 스프링이 압축 및 신장되면서 이 충격을 저장하게 되고, 이 저장된 충격은 피스톤 로드(14)의 승하강에 의한 오일유동에 의하여 열에너지로 변환되어 감쇠된다.

예컨대, 차량의 전좌측이 바운싱되면, 스프링(22)(도 4 참조)의 압축에 따라 제1쇽업소버(FL)의 피스톤 로드(14)가 하강하게 된다. 피스톤 로드(14)의 하강에 따라 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 하부에 있는 오일이 포트판(16)의 제2포트(32), 유체통로(17) 및 제3포트(33)들을 통하여 제1슬리이브(11)의 하부실로 유입된다. 이 유입된 오일은 하부포트(42)를 통하여 제1-2관로(121)로 배출된다. 이 배출된 오일은 제1-2관로(121)와 연결된 제4-1관로(411) 및 제4쇽업소버(RR)의 상부포트(41)를 통하여 제1슬리이브(11)의 상부실로 유입되고, 다시 제1포트(31)를 거쳐 제2슬리이브(12)의 피스톤(13) 상부로 유입된다. 오일이 제4쇽업소버(RR)의 상부포트(41)를 통하여 유입될 때 이 유입압력에 의하여 상부포트(41)의 밸브(43)가 밀려 짧은 시간에 많은 양의 오일이 유입될 수 있다. 즉, 응답특성이 좋다. 상기한 바와 같은 오일의 유입에 따라 피스톤(13)은 하강된다.

이와 동시에, 바운싱에 의한 급격한 충격에 의하여 제1쇽업소버(FL)의 제1슬리이브(11)의 하부실의 압력이 제4쇽업소버(RR)의 제1슬리이브(11)의 하부실의 압력보다 높기 때문에 제1쇽업소버(FL)의 하부포트(42)의 배출압에 따른 파이로트압에 의하여 제1릴리이프밸브(R1)가 개방된다. 따라서, 제4쇽업소버(RR)의 하부실의 오일이 제1릴리이프밸브(R1)를 통하여 오일탱크(T)로 회수된다. 하부포트(42)는 항상 개방된 상태에 놓여 있기 때문에 오일의 배출이 신속히 이루어지므로 제4쇽업소버(RR)의 피스톤 로드(14)가 더욱 빠르게 하강된다. 따라서, 응답성은 더욱 좋아진다.

상기한 바와 같은 제1쇽업소버(FL)의 하강과 연동하여 제4쇽업소버(RR)의 하강이 신속히 이루어지므로 바운싱시 차량의 전좌측 및 차량의 후우측의 자세가 빠른 시간에 안정적으로 제어된다. 또한, 제2 및 제3쇽업소버(FR)(RL)도 상기한 바와 같은 연동과정과 동일하게 연동됨으로써 차량의 전우측 및 후좌측의 자세도 안정적으로 제어된다. 따라서, 차량의 자세가 전체적으로 안정적으로 제외되고, 승객은 양호한 승차감을 느낄 수 있다.

이와 같은 평형상태에서, 차량의 리바운싱시에는 압축된 스프링(22)의 복원력에 의하여 스프링(22)이 신장됨에 따라 피스톤 로드(14)가 상승된다.

피스톤 로드(14)의 상승에 의하여 피스톤(13)이 상승되고, 이 피스톤(13)의 상승에 따라 피스톤(13)의 하부에는 부압이 형성된다. 이 부압에 의하여 오일탱크(T)로부터 체크밸브를 통하여 각 쇽업소버의 하부실에 오일이 유입된다. 각 쇽업소버의 하부실에 오일이 유입될 때에는 하부포트(42)가 항상 개방된 상태에 놓여 있으므로 단시간에 많은 양의 오일이 유입될 수 있다.

즉, 피스톤(13)의 상승에 따라, 제1쇽업소버(FL)의 상부실의 오일은 제4쇽업소버(RR)의 하부실로, 제4쇽업소버(RR)의 상부실의 오일은 제1쇽업소버(FL)의 하부실로 각각 유입됨으로써 피스톤(13)의 상승은 더욱 빨라진다. 그리고, 제1쇽업소버(FL) 및 제4쇽업소버(RR)의 연동과 마찬가지로 제2 및 제3 쇽업소버(FR)(RL)도 연동함으로써 차량의 전우측 및 후우측의 자세도 안정적으로 제어되므로, 차량의 좌우가 전체적으로 안정적으로 제어될 수 있다.

차량의 리바운싱시 상기한 쇽업소버들의 연동에 있어서, 제1쇽업소버(FL)의 상부실로부터 제4쇽업소버(RR)의 하부실로 오일이 유입될 때와, 제4쇽업소버(RR)의 상부실로부터 제1쇽업소버(FL)의 하부실로 오일이 유입될 때, 상부포트(41)를 통하여 소량의 오일이 배출되도록 함으로써 피스톤(13)이 과도하게 빠르게 상승하는 것이 방지된다. 즉, 상부포트(41)를 통하여 오일이 배출될 때 상부포트(41)의 밸브(43)는 밸브 스프링(45)의 탄성력 및 오일의 배출압에 의해서 상부포트(41)를 막는다. 따라서, 오일은 밸브(43)의 직경이 작은 오일통로(44)를 통해서만 배출될 수 있으므로 소량의 오일이 배출된다. 이와 같이, 제1 및 제4 쇽업소버(FL)(RR)의 하부실에는 유입되는 오일량에 비하여 상부실의 오일 배출량이 적어지므로 이 배출저항에 의하여 피스톤(13)의 상승속도가 감쇠되어 차체가 서서히 상승한다는 느낌을 주게 된다. 즉, 피스톤(13)의 빠른 상승에 의하여 차량이 튀는 듯한 느낌을 주지 않도록 피스톤(13)의 상승속도를 감쇠시킴으로써 양호한 승차감을 주게 된다. 또한, 제2 및 제3 쇽업소버(FR)(RL)도 전술한 바와 같은 연동작동을 하게 된다.

상기한 바와 같은 동작들의 반복에 의하여 차량의 충격이 감쇠되고, 따라서 차랭의 자세가 안정적으로 제어될 뿐만 아니라 양호한 완충성이 도모된다.

<실시예 2>

도 7에는 본 발명에 따른 자동차용 현가장치의 실시예 2가 도시되어 있다.

실시예 2에 따른 현가장치는, 실시예 1에 따른 현가장치와 마찬가지로 제1 내지 제4 쇽업소버(FL)(FR)(RL)(RR)와; 제1 내지 제4 릴이이프밸브(R1∼R4)와; 제1 내지 제4 체크밸브(C1∼C4)와; 그리고, 오일탱크(T)를 포함하여 이루어진다.

실시예 2의 현가장치에 있어서는, 제1쇽업소버(FL)는 차량의 전좌측에 설치되고, 제2쇽업소버(FR)는 제1쇽업소버(FL)와 연동되도록 차량의 전우측에 설치된다. 그리고, 제3쇽업소버(RL)는 차량의 후좌측에 설치되고, 제4쇽업소버(RR)는 제3쇽업소버(RL)와 연동되도록 차량의 후우측에 설치된다.

즉, 제1쇽업소버(FL) 및 제2쇽업소버(FR)의 승하강 작동의 연동에 의하여 차량의 전측 좌우의 자세가 안정적으로 제어된다. 그리고, 제3 및 제4 쇽업소버(RL)(RR)의 연동에 의하여 차량의 후측 좌우의 자세가 안정됨으로써 전체적인 차량의 자세가 안정적으로 제어된다.

이 실시예 2에 따른 현가장치에 따르면, 제1쇽업소버(FL)의 상부포트(41)와 연결되는 제1-1연결관로(111)는 제2쇽업소버(FR)의 하부포트(42)와 연결된 제2-1연결관로(211)와 연결된다. 제1-1연결관로(111)는 분기되어 제1릴리이프밸브(R1)와 연결되어 있음과 아울러 제2릴리이프밸브(R2)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제1-1연결관로(111)는 제1체크밸브(C1)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

또한, 제1쇽업소버(FL)의 하부포트(42)와 연결되는 제1-2연결관로(121)는 제2쇽업소버(FR)의 상부포트(41)와 연결된 제2-2연결관로(221)와 연결된다. 제1-2연결관로(121)는 분기되어 제2릴리이프밸브(R2)와 연결되어 있음과 아울러 제1릴리이프밸브(R1)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제1-2연결관로(121)는 제2체크밸브(C2)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

그리고, 제2쇽업소버(FR)는 위의 제1쇽업소버(FL)와 반대로 관로연결되어 있다는 것을 점을 제외하고는 모두 제1쇽업소버(FL)의 관로연결과 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 제3쇽업소버(RL)의 상부포트(41)와 연결되는 제3-1연결관로(311)는 제4쇽업소버(RR)의 하부포트(42)와 연결된 제4-1연결관로(411)와 연결된다. 제3-1연결관로(311)는 분기되어 제3릴리이프밸브(R3)와 연결되어 있음과 아울러 제4릴리이프밸브(R4)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제3-1연결관로(311)는 제3체크밸브(C3)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

또한, 제3쇽업소버(RL)의 하부포트(42)와 연결되는 제3-2연결관로(321)는 제4쇽업소버(RR)의 상부포트(41)와 연결된 제4-2연결관로(421)와 연결된다. 제3-2연결관로(321)는 분기되어 제3릴리이프밸브(R3)와 연결되어 있음과 아울러 제4릴리이프밸브(R4)와 파이로트연결되어 있다. 또한, 제3-2연결관로(321)는 제4체크밸브(C4)의 개재에 의하여 오일탱크(T)와 연결되어 있다.

그리고, 제4쇽업소버(RR)는 위의 제3쇽업소버(RL)와 반대로 관로연결되어 있다는 점을 제외하고는 모두 제3쇽업소버(RL)의 관로연결과 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

실시예 2에 따른 현가장치에 따르면, 자동차의 주행중 차량이 바운싱되면, 제1쇽업소버(FL) 및 제2쇽업소버(FR)의 연동작동과, 제3쇽업소버(RL) 및 제4쇽업소버(RR)의 연동작동에 의하여 차량이 전체적으로 낮은 자세로 안정적으로 제어되고, 차량이 리바운싱되면 제1쇽업소버(FL) 및 제2쇽업소버(FR)의 연동작동과, 제3쇽업소버(RL) 및 제4쇽업소버(RR)의 연동작동에 의하여 차량이 전체적으로 높은 자세로 안정적으로 제어된다는 점을 제외하고는 전술한 제1실시예에서의 작용과 동일하므로, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 현가장치의 작용효과는 다음과 같다.

첫째, 쇽업소버의 구조가 간단하고 기계적인 구조에 의하여 작동되므로 고장을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 원가절감을 도모할 수 있다.

둘째, 센서, 솔레노이드 밸브, 모터 등의 수단을 사용하지 않고 차량의 주행 충격에 바로 대응할 수 있는 구조로 이루어짐으로써 차량의 자세를 안정되게 잡는 응답성이 빠르다.

셋째, 쇽업소버가 개별적인 동작을 하지 않고 좌우의 쇽업소버가 서로 연동되어 항상 안정된 차량자세를 유지하므로 승차감이 향상된다.

넛째, 항상 안정된 차량자세를 유지할 수 있으므로 조향성능이 향상된다.

Claims

차량의 전측 좌우에 설치되는 제1 및 제2 쇽업소버와;

차량의 후우측에 설치되고, 상부포트가 상기 제1쇽업소버의 하부포트와 연결됨과 아울러 하부포트는 제1쇽업소버의 상부포트와 연결되는 제4쇽업소버와;

차량의 후좌측에 설치되고, 상부포트가 상기 제2쇽업소버의 하부포트와 연결됨과 아울러 하부포트는 제2쇽업소버의 상부포트와 연결되는 제3쇽업소버와;

제1 및 제4 쇽업소버완 관로연결되어 제1쇽업소버 또는 제4쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 및 제4 릴리이프밸브와;

제2 및 제3 쇽업소버와 관로연결되어 제2 또는 제3 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제2 및 제3 릴리이프밸브와;

상기 각 릴리이프밸브를 통하여 배출되는 오일을 회수하기 위한 오일탱크와; 그리고,

상기 오일탱크로부터 각 쇽업소버에 오일을 공급함으로써 각 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 내지 제4체크밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 완충장치.
제 1 항에 있어서, 상기 각 쇽업소버는,

제1슬리이브와;

상기 제1슬리이브 내에 설치되는 제2슬리이브와;

상기 제2슬리이브에 승강가능하게 설치되는 피스톤과;

상기 제1슬리이브의 내주면과 제2슬리이브의 외주면과의 사이에 설치됨으로써 상기 제1슬리이브를 상부실 및 하부실로 구획하는 차단판과;

상기 제1슬리이브의 상부실과 제2슬리이브의 피스톤 상부를 서로 연통시키는 제1포트와;

상기 제1슬리이브의 하부실과 상기 제2슬리이브의 피스톤 하부를 서로 연통시킴과 아울러 제1슬리이브의 최하부에 유체통로를 형성하는 포트판과;

상기 제1슬리이브의 상부실의 일측에 설치된 상부포트와; 그리고,

상기 제1슬리이브의 하부실의 일측에 설치된 하부포트를 포함하여 이루지는 것을 특징으로 하는 자동차용 쇽업소버.
제 2 항에 있어서, 상기 상부포트에 설치된 밸브는 밸브 스프링의 탄성력에 의하여 포트를 막도록 설치되어 있고, 상기 밸브의 중앙에는 직경이 작은 오일통로가 상기 상부포트와 통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 쇽업소버.
제 2 항에 있어서,

상기 제1쇽업소버의 상부포트는 제1-1연결관로 및 제4-1연결관를 통하여 제4쇽업소버의 하부포트와 연결되며, 상기 제1-1연결관로는 분기되어 제1릴리이프밸브와 연결됨과 아울러 제4릴리이프밸브와 파이로트연결되며, 상기 제1-1연결관로는 제1체크밸브의 개재에 의하여 오일탱크와 연결되며,

또한 상기 제1쇽업소버의 하부포트는 제1-2연결관로는 및 제4-2관로를 통하여 제4쇽업소버의 상부포트와 연결되고, 상기 제1-2연결관로는 분기되어 제4릴리이프밸브와 연결되어 있음과 아울러 제1릴리이프밸브와 파이로트연결되며,상기 제1-2연결관로는 제4체크밸브의 개재에 의하여 오일탱크와 연결되며,

또한 상기 제2쇽업소버의 상부포트는 제2-1연결관로 및 제3-1연결관로를 통하여 제3쇽업소버의 하부포트와 연결되고, 상기 제2-1연결관로는 분기되어 제2릴리이프밸브와 연결됨과 아울러 제3릴리이프밸브와 파이로트연결되며, 상기 제2-1연결관로는 제2체크밸브의 개재에 의하여 오일탱크와 연결되며,

또한 상기 제2쇽업소버의 하부포트는 제2-2연결관로 및 제3-2연결관로를 통하여 제3쇽업소버의 상부포트와 연결되고, 상기 제2-2연결관로는 분기되어 제3릴리이프밸브와 연결됨과 아울러 제2릴리이프밸브와 파이로트연결되며, 상기 제2-2연결관로는 제3체크밸브의 개재에 의하여 오일탱크와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 현가장치.
차량의 전측 좌우에 설치되고, 각 피스톤 로드의 승하강이 서로 연동되도록 상호간의 상하부포트가 반대로 연결되는 제1 및 제2 쇽업소버와;

차량의 후측 좌우에 설치되고, 각 피스톤 로드의 승하강이 서로 연동되도록 상호간의 상하부포트가 반대로 연결되는 제3 및 제4 쇽업소버와;

제1 및 제2 쇽업소버의 배출압에 의하여 제1 또는 제2 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 및 제2 릴리이프밸브와;

제3 및 제4 쇽업소버의 배출압에 의하여 제3 또는 제4쇽업소버를 승하강 작동시키는 제3 및 제4 릴리이프밸브와;

상기 각 릴리이프밸브를 통하여 배출되는 오일을 회수하기 위한 오일탱크와; 그리고,

상기 오일통크로부터 각 쇽업소버에 오일을 공급함으로써 각 쇽업소버를 승하강 작동시키는 제1 내지 제4체크밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 현가장치.