KR100253459B1

KR100253459B1 - Damping device with double spring structure

Info

Publication number: KR100253459B1
Application number: KR1019970010617A
Authority: KR
Inventors: 문상구
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2000-04-15
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: KR19980074680A

Abstract

본 발명은 2중 스프링 구조의 댐핑장치에 관한 것으로, 특히 순차적으로 승차감, 조종 안정성, 및 메탈-대-메탈 접촉 방지를 모두 도모할 수 있는 이상적인 스프링비를 갖는 2중 스프링 구조의 댐핑장치에 관한 것이다.The present invention relates to a damping device having a double spring structure, and more particularly, to a damping device having a double spring structure having an ideal spring ratio that can all achieve ride comfort, steering stability, and metal-to-metal contact prevention. will be.

본 발명은 내부에 삽입된 피스톤 로드에 가해지는 충격을 감쇠시키기 위한 쇽 댐퍼와, 상기 피스톤 로드의 상단에 결합되며, 제1스프링 상수를 갖는 범프 스토퍼와, 차량의 하측바디에 설치된 제1내경의 제1상부 스프링시트와, 상기 차량의 하측바디에 설치되며 상기 제1내경 보다 더 작은 제2내경의 제2상부 스프링시트와, 상기 제1내경의 크기로 쇽 댐퍼의 외주부에 설치된 제1하부 스프링시트와, 상기 제2내경의 크기로 피스톤 로드의 외주부에 설치된 제2하부 스프링시트와, 상기 제1스프링상수 보다 작은 스프링 상수를 갖고 상기 제1상부 및 하부 스프링 시트 사이에 장착된 제1코일 스프링과, 상기 제1스프링 상수 보다 작은 스프링 상수를 갖고 상기 제1코일 스프링의 내부에 제2상부 및 하부 스프링 시트 사이에 장착된 제2코일 스프링으로 구성되며, 3모드의 스프링비를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a shock absorber for damping an impact applied to a piston rod inserted therein, a bump stopper coupled to an upper end of the piston rod and having a first spring constant, and a first inner diameter installed at a lower body of the vehicle. A first upper spring seat, a second upper spring seat of a second inner diameter smaller than the first inner diameter and installed on a lower body of the vehicle, and a first lower spring installed on an outer circumference of the damper with a size of the first inner diameter. A first coil spring mounted between the first upper and lower spring seats having a seat, a second lower spring seat provided at an outer circumference of the piston rod with a size of the second inner diameter, and having a spring constant smaller than the first spring constant. And a second coil spring having a spring constant smaller than the first spring constant and mounted between the second upper and lower spring seats inside the first coil spring. It has a spring ratio of the mode.

Description

Damping device with double spring structure

본 발명은 2중 스프링 구조의 댐핑장치에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는순차적으로 승차감, 조종 안정성, 및 메탈-대-메탈 접촉 방지를 모두 도모할 수 있는 이상적인 스프링비를 갖는 2중 스프링 구조의 댐핑장치에 관한 것이다.The present invention relates to a damping device of a double spring structure, and more particularly, to a damping of a double spring structure having an ideal spring ratio that can achieve both ride comfort, steering stability, and metal-to-metal contact prevention sequentially. Relates to a device.

일반적으로 도로상태에 관계없이 차량 탑승객의 승차감, 진동안정성, 선회특성을 좋게 하기 위하여 차체(또는 차대)와 현가장치(또는 차축) 사이에 스프링과 충격흡수기를 조합하여 사용하고 있다.Generally, a spring and shock absorber are used in combination between the vehicle body (or the chassis) and the suspension system (or the axle) to improve the ride comfort, vibration stability, and turning characteristics of the vehicle occupant regardless of road conditions.

또한, 차륜 구동방식과 스프링 시스템의 종류에 따라 여러 가지 형식의 액슬또는 현가장치가 사용된다.In addition, various types of axles or suspensions are used depending on the type of wheel drive and the spring system.

현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치로서 노면에서 받는 충격을 완화하는 새시 스프링과, 새시 스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버(Shock Absorber) 및 자동차가 옆으로 흔들리는 것을 방지하는 스테빌라이저(Stabilizer)등으로 구성되어 있다.Suspension is a chassis that prevents damage to the body or cargo and improves ride comfort by preventing the axle from directly transmitting vibrations or shocks received from the road surface when driving by connecting the axle to the body. It consists of a spring, a shock absorber that suppresses the free vibration of the chassis spring to improve ride quality, and a stabilizer that prevents the vehicle from shaking sideways.

현가장치는 구동바퀴에 발생하는 구동력이나 제동할 때에 각 바퀴의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회할때에 원심력에도 견디고, 각 바퀴를 차체에 대해바른 위치로 지지하는 역할을 하며 이러한 현가장치를 갖추어야 할 조건을 들면 다음과 같다.The suspension system transmits the driving force generated in the driving wheel or the braking force of each wheel to the body when braking, and also withstands centrifugal force when turning, and supports each wheel to the correct position with respect to the body. The conditions to be met are as follows.

(1) 노면에서 받는 충격을 완화하기 위해 상하 방향으로 움직일 수 있는 상태의 결합이 필요하다.(1) In order to alleviate the impact from the road surface, a combination of up and down directions is required.

(2) 바퀴에 발생하는 구동력, 제동력 및 선회할 때의 원심력 등에 견딜 수 있도록 수평 방향으로 강한 결합이 필요하다.(2) Strong coupling in the horizontal direction is necessary to withstand the driving force, braking force and centrifugal force in turning.

상기와 같은 여러 가지 조건을 만족하기 위해 현가장치의 일부를 구성하는 댐핑장치는 일반적으로 제1도에 도시된 바와같이 차체의 하중을 지지하는 쇽 업소버(또는 댐퍼)(1)와, 쇽 업소버(1)의 상부에 설치된 코일 스프링(3)으로 구성되며, 상기쇽 업소버(1)의 피스톤 로드(5)의 상측에는 범프 스토퍼(7)가 곁합되어 있고, 쇽 업소버(1)의 하단은 스핀들 서포트(9)를 통하여 차륜(11)과 연결되어 있다.In order to satisfy the various conditions as described above, a damping device constituting a part of the suspension system generally includes a shock absorber (or damper) 1 supporting a load of a vehicle body and a shock absorber (shown in FIG. 1). It consists of a coil spring (3) provided on the upper part of 1), the bump stopper (7) is joined to the upper side of the piston rod (5) of the shock absorber (1), the lower end of the shock absorber (1) is a spindle support It is connected to the wheel 11 via (9).

상기한 댐핑장치에는 제3도에 도시된 그래프와 같이 차륜(11)의 범프에 의하여 댐핑장치에 수축이 발생하고 그양이 δ에 이르면 그전까지 스프링(3)의 상수(Kspg)에 의한 스프링비에 범프 스토퍼(7)의 상수(Kba)에 의한 스프링비가 더해진 전체 스프링비로 운동이 발생하게 된다.In the damping apparatus, as shown in the graph shown in FIG. 3, contraction occurs in the damping apparatus by bumps of the wheels 11, and when the amount reaches δ, the damping apparatus is applied to the spring ratio by the constant Kspg of the spring 3 until the amount thereof reaches δ. The motion occurs at the total spring ratio plus the spring ratio due to the constant Kba of the bump stopper 7.

일반적으로 차량운동에서 스프링비의 설정은 매우 중요한 것으로 스프링비가 낮으면 승차감은 좋아지나 조종 안정성이 악화되고, 반대로 스프링비가 증가하면 승차감이 악화되나 조종 안정성은 높아진다.In general, the spring ratio setting is very important in the vehicle movement. When the spring ratio is low, the riding comfort is improved, but the steering stability is deteriorated. On the contrary, when the spring ratio is increased, the riding comfort is deteriorated, but the steering stability is increased.

그런데 상기화 같은 낮은 스프링비와 높은 스프링비로 이루어진 2모드의 스프링비를 갖는 경우 상기와 같이 승차감과 조종 안정성을 모두 만족하지 못하는 문제점이 있다.By the way, when the spring ratio of the two modes consisting of a low spring ratio and a high spring ratio as described above, there is a problem that does not satisfy both the ride comfort and steering stability as described above.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그목적은 순차적으로 승차감, 조종 안정성, 및 메탈-대-메탈 접촉 방지를 모두 도모할 수 있는 이상적인 스프링비를 갖는 2중 스프링 구조의 댐핑장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and its purpose is to provide a double spring structure having an ideal spring ratio that can sequentially achieve both ride comfort, steering stability, and metal-to-metal contact prevention. To provide a damping device.

제1도는 일반적인 차량용 현가장치를 보여주는 정면도.1 is a front view showing a typical vehicle suspension.

제2도는 제1도의 주요부에 대한 확대도.2 is an enlarged view of the main part of FIG.

제3도는 본 발명에 따른 2중 스프링 구조의 댐퍼장치를 보인 단면도.3 is a cross-sectional view showing a damper device of a double spring structure according to the present invention.

제4도는 본 발명의 작동상태를 보인 단면도.4 is a cross-sectional view showing an operating state of the present invention.

제5도는 본 발명인 인너 스프링의 설치상태를 보인 단면도.5 is a cross-sectional view showing the installation state of the inner spring of the present invention.

제6도는 제5도의 스프링 안내 가이드에 대한 측면도.6 is a side view of the spring guide guide of FIG.

* 도면의 주요분분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of drawing

20 : 쇽 댐퍼 22 : 피스톤 로드20: shock damper 22: piston rod

24 : 범프 스토퍼 26 : 제1상부 스프링 시트24: bump stopper 26: first upper spring seat

28 : 제2상부 스프링 시트 30 : 제1하부 스프링 시트28: second upper spring seat 30: first lower spring seat

32 : 제2하부 스프링 시트 34 : 제1코일 스프링32: 2nd lower spring seat 34: 1st coil spring

36 : 제2코일 스프링 38 : 안내 가이드36: second coil spring 38: guide guide

40 : 안내장공40: guide

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 삽입된 피스톤 로드에 가해지는 충격을 감쇠시키기 위한 쇽 댐퍼와, 상기 피스톤 로드의 상단에 결합되며, 제1스프링 상수를 갖는 범프 스토퍼와, 차량의 하측바디에 설치된 제1내경의 제1상부 스프링시트와, 상기 차량의 하측바디에 설치되며 상기 제1내경 보다 더 작은 제2내경의 제2상부 스프링시트와, 상기 제1내경의 크기로 쇽 댐퍼의 외주부에 설치된 제1하부 스프링시트와, 상기 제2내경의 크기로 피스톤 로드의 외주부에 설치된제 2하부스프링시트와, 상기 제1스프링 상수 보다 작은 스프링 상수를 갖고 상기 제1상부 및 하부 스프링 시트 사이에 장착된 제1코일 스프링과. 상기 제1스프링 상수 보다 작은 스프링 상수를 갖고 상기 제1코일 스프링의 내부에 제2상부 및 하부 스프링 시트사이에 장착된 제2코일 스프링으로 구성되며, 3모드의 스프링비를 갖는 것을 특징으로 하는 2중 스프링 구조의 댐핑장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a shock damper for damping the shock applied to the piston rod inserted therein, a bump stopper coupled to an upper end of the piston rod and having a first spring constant, A first upper spring seat of the first inner diameter installed on the lower body, a second upper spring seat of the second inner diameter smaller than the first inner diameter and installed on the lower body of the vehicle, and a damper having a size of the first inner diameter; A first lower spring seat provided at an outer circumference of the first lower spring seat, a second lower spring seat provided at an outer circumference of the piston rod with a size of the second inner diameter, and a spring constant smaller than the first spring constant. And a first coil spring mounted therebetween. A second coil spring having a spring constant smaller than the first spring constant and mounted between the second upper and lower spring seats in the first coil spring, and having a spring ratio of three modes. To provide a damping device of the spring structure.

상기 3모드는 낮은 스프링비를 갖는 제1모드와, 중간 스프링비를 갖는 제1모드와, 메탈대메탈 접촉을 막기 위한 완충영역을 제공하도록 높은 스프링비를 갖는제3모드로 이루어진다.The third mode consists of a first mode having a low spring ratio, a first mode having an intermediate spring ratio, and a third mode having a high spring ratio to provide a buffer area for preventing metal-to-metal contact.

상기한 바와같이 본 발명에서는 쇽 댐퍼에 결합되는 코일 스프링을 길이가 서로 다른 2중 코일 스프링으로 구성하여 승차감 위주의 낮은 스프링비를 갖는 제1구역과, 조종 안정성 위주의 제2구역과, 메탈-대-메탈 접촉을 막기 위한 제3구역으로 스프링비의 이상화를 실현한 댐핑장치를 제공할 수 있다.As described above, in the present invention, the coil spring coupled to the shock damper is composed of double coil springs having different lengths, and includes a first zone having a low spring ratio mainly for ride comfort, a second zone for steering stability, and a metal- As a third zone for preventing large-metal contact, it is possible to provide a damping device that realizes an idealization of a spring ratio.

이하 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing preferred embodiments.

첨부된 제3도는 본 발명에 따른 2중 스프링 구조의 댐퍼장치를 보인 단면도이고, 제4도는 본 발명의 작동상태를 보인 단면도 이며, 제5도는 본 발명인 인너 스프링의 설치상태를 보인 단면도 이고, 제6도는 제5도의 스프링 안내 가이드에 대한 측면도 이다.3 is a cross-sectional view showing a damper device having a double spring structure according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing the operating state of the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing the installation state of the inner spring of the present invention, 6 is a side view of the spring guide guide of FIG.

먼저 제3도와 제4도에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 2중 스프링 구조의 댐퍼장치는 내부에 삽입된 피스톤 로드(22)에 가해지는 충격을 감쇠시키기위한 쇽 댐퍼(20)와, 상기 피스톤 로드(22)의 상단에 결합되며, 제1스프링 상수를갖는 범프 스토퍼(24)와, 차량의 하측바디에 설치된 제1내경의 제1상부 스프링시트(26)와, 상기 차량의 하측바디에 설치되며 상기 제1내경 보다 더작은 제2내경의 제2상부 스프링시트(28)와, 상기 제1내경의 크기로 쇽 댐퍼(20)의 외주부에 설치된 제1하부 스프링시트(30)와, 상기 제2내경의 크기로 피스톤 로드(22)의 외주부에 설치된 제2하부 스프링시트(30)와, 상기 제 1스프링 상수 보다 작은 스프렁 상수를 갖고 상기 제1상부 및 하부 스프링 시트(26, 30) 사이에 장착된 제1코일 스프링(34)과, 상기 제1스프링 상수 보다 작은 스프링 상수를 갖고 상기 제1코일 스프링(34)의 내부에 제2상부 및 하부 스프링 시트(28, 32) 사이에 장착된 제 2코일 스프링(36)으로 구성된다.First, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the damper device of the double spring structure according to the present invention includes a shock damper 20 for damping the shock applied to the piston rod 22 inserted therein; A bump stopper 24 coupled to an upper end of the piston rod 22 and having a first spring constant, a first upper spring seat 26 of a first inner diameter installed on a lower body of the vehicle, and a lower body of the vehicle; A second upper spring seat 28 having a second inner diameter smaller than the first inner diameter and a first lower spring seat 30 installed at an outer circumference of the damper 20 with a size of the first inner diameter; The first upper and lower spring seats 26 and 30 having a second lower spring seat 30 installed at an outer circumference of the piston rod 22 to a size of the second inner diameter, and a sprung constant smaller than the first spring constant. ) Between the first coil spring 34 and a spring smaller than the first spring constant It consists of a second coil spring 36 having a ring constant and mounted between the second upper and lower spring seats 28 and 32 in the interior of the first coil spring 34.

상기 제2코일 스프링(36)에 대한 지지구조는 제5도 및 제6도에서 알 수 있는 바와같이 제2하부 스프링 시트(32)의 양측 연장부(32A, 32B)가 제2상부 스프링 시트(28)에서 하방으로 연장된 스프링 안내 가이드(38)의 안내장공(40)을 따라 상하방향의 운동을 하도록 형성되어 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the supporting structure for the second coil spring 36 includes both side extensions 32A and 32B of the second lower spring sheet 32. 28 is formed to move in the vertical direction along the guide hole 40 of the spring guide guide 38 extending downward.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 2중 스프링 구조의 댐퍼장치의 작용을 이하에 상세하게 설명한다.The operation of the damper device of the double spring structure according to the present invention configured as described above will be described in detail below.

본 발명에서는 종래의 단일 스프링과 동일한 구조의 제1코일 스프링(34) 내부에 제5도와 같은 제1코일 스프링(36)을 추가하여 이에대한 댐퍼 수축량과 스프링비에 대한 특성이 제1코일 스트링(34)의 스프링 상수를 Kin, 제2코일 스프링(36)의 스프링 상수를 Kout, 범프 스토퍼(24)의 스프링 상수를 Kbs라고 하면 댐퍼의 수축량이 0-δ1까지는 스프링비 Kout, δ1-δ2까지는 Kin+Kout, δ2 이후에는 Kim+Kout+Kbs로 변하게 된다.In the present invention, the first coil spring (36) as shown in FIG. 5 is added to the first coil spring (34) having the same structure as that of the conventional single spring. If the spring constant of 34) is Kin, the spring constant of the second coil spring 36 is Kout, and the spring constant of the bump stopper 24 is Kbs, the damper shrinkage is 0-δ1 to the spring ratio Kout and δ1-δ2 to Kin. After + Kout and δ2, it changes to Kim + Kout + Kbs.

따라서 댐퍼의 수축량이 0-1까지의 제1모드영역에서는 승차감이 좋은 낮은 시프링비가 얻어지고, 1-2까지의 제 2모드영역에서는 조종 안정성이 높은 스프링비가 얻어지며, δ2 이후의 제3모드영역에서는 메탈-대-메탈 접촉을 막을 수 있는 완충영역을 갖는 매우 높은 스프링비가 얻어진다.Therefore, a low springing ratio with good riding comfort is obtained in the first mode region where the damper shrinkage is 0-1, and a spring ratio with high steering stability is obtained in the second mode region up to 1-2, and the third mode after δ2. In the region a very high spring ratio is obtained with a buffer region which can prevent metal-to-metal contact.

그결과 본 발명의 댐핑장치는 낮은 스프링비를 갖는 제1모드와, 중간 스프링비를 갖는 제2모드와, 메탈-대-메탈 접촉을 닥기 위한 완충영역을 제공하도록 높은 스프링비를 갖는 제3모드로 이루어지는 3모드의 이상적인 스프링비를 실현할 수 있게 된다.As a result, the damping device of the present invention has a first mode having a low spring ratio, a second mode having an intermediate spring ratio, and a third mode having a high spring ratio to provide a buffer area for making metal-to-metal contact. It is possible to realize an ideal spring ratio of three modes consisting of.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to certain preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the art to which the present invention belongs without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have

Claims

A bump stopper 24 is installed at an upper end of the piston rod 22 inserted into the shock damper 20, and outside the piston rod 22 and the shock damper 20 provided with the bump stopper 24. The first coil spring 34 is installed while being supported by the first lower spring seat 30 and the second upper spring seat 28, and the first coil spring 34 of the piston rod 22 is installed outside. Extension damping 32A, 32B on both sides of the second lower spring seat 32 to allow the second coil spring 36 to be installed in the damping of the double spring structure in which the second coil spring 36 is installed. Double spring, characterized in that the guide hole 40 of the spring guide guide 38 is formed in the second upper spring sheet 28 so that the extension portion (32A, 32B) is inserted and guided up and down Structure damping device.