KR100259255B1 - 감쇠력가변장치가부가된쇽업소버 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버에 관한 것으로서, 통상 주행시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 낮게 하여 차량의 승차감을 높이고, 구부러진 길 주행시나 급제동시 및 급출발시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 높게 하여 롤링현상과 피칭현상을 억제할 수 있는 감쇠력 가변장치를 제공함으로써, 차량의 승차감 뿐만 아니라 차량 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
[색인어]
차량, 쇽 업소버, 피스톤 밸브, 회전자

Description

감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버
본 발명은 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버에 관한 것으로서, 특히 쇽 업소버 피스톤 밸브의 오일출입을 단속할 수 있는 수단을 제공하여 차량 급선회나 급출발시 및 급제동시 차체가 다운 동작일 때, 쇽 업소버의 압축행정을 억제할 수 있도록 함으로써, 차량 급선회시나 급출발시 및 급제동시 차체의 롤링(Rolling) 및 피칭(Pitching)현상을 줄일 수 있도록 한 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 쇽 업소버는 노면에서 발생된 스프링의 진동을 재빨리 흡수하여 승차감을 향상시키는 차량 현가장치의 구성 부품이다.
이러한 쇽 업소버는 스프링의 상하 운동 에너지를 열 에너지로 변환시키는 일을 하며, 고체 마찰식과 유압식이 있고 신장행정시에만 감쇠력을 발생하는 단동식과 신장행정시 및 압축행정시 모두 감쇠력을 발생하는 복동식이 있다.
본 발명에서는 위와 같은 여러 쇽 업소버 중에서 유압식 및 복동식을 채용하는 쇽 업소버를 그 안출의 대상으로 한다.
첨부한 도 1은 일반적인 차량용 쇽 업소버를 보여주고 있다.
쇽 업소버는 가늘고 긴 원통형의 내측 실린더(1)와 외측 실린더(2)가 서로 결합된 구조로 이루어진다.
상기 내측 실린더(1)는 아래쪽에 부싱(3a)을 개재하여 바퀴측으로 연결되고, 상기 외측 실린더(2)는 피스톤 밸브(4)와 피스톤 로드(5)를 포함하면서 윗쪽에 부싱(3b)을 개재하여 차체측으로 연결된다.
상기 내측 실린더(1)의 내부에는 오일이 채워지고 피스톤 밸브(4)가 압축행정 및 신장행정을 할 수 있도록 설치된다.
상기 피스톤 밸브(4)에는 양쪽 2개의 오리피스(6a),(6b)와 이곳을 개폐하는 각각의 밸브(7a),(7b)가 갖추어져 있으며, 각 밸브(7a),(7b)의 개폐작용에 따라 오일이 위아래로 이동될 수 있게 된다.
이와 같은 쇽 업소버는 신장행정시나 압축행정시 발생하는 저항을 이용하여 감쇠기능을 수행할 수 있게 된다.
차량용 쇽 업소버의 감쇠력은 통상적으로 낮게 설정하여 쾌적한 승차감을 확보하는 것이 보통이나, 구부러진 도로를 주행할 때, 급제동할 때, 급가속할 때, 급선회할 때 등에는 차량 자세 안정성이나 조종성에 문제가 있으므로 승차감, 차량자세 안정성, 조정성 모두를 만족시킬 수 있는 쇽 업소버에 대한 연구와 개발이 활발하게 진행되고 있는 추세이며, 종전 대부분의 쇽 업소버는 승차감 측면에서는 어느 정도 효과를 보여주고 있으나, 차량 급선회시나 급출발시 및 급제동시 차체가 좌우로 흔들리는 형태의 롤링현상이나 차체가 앞뒤로 흔들리는 형태의 피칭현상을 억제하는데에는 상당한 미흡한 점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 통상 주행시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 낮게 하여 차량의 승차감을 높이고, 구부러진 길 주행시나 급제동시 및 급출발시에는 쇽 업소버의 감쇠력을 높게 하여 롤링현상과 피칭현상을 억제할 수 있는 감쇠력 가변장치를 제공함으로써, 차량의 승차감 뿐만 아니라 차량 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있도록 하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.
상술한 목적을 실현하기 위한 수단으로서, 본 발명의 쇽 업소버는 피스톤 밸브의 압축행정시 오일의 이동통로인 오리피스를 단속함으로써 쇽 업소버의 감쇠력이 높아지게 되고, 이에 따라 차량 급선회시나 급출발시 및 급제동시 롤링현상과 피칭현상이 억제되도록 한 것이다.
또한, 통상 주행시에는 쇽 업소버의 감쇠력이 원래대로 낮게 복원되어 차량의 승차감이 향상될 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 쇽 업소버는 관성 및 원심력에 의해 작동되는 회전자를 이용하여 오일의 이동통로인 오리피스를 점차적으로 차단할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 회전자는 소정의 리턴 스프링에 의해 원래의 위치로 복귀되어 있는 경우에는 오리피스를 개방시킬 수 있도록 구성된다.
제1도는 일반적인 차량용 쇽 업소버를 나타내는 단면도
제2도는 본 발명의 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버를 나타내는 단면도
제3도는 제2도의 저면도
제4도는 제3도에서 A-A 선 단면도
제5도는 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치의 설치상태를 보여주는 개략도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 내측 실린더 2 : 외측 실린더
3a, 3b : 부싱 4 : 피스톤 밸브
5 : 피스톤 로드 6a, 6b : 오리피스
7a, 7b : 밸브 8a : 오리피스 입구
8b : 오리피스 출구 9 : 회전자
10 : 스톱퍼 11 : 리턴 스프링
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버의 전체적인 구조를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 쇽 업소버를 저면에서 바라본 도면이며, 도 4는 피스톤 밸브에 있는 한쪽 오리피스의 형태를 보여주는 도면이다.
여기서, 도면부호 1은 오일의 채워진 원통형의 내측 실린더이고, 도면부호 2는 외측 실린더이다.
쇽 업소버는 내측 실린더(1)와 외측 실린더(2)가 서로 결합된 구조로 이루어지고, 내측 실린더(1)는 부싱(3a)을 개재하여 바퀴측에 연결되고, 반대로 외측 실린더(2)는 피스톤 밸브(4) 및 피스톤 로드(5)를 포함하면서 부싱(3b)을 개재하여 차체측에 연결된다.
상기 피스톤 밸브(4)는 오일이 채워진 내측 실린더(1)의 내부에서 위아래로 운동할 수 있도록 위치되고, 피스톤 밸브(4)의 양쪽에는 오리피스(6a),(6b)가 형성되어 오일의 위아래 이동을 가능하게 해준다.
특히, 본 발명에서는 상기 오리피스(6a),(6b) 중에서 피스톤 밸브(4)의 압축행정시 오일이 이동되는 오리피스(6b)를 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이 차량 우측의 쇽 업소버에는 우측에 배치하고, 차량 좌측의 쇽 업소버에는 좌측에 배치하여 차량 좌회전 및 우회전시 각각 반대방향으로 회동되는 후술하는 각 회전자(9)의 특성과 연계시키는 것이 바람직하다.
상기 각 오리피스(6a),(6b)에는 피스톤 밸브(4)의 상하 운동시 오일의 이동을 단속하는 밸브(7a),(7b)가 각각 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 쇽 업소버에 있어서, 본 발명은 쇽 업소버의 압축행정시, 즉 피스톤 밸브(4)의 하향 이동시 그 하향 이동속도를 늦춰서 쇽 업소버의 전체적인 감쇠력을 높이기 위해 오일의 이동통로인 한쪽 오리피스(6b)의 개폐정도가 점차적으로 감소되도록 가변시키는 기술적 구성으로 이루어진다.
이를 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 피스톤 밸브(4)에 있는 한쪽 오리피스(6b)의 형상을 윗쪽의 오리피스 출구(8b)는 정상적인 원형상으로 형성하고, 아래쪽의 오리피스 입구(8a)는 원주방향을 따라 연장되는 장공형상으로 형성한다.
또한, 피스톤 밸브(4)의 저면에는 이것의 중심을 회전 중심점으로 하여 회전되는 회전자(9)를 설치한다.
상기 회전자(9)는 상기 오리피스 입구(8a)의 형상과 대략 동일하게 형성하여 회전자(9)가 오리피스 입구(8a)가 있는 쪽으로 회전되었을 때 회전자(9)가 오리피스 입구(8a)를 막을 수 있도록 한다.
이러한 회전자(9)는 차량 선회시의 원심력이나 차량 급제동시 및 급출발시의 관성에 의해 회전될 수 있게 되며, 이 회전자(9)의 회전궤적상의 양쪽, 즉 오리피스 입구(8a)의 한쪽 끝과 회전자(9)가 제위치에 있을 때의 한족 끝에는 스톱퍼(10)를 각각 설치하여 회전자(9)가 오리피스 입구(8a)가 있는 쪽으로만 회전될 수 있도록 한다.
또한, 회전자(9)의 무게중심 일측에는 피스톤 밸브(4)의 저면에 한족 끝이 고정되는 리턴 스프링(11)을 연결하여 외력이 작용하지 않을 때에는 이 리턴 스프링(11)에 의해 회전자(9)가 도 3에 도시한 바와 같은 위치를 유지할 수 있도록 한다.
이에 따라, 통상 주행시에는 오리피스(6b)를 통해 오일이 정상적으로 이동될 수 있게 되며, 차량 선회시나 급제동시 및 급출발시 차체의 원심력 및 관성에 의해 피스톤 밸브(4)가 하향 운동할 때, 상기 회전자(9)는 이때의 원심력 및 관성을 받아 회전되면서 오리피스(6b)의 오리피스 입구(8a)를 점차적으로 차단하게 되고, 이렇게 오일의 이동이 제한을 받게 되어 피스톤 밸브(4)의 하향 운동이 억제될 수 있게 되므로 쇽 업소버의 전체적인 감쇠력이 높아질 수 있게 된다.
첨부한 도 5에서는 위와 같은 회전자의 배치상태를 볼 수 있다.
즉, 앞쪽 좌우측 쇽 업소버에 배치되는 회전자(9a),(9b)는 뒷쪽으로 각각 배치되어 화살표 방향과 같이 앞쪽으로 회전될 수 있도록 되어 있고, 뒷쪽 좌우측 쇽 업소버에 배치되는 회전자(9c),(9d)는 앞쪽으로 각각 배치되어 화살표 방향과 같이 뒷쪽으로 회전될 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 첨부한 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
통상적인 주행상태에서는 각각의 회전자(9a),(9b),(9c),(9d)가 리턴스프링(11)에 의해 도 5에 도시한 바와 같은 제위치를 유지할 수 있게 되므로 쇽 업소버는 정상적인 감쇠기능을 발휘할 수 있게 된다.
차량 급제동시의 경우, 관성에 의해 앞쪽 좌우측에 있는 회전자(9a),(9b)가 도면의 화살표 방향으로 회동하여 피스톤 밸브(4)의 오리피스(6b)를 막아주게 되고, 이에 다라 피스톤 밸브(4)의 하향 이동에 제한을 받아 쇽 업소버의 감쇠력이 증가되므로 차체의 앞쪽이 아래로 쏠리는 것을 억제할 수 있게 된다.
차량 급출발시의 경우에도 위의 급제동시와 동일한 작용이 이루어지게 되며, 이때에는 뒷쪽 좌우측에 있는 회전자(9c),(9d)가 그 역할을 담당하게 되고, 이에 따라 차체의 뒷쪽이 아래로 쏠리는 것을 억제할 수 있게 된다.
즉, 차량 급제동시나 급출발시에는 각각의 회전자(9a),(9b),(9c),(9d)가 선택적으로 회동되면서 쇽 업소버의 감쇠력을 높여줌으로써, 차체의 피칭현상을 최대한 줄여줄 수 있게 된다.
차량이 구부러진 길을 주행하는 경우, 좌회전시에는 앞쪽 우측 및 뒷쪽 우측에 있는 회전자(9b),(9d)가 원심력에 의해 화살표 방향으로 회동되면서 각각의 그 쇽 업소버의 감쇠력을 높여주게 되므로 차체가 우측으로 기울어지는 것을 억제할 수 있게 되고, 우회전시에는 앞쪽 좌측 및 뒷쪽 좌측에 있는 회전자(9a),(9c)에 의해 차체가 좌측으로 기울어지는 것을 억제할 수 있게 된다.
즉, 차량 급선회시에도 각각의 회전자(9a),(9b),(9c),(9d)가 선택적으로 회동되면서 쇽 업소버의 감쇠력을 높여줌으로써, 차체의 롤링현상을 최대한 줄여줄 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 쇽 업소버는 차량 급제동시 및 급출발시나 차량 급선회시가 아니면 리턴 스프링에 의해 회전자가 제위치를 유지하게 되므로 기존의 쇽 업소버와 같이 정상적인 감쇠기능을 수행할 수 있게 되며, 피스톤 밸브의 하향 이동시에만 위와 같은 피칭현상 및 롤링현상을 억제하기 위한 작동을 수행할 수 있게된다.
이상에서와 같이 본 발명은 차량의 주행상태에 따라 쇽 업소버의 감쇠력을 선택적으로 가변시킬 수 있도록 하여 차량 급선회시나 차량 급제동시 및 급출발시 차체의 롤링현상 및 피칭현상을 최대한 억제할 수 있도록 함으로써, 차량 자세 안정성 및 조정성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, 또한 상기한 효과에 기인하여 본 발명의 쇽 업소버는 통상적인 주행상태에서 감쇠력이 낮게 유지될 수 있도록 설정할 수 있으므로 승차감 향상의 효과를 도모할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 바퀴측으로 연결되는 내측 실린더 및 차체측으로 연결되는 외측 실린더와, 압축행정 및 신장행정을 가능하게 하는 피스톤 로드 및 피스톤 밸브와, 상기 피스톤 밸브에 갖추어져 있는 2쌍의 오리피스 및 밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서,
    상기 피스톤 밸브의 저면에는 스톱퍼에 의한 회전제한과 리턴 스프링에 의한 복원력을 받으면서 관성 및 원심력을 받아 회동되는 회전자를 설치하고, 피스톤 밸브의 압축행정시 상기 회전자가 오일의 이동통로인 오리피스를 점차적으로 차단하면서 피스톤 밸브의 압축행정을 구속하여 쇽 업소버의 감쇠력을 높여줄 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전자는 앞쪽 좌우측 쇽 업소버에 배치되는 경우에는 뒷쪽으로 각각 배치하여 앞쪽으로 회전될 수 있도록 하고, 뒷쪽 좌우측 쇽 업소버에 배치되는 경우에는 앞쪽으로 각각 배치하여 뒷쪽으로 회전될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 중에서 피스톤 밸브의 압축행정시 오일이 이동되는 쪽의 오리피스를 차량 우측에 설치되는 쇽 업소버에는 우측에 배치하고, 차량 좌측에 설치되는 쇽 업소버에는 좌측에 배치한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 피스톤 밸브의 압축행정시 오일이 이동되는 쪽의 오리피스의 형상은 윗쪽의 오리피스 출구는 정상적인 원형상으로 형성하고, 아래쪽의 오리피스 입구는 원주방향을 따라 길게 연장되는 장공형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변장치가 부가된 쇽 업소버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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