KR100261674B1 - 진동댐핑장치 - Google Patents

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KR100261674B1
KR100261674B1 KR1019920009004A KR920009004A KR100261674B1 KR 100261674 B1 KR100261674 B1 KR 100261674B1 KR 1019920009004 A KR1019920009004 A KR 1019920009004A KR 920009004 A KR920009004 A KR 920009004A KR 100261674 B1 KR100261674 B1 KR 100261674B1
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이사오와타나베
존디렌셀
데이비드에이위트젠호프
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가이자끼 요이찌로
가부시키가이샤 브리지스톤
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Abstract

본 진동댐핑장치는 축상으로 일정간격 떨어진 구조로 설치된 제 1 및 제 2 선단부 하우징과, 이 제 1하우징의 개구단부쪽으로 모아진 제 2하우징상에 설치된 좁혀진 중간부재를 구비하고 있다. 피스톤은 제 1하우징과 연결되고 중간부재안에 형성된 보어를 통해 뻗은 로드의 일측단부상에 설치되며, 상기 하우징사이에 뻗어있는 제한된 유체구성을 형성한다. 한쌍의 탄성슬리이브가 상기 구멍과 연결되는 한쌍의 유체챔버를 형성하도록 상기 중간부분과 피스톤, 그리고 제 1하우징사이에 뻗어있다. 수직전극이 상기 챔버들 사이의 구멍을 통해 흐르는 전기유동적 유체와 접촉된다. 본 장치가 진동상태일 때 상기 좁혀진 중간부재가 제 1하우징의 내부안으로 끼워지게 되며, 본 장치가 반동상태일 때 좁혀진 피스톤이 중간부재의 내부안으로 끼워지게 됨으로서, 행정길이가 단축되지 않는 상태에서 소형의 댐핑장치를 제공하게 되며, 상기 전극의 길이가 행정길이와 무관하게 되도록 하여준다.

Description

진동댐핑장치
제1도는 정지상태에서의 개량된 댐퍼의 측면도.
제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취한 댐퍼의 수직단면도.
제3도는 제2도와 유사한 부분적 진동상태에서의 댐퍼의 단면도.
제4도는 제2,3도와 유사한 부분적 반동상태에서의 댐퍼의 단면도.
제4a도는 제4도의 일부발췌 확대 단면도.
제5도는 제2도의 5-5선을 따라 취한 확대 단면도.
제6도는 제2도의 6-6선을 따라 취한 확대 단면도.
제7도는 제2도의 7-7선을 따라 취한 확대 단면도.
제8도는 공기 스프링과 결합된 제1도의 댐퍼의 다른 실시예를 나타낸 측면도.
제9도는 제8도의 9-9선을 따라 취한 수직 단면도.
제10도는 제9도의 10-10선을 따라 취한 확대 단면도.
제11도는 제9도의 11-11선을 따라 확대 단면도.
제12도는 제2도와 유사한, 종래의 댐퍼 단면도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
1,77 : 댐핑 장치 2 : 제 1하우징
3,14 : 원통형 측벽 4,15 : 선단벽
5 : 원뿔형벽 6,17,40,88 : 개구단부
8 : 포스트 9,34 : 볼트
10 : 탄성링 13 : 제 2하우징
16 : 브라케트 18,28 : 속이 빈 내부
19 : 절삭구역 20 : 중간부재
21,37,80 : 환상플랜지 22 : 외벽
23 : 상단환상칼라부 24,59 : 쇼울더
25 : 내부격벽 26 : 중앙보어
27,55,60,83,86 : 챔버 30 : 피스톤
31 : 피스톤로드 32 : 원통형 공간
33 : 하단벽 36 : 탄성범퍼
39 : 원뿔형 벽 42,43 : 슬라이드가이드
44 : 환상구멍 46 : 개구부
50,57,79 : 탄성슬리이브 51 : 클램핑 밴드
52 : 보강링 53 : 클램핑 밴드
54 : 로브 62 : 유체
70 : 체적보상부재 78 : 상부 하우징
81 : 원뿔형연장부 82 : 하부 하우징
84 : 클램핑링 87 : 구멍
본 발명은 자동차 또는 다른 장비에 사용되는 서스펜션부재(suspension member)에 적용되어 댐핑기능을 얻는 진동댐핑장치(vibration damping device)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 댐핑매체로서 전기유동적 유체(electrorheological fluid)를 사용하는 댐핑장치로서, 행정길이(stroke length)가 단축되지 않고도 기존의 유사한 댐핑장치보다 더욱 짧은 축높이(axial height)를 가지며, 전기유동적 유체를 위한 전극판이 행정길이와 무관한 댐핑장치에 관한 것이다.
좀더 부드러운 승차감을 얻기 위해서 차량의 서스펜션 시스템에 가해지는 진동력을 감쇄시키기 위한 진동댐핑장치가 오랜기간동안 사용되어 왔으며, 이와같은 진동댐핑장치는 유압완충기(oil filled shock absorber)나 고압가스 댐핑장치의 개재하에 도로의 융기 및 함몰부분에 의해 야기되어 타이어로부터 차량프레임으로 전달되는 진동을 감소시키게 된다.
이와같은 종래의 유압 및 고압가스 댐핑장치들이 만족스럽다는 것이 증명되고 있으나, 더욱 최근에는 댐핑장치의 챔버(chamber)내에서 전기유동적 또는 전기점성적(electroviscous)유체를 사용하는 장치가 개발되어왔다.
이 댐핑장치에서 유체는 보통 제한된 통로안에 설치된 하나 또는 그 이상의 전극판과 접촉되며, 전극의 크기와 유체에 인가되는 전압에 따라 그 점성이 변화됨으로써 댐핑장치가 고압가스 또는 유압 완충기 보다 더욱 큰 댐핑 특성범위를 갖게 해준다.
미국특허 제 4,973,031호에는 안에 전기유동적 유체를 담고있는 팽창성 유체쳄버를 사용하는 진동감쇄장치가 제시되어 있다.
미국특허 제 4,858,733호에는 밀폐된 챔버안에 담겨져 있고, 제한된 통로를 통해 이동가능한 전기점성적 유체와 결합되는 전극판을 사용하며, 전압이 이 전기점성적 유체에 공급되면 이 유체가 통로를 통해 이동하면서 그 점성이 변화되어 여러가지 댐핑효과를 얻도록 된 다른 댐핑장치가 제시되어 있다.
본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허출원 제 570,659호에는 본 출원의 제 12도에 도시된 방식의 또다른 진동댐핑장치가 제시되어 있다. 이 진동 댐핑장치인 댐퍼(damper)는 탄성 슬리이브(elastomeric sleeves)에 의해 형성된 두개의 밀폐된 챔버 사이의 제한된 구멍(orifice)을 통과하는 전기유동적 유체를 사용하고 있으며, 이 유체가 제한된 통로안에 설치된 전극과 접촉하게 된다. 이 댐핑장치는 본 발명의 장치에 가장 가까운 선행기술로 믿어진다.
제 12도에 도시된 댐핑장치가 많은 적용분야에서 만족스런 효과를 얻을 수 있지만, 그 높이가 이동 피스톤의 행정길이의 약 5배나 된다. 어떤 적용분야에서는 서스펜션 시스템의 설치를 위해 많은 차량내에서 제공되는 한정된 공간때문에, 행정길이의 단축이 없는 상태에서 좀더 짧은 축높이를 갖는 댐핑장치가 요구된다.
또한, 전기유동적 유체를 사용하는 종래의 댐핑장치에 있어서, 가는 구멍과 이와 접촉되는 전극의 길이가 댐핑장치의 행정길이에 따라 정해지는데, 이에의해 어떤 적용분야에서는 댐핑장치에 의해 얻기원하는 용도 및 특성상의 제한을 받게된다.
따라서, 행정길이를 단축시키지 않고 댐핑장치의 축높이를 더욱 짧게한 개량된 댐핑장치가 필요하게 되며, 또한, 종래의 댐핑장치에서는 가능하지 않지만, 전기유동적 유체와 함께 사용할 때 제한된 구멍 및 전극판의 길이가 행정길이와 무관하게 가변될 수 있는 개량된 댐핑장치가 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 바람직하게는 차량의 서스펜션 시스템과 결합되며, 행정길이를 단축시키지 않은 상태에서 축 높이를 감소시킴에 의해 그리고 이에따라 얻어지는 댐핑특성을 향상시킴에 의해 전술한 종래의 댐퍼의 문제점을 해결한 개량된 진동댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기유동적 유체와 함께 사용될 때 여러가지 댐핑특성을 얻기 위하여 제한된 구멍 및 전극판의 길이가 행정길이와 무관하게 가변되는 댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 댕핑효과를 감소시키지 않은 상태에서 축 높이를 감소시킬 수 있도록 댐핑장치의 내부 부재들이 서로 결합된 댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 댐핑장치에는 없는, 좁혀진 끼움부재(tapered nesting members)를 사용하기 때문에 압축할 수 없는 댐핑유체(damping fluid)가 챔버사이로 이동하면서 발생하는 체적변화에 기인하여 발생하는 문제점을 극복하도록 댐핑장치에 체적보상부재(volume compensating member)가 결합된 개량된 댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기유동적 유체의 댐핑장치 부분의 기본구조나 배치에 영향을 미침이 없이 여러가지 서스펜션 적용분야에 대하여 더욱 큰 댐핑특성을 얻을 수 있도록 보통의 공기 스프링을 결합시킨 개량된 댐핑장치를 제공하는것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 장치에 사용된 탄성슬리이브의 모든 구부러진 로브(rolling lobe)가 아래폭 방향으로 뻗어 있어서, 기존의 댐퍼에서와 같이 로브영역에서 오물이나 먼지가 축적되는 것을 감소시켜줌으로서 탄성슬리이브의 소모나 손상을 감소시키도록된 개량된 댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 탄성슬리이브 클랭핑장치(Clamping device)가 클램핑 대상부품의 손상없이 유체가 새지않는 클램핑(fluid tight clamping)이 이루어질 수 있도록 보강밴드(reinforcing backup band)를 구비하며, 경량의 금속 및 플라스틱 재질이 본 장치의 구성에 이용될 수 있도록 개량된 댐핑장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 굴곡이 져있으며, 소형이고 경량으로 설계되어, 상대적으로 간단하고 효과적인 방식으로 본 발명의 목적을 이루도록한 개량된 댐핑장치를 제공하는 것이다.
이와같은 목적 및 장점을 달성하기 위하여, 본 발명의 개량된 진동댐핑 장치는 제 2선단부재와 일정간격으로 떨어져 있는 제 1선단부재(first end member)와 이 제 1선단부재 쪽으로 좁혀진 부분(tapered portion)을 가지며 속이 빈 형상의 제 2선단부재 ; 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분을 통해 뻗은 로드(rod)에 의해 상기 제 1선단부재에 연결되며, 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분의 속이 빈내부(hollow interior)로 좁혀진 부분을 구비한 피스톤 ; 한 쌍의 분리된 유체쳄버를 형성하도록 상기 제 1선단부재와 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분사이, 그리고 상기 피스톤과 상기 좁혀진 부분 사이에 각각 밀폐되게 연결 및 뻗어있는 제 1 및 제 2 탄성슬리이브 ; 그리고 상기 한 쌍의 유체쳄버 사이의 유체의 흐름을 제어하기 위하여 상기 피스톤로드와 함께 가늘고 긴 구멍(elongated orifice)을 형성하도록 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분안에 배치된 격벽수단(partition means)을 포함하며, 상기 댐핑장치가 반동상태에 있을 때 상기 피스톤의 좁혀진 부분이 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분의 내부안으로 끼워지게 되고, 상기 장치의 댐핑동작이 상기 가늘고 긴 구멍을 통한 유체의 이동에 의해 조정되도록 된 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부도면에 의해 상세히 설명되고, 첨부된 청구범위에서 명백하게 지적된다.
본 발명의 개량된 진동댐핑장치는 도면부호 1로 표시되며, 발명의 제1실시예는 제 1-7도에 도시되어 있다. 댐핑장치(1)는 도면부호 2로 표시된, 상부의 뒤집어진 컵 형태의 상부의 제 1하우징(이하 제 1하우징이라 함)을 포함하며, 제 1하우징(2)은 원통형 측벽(side wall)(3)과 원뿔형벽(conical wall)(5)에 의해 원통형 측벽(3)에 연결된 선단벽(end wall)(4)을 포함한다. 제 1하우징(2)은 유전체물질로 형성되며, 개구단부(open end)(6)와 속이 빈 내부(hollow interior)를 갖는다. 포스트(8)는 상단벽(4)으로부터 윗쪽으로 뻗어있으며, 탄성링(10)에 의해 다수의 고정볼트(mounting bolt)(9)와 연결된다. 이 고정볼트(9)는 댐핑장치(1)를 차량과 같은 지지구조상에 고정하여 도로표면상의 함몰 및 융기부분에 닿는 차량타이어에 대하여 댐핑기능을 제공하게 된다.
댐핑장치의 반대쪽 단부는 도면부호 13으로 표시된, 제 2의 뒤집어진 컵 형태의 하부의 제 2하우징(이하 제 2하우징이라 함)을 포함하는데, 이 제 2하우징은 댐핑장치가 차량 서스펜션 시스템 안의 밀접한 환경에 설치될때 제 2하우징(13)의 중량을 감소시키고 추가적인 여유공간을 제공하도록 다수의 절삭구역(cut-out area)(19)을 갖는 원통형측벽(14)에 의해 형성된다. 제 2하우징(13)의 하단부는 다른 하나의 지지구조상에 설치하기 위한 다른 하나의 고정브라케트(mounting bracket)(16)가 채워지는 선단벽(15)에 의해 밀폐된다. 제 2하우징(13)은 개구 단부(17)에서 끝나며, 속이 빈 내부(18)를 형성하는데, 제 2하우징(13)은 알루미늄과 같은 단단한 경량의 금속으로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 주요특징의 하나에 따라서, 도면부호 20으로 표시된, 굽혀진 중간부재가 환상플랜지(annular flange)(21)(제 2-4도)에 의해 제 2하우징 (13)의 개구 단부(17)안에 설치되며, 속이 빈 내부(28)를 갖는다. 중간부재(20)는 환상플랜지(21)로부터 안쪽으로 모아지며, 제 1하우징(2)의 개구 단부(6)쪽으로 뻗은 원뿔형상의 외벽(outer wall)(22)을 포함한다. 벽은 환상 외부 쇼울더(outer shoulder)(24)를 구비한 상단 환상 칼라부(top annular collar portion)(23)에서 끝난다. 중간부재(20)는 또한 이 중간부재(20)의 내부(28)를 통하여 축상으로 뻗은 속이 빈 중앙보어(central bore)(25)를 형성한다. 중간부재(20)는 제 2하우징(13)에서와 같이 경량의 금속, 바람직하게는 알루미늄으로 형성된다.
본 발명에 있어서, 피스톤은 도면부호 30으로 표시되고, 플라스틱 재질로 형성되며, 제 2하우징(13)의 내부에서 금속재의 피스톤로드(31) 상부의 하단부상에 이동가능하게 설치된다. 피스톤로드(31)는 포스트(8)안에서 제 1하우징(2)에 연결되며, 볼트(34)에 의해 하단벽(33)에 고정되기 전에 중간부재(20)의 중앙 보어(26)를 통해, 그리고 피스톤(30)안에 형성된 원통형공간(cylindrical recess)(32)을 통해 축상으로 뻗어있다.
바람직하게는, 탄성범퍼(bumper)(36)가 피스톤의 하단벽(33)으로부터 아래쪽으로 뻗은 홈이진 환상플랜지(grooved annular flange)(37)와 물려있다. 범퍼(36)는 하부의 제 2하우징(13)의 선단벽(15)의 내부면과 접촉되며, 이에따라 댐핑장치(1)는 피스톤(30)이나 다른 구성부품의 손상을 방지하도록 진동방향으로 심한 운동을 하게된다.
본 발명에 있어서, 피스톤(30)은 보통 중간부재(20)의 개구하단부(40)를 향해 안쪽으로 모아진 상부 원뿔형벽(39)을 포함하는 원뿔형상을 갖는다. 피스톤로드(31)는 바람직하게는, 한쌍의 일정한 간격을 갖는 슬라이드 가이드(slide guide)(42)(43)를 통해 뻗어 있으며, 이 슬라이드 가이드는 플라스틱 재질로 형성되고 중간부재(20)의 내부격벽(25)으로부터 일정간격을 갖는 단부에 압착되게 끼워진다. 피스톤로드(31)는 내부격벽(25)의 내부 원통면과 피스톤로드(31)의 외면사이에 환상구멍(annunlar orifice)(44)을 형성한다. 제 5,6도에서 보는 바와같이 다수의 개구부(opening)(46)가 슬라이드 가이드(42)(43)와 인접한 내부 격벽(25)의 단부상에 형성되며, 이 개구부의 형성 목적은 다음과 같다.
제 1 탄성슬리이브(50)는 외부 클램핑 밴드(51)와 동심의 강철로 보강된 내부의 보강링(52)으로 이루어진 클램프구조(clamp assembly)에 의해 개구단부(6)와 인접한 상부의 제 1하우징 측벽(3)의 아래쪽과 클램프되고 밀폐된 개구단부중의 하나를 구비하고 있다(제 4도). 보강링(52)은 개구단부(6)와 인접한 하우징 측벽(3)에 형성된 공간쇼울더(recessed shoulder)안에 설치되며, 외부 클램핑 밴드(51)에 의해 하우징 측벽(3)과 슬리이브 단부의 클램핑을 위하여 충분한 강도를 갖게 된다.
제 1 탄성슬리이브(50)의 반대쪽 개구단부는 다른 클램핑 밴드(53)에 의해 중간부재(20)의 환상칼라와 유체가 새지않도록 클램핑 결합되게 끼워진다. 이 슬리이브의 단부에는 로브(54)가 구비되어 있으며, 댐퍼가 제 2도에서와 같이 정지상태에 있을 때 중간부재(20)의 원뿔형벽(22)을 따라 뻗어있게 된다. 제 1하우징(2)의 내부(7)는 제 1 탄성슬리이브(50)의 내부와 함께 도면부호 55로 표시된, 상부 유체챔버를 형성하게 된다.
제 2 탄성슬리이브(57)는 전술한 바와 같이 외부 클램핑 밴드(51)와 보강 링(52)으로 이루어진 다른 클램핑 구조에 의해 중간부재(20)의 환상플랜지(21)로부터 아래쪽으로 뻗은 환상쇼율더(58)와 함께 유체가 새지않게 끼워진다. 제 2 탄성슬리이브(57)의 타단은 피스톤(30)의 상단부에 형성된 환상쇼율더(59)안에 있는 유사한 클램핑 구조에 의해 유체가 새지않도록 끼워지고 밀폐된다. 중간부재(20)의 좁혀진 챔버(27)는 제 2 탄성슬리이브(57)의 내부와 함께 도면부호 60으로 표시된 제 2유체챔버를 형성하며, 환상구멍(44)을 통해 상부 유체챔버(55)와 통하게 된다. 바람직하게는, 각 챔버(55)(60)는 미국 특허 제4,858,733호, 제 4,973,031호 및 제4,687,589호에 제시되어 있는 방식과 같은, 전기유동적 유체(62)로 채워진다.
피스톤로드(31)는, 그 상부 밀단부에서 피스톤로드에 정극성 전압을 공급하는 전선(66)을 통해 고전압 발생수단(도시되지않음)에 연결된다. 중간부재(20)의 원통형 격벽(25)은 하단부재 하우징의 원통형 측벽(14)에 연결된 접지선(67)을 통해 접지에 연결된다. 원통형 격벽(25)은 유체(62)의 원하는 점성변화를 얻을 수 있도록, 전기유동적 유체(62)가 환상 구멍(44)을 통해 흐를 때 이 유체와 접촉되기 위한 전극판을 형성함으로서, 공지된 방식에 따라 댐핑장치(1)에 의한 댐핑기능을 얻게 된다.
체적보상부재(70)는 제 1하우징(2)의 상단부에 설치되며, 바람직하게는 독립기포(closed cell)로서의 저밀도의 우레탄형 재질로 형성된 링 형상의 부재가 될 것이다. 이 재질은 충분한 공기포말(air bubbles)을 함유하며, 이에따라 상기 체적보상부재(70)가 다음에 설명하는 바와같이 댐핑장치(1)내에서 가는 피스톤(30)의 운동하에 유체챔버(55)(60)내에서의 체적 변화를 보상하도록 압축 및 팽창하게 됨으로서 제 1 및 제 2 탄성슬리이브(50)(57)의 바깥쪽으로의 과도한 구부러짐을 피할 수 있게 된다.
본 발명의 개량된 댐핑장치(1)의 동작은 제 2,3,4도에 잘 도시되어 있다. 제 2도는 유체가 유체쳄버(55)(60)와 환상구멍(44)을 채우고 있는, 정지상태의 댐핑장치(1)를 나타낸다. 본 댐핑장치(1)가 설치된 차량 또는 다른 장비가 도로의 돌출 및 함몰부분에 이르게 되면, 댐핑장치(1)는 제 3도에 도시된 진동상태와 제 4도에 도시된 반동상태시에서 운동하게 된다. 이와같은 운동기간 중에 전기유동적 유체(62)는 하부의 제 2하우징(13) 및 이와 연결된 중간부재(20)에 대한 피스톤(30) 및 이와 연결된 상부의 제 1하우징(2)의 운동에 의해 환상구멍(44)을 통해 흐르게 되며, 따라서 피스톤로드(31)에 공급된 전압에 연관되어 원하는 댐핑효과를 제공하게 된다.
본 발명의 원리에 따라서, 댐핑장치(1)가 진동상태(제 3도)에 있을때, 중간부재(20)의 좁혀진 형태에 의해 이 중간부재(20)가 제 1하우징(2)의 내부안으로 끼워지면서 활주되도록 수납(slidably received)되며, 이때 로브(54)가 중간부재(20)의 원뿔형벽을 따라 이동하게 된다. 제 3도에서 보는 바와같이, 중간부재(20)는 오직 부분적으로 제 1하우징(2)의 내부 안으로 가까워지며, 더욱 심한 진동상태하에서는 완전히 겹쳐지거나 또는 더욱 깊게 끼워지게 된다.
댐핑장치가 반동상태(제 4도)에 들어가면, 상부의 제 1하우징(2)은 하부의 제 2하우징(13)으로부터 연결로드(31)를 경유하여 축상위쪽으로 이동하게 된다. 피스톤(30)의 좁혀진 형상에 의해 피스톤(30)은 중간부재(20)의 좁혀진 챔버(27)안으로 끼워지면서 수납된다. 피스톤(30)이 중간부재(20)의 내부로 이동하면, 제 2 탄성슬리이브(57)의 로브(61)가 피스톤(30)의 가는벽(39)을 따라 이동하게 되며, 이에 의해 제 2 탄성슬리이브(57)가 주위의 표면에 꽉 끼이거나 절단되는 것을 방지하게 된다.
좁혀진 형상에 기인한 중간부재(20)의 상부의 제 1하우징(2)의 내부로의 끼워짐은 좁혀진 형상에 기인한 피스톤(30)의 중간부재(20)의 내부로 끼워짐과 마찬가지로, 개량된 댐핑장치(1)가 제 12도의 도면부호 72로 표시된, 더욱 긴 축길이 또는 축높이를 갖는 종래의 댐퍼와 같은 행정길이를 갖게된다.
종래의 댐퍼(72)는 여러가지 점에서 개량된 댐핑장치(댐퍼)(1)와 유사하나, 원통형 중간부재(73)와 디스크형태의 선단판(end plate)(74)(75)을 포함한다. 이 장치는 끼워지는 특성이 없으며 동일한 행정길이를 얻기 위하여 개량된 댐핑장치(1) 보다 큰 전장(overall length)을 갖는 댐퍼가 요구된다. 이와같은 종래의 댐퍼(72)의 동작 방식은 전술한 개량된 댐핑장치(1)와 유사하며, 본 출원서에 참조자료에 제시한, 1990년 8월 21일자 출원된 미국특허출원 제570,659에 도시 및 기재되어 있다.
개량된 댐핑장치의 변형된 형태는 도면부호 77로 표시되며, 제 8,9도에 도시되어 있다. 개량된 댐핑장치(77)는 상기의 댐핑장치(1)와 유사하므로 공통 특징은 반복하여 설명하지 않는다. 댐핑장치(77)는 제 1하우징(2)과 유사한, 뒤집어진 컵 형상의 제 3의 상부 하우징(78)을 포함하며, 제 1하우징(2)에 연결되고, 제 9도에 도시된 바와같이 동심상에서 제 1하우징(2)의 주위에 뻗어있다. 제 3 탄성슬리이브(79)는 상부 하우징(78)의 바닥에 형성된 환상플랜지(80)와 유체가 새지 않도록 연결 및 밀봉되는데, 제 3탄성슬리이브(79)는 개구단부(88)가 형성되고, 그 타단이 원뿔형 연장부(conical extension)(81)의 상단부에 연결된다. 이 원뿔형 연장부(81)의 하단부는 하부 하우징(82)의 상단부에 고정된다. 하부 하우징(82)은 일반적으로 제 1실시예에서 설명한 제 2하우징(13)과 유사하나, 바람직하게는 공기와 같은 압축가능한 개스를 수용하기 위한 밀폐된 유체챔버(83)를 형성하기 위하여 연속부재(continuous member)로 된다. 제 3 탄성슬라이브(79)의 단부들은 공지된 방법에 따라 클램핑링(84)에 의해 각각의 부재들에 고정된다. 상부 하우징(78)은 제 3 탄성슬리이브(79)와 원뿔형 연장부(81)와 함께 상부 유체챔버(86)를 형성하는데, 상부 유체쳄버(86)는 중간부재(20)의 환상플랜지(21)안에 형성된 다수의 구멍(hole)(87)을 통해 하부 유체챔버(83)와 통하게 된다.
따라서, 변형된 댐핑장치(77)는 전술한 댐핑장치(1)에다 상부 하우징(78)과 제 3 탄성슬리이브(79)에 의해 제공되는 일반적인 공기스프링을 결합시킨 것으로서, 공기스프링과 제한된 환상구멍(44)을 통해 흐르는 전기유동적 유체를 포함하는 댐핑장치에 의해 달성되는 댐핑기능을 차량 또는 다른 장비에 제공하게 된다.
개량된 댐핑장치의 다른 장점을 환상구멍 및 이와 연결된 전극판의 길이를 가변시키는 것인데, 이는 피스톤(30)과 중간부재(20)의 끼워짐에 기인하여, 제 12도의 종래의 댐퍼(댐핑장치)(72)에서 요구되는 것과 같은 행정길이와 무관하게, 인접한 원통형 격벽(25)에 의해 제공된다. 이는 여러가지 댐핑특성이 전기유동적 유체(62)의 점성을 크게 변화시키기 위하여 환상구멍(44)을 통해 이동하는 전기유동적 유체에 공급되는 전기력의 양을 가변시킬 수 있음에 의해 얻어질 수 있도록 하여준다.
개량된 댐핑장치(1)(77)는 종래의 댐퍼(72)의 단점 중의 하나를 극복할 수 있는데, 기존의 댐퍼(72)에서는 하부 탄성슬리이브(90)의 로브(89)가 상부 탄성슬리이브(92)의 로브(91)에 닿게 되고, 로브(89)가 중간부재(72)의 측벽과 맞물리는 영역(93)에 오물이나 다른 물질이 쉽게 쌓이게 됨으로서, 마찰이 발생하여 하부 탄성슬리이브(90)에 심각한 마모가 발생하게 된다.
종래의 댐퍼(72)에서는 선단판(75)이 피스톤로드(94)를 경유하여 선단판(74)과 함께 이동하므로 일정간격 떨어진 챔버 사이의 체적변화가 일정한 반면에, 본 발명에 있어서는 피스톤(30)과 중간부재(20)의 좁혀진 형상에 의해 체적이 챔버들 안에서 변화하게 된다. 그러나, 이와같은 체적변화는 체적 보상부재(70)를 사용함에 의해 보상되며, 이에따라 야기될 수 있는 포텐셜문제(potential problem)를 제거시키게 된다.
그러므로, 본 발명의 개량된 댐핑장치는 종래의 댐핑장치, 특히 전기유동적 유체를 사용하는 장치에서와 동일한 행정길이를 보다 짧은 축상길이의 구조에서도 이룩할 수 있으며, 이에 따라 피스톤(30)과 중간부재(20)의 끼워짐에 의해 차량 서스펜션 시스템의 밀집된 공간에 설치하기 위한 편리성을 증가시키게 된다. 더욱이, 댐핑장치(1)(77)는 제한된 유동구멍과 이와 연결된 전극판의 길이가 행정길이와 무관하게 가변될 수 있도록 함에 의해 설계상의 편리성을 제공하며, 따라서 환상구멍(44)을 통해 이동하는 전기유동적 유체에 공급되는 전기력을 증가시키게 된다.
따라서, 개량된 댐핑장치는 단순화되고, 열거한 모든 목적을 이룩하는 효과적이고 안전하며 저렴하고 효율적인 장치를 제공하며, 종래의 장치에서 발생되는 어려움을 제거시키고 문제점을 해결하여 당 기술분야에서 새로운 결과를 얻을 수 있게하여 준다.
이상의 설명에서, 간결함과 명확함 그리고 이해를 돕기 위하여 특정한 용어들을 사용하였으나, 이와같은 용어들은 설명의 목적을 위하여 사용되었고 좀 더 넓은 뜻으로 해석될 수 있기 때문에, 종래의 기술의 필요조건을 벗어나는 불필요한 제한은 논외되어야 한다.
더우기, 본 발명의 설명 및 도시는 실시예에 의한 것으로서, 본 발명의 범위는 도시 및 기재된 상세한 세부사항에 한정되지 않는다.
본 발명의 특징, 발상 및 원리를 설명하였으며, 본 발명의 개량된 댐핑장치가 구성 및 사용되는 방식이나, 구성상의 특성, 이롭고 신규하며 유용한 결과, 신규하고 유용한 구조, 장치, 요소, 배치, 부품 및 결합물들은 동봉된 청구범위에서 설명된다.

Claims (20)

  1. 속이 빈 내부를 가지며 개구단부가 형성된 제 1하우징 ; 속이 빈 내부를 가지며 상기 제 1하우징의 개구단부와 맞닿는 개구단부가 형성된 제 2하우징 ; 상기 제 2하우징의 개구단부안에 설치되어 상기 제 1하우징의 개구단부 쪽으로 뻗어있고, 속이 빈 내부와 상기 제 2하우징의 개구단부로부터 상기 제 1하우징의 개구단부쪽으로 좁혀진 외벽을 가지며, 또한 상기 속이 빈 내부에 위치하고 상기 제 2하우징의 속이 빈 내부를 통해 뻗은 보어를 형성하는 내벽을 갖는 중간부재 ; 상기 제 2하우징 의 내부에 위치하며, 상기 중간부재의 속이 빈 내부쪽으로 좁혀진 외면을 갖는 피스톤 ; 상기 제 1하우징과 상기 피스톤 사이에서 이들을 연결하며, 상기 중간부재를 통해 뻗어있고 상기 제 1하우징과 상기 피스톤 사이에 구멍을 형성하는 부재 ; 상기 제 1하우징의 개구단부와 이와 인접한 상기 중간부재의 단부 사이에서 밀폐되게 연결되어 상기 제 1하우징의 내부와 함께 제 1 유체챔버를 형성하며, 상기 중간부재의 좁혀진 벽을 따라 뻗은 로브를 갖는 제 1 탄성슬리이브 ; 그리고 상기 중간부재의 타단부와 이와 인접한 상기 피스톤의 단부 사이에서 연결 및 밀폐되어 상기 중간부재의 속이 빈 내부와 함께 제 2 유체챔버를 형성하고 이 제 2 유체챔버가 상기 구멍을 통해 상기 제 1 유체챔버와 통하며, 상기 피스톤의 좁혀진 외면을 따라 뻗은 로브를 갖는 제 2 탄성슬리이브로 구성되어, 댐핑장치가 진동상태에 있을 때 상기 중간부재의 좁혀진 면이 상기 제 1하우징의 내부안으로 이동하며, 댐핑장치가 반동상태에 있을 때는 상기 피스톤의 좁혀진 면이 상기 중간부재의 내부 안으로 이동하도록 된 개량된 진동댐핑장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유체챔버가 전기유동적 유체를 담고 있는 진동 댐핑장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구멍내의 상기 전기유동적 유체와 접촉되도록 전극수단이 상기 구멍안에 배치된 진동댐핑장치.
  4. 제1항에 있어서, 탄성범퍼가 상기 피스톤의 하부 단부상에 설치된 진동댐핑장치.
  5. 제1항에 있어서, 일정간격을 갖는 슬라이드 가이드들이 상기 중간 부재상에 설치되어 상기 연결부재와 활주되게 결합된 진동댐핑장치.
  6. 제1항에 있어서, 체적보상부재가 적어도 하나의 상기 유체챔버의 내부에 설치된 진동댐핑장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 체적보상부재가 밀폐된 방의 포말부재인 진동댐핑장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 중간부재의 내벽을 형성하는 보어가 금속으로된 진동댐핑장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 연결부재가 원통형로드이며, 상기 로드를 둘러싼 환상구멍으로서 상기 구멍을 형성하도록 상기 중간부재의 내벽이 상기 로드를 수납하기 위한 원통형 보어를 형성하는 진동댐핑장치.
  10. 제1항에 있어서, 고정수단이 상기 제 1 및 제 2하우징 상에 설치되며, 진동력을 댐핑시키기 위하여 상기 하우징들을 서로 일정간격 떨어진 구조로 고정시킨 진동댐핑장치.
  11. 제1항에 있어서, 개구단부를 갖는 제 3하우징이 상기 제 1하우징 주위로 뻗어있도록 설치되고, 제 3 유체챔버를 형성하도록 제 3 탄성슬리이브가 상기 제 3하우징의 개구단부와 상기 제 2하우징의 개구단부 사이에 뻗어있도록 밀폐되게 연결된 진동댐핑장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제 3 유체챔버가 상기 제 2하우징의 내부와 통하며, 압축가능한 개스를 담고있는 진동댐핑장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 탄성슬리이브의 개구단부들을 이들의 각 하우징 및 중간부재에 밀폐되게 연결하기 위한 클램핑 밴드 수단을 포함하며, 이 클램핑 밴드 수단이 상기 각 하우징 또는 중간부재에 대하여 클램핑하는 동심상의 외부 밴드를 포함하는 진동댐핑장치.
  14. 제 2선단부재와 일정간격을 두고 떨어져 있는 제 1선단부재, 및 이 제 1선단부재 쪽으로 좁혀진 부분을 가지며 속이 빈 내부가 형성된 제 2선단부재 ; 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분을 통해 뻗은 로드에 의해 상기 제 1선단부재에 연결되며, 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분의 속이 빈 내부쪽으로 좁혀진 부분을 갖는 피스톤; 한쌍의 분리된 유체챔버를 형성하도록 상기 제 1선단부재와 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분 사이에, 그리고 상기 피스톤과 상기 좁혀진 부분사이에 각각 밀폐되게 연결 및 뻗어있는 제 1 및 제 2 탄성슬리이브; 그리고 상기 한쌍의 유체챔버 사이의 유체흐름을 제어하기 위하여 상기 피스톤로드와 함께 가늘고 긴 구멍을 형성하도록 상기 제 2선단부재의 좁혀 진 부분안에 배치된 격벽수단을 포함하며, 상기 댐핑장치가 반동상태일 때 상기 피스톤의 좁혀진 부분이 상기 제 2선단부재의 좁혀진 부분의 내부안으로 끼워지게 되고, 상기 댐핑장치의 댐핑동작이 상기 가늘고 긴 구멍을 통한 유체의 이동에 의해 조정되는 진동댐핑장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 유체챔버가 전기유동적 유체를 담고 있는 진동댐핑장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 구멍내의 상기 전기유동적 유체와 접촉되도록 전극수단이 상기 구멍안에 배치된 진동댐핑장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제 1선단부재가 뒤집어진 컵 형상의 하우징이며, 상기 댐핑장치가 진동상태일 때 상기 제 2하우징의 좁혀진 부분이 상기 제 1선단부재의 상기 하우징 안으로 끼워지는 진동댐핑장치.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 피스톤이 속이 빈 내부를 가지며, 상기 댐핑장치가 반동상태일 때 상기 제 2하우징의 좁혀진 부분의 상기 격벽수단이 상기 피스톤의 속이 빈 내부안으로 수납되는 진동댐핑장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 제 2선단부재가 개구단부를 갖는 원통형의 외부 하우징을 포함하며, 상기 좁혀진 부분이 상기 개구단부안에 설치되어 상기 제 1선단부재쪽으로 뻗어있고, 상기 피스톤이 상기 제 2선단부재의 외부 하우징안에서 이동가능하게 배치된 진동댐핑장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제 1선단부재가 뒤집어진 컵 형상의 하우징이고, 상기 제 2의 뒤집어진 컵 형상의 하우징이 상기 제 1컵 형상의 하우징 주위로 뻗어있도록 설치되며, 제 3 탄성슬리이브가 상기 제 2하우징과 상기 제 2선단부재의 외부 원통형 하우징 사이로, 그리고 상기 제 1선단부재의 상기 제 2하우징과 상기 제 2 선단부재의 상기 원통형 하우징사이로 뻗어있도록 밀폐되게 연결된 진동댐핑장치.
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