KR100534997B1

KR100534997B1 - 리이프스프링의 탄성력 조정장치

Info

Publication number: KR100534997B1
Application number: KR10-2003-0086736A
Authority: KR
Inventors: 장필건
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050053124A

Abstract

본 발명은 리이프스프링의 탄성력 조정장치에 관한 것으로, 고정상판(23)과 함께 리이프스프링을 구성하는 가동하판(25)이 리어데크의 중량에 따라 전체의 길이가 가변됨으로써, 차량의 개발시에는 리이프스프링의 탄성력(스프링상수 값)을 튜닝하는 작업의 편의성이 향상되고 더불어 작업시간이 단축되어 생산성의 증대에도 도움이 되며, 실차에 적용된 상태에서는 주행중의 승차감 향상과 차량의 안정성 증대에 도움을 줄 수 있도록 된 것이다.

Description

리이프스프링의 탄성력 조정장치{system for controling elastic force of leaf spring}

본 발명은 리이프스프링의 탄성력 조정장치에 관한 것으로, 특히 리어데크의 적재량에 따라 리이프스프링의 탄성력(스프링상수 값)이 가변될 수 있도록 함으로써 차량의 안정성 및 탑승자의 승차감을 증대시킬 수 있도록 하는 리이프스프링의 탄성력 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 현가장치(suspension)는 차체와 바퀴를 연결하여 충격력을 흡수함으로써 승차감을 향상시키도록 하는 것인 바, 보통 소형상용차의 리어부에는 리이프스프링이 함께 구성되어 차량의 현가기능을 수행하도록 되어 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 사이드프레임(1)의 아래쪽에서 차체의 길이방향으로 배치되는 소형상용차의 리이프스프링(2)은 스틸(steel)로 된 다수개의 판재가 적층식으로 구성되어 이루어지며, 그 중간 부위는 한 쌍의 유(U)볼트(3)를 통해 일체로 결합이 이루어지는 구조로 되어 있다.

또한, 다수개의 판재 중 최상판에 해당하는 제1판(2a)은 그 양단이 상기 사이드프레임(1)에 결합되는 구조를 갖게 되는 바, 일례로서 제1판(2a)의 일단은 스프링핀과 스프링핀브라켓트를 통해 상기 사이드프레임(1)에 고정되도록 결합되며, 반대편의 타단은 스프링섀클과 새클브라켓트를 통해 사이드프레임(1)에 고정되도록 결합된다.

따라서, 리어데크에 적재된 물품이 없거나 또는 적은 중량의 물품만이 적재되어 있을 경우에는 제1판(2a)과 제2판(2b) 및 제3판(2c)만이 탄성변형되면서 현가기능을 수행하게 되고, 많은 양의 물품이 적재되어 리어데크의 중량이 무거울 경우에는 제4판(2d)과 제5판(2e)도 함께 현가기능을 수행하면서 차량의 안정성에 도움을 주게 된다.

한편, 상기와 같은 리이프스프링(2)은 그 자체의 탄성력(스프링상수 값)이 승차감과 핸들링의 특성에 매우 중요한 요소로서 작용을 하게 되는데, 이와 같은 리이프스프링(2)의 탄성력은 차량의 개발시 튜닝(tuning)작업을 통해 결정되어 진다.

그러나, 상기와 같이 튜닝작업을 통해 리이프스프링(2)의 탄성력이 결정되기 까지는 수많은 장탈착 작업을 실시해야 하는 번거로움이 수반되기 때문에 작업의 편의성이 감소되고 또한 작업시간의 지연으로 생산성이 둔화된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 리어데크에 적재되는 물품의 중량에 따라 리이프스프링의 길이가 가변되면서 그 자체의 탄성력이 변화될 수 있도록 함으로써, 차량의 개발시 리이프스프링의 장착작업에 편의성이 향상되도록 하고, 작업시간의 단축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 하며, 아울러 차량의 안정성 및 탑승자의 승차감 증대에도 도움을 줄 수 있도록 하는 리이프스프링의 탄성력 조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 결합구조는, 사이드프레임의 아래쪽에서 유볼트를 통해 액슬하우징과 함께 장착되는 유압실린더와, 상기 유압실린더의 중앙에서 차체의 전후방향쪽으로 각각 직선왕복이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 피스톤부재와, 상기 사이드프레임의 하부에 일단이 결합되고 상기 유압실린더의 양측면에 타단이 각각 결합되어 설치되는 한편 밑면에는 다수개의 베어링홈이 차체의 전후방향을 따라 서로 이격되어 형성된 고정상판과, 상기 고정상판의 하부에 위치하면서 일단은 상기 유압실린더를 관통하여 피스톤부재에 결합되고 타단은 고정상판을 따라 연장되어 사이드프레임의 하부에서 자유단으로 존재할 수 있게 설치되는 한편 그 윗면에는 가이드홈이 길이방향을 따라 일직선의 모양으로 형성된 가동하판과, 상기 고정상판의 베어링홈과 상기 가동하판의 가이드홈을 통해 자유회전이 가능하도록 설치되면서 상기 고정상판과 가동하판을 연결하여 주는 베어링부재와, 조작부의 정/역방향 작동신호를 판별하는 콘트롤러와, 동력조향장치의 오일펌프 및 오일저장탱크와는 공급관로 및 회수관로를 통해 연결되면서 상기 피스톤부재에 의해 분할된 유압실린더의 공동챔버 및 제1,2챔버와는 제1,2,3관로를 통해 연결되어 상기 콘트롤러의 제어에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 콘트롤밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 리이프스프링의 탄성력 조정장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 소형상용차의 리어현가장치중 고정상판과 가동하판으로 구성된 리이프스프링의 길이를 적재량에 따라 가변시킬 수 있도록 하여 차량의 안정성과 승차감을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 리이프스프링의 탄성력 조정장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 사이드프레임(1)의 아래쪽에서 유볼트(3)를 통해 액슬하우징과 함께 장착되는 유압실린더(10)와, 상기 유압실린더(10)의 중앙에서 차체의 전후방향쪽으로 각각 직선왕복이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 피스톤부재(21)와, 상기 사이드프레임(1)의 하부에 일단이 결합되고 상기 유압실린더(10)의 양측면에 타단이 각각 결합되어 설치되는 한편 밑면에는 다수개의 베어링홈(23a)이 차체의 전후방향을 따라 서로 이격되어 형성된 고정상판(23)과, 상기 고정상판(23)의 하부에 위치하면서 일단은 상기 유압실린더(10)를 관통하여 피스톤부재(21)에 결합되고 타단은 고정상판(23)을 따라 연장되어 사이드프레임(1)의 하부에서 자유단으로 존재할 수 있게 설치되는 한편 그 윗면에는 가이드홈(25a)이 길이방향을 따라 일직선의 모양으로 형성된 가동하판(25)과, 상기 고정상판(23)의 베어링홈(23a)과 상기 가동하판(25)의 가이드홈(25a)을 통해 자유회전이 가능하도록 설치되면서 상기 고정상판(23)과 가동하판(25)을 연결하여 주는 베어링부재(61)와, 조작부(31)의 정/역방향 작동신호를 판별하는 콘트롤러(33)와, 동력조향장치의 오일펌프(41) 및 오일저장탱크(43)와는 공급관로(41a) 및 회수관로(43a)를 통해 연결되면서 상기 피스톤부재(21)에 의해 분할된 유압실린더(10)의 공동챔버(11) 및 제1,2챔버(13,15)와는 제1,2,3관로(11a,13a,15a)를 통해 연결되어 상기 콘트롤러(33)의 제어에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 콘트롤밸브(51)로 구성된다.

여기서, 상기 고정상판(23)과 가동하판(25)은 기존의 리이프스프링(leaf spring)과 동일한 기능을 수행하는 스틸재의 강판이다.

삭제

그리고, 상기 유압실린더(10)의 공동챔버(11)에는 피스톤부재(21)의 후퇴이동을 제한하는 걸림턱(17)이 내측으로 돌출 형성된다.

또한, 상기 유압실린더(10)의 제1,2챔버(13,15)에는 상기 피스톤부재(21)의 후퇴이동을 도와주는 리턴스프링(71)이 상기 유압실린더(10)와 피스톤부재(21)에 양단이 각각 고정되도록 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 리이프스프링의 탄성력 조정장치에 대해 도 2와 도 3을 참조로 상세히 설명한다.

차량의 개발시 고정상판(23) 및 가동하판(25)으로 된 리이프스프링, 유압실린더(10), 콘트롤러(33), 콘트롤밸브(51)등으로 구성된 탄성력(스프링상수 값) 조정장치를 장착시킨 상태에서, 스위치로 이루어진 조작부(31)를 이용하여 상기 유압실린더(10)로부터 돌출되는 가동하판(25)의 길이를 조정하면서 적절한 탄성값을 갖는 리이프스프링을 구현하게 된다.

즉, 작업자가 조작부(31)를 이용하여 정방향 신호를 보내주게 되면 콘트롤러(33)는 이를 판별하여 콘트롤밸브(51)로 제어신호를 보내게 되고, 이에 따라 공급관로(41a)와 회수관로(43a)를 통해 오일펌프(41)와 오일저장탱크(43)를 순환하고 있던 작동유는 콘트롤밸브(51)가 개방됨에 따라 제1관로(11a)를 통해 유압실린더(10)의 공동챔버(11)로 유입되어 두 개의 피스톤부재(21)를 도 3에 도시된 바와 같이 유압실린더(10)의 양측방향(차체의 전후방향)으로 이동시키게 된다.

이와 같이, 피스톤부재(21)가 유압실린더(10)의 양측방향으로 이동될 때 가동하판(25)은 유압실린더(10)로부터 돌출되는 길이가 점점 증가하게 되고, 이에 따라 고정상판(23)과 가동하판(25)이 갖는 전체적인 탄성력(스프링상수 값)은 점차적으로 적은 값을 갖게 되어, 즉 탄성변형이 많이 이루어지게 되면서 승차감이 점차적으로 좋아지는 특성을 갖게 된다.

반대로, 가동하판(25)이 너무 많이 돌출되어 그 길이를 재차 조정하고자 할 때에는, 작업자가 조작부(31)를 이용하여 역방향 신호를 보내주게 되고 이를 콘트롤러(33)가 판별하여 콘트롤밸브(51)로 제어신호를 보내게 된다.

이때에는, 오일펌프(41)와 오일저장탱크(43)를 순환하고 있던 작동유가 제2,3관로(13a,15a)를 통해 유압실린더(10)의 제1,2챔버(13,15)로 유입되게 되며, 이로 인해 유압실린더(10)의 양측으로 이동되어 있던 두 개의 피스톤부재(21)는 재차 유압실린더(10)의 중앙쪽으로 이동을 하게 되고, 이에 연동하는 가동하판(25)은 그 일단이 유압실린더(10)의 내측으로 들어가면서 전체적인 돌출길이가 점차적으로 짧아지게 된다.

한편, 도 2의 상태는 상기 가동하판(25)의 돌출길이가 최대로 짧아진 상태이며, 이때 고정상판(23)과 가동하판(25)이 갖는 전체적인 탄성력(스프링상수 값)은 큰 값을 갖게 되고, 즉 탄성변형이 적게 됨으로써 무거운 중량도 효과적으로 지탱하면서 현가기능을 수행할 수 있는 상태이다.

따라서, 작업자는 차량의 개발시 고정상판(23)과 가동하판(25)의 장탈착 없이도 상기와 같은 조작부(31)의 간편한 작동만으로 리이프스프링의 전체적인 탄성력(스프링상수 값)을 편리하게 조정(튜닝)할 수 있게 됨으로써, 본 발명의 실시예는 작업의 편의성을 향상시킬 수 있게 되고, 또한 작업시간의 단축을 통해 생산성의 증대에도 도움이 되는 잇점이 있게 된다.

또한, 상기에 전술한 조작부(31)가 운전석의 주변에 위치되어 있다면, 차량의 상태에 따라 가동하판(25)의 길이를 운전자의 임의대로 변화시킬 수가 있기 때문에, 주행중 승차감의 향상 및 차량의 안정성을 증대시키는 데에도 큰 도움이 되게 된다.

즉, 리어데크에 적재된 물품이 없거나 또는 적은 중량의 물품만이 적재되어 있을 경우에는 가동하판(25)의 돌출길이를 증대시켜 승차감의 향상에 도움을 주고, 반대로 리어데크에 많은 양의 물품이 적재되어 중량이 무거울 경우에는 가동하판(25)의 돌출길이를 감소시켜 차량의 안정성에 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고정상판과 함께 리이프스프링을 구성하는 가동하판이 리어데크의 중량에 따라 전체의 길이가 가변됨으로써, 차량의 개발시에는 리이프스프링의 탄성력(스프링상수 값)을 튜닝하는 작업의 편의성이 향상되고 더불어 작업시간이 단축되어 생산성의 증대에도 도움이 되며, 실차에 적용된 상태에서는 주행중의 승차감 향상과 차량의 안정성 증대에 큰 도움이 되는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래의 리이프스프링을 설명하기 위한 정면도,

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 리이프스프링의 탄성력 조정장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 사이드프레임 3 - 유볼트

10 - 유압실린더 11 - 공동챔버

13 - 제1챔버 15 - 제2챔버

17 - 걸림턱 21 - 피스톤부재

23 - 고정상판 25 - 가동하판

31 - 조작부 33 - 콘트롤러

41 - 오일펌프 43 - 오일저장탱크

51 - 콘트롤밸브 61 - 베어링부재

71 - 리턴스프링

Claims

사이드프레임(1)의 아래쪽에서 유볼트(3)를 통해 액슬하우징과 함께 장착되는 유압실린더(10)와, 상기 유압실린더(10)의 중앙에서 차체의 전후방향쪽으로 각각 직선왕복이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 피스톤부재(21)와, 상기 사이드프레임(1)의 하부에 일단이 결합되고 상기 유압실린더(10)의 양측면에 타단이 각각 결합되어 설치되는 한편 밑면에는 다수개의 베어링홈(23a)이 차체의 전후방향을 따라 서로 이격되어 형성된 고정상판(23)과, 상기 고정상판(23)의 하부에 위치하면서 일단은 상기 유압실린더(10)를 관통하여 피스톤부재(21)에 결합되고 타단은 고정상판(23)을 따라 연장되어 사이드프레임(1)의 하부에서 자유단으로 존재할 수 있게 설치되는 한편 그 윗면에는 가이드홈(25a)이 길이방향을 따라 일직선의 모양으로 형성된 가동하판(25)과, 상기 고정상판(23)의 베어링홈(23a)과 상기 가동하판(25)의 가이드홈(25a)을 통해 자유회전이 가능하도록 설치되면서 상기 고정상판(23)과 가동하판(25)을 연결하여 주는 베어링부재(61)와, 조작부(31)의 정/역방향 작동신호를 판별하는 콘트롤러(33)와, 동력조향장치의 오일펌프(41) 및 오일저장탱크(43)와는 공급관로(41a) 및 회수관로(43a)를 통해 연결되면서 상기 피스톤부재(21)에 의해 분할된 유압실린더(10)의 공동챔버(11) 및 제1,2챔버(13,15)와는 제1,2,3관로(11a,13a,15a)를 통해 연결되어 상기 콘트롤러(33)의 제어에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 콘트롤밸브(51)로 구성되는 리이프스프링의 탄성력 조정장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 유압실린더(10)의 공동챔버(11)에는 피스톤부재(21)의 후퇴이동을 제한하는 걸림턱(17)이 내측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 리이프스프링의 탄성력 조정장치.
제 1항에 있어서, 상기 유압실린더(10)의 제1,2챔버(13,15)에는 상기 피스톤부재(21)의 후퇴이동을 도와주는 리턴스프링(71)이 상기 유압실린더(10)와 피스톤부재(21)에 양단이 각각 고정되도록 설치된 것을 특징으로 하는 리이프스프링의 탄성력 조정장치.