KR100552758B1

KR100552758B1 - 차량용 댐퍼

Info

Publication number: KR100552758B1
Application number: KR1020030090660A
Authority: KR
Inventors: 우승훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2006-02-20
Also published as: KR20050058702A

Abstract

본 발명은 차량용 댐퍼에 관한 것으로, 차륜의 너클측에 장착되는 실린더부재(21)와, 일단은 차체측에 결합되고 타단은 상기 실린더부재(21)내에 위치하도록 설치되는 피스톤로드부재(22)와, 상기 피스톤로드부재(22)의 선단에 결합되어 실린더부재(21)와 간섭됨이 없이 실린더부재(21)의 길이방향을 따라 직선왕복 이동하는 마그네틱부재(23)와, 상기 실린더부재(21)의 외주면에 감겨지는 코일부재(24)와, 상기 코일부재(24)에서 발생하는 전력량을 제어하는 부하제어기(25)와, 상기 부하제어기(25)의 전기에너지를 차량의 전장품으로 공급하는 전원부(26)로 구성되어져, 차량이 거친 도로를 주행할 때 적은 댐핑값을 구현할 수 있게 되어 차량의 승차감이 향상되고, 차량이 선회 주행을 하거나 또는 제동 및 가속시에는 큰 댐핑값을 구현할 수 있게 됨으로써 조정안정성 및 선회안정성이 극대화되도록 된 것이다.

Description

차량용 댐퍼{damper for vehicle}

도 1은 일반적으로 사용되는 종래의 댐퍼를 설명하기 위한 종단면도,

도 2는 본 발명에 따른 댐퍼를 설명하기 위한 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 댐퍼를 구비한 차량이 좌측방향으로 선회주행을 할 때의 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 - 댐퍼 21 - 실린더부재

22 - 피스톤로드부재 23 - 마그네틱부재

24 - 코일부재 25 - 부하제어기

26 - 전원부

본 발명은 차량용 댐퍼에 관한 것으로, 특히 거친 도로를 주행할 때에는 적은 댐핑값이 구현되도록 하고 선회 주행시나 또는 제동 및 가속시에는 큰 댐핑값이 구현되도록 하여 승차감과 조정안정성을 동시에 증대시킬 수 있도록 하는 차량용 댐퍼에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 현가장치는 승차감 및 조정안정성을 도모하기 위한 중요한 장치이며, 이러한 현가장치에는 차륜의 범프/리바운드(BUMP/REBOUND)시에 충격을 흡수하는 스프링과, 이 스프링의 진동을 신속히 감쇠시켜 일정한 차고를 유지하는 댐퍼가 주요 구성품으로서 사용된다.

이와 같이, 차량의 현가장치를 구성하는 댐퍼는 유체의 저항을 이용하는 유압식 댐퍼와 고압의 질소가스를 이용하는 가스봉입식 댐퍼로 분류되며, 그 중 유압식 댐퍼의 일반적인 구성은 다음과 같다.

즉, 유압식 댐퍼(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외통(1a)과 내통(1b)으로 이루어지는 실린더(1)와, 상기 외통(1a)의 상측부분을 덮고 있는 실린더커버(2)와, 상기 실린더커버(2)의 상단을 통해 외통(1a) 및 내통(1b)을 순차적으로 관통하면서 실린더(1)의 길이방향을 따라 직선왕복 이동을 하는 피스톤로드(3)와, 상기 내통(1b)내에 위치된 피스톤로드(3)의 일단에 결합되고 다수개의 피스톤밸브(4a)가 구비되는 피스톤(4)과, 상기 실린더커버(2)의 외측으로 위치된 피스톤로드(3)의 타단에 결합되어 차체측으로 연결되는 스톱퍼(5)와, 상기 내통(1b)의 내부와 상기 외통(1a)과 내통(1b)사이에 형성된 리저버(1c)의 연통상태를 전환하는 베이스밸브(6)와, 상기 실린더(1)속에 채워지는 오일(7) 등으로 구성된다.

따라서, 댐퍼(10)의 압축(BUMP)시 피스톤로드(3)가 하측으로 이동하면 피스톤(4)하부의 공간은 고압이 되고, 고압의 오일(7)은 피스톤밸브(4a)를 밀어 올리면서 거의 저항 없이 통과하게 되며, 이에 따라 피스톤로드(3) 및 피스톤(4)은 내통(1b)의 하측으로 용이하게 이동하게 된다.

이때, 상기 피스톤로드(3)가 실린더(1)로 밀려들어간 체적분의 오일(7)은 베이스밸브(6)를 통해 외통(1a)과 내통(1b)사이의 공간인 리저버(1c)로 유출되게 된다.

또한, 댐퍼(10)의 신장(REBOUND)시 피스톤로드(3)가 상측으로 이동하면 피스톤(4)상부의 공간은 고압이 되고, 피스톤(4)상부의 공간에 존재하던 오일(7)은 피스톤밸브(4a)를 통해 피스톤(4)의 하부공간으로 이동을 하게 된다.

이때, 상기 오일(7)의 유동저항은 감쇠력이 되어 스프링의 진동을 신속하게 멈추도록 하며, 또한 상기 리저버(1c)로 유출되었던 오일(7)은 베이스밸브(6)를 통해 거의 저항 없이 상기 내통(1b)의 하부공간으로 회수되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 댐퍼(10)는 휠스트로크(wheel stroke)에 대한 댐핑값이 동일하기 때문에 승차감과 조정안정성을 동시에 만족시키지 못한다는 문제점이 있었다.

즉, 거친 도로를 주행할 때에는 적은 댐핑값이 구현되도록 하여 차체쪽으로의 전달을 최소화시킴으로써 승차감을 향상시키는 것이 바람직하고, 선회 주행시나 또는 제동 및 가속시에는 큰 댐핑값이 구현되도록 하여 차체의 자세를 안정화시킴으로써 조정안정성을 증대시키는 것이 바람직한데, 기존의 댐퍼(10)는 전술한 바와 같이 휠스트로크(wheel stroke)에 대한 댐핑값이 동일하기 때문에 적은 댐핑값이 구현되도록 튜닝(tuning)을 하게 되면 조정안정성이 악화되고, 반대로 큰 댐핑값이 구현되도록 튜닝을 하게 되면 승차감이 나빠지게 되므로, 두 가지의 조건을 모두 만족시키지 못하는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 거친 도로를 주행할 때에는 적은 댐핑값이 구현되도록 하여 차체쪽으로의 전달을 최소화시킴으로써 승차감을 향상시킬 수 있도록 하고, 선회 주행시나 또는 제동 및 가속시에는 큰 댐핑값이 구현되도록 하여 차체의 자세를 안정화시킴으로써 조정안정성을 증대시킬 수 있는 차량용 댐퍼를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 댐퍼는, 차륜의 너클측에 장착되는 실린더부재와, 일단은 차체측에 결합되고 타단은 상기 실린더부재내에 위치하도록 설치되는 피스톤로드부재와, 상기 피스톤로드부재의 선단에 결합되어 실린더부재와 간섭됨이 없이 실린더부재의 길이방향을 따라 직선왕복 이동하는 마그네틱부재와, 상기 실린더부재의 외주면에 감겨지는 코일부재와, 상기 코일부재에서 발생하는 전력량을 제어하는 부하제어기와, 상기 부하제어기의 전기에너지를 차량의 전장품으로 공급하는 전원부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 댐퍼를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 본 발명에 따른 댐퍼(20)는 차륜의 너클측에 장착되는 실린더부재(21)와, 일단은 차체측에 결합되고 타단은 상기 실린더부재(21)내에 위치하도록 설치되는 피스톤로드부재(22)와, 상기 피스톤로드부재(22)의 선단에 결합되어 실린더부재(21)와 간섭됨이 없이 실린더부재(21)의 길이방향을 따라 직선왕복 이동하는 마그네틱부재(23)와, 상기 실린더부재(21)의 외주면에 감겨지는 코일부재(24)와, 상기 코일부재(24)에서 발생하는 전력량을 제어하는 부하제어기(25)와, 상기 부하제어기(25)의 전기에너지를 차량의 전장품으로 공급하는 전원부(26)로 구성된다.

여기서, 상기 코일부재(24)는 실린더부재(21)의 중간부에서 상하단부로 갈수록 권선수가 점차적으로 증가되게 감겨지며, 또한 차륜측에 근접한 실린더부재(21)의 하단부보다 차체측에 근접한 실린더부재(21)의 상단부에 더 많은 권선수를 갖도록 감겨지는 구조로 되어 있다.

따라서, 본 발명의 댐퍼(20)는 마그네틱부재(23)와 코일부재(24)에 의해 발생하는 유도전류를 이용해 댐핑작동을 수행하게 되며, 이때 발생되는 댐핑력은 상기 마그네틱부재(23)의 왕복이동 속도에 비례하여 증감된다.

이에 따라, 차량이 거친 도로를 주행할 때(휠스트로크가 적을 때)에는 차륜이 범프 및 리바운드 작동을 함에 따라 실린더부재(21)가 도시된 상태에서 상하방향으로 왕복운동을 하게 되고, 이와 같은 동작에 의해 본 발명의 댐퍼(20)는 적은 댐핑값을 구현할 수 있게 됨으로써, 노면으로부터 전달되어 오는 진동을 최대한 절연시키면서 차량의 승차감을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 차량이 선회 주행을 하거나 또는 제동 및 가속시(휠스트로크가 클 때)에는 차체의 움직임에 연동하여 이때에는 피스톤부재(22)가 도시된 상태에서 상하방향으로 왕복운동을 하게 되며, 이와 같은 동작에 의해 본 발명의 댐퍼(20)는 큰 댐핑값을 구현할 수 있게 됨으로써, 차체의 자세를 신속하게 안정화시키면서 차량 의 조정안정성을 극대화시킬 수 있게 된다.

한편, 도 3은 좌측방향으로 선회 주행중인 차량을 도시한 것으로서, 이때의 차체(B)는 원심력에 의해 선회 외륜방향(도시된 상태에서 우측방향)쪽으로 기울어지는 롤링(rolling)현상이 발생하게 되고, 또한 선회 내륜(W1;좌륜)은 범프 현상 선회 외륜(W2;우륜)은 리바운드 현상이 발생하게 된다.

그러나, 선회 내륜(W1)은 코일부재(24)에 의한 반발력이 강해 리바운드가 최대한 억제되고, 반대로 선회 외륜(W2)은 코일부재(24)에 의한 반발력이 약해 선회 내륜(W1)의 리바운드 보다 더 많은 범프가 이루어지게 된다.

이와 같은 현상은, 종래의 댐퍼(10)를 구비한 차량과 본 발명의 댐퍼(20)를 구비한 차량이 동일한 조건(주행속도 및 선회각도 등)으로 선회 주행을 하더라도 차량의 무게중심이 낮아지는 효과(M1 →M2)가 있게 되고, 상기와 같은 효과는 선회안정성 및 조정안정성이 증대되는 결과로서 나타나게 된다.

또한, 본 발명의 댐퍼(20)는 코일부재(24)에서 발생하는 전류의 흐름을 부하제어기(25)를 통해 제어하게 되면, 마그네틱부재(23)에 걸리는 저항력도 쉽게 바꿀 수가 있게 되며, 이에 따라 원하는 최적의 댐핑값을 편리하게 구현할 수 있는 잇점도 있게 된다.

또한, 본 발명의 댐퍼는 운동에너지를 열에너지로 바꿔서 발산시켜 버리는 일반적인 유압식 댐퍼(10)와는 달리, 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 이때 발생하는 전기에너지를 차량의 다른 전장품에서 사용할 수 있게 됨으로써 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 잇점도 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 댐퍼는, 차량이 거친 도로를 주행할 때 적은 댐핑값을 구현할 수 있게 되어 차량의 승차감이 향상되고, 차량이 선회 주행을 하거나 또는 제동 및 가속시에는 큰 댐핑값을 구현할 수 있게 됨으로써 조정안정성 및 선회안정성이 극대화되는 효과가 있게 된다.

Claims

차륜의 너클측에 장착되는 실린더부재(21)와, 일단은 차체측에 결합되고 타단은 상기 실린더부재(21)내에 위치하도록 설치되는 피스톤로드부재(22)와, 상기 피스톤로드부재(22)의 선단에 결합되어 실린더부재(21)와 간섭됨이 없이 실린더부재(21)의 길이방향을 따라 직선왕복 이동하는 마그네틱부재(23)와, 상기 실린더부재(21)의 외주면에 감겨지는 코일부재(24)와, 상기 코일부재(24)에서 발생하는 전력량을 제어하는 부하제어기(25)와, 상기 부하제어기(25)의 전기에너지를 차량의 전장품으로 공급하는 전원부(26)로 구성되는 한편;

상기 코일부재(24)는 실린더부재(21)의 중간부에서 상하단부로 갈수록 권선수가 점차적으로 증가되게 감겨지면서;

상기 코일부재(24)는 차륜측에 근접한 실린더부재(21)의 하단부보다 차체측에 근접한 실린더부재(21)의 상단부에 더 많은 권선수를 갖도록 감겨진 것을 특징으로 하는 차량용 댐퍼.
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