KR100570336B1

KR100570336B1 - 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버

Info

Publication number: KR100570336B1
Application number: KR1020000015800A
Authority: KR
Inventors: 진경수
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2006-04-12
Also published as: KR20010093003A

Abstract

본 발명의 목적은 모터의 회전력으로 가변스토퍼를 축방향으로 이송시키는 스트로크 가변장치를 피스톤로드에 설치하므로써, 피스톤로드의 스트로크 범위를 가변시킬 수 있고, 차량의 거동안정과 조종안정성을 극대화시킬 수 있는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버를 제공하는데 있다.

그러한 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 오일(4)과 가스(5)를 채워 실(6)로 밀폐한 이중실린더(1)와, 이중실린더(1)의 내부에서 축방향으로 피스톤(2)을 왕복 운동시키게 결합된 중공축형 피스톤로드(30)를 갖는다. 또한, 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 피스톤로드(30)의 내부에 안착된 스트로크 가변장치(300)를 포함하며, 스트로크 가변장치(300)는 모터(320)의 작동으로 피스톤로드(30)의 내부에서 회전하도록 결합된 스크루(331)와, 스크루(331)에 나사대우식으로 결합되고, 피스톤로드(30)의 가이드 슬릿(33)에 결합된 나사이송링(313)과, 나사이송링(313)을 감싸게 고정하는 케이싱(311, 312)으로 결합된 가변스토퍼(310)로 구성되어 있다.

이런 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 변환가능한 스트로크의 범위내에서, 다양한 도로조건을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버{Shock absorber with stroke changing device}

도 1은 종래 기술에 따른 쇼크업소버의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 구성을 설명하기 위한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 결합관계를 설명하기 위한 분해 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 작동방법을 설명하기 위한 단면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

2 : 피스톤 7 : 스토퍼링

30 : 피스톤로드 32 : 제1고정단

33 : 가이드 슬릿 35 : 제2고정단

310 : 가변스토퍼 311, 312 : 케이싱

313 : 나사이송링 320 : 모터

323 : 충격완충부 330 : 연장축

331 : 스크루 340 : 베어링

본 발명은 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외부에서 전달되는 진동을 흡수하기 위해, 축방향으로 왕복이동하는 피스톤로드의 스트로크(stroke)의 범위를 조절하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇼크업소버(shock absorber)는 자동차의 현가 장치(suspension system)의 중요 요소이다. 여기에서, 자동차의 현가 장치는 차축과 프레임을 연결하고 주행중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감과 자동차의 안전성을 향상시키는 장치를 의미한다.

그러한 현가 장치의 일부분인 쇼크업소버는 차체의 상·하 진동을 흡수하는 역할을 한다. 또한, 쇼크업소버는 노면에 의해 발생된 스프링의 진동흡수와, 스프링의 피로 경감과, 승차감 및 로드 홀딩(road holding)의 향상 등과 같은 등과 같은 역할을 하고 있다.

또한, 쇼크업소버는 통 형식(telescopic type)과, 레버 형식(lever type)이 있다. 그리고, 통 형식의 쇼크업소버는 작동방식과, 구조 및 봉입된 유체에 따라 오일 및 압축가스형으로 분류되고, 또한, 레버 형식의 쇼크업소버는 회전날개식 또 는 피스톤식과 같이 다양한 형태로 분류된다.

종래 기술에 따른 쇼크업소버는 도 1에 도시된 바와 같이, 긴 원통 형상의 이중 실린더(1)의 내부에 오일(4)과 가스(5 ; gas)를 채우고, 실(6 ;seal)로 밀폐되어 있다. 이런 이중 실린더(1)의 내부에는 외부의 진동 및 충격을 전달시키는 피스톤로드(3)가 결합되어 있다. 이런 피스톤로드(3)는 체크밸브가 형성된 피스톤(2)과, 일정한 스트로크의 범위를 갖도록 스토퍼(8)를 구비하고 있다.

여기에서, 피스톤(2)은 체크밸브의 작동에 따라서, 오일(4)을 채운 이중 실린더(1)의 내부에서 감쇄운동하므로써, 피스톤로드(3)를 따라 전달되는 진동을 흡수하는 역할을 한다. 또한 스토퍼(8)는 피스톤로드(3)에 고정되어서 충격 방지용 스토퍼링(7)을 지지하므로써, 피스톤로드(3)가 소정 범위 내에서만 왕복 운동하도록 제한하는 역할을 한다.

근래 들어, 소비자들의 자동차 성능면에 대한 요구사항이 갈수록 고급화되어가고 있는 현추세로 볼 때, 다기능, 다목적 용도의 자동차 개발은 필수적이라고 할 수 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇼크업소버는 단순히 보편적인 도로상태에 대응하게 제작되어 있기 때문에, 일정한 스트로크의 범위만을 갖고 있는 단점이 있다. 이는 다양한 도로조건을 만족시킬 수 없는 한계를 갖는다.

즉, 종래의 쇼크업소버는 평탄한 길을 달리다가 노면의 상태가 매우 고르지 않는 도로를 고속으로 통과할 경우, 스트로크의 범위를 넘어 큰 충격이 쇼크업소버에 작용하는 오버 스트로크(over stroke)를 발생시키므로써, 차체의 안정성 문제와, 쇼크업소버의 내부강도 문제, 차량의 조정안정성 문제 등을 발생시키는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 모터의 회전력으로 가변스토퍼를 축방향으로 이송시키는 스트로크 가변장치를 피스톤로드에 설치하므로써, 피스톤로드의 스트로크 범위를 가변 시킬 수 있고, 차량의 거동안정과 조종안정성을 극대화시킬 수 있는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적은 오일과 가스를 채워 실로 밀폐한 이중실린더와, 이중실린더의 내부에서 축방향으로 피스톤을 왕복 운동시키게 결합된 중공축형 피스톤로드를 갖는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 있어서, 피스톤로드의 내부에 안착된 스트로크 가변장치를 포함하며, 스트로크 가변장치는 모터의 작동으로 피스톤로드의 내부에서 회전하도록 결합된 스크루와, 스크루에 나사대우식으로 결합되고, 피스톤로드의 가이드 슬릿에 결합된 나사이송링과, 나사이송링을 감싸게 고정하는 케이싱으로 결합된 가변스토퍼로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 스크루는 원활하게 회전하면서 나사이송링에 이송 력을 전달하도록, 트러스트 베어링과 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 피스톤로드는 내부에 모터를 장착할 수 있도록, 억지끼움식으로 조립후 용접고정되며, 제1전선구멍을 형성한 제1고정단으로 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 피스톤로드의 내부에는 모터에 가해지는 충격을 흡수하는 충격완충부가 삽입되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 실시예에서 설명하는 본 발명의 쇼크업소버는 중공축형 피스톤로드에 스트로크 가변장치를 설치하여, 스트로크 가변장치의 가변스토퍼를 피스톤로드의 축방향으로 이송시키게 구성한 것을 제외하고는 종래의 기술과 동일하다. 그러므로, 도 1 내지 도 4에서 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 도면부호가 부여될 것이며, 이것들에 대한 설명은 여기에서 생략될 것이다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 결합관계를 설명하기 위한 분해 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 작동방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2에 보이듯이, 본 발명의 쇼크업소버는 오일(4)과 가스(5)를 채우고, 실(6)로 밀폐한 이중실린더(1)와, 이런 이중실린더(1)의 내부에서 축방향으로 피스 톤(2)을 왕복 운동시키게 결합된, 중공축형 피스톤로드(30)와, 이런 중공축형 피스톤로드(30)의 내부에 안착된 스트로크 가변장치(300)를 구비하고 있다.

이런 스트로크 가변장치(300)는 일반적인 도로사정에 맞게, 제작당시의 공장에서 밀리 정해진 피스톤로드의 왕복 행정 길이인 스트로크의 범위를 조절하는 장치로서, 피스톤로드의 상사점을 필요에 따라 높게 또는 낮게 하도록, 충격 방지용 스토퍼링(7)과 가변스토퍼(310)를 축의 상하방향으로 이송시킬 수 있게 되어 있다.

여기에서, 가변스토퍼(310)는 중공축형 피스톤로드(30)의 내부에 장착되고, 스텝 모터 형식으로 회전각 제어가 가능한 소형 전기 모터(320)의 회전력을 이용한다. 즉, 모터(320)는 외부의 전원과 접속된 전선(322)을 통해 전달된 전류에 의해서 소정각도로 일직선상에 결합된 모터축(321)과 연장축(330) 및 스크루(331)를 동시에 회전시키고, 스크루(331)에 나사대우식으로 결합된 가변스토퍼(310)를 축방향으로 이동시키는 이송력을 제공한다.

부가적으로 모터(320)는 노면의 상태에 따라 스트로크의 범위를 넓게 또는 좁게 하도록, 자동차의 노면 상태 제어부(도시 안됨)와 같은 전자적 제어 회로와 접속되어서, 노면 상태 제어부의 제어신호에 따라 작동하도록 되어 있다.

도 3에 도시된 보이는 바와 같이, 중공축형 피스톤로드(30)는 내부에 모터(320)를 장착할 수 있게 억지끼움식으로 조립후 용접고정되는 제1고정단(32)을 갖는다. 여기에서, 제1고정단(32)은 전선(322)을 외부로 인출시키도록, 제1전선구멍(34)을 축심에 형성하고 있고, 나사산을 끝단 외원주면에 형성하고 있다.

이런 제1고정단(32)의 제1전선구멍(34)과 일치하는 제2전선구멍(324)을 축심 에 형성한 충격완충부(323)는 고무, 우레탄, 실리콘과 같은 재질로서, 모터(320)에 가해지는 충격을 흡수하는 역할을 한다.

그리고, 모터(320)의 모터축(321)은 연장축(330)과 소형 커플러(332)와 동시에 회전가능 하게 축결합되어 있다. 이런 연장축(330)은 축방향으로 스크루(331)의 한 측면에 억지끼움식으로 삽입되고, 고정핀(333)으로 고정되어 있다.

특히, 스크루(331)의 다른 측면은 원주방향으로 원활하게 회전할 수 있도록, 스러스트 베어링(340)과 접촉한다.

앞서 상술한 바와 같은 제1고정단(32)과 충격완충부(323)와 모터(320)와 연장축(330)과 스크루(331) 및 스러스트 베어링(340)은 차례로 피스톤로드(30)의 내부에 삽입된다.

그러한 피스톤로드(30)의 끝원주면에는 가변스토퍼(310)를 축방향으로 이송될 수 있게 유도하는 두 개의 가이드 슬릿(33)들이 서로 대칭되게 축방향으로 소정거리 연장되어 있다.

이런 가이드 슬릿(33)들 쪽 피스톤로드(30)의 외원주에는 스토퍼링(7)과, 가변스토퍼(310)의 외부케이싱(311)과, 나사이송링(313) 및, 내부케이싱(312)이 삽입된다.

여기에서, 외부케이싱(311)과 내부케이싱(312)은 나사결합되어서 내측에 나사이송링(313)을 감싸게 고정시킨다.

그리고, 피스톤(2)을 장착하기 위한 제2고정단(35)은 피스톤로드(30)에 내경에 삽입되어 용접된다.

이때, 나사이송링(313)의 내원주면에는 반지름방향으로 돌출된 두개의 일자형 나사턱(314)들이 각각 서로 마주보게 형성되어 있다. 이런 나사턱(314)의 나사산들은 앞서 설명한 스크루(331)의 나사산들과 나사대우식으로 결합된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버의 작동방법에 대해서 설명하겠다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 차량의 일반적인 쇼크업소버 장착위치에 설치된다.

이런 본 발명의 쇼크업소버를 장착한 차량의 노면 상태 제어부 노면의 상태에 따라 모터축(321)을 소정회전수로 회전시킬 수 있는 전류신호를 모터(320)에 인가한다.

이럴 경우, 가변스토퍼(310)가 피스톤로드(30)의 피스톤(2)쪽으로 이송되게, 모터축(321)과 연장축(330) 및 스크루(331)는 회전한다(a). 이때, 트러스트 베어링(340)은 축방향으로 전해오는 힘을 지지하면서 회전한다.

그리고, 회전하는 스크루(331)와 나사대우식으로 결합된 나사이송링(313)의 두 개의 일자형 나사턱(314)들은 두 개의 가이드 슬릿(33)을 따라 직선이동한다.

이렇게 직선이동하는 나사이송링(313)에 의해서, 가변스토퍼(310)는 축방향(b)으로 이송된다. 그리고, 이송된 거리(h)만큼 피스톤로드(30)의 스트로크 범위는 확장된다.

이때, 노면을 달리는 자동차에 충격이 가해질 경우, 본 발명의 쇼크업소버의 충격 방지용 스토퍼링(7)은 피스톤(2)쪽의 피스톤로드(30)의 하부에서 로드가이드(9)와 접촉하게 되고, 확장된 스트로크 범위내에서 오버 스트로크하지 않게 된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 가변스토퍼를 모터로 이송시켜서 스트로크의 범위를 변환시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 변환가능한 스트로크의 범위내에서, 다양한 도로조건을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

즉, 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 평탄한 길을 달리다가 노면의 상태가 매우 고르지 않는 도로를 고속으로 통과할 경우, 스트로크의 범위를 확장시켜서, 상술한 바와 같은 오버 스트로크를 발생시키지 않게 하고, 차체와 쇼크업소버의 내부강도를 상대적으로 안정시킬 수 있고, 차량의 조정안정성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버는 승차감 안정에 따라 고품질의 제품으로 소비자들을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 본 발명의 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

오일(4)과 가스(5)를 채워 실(6)로 밀폐한 이중실린더(1)와, 상기 이중실린더(1)의 내부에서 축방향으로 피스톤(2)을 왕복 운동시키게 결합된 중공축형 피스톤로드(30)를 갖는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버에 있어서,

상기 피스톤로드(30)의 내부에 안착된 스트로크 가변장치(300)를 포함하며,

상기 스트로크 가변장치(300)는 모터(320)의 작동으로 상기 피스톤로드(30)의 내부에서 회전하도록 결합된 스크루(331)와, 상기 스크루(331)에 나사대우식으로 결합되고, 상기 피스톤로드(30)의 가이드 슬릿(33)에 결합된 나사이송링(313)과, 상기 나사이송링(313)을 감싸게 고정하는 케이싱(311, 312)으로 결합된 가변스토퍼(310)로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버.
제1항에 있어서,

상기 스크루(331)는 원활하게 회전하면서 상기 나사이송링(313)에 이송력을 전달하도록, 트러스트 베어링(340)과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버.
제1항에 있어서,

상기 피스톤로드(30)는 내부에 상기 모터(320)를 장착할 수 있도록, 억지끼 움식으로 조립후 용접고정되며, 제1전선구멍(34)을 형성한 제1고정단(32)으로 결합되는 것을 특징으로 하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버.
제1항에 있어서,

상기 피스톤로드(30)의 내부에는 상기 모터(320)에 가해지는 충격을 흡수하는 충격완충부(323)가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 스트로크 가변장치를 구비한 쇼크업소버.