KR101162323B1 - 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현가장치를 차체측에 장착시키기 위한 장착 구조에 포함되는 탑 마운트를 개선하여 차고를 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있도록 한 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 차체와 차축 사이에 설치되는 쇽업소버와, 이 쇽업소버의 외부에 설치되는 현가 스프링과, 상기 현가 스프링의 상부 및 하부를 지지하는 상부 및 하부 스프링 시트를 포함하는 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 스프링 시트는, 피스톤 로드의 상단을 차체 측에 결합시키기 위한 탑 마운트와, 상기 탑 마운트의 하부에 설치되는 베어링을 포함하며, 상기 탑 마운트는, 차체 측에 결합되는 상부 및 하부 커버와, 상기 상부 및 하부 커버 사이에 개재되는 마운트 러버와, 상기 마운트 러버 내에 지지되어 상기 쇽업소버의 피스톤 로드가 결합되는 이너 러버와, 상기 마운트 러버 내부에 설치되어 상기 이너 러버의 높이를 조절하는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트가 제공된다.
현가장치, 쇽업소버, 탑 마운트, 현가 스프링, 차고 조절

Description

차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트{TOP MOUNT OF A SUSPENSION APPARATUS FOR VEHICLE}
도 1은 종래 기술에 따른 현가장치의 차체측 장착 구조를 도시한 주요부 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 차고 조절형 탑 마운트를 도시한 주요부 단면도이다.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
10 : 쇽업소버 13 : 피스톤 로드
20 : 현가 스프링 31 : 탑 마운트
31a : 상부 커버 31b : 하부 커버
31c : 마운트 러버 31d : 이너 러버
31e : 장착부 33 : 베어링
33a : 구체 33b : 상단 지지부
33c : 하단 지지부 35 : 상부 스프링 패드
51 : 상부 튜브 52 : 하부 튜브
53 : 플레이트 55 : 가스 탱크
56 : 연결관 57 : 제어부
본 발명은 차량용 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현가장치를 차체측에 장착시키기 위한 장착 구조에 포함되는 탑 마운트에 관한 것이다.
차량용 현가장치는, 차량 주행 중에 노면으로부터 전달되는 진동 및 충격 에너지를 흡수하도록 차체와 차축 사이에 제공되어, 차체의 손상을 억제하고, 차량의 승차감을 향상시키는 등의 역할을 한다.
이를 위해 차량용 현가장치는, 노면에서 받는 충격을 완화하는 현가 스프링과, 현가 스프링의 자유 진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버 등을 포함한다. 현가 스프링과 쇽업소버는 상호 보완 작용을 통하여 더욱 향상된 승차감을 차량 탑승자에게 제공한다.
보다 구체적으로, 현가 스프링은 노면의 굴곡에 의해 차체가 상하로 크게 진동할 때 그 진동으로부터 야기되는 충격을 흡수하고, 쇽업소버는 현가 스프링의 진동을 멈추게 하는 저항을 현가 스프링에 제공한다.
통상, 차량용 현가장치는 베어링이 설치된 탑 마운트에 별도의 상부 스프링 시트를 설치하고, 그 상부 스프링 시트와 쇽업소버의 실린더에 설치된 하부 스프링 시트가 코일스프링의 양단부를 지지하도록 되어 있다.
종래 기술에 따른 현가장치는, 쇽업소버(10)와, 이 쇽업소버(10)의 외측에 설치된 현가 스프링(20)을 포함하여 이루어진다.
쇽업소버(10)는, 실린더와, 이 실린더에 일측이 삽입되는 피스톤 로드(13)를 포함하며, 도 1에 도시하지는 않았지만 이 실린더의 내부에서 피스톤 로드(13)에는 피스톤 밸브 등이 설치된다.
실린더의 상부에는 실린더의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하도록 피스톤 로드(13)와 실린더의 상부를 감싸는 더스트 커버(15)가 설치된다. 이 더스트 커버(15)의 내측에는 피스톤 로드(13)에 끼워지는 범퍼 스토퍼(16)가 설치되어 쇽업소버(10)가 완전히 압축되었을 때 차륜에서 차체로 전달되는 충격하중을 흡수하는 역할을 수행한다.
이와 같은 쇽업소버(10)는 통상 피스톤 로드 상단이 차체측에 고정되고 실린더 하단이 차륜측에 고정되며, 이를 위해 피스톤 로드(13)의 상단에는 탑 마운트(31)가 구비되고 쇽업소버(10)의 하단에는 차축(도시생략)과 연결될 수 있도록 너클 브래킷(도시생략)이 구비된다.
현가 스프링(20)은 쇽업소버(10)와 더불어 진동 및 충격을 감쇠시키는 것으로서, 굵은 강선을 나선형으로 감아 형성한다. 외부로부터의 힘이 가해져 쇽업소버(10)가 압축될 때 현가 스프링(20)은 함께 압축되고, 압축된 후에는 탄성력에 의해 복원된다.
현가 스프링(20)의 상하에는 현가 스프링(20)을 수용하여 지지할 수 있도록 상부 스프링 시트 및 하부 스프링 시트(40)가 마련된다. 하부 스프링 시트(40)는 실린더의 외주표면에 고정 설치되며, 상부 스프링 시트는 탑 마운트(31)를 통하여 피스톤 로드(13)의 상단과 결합된다.
도 1에 도시된 바와 같이 상부 스프링 시트는, 탑 마운트(31), 베어링(33) 및 상부 스프링 패드(35)로 이루어진다.
탑 마운트(31)는, 차체 측에 볼트 등의 체결부재에 의해 결합되는 금속 소재의 상부 및 하부 커버(31a, 31b)와, 이들 상부 및 하부 커버(31a, 31b) 사이에 개재되는 고무 소재의 마운트 러버(31c)와, 이 마운트 러버(31c) 내에 지지되는 이너 러버(31d)를 가진다.
탑 마운트(31)의 이너 러버(31d) 중앙에는 쇽업소버(10)의 피스톤 로드(13)가 삽입 관통되고, 이 피스톤 로드(13)의 선단은 너트(13a)에 의해 이너 러버(31d)에 고정 장착된다. 그에 따라 피스톤 로드(13)가 차체 측에 결합될 수 있게 된다.
탑 마운트(31)의 하부 커버(31b) 아래쪽에는 더스트 커버(15) 및 범퍼 스토퍼(16)가 장착될 수 있도록 장착부(31e)가 일체로 형성되어 있다.
또한 베어링(33)은 통상, 복수개의 구체(33a)와, 이 구체(33a)를 사이에 두고 설치되는 상단 및 하단 지지부(33b, 33c)로 이루어지는데, 상단 지지부(33b)는 탑 마운트(31)의 하부 커버(31b)에 접하고 하단 지지부(33c)는 상부 스프링 패드(35)를 통하여 현가 스프링(20)의 상단을 지지한다.
그런데, 차량의 롤 제어, 승차감 향상 및 운전 안정성 향상 등을 위해서는 차량의 높낮이를 상황에 따라 적절하게 조절할 필요가 있지만, 상술한 바와 같이 이루어진 현가장치는 차량의 높낮이를 조절할 수 없어 좌우륜 측의 독립적인 차고 조절이 불가능하다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목 적은, 현가장치를 차체측에 장착시키기 위한 장착 구조에 포함되는 탑 마운트를 개선하여 차고를 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있도록 한 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 차체와 차축 사이에 설치되는 쇽업소버와, 이 쇽업소버의 외부에 설치되는 현가 스프링과, 상기 현가 스프링의 상부 및 하부를 지지하는 상부 및 하부 스프링 시트를 포함하는 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 스프링 시트는, 상기 쇽업소버의 피스톤 로드 상단을 차체 측에 결합시키기 위한 탑 마운트와, 상기 탑 마운트의 하부에 설치되는 베어링을 포함하며, 상기 탑 마운트는, 차체 측에 결합되는 상부 및 하부 커버와, 상기 상부 및 하부 커버 사이에 개재되는 마운트 러버와, 상기 마운트 러버 내에 지지되어 상기 쇽업소버의 피스톤 로드가 결합되는 이너 러버와, 상기 마운트 러버 내부에 설치되어 상기 이너 러버의 높이를 조절하는 승강유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트가 제공된다.
상기 승강유닛은, 상기 마운트 러버의 내부에 매설되는 원환형상의 상부 튜브 및 하부 튜브와, 상기 상부 튜브 및 하부 튜브의 사이에 위치되도록 상기 이너 러버에 일체로 고정되는 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 상부 튜브 및 하부 튜브에 작동유체가 선택적으로 공급 및 배출되어 상기 플레이트를 상하로 이동시킴으로써 상기 이너 러버의 높이가 조절될 수 있게 된다.
또한, 상기 승강유닛은, 상기 상하부 튜브에 연결관을 통하여 각각 연결되어 있는 작동유체 공급수단과, 상기 연결관에 장착되어 개폐 조작됨에 따라 상기 연결관을 통하여 상기 상하부 튜브 내로 작동유체가 공급 및 배출되도록 하는 밸브들을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 밸브들에 의해 상기 상하부 튜브에 작동유체를 공급하거나 배출시키는 조작은, 차량 내의 각종 센서로부터 수집된 정보에 근거하여 제어부에서 상황을 판단함으로써 선택적으로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 차체와 차축 사이에 설치되는 쇽업소버; 상기 쇽업소버의 외부에 설치되는 현가 스프링; 상기 현가 스프링의 하부를 지지하는 하부 스프링 시트; 및 상기 현가 스프링의 상부를 지지하며, 쇽업소버의 피스톤 로드 상단을 차체 측에 결합시키기 위한 탑 마운트와 상기 탑 마운트의 하부에 설치되는 베어링을 포함하는 상부 스프링 시트; 로 이루어지며, 상기 탑 마운트는 내부에 매설되는 하나 이상의 튜브를 가져, 상기 튜브에 작동유체가 선택적으로 공급 및 배출됨으로써 상기 탑 마운트의 높이 및 스프링 레이트 값이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트가 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 현가장치의 탑 마운트를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명에 따른 차고 조절형 탑 마운트를 도시한 주요부 단면도가 도시되어 있다. 이어지는 설명에서 도 1에 도시된 구성요소와 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 부재번호는 도 1을 참조하여 부여된다.
본 발명에 따른 차량용 현가장치는, 도 1에 도시된 종래의 현가장치와 마찬가지로, 노면에서 받는 충격을 완화하는 현가 스프링(20)과, 이 현가 스프링(20)의 자유 진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버(10)를 포함하여 이루어진다.
쇽업소버(10)는, 실린더와, 이 실린더에 일측이 삽입되는 피스톤 로드(13)를 포함하며, 도시하지는 않았지만 이 실린더의 내부에서 피스톤 로드(13)에는 피스톤 밸브 등이 설치된다.
실린더의 상부에는 실린더의 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하도록 피스톤 로드(13)와 실린더의 상부를 감싸는 더스트 커버(15)가 설치된다. 이 더스트 커버(15)의 내측에는 피스톤 로드(13)에 끼워지는 범퍼 스토퍼(16)가 설치되어 쇽업소버(10)가 완전히 압축되었을 때 차륜에서 차체로 전달되는 충격하중을 흡수하는 역할을 수행한다.
이와 같은 쇽업소버(10)는 통상 피스톤 로드 상단이 차체측에 고정되고 실린더 하단이 차륜측에 고정되며, 이를 위해 피스톤 로드(13)의 상단에는 탑 마운트(31)가 구비되고 쇽업소버(10)의 하단에는 차축(도시생략)과 연결될 수 있도록 너클 브래킷(도시생략)이 구비된다.
현가 스프링(20)은 쇽업소버(10)와 더불어 진동 및 충격을 감쇠시키는 것으로서, 굵은 강선을 나선형으로 감아 형성한다. 외부로부터의 힘이 가해져 쇽업소버(10)가 압축될 때 현가 스프링(20)은 함께 압축되고, 압축된 후에는 탄성력에 의해 복원된다.
현가 스프링(20)의 상하에는 현가 스프링(20)을 수용하여 지지할 수 있도록 상부 스프링 시트 및 하부 스프링 시트(40)가 마련된다. 하부 스프링 시트(40)는 실린더의 외주표면에 고정 설치되며, 상부 스프링 시트는 탑 마운트(31)를 통하여 피스톤 로드(13)의 상단과 결합된다.
상부 스프링 시트는, 탑 마운트(31), 베어링(33) 및 상부 스프링 패드(35)로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 탑 마운트(31)는, 차체 측에 볼트 등의 체결부재에 의해 결합되는 금속 소재의 상부 및 하부 커버(31a, 31b)와, 이들 상부 및 하부 커버(31a, 31b) 사이에 개재되는 고무 소재의 마운트 러버(31c)와, 이 마운트 러버(31c) 내에 지지되는 이너 러버(31d)를 가진다.
탑 마운트(31)의 이너 러버(31d) 중앙에는 쇽업소버(10)의 피스톤 로드(13)가 삽입 관통되고, 이 피스톤 로드(13)의 선단은 너트(13a)에 의해 이너 러버(31d)에 고정 장착된다. 그에 따라 피스톤 로드(13)가 차체 측에 결합될 수 있게 된다.
탑 마운트(31)의 하부 커버(31b) 아래쪽에는 더스트 커버(15) 및 범퍼 스토퍼(16)가 장착될 수 있도록 장착부(31e)가 일체로 형성되어 있다.
또한 베어링(33)은, 복수개의 구체(33a)와, 이 구체(33a)를 사이에 두고 설치되는 상단 및 하단 지지부(33b, 33c)로 이루어지는데, 상단 지지부(33b)는 탑 마운트(31)의 하부 커버(31b)에 접하고 하단 지지부(33c)는 상부 스프링 패드(35)를 통하여 현가 스프링(20)의 상단을 지지한다.
한편, 본 발명에 따른 상기 탑 마운트(31)는, 마운트 러버(31c) 내부에 설치 되어 이너 러버(31d)의 높이를 조절하는 승강유닛을 더 포함하고 있다. 상기 승강유닛은, 마운트 러버(31c)의 내부에 매설되는 원환형상의 상부 튜브(51) 및 하부 튜브(52)와, 이들 상하부 튜브(51, 52)의 사이에 위치되도록 이너 러버(31d)에 일체로 고정되는 플레이트(53)로 이루어진다.
고무재질로 이루어지는 상하부 튜브(51, 52)는 탑 마운트(31)의 외부에 마련된 작동유체 공급수단으로서의 가스탱크(55)(혹은 압축기(도시생략))에 연결관(56)을 통하여 각각 연결되어 있다. 이 연결관(56)에는 밸브들(도시생략)이 장착되며 이 밸브들이 개폐 조작됨에 따라 연결관(56)을 통하여 상하부 튜브(51, 52) 내로 고압의 가스가 공급되거나, 상하부 튜브(51, 52) 내의 가스가 배출될 수 있다.
이때 상부 튜브(51)에 고압의 가스가 공급되고 하부 튜브(52)로부터 가스가 배출되면, 마운트 러버(31c) 내부의 플레이트(53)가 도 2에서 볼 때 아래쪽으로 이동(실제로는 탑 마운트(31) 전체가 위쪽으로 이동)하게 되고, 그에 따라 플레이트(53)와 일체로 형성된 이너 러버(31d)가 아래쪽으로 이동한다. 이너 러버(31d)가 아래쪽으로 이동하면 이 이너 러버(31d)에 너트(13a)로 결합된 피스톤 로드(13)를 미는 힘이 발생하여, 상대적으로 차체가 상승하게 된다.
또한, 하부 튜브(52)에 고압의 가스가 공급되고 상부 튜브(51)로부터 가스가 배출되면, 마운트 러버(31c) 내부의 플레이트(53)가 도 2에서 볼 때 위쪽으로 이동(실제로는 탑 마운트(31) 전체가 아래쪽으로 이동)하게 되고, 그에 따라 플레이트(53)와 일체로 형성된 이너 러버(31d)가 위쪽으로 이동한다. 이너 러버(31d)가 위쪽으로 이동하면 이 이너 러버(31d)에 너트(13a)로 결합된 피스톤 로드(13)를 당 기는 힘이 발생하여, 상대적으로 차체가 하강하게 된다.
밸브들에 의해 상하부 튜브(51, 52)에 가스를 공급하거나 배출시키는 조작은, 차량 내의 각종 센서 등으로부터 수집된 정보에 근거하여 제어부(57)에서 상황을 판단함으로써 선택적으로 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상하부 튜브(51, 52)에 가스를 공급하거나 배출시킴으로써 차고를 조절할 수 있는 동시에, 탑 마운트(31)의 스프링 레이트(spring rate)와 같은 특성을 조절할 수 있게 된다. 그러므로 상황에 따라 스프링 레이트를 제어함으로써 승차감을 향상시킬 수 있다. 즉, 스프링 레이트(단위: N/mm)는 입력한 힘의 양에 대한 변위량이므로, 예를 들어 스프링 레이트가 높으면 단단한 느낌을 가질 수 있다.
상술한 실시예에서는 상하부 튜브(51, 52)에 가스를 공급하거나 배출시키는 것으로 설명하고 있지만, 가스 이외에도 액체 등의 작동유체가 사용될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 차고 조절형 탑 마운트를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 현가장치를 차체측에 장착시키기 위한 장착 구조에 포함되는 탑 마운트를 개선하여 차고를 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있도록 한 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트가 제공된다.

Claims (5)

  1. 차체와 차축 사이에 설치되는 쇽업소버와, 이 쇽업소버의 외부에 설치되는 현가 스프링과, 상기 현가 스프링의 상부 및 하부를 지지하는 상부 및 하부 스프링 시트를 포함하는 차량용 현가장치에 있어서,
    상기 상부 스프링 시트는, 상기 쇽업소버의 피스톤 로드 상단을 차체 측에 결합시키기 위한 탑 마운트와, 상기 탑 마운트의 하부에 설치되는 베어링을 포함하며,
    상기 탑 마운트는, 차체 측에 결합되는 상부 및 하부 커버와, 상기 상부 및 하부 커버 사이에 개재되는 마운트 러버와, 상기 마운트 러버 내에 지지되어 상기 쇽업소버의 피스톤 로드가 결합되는 이너 러버와, 상기 마운트 러버 내부에 설치되어 상기 이너 러버의 높이를 조절하는 승강유닛을 포함하며,
    상기 승강유닛은, 상기 마운트 러버의 내부에 매설되는 원환형상의 상부 튜브 및 하부 튜브와, 상기 상부 튜브 및 하부 튜브의 사이에 위치되도록 상기 이너 러버에 일체로 고정되는 플레이트를 포함하며,
    상기 상부 튜브 및 하부 튜브에 작동유체가 선택적으로 공급 및 배출되어 상기 플레이트를 상하로 이동시킴으로써 상기 이너 러버의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강유닛은, 상기 상하부 튜브에 연결관을 통하여 각각 연결되어 있는 작동유체 공급수단과, 상기 연결관에 장착되어 개폐 조작됨에 따라 상기 연결관을 통하여 상기 상하부 튜브 내로 작동유체가 공급 및 배출되도록 하는 밸브들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 밸브들에 의해 상기 상하부 튜브에 작동유체를 공급하거나 배출시키는 조작은, 차량 내의 각종 센서로부터 수집된 정보에 근거하여 제어부에서 상황을 판단함으로써 선택적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 차고 조절형 탑 마운트.
  5. 삭제
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