KR101165048B1

KR101165048B1 - 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조

Info

Publication number: KR101165048B1
Application number: KR1020070101501A
Authority: KR
Inventors: 류기팔
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2012-07-13
Also published as: KR20090036358A

Abstract

본 발명은 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조에 관한 것으로, 공기 스프링의 에어 피스톤 내의 공간을 이용하여 공기 스프링의 내부 체적을 변화시킬 수 있도록 구성된 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 공기 현가장치에서 상하단부가 각각 캐니스터 및 에어 피스톤에 고정되는 에어 슬리브의 내부에 압축공기가 저장되어 이루어지는 공기 스프링의 스프링 상수를 조절하기 위한 구조로서, 상기 에어 피스톤의 내부 공간에 체적이 서로 다른 적어도 2개의 체적부들이 분할 형성되되 상기 에어 슬리브 내의 공간에 선택적으로 연통하도록 구성되어 있다.

에어 슬리브, 캐니스터, 에어 피스톤, 격벽, 포핏형 조절판, 오리피스

Description

공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조 {STRUCTURE FOR ADJUSTING SPRING CONSTANT IN AIR SUSPENSION}

본 발명은 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 현가장치에서 캐니스터 및 에어 피스톤에 고정된 에어 슬리브의 내부에 압축공기가 저장되어 이루어지는 공기 스프링의 스프링 상수를 조절하기 위한 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 노면으로부터의 충격을 흡수하여 승차감을 좋게 하면서 주행 안정성과 선회 특성이 향상되도록 하기 위해 구비되는 것으로서, 최근에는 공기를 이용하는 공기 현가장치가 사용되고 있다.

이러한 공기 현가장치는 압축공기의 탄성을 이용하는 공기 스프링을 사용하기 때문에 미세진동까지 흡수하면서 유연한 탄성을 얻을 수 있어 승차감이 뛰어나고, 압축공기압을 조절하는 것에 의해 하중에 관계없이 차고까지 일정하게 유지시킬 수 있다. 공기 현가장치는, 일차적으로 직접적인 충격은 유압을 이용하는 쇽업소버에 의해 흡수하고, 쇽업소버의 단점인 미세 진동이나 감쇠력의 급격한 작용 등은 공기 스프링에 의해 상쇄되고 보완할 수 있다.

이러한 공기 현가 장치는 노면 상태, 주행 상태 등에 따라 자동차의 승차감이나 조종 안정성을 향상시키기 위해 공기 스프링의 스프링 상수가 적절하게 조절될 필요성이 있다. 예를 들어, 통상적인 주행시에는 노면의 요철에 의한 진동을 충분히 흡수하여 승차감을 향상시키기 위해 공기 스프링의 스프링 상수를 낮게 할 필요성이 있고, 선회, 가속, 제동, 고속 주행시 등에 있어서는 차체의 자세 변화를 억제하여 조종 안정성을 향상시키기 위해 공기 스프링의 스프링 상수를 높일 필요성이 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 필요성을 충족시키고자 창안된 것으로서, 공기 스프링의 에어 피스톤 내의 공간을 이용하여 공기 스프링의 내부 체적을 변화시킬 수 있도록 구성된 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 공기 현가장치에서 상하단부가 각각 캐니스터 및 에어 피스톤에 고정되는 에어 슬리브의 내부에 압축공기가 저장되어 이루어지는 공기 스프링의 스프링 상수를 조절하기 위한 구조로서, 상기 에어 피스톤의 내부 공간에 체적이 서로 다른 적어도 2개의 체적부들이 분할 형성되되 상기 에어 슬리브 내의 공간에 선택적으로 연통하도록 구성되어 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조에 의하면, 에어 피스톤 내부의 공간을 체적이 서로 다른 체적부들로 분할 형성하여 에어 슬리브 내의 공간에 선택적으로 연통시켜 공기 스프링의 상수를 조절할 수 있으므로, 공기 스프링의 상수를 다양하게 만들어 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 공기 현가장치(1)의 스프링 상수 조절 구조는 상하단부가 각각 캐니스터(20) 및 에어 피스톤(30)에 고정되는 에어 슬리브(10)의 내부에 압축공기가 저장되어 이루어지는 공기 스프링의 스프링 상수를 조절하기 위한 구조로서, 에어 피스톤(30)의 내부 공간에 체적이 서로 다른 적어도 2개의 체적부들이 분할 형성되고, 이 에어 피스톤(30)의 체적부들이 에어 슬리브(10) 내의 공간에 선택적으로 연통하도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 체적부들이 3개의 체적부(V₁, V₂, V₃)들로 구성되는 것으로 예시하고 있다. 여기에서, 체적부(V₁)는 체적부(V₂)와 동일하고, 체적부(V₃)는 체적부(V₁ 또는 V₂) 보다 체적이 작은 것으로 예시되어 있다.

에어 피스톤(30)은 상부가 개방되고 하부가 막힌 중공 원통체로서, 에어 피스톤(30)의 막힌 하부의 중심에는 중심 관통공(31)이 형성되어 있다.

체적부(V₁, V₂, V₃)들은 원판형 격벽(41)과 중공 원통형 격벽(43)과 사각판형 격벽(45)들에 의해 구획 형성된다.

원판형 격벽(41)은 에어 피스톤(30)의 개방된 상부를 막도록 설치되어 있으며, 그 중심에 중심 구멍(41a)이 형성되어 있다.

중공 원통형 격벽(43)은 원판형 격벽(41)의 중심 구멍(41a)의 둘레의 저면과 에어 피스톤(30)의 막힌 하부의 중심 관통공(31)의 둘레의 상면 사이에 설치된다.

사각판형 격벽(45)은 에어 피스톤(30)과 원판형 격벽(41)과 중공 원통형 격벽(43) 사이에 설치된다.

원판형 격벽(41)에서 사각판형 격벽(45)들의 사이 부분에는 각각 오리피스(41b)가 형성되어 있다.

또한, 에어 피스톤(30)의 막힌 하부의 중심 관통공(31)과 원판형 격벽(41)의 중심 구멍(41a)과 중공 원통형 격벽(43) 내에는, 원판형 격벽(41)의 오리피스(41b)에 대응하는 적어도 하나의 오리피스(51a)가 원판(51)에 형성된 포핏형 조절판(50)의 기둥(53)이 밀봉적으로 회전가능하게 삽입되어 있다. 본 실시예에서는 포핏형 조절판(50)의 원판(51)에 오리피스(51a)가 2개 형성된 것으로 예시하고 있다. 또한, 포핏형 조절판(50)의 원판(51)에 오리피스(51a)는 원판형 격벽(41)의 오리피스(41b) 보다 직경이 약간 작은 것으로 예시되어 있다.

포핏형 조절판(50)의 기둥(53)의 말단은 에어 피스톤(30)의 막힌 하부의 중심 관통공(31)의 외부로 돌출되어 있다.

이렇게 에어 피스톤(30)의 막힌 하부의 중심 관통공(31)의 외부로 돌출된 포핏형 조절판(50)의 기둥(53)의 말단에는, 회전 손잡이(55)가 설치된다.

이 회전 손잡이(55)에는 회전축(61)에 의해 모터(60)가 연결될 수도 있다. 모터(60)에 의해 자동으로 포핏형 조절판(50)을 회전시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공기 현가장치(1)의 스프링 상수 조절 구조에 의해 공기 스프링의 스프링 상수를 조절할 때, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 포핏형 조절판(50)을 회전시켜서 포핏형 조절판(50)의 원판(51)의 2개의 오리피스(51a)들이 원판형 격벽(41)의 3개의 오리피스(41b) 중 체적부(V₁, V₂)들의 오리피스(41b)들과 일치시키면, 공기 스프링의 스프링 상수는 도 5의 V₁ ＋ V₂ 의 특성을 갖고, 도 4에 도시된 바와 같이, 포핏형 조절판(50)을 회전시켜서 포핏형 조절판(50)의 원판(51)의 2개의 오리피스(51a)들이 원판형 격벽(41)의 3개의 오리피스(41b) 중 체적부(V₁, V₃)들의 오리피스(41b)들과 일치시키면, 공기 스프링의 스프링 상수는 도 5의 V₁ ＋ V₃ 의 특성을 갖도록 조절된다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조의 단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선을 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B 선을 따른 단면도이다.

도 4는 도 2의 유사한 도면으로서 포핏형 조절판을 회전시켜 조절한 상태를 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조에 따라 조절되는 스프링 상수의 특성을 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 에어 슬리브 20 : 캐니스터

30 : 에어 피스톤 41 : 원판형 격벽

41b : 오리피스 43 : 중공 원통형 격벽

45 : 사각판형 격벽 50 : 포핏형 조절판

51 : 원판 51a : 오리피스

53 : 기둥 53 : 회전 손잡이

60 : 모터

Claims

공기 현가장치에서 상하단부가 각각 캐니스터 및 에어 피스톤에 고정되는 에어 슬리브의 내부에 압축공기가 저장되어 이루어지는 공기 스프링의 스프링 상수를 조절하기 위한 구조로서,

상기 에어 피스톤의 내부 공간에 체적이 서로 다른 적어도 2개의 체적부들이 분할 형성되되 상기 에어 슬리브 내의 공간에 선택적으로 연통하도록 구성되며,

상기 에어 피스톤은 상부가 개방되고 하부가 막힌 중공 원통체이고,

상기 에어 피스톤의 막힌 하부의 중심에는 중심 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 체적부들은, 상기 에어 피스톤의 개방된 상부를 막도록 설치되되 중심에 중심 구멍이 형성된 원판형 격벽; 상기 원판형 격벽의 중심 구멍의 둘레의 저면과 상기 에어 피스톤의 막힌 하부의 중심 관통공의 둘레의 상면 사이에 설치되는 중공 원통형 격벽; 및 상기 에어 피스톤과 상기 원판형 격벽과 상기 중공 원통형 격벽 사이에 설치되는 복수의 사각판형 격벽들에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조.
청구항 2에 있어서,

상기 원판형 격벽에서 상기 사각판형 격벽들의 사이 부분에는 각각 오리피스가 형성되고,

상기 에어 피스톤의 막힌 하부의 중심 관통공과 상기 원판형 격벽의 중심 구멍과 상기 중공 원통형 격벽 내에는, 상기 원판형 격벽의 오리피스와 일치하는 적어도 하나의 오리피스가 원판에 형성된 포핏형 조절판의 기둥이 밀봉적으로 회전가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조.
청구항 3에 있어서,

상기 포핏형 조절판의 기둥의 말단은 상기 에어 피스톤의 막힌 하부의 중심 관통공의 외부로 돌출되고,

상기 에어 피스톤의 막힌 하부의 중심 관통공의 외부로 돌출된 상기 포핏형 조절판의 기둥의 말단에는, 회전 손잡이가 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치의 스프링 상수 조절 구조.
청구항 4에 있어서,

상기 회전 손잡이에는 모터가 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치의 에어 슬리브 고정 구조.