KR101346165B1 - 운전석 서스펜션장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운송기계 또는 건설기계의 운전석 서스펜션장치에 관한 것으로서, 서로 다른 2개의 진동저감장치가 병렬연결되어 있는 제1, 제2, 제3 및 제4 서스펜션부재를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 서스펜션부재들은 운전석 시트프레임의 하부의 네 모서리 부근 또는 네 꼭지점 부근에 각각 독립적으로 설치되고, 상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 하나는 댐퍼이고, 상기 댐퍼의 상부는 상기 운전석 시트프레임의 하부에 힌지결합되고 하부는 베이스프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 하는 운전석 서스펜션장치를 제공한다.

서스펜션장치, 병렬연결, 독립적, 댐퍼, 구형 힌지결합

Description

운전석 서스펜션장치{Suspension System For Operator's Seat}

도 1은 종래의 수직방향 진동 및 충격흡수구조를 갖는 서스펜션장치의 측면도이고,

도 2는 종래의 수직 및 수평방향 진동 및 충격흡수구조를 갖는 서스펜션장치의 측면도이고,

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 측면 및 정면의 개략도이고,

도 4a와 4b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 댐퍼의 힌지결합부분의 확대도이고,

도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 측면 개략도이고,

도 6은 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 공기스프링 시스템의 개념도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 운전석 시트 2 : 시트 프레임

2a, 3a : 서스펜션부재 안착부 3 : 베이스 프레임

4 : X자형 링크 5, 15 : 수직방향 압축스프링

6, 16, 26 : 수직방향 댐퍼 7 : 수평방향 스프링

8 : 수평방향 댐퍼 9 : 롤링부재

10, 20 : 서스펜션부재 21 : 공기탱크

22 : 공기공급라인 23 : 조절밸브

25 : 공기스프링 31 : 반구형 홈

32 : 구형 힌지돌기 33 : 이탈방지 캡

34 : 수평운동반경 제한부재 34a : 이탈방지 공

본 발명은 운전석 서스펜션장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하 및 전후 좌우 등 다양한 방향으로 진동 및 충격을 저감시키기 위한 독립된 4개의 서스펜션부재를 포함하는 운전석 서스펜션장치에 관한 것이다.

굴삭기 등 건설중장비나 덤프트럭 등의 운송장비에서 운전석의 진동 및 충격을 줄이기 위한 장치로 시트 서스펜션장치가 사용되고 있다.

종래의 운전석 서스펜션장치로는 도 1에서 도시된 바와 같이 상하방향의 진동 및 충격을 저감시키기 위한 운전석 서스펜션장치가 있었다. 이러한 서스펜션장치는 X자형 링크(4)로 운전석의 시트프레임(2)과 그 하부의 베이스 프레임(3)에 힌진결합시켜 X형 링크(4)가 가이드를 따라 수평이동하도록 하여 소정의 범위내에서 상하운동하도록 하고 운전석을 지지하는 것이다.

그러나, 도 1에서와 같은 장치는 수직방향 외의 방향에 대한 진동저감 효과를 갖지 못하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 극복하기 위해 제안된 것이 도 2에서와 같이 수직방향 진동저감 서스펜션장치의 시트 프레임에 수평방향의 진동 및 충격을 저감시키는 서스펜션장치를 추가한 장치이다.

도 2에서와 같은 장치는 수직방향의 진동에 대해서는 도 1에서와 마찬가지로 작동하며 진동을 저감시키고, 수평방향 중 전후방향의 진동에 대해서는 시트프레임의 상부와 하부가 별개로 수평방향 스프링(7)과 수평방향 댐퍼(8)를 병렬연결하여 상부 시트프레임을 롤링부재(9)로 받쳐 전후방향으로 움직이도록 하고 상부 시트프레임의 전후방향 운동에 대해 상부 시트프레임과 하부시트프레임 사이에 설치된 수평방향 스프링(7)과 수평방향 댐퍼(8)로 그 진동 및 충격을 저감시키도록 하였다.

그러나 도 2에서와 같은 장치의 경우에도 수평방향의 진동 중 전후방향이 아닌 좌우방향으로의 진동 등 전후방향 이외의 수평진동에 대한 진동저감 효과를 가 질 수 없었다. 또한, 수평방향의 회전운동에 대한 진동저감 효과도 구비할 수 없었다. 특히, 굴삭기 등의 건설 중장비의 경우에는 좌우 수평방향의 진동 및 수평방향의 회전운동 등 다양한 방향으로 진동 및 충격이 전달되므로 종래의 기술로는 효과적인 진동 및 충격 저감을 기대하기가 힘들었다.

따라서, 본 발명은 이러한 상기의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 수직방향 및 전후방향뿐만 아니라 좌우 수평방향의 병진운동과 더 나아가 모든 수평방향의 병진운동 및 수평방향의 회전운동에 대한 진동 및 충격을 저감시킴으로써 운송기계 또는 건설기계의 운전자의 승차감을 개선하고자 한 것이다.

본 발명은 또한 고관절 결합구조와 같은 구형 힌지결합을 구비하도록 하여 좌우 수평방향의 병진운동과 더 나아가 모든 수평방향으로의 진동 및 충격에 대해 향상된 진동 및 충격 저감효과를 갖도록 하고자 한 것이다.

본 발명은 더구나 모든 수평방향의 진동저감과 더불어 공기스프링을 이용하여 운전자에 따라 운전석의 높이 조절이 가능한 서스펜션장치를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 게다가 모든 수평방향의 진동저감과 더불어 경사진 작업장에서의 작업시 경사에 따른 운전석의 높이조절이 가능하도록 한 서스펜션장치를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 운송기계 또는 건설기계의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 서로 다른 2개의 진동저감장치가 병렬연결되어 있는 제1, 제2, 제3 및 제4 서스펜션부재를 포함하고, 상기 제1 내지 제4 서스펜션부재들은 운전석 시트프레임의 하부의 네 모서리 부근 또는 네 꼭지점 부근에 각각 독립적으로 설치되고, 상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 하나는 댐퍼이고, 상기 댐퍼의 상부는 상기 운전석 시트프레임의 하부에 힌지결합되고 하부는 베이스프레임에 힌지결합된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 댐퍼의 상하부 힌지결합은 구형 힌지돌기와 반구형 홈의 힌지결합으로 이루어지고, 상기 구형 힌지돌기의 상기 반구형 홈으로부터의 이탈을 방지하기 위해 상기 구형 힌지돌기를 감싸는 이탈방지 캡을 구비한 것을 특징으로 한다.

게다가, 본 발명은 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 상하부 힌지결합 중의 하나 또는 양쪽 힌지결합 측에 상기 댐퍼의 기둥의 모든 수평방향의 운동 범위를 제한하기 위한 이탈방지 공이 구비된 수평운동반경 제한부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명은 상기의 운전석 서스펜션장치들에 있어서, 상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 나머지 하나는 수직방향 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 나머지 하나는 공기스프링인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 게다가, 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 공기스프링들로 공기공급라인을 통하여 공기를 공급하는 공기탱크를 더 포함하고, 상기 공기탱크의 공기 공급을 조절하는 조절밸브로 공기공급량을 조절하여 운전석의 높이를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 조절밸브는 상기 공기스프링 각각의 공기공급라인 상에 설치되고 상기 공기스프링별로 각각 높이 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 아래에 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예들을 가지고 더욱 상세하게 설명한다. 다양한 실시예에 따른 중복되는 부분의 설명은 가급적 생략 한다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 측면 및 정면 개략도이고, 도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 측면 개략도이다.

도 3에서 도시된 바와 같이 운전석 서스펜션장치는 우선, 서로 다른 2개의 진동저감장치(15, 16)가 병렬연결되어 있는 제1, 제2, 제3 및 제4 서스펜션부재(10)들을 포함하여 구성되어 있다. 도 3 및 도 5에서 도시된 바와 같이 상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 하나는 댐퍼(16, 26)이다. 댐퍼(16, 26)는 다른 하나의 진동저감장치인 탄성체에 전해지는 진동을 완충시키는 역할을 하게 된다. 상기 제1 내지 제4 서스펜션부재(10, 20)들은 운전석 시트(1)의 시트프레임(2)의 하부의 네 모서리 부근 또는 네 꼭지점 부근에 각각 독립적으로 설치되어 있다. 각각의 서스펜션부재(10, 20)는 시트프레임(2) 또는 베이스프레임(3)에 형성된 안착부(2a, 3a)에 결합되게 된다. 각각의 서스펜션부재(10, 20)의 댐퍼(16, 26)는 도 3 및 5에 도시되지 않았으나, 도 4에서 하나의 실시예로 도시된 것과 같이 힌지결합하고 있는데, 댐퍼(16, 26)의 상부는 상기 운전석 시트프레임(2)의 하부에 형성된 안착부(2a)의 일부에 힌지결합되고 하부는 베이스프레임(3)에 형성된 안착부(3a)의 일부에 힌지결합되어 있다.

이러한 서스펜션장치는 트럭 등의 운송기계 또는 굴삭기 등의 건설기계에 적용가능하고, 특히 장비의 움직임에 따라 수직방향의 진동뿐만 아니라 전후 좌우의 다양한 방향으로의 진동이 생기는 작업장에서의 장비의 운전석에 적용됨으로써 더욱 향상된 운전자의 작업에 대한 안정성과 승차감을 느끼게 할 수 있다.

댐퍼(16, 26)의 힌지결합은 수평방향에서 전후 및 좌우방향의 진동을 저감할 수 있도록 하여야 하므로, 도 4에 도시된 바와 같은 고관절 결합구조와 같은 구형 힌지결합이 가능하고, 그 이외에 도시되지 않았으나, 댐퍼(16, 26)의 상부가 힌지결합된 결합편이 시트프레임(2)의 안착부(2a)의 일부에서 전후 및 좌우 방향으로 가이드를 따라 또는 소정의 원형 홈내에서 슬라이딩되도록 형성될 수도 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 힌지결합되어지는 시트프레임의 안착부에 탄성적으로 변형될 수 있는 재질의 소재로 댐퍼의 힌지결합부분의 바로 밑 또는 바로 위의 기둥부분을 감싸도록 할 수도 있다.

도시되지 않았으나, 댐퍼(16, 26) 이외의 진동저감장치, 예컨대 압축 스프링(15) 또는 공기스프링(25)이 전후 및 좌우방향으로의 운동반경을 제한하기 위한 원통형의 구조물을 스프링의 상부 및 하부와 결합되는 시트프레임(2)과 베이스프레임(3)의 안착부(2a, 3a)에 각각 설치하고 상하의 원통형 구조물을 플렉시블한 호스 또는 관형상의 제품으로 중앙이 연결되도록 하여 그 내부에 스프링이 설치되도록 하여 운전석의 전후 및 좌우 방향으로의 운동반경을 제한할 수도 있다. 이러한 구 조물은 댐퍼(16, 26)에도 설치될 수도 있다.

도 4a와 4b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치에 있어서, 다른 하나의 실시예에 따라 결합되는 댐퍼의 힌지결합부분의 확대도이다.

도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 하나의 실시예는 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 댐퍼(16. 26)의 상하부 힌지결합은 구형 힌지돌기(32)와 반구형 홈(31)의 힌지결합으로 이루어진다. 반구형 홈(31)은 도 4a에서 도시된 바와 같이 안착부(2a, 3a)에 홈을 형성하여 형성될 수 있고, 또는 도 4b에서 보는 바와 같이 별도의 형상을 갖추어 안착부(2a, 3a)에 설치될 수도 있다. 도 4a와 4b에 도시된 바와 같이, 구형 힌지돌기(32)가 댐퍼(16, 26)의 상부 및/또는 하부일 수 있고, 또는, 도시되지 않았으나, 반대로 시트프레임(2) 및/또는 베이스프레임(3)의 안착부(2a, 3a)의 결합부분이 구형 힌지돌기(32)일 수도 있다. 도 4a 및 4b에서 도시된 바와 같이 구형 힌지돌기(32)가 전후 좌우 운동으로 반구형 홈(31)을 이탈하지 않도록 하기 위해 이탈방지 캡(33)을 구비한다. 이탈방지 캡(33)은 상기 구형 힌지돌기(32)를 감싸도록 하고 또한 도 4b에서 도시된 바와 같이 상기 반구형 홈(31)을 감싸거나 또는 도 4a에 도시된 바와 같이 반구형 홈(31)이 형성된 안착부(2a, 3a)에 결합고정되도록 할 수도 있다.

반구형 홈(31)은 완전한 반구형일 필요는 없고, 구형 힌지결합되어 소정의 수평방향 운동이 자유로울 정도로 열린 반구형에 가까운 형태이면 족하다.

도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 의하면, 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 댐퍼(16, 26)와 시트프레임(2) 및 베이스프레임(3)의 안착부와의 상기 상하부 힌지결합 중의 하나 또는 양쪽의 힌지결합 측에서 상기 댐퍼(16, 26)의 기둥이 시트(1)의 이동으로 모든 수평방향으로 기울어질 수 있는 운동 범위를 제한하기 위한 이탈방지 공(34a)이 구비된 수평운동반경 제한부재(34)가 구비된다. 댐퍼(16, 26) 기둥의 수평운동반경 제한부재(34)는 도시된 것과 같이 중앙에 이탈방지 공(34a)이 구비된 플레이트를 구비한 박스형상의 구조일 수 있고, 다양한 형상을 가질 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 또 다른 하나의 실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기의 운전석 서스펜션장치들에 있어서, 상기 각각의 서스펜션부재(10)를 구성하는 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 댐퍼(16)를 제외한 나머지 하나는 수직방향 압축스프링(15)이다.

도 5는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 측면 개략도이다.

바람직한 본 발명에 따른 또 다른 하나의 실시예는 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기의 운전석 서스펜션장치들에 있어서, 상기 각각의 서스펜션부재(20)를 구 성하는 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 댐퍼(26)를 제외한 나머지 하나는 공기스프링(25)으로 되어 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 운전석 서스펜션장치의 공기스프링 시스템의 개념도이다.

본 발명에 따른 또 다른 하나의 바람직한 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 공기스프링들(25)로 공기공급라인(22)을 통하여 공기를 공급하는 공기탱크(21)를 더 포함한다. 공기탱크(21)는 도 5에 도시된 바와 같이 베이스프레임(3) 내에 설치될 수 있고, 기타 다른 위치에도 설치 가능하다. 또한 도 6에 도시된 바와 같이 상기 공기탱크(21)의 공기 공급을 조절하는 조절밸브(23)로 공기공급량을 조절하여 운전석의 높이를 조절할 수 있다. 조절밸브(23)는 도 6에서 파선으로 도시된 바와 같이 공기탱크(21)의 전면부에 설치되어 한번에 4개의 공기스프링(25)의 공기압력을 조절할 수도 있다.

바람직한 본 발명에 따른 또 다른 하나의 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기의 운전석 서스펜션장치에 있어서, 상기 조절밸브(23)는 상기 공기스프링(25) 각각의 공기공급라인(22) 상에 설치되고 상기 공기스프링(25)별로 각각 높이 조절할 수도 있다.

각 공기스프링(25)별로 공기압을 조절하게 되면, 예컨대 경사진 작업장에서의 작업시 기울기 방향에 따라 기울어진 정도를 보상하기 위한 부위의 공기스프링(25)의 공기압을 더 높임으로써 더욱 향상된 승차감을 보장함과 동시에 진동 및 충격을 저감할 수 있는 서스펜션장치를 구비할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 아래의 도면 및 실시예에 따라 구체적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 아래에 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어져야 하고, 그 범위는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물을 포함한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따라 수직방향뿐만 아니라 모든 수평방향의 병진운동과 수평방향의 회전운동에 대한 진동 및 충격을 저감시킬 수 있게 되고 그에 따라 운송기계 또는 건설기계의 운전자의 승차감을 개선할 수 있게 되었다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 의하여 서스펜션부재의 댐퍼가 고관절 결합구조와 같은 구형 힌지결합을 구비하도록 하여 모든 수평방향으로의 진동 및 충격에 대해 향상된 진동 및 충격 저감효과를 구비하도록 할 수 있었다.

더구나 본 발명의 또 다른 실시예에 의하여 모든 수평방향의 진동저감과 더불어 공기스프링을 이용하여 운전자에 따라 운전석의 높이 조절이 가능한 서스펜션장치를 제공할 수 있게 되었다.

게다가 본 발명에 또 다른 실시예에 의하여 모든 수평방향의 진동저감과 더불어 경사진 작업장에서의 작업시 개별적으로 공기스프링의 공기압을 조절함으로써 경사에 따른 운전석의 높이조절이 가능한 서스펜션장치를 제공할 수 있게 되었다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 운송기계 또는 건설기계의 운전석 서스펜션장치에 적용되고,

   서로 다른 2개의 진동저감장치가 병렬연결되어 있는 제1, 제2, 제3 및 제4 서스펜션부재를 포함하고,

   상기 제1 내지 제4 서스펜션부재들은 운전석 시트프레임의 하부의 네 모서리 부근 또는 네 꼭지점 부근에 각각 독립적으로 설치되고,

   상기 서로 다른 2개의 진동저감장치 중의 하나는 댐퍼이고,

   상기 댐퍼의 상부는 상기 운전석 시트프레임의 하부에 힌지결합되고 상기 댐퍼의 하부는 베이스프레임에 힌지결합되는 운전석 서스펜션장치에 있어서:

   상기 댐퍼의 상하부 힌지결합은 구형 힌지돌기와 반구형 홈의 힌지결합으로 이루어지고, 상기 구형 힌지돌기의 상기 반구형 홈으로부터의 이탈을 방지하기 위해 상기 구형 힌지돌기를 감싸는 이탈방지 캡을 구비한 것을 특징으로 하는 운전석 서스펜션장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 상하부 힌지결합 중의 하나 또는 양쪽 힌지결합 측에 상기 댐퍼의 기둥의 모든 수평방향의 운동 범위를 제한하기 위한 이탈방지 공이 구비된 수평운동반경 제한부재가 구비된 것을 특징으로 하는 운전석 서스펜션장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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