KR102155661B1 - 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션을 개시된다. 개시된 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션은 차축과 차체 새시 사이에 배치되어 일단부가 차축에 결합되는 실린더와, 실린더에 구비되는 피스톤 로드를 구비하는 댐퍼유닛와, 피스톤 로드가 체결되도록 실린더와 결합되어 차체 새시에 고정되며, 에어노즐을 통해 내부로 완충에어가 선택적으로 공급되는 탑포트를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 댐퍼유닛과 조립되어 차량에 결합되는 탑포트를 고강도 강판 소재를 이용하여 프레스 가공을 통해 형성함으로써 탑포트의 기밀성과 내식성을 향상시킴은 물론 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션{AIR SUSPENSION FOR VEHICLE}
본 발명은 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼유닛과 조립되어 차량에 결합되는 탑포트를 고강도 강판 소재를 이용하여 프레스 가공을 통해 형성함으로써 탑포트의 기밀성과 내식성을 향상시킴은 물론 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 주행하고 있는 표면과 타이어의 접촉을 유지시키고, 주행중 발생하는 충격으로부터 차체를 보호하기 위한 서스펜션 시스템을 필요로 한다.
이러한 서스펜션 시스템은 차축(axle)과 차체 사이에서 차량의 주행시 노면으로부터 차축을 통해 전달되는 진동이나 충격을 흡수함과 더불어 차체의 밸런스가 유지되도록 하는 등의 기능을 수행하여 주행 안정성 및 승차감을 향상시킨다.
통상의 서스펜션 시스템은 충격을 흡수하는 서스펜션과, 바퀴의 작동을 제어하는 아암 및 링크 등을 포함하여 이루어지며, 외부 충격에 대한 완충작용을 수행하는 탄성 수단과, 이 탄성 수단의 진동을 감쇠하는 댐퍼 등으로 구성된다.
또한 서스펜션은 크게 코일스프링과 유압을 이용하는 방식으로 구분된다.
코일 스프링 방식의 서스펜션은 처음부터 완충 및 충격 흡수 정도가 스프링 상수 등에 의해 정해지기 때문에 노면 상태가 변해도 동일한 완충 성능을 가지므로, 노면 상태가 악조건일 때 제 기능을 수행하지 못하는 경우가 발생한다.
반면, 에어(공기) 서스펜션은 압축 공기의 탄력을 이용한 에어 스프링으로 차체를 떠받치는 방식으로, 에어 스프링의 공기 압력을 조절할 수 있기 때문에 승차 인원 또는 노면 상태에 따라 압력을 조절하여 언제나 부드러운 스프링 상태로 조정할 수 있으며, 이 때문에 승차감에 더욱 유리한 장점이 있다.
또한, 에어 서스펜션은 그 특성이 비선형적으로 거동하기 때문에 일정 온도에서 기체의 압력과 체적이 반비례하여 사람이나 화물을 적재하여 적재 중량이 클 때에는 공기가 압축되어 반발력이 강해지고, 적재 중량이 작아지면 다시 본래의 반발력으로 돌아오는 특성이 있다.
이러한 에어 서스펜션은 주로 대형 자동차에 이용되고 있으며, 더욱 향상된 승차감 달성을 위해 연구 개발이 꾸준히 진행되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 에어 서스펜션은 에어가 선택적으로 공급되도록 댐퍼의 피스톤 로드와 결합되는 탑포트의 기밀 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
한편, 국내 공개특허공보 제10-2018-0073902호(공개일:2018.07.03)에는 "차량용 에어 서스펜션 시스템"이 개시되어 있고, 등록특허 제10-1884912호(등록일:2018.07.27)에는 "차량용 에어 서스펜션 장치"가 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 댐퍼유닛과 조립되어 차량에 결합되는 탑포트를 고강도 강판 소재를 프레스 가공하여 형성함으로써 탑포트의 기밀성과 내식성을 향상시킴은 물론 내구성을 향상시킬 수 있는 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션은, 차축과 차체 새시 사이에 배치되어 일단부가 상기 차축에 결합되는 실린더와, 상기 실린더에 구비되는 피스톤 로드를 구비하는 댐퍼유닛과, 상기 피스톤 로드가 체결되도록 상기 실린더와 결합되어 상기 차체 새시에 고정되며, 에어노즐을 통해 내부로 완충에어가 선택적으로 공급되는 탑포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 탑포트는, 상기 탑포트는, 하면이 개방되는 원통형으로 형성되며, 상면 중앙부에 내부로 함몰 형성되어 상기 피스톤 로드가 결합되는 로드 체결홀이 형성되는 피스톤 결합부를 구비하는 메인캡부와, 상기 메인캡부의 상면에 결합되어 상기 새시에 결합하되는 연결볼트와, 상기 에어노즐이 결합되는 노즐 결합홀이 형성되어 상기 메인캡부의 하단부에 접합되는 원통 형상의 노즐결합부와, 상기 피스톤 로드가 관통하는 로드 관통구멍이 형성되어 상기 메인캡부의 내부에 위치하도록 상기 피스톤 결합부와 결합되며, 상기 피스톤 로드가 관통하는 스톱퍼가 고정되는 스톱퍼 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인캡부와 상기 노즐결합부 및 상기 스톱퍼 고정부 각각은 적어도 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재를 프레스로 가공하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인캡부는 상기 노즐결합부와 상기 스톱퍼 고정부가 용접에 의한 접합 방식으로 접합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션은 종래기술과는 달리 완충을 위한 공기가 선택적으로 공급되는 탑포트를 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재를 프레스 가공을 통해 형성하므로, 탑포트의 기밀성과 내식성을 향상시킴은 물론 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 부분 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 저면 사시도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 부분 절개 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션(100)은, 공압을 이용하여 차량에 가해지는 충격을 흡수 및 완충하도록 차량의 차축(도시생략)과 새시(도시생략) 사이에 설치된다.
이러한 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션(100)은 노면의 상태 및 차량의 무게 변화에 따라 공기가 선택적으로 공급되면서 압력이 조절되어 차량의 승차감을 향상시키게 된다.
이를 위하여 본 실시 예에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션(100)은 차축에 연결되는 댐퍼유닛(110)과, 완충을 위하여 댐퍼유닛(110)의 상단부에 결합되어 차체 새시에 결합되는 탑포트(120)를 포함한다. 이때, 탑포트(120)는 별도의 브래킷과 함께 차체 새시에 고정된다.
댐퍼유닛(110)은 차량에서 차축의 움직임에 따라 완충력을 제공한다. 이러한 댐퍼유닛(110)은 하단부가 차축에 결합되는 실린더(111)와, 실린더(111)에서 연장되어 탑포트(120)에 결합되는 피스톤 로드(113)를 포함한다. 더하여, 댐퍼유닛(110)은 에어 서스펜션(100)의 내부로 이물질이 침투되는 것이 방지되도록 롤링 튜브(115)에 의해 커버될 수도 있다.
이러한, 댐퍼유닛(110)은 피스톤 로드(113)가 너트를 통해 탑포트(120)에 결합된다.
탑포트(120)는 피스톤 로드(113)와 결합되어 차체 새시에 고정되며, 노면의 상태와 차량의 무게 변화에 따라 외부로부터 에어가 선택적으로 공급되면서 내부의 공압이 변화된다.
이러한 탑포트(120)는 내구성과 실링 효과가 향상되도록 메인캡부(121)와, 연결볼트(123)와, 노즐결합부(125)와, 스톱퍼 고정부(127)를 포함한다. 이때, 탑포트(120)는 메인캡부(121)에 연결볼트(123)와 노즐결합부(125) 및 스톱퍼 고정부(127)가 용접을 통해 접합된다.
메인캡부(121)는 하면이 개방된 원통형으로 형성되어 중앙부에 피스톤 로드(113)가 결합되며, 측면에 결합되는 에어노즐(129)을 통해 공기가 선택적으로 공급된다. 이러한, 메인캡부(121)는 상면에 연결볼트(123)가 접합되고, 하단부 외면에 노즐결합부(125)가 접합되고, 내부에 스톱퍼 고정부(127)가 접합된다.
또한, 메인캡부(121)는 상면 중앙부가 내부로 절곡되어 피스톤 결합부(121a)가 일체로 형성되고, 피스톤 결합부(121a)에 피스톤 로드(113)의 결합을 위한 로드 체결홀(121b)이 형성된다. 이때, 피스톤 결합부(121a)는 메인캡부(121)의 내부로 절곡되는 수직부(121a')와 수직부(121a')에서 수평으로 절곡되는 수평부(121a'')로 이루어지며, 수평부(121a'')에 로드 체결홀(121b)이 형성된다.
이처럼 메인캡부(121)에 피스톤 결합부(121a)를 내측으로 절곡 형성하는 것은 피스톤 로드(113)가 메인캡부(121)의 외부로 노출되는 것을 방지하고, 로드 체결홀(121b)을 커버하기 위함이다. 피스톤 결합부(121a)에는 밀폐커버(121c)가 삽입되어 로드 체결홀(121b)을 밀폐하게 된다.
피스톤 결합부(121a)의 수직부(121a')와 수평부(121a'')의 절곡부에는 강성보강을 위한 보강돌부(121d)가 돌출 형성된다.
한편, 메인캡부(121)의 상면에는 연결볼트(123)의 헤드가 안착되어 접합되는 접합홈부(121e)가 형성된다.
본 실시 예에 따른 메인캡부(121)는 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재를 적어도 3번 이상의 프레스 가공 공정을 진행함에 따라 형성된다.
연결볼트(123)는 헤드가 접합홈부(121e)에 삽입되어 용접을 통해 메인캡부(121)에 접합된다. 이러한 연결볼트(123)는 차체 새시에 결합될 수 있다.
노즐결합부(125)는 원통 형상으로 형성되어 상단부 내면이 메인캡부(121)의 외면에 접촉되어 용접 및 솔더링을 통해 접합된다. 이러한 노즐결합부(125)는 측면에 에어노즐(129)이 결합되는 노즐 결합홀(125a)이 형성된다.
본 실시 예에 따른 노즐결합부(125)는 메인캡부(121)와 동일한 재질의 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재에 의해 제작되며, 적어도 2번 이상의 프레스 가공 공정을 통해 형성된다.
스톱퍼 고정부(127)는 피스톤 로드(113)와 실린더(111)를 보호하기 위한 스톱퍼(117)가 결합되도록 하면이 개방되는 원통형으로 형성된다. 이때, 스톱퍼(117)는 합성수지에 의해 형성되며, 중앙부로 피스톤 로드(113)가 관통하게 된다.
이러한 스톱퍼 고정부(127)는 중앙부에 피스톤 로드(113)가 관통하는 로드 관통구멍(127a)이 형성되어 상면이 피스톤 결합부(121a)의 수평부(121a'') 하면에 접합되며, 내부에 스톱퍼(117)의 상단부가 삽입되어 고정된다. 여기서 스톱퍼 고정부(127)는 피스톤 결합부(121a)에 용접 방식을 통해 접합된다.
본 실시 예에 따른 스톱퍼 고정부(127) 또한 메인캡부(121)와 동일한 재질인 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재에 의해 제작되며, 적어도 2번 이상의 프레스 가공 공정을 거쳐 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션(100)은 탑포트(120)의 메인캡부(121)와 노즐결합부(125)와 스톱퍼 고정부(127)를 강도가 400MPa 이상인 고강도 강판 소재를 프레스 가공하여 형성하게 되므로, 탑포트(120)의 기밀성과 내식성은 물론 중량을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 차량용 에어 서스펜션 110 : 댐퍼유닛
111 : 실린더 113 : 피스톤 로드
115 : 롤링튜브 117 : 스톱퍼
120 : 탑포트 121 : 메인캡부
121a : 피스톤 결합부 121b : 로드 체결홀
121c : 밀폐커버 121d : 보강돌부
121e : 접합홈부 123 : 연결볼트
125 : 노즐결합부 125a : 노즐 결합홀
127 : 스톱퍼 고정부 127a : 로드 관통구멍
129 : 에어노즐

Claims (3)

  1. 차축과 차체 새시 사이에 배치되어 일단부가 상기 차축에 결합되는 실린더와, 상기 실린더에 구비되는 피스톤 로드를 구비하는 댐퍼유닛; 및 상기 피스톤 로드가 체결되도록 상기 실린더와 결합되어 상기 차체 새시에 고정되며, 에어노즐을 통해 내부로 완충에어가 선택적으로 공급되는 탑포트;를 포함하며,
    상기 탑포트는, 하면이 개방되는 원통형으로 형성되며, 상면 중앙부가 내부로 절곡되어 피스톤 결합부가 형성되고, 상기 피스톤 결합부에 상기 피스톤 로드가 결합되는 로드 체결홀이 형성되는 메인캡부; 상기 메인캡부의 상면에 결합되어 상기 새시에 결합하되는 연결볼트; 상기 에어노즐이 결합되는 노즐 결합홀이 형성되어 상기 메인캡부의 하단부에 접합되는 원통 형상의 노즐결합부; 및 상기 피스톤 로드가 관통하는 로드 관통구멍이 형성되어 상기 메인캡부의 내부에 위치하도록 상기 피스톤 결합부와 결합되며, 상기 피스톤 로드가 관통하는 스톱퍼가 고정되는 스톱퍼 고정부;를 포함하고,
    상기 피스톤 결합부의 수직부와 수평부의 절곡부에는 강성보강을 위한 보강돌부가 돌출 형성되고,
    상기 메인캡부와 상기 노즐결합부 및 상기 스톱퍼 고정부는 고강도 강판 소재를 프레스 가공하는 공정을 통해 각각 형성되며, 상기 메인캡부에 상기 노즐결합부와 상기 스톱퍼 고정부가 용접에 의한 접합 방식으로 접합되는 것을 특징으로 하는 탑포트를 구비하는 차량용 에어 서스펜션.
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