KR102320225B1 - 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션 - Google Patents

전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션 Download PDF

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KR102320225B1 KR1020200109481A KR20200109481A KR102320225B1 KR 102320225 B1 KR102320225 B1 KR 102320225B1 KR 1020200109481 A KR1020200109481 A KR 1020200109481A KR 20200109481 A KR20200109481 A KR 20200109481A KR 102320225 B1 KR102320225 B1 KR 102320225B1
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Abstract

본 발명은 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션에 관한 것으로서, 차체에 고정되는 상부마운트(10); 상부마운트(10)에 결합되는 필로우볼(20); 필로우볼(20)에 실린더(301)의 상단부가 결합되어 실린더(301)가 승강 가능케 역립식으로 되는 쇽업소버(30); 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303)가 상부에 나사 결합되고, 하부는 차량의 프런트너클에 결합되는 하부마운트(40); 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 하부를 지지하면서 에어스프링(80) 내부의 공기압 조절이 가능케 하는 스프링시트(50); 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 스프링시트(50)를 지지하는 제1스러스트베어링(60); 실린더(301)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 상부를 지지하는 어퍼캡(70); 스프링시트(50)와 어퍼캡(70) 사이에 설치되어 스프링시트(50)의 공기통로(504)를 통해 주입되는 압축공기량의 조절을 통해 높이가 조절되는 에어스프링(80); 을 포함한다.
본 발명에 따르면, 에어스프링(80)의 전장 및 쇽업소버(30)의 감쇠력의 조절이 가능할 뿐만 아니라, 에어스프링(80)의 비틀림 부하 발생을 억제하여 에어스프링(80)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션{length and attenuation adjustable inverted air suspension}
본 발명은 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어스프링의 전장 및 쇽업소버의 감쇠력의 조절이 가능할 뿐만 아니라, 에어스프링의 비틀림 부하 발생을 억제하여 에어스프링의 손상을 방지할 수 있게 한 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션에 관한 것이다.
차량의 서스펜션(‘현가장치’라고도 함)은 차체와 차축 사이에 설치되어 차체의 중량을 지지하면서 주행 중 발생되는 진동이나 충격을 흡수하여 차체 및 운전자에게로 전달되는 진동이나 충격을 완화함으로써, 승차감 및 주행 안정성을 향상시키기 위한 장치이다.
근래의 차량용 서스펜션의 가장 일반적인 형태는 코일스프링과 쇽업소버(‘댐퍼’라고도 함)를 중심으로 이것을 지지하는 컨트롤 암(Control Arm), 링크(Link), 로드(Rod)를 연결하는 볼 조인트와 부시 등이 주요 구성부품이며, 코일스프링과 쇽업소버의 상호 보완작용을 통하여 향상된 승차감과 주행 안정성을 제공하게 된다.
그러나, 코일스프링과 쇽업소버를 이용한 서스펜션의 경우, 스프링강으로 만들어지는 코일스프링의 특성상 전장이나 감쇠력 등 서스펜션의 특성을 자유롭게 바꿀 수 없고, 적재하중의 변화나 탑승자 수의 변화에 따라 승차감 및 주행 안정성의 변화가 큰 단점이 있다.
이러한 코일 스프링식 서스펜션의 문제점을 해소하기 위하여 코일스프링 대신 에어스프링과 쇽업소버로 구성된 에어서스펜션이 개발되어 승차감 및 주행 안정성을 특히 중요시하는 고급차 뿐만 아니라, 중량 화물의 적재가 필요한 대형차나 레커차 등에 적용되고 있다.
에어서스펜션은 압축공기의 탄력성을 이용하기 위하여 에어스프링과 쇽업소버가 조합된 것으로서, 일반적으로 자동차의 전륜에 적용되는 에어서스펜션은 협소한 설치공간을 고려하여 에어스프링과 쇽업소버가 조립되어 하나의 구조체를 형성하도록 구성되고, 자동차의 후륜에 적용되는 에어서스펜션은 에어스프링과 쇽업소버가 각각 설치된다.
따라서, 에어서스펜션은 에어스프링 내부에 충진되는 압축공기량을 조절함으로써 차의 높이를 조절할 수 있게 되어 승용차의 경우에, 탑승자 수의 변화와 관계없이 일정한 승차감을 유지할 수 있게 된다.
또한, 화물차나 레커차와 같은 특장차의 경우에, 적재 상태에 따라 전후 차고의 높이가 달라지더라도 에어서스펜션의 전장 조절을 통해 전후 차고의 높이 편차를 줄여 주행 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 에어서스펜션은 에어스프링의 진동 감쇠를 통해 작은 진동도 흡수할 수 있어 승차감이 탁월하고, 차량 주행 중 발생하는 노면 소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 고속주행 시 차고를 낮추어 공기저항을 줄임으로써 연료를 절감할 수 있는 효과도 있다.
그런데 도 1에서 도시한 바와 같이 종래의 에어서스펜션은 상부마운트(M)가 댐퍼(100)의 피스톤로드(120)와 에어스프링(300)의 상부베이스(330)를 차체 측에 고정하고, 에어스프링(300)의 하부베이스(310)는 코일스프링부(200)의 상측에 지지되되, 코일스프링부(200)의 하측은 댐퍼(100)에 지지됨으로써 차체의 하중을 댐퍼(100) 및 에어스프링부(300)와 같이 지지하게 된다.
따라서 종래의 에어서스펜션은 차량의 주행 과정에서 차체가 내려앉는 범프(bump)와 반대로 차체가 떠오르는 리바운드(rebound) 현상이 반복적으로 발생하는 과정에서 하부베이스(310)가 코일스프링부(200)에서 순간적으로 이탈하는 현상이 발생하는 단점이 있다.
또한, 차량의 주행 조타 시, 에어스프링에 가해지는 상하 운동과 쇽업소버의 비틀림 회전으로 인하여, 에어스프링(300)에 비틀림 부하가 발생하면서, 에어스프링이 손상되는 사례가 빈번한 단점도 있다.
또한, 종래의 에어서스펜션을 레커차에 적용하는 경우에, 레커차가 차를 견인하는 과정에서 견인되는 차량의 하중에 의해 레커차의 뒤쪽으로 하중이 많이 실리면서 레커차의 앞쪽이 들리는 현상이 발생하게 되는데, 종래의 에어서스펜션은 댐퍼(100)의 피스톤로드(120)가 상부마운트(M)에 고정됨으로써 캠버의 변형을 유발하여 조향 안정성이 저하되는 단점도 있다.
또한, 종래의 에어서스펜션은 쇽업소버의 감쇠력조절 없이 에어스프링 내부에 주입되는 공기의 압력으로만 차고 및 감쇠력이 조절됨으로써 승차감과 주행감을 운전자의 취향에 맞게 조절할 수 없는 단점도 있다.
등록특허공보 제10-1884912호
상술한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위하여 본 발명은 에어스프링의 전장 및 쇽업소버의 감쇠력의 조절이 가능케 한 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 에어스프링의 비틀림 부하 발생을 억제할 수 있게 한 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 운전자가 캠버 및 캐스터를 선택적으로 조절할 수 있게 한 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적의 달성을 위하여 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션은,
차체에 고정되는 상부마운트(10);
상기 상부마운트(10)에 결합되는 필로우볼(20);
상기 필로우볼(20)에 실린더(301)의 상단부가 결합되어 실린더(301)가 승강 가능케 역립식으로 되는 쇽업소버(30);
상기 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303)가 상부에 나사 결합되고, 하부는 차량의 프런트너클에 결합되는 하부마운트(40);
상기 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 하부를 지지하면서 에어스프링(80) 내부의 공기압 조절이 가능케 하는 스프링시트(50);
상기 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 스프링시트(50)를 지지하는 제1스러스트베어링(60);
상기 실린더(301)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 상부를 지지하는 어퍼캡(70);
상기 스프링시트(50)와 어퍼캡(70) 사이에 설치되어 스프링시트(50)의 공기통로(504)를 통해 주입되는 압축공기량의 조절을 통해 높이가 조절되는 에어스프링(80); 을 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 쇽업소버(30)는,
상단부가 필로우볼(20)의 볼베어링(202c)을 관통하여 고정볼트(101)에 의해 필로우볼(20)과 결합되는 실린더(301);
상기 실린더(301) 내부에 설치되되, 피스톤로드(302a)는 실린더(301)의 하방으로 돌출되고, 피스톤로드(302a)의 하단부는 아웃튜브(303)의 하단부 중앙에서 하방으로 돌출되게 고정되는 피스톤(302);
상기 하부마운트(40)에 결합되어 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 스프링시트(50)는,
상기 아웃튜브(303)의 상단부가 결합되는 제1결합공(501);
상기 제1결합공(501)의 내주면에 형성된 제1오링설치홈(502);
상기 에어스프링(80)의 하부에 결합되게 상단부에서 상방으로 돌출 형성된 제1결합돌부(503);
상기 에어스프링(80)의 내부로 압축공기의 공급하거나, 내부의 압축공기가 배출되게 일측에 형성된 공기통로(504);
상기 제1스러스트베어링(60)이 삽입 설치되게 저면에 형성된 제1베어링설치홈(505); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 어퍼캡(70)은,
상기 실린더(301)의 상단부가 결합되는 제2결합공(701);
상기 제2결합공(701)의 내주면에 형성된 제2오링설치홈(702);
상기 에어스프링(80)의 상부에 결합되게 하단부에서 하방으로 돌출 형성된 제2결합돌부(703); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 필로우볼(20)과 어퍼캡(70) 간에 제2스러스트베어링(90); 이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 에어스프링에 주입되는 압축공기량의 조절을 통해 에어스프링의 전장을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 쇽업소버의 감쇠력도 동시에 조절 가능케 됨으로써 차고뿐만 아니라, 승차감과 주행감을 운전자의 취향에 맞게 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1스러스트베어링이 적용된 스프링시트를 구비하여 차량의 주행 조타 시, 에어스프링의 비틀림 부하 발생을 억제함으로써 에어스프링의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차체에 고정되는 상부마운트에 필로우볼을 적용하여 캠버 및 캐스터의 변화를 허용함으로써 조향을 위한 스티어링 조작 시 응답성이 향상될 뿐만 아니라, 주행 중 차량의 지오메트리 변화를 억제하여 주행 안정성이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 에어서스펜션 구조를 나타낸 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 사시도.
도 3은 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 단면 예시도.
도 5는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 에어스프링의 공기압 조절 상태를 나타낸 단면 예시도.
도 6은 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 제2 실시 예에 따른 단면 예시도.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는" 과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 2는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 사시도이고, 도 3은 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 단면 예시도이고, 도 5는 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 한 실시 예에 따른 에어스프링의 공기압 조절 상태를 나타낸 단면 예시도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
본 발병의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션은 에어스프링(80)의 전장 및 쇽업소버(30)의 감쇠력의 조절이 가능케 하고, 에어스프링(80)의 비틀림 부하 발생을 억제할 수 있도록 상부마운트(10), 필로우볼(20), 쇽업소버(30), 하부마운트(40), 스프링시트(50), 제1스러스트베어링(60), 어퍼캡(70), 에어스프링(80)을 포함한다.
상기 상부마운트(10)는 금속재로 되어 차체에 고정되되, 필로우볼(20)을 이용한 캠버의 조절이 가능하도록 고정볼트(101), 조절공, 제1관통공(103)을 포함한다.
상기 고정볼트(101)는 상부마운트(10)의 상면에서 상방으로 돌출되게 일체로 형성되어 차체(B)의 마운트하우스에 형성된 결합공에 끼워져 볼트너트 체결방식으로 고정된다.
상기 조절장공(102)은 상부마운트(10)의 중앙에서 소정 길이로 형성된다.
상기 제1관통공(103)은 조절장공(102)의 양측에 형성되어 제1관통공(103)으로 투입되는 조절볼트(201c)에 의해 상부마운트(10) 하부에 필로우볼(20)이 결합된다.
상기 필로우볼(20)은 상부마운트(10)의 하부에 결합되되, 차체와 차축이 서스펜션에 의해 결합된 상태에서 차량 바퀴의 캠버 조절이 가능하도록 하우징(201), 플레이트(202), 볼베어링(202c), 커버(204)를 포함한다.
상기 하우징(201)은 상부마운트(10)와 플레이트(202) 간에 설치되되, 볼베어링(202c)이 안착되면서 직선 방향으로 이동 가능하도록 베어링설치부(201a), 안내장공(201b)을 포함한다.
상기 베어링설치부(201a)는 하우징(201)의 중앙부에서 하방으로 돌출 형성되어 그 내부에 볼베어링(202c)이 안착 설치되되 내주면 상단에는 걸림턱이 형성되어 내부에 설치되는 볼베어링(202c)이 상방으로 이탈하는 것이 방지된다.
상기 안내장공(201b)은 베어링설치부(201a)의 양측에 한 쌍이 형성되어 상부마운트(10)의 제1관통공(103)으로 투입되는 조절볼트(201c)가 관통함으로써 조절볼트(201c)가 가이드가 되어 하우징(201)이 직선 방향으로 이동 가능케 된다.
따라서 필로우볼(20)이 상부마운트(10)의 하부에 결합된 상태에서도 조절볼트(201c)에 의한 간섭 없이 캠버의 조절이 가능케 된다.
상기 플레이트(202)는 금속재로 되어 하우징(201) 하부에서 상부마운트(10)와 결합되되 상부마운트(10)와 플레이트(202) 간에 설치되는 하우징(201)이 직선 방향으로 이동 가능하도록 작동장공(202a), 체결공(202b)을 포함한다.
상기 작동장공(202a)은 플레이트(202)의 중앙에서 소정 길이로 형성되되, 하우징(201)의 베어링설치부(201a)가 작동장공(202a)을 따라 이동 가능하도록 작동장공(202a)의 내경은 베어링설치부(201a)의 외경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.
아울러, 작동장공(202a)은 상부마운트(10)의 중앙에서 소정 길이의 장공 형태로 형성된 조절장공(102)과 평행한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 체결공(202b)은 작동장공(202a)의 양측에 형성되되, 상부마운트(10)에 형성된 제1관통공(103)과 중심이 일치하게 형성되어 제1관통공(103)으로 투입되는 조절볼트(201c)가 체결됨으로써 플레이트(202)가 하우징(201) 하부에서 상부마운트(10)와 결합된다.
상기 볼베어링(202c)은 실린더(301)의 상단부에 결합되어 하우징(201)의 베어링설치부(201a) 내부에 설치된다.
상기 커버(204)는 중앙에 제2관통공(204a)이 형성되고, 내주면에는 암나사부가 형성되어 베어링설치부(201a)의 외주면에 형성된 수나사부에 나사 결합됨으로써 베어링설치부(201a) 내부에 설치되는 볼베어링(202c)이 하방으로 이탈되는 것이 방지된다.
상기 쇽업소버(30)는 필로우볼(20)에 실린더(301)의 상단부가 결합되어 실린더(301)가 승강 가능케 역립식으로 되도록 실린더(301), 피스톤(302), 아웃튜브(303)를 포함한다.
상기 실린더(301)는 상단부에 필로우볼(20)의 볼베어링(202c)이 결합된다.
상기 피스톤(302)은 실린더(301) 내부에 설치되고, 피스톤로드(302a)는 실린더(301)의 하방으로 돌출되되, 피스톤로드(302a)의 하단부는 아웃튜브(303)의 하단부 중앙에서 하방으로 돌출되게 고정된다.
이때, 아웃튜브(303)의 하방으로 돌출된 피스톤로드(302a)의 하단부에는 감쇠력조절부(302b)가 구비된다.
상기 감쇠력조절부(302b)는 실린더(301) 내부에 충진되는 댐퍼오일이 피스톤로드(302a)의 중공부를 통해 유동될 때, 피스톤로드(302a)의 내부에 나사 결합된 유량조절핀의 위치 조절을 통해 중공부를 통해 유동되는 오일량을 조절함으로써 쇽업소버(30)의 감쇠력을 조절할 수 있게 된다.
감쇠력조절부(302b)의 구성은 본 발명의 기술 분야에서 주지된바 그에 대한 도면의 도시는 생략한다.
상기 아웃튜브(303)는 실린더(301)의 승강을 안내하도록 실린더(301)의 외경보다 큰 내경을 가진 관체로 되되, 외주면에는 수나사부가 형성되어 하부마운트(40)의 암나사부에 나사 결합되며, 실린더(301)의 원활한 승강을 안내하도록 아웃튜브(303)와 실린더(301) 간에는 부싱부재가 설치되고, 아웃튜브(303) 내부에는 그리스와 같은 윤활재가 충진되는 것이 바람직하다.
상기 하부마운트(40)는 소정 길이의 관체로 형성되되, 쇽업소버(30)의 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303)를 지지하면서 서스펜션을 구성하는 다른 부속의 결합이 가능하도록 암나사부(401), 너클결합부(402), 브라켓부(403)를 포함한다.
상기 암나사부(401)는 하부마운트(40)의 상부에 형성되어, 쇽업소버(30)의 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303)의 외주면에 형성된 수나사부(303a)가 나사 결합된다.
이때, 암나사부(401)에 나사 결합된 아웃튜브(303)의 결합 위치가 임으로 변경되는 것을 방지하기 위하여 하부마운트(40)의 상부에는 아웃튜브(303)의 수나사부(303a)에 나사 결합되는 제1락너트(303b)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
따라서, 암나사부(401)에 나사 결합되는 아웃튜브(303)의 높낮이 조절을 통해 서스펜션의 전체 길이 조절 및 차고 조절이 가능케 되어 다양한 차종에 장착 가능케 된다.
즉, 아웃튜브(303)가 하부마운트(40)의 내부로 깊게 투입되게 결합되면 서스펜션의 전체 길이가 짧아지고, 차고가 낮아지며, 반대로 아웃튜브(303)가 하부마운트(40)의 외부로 높이 배출되게 결합되면 서스펜션의 전체 길이가 길어지고, 차고도 높아지게 된다.
상기 너클결합부(402)에는 차량의 바퀴(W)와 연결되는 프런트너클이 결합된다.
상기 브라켓(403)에는 스태빌라이저가 결합된다.
상기 스프링시트(50)는 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 하부를 지지하면서 에어스프링(80) 내부의 공기압 조절이 가능하도록 제1결합공(501), 제1오링설치홈(502), 제1결합돌부(503), 공기통로(504), 제1베어링설치홈(505), 제1스러스트베어링(60)을 포함한다.
상기 제1결합공(501)은 스프링시트(50)의 중심부에 형성되어, 아웃튜브(303)의 상단부가 결합된다.
상기 제1오링설치홈(502)은 상기 제1결합공(501)의 내주면에 적어도 하나 이상 형성되어 오링이 설치됨으로써 제1결합공(501)의 내주면과 아웃튜브(303)의 외주면 간의 기밀성이 유지됨에 따라 에어스프링(80) 내부의 압축공기가 누설되는 것이 방지된다.
상기 제1결합돌부(503)는 에어스프링(80)의 하부에 결합되게 스프링시트(50)의 상단부 중앙에서 상방으로 소정 높이만큼 돌출 형성된다.
따라서, 에어스프링(80)의 하단부가 제1결합돌부(503)에 결합되면서 스프링시트(50)의 상면에 안착된다.
상기 공기통로(504)는 스프링시트(50)의 일측, 더 바람직하게는 스프링시트(50)의 하단부에서 상단부까지 이어지게 형성되되, 공기통로(504)의 하단부는 컴프레서와 제어밸브 등을 포함하는 압축공기공급수단과 연결됨으로써 스프링시트(50)의 상부에 결합되는 에어스프링(80) 내부에 압축공기를 공급하거나, 에어스프링(80) 내부의 압축공기를 배출하는 가능케 된다.
상기 제1베어링설치홈(505)은 스프링시트(50)의 하단부에서 상방으로 오목하게 형성됨으로써 제1베어링설치홈(505) 내부에 제1스러스트베어링(60)이 삽입 설치된다.
상기 제1스러스트베어링(60)은 아웃튜브(303)의 수나사부(303a)에 나사 결합되는 제2락너트(303c)에 의해 지지되게 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 스프링시트(50)를 지지하도록 스프링시트(50)의 제1베어링설치홈(505) 내부에 삽입 설치된다.
이때 제2락너트(303c)는 복수로 구성되는 것이 바람직할 것이나 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.
따라서, 제2락너트(303c)의 위치 조절을 통해 제1스러스트베어링(60)의 높낮이 조절이 가능하고, 그로 인해 제1스러스트베어링(60)에 의해 지지되는 스프링시트(50)의 높낮이 조절이 가능케 된다.
아울러, 제1스러스트베어링(60)은 에어스프링(80)의 하단부를 지지하는 스프링시트(50)가 회전 가능케 지지함으로써, 차량 주행 중이나 조향 중에 쇽업소버(30)가 회전할 때 에어스프링(80)에 비틀림 부하가 발생하는 것이 방지된다.
즉, 많은 차량에 적용되는 맥퍼슨식 서스펜션 시스템의 경우에 쇽업소버(30)의 상단부는 차체에 고정된 상부마운트(10)에서 볼베어링(202c)에 의해 회전 가능케 지지되며, 쇽업소버(30)의 하단부는 바퀴의 조향 각도를 따라 회전하면서 비틀림 회전이 발생하게 된다.
이때, 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 하부를 지지하는 스프링시트(50)와 실린더(301)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 상부를 지지하는 어퍼캡(70) 간에 설치된 에어스프링(80)에는 쇽업소버(30)의 회전에 따른 비틀림 부하가 발생하게 되지만, 에어스프링(80)의 하부를 지지하는 스프링시트(50)가 제1스러스트베어링(60)에 의해 회전 가능케 지지됨으로써 조향에 따른 쇽업소버(30)의 비틀림 회전 발생 시, 제1스러스트베어링(60)이 아웃튜브(303)와 함께 회전하면서 스프링시트(50) 및 에어스프링(80)에 비틀림 부하가 전달되는 것이 방지됨에 따라 비틀림 부하에 의한 에어스프링(80)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
상기 어퍼캡(70)은 필로우볼(20)의 하부에 결합되어 에어스프링(80)의 상부를 지지하도록 제2결합공(701), 제2오링설치홈(702), 제2결합돌부(703)를 포함한다.
상기 제2결합공(701)은 어퍼캡(70)의 중심부에 형성되어 실린더(301)의 상단부가 결합된다.
상기 제2오링설치홈(702)은 상기 제2결합공(701)의 내주면에 적어도 하나 이상 형성되어 오링이 설치됨으로써 제2결합공(701)의 내주면과 실린더(301)의 외주면 간의 기밀성이 유지됨에 따라 에어스프링(80) 내부의 압축공기가 누설되는 것이 방지된다.
상기 제2결합돌부(703)는 에어스프링(80)의 상부에 결합되게 어퍼캡(70)의 하단부 중앙에서 하방으로 소정 길이만큼 돌출 형성된다.
따라서, 에어스프링(80)의 상단부가 제2결합돌부(703)에 결합되면서 어퍼캡(70)의 저면에 밀착된다.
상기 에어스프링(80)은 스프링시트(50)와 어퍼캡(70) 사이에 설치되어 스프링시트(50)의 공기통로(504)를 통해 주입되는 압축공기량의 조절을 통해 높이가 조절되도록 신축성과 탄성이 뛰어난 합성고무 소재를 이용해 상단부와 하단부가 개방된 다이어프램형으로 형성하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.
따라서 압축공기공급수단에 의해 에어스프링(80) 내부에 공급되는 압축공기량의 조절을 통해 에어스프링(80)의 전체 높이 및 내부 압력을 조절함으로써 차고를 조절 및 유지가 가능함과 동시에 주행 중 발생하는 진동과 충격을 흡수 완화하게 된다.
즉, 에어스프링(80) 내부로 공급되는 압축공기량이 증가하면, 에어스프링(80)이 팽창되면서 상하 길이가 증가하고 그로 인해 차고가 높아지게 되며, 에어스프링(80) 내부로 공급되는 압축공기량이 감소하면, 에어스프링(80)이 수축되면서 상하 길이가 감소하고 그로 인해 차고가 낮아지게 된다.
또한, 에어스프링(80) 내부로 공급되는 압축공기량이 증가하면, 차량의 주행 중 단단한 승차감을 제공하게 되고, 에어스프링(80) 내부로 공급되는 압축공기량이 감소하면, 차량의 주행 중 보다 부드러운 승차감을 제공하게 된다.
도 6은 본 발명의 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션의 제2 실시 예에 따른 단면 예시도이다.
도 6을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 필로우볼(20)과 어퍼캡(70) 간에는 제2스러스트베어링(90)이 더 설치될 수 있다.
즉, 어퍼캡(70)의 상면에는 제2베어링설치홈(704)이 하방으로 오목하게 형성됨으로써 제2베어링설치홈(704) 내부에 제2스러스트베어링(90)이 삽입 설치된다.
따라서, 조향에 따른 쇽업소버(30)의 비틀림 회전 발생 시, 제2스러스트베어링(90)이 실린더(301)와 함께 회전하면서 어퍼캡(70) 및 에어스프링(80)에 비틀림 부하가 전달되는 것이 방지됨에 따라 비틀림 부하에 의한 에어스프링(80)의 손상을 방지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
B: 차체 W: 바퀴
10: 상부마운트 101: 고정볼트
102: 조절장공 103: 제1관통공
20: 필로우볼 201: 하우징
201a: 베어링설치부 201b: 안내장공
201c: 조절볼트 202: 플레이트
202a: 작동장공 202b: 체결공
203: 볼베어링 204: 커버
204a: 제2관통공 30: 쇽업소버
301: 실린더 302: 피스톤
302a: 피스톤로드 302b: 감쇠력조절부
303: 아웃튜브 40: 하부마운트
50: 스프링시트 501: 제1결합공
502: 제1오링설치홈 503: 제1결합돌부
504: 공기통로 505: 제1베어링설치홈
60: 제1스러스트베어링 70: 어퍼캡
701: 제2결합공 702: 제2오링설치홈
703: 제2결합돌부 704: 제2베어링설치홈
80: 에어스프링 90: 제2스러스트베어링

Claims (5)

  1. 차체에 고정되는 상부마운트(10);
    상기 상부마운트(10)에 결합되는 필로우볼(20);
    상기 필로우볼(20)에 실린더(301)의 상단부가 결합되어 실린더(301)가 승강 가능케 역립식으로 되는 쇽업소버(30);
    상기 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303)가 상부에 나사 결합되고, 하부는 차량의 프런트너클에 결합되는 하부마운트(40);
    상기 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 하부를 지지하면서 에어스프링(80) 내부의 공기압 조절이 가능케 하는 스프링시트(50);
    상기 아웃튜브(303)의 상부에 결합되어 스프링시트(50)를 지지하는 제1스러스트베어링(60);
    상기 실린더(301)의 상부에 결합되어 에어스프링(80)의 상부를 지지하는 어퍼캡(70);
    상기 스프링시트(50)와 어퍼캡(70) 사이에 설치되어 스프링시트(50)의 공기통로(504)를 통해 주입되는 압축공기량의 조절을 통해 높이가 조절되는 에어스프링(80); 을 포함하는 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쇽업소버(30)는,
    상단부가 필로우볼(20)의 볼베어링(202c)을 관통하여 고정볼트(101)에 의해 필로우볼(20)과 결합되는 실린더(301);
    상기 실린더(301) 내부에 설치되되, 피스톤로드(302a)는 실린더(301)의 하방으로 돌출되고, 피스톤로드(302a)의 하단부는 아웃튜브(303)의 하단부 중앙에서 하방으로 돌출되게 고정되는 피스톤(302);
    상기 하부마운트(40)에 결합되어 실린더(301)의 승강을 안내하는 아웃튜브(303); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스프링시트(50)는,
    상기 아웃튜브(303)의 상단부가 결합되는 제1결합공(501);
    상기 제1결합공(501)의 내주면에 형성된 제1오링설치홈(502);
    상기 에어스프링(80)의 하부에 결합되게 상단부에서 상방으로 돌출 형성된 제1결합돌부(503);
    상기 에어스프링(80)의 내부로 압축공기의 공급하거나, 내부의 압축공기가 배출되게 일측에 형성된 공기통로(504);
    상기 제1스러스트베어링(60)이 삽입 설치되게 저면에 형성된 제1베어링설치홈(505); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 어퍼캡(70)은,
    상기 실린더(301)의 상단부가 결합되는 제2결합공(701);
    상기 제2결합공(701)의 내주면에 형성된 제2오링설치홈(702);
    상기 에어스프링(80)의 상부에 결합되게 하단부에서 하방으로 돌출 형성된 제2결합돌부(703); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필로우볼(20)과 어퍼캡(70) 간에 제2스러스트베어링(90); 이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 전장 및 감쇠력 조절식 역립식 에어서스펜션.
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