KR20010028332A - 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로상태의 변화에 신속하게 응답 가능하도록 보다 간단한 구조로 이루어짐과 동시에 감쇠력을 보다 미세하고 정확하게 제어하기 위하여,

차체측에 연결되는 피스톤을 통과하는 오일의 유량에 의하여 감쇠력이 조절되는 쇽업소버에 있어서, 상기 피스톤의 내부에 형성되는 가변 디스크 플레이트 및; 상기 가변 디스크 플레이트의 신축에 의하여 개폐되는 다수개의 관통홀을 갖추는 고정 디스크 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치를 제공한다.

Description

쇽업소버의 감쇠력 제어 장치{A DAMPING FORCE CONTROLLING APPARATUS FOR SHOCK ABSORBER}

본 발명은 차량의 현가장치 중의 하나인 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 구조에 의하여 쇽업소버 내부의 피스톤을 통과하는 오일의 유량을 변화시킴으로써 쇽업소버의 감쇠력을 제어하는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치에 관한 것이다.

쇽업소버는 차체의 상하 진동 에너지를 흡수함으로써 차량의 진동을 억제하고, 승차감의 향상, 적재한 짐의 보호, 차체 각부의 동적 응력 저감에 의한 수명의 증가를 도모하기 위한 장치로서, 이 제진력을 통상 감쇠력이라 한다.

일반적으로 상기 감쇠력 발생기구로는 고체 마찰을 이용하는 방법과 유체 압력을 이용하는 방법이 있으며, 현재 유체의 유동 점성 저항을 이용한 기구가 독점적으로 이용되고 있다.

상기 유체압력을 이용하는 쇽업소버로는 통형 쇽업쇼버와 맥퍼슨 식 쇽업소버 등 여러 종류가 있는데, 이 중 통형 쇽업소버를 일례로 들면 도 5에 도시한 바와 같이, 이는 안내를 겸한 가늘고 긴 원통을 서로 결합한 구조로 되며, 그 내부에는 차축쪽과 연결되는 실린더(112)와, 차체쪽에 연결되는 피스톤(114)이 결합되고, 실린더 안에는 오일(116)이 채워져 있다.

그리고 상기 피스톤에는 오일이 통과하는 작은 오리피스(118)가 있으며, 이 오리피스에는 오일의 흐름에 따라 자동적으로 오리피스를 개폐하는 자동밸브(120)가 설치되어 있다.

한편, 이러한 감쇠력 발생기구의 감쇠력을 제어하여 차량의 승차감 및 조종 안정성의 쌍방을 성립시킬 목적으로 전자 제어에 의한 쇽업소버의 감쇠력 제어가 제안되고 있는데, 이는 쇽업소버 내부의 피스톤을 통과하는 오일의 유량을 세밀하게 제어할 수 있는 전기구동의 밸브를 설치하여 수동 또는 도로면과의 주행 상태에 따라 이를 자동적으로 변환하여 적절한 감쇠력을 얻는 것이다.

이를 위해 쇽업소버 내에 제공되는 감쇠력 제어 장치 중의 하나인 모터 드라이브 방식을 일례로 들면, 피스톤(114)내의 중공부에 스텝모터(122)가 설치되며, 이 스텝모터(122)에 의해 좌,우로 일정각도만큼 선회 가능한 로터리 밸브(124)에 의하여 상, 하 압력실(126)(128)이 연결되도록 구성된다.

여기서 상기 로터리 밸브(124)와 대향하는 피스톤 측에 오리피스(118)를 형성하여, 로터리 밸브(124)의 회전에 의하여 오일이 통과하는 오리피스의 단면적을 변화시킴으로서 쇽업소버의 감쇠력을 증가시키거나 감소시키게 된다.

상기와 같은 감쇠력 제어 장치에 의하여 쇽업소버의 감쇠력을 제어하는 경우, 모터 및 감속기구 등 기계적인 장치의 설치에 따른 설계상의 제약이 뒤따르며, 기계적인 구성으로 인하여 쇽업소버의 감쇠력을 미세하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 복잡한 구성등으로 인하여 도로의 요철등의 상황 변화에 대하여 신속하게 응답하지 못하고 작동변환시간이 오래 소요되었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 도로상태의 변화에 신속하게 응답 가능하도록 보다 간단한 구조로 이루어짐과 동시에 감쇠력을 보다 미세하고 정확하게 제어할 수 있는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치가 적용된 쇽업소버의 간략 단면도

도 2는 도 1의 「A」부의 상세도

도 3은 도로의 요철이 심한 경우의 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치의 작동상태도.

도 4는 도로의 요철이 심하지 않은 경우의 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치의 작동상태도

도 5는 종래의 모터 드라이브 방식의 쇽업소버 감쇠력 제어 장치의 간략도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

12 : 쇽업소버 14 : 외통 16 : 실린더

18 : 피스톤 20 : 제1오리피스 22 : 피스톤 밸브

24 : 가변 디스크 플레이트 26 : 케이블 28 : 압전소자

30 : 가속도계 32 : 증폭기 34 : 전압발생기

36 : 컨트롤 로드 38 : 제2오리피스 40 : 관통홀

42 : 케이스 44 : 개구부 46 : 테이퍼면

48 : 환봉

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

차체측에 연결되는 피스톤을 통과하는 오일의 유량에 의하여 감쇠력이 조절되는 쇽업소버에 있어서,

상기 피스톤의 내부의 유로상에 형성되는 가변 디스크 플레이트 및; 상기 가변 디스크 플레이트의 신축에 의하여 개폐되는 다수개의 관통홀을 갖추는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치가 적용되는 실시예를 도시한 도면으로서, 도 1의 부호 12는 쇽업소버전체를 지칭한다.

상기 쇽업소버(12)는 통형 쇽업소버를 일례로 든 것으로서, 이는 안내를 겸한 가늘고 긴 외통(14)과, 그 내부로 형성되는 실린더(16)와, 차체측에 연결되는 피스톤(18)이 결합되고, 상기 실린더(16) 안에는 오일이 채워져 있다.

그리고 상기 피스톤(18)의 하부 측면으로는 오일이 통과하는 작은 제1오리피스(20)가 있으며, 상, 하단으로는 피스톤 밸브(22)가 설치되어 오일의 흐름을 개폐하고 있다.

상기에서 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치는 상기 상, 하 피스톤 밸브 사이에 가변 디스크 플레이트(24) 및 이를 내포하는 케이스(42)를 설치하여 상기 상, 하 피스톤 밸브를 통과하는 오일의 유량을 제어함으로써 쇽업소버의 감쇠력을 증가시키거나 감소시킨다.

즉, 상기 가변 디스크 플레이트(24)는 그 두께가 상기 피스톤 내의 케이블(26)을 통하여 전달되는 전기신호에 따라서 변화하여 상기 케이스상의 오일 유로를 개폐시키게 된다.

이를 위하여, 상기 가변 디스크 플레이트(24)는 그 두께가 상기 피스톤 내부로 연결되는 케이블(26)에 의하여 전달되는 전기신호에 의하여 변화하는데, 이 변화는 가변 디스크 플레이트(24)의 전체 또는 일부면에 형성되는 압전소자(Piezo-electric material,28)에 의한다.

주지하다시피, 압전소자는 전압을 인가하면 전기분극이 발생하여 기계적인 일그러짐이 생기고 반대로 일그러지게 하면 전기분극을 발생하는 성질을 지니는 물질으로서, 본 발명에서는 노면의 상태를 상하방향 가속도계(Accelerometer,30)로 감지하고, 이를 증폭기(32)에 의하여 증폭한 다음에, 정적한 전압차를 전압발생기(34)에 의하여 발생시킨 후에 상기 압전소자(28)에 이를 인가하면 압전소자의 일그러짐이 발생하게 되고, 이에 따라 상기 가변 디스크 플레이트(24)는 신축하게 된다.

그리고 상기 가변 디스크 플레이트(24)는 상기 피스톤 내부에 형성되는 컨트롤 로드(36)의 선단에 설치되며, 이 가변 디스크 플레이트 상으로는 다수의 제2오리피스(38)가 형성되어 이를 통하여 오일이 유통된다.

한편, 상기 가변 디스크 플레이트(24)의 대향측으로 형성되어 이의 신축에 따라 개폐되는 다수의 관통홀(40)을 갖추는 케이스(42)가 상기 컨트롤 로드(36)에 일체로 설치된다.

상기 케이스(42)는 그 하면으로 상기 관통홀(40)이 전체적으로 고르게 분포되어 형성되며, 그 상면에는 오일을 유통시키기 위한 개구부(44)가 형성된다.

그리고 상기 케이스상의 다수의 관통홀(40)을 개폐시키기 위한 수단으로는, 상기 가변 디스크 플레이트(24)의 하면을 중앙부측으로 접근할수록 그 두께가 감소되는 방향으로 테이퍼면(46)으로 형성하되, 이 테이퍼면상으로는 상기 압전소자의 신축에 의하여 상기 케이스상에 형성되는 관통홀(40)에 삽입 또는 이탈되어 오일의 흐름을 개폐하는 다수개의 환봉(48)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 환봉(48)은 테이퍼면을 따라 길이의 차이가 형성되므로 상기 압전소자의 신장시에는 상기 관통홀(40)을 막는 갯수가 많아지게 되고 압축시에는 상기 관통홀(40)을 막는 갯수가 줄어들게 된다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치의 작동과정을 도 3 및 도 4에 도시한 바를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도로의 요철이 심한 경우에 있어서의 본 발명의 작동상태도로서, 상기 상하방향 가속도계(30)로부터 증폭되어 입력되는 전압차가 크기 때문에 상기 압전소자(28)의 변형이 크게 되며, 이에 따라 상기 가변 디스크 플레이트의 환봉(48)에 의하여 막히는 케이스상의 관통홀(40)의 갯수가 많아지고, 피스톤 밸브(22)를 통과한 오일은 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치를 빠져나가는 것이 용이하지 않게 된다.

이 때에는 오일은 상기 피스톤의 측면에 형성되는 제1오리피스(20)를 통하여만 대부분이 유통되게 되고 본 발명에 의한 감쇠력 제어 장치는 오일의 흐름에 대하여 저항역할을 하게 되므로 본 발명의 쇽업소버의 감쇠력은 증가하게 된다.(hard)

도 4는 도로의 요철이 심하지 않고 비교적 평탄한 경우에 있어서의 본 발명의 작동상태도로서, 상기 경우와는 반대로 압전소자(28)의 변형이 작으므로 상기 케이스상의 관통홀(40)의 막히는 갯수가 적어지고, 이에 따라 오일은 상기 제1오리피스(20)뿐만 아니라 상기 관통홀을 지나 제2오리피스(38)를 통해서도 유통되므로 본 발명의 쇽업소버의 감쇠력은 감소하게 된다.(soft)

즉, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 감쇠력 제어장치는 압전소자의 압전효과에 의하여 도로상태에 대하여 감쇠력을 보다 적절하고 신속하게 제어할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 압전소자의 압전성을 전자제어장치(ECU)에 의하여 제어할 수도 있는바, 이와 같이 제어할 경우에는 보다 다양한 형태로 쇽업소버의 감쇠력을 제어할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치는 보다 간단한 구조로서 이루어지므로 장래의 차량 시스템의 컴팩트화, 경량화에 기여할 수 있다.

또한, 쇽업소버의 감쇠력을 전자적 수단에 의하여 제어할 수 있으므로 미세단위의 제어가 가능하며, 이에 따라 도로 상황의 변화에 대하여 보다 신속하게 정확하게 대응할 수 있다.

Claims (2)

1. 차체측에 연결되는 피스톤을 통과하는 오일의 유량에 의하여 감쇠력이 조절되는 쇽업소버에 있어서,

   상기 피스톤의 내부의 유로상에 형성되는 가변 디스크 플레이트(24) 및;

   상기 가변 디스크 플레이트의 신축에 의하여 개폐되는 다수개의 관통홀을 갖추는 케이스(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가변 디스크 플레이트는

   그 일부가 전기신호에 의하여 변형되는 압전소자(Piezo-electric Material, 28)로 이루어지고,

   그 하단은 중앙부의 두께가 감소하는 방향으로 테이퍼면(46)이 형성되며,

   상기 테이퍼면상에는 상기 압전소자의 변형에 의하여 상기 케이스의 관통홀(40)을 개폐하는 다수개의 환봉(48)이 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 제어 장치.