KR20020081452A - 유압식 현가 스트러트 - Google Patents

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KR20020081452A
KR20020081452A KR1020027012115A KR20027012115A KR20020081452A KR 20020081452 A KR20020081452 A KR 20020081452A KR 1020027012115 A KR1020027012115 A KR 1020027012115A KR 20027012115 A KR20027012115 A KR 20027012115A KR 20020081452 A KR20020081452 A KR 20020081452A
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strut
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KR1020027012115A
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깁스앨런티모시
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깁스 테크놀로지스 리미티드
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Abstract

제1 및 제2챔버(42)(44)에 연결된 제1온/오프 밸브(58) 및 챔버(42)에만 연결된 제2온/오프 밸브(62)를 구비한 유압식 현가 스트러트. 차륜(1)의 현가 아암(3)은 펌프(9) 및 밸브(58)(62)를 사용함으로써 정상 도로 주행 이상으로 오므릴 수 있다. 포트(56) 위의 스트러트 내의 공간은 유압식 충돌 억제장치로서 사용될 수 있다. 완충기(50)는 유압 스프링으로서 포함되어 질 수 있다. 대안적으로, 스트러트(70)(도6의 대안적인 완충기 위치 참조)는 서스펜션을 허용하여 정상 도로 주행 이상으로 신장될 수 있다. 스트러트(100)(도8)는 도로주행, 신장, 또는 오므림 모드에서 동작되어질 수 있다. 이러한 스트러트들은 재배열이 가능한 서스펜션 장치에 적용될 수 있다. 특히 수륙 양용 차량에서는 특히 코너링하는 동안 물에서 항력을 줄이기 위해 물 덮개 라인 위로 오므려지는 차륜을 필요로 할 수 있다.

Description

유압식 현가 스트러트 {Hydraulic suspension strut}
잘 알려진 유압식 현가 스트러트들은 상기 스트러트에 설치된 차륜이 수직 방향으로 이동되더라도 감쇄 효과(Damper effect)를 달성할 수 있도록 하는, 실린더 내부에서 이동가능한 피스톤을 구비한다. 감쇄 효과는 피스톤의 한쪽으로부터 다른 한쪽으로의 유압 액(fluid)의 흐름을 제한함으로써 달성된다. 종종 유압식 스트러트는 감쇄 및 탄성이 결합된 효과를 달성하기 위해 가스 충전 완충기(gas charged accumulator)와 연결될 수 있는데, 상기 탄성 효과는 실린더 내의 유압 액과 가스 충전 유압 완충기 내의 유체의 압축에 의해 달성된다. 또한, 이러한 유형의 유압식 현가 시스템에는 유압식 충돌 억제 장치가 제공되는 것 역시 잘 알려져 있는데, 소정 체적의 유압 액은 실린더 내에 수용되어 있으며, 피스톤의 이동을 제한함으로써 도로 주행을 위한 정상 거리까지 차륜의 이동을 제한한다.
또한, 차량들이 다양한 밸브들과 개별적인 차륜의 현가장치들 사이의 교차 연결들을 포함하는 유압식 현가장치들, 예컨대 BMC/영국 레이랜드 하이드로래스틱 하이드라가스 시스템들(British Leyland Hydrolastic and Hydrogas systems)을 이용한다는 것은 잘 알려져 있다. 이러한 상호 연결된 현가장치들은 영국 특허 제2144378호(알파 로메오), 영국 특허 제1260719호(아이디씨이), 및 미국특허 제5584498호(야마하)에 개시되어 있다. 상기 시스템들은 앞뒤 흔들림(pitch)과 가로 흔들림(roll)과 같은 바람직하지 못한 효과들을 감소시키기 위하여 안출되었으며, 능동형 및 반능동형 시스템으로서 예컨데, 미국 특허 제4779895호(로버트 보쉬), 유럽 특허 제0183059호(로버트 보쉬) 및 미국 특허 제5678846호(로터스)에서 소개되었다. 상기 모든 시스템들은 차량 서스펜션의 성능을 확장시킴으로써 주행 능률을 향상시키기 위해 안출되었다.
또한, 굴곡이 있는 지면을 횡단하기 위한 정상 주행 높이 이상으로 상향될 수 있는 유압식 현가장치를 구비한 차량, 특히 씨트로엥차(Citroen cars)가 잘 알려져 있다. 한편, 수륙 양용 차량의 경우, 차륜을 반대방향, 즉 도로 높이 이상으로 오므려서 차량 수면 높이 이상으로 치워둘 수 있는 방향으로 이동시키는 것이 도움이 된다는 것이 밝혀져 있다. 이는 특히, 코너링시 물 위에서의 지체를 감소시킨다. 그러한 재배열을 허용하는 현가장치들은 유럽특허 제0742761호(로이크로프트), 미국특허 제4958584호(윌리엄슨), 및 미국특허 제4241686호(웨스트팔렌)에 개시되어 있다. 상기 로이크로프트는 유압식과 기계식이 결합된 시스템을 이용하고, 반면에 상기 윌리엄슨과 웨스트팔렌은 기계식 시스템을 이용한다.
위에서 열거된 기계식 오므림 시스템들은 부피가 크고, 염분수 환경에서 부식되기 쉬운 것으로 여겨지고 있다. 종래기술에 따른 유압식 시스템들의 개발과, 어디에서나 실행될 수 있는 구성요소들의 이중적 사용을 도입함으로써, 유압식 현가 시스템은 도로 상에서도 우수하게 성능을 발휘할 뿐만 아니라, 특히 수륙 양용 차량으로서, 차량이 대체이용에 대응하여 재배열될 수 있도록 디자인될 수 있다.
본 발명은 차륜 있는 차량에 이용되기 위한 개량된 유압식 현가 스트러트에 대한 것이다.
본 발명의 여러 가지 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도1은 잘 알려진 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
도2는 정상 주행용 제1모드 및 도로 주행 모드에서 도시된 차륜의 오므림용 제2모드에서 사용될 수 있는 유압식 현가 스트러트의 제1실시예에 대한 도면이다
도3은 차륜의 오므림용 모드에서 도2의 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
도4는 대안적 위치에 완충기가 탑재된 도2의 유압식 현가 스트러트에 대한 변형예를 도시하는 도면이다.
도5는 도3에 도시되어 있는 바와 같은 스트러트를 이용하는 차륜 현가 장치의 설치에 대한 도식화된 다이어그램이다.
도6은 정상 주행용 제1모드 및 도로 주행 모드에서 도시된 차륜 신장용 제2모드에서 사용될 수 있는 유압식 현가 스트러트의 제2실시예에 대한 도면이다.
도7은 차륜 신장을 위한 모드에서 도6의 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
도8은 정상 주행용 제1모드, 차륜의 오므림용 제2모드 및 압축 주행이 제한되는 모드에서 도시된 차륜 신장용 제3모드에서 사용될 수 있는 유압식 현가 스트러트의 제3실시예에 대한 도면이다.
도9는 신장 주행이 제한되는 모드에서 도8의 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
도10은 주행이 제한되지 않는 모드에서 도8의 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
도11은 스트러트를 신장 또는 오므리도록 스트러트의 위치가 조정될 수 있는 도8의 유압식 현가 스트러트에 대한 도면이다.
본 발명의 목적은, 정상 도로 주행에서 사용될 수도 있고 도로 주행에 적합한 것보다 휠씬 더 큰 거리만큼 차륜을 오므리는데 사용될 수도 있는 유압식 현가 스트러트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 정상 도로 주행에서 사용될 수도 있고 도로 주행에 정상적인 것보다 휠씬 더 큰 거리만큼 차륜을 신장시키는데 사용될 수도 있는 유압식 현가 스트러트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 정상 도로 주행에서 사용될 수도 있고 도로 주행에 정상적인 것보다 휠씬 더 큰 거리만큼 차륜을 오므리거나 신장시키는데 사용될 수도 있는 유압식 현가 스트러트를 제공하는 것이다.
본 발명은,
유압 액을 수용하고 있는 실린더와;
상기 실린더 내에서 이동가능하고 상기 실린더 내에 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 피스톤과;
부하에 상기 피스톤을 연결하기 위한 연결 수단을 구비하는 차량의 유압식 현가 스트러트에 있어서,
상기 제1 및 제2챔버 사이의 유압 액의 흐름을 제어하기 위하여 상기 피스톤의 적어도 스트로크에 걸쳐 제1온/오프 밸브가 제공되고, 상기 스트러트는 상기제1 및 제2챔버 중 오직 하나에만 연통되는 제2온/오프 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적인 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스트러트는 상기 제1 및 제2챔버 중 적어도 어느 하나에 연통되는 가스 충전 유압식 완충기를 더 구비한다.
본 발명은,
유압 액을 수용하고 있는 실린더와;
상기 실린더 내에서 이동가능하고 상기 실린더 내에서 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 피스톤과;
부하에 상기 피스톤을 연결하기 위한 연결수단과;
상기 제2챔버와 연통되는 가스 충전 유압식 완충기를 구비하는 차량의 유압식 현가 스트러트에 있어서,
상기 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 흐름을 제어하기 위해 상기 피스톤의 적어도 스트로크에 걸쳐 제1온/오프 밸브가 제공되고, 상기 스트러트는 상기 제1챔버와 연통되는 제2온/오프 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
유압 액을 수용하고 있는 실린더와;
상기 실린더 내에서 이동가능하고 상기 실린더 내에서 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 피스톤과;
부하에 상기 피스톤을 연결하기 위한 연결 수단과;
상기 제1 및 제2챔버 중 어느 하나에 연통되는 가스 충전 유압식 완충기를구비하는 차량의 유압식 현가 스트러트에 있어서,
상기 제1 및 제2챔버 사이에서의 유압 액 흐름을 제어하기 위해 상기 피스톤의 적어도 스트로크 부분에 걸쳐 제1온/오프 밸브가 제공되고, 상기 스트러트는 상기 제2챔버에만 연통되는 제2온/오프 밸브를 구비하고 상기 가스 충전 유압식 완충기는 상기 제1챔버에 연통되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은,
유압 액을 수용하고 있는 실린더와;
상기 피스톤 내에서 이동가능한 피스톤과;
부하에 상기 피스톤을 연결하기 위한 연결수단을 구비하는 차량의 유압식 현가 스트러트에 있어서,
상기 피스톤은 상기 실린더 내에서 제1쌍의 제1 및 제2챔버를 구획하는 제1극단 위치와 상기 실린더 내에서 제2쌍의 제1 및 제2챔버를 구획하는 제2극단 위치 사이에서 이동가능하고; 상기 스트러트는 상기 피스톤의 극단 위치들 중 어느 하나내의 상기 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 흐름을 제어하는 제1온/오프 밸브, 상기 피스톤의 극단 위치들 중 다른 하나 내의 상기 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 흐름을 제어하는 제2온/오프 밸브, 및 상기 제1 및 제2챔버 중 각각 어느 하나에만 연통되는 제3 및 제4온/오프 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유압식 현가 스트러트의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 흐름을 허용하는 상기 온/오프 밸브 또는 밸브들은 상기 실린더 외부의 유압식 전송 라인에 위치한다.
도1에서 볼 수 있는 바와 같이, 잘 알려진 유압식 현가 스트러트(10)는 실린더(2) 및 상기 실린더 내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(4)을 구비한다. 연결 로드(6)는 피스톤(4)의 한면에 부착되고 실린더(2)의 저부에 있는 봉합된 구멍(8)을 관통하여 연장된다. 상기 연결 로드(6)는 피스톤(4)으로부터 이격된 마운트(14)에 있는 끝단(12)에서 연장이 종료된다.
상기 피스톤(4)은 실린더(2) 내에서 제1챔버(16) 및 제2챔버(18)를 구획하고, 리스트릭터/댐퍼(restricter/damper) 밸브(20)가 실린더(4) 내에 제공된다. 시일(22)은 피스톤(4)의 외주면 상에 제공된다. 상기 제1챔버 및 제2챔버(16)(18)는 유압 액으로 채워진다.
유압 라인(24)은 실린더(2)의 저부 근처의 측벽으로부터 출발하여 가스 충전 유압식 완충기(26)에서 종결된다.
사용시, 차륜(미도시)은 마운트(14)를 통하여 연결 로드(6)에 연결되고, 실린더(2)는 차체(미도시)에 부착된다.
상기 현가 스트러트가 제공된 차량이 운행되는 노면에서 차륜이 불규칙한 요철을 만나게 되면, 피스톤(4)은 실린더(2) 내에서 축방향으로 움직인다.
특히 노면이 거친 지역 위에서 차가 움직이게 되더라도 차의 과도한 요동은 상기 밸브(20) 및 가스 충전 유압식 완충기(26)의 감쇄효과에 의해 제거된다.
도1에 도시된 유압식 현가 스트러트에 있어서 피스톤(4) 및 이에 따른 차륜의 수직 방향으로의 전체 이동량은, 피스톤(4)의 상단면(150)과 실린더(2)의 상단벽(152)의 내면과의 접촉과, 피스톤(4)의 하단면(154)과 실린더(2)의 저부의 내면(156)과의 접촉에 의해 제한된다. 충돌 억제장치(bump stop; 미도시)가 피스톤(4)의 총 이동량을 제한하기 위해 제공될 수도 있다.
본 발명에 따른 유압식 현가 스트러트의 제1실시예는 도2의 참조부호 30으로 도시되어 있다. 상기 스트러트(30)는 실린더(28)와 상기 실린더 내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(32)을 구비한다. 연결 로드(34)는 피스톤(32)의 한면에 부착되어 실린더(28)의 저부에 있는 봉입된 구멍(36)을 관통하여 연장된다. 상기 연결 로드(34)는 피스톤(32)으로부터 이격된 마운트(40)의 끝단(38)에서 연장이 종결된다.
피스톤(32)은 실린더(28) 내의 제1챔버(42)와 제2챔버(44)를 구획한다. 시일(46)은 피스톤(32)의 외주면 상에 제공된다. 상기 제1 및 제2챔버(42)(44)는 유압 액으로 채워진다.
라인(48)은 실린더(28)의 저부 근처의 실린더(28) 측벽에 있는 포트(158)로부터 실린더(28)를 출발하여 가스 충전 유압식 완충기(50)와 차량의 유압 시스템에 연결되는데, 상기 유압 시스템은 유압 압력원 및 유압 액 저장소(미도시)를 구비한다.
유압 이송 라인(52)은 실린더(28)의 외부에 제공되고, 실린더의 측벽에 있는제1포트(54) 및 제2포트(56)에 연결된다. 상기 제1포트(54)는 실린더(28) 저부 근처의 측벽에 위치하는 반면, 상기 제2포트(56)는 실린더(28)의 대략 중간 지점의 측벽에 위치한다. 제1온/오프 밸브(58)는 상기 이송 라인(52)에 제공된다.
대안적인 실시예에서, 제1포트(54)는 실린더 저부에 있는 끝단 벽에 제공되어질 수도 있다.
제2유압 라인(60)은 실린더(28)의 상단벽에 있는 포트(160)로부터 연장되고 제2온/오프 밸브(62)에 의해 제어된다. 제2유압 라인(60)은 차량의 유압 시스템에 연결된다.
사용시, 차륜(미도시)은 마운트(40)에 의해 연결 로드(34)에 연결되고 실린더(28)는 차체(미도시)에 부착된다.
도로 주행 모드에 있어서, 상기 현가 스트러트가 구비된 차량이 주행되어지는 노면에서 차륜이 불규칙한 요철을 만나게 되면 피스톤(32)은 실린더(28) 내에서 축방향으로 움직인다.
차량이 특히, 거친 지역 위로 이동할 때에는 차량의 과도한 요동은 스트러트 및 가스 충전 유압식 완충기(50)의 감쇄 효과에 의해 제거되어 진다.
도2에 도시되어 있는 유압식 현가 스트러트는 도로 주행 모드에서 도시된 것이다. 이송 라인(52)에 있는 제1온/오프 밸브(58)는 개방되어 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 제한적 흐름을 허용하고 상부 라인(60)에 있는 제2온/오프 밸브(62)는 폐쇄된다. 수직 상향으로의 피스톤(32) 및 이에 따른 차륜의 총 이동량은 점선 도시법에 의해 도시되어 있다. 피스톤(32)이 점선으로 도시되어 있는 위치에 있을 경우, 포트(56)는 피스톤(32)에 의해 폐쇄되고 실린더 내에서 피스톤의 추가적인 상향 이동은 제1챔버(42)에 있는 소정 체적의 유압 액에 의해 방지됨으로써 유압식 멈춤을 제공한다. 수직 하향으로의 피스톤(32)의 이동은 피스톤(32)의 하단면(162)과 실린더(28) 저부(164)의 내면과의 접촉에 의하여 제한된다.
도3에 있어서, 스트러트는 차륜 오므림 모드에서 도시된 것이다. 이송 라인(52)에 있는 제1온/오프 밸브(58)는 폐쇄되고 상부 라인(60)에 있는 제2온/오프 밸브(62)는 개방된다. 이러한 조건에서, 하부 챔버(44) 속으로 펌핑되고 상부 포트(160)를 통해 방출되도록 된 유압 액에 의해 스트러트는 유압식 엑츄에이터로서 작용할 수 있으며 차륜을 정상 운행 거리 이상으로 오므리는데 이용될 수도 있다.
차륜을 정상 동작 조건으로 복귀시키기 위해, 스트러트는 상부 포트(160)를 통하여 상부 챔버(42)로 펌핑되고 하부 챔버(44)로부터 방출되도록 된 유압 액에 의해 반대로 가동된다. 일단 피스톤(32)이 포트(56) 아래의 위치로 이동하게 되면, 스트러트가 차륜에 대해 서스펜션 및 감쇄 효과를 다시 제공할 수 있도록 밸브(62)는 폐쇄되고 밸브(58)는 개방된다.
여기에서, '온/오프 밸브'라는 용어는 개방시 어느 한쪽 방향으로 밸브를 통하여 유체의 흐름을 허용하고 폐쇄시 어느 한쪽 방향으로 밸브를 통하여 유체의 흐름을 방지하는 밸브를 나타내기 위하여 사용되었다. 바람직한 실시예에 있어서, 온/오프 밸브들(58)(62)은 유압식, 전자식 또는 수동식으로 작동될 수 있는 스풀(spool) 밸브이다. 하지만, 어떠한 적절한 유형의 밸브라도 사용될 수 있다.
도4는 도2의 스트러트(30)에 대한 변형예를 도시한다. 도4의 변형된 스트러트(30)에서, 유압식 완충기는 제1 및 제2챔버(42, 44) 사이의 이송 라인(52)의 하나의 분기점과 연통된다. 다른 모든 측면에서, 도4의 유압식 스트러트(30)는 도2에 도시된 스트러트(30)와 동일하고 도로 주행 및 차륜 오므림 모드에서 동일한 방식으로 작동될 수 있다.
도5는 도4에 따른 유압식 스트러트의 차량 설치에 대한 도식화된 도면을 나타낸다. 차륜(1)은 마운팅 포인트(5)에서 새시부재(7)에 부착된 현가 아암(3) 상에 설치된다. 현가 스트러트의 최상단에 유사한 새시의 설치가 필요할 것으로 여겨지나, 유압 회로가 명백히 보여질 수 있도록 도시되지는 않았다. 피스톤 연결 로드(34)는 부쉬(미도시)를 포함할 수 있는 마운트(40)에 의해 현가 아암(3)에 유연하게 부착된다.
유압 라인(48) 및 밸브(62)를 관통하는 유압 라인(60)은 양자가 펌프(9)에 연결되고 샤프트(1)에 의해 구동된다. 상기 펌프는 도시된 바와 같이 가역적이거나 일 방향성일 수도 있고, 차량 엔진에 의해 직접 또는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 만약 일 방향성의 펌프가 사용된다면, 요구되는 데로 유압 액 흐름의 방향을 반대로 바꿀수 있도록 밸브(미도시)가 사용되어져야 한다.
따라서, 도로 주행 모드에서, 차륜(11)이 도로 표면상의 불규칙한 요철위를 지나감에 따라 야기되는 현가 아암(3)의 이동은, 마운트(40) 및 연결 로드(34)를 통하여 피스톤(32)으로 전달되어질 것이라는 것을 알 수 있다. 이러한 이동은 일반적인 방식으로 스트러트(30)에 의해 감쇄될 것이다. 스트러트(30)가 차륜 오므림모드에서 동작할 경우, 펌프(9)는 피스톤을 실린더 내에서 이동하도록 하는 챔버(42)(44) 중의 어느 하나와 선택적으로 연결된다. 상기 이동은 연결 로드(34) 및 마운트(40)를 통하여 현가 아암(3)의 피벗이동 및 이에 따른 차륜(11)의 이동으로 변환된다.
도6에서 볼 수 있는 바와 같이, 유압식 현가 스트러트(70)의 대안적인 실시예는 실린더(64) 및 상기 실린더(64) 내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(66)을 구비한다. 연결 로드(68)는 피스톤(66)의 한면에 부착되고 실린더(64) 저부의 밀봉된 구멍(72)을 관통하여 연장된다. 연결 로드(68)는 피스톤(66)으로부터 이격된 마운트(76)의 끝단부(74)에서 연장이 종결된다.
상기 피스톤(66)은 실린더(64) 내의 제1 및 제2챔버(78)(80)를 구획한다. 시일(82)은 피스톤(66)의 외주면 상에 제공된다. 상기 제1챔버(78) 및 제2챔버(80)는 유압 액으로 채워진다.
유압 라인(84)은 실린더(64)의 상단에 근접한 실린더(64)의 측벽에 있는 포트(164)로부터 실린더(64)를 출발하여 가스 충전 유압식 완충기(86)와 차량(미도시)의 유압식 시스템에 연결된다. 대안적인 실시예에 있어서, 상기 포트(164)는 실린더의 상단벽에 제공되어질 수도 있다.
유압 이송 라인(88)은 실린더(64)의 외부에 제공되고, 실린더의 벽에 있는 제1포트(90) 및 제2포트(92)에 연결된다. 상기 제1포트(90)는 실린더(64)의 대략 중간지점의 실린더 측벽에 위치하는 반면, 상기 제2포트(92)는 실린더(64)의 상단에 근접하여 위치한다. 제1온/오프 밸브(94)는 상기 이송 라인(88)에 제공된다.
대안적인 실시예에 있어서, 제2포트(92)는 실린더 상단 벽에 제공되어질 수도 있다.
제2유압 라인(96)은 실린더(64)의 저부와 근접한 측벽에 있는 포트(166)로 부터 연장되고 제2온/오프 밸브(98)에 의해 제어된다. 상기 제2유압 라인(96)은 차량(미도시)의 유압 시스템에 연결된다.
사용시, 차륜(미도시됨)은 마운트(76)에 의해 연결 로드(68)에 설치된다.
현가 스트러트가 구비된 차량이 주행되어지는 노면에서 차륜이 불규칙한 요철을 만나게 되면 피스톤(66)은 실린더(64) 내에서 축방향으로 움직인다.
차량이 특히, 거친 지역 위로 이동할 때에는 차량의 과도한 요동은 스트러트 및 가스 충전 유압식 완충기(86)의 감쇄 효과에 의해 제거되어 진다.
도6에 도시되어 있는 유압식 현가 스트러트는 도로 주행 모드에서 도시된 것이다. 이송 라인(88)에 있는 제1온/오프 밸브(94)는 개방되고 하부 라인(96)에 있는 제2온/오프 밸브(98)는 폐쇄된다. 수직 상향으로의 피스톤(66) 및 이에 따른 차륜의 총 이동량은 피스톤(66)의 상면(168)과 실린더(64) 상단 벽(170)의 내면과 의 접촉에 의하여 제한된다. 수직 하향으로의 운동의 제한은 점선 도시법에 의해 도시되어 있으며, 피스톤(66)이 포트(90)를 폐쇄할 때 제2챔버(80) 내부에 있는 소정 체적의 유압 액에 의해 제한됨으로써, 유압식 멈춤을 제공한다.
상기 도면에서 도시된 완충기(86)는 도4에 도시된 것과 유사한 방식으로 이송 라인(88)의 분기점에 설치될 수도 있다.
도7에 있어서, 스트러트는 차륜 신장 모드에서 도시된 것이다. 유압 이송 라인(88)에 있는 제1온/오프 밸브(94)는 폐쇄되고 하부 라인(98)에 있는 제2온/오프 밸브(98)는 개방된다. 이러한 조건에서, 스트러트는 유압식 엑츄에이터로서 작용하고 상부 챔버(78) 속으로 펌핑되고 하부 포트(166)를 통해 방출되도록 된 유압 액에 의해 차륜을 정상 주행 거리 이상으로 신장시키는데 이용될 수 있다. 피스톤 (66)의 수직 하향으로의 이동은 실린더(64) 저부(174)의 내면과 피스톤 하면(172)의 접촉에 의해 제한되도록 되어 있다.
차륜을 정상 동작 조건으로 복귀시키기 위해, 하부 챔버(80)로 펌핑되고 상부 챔버(78)로부터 방출되도록 된 유압 액에 의해 스트러트의 작동은 반대가 된다. 일단 피스톤(66)이 포트(90) 위로 이동하게 되면, 스트러트가 차륜에 대해 서스펜션 및 감쇄를 다시 제공하게 동작할 수 있도록 밸브(98)는 폐쇄될 수 있고 밸브 (94)는 개방될 수 있다.
유압식 현가 스트러트(100)의 추가적인 실시예는, 도8에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더(102) 및 상기 실린더 내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(104)을 구비한다. 연결 로드(106)는 피스톤(104)의 한면에 부착되고 실린더(102) 저부에 있는 밀봉된 구멍(108)을 관통하여 연장된다. 연결 로드(106)는 피스톤(104)으로부터 이격된 마운트(114)에 있는 끝단(112)에서 연장이 종결된다.
피스톤(104)은 실린더(102) 내의 제1챔버(116) 및 제2챔버(118)를 구획한다. 시일(122)은 피스톤(104)의 외주면 상에 제공된다. 상기 제1챔버(116) 및 제2챔버 (118)는 유압 액으로 채워진다.
유압 이송 라인(132)은 실린더(102)의 외부에 제공되고, 실린더(102)의 상단에 근접한 포트(176), 실린더(102)의 대략 중간지점에 위치한 포트(178) 및 실린더의 저부에 근접한 포트(180)에 부착된다. 제1온/오프 밸브(136)는 포트(178)와 포트(180) 사이의 유압 라인에 제공되고 제3온/오프 밸브(134)로 알려진 추가적인 밸브(134)는 포트(176) 및 포트(178) 사이의 유압 라인에 제공된다.
제2유압 라인(138)은 제1온/오프 밸브(136) 및 제3온/오프 밸브(134) 사이의 라인(132)으로부터 분기되고 가스 충전 유압식 완충기(140)에서 종결된다.
제3유압 라인(124)은 실린더(102)의 저부에 근접한 실린더의 측벽으로부터 실린더(102)를 출발하여 제4온/오프 밸브로 알려진 온/오프 밸브(126) 및 차량(미도시)의 유압 시스템에 연결된다.
제4유압 라인(128)은 실린더(102)의 상단에 근접한 실린더의 측벽으로부터 실린더(102)를 출발하여 제2온/오프 밸브로 알려진 온/오프 밸브(130) 및 차량(미도시)의 유압 시스템에 연결된다.
사용시, 차륜(미도시)은 마운트(114)에 의해 연결 로드(106)에 연결되고 실린더(102)는 차체(미도시)에 부착된다.
현가 스트러트가 구비된 차량이 주행되어지는 노면에서 차륜이 불규칙한 요철을 만나게 되면, 피스톤(104)은 실린더(102) 내에서 축방향으로 움직인다.
차량이 특히, 거친 지역 위로 이동할 때, 차량의 과도한 요동은 스트러트 및가스 충전 유압식 완충기(140)의 감쇄 효과에 의해 제거되어 진다.
도8에 도시되어 있는 유압식 현가 스트러트는 압축 주행이 제한되는 모드를 나타내는 것으로서 예컨데, 과도한 차륜의 상하 왕복운동에 의한 거친 지역에서의노면접지를 방지하기 위한 것이다. 유압 라인(124)에 있는 제4온/오프 밸브(126)는 폐쇄되고 유압 라인(132)에 있는 제1온/오프 밸브(136)는 개방된다. 유압 라인 (128)에 있는 제2온/오프 밸브(130) 및 유압 라인(132)에 있는 제3온/오프 밸브(134)는 폐쇄된다. 수직 상향으로의 피스톤(104) 및 이에 따른 차륜의 총 이동량은 점선 도시법에 의해 도시되어 있고 피스톤(104)이 포트(178)를 닫을 때 제1챔버(116)에 수용된 소정 체적의 유압 액에 의해 포트(178)의 레벨까지 제한된다. 피스톤(104)의 수직 하향으로의 총 이동량은 점선 도시법에 의해 도시되어 있고 실린더(102) 저면과의 접촉에 의해 제한된다.
신장 주행이 제한되는 모드 예컨데, 저속에서는 약간의 노면 간극만을 두는 도로 주행 차량에서 도8에 따른 유압식 현가 스트러트의 실시예를 사용하고자 한다면, 상기 스트러트는 도9에 도시된 것처럼 작동되어야 한다. 이러한 예에서는, 라인(124)에 있는 제4온/오프 밸브(126) 및 라인(132)에 있는 제1온/오프 밸브(136)는 폐쇄된다. 라인(128)에 있는 제2온/오프 밸브(130)는 폐쇄되고 라인(132)에 있는 제3온/오프 밸브(134)는 개방된다.
수직 상향으로의 피스톤(104) 및 이에 따른 차륜의 총 이동량은 점선 도시법에 의해 도시되어 있고 실린더(102)의 상단벽(179)의 내면과 피스톤(104)의 상면의 접촉에 의하여 제한된다. 피스톤(104)의 수직 하향으로의 총 이동량은 점선 도시법에 의해 도시되어 있고 피스톤이 포트(178)를 닫을 때 제2챔버(118)에 수용된 소정 체적의 유압 액에 의해 포트(178)의 레벨까지 제한된다.
주행이 유압식으로 제한되지 않는 모드에서 도8에 따른 유압식 현가 스트러트의 실시예를 사용하고자 한다면, 스트러트는 도10에 도시된 것처럼 작동되어야 한다. 이러한 예에 있어서, 라인(124)에 있는 온/오프 밸브(126)는 폐쇄되고 라인(132)에 있는 온/오프 밸브(136)는 개방된다. 라인(128)에 있는 온/오프 밸브(130)는 폐쇄되고 라인(132)에 있는 온/오프 밸브(134)는 개방된다. 피스톤 (104)의 총 이동량은 수직 상향으로 실린더(102)의 상단벽(179)의 내면과의 접촉 및 수직 하향으로 실린더(102)의 저면과의 접촉에 의해 제한된다.
스트러트를 신장 또는 오므려 결과적으로 차량을 높히거나 낮춤으로써, 예컨데 차가 닐링(kneel)할 수 있도록 스트러트의 위치가 제어될 수 있는 모드에서 도8에 따른 유압식 현가 스트러트의 실시예를 사용하고자 한다면, 스트러트는 도11에 도시된 것처럼 작동되어야 한다. 이러한 예에서, 라인(124)에 있는 제4온/오프 밸브(126)는 개방되고 라인(132)에 있는 제1온/오프 밸브(136)는 폐쇄된다. 라인(128)에 있는 제2온/오프 밸브(130)는 개방되고 라인(132)에 있는 제3온/오프 밸브(134)는 폐쇄된다. 유압 액을 라인(124)를 따라서 주입시키고 라인(128)을 통해 배출되도록 하면 스트러트는 오므라들 것이다. 유사하게, 유압 액을 라인(128)을 따라서 주입시키고 라인(124)를 통해 배출되도록 하면 스트러트는 신장될 것이다.
유압식 현가 스트러트의 대안적인 실시예에서, 차체(미도시)는 마운트에 의해 연결 로드와 연결될 수 있고 차륜(미도시)은 실린더에 부착될 수 있다.
상술한 모든 유압 밸브들은 예컨데, 스풀(spool) 또는 포페트(poppet) 밸브들일 수 있다. 상기 밸브들은 솔레노이드 또는 모터에 의해, 또는 수동으로 작동될수 있다. 밸브들이 수동으로 작동된다면, 파일럿 작동 밸브들을 사용하는 것이 편리할 수 있다. 아울러, 다양한 유압 라인들은 실린더의 측벽 또는 끝단 벽에 위치하는 포트들에 의해서 실린더 내의 챔버와 적절히 연결되어질 수 있다.
본 발명에 따른 유압식 현가 스트러트는 수륙 양용 차량에 특별히 응용될 수 있다. 수륙 양용 차량들은 일반적인 모터 차량에 설치된 차륜과 유사한 방법으로 사용되도록 땅에서 사용할 경우 차량을 지지하도록 차륜이 배열되는 신장된 위치로부터 물에서 사용할 경우 차량의 몸체에 대해 차륜이 높아진 오므려진 위치까지 이동될 수 있도록 설치된 차륜을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따른 유압식 현가 스트러트는 차량이 땅에서 사용되는 경우 도로 주행 모드에서 차륜을 위해 감쇄 및/또는 서스펜션을 제공하는 스트러트를 가지는 그러한 수륙 양용 차량의 차륜과 연결될 수 있다. 그러나, 차량이 물에서 사용되는 경우, 스트러트는 신장 및 오므림 위치 사이에서 차륜을 이동하기 위한 오므림 또는 신장 모드에서 사용되어질 수 있다. 또한, 스트러트의 오므림 및 신장 제어 시스템은 육지 모드와 해양 모드 사이에서 차량의 모드 전환을 위한 다른 제어 메커니즘과 연결될 수 있다.
수륙 양용 차량의 다른 차륜 또는 다른 회전축은 다른 현가 오므림 요구 조건들을 가질 수 있다는 것은 주목되어야 한다. 예컨데, 상기에서 참조된 미국 특허 제4241686호(웨스트팔렌)는 전방 차륜들을 닫혀진 포드(pod) 영역으로 오므리지만 후방 차륜들은 프로펠러 레벨 위로 감추어진 영역의 개방구로 단순히 오므리게 된다. 또한, 미국 특허 제4008679(보자노)는 무한궤도와 독립적인 차륜들의 결합을사용하는 수륙 양용 차량을 개시한다. 따라서, 본 발명의 유압식 현가 스트러트는 삼륜 차량의 하나의 차륜 또는 사륜 차량의 하나의 회전축 또는 필요한 모든 차륜에 응용되어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 비록 수륙 양용 차량을 참조하여 설명하였지만, 현가 스트러트는 재배열 가능한 차량들에 다른 응용들을 할 수 있을 것이다.
도시된 모든 실시예들에서 스트러트는 가스 충전 유압식 완충기에 연결되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며 탄성 효과를 제공하는 대체적인 수단이 사용되어 질 수 있다. 예컨데 스트러트는 스프링과 같은 탄성부재에 의해 동작되는 피스톤에 유압식으로 연결될 수 있다. 대안적으로 스트러트는 차량용의 통상의 기계 스프링 장치와 결합되어 사용되어질 수 있다.

Claims (14)

  1. 유압 액을 수용하고 있는 실린더와; 상기 실린더 내에서 이동가능하고 상기 실린더 내의 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 피스톤과; 부하에 상기 피스톤을 연결하기 위한 연결 수단;을 구비하는 차량 유압식 현가 스트러트에 있어서,
    상기 제1 및 제2챔버 사이의 유압 액의 흐름을 제어하기 위하여 제1온/오프 밸브가 상기 피스톤의 적어도 스트로크 부분 상부에 걸쳐 제공되고, 상기 스트러트는 상기 제1 및 제2챔버 중 어느 하나에만 연통하는 제2온/오프 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  2. 제1항에 있어서,
    가스 충전 유압식 완충기가 상기 제1 및 제2챔버 중 적어도 어느 하나와 연통되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 충전 유압식 완충기는,
    상기 제1 및 제2챔버 사이의 흐름을 제어하는 상기 제1온/오프 밸브가 개방되는 경우 상기 제1 및 제2챔버 모두에 연통하고,
    상기 챔버들 사이의 흐름을 제어하는 제1온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우, 상기 온/오프 밸브와 연통하는 상기 제1 및 제2 챔버중의 어느 하나에만 연통하는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스 충전 유압식 완충기는,
    상기 제1 및 제2챔버 사이의 흐름을 제어하는 제1온/오프 밸브가 개방되는 경우 상기 제1 및 제2챔버 모두에 연통하고,
    상기 챔버들 사이의 흐름을 제어하는 상기 제1온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우, 상기 제2온/오프 밸브가 연통하지 않는 상기 제1 및 제2 챔버중의 어느 하나에만 연통하는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1온/오프 밸브는 상기 피스톤의 스트로크의 제1부분에 걸친 상기 제1 및 제2챔버 사이의 유압 액 흐름을 제어하고, 제3온/오프 밸브는 상기 피스톤의 스트로크의 제2부분 위에 걸친 상기 제1 및 제2챔버 사이의 유압 액 흐름을 제어하도록 제공되고, 제4온/오프 밸브는 제2온/오프 밸브가 연통하지 않는 상기 제1 및 제2챔버 중 어느 하나에만 연통되도록 된 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  6. 제2항에 종속되는 제5항에 있어서,
    상기 가스 충전 완충기는,
    상기 제1 및 제2챔버 사이의 흐름을 제어하는 제1 또는 제3온/오프 밸브 중의 하나 또는 모두가 개방되는 경우 상기 제1 및 제2챔버 모두에 연통하고,
    상기 챔버들 사이의 흐름을 제어하는 제1 및 제3온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우 상기 제1 및 제2 챔버 중 어느 하나에만 연통하는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2챔버 사이에서 유압 액의 흐름을 제어하는 온/오프 밸브 또는 밸브들은 실린더 외부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 온/오프 밸브 또는 밸브들은 제1 및 제2챔버와 연결된 유압 이송 라인에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유압 이송 라인은 실린더의 벽에 위치된 두 개 또는 그 이상의 포트들을 연결하는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 내부의 상기 피스톤의 이동은 상기 제1챔버에만 연통하는 온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우 상기 제1챔버 내의 유압 액의 소정 체적에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 내부의 상기 피스톤의 이동은 상기 제2챔버에만 연통하는 온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우 상기 제2챔버 내의 유압 액의 소정 체적에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 내부의 상기 피스톤의 이동은 상기 제1챔버에만 연통하는 온/오프 밸브가 폐쇄되는 경우 상기 제1챔버 내의 유압 액의 소정 체적 및, 상기 제2챔버에만 연통하는 온/오프 밸브가 닫혀지는 경우 상기 제2챔버 내의 유압 액의 소정 체적에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는 차량 유압식 현가 스트러트.
  13. 도 2 및 도 3, 또는 도4 및 도5, 또는 도6 및 도7, 또는 도8 내지 도 11을 참조하여 실질적으로 설명되는 차량 유압식 현가 스트러트.
  14. 육지에서 사용시 차량을 지지하기 위해 차륜이 배열되는 신장된 위치로부터 물에서 사용시 차량의 몸체에 대해 상대적으로 차륜이 상승되는 오므려지는 위치까지 이동될 수 있도록 상기 차량에 설치된 적어도 하나의 차륜을 가지며,
    상기 적어도 하나의 차륜은 청구항 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 유압식 스트러트에 연결되도록 되어 있고,
    상기 배열은 육상주행모드에서 동작될 때 스트러트가 차륜에 대해 서스펜션 및/또는 감쇄를 제공하고; 차륜 오므림 또는 차륜 신장 모드에서 동작될 때에는 스트러트가 신장 및 오므림 위치 사이에서 차륜을 이동시킬 수 있도록 동작되도록 된 것을 특징으로 하는 수륙 양용 차량.
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