KR20030073740A - 차량의 높이 조절 댐퍼 장치 - Google Patents

차량의 높이 조절 댐퍼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 높이 조절 댐퍼 장치에 관한 것이다.
본 발명은 외측 실린더의 일측에 병렬 설치되는 압력 가변밸브는, 가스챔버와 연통하는 밸브 하우징과; 상기 밸브 하우징의 내측에 상하 습동하는 스풀과; 상기 스풀의 하면에 설치되는 스프링과; 상기 밸브 하우징의 일측에 연통되어 질소가스가 충진되어 있는 어큐물레이터로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서 댐퍼의 일측에 압력 가변밸브를 추가 설치함으로써, 차량의 코너링시나 굴곡진 도로의 주행시 차량의 기울어지는 현상을 방지되어 주행 안정성과 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Description

차량의 높이 조절 댐퍼 장치{VEHICULAR HEIGHT CONTROL DAMPER DEVICE}
본 발명은 차량의 높이 조절 댐퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 차량의 차체와 차축 사이에 설치되어 노면에서 받는 외부 진동을 감쇠함과 동시에 해당 차량의 적재물 하중에 관계없이 주행시에 있어서 차체 진동을 이용하고 자동적으로 차량의 높이를 설정 레벨에 따라 제어하는 것이 가능한 차량의 높이 조절 댐퍼 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 쇽 업소버(shock absorber)는 차축과 차체 사이에 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진, 완충장치로서, 그 내부는 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 가스 및 오일 등의 충진물이 채워진다.
그런데, 비교적 많은 탑승객 또는 화물을 수송하는 자동차에서 차고는 탑승객 또는 수화물의 많거나 적음에 따라 바뀌게 되며, 이러한 자동차의 높이 변화는 승차감과 조향 안정성을 감소시키게 된다. 따라서, 쇽 업소버도 자동차의 하중 변화에 관계없이 일정한 자동차의 높이를 유지하는 것이 요구되고 있다.
종래 자동차의 높이가 조절되는 댐퍼를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 차량 높이 조절 댐퍼 장치를 도시한 단면이다. 도시된 바와같이, 자동차의 높이를 조절하기 위해 내측 실린더(10)와, 내측 실린더(10)에 조립되는 로드 가이드(11), 피스톤 로드(20), 피스톤 밸브(30) 및 베이스 밸브(40)와, 피스톤 로드(20)의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브(21) 및 펌프 로드(22)와, 펌프 로드(22)의 일단 및 펌프 튜브(21)의 일단에 구비되는 인렛 밸브(23) 및 아웃렛 밸브(24)와, 내측 실린더(10)의 외측에 위치하는 외측 실린더(50)와, 내측 실린더(10)와 외측 실린더(20) 사이에 형성되는 베이스 챔버(60), 가스챔버(70) 및 고압 챔버(80)를 포함한다.
내측 실린더(10)는 오일이 채워지는 내측에 피스톤 로드(20)의 일측이 삽입되고, 피스톤 로드(20)에 끼워지는 로드 가이드(11) 및 오일 씰(12)에 의해 상단이 밀봉된다.
피스톤 로드(20)는 자동차의 높이를 조절하기 위해 내부에 형성된 중공에 펌프 튜브(21)가 장착되고, 펌프 튜브(21) 내측에 중공의 펌프 로드(22)가 삽입되어 빈 공간에 펌프 챔버(25)가 형성되며, 펌프 로드(22)의 끝단에 인렛 밸브(23)가 구비되고, 펌프 튜브(21)의 일단에 피스톤 로드(20)의 상하작동에 의해 개폐되는 아웃렛 밸브(24)가 구비되며, 피스톤 로드(20)와 펌프 튜브(21)사이에 오일 통로(26)가 형성된다.
또한, 피스톤 로드(20)는 상단에 차량 장착부(27)가 형성되며, 내측 실린더(10) 내측에 삽입된 일단에 피스톤 밸브(30)가 결합된다.
피스톤 밸브(30)는 내측 실린더(10)의 내부를 상하로 리바운드 챔버(13) 및 콤프레션 챔버(14)로 양분하는 것으로서, 피스톤 로드(20)의 일단에 결합되는몸체(31)에 리바운드 챔버(13)와 콤프레션 챔버(14)간에 오일의 경로를 제공하는 오리피스(32)가 형성되고, 피스톤 밸브(30)에는 오리피스(32)를 막는 디스크(33)가 설치되며, 디스크(33)는 리테이너(34)에 고정되고, 디스크(33)는 오일의 흐름에 저항을 주어 압력차를 형성하게 될 때 결국에는 오리피스(32)를 막는 디스크(33)가 젖혀지며 오일이 흐르도록 되어 있다.
베이스 밸브(40)는 내측 실린더(10)의 하단에 설치되며, 내부에 펌프 로드(22)의 중공(22a)을 통한 펌프 챔버(25) 및 베이스 챔버(60)로의 경로를 제공하는 제 1 유로(41)와, 콤프레션 챔버(14) 및 고압 챔버(80)로의 경로를 제공하는 제 2 유로(42)를 형성하고 있다.
외측 실린더(50)는 내측 실린더(10)가 내측에 삽입되고, 그 상단이 패킹케이스(51)와 캡(52)에 의해 밀봉되며, 내부실린더(10)와의 사이에는 오일이 채워지는 베이스 챔버(60)와, 세퍼레이터(71)에 의해 양분되는 가스 챔버(70)와 고압 챔버(80)가 각각 구비된다. 고압 챔버(80)는 가스 챔버(70)에 의해 가압된다.
이와 같이 구성된 종래 차량의 높이 조절 댐퍼 장치의 리바운드 행정시에는, 리바운드 챔버(13)와 베이스 챔버(60)의 오일이 콤프레션 챔버(14)로 흐르고, 펌프 튜브(21)와 펌프 로드(22)의 빈공간(working volume) 즉, 펌프 챔버(25)에 저압측 오일이 흡입된다.
콤프레션 행정시에는 콤프레션 챔버(14)의 오일이 리바운드 챔버(13)와 고압 챔버(80)로 흐르고, 이 때 펌프 챔버(25)의 오일은 고압 챔버(80)로 펌핑된다. 그리고 고압측으로의 펌핑 진행이 계속되면 기체의 압축에 의해 압력 상승이 일어나피스톤 밸브(30)의 위치를 상승시켜 차고를 조절한다.
그런데, 이와 같이 높이 조절 댐퍼 장치가 장착된 차량이 주행중 차량이 레벨링(leveling)되고 차고도 상승하나 코너링시나 굴곡진 도로를 주행할 때에는 레벨링된 압력이 빠져나가 차체의 양쪽이 기울어지거나 한쪽만 기울어지는 현상이 발생하여 주행 안정성과 승차감이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 댐퍼의 일측에 압력 가변밸브를 추가 설치함으로써, 차량의 코너링시나 굴곡진 도로의 주행시 차량의 기울어지는 현상을 방지할 수 있는 차량의 높이 조절 댐퍼 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자동차의 높이를 조절하기 위해 내측 실린더와, 내측 실린더에 조립되는 로드 가이드, 피스톤 로드, 피스톤 밸브 및 베이스 밸브와, 피스톤 로드의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브 및 펌프 로드와, 펌프 로드의 일단 및 펌프 튜브의 일단에 구비되는 인렛 밸브 및 아웃렛 밸브와, 내측 실린더의 외측에 위치하는 외측 실린더와, 내측 실린더와 외측 실린더 사이에 형성되는 베이스 챔버, 가스챔버 및 고압 챔버를 포함하는 차량의 높이 조절 댐퍼 장치에 있어서, 상기 외측 실린더의 일측에 병렬 설치되는 압력 가변밸브는, 가스챔버와 연통하는 밸브 하우징과; 상기 밸브 하우징의 내측에 상하 습동하는 스풀과; 상기 스풀의 하면에 설치되는 스프링과; 상기 밸브 하우징의 일측에 연통되어 질소가스가 충진되어 있는 어큐물레이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 높이 조절 댐퍼 장치를 제공한다.
도 1은 종래의 차량 높이 조절 댐퍼 장치를 도시한 단면이고,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 높이 조절 댐퍼 장치를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 압력가변밸브의 작동을 나타낸 단면도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 내측 실린더 11 : 로드 가이드
13 : 리바운드 챔버 14 : 콤프레션 챔버
20 : 피스톤 로드 21 : 펌프 튜브
22 : 펌프 로드 23 : 인렛밸브(inlet valve)
24 : 아웃렛 밸브(outlet valve) 25 : 펌프 챔버
30 : 피스톤 밸브 40 : 베이스 밸브
50 : 외측 실린더 60 : 베이스 챔버
70 : 가스 챔버 80 : 고압 챔버
90 : 압력 가변 밸브 91 : 밸브 하우징
92 : 어큐물레이터(accumulator) 93 : 제 1 유로
94 : 제 2 유로 95 : 제 3 유로
96 : 제 4 유로 97 : 스플
98 : 스프링
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 높이 조절 댐퍼 장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 압력가변밸브의 작동을 나타낸 단면도이다.
도 1과 동일한 부재에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명에 따른 차량의 높이 조절 댐퍼 장치는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같다.
내측 실린더(10)와, 내측 실린더(10)에 조립되는 로드 가이드(11), 피스톤 로드(20), 피스톤 밸브(30) 및 베이스 밸브(40)와, 피스톤 로드(20)의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브(21) 및 펌프 로드(22)와, 펌프 로드(22)의 일단 및 펌프 튜브(21)의 일단에 구비되는 인렛 밸브(23) 및 아웃렛 밸브(24)와, 내측 실린더(10)의 외측에 위치하는 외측 실린더(50)와, 내측 실린더(10)와 외측 실린더(20) 사이에 형성되는 베이스 챔버(60), 가스챔버(70) 및 고압 챔버(80)로 구성된다.
상기의 구성에서 가스 챔버(70)와 연통되도록 외측 실린더(50)의 일측에는 압력 가변밸브(90)가 설치된다.
여기서 압력 가변밸브(90)는, 밸브 하우징(91)과 어큐물레이터(92)로 구성되며, 밸브 하우징(91)의 일측에는 가스 챔버(70)와의 연통을 위하여 상, 하부에 각각 제 1 유로(93)와 제 2 유로(94)가 설치되고, 타측에는 어큐물레이터(92)와의 연통을 위하여 제 1, 2 유로(93, 94)와 대칭되는 위치에 제 3 유로(95) 및 제 4 유로(96)가 형성된다.
그리고 각 유로들이 통과하는 밸브 하우징(91)의 내측 공간부에는 상하 습동 가능한 스풀(97)이 설치되고, 스풀(97)의 하면에는 스프링(98)이 설치된다.
한편, 제 3 유로(95) 및 제 4 유로(96)와 연통하는 어큐물레이터(92)에는 질소가 가스 충진되어 있으며, 드럼(drum) 형상의 구성을 가진다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차량의 높이 조절 댐퍼 장치의 작동은 다음과 같다.
다시 도 2를 참조하면 먼저, 내부실린더(10)에서 피스톤 밸브(30)가 왕복운동함에 따라 리바운드 챔버(13)와 콤프레션 챔버(14) 사이에 압력차가 형성되면서 오일이 피스톤 밸브(30)와 베이스 밸브(40)를 통해 흐르게 되고 펌프 튜브(21)와 펌프 로드(22)를 통해 펌핑을 시작한다.
즉, 리바운드 행정시에는 리바운드 챔버(13)와 베이스 챔버(60)의 오일이 콤프레션 챔버(14)로 흐르고, 펌프 챔버(25)에 저압측 오일이 흡입된다. 콤프레션 행정시에는 콤프레션 챔버(14)의 오일이 리바운드 챔버(13)와 고압 챔버(80)로 흐르고, 이 때 펌프 챔버(25)의 오일은 고압 챔버(80)로 펌핑된다. 그리고 고압측으로의 펌핑 진행이 계속되면 기체의 압축에 의해 압력 상승이 일어나 피스톤 밸브(30)의 위치를 상승시켜 차고를 조절한다.
이와 같은 방식으로 차량이 차고 조절되나 코너링을 하거나 굴곡진 도로의주행으로 레벨링된 압력이 빠져나가게 된다. 이 때 압력조절밸브(90)에서는 리바운드시 레벨링된 고압 챔버(80)의 오일이 빠져나가고, 가스챔버(70)가 팽창하게 된다. 고압챔버(80)를 다시 레벨링 시키기 위하여 팽창된 가스챔버(70)의 질소가스가 제 2 유로(94)를 통하여 스플(97)을 상방으로 밀어 올리면서 제 4 유로(96)를 통한 어큐물레이터(92)로 유입된다.
그리고 도 3을 참조하면, 압축 행정시에는 고압챔버(80)가 충진되면서 상대적으로 세퍼레이터(71)에 의하여 가스챔버(70)가 압축된다. 이 때에는 어큐물레이터(92)의 질소가스가 제 3 유로(95)를 빠져나오면서 스플(97)을 하방으로 이동시키고 스프링(98)을 압축시키게 된다. 스플(97)의 이동으로 생긴 공간부로 질소가스는 제 1 유로(93)를 통하여 가스챔버(70)로 보충되어 고압챔버(80)가 종전과 같이 레벨링된 상태를 유지할 수 있다.
이처럼, 댐퍼의 외측에 별도로 설치된 압력 가변 밸브(90)로 하여 차량의 코너링시나 굴곡진 도로의 주행시 일시적으로 차량이 기울어지는 현상이 방지된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 차량의 높이 조절 댐퍼 장치는, 댐퍼의 일측에 압력 가변밸브를 추가 설치함으로써, 차량의 코너링시나 굴곡진 도로의주행시 차량의 기울어지는 현상을 방지되어 주행 안정성과 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 자동차의 높이를 조절하기 위해 내측 실린더와, 내측 실린더에 조립되는 로드 가이드, 피스톤 로드, 피스톤 밸브 및 베이스 밸브와, 피스톤 로드의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브 및 펌프 로드와, 펌프 로드의 일단 및 펌프 튜브의 일단에 구비되는 인렛 밸브 및 아웃렛 밸브와, 내측 실린더의 외측에 위치하는 외측 실린더와, 내측 실린더와 외측 실린더 사이에 형성되는 베이스 챔버, 가스챔버 및 고압 챔버를 포함하는 차량의 높이 조절 댐퍼 장치에 있어서,
    상기 외측 실린더의 일측에 병렬 설치되는 압력 가변밸브는, 가스챔버와 연통하는 밸브 하우징과; 상기 밸브 하우징의 내측에 상하 습동하는 스풀과; 상기 스풀의 하면에 설치되는 스프링과; 상기 밸브 하우징의 일측에 연통되어 질소가스가 충진되어 있는 어큐물레이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 높이 조절 댐퍼 장치.
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