KR20030088979A

KR20030088979A - 유압식 스트럿 마운팅 구조

Info

Publication number: KR20030088979A
Application number: KR1020020026830A
Authority: KR
Inventors: 정시섭
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-21
Also published as: EP1362719A1; US6655669B1; KR100488786B1; JP2003329074A; US20030214084A1

Abstract

본 발명은 유압식 스트럿 마운팅 구조에 관한 것으로, 쇽업소바가 결합되는 스트럿마운트와, 상기 스트럿마운트의 내부 공간을 가로질러 구비되는 디커플러와, 상기 디커플러에 의해 상기 스트럿마운트의 내부에 형성되는 상부챔버 및 하부챔버와, 상기 상부챔버와 하부챔버를 상호 연통시키는 오리피스와, 상기 하부챔버 내에 채워지는 소정의 유체와, 진동 발생시 쇽업소바와 연동하여 상기 유체를 가압하게 되는 플런져를 포함하여 구성된다.

위와 같이, 본 발명은 스트럿마운트의 내부에 서로 연통된 복수의 챔버를 형성하고 이들 챔버 중 일측에 소정의 유압을 제공하는 유체가 채워진 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공함으로써, 일정 수준 이상의 강한 진동 발생시 유체의 이동과정에서 발생되는 유압에 의해 쇽업소바와 코일스프링의 완충능력을 보강하고, 그로부터 차량의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

Description

유압식 스트럿 마운팅 구조{FLUID COMPRESSED STRUT MOUNTING STRUCTURE}

본 발명은 현가장치의 스트럿 마운팅 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트럿마운트의 내부에 서로 연통된 복수의 챔버를 형성하고 이들 챔버 중 일측에 소정의 유압을 제공하는 유체가 채워진 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공함으로써 유압에 의해 쇽업소바와 코일스프링의 완충능력을 보강하는편, 차량의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 유압식 스트럿 마운팅 구조에 관한 것이다.

현가장치(suspension)는 차축과 차체를 연결하는 것으로, 주행중에 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하여 차체에 직접 전달되지 않게 함으로써, 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 유지하는 장치이다. 이러한 현가장치는 노면에서 받는 충격을 완화시키는 코일스프링과, 코일스프링의 자유진동을 최대한 빨리 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소바(shock absorber)로 구성된다.

일반적으로 차량용 현가장치는 설치위치에 따라 프론트 현가장치(front suspension)와 리어 현가장치(rear suspension)로 나누어지는데, 상기 프론트 현가장치는 차체 프레임과 차축 사이를 연결하여 차의 중량을 지지함은 물론, 바퀴 측으로부터 전달되는 진동도 흡수하는 기능을 수행한다.

프론트 현가장치의 가장 일반적인 형태인 스트럿형(Strut type, or Mcpherson type) 현가장치에서는 스트럿(strut)이 더 구비되는데, 이 스트럿에는쇽업소바가 장착되어 이의 상단이 스트럿 마운트에 고정되고 하단은 조향너클(steering knuckle)과 연결된다.

종래의 스트럿 마운팅 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이 스트럿(10)의 상부에 쇽업소바(20)가 인출되어 있고, 쇽업소바(20)의 상단이 체결되는 스트럿마운트(30)는 차체 프레임(40)에 고정되어 있다. 스트럿(10)과 쇽업소바(20)의 둘레에는 상부스프링시트(51)와 하부스프링시트(52)가 각각 설치되어 여기에 코일스프링(50)이 장착되어 있다. 상기 코일스프링(50)의 내측방향에는 스트럿(10)과 쇽업소바(20) 사이에 먼지 등의 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위해 더스트커버(60)가 구비되어 있다.

더스트커버(60)의 내측 방향으로 상기 쇽업소바(20)의 둘레면에는 쇽업소바(20)의 완충작용을 보강하며 현가장치(1)에 가해지는 충격이나 진동을 흡수하기 위한 러버재질의 댐핑부재(70)가 구비되어 있으며, 상기 스트럿마운트(30)의 내부에는 쇽업소바(20) 이후 전달되는 잔여 진동력을 흡수 또는 차단하기 위한 러버 재질의 완충수단(32)이 충전된 구조로 이루어져 있다.

도면상의 미설명 부호 "34"는 조임너트이고, 도면부호 "80"은 조향너클이다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 스트럿 마운팅 구조에서는 충돌 또는 반동(rebound)시에 조향너클(80) 측으로부터 전달된 진동이 먼저 코일스프링(50)에 의해 일차적으로 흡수된다. 상기 코일스프링(50)을 통과한 진동은 쇽업소바(20)에 전달되어 피스톤로드(22)가 상하 왕복운동을 수행하게 된다. 이때, 상기 진동은스트럿마운트(30)의 내측에 구비된 완충수단(32)에 흡수됨과 아울러, 이를 통해 차체프레임(40)으로 분산된다.

그러나, 이러한 종래의 스트럿 마운팅 구조에서는 입력점인 조향너클에서 전달되는 일정 수준 이상의 강한 진동을 단순한 러버 재질의 댐핑부재나 완충수단만으로 흡수하다보니 진동의 형태에 따른 감쇠기능이 상당히 취약하여 차량의 승차감이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 스트럿마운트의 내부에 서로 연통된 복수의 챔버를 형성하고 이들 챔버 중 일측에 유압을 제공하는 유체가 채워진 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공함으로써, 일정 수준 이상의 강한 진동 발생시 유압에 의해 쇽업소바와 코일스프링의 완충능력을 보강하고, 그로부터 차량의 승차감을 더욱 향상시킨 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 스트럿 마운팅 구조를 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 유압식 스트럿 마운팅 구조를 도시한 단면도

도 3은 도 2에 따른 본 발명 유압식 스트럿 마운팅 구조의 작동 상태도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스트럿20 : 쇽업소바

22 : 피스톤로드40 : 차체프레임

50 : 코일스프링51 : 상부스프링시트

52 : 하부스프링시트80 : 조향너클

100 : 스트럿마운트102 : 브라켓

104 : 마운팅러버111 : 디커플러

112 : 상부챔버113 : 하부챔버

114 : 오리피스120 : 플런져

122 : 체결수단S : 유체

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쇽업소바가 결합되는 스트럿마운트와, 상기 스트럿마운트의 내부 공간을 가로질러 구비되는 디커플러와, 상기 디커플러에 의해 상기 스트럿마운트의 내부에 형성되는 상부챔버 및 하부챔버와, 상기 상부챔버와 하부챔버를 상호 연통시키는 오리피스와, 상기 하부챔버 내에 채워지는 소정의 유체와, 진동 발생시 쇽업소바와 연동하여 상기 유체를 가압하게 되는 플런져를 포함하여 구성된 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공한다.

본 발명은 그 구체적인 예로, 상기 스트럿마운트는 상단에 외부와 차단하며 착탈가능하게 결합되는 브라켓과, 하단에 상기 쇽업소바의 진동을 흡수하여 분산시키는 마운팅러버가 구비되어 기밀성을 유지하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 더욱 구체적인 예로, 상기 플런져는 압입 또는 나사결합 구조로 된 소정의 체결수단을 매개로 상기 쇽업소바에 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 플런져는 하부챔버 내에 위치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 유체는 소정의 점성을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 플런져에 의한 상부챔버로의 유체 이동 시기는 진폭범위가 ±1.0mm를 초과하는 진동 발생시인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 새로운 구성요소에 대해서만 새로운 부호를 부여하여 설명하되, 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.

첨부된 예시도면 도 2는 본 발명의 스트럿 마운팅 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 본 발명 스트럿 마운팅 구조의 작동상태도이다.

본 발명의 유압식 스트럿 마운팅 구조에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 스트럿(10)에 내장되어 상기 스트럿(10)의 상측으로 인출된 쇽업소바(20)의 상부에는 스트럿마운트(100)가 구비되어 이 스트럿마운트(100)의 둘레부가 차체프레임(40)에 고정된다. 상기 스트럿마운트(100)의 내측 상단에는 기밀성을 유지하기 위한 브라켓(102)이 끼워져서 결합되고, 내측 하단에는 탄성재인 마운팅러버(104)가 구비되어 외부와 차단되어 있다.

마운팅러버(104)의 상측으로 상기 스트럿마운트(100)의 내부에는 소정의 공간이 형성되되, 이 공간은 소정 형태의 판상구조로 된 디커플러(decoupler;111)에 의해 상부챔버(112)와 하부챔버(113)로 구획된다. 상기 하부챔버(113)의 내부에는 소정의 유체(S)가 채워져 있으며, 상기 디커플러(111)의 표면에는 이를 관통하며 상기 하부챔버(113) 내의 유체(S)를 상부챔버(112) 측으로 안내하는 오리피스(114)가 구비된다.

상기 유체(S)는 물이나 소정의 점도를 갖는 오일(oil) 등을 이용할 수 있다.

상부스프링시트(51)를 통과하여 스트럿마운트(100)의 내부에 결합된 쇽업소바(20)의 피스톤로드(22) 상단에는 플런져(120)가 구비되되, 이 플런져(120)는 소정의 체결수단(122)을 매개로 상기 피스톤로드(22)에 결합된 상태로 상기 하부챔버(113) 내에 위치된다. 상기 체결수단(122)은 암나사 구조 또는 압입 구조로 된 보울트 등을 채용하여 구성할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 스트럿 마운팅 구조에서는 충돌 또는 반동(rebound)시 코일스프링(50)을 통해 전달된 진동이 쇽업소바(20)에 전달되어 피스톤로드(22)를 상하 왕복운동시키게 된다. 이때, 상기 진동은 도 3에 도시된 바와 같이 쇽업소바(20)에 의해 일부 흡수됨과 동시에 스트럿마운트(100)의 내측 하단에 구비된 마운팅러버(104)의 부피를 변화시키면서 이를 통해 차체프레임(40)으로 분산된다.

상기 피스톤로드(22)의 상하 왕복운동시 이의 끝단에 고정된 플런져(120)는 피스톤로드(22)와 연동하여 상하 이동하게 되는데, 이때 플런져(120)는 하부챔버(113) 내의 유체(S)를 상방향으로 가압하게 된다. 상기 플런져(120)에 의해 가압된 유체(S)는 오리피스(114)를 통해 상부챔버(112)의 내부로 유입되며, 이 과정에서 유압을 이용한 진동 흡수작용이 수행된다.

본 발명의 유압식 스트럿 마운팅 구조에서 유체(S)의 운동은 조향너클(80)로부터 전달된 진동의 진폭이 클 경우에 발생되는데, 이때 유체(S)의 운동에너지는 열에너지로 변화되면서 진동감쇠 기능을 수행하게 된다.

본 발명의 일 예로서, 일정 수준 이하의 약한 진동, 바람직하게는 진폭 범위가 ± 0.5 내지 1.0mm인 진동의 발생시에는 마운팅러버(104)의 펌핑작용이 미미하고 플런져(120)의 상하 운동 폭도 미세하므로 디커플러(111)에 미세한 진동만 발생할 뿐, 하부챔부(113)로부터 상부챔버(112)로의 유체(S)의 유동은 발생하지 않는다.

또한, 조향너클(80) 측으로부터 전달되는 고주파 미진동(weak vibration)시에는 플런져(120)가 유체(S)의 흐름을 제한하면서 상기 유체(S)에 와류를 형성하여 양호한 고주파 감쇠 기능을 달성하게 된다.

한편, 진폭 범위가 ±1.0mm를 초과하는 고주파 진동의 발생시에는 플런져(120)의 상하 왕복운동이 수행되면서 오리피스(114)를 통해 하부챔부(113)에서 상부챔버(112)로 유체(S)가 이동하게 되고, 이 과정에서 발생된 유압에 의해 차체에 전달되는 진동 감쇠효과를 최대화할 수 있는 것이다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명은 스트럿마운트의 내부에 서로 연통된 복수의 챔버를 형성하고 이들 챔버 중 일측에 소정의 유압을 제공하는 유체가 채워진 유압식 스트럿 마운팅 구조를 제공함으로써, 일정 수준 이상의 강한 진동 발생시 유체의 이동과정에서 발생되는 유압에 의해 쇽업소바와 코일스프링의 완충능력을 보강하고, 그로부터 차량의 승차감을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

쇽업소바가 결합되는 스트럿마운트와, 상기 스트럿마운트의 내부 공간을 가로질러 구비되는 디커플러와, 상기 디커플러에 의해 상기 스트럿마운트의 내부에 형성되는 상부챔버 및 하부챔버와, 상기 상부챔버와 하부챔버를 상호 연통시키는 오리피스와, 상기 하부챔버 내에 채워지는 소정의 유체와, 진동 발생시 쇽업소바와 연동하여 상기 유체를 가압하게 되는 플런져를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.
제 1항에 있어서,

상기 스트럿마운트는 상단에 외부와 차단하며 착탈가능하게 결합되는 브라켓과, 하단에 상기 쇽업소바의 진동을 흡수하여 분산시키는 마운팅러버가 구비되어 기밀성을 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.
제 1항에 있어서,

상기 플런져는 압입 또는 나사결합 구조로 된 소정의 체결수단을 매개로 상기 쇽업소바에 결합되는 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.
제 1항에 있어서,

상기 플런져는 하부챔버 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.
제 1항에 있어서,

상기 유체는 소정의 점성을 갖는 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.
제 1항에 있어서,

상기 플런져에 의한 상부챔버로의 유체 이동 시기는 진폭범위가 ±1.0mm를 초과하는 진동 발생시인 것을 특징으로 하는 유압식 스트럿 마운팅 구조.