KR20060005113A

KR20060005113A - 차량용 현가장치의 쇽업소버

Info

Publication number: KR20060005113A
Application number: KR1020040053985A
Authority: KR
Inventors: 정준채
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-01-17

Abstract

본 발명은 다단식 댐핑 구조를 채용하여 다양한 구조의 차량에서도 그에 맞는 충분한 범프 또는 리바운드 스트로크의 확보가 가능하고 구간별 댐핑력 제어가 가능하도록 된 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것이다.

쇽업소버, 스트로크, 범프, 리바운드, 댐핑력, MR Damper.

Description

차량용 현가장치의 쇽업소버{Shock absorber}

도 1은 종래의 차량용 쇽업소버 구조를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 쇽업소버 구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

202 : 피스톤 로드 204,214 : 제1,2피스톤

210,220 : 제1,2실린더 231,232,233,234 : 제1,2,3,4챔버

242,244 : 제1,2오리피스

본 발명은 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것으로, 특히, 다양한 구조의 차량에서도 그에 맞는 적절한 스트로크의 확보가 가능하고 구간별 댐핑력 제어가 가능하도록 된 차량용 현가장치의 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 현가장치는 차륜의 장착된 액슬축과 차체 사이에 위치하여 노면으로부터의 진동이나 충격이 차체로 그대로 전달되는 것을 방지하여 승차감을 좋게 하는 역할을 한다.

이러한 현가장치는 노면으로부터의 충격 및 진동을 완충시키는 현가스프링 과, 이 현가 스프링의 고유진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇽업소버(Shock Absober)를 포함한다.

상기한 쇽업소버는 현가스프링의 상하운동 에너지를 열에너지로 바꾸는 작용을 하는 것으로 그 방법에 따라 고체 마찰식과 유압식이 있으며, 일반적으로 유압식이 주로 사용된다.

이러한 유압식 쇽업소버 구조의 일예는 대한민국 공개특허공보 제2003-0067317호와, 등록실용신안공보 제0181042호의 종래기술에도 상세하게 제시되어 있다.

종래의 일반적인 쇽업소버는 도 1에서 보는 바와 같이, 차량의 차체측에 연결된 피스톤(102)과, 엑슬측에 연결된 실린더(104)로 구성되며, 실린더(104)내에는 작동유체가 가득 채워져 있는 챔버(110)가 형성된다.

상기한 피스톤(102)은 실린더(104) 내측으로 슬라이드 가능하게 결합되고, 작동유체가 통과하는 다수개의 오리피스(106)가 형성되며, 일측이 피스톤 로드(108)와 연결되어 차체측과 연결된다.

이러한 쇽업소버는 리바운드시(신장시) 오리피스를 통과하는 작동유체의 저항에 의해 현가스프링의 진동을 억제하는 작용을 하고, 범프시(압축시) 역시 오리피스를 통과하는 작동유체의 유동저항에 의해 재진 작용을 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 쇽업소버는 2단 구조로 이루어져 있어서 도 1에서 보는 것과 같이 범프 또는 리바운드시 스트로크 구간(X)(Y)이 한정되어 있었기 때문에 실제적인 설계 적용시 범프 클리어런스(Bump Clearance)만큼의 충분한 스트 로크를 확보하지 못하여 기구적 마모에 따른 쇽업소버의 내구성 문제가 야기될 수 밖에 없었던 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 차체와 엑슬 사이에 쇽업소버를 일정 경사각을 두어 배치하기도 하였으나, 이 또한 쇽업소버의 효율을 저하시키게 되는 문제가 발생되어 바람직하지 못했던 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다단식 댐핑 구조를 채용하여 다양한 구조의 차량에서도 그에 맞는 충분한 스트로크의 확보가 가능하고, 범프 및 리바운드시 스트로크의 사용영역과 댐핑력 영역을 달리 함으로써 구간별 제어가 가능하도록 된 차량용 현가장치의 쇽업소버를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쇽업소버는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드 단부에 결합되는 제1피스톤; 상기 제1피스톤이 내부에 왕복이동 가능하게 설치되는 제1실린더; 상기 제1실린더의 단부에 결합되는 제2피스톤; 내부에 상기 제2피스톤이 왕복이동 가능하게 설치되는 제2실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1실린더와 상기 제2실린더중 적어도 하나에는 전류가 인가되는 코일이 설치됨과 아울러, 상기 코일에 형성된 자기장에 의해 점도의 변화를 일으키는 MR유체가 충전된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래와 동일한 구성에 대해서는 전술된 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 현가장치의 쇽업소버 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 쇽업소버는 기존의 2단식 댐핑구조를 갖는 쇽업소버에 있어서 실린더의 외주부상에 또 하나의 실린더를 추가적으로 장착하고 기존의 내측 실린더를 피스톤으로 사용하는 구조로 이루어진 3단식 댐핑구조를 형성한 것이다.

즉, 본 발명의 쇽업소버는 차체측에 연결되는 피스톤 로드(202)와, 피스톤 로드(202) 단부에 결합되는 제1피스톤(204)과, 제1피스톤(204)이 내부에 왕복이동 가능하게 설치되는 제1실린더(210)와, 제1실린더(210)의 단부에 결합되는 제2피스톤(214)과, 액슬측에 연결되며 내부에 상기 제2피스톤(214)이 왕복이동 가능하게 설치되는 제2실린더(220)를 포함하여 구성된다.

상기 제1실린더(210)의 내부에는 제1피스톤(204)의 좌,우측으로 작동 유체가 채워지는 제1챔버(231) 및 제2챔버(232)가 형성된다.

이와 함께, 상기 제2실린더(220)의 내부에는 제2피스톤(214)의 좌,우측으로 역시 작동 유체가 채워지는 제3챔버(233) 및 제4챔버(234)가 형성된다.

또한, 상기 제1피스톤(204)과 상기 제2피스톤(214)에는 각각 그 둘레방향으 로 일정 간격을 두고 다수개의 제1오리피스(242)와 제2오리피스(244)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 제1오리피스(242)와 상기 제2오리피스(244)는 제1실린더(210) 및 제2실린더(220) 내의 작동 유체가 각 챔버 사이를 이동할 때 유동저항을 발생시켜 댐핑작용이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 제1피스톤(204)과 제2피스톤(214)의 두께를 달리 하여 제1오리피스(242) 및 제2오리피스(244)의 길이를 서로 다르게 형성하거나, 또는 상기 제1 및 제2오리피스(242)(244)의 직경을 서로 다르게 형성하게 되면 각 피스톤의 왕복이동에 따른 유동저항치가 달라지기 때문에 댐핑력을 서로 다르게 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 쇽업소버의 범프시(압축시)에는 제1실린더(210) 내에서 제1피스톤(204)이 제2챔버(232)를 압축시키며 이동됨에 따라, 제2챔버(232) 내의 작동유체가 제1오리피스(242)를 통해 제1챔버(231) 내부로 이동되면서 작동유체의 유동저항에 의한 댐핑력이 발생된다.

이와 동시에, 제2실린더(220) 내부의 제2피스톤(214)이 제4챔버(234)를 압축시킴에 따라 상기 제4챔버(234) 내의 작동유체가 제2오리피스(244)를 통해 제3챔버(233) 내부로 이동되면서 유동저항에 의한 댐핑력이 발생된다.

따라서, 쇽업소버의 범프에 따른 따른 전체적인 범프 스트로크는 도면의 (C)구간과 (D)구간의 합으로 구현되어 전체적인 스트로크가 증가되는 효과를 얻게 되는 것이다.

반면, 쇽업소버의 리바운드시(인장시)에는 제2실린더(220) 내에서 제2피스톤(214)이 제3챔버(233)를 압축시키며 이동됨에 따라, 제4챔버(234) 내의 작동유체가 제2오리피스(244)를 통해 제3챔버(233) 내부로 이동되면서 작동유체의 유동저항에 의한 댐핑력이 발생된다.

이와 함께, 제1실린더(210) 내부의 제1피스톤(204)은 제1챔버(231)를 압축시키며 이동하게 되고, 제1챔버(231) 내의 작동유체는 제1오리피스(242)를 통해 제2챔버(232) 내부로 이동되면서 유동저항에 의한 댐핑력을 발생시키게 되는 것이다.

따라서, 쇽업소버의 리바운드에 따른 전체적인 리바운드 스트로크는 도면상의 (A)구간과 (B)구간의 합으로 구현되어 전체적인 스트로크가 감소되는 효과를 얻게 되는 것이다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명의 쇽업소버는 범프 및 리바운드의 스트로크를 증가시켜 다양한 구조의 차량에서도 그에 맞는 충분한 스트로크를 확보할 수 있게 된다.

또한, 제1피스톤(204) 및 제2피스톤(214)에 형성된 제1 및 제2오리피스(242)(244)의 직경의 크기 및 길이를 달리 형성하여 상기 제1 및 제2피스톤(204)(214)에 의한 (A)와 (C)구간 또는 (B)와 (D)구간의 댐핑력을 자유롭게 제어할 수도 있다.

또한, 상기한 실시예에 따른 3단식 구조를 바탕으로 4단, 5단 등의 다단식 구조로 적용하는 것도 가능하며, 이렇게 됨에 따라, 보다 세분화되어진 구간별 댐핑력 제어가 가능하고 이에 따른 스트로크도 최대한 확보할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1실린더(210)와 제2실린더(220) 내에 전류가 인가되는 코일(미도시)을 설치함과 아울러, 자기장에 의한 유체의 점도 변화가 가능한 MR유체(Magneto Rheological Fluid)를 충전하여 구성하게 되면, 코일에 공급되는 전류의 세기에 따라 댐핑력이 조절되는 통상의 MR 댐퍼로도 사용할 수 있기 때문에, 적절한 전류제어를 통해 각 구간별 스트로크 제어를 수행할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상기한 구성의 본 발명에 의하면, 쇽업소버의 범프 및 리바운드 스트로크를 증가시켜 다양한 구조의 차량에서도 그에 맞는 충분한 스트로크를 확보할 수 있게 된다.

또한, 각 구간별 스트로크가 가능해짐에 따라 보다 세분화되어진 구간별 댐핑력 제어가 가능해지는 효과가 있다.

또한, 상기 각 실린더 내부에 코일을 설치함과 아울러 코일에 형성된 자기장에 의해 유체의 점도 변화를 수반시킬 수 있는 MR유체를 충전하여 구성함에 따라, 전류의 제어를 통해 각 구간별 적절한 스트로크 제어를 수행할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims

피스톤 로드;

상기 피스톤 로드 단부에 결합되는 제1피스톤;

상기 제1피스톤이 내부에 왕복이동 가능하게 설치되는 제1실린더;

상기 제1실린더의 단부에 결합되는 제2피스톤;

내부에 상기 제2피스톤이 왕복이동 가능하게 설치되는 제2실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 쇽업소버.
제1항에 있어서, 상기 제1실린더와 상기 제2실린더중 적어도 하나에는 전류가 인가되는 코일이 설치됨과 아울러, 상기 코일에 형성된 자기장에 의해 점도의 변화를 일으키는 MR유체(Magneto Rheological Fluid)가 충전되는 것을 특징으로 하는 차량용 현가장치의 쇽업소버.