KR20080030748A - 감쇠력 가변형 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감쇠력 가변형 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 감쇠력을 가지던 쇽업소버에 있어서, 일반 주행 조건에 해당하는 스트로크 구간에 오일이 흐를 수 있는 별도의 통로를 두어 저감쇠 구간과 고감쇠 구간을 구비함으로써, 쇽업소버가 스트로크의 변화에 따라 가변하는 감쇠력을 가지도록 하는 감쇠력 가변형 쇽업소버에 관한 것이다.

본 발명에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버는 종래의 쇽업소버의 구조를 그대로 사용하면서 내측 실린더의 형태만 변형하여 차량의 승차감과 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

쇽업소버, 감쇠력, 오리피스, 피스톤, 밸브, 유로

Description

감쇠력 가변형 쇽업소버{Shock absorber for variable damping}

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 일실시예를 도시한 단면도,

도 2a와 도 2b는 도 1이 작동하는 상태의 요부를 나타내는 단면도,

도 3은 도 2b의 A-A선을 따라 취해 위에서 바라본 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

내측 실린더 : 10 작동실 : 11

외측 실린더 : 20 저장실 : 21

피스톤 로드 : 40 피스톤 : 41

오리피스 : 42 밸브 : 43

실리콘 실링재 : 1 유로 : 2

본 발명은 감쇠력 가변형 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 감쇠력을 가지던 쇽업소버에 저감쇠 구간과 고감쇠 구간을 구비함으로써 쇽업소버가 스트로크의 변화에 따라 가변하는 감쇠력을 가지도록 하여 차량의 승차감과 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있는 감쇠력 가변형 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 주행 중에 바퀴를 통해서 노면으로부터 크고 작은 충격이나 진동을 끊임없이 받고 있다.

이런 충격이나 진동이 차내 승객에게 그대로 전해진다면 차내 승객의 승차감이 나빠짐은 물론이고 운전자도 운전할 때 많은 불편함을 느껴 운전에 집중하기 어려울 것이다. 노면의 충격이나 진동이 차내 승객이나 프레임에 직접적으로 전달되는 것을 방지하기 위해 자동차의 주요 구성으로 현가장치가 포함된다.

일반적으로 자동차에 있어서 현가장치라 함은 차량이 거친 노면을 주행할 때 차체의 상하운동 및 선회시의 롤(roll)을 최소로 하여, 타이어와 도로 표면 사이의 접촉을 유지하도록 함으로써 완충 작용을 제공하고 타이어가 도로상의 요철과 만났을 때의 상하 운동 때문에 발생하는 도로의 충격을 흡수하여 차내 승객의 승차감과 자동차의 안정성을 향상시키는 장치이다.

상기 현가장치는 스프링과 쇽업소버 등의 주요 부품을 포함하여 구성한다. 상기 스프링은 차량의 무게와 그 외의 하중을 지지하고 도로의 요철 등에 의해 충격을 받으면 차륜이 상하로 움직이도록 하는 역할을 하며, 상기 쇽업소버는 스프링 작용의 제어 및 감쇠를 도와 노면 차이로 인한 충격을 받은 스프링이 상하로 반복해서 신축 운동을 하는 것을 막아줌으로써 스프링이 원상태로 돌아갈 수 있도록 한 다.

상기 스프링은 진동에 의한 감쇠 작용이 없기 때문에 상기 쇽업소버가 없다면 자동차의 주행 시에 스프링이 끊임없이 진동하게 되어 차량의 탑승자는 승차감이 악화되고 차량의 조종성 및 안정성도 떨어질 것이다.

이와 같이 쇽업소버는 현가 장치에 있어서 스프링의 진동을 제어 또는 감쇠하여 차내 승객의 승차감을 좌우하는 중요한 부품이다.

상기 쇽업소버의 일단은 차체 또는 프레임에 붙어 있고, 타단은 차축 하우징 또는 컨트롤암과 같은 움직이는 현가부에 붙어 있다.

기본적인 쇽업소버의 구조는 오일로 채워진 실린더 또는 튜브로서 피스톤이 그 안에서 상하 운동을 하게 되어 있다. 실린더 속의 오일이나 유체가 피스톤의 구멍(오리피스)을 통해 흐르면서 발생하는 유체 마찰로 스프링의 반발을 억제한다.

그래서 피스톤의 상하운동시 오일이 흐를 수 있는 통로가 많고 넓으면 유체의 흐름이 원활해져 승차감은 더욱 부드러워지고, 통로가 적고 좁으면 유체의 흐름이 어려워져 승차감은 딱딱한 느낌을 주겠지만 차량의 자세 제어는 향상된다.

종래의 쇽업소버는 오일이 오직 피스톤의 구멍을 통해서만 위아래로 이동할 수 있어서, 피스톤의 상하운동에 따라 감쇠력을 가변시키는 것이 불가능했다.

그래서 승차감을 향상시키기 위해 감쇠력을 약하게 하면 급출발시나 급제동시와 같이 강한 차량 제어가 필요한 때 차량 제어가 불량해지고, 반대로 차량 제어를 위해서 감쇠력을 강하게 하면 승차감에 악영향을 주게 된다.

이와 같이 종래의 쇽업소버는 스트로크의 변화에 따라 감쇠력을 가변시킬 수 없었기 때문에 차량의 승차감과 차량 제어 성능을 동시에 향상시킬 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 쇽업소버의 내측 실린더에 승차감을 향상시키는 저감쇠 구간과 차량 제어에 효과적인 고감쇠 구간을 형성함으로써, 노면이 양호한 일반 도로에서 주행시에는 쇽업소버의 피스톤이 감쇠력이 작은 저감쇠 구간에서 상하 운동을 하여 승차감을 향상시키고, 급제동시나 급출발시 혹은 요철이 심한 도로에서의 주행시와 같이 충격이나 진동이 심한 경우에는 쇽업소버의 스트로크가 커져 피스톤이 감쇠력이 큰 고감쇠 구간에서 상하 운동을 하게 됨으로써 차량의 진동을 효과적으로 제어하여 차량의 승차감뿐만 아니라 차량의 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있는 감쇠력 가변형 쇽업소버를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하단에 풋 밸브를 가지는 내측 실린더와, 차체측에 연결되는 외측 실린더와, 상기 내측 실린더를 따라 상하 이동가능한 피스톤 및 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버에 있어서,

상기 내측 실린더에 피스톤의 오리피스와 별도로 오일이 이동할 수 있는 저감쇠 구간을 형성하여 스트로크 변화에 따라 감쇠력을 가변시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 저감쇠 구간은 내측 실린더의 소정 구간을 변형하여 피스톤 외면과 함께 조성되는 별도의 유로를 형성함으로써 상기 유로를 통해 오일이 이동될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 일실시예로서, 상기 저감쇠 구간의 유로는 튜닝과정을 통해 개수와 크기가 결정되며 실린더 둘레를 따라가면서 일정간격으로 배치되어 다수 개로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1이 작동하는 상태의 요부를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2b의 A-A선을 따라 취해 위에서 바라본 단면도이다.

본 발명은 일정한 감쇠력을 가지던 쇽업소버가 내측 실린더의 소정 구간을 변형하여 저감쇠 구간을 구비함으로써 쇽업소버가 스트로크의 변화에 따라 가변하는 감쇠력을 가지도록 한 점에 주안점이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 쇽업소버의 감쇠력을 가변할 수 있도록 내측 실린더(10)를 변형하여 저감쇠 구간과 고감쇠 구간을 구비하는 작동실(11)로 구성한다.

도 2a와 같이, 상기 고감쇠 구간은 기존 쇽업소버의 구조를 사용하여 차량 제어에 효과적인 감쇠력을 설정하고, 상기 저감쇠 구간은 상기 내측 실린더(10)의 내면을 변형하여 유로(2)를 형성해서 승차감이 부드러운 감쇠력을 설정하여 구성한다.

피스톤(41)의 원주와 같은 크기의 원둘레를 가지는 고감쇠 구간의 내부가 일지점부터 바깥쪽으로 휘어져 내측 실린더(10)의 두께를 얇게 형성한다.

그러면 피스톤(41)의 원주보다 더 큰 원둘레가 형성되고 내측 실린더(10)와 피스톤의 외면을 사이로 오일이 이동 가능하게 되어 유로(2)가 형성된다.

상기와 같은 유로(2)가 소정 구간 형성되어 저감쇠 구간이 형성되면 타지점부터 저감쇠 구간의 내부가 안쪽으로 휘어져 내측 실린더(10)의 두께가 원복되고 피스톤의 원주와 같은 원둘레를 가지는 고감쇠 구간이 다시 형성된다.

상기와 같은 유로(2)를 내측 실린더(10)의 둘레를 따라가면서 90°간격을 두고 튜닝하여 소정의 크기로 형성한다.

상기 저감쇠 구간은 쇽업소버의 감쇠력을 작게 구성한 구간으로서, 피스톤(41)의 상하운동시 오일이 상기 피스톤의 오리피스(42)뿐만 아니라 상기 내측 실린더(10)의 일측에 형성된 유로(2)를 통해서도 이동되므로 오일의 흐름이 원활해져 승차감이 향상된다.

이때 내측 실린더(10)에 형성하는 유로(2)의 개수와 크기를 조정하여 저감쇠 구간의 감쇠력을 결정할 수 있다.

오일이 채워진 원통형의 상기 내측 실린더(10)는, 하단에 풋 밸브(13)가 각각 설치된 작은 오일 통로(12)를 형성하되, 차량의 흔들림에 따라 상하운동을 하는 피스톤 로드(40)가 내설된다.

상기 피스톤 로드(40)의 상단은 실린더 형상의 방진 하우징(30)을 관통하되 차체에 고정되는 고무부싱(44)을 연결한다.

상기 피스톤 로드(40)의 하단에 배치된 피스톤(41)은, 상기 피스톤 로드(40)가 상하운동을 할 때 오일이 이동되는 통로로서 두 개의 오리피스(42)를 형성하고, 상기 오리피스는 오일의 이동을 조정하는 밸브(43)가 각각 설치되어 있다.

상기 내측 실린더(10)의 외측에 설치되어 저장실(21)을 형성하는 외측 실린더(20)는, 하단에 차륜 측으로 연결되는 고무부싱(24)을 연결하고, 상기 방진 하우징과 결합된다.

상기 내측 실린더(10)와 상기 외측 실린더(20)가 피스톤 로드(40)와 접촉하는 면은 상기 피스톤 로드의 상하운동으로 인해 접촉면이 마모되거나 틈이 생기는 것을 방지하기 위해 실리콘 실링재(1)로 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

차량의 흔들림이 작은 일반 주행시 피스톤 로드(40)는 저감쇠 구간에서 상하 운동을 하게 된다.

이때 작동실(11)의 오일은 피스톤의 오리피스(42)와 내측 실린더(10)에 형성된 유로(2)를 통해 이동하게 되고 오일의 원활한 이동으로 발생하는 저항이 줄어 승차감이 향상된다.

이때, 일부 오일은 풋 밸브(13)가 설치된 작은 오일 통로(12)를 통해 작동실(11)과 저장실(21) 사이를 이동하게 된다.

이렇게 차량이 일반 주행을 하다가 급제동을 하게 되면 차량에는 큰 흔들림이 발생하여 피스톤 로드(40)의 상하운동은 커지게 된다.

그러면 저감쇠 구간에서만 상하운동을 하던 피스톤(41)이 저감쇠 구간을 벗어나 고감쇠 구간까지 이동하게 되고 오일의 통로가 피스톤의 오리피스(42)만 있는 고감쇠 구간은 오일의 이동으로 인한 저항이 커져 강한 감쇠력이 형성되고 차량은 효과적인 제어를 받게 된다.

차량의 흔들림이 제어되어 차량의 조정성과 안정성이 정상적으로 향상되면 피스톤(41)의 스트로크는 점점 작아지고 상기 피스톤은 다시 저감쇠 구간에서 상하운동을 하게 되어 승차감을 향상시키게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버는 종래 쇽업소버의 구조를 그대로 사용하면서 내측 실린더의 형태를 변형하여 피스톤의 오리피스와 별도로 오일이 이동할 수 있는 유로를 형성함으로써, 차량의 승차감을 향상시키는 저감쇠 구간과 차량 제어에 효과적인 고감쇠 구간을 구비하여 차량의 승 차감과 자세 안정성 및 조정성을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 하단에 풋 밸브를 가지는 내측 실린더와, 차체측에 연결되는 외측 실린더와, 상기 내측 실린더를 따라 상하 이동가능한 피스톤 및 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버에 있어서,

   상기 내측 실린더에 피스톤의 오리피스와 별도로 오일이 이동할 수 있는 저감쇠 구간을 형성하여 스트로크 변화에 따라 감쇠력을 가변시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변형 쇽업소버.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 저감쇠 구간은 내측 실린더의 소정 구간을 변형하여 피스톤 외면과 함께 조성되는 별도의 유로를 형성함으로써 상기 유로를 통해 오일이 이동될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변형 쇽업소버.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 저감쇠 구간의 유로는 튜닝과정을 통해 개수와 크기가 결정되며 실린더 둘레를 따라가면서 일정간격으로 배치되어 다수 개로 구성된 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변형 쇽업소버.

Images