KR20100019314A - 코일 스프링의 스프링율 설정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 및 외부 스프링 플레이트가 상호 간에 반경 방향으로 간격을 두고 스프링 스트럿 실린더에 배치되며, 코일 스프링은 제1 스프링 탄성 위치(정상 위치)에서는 보다 작은 직경의 코일 영역이 내부 스프링 플레이트에 지지되고 코일 스프링의 제2 스프링 탄성 위치(스포츠 위치)에서는 보다 큰 직경의 코일 영역이 외부 스프링 플레이트에 지지되는, 코일 스프링의 스프링율을 설정하기 위한 장치에 관한 것이다.

코일 스프링, 스프링 플레이트, 스프링율, 스프링 탄성 위치, 코일 직경

Description

코일 스프링의 스프링율 설정 장치{DEVICE FOR SETTING A SPRING RATE OF A COIL SPRING}

본 발명은 특허 청구 범위 제1항의 전제부에 따른 코일 스프링의 스프링율 설정 장치에 관한 것이다.

독일 공개 공보 DE 100 43 229 C2호에는 2개 이상의 상이한 부분 특성 곡선들을 갖는 압축 코일 스프링 시스템이 공지되어 있으며, 이 경우 상기 시스템은 서로 직접 연결되는 상이한 코일 직경을 갖는 2개 이상의 원통형 스프링 영역으로 구성되고, 보다 큰 코일 직경을 갖는 스프링 영역의 코일의 내부 공간에는 보다 작은 코일 직경의 스프링 영역을 지지하기 위해, 외부 스프링 단부 상에 안착되고 사실상 환형인 압축 플레이트의 지지면이 제공된다. 보다 큰 코일 직경을 갖는 스프링 영역의 코일 내부 공간에 제공된 지지면의 높이는 코일 상태에 의해 조정될 수 있다.

또한 독일 공개 공보 37 28 462 A1호에는, 부분적으로 점진 진행하는 특성 곡선을 가지며 서로 일체형으로 연결된 2개의 스프링 부품들로 구성되는 차량용 압축 코일 스프링으로서, 상기 스프링 부품들 중 하나는 원통형 스프링 부품으로 형 성되며 상기 원통형 스프링 부품에 축방향으로 연결된 다른 하나는 통형 스프링 부품으로 형성된 차량용 압축 코일 스프링이 공지되어 있다. 원통형 스프링 부품의 코일 직경은 통형 스프링 부품의 최대 코일 직경보다 분명히 더 작다. 압축 코일 스프링의 치수는, 점진적 특성 곡선 부분을 구현하기 위해 차축 조립측의 스프링 지지부에서 스프링 및 코일이 중단되도록 정해진다.

본 발명의 목적은 선택된 스프링 시스템의 상태에 상응하게 적은 부품으로도 간단하게 설정될 수 있는, 차량의 휠 서스펜션을 위한 코일 스프링의 스프링율 설정 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 특허 청구 범위 제1항의 특징에 의해 달성된다. 바람직한 또 다른 특징들은 종속 청구항들에 포함된다.

본 발명에 의해 주로 실현되는 장점들은, 내부 및 외부 스프링 플레이트가 상호 간에 반경 방향으로 간격을 두고 스프링 스트럿 실린더에 배치되며, 코일 스프링의 제1 스프링 탄성 위치에서는 상기 코일 스프링의 직경이 작은 코일 영역이 내부 스프링 플레이트에 지지되고 코일 스프링의 제2 스프링 탄성 위치에서는 상기 코일 스프링의 직경이 큰 코일 영역이 외부 스프링 플레이트에만 지지됨으로써, 스프링 코일들의 배제 또는 포괄에 의해 휠 서스펜션을 위한 코일 스프링의 스프링율이 설정되는 데 있다.

또한 본 발명에 따라, 작은 직경의 코일 영역을 갖는 코일 스프링의 하부의 자유 단부는 제1 스프링 탄성 위치에서 내부 스프링 플레이트에 지지되며, 보다 큰 직경을 갖는, 코일 스프링의 상부의 다른 스프링 코일들은 상부의 고정 스프링 플레이트와 내부 스프링 플레이트 사이에서 탄성을 가지면서 자유롭게 배치된다. 제1 및 제2 스프링 탄성 위치를 선택적으로 조정하기 위해, 내부 스프링 플레이트는 축방향으로 높이가 조정될 수 있도록 스프링 스트럿 실린더 또는 상응하는 안내 요소 상에 배치되며 외부 스프링 플레이트는 스프링 스트럿 실린더에 고정되게 배치되어야 하며, 본 발명의 또 다른 변형예에 따라 내부 스프링 플레이트 뿐만 아니라 외부 스프링 플레이트도 각각 축방향으로 높이가 조정될 수 있도록 스프링 스트럿 실린더 또는 상응하는 안내 요소 상에 배치되어야 한다.

외부 및/또는 내부 스프링 플레이트의 이와 같은 배치 및 조정 가능성에 의해 그리고 작은 직경 및 큰 직경을 갖는 스프링 코일들의 상응하는 영역들이 양 스프링 플레이트에 할당됨으로써, 스프링 코일들의 배제 또는 포괄이 간단하게 실현된다. 이로써, 정상 위치라고도 불리는 제1 스프링 탄성 위치에서 코일 스프링의 최하단의 코일은 내부 스프링 플레이트 상에 지지되며 그 위에 배치되는 다른 모든 코일들은 자유롭게 또는 탄력 있게 배치된다.

스프링 플레이트는, 전기 기계식 또는 유압식 조정 장치에 의해 내부 및 외부 스프링 플레이트의 높이를 변위 가능하게 제어할 수 있는 추가의 제안에 따라 조정될 수 있다. 이로써 스프링 플레이트는 주행 상태의 조건에 상응하게 조정될 수 있다.

이로써 본 발명에 따라, 스포츠 위치라고도 불리는 제2 스프링 탄성 위치를 취하기 위해 내부 스프링 플레이트의 높이가 아래 쪽으로 조정됨으로써 나머지 코일 스프링은 하드(hard)해진다. 이를 위해 코일 스프링의 스프링 코일 또는 코일들의 하부 부분이 배제되는데, 그 이유는 코일 스프링의 코일 직경이 큰 부분이 외부 스프링 플레이트에만 지지되기 때문이다.

또한 본 발명에 따라 내부 스프링 플레이트는, 휠의 스프링 복원 운동 시 최하단의 스프링 코일이 내부 스프링 플레이트에 대해 간격을 두도록, 아래 쪽으로 조정된다. 이는, 외부 스프링 플레이트 상에 지지된 코일이 상기 스프링 플레이트로부터 상승함으로써 휠의 스프링 복원 운동 시 배제된 코일(들)이 다시 포괄되기 위해 필요하다.

또한 본 발명에 따라 내부 스프링 플레이트의 높이와 외부 스프링 플레이트의 높이가 동시에 조정되어 스프링율이 보상될 수 있다. 내부 및 외부 스프링 플레이트의 높이가 아래 쪽으로 조정됨으로써 차체가 낮아질 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 이하에서 더 자세히 설명된다.

본 발명에 따르면, 코일 스프링이 제1 스프링 탄성 위치에서는 직경이 작은 코일 영역이 내부 스프링 플레이트에 지지되고 제2 스프링 탄성 위치에서는 직경이 큰 코일 영역이 외부 스프링 플레이트에만 지지되어 스프링 코일들이 배제 또는 포괄됨으로써 휠 서스펜션용 코일 스프링의 스프링율이 설정될 수 있다.

예컨대 차량의 휠 서스펜션을 위한 코일 스프링(1)은 상부의 고정 스프링 플레이트(2)와, 내부 스프링 플레이트(4) 또는 외부 스프링 플레이트(3)인 하부의 스프링 플레이트(3 또는 4) 사이에 고정된다. 코일 스프링(1)은 예컨대 통형으로 구현되지만, 직경이 상이한 2개의 원통형 섹션들로 구성될 수도 있다. 코일 스프링(1)은 스프링 스트럿(5)을 둘러싸며, 이 경우 2개의 스프링 플레이트(3, 4)는 스 프링 스트럿 실린더(6) 또는 상응하는 안내 요소 상에 배치된다. 코일 스프링(1)은 작은 직경(d)을 갖는 하나 이상의 하부 코일(1a) 및 이에 연결되는, 보다 큰 직경(D)의 상부 코일(1b)을 포함한다.

내부 스프링 플레이트(4)는 스프링 스트럿 실린더(6) 상에 높이가 조정될 수 있도록 배치되며 외부 스프링 플레이트(3)는 스프링 스트럿 실린더(6)에 고정된다. 또 다른 실시예의 경우 2개의 스프링 플레이트(3, 4) 모두 높이가 조정될 수 있도록 배치될 수 있다. 스프링 플레이트(3, 4)는 유압식 또는 전기 기계식 조정 장치에 의해 조정될 수 있다. 스프링 플레이트(3, 4)는 스프링 스트럿 실린더(6)를 둘러싸는 슬리브를 포함하며 슬리브에 의해 스프링 스트럿 실린더(6)에서 안내된다.

도 2에는 정상 위치인 제1 스프링 탄성 위치(I)에 있는 코일 스프링(1)이 도시된다. 작은 직경(d)의 최하단의 스프링 코일(1a)은 내부 스프링 플레이트(4)에 지지되며 그 위에 배치된 코일 스프링(1)의 스프링 코일(1b)은 자유롭게 배치된다. 외부 스프링 플레이트(3)는 상기 위치(I)에서 내부 스프링 플레이트(4)와 같은 높이에 배치되며 하중을 받지 않는다.

도 3에는 스포츠 위치인 제2 스프링 탄성 위치(II)에 있는 코일 스프링(1)이 도시된다. 작은 직경(d)의 최하단의 스프링 코일(1a)에 연결된, 보다 큰 직경(D)의 상부 스프링 코일(1b)은 내부 스프링 플레이트(4)가 하강함으로써 이제 외부 스프링 플레이트(3)에만 지지되며 하부 스프링 코일(1a)은 내부 스프링 플레이트(4)에 대해 간격(a)을 두고 자유롭게 배치된다.

이로써 하부 스프링 코일(1a) 또는 경우에 따라 복수의 하부 스프링 코일들 이 배제되므로, 코일 스프링(1)의 탄성 영역의 특성 곡선만이 작용하게 된다. 이와 같이 소위 스프링이 하드해짐으로써 상기 스프링 탄성 위치(II)(스포츠 위치)에서 차량은 하향하게 된다.

내부 스프링 플레이트(4)는, 휠의 스프링 복원 시에도 하부 스프링 코일(1a)이 스프링 플레이트(4)에 놓이지 않도록 스프링 탄성 위치(II)에서 하부 스프링 코일(1a)에 대해 간격(a)을 가져야 한다.

스프링 탄성 위치(II)(스포츠 위치)에 따른 차량의 하향을 위해, 스프링이 하드해짐에 따라 차체의 하향이 동반되므로, 필요에 따라 스프링의 압축 시 보다 하드한 스프링율이 설정되고 스프링의 복원 시 보다 소프트한 스프링율이 설정된다. 그러나 이는 외부 스프링 플레이트(3)의 높이가 동시에 조정됨으로써 보상될 수 있다. 일반적으로, 2개의 스프링 플레이트(3, 4) 모두 높이가 조정됨으로써 차체의 높이를 개별적으로 세팅할 수 있다.

도 1은 코일 직경이 상이하고 스프링 플레이트에 지지되며 가능한 스프링 탄성 위치들을 갖는 코일 스프링을 도시한 도면.

도 2는 제1 스프링 탄성 위치(정상 위치)에 있는 코일 스프링을 도시한 도면.

도 3은 제2 스프링 탄성 위치(스포츠 위치)에 있는 코일 스프링을 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 코일 스프링

1a : 하부 코일

1b : 상부 코일

2 : 고정 스프링 플레이트

3 : 외부 스프링 플레이트

4 : 내부 스프링 플레이트

6 : 스프링 스트럿 실린더

d : 작은 코일 직경

D : 큰 코일 직경

Claims (11)

1. 상이한 크기의 직경을 가지며 스프링 플레이트들 사이에 고정 배치되는, 차량의 휠 서스펜션을 위한 코일 스프링의 스프링율을 설정하기 위한 장치에 있어서, 내부 및 외부 스프링 플레이트(4, 3)는 상호 간에 반경 방향으로 간격을 두고 스프링 스트럿 실린더(6) 상에 배치되며, 코일 스프링(1)은 제1 스프링 탄성 위치(I)에서 작은 직경(d)의 코일 영역(1a)이 내부 스프링 플레이트(4)에 지지되며 코일 스프링의 제2 스프링 탄성 위치(II)에서는 보다 큰 직경(D)의 코일 영역(1b)이 외부 스프링 플레이트(3)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
2. 제1항에 있어서, 작은 직경(d)의 코일 영역(1a)을 갖는 코일 스프링(1)의 하단은 제1 스프링 탄성 위치(I)에서 내부 스프링 플레이트(4)에 지지되며, 코일 스프링(1)의 보다 큰 직경(D)의 또 다른 상부 스프링 코일(1b)은 상부의 고정 스프링 플레이트(2)와 내부 스프링 플레이트(4) 사이에 탄성을 가지면서 자유롭게 배치되는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4)는 축방향으로 높이가 조정될 수 있도록 스프링 스트럿 실린더(6) 또는 안내 요소 상에 배치되며 외부 스프링 플레이트(3)는 스프링 스트럿 실린더(6)에 고정되게 배치되는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4) 및 외부 스프링 플레이트(3)는 축방향으로 높이가 조정될 수 있도록 스프링 스트럿 실린더(6) 또는 안내 요소 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 및 외부 스프링 플레이트(4, 3)는 높이가 변위될 수 있도록 전기 기계식 또는 유압식 조정 장치에 의해 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4)의 높이는, 작은 직경(d)의 최하단의 스프링 코일(1a)이 내부 스프링 플레이트(4)에 대해 간격(a)을 두고 자유롭게 배치되며 보다 큰 직경(D)의 상부 스프링 코일(1b)이 외부 스프링 플레이트(3)에 지지되도록, 제1 스프링 탄성 위치(I)에서 아래 쪽을 향해 화살표 방향(P)으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코일 스프링(1)은 제2 스프링 탄성 위치(II)에서 내부 스프링 플레이트(4)에 대해 자유롭게 배치되는 작은 직경(d) 의 복수의 하부 스프링 코일들(1a)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4)는 휠의 스프링 복원 운동 시 최하단의 스프링 코일(1a)이 내부 스프링 플레이트(4)에 대해 간격(a)을 두도록 아래 쪽을 향해 화살표 방향(P)으로 조정되는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4)의 높이는, 휠의 스프링 압축 운동 시 보다 경성의 스프링율이 설정되고 휠의 스프링 복원 운동 시 보다 연성의 스프링율이 설정될 수 있도록 외부 스프링 플레이트(3)에 대해 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 스프링 플레이트(4)의 높이는, 스프링율이 보상될 수 있도록 외부 스프링 플레이트(3)의 높이와 동시에 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 및 외부 스프링 플레이트(4, 3)의 높이가 아래 쪽으로 조정됨으로써 차체가 낮아질 수 있는 것을 특징으로 하는, 코일 스프링의 스프링율 설정 장치.

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