KR20110048180A - 공기현가장치 - Google Patents

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KR20110048180A KR1020090104873A KR20090104873A KR20110048180A KR 20110048180 A KR20110048180 A KR 20110048180A KR 1020090104873 A KR1020090104873 A KR 1020090104873A KR 20090104873 A KR20090104873 A KR 20090104873A KR 20110048180 A KR20110048180 A KR 20110048180A
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Abstract

본 발명은 에어스프링의 부품, 특히, 에어슬리브의 파손 방지를 위해 개선된 구조를 포함하는 공기현가장치에 관한 것이다. 상기 공기현가장치는 실린더와 피스톤로드를 포함하는 댐퍼; 캐니스터와 에어피스톤이 에어슬리브에 의해 기밀적으로 연결된 에어스프링; 상기 피스톤로드와 상기 캐니스터를 차체 측에 고정하기 위한 상부마운트; 상기 에어피스톤과 상기 실린더 사이에 설치되어 상기 에어피스톤과 상기 실린더 사이의 상대회전이 가능하게 하는 회전가능 밀봉부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면, 차량 주행 중 비틀림 회전력 등 에어스프링에 적용되는 원치 않는 힘 또는 모멘트에 의해, 에어슬리브, 에어 튜브 및/또는 댐퍼 부쉬와 같은 부품이 손상되거나 파손되는 것을 막아줄 수 있다.
공기현가장치, 에어스프링, 댐퍼, 상부마운트, 밀봉부

Description

공기현가장치{AIR SUPSPENSION}
본 발명은, 댐퍼와 에어스프링을 포함하는 공기현가장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 에어스프링의 부품, 특히, 에어슬리브의 파손 방지를 위해 개선된 구조를 포함하는 공기현가장치에 관한 것이다.
일반적으로, 현가장치는, 차체와 차륜 사이에 설치되는 것으로서, 스프링과 댐퍼(즉, 쇽업소버)를 포함한다. 스프링으로 에어스프링을 이용하는 것이 있는데 이러한 현가장치는 공기현가장치라 불리운다. 또한, 공기현가장치는 댐퍼와 에어스프링을 차체 측에 모두 고정하기 위한 상부마운트를 포함한다.
댐퍼는 실린더와 피스톤로드를 포함한다. 실린더의 내부에는 오일과 같은 작동 유체가 채워진 공간이 튜브 내부에 형성되어 있다. 튜브 내에는 작동유체와 작용하여 감쇠력을 발생시키는 피스톤밸브가 배치된다. 피스톤밸브는 피스톤로드와 연결되어 있으므로, 실린더와 피스톤로드 사이의 상대 운동에 의해, 피스톤밸브가 작동 유체와 상호 작용하여, 소정의 감쇠력을 발생시킨다.
에어스프링은 캐니스터, 에어피스톤 및 에어슬리브를 포함하되, 캐니스터와 에어피스톤은 플렉시블한 에어슬리브에 의해 기밀적으로 연결된다. 따라서, 에어 피스톤과 캐니스터는 상대 운동이 가능하며, 에어스프링 내 채워진 압축 공기에 의해, 에어슬리브는, 전술한 상대 운동에 대하여 탄성적으로 작용한다.
일반적으로, 상부마운트는 댐퍼의 피스톤로드와 에어스프링의 캐니스터를 차체 측에 고정한다. 이때, 에어스프링의 에어피스톤은 댐퍼의 하부에 고정된다
종래의 공기현가장치는, 자동차 주행 조타시에, 에어스프링에 가해지는 상하 운동, 비틀림 회전 및 수직 비틀림각[즉, 코닝각(coning angle)]으로 인하여, 에어스프링의 부품들, 특히, 에어슬리브 및/또는 에어튜브가 파손될 수 있다는 문제점이 있다.
이러한 문제점은 캐니스터 인서트 몰딩 일체형과, 캐니스터 & 상부마운트 분리형 모두에 적용된다.
전자의 경우, 예컨대, 5-링크 더블 위시본 타입(5-Link D/Wishbone Type)의 자동차 주행 조타시에 킹핀축이 가변됨으로써, 공기스프링에 상하 운동과 비틀림 회전 및 코닝각이 발생하여, 댐퍼 부쉬(damper bush)에 크랙이 발생하고 에어슬리브가 파손된다.
후자의 경우, 예컨대, 5-링크 더블 위시본 타입의 자동차 주행 조타시에 킹핀축이 가변됨으로써, 공기스프링에 상하 운동과 비틀림 회전 및 코닝각이 발생하여 상부마운트와 캐니스터 사이에 회전모멘트가 발생함으로써 에어튜브에 파손이 발생한다.
종래에는 에어스프링에 가해지는 비틀림 회전으로 인하여, 에어슬리브 및/또는 에어튜브가 파손되는 것을 방지하기 위해, 상부마운트 부쉬를 연질의 재질로 하 거나 또는 에어슬리브 상부의 연결을 부드럽게 하여 대처하고 있었다. 그러나, 이러한 구성만으로는 에어스프링에 반복적으로 가해지는 비틀림 회전에 에어스프링 부품이 손상 및/또는 파손되는 것을 충분히 방지할 수 없다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차량 주행 중 비틀림 회전력 등 에어스프링에 가해지는 원치 않는 힘 또는 모멘트에 의해, 에어슬리브와 같은 에어스프링 부품이 손상 및/또는 파손되는 것을 방지하는 개선된 구조의 공기현가장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 공기현가장치는, 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤로드를 포함하는 댐퍼; 상기 실린더의 외부에 기밀식으로 연결된 에어스프링; 상기 댐퍼와 상기 에어스프링을 차체 측에 고정하기 위한 상부마운트; 상기 에어스프링과 상기 실린더 사이에 설치되어 상기 에어스프링과 상기 실린더 사이에서 기밀을 유지하면서 상대회전이 가능하게 하는 회전가능 밀봉부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에어스프링은, 실린더 외부로 나와 있는 피스톤로드의 주변을 둘러싸도록 배치된 캐니스터; 상기 실린더의 일부의 주변을 둘러싸도록 배치된 에어피스톤; 상기 캐니스터와 상기 에어피스톤을 기밀식으로 연결하는 에어슬리브; 를 포함하고, 상기 회전가능 밀봉부는 상기 에어피스톤과 상기 실린더 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기현가장치를 차축 또는 차륜 측에 연결하기 위한 브라켓과 상기 실린더 사이에는 베어링이 설치되어 상기 브라켓과 상기 실린더 사이의 상대회 전이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 차량 주행 중 비틀림 회전력 등 에어스프링에 적용되는 원치 않는 힘 또는 모멘트에 의해, 에어슬리브, 에어 튜브 및/또는 댐퍼 부쉬와 같은 부품이 손상되거나 파손되는 것을 막아줄 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기현가장치를 전체적으로 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1의 "A"를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 3은 도 1의 "B"를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 공기현가장치(1)는, 댐퍼(10)와, 상기 댐퍼(10)의 상부에 설치되는 에어스프링(20)과, 상기 댐퍼(10) 및 에어스프링(20)을 차체(미도시됨)에 연결하기 위한 상부마운트(30)를 포함한다. 상기 댐퍼(10)의 하부에는 공기현가장치를 차축 또는 차륜 측에 연결하기 위한 브라켓(60)이 설치된다.
상기 댐퍼(10)는 실린더(12)와 피스톤로드(14)를 포함한다. 도시하지는 않 았지만, 상기 실린더(12) 내부에는 오일이 채워진 기다란 공간이 형성되며, 상기 공간 내에는 상기 피스톤로드(14)와 연결된 피스톤밸브(미도시됨)가 슬라이딩 가능하게 배치된다. 상기 피스톤밸브는, 차체 측에 연결된 피스톤로드(14)와 차륜 측에 연결된 실린더(12)의 상대 운동에 의해, 상기 실린더(12) 내에서 상하 왕복 운동하며, 이에 의해 오일과의 작용을 통해 소정의 감쇠력을 발생시킨다.
상기 에어스프링(20)은 캐니스터(22), 에어슬리브(24) 및 에어피스톤(26)을 포함한다. 상기 캐니스터(22)는 실린더(12) 외부로 나와 있는 피스톤로드(14)의 주변을 둘러싸도록 배치되어 있고, 상기 에어피스톤(26)은 상기 실린더(12)의 일부의 주변을 둘러싸도록 배치되어 있다. 상기 캐니스터(22)와 상기 에어피스톤(26)은 에어슬리브(24)에 의해 기밀적으로 연결되며, 이에 의해, 에어스프링(20) 내부에는 압축공기가 채워지는 공기실이 형성된다. 상기 캐니스터(22)에는 에어튜브(27)가 연결되며, 이 에어튜브(27)는 에어스프링(20) 내부의 공기실과 접속된다.
상기 상부마운트(30)는, 상기 캐니스터(22)의 상측에 설치된 채, 상기 댐퍼(10)와 상기 에어스프링(20)을 차체 측에 연결한다. 상기 상부마운트(30)는, 마운트 브라켓(31), 제1 마운트 부쉬(32), 제2 마운트 부쉬(33) 및 로드 홀더(34) 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 마운트 부쉬(32)에서 상부마운트(30)와 상기 캐니스터(22)가 연결된다.
상기 마운트 브라켓(31)은, 상부가 볼트 등에 의해 차체에 결합되도록 구성되는 한편, 상기 피스톤로드(14)가 관통되는 중앙에는 상기 제2 마운트 부쉬(33)와 이에 의해 지지되는 로드 홀더(34)가 설치되는 오목부가 형성되어 있다. 상기 상 부마운트(30)의 구조는 다양하게 변형될 수 있으며, 따라서 도면에 도시된 상부마운트의 상세한 구조에 의해 본 발명이 한정되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 에어피스톤(26)의 하단부와 상기 실린더(12) 사이에는 회전가능 밀봉부(50)가 설치된다. 상기 회전가능 밀봉부(50)는 상기 에어피스톤(26)과 상기 실린더(12) 사이에서 기밀을 유지하면서, 상기 에어스프링(20)에 가해지는 비틀림 회전에 대해 댐퍼(10)와 에어스프링(20) 사이의 상대적 회전을 허용해주도록 작용한다. 이러한 회전가능 밀봉부(50)와 같이 회전하는 장비를 밀봉하는 부품에 대해서는 기술분야에 잘 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 회전가능 밀봉부(50)의 구조는 도 2에 확대 도시되어 있다. 상기 회전가능 밀봉부(50)는 실린더(12)의 외면에 형성된 제1 및 제2 돌출부(12a, 12b) 사이의 홈에 삽입되어, 상대회전 가능하게 상기 에어피스톤(26)과 상기 실린더(12) 사이의 기밀을 유지시킨다. 상기 에어피스톤(26)과 상기 실린더(12) 사이에서 상대회전 가능한 기밀을 유지하는 한, 본 발명의 회전가능 밀봉부(50)는 다양한 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 공기현가장치(1)를 차축 또는 차륜 측에 연결하기 위한 브라켓(60)과 상기 댐퍼(10)의 실린더(12) 사이에는 베어링(44)이 설치된다. 상기 베어링(44)은 상기 브라켓(60)과 실린더(12) 사이의 상대회전이 가능하게 한다.
상기 베어링(44)의 설치 구조는 도 3에 확대되어 도시되어 있다. 상기 베어링(44)은 일단 또는 양단이 상기 실린더(12)에 형성된 단차부(12c)에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 상기 베어링(44)은 실린더(12)에 가해지는 축방향 하중을 효과적으로 지지하기 위해 스러스트 베어링(thrust bearing)인 것이 바람직하다. 상기 베어링(44)은 실린더(12)의 축방향 하중을 지지하면서 상기 브라켓(60)과 실린더(12) 사이의 상대회전을 가능하게 하는 한, 여러가지 다양한 형태로 실시될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이와 같이, 본 발명의 회전가능 밀봉부(50)는 댐퍼(10)의 실린더(12)와 에어스프링(20)의 에어피스톤(26) 사이의 상대회전을 가능하게 한다. 또한, 베어링(44)은 댐퍼(10)의 실린더(12)와 공기현가장치(1)를 차축 또는 차륜 측에 연결하기 위한 브라켓(60) 사이의 상대회전을 가능하게 한다. 따라서, 상기 회전가능 밀봉부(50)와 베어링(44) 중 어느 하나, 또는 양자 모두를 공기현가장치에 설치함으로써, 자동차 주행 조타시에 에어스프링(20)에 가해지는 비틀림 회전으로 인해, 에어스프링의 부품들, 특히, 에어슬리브 및/또는 에어튜브가 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기현가장치를 전체적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 "A"를 확대하여 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 "B"를 확대하여 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 공기현가장치
10 : 댐퍼
12 : 실린더
14 : 피스톤로드
20 : 에어스프링
22 : 캐니스터
24 : 에어슬리브
26 : 에어피스톤
27 : 에어튜브
30 : 상부마운트
31 : 마운트 브라켓
32 : 제1 마운트 부쉬
33 : 제2 마운트 부쉬
34 : 로드 홀드
60 : 브라켓

Claims (3)

  1. 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤로드를 포함하는 댐퍼;
    상기 실린더의 외부에 기밀식으로 연결된 에어스프링;
    상기 댐퍼와 상기 에어스프링을 차체 측에 고정하기 위한 상부마운트;
    상기 에어스프링과 상기 실린더 사이에 설치되어 상기 에어스프링과 상기 실린더 사이에서 기밀을 유지하면서 상대회전이 가능하게 하는 회전가능 밀봉부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기현가장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 에어스프링은,
    실린더 외부로 나와 있는 피스톤로드의 주변을 둘러싸도록 배치된 캐니스터;
    상기 실린더의 일부의 주변을 둘러싸도록 배치된 에어피스톤;
    상기 캐니스터와 상기 에어피스톤을 기밀식으로 연결하는 에어슬리브; 를 포함하고,
    상기 회전가능 밀봉부는 상기 에어피스톤과 상기 실린더 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기현가장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 공기현가장치를 차축 또는 차륜 측에 연결하기 위한 브라켓과 상기 실린더 사이에는 베어링이 설치되어 상기 브라켓과 상기 실린더 사이의 상대회전이 가능한 것을 특징으로 하는 공기현가장치.
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