KR20160046434A - 차량용 마그네틱 쇼크 업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 주행시 노면으로부터 전해되는 진동을 흡수한 스프링의 반발력을 오일이나 가스 혼합물을 사용하지 않고 자력을 이용함으로써 쇼크 업소버의 구조를 단순화시킬 수 있도록 하고 또한 외부에서 가해지는 충격으로 인해 비자성 실린터 튜브가 파손되어도 쇼크 업소버의 기능을 그대로 유지할 수 있도록 하고 또한 저속 운전 시에는 감쇠력(유도기전력)이 작아져(부드러워져) 승차감이 좋아지며고속 운전시에는 감쇠력이 증가하여 고속 안정감을 좋게 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버를 제시한다.

Description

차량용 마그네틱 쇼크 업소버{MOTOR VEHICLE SHOCK ABSORBER}

본 발명은 차량용 마그네틱 쇼크 업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일 또는 가스 혼합물을 사용하지 않고 자력을 이용하여 진동이나 충격을 흡수함으로써 쇼크 업소버의 기술적 구성의 단순화를 구현할 수 있으며 또한 외부의 충격으로 인해 비자성 실린더 튜브가 파손되어도 쇼크 업소버의 기능(즉, 충격이나 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 하는 기능)을 수행할 수 있도록 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 차량에 있어서 쇼크 업소버는 현가장치의 구성품으로서, 차량의 주행시 노면으로부터 전해지는 진동을 흡수하는 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 역할을 수행하게 된다. 이러한 쇼크 업소버는 전,후륜 현가장치의 각각에 모두 적용되는데, 도 1에서는 전륜 현가장치에 적용되는 쇼크 업소버를 개시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 차량용 쇼크 업소버는 유체가 가득 채워진 인너 쉘(2)과, 그 외측으로 유체가 절반 정도 채워진 아웃터 쉘(4)과, 그리고 일단이 상기 인너 쉘(2) 내측으로 삽입되어 피스톤 밸브(6)가 형성되고 타단이 상기 아웃터 쉘(4) 외측으로 연장된 피스톤 로드(8)를 구비하게 된다. 그리고 상기 인너 쉘(2)의 상부에는 로드 가이드(10)가 배치되고, 상기 로드 가이드(10)의 상측에는 헤드 캡(12)이 배치되어 이물질의 침투를 방지하게 된다. 상기 헤드 캡(12)의 하측 아웃터 쉘(4)에는 하측 스프링 시트(14)가 배치되고, 상기 피스톤 로드(8)의 상측에는 하측 스프링 시트(14)와 마주하는 상측 스프링 시트(16)가 배치되며, 이들 스프링 시트(14,16) 사이에는 완충용 스프링(18)이 탄성 배치된다. 또한 상기 상측 스프링 시트(16)의 중앙부 저면에는 피스톤 로드(8)를 감싸는 형태로 범프 스톱퍼(20)가 배치되고, 이의 범프 스톱퍼(20)의 외측에는 하단부가 헤드 캡(12)에 고정되는 벨로우즈형 더스트 커버(22)가 배치된다.

상기에서 범프 스톱퍼(20)는 고무 또는 다공성 우레탄 재질로 제작되어 일반적인 조건에서는 작동되지 않다가 풀 범프시 헤드 캡(12)의 상승 하중에 의하여 압축되면서 큰 하중을 지지하게 되는 것이다. 또한 상기 피스톤 밸브(6)의 상측에는 일정 거리를 두고 피스톤 로드(8)의 리바운드 스톱퍼(24)가 배치되어 풀 리바운시 로드 가이드(10)와 접촉되면서 리바운드 스트로크를 제한하게 된다.

이에 따라 상기와 같은 쇽 업소버는 범프 또는 리바운드에 의하여 피스톤 로드(8)가 상,하 직선 왕복 운동을 하면서 피스톤 밸브(6)의 상,하측으로 형성되는 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브(6)에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 감쇠력 특성을 얻게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 쇼크 업소버는 차량의 주행시 노면으로부터 전해지는 진동이나 충격을 흡수하기 위하여, 첫째 유체가 가득 채워진 인너 쉘(2)과 그 외측으로 유체가 절반 정도 채워진 아웃터 쉘(4)을 구성하고, 둘째 상기 인너 쉘(2) 내측으로 피스톤 밸브(6)가 삽입되고 상기 아웃터 쉘(4) 외측으로 연장된 피스톤 로드(8)를 구성하고, 셋째 상기 인너 쉘(2)의 내부에 오일이나 가스 혼합물을 충진하여 구성함으로써 쇼크 업소버를 구현하기 위한 기술적 구성이 매우 복잡할 뿐만 아니라 장기간 사용시에 인너 쉘(2) 내부에 충진된 오일(또는 가스 혼합물)을 재 충진해야만 하는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 쇼크 업소버가 강한 충격에 의해 인너 쉘(2)이 파손되면 오일(또는 가스 혼합물)이 외부에 새어나오게 되고 이로 인해 충격을 제대로 흡수할 수 없는 문제점이 있었다.

[문헌 1] 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0061922호(발명의 명칭: 자동차 쇽 업소버. 공개일자: 2012년 06월 13일) [문헌 2] 공개특허공보 공개번호 제10-1998-061271호(발명의 명칭: 자동차용 자력식 쇼크업소버. 공개일자: 1998년 10월 07일) [문헌 3] 공개실용신안공보 공개번호 제20-1999-0019600호(고안의 명칭: 전자 제어식 쇽 업소버장치. 공개일자: 1999년 06월 15일) [문헌 4] 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0064902호(발명의 명칭: 자기 유변 유체 스프링 구조체 및 이를 이용한 서스펜션 구조체. 공개일자: 2012년 06월 20일)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자력을 이용하여 진동이나 충격을 흡수한 스프링의 반발력을 상쇠시킬 수 있도록 구성함으로써 쇼크 업소버의 구조를 단순화시킬 수 있는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 외부의 충격으로 인해 쇼크 업소버의 비자성 실린더 튜브가 파손되어도 쇼크 업소버의 기능을 수행하는데 문제가 없도록 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저속 운전시에는 감쇠력(유도기전력)이 작아져(부드러워져) 승차감이 좋아지며 반대로 고속운전에서는 감쇠력이 증가하여 고속안정감을 좋게 하는 기능을 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 마그네틱 쇼크 업소버는 통상의 차체에 설치되는 상부 고정체와 차축에 설치되는 하부 고정체로 구성되며, 상기 상부 고정체와 하부 고정체 사이에는 스프링이 설치되며, 상기 하부 고정체에는 내부가 비어있는 비자성 실린더 튜브가 설치되며, 상기 비자성 실린더 튜브의 내부에는 자석이 삽입되며, 상기 자석에는 로드가 설치되고, 상기 로드는 상부 고정체에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 쇼크 업소버를 구성함에 있어서, 종래와 같이 인너 쉘, 아웃터 쉘, 피스톤 밸브, 피스톤 로드, 오일이나 가스 혼합물 등과 같은 기술적 구성을 사용하지 않고 단순하게 자석과 비자성 실린더 튜브만으로 구성하여 외부로부터 전해지는 충격을 흡수한 스프링의 반발력을 상쇠 시킬 수 있을 뿐만 아니라 쇼크 업소버의 기술적 구성을 단순화시킬 수 있도록 하고 또한 제작 공정을 줄이고 제품의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 진동이나 충격을 흡수하기 위하여 오일이나 가스 혼합물을 사용하지 않기 때문에 외부에서 가해지는 충격으로 인해 비자성 실린더 튜브가 파손되어도 쇼크 업소버의 기능을 그대로 유지할 수 있어 주행중에 승차감을 향상시킬 수 있는 상승적인 효과가 있다. 뿐만 아니라 본 발명은 저속 운전 시에는 감쇠력(즉, 유도기전력)이 작아져(즉, 부드러워져) 승차감이 좋아지며 반대로 고속운전에서는 감쇠력이 증가하여 고속안정감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 쇼크 업소버의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 차량용 마그네틱 쇼크 업소버의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 3a와 도 3b는 도 2에서 도시하고 있는 마그네틱 쇼크 업소버의 작동과정을 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 차량의 주행시 노면으로부터 전해되는 충격이나 진동을 흡수한 스프링의 반발력을 상쇠시키기 위해 오일이나 가스 혼합물을 사용하지 않고 자력을 이용함으로써 쇼크 업소버의 구조를 단순화시킬 수 있도록 하고 또한 외부에서 가해지는 충격으로 인해 비자성 실린더 튜브가 파손되어도 쇼크 업소버의 기능을 그대로 유지할 수 있도록 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버를 구현하고자 한다.

하기에서는 도 2와 도 3a,3b를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 차량용 마그네틱 쇼크 업소버의 기술적 구성을 구체적으로 제시한다. 본 발명에 따른 마그네틱 쇼크 업소버(10)는 충격이나 진동을 흡수할 때 종래의 쇼크 업소버와 같이 오일이나 가스 혼합물을 사용하지 않고 단순히 자력을 이용하여 쇼크 업소버의 기능을 수행할 수 있도록 하며, 이에 따라 쇼크 업소버의 구조를 단순화시킬 수 있는 특징이 있다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 마그네틱 쇼크 업소버(10)는 내부가 비어있는 구조로 형성되고 비자성 금속으로 제작된 비자성 실린더 튜브(12)를 구성한다. 상기 비자성 실린더 튜브(12)는 통상 원통형으로 제작됨이 바람직하며, 자력을 높이기 위하여(즉, 유도 기전력을 높이기 위하여) 알루미늄 재질이나 주석 또는 구리 등의 비자성 금속을 사용한다. 상기 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에는 종래와 같이 오일이나 가스 혼합물이 충진되어 있지 않고 단순한 구조의 자석(18)만이 삽입되어 있으며, 상기 자석(18)은 로드(16)에 연결된다. 이때 상기 로드(16)의 일측단은 상부 고정체(20)의 저면 중심부에 삽입 고정된다. 이와 같이 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에 자석(18)이 삽입되는데, 상기 자석(18)은 비자성 실린더 튜브(12)의 내주면과 일정한 간격을 유지하고 있으며 이는 차량의 주행시 노면으로부터 전해되는 진동이나 충격을 흡수하기 위하여 비자성 실린더 튜브(12)가 도 3b와 같이 상/하로 자유롭게 움직일 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 전술한 비자성 실린더 튜브(12)의 저면에는 하부 고정체(22)가 형성되며, 상기 하부 고정체(22)는 도 3a와 같이 통상의 차축(100)에 설치되며, 위에서 언급한 상부 고정체(20)는 차체의 저면에 설치된다. 이때 상기 하부 고정체(22)의 상측에는 스프링 시트(22a)가 형성되고, 상기 상부 고정체(20)에도 스프링 시트(20a)가 형성되는데, 상기 스프링 시트(20a,22a) 사이에는 통상의 스프링(14)이 설치되어 외부로부터 전해지는 충격이나 진동을 흡수하게 된다.

상기한 바와 같은 구성에 따라서, 본 발명의 마그네틱 쇼크 업소버(10)는 차량의 주행중에 노면에서 충격이나 진동이 차체에 전해지게 되면, 도 3a와 도 3b에서 보는 바와 같이 비자성 실린더 튜브(12)는 로드(16)에 설치된 자석(18)을 타고 위/아래로 이동하게 되며, 이로 인해 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에는 자속 변화로 인해 유도 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 된다.

즉, 상기와 같은 동작에 따라, 구체적으로는 내부에 자석(18)이 일정한 간격을 유지하면서 설치된 비자성 실린더 튜브(12)가 위/아래로 이동함에 따라 유도 기전력에 의해 전류가 흐르게 되고 이에 따라 자기장이 발생하며, 이때 상기 자기장의 방향은 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에서 발생된 자속 변화에 반대되는 방향으로 작용하여 자석(18)을 밀어내는 반응을 함으로써 외부로부터 전해지는 충격을 흡수한 스프링(14)의 반발력을 상쇠 시키게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 마그네틱 쇼크 업소버는 별도의 오일이나 가스 혼합물을 사용하지 않고도 자력을 이용하여 외부로부터 전해지는 충격이나 진동을 흡수한 스프링의 반발력을 상쇠 함으로써 쇼크 업소버의 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라 주행중에 비자성 실린더 튜브가 파손되어도 자력은 계속해서 발생하기 때문에 쇼트 업소버의 기능을 그대로 유지할 수 있게 된다.(종래에는 비자성 실린더 튜브에 해당하는 인너 쉘이나 아웃터 쉘이 파손되면 내부에 충진된 오일이나 가스 혼합물이 새어나오기 때문에 쇼크 업소버의 기능을 제대로 수행할 수 없게 된다.)

한편, 본 발명에서는 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 비자성 실린더 튜브(12)을 비자성 금속으로 제작하고, 상기 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에 삽입되어 일정한 간격을 유지하는 자석(18)을 구성하였다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상이 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시킬 수 있는데, 바람직하게는 상기 비자성 실린더 튜브(12)를 자석으로 제작한 다음에 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에 삽입되는 자석(18)을 비자성 금속으로 제작된 비자성 로드로 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예로, 로드(16)에 설치된 자석(18)을 비자성 금속으로 제작하고 비자성 실린더 튜브(12)를 자석으로 제작함으로써 본 발명에서 구현하고자 하는 기술적 사상을 구현할 수 있다.

10: 마그네틱 쇼크 압소버
12: 비자성 실린더 튜브
14: 스프링
16: 로드
18: 자석
20: 상부 고정체
22: 하부 고정체

Claims (5)

1. 통상의 차체에 설치되는 상부 고정체(20)와 차축(100)에 설치되는 하부 고정체(22)로 구성되며, 상기 상부 고정체(20)와 하부 고정체(22) 사이에는 스프링(14)이 설치된 마그네틱 쇼크 업소버에 있어서,
   상기 하부 고정체(22)에는 내부가 비어있는 비자성 실린더 튜브(12)가 설치되며, 상기 비자성 실린더 튜브(12)의 내부에는 자석(18)이 삽입되며, 상기 자석(18)에는 로드(18)가 설치되고, 상기 로드(18)는 상기 상부 고정체(20)에 설치됨을 특징으로 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자석(18)은 비자성 실린더 튜브(12)의 내주면과 일정한 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 비자성 실린더 튜브(12)는 비자성 금속으로 제작됨을 특징으로 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 비자성 금속은 알루미늄 또는 주석 또는 구리임을 특징으로 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 비자성 실린더 튜브(12)는 자석으로 제작되며, 상기 자석(18)은 비자성 금석으로 제작됨을 특징으로 하는 차량용 마그네틱 쇼크 업소버.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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