KR20160133858A

KR20160133858A - 리프 스프링 충격 저감 장치

Info

Publication number: KR20160133858A
Application number: KR1020150066919A
Authority: KR
Inventors: 장현석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2016-11-23
Also published as: KR102175412B1

Abstract

리프 스프링 충격 저감 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치는 차체 휠측과 연결되며, 사이드 멤버 내측에 위치하는 리프 스프링에 접촉되도록 상기 사이드 멤버 내측에 설치되어 상기 리프 스프링에서 발생하는 충격을 저감하는 충격 저감 장치에 있어서, ⅰ) 일측이 사이드 멤버의 내측에서 외측으로 관통되며 내부에 작동 유체가 충진된 제1 하우징과, ⅱ) 상기 제1 하우징의 일측에 형성된 제1 개방부에 삽입되고, 상기 리프 스프링과 접촉되어 상기 제1 하우징 내부에서 상하 운동을 하는 제1 피스톤과, ⅲ) 상기 제1 하우징의 타측에 형성된 제2 개방부에 일단이 삽입되는 제2 피스톤 및 ⅳ) 상기 제2 피스톤의 타단이 삽입되며, 상기 제1 하우징의 작동 유체에 의해 제2 피스톤이 내부에서 상하 이동되고, 내부에 완충수단이 구비되며 상기 사이드 멤버의 내측에 설치되는 제2 하우징을 포함한다.

Description

리프 스프링 충격 저감 장치{DECREASE SHOCK STRUCTURE FOR LEAF SPRING}

본 발명은 리프 스프링 충격 저감 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 휠의 범프 시 리프 스프링에서 발생하는 충격을 저감시키기 위한 리프 스프링 충격 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차체는 휠과 연결되는 서스펜션에 의해 지지된다. 상기 서스펜션은 차량 주행 중에 발생하는 각종 진동과 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키고 주행 중에 노면의 상태에 따라 차체의 전체적인 밸런스를 조정하게 된다. 그리고 선회 시에는 원심력에 대항하여 운전자의 안정적인 조정성을 확보하여 원심력에 따른 일 방향으로의 기울임 현상을 방지하게 된다.

상기한 서스펜션에 주로 사용되는 타입은 스프링 강판을 적층시켜 사용하는 리프 스프링(LEAF SPRING) 타입과, 코일 모양으로 둥글게 감아 만든 코일 스프링(COIL SPRING) 타입이 있다.

이 중에서, 리프 스프링 타입은 여러 장의 서로 다른 길이를 가지며 적층되고, 길이 방향으로 움직이지 않게 체결되는 다수 개의 스프링 판들이 구비되며, 최 상부의 스프링 판 양단이 차체 프레임에 각각 장착되는 구조로서 차체 휠측과 연결되며, 사이드 멤버 내측에 위치한다.

그런데, 종래 기술에서는 휠의 리바운드 시, 스프링 판들이 떨어져 있다가 휠의 범프 시, 스프링 판들이 서로 접촉하여 스프링 판들 간에 마찰과 함께 충격이 발생하게 된다.

이에, 사이드 멤버 내측에는 리프 스프링과 접촉되며, 리프 스프링의 상하 운동을 제한하는 스토퍼가 설치하게 된다. 이러한 스토퍼는 휠의 범프 시 리프 스프링의 수직 상승을 방지하기 위하여 사이드 멤버에 내측에 고정된 강체로 이루어진다. 따라서, 상기 스토퍼는 휠의 범프 시 리프 스프링의 수직 상승을 방지할 수 있는 역할을 하게 된다.

그러나 상기 스토퍼에는 별다른 충격 완화 장치가 구비되어 있지 않아 그 스토퍼에 리프 스프링의 충격이 그대로 전달되고, 이러한 충격이 차체의 내부 운전석으로 전달됨에 따라 승차감이 저하될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 휠의 범프 시 수직 상승하는 리프 스프링과 접촉되며 상하 운동하는 복수의 피스톤과 그 피스톤의 상하 운동을 완충하는 완충수단을 통해 리프 스프링에서 발생하는 충격을 저감시킬 수 있도록 한 리프 스프링 충격 저감 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치는 사이드 멤버 내측에 위치하며 차체 휠측과 연결된 리프 스프링의 충격을 저감하기 위한 충격 저감 장치에 있어서, ⅰ) 일측이 사이드 멤버의 내측에서 외측으로 관통되며 내부에 작동 유체가 충진된 제1 하우징과, ⅱ) 상기 제1 하우징의 일측에 형성된 제1 개방부에 삽입되고, 상기 리프 스프링과 접촉되어 상기 제1 하우징 내부에서 상하 운동을 하는 제1 피스톤과, ⅲ) 상기 제1 하우징의 타측에 형성된 제2 개방부에 일단이 삽입되는 제2 피스톤 및 ⅳ) 내부에 완충수단이 구비되며 상기 사이드 멤버의 내측에 설치되고 상기 제2 피스톤의 타단이 삽입되며, 상기 제1 하우징의 작동 유체에 의해 제2 피스톤이 내부에서 상하 이동되는 제2 하우징을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 제1 개방부는 상기 리프 스프링에 대응하여 상기 제1 하우징의 일측 하부 방향으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 제2 개방부는 상기 제2 하우징에 대응하여 상기 제1 하우징의 타측 하부 방향으로 연장 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 제2 하우징은 상기 제2 피스톤의 타단이 삽입되도록 상기 제1 하우징의 제2 개방부에 대응하는 제3 개방부를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 사이드 멤버에는 상기 제1 하우징이 관통되는 관통홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 완충수단은 상기 제2 피스톤의 타단과 상기 제2 하우징의 하부 사이에 충진되는 압축가스를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치에 있어서, 상기 완충수단은 상기 제2 피스톤의 타단과 상기 제2 하우징 하부 사이에 설치되는 코일 스프링을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 휠의 범프 시 수직 상승하는 리프 스프링과 접촉되어 상하 운동하는 제1 피스톤과 제1 피스톤과 연동되어 상하 운동하는 제2 피스톤 및 제2 피스톤의 상하 운동을 완충하는 완충수단을 통해 리프 스프링에서 발생되는 리프 스프링의 충격을 저감시켜 승차감을 개선할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버에 장착된 상태를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버의 외측에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버의 내측에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 다른 실시 예에 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버에 장착된 상태를 나타낸 정면도이다.

우선, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링(3)은 상용 차량의 리프 스프링 서스펜션에 적용된다.

상기 리프 스프링(3)은 여러 장의 서로 다른 길이를 가지며 적층되고, 센터 볼트(미도시) 등을 통하여 길이 방향으로 움직이지 않게 체결되는 다수 개의 스프링 판들을 포함하고 있다.

여기서, 상기 리프 스프링(3)은 사이드 멤버(5)의 내측에 위치하며, 최 상부의 스프링 판 양단이 스프링 브라켓 및 샤클(shackle) 브라켓을 통하여 차체 휠(1)측과 연결된다.

이러한 리프 스프링(3)에 있어서, 스프링 판들의 체결 구조 및 차체 휠(1) 의 장착 구조는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버의 외측에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치가 사이드 멤버의 내측에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 일 실시 예에 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치(100)는 제1 하우징(10), 제1 피스톤(13), 제2 피스톤(21) 및 제2 하우징(20)을 포함한다.

상기 제1 하우징(10)은 사이드 멤버(5)에 형성되는 관통홀(7)을 통해 일측이 내측에서 외측으로 관통된다.

상기 제1 하우징(10)은 내부에 작동 유체를 수용하는 공간이 형성되며, 사이드 멤버(5)의 내측과 외측의 길이 방향을 따라 형성되고, 일측과 타측은 라운드 형상으로 이루어진다.

상기 제1 하우징(10)의 일측과 타측은 사이드 멤버(5)의 하부 방향으로 연장 형성되며 양측 하단이 개방된다.

즉, 상기 제1 하우징(10)의 일측은 리프 스프링(3)의 상단에 대응하여 사이드 멤버(5) 하부 방향으로 연장 형성되며 제1 피스톤(13)이 삽입되도록 하단이 개방된 제1 개방부(11)를 형성한다.

상기 제1 피스톤(13)은 제1 개방부(11)에 삽입되어 최 상부의 리프 스프링(3)의 상단과 접촉되며 제1 하우징(10) 내부에서 상하 운동을 하게된다.

그리고 상기 제1 하우징(10)의 타측은 제1 개방부(11)와 동일 방향으로 향하도록 하부 방향으로 연장 형성되며 제2 피스톤(21)이 삽입되도록 하단이 개방된 제2 개방부(15)가 형성된다.

상기 제2 피스톤(21)은 상기 제2 개방부(15)의 일단에 삽입된다.

한편, 상기 작동 유체는 제1 하우징(10) 내부에서 상기 제1,2 피스톤(13)(21)의 일단 사이에 충진된다.

여기서, 상기 제1,2 피스톤(13)(21)은 제1 하우징(10) 내부에서 상하 운동을 하게 되며, 제1 하우징(10) 내부에서 상하 운동 시 기밀을 유지하기 위하여 제1,2 피스톤(13)(21)과 제1,2 개방부(11)(15)의 테두리가 상호 실링 된다.

상기 제2 하우징(20)은 제2 피스톤(21)에 대응하며, 사이드 멤버(5)의 내측에 설치된다.

상기 제2 하우징(20)은 제2 피스톤(21)의 타단이 삽입된다. 이때, 상기 제2 하우징(20)에는 제2 피스톤(21)의 타단이 삽입되도록 제1 하우징(10)의 제2 개방부(15)에 대응하는 제3 개방부(23)를 형성된다.

상기 제1 피스톤(13)은 제1 하우징(10)의 작동 유체에 의해 제2 하우징(20)내부에서 하부로 이동하게 되며, 그 내부에는 제2 피스톤(21)의 하부 이동을 완충하는 완충수단(30)이 구비된다.

상기 완충수단(30)은 제2 피스톤(21)의 타단과 제2 하우징(20)의 하부 사이에 충진되는 압축가스(CG)로 이루어 질 수 있다.

즉, 상기 제2 피스톤(21)이 제2 하우징(20)의 하부로 이동하여 압축가스(CG)를 가압하게 되면 압축가스(CG)가 제2 피스톤(21)의 가압 방향으로 압축되며서 제2 피스톤(21)의 가압력을 감쇄시켜 제2 피스톤(21)의 하부 이동을 완충하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 다른 실시 예에 따른 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예로서 완충수단(30)은 제2 피스톤(21)의 타단과 제2 하우징(20) 하부 사이에 설치되는 코일 스프링(31)으로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 제2 피스톤(21)이 제2 하우징(20)의 하부로 이동하며 코일 스프링(31)을 가압하게 되면 코일 스프링(31)은 탄성력에 의해 제2 피스톤(21)의 가압 방향으로 압축되며서 제2 피스톤(21)의 가압력을 감쇄시켜 제2 피스톤(21)의 하부 이동을 완충하게 된다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.

도 7를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치(100)의 작동 상태는 다음과 같다.

차량의 휠(1)이 범프 시 리프 스프링(3)은 사이드 멤버(5)의 외측에서 수직 방향으로 이동하게 된다.

이때, 상기 리프 스프링(3)은 제1 피스톤(13)에 접촉되게 되고, 이로 인해 제1 피스톤(13)은 제1 하우징(10)의 제1 개방부(11)에서 상하 운동을 하게 된다.

상기 제1 피스톤(13)은 제1 하우징(10)에서 상하 운동을 통해 작동 유체를 가압하고, 제1 피스톤(13)을 통해 가압된 작동 유체는 제2 피스톤(21)을 가압하여 제2 피스톤(21)을 제2 하우징(20) 하부로 이동시킨다.

이때, 상기 제2 피스톤(21)은 완충수단(30)인 압축가스(CG) 또는 코일 스프링(31)을 가압하게 되고, 압축가스(CG) 또는 코일 스프링(31)은 제2 피스톤(21)의 가압 방향으로 압축되면서 제2 피스톤(21)의 가압력을 감쇄시켜 제2 피스톤(21)의 하부 이동을 완충하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 리프 스프링 충격 저감 장치(100)는 제1,2 피스톤(13)(21)의 상하 운동과 완충수단(30)의 완충력에 의해 휠(1)의 범프 시 발생하는 리프 스프링(3)의 충격을 저감시켜 승차감을 개선할 수 있다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 휠 3: 리프 스프링
5: 사이드 멤버 7: 관통홀
100: 리프 스프링 충격 저감 장치 10: 제1 하우징
11: 제1 개방부 13: 제1 피스톤
15: 제2 개방부 20: 제2 하우징
21: 제2 피스톤 23: 제3 개방부
30: 완충수단 31: 코일 스프링
CG: 압축가스

Claims

사이드 멤버 내측에 위치하며 차체 휠측과 연결된 리프 스프링의 충격을 저감하기 위한 충격 저감 장치에 있어서,
일측이 사이드 멤버의 내측에서 외측으로 관통되며 내부에 작동 유체가 충진된 제1 하우징;
상기 제1 하우징의 일측에 형성된 제1 개방부에 삽입되고, 상기 리프 스프링과 접촉되어 상기 제1 하우징 내부에서 상하 운동을 하는 제1 피스톤;
상기 제1 하우징의 타측에 형성된 제2 개방부에 일단이 삽입되는 제2 피스톤; 및
내부에 완충수단이 구비되며 상기 사이드 멤버의 내측에 설치되고 상기 제2 피스톤의 타단이 삽입되며, 상기 제1 하우징의 작동 유체에 의해 제2 피스톤이 내부에서 상하 이동되는 제2 하우징;
을 포함하는 리프 스프링 충격 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 개방부는
상기 리프 스프링에 대응하여 상기 제1 하우징의 일측 하부 방향으로 연장 형성되는 리프 스프링 저감 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 개방부는
상기 제2 하우징에 대응하여 상기 제1 하우징의 타측 하부 방향으로 연장 형성되는 리프 스프링 충격 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 하우징은
상기 제2 피스톤의 타단이 삽입되도록 상기 제1 하우징의 제2 개방부에 대응하는 제3 개방부를 형성하는 리프 스프링 충격 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 사이드 멤버에는
상기 제1 하우징이 관통되는 관통홀이 형성되는 리프 스프링 충격 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 완충수단은
상기 제2 피스톤의 타단과 상기 제2 하우징의 하부 사이에 충진되는 압축가스를 포함하는 리프 스프링 충격 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 완충수단은
상기 제2 피스톤의 타단과 상기 제2 하우징 하부 사이에 설치되는 코일 스프링을 포함하는 리프 스프링 충격 저감 장치.