KR20230142312A - 에어컵 구조의 에어서스펜션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컵 구조의 에어서스펜션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 상하 진동시 기계적인 록킹시스템이 작동하여 차고 떨어짐의 불편없이 보다 안정적으로 소비자가 원하는 차고 높이를 맞출 수 있는 에어서스펜션에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 에어컵 구조의 에어서스펜션은, 하방이 개방되고 상방이 밀폐되는 엎어진 컵 형상으로 일정간격을 갖고 배열되는 하측돌기에 의해 승강홈이 수직으로 형성되는 상부 에어컵;
상하가 개방되는 원통 형상으로 외주면에 상기 승강홈에 끼워진 채 승강할 수 있도록 승강돌부가 일정간격으로 형성되는 승강부재;
상부는 상기 상부 에어컵에, 하부는 상기 승강부재에 지지되어 그 사이에 위치되는 코일 스프링; 및
상기 상부 에어컵의 하부에서 조립되어 밀폐된 공간을 형성하는 것으로 일정간격을 갖고 배열되는 상측돌기에 의해 승강공이 수직으로 형성되어 하측돌기가 승강하는 하부 에어컵;
을 포함하여 구성된다.

Description

에어컵 구조의 에어서스펜션 {Air Suspension with Air Cup Structure}

본 발명은 에어컵 구조의 에어서스펜션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 상하 진동시 기계적인 록킹시스템이 작동하여 차고 떨어짐의 불편없이 보다 안정적으로 소비자가 원하는 차고 높이를 맞출 수 있는 에어서스펜션에 관한 것이다.

자동차가 주행할 때 서스펜션(Suspension)은 제동, 감속 및 선회 등의 운동에서 차체거동을 제어하면서 노면의 요철에 따른 휠 운동을 제어하는 역할을 한다.

이러한 서스펜션은 바디 및 섀시와 휠 또는 휠 어셈블리 사이에 마련되며, 이 두 강체를 복수의 조합된 스프링 및 댐퍼 조립체를 이용하여 외력을 섀시에 완충시켜 전달하는 장치이다.

상기 서스펜션은 상하 방향으로 스프링과 유압 쇼크 업소버 등을 통해 노면의 불규칙한 외력을 받아낼 수 있도록 설계된다.

최근 들어, 종래의 강체 스프링을 대체하여, 에어스프링을 형성하는 벨로우즈가 마련되고, 이의 체적을 변화시켜 스프링 상수를 가변시켜 상황에 맞게 안락한 승차감을 도모하는 에어서스펜션에 대한 연구 개발이 활발한 상황이다.

에어서스펜션은 강체 스프링 방식에 비해, 탄성 기능이 우수하고 미세 진동에 대한 대응이 우수한 장점이 있다.

에어서스펜션은 크게 보면, 차체와 연결되는 부분, 즉 쇼버 마운트에 댐퍼 쇼버 및 피스톤이 마련되고, 댐퍼 쇼버와 피스톤 사이에 에어 버킷 또는 에어챔버를 형성하여, 종래의 강체 스프링의 기능을 에어스프링이 대체될 수 있도록 구성된다.

이 경우 에어스프링은 일반적으로 벨로우즈라 불리는 주름관 타입의 외피부재에 의해 길이가 조절되면서, 내부에 에어가 충진되는 충진공간 즉, 튜브 타입의 공기가 주입될 수 있는 에어스프링이 마련될 수 있다.

그리고 이러한 충진공간은 기밀성이 무엇보다 중요하고 누기가 차단되어야 하므로 충진공간의 접합부 또는 연결부에는 클램핑링이 마련된다.

그런데 종래 에어서스펜션 내 주요장치인 에어튜브는 공압에만 의존한 시스템으로 온도나 주행환경, 도로상황 등에 의한 변동성을 감지하지 못하여 내구성 측면에서 취약한 문제점이 있었다.

또한, 세팅된 높이에서 내부에 항상 같은 크기의 압력이 걸려 있는 상태이고, 주행중 또는 기타 노면상황이 좋지 않아 압력이 빠지게 되면 에어컴프레셔를 통해 압력이 주입되므로, 에어컴프레셔의 용량이 크고, 압력이 주입되면서 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

등록번호 제10-1987691호(공고일자 2019년06월11일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금속 하우징과 코일 스프링을 조합한 에어컵 구조의 에어서스펜션으로 온도나 주행환경, 도로상황에 관계없이 내구성이 뛰어나고, 차고 충족시 기계적인 록킹시스템이 작동하여 차고 떨어짐의 불편 없이 보다 안정적으로 소비자가 원하는 차고 높이를 맞출 수 있는 에어컵 구조의 에어서스펜션를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 에어컵 구조의 에어서스펜션으로 압력 필요없이 하드웨어적인 구조로 높이를 세팅하여 에어컴프레셔의 용량을 작게 할 수 있어 차량의 부담을 낮춰주고 소음 발생을 줄일 수 있는 에어컵 구조의 에어서스펜션를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에어컵 구조의 에어서스펜션는, 하방이 개방되고 상방이 밀폐되는 엎어진 컵 형상으로 일정간격을 갖고 배열되는 하측돌기에 의해 승강홈이 수직으로 형성되는 상부 에어컵;

상하가 개방되는 원통 형상으로 외주면에 상기 승강홈에 끼워진 채 승강할 수 있도록 승강돌부가 일정간격으로 형성되는 승강부재;

상부는 상기 상부 에어컵에, 하부는 상기 승강부재에 지지되어 그 사이에 위치되는 코일 스프링; 및

상기 상부 에어컵의 하부에서 조립되어 밀폐된 공간을 형성하는 것으로 일정간격을 갖고 배열되는 상측돌기에 의해 승강공이 수직으로 형성되어 하측돌기가 승강하는 하부 에어컵;

을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 승강홈은 넓은 폭을 갖는 승강홈과 좁은 폭을 갖는 승강홈이 교대로 형성되고, 상기 승강돌부도 그 승감홈에 대응되도록 넓은 폭과 좁은 폭이 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부 에어컵이 탄성을 갖고 승강하는 경우 승강부재의 유도에 의해 하부 에어컵이 일정각도로 회전하는 것을 특징으로 하다.

또한,

상기 하측돌기의 저면은 층고홈이 형성되는 경사면으로 이루어지고, 상기 승강부재의 저면은 경사진 가이드면으로 이루어지며, 상기 상측돌기의 상면은 상기 하측돌기의 경사면과 승강부재의 가이드면에 접촉하는 경사면으로 이루어져,

상기 가이드면의 유도에 의해 하부 에어컵이 일정각도 회전하는 것에 의해, 하측돌기에 형성된 층고홈에 상측돌기가 위치하거나 하측돌기가 승강공에 위치하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 하측돌기의 경사면은 제1경사면과 수직의 단턱면과 제2경사면으로 이루어져 제1경사면과 단턱면에 의해 층고홈이 형성되고 제1경사면과 제2경사면의 경사진 각도가 동일하며, 상기 승강부재의 가이드면은 서로 대응되는 경사를 갖는 제1가이드면과 제2가이드면으로 이루어지되,

상기 제1가이드면과 제2가이드면 중 하나의 가이드면은 제1경사면 및 제2경사면의 경사진 각도와 같은 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 금속 하우징과 코일 스프링을 조합한 에어컵 구조의 에어서스펜션으로 온도나 주행환경, 도로상황에 관계없이 내구성이 뛰어나고, 차고 충족시 기계적인 록킹시스템이 작동하여 차고 떨어짐의 불편 없이 보다 안정적으로 소비자가 원하는 차고 높이를 맞출 수 있다.

또한, 에어컵 구조의 에어서스펜션으로 압력 필요없이 하드웨어적인 구조로 높이를 세팅하여 에어컴프레셔의 용량을 작게 할 수 있어 차량의 부담을 낮춰주고 소음 발생을 줄일 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 이해를 돕기 위한 똑딱 볼펜의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어컵 구조 에어서스펜션의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 상부 에어컵의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 하부 에어컵의 분해 사시도이다.
도 5는 클로즈시 본 발명의 실시예에 따른 에어서스펜션의 일부 절개 사시도이다.
도 6은는 오픈시 본 발명의 실시예에 따른 에어서스펜션의 일부 절개 사시도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한, 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.

먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해 똑딱 볼펜의 원리에 대해 설명한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 이해를 돕기 위한 똑딱 볼펜의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 똑딱 볼펜의 주요 구성품인 상하로 움직이는 플런저(30)와 움직이지 않고 고정되는 고정부재(51) 및 볼펜 심의 끝에 연결되어 회전하는 캠 바디(80)를 포함하여 구성된다.

상기 플런저(30)는 하측으로 수직홈(31)이 형성되어 고정부재(51)가 위치하고 저면으로는 경사진 슬라이드면(33)이 형성된다.

상기 고정부재(51)의 저면에는 경사진 슬라이드면(53)이 형성된다.

캠 바디(80)는 상측으로 수직홈(81)이 형성되고 상면으로는 단턱홈을 갖는 2중 경사진 슬라이드면이 형성된다.

이와 같은 똑딱 볼펜의 구성에서 도 1a에 도시된 바와 같이 상부에 있는 볼펜의 버튼을 손으로 누르면 수직홈(31,81)에 위치된 고정부재(51)를 따라 고정부재(51)가 고정된 상태에서 플런저(30)와 캠 바디(80)가 하강한다.

캠 바디(80)가 하강하여 제1경사진 슬라이드면(83)과 고정부재(51)의 경사진 슬라이드면(53)이 서로 일직선을 이루어 일치하는 경우 도 1b에서와 같이 볼펜심 아래에 있는 미도시 스프링의 위로 미는 힘 때문에 캠 바디(80)의 제1경사진 슬라이드면(83)이 플런저(30)의 경사진 슬라이드면(33)과 고정부재(51)의 경사진 슬라이드면(53)을 따라 반시계방향으로 회전하다가 단턱홈에 위치하면서 회전을 멈추게 된다.

다음 버튼에 손을 떼면 도 1c에 도시된 바와 같이 플런저(30)만 고정부재를 따라 상승하게 된다.

상기 플런저(30)가 상승하여 플런저(30)의 경사진 슬라이드면(33)이 캠바디(80)의 제2경사진 슬라이드면(83)과 서로 일직선을 이루어 일치하는 경우 도 1d에서와 같이 제1경사진 슬라이드면(83)은 고정부재(51)의 경사진 슬라이드면(53)을 따라, 제2경사진 슬라이드면(83)은 플런저(30)의 경사진 슬라이드면(33)을 따라 회전하여 고정부재(51)가 단턱홈에 위치하면서 회전을 멈추게 되고 플런저(30)는 고정부재(51)를 따라 소정높이까지 상승한 후 멈추게 된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에어컵 구조 에어서스펜션의 분해 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에어컵 구조 에어서스펜션(100)은 상부 에어컵(110), 코일 스프링(140), 승강부재(150) 및 하부 에어컵(160)을 포함하여 구성된다.

상부 에어컵(110)은 하방이 개방되고 상방이 밀폐되는 엎어진 컵 형상으로 일정간격을 갖고 배열되는 하측돌기(135)에 의해 승강홈(131,132)이 수직으로 길게 형성된다.

이때 승강홈(131,132)의 폭을 다르게 하여 넓은 폭을 갖는 승강홈(131)과 좁은 폭을 갖는 승강홈(132)을 교대로 형성할 수 있다.

상기 하측돌기(135)는 상부 에어컵(110)의 하단부보다 길지 않게 형성되며 그 저면은 경사면(133)이 형성된다.

도 3은 도 2에 나타낸 상부 에어컵의 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 상부 에어컵(110)은 원통체(120)와 커버(130)를 포함하여 구성된다.

상기 원통체(120)는 하방과 상방이 개방되는 원통 형상으로 소정의 높이와 지름을 갖는다.

상기 커버(130)는 원통체의 상부에서 결합되며, 상기 하측돌기(135)와 승강홈(131,132)이 형성된다.

상기 하측돌기(135)의 저면은 경사진 경사면(133)을 갖되, 저면 중간에 높이 조절을 위한 층고홈(134)을 갖는다.

즉, 상기 경사면(133)은 제1경사면(133a)과 수직의 단턱면(133b)과 제2경사면(133c)으로 이루어지고, 제1경사면(133a)과 단턱면(133b)에 의해 저면 중간에 높이 조절을 위한 층고홈(134)을 갖는다.

이때 제1경사면(133a)과 제2경사면(133c)의 경사진 각도는 같게 형성된다.

상기 코일 스프링(140)은 상부는 상부 에어컵(110)에, 하부는 승강부재(150)에 지지되어 그 사이에 위치되며 압축과 복원의 탄성 기능을 갖는다.

상기 승강부재(150)는 상하가 개방되는 원통 형상으로 그 외경이 상부 에어컵(110)의 내경보다 작게 되어 상부 에어컵(110) 내부에 위치하며 하부의 내측으로 받침턱(154)이 형성되어 코일 스프링(140)의 하부가 지지된다.

상기 승강부재(150)의 외주면에는 상기 상부 에어컵(110)의 승강홈(131,132)에 끼워진 채 승강할 수 있도록 승강돌부(151,152)가 일정간격으로 형성되되, 상기 승강홈(131,132)과 대응되도록 넓은 폭을 갖는 승강돌부(151)와 좁은 폭을 갖는 승강돌부(152)가 교대로 형성될 수 있다.

결국, 상기 승강부재(150)와 상부 에어컵(110)은 코일 스프링(140)에 탄지된 채 상하로 승강 운동할 수 있다.

또한, 상기 승강부재(150)의 저면에는 경사진 가이드면(153)이 형성되고, 상기 가이드면이 서로 대응되는 경사를 갖는 제1가이드면(153a)과 제2가이드면(153a)으로 이루어지되, 제1가이드면(153a)과 제2가이드면(153b) 중 어느 하나의 경사진 각도는 후술하는 하부 에어컵(160) 경사면(183)의 경사진 각도와 같게 형성된다.

상기 하부 에어컵(160)은 상방이 개방되고 하방이 밀폐되는 컵 형상으로 내벽과 외벽 사이에 일정간격을 갖고 배열되는 상측돌기(182)에 의해 승강공(181)이 상하로 길게 형성된다.

상기 승강공(181)에는 상부 에어컵(110)의 하측돌기(155)가 끼워져 승강된다.

상기 상측돌기(182)는 상부 에어컵(160)의 상단부보다 높지 않게 형성되며 그 상면은 상기 하측돌기(155)의 저면(경사면(133)), 승강부재의 저면(가이드면(153))과 면접촉하는 경사면(183)이 형성된다.

상기 상부 에어컵(110)의 하부에서 하부 에어컵(160)이 결합된 상태에서 밀폐되고 공기가 주입되어 에어서스펜션(100)에는 일정한 공기압을 유지하게 된다.

도 4는 도 2에 나타낸 하부 에어컵의 분해 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 하부 에어컵(160)은 외벽을 이루는 원통체(170)와 내벽(184)을 구비하는 베이스(180)를 포함하여 구성된다.

상기 외벽을 이루는 원통체(170)는 하방과 상방이 개방되는 원통 형상으로 소정의 높이와 지름을 갖되, 그 외경이 상부 에어컵(110)의 원통체(120)의 내경보다 작게 된다.

상기 내벽(184)을 구비하는 베이스(180)는 원통체(170)의 하부에서 결합되며, 상기 상면이 경사면(183)을 갖는 상측돌기(181)가 다수 형성되어 상기 외경을 이루는 원통체(170)와 함께 승강공(181)을 형성한다.

이와 같은 에어서스펜서의 구성에서 상기 상부 에어컵(110)의 하부에서 코일 스프링(140), 승강부재(150) 및 하부 에어컵(160)의 차례로 조립되어 밀폐되며 그 밀폐된 내부에는 공기가 주입되어 일정한 공기압을 유지한다.

이때 코일 스프링(140)의 상부는 상부 에어컵(110)에, 코일 스프링(140)의 하부는 승강부재(150)에 지지되고, 승강부재(150)의 승강돌부(151,152)가 상부 에어컵(110)의 승강홈(131,132)에 끼워진다.

또한, 승강부재(150)의 하면(가이드면(153))은 하부 에어컵(160) 상측돌기(182)의 상면(경사면(183))과 맞닿게 된다.

도 5는 클로즈시 본 발명의 실시예에 따른 에어서스펜션의 일부 절개 사시도이다.

도 5에서와 같이 에어서스펜션(100)의 클로즈시는 코일 스프링(140)이 상부 에어컵(110)을 밀어 승강부재(150) 하부의 가이드면(153)과 하부 에어컵(160) 상측돌기(182) 상부의 경사면(183)이 일치하는 경우 하부 에어컵(160)이 일정각도 회전하여 상부 에어컵의 하측돌기(135)가 하부 에어컵(160)의 상측돌기(182)에 맞닿게 된다.

이때 하측돌기(135) 저면(경사면(133))의 층고홈(134)에 상측돌기(182)의 상면(경사면(183))이 위치되어 기계적으로 일정높이를 유지하게 된다.

도 6은 오픈시 본 발명의 실시예에 따른 에어서스펜션의 일부 절개 사시도이다.

도 6에서와 같이 에어서스펜션(100)의 오픈시는 하부 에어컵(160)이 일정각도 회전하여 하측돌기(135)의 층고홈(134)에 있던 상측돌기(182)가 이탈하면서 상부 에어컵(110)이 하강하여 상부 에어컵(110)의 하측돌기(135)가 하부 에어컵(160)의 승강공(181)에 위치하게 된다.

이와 같이 본 발명은 차체가 진동하여 상부 에어컵(100)이 상승하거나 하강하는 경우 승강부재(150)의 가이드면(153)이 하부 에어컵(160)의 회전을 유도하여 하부 에어컵(160)이 일정각도 반복 회전하면서, 상부 에어컵(110)의 하측돌기(135)에 형성된 층고홈(134)에 하부 에어컵(160)의 상측돌기(182)가 위치하거나 상부 에어컵(110)의 하측돌기(135)가 하부 에어컵(160)의 승강공(181)에 위치하는 것을 교대로 반복하여, 진동을 흡수함으로써 완충작용을 하게 된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 에어서스펜션 110: 상부 에어컵
120: 상부 원통체 130: 커버
140: 코일 스프링 150: 승강부재
160: 하부 에어컵 170: 하부 원통체
180: 베이스

Claims (5)

1. 하방이 개방되고 상방이 밀폐되는 엎어진 컵 형상으로 일정간격을 갖고 배열되는 하측돌기에 의해 승강홈이 수직으로 형성되는 상부 에어컵;
   상하가 개방되는 원통 형상으로 외주면에 상기 승강홈에 끼워진 채 승강할 수 있도록 승강돌부가 일정간격으로 형성되는 승강부재;
   상부는 상기 상부 에어컵에, 하부는 상기 승강부재에 지지되어 그 사이에 위치되는 코일 스프링; 및
   상기 상부 에어컵의 하부에서 조립되어 밀폐된 공간을 형성하는 것으로 일정간격을 갖고 배열되는 상측돌기에 의해 승강공이 수직으로 형성되어 하측돌기가 승강하는 하부 에어컵;
   을 포함하는 에어컵 구조의 에어서스펜션.
2. 제1항에 있어서,
   상기 승강홈은 넓은 폭을 갖는 승강홈과 좁은 폭을 갖는 승강홈이 교대로 형성되고, 상기 승강돌부도 그 승감홈에 대응되도록 넓은 폭과 좁은 폭이 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어컵 구조의 에어서스펜션.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 에어컵이 탄성을 갖고 승강하는 경우 승강부재의 유도에 의해 하부 에어컵이 일정각도로 회전하는 것을 특징으로 하는 에어컵 구조의 에어서스펜션.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하측돌기의 저면은 층고홈이 형성되는 경사면으로 이루어지고, 상기 승강부재의 저면은 경사진 가이드면으로 이루어지며, 상기 상측돌기의 상면은 상기 하측돌기의 경사면과 승강부재의 가이드면에 접촉하는 경사면으로 이루어져,
   상기 가이드면의 유도에 의해 하부 에어컵이 일정각도 회전하는 것에 의해, 하측돌기에 형성된 층고홈에 상측돌기가 위치하거나 하측돌기가 승강공에 위치하는 것을 특징으로 하는 에어컵 구조의 에어서스펜션.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하측돌기의 경사면은 제1경사면과 수직의 단턱면과 제2경사면으로 이루어져 제1경사면과 단턱면에 의해 층고홈이 형성되고 제1경사면과 제2경사면의 경사진 각도가 동일하며, 상기 승강부재의 가이드면은 서로 대응되는 경사를 갖는 제1가이드면과 제2가이드면으로 이루어지되,
   상기 제1가이드면과 제2가이드면 중 하나의 가이드면은 제1경사면 및 제2경사면의 경사진 각도와 같은 것을 특징으로 하는 에어컵 구조의 에어서스펜션.

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