KR890003746B1

KR890003746B1 - 서스펜션장치

Info

Publication number: KR890003746B1
Application number: KR1019850007724A
Authority: KR
Inventors: 마고도 기다무라; 기요시 야마구찌
Original assignee: 도기고 가부시기가이샤; 가와아이 다가시
Priority date: 1984-10-20
Filing date: 1985-10-19
Publication date: 1989-10-04
Also published as: DE3537212A1; KR860003121A; US4697796A

Abstract

내용 없음.

Description

서스펜션장치

제1도는 본 발명에 의한 서스펜션(suspension)장치의 부분 종단면도.

제2도는 제1도에 도시된 회전식 밸브의 확대단면도.

제3도 및 제4도는 제2도의 회전식 밸브의 몸체와 밸브 시이트를 도시하는 확대단면도.

제5도는 제4도와 유사한 것으로서 한 수정된 형태를 도시하는 확대단면도.

제6도는 제2도와 유사한 것으로서 본 발명의 제2실시예를 도시하는 확대단면도.

제7도는 제6도에 도시된 실시예의 부분확대 종단면도.

제8도 및 제9도는 제3-5도와 유사한 것으로서 제6도에 도시된 실시예의 확대 횡단면도.

제10도, 제11도 및 제12도는 제7도와 유사한 것으로 각각 수정된 형태를 도시하는 부분확대 종단면도.

제13도는 제6도와 유사한 것으로서, 본 발명의 제3실시예를 도시하는 확대단면도.

제14도 및 제15도는 제8도 및 제9도와 유사한 것으로서 제13도의 실시예의 부분 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 로드

3,3 : 외갑 4 : 구멍

5 : 보호튜브 6 : 고무튜브

7, 8 : 링 9 : 칸막이벽

9a : 상단벽 9b : 실린더형벽

9c : 플렌지 10, 11, 15 : 구멍

12 : 유량제어밸브 13 : 외튜브

14, 14' : 내튜브 16 : 플랜지

17 : 전동기 17a : 회전축

17' : 로터리액튜에이터 18 : 볼트

19 : 축 20, 25 : 환형돌출물

25 : 환형씰링 21, 21', 24 : 드러스트볼베어링

18' : 브래키트

본 발명은 자동차와 같은 차량의 서스펜션장치에 관한 것이며, 특히, 유압댐퍼와 그와 연관된 기압식(氣壓式)스피링으로 구성된 종류의 서스펜션장치에 관한 것이다.

상기 종류의 서스펜션장치는 미합중국 특허 제3, 039, 760호, 제 3, 363 893호 및 제 3, 967, 363호에 발표된 것같이 이미 공지의 사실인데, 이 기구에는 기압식 스프링으로 작용하는 가변용량의 공기쳄버(chamber)가 유압댐퍼의 튜브형 본제 상단부와 유압댐퍼의 피스톤로드 상단부 사이에 설치되어 있으며, 피스톤로드는 본체로부터 윗쪽으로 튀어나와 있다. 공기실내의 압력을 조정하므로써 차량의 부하(화물등)에 대비해서 차량의 높이를 조정하는 것이 가능하다. 기압식스프링의 스프링정수(定數)는 공기쳄버의 용량과 공기압력의 크기에 의해 결정되며, 따라서, 여기에 기압식스프링의 정수를 원하는 대로 조정할수 없는 문제가 있다. 일본국 실용신안공개공고 제58-161710호 및 제59-53107호에 발표된 서스펜션장치에는 기압식스프링의 공기쳄버를 두칸으로 나누어 하나는 가변용량식 주(走)공기체버로 만들고 다른 하나는 공정용량식 부(副)쳄버로 만들었으며, 두 쳄버사이에 밸브를 설치하여 두 쳄버 사이의 소통과 단절이 선택적으로 가능하게 만들었다.

차량의 높이를 조정함에 있어서는 두 쳄버가 서로 소통하게 만들고 쳄버내의 압력을 조정한 다음 밸브를 잠거서, 두 쳄버의 소통을 단절하므로써 차량의 서스펜션상태는 굳어진다. 그러나 기압식스프링의 스프링정수를 다단계식으로 조정하고 기압식 스프링에 의해 감쇄력을 발생시키는 것이 더 바람직한 일로 되어 있다.

본 발명은 상기 상황을 감안하여 된 것으로서 본 발명의 서스펜션장치는 다음과 같이 구성된다. 즉, 유압댐퍼와 이 유압댐퍼와 관련된 여려개의 공기 쳄버와 두 인접공기 쳄버상이에 위치하고 한개 또는 수개의 오리피스 통로를 한정하는 최소한 한개의 회전식 유량제어밸브와 두 공기쳄버 사이의 소통을 위한 통로의 유효통과 면적을 변경시키는 유량제어밸브이 밸브몸체를 회전시키기 위한 수단 등으로 구성된다.

본 발명은 본체와 이 본체의 한단부를 관통해서 활동자재로 연장되는 피스톤 로드를 구비하는 유압댐퍼와, 상기 본체와 상기 피스톤 로드사에 장착되어 칸막이벽에 의하여 분리된 제1공기 쳄버와 제2공기 쳄버를 구비하고 피스톤 로드를 본체에 대하여 운동시킨때에 제1공기 쳄버의 용적은 변화 하지만 제2공기쳄버의 용적은 일정하게 유지되도록 구성시킨 기압식 스프링과, 피스톤로드로부터 간격을 두고 칸막이벽을 관통하여 설치된 구멍과, 상기 칸막이벽상의 상기 위치에 장착되며, 상기 구멍에 접속하는 통로를 형성하여 제1공기 쳄버와 제2공기 쳄버를 연통하는 것과 함께 상기 통로의 크기를 조정하기 위한 장치로서 적어도 1개이상의 오리피스가 관통하여 설치된 회전식 유량제어 밸브와 상기 오리피스이 유효면적을 조정하도록 회전식 유량제어밸브를 작동시키기 위한 장치를 구비하는 서스팬션장치를 제공한다.

본 발명의 한 선호의 실시예를 보면 유량 제어밸브의 구성은 고정튜브형밸브시이트와 밸브시이트에 고정시킨 동축상의 회전식 튜브형 밸브 몸체와 밸브 몸체 및 밸브시이트의 주변벽중 어느한 곳에 형성된 오리피스통로로써 역활하며 원주면에 일정간격으로 뚫린 여러개의 구멍으로 만들어져 있다.

본 발명에 의한 기압식 스프링의 감쇠력은 유압댐퍼에 의한 감쇄력의 약20%정도 발생시키는 것이 가능하다.

본 발명의 기타 목적 및 잇점은 첨주도면에 도시한 선호된 실시예를 다음과 같이 상세히 설명하므로서 명백해질 것이다.

제1도는 튜브형 본체(1)(그 하부는 도시되지 않음)와 본체(1)의 상부를 통하여 슬라이드 가능하게 연장된 로드(2)로 구성된 유압댐퍼를 도시하며, 기압식 스프링은 유압댐퍼에 연결되어 있다. 기압식 스프링의 구성은 상구 외갑(外甲)(3a)과, 하부외갑(3b)과, 보통 "U"형 고무튜브(6)와 칸막이벽(9)으로 되어 있다. 중앙의 구멍(4)은 상부외값 (3a)에 형성되어있으며, 이 구멍은 로드(2)의 상단부를 끼워넣어 거기에 고정시키려는 것이다. 로드(2)는 자동차의 차체에 연결되며, 유압댐퍼의 본체(1)의 상단부는 차량의 바퀴축 같은 것에 연결된다는 것을 이해할수 있을 것이다.

상부외갑(3a)은 하향 연장된 원주벽으로 되어 있으며, 이 벽에 하부외갑(3b)의 원주벽의 상단부가 용접에 의해 고정된다. 고무튜브(6)의 외측벽의 상단은 하부외갑(3b)의 직경이 축소된 하단부에 조이는 링(7)으로써 팽팽히 연결되어 있다. 고무튜브(6)의 내측벽의 상단부는 조이는 링(8)에 의해 보호튜브(5)에 팽팽히 연결되어 있다. 보호튜브(5)는 유압댐퍼의 본체(1)의 최소한 상부를 둘러싸고 있으며, 밀폐상태로 붙어 있다. 이렇게 상부 및 하부외갑(3a, 3b)과 고무튜브(6)는 유압댐퍼의 상부를 둘러싸는 밀폐공간을 한정한다. 칸막이 벽(9)은 상단벽(9a)과 실린더형의 벽(9a)과 플랜지 부분(9c)으로 구성된다. 상단벽(9a)은 상부외갑(3a)의 상부벽의 내표면에 부착고정되 있고, 중앙의 구멍(10)이 있어서 로드(2)가 자유로이 통과하게 한다. 플랜지부분(9c)의 외측주변은 상부외갑(3a)하단부의 내측원주면에 고정되어 있다. 이렇게 칸막이 벽(9)은 상기 밀폐공간의 내부를 2개이 공기 쳄버(A및B)로 나누는 역할을 하며, 여기서, 공기 쳄버(A)는 칸막이벽(9)의 하위표면과, 하부외갑(3b)의 내표면과, 고무튜부(6)의 내표면에 의해 한정된다. 공기 쳄버(B)는 상부외갑(3a)과 칸막이벽(9)의 사이에서 한정된다. 도면에는 표시되지 않았으나 공기압력이 힘에 의해 또는 대기압에 의해 쳄버들(A및B)을 연결시켜 차량의 높이를 조정하는 장치가 마련되어 있다.

제1도 및 제2도에서 도시한 바와같이, 한 구멍(11)이 칸막이벽(9)의 플랜지부분(9C)에 형성되어 있으며, 유량 제어밸브(12)의 외튜브(13)는 구멍(11)에 밀폐상태로 연결되어 있다. 외튜브(13)의 상단부는 상부외갑(3a)의 외측표면에 있는 구멍(15)의 주위에서 밀폐상태로 결합한다. 한 전동기(17)가 플랜지(16)상의 설치부의(16a)에 볼트(18)로서 고정되어 있다.

상단부가 닫히고, 하단부가 열린 내튜브(14)는 외튜브(139에 회전전동으로 들어간다. 축(19)은 내튜브(14)이 닫힌 상단부에 고정되고, 외튜브(139의 직경이 작은 구멍에 의해 회전적으로 받쳐져 있다. 축(19)은 모터(17)의 회전축(17a)에 구동관계로 연결되어 있다. 제2도(20)은 플랜지(16)의 상부 중앙부에 형성된 환형 돌출물을 지적하며, 이것은 모터(17)의 회전축(17a)을 회전적으로 지지하기 위함이다. 제2도의(21)은 드러스트 볼베어링을 가리키며 이것이 외튜부(13)의 대해 내튜브(14)와 축(19)을 받쳐주기 위함이며, 공기 쳄버(A)내의 압력에 저항하여 내튜브(14)가 원활히 회전하도록 보장한다.

여러개의 구멍(22,23)이 내외튜브(13,14)의 주변벽에 각각 형성되어 있다. 제3도, 제4도 및 제5도에서 도시한 바와같이 한쌍의 구멍(23,23)이 180℃간격으로 격리되어 형성되 있으며, 이 두 구멍과 두쌍의 구멍(22)이 외튜브(13)에 형성되어 있는데 이 구멍(22)은 소통목적의 큰 직경이 소통구멍(22a,22a)과 작은 직영의 스로틀구멍(22b,22b)으로 구성된다.

조작시, 수직방향의 힘이 제1도의 서스펜션장치에 작용하여 로드(2)를 본체(1)속으로 수축해 넣으면 공기쳄버(A)내의 압력이 증가한다. 내튜브(13)가 제3도에 도시한 상태에 놓이게 되어 내튜브(14)의 구멍(23)이 외튜브(13)의 구멍들과 맞추어지게되면, 공기쳄버(A)는 공기쳄버(B)와 자유로이 유통하여, 기압식 스프링의 스프링 정수는 작아진다. 내튜브(14)가 제3도의 상태도부터 45도 회전하면 쳄버(A), 쳄버(B)간의 유통이 차단되며 이에 의해 기압식 스프링의 스프링정수는 최대치에 이른다. 또한 내튜브(14)를 제3도의 상태로 부터 90도 회전시키면 내튜브(14)상의 구멍(23)이 외튜브(13)상의 스로틀구멍(22)에 맞추어진다 공기쳄버(A)내의 공기는 스로틀구멍(22)를 통하여 공기쳄버(B)내로 흐르며 이에 따라 감쇠력을 발휘한다.

스로틀구멍(22b)의 직경을 적절히 결정하므로써 유압완충기의 약20%에 해당하는 감쇄력을 발생시킬수 있다.

제5도는 한 수정된 형태를 도시하는데 여기서는 외튜브상의 스로틀 목적의 구멍(22c)의 직경이 제3도 및 제4도에서 도시한 스로틀구멍(22c)의 직경보다 크며 내튜브(14)는 스로틀구멍(22c)을 부분적으로 개방할수 있는 위치로 회전시켜 이에 의하여 기압식 스프링에 의한 감쇠력을 원하는 데로 조정할수 있다.

제6도는 본 발명의 제2의 실시예를 도시하며, 이것은 대체로 제2도의 제1실시예와 유사하다.

제6도에서는 제2도의 전동기(17)대신에 로터리 액튜에이터(17')가 사용되었으며, 이것은 상부외갑(3a)상에 브래키트(18')로써 설치했다. (21) 표시한 것은 드러스트 베어링이며 이것은 내튜브(14')의 축(19)의 원주며에 배치하였으며, (24)로 표시한 것은 내튜브(14')의 상부표면에 장착한 드러스트 베어링이다. 여러개의 구멍(22', 23')이 제7도 제8도 및 제9도에 도시한 바와같이 내외튜브(14'), (13')의 원주벽에 형성되있다. 이 실시예에서 환형 돌출물(25)이 외튜브(13')의 각 구멍(22')주위에 형성되어 내튜브(14')의 외측 원주벽에 슬라이드 가능하게 접촉하며, 이에 의해 내외튜브(14'), (13')간의 슬라이드 마찰을 최소화하고 내외튜브간의 밀폐상태를 개선한다.

제10도, 제11도 및 제12도는 환형돌출물(25)의 수정된 형태를 도시한다. 제10도 및 제11도에서 환형밀폐링(25a)은 내외튜브(14',13')상이에 위치하며 구멍(22', 23')을 각각 둘러싸고 있고, 외튜브(13')와 내튜브(145)_F각각 설치되어있다. 제12도에서 환형돌출물(25b)은 내튜브(14')와 일체로 형성되어 있으며 구멍(23')울 각각 둘러싸고 있다.

제13도, 제14도 및 제15도는 또 다른 수정된 형태를 도시하며 여기서 PTFE와 같은 자체 윤활기능을 가진 합성수지의 층(25')은 내튜브(14")의 상부표면 및 외측 원주표면을 덮고 있다. 내튜브(14")의 외측표면 상의 층(255)_C드러스트베어링 역할을 하며 내튜브(14")의 외측원주표면을 덮고 있는 층은 밀폐요소 및 레이디얼 베이링 역활을 한다.

이상에서 기술한 바와같이 본 발명에 있어서, 서스펜션장치내의 기압식 스프링은 여러개의 공기 쳄버로 구성되며 두 공기체버 사이에는 회전식 유량 제어밸브가 구비되어 두 공기쳄버 사이의 자유소통을 가능케 할수도 있도, 차단할수도 있고, 스로틀 방식으로 소통케 할수도 있다. 따라서 기압식 스프링의 스프링이정수를 변경시키는 것이 가능하고 상당한 량의 감쇠력을 발생시키는 것이 가능하다. 이에 따라 차량주행시 편안성을 개선할수 있다. 또한 회전식 밸브 몸체와 정시성 밸브 공정대 사잉에 밀폐부를 구비시키므로서 회전식 밸브의 밀폐성능 개선하는 것이 가능하고, 환형의 밀폐부를 형성시키므로서 회전식 밸브의 회전시 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한 회전식 밸브몸체와 정지성 밸브 고정대 사이의 드러스트베어링을 삽입하므로써 그 마찰을 더이상 감소시킬수 있다. 또한 회전식 밸브를 정확하게 원하는 위치로 회전시키는 것이 가능하기 때문에 기압식 스프링의 스프링 정수와 감쇠력을 쉽고 정확하게 조정할수 있다.

Claims

본체(1)와 이 본체(1)의 한단부를 관통하여 활동자재로 연장되는 피스톤 로드(2)를 구비하는 유압댐퍼와, 상기 봄체(1)와 상기 피스톤 로드(2)사이에 장착되며 칸막이벽(9)에 의하여 분리된 제1공기 쳄버(A)와 제2공기 쳄버(B)를 구비하고 피스톤 로드(2)를 본체(19에 대하여 운동시킨때에 제1공기쳄버(A)의 용적은 변화하지만 제2공기쳄버(B)의 용적은 일정하게 유지되도록 구성시킨 기압식 스프링과, 피스톤 로드(2)로부터 거리를 두고 칸막의 벽(9)을 관통하여 설치된 구멍(15)과, 상기 칸막이 벽(9)상의 상기 위치에 장착되며 상기 구멍(15)에 접속하는 통로를 형성하여 제1공기 쳄버(A)와 제2공기쳄버(B)를 연통하는 것과 함께 상기 통로의 크기를 조정하기 위한 장치로서 적어도 1개의 오리피스(22), (23)가 관통하여 설치되어 있는 회전식 유량 제어밸브(12)와 상기 오리피스(22)(23)의 유효면적을 조정하도록 회전식 유량제어 밸브(12)를 작동시키기 위한 장치(17)를 구비하는 서스팬션장치.
제1항에 있어서, 상기 유량 제어밸브는 고정밸브시이트와 이 밸브시이트에 대하여 회전윤동을 하도록 장치된 회전식 밸브몸체로 구성된 서스펜션장치.
제2항에 있어서, 고정밸브시이트와 회전식 밸브사이에 밀폐부를 설치한 서프펜션장치.
제3항에 있어서, 상기 밀폐부는 환형금속링으로 구성된 서스펜션장치.
제3항에 있어서, 상기 밀폐부는 자체 윤활기능을 가징 합성수지로된 환형링(25a)으로 구성된 서스펜션장치.
제3항에 있어서, 상기 밀폐부는 고정밸브시이트나 회전식 밸브의 어느하나에 일체로 형성된 환형돌출물(25)로 구성된 서스펜션장치.
제2항에 있어서, 밸브시이트는 외튜브(13)로 구성되고, 밸브몸체는 외튜브 내에 회전가능하게 수용되어 장치되고, 외튜브(13)와 내튜브(14)는 구멍(11)을 통하여 제1공기쳄버(A)로 열리는 인접한 각각의 제1단부와 인접한 각각의 닫힌 제2단부를 가지고, 외튜부(13)와 내튜브(14)는 그 각각의 주변벽을 관통하는 오리피스(22)(23)를 가지며 외튜브(13)내에서의 내튜브(149의 회전으로 오리피스(22), (23)가 선택적으로 열리고 닫히거나 또는 스로틀 통로를 구성하는 서스펜션장치.
제2항에 있어서, 상기 회전식 밸브의 몸체는 그 몸체의 작용하는 압력에 대하여 드러스트베어링(21), (21'), (24)에 의해 지지되어 있는 서스펜션장치.
제7항에 있어서, 상기 내외튜브의 각각의 원주면에 일정간격으로 뚫린 오리피스(22), (23)들은 서로 상이한 통로면적을 가지며, 이에 따라 구멍통로를 한정할수 있는 서스펜션장치.