KR930005179Y1 - 자동차의 완충장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동차의 완충장치

제1도는 본 고안에 따른 유압실린더의 사시도.

제2도는 본 고안에 따른 유압실린더의 단면도.

제3도는 본 고안에 따른 콘트롤박스의 단면도.

제4도는 본 고안의 설치상태를 나타낸 개략도.

제5도는 본 고안의 설치상태를 나타낸 요부확대도.

제6도와 제7도는 본 고안의 동작상태를 나타낸 유압실린더의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유압실린더 2 : 실린더

2a : 피스톤봉 2b : 지지판

2c : 오일배출공 2d : 공기흡입공

3 : 자유피스톤 4 : 코일스프링

5 : 지지판 6 : 탄성재

9 : 가이드바 11, 12 : 유압호스

15a : 상부공간 15b : 하부공간

15c : 격벽 15d : 오일공

17 : 유압모터 18 : 볼트

19 : 너트 A, A' : 차축

B : 차체 C : 오일

본 고안은 자동차가 주행하는 도중 지면과 노면으로 부터 받는 충격을 흡수완화시켜 차체를 보호하고 승차감이 뛰어나도록 하기 적합한 자동차의 완충장치에 관한 것으로 특히, 각각의 차축과 차체사이에 자유피스톤(Free piston)을 갖는 복수개의 유압실린더를 설치하고, 이들 유압실린더를 차체중앙에 설치된 콘트롤박스와 유압호스로 연결하므로서 자동차가 노면으로 부터 받는 충격이 바퀴를 통하여 차축에 전달되면 상기한 각각의 자유피스톤들의 작동하여 그 내부의 오일을 상기 콘트롤박스를 경유하여 다른 유압실린더에 분산시키므로서 자동차의 충격흡수효과가 뛰어나도록한 자동차의 완충장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 완충장치라 함은 자동차의 차축과 차체를 연결하여 자동차가 주행할때 노면으로 받는 진동이나 충격이 상기 차체에 직접 전달되지 않도록 하므로서 하물의 손상을 방지하고 승차감이 좋도로 부터 받는 충격을 완화시켜주는 새시스프링(Chassis spring)과 상기 새시스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 좋게하는 쇽업소어버 및 자동차가 옆으로 흔들리는 것을 방지하는 스테이빌라이저(Stabilizer)등이 있다.

이중, 새시스프링은 차체와 바퀴사이에 설치되어 자동차가 주행할때 노면으로 부터 받는 충격과 바퀴의 진동을 흡수하여 차체에 전달되지 않도록 하기 위한 것으로 여기에는 금속제의 리이프스프링(Leep spring)과 코일 스프링(Coil spring) 및 토오션바아 스프링(Torsion bar spring)등이 있고, 비금속제로는 고무 스프링(Rubber spring)과 공기스프링(Air spring)등이 있고, 비금속제로는 고무스프링(Rubber spring)과 공기스프링(Air spring)등이 있다.

또한, 쇽업소어버는 자동차가 주행할때 스프링이 받는 충격에 의해 발생하는 고유진동을 흡수하여 진동을 빨리 감쇠시켜주므로서 승차감을 더욱 좋게 하기 위한 것으로 여기에는 상하운동에너지를 열로 바꾸는 작용방법에 따라 고체마찰식과 유압식이 있으며, 일반적으로 유압식이 널리 사용되고 있다.

그리고, 스테이빌라이저는 스프링상수가 큰 토오션바아의 양단을 아래 서스펜션 아암에 결합하고 가운데 부분을 프레임에 지지시켜주므로서 좌우의 바퀴가 서로 반대방향으로 상하운동을 할때 비틀려서 이때 발생하는 스프링힘으로 차체가 기우는 것을 감소시킨다.

그러나, 상기 새시스프링은 여러장의 겹판스프링으로 구성되어 있수하기 곤란하고 소음이 심하게 발생하며, 쇽업소어버의 경우에는 고장이 잦고 오리피스와 밸브가 복잡해 제작상 어려움이 많으며, 스테이빌 라이저의 경우에는 스프링상수(Spring constant)가 저은 스프링을 사용하면 자동차가 선회할때 원심력에 의해서 차체가 많이 기울어져 승차감이 불량해지는 문제점이 있다.

즉, 상기와 같은 기존의 완충장치들은 자동차가 주행하는 도중 기계적인 마찰과 마모가 발생하기 때문에 수명이 짧고, 완충장치자체에서 발생하는 소음이 심하며, 자동차가 노면으로 부터 받는 진동과 충격을 모두 흡수하기에는 곤란하였던 것이다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 자동차의 차축과 차체사이에 자유피스톤을 갖는 유압실린더를 스프링과 함께 설치하고, 상기 유압실린더와 중앙에 설치된 콘트롤박스를 유압호스로 연결하여 차체에 충격이 가해지면 상기 스프링이 충격을 1차흡수하고 계속해서 자유피스톤의 작동하여 그 내부의 오일을 다른 실린더에 분산시키므로서 결국 유압에 의해 나머지 충격도 모두 흡수완화되도록 안출한 것이다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 크게 앞뒤바퀴의 차축(A)(A')과 차체(B)사이에 설치되어 그 하단부에 충격을 1차 흡수하는 코일 스프링(4)을 보유하며 상기 코일스프링(4)에 의해 흡수된 나머지 충격에 의해 작동하면서 자유피스 복수개의 유압실린더(1)와, 차체(B)중앙에 설치되어 상기 유압실린더(1)로 부터 보내오는 오일(C)을 공급받아 이를 충격이 덜한 다른 유압 실린더(1)에 분산시켜주므로서 차체(B)의 충격을 흡수완화시켜주는 콘트롤박스(14)와, 상기 유압실린더(1)와 콘트롤박스(14)에 연결되어 오일통로 역할을 하는 유압호스(11)(12)로 구성된다.

상기 유압실린더(1)는 제1도 및 제2도에서 보는 바와 같이 각각의 차축(A)(A')상에 설치되는 실린더(2)와, 상기 실린더(2)와 차축(A)(A')사이에 탄설되어 충격을 1차 흡수하는 코일스프링(4)과, 상기 실린더(2)에 삽입되어 그 상단이 차체(B)에 고정되며 상기 실린더(2)가 코일스프링(4)에 의해 흡수되지 않은 나머지 충격에 의해 상하작동할때 그 내부의 오일(C)을 외부로 배출 또는 외부로 부터 흡입하는 자유피스톤(3)과, 상기 차체(B)에 고정되어 실린더(2)와 자유피스톤(3)의 상하 작동을 안내하는 가이드바(9)와, 상기 실린더(2)와 자유피스톤(3)에 가해지는 충격을 감소시키기 위한 탄성재(7)(8)등으로 구성된다.

상기 실린더(2)는 그 내부에 피스톤봉(2a)이 일체로 형성되어 상향돌출되고, 상기 피스톤봉(2a)상단에는 실리콘고무와 같은 탄성재(6)가 강격접착제나 영융착 및 스크류(도시되지 않았음)와 같은 부터에 의해 견고히 부착되어 이후에 설명하는 자유피스톤(3)과 실린더(2)사이의 기밀을 유지하게 된다.

또한, 상기 실린더(2)의 바닥면에는 저면과 관통되는 오일배출공 유압호스(12)로 연결되고, 상기 오일배출공(2c) 상측으로는 측면과 관통되는 공기흡입공(2d)이 형성되며, 외부의 측면상단에는 원판형의 지지판(2d)이 일체로 형성된다.

상기 오일배출공(2c)과 하부공간(15b)을 연결하는 유압호스(12)에는 유체의 역류를 차단하고 한 방향으로만 흐르게 하는 공지의 초크밸브(13)가 설치되어 상기 자유피스톤(3)으로 부터 누설된 실린더(2)내의 오일이 상기 유압호스(12)를 통하여 콘트롤박스(14)의 하부공간(15b)으로 배출되게 함과 동시 상기 하부공간(15b)내의 오일이 역류되지 않게 한다.

상기 코일스프링(4)은 상기 실린더(2)의 지지판(2b)과 차축(A)(A')사이에 탄설되어 상기 실린더(2)보다 길이가 길게 형성므로서 상기 실린더(2)를 지지함과 동시 차체(B)에 가해지는 충격을 1차 흡수하게 된다.

상기 자유피스톤(3)은 그 내부에 오일(C)이 충진될수 있게 파이프 형상으로 형성되어 하단부가 상기 실린더(2)에 삽입되고 상측은 90°절곡되어 차체(B)하단의 지지판(5)에 고정되며 절곡된 단부에는 나사부(3a)가 형성된다.

상기 나사부(3a)에는 유압호스(11)가 연결되어 이후에 설명하는 콘트롤박스(14)의 상부공간(15a)과 연결되므로서 각각의 자유피스톤(3)들은 상기 유압호스(11)와 콘트롤박스(14)의 상부공간(15a)을 통하여 이때, 상기 자유피스톤(3)의 내경과 유압호스(11)의 내경은 동일하게 형성되어 그 내부를 흐르는 오일(C)의 압력손실이나 맥동현상이 방지되게 한다.

상기 가이드바(9)는 차체(B)하단의 지지판(5)에 자유피스톤(3)과 함께 복수개가 부착되어 상기 실린더(2)의 지지판(2b)에 삽입되므로서 상기 실린더(2)의 상하작동을 안내하게 되며 그 하단에는 너트(10)가 결합된다.

상기 탄성재(7)(8)는 일정높이를 갖으며 실린더(2)의 지지판(2b)과 차체(B)에 고정된 지지판(5)의 상호 마주보는 면에 복수개의 부착된다.

상기 탄성재(7)(8)는 강력접착제나 열융착 및 스크류(도시되지 않았음)와 같은 부재에 의해 견고히 부착된다.

상기 콘트롤박스(14)는 제3도에 도시한 바와 같이 격벽(15c)으로 차단되는 상하부공간(15a)(15b)을 갖는 몸체(15)와, 상기 격벽(15c)에 뚫린 오일공(15d)상단에 설치되는 초크밸브(16)와, 상기 하부공간(15b)내의 오일을 상기 오일공(15d)을 통하여 상부공간(15a)으로 보내주기 위한 유압모터(17)로 구성된다.

상기 몸체(14)는 그 내부에 격벽(15c)으로 차단되는 상하부공간(15a)(15b)이 형성되어 상기 상부공간(15a)에 전술한 자유피스톤(3)의 유압호스(11)가 연결되고, 하부공간(15b)에는 전술한 실린더(2)의 유압 상기 초크밸브(16)는 상기 상하부공간(15a)(15b)을 관통하는 오일공(15d)상단에 설치되어 상부공간(15a)내의 오일(C)이 하부공간(15b)으로 역류되지 않게 하고 하부공간(15b)내의 오일(C)만이 상부공간(15a)으로 공급될수 있게 한다.

상기 유압모터(17)는 상기 몸체(15)저면에 고정되어 그 임펠러만이 상기 하부공간(15b)내에 설치되므로서 상기 유압모터(17)에 의해 하부공간(15b)내의 오일(C)이 오일공(15d)과 초크밸브(16)를 통하여 상부공간(15a)으로 강제 유입될 수 있게 된다.

제4도 및 제5도는 본 고안의 설치상태를 나타낸 것이다.

설치시에는 각각의 차축(A)(A')상단에 설치된 유압실린더(1)의 코일스프링(4)을 차축(A)(A')에 고정시키고, 자유피스톤(3)과 가이드바(9)가 고정된 지지판(5)을 차체(B)의 볼트(18) 및 너트(19)로 체결하면 된다.

또한, 콘트롤박스(14)는 운전석 전면부에 설치하여 조작이 용이하도록 하면 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 동작과 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동차의 앞바퀴에 충격이 가해질때의 동작을 설명하면 다음과 같다.

즉, 제6도와 같이 자동차가 주행하는 도중 갑자기 앞바퀴가 노면 및 돌출블럭등과 접촉하여 충격을 받게 되면 상기 충격에 의해 바퀴와 함께 이를 지지하고 있는 차축(A)(A')이 상승하고, 이에 따라 상기 차축(A)(A')과 유압실린더(1) 사이에 탄설된 코일스프링(4)이 압축되면서 1차 충격을 흡수하면, 이어서 상기 코일스프링(4)이 갖고 있는 자체의 탄성복원력에 의해 실린더(2)의 지지판(2b)이 상측으로 올라가게 된다.

따라서, 상기 지지판(2b)과 함께 실린더(2) 전체가 상승하여 그 내부에 일체로 형성된 피스톤봉(2a)이 상승하면서 자유피스톤(3)내의 오일(C)을 상측으로 밀어내게 되므로서 상기 자유피스톤(3)내의 오일(C)은 용적이 줄어든만큼 유압호스(11)를 통하여 배출된다.

상기 동작중, 피스톤봉(2a)상단의 탄성재(6)는 자유피스톤(3)의 내면과 슬라이딩접촉하면서 자유피스톤(3)내의 오일(C)이 실린더(2)내부로 누설되는 것을 차단한다.

이렇게 해서 상기 유압호스(11)를 통하여 배출된 오일(C)은 중앙에 설치된 콘트롤박스(14)의 상부공간(15a)으로 보내지고, 이곳에서는 다시 다른 유압호스(11)를 통하여 충격이 가해지지 않은 타 유압실린더(1)에 보내진다.

즉, 앞바퀴에 가해진 충격이 코일스프링(4)에 의해 1차 흡수된뒤 계속해서 이 충격이 오일(C)을 매체로 하여 유압호스(11)와 콘트롤박스(14)를 통하여 다른 유압실린더(1)에 분산공급되므로 결국 앞바퀴에 가해진 충격은 상기 코일스프링(4)에 의해 1차 흡수되고, 나머지 충격은 이러한 동작은 타 바퀴에 충격이 가해질때도 마찬가지다.

반대로, 제7도와 같이 앞바퀴가 노면의 융기된 부분과 접하게 되면 예컨대, 앞바퀴가 노면의 움푹들어간 부분과 접촉하여 충격을 받게 되면, 상기 바퀴와 이를 지지하고 있는 차축(A)(A')이 갑자기 하강하고, 이에따라 상기 차축(A)(A')과 유압실린더(1) 사이의 코일스프링(4)이 이와되면서 실린더(2)가 하강하게 된다.

따라서, 상기 실린더(2)와 일체로 형성된 그 내부의 피스톤봉(2a)도 하강하게 되어 자유피스톤(3)내의 압력이 급격히 저하되므로 다른 유압실린더(1)의 오일(C)이 콘트롤박스(14)의 상부공간(15a)과 유압호스(11)를 통하여 상기 유압실린더(1)내로 흡입된다.

즉, 앞바퀴가 하강하여 실린더(2)내의 용적이 줄어들면 그 용적이 줄어든만큼 다른 유압실린더(1)의 오일(C)이 흡입되어 균형을 유지하게 되는 것이며, 이러한 동작은 앞뒤바퀴의 어느곳에 충격이 가해지더라도 마찬가지로 동작이 진행되어 결국 코일스프링(4)이 충격을 1차 흡수하고, 2차로 유압에 의해 다른 유압실린더(1)에서 분배 흡수하게 된다.

상기 동작중, 자유피스톤(3)내의 오일(C)이 유압호스(11)를 통하여 흡수 및 배출될때는 상기 자유피스톤(3)과 유압호스(11)의 내경이 동일하기 때문에 이송되는 오일(C)의 압력손실이나 맥동과 같은 현상이 방지된다.

톤(3)의 상하작동을 안내하게 되고, 상기 가이드바(9)에 체결된 너트(10)는 자유피스톤(3)이 실린더(2)의 상사점에 도달했을시 지지판(2b)에 걸려 상기 실린더(2)와 자유피스톤(2a)이 이탈을 방지해주며, 양 지지판(2b)(5)에 부착된 탄성재(7)(8)는 자유피스톤(3)이 실린더(2)의 하사점에 도달할때 상호 접촉하여 과도한 충격이나 파손을 방지하게 된다.

또한, 실린더(2)의 공기흡입공(2d)은 실린더(2)와 자유피스톤(3)의 상하작동시 필요한 공기를 흡입 및 배출시켜주고, 실린더(2)의 피스톤봉(2a)과 자유피스톤(3)사이를 통하여 누설된 오일(C)은 오일배출공(2c)과 유압호스(12)를 통하여 콘트롤박스(14)의 하부공간(15b)으로 보내진다음 그 양이 일정량을 초과하게 되면 유압모터(17)가 작동하여 상기 오일(C)을 다시 상부공간(15a)으로 보내게 된다.

즉, 본 고안의 유압실린더(1)가 작동하는 도중 상기 피스톤봉(2a)과 자유피스톤(3) 사이를 통하여 누설된 오일(C)은 콘트롤박스(14)의 하부공간(15b)으로 모아진다음 일정량을 초과하게 되면 다시 유압모터(17)에 의해 상부공간(15a)에 보충되므로서 결국 각각의 유압실린더(1)를 순환하는 오일(C)의 손실량을 없게 된다.

이때, 상기 유압호스(12)에 설치된 초크밸브(13)는 자동차의 급제동이나 급축발시 하부공간(15b)의 오일(C)이 역류하는 것을 차단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 자동차의 차축(A)(A')과 차 함께 설치하고, 상기한 각각의 자유피스톤(3)이 유압호스(11)와 콘트롤 박스(14)를 통하여 상호 연통되게 하므로서 자동차에 가해지는 충격이 상기 코일스프링(4)에 의해 1차 흡수되고 나머지 충격은 유압에 의해 다른 유압실린더(1)에서 분해흡수되므로 자동차의 미세한 충격까지도 흡수완화효과가 뛰어나 차체의 손상방지와 함께 보다 안락한 승차감을 제공할수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 자동차의 완충장치를 구성함에 있어서, 자동차의 차축(A)(A')과 차체(B)사이에 피스톤봉(2a)이 상향돌출되고 저면에는 공기흡입공(2d)과 오일배출공(2c)이 형성된 실린더(2)와 상기 실린더에 끼워지며 오일(C)이 충진되는 자유피스톤(3) 및 상기 실린더(2)의 지지판(2b)과 차축(A)(A')사이에 탄설되는 코일스프링(4)으로 구성되는 유압실린더(1)가 설치되고, 상기 차체(B) 중앙에 몸체(15)내의 상하부공간(15a)(15b)이 격벽(15c)으로 차단되며 상기 격벽(15c)을 관통하는 오일공(15d)에 오일(C)의 역류를 차단하기 위한 초크 밸브(16)와 하부공간(15b)에는 그 내부의 오일(C)을 상부공간(15a)으로 보내주기 위하여 유압모터(17)가 설치된 콘트롤박스(14)가 설치되며, 상기 자유피스톤(3)과 실린더(2)의 오일배출공(2c)이 상하부공간(15a)(15b)과 유압호스(11)(12)로 연결되어 상기 차축(A)(A') 및 차체(B)진동시 실린더(2)와 자유피스톤(3)이 상하작동하면서 유압에 의해 충격이 흡수완화되도록 구성함을 특징으로 하는 자동차의 완충장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유압실린더(1)의 피스톤봉(2a)상단에 자유피스톤(3)의 기밀을 유지하기 위한 완충재(6)가 부착되고, 상기 자유피스톤(3) 상단이 지지판(5)을 통하여 차체(B)에 고정됨을 특징으로 하는 자동차의 완충장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지판(2b)(5)의 상호 대향한 위치에 일정높이의 탄성재(7)(8)가 부착되고, 상기 지지판(5)에 고정된 가이드바(9)가 실린더(2)의 지지판(2b)에 삽입됨과 동시 그 하단에 너트(10)가 결합되어 상기 탄성재(7)(8)와 가이드바(9)가 상사점과 하사점을 규제하도록 구성함을 특징으로 하는 자동차의 완충장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 자유피스톤(3)과 유압호스(11)의 내경이 동일하게 형성됨을 특징으로 하는 자동차의 완충장치.