KR950012263B1 - 차량용 좌석완충장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

차량용 좌석완충장치

제1도 내지 제6도는 본 발명의 실시예로서, 제1도는 전체사시도.

제2도는 작동도로서,

a도는 하중을 받기 전 상태의 종단면도이고,

b도는 상판이 스톱퍼에 의해 고정된 상태의 종단면도이다.

제3도는 하중조절 손잡이의 종단면도.

제4도는 제3도의 ㄱ-ㄱ선 단면도.

제5도는 내치차의 사시도.

제6도는 스톱퍼장치의 작동도로서,

a도는 상판이 걸려있는 상태이고,

b도는 상판이 스톱퍼에서 해제된 상태이다.

제7도는 스프링 링크의 동작설명도.

제8도는 스프링 링크의 C점 운동괘적좌표.

제9도는 하중에 따른 스프링 길이 변화도.

제10도는 하중에 따른 스프링 장력 변화도.

제11도는 하중에 따른 스프링 링크벽 변화도.

제12도는 스프링 장력과 스프링 링크력을 하중에 따라 비교하는 변화도.

제13도는 하중에 따른 상판전체의 완충력 변화도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상판 2 : 안내브래킷

5 : 지지링크 9 : 하판

11 : 롤러운동면 12 : 스프링 링크

13 : 롤러 14,14' : 인장 스프링

16 : 하중조절손잡이 17 : 조절나사

19 : 손잡이커버 20 : 외치차

21 : 내치차 22 : 돌출부

23 : 눈금 24 : 지시부

25 : 쇽업소버 26 : 잠금장치

27 : 걸림핀 28 : 노브

33 : 스톱퍼

본 발명은 차량용 좌석완충장치, 특히 지프, 트럭, 버스 및 지게차와 같은 중장치 차량의 승차감을 향상시키기 위하여 운전석 또는 조수석 밑에 설치하는 좌석완충장치에 관한 것이다.

일반적으로 지프, 트럭, 버스 및 중량비 차량의 현가장치는 소형승용차와 달리 판스프링에 의한 충격흡수를 하며 독립된 현가장치가 아닌 일체형 현가장치를 사용하므로 인하여 차량주행시 도로면의 진동이 완전히 흡수되지 않고 승차자에게 전달된다.

종래에는 이러한 차량의 진동을 흡수하여 안락한 승차감을 이루기 위한 수단의 하나로서 차체와 좌석사이에 제한된 회전을 하는 회전링크 구조의 좌석완충장치를 설치하였는 바 이 좌석완충장치는 상판과 하판을 4개의 링크와 1개의 쇽업소버로 연결하여 상판에 하중이 가해지고 하판쪽에서 충격이 가해질 때 상판은 측면에서 보면 링크 및 하판과 관련하여 일종의 평행사변형을 이루며, 또 상판과 하판을 연결하는 링크중에서 전방의 링크 상단이 상판에서 미끄럼운동하면서 그 전방의 압축스프링을 하강시 압축하도록 한 것이다.

그러나 상기 작동시, 특히 정차시 승차자가 앞으로 쏠리는 현상이 발생하게 되며 이에 따라 운전자와 가속페달 또는 브래이크페달과의 거리가 불연속적으로 변함으로써 균일한 운전을 할 수 없으며, 급제동, 급출발 등의 경우에 이러한 현상이 두드러져 안정성에 큰 지장을 초래하게 되고 이로 말미암아 작동게의 내구성을 저하시키는 구조적 모순도 지니고 있었다.

뿐만 아니라 상기와 같이 상판이 앞으로 쏠리면 인정구간에서 하중이 균등하지 않아 스프링의 변위가 구간마다 각각 상이하게 나타나 완충효과가 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제를 가지고 있었다.

또, 종래에는 전자의 경우와 같은 구조로서 단지 링크를 X자형으로 구성시키고 쇽업소버에 내부에 공기압을 조절할 수 있는 감쇠력 조정밸브를 설치하고 이 감쇠력 조절밸브에 축접합된 조정레버를 조절링크역활을 하는 인장 스프링으로 하판전방까지 연장시켜 하판전방에서 구동부재(좌우조작레버)를 이용하여 좌우회전시켜 상기 밸브의 개도량을 조절토록 한 것이 공개 실용신안공보 제93-602호에 개시되고 있었다.

그러나 이 경우 상기 인장 스프링이 보정된 감쇠력을 갖는 쇽업소버와 함께 보조적으로 완충력을 발휘하지만 그 스프링력과 동적하중이 선형적으로 변화되기 때문에 완충감이 나쁘고, 또 상기와 같이 쇽업소버의 감쇠력을 조정레버의 조작에 의하여 승차자가 요구하는 완충력을 얻기 위하여 보정한다고 하더라도 그 정확한 조절이 어렵고, 오히려 감쇠력 조정밸브의 개도량이 클 경우 쇽업소버의 고유기능을 상실하여 충격에 의한 고유진동을 흡수하기는 커녕 그 고유진동과 흡사한 진폭과 주기로 뛸 가능성을 다분히 내포하고 있었던 것이다.

본 발명은 상판이 앞으로 쏠리지 않도록 하판과 평행하게 수직방향에서 신축조절되는 메카니즘하에서 실질적으로 2개의 인장 스프링과 1개의 쇽업소버, 그리고 상기 인장 스프링과 연결되는 링크기구의 기하학적 운동에 의하여 스프링력과 동적하중의 변화를 비선형적으로 유도하여 차량의 진동 및 충격을 효율적으로 흡수토록 하며 승차자의 하중에 따라 임의로 인장 스프링력을 조절할 수 있는 차량용 좌석완충장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 차체에 고정될 수 있는 하판과 좌석을 고정하는 상판 사이의 양쪽에 절첩가능한 X자형 지지링크를 힌지결합된 전방 상하의 단부는 회전가능하게 축설치하고 후방 상하의 단부는 횡방향으로 미끄럼운동 가능하게 설치하여 상판이 수직방향으로 상하운동하게 하고, 상판과 하판간에는 2개의 인장 스프링과 하판 바닥의 경사진 운동괘적을 갖는 롤러운동면 사이에서 상기 인장 스프링이 일정한 변위를 갖는 범위내에서 동적하중작용시 상기 인장 스프링의 인장력을 이용해서 상기 롤러운동면을 따라 괘적운동하며 완충작용을 수행할 수 있는 스프링 링크와, 이러한 완충작용시 연동하는 쇽업소버를 설치하며, 상기 인장 스프링의 인장력은 상판에 설치되는 인디케이터를 갖는 하중조절 손잡이에 의하여 승차자의 적정하중을 임의 선택함에 따라 일정한 변위를 유지하도록 하고, 상판의 완충작용이 필요없을 때에는 하판전방에 설치된 잠금장치에 의하여 상판의 상하운동을 임의로 구속할 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 전체사시도이고, 제2도는 작동도로서, 상판(1)은 좌석이 고정될 수 있는 사각의 틀로서 중앙에는 안내브래킷(2) 캡형성으로 형성되어 있고, 그 양측에는 안내공(3)이 원호상으로 형성되어 있다. 이러한 상판(1)의 전후방 양쪽에는 힌지(4)를 중심으로 서로 역방향으로 절첩될 수 있는 2개의 지지링크(5)가 상판(1)을 상하운동할 수 있도록 설치되는 바 전방쪽의 일단부는 힌지(6)로 회전가능하게 고정하고, 후방쪽의 타단부는 롤러(7)를 설치하고 상판(1)에는 상기 롤러(7)가 전후방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 레일(8)을 각각 형성시킨 것이다. 하판(9)은 바닥 중간에 플레이트(10)가 설치되어 있는 바 이 플레이트(10)의 중앙에는 경사진 롤러운동면(11)이 형성되어 있다.

이러한 하판(9)에는 상기한 지지링크(5)의 단부가 전후 양쪽에 설치되는 바 전방쪽의 일단부는 힌지(6')로 회전가능하게 고정하고, 후방쪽의 타단부는 롤러(7')를 설치하고 하판(9)에는 상기 롤러(7')가 전후방향으로 미끄럼운동할 수 있도록 레일(8')을 각각 형성시킨 것이다.

상기한 안내브래킷(2)의 안내공(3)내에는 상기 안내브래킷(2) 양쪽에 설치되는 스프링 링크(12)의 중앙을 고정하고 있는 축 A가 미끄럼운동 가능하게 끼워져 있고 상기 스프링 링크(12)는 안내브래킷(2)에 축 B로 회전가능하게 축설치되며 하단에는 경사진 운동괘적을 갖는 롤러운동면(11)을 따라 구름운동할 수 있는 롤러(13)가 축 C로 회전가능하게 축설치되어 있다.

또, 상기한 축 A의 양쪽에는 인장 스프링(14,14')의 일단이 고정되고, 인장 스프링(14,14')의 타단은 조절봉(15) 양쪽에 고정되며, 이 조절봉(15) 중간에는 크로스방향으로 하중조절손잡이(16)의 조절나사(17)가 나사결합되어 있는 바 상기 하중조절손잡이(16)는 상판(1)에 고정되어 있기 때문에 회전시 상기 조절봉(15)은 조절나사(17)을 따라 전후로 이동하여 인장 스프링(14,14')을 당기거나 풀게 된다.

하중 조절손잡이(16)는 제3도 내지 제5도와 같이 상판(1) 전방에 고정된 지지관(18)내에 조절나사(17)가 유동가능하게 끼워지고 상기 조절나사(17)의 단부에는 투명한 손잡이커버(19)가 끼워지는 바 이 손잡이커버(19)내에는 인디케이터를 갖는 외치차(20)와 미세회전되는 내치차(21)가 설치되어 있다.

상기 외치차(20)와 내치차(21)는 서로 편심 상태에서 회전시 한 지점에서만 치차결합 되도록 한 것으로 외치차(20)는 지지관(18)에 고정되고 내치차(21)는 자유회전되게 하되 상기 내치차(21)와 결합되는 손잡이커버(19)의 결합부위 한쪽에만 돌출부(22)를 형성하여 외치차(20)와 동심상에 있는 조절나사(17)의 중심과 내치차(21)의 중심에 t만큼의 편심을 조정하면 손잡이커버(19)의 회전시 내치차(21)가 외치차(20)와 P점에서 만나 미세하게 회전방향으로 회전하게 되는 것이다.

이것은 예컨대 외치차(20)의 이빨은 21개로 하고 내치차(21)의 이빨을 20개로 하면 손잡이커버(19)를 2회전시 내치차(21)가 2피치 이동하여 약 10°회전되게 할 수 있는 것이다. 따라서 외치차(20)와 내치차(21)에는 이를 눈으로 식별할 수 있는 인디케이터가 설치되는 바 내치차(21)의 외면에는 승차자의 체중을 표시하는 눈금(23)이 표시되고 외치차(20)상에는 지시부(24)가 형성되어 있다.

상판(1)과 하판(9)의 후방중앙에는 쇽업소버(25)가 설치되며, 하판(9) 전방에는 제6도와 같은 잠금장치(26)가 상판(1)의 완충작용을 구속할 수 있도록 장치되어 있다. 즉 상판(1)의 전방에는 걸림핀(27)을 형성하고 하판(1) 전방에는 노브(28)와 같은 방향으로 회전되는 아암(29)과, 이 아암(29)의 일측에 형성된 핀(30)이 안내될 수 있는 안내공(31)과 상기 걸림핀(27)에 걸릴 수 있는 걸림턱(32)을 갖는 스톱퍼(33)가 축(34)을 중심으로 상기 아암(29)과 역방향으로 회전할 수 있도록 설치된 것이다.

본 발명은 상판(1)에 하중이 가해질 때 지지링크(5)는 상판(1)의 신축적인 기능을 수행하게 되고 실질적인 완충작용은 스프링 링크(12)와 쇽업소버(25)에 의하여 행해지는 바 이중에서도 스프링 링크(12)의 작용은 매우 중요하다.

스프링 링크(12)는 상판(1)에 하중이 가해질 때 축 B를 기점으로 회전하게 되고 이때 축 A는 안내공(3)을 따라 제2도 (a)에서 제2도 (b)와 같이 이동하고 축 C도를 롤러운동면(11)을 따라 제2도 (a)에서 제2도 (b)와 같이 이동하게 되는 바 이렇게 스프링 링크(12)가 작동할 때에는 축 A가 당기는 힘에 의하여 인장 스프링(14,14')이 늘어나지만 이 늘어나는 길이는 하중조절손잡이(16)에서 승차자의 체중, 예컨데 40,60,80,100,120㎏으로 각각 달리 설정되고 이에 따라 나타나는 스프링 길이, 스프링 장력, 스프링 링크력, 상판전체의 반력 등은 동적하중을 받았을 때 각기 일정범위내에서 선형적으로 증가하게 되나 롤러운동면(11)의 형상과 각도에 따라 다르게 변화시킬 수 있다. 이 관계는 축 C의 롤러(13)가 경사진 운동괘적을 갖는 롤러운동면(11)을 따라 괘적운동할 때에는 선형적으로 완충력을 발휘하지만 롤러운동면(11)의 양끝단이 완만해지면 동적하중을 받는 초기 상태와 상판(1)이 아래로 내려왔을 때에 받는 저항력과 하중은 그 완충작용에 있어 정상(normal)(롤러가 롤러운동면 중간에 있을 때) 이상으로 포물선을 그리며 커지게 되는 것이다.

제8도는 롤러운동면(11)상에서 축 C의 운동쾌적을 좌표값을 예시한 것으로 롤러운동면(11)의 형상을 나타내고 있다.

따라서, 롤러운동면(11)의 기울기는 완충력과 직접관련이 있는 것으로 일반적으로 10~20°범위내에서 취하게 되는 바 완충력이 양호한 차량은 완만하게, 그렇지 않은 차량은 경사지게 하면 된다.

예컨데 지프의 경우 약 13°를 취할 수 있다.

먼저, 상기한 바 있는 스프링 링크(12)를 제7도에 의거하여 도식으로 나타내 보면 다음과 같다.

Ax = -C sinθ

Ay = C cosθ+By

Bx = Bx0

By = Bu0-상판완충행정

Cx = -a sin(90-θ)

Cy = -a cos(90-θ)+By

인장 스프링(14,14')의 길이와 장력의 변화를 설정된 하중에 따라 시험하면 제9도 및 제10도와 같이 선형적으로 나타난다. 상기 각각의 설정하중은 하중조절손잡이(16)에 의하여 조절된 것으로 승차자의 체중에 좌석의 무게를 더한 상태에서 다리무게를 뺀 값이다. 여기에서 다리무게가 좌석의 무게와 같을 경우 완충장치에 작용하는 하중은 사람무게만 작용한다.

제11도는 작동하중이 스프링 링크(12)에 의하여 설정하중이 커질수록 증폭되는 상태를 나타낸 것으로서 작동하중은 스프링 링크(12)에 의하여 3~4배로 증폭됨을 알 수 있다.

제12도는 스프링 장력을 스프링 링크력으로 나눈 값을 각 설정하중별로 그 비율을 나타낸 것으로 인장 스프링(14,14')의 인장력과 스프링 링크(12)의 반력을 정지상태에서 1로 보았을 때 인장 스프링(14,14')의 인장력이 작동하중보다 1.4~2.4배 크며 중간의 정상(normal)위치(롤러운동면 중간위치)보다 양끝단, 특히 상판(1)이 하방향으로 갈수록 인장 스프링(14,14')의 힘이 커지는 것은 완충감이 좋아지는 것이라 할 수 있다. 이것은 진동 또는 충격에 의하여 상판(1)이 아래로 내려왔을 때 큰 힘으로 정상위치로 올려준다는 의미이다.

마지막으로, 제13도에서는 상판(1)전체가 작동하중에 따라 나타나는 완충력, 즉 승차자의 동적하중과 쇽업소버(25)등의 역할을 고려한 힘의 분산 및 마찰의 영향을 고려하여 계수설정된 근사식을 일정하중으로 상판(1)을 누를 때 나타나는 계산상의 완충력에 도입하여 설험치로 구한 것으로, 인장 스프링(14,14')의 인장력에 의해 발생하는 상판(1) 상방향 하중은 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명은 상판완충행정의 넓은 범위에서 동적하중에 따른 완충장치의 운동에너지를 흡수하여 완만하게 상쇄시는 작동력을 발휘하게 되어 쇽업소버가 갖지 못하는 강제적인 진동흡수효과가 부드럽게 나타난 완충감이 향상되고 스프링의 길이를 조정하여 하중에 따른 완충력을 승차자의 체중에 조절할 수 있으며 상판위치에 불가하고 잠금장치에 의하여 중격하중을 용이하게 고정할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 상판과 하판간을 일단이 힌지결합되고 타단이 미끄럼운동할 수 있는 X자형 지지링크로 상하 절첩가능하게 연결하고 상기 상판과 하판에 쇽업소버를 설치한 것에 있어서, 상기 상판에 2개의 인장 스프링을 설치하고, 상기 하판에는 경사진 운동괘적을 갖는 롤러운동면을 형성하며, 상기 상판과 하판 사이에는 동적하중 작용시 상기 인장 스프링의 인장력을 이용해 상기 롤러운동면을 따라 괘적운동하며 완충작용을 수행할 수 있는 스프링 링크를 설치하고, 상기 인장 스프링의 인장력은 체중에 따라 하중조절손잡이로 임의 조절할 수 있도록 한 차량용 좌석완충장치.
2. 제1항에 있어서, 스프링 링크는 인장 스프링의 일단을 고정하는 축 A와 상판의 안내브래킷에 축설치되는 축 B 및 롤러운동면을 이동하는 롤러가 설치된 축 C로 구성하여 상판에 가해지는 하중에 따라 축 B를 기점으로 인장력을 받는 축 A와 축 C가 회전할 수 있도록 한 차량용 좌석완충장치.
3. 제1항에 있어서, 하중조절손잡이는 인장 스프링을 당길 수 있는 조절나사 단부에 끼워진 투명한 손잡이커버내에 상판에 고정된 위치차와 미세하게 자유회전되는 내치차를 편심되게 설치하고 상기 외치차와 내치차에는 체중에 따른 설정하중을 표시하는 인디케이터를 형성한 차량용 좌석완충장치.
4. 제1항에 있어서, 하판에는 노브조작에 의하여 이와 동일방향으로 회전할 수 있는 아암과 이 아암에 의하여 역방향으로 회전하여 상판의 걸림핀을 제어할 수 있는 스톱퍼로 이루어진 잠금장치를 부가한 차량용 좌석완충장치.
5. 제1항에 있어서, 롤러운동면은 10~20°의 경사면을 갖도록 형성된 차량용 좌석완충장치.