KR200303231Y1 - 차량의 현가장치 및 이에 사용되는 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로 차량의 높이를 조절할 수 있는 차량의 현가장치 및 이에 사용되는 쇽업소버가 개시된다. 상기 차량의 현가장치는 공급된 유압에 대응하여 그 길이를 변화시킴으로써 지면과 차량의 차체 사이의 거리를 조절하는 차량높이조절수단을 구비한 쇽업소버, 상기 차량높이조절수단과 차량의 조향장치의 유압식 배력장치에 선택적으로 유압을 공급하는 유압펌프, 및 상기 유압펌프와 차량높이조절수단 및 배력장치 사이에서 절환되는 절환밸브를 구비한다. 상기와 같은 구성에 따르면, 쇽업소버의 차량높이조절수단을 구동하기 위한 유압펌프로서 차량의 조향장치의 유압식 배력장치에 사용되는 유압펌프를 공동으로 사용하므로, 매우 간단한 구성을 차량높이조절기능을 가지는 현가장치를 구현할 수 있다.

Description

차량의 현가장치 및 이에 사용되는 쇽업소버{Suspension device and shock absorber of automobile}

본 고안은 차량의 현가장치에 관한 것으로서, 특히 간단한 구성으로 차량의 높이를 조절할 수 있는 차량의 현가장치 및 이에 사용되는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차량의 주행 중 노면에서 받은 충격이나 진동을 완화하여 승차감과 차량의 안정성을 향상시키는 장치로서, 새시 스프링, 새시 스프링의 고유진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버 등으로 구성되어 있다.

상기 새시 스프링은 주행중 노면에 의해 발생되는 진동과 충격을 흡수하여 차체에 전달되지 않도록 하기 위한 것으로서, 프레임(차체)과 차축 사이에 설치되어 있다.

상기 쇽업소버는 차체가 상하로 계속 움직이거나 진동하는 것을 약화시키는 장치로서 차륜과 차체 사이에 배치된 새시 스프링의 움직임에 대한 저항력을 제공하는데, 이 저항력은 오일이 미세한 구멍을 빠져나가는 것에 의해 발생된다.

그러나, 이와 같은 종래의 현가장치를 채용한 차량은 비포장노면이나 도로의 과속방지턱을 통과하는 경우 차량의 하부가 손상되어 사고가 발생될 수 있고, 따라서 차량 운행의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 점을 해결하기 위해 차량의 높이를 조절할 수 있는 여러가지 현가장치가 개발되어 왔으나, 이러한 현가장치는 차량높이조절용 유압펌프가 별도로 마련되는 구성으로 되어 있어서 구조가 복잡하고 제품의 비용이 고가인 단점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 간단한 구성으로 노면의 상태 또는 운행 조건에 따라 차량의 높이를 조절할 수 있는 차량의 현가장치 및 이에 사용되는 쇽업소버를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 현가장치의 전체 시스템에 대한 구성도,

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 현가장치가 차량에 설치된 상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 사시도,

도 4 및 도 5는 도3의 쇽업소버의 횡단면도로서, 도4는 차량의 차체가 낮은 위치에 있는 상태를 도시한 것이고, 도5는 차량의 차체가 높은 위치에 있는 상태를 도시한 도면,

도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10a, 10b, 10c,10d: 쇽업소버

20a, 20b, 20c, 20d: 차량높이조절수단

V₁, V₂: 제1 및 제2 절환밸브

P: 유압펌프

S: 조향장치의 유압식 배력장치

F_L, F_R: 좌,우측 전륜

R_L, R_R: 좌,우측 후륜

31: 제1 실린더

32: 제1 피스톤

34: 제2 실린더

35: 제2 피스톤

본 고안의 일 측면에 따르면, 본 고안의 차량의 현가장치는 공급된 유압에 대응하여 그 길이를 변화시킴으로써 지면과 차량의 차체 사이의 거리를 조절하는 차량높이조절수단을 구비한 쇽업소버, 상기 차량높이조절수단과 차량의 조향장치의 유압식 배력장치에 선택적으로 유압을 공급하는 유압펌프, 및 상기 유압펌프와 차량높이조절수단 및 배력장치 사이에서 절환되는 절환밸브를 구비한다.

본 고안의 상기와 같은 구성에 따르면, 본 고안의 쇽업소버의 차량높이조절수단을 구동하기 위한 유압펌프로서 차량의 조향장치의 유압식 배력장치에 사용되는 유압펌프를 공동으로 사용하므로, 매우 간단한 구성을 차량높이조절기능을 가지는 현가장치를 구현할 수 있다.

또한, 상기 절환 밸브는 상기 유압펌프의 유압을 차량 전륜의 쇽업소버에 설치된 차량높이조절수단에 공급하는 제1 절환밸브와, 상기 유압펌프의 유압을 차량 후륜의 쇽업소버에 설치된 차량높이조절수단에 공급하는 제2 절환밸브를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 상기 제1 및 제2 절환밸브는 운전자의 스위치 조작에 의해 온오프되는 솔레노이드밸브인 것이 바람직하다.

상기 차량높이조절수단은 상기 유압펌프와 연통되는 유체 공급통로가 형성되고 상기 쇽업소버를 축방향으로 이동가능하게 내장함으로써, 상기 유압펌프로부터 공급된 유압에 반응하여 상기 쇽업소버를 승강시키는 실린더 부재인 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 측면에 따르면, 본 고안의 차량의 쇽업소버는 차량의 조향장치의 배력장치 용 유압펌프와 연통되는 유체 공급통로가 마련되고, 차량의 차축에 고정 설치되는 제1 실린더; 상기 제1 실린더의 내부에서 축방향으로 이동가능하도록 설치되며 내부에 오일이 충진된 제2 실린더; 상기 제1 실린더의 내부에 배치되고 상기 유압펌프로부터 공급된 유압에 따라 상기 제2 실린더를 구동하는 제1 피스톤; 및 상기 제2 실린더 내부에 배치되며, 상기 오일이 통과할 수 있는 복수개의 미세한 오리피스가 형성된 제2 피스톤을 구비한다.

또한, 상기 유압펌프는 조향장치의 유압식 배력장치와 상기 쇽업소버의 제1 실린더에 선택적으로 유압을 공급하도록 제어되는 것이 바람직하다.

상기 쇽업소버는 차량의 현가장치의 새시스프링이 안착되는 시트면을 제공하는 시트부재를 더 구비하고, 상기 시트부재는 시트면의 높이가 변화되도록 상기 제2 실린더의 외측면과 나사결합되는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 차량의 현가장치의 전체 시스템에 대한 개략적 구성도이고, 도2는 본 고안의 현가장치가 차량에 장착된 상태를 도시한 사시도이다. 본 실시예의 현가장치는 차량의 4개의 바퀴(좌우측 전륜(F_L, F_R), 좌우측 후륜(R_L, R_R))의 차축(100)과 차체(200) 사이에 각각 설치된 4개의 쇽업소버(10a, 10b, 10c, 10d)와, 쇽업소버(10a, 10b, 10c, 10d)의 길이를 각각 조절하는 유압식 차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d)를 구비한다. 또한, 상기 현가장치는 차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d)에 유압을 선택적으로 공급하는 유압펌프(P)와 유압펌프(P)의 유압를 제어하는 제1 및 제2 절환밸브(V₁, V₂)를 구비한다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 쇽업소버(10a, 10b, 10c, 10d)에는 차량의 주행중 노면에 의해 발생되는 진동과 충격을 흡수하여 차체에 전달되지 않도록 하는 새시스프링(300)이 장착되어 있다.

상기 유압펌프(P)와 제1 및 제2 절환밸브(V₁, V₂)는 상기차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d)과 후술하는 차량의 조향장치의 유압식 배력장치(S: 이하, "파워스티어링"이라 함)에 선택적으로 유압을 공급하도록 구성되어 있다. 이를 상세히 설명하면, 유압펌프(P)는 유압라인(L₁)에 의하여 제1 및 제2 절환밸브(V₁, V₂)를 거쳐 파워스티어링(S)과 연결된다. 제1 절환밸브(V₁)는 유압라인(L2)에 의하여 차량의 좌우측 전륜(F_L, F_R)에 각각 설치된 2개의 쇽업소버(10a, 10b)를 구동하는 차량높이조절수단(20a, 20b)에 연결되고, 제2 절환밸브(V₂)는 유압라인(L₃)에 의해 차량 좌우측 후륜(R_L, R_R)에 각각 설치된 2개의 쇽업소버(10c, 10d)를 구동하는 차량높이조절수단(20c, 20d)에 연결된다. 또한, 유압펌프(P), 차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d) 및 파워스티어링(S)은 유압라인(L₄, L₅, L₆)에 의하여 유압탱크(T)에 각각 연결된다.

상기 제1 및 제2 절환밸브(V₁, V₂)는 차량의 운전석에 설치된 스위치(도시생략)에 의해 온오프 구동되는 솔레노이드밸브로 이루어진 것이 바람직하다. 즉, 운전자가 스위치 조작에 의해 솔레노이드밸브(V₁, V₂)에 전류를 연통시키거나 차단함으로써 유압펌프(P)로부터의 유압이 파워스티어링(S)으로 공급되거나, 전륜측 차량높이조절수단(20a, 20b) 및/또는 후륜측 차량높이조절수단(20c, 20c)에 공급된다. 그러나 본 고안은 이와 같은 2개의 솔레노이드밸브로 이루어진 절환밸브를 가진 현가장치에 한정되지 않고, 유압펌프(P)로부터 공급되는 유압을 파워스티어링(S)과 쇽업소버의 차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d) 사이에서 선택적으로 절환할 수있는 한, 어떠한 기계적 방식 또는 전자제어식 장치를 포함한다.

상기 파워스티어링(S)은, 예를 들어 한국 실용신안등록출원 제1998-0017392호에 개시된 바와 같이, 스티어링샤프트가 회전할 때 전륜이 회전되는 것을 돕도록 작용하는 유압밸브 등으로 이루어진 공지의 시스템을 채택한다.

도2를 참조하면, 상기 차량높이조절수단(20a)은 차량의 차축(100)에 고정설치되는 실린더 부재(31)를 구비한다. 상기 실린더 부재(31)의 하부에는 유압펌프(P)와 연통되는 유체 공급통로(31a)가 형성된다. 쇽업소버(10a)는 상기 실린더 부재(31)의 내부에서 축방향으로 이동가능하도록 설치된다. 따라서, 유압펌프(P)의 유압이 차량높이조절수단(10a)에 공급되면 이 유압의 힘에 의하여 상기 쇽업소버(10a)가 상승하고, 따라서 쇽업소버(10a)의 상부에 고정된 차체(200)가 상승한다. 그리고 유압펌프(P)의 유압 공급이 중단되면 차체의 하중에 의하여 차량높이조절수단(20a)의 유압이 유체 공급통로(31a)를 통하여 빠져나간다. 따라서, 쇽업소버(10a)와 차체(200)가 하강한다.

이하에서, 도3 내지 도5를 참조하면서 차량높이조절수단을 구비한 쇽업소버의 상세한 구조를 설명한다.

본 실시예의 쇽업소버는 소정의 고정수단(30)에 의하여 차축에 고정되는 제1 실린더(31)와, 제1 실린더(31)의 내부에서 축방향(상하방향)으로 이동가능하도록 설치된 제2 실린더(34), 제2 실린더(34)의 하부에 위치하여 제2 실린더(34)를 승강 구동시키는 제1 피스톤(32), 및 제2 실린더(34) 내부에서 축방향으로 이동가능하도록 설치된 제2 피스톤(35)으로 이루어져 있다.

상기 제1 실린더(31)의 하부에는 유체공급통로(31a)가 형성되는데, 이 유체공급통로(31a)는 전술한 바와 같이 차량의 파워스티어링(S)에 유압을 공급하는 유압펌프(P)와 연통된다. 상기 유압펌프(S)는 소정의 절환밸브(V₁, V₂)에 의해 차량의 파워스티어링(S)와 쇽업소버의 제1 실린더(31)에 선택적으로 유압을 공급한다.

상기 제1 피스톤(32)은 상부 및 하부에 각각 돌출부가 형성되어 있고, 상기 상부돌출부(32a)는 제2 실린더(34)의 하부(34b)와 나사결합된다. 제1 피스톤(32)의 하부돌출부(32b)는 차량이 최하단 위치에 있을 때(도4에 도시된 상태) 제1 실린더(31)의 하부(31b)와 접촉됨으로써 유체공급통로(31a)로부터 공급된 유압이 제1 피스톤(32)에 작용할 수 있는 공간을 마련해준다. 또한, 상기 제1 피스톤(32)의 외주에는 복수개의 밀봉링(32c)이 설치된다.

상기 제2 실린더(34)의 내부에는 새시스프링(300)의 진동을 감쇄하는 기능을 수행하는 오일(39)이 충진되어 있고, 제2 실린더(34)의 외측에는 새시스프링(300)이 안착되는 시트면을 제공하는 기능을 수행하는 호형상의 시트부재(38)가 결합된다. 특히, 본 실시예에서는 제2 실린더(34)의 외주면(34a)과 시트부재(38)가 나사결합되어 상기 시트면의 높이를 가변시킬수 있으므로, 필요에 따라 새시스프링(300)의 탄성력를 조절할 수 있다.

제2 피스톤(35)에는 축방향으로 복수개의 미세한 오리피스(도시생략)가 형성되어, 제2 실린더(34) 내부에 충진된 오일이 이 오리피스를 통하여 통과함으로써 새시스프링(300)의 진동에 대한 저항력을 제공한다. 상기 제2 피스톤(35)의 외주면에는 복수개의 밀봉링(35a)이 설치된다. 제2 피스톤(35)에 로드(37)의 일단이 고정되고, 상기 로드(37)의 타단(37a)은 차량의 차체(200)에 고정된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 구비한 본 실시예에 따른 차량의 현가장치 및 쇽업소버의 작용을 설명한다.

차량이 정상적인 평탄 노면을 주행하는 상태에서는, 제1 및 제2 솔레노이드밸브(V₁, V₂)가 유압펌프(P)의 유압이 차량의 파워스티어링(S)에만 공급되도록 설정된다. 이 경우에는 도4에 도시된 바와 같이, 차량의 쇽업소버의 제2 실린더(34)가 하강된 상태(즉, 쇽업소버의 전체 길이가 줄어든 상태)를 유지하므로, 쇽업소버에 의해 지지되는 차체의 높이(지면과 차체 사이의 거리)는 가장 낮은 위치에 있게 된다.

차량이 비포장도로 또는 과속방지턱을 통과하여 차량의 하부가 손상될 염려가 있는 때에는, 사용자는 운전석에 마련된 스위치를 조작하여 제1 및 제2 솔레노이드밸브(V₁, V₂)를 절환시킨다. 즉, 유압펌프(P)의 유압이 차량 전륜(F_L, F_R) 및/또는 후륜(R_L, R_R)의 쇽업소버(10a, 10b, 10c, 10d)에 마련된 차량높이조절수단(20a, 20b, 20c, 20d)으로 공급된다. 따라서, 유압펌프(P)의 유압이 쇽업소버의 제1 실린더(31)에 형성된 유체공급통로(31a)를 통하여 공급되어 제1 피스톤(32)을 상승시키고, 이에 따라 제1 피스톤(31)에 고정결합된 제2 실린더(34)가 상승한다. 그러면, 제2 실린더(34)의 피스톤 로드(37)에 고정결합된 차체(200)가 상응하는 거리만큼 상승하여 차체의 높이가 높아지게 되고(도5에 도시된 상태), 따라서 비포장도로 또는 과속방지턱에서도 차량의 하부가 손상됨이 없이 안전하게 운행할 수 있게 된다.

다시 차량의 높이를 낮추기 위해서는, 운전자가 운전석에 마련된 스위치를 조작하여 솔레노이드밸브를 원래의 상태로 복귀시킨다. 그러면, 쇽업소버에 공급되던 유압펌프(P)의 유압이 차단되므로, 차체(200)의 하중에 의하여 제2 실린더(34)가 하강하게 된다. 쇽업소버의 제1 실린더(31)에 있던 유압은 유체공급통로(31a)를 통하여 빠져나가게 된다.

본 실시예에서는, 제1 절환밸브(V₁)가 차량 좌우측 전륜(F_R,F_L)에 설치된 2개의 차량높이조절수단(20a, 20b)을 제어하고, 제2 절환밸브(V₂)가 차량 좌우측 후륜(R_L, R_R)에 설치된 2개의 차량높이조절수단(20c, 20d)을 제어한다. 즉, 좌우측 전륜(F_R, F_L)에 설치된 2개의 차량높이조절수단(20a, 20b)이 유압라인(L₂)을 공유하고 좌,우측 후륜(R_R, R_L)에 설치된 2개의 차량높이조절수단(20c, 20d)이 유압라인(L₃)을 공유하도록 구성되어 있다. 따라서, 차량 운행시에 유압펌프(P)에 이상이 발생하는 등의 비상사태 시에, 좌우측 전륜 부분 또는 좌우측 후륜 부분의 차체가 동시에 상승 또는 하강하므로 차량의 차체가 좌우의 한쪽으로 기울어져 차량이 전복되는 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 본 고안은 4개의 바퀴에 각각 설치된 4개의 차량높이조절수단을 상호 독립적으로 제어하거나, 상기 차량높이조절수단을 함게 구동하는 시스템을 배제하는 것은 아니다.

이하에서, 도6을 참조하면서 본 고안의 쇽업소버의 다른 실시예를 설명한다. 도5의 실시예의 구성요소 중에서 도3 내지 도5에 개시된 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 제1 실린더(41), 제1 피스톤(42), 제2 피스톤(45), 시트부재(48)는 제1 실시예의 제1 실린더(31), 제1 피스톤(32), 제2 피스톤(35), 시트부재(38)와 동일한 기술구성을 가진다.

본 실시예의 제2 실린더(44)는 제1 피스톤(42)의 상부돌출부와 나사결합되는 제1 부재(44')와 제1 부재(44')에 대해 축방향으로 승강가능하게 배치된 제2부재(44")로 구성된다. 제1 부재(44')와 제2 부재(44")에 의하여 한정된 공간에는 새시스프링(300)의 진동 감쇄용 오일(49)이 충진되고, 제2 부재(44")의 상단(44"a)은 차체(200)에 고정된다. 로드(47)의 일단은 상기 제2 피스톤(45)에 고정되고, 로드(47)의 타단은 상기 제1 피스톤(41)에 고정된다.

본 명세서 및 도면에 기재된 사항은 본 고안의 실시예를 설명하기 위하여 예시적으로 제시된 것으로서, 본 고안의 보호범위가 이들 사항에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

본 고안의 차량의 현가장치 및 쇽업소버는 차량의 파워스티어링에 사용되는 펌프를 이용하여 차량의 높이를 조절하도록 구성되어 있으므로, 매우 간단한 구성으로 차량의 높이를 용이하게 조절할 수 있고 제품의 제작 비용을 현저히 절감하는 이점을 제공한다.

Claims (7)

1. 차량의 차체와 차축 사이에 설치되고 새시 스프링과 협동하여 차량의 충격이나 진동을 완화하는 쇽업소버를 구비한 차량의 현가장치에 있어서,

   상기 쇽업소버는 공급된 유압에 대응하여 쇽업소버의 길이를 변화시킴으로써 지면과 차량의 차체 사이의 거리를 조절하는 차량높이조절수단을 구비하고,

   상기 현가장치는,

   상기 차량높이조절수단과 차량의 조향장치의 유압식 배력장치에 선택적으로 유압을 공급하는 유압펌프와,

   상기 유압펌프와 차량높이조절수단 및 배력장치 사이에서 절환되는 적어도 하나의 절환밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 절환 밸브는,

   상기 유압펌프의 유압을 차량 전륜의 쇽업소버에 마련된 차량높이조절수단에 공급하는 제1 절환밸브와,

   상기 유압펌프의 유압을 차량 후륜의 쇽업소버에 마련된 차량높이조절수단에 공급하는 제2 절환밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 절환밸브는 운전자의 스위치 조작에 의해 온오프되는 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 차량높이조절수단은,

   상기 유압펌프와 연통되는 유체 공급통로가 형성되고 상기 쇽업소버를 축방향으로 이동가능하게 내장함으로써 상기 유압펌프로부터 공급된 유압에 반응하여 상기 쇽업소버를 승강시키는 실린더 부재인 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
5. 차량의 높이를 조절할 수 있는 수단을 구비한 차량의 쇽업소버에 있어서,

   차량의 조향장치의 배력장치 용 유압펌프와 연통되는 유체 공급통로가 마련되고, 차량의 차축에 고정 설치되는 제1 실린더;

   상기 제1 실린더의 내부에서 축방향으로 이동가능하도록 설치되며 내부에 오일이 충진된 제2 실린더;

   상기 제1 실린더의 내부에 배치되고 상기 유압펌프로부터 공급된 유압에 따라 상기 제2 실린더를 구동하는 제1 피스톤;

   상기 제2 실린더 내부에 배치되며, 상기 오일이 통과할 수 있는 복수개의 미세한 오리피스가 형성된 제2 피스톤을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 쇽업소버.
6. 제5항에 있어서, 상기 유압펌프는 조향장치의 유압식 배력장치와 상기 쇽업소버의 제1 실린더에 선택적으로 유압을 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 차량의 쇽업소버.
7. 제5항에 있어서, 차량의 현가장치의 새시스프링이 안착되는 시트면을 제공하는 시트부재가 더 구비하고,

   상기 시트부재는 시트면의 높이가 변화되도록 상기 제2 실린더의 외측면과 나사결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 쇽업소버.