KR100235445B1 - Non-liner shock absorber - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 주행중에 발생하는 진동이나 충격을 방지하기 위한 충격흡수장치에 관한 것으로, 특히 충격흡수장치 내부에 유체이송관을 설치하여 흐르는 유체의 양을 변화시켜 압축 또는 인장의 변위에 따라 댐핑상수값이 변화되도록 함으로써 완충효과를 증대시킨 비선형 충격흡수장치에 관한 것이다. 본 장치는 내부에 다수개의 유체이송관을 설치하고 피스톤이 이동함에 따라 실리더 피스톤으로 격리된 두 공동 중 한쪽 공동에서 다른쪽 공동으로 유체가 유동한다. 이때, 피스톤 이동에 따라 유체이송관에 등간격으로 다수개 형성된 유체유동공의 수가 변하며, 이로 인해 댐핑력이 증가하여 완충효과가 증가되는 잇점을 갖는다.The present invention relates to a shock absorbing device for preventing the vibration or shock generated during the driving of the vehicle, and in particular, by installing a fluid transfer pipe inside the shock absorbing device to change the amount of flowing fluid damping constant according to the compression or tension displacement The present invention relates to a non-linear shock absorbing device that increases the buffering effect by changing a value. The device installs a plurality of fluid transfer tubes therein and as the piston moves, fluid flows from one of the two cavities isolated by the cylinder piston to the other. At this time, the number of fluid flow holes formed in a plurality at equal intervals in accordance with the movement of the piston changes, this has the advantage that the damping force is increased to increase the buffering effect.

Description

비선형 충격흡수장치Nonlinear Shock Absorber

제1도는 본 발명에 따른 비선형 충격흡수장치를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a non-linear shock absorbing device according to the present invention.

제2도는 제1도장치중 유체이송관을 통한 유체의 흐름을 설명하기 위한 부분단면도.2 is a partial cross-sectional view for explaining the flow of the fluid through the fluid transfer pipe of the first FIG.

제3도는 본 장치에 따른 댐퍼상수와 피스톤 위치와의 상관 관계를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the correlation between the damper constant and the piston position according to the present apparatus.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 실린더 11 : 실린더로드10 cylinder 11: cylinder rod

12 : 피스톤로드공 20 : 피스톤12: piston rod ball 20: piston

21 : 피스톤로드 22 : 통공21: piston rod 22: through hole

30 : 유체이송관 31 : 유동공30: fluid transfer pipe 31: flow hole

40 : 실린더지지부 50 : 피스톤지지부40: cylinder support 50: piston support

60 : A공동 70 : B공동60: A joint 70: B joint

본 발명은 요동하는 두 부재 사이에 설치하여 진동이나 충격을 방지하기 위한 충격흡수장치에 관한 것으로, 특히 충격흡수장치의 내부에 유체이송관을 설치하여 흐르는 유체의 양을 변화시켜 압축 또는 인장의 변위에 따라 댐핑상수값이 변화되로록 함으로써 완충효과를 증대시킨 비선형 충격흡수장치에 관한 것이다.The present invention relates to a shock absorbing device for preventing vibration or shock by installing between two oscillating members, and in particular, by installing a fluid transfer pipe inside the shock absorbing device to change the amount of fluid flowing, thereby preventing compression or tension displacement. Accordingly, the present invention relates to a non-linear shock absorbing device that increases the damping effect by causing the damping constant value to change.

일반적으로, 기계는 주행중에 정도차이는 있으나 어느정도의 요동이 발생하며, 심한 요동이 발생하는 기계는 이것을 완충시키는 장치가 필요하다. 요동이 심하게 발생하는 기계중 대표적인 것이 차량이며, 차량은 차축과 차체가 연결되어 있어 차량이 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격이 차체에 전달된다. 이때, 이러한 진동이나 충격이 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하기 위해서 차량에는 현가장치가 설계되어 있다. 이와 같은 현가장치는 노면에서 받은 충격을 완화하는 섀시스프링, 섀시스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버 및, 차량이 옆으로 흔들리는 것을 방지하기 위한 스테이빌라이저를 조합하여 구성된다. 특히, 현가장치중 쇽 업소버, 즉 충격흡수장치는 스프링, 고무, 유압등을 이용하여 운동에너지를 흡수한다. 이러한 충격흡수장치는 실리더 내부에 유체등을 삽입시켜 오리피스를 통해 이동시킴으로써 기계적 충격을 흡수한다. 그러나, 이와 같은 장치는 댐핑계수가 속도에만 관계되고 압축이나 인장에 따른 변위에는 무관하여 완충효과가 떨어지며, 차체의 과도충격시 충격흡수장치 내부의 피스톤과 실린더가 충돌하는 등의 문제점이 있었다.In general, although the machine is slightly different while driving, some amount of fluctuation occurs, and a machine with severe fluctuation needs a device for buffering it. The vehicle is a representative machine that causes severe fluctuations, and the vehicle is connected to the axle and the body so that the vibration or shock received from the road surface is transmitted to the body when the vehicle runs. At this time, the suspension device is designed in the vehicle in order to prevent such vibrations or shocks from being directly transmitted to prevent damage to the vehicle body or cargo and to improve ride comfort. Such a suspension system is composed of a combination of a chassis spring for mitigating a shock received from a road surface, a shock absorber for suppressing free vibration of the chassis spring to improve ride comfort, and a stabilizer for preventing the vehicle from shaking sideways. In particular, the shock absorber in the suspension system, that is, the shock absorber absorbs the kinetic energy by using a spring, rubber, hydraulic pressure. Such a shock absorbing device absorbs mechanical shock by inserting a fluid or the like into the cylinder to move through the orifice. However, such a device has a problem in that the damping coefficient is related only to the speed, and the buffering effect is reduced regardless of the displacement due to compression or tension.

따라서, 본 발명의 목적은 실린더 내부에 이동공을 갖는 유체이송관을 배설하여 피스톤의 이동에 따라 흐르는 유체량을 변화시켜 댐핑계수를 변화시킴으로써 완충효과를 증대시킨 비선형 충격흡수장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-linear shock absorbing device which increases the buffering effect by changing the damping coefficient by changing the amount of fluid flowing in accordance with the movement of the piston by disposing a fluid transfer pipe having a moving hole inside the cylinder.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비선형 충격흡수장치는 밀폐된 소정공간을 구비한 실린더를 구비하고 있다. 상기 실린더의 공간을 분할하여 이동가능하게 설치되고, 실린더의 내 외부를 관통하는 로드를 통하여 상기 제2부재에 연결된 피스톤을 구비하고 있다. 상기 피스톤의 양단을 서로 관통하게 설치되고, 피스톤의 이동을 허용하며, 피스톤 양단의 상기 공간들 사이의 유체가 서로 유동할 수 있는 다수의 유동공이 형성된 유체이송관을 포함하는 비선형 충격흡수장치를 구비하고 있다.The nonlinear shock absorbing device according to the present invention for achieving the above object is provided with a cylinder having a predetermined space sealed. It is provided with a piston connected to the second member through a rod that divides the space of the cylinder so as to be movable and penetrates the inside and outside of the cylinder. It is provided with a non-linear shock absorbing device which is installed to penetrate both ends of the piston to each other, allows the movement of the piston, the fluid transfer pipe formed with a plurality of flow holes through which the fluid between the spaces of the both ends of the piston flows; have.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 비선형 충격흡수장치를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 충격흡수장치는 실린더(10)와, 실린더(10) 내부에서 이동하는 피스톤(20)으로 구성되어 있다. 실린더(10)는 내부에 공간이 형성되어 있으며, 이곳에는 피스톤(20)이 이동가능케 고정되어 있다. 이 피스톤(20)의 중심에는 피스톤로드(21)가 고착되어 있다. 피스톤로드(21)와 일정간격 이격한 외주부에는 유체이송관(30)이 관통하는 통공(22)이 상하로 하나씩 형성되어 있다. 이 통공(22)에는 유체이송관(30)이 관통하며, 관통된 유체이송관(30)의 양단부는 실린더(10)의 양내측벽에 고착되어 있다. 여기에서는 본 발명의 개념을 설명하기 위해서 두개의 유체이송관을 설치했으나 그 수량은 차량의 크기나 충격의 크기에 따라 가변될 수 있다. 전술한 유체이송관(30)의 외측면상에는 유체가 출입할 수 있도록 유동공(31)이 형성되어 있다. 유동공(31)을 통해 유체이송관(30)으로 들어간 유체는 유체이송관(30)의 유로(미도시)를 유동하여 다른 유동공을 통해 나오게 된다. 이에 대해서는 제2도를 참조하여 상세히 설명한다.1 is a perspective view showing a non-linear shock absorbing device according to the present invention. As shown, the shock absorbing device is composed of a cylinder 10 and a piston 20 moving inside the cylinder 10. The cylinder 10 has a space formed therein, and the piston 20 is fixed to be movable. The piston rod 21 is fixed to the center of this piston 20. On the outer circumferential portion spaced apart from the piston rod 21 by a predetermined distance, the through holes 22 through which the fluid transfer pipe 30 penetrates are formed one by one. The fluid transfer pipe 30 penetrates through the through hole 22, and both ends of the fluid transfer pipe 30 are fixed to both inner walls of the cylinder 10. Here, two fluid transfer pipes are installed to explain the concept of the present invention, but the quantity may vary depending on the size of the vehicle or the size of the impact. The flow hole 31 is formed on the outer surface of the above-described fluid transfer pipe 30 to allow fluid to enter and exit. Fluid entering the fluid transfer pipe 30 through the flow hole 31 flows through a flow path (not shown) of the fluid transfer pipe 30 and exits through another flow hole. This will be described in detail with reference to FIG. 2.

실리더(10)는 실린더로드(11)로 실린더지지부(40)에 고정된다. 아울러, 피스톤(20)도 피스톤로드(21)로 피스톤지지부(50)에 고정된다. 이때, 피스톤로드(21)는 실린더(10)의 측면에 형성된 피스톤로드공(12)을 관통하여 실린더(10) 내부에서 외부로 돌출하여 고정된다. 설명의 편의상 피스톤과 실린더가 고정되는 부위를 피스톤지지부와 실린더지지부라 명명했으나, 일반적으로 실린더는 섀시프레임에 피스톤은 차체에 일측에 고정된다.The cylinder 10 is fixed to the cylinder support 40 by the cylinder rod 11. In addition, the piston 20 is also fixed to the piston support 50 by the piston rod 21. At this time, the piston rod 21 passes through the piston rod hole 12 formed on the side of the cylinder 10 and protrudes from the inside of the cylinder 10 to the outside to be fixed. For convenience of description, the part where the piston and the cylinder are fixed is named as the piston support part and the cylinder support part, but in general, the cylinder is fixed to the chassis frame and the piston is fixed to one side of the vehicle body.

제2도는 본 장치의 작용을 설명하기 위한 작용설명도이다. 도시한 바와 같이, 피스톤(20)으로 격리된 실린더(10)의 두 내부공간을 각각 A공동(60), B공동(70)이라 설정한다. 이때, 피스톤(20)이 좌측방향으로 이동하면 A공동(60)에 있던 유체는 A공동(60)측에 있는 유동공(31)을 통해 유체이송관(30) 내부로 유입되어 이동한다. 이송된 유체는 B공동(70)측에 있는 유동공(31)을 통해 B공동(70)으로 나온다. 이때, 피스톤(20)이 좌측으로 이동함에 따라 A공동(60)에 있는 유동공(31)의 수는 줄어들고 B공동(70)에 있는 유동공의 수는 증가하여 이동되는 유체량이 감소한다. 이와 같이 흐르는 유체량이 감소하므로 유체가 피스톤(20)을 이동방향의 반대방향으로 미는 반력, 즉 댐핑력은 증가하게 된다. 이에 대해서는 제3도를 참고하여 상세히 설명한다.2 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the apparatus. As shown, the two inner spaces of the cylinder 10 isolated by the piston 20 are set to A cavity 60 and B cavity 70, respectively. At this time, when the piston 20 moves to the left direction, the fluid in the cavity A 60 flows into the fluid transfer pipe 30 through the flow hole 31 on the side of the cavity A 60. The conveyed fluid exits the B cavity 70 through the flow hole 31 on the B cavity 70 side. At this time, as the piston 20 moves to the left side, the number of flow holes 31 in the cavity A 60 decreases, and the number of flow holes in the cavity B 70 increases to decrease the amount of fluid being moved. Since the amount of fluid flowing in this way decreases the reaction force, ie, the damping force, that the fluid pushes the piston 20 in the direction opposite to the movement direction. This will be described in detail with reference to FIG. 3.

제3도는 실린더 내부의 피스톤 위치에 따른 댐퍼상수와의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 도시한 바와 같이, 댐퍼상수는 비선형적으로 증가한다. 아울러, 피스톤이 실린더의 중심부에 있을때 댐퍼상수는 가장작고 피스톤이 양단으로 이동할수록 댐퍼상수는 커진다. 즉, 피스톤의 이동에 따라 유체가 들어가는 유체이송관의 유동공의 수가 줄어들며, 이에 따라 댐핑계수가 증가하여 댐핑력이 증가하게 된다.3 is a graph showing the correlation with the damper constant according to the position of the piston in the cylinder. As shown, the damper constant increases nonlinearly. In addition, the damper constant is the smallest when the piston is in the center of the cylinder, and the damper constant increases as the piston moves to both ends. That is, as the piston moves, the number of flow holes in the fluid transfer pipe into which the fluid enters decreases, thereby increasing the damping coefficient to increase the damping force.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비선형 충격흡수장치는 캡의 과도충격시 충격흡수장치내부의 피스톤과 실린더가 충돌하는 것을 방지할 수 있는 잇점을 가지고 있다. 아울러, 속도 뿐만아니라 압축과 인장에 서로 다른 댐핑상수를 부여할 수 있으므로 완충특성 변화와 안전성 증가의 효과도 구현할 수 있다.As described above, the nonlinear shock absorbing device according to the present invention has an advantage of preventing the piston and the cylinder inside the shock absorbing device from colliding when the cap is excessively impacted. In addition, since different damping constants can be given to compression and tension as well as speed, the effect of changing the cushioning properties and increasing the safety can be realized.

Claims (4)

두 부재사이의 충격을 흡수하기 위한 장치에 있어서, 상기 한쌍의 부재들 중 제1부재에 고정되고 밀폐된 소정공간을 구비한 실린더; 상기 실린더의 공간을 분할하여 이동가능하게 설치되고, 실린더의 내외부를 관통하는 로드를 통하여 상기 제2부재에 연결된 피스톤; 및 상기 피스톤의 양단을 서로 관통하게 설치되고, 피스톤의 이동을 허용하며, 피스톤 양단의 상기 공간들 사이의 유체가 서로 유동할 수 있는 다수의 유동공이 형성된 유체이송관을 포함하는 비선형 충격흡수장치.An apparatus for absorbing shock between two members, comprising: a cylinder having a predetermined space fixed and sealed to a first member of the pair of members; A piston which is installed to be movable by dividing the space of the cylinder and connected to the second member through a rod passing through the inside and the outside of the cylinder; And a fluid transfer tube installed to penetrate both ends of the piston to each other, to allow movement of the piston, and to form a plurality of flow holes through which fluid between the spaces at both ends of the piston can flow. 제1항에 있어서, 상기 유체이송관의 유동공들은 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 비선형 충격흡수장치.The non-linear shock absorbing device according to claim 1, wherein the flow holes of the fluid transfer pipe are formed at equal intervals. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체이송관은 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 비선형 충격흡수장치.The non-linear shock absorbing device according to claim 1 or 2, wherein the fluid transfer pipe is provided in plurality. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 유체이송관은 상기 로드를 중심으로 대칭으로 구성된 것을 특징으로 하는 비선형 충격흡수장치.The non-linear shock absorbing device according to claim 3, wherein the plurality of fluid transfer pipes are symmetrically formed about the rod.