KR20060019327A - Air-spring of suspension system in a car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 주행상태나 도로의 노면 상태에 따라 에어스프링의 스프링상수를 용이하게 변경할 수 있도록 그 구조가 개선된 것으로, 그 구성은 상부 피스톤과 하부 피스톤으로 분리되어 적정 간격으로 이격 설치되는 피스톤과, 그 상,하부 피스톤의 단부를 연결하도록 양단부가 상,하부 피스톤의 단부와 후크 결합되는 연결부재와, 그 연결부재의 내측에 마련되고 연결부재의 내측면과 접촉되며 에어의 공급/배기에 따라 부피가 확장/축소되는 튜브와, 그 튜브의 상,하 양측면과 접촉되도록 마련되어 튜브의 상,하 팽창을 제한하는 튜브 가이드와, 그 튜브내에 공급/배기되는 에어의 량을 선택적으로 공급/배기하여 연결부재의 휨량을 결정하기 위한 유체 공급/배기수단을 구비하여 된 것이다.The present invention has been improved in the structure so that the spring constant of the air spring can be easily changed according to the driving state of the vehicle or the road surface state of the road, the configuration is separated into the upper piston and the lower piston piston that is spaced apart at appropriate intervals And a connecting member having both ends hooked with the ends of the upper and lower pistons so as to connect the ends of the upper and lower pistons, and provided inside the connecting member and in contact with the inner surface of the connecting member to supply / exhaust air. Optionally supply / exhaust the tube to expand / reduce the volume, the tube guide provided to contact the upper and lower sides of the tube to limit the expansion of the tube, and the amount of air supplied / exhausted in the tube. It is to provide a fluid supply / exhaust means for determining the amount of bending of the connecting member.
이에 따르면 본 발명은 수동 혹은 자동으로 에어스프링의 스프링 상수를 변경할 수 있으므로, 운전자나 탑승객이 원하는 최적의 승차감을 조정할 수 있는 매우 유용한 효과를 갖는다.According to this, the present invention can change the spring constant of the air spring manually or automatically, it has a very useful effect that can adjust the optimal riding comfort desired by the driver or passengers.
에어스프링, 튜브, 스프링상수, 조정밸브Air Spring, Tube, Spring Constant, Control Valve
Description
도 1은 종래 차량용 현가장치의 에어스프링을 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing an air spring of a conventional vehicle suspension device.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 현가장치의 에어스프링의 구성을 나타낸 단면도.2 is a cross-sectional view showing the configuration of an air spring of a vehicle suspension according to the present invention.
도 3은 본 발명의 연결부재의 구조를 보인 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the structure of the connecting member of the present invention.
도 4는 본 발명 연결부재와 상,하부 피스톤과의 결합구조를 나타낸 요부 사시도.Figure 4 is a perspective view of the main part showing a coupling structure of the present invention connecting member and the upper, lower piston.
도 5는 본 발명의 유체 공급/배기수단의 일 실시예를 나타낸 구성도.Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of the fluid supply / exhaust means of the present invention.
도 6은 본 발명의 유체 공급/배기수단의 다른 실시예를 나타낸 구성도.Figure 6 is a block diagram showing another embodiment of the fluid supply / exhaust means of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 에어 스프링100: air spring
302,304 : 상,하부 피스톤 306 : 연결부재302,304: upper and lower piston 306: connecting member
306a : 스틸재 306b : 고무재306a:
310 : 튜브 350 : 튜브 가이드310: tube 350: tube guide
410 : 조정스위치 420 : 조정밸브410: control switch 420: control valve
430 : 탱크 440 : 유로 파이프430
510 : 이.씨.유 520 : 센서510: E.C.Y 520: sensor
본 발명은 차량용 현가장치의 에어스프링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어스프링의 충격 완충성능을 도로 조건에 따라 조절하여 승차감을 향상시킬 수 있도록 된 가변체적을 갖는 차량용 현가장치의 에어스프링에 관한 것이다.The present invention relates to an air spring of a vehicle suspension device, and more particularly, to an air spring of a vehicle suspension device having a variable volume to improve the riding comfort by adjusting the shock buffering performance of the air spring according to road conditions. .
일반적으로 상용차의 현가장치에는 스프링강 판을 여러 장 겹쳐서 만든 리프스프링을 사용하나, 작은 진동의 흡수에 유리하고 충격을 보다 부드럽게 흡수하는 에어스프링도 많이 사용되고 있다.In general, a suspension spring of a commercial vehicle uses leaf springs made by stacking several spring steel plates, but air springs that are advantageous for absorbing small vibrations and absorb shocks more smoothly are also used.
종래 차량의 무게를 지지하고 노면으로부터 오는 충격과 진동을 흡수하기 위한 에어스프링은, 도 1에 도시된 바와 같이, 액슬(10)과 차체의 프레임(20) 사이에 설치된다.An air spring for supporting the weight of a conventional vehicle and absorbing shocks and vibrations from the road surface is installed between the
그 에어스프링(30)은 하부의 피스톤(31)과, 상부의 어퍼플레이트(32)와, 피스톤(31)과 어퍼플레이트(32)의 사이에 밀폐공간을 형성하는 에어백(33)으로 이루어지는데, 피스톤(31)의 하부가 액슬(10)의 상부에 U볼트(40)를 매개로 고정되고, 상부의 어퍼플레이트(32)가 프레임(20)의 측면에 선장착된 브라켓(21)에 볼트(50)로 고정됨으로써 장착된다.The
따라서, 차체의 하중을 지지하고, 주행중 발생하는 진동이나 충격을 흡수할 수 있도록 되어 있다.Therefore, it is possible to support the load of the vehicle body and absorb vibrations and shocks generated during traveling.
한편, 차량 주행중에는 노면의 상태에 따라 차체가 내려 앉는 범프(bump)와 반대로 차체가 떠 오르는 리바운드(rebound) 현상이 일어난다.On the other hand, while driving the vehicle, a rebound phenomenon occurs in which the vehicle body floats as opposed to a bump in which the vehicle body sits down according to the state of the road surface.
그런데, 과도한 범프가 발생하면 피스톤(31)과 어퍼플레이트(32) 사이의 에어백(33)이 짓눌려서 파열되고, 반대로 리바운드량이 과도하면 에어백(33)이 피스톤(31)으로부터 이탈되는 현상이 발생하므로, 이를 방지하기 위하여 현가장치에는 범프 스토퍼와 리바운드 스토퍼를 두고 있으며, 범프 스토퍼(34)는 주로 에어스프링(30)의 내부 즉, 상기 피스톤(31)의 상부에 장착하고, 리바운드 스토퍼는 별도로 쇽업소버나 콘트롤아암등에 설치하고 있다.However, when excessive bumps occur, the
이와 같은 압축공기를 유입시키거나 배출시켜 차량의 무게를 지지하고 노면으로부터 오는 충격과 진동을 흡수하는 에어스프링은 완충작용에 있어 매우 주요한 기능을 하게 되지만 통상, 완충 성능을 결정하는 스프링상수가 에어스프링의 유효체적과 피스톤의 형상 및 공기압에 의해 변화됨에도 불구하고 피스톤의 단면형상이 고정되어 스프링상수가 피스톤에 의한 영향을 받지 않게 되는 결과를 초래하게 된다.Air springs that induce or discharge compressed air to support the weight of the vehicle and absorb shocks and vibrations from the road surface play a very important function in cushioning action. In spite of the change in the effective volume and the shape of the piston and air pressure, the cross-sectional shape of the piston is fixed, resulting in the spring constant not being affected by the piston.
이에 따라, 공기압에 따른 에어스프링의 유효체적 변경만으로 스프링상수를 변경할 수 밖에 없지만, 스프링 상수를 자체적으로 변화시킬 수 없으므로, 승객들이 자신에게 적합한 승차감을 선택할 수 없는 단점이 있었다.Accordingly, the spring constant can only be changed by only changing the effective volume of the air spring according to the air pressure, but since the spring constant cannot be changed by itself, passengers cannot select a riding comfort that is suitable for them.
또한, 주행조건 및 노면 상태에 따른 특성 변경을 하지 못하므로, 평탄로 및 험로 또는 고속주행 및 저속주행등의 조건시 최적의 승차감을 설정하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, since the characteristics cannot be changed according to driving conditions and road conditions, there is a problem that it is difficult to set an optimum ride comfort under conditions such as flat roads and rough roads or high speed and low speed driving.
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 주행조건 및 노면상태에 따라 운전자가 임의로 조정하거나 혹은 이.씨.유(E.C.U:Electronic Control Unit)를 이용하여 자동으로 스프링상수를 변경하여 에어스프링 특성을 단계별로 변경할 수 있도록 그 구조가 개량된 차량용 현가장치의 에어스프링을 제공하는 데 있다. The present invention allows the driver to adjust arbitrarily according to driving conditions and road conditions, or to automatically change the spring constant by using an ECU (Electronic Control Unit) to step air spring characteristics step by step. It is to provide an air spring of a vehicle suspension device, the structure of which is modified so that it can be changed.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부에 에어백이 위치하며, 그 에어백의 하부에 피스톤이 마련되어 체적변화에 따라 충격을 완충 흡수하기 위한 차량용 현가장치의 에어스프링에 있어서, The present invention for achieving the above object is located in the air bag at the top, the piston is provided in the lower portion of the air spring of the vehicle suspension device for cushioning and absorbing shock according to the volume change,
상기 피스톤의 외측면이 상,하 양측으로 분리되어 이격 설치된 상,하부 피스톤과,Upper and lower pistons and the outer surface of the piston is separated into the upper, lower both sides and spaced apart,
상기 상,하부 피스톤의 중간 부위에 마련되어 상기 상,하부 피스톤의 단부를 연결시키도록 탄성 변형 가능한 다수개의 연결부재와,A plurality of connection members provided at an intermediate portion of the upper and lower pistons and elastically deformable to connect end portions of the upper and lower pistons;
상기 연결부재의 내측면과 접촉되어 내부에 유체가 공급/배기됨에 따라 상기 연결부재의 휨량을 결정하는 튜브와, A tube for contacting the inner surface of the connecting member and determining a deflection amount of the connecting member as fluid is supplied / exhausted therein;
상기 튜브 내에 상기 유체를 공급/배기하기 위한 유체 공급/배기수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.And fluid supply / exhaust means for supplying / exhausting the fluid in the tube.
본 발명의 다른 특징으로, 상기 유체 공급/배기수단은 상기 튜브내에 유체 통로인 유로 파이프로 연결되어 상기 유체를 선택적으로 공급/배기하기 위한 조정밸브와,In another aspect of the present invention, the fluid supply / exhaust means is connected to a flow path pipe which is a fluid passage in the tube and a control valve for selectively supplying / exhausting the fluid;
상기 조정밸브측에 배터리의 전원을 선택적으로 인가하여 유체의 공급/배기 되는 양을 결정하기 위한 조정스위치와,An adjustment switch for selectively supplying battery power to the adjustment valve side to determine an amount of supply / exhaustion of fluid;
상기 조정밸브측에 유로 파이프로 연결되고 상기 유체를 공급하기 위한 탱크를 구비하여 된 것이다.It is provided with a tank connected to the control valve side by a flow path pipe for supplying the fluid.
본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 유체 공급/배기수단은 차량의 주행상태와 노면 조건을 감지하는 센서로부터 입력된 신호를 받아 스프링의 특성을 결정하고 이에 적합한 제어신호를 출력하는 이.씨.유와,In another aspect of the present invention, the fluid supply / exhaust means receives a signal input from a sensor for detecting a driving state and a road condition of the vehicle to determine the characteristics of the spring and output a control signal suitable for this. Wow,
상기 이.씨.유의 제어신호를 인가받아 동작되며 상기 튜브내에 유체 통로인 유로 파이프로 연결되어 상기 유체를 선택적으로 공급/배기하기 위한 조정밸브와,A control valve operated by receiving the control signal of the E.C. oil and connected to a flow path pipe which is a fluid passage in the tube to selectively supply / exhaust the fluid;
상기 조정밸브측에 유로 파이프로 연결되고 상기 유체를 공급하기 위한 탱크를 구비하여 된 것이다.It is provided with a tank connected to the control valve side by a flow path pipe for supplying the fluid.
그외에도, 상기 연결부재는 양단부가 상기 상,하부 피스톤의 단부와 후크 결합되고, 자체 탄성을 갖도록 휘어진 스틸재의 외측으로 고무재가 코팅 결합된 것이다.In addition, the connecting member is hooked to both ends of the upper and lower pistons and the rubber member is coated to the outside of the bent steel material to have its own elasticity.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 이하에서는 유체를 에어로 일 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the fluid will be described as an example of aero.
또한, 앞서 설명한 선행기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 기재하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.In addition, the same reference numerals are used for the same components as those of the above-described prior art, and description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 차량용 현가장치의 에어스프링은, 도 2 내지 도 5를 참조, 그 구성은 상부 피스톤(302)과 하부 피스톤(304)으로 분리되어 적정 간격으로 이격 설치되는 피스톤(300)과, 그 상,하부 피스톤(302)(304)의 단부를 연결하도록 양단 부가 상,하부 피스톤(302)(304)의 단부와 후크 결합되는 연결부재(306)와, 그 연결부재(306)의 내측에 마련되고 연결부재(306)의 내측면과 접촉되며 에어의 공급/배기에 따라 부피가 확장/축소되는 튜브(310)와, 그 튜브(310)의 상,하 양측면과 접촉되도록 마련되어 튜브(310)의 상,하 팽창을 제한하는 튜브 가이드(350)와, 그 튜브(310)내에 공급/배기되는 에어의 량을 선택적으로 공급/배기하여 연결부재(306)의 휨량을 결정하기 위한 유체 공급/배기수단을 구비하여 된 것이다.Air spring of the suspension device for a vehicle according to the present invention, referring to Figures 2 to 5, the configuration is separated by the
더 상세히 설명하면, 연결부재(306)는 자체 복원 가능한 탄성력을 가지며, 상,하부 피스톤(302)(304)의 중간부위에 다수개가 서로 적정 간격으로 이격 설치되고, 상기한 튜브(310)가 수평 팽창되어 상호 접촉됨에 따라 그 자체의 휨량이 결정되는 구조를 갖는다.In more detail, the
그 연결부재(306)는 내부에 탄력적인 재질인 스틸재(306a)가 마련되고, 그 스틸재(306a)의 외측면에 고무재(306b)가 코팅되어 휘어짐과 복원이 가능하도록 된 것이다.The connecting
또한, 튜브(310)는 튜브 가이드(350)의 내측에 고리 형태로 마련되고, 내부에 에어가 충전되도록 공간이 형성되어 에어의 공급에 따라 부피가 확장/축소되는 구조를 갖는다.In addition, the
그리고, 유체 공급/배기수단은 사용자가 수동으로 조작가능하며 연결부재(306)의 스프링상수를 각 단계별로 조작하기 위한 조정스위치(410)와, 그 조정스위치(410)의 조작에 따른 전원을 인가받아 동작되고 상기한 튜브(310)내로 에어를 선택적으로 공급/배기하기 위한 조정밸브(420)와, 그 조정밸브(420)측에 에어의 흐름 통로인 유로 파이프(440)로 연결되고 차량의 콤프레셔(미도시)로부터 에어를 공급받아 저장하는 탱크(430)를 구비한 것이다.In addition, the fluid supply / exhaust means can be manually operated by the user, and applies an
그 조정밸브(420)는 튜브(310) 내부로의 에어 공급/배기를 위해 3way타입의 것을 채용하고, 그중 에어의 배기는 대기중에 직접 배출되거나, 혹은 배기계통측으로 연결시키는 것도 바람직하다.The
또, 조정스위치(410)는 연결부재(306)의 스프링상수를 단계별로 조정할 수 있도록 각 단계별 선택에 따라 인가되는 전류를 차등 공급하는 등의 방식으로 상기한 조정밸브(420)의 개폐각을 조정하는 선택기능을 갖는다.In addition, the
미설명부호 "450"은 배터리를 나타낸 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having such a configuration as follows.
본 발명의 에어스프링(100)은 운전자(사용자)가 노면 상태(도로의 노면 포장상태)와 주행 조건(차고,차속,rpm등)들을 감안하여 조정스위치(410)를 조정하여 원하는 스프링상수를 설정하여 소프트,미디엄,하드의 단계중에서 하나를 선택하면, 그 조정스위치(410)의 신호를 인가받은 조정밸브(420)에서 에어의 공급/배기가 이루어지게 되어 튜브(310) 내에 적당량의 에어가 공급된다.In the
이때, 사용자가 하드단계를 선택할 경우, 에어가 튜브(310)내로 최대로 공급되면서 튜브(310)가 수평방향으로 팽창되어 튜브(310)의 외주면에 접촉된 연결부재(306)가 같이 외측으로 팽창되고, 이에 따라 휘어져 있던 연결부재(306)가 직각에 가까운 상태로 펴지면서 다른 단계들에 비해 비교적 딱딱한 승차감을 갖게 된다. At this time, when the user selects the hard step, the air is supplied to the
또한, 그 하드단계에서 운전자가 조정스위치(410)를 소프트나 미디엄상태의 단계를 선택할 경우에는, 다시 튜브(310)내의 공기가 조정밸브(420)를 통해 외부로 배기되고, 그 튜브(310) 내의 공기가 배출됨에 따라 수평방향으로 수축되어 연결부재(306)가 원상태로 휘어짐을 유지하게 된다.In addition, when the driver selects the
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 사용자가 조정스위치(410)로 조정하는 것이 아니라, 차량의 주행 상태와 도로의 노면 상태를 각각 감지하는 센서(520)들로부터 감지된 신호가 이.씨.유(510)에 입력되면, 그 입력된 신호를 판단하여 이.씨.유(510)에서 조정밸브(420)측에 적합한 제어신호를 출력하여 튜브(310)내로 공급/배기되는 에어의 양을 선택하게 된다.FIG. 6 is a configuration diagram illustrating another embodiment of the present invention, in which a user does not adjust the
이어서, 튜브(310)의 팽창/수축에 따른 연결부재(306)의 스프링상수가 변화되는 것은 상기한 실시예와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Subsequently, the spring constant of the
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 조정스위치(410)가 삭제되고, 주행중 이.씨.유(510)에서 자동으로 최적의 승차감을 얻을 수 있는 스프링상수를 결정하여 연결부재(306)의 상태(하드,미디엄,소프트)를 선택하도록 된 것이다.That is, in another embodiment of the present invention, the
이상과 같이 설명한 본 발명은 차량의 주행상태나 도로의 노면 상태에 따라 에어스프링의 스프링상수를 용이하게 변경할 수 있도록 그 구조가 개선된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 수동 혹은 자동으로 에어스프링의 스프링 상수를 변경할 수 있으므로, 운전자나 탑승객이 원하는 최적의 승차감을 조정할 수 있는 매우 유용한 효과를 갖는다.According to the present invention described above, the structure of the air spring is improved so that the spring constant of the air spring can be easily changed according to the driving state of the vehicle or the road surface state of the road. Since the spring constant can be changed, it has a very useful effect of adjusting the optimum riding comfort desired by the driver or passenger.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101219722B1 (en) * | 2006-09-13 | 2013-01-08 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for anti-oil leaking of vehicles shock absorber assembly |
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2004
- 2004-08-27 KR KR1020040067951A patent/KR20060019327A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101219722B1 (en) * | 2006-09-13 | 2013-01-08 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for anti-oil leaking of vehicles shock absorber assembly |
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