KR100352254B1

KR100352254B1 - 서스펜션 유니트

Info

Publication number: KR100352254B1
Application number: KR1020000007017A
Authority: KR
Inventors: 후지타이쓰노리; 다카타야스히데; 지즈카가즈요시; 오시모히로키
Original assignee: 가부시키가이샤 데루타 쓰링구
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2020-02-15
Also published as: KR20010006637A; DE60005230T2; JP2000234649A; DE60005230D1; EP1030076A1; US6336627B1; EP1030076B1; CN1148299C; CN1263832A

Abstract

금속 스프링의 선형(線形) 특성과 자기(磁氣)스프링의 비선형(非線形) 특성을 조합(組合)하여, 통상 사용 영역에서 선형성을 갖는 비선형 스프링 특성에 의하여, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성하도록 한 서스펜션 유니트를 제공하는 것이 본 발명의 과제이다.

이에 따른 해결수단으로써, 하부 프레임(2)과 상부 프레임(4)을 링크기구를 통해 연결함과 아울러, 상부 및 하부 프레임(4, 2)에 동일자극(磁極)이 대향하는 영구자석(40, 42)을 설치하여 상부 프레임(4)을 부상시키도록 하였다. 또한, 링크기구의 각각을 거의 평행한 2개의 아암(6a, 6b, 8a, 8b)으로 이루어진 패러럴 링크(parallel link)와, 복수개의 아암(10a, 10b, 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b)으로 이루어진 팬터그래프형(pantagraph-shaphed) 링크로 구성하고, 팬터그래프형 링크의 한쪽에 금속 스프링(26)을 거는 것과 동시에, 팬터그래프형 링크의 다른 쪽에는 쇽 어브소오버(shock absorber)(36)를 걸도록 하였다.

Description

서스펜션 유니트{SUSPENSION UNIT HAVING A MAGNETO-SPRING}

본 발명은 서스펜션 유니트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 스프링의 선형 특성과 자기 스프링의 비선형 특성을 조합하여 통상 사용 영역에서 선형성(線形性)을 갖는 비선형 스프링 특성에 의하여, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성하도록 한 서스펜션 유니트(Suspension Unit)에 관한 것이다.

근년에, 자동차 기술을 위시하여, 여러 가지 차량의 기술이 눈부시게 발전하여 운동 성능뿐만 아니라 안전성과 쾌적성도 요구되고 있다. 피로 촉진ㆍ시력 저하 등 다양한 문제를 일으키는 요인이 되는 진동 승차감의 개선이 액티브 세이프티(active safety) 면으로부터도 중요한 과제로 되고 있다.

그러므로, 차량이 인체에 부여하는 진동을 줄여주는 메카니즘이 필요하게 되어 각종 진동 모델이 제안되고 실용화되고 있다.

일반적으로, 진동 특성에는 부하질량 의존성과 입력 의존성이 있으며, 부하질량 의존성은 하중-변위 특성의 곡률과 상관이 있으며, 입력 의존성은 하중-변위 특성의 히스테리시스(hysteresis)와 상관이 있다고 생각되고 있다. 자동차용 서스펜션 시이트를 예로 들면, 도로조건, 조종안정성, 임피던스(impedance) 조건 등이 서스펜션 시스템에 있어서의 스프링 정수(定數) 등의 조정의 포인트가 된다.

서스펜션 시스템에서 감쇠성(減衰性)이 낮은 경우는, 고주파 영역의 진동 특성은 양호하나, 공진점(共桭点)의 진동 전달율이 높아져서 큰 충격력을 흡수할 수 없다. 반대로 감쇠성을 높이면 공진점의 진동 특성과 충격력의 흡수성은 개선되지만 고주파 영역의 진동 특성이 나빠진다.

진동흡수와 충격흡수를 더욱 높은 수준으로 균형있게 하기 위하여는, 스트로우크가 필요하게 되지만, 스트로우크가 커지면 관능면(官能面)에서의 불쾌감이 증대하여 시선의 이동이나, 몸의 흔들림, 페달 조작의 곤란함과 같은 자동차 조종시의 문제가 발생하게 된다.

이 때문에, 종래의 수동적인 진동 모델에서는 그 성능의 한계가 발생하였으며 그래서 제안된 것이 능동제어이다. 능동제어를 사용하면, 짧은 스트로우크로 이상적인 진동 특성이 얻어지지만, 능동제어는 액추에이터 등을 통해 시스템에 힘을 가하므로, 에너지 소비를 수반한다는 결점이 있고 제어특성이 액추에이터ㆍ센서 성능에 의존하기 때문에, 그 성능면에서 한계가 발생한다. 또한, 전기 에너지를 이용하기 때문에, 신뢰성 면에서 충분히 만족할 수 없는 것이다.

근년에 이르러, 높은 유지력과 높은 잔류자속밀도(殘留磁束密度)를 가진 영구자석이 실용화됨에 따라, 자기부상, 자기축수(磁氣軸受), 자기유체(磁氣流體)를 사용한 댐퍼(damper) 등의 자기제어 시스템의 연구가 왕성하게 이루어지고 있다. 자기부상 제진기술(制振技術)은 물체를 접촉하지 않고 지지하는 것이 가능하기 때문에, 마찰이나 마모의 문제도 적으며, 고속운동시키는 것도 가능하고, 진동이나 소음도 적다고 하는 이점을 갖는다. 또한, 자석의 특징이기도 한 특수 분위기 중에서의 사용이 가능다고 하는 장점과 힘의 방향이 전방위(全方位)라는 장점을 갖고 있어, 이와 같은 특성을 이용한 자기부상 차량과 자기축수 등의 응용기계가 개발되고 있다.

그러나, 자석의 자기력을 사용한 부상 기술은 흡인력(吸引力)을 이용한 것이 태반을 점하는 것에 대해, 반발력을 이용한 자기회로는 시스템의 불안정함과 반발력의 현저한 비선형성에 의한 제어의 곤란함에 의해 진동제어에 이용하기 어려운 것이 현실이다.

본 발명은, 종래 기술이 갖는 이와 같은 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 금속 스프링의 선형특성과 자기 스프링의 비선형 특성을 조합하여 통상 사용 영역에서 선형성을 갖는 비선형 스프링 특성에 의하여, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성하도록 한 서스펜션 유니트를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명 중 청구항 1에 기재된 발명은,하부 프레임과;상기 하부 프레임 위에 수직으로 이동할 수 있게 설치된 상부 프레임과;상기 상부 및 하부 프레임을 서로 연결시키기 위해 상기 상부 및 하부 프레임의 각 면들 위에 위치한 두개의 링크기구로서, 그 각각이 서로에 대해 통상 평행하게 연장된 두 개의 아암을 가지는 패러럴 링크기구와, 제1, 제2, 제3 및 제4 아암을 가지는 팬터그래프형 링크기구를 포함하며, 상기 제1 및 제2 아암은 제1 연결부에서 서로 연결되어 있고, 상기 제3 및 제4 아암은 제2 연결부에서 서로 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제3 아암은 상기 상부 프레임에 연결되어 있고, 상기 제2 및 제4 아암은 상기 하부 프레임에 연결되어 있는 두개의 링크기구와;상기 상부 및 하부 프레임 중 하나 위에 각각 고정 설치되고, 동일 자극이 서로 대향하는 두 개의 영구 자석과;상기 팬터그래프형 링크기구들 중 하나와 결합된 금속 스프링과;서로 반대쪽에 있는 제1 끝 및 상기 제2 끝을 가지며, 상기 제1 끝은 상기 두개의 링크기구 중 하나의 상기 제1 연결부에 연결되어 있고, 상기 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제2 연결부에 연결되어 있는 쇽 어브소오버를 포함하며;상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부는 각각 진동 흡수 스프링 특성을 가짐으로써 소정 진폭 미만의 진동은 상기 쇽 어브소오버가 작동하지 않아도 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부의 스프링 특성에 의해 흡수되는 서스펜션 유니트를 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 상부 프레임을 들어 올리는 힘을 발생시키기 위해 상기 패러럴 링크기구 중 적어도 하나의 일부와 결합되고, 상기 상부 프레임과 결합되는 복수개의 금속 스프링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 쇽 어브소오버의 축방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 쇽 어브소오버의 상기 각 제1 및 제2 끝이 슬라이딩하는 방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.또한, 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 금속 스프링이 결합된 상기 팬터그래프형 링크기구 중 상기 하나는 상기 두개의 링크기구 중 나머지 하나의 일부인 것을 특징으로 한다.또한, 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 금속 스프링은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 끝을 포함하고, 상기 금속 스프링의 상기 제1 및 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 나머지 하나의 상기 제1 및 제2 연결부에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.또한, 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 금속 스프링은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 끝을 포함하고, 상기 금속 스프링의 상기 제1 및 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 나머지 하나의 상기 제1 및 제2 연결부에 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 관한 서스펜션 유니트를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 서스펜션 유니트의 일부를 나타내는 분해사시도.

도 3은 도 1의 서스펜션 유니트의 다른 일부를 나타내는 분해사시도.

도 4는 도 1의 서스펜션 유니트의 또 다른 일부를 나타내는 분해사시도.

도 5는 도 1의 서스펜션 유니트에 설치된 쇽 어브소오버와 그 부착부를 나타내는 분해사시도.

도 6은 도 5의 쇽 어브소오버와 그 부착부에 스프링 특성을 부여했을 경우와 부여하지 않은 경우의 동특성(動的特性)을 나타내는 그래프.

도 7은 도 1의 서스펜션 유니트의 입출력 특성을 나타내는 그래프로서, (a)는 입력 가속도를, (b)는 출력 가속도를 나타내고 있다.

도 8은 도 1의 서스펜션 유니트와 종래의 서스펜션 유니트의 정특성(靜特性)을 나타내는 그래프.

도 9는 도 1의 서스펜션 유니트와 종래의 서스펜션 유니트의 동특성(動的特性)을 나타내는 그래프.

도 10은 도 1의 서스펜션 유니트와 종래의 서스펜션 유니트의 입출력 특성을 나타내는 그래프로서, (a)는 프레임 위의 파형(波形)을, (b)는 바닥(bottom) 아래의 파형을 나타내고 있다.

도 11은 도 5의 쇽 어브소오버와 그 부착부에 클리어런스(clearance)를 부설한 경우와 부설하지 않은 경우의 동특성을 나타내는 그래프.

도 12는 도 5의 쇽 어브소오버를 들어올리는 부하(負荷)와 아래로 누르는 부하를 나타내는 그래프.

도 13은 종래의 서스펜션 유니트에 부설된 쇽 어브소오버를 들어올리는 부하와 아래로 누르는 부하를 나타내는 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 : 하부 프레임, 4 : 상부 프레임

6a, 6b, 8a, 8b : 링크아암

10a, 10b, 12a, 12b, 14a, 14b, 16a, 16b : 아암

18, 19, 20, 21, 22, 24, 28, 30 : 회동축

26, 48 : 금속 스프링, 32, 33 : 칼라(collar)

34, 35 : 고무 부시(rubber bush), 36 : 쇽 어브소오버(shock absorber)

38, 44 : 고정부재, 40, 42 : 영구자석

46, 50 : 로드, S : 서스펜션 유니트

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명에 관한 서스펜션 유니트(S)를 나타내고 있으며, 진동원측(振動源側)의 차체 플로어(floor) 등에 부착되는 하부 프레임(2)과, 링크기구를 통해 하부 프레임(2)에 상하로 자유롭게 움직이도록 부착된 상부 프레임(4)을 구비하고 있다.

링크기구는, 서스펜션 유니트(S)의 양쪽에 설치되어 있고, 각각 두 개의 거의 평행한 링크 아암[6a, 8a 또는 6b, 8b]으로 이루어진 패러럴 링크와, 각각 4개의 아암 [10a, 12a, 14a, 16a 또는 10b, 12b, 14b, 16b]으로 이루어진 팬터그래프형 링크로 구성되어 있다.

패러럴 링크의 링크아암(6a, 6b)의 하단 및 중간부는, 회동축(18, 19)을 통해 하부 프레임(2) 및 상부 프레임(4)에 회전동작이 자유롭게 부착됨과 아울러, 다른 링크아암(8a, 8b)의 하단 및 상단은, 회동축(20, 21)을 통해 하부 프레임(2) 및 상부 프레임(4)에 회전동작이 자유롭게 부착되어 있다. 한편, 팬터그래프형 링크의 하단 및 상단은 하부 프레임(2) 및 상부 프레임(4)에 회전동작이 자유롭게 부착되어 있다.

또한, 한쪽의 팬터그래프형 링크의 두 개의 아암(10a, 12a)을 연결하는 회동축(22)과, 다른 두 개의 아암(14a, 16a)을 연결하는 회동축(24)에는 금속 스프링 (예를 들어 코일 스프링)(26)의 양단이 걸려 있으며, 이 금속 스프링(26)에 의하여 상부 프레임(4)을 들어올리는 힘이 발생하고 있다. 또한, 다른 쪽의 팬터그래프형 링크의 2개의 아암(10b, 12b)을 연결하는 회동축(28)과, 다른 2개의 아암(14b, 16b)을 연결하는 회동축(30)에는, 각각 칼라(32, 33)를 통해 쇽 어브소오버(36)의 양단이 걸려 있다. 도면 중 (34), (35)는 회동축(28, 30)의 주위에 부착되는 고무 부시를 나타내고 있으며, 고무 부시(34, 35)의 일부는 아암(10b, 14b)의 축공(軸孔)에 유삽(遊揷)되어 있다. 마찬가지로, 쇽 어브소어버(36)의 양단 축공과 회동축(28, 30)과의 사이에도 고무 부시(도시않음)가 장착되어 있다.

하부 프레임(2)의 앞부분 중앙에는 고정부재(38)를 통해 영구자석(40)이 소정의 각도로 고정되고, 이 영구자석(40)의 상단면과 평행하게 뻗어있는 하단면을 갖는 동일자극이 대향하는 영구자석(42)이 고정부재(44)를 통해 상부 프레임(4)에 고정되어 있으며, 2개의 영구자석(40, 42)의 반발력에 의하여 상부 프레임(4)을 들어올리는 힘을 발생시키고 있다.

또한, 고정부재(44)에는 로드(rod)(46)가 고정되어 있어, 복수의 금속 스프링(예를 들어, 코일 스프링) (48, ..., 48)의 일단이 걸려짐과 아울러, 금속 스프링(48, ..., 48)의 다른 쪽 끝은, 패러럴 링크의 일부를 구성하는 2개의 링크아암(6a, 6b)의 상단에 부착된 로드(50)에 걸려져 있다.

도 5는, 쇽 어브소오버(36)의 부착부를 나타내고 있으며, 쇽 어브소오버(36)의 양단에는 회동축(28, 30)의 축방향으로 클리어런스(A, B)가 각각 설치되어 있다. 또한, 아암(10b, 12b)의 선회 부착부 및 아암(14b, 16b)의 선회 부착부에는 고무 부시(34, 35)가 설치되어 있으므로, 각 선회 부착부에 하중(F1, F2 또는 F3, F4)이 가해지면, 아암 단부는 회동축(28, 30)의 축방향으로 소정거리 슬라이딩하는 구성으로 되어 있다.

상기 구성의 서스펜션 유니트(S)의 작동에 관하여 이하 설명한다.

하부 프레임(2)은 차체 플로어 등의 진동원측에 부착되는 한편, 상부 프레임 (4)에는 시이트(seat)가 부착된다. 시이트에 사람이 앉으면, 사람의 하중은 2개의 영구자석(40, 42)의 반발력과, 팬터그래프형 링크에 걸려진 금속 스프링(26)의 스프링 힘과, 상부 프레임(4)에 걸려진 금속 스프링(48, ..., 48)의 스프링 힘에 의하여 지지된다.

이 서스펜션 유니트(S)는, 후술하는 바와 같이 비선형의 스프링 특성을 가지며, 진동원측으로부터의 입력을 일정 진폭으로 감쇠함과 아울러, 감쇠된 진동을 다시 링크기구를 이용하여 미소진동으로 변환하고, 이 미소진동을 링크기구의 세로방향 및 가로방향의 스프링 기능(이 스프링 기능은 쇽 어브소오버(36)의 양단부에 설치된 고무 부시나 클리어런스 및 링크의 휨(deflection)에 의하여 부여된다)으로 흡수함으로써, 쇽 어브소오버(36)가 작동함이 없이 스프링 시스템만으로 흡수한다.

충격력이 입력된 경우나, 진폭이 증대하는 공진영역에 있어서는 링크기구의 스프링 기능을 넘어서, 쇽 어브소오버(36)에 직접 작용하여 충격력이 감쇠된다.

더욱 상세히 말하면, 하부 프레임(2)에 입력되는 진동은, 도 5의 화살표로 도시된 바와 같이 링크기구 또는 쇽 어브소오버(36)의 모든 방향으로 전파된다.

여기서 쇽 어브소오버(36)의 축방향으로 가해지는 미소 진동은, 그 양단부에 설치된 고무 부시에 의하여 흡수됨과 동시에, 양단부의 회동축(28, 30)의 축방향(이하, 슬라이드 방향이라 칭한다)으로 가하여지는 미소 진동은, 상기 고무 부시 및 2개의 아암(10b, 12b 또는 14b, 16b)의 사이에 설치된 고무 부시(34, 35)에 의하여 흡수된다.

어느 서스펜션유니트(S)에 관하여, 도 5에 도시된 클리어런스(A, B)를 각각 3㎜로 설정하고, 링크기구와 쇽 어브소오버(36)의 회동축(28, 30)의 축방향 이동량을 측정했던바, 다음과 같은 결과가 얻어졌다.

하 중	이 동 량	클리어런스	합계 거터(gutter)량
F1, F2 : 각 10㎏	5.5㎜	A : 3㎜	8.5㎜
F3, F4 : 각 10㎏	3.5㎜	B : 3㎜	6.5㎜

따라서, 하중-휨 곡선은 상기 합계 거터(gutter)량의 범위 내에 있어서 스프링 정수 K≒0의 비선형의 스프링 특성을 나타내며, 쇽 어브소오버(36)가 작동하기 전의 미소 진동은 이 스프링 기능에 의하여 흡수된다.

도 6은, 도 1의 서스펜션 유니트(S)에 있어서, 상술한 바와 같이 링크기구에 스프링 특성을 부여한 경우와, 스프링 특성이 없는 경우의 입력 진폭이 10㎜일 때의 동특성(動特性)을 표시하고 있으며, 링크기구에 스프링 특성을 부여함으로써 입력 진동을 적절히 감쇠하는 것이 가능하다. 또한, 쇽 어브소오버(36)를 떼어 냈을 경우의 동특성도 링크기구에 스프링 특성를 부여했을 경우의 동특성과 거의 같았다.

또한 도 7은, 2㎐∼10㎐의 진동을 도 1의 서스펜션 유니트(S)에 가한 경우의 입력가속도와 출력가속도의 관계를 나타내고 있으며, 입력진동은 그 주파수에 관계없이 거의 일정 진폭의 출력가속도로 감쇠되어 있다.

도 8 및 도 9는, 도 1의 서스펜션 유니트(S)와, 이 서스펜션 유니트(S)로부터 쇽 어브소오버(36)를 떼어낸 서스펜션 유니트와, 종래의 서스펜션 유니트의 정특성(靜特性) 및 동특성을 나타내는 그래프이다. 도면가운데 「종래의 예1」이라고 기재한 유니트는 감쇠력이 큰 쇽 어브소오버를 사용하고 있으며, 「종래의 예2」라고 기재한 유니트는 감쇠력이 적은 쇽 어브소오버를 사용하고 있다. 또한, 동특성의 그래프를 작성할 때에는 삼축가진기(三軸加振機)를 사용하였다.

정특성에 관하여는, 「종래의 예1」의 유니트는 스토로우크(stroke)가 억제되어 있는데 대해, 「종래의 예2」의 유니트는 진동 및 충격 특성은 둘다 양호하지만 스트로우크가 길게 기재되어 있다. 한편, 도 1의 본 발명에 관한 서스펜션 유니트(S)는, 종래의 예보다 스트로우크는 짧지만, 「종래의 예2」와 거의 동등한 특성을 나타내고 있다. 또한, 쇽 어브소오버가 없는 경우에 비해서, 스프링 정수를 줄임과 동시에 쇽 어브소오버(36)로 감쇠성을 높여서 충격 특성을 개선하고 있으므로, 스트로우크를 증대시키고 있다.

본 발명에 관한 서스펜션 유니트(S)는, 금속 스프링의 선형 특성과 자기 스프링의 비선형 특성을 조합함으로써, 통상 사용 영역에서 선형 특성을 갖는 비선형 스프링 특성이 부여되고 있으며, 종래의 유니트에 비하여 스트로우크가 전체적으로 짧다.

한편, 동특성에 관하여는, 본 발명에 관한 서스펜션 유니트는 종래의 유니트에 비하여 진동전달율이 전체적으로 낮으며, 공진주파수도 저주파쪽으로 이행하고 있을 뿐만 아니라, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성하고 있다.

도 10은, 본 발명에 관한 서스펜션 유니트와 종래의 유니트에 있어서의 가속도 변화의 프레임 위의 파형과 바닥(bottom) 아래의 파형을 나타내고 있으며, 본 발명에 관한 서스펜션 유니트에 있어서, 쇽 어브소오버가 없는 경우는 가속도가 크지만 쇽 어브쇼오버를 설치함으로써 가속도는 저감되고 있다.

또한, 도 11은 쇽 어브소오버(36)의 축방향 또는 슬라이딩 방향으로 클리어런스(거터)를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우의 동특성을 나타내는 그래프이며, 수도 고속도로를 80㎞/h로 주행했을 때의 데이터이다(피실험자 체중 : 60㎏).

도 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 축방향 또는 슬라이딩 방향으로 고무 부시(클리어런스 또는 거터(gutter))를 설치하면, 그 스프링 특성에 의하여 쇽 어브소오버 주위에서 스프링-매스 씨스템(spring-mass system)을 구성하여, 고주파 영역의 진동 전달율이 저감됨과 아울러 공진점에 있어서의 진동 전달율도 저감된다.

도 12 및 도 13은, 본 발명에 관한 서스펜션 유니트(S)에 설치된 쇽 어브소오버(36)와, 종래의 서스펜션 유니트에 있어서의 쇽 어브소오버를 상부 및 하부 프레임에 직결했을 때의 들어 올리는 부하와 아래로 누르는 부하를 나타내고 있으며, 본 발명의 경우, 상판부착 및 밑판부착 상태에서 효과가 있도록 튜닝(tuning)되어 있다. 감쇠력 자체도 링크부위 분력(分力)을 이용하여 효율을 높이고 있다. 또한 들어 올리는 부하라 함은 상부 프레임(2)이 하부 프레임(4)에 대하여 이반(離反)할 때의 쇽 어브소오버(36)에 가하여지는 하중이며, 아래로 누르는 부하라 함은 상부 프레임(2)이 하부 프레임(4)을 향하여 이동할 때의 쇽 어브소오버(36)에 가해지는 하중인 것이다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 2개의 아암(10b, 12b 또는 14b, 16b)의 선회 부착부와 쇽 어브소오버(36)의 단부와의 사이에 클리어런스를 설치하는 구성으로 하였으나, 이 클리어런스 부분에 코일 스프링을 부착하여 스프링 특성을 부여할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 쇽 어브소오버(36)를 팬터그래프형 링크의 바깥쪽에 배치하였으나, 쇽 어브소오버(36)를 안쪽에 배치하여 영구자석(40, 42)에 접근시키면, 영구자석(40, 42)의 흡인력에 의하여 스프링 특성을 부여할 수도 있다.

또한, 쇽 어브소오버(36)의 양단부에 설치되는 고무 부시의 내면을 진원(眞圓)이외의 형상으로 한 이형(異形) 고무 부시를 채용하면 스프링 정수를 줄일 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서 사용한 자기 스프링 대신, 금속 스프링 또는 공기스프링을 사용할 수도 있다.

본 발명은, 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 다음에 기재하는 것과 같은 효과를 나타낸다.

본 발명가운데 청구항 1에 기재된 발명에 의하면,하부 프레임과;상기 하부 프레임 위에 수직으로 이동할 수 있게 설치된 상부 프레임과;상기 상부 및 하부 프레임을 서로 연결시키기 위해 상기 상부 및 하부 프레임의 각 면들 위에 위치한 두개의 링크기구로서, 그 각각이 서로에 대해 통상 평행하게 연장된 두 개의 아암을 가지는 패러럴 링크기구와, 제1, 제2, 제3 및 제4 아암을 가지는 팬터그래프형 링크기구를 포함하며, 상기 제1 및 제2 아암은 제1 연결부에서 서로 연결되어 있고, 상기 제3 및 제4 아암은 제2 연결부에서 서로 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제3 아암은 상기 상부 프레임에 연결되어 있고, 상기 제2 및 제4 아암은 상기 하부 프레임에 연결되어 있는 두개의 링크기구와;상기 상부 및 하부 프레임 중 하나 위에 각각 고정 설치되고, 동일 자극이 서로 대향하는 두 개의 영구 자석과;상기 팬터그래프형 링크기구들 중 하나와 결합된 금속 스프링과;서로 반대쪽에 있는 제1 끝 및 상기 제2 끝을 가지며, 상기 제1 끝은 상기 두개의 링크기구 중 하나의 상기 제1 연결부에 연결되어 있고, 상기 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제2 연결부에 연결되어 있는 쇽 어브소오버를 포함하며;상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부는 각각 진동 흡수 스프링 특성을 가짐으로써 소정 진폭 미만의 진동은 상기 쇽 어브소오버가 작동하지 않아도 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부의 스프링 특성에 의해 흡수되게 하였으므로, 금속 스프링의 선형 특성과 자기 스프링의 비선형 특성에 의하여 통상 사용 영역에서 선형성을 갖는 비선형 스프링 특성을 제공할 수 있어서, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성할 수 있다.

또한, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 상부 프레임을 들어 올리는 힘을 발생시키기 위해 상기 패러럴 링크기구 중 적어도 하나의 일부와 결합되고, 상기 상부 프레임과 결합되는 복수개의 금속 스프링을 추가로 포함하게 하였으므로, 자기 스프링의 스프링 정수와 금속 스프링의 스프링 정수를 적절히 설정함으로써 임의의 스프링 특성을 갖는 서스펜션 유니트를 제공할 수 있다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 쇽 어브소오버의 축방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되게 하였으므로, 자기 스프링이 갖는 비선형 특성과 링크기구에 의해 감쇠된 미소진동이 쇽 어브소오버로 전달됨이 없이, 특히 고주파 영역에 있어서의 진동 특성을 개선할 수 있다.

또한, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 쇽 어브소오버의 상기 각 제1 및 제2 끝이 슬라이딩하는 방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되게 하였으므로, 링크기구를 이용하여 변환된 미소진동이 쇽 어브소오버로 전달됨이 없이, 고주파 영역 및 저주파 영역에 있어서의 진동 특성을 개선할 수 있다.또한, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 금속 스프링이 결합된 상기 팬터그래프형 링크기구 중 상기 하나는 상기 두개의 링크기구 중 나머지 하나의 일부이므로, 금속 스프링의 선형 특성과 자기 스프링의 비선형 특성에 의하여 통상 사용 영역에서 선형성을 갖는 비선형 스프링 특성을 제공할 수 있어서, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성할 수 있다.또한, 청구항 6 및 7에 기재된 발명에 의하면, 금속 스프링은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 끝을 포함하고, 상기 금속 스프링의 상기 제1 및 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 나머지 하나의 상기 제1 및 제2 연결부에 각각 연결되어 있으므로, 이 역시 금속 스프링의 선형 특성과 자기 스프링의 비선형 특성에 의하여 통상 사용 영역에서 선형성을 갖는 비선형 스프링 특성을 제공할 수 있어서, 짧은 스트로우크로 진동 및 충격흡수를 달성할 수 있다.

Claims

하부 프레임과;

상기 하부 프레임 위에 수직으로 이동할 수 있게 설치된 상부 프레임과;

상기 상부 및 하부 프레임을 서로 연결시키기 위해 상기 상부 및 하부 프레임의 각 면들 위에 위치한 두개의 링크기구로서, 그 각각이 서로에 대해 통상 평행하게 연장된 두 개의 아암을 가지는 패러럴 링크기구와, 제1, 제2, 제3 및 제4 아암을 가지는 팬터그래프형 링크기구를 포함하며, 상기 제1 및 제2 아암은 제1 연결부에서 서로 연결되어 있고, 상기 제3 및 제4 아암은 제2 연결부에서 서로 연결되어 있으며, 상기 제1 및 제3 아암은 상기 상부 프레임에 연결되어 있고, 상기 제2 및 제4 아암은 상기 하부 프레임에 연결되어 있는 두개의 링크기구와;

상기 상부 및 하부 프레임 중 하나 위에 각각 고정 설치되고, 동일 자극이 서로 대향하는 두 개의 영구 자석과;

상기 팬터그래프형 링크기구들 중 하나와 결합된 금속 스프링과;

서로 반대쪽에 있는 제1 끝 및 상기 제2 끝을 가지며, 상기 제1 끝은 상기 두개의 링크기구 중 하나의 상기 제1 연결부에 연결되어 있고, 상기 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제2 연결부에 연결되어 있는 쇽 어브소오버를 포함하며;

상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부는 각각 진동 흡수 스프링 특성을 가짐으로써 소정 진폭 미만의 진동은 상기 쇽 어브소오버가 작동하지 않아도 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부의 스프링 특성에 의해 흡수되는 서스펜션 유니트.
제1항에 있어서,

상기 상부 프레임을 들어 올리는 힘을 발생시키기 위해 상기 패러럴 링크기구 중 적어도 하나의 일부와 결합되고, 상기 상부 프레임과 결합되는 복수개의 금속 스프링을 추가로 포함하는 서스펜션 유니트.
제1항에 있어서,

상기 쇽 어브소오버의 축방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되어 있는 서스펜션 유니트.
제3항에 있어서,

상기 쇽 어브소오버의 상기 각 제1 및 제2 끝이 슬라이딩하는 방향으로 상기 진동 흡수 스프링 특성이 작용하도록 상기 두개의 링크기구 중 상기 하나의 상기 제1 및 제2 연결부가 배열되어 있는 서스펜션 유니트.
제1항에 있어서,

상기 금속 스프링이 결합된 상기 팬터그래프형 링크기구 중 상기 하나는 상기 두개의 링크기구 중 나머지 하나의 일부인 서스펜션 유니트.
제5항에 있어서,

상기 금속 스프링은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 끝을 포함하고, 상기 금속 스프링의 상기 제1 및 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 상기 나머지 하나의 상기 제1 및 제2 연결부에 각각 연결되어 있는 서스펜션 유니트.
제1항에 있어서,

상기 금속 스프링은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 끝을 포함하고, 상기 금속 스프링의 상기 제1 및 제2 끝은 상기 두개의 링크기구 중 나머지 하나의 상기 제1 및 제2 연결부에 각각 연결되어 있는 서스펜션 유니트.