KR100212897B1 - 가변식 현가 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 주행중 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 완화시키는 현가 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 좌우 기울어짐에 따라 좌, 우 쇽 업소버의 유압배력이 상대적으로 달라짐으로써 한쪽 방향으로의 쏠림 현상이 최소화되어 주행중의 승차감을 더욱 향상시킨 가변식 현가 장치에 관한 것이다.
상기 본 발명은 차량의 주행 상태에 따라 좌우 기움 상태를 감지하는 차량자세 감지수단(50)과, 상기 차량자세 감지수단(50)의 감지 결과를 입력받아 스텝 모터(62)를 작동하여 래크(66)를 직선 운동시키는 완충배력 작동수단(60)과, 상기 완충배력 작동수단(60)의 작동으로 좌우측 바퀴에 설치된 유압식 쇽 업소버(74)의 유압 배력을 조절하는 유압배력 조절수단(70)과, 상기 차량자세 감지수단과 완충배력 작동수단 사이에 위치되어 구동 신호를 제어하는 모터구동 제어수단(80)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

가변식 현가 장치
본 발명은 자동차의 주행중 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 완화시키는 현가 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 좌우 기울어짐에 따라 좌, 우 쇽 업소버의 유압 배력이 상대적으로 달라짐으로써 한쪽 방향으로의 쏠림 현상이 최소화되어 주행중의 승차감을 더욱 향상시킨 가변식 현가 장치에 관한 것이다.
일반적으로 현가 장치는 제1도에 도시된 바와 같이 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달하지 않도록 하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이며, 노면으로부터의 충격을 완화하는 새시 스프링(11), 상기 새시 스프링(11)의 자유 진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버(13) 및 자동차의 좌우 흔들림을 방지하는 스테이빌라이저 바(15)등으로 구성되어 있다.
또한, 상기 현가 장치는 구동 바퀴(10)에서 발생하는 구동력이나 제동시의 각 바퀴의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회시의 원심력에도 견디고, 각 바퀴를 차체에서 대해서 올바른 위치에 유지시키는 중요한 역할도 가지고 있다.
특히, 상기 쇽 업소버(13)는 상기한 바와 같이 자동차의 주행 중 새시 스프링(11)이 받는 충격에 의해 발생하는 진동을 빨리 감쇠시켜 승차감을 좋게 하기 위한 장치로서, 상하 운동 에너지를 열로 바꾸는 작용을 하며, 그 방법에 따라 고체 마찰식과 유압식이 있으며, 일반적으로 유압식이 많이 사용된다. 또 작동상으로는 신장시에 감쇠력을 발휘하는 단동식과 압축시, 신장시의 두가지 경우 모두에 감쇠력을 발휘하는 복동식이 있다.
여기서, 제2도는 종래의 현가 장치에 구비되는 쇽 업소버를 나타낸 일 예로서, 가스 봉입식 쇽 업소버를 도시한 것이다. 상기 쇽 업소버(13)는 실린더(13a) 내를 상하로 이동할 수 있는 프리 피스톤(13b)이 내재되어 있으며, 상기 프리 피스톤(13b) 하부에 격리된 가스 챔버(13c)가 있어 고압 가스가 봉입되어 있다. 그리고, 상기 프리 피스톤(13b) 상부에는 하중량에 따라 상하 이동되는 피스톤(13d)이 설치되어 있는데, 신, 압축시 모두 감쇠력을 발생시키는 피스톤 밸브(13e)가 설치되어 있다.
즉, 압축시에는 피스톤(13d)하부의 오일이 피스톤 밸브(13e)를 밀어 올리면서 상기 피스톤(d) 상부로 흐르는데 오일의 유동 저항이 있기 때문에 피스톤(13d) 상부의 압력보다 피스톤(13d) 하부의 압력이 높아져 감쇠력이 발생한다.
그리고, 신장시에는 피스톤(13d) 상부의 오일이 피스톤 밸브(13e)를 개방하면서 피스톤 하부로 유동하는데 이때에도 오일의 유동 저항 때문에 피스톤(13d) 상부의 압력이 피스톤 하부 보다 높아져서 감쇠력이 작용한다. 한편, 상기 프리 피스톤(13b)은 실린더(13a)에서 빠져 나온 피스톤 로드(13f)의 체적분 만큼 상승하여 오일에 압력을 가하게 된다.
그러나, 상기와 같이 구성되고 작동되는 종래의 현가 장치는 일반적으로 좌우 바퀴에 동일한 쇽 업소버 및 섀시 스프링 등이 채용되어 자동차의 좌우 기울기와 충격에 동일 완충력으로 대응하게 되고, 상대적인 좌,우 배력 조절 장치가 없기 때문에 승차감을 더욱 향상시키는 데는 한계가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자동차의 기울어짐 등의 주행 조건에 따라 좌, 우 쇽 업소버의 유압 배력을 상대적으로 변화시켜 완충 효과를 상승시킴으로써 자동차의 주해 중 노면으로부터 받는 충격이나 기울기에 대해 승차감을 더욱 향상시킨 가변식 현가장치를 제공하는 데 있다.
제1도는 종래 현가 장치를 나타낸 사시도.
제2도는 종래 현가 장치에 구비되는 쇽 업소버의 내부구조를 나타낸 구성도.
제3도는 본 발명에 따른 가변식 현가 장치를 나타낸 구성도.
제4도는 본 발명에 따른 가변식 현가 장치의 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 바퀴 50 : 차량자세 감지수단
52 : 자세 표시기 53 : 가이드 하우징
54 : 이동볼 55 : 위치 인식 센서
60 : 완충배력 자동수단 62 : 스텝 모터
64 : 감속 기어 66 : 래크
70 : 유압배력 조절수단 72 : 밸랜스 실린더
73 : 피스톤 74 : 유압식 쇽 업소버
80 : 모터구동 제어수단
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명은 차량의 좌우 기울기에 따라 내부의 볼이 좌우 이동되는 자세 표시기 및 상기 자세 표시기의 상태를 감지하는 위치 인식 센서로 이루어진 차량자세 감지수단과, 상기 차량자세 감지수단의 감지 결과를 입력받아 모터를 작동하여 래크를 직선 운동시키는 완충배력 작동수단과, 상기 완충배력 작동수단의 작동에 따라 좌우측 바퀴에 설치된 쇽 업소버의 유압 배력이 조절되는 유압배력 조절수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
아하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 가변식 현가 장치는 제3도와 제4도에 도시된 바와 같이 차량의 주행 상태에 따라 좌우 기움 상태를 감지하는 차량자세 감지수단(50)과, 상기 차량자세 감지수단(50)의 감지 결과를 입력받아 스텝 모터(62)를 작동하여 래크(66)를 직선 운동시키는 완충배력 작동수단(60)과, 상기 완충배력 작동수단(60)의 작동으로 좌우측바퀴(40)에 설치된 쇽 업소버(74)의 유압 배력이 조절되는 유압배력 조절수단(70)으로 구성되어 있다.
상기 차량자세 감지수단(50)은 차량의 좌우 기울기에 따라 내부의 볼이 좌우 이동되는 자세 표시기(52)와, 상기 자세 표시기(52)의 상태를 감지하는 위치 인식 센서(55)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 자세 표시기(52)는 차량의 기움 상태에 따라 좌우 이동되는 이동볼(53)과, 상기 이동볼(53)이 좌우 이동토록 내부의 형상이 반호형으로 형성된 가이드 하우징(54)으로 구성되고, 상기 위치 인식 센서(55)는 상기 가이드 하우징(54) 저면에 설치되어 상기 이동볼(53)의 접촉 결과에 따라 차량의 자세를 감지토록 구성되어 있다.
그리고, 상기 완충배력 작동수단(60)은 상기 차량자세 감지수단(50)의 감지 결과에 따라 가동되는 스텝 모터(62)와, 상기 스텝 모터(62)에 연결되어 그 회전력을 일정 속도 이하로 저감시키는 감속 기어(64)와, 상기 감속 기어(64)에 치합되어 좌우 이동되는 래크(66)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 감속 기어(64)는 상기 스텝 모터(62)의 회전력을 점차 저감시키도록 기어비가 다른 3개의 기어가 차례로 치합된 3단 감속기어(64')로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유압배력 조절수단(70)은 상기 래크(66)의 직선 이동에 의해 내부의 피스톤(73)이 좌우 이동되는 밸랜스 실린더(72)와, 상기 밸랜스 실린더(72) 양측에서 좌우 바퀴에 연결된 유압식 쇽 업소버(74)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 밸랜스 실린더(72)는 그 내부의 피스톤(73)이 이동되는 방향에 따라 상기 유압식 쇽 업소버(74)에 제공되는 유압 배력이 더 커지도록 구성되고, 상기 유압배력 조절수단(70)의 내부에 봉입되는 유체의 일정 압력 이상의 질소 가스가 봉입되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 차량자세 감지수단(50)과 완충배력 자동수단(60) 사이에는 상기 위치 인식 센서(55)의 감지 결과를 입력받아 상기 스텝 모터(62)의 구동 신호를 제어하는 모터구동 제어수단(80)이 설치되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가변식 현가 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 장치를 장착한 차량이 주행도중 좌측 방향으로 선회하거나 기울어지면, 차량자세 감지수단(50)에 의해 차량의 기울기가 감지되고, 모터구동 제어수단(80)에 의해 완충배력 자동수단(60)이 작동되어 래크(66)가 좌측방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상기 완충배력 작동수단(60)의 래크(66)가 좌측으로 이동함과 동시에 유압배력 조절수단(70)의 좌측 유압이 우측 유압보다 상대적으로 크게 되어 차량의 좌측 기울어짐에 대한 좌우 진동을 완화시키게 된다.
즉, 차량이 좌측으로 기울어지면 자세 표시기(52)의 가이드 하우징(53) 내부에 있는 이동불(54)이 차량의 기울기만큼 좌측으로 이동되고, 이때, 위치 인식 센서(55)가 상기 이동볼(54)의 위치를 감지하여 상기 모터구동 제어수단(80)에 신호를 입력하게 된다.
이렇게 신호를 입력받은 상기 모터구동 제어수단(80)은 차량의 기울어진 상태를 검출하여 상기 완충배력 작동수단(60)의 스텝 모터(62)를 구동시키게 된다. 상기 스텝 모터(62)의 구동에 따라 3단 감속기어(64')가 회전되면서 일정 속도 이하로 감속되고, 이 감속된 회전력은 상기 래크(66)를 좌측 방향으로 직선 운동시키게 된다. 이때, 상기 래크(66)는 상기 모터구동 제어수단(80)의 제어량 만큼 좌측으로 이동하게 된다.
상기 래크(66)의 좌측 이동으로 밸랜스 실린더(72) 내의 피스톤(73)이 좌측으로 이동되고, 상기 피스톤(73)을 중심으로 좌, 우측의 유압 배력이 달라지게 된다. 즉, 상기 피스톤(73)의 좌측 이동으로 좌측 쇽 업소버(74a)에 제공되는 유압은 우측 쇽 업소버(74b)에 제공되는 유압보다 상대적으로 크게 된다.
따라서, 차량의 좌측 기울기에 대한 좌측 쇽 업소버(74a)의 완충 대응력은 커지고 상대적으로 우측 쇽 업소버(74b)의 완충력은 작아지기 때문에 차량의 좌우 진동에 대한 쏠림을 효과적으로 상쇄할 수 있게 된다.
상기 작동과 반대로, 차량이 주행도중 우측 방향으로 선회하거나 기울어지면, 상기 차량자세 감지수단(50)에 의해 차량의 기울기가 감지되고, 모터구동 제어수단(80)에 의해 완충배력 자동수단(60)이 작동되어 상기 작동과 반대로 래크(66)가 우측방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상기 완충배력 자동수단(60)의 래크(66)가 우측으로 이동함과 동시에 유압배력 조절수단(70)의 우측 쇽 업소버(74b)의 유압이 좌측 쇽 업소버(74a)의 유압보다 상대적으로 크게 되어 차량의 우측 기울어짐에 대한 좌우 진동을 완화시키게 된다.
즉, 차량이 우측으로 기울어지면 가이드 하우징(53) 내의 이동볼(54)이 차량의 우측 기울기만큼 우측으로 이동되고, 이때, 위치 인식 센서(55)가 상기 이동볼(54)의 위치를 감지하여 상기 모터구동 제어수단(80)에 신호를 입력하게 된다.
이렇게 신호를 입력받은 상기 모터구동 제어수단(80)은 차량의 기울어진 상태만큼 상기 완충배력 작동수단의 스텝 모터(62)를 구동시키게 된다. 상기 스텝 모터(62)의 구동에 따라 감속기어(64)가 회전되고, 감속된 회전력은 상기 래크(66)를 우측 방향으로 직선 운동시키게 된다. 상기 래크(66)의 우측 이동으로 밸랜스 실린더(72)내의 피스튼(73)이 우측으로 이동된다.
상기 피스톤(73)이 우측으로 이동되면 좌, 우측의 유압 체적이 변화되어 우측 쇽 업소버(74b)에 제공되는 유압은 좌측 쇽 업소버(74a)에 제공되는 유압보다 상대적으로 크게 된다. 따라서, 차량의 우측 기울기에 대한 우측 쇽 업소버(74b)의 완충 대응력은 커지고 상대적으로 좌측 쇽 업속버(74a)의 완충력은 작아지기 때문에 차량의 좌우 진동에 대한 쏠림을 효과적으로 상쇄할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의한 가변식 현가 장치는 주행중인 차량의 기울기에 따라 좌우측 쇽 업소버(74)에 제공되는 유압의 배력이 상대적으로 달라지기 때문에 일측 방향으로의 쏠림 현상이 최대한 억제되어 승차감이 더욱 향상되는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 차량의 좌우 기울기에 따라 내부의 볼이 좌우 이동되는 자세 표시기 및 상기 자세 표시기의 상태를 감지하는 위치 인식 센서로 이루어진 차량자세 감지수단과, 상기 차량자세 감지수단의 감지 결과를 입력받아 모터를 작동하여 래크를 직선 운동시키는 완충배력 작동수단과, 상기 완충배력 작동수단의 작동에 따라 좌우측 바퀴에 설치된 쇽 업소버의 유압배력이 조절되는 유압배력 조절수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자세 표시기는 차량의 기움 상태에 따라 좌우 이동되는 이동불과, 상기 이동불이 좌우 이동토록 호형 홈이 형성된 가이드 하우징을 구성된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 위치 인식 센서는 상기 가이드 하우징 저면에 설치되어 상기 이동볼의 접촉 결과에 따라 차량의 자세를 감지하는 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 완충배력 작동수단은 상기 차량자세 감지수단의 감지 결과에 따라 가동되는 스텝 모터와, 상기 스텝 모터에 연결되어 그 회전력을 일정 속도 이하로 저감시키는 감속 기어와, 상기 감속 기어에 치합되어 좌우 이동되는 래크로 구성된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유압배력 조절수단은 상기 래크의 직선 이동에 의해 내부의 피스톤이 좌우 이동되는 밸랜스 실린더와, 상기 밸랜스 실린더 양측에서 좌우 바퀴에 연결된 유압식 쇽 업소버로 구성된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 유압배력 조절수단은 그 내부에 일정 압력 이상의 질소 가스가 봉입된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 차량자세 감지수단과 완충배력 작동수단 사이에는 상기 위치 안식 센서의 감지 결과를 입력받아 상기 스텝 모터의 구동 신호를 제어하는 모터구동 제어수단이 설치된 것을 특징으로 하는 가변식 현가 장치.
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