KR100244598B1 - 급회전시 차체 밸런스 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 급회전하는 경우 차체의 밸런스가 유지되도록 하기 위한 차체 밸런스 제어 장치를 개시한다.

본 발명은 기존 충격흡수기의 보호 커버와 충격흡수기 몸체 사이에 유압 실린더와 유압피스톤 그리고 충격흡수스프링과 귀환스프링을 설치하고 충격흡수스프링의 상단에 형성된 요홈에 솔레노이드 작동에 의한 출몰핀이 얹혀질 수 있도록 함으로써 평상시에는 통상의 것과 동일하게 충격흡수(쇼바)기능을 유지하고 급회전시에는 좌우측의 유압실린더에 채워진 유압의 변화에 따라 유압이 상승된 측의 유압실린더에 추가 유압이 공급되도록 하며, 더불어 반대측의 스테빌라이저바와 연결된 유압식 링크 실린더에 유압이 공급되어 차체가 밸런스를 유지하도록 한다.

이에 따라 본 발명은 급회전시 승객의 몸이 기울어지는 현상을 방지하여 승차감을 좋게 하고 전복의 위험을 방지하여 인명과 재산을 보호할 수 있게 되는 동시 효과가 있다.

Description

급회전시 차체 밸런스 제어장치

본 발명은 급회전시 차체 밸런스 제어장치에 관한 것으로 더욱 상세히는 주행 중 급회전 할 경우에 차체의 좌우 균형을 맞춰주어 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 한 급회전시 차체 밸런스 제어 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 차량의 급회전시에는 원심력에 의하여 차체의 회전 중심 방향인 내측이 들리고 외측이 낮아지는 현상이 발생되어 차량의 무게 중심이 회전하는 차체의 외측으로 이동하게 되므로 화물이나 승객을 쏠리게 하여 승차감을 악화시키게 되고 심한 경우에는 차량이 원심력에 의하여 회전하는 방향의 외측으로 전복되는 사고까지 발생하는 문제점이 있는 것이다.

그러므로 일부 도로의 회전 지역에 회전방향 외측이 높도록 도로의 경사면을 형성하여 고속회전시에 차량 회전방향의 외측이 들려지게 함으로써 수평이 유지되도록 하고 차량전복을 방지하며 승차감을 개선할 수 있도록 하였던 것이다.

그러나 현실적으로 좌우회전하는 시내의 일반도로의 교차로 지면에는 어느 한 방향으로의 경사면을 형성할 수 없는 것이어서 이러한 적용이 전혀 불가능한 실정이다.

따라서 대부분의 도로에서는 급회전시에 승차감이 불량하게 됨은 물론이려니와 전복될 위험성을 해소하지 못하고 있다.

그러므로 고속 회전하는 차량의 무게 중심을 안정되게 유지할 수 있는 실용적인 수단의 출현이 절실히 요구되는 것이다.

본 출원인은 이같은 요구에 부응하여 이미 대한민국 특허 출원 제 87 - 9642호(특허 공고 번호 90 - 466호 : 이하 "인용 특허"라 함)를 제안한 바 있으며 이에 의하여 차체 높이가 제어되어 주행안정성을 도모할 수 있게 되었던 것이나 실제의 주행시험 결과 이러한 인용 특허는 주행시에 환형 실린더 내측에서 피스톤의 상승과 함께 충격흡수기(Shock Absorber)의 길이가 얼마간 단축되어 차체 높이가 강제로 낮아지면서 차체스프링이 인위적으로 강제 압축되는 것이어서 그만큼 완충기능을 상실하게 되는 것이므로 미세한 요철의 충격이 흡수되지 못하여 승차감에 문제가 있으며, 또한 충격흡수기의 작동이 기준점에서 길어지는 것이 짧에 제한되어 있는 관계로 지면의 굴곡이 심한지역을 벗어나는 과정에서 어느 한 바퀴가 깊이 파인 곳위에 떠 있는 순간동안 구동력을 상실하게 되는 문제점이 있는 것이다.

또한 이러한 인용 특허는 스테빌라이져바가 차체에 지지되어 양차축에 고정되어 있으므로 일측이 낮아지면 타측도 함께 낮아지도록 당겨주게 되어 외측의 기울임을 방지하기 위해 내측의 차체를 낮추었을 때 스테빌라이져바의 원리에 의해 역시 외측도 낮아지게 되어 차체가 전체적으로 낮아지는 문제점이 있는 것이다.

또한 인용특허에서는 엔진오일압을 이용한 부스터원리로 유압을 사용토록 되어 있으므로 이는 압력이 부족하고 구조가 복잡하여 실용화에 어려움을 주게 되었던 문제점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 감안하여 본 발명의 제 1 목적은 급회전시 들리는 내측의 차체높이가 강제로 낮아진 상태에서도 충격흡수스프링이 미세한 완충기능을 유지할 수 있도록 함으로써 급회전시에 주행 안정성을 확보할 수 있음은 물론이려니와, 승차감이 저하되지 않도록 한 급회전시 차체 밸런스 제어장치를 제공하는 것이다.

아울러 본 발명의 제 2 목적은 급회전시 밸런스 제어장치에 의하여 들리는 내측의 차체 높이가 낮아지면 스테빌라이져바 작동에 의해 외측 역시 낮아지는 현상을 방지하기 위해 기존 스테빌라이져의 링크대신 유압실린더 링크를 부착하여 함께 제어하여 줌으로서 차체높이에 대한 수평의 편차가 더욱 확실히 유지될 수 있도록 함으로서 완벽한 차체밸런스 제어장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 제 3 목적은 파워스티어링펌프의 압은 주행중에는 필요로 하지 않는 반면, 본 발명은 주행중에만 동력이 필요하므로 파워스티어링 펌프를 동력원으로 활용할 수 있도록 한 차체 밸런스 제어장치를 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 요부를 보인 절결 사시도.

제2도는 본 발명에 의한 차체 밸런스 제어 장치를 보인 종단면도.

제3도는 본 발명에 의한 솔레노이드 작동에 의한 출몰핀이 돌출된 작동 대기 상태를 보인 종단면도.

제4도는 본 발명에 의한 주행시 표준작동 상태를 보인 종단면도.

제5도는 (좌측, 우측)는 급우회전시 본 발명에 의한 차체 밸런스 제어 장치의 작동 초기 상태를 보인 종단면도.

제6도는 제5도의 우측이 작동 완료 상태를 보인 종단면도.

제7도는 고속 주행시의 본 발명에 의한 작동을 보인 종단면도.

제8a도는 일반적인 스테빌라이져바의 작동을 보인 설명도.

(b)는 본 발명에 사용되는 스테빌라이져바의 작동을 보인 설명도.

제9도는 본 발명에 적용되는 유압계통 및 유압제어 회로도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 충격흡수기(쇼바) 2 : 커버

3 : 유압실린더 4 : 유압공급관

5 : 오일링 6 : 유압피스톤

7 : 귀환스프링 8 : 충격흡수스프링

9 : 요홈 10 : 돌출핀

11 : 솔레노이드 12 : 유압피스톤보호커버

13 : 전원공급라인 14 : 스테빌라이져바

15 : 링크 16 : 유압실린더링크

17 : 스티어링펌프 18 : 유압제어장치

19 : 스티어링기어박스 20 : 오일탱크

21 : 전자비례감압밸브(R, L) 22 : 고속감지센서

23 : 작동스위치 24 : 솔레노이드밸브(고속)

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공지의 커버와 충격흡수기 사이에 설치된 유압실린더, 유압피스톤과, 유압피스톤에 의하여 압축되며 충격흡수기 상방의 솔레노이드 작동에 의하여 출몰되는 핀과 함께 충격흡수기의 길이가 조절되도록 힘을 가하는 충격흡수 스프링과, 스테빌라이져 링크를 대체하기 위한 유압실린더 링크로 구성된 급회전시 차체 밸런스 제어장치를 제안한다.

상술한 구성에 의하여 본 발명은 급회전시의 승차감이 충격흡수스프링에 의해 탁월하게 되고 전복의 위험을 예방할 수 있게 되는 것이면서도 동력원으로 기존의 파워스티어링펌프롤 사용함으로써 추가 부담되는 제작비용이 저렴하고 구조가 비교적 간결하여 염가로 널리 보급할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 차체에 연결되는 충격흡수기(1)의 커버(2)와, 차축에 연결되는 충격흡수기(1) 사이에 설치된 유압실린더(3)와, 유압실리더(3) 내부에 유압을 공급하기 위한 유압공급관(4)과, 유압실린더(3) 내부에 삽입되며 환형(피스톤) 둘레 주위에 오일링(5)을 구비하여서 된 유압피스톤(6)과,

유압피스톤(6) 상방에 설치된 충격흡수스프링(8) 및 귀환스프링(7)과, 충격흡수스프링(8)의 요홈(9)에 체결 및 분리되는 돌출핀(10)을 구비한 솔레노이드(11)로 구성된 것이다.

이와 같이 된 본 발명을 장착한 차량이 유압의 작동 없이 평지를 주행하는 경우의 상태를 도 2로 보였다.

이때, 도 9로 보인 스티어링펌프(17)에서 제공되는 5kg/cm²의 최저 압력이 유압제어장치(18)거쳐, 스티어링기어박스(19), 오일탱크(20)를 순환하여 파워스티어링 기능이 유지되고 있는 것이다.

이러한 유압제어장치(18)에는 유압실린더(3)의 압력 변화를 첵크할 수 있는 전자비례 감압밸브(21)에 의하여 도 1내지 도 7에 보인 좌우 유압실린더(3)의 압력을 증가 또는 동일하게 할 수 있는 수단이 구비되어 있으며, 고속 감지센서(22)가 부착되어 있고, 도 8로 보인 스테빌라이져의 실린더링크(16)에 선택적으로 유압을 공급할 수 있도록 배관되어 있다.

이러한 상태에서 본 발명은 운전자에 의한 별도의 스위치 작동이 없는 한 솔레노이드(11)에 전류가 흐르지 않은 상태이어서 돌출핀(10)이 돌출되지 않고 나아가 유압제어장치(18)에 전원이 인가되지 않아 어떠한 경우라도 유압이 유압실린더(3)에 공급될 수 없으므로 따라서 차체와 차축사이에 설치된 기존 충격흡수기(1)의 역할과 동일하게 주로 비포장 또는 험난한 노면에서 차체가 받게 되는 충격을 완충시키는 기능을 수행하게 되며 이러한 구조를 도 2로 보였다.

이어서 도 3에서는 본 발명에 의한 장치의 작동을 도시하였다.

이러한 본 발명은 운전자의 선택으로 도 9로 보인 스위치(23)를 작동하면 솔레노이드(11)에 전원이 인가되는 것이다. 이에 따라 솔레노이드(11)의 돌출핀(10)이 돌출되는 것이다. 이러한 도 3의 상태에서만 전원이 유압제어장치(18)에 인가됨에 따라 이때는 주행시 스티어링펌프(17)의 최저압인 5 kg/cm²의 유압이 유압실린더(3)에 인가됨에 따라 도 4처럼 주행 중 표준동작이 이루어진다.

이러한 상태에서 주행 중 급우회전하는 경우의 좌우상태를 도 5에 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 급회전의 순간 우측의 충격흡수기(1)는 좌측으로 향하는 원심력에 의하여 충격흡수기(1)의 길이가 늘어나게 되는 것이며, 그 결과 돌출핀(10)이 충격흡수스프링(8)을 누르게 되고 이는 차체와 지면간의 간격이 벌어지므로 도 5 우측으로 보인 바와 같이 충격흡수스프링(8)이 경우에 따라서는 그림처럼 최대 압축되는 상태로 되는 것이다. 따라서 실질적으로 유압실린더(3) 내부의 오일 압력이 증가되는 결과가 되는 것이다.

이러한 압력증가는 좌,우 다르게 변화된 유압을 전자비례 감압밸브(21)에 의하여 감지되어 우측의 유압실린더(3)에 추가적인 압력을 제공하게 된다.

이에 따라 우측의 유압실린더(3)에는 유압제어장치(18)에 의하여 도 6으로 보인 바와같이 더 높은 (25 kg/cm²) 오일이 유입되므로 유압피스톤(6)이 최대점까지 상승하게 된다. 이에 따라 충격흡수기(1)의 길이가 짧아짐으로서 들려지려던 우측 차체가 가라앉게 되므로서 본 발명의 목적을 얻게 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 목적달성을 위해 급회전 중 회전중심 방향인 내측의 차체 높이를 낮추어야 하나 이때 도 8a에 보인 바와 같이 스테빌라이져바(14)는 외측 차축을 더욱 하강시켜 차체 밸런스 제어작동에 저해를 초래하게 되므로, 본 발명에서는 도 8b로 보인 바와 같이 유압실린더링크(16)를 작동시켜 회전중심방향의 외측 차체 높이를 높여 주므로서 더욱 안정된 코너링을 할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 하여 주행하다 보면 차량이 급회전 코너를 돌아 직진 주로로 들어서는 것이며, 이때에는 양측 유압실린더(3)의 내부압력이 종전과는 달리 낮았던 좌측의 유압실린더(3) 압력이 다시 높아지는 상태로 되고 높았던 우측의 유압실린더(3) 압력이 다소 낮아지는 결과가 되는 것이다. 이러한 압력의 변화는 전자비례감압밸브(21)에 의하여 감지되어 유압제어장치(18)는 우측에 가하여 지던 압력을 해제하고, 양측 유압실린더(3)에 유압을 종전의 5 kg/cm²로 유지하므로서 표준작동 (도 4) 상태로 복귀할 수 있게 되는 것이다.

아울러 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 도 7로 보인 바와 같이 일측이 아닌 양측 차체가 낮아짐으로써 주행 성능을 게선할 수 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 고속 감지센서(22)가 설치되어 있으며 이에 의하여 예를들어 차량이 110 km/h 이상으로 주행하는 경우에 고속감지센서(22)가 이를 감지하고 이에 따라 유압제어장치(18)는 별도의 솔레노이드밸브(24)를 작동시키므로서 25 kg/cm²의 유압을 양측 유압라인에 오일압을 공급하여 유압실린더(3)에 오일이 동시 공급되는 것이다.

그러므로 유압피스톤(6)이 상승하면서 충격흡수스프링(8)이 차중과 함께 작동이 이루어지므로서 이때는 충격흡수스프링(8)이 일부만이 압압되므로서 도 7과 같은 상황에서 충격흡수기(1)의 길이가 단축되는 상태가 되어 전체적으로 차체높이가 낮아지게 되므로 안정된 상태로 주행할 수 있게 되는 것이며, 승차감을 개선할 수 있게 된다.

이와 같이 하여 본 발명은 급회전에 발생하는 원심력에 의한 차체 쏠림을 방지하여 승차감을 개선할 수 있게 되는 것이면서도 그 구조가 비교적 간단하여 용이하게 실용화할 수 있으며, 유압실린더와 유압피스톤이 매우 안정적으로 작동될 수 있는 구조로 되어 있어서 내구성이 높게되어 수명이 장구하게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 차축에 고정된 충격흡수기(1)와 차체에 고정된 커버(2)로 구성된 공지의 것에 있어서, 커버(2)의 하방 둘레 내측에 설치된 오일링(5)을 구비한 유압피스톤(6) 및 유압실린더(3)와, 유압실린더(3)에 공급되는 오일압력을 제어하기 위한 유압제어장치(18)와, 유압피스톤(6) 상단과 커버(2) 내측 상단에 설치된 충격흡수스프링(8) 및 귀환스프링(7)과, 충격흡수스프링(8)의 요홈(9)에 얹혀지는 돌출핀(10)을 구비한 솔레노이드(11)와 전자비례감압밸브(21)에 전원을 공급하기 위한 작동 스위치(23)와, 유압실린더(3)와 연동되며 스테빌라이져바(14)의 링크(15) 위치에 대체 설치되며 유압제어장치(18)에 의하여 작동 오일압력을 제공받는 유압실린더링크(16)로 구성됨을 특징으로 하는 급회전시 차체 밸런스 제어 장치.

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