KR100245129B1 - 자동차 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하중지지체(5)와, 상기 하중지지체(5)를 지지하기 위해 상기 지지체(5)에 연결되고 지지체(5)에 대하여 일반적으로 수지방향으로 한쌍의 교체가능한 앞바퀴(1)(2) 및 한쌍의 뒷바퀴(3)(4)를 갖는 자동차에 관한 것으로, 각각의 바퀴(1)(2)(3)(4)와 지지체(5)사이에 복식자동양수기가 서로 연결되고, 각각의 양수기는 상기 양수기피스톤의 양쪽에 위치한 유체로 가득찬 제1챔버(17a)(18a)(13a)(14a) 및 제2챔버(17b)(18b)(13b)(14b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2챔버는 각각의 바퀴와 지지체사이의 수직운동에 따라 체적이 서로 역으로 변화하며, 상호연결된 제1챔버(17a)(18a)(13a)(14a)사이에 각각의 제1각 유체순회로를 제공하기 위하여 각각의 제1유체통로관(10)(10a)이 자동차의 동일한 쪽에 위치한 앞 · 뒤 바퀴(1)(2)(3)(4)의 상기 제1챔버(17a)(18a)(13a)(14a)를 연결하고, 서로 연결된 제2챔버(17b)(18b)(13b)(14b)사이의 제2각 유체순회로를 각각 제공하기 위하여 각각의 제2유체통로관(8)(8a)이 자동차의 동일한 쪽에 위치한 앞 · 뒤 바퀴(1)(2)(3)(4)의 제2챔버(17b)(18b)(13b)(14b)를 연결하고, 또한 자동차의 한쪽에 위치한 제1유체순회로(10)(10a)를 자동차의 다른쪽에 위치한 각 제2유체순회로(8)(8a)에 서로 연결하기 위해 각 관(35)(36)이 제공되며, 자동차의 두 개 앞바퀴(1)(2)가 각 제3챔버를 한정하면서 각 추가의 유체양수기(11)(12)에 의해 지지체에 연결되며, 상기 제3챔버는 제3관(7)에 의해 상호연결되며, 관(10)(10a)(7)과 바람직스럽게 관(8)(8a) 각각의 어큐뮬레이터(21)(22)(25)(26)…을 갖거나, 또는 양수기로부터 순회로내로 분출된 유체를 조정하고 시스템에 탄성을 제공하기 위한 다른 탄성유도장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 현가장치

본 발명은 자동차용 현가장치에 관한 것으로, 특히 울퉁불퉁한 표면을 횡단하면서 속도를 변화시키는 동안 자동차체에 대한 바퀴의 움직임을 제어하는데에 관한 것이다.

종래의 현가장치에서는 (예를들면 고속에서 충돌시 동요로 인하여)부과되는 충격의 흡수로부터 울퉁불퉁한 지역의 횡단시 모든 바퀴가 지면과 접촉을 유지할 수 있도록 하기 위한 유동적인 지지설비에 이르기까지 복수의 기능을 수행하기 위하여 스프링 또는 토션바(torsion bars)와 같은 탄성수단이 제공된다. 화물등의 추가로 인가되는 하중은 종래의 경우 현가장치를 휘어지게 하여 동적 또는 콘투어(contour) 하중과 마찬가지로 차체와 바퀴사이에 운동을 유발하게 된다. 종래의 경우 탄성스프링 현가장치는 자동차의 각 "코너(corners)"를 역학적으로 지지하는 개개의 탄성구성요소가 제공된 각각의 바퀴 조립품을 기초로 한다.

상기 탄성구성요소는 휘어지는 정도에 따라 하중을 신속히 전달하는 특성을 가지며, 모든 바퀴가 함께 평탄한 평면에 있을 때 정상적인 자동차의 무게는 단순히 모든 바퀴에 분배된다. 자동차의 바퀴하나가 융기된 부분을 지나거나(또는 그 위에 주차되어 있을 때 그 바퀴는 정상적으로 평지에서 받는 하중보다 더 많은 자동차 하중을 받게 된다. 반면에 인접하는 바퀴는 그에 대응하여 그들의 정상적인 하중 분담량의 얼마간이 감소하게 된다.

상기 신속히 전파하는 특성의 탄성 스프링 현가장치는 좁은 범위의 동적, 정적, 그리고 인가된 하중 위치내에서만 만족스럽게 작동하고, 자동차의 하중을 넘거나 또는 심지어 못미치는 경우에는 보통 바퀴와 지면과의 점착, 평균 그라운드 클리어런스(ground clearance) 및 승차의 질을 유지하는데 역영향을 미친다. 더욱이 공지된 탄성현가장치에 대한 요건들의 범위는 여러 가지 상황을 검출하여 각각 다르게 대응하기 위해 시스템내에 어떠한 고유의 기능도 없으므로, 충격흡수기 및 또한 횡요방지바 (anti-roll bar)로 과도한 제동을 필요로 하는 반향하는 반동을 일으키고 따라서 비탄성 구성요소의 자유로운 움직임을 제한하게 되는 수행특성상 자기모순에 빠지게 된다.

최근 앞서 언급한 결점들을 제거하기 위한 시도로 다양한 제동 및 탄성율을 갖는 탄성스프링 현가장치로 가는 경향이 있었다. 몇몇 다른 더욱 진보된 현가장치(능동 및 반능동 현가장치)는 속도, 가속도, 핸들조정 및 브레이크 명령은 물론, 바퀴의 수직운동 및 차체의 울림등의 정보를 감시하는 다수의 전자센서를 갖고 있다. 이들 및 다른 데이터는 균형잡힌 승차와 바퀴로의 균일한 하중분배를 인식하여 보정하기 위하여 유압식 또는 공기 압축식 액츄에이터에게 탄성스프링의 정상적인 기능을 무시하도록 지시하고, 상기 균형잡힌 승차와 바퀴로의 균일한 하중분배를 유지하기 위하여 속도, 지역 및 다른 요인들에 맞도록 현가장치 동작을 조정한다. 그러므로, 이들 현가장치는 외부의 지능있는 보완 시스템을 필요로 하며, 상기 현가장치를 조정하는데 영향을 주는 액츄에이터를 동작시키기 위하여 자동차 엔진으로부터 뽑아낸 사실상 외부에너지의 입력을 요구한다.

자동차용 '능동(active)' 및 '반능동(semi-active)'현가장치의 구성 범위는 유체의 압축 및/또는 변위를 기초로 하여 작동하는 시스템을 포함하는 것이 제안되었으며 현재 사용중에 있는 그러한 시스템은 작동중인 유체를 필요한 압력으로 유지하고 그의 고속 분배를 실행하기 위한 펌프와, 감지된 도로 및/또는 자동차의 작동 조건에 따라 상기 현가장치의 운전을 제어하기 위한 복잡한 제어 구조를 포함한다. 이들 펌프와 전자제어시스템을 갖고있는 공지된 시스템은 구성하고 유지하기가 비교적 비싸고, 에너지 입력을 요구하며, 따라서 자동차 산업분야에서 제한된 수용성을 갖는다.

미국특허제 4, 606, 551 호에는 종래의 스프링 현가장치와 함께 사용된 제동장치가 제안되어 있으며, 거기에서 개개의 바퀴와 연결되어 있는 유압식 제동장치는 측면의 울림이나 세로의 피칭운동이 일어나는 동안 추가의 제동 역할을 제공하기위해 서로 연결되어있다. 이들 구성은 비록 제동수행도를 개선하는데 기여할 수는 있을지라도, 기본적인 탄성현가장치, 즉 탄성력의 변화를 빠르게 전달하는 바람직한 특성은 하중분배에 바람직하지 못한 변화를 초래하고 바퀴의 운동은 여전히 제한된 채로 남아있게 된다.

이에 본 발명의 목적은 종래의 탄성 구성요소를 사용하지 않고 작동중에 제어된 외부 에너지 입력의 필요가 없는 완전히 유압식 현가장치를 결합하고, 로울 및 핏치 운동을 최소화하는 반면에 제한되지 않은 차축의 결합을 제공하고 비교적 간단한 구성으로 작동에 있어서는 효율적인 현가장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따르면 하중지지체와, 상기 하중지지체를 지지하기 위해 상기 지지체에 연결된 한쌍의 앞바퀴 및 한쌍의 뒷바퀴를 갖되, 각각의 바퀴는 보통 수직방향으로 지지체에 대하여 교체 가능하고, 각각의 바퀴와 지지체 사이에는 복식으로 동작하는 유체 양수기(ram)가 서로 연결되어 있고 각각의 양수기는 양수기 피스톤의 양쪽에 유체로 가득찬 제1 및 제2챔버(chambers)를 포함하며, 상기 제1 및 제2챔버는 바퀴와 지지체 사이의 수직운동에 대응하여 체적이 변화하며, 제1유체 통로관이 자동차의 동일한 쪽 앞, 뒤 바퀴의 상기 제1챔버에 연결되고 제2유체 통로관이 자동차의 동일한 쪽 앞, 뒤 바퀴의 상기 제2챔버에 연결되며, 또한 자동차의 한쪽에 있는 제1유체관 사이에는 유체통로관이 서로 연결되고 자동차의 반대쪽에 대한 제2유체관 사이에는 제2유체관이 연결되어 마주보는 제1 및 제2유체관과 그 사이를 연결하는 추가의 관으로 이루어지는 두 개의 순회로(circuit)가 제공된다. 상기 각 순회로는 순회로내의 유도 압력 상승에 의해 양수기로부터 뿜어내어지는 유체를 조절하기 위하여 탄성을 갖고 있으며, 추가의 유체 양수기에 의해 지지체에 연결된 자동차의 두 개의 앞바퀴 또는 두 개의 뒷바퀴 각각은 제3챔버를 이루며, 두 개의 앞 양수기 및 두 개의 뒤 양수기에 위치한 제3챔버는 제3관에 의해 서로 연결되어 제3유체 순회로를 제공한다. 상기 제1, 제2 및 제3유체순회로는 작동중에 외부의 유체 및 압력원과 독립되며 측면방향에서 진동을 최소화하는 동안에도 수직의 바퀴위치와 상관없이 사실상 동일한 바퀴하중을 제공한다.

자동차의 양측에 대한 두 개의 독립적인 유체 순회로에 의한 양수기의 상호작용은 일반적으로 자동차가 회전할 때, 특히 고속으로 회전할 때 경험하게 되는 자동차체의 측면진동을 제어한다. 이후에 설명되고 제1도에 나타내어진 바와 같이, 자동차가 오른쪽으로 회전할 때 자동차의 왼쪽을 낮추는 경향으로 원심력이 발생하고 그에 의해 자동차의 왼쪽에 있는 제1챔버 즉 제1유체관내에 압력이 증가하고, 한편 자동차의 오른쪽이 또한 올라가며 그에 의해 자동차의 오른쪽에 있는 제1챔버내 압력이 낮아진다. 상기 왼쪽 제1유체관은 오른쪽 제2유체관에 연결되어 있으므로, 유체가 왼쪽 제1챔버로부터 제1유체관 및 오른쪽 제2유체관을 경유하여 오른쪽 제2챔버로 뿜어내어지므로서 그안의 압력이 평형을 이루게 되고 그에 의해 자동차의 균형잡힌 높이가 사실상 유지된다.

한가지 바람직한 형태로, 자동차는 각각의 바퀴와 자동차체 사이에 연결된 제2의 복식으로 동작하는 양수기를 가지며, 상기 양수기는 자동차체의 앞과 뒤 양쪽에 각각 위치한 자동차의 마주보는 끝에 있는 제2의 복식으로 동작하는 양수기를 연결하는 제3 및 제4관(conduit)을 갖는다. 또한 앞에 있는 제3 및 제4관은 자동차체의 다른쪽의 제1 및 제2관에 대하여 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 뒤에 있는 제3 및 제4관에 교차하여 서로 연결된다. 즉, 앞쪽의 제3관은 뒤쪽의 제4관에 연결되고, 앞쪽의 제4관은 뒤쪽의 제3관에 연결된다. 이런식으로 서로 연결된 제2의 복식으로 동작하는 실린더가 브레이크 또는 가속시 일반적으로 나타나는 것으로써 자동차의 전, 후 피칭을 제어하는 작용을 한다.

평형 압력 및 체적에서 유동성 매체를 이동시키는 것은 비탄성바퀴 조립품과 관련하여 변화하면서 조정가능한 자동차체의 지지 메카니즘을 제공하는 양수기를 적절하게 확장 및 철회하므로써 자동차의 즉각적인 평형화 및 안정화를 실행하는 것이다.

각각의 순회로내에 설치된 양수기로 부터의 유체의 변위를 조정하기 위하여 각 순회로내에 적어도 하나의 압력 어큐뮬레이터(accumulator)가 제공되는 것이 바람직하다. 더욱 상세히 설명하면, 자동차의 어느한쪽에 있는 제1챔버와 가로지르는 제3챔버를 각각 연결하는 각각의 제1 및 제3관내에 적어도 하나의 압력 어큐뮬레이터가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 어큐뮬레이터는 종래의 현가장치에서 스프링이 하는 것과 같이 현가장치내에서 탄성을 제공한다. 유체가 압축성이 있는 현가장치의 구체적 실시예에서는, 매체가 스스로 어큐뮬레이터로써 작용하기 때문에 어큐뮬레이터는 필요치 않다.

자동차가 정상적인 도로를 주행할 때 차체에 대한 바퀴의 움직임은 작고 정상적으로는 고주파이며, 상기 움직임은 실린더 사이에서 유체의 작지만 어떠한 이동일지라도 순회로내에 압력을 증가시키므로 관련된 순회로내의 어큐뮬레이터로 이동된 유체에 의해 조정된다.

그러나 자동차가 비정상적인 도로에 있을 때 및/또는 핏치 또는 진동이 발생할 조건이 존재할 경우 더 크고 상대적인 저주파의 바퀴 움직임이 발생되며 이들은 먼저 상기 순회로내에서 유도되는 압력상승으로 인해 어큐뮬레이터로 약간의 유체가 보내어지고 자동차의 다른 바퀴의 보상운동을 유도하기 위하여 상기 순회로내의 다른 양수기로 약간의 유체가 보내짐에 의해 조정된다. 상기 순회로내의 압력과 체적의 상호 작용은 계속해서 사실상 모든 바퀴에 균일한 하중을 분배하여 차체에 상대되는 바퀴의 수직위치에 대응하는 새로운 안정된 조건을 만든다. 상기 자동차체는 일반적으로 수평이거나 또는 그 지역의 전체 경사에 평행한 상태가 적당하다.

다른 시스템과는 달리, 진동 및 핏치를 최소화하고 차체의 균형을 바로 잡는 것은 승차의 편안함을 방해하지 않고 펌프, 압축기로부터 그렇지 않으면 엔진이나 외부의 전원으로부터 현가장치로 에너지를 인출함 없이, 그리고 압력변환기와 계속해서 전기 솔레노이드 밸브, 펌프, 압축기 또는 어큐뮬레이터로부터 압축된 유체를 적절히 방출하는 것을 제어할 수도 있는 하나 이상의 ECU에 정보를 공급하는 장치를 감시하는 그밖의 다른 작업이 필요없이 현재 제안된 구성으로 성취될 수 있다.

앞서 설명된 자동차 현가장치는 바퀴의 주행이 점진적 탄성현가 메카니즘에 의해 완전히 제어되지 않는 공지된 모든 시스템과 다르며, 모든 바퀴가, 바퀴주행운동의 허용할 수 있을 정도를 제한하지 않고 사실상 표준 진동 및 피치고도를 유지하면서, 모든 바퀴로의 정상적인 하중분배에 현저한 변화를 일으키지 않고 극도로 울퉁불퉁한 지역을 자유롭게 따라갈 수 있다.

앞서 설명된 방식에서 바퀴상에 지지된 자동차는 각각의 바퀴가 정상적으로 바퀴와 자동차체 사이에 결합된 종래의 탄성 매카니즘의 저항을 우선 극복할 필요없이 자동차체에 대하여 자유로이 수직주행을 할 수 있게 한다. 따라서, 바퀴는 각각의 바퀴사이의 자동차 하중 분배를 연속적으로 변화할 필요없이 주행되고 있는 표면의 기복을 따라 자유로이 이동할 수 있다. 이것은 사실상 하중분배에 있어서의 변화를 제거한 것으로, 횡단으로 표면에 대한 바퀴의 마찰과 자동차의 운전 특성을 현저히 개선한 것이다.

본 발명의 몇가지 실질적인 응용이 이제부터 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예로서 설명될 것이다.

도면에 있어서, 제1도는 자동차 차대와 앞서 제안된 현가장치를 결합한 바퀴 조립품의 개략적인 배치도이고, 제2도는 제1도에서 나타내어진 현가장치의 유체순회로의 개략도이고, 제3도는 상기 현가장치의 첫 번째 변형예에 대한 유체 순회로의 개략도이고, 제4도는 상기 현가장치의 두 번째 변형예에 대한 유체순회로의 개략도이다.

상기 도면 중 제1도에 따르면, 자동차대(5)가 4개의 바퀴(1∼4)에 의해 각각 이미 잘 알려진 구성인 평행한 Y자형 연동장치(6)을 통해 지지되어 있다. 자동차바퀴를 차대(5)에 연결하기 위한 연동장치의 다른 형태가 바람직하다면 사용될 수 있다. 그러나 어떠한 스프링이나, 토션바(torsion bars), 또는 다른 탄성의 현가장치 구성요소도 상기 차대와 각각의 바퀴사이에 삽입될 필요가 없음을 주목해야 한다.

차대와 각각의 바퀴를 상기 차대에 연결하는 연동장치(6)사이에 복식으로 동작하는 양수기가 서로 연결된다. 제1도의 왼쪽 바퀴에 있는 전·후 양수기는 (18), (17)로 오른쪽에 있는 전후 양수기는 (14), (13)으로 각각 번호가 매겨져 있다. 각각의 양수기는 상기 차대(5)에 연결된 실린더와 상기 실린더를 실린더(17)에 대하여는 (17a), (17b)로, 실린더(18)에 대하여는 (18a), (18b)로 지시된 두 개의 챔버로 나누는 피스톤을 갖는다. 다른 두 개의 실린더(13)(14)도 동일한 구성으로 되어 있으며 마찬가지로 명명된다. 각 양수기는 피스톤은 각각의 바퀴에 연동장치(6)를 통하여 연결되고 따라서 바퀴가 차대(5)에 상대되는 일반적인 수직 방향으로 움직일 때 피스톤이 실린더 내에서 왕복운동하게 된다.

제1도 및 제2도에 따르면, 자동차의 왼쪽에 있는 양수기(17), (18)는 관(10)에 의해 통하는 두 개의 상부 챔버(17a), (18a)와 관(8)에 의해 통하는 하부 챔버(17b),(18b)을 갖는다. 마찬가지로 자동차의 오른쪽에 있는 양수기(13), (14)의 상부 챔버는 관(10a)에 의해 연결되어 있고 하부챔버는 관(8a)에 의해 연결되어 있다. 관(10)의 길이 중간부는 관(35)에 의해 관(8a)와 연결되고 관(10a)와 (8)는 관(36)에 의해 연결되어 각각의 순회로를 제공한다.

추가로 단식으로 동작하는 양수기가 각각의 바퀴와 결합되어 제공되며, 차대(5)와 앞서 언급된 복식으로 동작하는 양수기와 비슷한 방식으로 바퀴를 지지하는 연동장치(6)사이에 연결된다. 상기 단식으로 동작하는 차대앞에 있는 양수기는 (11)(12)로 변호가 매겨지고 뒤에 있는 양수기는 (15), (16)으로 번호가 매겨져 있다. 상기 앞의 단식동작 양수기(11), (12)의 챔버는 관(9)에 의해 통해 연결되어있다. 상기 추가의 단식동작 실린더를 차대의 전, 후 양측에 꼭 제공해야 할 필요는 없으며, 단지 한쪽 끝이 적합하다면 일반적으로 더 무거운 차대의 끝에 설치되는 것이 바람직함을 이해해야 한다.

4개의 복식 동작 양수기의 상부 챔버에 연결된 순회로(10),(10a)는 각각 그와 통해 연결된 두 개의 어큐뮬레이터(25),(26) 및 (21),(22)를 가지며, 선행 기술의 탄성현가장치에서 스프링이 하는 것처럼 현가장치내에서 주로 탄성을 제공한다. 만약 양수기와 연결관내에 사용된 유체가 압축가능한 가스라면, 가스는 필요한 수준의 압축성 또는 탄성을 제공하기 때문에 어큐뮬레이터는 필요치 않다.

추가의 선택적 어큐뮬레이터가 제1도에 나타내어진 바와 같이 관(8), (8a)상에 각각(27), (28) 및 (29), (30)등과 같이 제공될 수도 있다. 이들 어큐뮬레이터가 제공될 경우, 이들 어큐뮬레이터는 더 작고 크기가 알맞는 것이 바람직하며 양수기의 하부 챔버에 대하여 상기 하부 챔버내 유체가 빠르게 분출되도록 하는 역할을 하며 차축이 밀려 넘어져 피스톤과 그들의 하우징에 손상을 줄 수도 있는 하중에 충격이 가해지는데 저항력을 제공한다. 상기 어큐뮬레이터는 또한 관내에서 마찰력 손실이 최소화되도록 양수기 운동을 더 빨리 반응하고 응답할 수 있게 한다.

또한 어큐뮬레이터(19), (20)은 앞 순회로(7)를 통해 연결되고 어큐뮬레이터(23), (24)는 뒤 순회로(9)를 통해 연결된다.

모든 어큐뮬레이터는 자동차가 빠르게 주행할 때 빠른 동력 상승에 대해 즉각적이고 정확한 응답을 제공하기 위하여 그들의 연관된 양수기에 가능한한 가까이에 위치시키는 것이 바람직하다.

앞서 설명된 현가장치가 크레인과 같이 정상적으로 느리게 움직이는 자동차에 설치되었을 때, 각각의 순회로내에는 단 하나의 어큐뮬레이터만 장착하는 것이 적절하며, 여분의 부하 베어링 순회로내 어큐뮬레이터는 부하가 미달되었을 때 이들 각 순회로의 탄성을 줄이기 위하여 생략될 수도 있고 솔레노이드 밸브와 같은 고립수단이 제공될 수도 있다. 추가로 그리고 역으로 어떤 순회로내에는 복수의 어큐뮬레이터가 있을 수도 있고 각각의 어큐뮬레이터는 여러 가지 하중상태에 적합하도록 탄성율의 점진적인 변화를 제공하기 위하여 여러 가지 압력으로 재장전 될 수도 있다.

상기 어큐뮬레이터는 다른 자동차 현가장치에서 소위 충격흡수기(shock absorbers)라고 부르는 것과 동일한 기능을 수행하기 위하여 그의 입구에 제동밸브가 제공될 수도 있다.

순회로내에는 자동차가 큰바퀴의 주행운동(또는 차축 연결) 및 모든 바퀴에 최적의 낮은 지면 압력을 요구하는 거친 지면을 횡단할 때 발생하는 것으로써 관의 어느한쪽 끝에 위치한 양수기가 단지 낮은 속도로 직접 전달하는 것을 보상하도록 속도를 줄이고 유체 흐름의 정로를 제어하기위해 (31) 및 (33)과 같은 흐름제어장치가 제공될 수도 있다.

고속에서 작은 동적 바퀴주행운동과 진동은 주로 어큐뮬레이터에 의해 가장 잘 분해된다.

어떤 관에는 도시된 양수기 사이의 관을 따른 흐름을 변화시키거나 심지어 정지시키기 위한 흐름제어장치 또는 다른 수단이 제공될 수도 있다. 그러한 밸브의 한예로는 가속기나 압력변환기와 같은 근원으로부터 수신된 여러 가지 정보를 처리하는 ECU에 의해 활성화되고 그에 의해 밸브를 갑작스레 또는 점진적인 폐쇄를 일으키는 솔레노이드밸브가 있다.

바람직한 구성에서 스풀(spool) 밸브가 제3도에서 (34)로 지시된 바와 같이 순회로(7)내에 제공되어 있다. 상기 밸브(34)는 상기 밸브 양끝의 압력이 동일할 때 유체가 자유롭고 방해받지 않고 그를 통과할 수 있도록 하우징내 중앙에 위치되어 있음을 알 수 있다. 그러나, 만약 어떠한 압력차가 발생하면, 상기 밸브는 변위되어 관(7)내의 유체의 통과를 봉쇄한다. 도시된 바와 같은 각 밸브에서 상기 스풀의 마주보는 끝표면은 관(37)(38)에 의해 순회로(10) 및 (10a)에 각각 연결되고 따라서 자동차의 중심을 벗어난 하중 또는 편중으로 인한 순회로(10)과 (10a)사이의 압력차는 스풀밸브(34)를 폐쇄하게 되고 따라서 내버려두면 차체의 진동을 심하게 하는 양수기(11)과 (12)사이로 유체가 흐르는 것을 막는다. 상기 스풀밸브는 소정의 압력차가 상기 스풀밸브(34)를 폐쇄하는데 요구되도록 구성되거나 설치될 수 있다.

제1도 및 제2도에 나타내어진 현가장치의 작동이 이제부터 상세히 설명된다. 다음에 따르는 설명에 있어서, 순회로내에 장착된 어큐뮬레이터 때문에 바퀴의 하중을 변화시키는 양수기에 의해 변위되는 유체는 압력을 증가시키는 어큐뮬레이터에 의해 흡수되고 부분적으로는 동일한 순회로내의 다른 양수기로 보내진다.

자동차가 오른쪽으로 회전할 때, 제1도에 지시된 바와 같이, 원심력이 왼쪽으로의 하중 분배에 변이를 초래하고, 따라서 추가로 챔버(18a),(11a),(17a) 및 (16a)를 압축하고 그에 의해 그들 양수기의 전체 길이가 짧아지는 왼쪽 양수기(11),(18),(17) 및 (16)에 의해 왼쪽바퀴(1) 및 (4)로 다수의 하중이 전달되고 그러는 동안 자동차의 오른쪽에 있는 양수기(13),(14),(12) 및 (15)는 대응하는 만큼의 자동차 하중을 덜 받게 되므로 신장된다.

평탄한 표면에서 브레이크나 액셀레이터를 밟지않고 코너를 회전할 때, 마찬가지의 원심력이 자동차의 동일한 쪽에 있는 앞, 뒤 양 왼쪽 양수기에 인가되므로 동일하게 그 반대로 서로 작용한다.

순회로(10) (왼쪽)내 두 개의 상부 챔버(17a), (18a)의 압력증가의 합은 관(35)을 따라 자동차의 덜 압축된 오른쪽 즉 양수기(13)(14)의 하부 챔버(13b)(14b)쪽으로 유체를 전달함에 의해 그 스스로 압력증가를 감소시키려고 한다. 이것은 챔버(13b)(14b)로 하여금 양수기(13)(14)의 전체길이를 줄임에 의해 체적을 확장하게 하며, 따라서 하중을 덜 받는쪽(오른쪽)의 차체의 전체 높이가 감소된다.

상기 양수기는 그의 피스톤이 하부챔버의 표면을 감소시킨 로드(rod) 때문에 상부와 하부 피스톤상의 면적이 다르게 나타나는 전형적인 복식 동작 수압/기압식 실린더임을 주목해야 한다. 이것은 자동차를 지지하는 피스톤의 더 큰 상부 표면상에 더 큰 힘을 작용하게 한다. 실린더내의 피스톤면의 상대적인 표면적은 '안락함'을 유지하거나 운전자에게 정보를 공급하기 위해 일어나도 좋은 진동(또는 피치)의 양을 결정한다.

자동차의 다른쪽에 있는 경상(mirror image) 구성요소 및 챔버의 기능은 다음과 같은 진동의 제어된 감소를 지원하고 기여하도록 작용한다. 즉, 오른쪽으로 회전할 때 피스톤이 당겨짐에 따라 챔버(13a) 및 (14a)가 확장되는 것은, 관(36)과 (8)에 의해 챔버(18b)(17b)에 전달되고 시스템 및 자동차의 왼쪽에 추가의 지원을 제공하여 챔버(18a)(17a)가 확장하는 것을 효과적으로 도움에 의해 진동의 제어를 지원하여 결과적으로 체적을 축소시키게 되는 결합압력감소(combined pressure reduction)를 초래한다.

앞서 설명된 진동제어방법은 바퀴(1)(4) 및 (2)(3) 각각의 결합위치를 제한하면서 동시에 울퉁불퉁한 지면을 횡단하거나 경사지를 지날 때 인접한 바퀴의 어떤 자유로운 상호운동도 방해하지 않는다는 사실을 주목해야 한다.

왼쪽과 오른쪽 순회로 사이의 상호연결에 관한 앞서의 설명은 비슷한 방법으로 피치운동을 제어하기 위하여 전 · 후 바퀴사이의 순회로를 서로 연결하는데도 마찬가지로 적용된다. 이것을 성취하기 위한 순회로의 배열이 제2도에서 나타내어진 순회로의 발전된 형태로 제4도에 나타내어져 있다.

제4도에서, 제1도 및 제2도를 참고로하여 앞서 설명된 바와 같이 대응하는 구성요소 및 작동은 동일하게 번호가 매겨져 있으며 제4도에 대하여도 더 이상 상세히 설명되지는 않을 것이다.

제4도에서 나타내어진 구체적 실시예에서,단식작동양수기(11)(12)(15) 및(16)은 각각 상부 및 하부챔버를 갖는 복식작동양수기(41)(42)(43) 및 (44)로 대체되었다. 자동차의 앞에 있는 양수기(41) 및 (42)는 관(46)에 의해 서로 연결된 상부챔버(41a) 및 (42a)와 관(45)에 의해 서로 연결된 하부챔버(41b) 및 (42b)를 갖는다. 마찬가지로 자동차의 뒤에 위치한 양수기(43) 및 (44)는 관(46a)에 의해 서로 연결된 상부챔버(43a) 및 (44a)와 관(45a)에 의해 서로 연결된 하부챔버(43b) 및 (44b)를 갖는다.

상기 관(46) 및 (46a)는 각각 그와 통하는 두 개의 어큐뮬레이터(50)(51) 및 (52)(53)을 갖고, 각각의 어큐뮬레이터는 각각의 관에 의해 서로 연결된 각각의 양수기에 아주 가까이 위치된다. 상기 관(45) 및 (45a)는 각각 하나의 어큐뮬레이터(54) 및 (55)를 갖는다. 어큐뮬레이터의 이러한 분포는 제1도 및 제2도를 참고로하여 앞서서 설명된 것과 유사하며, 피치방향 이라는 것을 제외하면 앞서 설명된 것과 동일한 이유로 사용된다.

제3도를 참고로하여 앞서서 설명된 스풀밸브는 제4도에서 나타내어진 풀러(fuller) 현가장치에는 적절하지 않음에 유의해야 한다. 상기 관(45) 및 (46a)은 순회로를 제공하기 위하여 관(57)에 의해 서로 연결되고 관(45a) 및 (46)은 또한 순회로를 제공하기 위해 관(56)에 의해 서로 연결된다.

복식작동양수기(41)(42)(43) 및 (44)의 하부챔버와 그들의 상호연결된 관을 결합한 관련된 순회로는 일반적으로 자동차의 브레이크시나 가속시 발생하는 자동차의 그의 길이방향에서의 전 · 후 피치운동을 제어한다. 예를 들면 자동차가 동시에 정지하면서 회전될 때 양 종 · 횡 순회로는 진동과 피치둘다 제어하기 위해 동시에 동작한다. 차축결합은 평탄치 않은 지역의 결과로 인접한 바퀴에 있는 양수기의 교환운동을 초래하면서 동시에 발생할 수도 있고, 순회로의 여러 가지 기능이 다른 순회로의 기능을 제한하기 위해 서로 간섭하지 않게 된다.

순회로가 아주 다양한 압력에서 정상적으로 작동할때는 치우침이나 또는 원하지 않는 압력차를 효과적으로 보상하는 압력과 체적의 관계를 변화시키기 위해 하나 또는 다수의 스테이징(staging)장치를 도입할 필요가 있을 수도 있다. 정상적으로는 모든 실린더를 시스템의 최초의 구성을 촉진하기 위하여 동일한 압력하에서 작동하도록 크기를 맞추는 것이 유용하다.

여러 가지 구체적 실시예를 참고로 하여 설명된 어큐뮬레이터는 공통적으로 기압식 제동밸브를 장착하고 있지만 본 발명의 영역에서는 챔버와 연결관의 체적내에 그 자체가 탄성수단인 가스매체를 사용하므로 일반적으로 어큐뮬레이터에 결합되어 있는 제동기는 이용되지 않는다. 그러므로 양수기와 동시에 분리제동장치를 제공해야 할 필요가 있다. 이들은 일반적으로 육안으로 확인되는 충격흡수가 종류일 수도 있고 또는 여러 가지 방법으로 양수기속에 장착될 수 있다.

어큘뮬레이터가 수압-기압식 챔버로 나타내어지고 설명되어진 반면에 외부의 코일스프링을 구동하는 피스톤을 결합한 실린더나 또는 다른 유사한 장치가 동일하게 사용될 수도 있음이 주목된다.

더욱이, 요구되거나 유체누전의 결과로 필요할 수도 있는 자동차내의 자발적이고 주기적인 상승, 평준화 및 상태변화를 허용하기 위하여 펌프, 압축기, 어큐뮬레이터 또는 다른 전원을 포함하는 것이 일반적이고 유익하다. 어떤 작업자들은 그들의 자동차를 다른 높이로 변화시킬 수 있게 하는 시설을 요구할 수도 있다. 이들 변형은 그런 목적의 시스템이 공지되어 있고 여기서 설명된 현가장치로 쉽게 적용하거나 장착될 수 있기 때문에 나타내지거나 설명되지 않았다.

복수의 차축을 갖는 자동차가 본 발명의 변형을 이용할 수 있고 이들은 또한 본 발명의 범위내에 있는 것으로 여겨짐에 또한 주목해야 한다. 또한 오직 두 개의 순회로나 또는 4개이상의 순회로로 이루어진 연동되는 현가장치가 설명된 기술을 유용하게 결합할 수도 있고 그러므로 이들 변형은 또한 발명의 범위내에 포함된다.

Claims (10)

1. 하중지지체(5)와, 상기 하중을 지지하기위해 상기 지지체에 연결된 한쌍의 앞바퀴(1,2) 그리고 한쌍의 뒷바퀴(3,4)을 가지며, 각 바퀴는 지지체에 대하여 수직방향으로 변위가 가능하고, 복식작동 유체양수기는 각 바퀴와 지지체사이에 연결되어 있으며, 각각의 양수기는 피스톤 로드에 강성적으로 연결되어 있는 양수기 피스톤과, 유체가 채워져 있으며 각각 분리되어 있는 제1 및 제2챔버(13a, 13b, 14a, 14b, 17a,17b, 18a, 18b)을 포함하며, 상기 제1 및 제2챔버는 각각의 바퀴와 챔버사이의 수직운동에 대응하여 체적이 변화하며, 각각의 제1유체통로관(10, 10a)은 자동차의 동일측면상의 앞뒤바퀴들(1, 2; 3, 4)의 상기 제1챔버(18a, 17a, 13a, 14a)를 연결하며, 각각의 제2유체통로관(8, 8a)은 자동차의 동일측면상의 앞뒤바퀴들(1, 2; 3, 4)의 상기 제2챔버(18b, 17b, 13b,14b)를 연결하며, 제1 및 제2추가유체관들(35, 36)은 각각 자동차의 한쪽면상의 제1유체통로관을 자동차의 다른 면상의 제2유체통로관에 연결하며, 그것에 의해 각각 별개의 제1과 제2우체순회로를 구성하며, 그것에 의해 상기 제1 및 제2유체순회로는 각각 제1 및 제2유체통로관과 이를 연결하는 상기 추가유체관중의 하나를 구비하며, 상기 제1 및 제2유체순회로는 상기 유체순회로의 상기 양수기로부터의 결과적인 압력상승에 의한 유체변위를 수용하기에 적합한 탄성체를 구비하며, 두 개의 앞바퀴와 두 개의 뒷바퀴의 각각을 위한 제3챔버가 있으며,앞바퀴의 상기 제3챔버들은 제3유체순회로를 제공하기 위해 앞쪽의 제3유로(7)에 의해 연결되고, 뒷바퀴의 상기 제3챔버들은 제4유체순회로를 제공하기 위해 뒤쪽의 제3유로(9)에 의해 연결되고, 상기의 제1, 제2, 제3, 제4유체순회로는 작동에 있어서 외부의 유체와 압력원로부터 독립적인 자동차에 있어서, 상기 복식작동양수기의 유체가 채워진 상기 제1과 제2챔버들은 상기 양수기피스톤의 반대편에 위치하여, 상기 피스톤로드는 상기 유체가 채워진 제2챔버들을 통과하여 독립적으로 확장하며, 상기 바퀴들(1, 2, 3, 4)은 각각 상기 개별적인 제3챔버들중의 하나를 규정하는 개별적인 추가양수기(11, 12, 15, 16)에 의하여 독립적으로 지지체(5)에 연결되고, 각각의 상기 제1, 제2, 제3, 제4유체순회로는 개별적으로 바퀴들에 의하여 지지체를 지지하는데 기여하는 것을 특징으로 하는 자동차.
2. 제1항에 있어서, 상기 추가적인 양수기들(41, 42, 43, 44)은 각각 제4챔버(41b, 42b, 43b, 44b)를 정의하며, 여기에서 각각의 제4유체통로관들(45, 45a)은 두 개의 앞바퀴(1, 2)와 두 개의 뒷바퀴(3, 4)의 상기 제4챔버(41b, 42b, 43b, 44b)를 연결하고, 여기에서 각각의 제3와 제4의 추가유체통로관들(56, 57)은 자동차의 앞바퀴들과 뒷바퀴들의 각각의 제3유체통로관(46, 46a)을 앞바퀴들과 뒷바퀴들의 각각의 제4유체통로관들(45, 45a)에 연결하고, 그것에 의해 구성되는 각각의 제3유체순회로들(46, 56, 45a)과 제4유체순회로들(45, 57, 46a)은 자동차의 한쪽 끝단으로부터의 제3유체통로관과 자동차의 반대편 끝단으로 부터의 제4유체통로관을 구비하며, 유체가 흐르는 또하나의 통로는 그들을 연결하며, 여기에서의 상기 각각의 유체순회로는 상기 유체순회로의 상기 양수기로부터의 결과적인 압력상승에 의한 유체변위를 수용하기에 적합한 탄성체를 구비하며, 외부적인 유체와 유체압력원으로부터 독립적인 것을 특징으로 하는 자동차.
3. 제1항에 있어서, 제어수단(34)이 상기 제3유로에 의해 연결되는 추가적인 유체양수기들(11, 12)사이에서 유체유량을 가변시킬 수 있는 제3유로(7)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차.
4. 제3항에 있어서, 제어수단(34)이 상기 제1 및 제2유체순회로사이에서의 압력미분이 증가함에 따라 상기 유량을 감소시키기 위해 제1과 제2유체순회로들(10, 35, 8a; 10a, 36, 8)사이에서 압력미분에 대응하여 작동하는 것을 특징으로 하는 자동차.
5. 제1항에 있어서, 제어수단(34)이 제3유로(7)에서 제공되며, 상기 제3유로는 상기 제3유로에서의 유량을 결정하기 위하여 제1 및 제2유체순회로들(10, 35, 8a; 10a, 36, 8)사이에서 소정의 압력미분에 대응하여 작동가능한 것을 특징으로 하는 자동차.
6. 제1항 또는 제2항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 유체순회로가 그의 통로내에 하나이상의 압력어큐뮬레이터(19-30, 50-55)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
7. 제1항 또는 제2항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제1유체통로관(10, 10a)이 그의 통로내에 독립적인 각각의 압력어큐뮬레이터(25, 26)(21, 22)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
8. 제1항 또는 제2항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 제1유체통로관(10, 10a)이 각각의 제1유체통로관에 연결되어 있는 각각의 제1챔버들(17a, 18a, 13a, 14a)에 근접하여 위치하는 것과 통하여 두 개의 압력어큐뮬레이터(25, 26)(21, 22)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
9. 제1항 또는 제2항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 각각의 제2유체통로관(8, 8a)이 그와 통하는 하나의 독립적인 압력어큐뮬레이터(29, 30)(27, 28)를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.
10. 제1항 또는 제2항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 각각의 제1유체통로관(10, 10a)이 그를 통과하는 어느 한쪽 또는 그 반대 방향의 유량을 조절하기 위한 유량조절수단을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차.