KR100426148B1 - 차량용 밸런스 유압장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 밸런스 유압장치에 관한 것으로서, 곡면도로를 회전할 때 차량이 회전반대방향 측으로 기울어지지 않게 하므로 적재된 화물이 쏟아지거나 차량이 전복되는 사고등의 발생을 방지하며 도로상에 설치된 턱을 넘거나 또는 요철면을 통과 할 때 타이어들의 평행을 유지시켜 진동이 대폭 감소되게 하여 차량과 적재된 화물에 큰 영향을 끼치지 않게 하고 겹판스프링은 물론 실린더와 코일스프링들의 작용에 의해 완충기능이 대폭 향상되어 정숙운전등이 가능토록 하기 위해,

차량의 엑슬하우징의 양단측과 사이에 판스프링이 장착되는 차량 프레임의 내측부에 코일스프링들로 하향 탄발되게 부설되는 좌우의 실린더들과, 상기 엑슬하우징의 양측부 상면에 각각 하단이 축착되는 가동레버들과, 이들 가동레버의 상단에 내단이 축착되며 외단부측은 상기 실린더들의 각 로드 상단이 착설되는 하우징의 하단 내측에 축착되고 외단에 축착된 롤러는 상기 실린더들의 저면에 접지되어 이 실린더들을 각각 받쳐주는 연동레버들과, 상기 실린더들의 유통구들을 서로 교차하게 연결하는 유압호스에 각각 부설되는 제어밸브들을 구비하여 되는 것이다.

Description

차량용 밸런스 유압장치{balance a hydraulic device for a car}

본 발명은 차량용 밸런스 유압장치에 대한 것으로서, 특히 곡선도로를 회전하거나 평탄하지 않은 도로를 주행할 때 차체의 밸런스를 유지시켜 줌은 물론 진동을 효과적을 완충시켜 주게 함으로써 안전 및 정숙운전에 크게 기여할 수 있게 하여 주는 밸런스 유압장치에 대한 것이다.

일반적으로 차량에는 도 1에서와 같이 겹판스프링(1)이나 완충기(쇼크업소버)를 장착하여, 주행할 때 차체에 가해지는 충격이나 진동을 완충시켜 주게 하였다.

그러나, 상기와 같은 겹판스프링이나 완충기는 각각의 타이어(2)(2')측에 독립적으로 장착되는 것이므로, 상기 각 타이어측에 가해지는 진동등을 개별적으로 완충시켜 주기는 하지만 곡선도로를 회전할 때나 평탄하지 않은 도로를 주행할 때에는 차체의 밸런스를 유지시켜 주는 작용은 할 수 없었다.

따라서, 종래의 차량들, 특히 트럭과 같은 대형 차량들의 경우에는 화물을 적재한 상태에서 고속 주행중 곡선도로를 회전할 때 하중이 회전 반대방향측(a)으로 쏠리게 되므로 전복되는 사고가 자주 발생되는 폐단이 있었음은 물론 평탄하지 않은 도로를 주행할 때에는 각 타이어들측이 개별적으로 진동되기 때문에 차체가 심하게 요동하게 되어 안전 및 정숙운전이 곤란하게 되는 등 많은 문제점들이 있었다.

본 발명은 종래의 상기와 같은 문제점들을 감안하여 발명된 것으로서, 그 목적은 안전 및 정숙운전에 크게 기여하게 되는 밸런스 유압장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적들은, 어떠한 경우에도 차체의 밸런스를 유지시켜 줄 수 있게 함은 물론 진동등을 보다 효과적으로 완충시켜 주는 밸런스 유압장치를 제공함으로써 달성되는데, 이 유압장치는 엑슬하우징의 양단측과 사이에 겹판스프링이 장착되는 차량 프레임의 내측부에 코일스프링들로 하향 탄발되게 부설되는 좌우의 실린더들과 상기 엑슬하우징의 양측부 상면에 각각 하단이 축착되는 가동레버들과 이들 가동레버의 상단에 내단이 축착되며 외단부측은 상기 실린더들의 각 로드 상단이 착설되는 하우징의 하단 내측에 축착되고 외단에 축착된 롤러는 상기 실린더들의 저면에 접지되어 이 실린더들을 각각 받쳐주는 연동레버들과, 상기 실린더들의 유통구들을 서로 교차하게 연결하는 유압호스에 각각 부설되는 제어밸브들을 구비하여 된다.

도 1은 종래 차량의 회전시 겹판스프링의 작용 상태도,

도 2는 본 발명 실시에에 따른 유압장치의 개략적인 구성도,

도 3은 동 유압장치의 일부를 발췌하여 일부를 절취한 확대도,

도 4a-b는 동 유압장치중 제어밸브를 발췌하여 작동상태를 보인 단면도,

도 5a는 차량에 화물을 적재한 경우에 본 발명 유압장치의 작용 상태도,

도 5b는 화물을 적재한 차량이 회전할 때 본 발명 유압장치의 작용 상태도,

도 5c는 한쪽 타이어가 위로 튕길때 본 발명 유압장치의 작용 상태도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 ; 엑슬하우징 14,14' ; 가동레버,

15,15 ; 연동레버, 20, 20' ; 하우징,

21, 21' ; 힌지편, 30, 30' ; 실린더,

31,31' ; 로드, 32, 32' ; 피스턴,

33,33' ; 유통구, 34,34' ; 유통공,

40,40' ; 코일스프링, 50, 50' ; 호스

60, 60' ; 제어밸브, 61 ; 몸체,

62 ; 덮개, 63 ; 개폐변,

64 ; 스프링, 611; 밸브자리,

612, 621 ; 통로 631 ; 소공.

이하, 본 발명 실시에에 따른 밸런스 유압장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도면 부호 중 (10)은 좌우단측에 타이어(11)(11')가 축착되는 엑슬하우징 이며, 이 엑슬하우징의 좌우단부측의 상면과 차량의 양측 프레임(12)(12')의 저면 사이에는 겹판스프링(10a)(10b)이 장착된다.

상기 프레임들의 각 내측면에는 하부가 개방되는 하우징(20)(20')들이 고정착설되며, 이들 하우징의 내측면 하단에는 힌지편(21)(21')이 각각 부설되고, 상면 중앙에는 관통구가 형성되어 있다.

이들 하우징 내에는 실린더(30)(30')가 각각의 코일스프링(40)(40')에 의해 하향 탄발되게 설치된다.

상기 실린더들의 각 로드(31)(31')는 관체로 되며, 이들 로드의 각 상단은 하우징(20)(20')의 상면에 형성된 관통공들을 관통하여 고정 착설되고, 상기 각 로드의 봉합된 하단에는 피스턴(32)(32')이 착설된다.

또한, 상기 실린더들의 각 하부캡에는 유통구(33)(33)가 형성되고, 상기 로드들 하측의 피스턴이 착설된 직상부측에는 유통공(34)(34')들이 형성 된다.

따라서, 상기 실린더들이 코일스프링(40)(40')의 탄발력에 의해 하강하게 되면 피스턴(32)(32')이 상승되는 상태가 되기 때문에, 이 피스턴의 상부측에 수용되어 있는 유체가 로드(31)(31')의 하측에 형성된 유통공(34)(34')과 상기 로드들의 내부를 거쳐 외부로 압출된다.

그러나, 반대로 상기 실린더들이 코일스프링(40)(40')들을 압축시키면서 상승하게 되면 이때는 피스턴(32)(32')들이 하강되는 상태가 되기 때문에, 이 피스턴의 하부측에 수용되어 있는 유체가 하부캡에 형성된 유통구(33)(33')을 통해 외부로 압출된다.

그리고, 상기 겹판스프링들 보다 내측에 위치하게 엑슬하우징(10)의 상면에 서로 격리 고정된 브라켓(13)(13')에는 가동레버(14)(14')들의 하단이 각각 축착되며, 이들 가동레버의 상단에는 연동레버(15)(15')들의 내단이 축착된다.

상기 연동레버들의 각 외단에 인접하는 부분은 상기 하우징의 힌지편들에 각각 축핀(16)(16')으로 축착되며, 각 외단에는 상기 실린더들의 하부캡 저면에 접지되어 이들 실린더를 받쳐 주는 롤러(17)(17')들이 축착된다.

상기 롤러들은, 실린더(30)(30')들이 하강되거나 또는 연동레버(15)(15')들의 각 외단이 상승될 때 하부캡 저면과의 마찰을 감소시켜 줌과 동시에 승강 동작이 원활히 이루어지게 하는 작용을 한다.

한편, 실린더(30)의 유통구(33)는 실린더(30')의 관체로 된 로드(31')와 호스(50)로 연결되며, 실린더(30')의 유통구(33')는 실린더(30)의 관체로 된 로드(31)와 호스(50')로 연결된다.

따라서, 실린더(30)내의 피스턴(32) 하부측에 수용되어 있는 유체가 유통구(33)를 통해 압출되면, 호스(50)를 거쳐 로드(31')에 형성된 유통공(34')을 통해 실린더(30')의 피스턴(32') 상부측으로 유입된다.

반대로, 실린더(30')내의 피스턴(32') 하부측에 수용되어 있는 유체가 유통구(33')를 통해 압출되면, 호스(50')를 거쳐 로드(31)에 형성된 유통공(34)을 통해 실린더(30)의 피스턴(32) 상부측으로 유입된다.

그리고, 상기 호스들에는 제어밸브(60)(60')들이 각각 부설된다.

상기 제어밸브들은, 몸체(61)와 이 몸체에 결착하는 덮개(62)와 상기 몸체의 밸브자리(611)이 안착되며 중앙에 소공(631)이 관통 형성된 개페변(63)과 이 개페변을 상기 밸브자리에 밀착되게 탄발시켜 주는 스프링(64)으로 구성된다.

상기 제어밸브들의 각 몸체(61)는 각각 실린더(30)(30')의 유통구(33)(33')를 향하게 호스(50)(50')들에 연결하고 각 덮개(62)는 로드(31)(31')들에 향하게 상기 호스들에 연결하므로, 상기 제어밸브들은 서로 반대 방향으로 부설된다.

이렇게 하는 것은, 상기 유통구들을 통해 압출되는 유체는 실린더들의 상측부내로 유입되게 하고, 상기 로드를 통해 압출되는 유체는 실린더들의 하측부내로 유입되게 하기 위한 것이다.

이렇게 구성되는 상기 제어밸브들은, 실린더(30)의 피스턴(32) 하측부내의 유체가 유통구(33)를 통해 압출되어 통로(612)를 거쳐 몸체(61)내로 유입되면 개페변(63)에 소공(631)이 형성되어 있어도 이 소공을 통과하게 되는 유량보다 유입되는 유량이 많기 때문에, 그 압력에 의해 상기 개폐변이 스프링(64)을 압축시키면서 전진하게 되므로 밸브자리(611)가 열리게 되어 유체는 실린더(30')의 피스턴(32') 상측부내로 신속하게 유입되어 이 피스턴을 가압하게 된다.

그러나, 반대로 실린더(30)의 피스턴(32) 상측부내의 유체가 로드(31)를 통해 압출되어 덮개(62)의 통로(621)를 거쳐 몸체(61)내로 유입되면 비록 개폐변(63)에 소공이 형성되어 있어도 이 소공을 통과하는 유량보다 유입되는 유량이 많기 때문에, 이때는 그 유압과 스프링(64)의 탄발력에 의해 개폐변(63)이 후진되어 밸브자리(611)에 밀착되므로 이 밸브자리가 열리지 않게 되어 일부의 유체만 소공(631)을 통과하게 됨에 따라 유압이 저하되고 유량이 감소되어 저속으로 실린더(30')의 피스턴(32') 하측부내로 유입된다.

즉, 상기 제어밸브들의 작용에 의해 실린더(30)(30')들의 하측부내의 유체가 압출될 때에는 그 유압의 손실없이 신속하게 이들 실린더의 상측부내로 유입되게하며, 반대로 상측부내의 유체가 압출될 때에는 그 유압이 저하되어 저속으로 상기 실린더들의 하측부내로 유입되게 한 것이다.

이렇게 하는 이유는, 상기 실린더들 중 어느 한쪽의 실린더에 압력이 가해질 경우 그 압력이 즉시 다른 쪽으로 전달되어 양 실린더들이 동일하게 작동토록 하므로 차체의 밸런스를 유지시켜 줄 수 있게 하기 위한 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명 실시예에 따른 밸런스 유압장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 5a는 차량이 평탄한 도로를 정상적으로 주행할 때의 상태를 보인 것으로서, 이때는 적재된 화물등에 의한 하중이나 도로면으로 부터 받는 충격이나 진동이 실린더(30)(30')에 거의 동일하게 작용되기 때문에 겹판스프링(10a)(10b)에 의해 차체의 밸런스가 유지된다.

그러나, 차량이 곡선도로를 회전하게 되는 경우에는 하중이 회전하는 반대방향측으로 쏠리게 되어 그 방향측이 눌려져 기울어지게 되는데, 예를 들어 실린더(30')가 장착된 우측방향으로 우회전하게 되는 경우에는 좌측 실린더(30)측의 프레임(12)이 겹판스프링(10a)을 압축시키면서 하강되므로 이에 착설된 하우징(20)이 함께 하강된다.

이에 따라, 상기 하우징의 힌지편(21)에 축착된 연동레버(15)의 외단부측이 눌려져 하강되므로, 실린더(30)를 상방향으로 받쳐주고 있던 롤러(17)가 축착된 그 외단이 하강되는 만큼 이 실린더는 코일스프링(40)의 하향 작용되는 탄발력에 의해 하강된다.

이렇게 되면, 실린더(30)의 로드(31) 상단부는 하우징(20)의 상면에 관통 고정되어 있으므로, 상기 실린더가 하강되는 정도에 비례하여 그 내부의 피스턴(32)은 상승되는 상태가 된다.

따라서, 피스턴(32)이 상승되는 만큼 그 상측부내의 유체는 유통공(34)과 로드(31)의 내부를 거쳐 압출되어 제어밸브(60')의 개폐변(63)에 형성된 소공(631)을 통과하여 실린더(30')의 유통구(33)를 거쳐 이 실린더의 하측부내로 유입되는데, 이때 유입되는 유체는 상기 소공을 통과하는 과정에서 그 유량이 감소 됨과 동시에 저항을 받아 유압이 크게 저하되기 때문에 저속으로 유입됨과 동시에 유압이 낮아 피스턴(32')을 신속히 밀어 올리지 못하게 된다.

이러한 작용에 의해, 실린더(30)의 상측부내에 있는 유체가 신속하게 압출되지 않게 되어 결국 상기 실린더는 유체의 압출량에 비례하여 서서히 하강하게 되며, 이에 따라 코일스프링(40)도 하우징(20)이 급속하게 하강되지 못하게 받쳐주기 때문에 프레임(12)측에 하중이 쏠려도 이 프레임측이 급속히 하강되지 않게 된다.

이러한 과정에서 실린더(30')의 하측부로 유입되는 유체는 피스턴(32')을 밀어올리는 작용을 하게 되는데, 이 피스턴이 착설된 로드(31') 역시 하우징(20)의 상면에 고정 착설되어 있기 때문에 상기 피스턴이 상승되는 것이 아니라 실린더가 하강하게 되므로 이에 비례하여 연동레버(15')의 롤러(17')가 축착된 외단이 눌려져 하강됨에 따라 이 연동레버의 외단측이 축착된 하우징(20')과 프레임(12')이 겹판스프링(10b)을 압축시키면서 함께 하강된다.

이와 같은 작동에 의해, 프레임(12)측에 하중이 쏠려 압력이 가해져도 이 프레임측이 급속하게 하강되지 않게 됨은 물론 그 압력이 프레임(12')측에 동일하게 작용되어 도 5b에서와 같이 이들 프레임이 동일하게 하강되므로, 회전할 때에도 차량의 밸런스가 유지되어 전복되는 등의 사고 발생이 방지된다.

물론, 이러한 작용은 차량이 실린더(30)가 장착된 측으로 좌회전하게 될 때에도 동일하게 이루어지는 것이며, 회전이 완료된 후에는 회전반대 방향측으로 쏠리던 하중이 소멸되므로 겹판스프링(10a)(10b)들중 압축되었던 겹판스프링의 반발력에 의해 하강프레임은 원래 상태로 상승된다.

한편, 차량이 도로의 돌출된 턱을 넘어가게 되어 타이어(11)(11')들중 어느 한 쪽의 타이어, 예를 들어 좌측의 타이어(11)가 상승하게 되면 엑슬하우징(10)의 상기 타이어가 축착된 좌측이 상승하게 되므로 이 좌측의 브라켓(13)에 하단이 축착된 가동레버(14)의 하단이 상승되는 만큼 그 상단이 하강하게 되기 때문에 이 상단에 축착된 연동레버(15)의 내단이 함께 하강하게 된다.

이렇게 되면, 연동레버(15)는 그 외단부측이 축핀(16)으로 하우징(20)의 힌지편(21)에 축착되어 있으므로 상기 축핀을 축으로 하여 회동되어 롤러(17)가 축착된 외단이 상승된다.

이에 따라, 외단이 상승되는 만큼 실린더(30)가 밀어 올려지게 되므로 피스턴(32)이 하강되는 상태가 되며, 이 피스턴이 하강되면 그 하측부내의 유체가 유통 구(33)를 통해 압출되어 개폐변(63)을 열고 제어밸브(60)를 통과하여 로드(31')와 유통공(34')을 거쳐 실린더(30')의 피스턴(32') 상측부내로 유입된다.

이때, 실린더(30')의 상측부내로 유입되는 유체는 개폐변(63)을 열고 제어밸브(60)를 통과하기 때문에, 유량의 감소와 유압의 손실이 발생하지 않게 되므로 신속하게 유입되어 피스턴(32')을 하강시키게 된다.

그런데, 피스턴(32')이 착설된 로드(31')의 상단부는 하우징(20')의 상면에 고정 착설되어 있기 때문에 실질적으로는 상기 피스턴이 하강되는 것이 아니라 실린더(30')가 유입되는 유량에 비례하여 상승하게 된다.

이러한 작용에 의해 실린더(30')가 상승하게 되면, 코일스프링(40')이 압축되어 탄발력이 상방향으로 작용하게 되므로 하우징(20')을 밀어 올리게 되고, 이에 따라 힌지편(21')에 축착된 연동레버(15')의 외단부측이 상승됨에 따라 그 내단이 하강되면서 가동레버(14')의 하단을 상승시켜 주게 되어 이 가동레버의 하단이 축착된 브라켓(13')이 착설되어 있는 엑슬하우징(10)의 우측을 끌어 올리게 된다.

즉, 좌측의 타이어(11)가 상승되면 실린더(30)의 하측부내에 있는 유체가 실린더(30')의 상측부내로 즉시 유입되어 우측의 타이어(11')를 상기 좌측의 타이어가 상승된 정도에 비례하게 상승시켜 주므로, 결국 도 5c에서와 같이 좌우 타이어의 평행이 유지되게 하여 어느 한쪽의 타이어가 돌출된 턱을 넘어갈 때에도 차량의 밸런스가 유지되게 함으로써 차체가 크게 흔들리는 현상이 제거된다.

또한, 주행중 엑슬하우징(10)을 통해 전달되는 진동등은 겹판스프링(10a)(10b))에 의해 일부가 완충되고 일부는 가동레버(14)(14')들과 연동레버(15)(15')들을 거쳐 실린더(30)(30')들에 전달되어 이들 실린더와 코일스프링(40)(40')들의 작용에 의해 완충되기 때문에, 완충기능이 대폭 향상되어 정숙운전에 크게 기여하게 된다.그리고, 회전이 완료된 후에는 회전 반대방향으로 쏠리던 하중이 없어지므로 프레임(12)(12')의 하강시 압축되었던 겹판스프링(10a)(10b)의 반발력에 의해 상기 프레임은 원래 상태로 상승되며, 이러한 작용은 타이어(11)(11')가 돌출된 턱을 넘어간후에도 동일하게 이루어진다.

이와 같은 본 발명 실시예에 따른 밸런스 유압장치는 곡면도로를 회전할 때 차량이 회전반대방향측으로 기울어지지 않도록 밸런스를 유지시켜 주므로, 특히 화물을 적재한 트럭들의 경우에 하중이 회전반대방향측으로 쏠리게 되는 현상이 해소되어 화물이 쏟아지거나 차량이 전복되는 사고등의 발생이 효과적으로 방지됨으로써 안전운행에 크게 기여하게 되는 특징이 있다.

그리고, 차량이 도로상에 설치된 턱을 넘거나 또는 요철면을 통과할 때 타이 어들중 하나가 위로 튕기게 되는 경우에 다른 타이어가 평행을 유지토록 하여 주므로, 진동의 발생 정도가 대폭 감소되어 운전자에게는 물론 차량과 적재된 화물에도 큰 영향을 끼치지 않게 하여 주는 장점도 있다.

또한, 겹판스프링은 물론 실린더와 코일스프링들의 작용에 의해 충격과 진동들이 완충되기 때문에 완충기능이 대폭 향상되며, 이에 따라 정숙운전이 가능토록 하여 주는 등의 효과도 얻게 된다.

Claims (2)

1. 엑슬하우징의 좌우단부측 상면과의 사이에 겹판스프링들이 장착되는 위치의 양측 프레임들 각 내측면에 고정 착설되며, 내측면의 하단에는 힌지편(21)(21')이 각각 부설된 하우징(20)(20')들과;

   상기 하우징(20)(20')들의 내부에 코일스프링(40)(40')에 의해 하향 탄발되게 각각 설치되며, 각 하부캡에는 유통구(33)(33)가 형성된 실린더(30)(30')들과;

   하단이 봉합된 관체로 되며, 각 상단은 상기 하우징(20)(20')의 상면을 각각 관통하여 고정 착설되고, 하단부측에는 유통공(34)(34')들이 각각 형성된 상기 실린더(30)(30')들의 각 로드(31)(31')들과;

   상기 로드(31)(31')들의 하단에 각각 착설되는 피스턴(32)(32')들과;

   상기 겹판스프링들 보다 내측에 위치하게 엑슬하우징(10)의 상면에 서로 격리 고정된 브라켓에 하단이 각각 축착되는 가동레버(14)(14')들과;

   상기 가동레버(14)(14')의 상단에 내단이 축착되며, 각 외단부측은 상기 힌지편(21)(21')들에 각각 축착되고, 각 외단은 상기 실린더(30)(30')들의 저면에 접지되어 이들 실린더를 받쳐 주는 연동레버(15)(15')들과;

   상기 실린더(30)의 유통구(33)와 실린더(30')의 관체로 된 로드(31')를 연결하는 호스(50)와;

   상기 실린더(30')의 유통구(33')와 실린더(30)의 관체로 된 로드(31)를 연결하는 호스(50')와;

   상기 호스(50)(50')들에 각각 부설되며, 유체가 각 유통구(33)(33')로 부터 각 로드(31)(31')를 향해 이동될 때에는 유압과 유량이 감소되지 않고 신속하게 이동되게 하고 유체가 상기 각 로드(31)(31')로 부터 각 유통구(33)(33')를 향해 이동될 때에는 유압과 유량이 감소되고 서서히 이동되게 제어하는 제어밸브(60)(60')들을 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸런스 유압장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브(60)(60')들은, 중앙을 관통하게 형성된 각각의 통로(612)가 상기 유통구(33)(33')와 각각 통하게 호스(50)(50')에 연결되는 몸체(61)와, 이 몸체에 결착되며 중앙을 관통하게 형성된 각각의 통로(621)가 상기 관체로 된 로드(31)(31')와 각각 통하게 상기 호스(50)(50')에 연결되는 덮개(62)와, 상기 통로(612)의 내단측 밸브자리(611)에 안착되며 소공(631)이 형성된 개페변(63)과, 이 개페변을 상기 밸브자리(611)에 밀착되게 탄발시켜 주는 스프링(64)들을 구비하여 되는 것을 특징으로 하는 차량용 밸런스 유압장치.