KR100448778B1

KR100448778B1 - 상용차의 태그액슬 리프팅장치

Info

Publication number: KR100448778B1
Application number: KR10-2001-0079398A
Authority: KR
Inventors: 이용수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2004-09-16
Also published as: KR20030049239A

Abstract

본 발명은 상용차의 태그액슬 리프팅장치에 관한 것으로, 프레임(F)에 장착되는 마운팅부재(100)와 차륜(W)이 장착되는 베이스아암(200)이 코일스프링(300)으로 연결되어, 상기 베이스아암(200)의 회동에 따른 코일스프링(300)의 비틀림에 대한 반력에 의하여 진동 및 충격이 흡수되도록 된 상용차의 태그액슬에 있어서, 상기 마운팅부재(100)의 몸체(110)에 관통구멍(113)이 형성되어 이 관통구멍(113)에 축(500)이 삽입되고, 이 축(500)의 마운팅부재(100) 외측부에 상기 베이스아암(200)이 고정장착되는 한편, 프레임(F)의 크로스멤버 중앙에 공압실린더(800)가 설치되고, 이 공압실린더(800)의 실린더로드(810)는 상기 축(500)의 중앙 상면에 힌지연결되는 구조로 이루어진다.

따라서, 태그액슬이 구동액슬에 대해 독립적으로 설치됨으로써 태그액슬을 리프팅시키는데 보다 작은 힘이 필요하게 되어 고가의 유압실린더를 저가의 공압실린더로 대체할 수 있게 되고, 상기 공압실린더 장착부의 필요 강도가 작아짐으로써 이를 구성하는 부품들의 재료감소에 의해 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 마운팅부재와 베이스아암의 사이에 설치된 코일스프링에 의해 주행시 발생하는 진동이나 충격을 흡수할 수 있으므로 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Description

상용차의 태그액슬 리프팅장치{a lifting device of tag axle for commercial vehicles}

본 발명은 상용차의 태그액슬 리프팅장치에 관한 것으로, 특히 코일스프링의 비틀림 반력을 이용하는 상용차의 프론트 및 데드액슬용 현가장치가 적용된 태그액슬을 리프팅시키는 상용차의 태그액슬 리프팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 상용차의 현가장치는 리프스프링(leaf spring)을 이용한 리지드액슬 타입(rigid axle type)이기 때문에 장착용 브라켓, 섀클, U볼트 등의 부품이 많고, 또한 상기 액슬이나 리프스프링 자체가 고중량이며, 비독립형 현가이므로 승차감과 주행안정성이 떨어지는 단점이 있었다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(F)에 장착되는 마운팅부재(100)와, 이 마운팅부재(100)에 회동가능하게 장착되는 베이스아암(200)과, 이 베이스아암(200)과 상기 마운팅부재(100)의 사이에 설치되되, 이들에 양단이 연결되어 상기 베이스아암(200) 회동시 비틀림 반력이 발생되는 코일스프링(300)을 포함하여 구성된 프론트 및 데드 액슬용의 독립현가장치가 개발되었다(국내 특허출원 제 2001-76894호).

상기 마운팅부재(100)는 몸체(110)의 상부에 브라켓(120)이 형성되고 측면에축(130)이 형성되어, 상기 브라켓(120)이 볼트(B)와 너트(N)로 프레임(F)에 장착되며, 상기 축(130)에 베이스아암(200)의 보스(210)가 장착되는 한편, 베이스아암(200)의 타단에는 스핀들(220)이 형성되어 차륜(W)이 장착될 수 있도록 되어 있다.

따라서, 상기 코일스프링(300)에 의해 차체 하중이 지지되고, 주행중 차체의 상하거동에 대응하면서 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 되며, 양 차륜이 독립적으로 거동하는 독립현가로서의 역할을 수행하며, 그 구조가 간단하고, 중량도 가벼운 장점이 있었다.

한편, 상용 차량 중 대형 트럭은 공차시와 화물을 적재한 적차시 중량의 차이가 대단히 크다. 따라서, 리어액슬(rear axle)의 두 축중에서 구동액슬이 아닌데드액슬(dead axle)을 공차시에는 리프팅시킴으로써 차륜의 구름저항을 감소시켜 동력성능을 향상시키고, 적차시에는 하강시켜 구동액슬에 장착된 차륜과 함께 하중을 분담토록 함으로써 구동륜에 하중이 과도하게 집중되지 않도록 하고 있다.

한편, 상기 리프팅되는 데드액슬의 위치에 따라 즉, 후2축 중에 앞쪽 축이 상승되도록 된 경우에는 이를 푸셔액슬(pusher axle)이라 하고, 뒤쪽 축이 상승되도록 된 경우에는 이를 태그액슬(tag axle)이라 칭한다.

도 2에는 종래의 태그액슬 리프팅장치가 적용된 상용차의 리어액슬이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 태그액슬(2000)은 중심이 회동가능하게 고정된 밸런스아암(2100)의 뒤쪽 단부에 설치된다. 상기 밸런스아암(2100)의 앞쪽 단부는 구동액슬(2200)에 지지되는 리프스프링(2300)의 후단에 섀클(2400)을 매개로 연결되어 있다. 한편, 자체의 하부를 중심으로 회동되는 요크(2500)가 차량의 중앙에 설치되며, 이 요크(2500)는 유압실린더(2600)에 의해 작동되도록 되어 있다.

따라서, 도시된 상태에서 상기 유압실린더(2600)가 요크(2500)를 밀어 회전시키면, 이 요크(2500)의 상부 양쪽 단부가 상기 밸런스아암(2100)의 앞쪽 단부를 하방으로 가압하여 태그액슬(2000)의 차륜(W)이 상승되고, 유압실린더(2600)에서 유압이 빠져 나가면 차륜(W)은 자중에 의해 하강하도록 되어 있었다.

그런데, 상기 종래의 태그액슬 리프팅장치에서 태그액슬(2000)을 상승시키기 위해서는 요크(2500)가 리프스프링(2300)의 후단에 연결된 밸런스아암(2100)의 앞쪽 단부를 눌러주어야 하므로, 태그액슬(2000)을 상승시키는데는 태그액슬(2000)의중량을 들어 올리고 리프스프링(2300)의 반발력을 이길 수 있는 정도의 큰 힘이 필요하게 된다.

따라서, 고압의 유압실린더(2600)가 필요하여 비용이 상승하고, 유압실린더(2600) 장착부의 강성을 향상시키기 위해 하중이 큰 부재를 사용하므로 차중이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 태그액슬(2000)은 주행 중의 진동이나 충격이 일부만 리프스프링(2300)에 의해 흡수되고, 대부분은 중앙의 장착부를 통해 프레임(F)에 전달됨으로써 승차감이 저하되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태그액슬을 리프팅할 때 태그액슬을 들어올리는 힘만 필요케 하여 보다 작은 용량의 공압실린더를 이용할 수 있게 됨으로써 비용이 줄고, 또한 태그액슬 자체에서도 주행중 발생하는 진동 및 충격을 흡수할 수 있도록 된 상용차의 태그액슬 리프팅장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 상용차의 프론트 및 데드액슬 용으로 개발된 현가장치의 평면도 및 정면도,

도 2는 종래의 태그액슬 리프팅장치가 적용된 상용차의 리어 액슬 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 상용차의 태그액슬 리프팅장치의 설치상태 정면도,

도 4는 본 발명의 일부인 마운팅부재와 샤프트의 결합상태 단면도(도 4의 우측에서 바라본 도면),

도 5는 본 발명에 따른 상용차의 태그액슬 리프팅장치의 설치상태 평면도,

도 6은 본 발명 태그액슬 리프팅장치의 공압 공급라인을 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 상용차의 태그액슬 리프팅장치의 작동상태를 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 마운팅부재, 110 : 몸체,

1ll : 돌출부, 112 : 원형구멍,

113 : 관통구멍, 114 : 그리스통로,

115 : 그리스주입구, 120 : 브라켓,

121 : 보울트공, 200 : 베이스아암,

210 : 보스, 211 : 돌출부,

220 : 스핀들, 300 : 코일스프링,

400 : 커버, 500 : 축,

510 : 키이홈, 520 : 브라켓장착면,

530 : 보울트공, 800 : 공압실린더,

810 : 실린더로드, 811 : 피스톤,

820 : 스프링, 900 : 힌지브라켓,

910 : 서포트브라켓, 920 : 후크브라켓,

1000 : 스토퍼브라켓, 1100 : 범퍼러버,

B,B' : 보울트, F : 프레임,

K : 키이, S : 시일링,

W : 차륜.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임에 장착되는 마운팅부재와 차륜이 장착되는 베이스아암이 코일스프링으로 연결되어, 상기 베이스아암의 회동에 따른 코일스프링의 비틀림에 대한 반력에 의하여 진동 및 충격이 흡수되도록 된 상용차의 태그액슬에 있어서, 상기 마운팅부재의 몸체에 관통구멍이 형성되어 이 관통구멍에 축이 삽입되고, 이 축의 마운팅부재 외측부에 상기 베이스아암이고정장착되는 한편, 프레임의 크로스멤버 중앙에 공압실린더가 설치되고, 이 공압실린더의 실린더로드는 상기 축의 중앙 상면에 힌지연결되는 구조로 이루어진다.

즉, 태그액슬을 구동액슬에 대하여 독립적으로 설치하고 기존의 유압실린더보다 용량이 작은 공압실린더로 태그액슬을 리프팅하도록 된 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5는 전술한 데드액슬용 현가장치로 태그액슬을 구성하고, 여기에 태그액슬을 상승시키기 위한 리프팅장치를 연계설치한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 상기 마운팅부재(100)는 몸체(110)의 상부에 보울트공(121)들이 형성된 브라켓(120)이 형성되어 볼트(B)와 너트(N)로 프레임(F)에 장착된다.

상기 마운팅부재(100)의 몸체(110)에는 관통구멍(113)이 형성되어 관형상을 가지며, 차체의 양측에 동일하게 장착된 상기 마운팅부재(100)의 관통구멍(113)에 양단이 삽입되는 축(500)이 설치되며, 이 축(500)의 양 단부는 관통구멍(113)의 외측으로 돌출된다.

상기 관형 몸체(110)의 내경면에는 하나로 이어진 그리스통로(114)가 형성되고, 외부로부터 이 그리스통로(114)에 그리스를 주입할 수 있도록 몸체(110)의 적당한 위치에 그리스주입구(115)가 형성되며, 그리스의 외부누출을 막기 위하여 몸체(110)의 내경 양단에는 상기 축(500)에 밀착되는 시일링(S)이 설치된다.

상기 축(500)의 마운팅부재(100) 외측 단부 즉, 상기 베이스아암(200)이 장착되는 부분에는 키이홈(510)이 형성되고, 상기 베이스아암(200)의 보스(210)가 축(500)에 끼워졌을 때 상기 키이홈(510)에 대응되는 위치의 보스(210) 내측면에도키이홈이 형성되어, 이 키이홈들이 합쳐진 공간 내로 키이(K)를 압입해 넣음으로써 베이스아암(200)과 축(500)은 일체로 회동된다.

그리고, 상기 베이스아암(200)의 타단에는 스핀들(220)이 형성되어 차륜(W)이 장착될 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 코일스프링(300)은 베이스아암(200)의 보스(210)가 축(500)에 장착되기 전에 축(500)에 삽입되며, 그 양쪽 단부가 각각 마운팅부재(100)의 몸체(110)에 형성된 돌출부(111)와 베이스아암(200)의 보스(210)에 형성된 돌출부(211)의 원형구멍(도 4의 112번과 같이 상기 두 돌출부들에 원형의 구멍이 형성된다.)에 끼워진후, 빠지지 않도록 구부려진다.

또한, 상기 키이(K)를 압입한 후에는 상기 축(500)의 외측 단면에 보울트(B')로 축(500)보다 큰 지름을 가진 커버(400)를 장착--축의 단면에는 상기 보울트(B')가 체결되는 보울트공(530)이 형성된다.--하여 베이스아암(200)이 축(500)으로부터 이탈되지 않도록 한다.

한편, 상기 프레임(F)의 크로스멤버(도시하지 않음) 중앙에 힌지브라켓(900)이 장착되고, 이 힌지브라켓(900)에 공압실린더(800)의 후단이 힌지고정되며, 이 공압실린더(800)의 앞쪽 몸체부분은 상기 크로스멤버에 장착된 서포트브라켓(910)에 의하여 상기 힌지브라켓(900)을 중심으로 한 소량의 회동이 가능한 상태로 받쳐진다.

그리고, 상기 축(500)의 중앙 상부면에는 표면이 절삭되어 평평한 브라켓장착면(520)이 형성되며, 이 브라켓장착면(520)에 후크브라켓(920)이 장착되고, 이후크브라켓(920)에 상기 공압실린더(800)의 실린더로드(810)가 힌지연결된다.

또한, 상기 프레임(F)의 측면에는 마운팅부재(100)의 뒤쪽 부분에 스토퍼브라켓(1000)이 장착되며, 이 스토퍼브라켓(1000)의 하면에는 범퍼러버(1100)가 장착된다.

한편, 상기 공압실린더(800)는 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 피스톤(811)과, 이 피스톤(811)에 연결된 상기 실린더로드(820) 및 피스톤(811)을 지지하는 스프링(820)을 갖추고 있으며, 에어탱크(1200)에 연결되어 공압을 전달받되, 공압공급라인의 중간에는 운전자의 스위치 조작에 의해 작동되는 마그네틱밸브(1300)가 설치된다.

이하, 본 발명의 작동을 설명한다.

차량의 적차 주행중에 상기 베이스아암(200)은 하강되어 있어 차륜(W)이 지면에 닿은 상태이며, 이 상태에서 태그액슬은 구동액슬과 더불어 차량의 하중을 지지한다.

또한, 상기 상태에서 주행중 진동이나 충격이 발생하면 베이스아암(200)이 상하로 회동하게 되는데, 이때 상기 스프링(300)이 비틀리면서 진동이나 충격을 흡수하게 되므로 차체로 전달되는 진동이 감소하여 승차감이 향상된다.

한편, 차량 공차 주행시에는 구동액슬만으로 차량의 하중을 충분히 지지할 수 있으므로 상기 태그액슬을 리프팅시키게 되는데, 운전자가 실내에 설치된 스위치를 조작하면 상기 마그네틱밸브(1300)가 열려 에어탱크(1200)의 압축공기가 공압실린더(800)로 전달되며, 이에 따라 공압실린더(800)의 실린더로드(810)가 전진하여 후크브라켓(920)을 매개로 상기 축(500)을 반시계방향으로 회전시킨다.

상기 축(500)이 회전되면, 이 축(500)에 키이(K)결합되어 있던 베이스아암(200)이 동시 회전되어 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼브라켓(1000)에 장착된 범퍼러버(1100)에 밀착되는 위치까지 상승하며, 따라서 차륜(W)이 상승하게 됨으로써 노면과의 타이어 구름저항이 감소하여 차량의 동력성능이 향상된다.

여기서, 상기 스토퍼브라켓(1000)은 베이스아암(200)의 최대 상승위치를 제한하여 차륜(W)이 적당한 위치까지 상승되도록 하며, 상기 범퍼러버(1100)는 베이스아암(200)이 상승될 때 압축되면서 그 충격을 흡수하는 역할을 한다.

이와 같이 본 발명에서 상기 공압실린더(800)는 순수하게 태그액슬(200) 만의 중량을 들어올릴 뿐, 종래의 유압실린더가 감당하던 구동액슬의 리프스프링 후단의 반력에 대응하는 힘을 발생시킬 필요가 없게 된다.

따라서, 종래 대용량의 유압실린더를 보다 소용량의 공압실린더(800)로 대체할 수 있게 됨으로써 비용의 절감이 이루어진다.

또한, 가해지는 하중에 대해 버틸 수 있도록 충분한 강성이 요구되던 기존 유압실린더의 장착부에 비하여 본 발명의 공압실린더(800)가 장착되는 부위는 종래의 경우보다 큰 힘을 받지 않게 되므로 다소 강성이 약한 구조로 변경할 수 있고, 따라서 이 부분을 구성하는 부품 즉, 크로스멤버나 이 크로스멤버에 장착되는 브라켓들의 강성을 작게 설정할 수 있으므로 제작시 재료가 적게 들게 되며, 이 또한 비용을 감소시킬 수 있게 되는 한 요인이 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 태그액슬이 구동액슬의 리프스프링 후단에 연결되지 않게 되어 태그액슬을 리프팅시키는데 보다 작은 힘이 필요하게 됨으로써 대용량 유압실린더를 소용량 공압실린더로 대체할 수 있게 되어 장치구성 비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 같은 이유에서 상기 공압실린더 장착부의 필요 강도가 작아짐으로써 이를 구성하는 부품들의 강성을 낮게 설정할 수 있으므로 재료절감에 의해 제작비용을 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 태그링크는 데드액슬용 현가장치를 채용한 것으로서 마운팅부재와 베이스아암의 사이에 설치된 코일스프링에 의해 주행시 발생하는 진동이나 충격을 흡수할 수 있으므로 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Claims

프레임(F)에 장착되는 마운팅부재(100)와 차륜(W)이 장착되는 베이스아암(200)이 코일스프링(300)으로 연결되어, 상기 베이스아암(200)의 회동에 따른 코일스프링(300)의 비틀림에 대한 반력에 의하여 진동 및 충격이 흡수되도록 된 상용차의 태그액슬에 있어서,

상기 마운팅부재(100)의 몸체(110)에 관통구멍(113)이 형성되어 이 관통구멍(113)에 축(500)이 삽입되고, 이 축(500)의 마운팅부재(100) 외측부에 상기 베이스아암(200)이 고정장착되는 한편, 프레임(F)의 크로스멤버 중앙에 공압실린더(800)가 설치되고, 이 공압실린더(800)의 실린더로드(810)는 상기 축(500)의 중앙 상면에 힌지연결되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 공압실린더(800)는 후단이 프레임(F)의 크로스멤버 중앙에 장착된 힌지브라켓(900)에 힌지연결되고, 앞쪽 몸체부분은 상기 크로스멤버에 장착된 서포트브라켓(910)에 회동이 가능한 상태로 받쳐지며, 실린더로드(810)의 단부는 상기 축(500)에 장착된 후크브라켓(920)에 힌지연결되는 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 프레임(F)의 측면에 스토퍼브라켓(1000)이 장착되고,이 스토퍼브라켓(1000)의 하면에 범퍼러버(1100)가 장착되는 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 축(500)과 이 축(500)의 마운팅부재(100) 외측 단부에 장착되는 베이스아암(200)의 보스(210)는 키이(K)를 매개로 결합되는 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 마운팅부재(100)의 몸체(110) 내경면에는 그리스통로(114)가 형성되고, 이 그리스통로(114)와 연결되는 그리스주입구(115)가 상기 몸체(110)에 관통성형되며, 상기 내경면의 양단부에 상기 축(500)에 밀착되는 시일링(S)이 설치되는 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 축(500)의 외측 단면에 보울트(B')로 축(500)보다 큰 지름을 가진 커버(400)가 장착되는 것을 특징으로 하는 상용차의 태그액슬 리프팅장치.