KR100471854B1 - 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치에 관한 것으로, 후륜 2열식 차량에 있어 후2축을 후1축으로부터 기구학적으로 독립적인 지지 관계를 보장받을 수 있도록 구성하여 후1축에 설치된 타이어의 손상시에도 후2축의 안정된 지지력을 확보할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 판 스프링(2)의 중앙 부위에 지지된 구동 액슬(1)과, 상기 판 스프링(2)의 후단부에 섀클(3)을 매개로 전방측 선단부가 지지되면서 후방측 선단부에 태그 액슬(5)을 장착한 밸런스 아암(4), 이 밸런스 아암(4)의 중앙 부위를 피벗 지점(P)으로 하여 회동가능하게 지지하는 차체측 사이드 프레임(6)을 포함하는 자동차의 태그 액슬 장치에 있어서, 상기 밸런스 아암(4)의 전/후단측 선단부위와 상기 사이드 프레임(6) 사이에는 각각 유압식 액츄에이터(10)가 설치되고, 이 유압식 액츄에이터(10)에는 작동유의 교통을 가능하게 하는 유압 관로(11)가 설치되며, 이 유압 관로(11)상에는 작동유의 유동을 허용 내지 단절시키도록 하는 전자식 개폐 밸브(12)가 설치되는 한편, 이 전자식 개폐 밸브(12)의 작동은 차체의 거동 자세 변화에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

Description

롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치{tag axle system of automotive vehicle with function preventing roll over}

본 발명은 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후륜 2열식 차량에 있어 후1축에 대한 후2축의 기구학적인 지지 관계를 독립적으로 구성하여 후1축에 설치된 타이어의 손상시에도 후2축에 설치된 타이어에 대한 지지력을 보장할 수 있게 함으로써, 선회시 차체의 거동 자세를 안정되게 유지할 수 있도록 하는 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화물을 적재하여 운행하는 상용 자동차에는 공차시와 적차시에 각각 하중의 분포가 매우 크게 때문에 공차시 타이어의 구름 저항을 줄여 구동 차륜에 축하중을 전가하여 구동력의 향상을 도모함과 더불어 적차시 축하중의 고른 분포를 도모하여 주행의 안정성을 확보하기 위해 후륜 현가 장치에 있어 푸셔 액슬 장치 또는 태그 액슬 장치가 적용되고 있는 실정인 바, 이러한 푸셔 액슬 장치와 태그 액슬 장치는 후륜 2열식 현가 장치에 있어 구동 액슬의 위치에 따라 각각 구분되는 것이다.

즉, 후륜 2열식 현가 장치에서 구동 액슬이 전방에 위치하면 태그 액슬 장치에 해당되는 것이고, 구동 액슬이 후방에 위치하면 푸셔 액슬 장치에 해당되는 것이다.

한편, 상기 후륜 2열식 차량의 현가 장치에 있어 적용되는 태그 액슬 장치는 도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 구동 액슬(1)을 지지하는 판 스프링(2)의 후단부에 상방으로 섀클(3)이 설치되고, 이 섀클(3)의 상단부에는 중앙 부위가 차체에 피벗 지점(P)을 매개로 회동이 가능한 밸런스 아암(4)의 전방측 선단부가 연결되며, 이 밸런스 아암(4)의 후단측 선단부에 태그 액슬(5)이 설치된다.

그리고, 상기 밸런스 아암(4)의 내측에는 차체의 사이드 프레임(6)상에 회동가능하게 장착되는 베이스 아암(7)이 결합되고, 이 베이스 아암(7)의 상부에는 유압 실린더(8)의 작동에 따라 회동을 반복하는 요크(9)가 설치되는 데, 이 요크(9)의 하단부는 볼록하게 돌출 형성되어 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 종래의 태그 액슬 장치에서 상기 태그 액슬(5)이 승강하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유압 실린더(8)의 작동에 의해 상기 요크(9)가 회동하게 되고, 이 요크(9)의 회동에 따라 상기 밸런스 아암(4)의 전단부가 하강함과 동시에 후단부는 상승하게 되며, 이 밸런스 아암(4)의 회동에 의해 이의 후단부에 지지된 상기 태그 액슬(5)이 지면으로부터 상승하여 이격되어진다.

이 결과, 상기 태그 액슬(5)상에 장착된 타이어(T)는 지면으로부터 이격되어 구름 저항을 줄임과 더불어, 상기 구동 액슬(1)상에 장착된 타이어(T')에는 축하중이 집중되어 구동력이 향상되어 진다.

그런데, 상기와 같이 구성되는 종래 후륜 2열식 차량의 태그 액슬 장치에서는 후2축에 해당하는 태그 액슬(5)을 지지하고 있는 밸런스 아암(4)이 후1축에 해당하는 구동 액슬(1)을 탄력적으로 지지하고 있는 판 스프링(2)의 후단부에 섀클(3)을 매개로 지지되어 있는 구조이므로, 즉 상기 후2축이 후1축에 대해 독립적으로 지지되어 있지 않은 구조이기 때문에, 주행중 상기 후1축인 구동 액슬(1)상에 설치된 타이어(T')가 손상되는 경우에는 상기 판 스프링(2)의 후단에 섀클(3)을 매개로 전방측이 지지되어 있는 상기 밸런스 아암(4)은 이의 전방측 지지력을 상실하게 되므로, 중앙의 피벗 지점(P)을 중심으로 하여 선회하게 된다.

이 결과, 상기 밸런스 아암(4)의 후단부에 설치된 태그 액슬(5)에 설치된 타이어(T)는 주행중 지면과의 접지력을 상실하게 되는 데, 이와 같은 현상이 선회시 이루어지는 경우에는 주행중인 차량은 차체의 중심을 잃고 차체가 한쪽 방향으로 쏠리게 되는 이른 바 롤 오버 현상으로 발전하게 되고, 이 같은 롤 오버 현상은 선회시 차체의 무게 중심이 좌/우측 차륜의 기하학적 중심을 벗어나는 경우에 차량의 전복 사고까지도 초래할 수 있는 치명적인 위해(危害) 요소로 작용하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 후륜 2열식 차량에 있어 후2축을 후1축으로부터 기구학적으로 독립적인 지지 관계를 보장받을 수 있도록 구성하여 후1축에 설치된 타이어의 손상시에도 후2축의 안정된 지지력을 확보할 수 있도록 하는 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 판 스프링의 중앙 부위에 지지된 구동 액슬과, 상기 판 스프링의 후단부에 섀클을 매개로 전방측 선단부가 지지되면서 후방측 선단부에 태그 액슬을 장착한 밸런스 아암, 이 밸런스 아암의 중앙 부위를 피벗 지점으로 하여 회동가능하게 지지하는 차체측 사이드 프레임을 포함하는 자동차의 태그 액슬 장치에 있어서, 상기 밸런스 아암의 전/후단측 선단부위와 상기 사이드 프레임 사이에는 각각 유압식 액츄에이터가 설치되고, 이 유압식 액츄에이터에는 작동유의 교통을 가능하게 하는 유압 관로가 설치되며, 이 유압 관로상에는 작동유의 유동을 허용 내지 단절시키도록 하는 전자식 개폐 밸브가 설치되는 한편, 이 전자식 개폐 밸브의 작동은 차체의 거동 자세 변화에 따라 조절되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 태그 액슬 장치의 구성을 측면에서 도시한 개략도이고, 도 5는 도 4에 도시된 태그 액슬 장치의 험로 주행시 작동 상태를 도시한 측면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 태그 액슬 장치가 후1축 타이어의 손상시 작동 상태를 도시한 측면도인 바, 본 발명의 상세한 설명을 위해 종래 태그 액슬 장치의 구성을 도시한 도 1 내지 도 3에서와 각각 동일한 참조 부위에는 동일한 참조 부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 구동 액슬(1)을 중앙 부위에 장착하는 판 스프링(2)의 후단부에 섀클(3)이 설치되고, 이 섀클(3)에는 중앙 부위가 차체에 피벗 지점(P)을 매개로 밸런스 아암(4)의 전방측 선단부가 회동가능하게 지지되며, 이 밸런스 아암(4)의 후단측 선단부에는 태그 액슬(5)이 설치된다.

그리고, 상기 밸런스 아암(4)의 전/후단측 선단부위에는 차체의 사이드 프레임(6)과의 사이로 각각 쇽 업소버와 같은 형태의 유압식 액츄에이터(10)가 설치되고, 이 유압식 액츄에이터(10)에는 이들 사이를 교통 가능하게 하는 유압 관로(11)가 설치되며, 이 유압 관로(11)상에는 이들 사이를 통해 작동유의 유동을 허용 내지 단절시키도록 하는 전자식 개폐 밸브(12)가 설치되어 있다.

또한, 상기 전자식 개폐 밸브(12)는 제어 유니트(13)에 의해 이의 작동이 조절되는 바, 이 제어 유니트(13)는 주행중 차량의 거동 자세에 대한 정보를 수집하여 이를 근거로 하여 상기 전자식 개폐 밸브(12)의 개폐 작동을 제어하게 되는 바, 주행중 차량의 거동 자세가 롤 오버 현상이 발생될 정도가 되면, 상기 제어 유니트(13)는 전자식 개폐 밸브(12)를 닫아 상기 유압식 액츄에이터(10) 사이에서 작동유의 교통을 단절시키게 된다.

이를 위해, 상기 제어 유니트(13)에는 주행중 차량의 거동 자세에 대한 각종 정보를 검출하도록 된 측정 센서(14)가 구비되는 바, 이 측정 센서(14)는 주행중인 차체에 대한 횡가속도와, 종가속도, 롤레이트, 피치레이트, 차속 및, 조향각 등의 검출값들을 각각 감지하도록 된 것으로서, 상기 측정 센서(14)로부터 제어 유니트(13)에 입력되는 검출값들은 각각의 센서(횡가속도 검출 센서와, 종가속도 검출 센서, 요레이트 검출 센서, 롤레이트 검출 센서, 피치레이트 검출 센서, 차속 검출 센서 및, 조향각 검출 센서)로부터 각각 측정되는 것이다.

그리고, 상기 제어 유니트(13)는 상기 검출 센서들로부터 입력받은 값에 대한 주행중 차체의 거동 자세에 있어 롤 오버 현상이 유발될 수 있는 최소한의 임계치를 설정해 두고서, 주행중 임계치 이상의 검출값이 입력되면, 상기 전자식 개폐 밸브(12)의 작동을 제어하여 롤 오버 현상을 미연에 방지하도록 되어 있다.

한편, 상기 밸런스 아암(4)에는 이의 내측으로 차체의 사이드 프레임(6)상에 회동가능하게 장착되는 베이스 아암(7)이 결합되고, 이 베이스 아암(7)의 상부에는 유압 실린더(8)의 작동에 따라 회동을 반복하는 요크(9)가 설치되어 있는 데, 이에 대한 상세한 구성을 도 1에 도시된 바와 같으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 대한 상세한 작동을 설명하기로 한다.

먼저, 정상적인 노면을 주행하는 경우에는 상기 구동 액슬(1)과 상기 태그 액슬(5)상에 각각 설치된 타이어(T',T)는 태그 액슬 장치의 작동이 이루어지지 않는 경우에 도 4에 도시된 바와 같이, 동시에 지면에 접촉된 상태를 이루게 된다.

그리고, 오프 로드와 같이 노면의 상태가 고르지 못한 경우에 있어, 후1축에 해당하는 상기 구동 액슬(1)상에 장착된 타이어(T')가 범프되는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구동 액슬(1)의 상승에 따라 판 스프링(2)의 예하중이 변화되고, 이에 따라 상기 판 스프링(2)의 후단부와 섀클(3)을 매개로 지지된 상기 밸런스 아암(4)의 전방측 선단부가 중앙의 피벗 지점(P)을 중심으로 회동되며, 이 밸런스 아암(4)의 회동은 상기 유압식 액츄에이터(10) 사이를 교통가능하게 연결하는 유압 관로(11)상의 전자식 개폐 밸브(12)가 개방된 상태를 지속함에 따라 자유롭게 이루어지게 된다. 이때, 상기 유압식 액츄에이터(10)는 일종의 완충 역할을 하게 된다.

또한, 후1축에 해당하는 상기 구동 액슬(1)상에 장착된 타이어(T')가 손상을 입어 파손되는 경우에는 차체의 거동 자세에 변화가 발생되고, 이러한 변화를 상기 측정 센서(14)가 검출하여 이를 상기 제어 유니트(13)에 입력하게 되며, 이 제어 유니트(13)는 검출된 값과 임계값을 비교하여 임계값을 초과한 검출 신호가 입력되는 경우에 상기 전자식 개폐 밸브(12)를 폐쇄시키게 된다.

이 결과, 상기 밸런스 아암(4)의 전/후방측 선단부와 차체의 사이드 프레임(6) 사이로 설치된 유압식 액츄에이터(10) 사이에서 유압 관로(11)를 통한 작동유의 교류를 단절이 되고, 이로 인해, 상기 밸런스 아암(4)의 전방측 선단부위는 상기 유압식 액츄에이터(10)를 매개로 차체의 사이드 프레임(6)과의 사이에서 일정한 이격 거리를 유지할 수 있으므로, 상기 후2축인 태그 액슬(5)은 상기 후1축인 구동 액슬(1)과 독립적인 거동 자세를 유지할 수 있게 된다.

즉, 주행중 후1축의 구동 액슬(1)에 설치된 타이어(T')에 손상에 따른 파손이 발생하게 되더라도, 후2축의 태그 액슬(5)에 설치된 타이어(T)가 차체를 안정되게 지지할 수 있으므로, 차량의 거동 자세에는 이상 징후가 발생하지 않게 된다.

특히, 주행중 선회시 후1축의 한쪽에 설치된 타이어(T')의 파손시에도 후2축에 설치된 타이어(T)는 차량의 안정된 거동 자세의 확보를 도모할 수 있으므로, 선회 주행의 안정성을 보장할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치에 의하면, 후륜 2열식 차량에서 후1축과 후2축 사이의 기구적인 지지 관계에 있어, 상기 후2축이 후1축으로부터 독립적으로 지지될 수 있도록 차체에 설치됨에 따라, 주행중 차체의 거동 자세가 롤 오버 현상이 발생될 정도에 이르면, 상기 후2축은 후1축과는 개별적으로 차체에 지지되어 차량의 거동 자세를 안정화시키게 되므로, 선회시 주행의 안정성이 보장될 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래 자동차의 태그 액슬 장치의 설치 상태를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 태그 액슬 장치의 설치 상태를 도시한 측면도.

도 3은 도 2에 도시된 태그 액슬 장치의 작동 상태를 도시한 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 태그 액슬 장치의 구성을 측면에서 도시한 개략도.

도 5는 도 4에 도시된 태그 액슬 장치의 험로 주행시 작동 상태를 도시한 측면도.

도 6은 도 4에 도시된 태그 액슬 장치가 후1축 타이어의 손상시 작동 상태를 도시한 측면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-구동 액슬 2-판 스프링

3-섀클 4-밸런스 아암

5-태그 액슬 6-사이드 프레임

7-베이스 아암 8-유압 실린더

9-요크 10-유압식 액츄에이터

11-유압 관로 12-전자식 개폐 밸브

13-제어 유니트 14-측정 센서

Claims (3)

1. 판 스프링(2)의 중앙 부위에 지지된 구동 액슬(1)과, 상기 판 스프링(2)의 후단부에 섀클(3)을 매개로 전방측 선단부가 지지되면서 후방측 선단부에 태그 액슬(5)을 장착한 밸런스 아암(4), 이 밸런스 아암(4)의 중앙 부위를 피벗 지점(P)으로 하여 회동가능하게 지지하는 차체측 사이드 프레임(6)을 포함하는 자동차의 태그 액슬 장치에 있어서,

   상기 밸런스 아암(4)의 전/후단측 선단부위와 상기 사이드 프레임(6) 사이에는 각각 유압식 액츄에이터(10)가 설치되고, 이 유압식 액츄에이터(10)에는 작동유의 교통을 가능하게 하는 유압 관로(11)가 설치되며, 이 유압 관로(11)상에는 작동유의 유동을 허용 내지 단절시키도록 하는 전자식 개폐 밸브(12)가 설치되는 한편, 이 전자식 개폐 밸브(12)의 작동은 차체의 거동 자세 변화에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자식 개폐 밸브(12)는 주행중인 차량의 거동 자세 변화를 감지하는 측정 센서(14)를 갖춘 제어 유니트(13)에 의해 개폐 작동을 제어받도록 된 것을 특징으로 하는 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 측정 센서(14)는 주행중인 차체에 대한 횡가속도와, 종가속도, 롤레이트, 피치레이트, 차속 및, 조향각의 변화를 검출하도록 된 것을 특징으로 하는 롤 오버 방지 기능을 갖춘 자동차의 태그 액슬 장치.