KR100471856B1 - 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 좌,우 바퀴를 연결하여 선회할 때 탄성적으로 비틀려진 후 탄성복원력으로 차체 기울기를 감소시키는 자동차용 스태빌라이저에 관한 것으로, 특히, 비틀림 강도가 가변되도록 구성되어 선회시 승차감과 직진 주행시 조정안정성을 개선할 수 있는 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저는 스태빌라이저 바로써 좌,우 바퀴를 연결하여 좌,우 바퀴에 높이차가 발생하는 경우 상기 스태빌라이저 바가 탄성적으로 비틀려져 그에 따른 탄성복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 자동차용 스태빌라이저에 있어서, 상기 스태빌라이저 바는 좌,우 스태빌라이저 바로 분할되고, 그 각 좌,우 스태빌라이저 바의 선단에 결합된 좌,우 고정구가 비틀림강도가 다르고 회전억지구조를 가진 제 1, 2 결속핀 중에서 선택되는 어느 하나의 결속핀에 의해 상대회전되지 않게 결속됨으로써, 비틀림 강도가 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 따르면 자동차가 선회할 때는 비틀림 강도가 작아지고 직진 주행할 때는 비틀림 강도가 커지도록 구성되어 있어 자동차의 조종안정성과 승차감 개선에 크게 기여할 수 있다.

Description

자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저{VARIABLE STABILIZER OF VEHICLES}

본 발명은 자동차의 좌,우 바퀴를 연결하여 자동차가 선회할 때 탄성적으로 비틀려져 그에 따른 탄성복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 자동차용 스태빌라이저에 관한 것으로, 특히, 선회시와 직진 주행시에 비틀림 강도가 가변되도록 구성되어 선회시 승차감과 직진 주행시 조정안정성을 개선할 수 있는 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 서스펜션은 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로, 노면으로부터 충격을 완화시키는 섀시 스프링과, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 양쪽 차축을 연결하여 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.

여기서 스태빌라이저는 차체의 뒤쪽에 횡방향으로 배치되어 좌우 리어 현가 아암에 양단이 결합되며, 좌우의 바퀴가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우의 바퀴가 서로 상대적으로 상하운동하는 경우에는 비틀려져 그 때에 발생하는 비틀림 탄성 복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 비틀림 봉 스프링의 역할을 한다. 즉, 선회시 원심력에 의해 차체가 어느 한 쪽으로 기울어지거나 혹은 주행 중 범프 또는 리바운드로 인해 좌우의 바퀴가 상대적으로 높이 차를 생길 때 이 스태빌라이저가 비틀려지면서 그에 따른 탄성 복원력으로 차체를 빨리 안정시켜 준다.

이와 같은 스태빌라이저의 비틀림 강성이 강하면 자동차는 조종안정성이 좋아지지만 대신 승차감이 나빠지게 되고 반대로 비틀림 강성이 약하면 조종안정성이 나빠지는 대신 승차감은 좋아진다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 단일 강봉으로 이루어져 뒤쪽 좌,우 바퀴(51,52)측에 결합되는 종래 자동차용 스태빌라이저(50)는 조종안정성과 승차감의 양쪽 성능을 어느 정도 만족하도록 그 비틀림 강도가 설계된다.

그러나, 이와 같은 종래 자동차용 스태빌라이저(50)는 비틀림 강도가 경직되어 있어 차체에 대하여 언제나 동일한 비틀림 탄성 복원력을 작용하기 때문에 조종안정성과 승차감을 두 성능 모두를 확실히 만족시키지 못하는 단점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 자동차용 스태빌라이저의 문제점을 개선하기 위하여, 선회시와 직진 주행시 비틀림 강도가 가변되도록 구성되어 승차감과 조정안정성 양 쪽 성능 모두를 개선할 수 있는 자동차용 스태빌라이저를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 좌,우 바퀴를 연결하여 좌,우 바퀴에 높이차가 발생하는 경우 탄성적으로 비틀려져 그에 따른 탄성복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 자동차용 스태빌라이저에 있어서, 좌,우 스태빌라이저 바로 분할되고, 그 각 좌,우 스태빌라이저 바의 선단에 결합된 좌,우 고정구가 비틀림강도가 다르고 회전억지구조를 가진 제 1, 2 결속핀 중에서 선택되는 어느 하나의 결속핀에 의해 상대회전되지 않게 결속됨으로써, 비틀림 강도가 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 바람직한 구성에 따르면, 상기 좌,우 고정구 중 어느 한 쪽 고정구에 제 1, 2 압력실이 형성되고, 상기 제 1, 2 결속핀은 상기 제 1, 2 압력실 중 어느 한 쪽 압력실에 유입되는 오일의 압력에 의해 다른 쪽 고정구에 선택적으로 끼워져 상기 좌,우 고정구를 선택적으로 결속하도록 구성된다.

더불어, 오일을 펌핑하는 오일공급수단과; 상기 오일공급수단이 펌핑하는 오일을 상기 제 1, 2 압력실 중 어느 한 쪽 압력실로 선택적으로 유도하면서 다른 압력실의 오일을 회수하도록 오일의 유로를 전환하는 방향전환밸브; 그리고, 속도센서와 조향각도 센서에서 입력되는 신호에 의해 선회의 여부를 판단하여 상기 방향전환밸브의 유로 연결 방향을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

이하, 바람직한 실시예를 통해 본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저 바의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 정면 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 구성도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 작동을 보여주는 정면 모식도이다.

도 2와 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저는, 좌,우로 분할된 상태에서 각각 자동차의 좌,우 뒤바퀴(51,52)측에 결합되는 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2), 상기 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)의 각 선단에 직렬로 결합되는 좌,우 고정구(3)(4), 상기 좌 고정구(3)를 우 고정구(4)에 해제 가능하게 결속하는 제 1, 2 결속핀(5)(6), 엔진의 동력으로 오일을 펌핑하는 오일펌프(9), 상기 오일펌프(9)가 펌핑하는 오일을 상기 제 1, 2 압력실(3a)(3b)에 선택적으로 유도하기 위한 방향전환밸브(10), 상기 방향전환밸브(10)의 작동을 제어하는 제어부(12) 등으로 구성되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 상기 좌,우 고정구(3)(4)는 플랜지 이음방식으로 각각 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)의 선단에 직렬 결합된다. 상기 좌 고정구(3)의 내부의 내,외측에는 동심원상의 제 1, 2 압력실(4a)(4b)이 축방향으로 형성된다. 상기 제 1, 2 압력실(4a)(4b)은 비틀림 강도가 다른 상기 제 1, 2 결속핀(5)(6)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 밀폐되며 이들 각 압력실(4a)(4b)은 도관을 통해 오일펌프(9)와 오일리저버(9)에 방향전환밸브(10)에 의해 선택적으로 연결된다. 그리고 상기 좌 고정구(3)와 마주 대하는 우 고정구(4)에는 상기 제 1, 2 결속핀(5)(6)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워질 수 있도록 제 1, 2 결속홈(4a)(4b)이 형성되고 그 각 그 각 결속홈(4a)(4b)에 끼워지는 상기 제 1, 2 결속핀(5)(6)을 탄성 지지할 수 있도록 제 1, 2 압축스프링(7)(8)이 내장된다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제 1, 2 결속핀(5)(6)의 외주와 상기 1, 2 압력실(4a)(4b) 및 상기 제 1, 2 결속홈(4a)(4b)에는 상기 결속핀들(5)(6)의 미끄럼 이동을 가능하게 하면서 상기 각 결속핀(5)(6)과 좌,우 고정구(3)(4)들이 서로 상대회전하지 못하도록 예컨대 스플라인 구조와 같은 회전억지구조가 성형된다. 이에, 상기 좌,우 고정구(3)(4)는 상기 제 1, 2 결속핀(5)(6)에 의해서 서로 상대회전하지 못하게 결속된다.

상기 제어부(12)는 차속센서(13)와 조향각도센서(14)에서 입력되는 신호에 의해 자동차의 차속과 선회여부를 판단한 후 밸브작동기구(11)를 매개로 방향전환밸브(10)가 오일 공급관(17)과 오일 회수관(18)을 제 1, 2 압력실(4a)(4b)에 선택적으로 연결하도록 제어한다. 설명되지 않는 부호 15는 제어부(12)에 전원을 공급하는 축전지이다.

이상과 같은 구성들로 이루어짐에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저는 다음과 같은 작동을 하게 되어 자동차의 조정안정성과 승차감을 크게 개선할 수 있다.

즉, 자동차가 직진 주행하거나 또는 저속으로 선회하는 경우 제어부(12)는 차속센서(13)와 조향각도센서(14)에서 입력되는 신호에 의해 밸브작동기구(11)를 매개로 방향전환밸브(10)를 동작시켜 오일펌프(9)가 펌핑하는 오일은 제 2 압축실(3b)로 공급되도록 하고 제 1 압축실(3a)의 오일은 오일 리저버(16)로 회수되도록 제어한다. 이에, 도 3에 도시된 바와 같이 비틀림 강도가 상대적으로 큰 제 2 결속핀(6)은 우 고정구(4)측으로 이동하여 좌,우 고정구(3)(4)를 결속하고, 제 1 결속핀(5)은 좌 고정구(3)측으로 복귀되어 좌,우 고정구(3)(4)에 대한 결속을 해제한다. 따라서 자동차가 직진 주행하거나 저속으로 선회할 때는 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)가 비틀림강도가 큰 제 2 결속핀(6)에 의해 결속되므로 스태빌라이저의 비틀림 강도가 커져 자동차의 조정안정성이 향상된다.

그리고, 자동차의 일정속도 이상으로 선회하여 차체에 원심력이 작용하게 되는 경우에는 제어부(12)가 차속센서(13)와 조향각도센서(14)에서 입력되는 신호에 의해 밸브작동기구(11)를 매개로 방향전환밸브(10)를 동작시켜 오일펌프(9)에서 펌핑된 오일이 제 1 압축실(3a)로 공급되도록 하고 제 2 압축실(3b)에 충전되었던 오일은 오일 리저버(16)로 회수되도록 제어한다. 이에, 도 5에 도시된 바와 같이 비틀림 강도가 상대적으로 작은 제 1 결속핀(5)은 우 고정구(4)측으로 이동하여 좌,우 고정구(3)(4)를 결속하고, 비틀림 강도가 큰 제 2 결속핀(6)은 좌 고정구(3)측으로 복귀되어 좌,우 고정구(3)(4)에 대한 결속을 해제한다. 따라서 자동차가 고속으로 선회하게 되는 경우에는 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)가 비틀림강도가 상대적으로 작은 제 1 결속핀(5)에 의해 결속되므로 스태빌라이저의 비틀림 강도가 작아져 차체의 기울기가 축소되므로 자동차의 승차감이 향상된다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저는 자동차가 직진 주행하거나 저속 선회하여 차체에 원심력이 작용하지 않을 때는 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)가 비틀림 강도가 큰 제 2 결속핀(6)에 의해 결속되어 비틀림 강도가 커지면서 자동차의 조정안정성을 높여주고, 고속 선회하여 차체에 원심력이 작용할 때는 좌,우 스태빌라이저 바(1)(2)가 비틀림 강도가 작은 제 1 결속핀(5)에 의해 결속되어 비틀림 강도가 감소되면서 승차감을 개선한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저는 자동차가 선회할 때는 비틀림 강도가 작아지고 직진 주행할 때는 비틀림 강도가 커지도록 구성되어 있으므로 자동차의 조종안정성과 승차감 개선에 크게 기여할 수 있다.

도 1은 종래 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저 정면 모식도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 정면 모식도.

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 구성도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저의 작동을 보여주는 정면 모식도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1, 2 : 좌,우 스태빌라이저 3, 4 : 좌우 고정구

3a,3b : 제 1, 2 압력실 5, 6 : 제 1, 2 연결핀

7, 8 : 제 1, 2 압축스프링 9 : 오일펌프

10 : 방향전환밸브 12 : 제어부

13 : 차속센서 14 : 조향각도 센서

Claims (3)

1. 스태빌라이저 바로써 좌,우 바퀴를 연결하여 좌,우 바퀴에 높이차가 발생하는 경우 상기 스태빌라이저 바가 탄성적으로 비틀려져 그에 따른 탄성복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 자동차용 스태빌라이저에 있어서,

   상기 스태빌라이저 바는 좌,우 스태빌라이저 바로 분할되고, 그 각 좌,우 스태빌라이저 바의 선단에 결합된 좌,우 고정구가 비틀림강도가 다르고 회전억지구조를 가진 제 1, 2 결속핀 중에서 선택되는 어느 하나의 결속핀에 의해 상대회전되지 않게 결속됨으로써, 비틀림 강도가 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 좌,우 고정구 중 어느 한 쪽 고정구에 제 1, 2 압력실이 형성되고,

   상기 제 1, 2 결속핀은 상기 제 1, 2 압력실 중 어느 한 쪽 압력실에 유입되는 오일의 압력에 의해 다른 쪽 고정구에 선택적으로 끼워져 상기 좌,우 고정구를 선택적으로 결속하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저.
3. 제 2 항에 있어서

   오일을 펌핑하는 오일공급수단;

   상기 오일공급수단이 펌핑하는 오일을 상기 제 1, 2 압력실 중 어느 한 쪽 압력실로 선택적으로 유도하면서 다른 압력실의 오일을 회수하도록 오일의 유로를 전환하는 방향전환밸브;

   속도센서와 조향각도 센서에서 입력되는 신호에 의해 선회의 여부를 판단하여 상기 방향전환밸브의 유로 연결 방향을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 비틀림 강도 가변형 스태빌라이저.