KR100820460B1 - 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쇽 업소버를 구성하는 어퍼바디와 로어바디의 내부에 각각 전원의 공급 정도에 따라 전자기력의 변화를 구현하는 전자석 유닛을 설치함으로써, 주행중 노면으로부터 입력되는 하중에 따라 전자석 유닛에 제공되는 전원을 적절하게 제어하고, 이로부터 구현되는 댐핑력의 가변적인 조절을 통해 정상적인 완충 기능이 구현될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상단부가 차체에 고정되는 중공형 어퍼바디와; 상기 어퍼바디와 연결축을 매개로 동축상으로 배치되어 차륜의 범프 및 리바운드시 상기 어퍼바디의 내부로 출몰가능하게 설치되고, 하단부가 현가아암에 고정되는 중공형 로어바디; 상기 어퍼바디와 상기 로어바디에 상호 동일한 극성끼리 마주 보도록 각각 설치되고, 인가되는 전원의 크기에 따라 발생되는 자력의 정도가 조절되는 제1,제2 전자석 유닛; 주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화를 검출하는 하중 감지부; 상기 하중 감지부로부터 검출되는 하중의 변화에 따라 상기 전자석 유닛에 인가되는 전원을 조절하는 전원인가 조절부 및; 상기 전원인가 조절부에 전원을 제공하는 배터리 유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치{shock absorber device using electromagnetic force of automotive vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치의 구성을 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-어퍼바디 12-휠 하우징

14-로어바디 16-연결축

18,20-제1,제2 전자석 유닛 22-하중 감지부

24-전원인가 조절부 26-배터리 유닛

28-범프 스토퍼 30-리턴 스프링

36-배터리 관리 시스템 38-캐패시터

본 발명은 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주행중 노면으로부터 입력되는 하중에 따라 전자기력의 변화를 매개로 댐핑력을 가변적으로 조절할 수 있도록 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 현가계통에 적용되는 쇽 업소버 장치는 주로 유압이나 공압을 이용하는 것으로, 경우에 따라서는 유압과 공압을 병행하여 이용하기도 한다.

이러한 종래의 쇽 업소버 장치는 내부에 봉입된 오일과 같은 액체나 기체가 구현하는 댐핑력을 매개로 노면으로부터 차체로 입력되는 하중을 완충하게 되는 바, 기존 쇽 업소버 장치에서는 내구시 또는 잦은 험로의 주행 및 무거운 중량물을 적재함에 따라, 내부에 봉입된 액체나 기체가 외부로 누설되는 기밀의 문제가 발생하는 문제가 있었다.

이에 따라, 종래에는 쇽 업소버 장치의 손상 발생시 새로운 부품으로 교환하였는 데, 쇽 업소버 장치의 교환시에는 차륜의 휠 얼라인먼트를 새롭게 재조정해야 하는 번거러움이 있어 왔다.

만약, 쇽 업소버 장치의 교환시 차륜의 휠 얼라인먼트를 재조정하지 않을 경우에는 최초 출고시 장착된 쇽 업소버 장치에 비해 성능의 구현에 있어 많은 차이가 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 고려하여 안출된 것으로, 쇽 업소버를 구성하는 어퍼바디와 로어바디의 내부에 각각 전원의 공급 정도에 따라 전 자기력의 변화를 구현하는 전자석 유닛을 설치함으로써, 주행중 노면으로부터 입력되는 하중에 따라 전자석 유닛에 제공되는 전원을 적절하게 제어하고, 이로부터 구현되는 댐핑력의 가변적인 조절을 통해 정상적인 완충 기능이 구현될 수 있도록 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상단부가 차체에 고정되는 중공형 어퍼바디와;

상기 어퍼바디와 연결축을 매개로 동축상으로 배치되어 차륜의 범프 및 리바운드시 상기 어퍼바디의 내부로 출몰가능하게 설치되고, 하단부가 현가아암에 고정되는 중공형 로어바디;

상기 어퍼바디와 상기 로어바디에 상호 동일한 극성끼리 마주 보도록 각각 설치되고, 인가되는 전원의 크기에 따라 발생되는 자력의 정도가 조절되는 제1,제2 전자석 유닛;

주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화를 검출하는 하중 감지부; 상기 하중 감지부로부터 검출되는 하중의 변화에 따라 상기 전자석 유닛에 인가되는 전원을 조절하는 전원인가 조절부 및;

상기 전원인가 조절부에 전원을 제공하는 배터리 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 중공형 어퍼바디(10)는 이의 상단부가 차체측 휠 하우징(12)에 고정되고, 중공형 로어바디(14)는 상기 어퍼바디(10)와 연결축(16)을 매개로 동축상으로 배치되어 차륜의 범프 및 리바운드시 상기 어퍼바디(10)의 내부로 출몰가능하게 설치되고 하단부가 차륜측 현가아암에 고정되며, 상기 어퍼바디(10)와 상기 로어바디(14)에는 상호 동일한 극성끼리 마주 보도록 각각 설치되고 인가되는 전원의 크기에 따라 발생되는 자력의 정도가 조절되는 제1,제2 전자석 유닛(18,20)이 구비된다.

이 경우, 상기 어퍼바디(10)와 상기 휠 하우징(12) 사이에는 완충성 재질의 인슐레이터(12a)가 설치되어 있어, 상기 어퍼바디(10)를 통해 상기 휠 하우징(12)으로 입력되는 하중을 상기 인슐레이터(12a)가 중간에서 효과적으로 차단하게 된다.

하중 감지부(22)는 상기 어퍼바디(10)에 설치되어 주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화를 검출하고, 전원인가 조절부(24)는 상기 하중 감지부(22)로부터 검출되는 하중의 변화에 따라 상기 제1,제2 전자석 유닛(18,20)에 인가되는 전원의 크기를 각각 조절하며, 배터리 유닛(26)은 상기 전원인가 조절부(24)에 전원을 제공하도록 연결된다.

여기서, 상기 어퍼바디(10)와 상기 로어바디(14)를 동축상으로 지지하는 상기 연결축(16)은 하단이 상기 로어바디(14)의 기저부에 고정되고, 상단이 상기 차체측 휠 하우징(12)을 관통하여 설치된다.

이 경우, 상기 연결축(16)은 상기 제1,제2 전자석 유닛(18,20)을 관통하여 설치된다.

그리고, 상기 어퍼바디(10)측 제1 전자석 유닛(18)의 저면부에는 풀 범프시 상기 로어바디(14)측 제2 전자석 유닛(20)과의 직접적인 접촉에 따른 충격을 완충시키기 위한 범프 스토퍼(28)가 설치된다.

이 경우, 상기 범프 스토퍼(28)는 상기 로어바디(14)의 상단부를 향하도록 배치된다.

또한, 상기 로어바디(14)측 제2 전자석 유닛(20)의 저면부는 상기 로어바디(14)의 내부에 설치된 리턴 스프링(30)을 매개로 탄발지지되는 바, 상기 리턴 스프링(30)은 상기 제2 전자석 유닛(20)의 저면부를 지지하는 상단 브라켓(32)과, 상기 로어바디(14)의 기저부에 배치된 하단 브라켓(34) 사이에서 상기 연결축(16)의 외주에 끼워지도록 배치된다. 이에 따라, 상기 어퍼바디(10)측 제1 전자석 유닛(18)과 상기 로어바디(14)측 제2 전자석 유닛(20) 사이에서 척력의 작용시 발생되는 충격력은 상기 제2 전자석 유닛(20)의 저면부를 지지하는 상기 리턴 스프링(30)의 수축작용에 의해 효과적으로 감쇠될 수 있게 된다.

한편, 상기 하중 감지부(22)는 상기 어퍼바디(10)의 하단부에 설치되어, 상기 로어바디(14)와의 사이의 이격거리를 검출하는 포지션 센서로 이루어진다. 즉, 상기 하중 감지부(22)는 주행중 상기 어퍼바디(10)의 하단부와 상기 로어바디(14)의 상단부 사이의 상대 이격거리를 실시간으로 검출하여 상기 전원인가 조절부(24)에 출력하도록 되어 있다. 도면중 미설명 부호 22a는 상기 로어바디(14)의 외주에 고정되어 상기 하중 감지부(22)가 어퍼바디(10)와 로어바디(14) 사이의 이격거리를 검출하는 데에 있어 기준점의 역할을 하는 기준점 설정부재이다.

그리고, 상기 전원인가 조절부(24)는 하이브리드 자동차의 경우에 배터리 관리 시스템(36)의 제어를 받도록 구성되고, 상기 전원인가 조절부(24)는 안정적인 전원의 공급을 위한 캐패시터(38)를 구비하고 있는 데, 상기 캐패시터(38)는 상기 배터리 유닛(26)과 전기적으로 연결되어 있다. 즉, 상기 캐패시터(38)는 주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화가 급격하게 이루어질 경우를 대비하여 상기 전원인가 조절부(24)에 항상 적정의 전원을 안정적으로 제공할 수 있는 기능을 수행하는 것이다.

또한, 상기 배터리 유닛(26)은 하이브리드 자동차의 경우에 상기 배터리 관리 시스템(36)의 제어에 따라 충/방전이 조절되는 배터리로 이루어진다.

따라서, 주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화는 상기 하중 감지부(22)에 의해 검출되고, 상기 전원인가 조절부(24)는 상기 하중 감지부(22)를 통해 검출되는 하중의 변화에 부합하여 상기 제1,제2 전자석 유닛(18,20)에 각각 제공되는 전원의 크기를 조절하게 된다.

이 결과, 상기 제1,제2 전자석 유닛(18,20)에서 각각 발생되는 척력은 상기 어퍼바디(10)와 상기 로어바디(14) 사이의 이격거리를 적정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1,제2 전자석 유닛(18,20)이 구현하는 전자기력에 의한 댐핑력을 매개로 노면으로부터 차체로 입력되는 하중을 중간에서 효과적으로 감쇠시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 쇽 업소버 장치는 종래와 같이 유압 및 공압을 이용하는 것이 아니라 전자석에 의한 전자기력을 이용하는 것이므로, 내구시에도 정상적인 기능의 수행을 다할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 쇽 업소버 장치에서는 제1,제2 전자석 유닛(18,20)이 구 현하는 전자기력을 매개로 댐핑력의 조절을 할 수 있으므로, 종래 유압 및 공압을 이용한 쇽 업소버 장치에 비해 응답성이 뛰어날 뿐만 아니라, 그에 따른 승차감의 향상 및 조정의 안정성을 증진시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치에 의하면, 쇽 업소버 장치가 종래와 같이 유압 및 공압을 이용하지 않고, 인가되는 전원의 크기에 따라 가변적인 전자기력을 생성하는 전자석을 이용하는 것이므로, 댐핑력의 조절이 가능할 뿐만 아니라, 댐핑력의 조절에 있어서 기존 유압 및 공압을 이용한 쇽 업소버 장치에 비해 응답성이 뛰어나다는 이점이 있게 된다.

아울러, 댐핑력의 조정에 있어서 빠른 응답성을 매개로 승차감의 향상 및 조정의 안정성을 증진시킬 수 있게 되며, 내구시에도 기존의 유압 및 공압을 이용한 쇽 업소버 장치에 비해 누설에 대한 문제가 배제되므로 정상적인 기능을 수행할 수 있다는 이점이 있게 된다.

Claims (8)

1. 상단부가 차체에 고정되는 중공형 어퍼바디와;

   상기 어퍼바디와 연결축을 매개로 동축상으로 배치되어 차륜의 범프 및 리바운드시 상기 어퍼바디의 내부로 출몰가능하게 설치되고, 하단부가 현가아암에 고정되는 중공형 로어바디;

   상기 어퍼바디와 상기 로어바디에 상호 동일한 극성끼리 마주 보도록 각각 설치되고, 인가되는 전원의 크기에 따라 발생되는 자력의 정도가 조절되는 제1,제2 전자석 유닛;

   주행중 노면으로부터 입력되는 하중의 변화를 검출하는 하중 감지부;

   상기 하중 감지부로부터 검출되는 하중의 변화에 따라 상기 전자석 유닛에 인가되는 전원을 조절하는 전원인가 조절부 및;

   상기 전원인가 조절부에 전원을 제공하는 배터리 유닛을 구비하고;

   상기 제1 전자석 유닛의 저면부에는 풀 범프시 상기 제2 전자석 유닛과의 직접적인 접촉에 따른 충격을 완충시키기 위한 범프 스토퍼가 설치되며;

   상기 제2 전자석 유닛의 저면부는 상기 로어바디의 내부에 설치된 리턴 스프링을 매개로 탄발지지되어 구성되는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 연결축은 하단이 상기 로어바디의 기저부에 고정되고, 상단이 상기 차체를 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 연결축은 상기 제1,제2 전자석 유닛을 관통하여 설치된 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 범프 스토퍼는 상기 로어바디의 상단부를 향하도록 배치된 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 리턴 스프링은 상기 제2 전자석 유닛의 저면부를 지지하는 상단 브라켓과, 상기 로어바디의 기저부에 배치된 하단 브라켓 사이에서 상기 연결축의 외주에 끼워지도록 배치된 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 전원인가 조절부는 하이브리드 자동차의 경우에 배터리 관리 시스템의 제어를 받도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자기력을 이용한 차량의 쇽 업소버 장치.

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