KR100847466B1

KR100847466B1 - 버스의 에어쿠션 시스템

Info

Publication number: KR100847466B1
Application number: KR1020070034635A
Authority: KR
Inventors: 김은성
Original assignee: 다이모스(주)
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2008-07-22

Abstract

본 발명은 버스의 주행 중 충격을 흡수하고, 차체를 휠의 상부로 상승시켜 일정한 높이를 유지시키는 에어쿠션 시스템에 있어서, 차량의 차체를 차축에서 일정거리만큼 자동으로 상승시키고, 전/후진시 발생하는 일측방의 차축 하중에 상방향으로 작용하는 에어백을 형성하여 차체를 항상 지면으로부터 일정한 높이에 위치시키도록 한 버스의 에어쿠션 시스템에 관한 것이다.

따라서 본 발명은 대형버스에서 전진이나 후진시에 발생되는 차체가 일측으로 쏠리는 현상을 해소하고, 안정된 운행을 유도할 수 있게 한 유용한 발명이다.

또한 본 발명은 모든 구성요소의 작동이 자동으로 이루어지기에 편리하고 내구성이 높다.

회동간, 제1스프로켓, 제2스프로켓, 유압실린더, 연통관

Description

버스의 에어쿠션 시스템{The system of air cushion in bus}

도 1은 종래의 에어쿠션 시스템을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 앞바퀴에 장착된 에어쿠션 시스템을 도시한 시스템도,

도 3은 본 발명의 연동수단을 전체 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 에어쿠션 시스템을 전체도시한 시스템도이다.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

10; 회동간 11; 스페어타이어

12, 112; 힌지 20, 120; 유압실린더

21, 121; 연통관 22, 122; 높이조절피스톤

25, 125; 에어백 26, 126; 연동피스톤

30; 앞바퀴 70; 뒷바퀴

71; 제1스프로켓 72; 제2스프로켓

73; 연결체인 90; 연동수단

90; 연동수단

본 발명은 버스 차체를 휠의 상부로 상승시키는 에어쿠션 시스템에 있어서, 차량의 차체를 차축에서 일정거리만큼 자동으로 들어올리고, 전진이나 후진으로 인하여 일측방의 차축에 작용하는 하향하는 힘에 대하여 상 방향으로 작용하는 에어백을 형성하여, 차체를 항상 지면으로부터 일정한 높이에 위치시키도록 한 버스의 에어쿠션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 경우 바퀴와 지면에서 발생되는 마찰과 진동을 상쇄시키기 위해서 탄성스프링이 내장된 쇼바를 장착하고 있다. 그리고 대형의 버스는 이러한 장치로서 탄성스프링을 사용하지 않고 에어스프링을 장착한 차량이 요즘들어 각광을 받고 있다. 이유는 상기 에어스프링의 경우 필요한 경우에 내부의 공압을 조절함으로서 그 탄성력을 자유자재로 조절할 수 있으며, 그에 따라 차량의 차체의 높이를 손쉽게 제어할 수 있기 때문이다.

따라서 이러한 종래 에어스프링 장착시스템을 도시된 도 1과 함께 상세히 살펴본다. 즉, 도시된 도 1에서처럼, 차량의 바퀴(3) 상부로 에어백(5)이 장착된다. 즉, 상기 에어백(4)은 내부에 고압의 공기로 차있기에 그 공압을 이용하여 차체를 받치고 있는 작용을 하는 거이다. 따라서 그 측면에서 연통관(6)을 통해 연통된 공기주입펌프(1)가 상기 에어백(5)에 공기를 주입하게 되면, 상기 에어백(5)은 그 프 스톤(4)를 뻗어 차체를 상승시킬 것이고, 이와 반대로 상기 공기주입펌프(1)가 공기를 빼내게 되면 차체는 그 만큼 하향하는 결과를 가져온다.

물론 버스의 경우 운행 중에 굴곡진 도로를 운행할 경우가 있고, 무거운 짐을 올린 상태에서 주행할 경우도 있기에 항상 일정한 수준으로 자체를 지면의 상부로 상승시킨 상태로 유지시킬 수 없다. 따라서 이를 자동으로 조절하기 위해서 상기 공기주입펌프(1)의 하단에는 센서(2)를 부착하고 있다. 즉, 이 센서(2)가 작용하여 차체가 너무 많이 지면과 접해 있다고 판단한다면, 제어부의 통제하에 상기 공기주입펌프(1)는 작동을 하여 상기 에어백(5)에 공기를 넣어 차체를 상승시키고, 센서(2)가 차체가 너무 많이 올라가 있다고 판단한다면 전술된 작용과는 역방향으로 작동시켜 차체를 하향시킬 것이다.

그러나 이러한 종래의 에어쿠션시스템은 다음과 같은 문제점이 발생된다. 즉, 차량의 무게는 시시각각으로 변하고 특히 달리는 주행중에 갑작스러운 정지가 이루어진다면, 그 차량에 작용하는 관성과 가속도에 따라 앞뒤가 흔들릴 소지가 있다. 만일 전방으로 직진을 하다가 주행을 멈추게 되면 앞 바퀴쪽 차축은 지면으로 하향하는 힘을 받을 것이고, 뒷 바퀴축은 상승되는 힘을 받을 것이다. 따라서 이러한 불균형한 힘은 차체에 진동을 발생시키고 심하게는 차가 뒤집어지는 현상을 발생시키기도 한다.

상기한 문제점을 해결한 본 발명은, 버스 차체를 휠의 상부로 상승시키는 에어쿠션 시스템에 있어서, 스페어타이어과 결합되고, 중심의 힌지를 축으로 회전하는 회동간과; 상기 회동간 끝단과 결합된 유압실린더와; 상기 유압실린더와 연통된 연통관의 타측으로 연통되는 높이조절피스톤이 결합된 에어백과; 상기 에어백의 연동피스톤 끝단에 연결된 앞바퀴과; 상기 에어백과 앞바퀴와의 거리를 측정하는 센서와 연계하여 상기 에어백의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프가; 결합되어 앞 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템을 제공하고자 한다.

따라서 본 발명은 앞 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 에어쿠션 시스템에 있어서, 상기 힌지의 회전이 연동수단에 의해 연동 회전되는 뒷바퀴쪽 에어쿠션의 힌지와; 상기 힌지를 중심으로 회전하는 회동간과; 상기 회동간 끝단과 결합된 유압실린더와; 상기 유압실린더와 연통된 연통관의 타측으로 연통되는 높이조절피스톤이 결합된 에어백과; 상기 에어백의 연동피스톤 끝단에 연결된 뒷바퀴와; 상기 에어백과 뒷바퀴와의 거리를 측정하는 센서와 연계하여 상기 에어백의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프가; 결합되어 앞 바퀴의 승하강방향과 반대 방향으로 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템을 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 상기 앞 바퀴의 승하강방향과 반대 방향으로 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 연동수단은, 상기 앞 힌지에 일체로 체결된 제1스프로켓과; 뒷쪽 힌지에도 일체로 체결하는 제2스프로켓과; 상기 제1스프로켓과 제2스프로켓을 연결하는 연결체인과; 상기 제2스프로켓이 결합된 뒷쪽 힌지에 하향한 상태로 결합된 회동간으로 형성되어, 앞바퀴와 뒷바퀴에서 각각 유압실린더를 서로 역방향으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명은 버스 차체를 휠의 상부로 상승시키는 에어쿠션 시스템에 관한것이다. 따라서 본 발명의 구성과 그 작용을 도시된 도 2 내지 4와 함께 상세히 설명한다.

즉, 본 발명은 도시된 도 2에서처럼, 스페어타이어(11)과 결합되고, 힌지(12)와 일체로 구성되되, 중심의 힌지(12)를 축으로 회전하는 회동간(10)이 있고, 상기 회동간(10) 끝단과 결합된 유압실린더(20)가 있다. 또한 상기 유압실린더(20)와 연통된 연통관(21)의 타측으로 연통되는 높이조절피스톤(22)이 결합된 에어백(25)이 있고, 상기 에어백(25)의 연동피스톤(26) 끝단에 연결된 앞바퀴(30)가 있다. 그리고 상기 에어백(25)과 앞바퀴(30)와의 거리를 측정하는 센서(41)와 연계하여 상기 에어백(25)의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프(40)가 있다. 따라서 이들이 결합되어 앞 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것이다.
이때, 상기 회동간(10)의 힌지(12)와 스페어타이어(11)의 거리는 상기 힌지(12)와 회동간(10)의 끝단의 거리보다 길기 때문에 지렛대원리에 의하여 스페어타이어(11)의 움직임에 의한 힘을 배력시켜 유압실린더(20)를 구동시키도록 구성된다. 또한, 상기 유압실린더(20)의 피스톤 면적은 상기 높이조절피스톤(22)의 면적보다 작기 때문에 파스칼의 법칙에 의하여 높이조절피스톤(22)에 전달되는 힘이 배력된다.
즉, 힌지(12)를 중심으로 회전하는 스페어타이어(11)의 힘이 회동간(10)의 지렛대원리에 의해 배력되어 유압실린더(20)에 전달되고, 유압실린더(20)의 힘이 파스칼 법칙에 의해 더욱 배력되어 높이조절피스톤(22)에 전달되어 앞바퀴(30)에 전달되는 것이다.

본 발명은 일반적인 상황에서는 상기 공기주입펌프(40)와 센서(41)의 작동으로 인하여 상기 차체를 지면의 상부로 들어올리는 것으로 만족을 한다. 그러나 예외적인 경우 즉, 차량이 고속으로 진행중이거나 또는 경사면을 타고 내려오는 경우 및 경사면을 타고 올라가는 경우 같이 특별한 상황에서도 활용될 수 있는 시스템을 요구한다.

따라서 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위하여 버스가 진행을 하다가 급브레이크를 잡아 정지하는 상황에서의 에어쿠션 시스템의 작동을 설명한다. 즉, 만일 버스가 진행을 하다가 갑자기 정지하게 되면 관성이 작용하여 실질적으로는 계속되는 전진을 유지하려고 한다. 물론 버스의 앞바퀴(30)는 브레이크가 잡혀있는 상태이기에 전진은 하지 못하고, 차체가 지면에 기우는 방향으로 힘이 작용하는 것이다. 물론 뒷바퀴(70) 쪽은 이와는 반대로 바퀴가 들리는 방향으로 힘이 작용하게 된다. 따라서 차체는 앞바퀴(30) 쪽이 하향되고 뒷바퀴 쪽이 상향되는 방향으로 힘을 부여받는다. 이는 운행에서 상당히 위험을 내포할 소지가 많다. 따라서 본 발명은 이를 에어쿠션 시스템으로 해결하려고 하였다. 즉, 앞바퀴(30) 쪽은 이러한 경우에서 상승시키는 힘을 부여하고 뒷바퀴 쪽은 하향시키는 힘을 부여하여 전체적으로 차체가 일정한 위치에 있도록 유도하는 것이다.

그럼 그러한 작용을 상세히 설명한다. 즉, 도시된 도 2의 화살표 방향으로 차량이 전진하다가 멈추게 되면, 상기 버스의 운전석 하단에 매달려 있던 스페어타이어(11)는 관성에 의해 계속적인 전진운동을 수행하게 된다. 이때 이 전진운동은 상기 스페어타이어(11)가 결합된 회동간(10)을 힌지(12)를 중심으로 시계방향으로 회전시킬 것이고, 이 회동간(10)의 회전은 그 중심부에서 축 작용을 하고 회동간(10)과 일체로 형성된 힌지(12)를 회전시키게 된다. 즉, 도 3에 도시된 방향으로 힌지(12)를 회전시키게 된다. 이때 상기 회동간(10)의 타단은 그 길이가 확장된 상태에서 상기 유압실린더(20)의 축과 결합되어 있고, 상기 축이 삽입되면서 유압실린더(20)는 그 대경실이 좁아지는 축소 현상을 보이게 된다. 즉, 상기 회동간(10)이 시계방향으로 회전하면 그에 따라 상기 유압실린더(20)도 축소되는 것이다. 또한 이러한 유압실린더(20)의 대경실 축소는 그 대경실에 존재하는 유압을 도시된 연통관(21)을 통해 배출시키는 결과를 가져오며, 이 배출된 유압이 바로 상기 높이조절피스톤(22)을 가압하는 결과를 가져온다. 또한 상기 높이조절피스톤(22)이 가압되면, 에어백(25)의 내부로 강한 공압을 주입하는 결과를 가져오며, 상기 그 공압이 에어백(25) 타측으로 연결된 연동피스톤(26)을 밀어주는 결과를 가져와 전체적으로 상기 앞바퀴(30) 축을 밀어주는 작용을 한다. 즉, 앞바퀴(30) 쪽 차체가 들리는 에어백(25)의 탄성계수를 높이는 작용을 하는 것이다.

결국 차량이 전진하다 멈추게 되면, 앞바퀴 쪽 차체는 하향하여 지면과 붙으려하는 힘이 작용될 것이고, 바로 이러한 순간에 본 발명의 에어쿠션시스템을 작동하여 상기 힘과는 정 역방향의 차체를 상승시키는 작용을 하여 차체를 밀어주는 것이다.

그리고 본 발명은 상기 힌지(12)에는, 상기 힌지(12)의 회전과 연동하여 뒷 바퀴축 에어백(125)의 힌지(112)를 회전시켜 유압실린더(120)를 역으로 작동시키는 연동수단(90)을 구성한다. 그 이유는 상기와 같이 차량이 전진하다 멈추게 되면, 앞바퀴 쪽 차체는 하향하여 지면과 붙으려하는 힘이 작용되는 반면에, 뒷 바퀴쪽 차체는 상향하여 지면과 멀어지려는 힘이 작용하기 때문에 이를 보완하기 위해 상기 앞바퀴 쪽과는 달리 뒷바퀴 쪽에서는 뒷바퀴를 지면으로 내리는 방향으로 힘을 작용해야만 하기에 그러하다.
즉, 앞바퀴 쪽을 들으려 했기에 뒷바퀴 쪽은 하향시키는 힘을 작용하여 차체를 전체적으로 안정적이게 유도하려고 하는 것이다. 바로 이를 위해서 앞바퀴(30) 쪽 에어쿠션 시스템과는 정 역방향으로 작용시키기 위해 운동을 연계시킨 연동수단(90)이 비치되는 것이다. 즉, 앞바퀴(30)의 움직임과 동시에 작용을 시작하되, 앞바퀴(30) 쪽 에어쿠션 시스템과는 정 반대의 작용을 시키기 위한 연동수단(90)인 것이다.
이를 위해 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 힌지(112)와 일체로 형성된 회동간(110)이 형성되고, 상기 회동간(110)의 타단은 유압실린더(120)의 축과 체결되며, 상기 유압실린더(120)는 연통관(121)을 통해 연통된 높이조절피스톤(122)의 축과 연결된다. 그리고, 상기 높이조절피스톤(122)이 결합된 에어백(125)이 있고, 상기 에어백(125)의 연동피스톤(126) 끝단에 연결된 뒷바퀴(70)가 있다. 그리고 상기 에어백(125)과 뒷바퀴(70)와의 거리를 측정하는 센서(141)와 연계하여 상기 에어백(125)의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프(140)가 있다. 따라서 이들이 결합되어 뒷바퀴(70)쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것이다.

즉, 상기 뒷바퀴(70)쪽 에어쿠션을 역으로 작동시키는 연동수단(90)은, 도시된 도 3에서처럼, 상기 앞 힌지(12)에 상기 힌지(12)와 일체로 형성된 제1스프로켓(71)이 있고, 뒷쪽 힌지(112)에도 상기 힌지(112)와 일체로 형성된 제2스프로켓(72)이 있다. 또한 상기 제1스프로켓(71)과 제2스프로켓(72)을 연결하는 연결체인(73)이 있고, 상기 제2스프로켓(72)이 결합된 뒷쪽 힌지(112)에 하향한 상태로 결합된 회동간(110)이 있다. 따라서, 스페어타이어(11)의 전진에 의해 제1스프라켓(71)이 시계방향으로 회전하면, 상기 연동수단에 의해 제2스프라켓(72)도 시계방향으로 회전하게 되고, 앞바퀴의 회동간(10)에 의하여 유압실린더(20)의 축이 실린더 내로 삽입되는 반면에, 뒷바퀴의 회동간(110)에 의하여 유압실린더(120)의 축 실린더 외부로 돌출됨으로써 앞바퀴와 뒷바퀴의 각 유압실린더(20, 120)가 서로 역방향으로 작동되는 것이다.

상기 차량이 전진을 하고, 스페어타이어(11)가 도시된 방향으로 힘을 받게 되면, 그에 결합된 회동간(10)은 연동을 한다. 또한 이 회동간(10)의 연동은 그 중심부에 고정된 힌지(12)가 시계방향으로 회전을 하게 되는 결과를 가져오며, 이 회전이 그 힌지에 고정된 제1스프로켓(71)을 회전시키게 된다. 그리고 이 제1스프로켓(71)은 타측 즉, 뒷바퀴 쪽에 형성되는 힌지(112)에 결합된 제2스프로켓(72)과 연결체인(73)으로 결합된 상태이기에 상기 연결체인(73)을 도시된 화살표의 방향으로 당기게 된다. 이 당겨지는 힘은 역시 상기 힌지(112)를 회전시켜 주게 된다. 물론 이 힌지(112)에는 도시된 것처럼, 별도의 회동간(110)이 결합된 상태인데, 상기 앞바퀴(30) 쪽 회동간(10)과는 달리 하향된 상태로 체결되어 있다. 그리고 바로 이 회동간(110)에 상기 유압실린더(120)가 결합되어 있는 것이다. 따라서 상기 회동간(110)이 화살표 방향으로 이동하게 되면, 상기 화살표 방향으로 상기 유압실린더(120)의 축을 빼내게 되고, 이는 전술된 앞바퀴(30) 쪽 유압실린더(20)와는 달리 그 대경실을 넓히는 역방향의 힘을 작용시키는 것이다. 그리고 이러한 힘은 도시된 연통관(121)을 통해서 상기 높이조절피스톤(122)을 잡아당기는 결과를 가져오고, 이 작용이 상기 에어백(125)의 내부에 비치된 상기 연동피스톤(126)을 잡아당기는 결과를 가져와 결국 상기 뒷바퀴(70)를 상승시키는 작용을 한다. 즉, 상기 앞바퀴(30)와는 정 역방향의 작용을 낳는 것이다.

그럼 본 발명에서 상기 뒷바퀴(70)에 구성된 에어쿠션 시스템을 도시된 도면과 함께 그 구성을 설명한다. 즉, 상기 회동간(110)의 끝단에도, 상기 회동간(110) 끝단과 결합된 유압실린더(120)이 있고, 상기 유압실린더(120)와 연통된 연통관(121)의 타측으로 연통된 높이조절피스톤(122)이 결합된 에어백(125)이 있다. 또한 상기 에어백(125)의 연동피스톤(126) 끝단에 연결된 뒷바퀴(70)이 있고, 상기 에어백(125)과 뒷바퀴(70)과의 거리를 측정하는 센서(141)와 연계하여 상기 에어백(125)의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프(140)가 있다. 따라서 상기 구성요소들이 결합되어 차체를 앞바퀴(30)와는 역으로 자동으로 승하강시키는 것이다.

결국 전술된 앞바퀴(30) 쪽 에어쿠션시스템과 동일 구조의 구성요소들이 조합된 시스템이다. 단지 상기 회동간(10)의 작용에 따라 유압실린더(20)가 역방향으로 힘을 받을 수 있도록 전방의 회동간(10)은 힌지(12)보다 상승시켜 그 상단에 유압실린더(20)를 장착하고, 후방의 회동간(110)은 힌지(112)에서 하향되는 방향으로 연장시켜 그 끝단에 유압실린더(120)의 축을 결합한 것이 차이가 있다. 물론 이러한 구성적 차이로 인하여 상기 유압실린더(120)는 시소의 방식처럼 서로 역방향의 연동을 달성한다.

이상의 설명에서처럼, 본 발명은 대형버스에서 전진이나 후진시에 발생되는 차체가 일측으로 쏠리는 현상을 해소하고, 안정된 운행을 유도할 수 있게 한 유용한 발명이다.

Claims

버스 차체를 휠의 상부로 상승시키는 에어쿠션 시스템에 있어서,

스페어타이어(11)과 결합되고, 중심의 힌지(12)를 축으로 회전하는 회동간(10)과;

상기 회동간(10) 끝단과 결합된 유압실린더(20)와;

상기 유압실린더(20)와 연통된 연통관(21)의 타측으로 연통되는 높이조절피스톤(22)이 결합된 에어백(25)과;

상기 에어백(25)의 연동피스톤(26) 끝단에 연결된 앞바퀴(30)과;

상기 에어백(25)과 앞바퀴(30)와의 거리를 측정하는 센서(41)와 연계하여 상기 에어백(25)의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프(40)가; 결합되어 앞 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 힌지(12)의 회전이 연동수단(90)에 의해 연동 회전되는 뒷바퀴쪽 에어쿠션의 힌지(112)와;

상기 힌지(112)를 중심으로 회전하는 회동간(110)과;

상기 회동간(110) 끝단과 결합된 유압실린더(120)와;

상기 유압실린더(120)와 연통된 연통관(121)의 타측으로 연통되는 높이조절피스톤(122)이 결합된 에어백(125)과;

상기 에어백(125)의 연동피스톤(126) 끝단에 연결된 뒷바퀴(70)와;

상기 에어백(125)과 뒷바퀴(70)와의 거리를 측정하는 센서(141)와 연계하여 상기 에어백(125)의 내부에 공기를 주입시키거나 빼주는 공기주입펌프(140)가; 결합되어 앞 바퀴의 승하강방향과 반대 방향으로 바퀴쪽 차체를 자동으로 승하강시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 연동수단(90)은,

상기 앞 힌지(12)에 일체로 체결된 제1스프로켓(71)과;

뒷쪽 힌지(112)에도 일체로 체결하는 제2스프로켓(72)과;

상기 제1스프로켓(71)과 제2스프로켓(72)을 연결하는 연결체인(73)과;

상기 제2스프로켓(72)이 결합된 뒷쪽 힌지(112)에 하향한 상태로 결합된 회동간(110)으로 형성되어, 앞바퀴와 뒷바퀴에서 각각 유압실린더(20, 120)를 서로 역방향으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 버스의 에어쿠션 시스템.
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