KR101397485B1 - 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차 - Google Patents

에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차에 관한 것으로, 휠에 구비되고 차체에 회전 가능하도록 결합되는 로우암; 차체와 로우암 사이에 구비되고 공압에 의해 신축 및 확장되어 차체의 높이를 조절하는 에어스프링; 차체와 결합되고 로우암에 결합되어 휠의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하는 공압발생기; 및 공압발생기에서 발생한 압축공기를 에어스프링으로 이동시키는 유체이동부를 포함한다.
본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 부품간의 기계적 결합으로 인해 압축공기를 생성함으로써, 압축기를 대체하게 된다.
에어스프링, 압축기, 피스톤, 압축공기

Description

에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차{CAR HAVING AIR SUSPENSION SYSTEM}
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤 운동에 의해 압축공기를 생성하여 에어스프링에 적용할 수 있는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 서스펜션은 승차감과 조종안정성을 동시에 만족시키는데 한계가 있다. 승차감을 좋게 하면 조종안정성이 떨어지고 조종안정성을 좋게 하면 승차감이 떨어진다.
그 이유는 다음과 같다. 서스펜션의 스프링을 부드럽게 하면 울퉁불퉁한 노면으로 인한 충격을 쉽게 흡수해서 승차감이 좋게 된다. 그러나 차체가 불안정해 조종안정성이 떨어진다.
반면에 스프링이 딱딱하면 조종안정성은 좋아지지만 노면의 요철에서 전해지는 충격을 제대로 흡수하지 못해 승차감은 떨어진다.
한편, 종래의 강철로 만들어진 코일 스프링은 강도를 마음대로 바꿀 수 없다. 그래서 만들어진 것이 공기를 이용한 에어 스프링이다.
에어 스프링은 공기압을 손쉽게 컨트롤함으로써 필요에 따라 딱딱하거나 부드러워 질 수 있다. 이러한 에어 스프링을 사용하는 서스펜션이 에어 서스펜션 시스템(air suspension system)이다.
한편, 에어 스프링은 전륜과 후륜 동시에 장착되는 것이 일반적이나, 설계 문제로 인해 후륜에만 장착되기도 한다.
종래 에어 서스펜션 시스템에서는 압축기의 사용으로 소음이 발생되는 문제점이 있다.
그리고, 종래 에어 서스펜션 시스템에서는 고가의 압축기 사용으로 인해 시스템 설비 구축비용이 높다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 휠의 상하 이동에 따라 피스톤 작동을 하여 압축공기를 생성함으로서, 압축기 사용을 배제하여 소음방지 및 저렴한 시스템 구축이 가능한 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 휠에 구비되고 차체에 회전 가능하도록 결합되는 로우암; 상기 차체와 상기 로우암 사이에 구비되고 공압에 의해 신축 및 확장되어 상기 차체의 높이를 조절하는 에어스프링; 상기 차체와 결합되고 상기 로우암에 결합되어 상기 휠의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하는 공압발생기; 및 상기 공압발생기에서 발생한 압축공기를 상기 에어스프링으로 이동시키는 유체이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차를 제공한다.
상기 공압발생기는 상기 차체에 고정되고 관형상을 하는 실린더; 및 상기 로 우암에 결합되고 상기 실린더 내부로 삽입되어 상하 이동되면서 압축공기를 생성하는 피스톤펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차체의 높이를 측정하는 높이센서가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 높이센서는 상기 차체에 회전 가능하도록 결합되는 제1로드; 상기 제1로드와 회전 가능하게 결합되고 상기 로우암과 회전 가능하도록 결합되는 제2로드; 및 상기 차체에 장착되고 상기 제1로드와 연계되어 상기 제1로드의 회전각을 측정하는 측정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유체이동부는 상기 공압발생기에 일단이 연통되는 압축유로; 상기 압축유로의 타단과 연통되고 압축공기가 저장되는 에어탱크; 상기 에어탱크에 일단이 연통되는 이동유로; 상기 이동유로를 개폐하는 개폐밸브; 상기 이동유로의 타단에서 분기되어 상기 에어스프링과 연통되는 스프링유로 및 외부로 연장되는 배출유로; 상기 스프링유로를 개폐하는 작동밸브; 및 상기 배출유로를 개폐하는 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압축유로에는 상기 에어탱크에 저장된 공기가 상기 공압발생기로 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 공압발생기와 상기 체크밸브 사이에 해당하는 상기 압축유로에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제1배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1배출부는 상기 압축유로와 연통되는 제1배출유로; 및 상기 제1배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어탱크에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제2배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2배출부는 상기 에어탱크와 연통되는 제2배출유로; 및 상기 제2배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 휠에 구비되고 차체에 회전 가능하도록 결합되는 로우암; 상기 차체와 상기 로우암 사이에 구비되고 공압에 의해 신축 및 확장되어 상기 차체의 높이를 조절하는 에어스프링; 상기 차체와 결합되고 상기 로우암에 결합되어 상기 휠의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하는 공압발생기; 상기 공압발생기에서 발생한 압축공기를 상기 에어스프링으로 이동시키는 유체이동부; 및 상기 유체이동부와 연결되고 상기 차체의 높이에 따라 상기 유체이동부의 공기를 배출하는 레벨밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차를 제공한다.
상기 공압발생기는 상기 차체에 고정되고 관형상을 하는 실린더; 및 상기 로우암에 결합되고 상기 실린더 내부로 삽입되어 상하 이동되면서 압축공기를 생성하는 피스톤펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 레벨밸브는 상기 차체에 회전 가능하도록 결합되는 제1로드; 상기 제1로드와 회전 가능하게 결합되고 상기 로우암과 회전 가능하도록 결합되는 제2로드; 및 상기 차체에 장착되고 상기 제1로드의 회전각에 따라 상기 유체이동부의 공기를 배출시키는 배출체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유체이동부는 상기 공압발생기에 일단이 연통되는 압축유로; 상기 압축유로의 타단과 연통되고 압축공기가 저장되는 에어탱크; 상기 에어탱크에 일단이 연통되는 이동유로; 및 상기 이동유로의 타단에서 분기되어 상기 에어스프링과 연통되고 상기 배출체가 구비되는 스프링유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압축유로에는 상기 에어탱크에 저장된 공기가 상기 공압발생기로 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 공압발생기와 상기 체크밸브 사이에 해당하는 상기 압축유로에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제1배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1배출부는 상기 압축유로와 연통되는 제1배출유로; 및 상기 제1배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어탱크에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제2배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2배출부는 상기 에어탱크와 연통되는 제2배출유로; 및 상기 제2배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 피스톤 작동을 하면서 압축공기를 생성하는 공압발생기가 종래 압축기를 대체함으로써, 에어 서스펜션 시스템 제조비용이 절감되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 종래 압축기의 사용이 배제되어, 소음이 현저히 줄어드는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차는 공압발생기와 레벨밸브가 차체의 높낮이 변화에 따라 기계적으로 작동되어, 시스템 구동을 위해 별도의 전자부품을 필요로 하지 않는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차의 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템이 차체에 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서 스펜션 시스템에서 압축공기가 에어탱크로 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 상승시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 하강시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 지면과 접촉되는 바퀴가 구비되며 회전운동에 의해 차체(10)를 이동시키는 휠(20)에는 로우암(21)이 구비된다. 이러한 로우암(21)은 휠(20)에 일단이 고정 설치되고 차체(10)에 타단이 회전 가능하도록 결합된다. 한편, 댐퍼(22)는 차체(10)에 일단이 결합되고 로우암(21)에 타단이 결합된다. 이러한 댐퍼(22)는 휠(20)이 노면에 의해 진동을 유발하는 것을 억제한다.
상기 차체(10)와 로우암(21) 사이에는 공압에 의해 신축 및 확장되는 에어스프링(30)이 구비된다. 이러한 에어스프링(30)은 공압에 의해 차체(10)의 높낮이를 조절한다.
상기 차체(10)와 로우암(21) 사이에는 압축공기를 생성하는 공압발생기(40)가 구비된다. 이러한 공압발생기(40)는 일단이 차체(10)에 결합되고 타단이 로우암(21)에 결합되어, 휠(20)의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하게 된다. 한편, 상기 공압발생기(40)에서 발생한 압축공기는 유체이동부(50)에 의해 에어스프링(30)으로 이동된다.
상기 공압발생기(40)는 종래 압축기를 대체하는 것으로서, 휠(20)의 상하 이동과 연동되어 작동되는 로우암(21)에 의해 압축공기를 생성할 수 있는 구조를 채 택한다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예로 공압발생기(40)는 실린더(41) 및 피스톤펌프(42)를 구비한다. 상기 실린더(41)는 일단이 차체(10)에 고정 설치되며, 내부는 관형상을 한다. 그리고, 피스톤펌프(42)는 일단이 로우암(21)에 결합되고 실린더(41) 내부로 삽입된다. 따라서, 로우암(21)의 상하 이동에 따라, 피스톤펌프(42)가 실린더(41) 내부로 삽입되면서 압축공기를 생성한다.
한편, 에어 서스펜션 시스템은 차체(10)의 높이를 상승시키고자 할 때 에어스프링(30)으로 공기를 이동시키고, 차체(10)의 높이를 하강시키고자 할 때 에어스프링(30)의 공기를 외부로 배출하게 된다. 이를 위해 차체(10)의 높이를 측정하기 위한 높이센서(60)가 구비된다. 이러한 높이센서(60)로는 광의 도달시간 측정을 이용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 높이센서(60)는 로우암(21)과 연계되어 기계적으로 높이 측정을 하기 위해 제1로드(61), 제2로드(62) 및 측정기(63)를 구비한다.
상기 제1로드(61)는 일단이 차체(10)에 회전 가능하도록 결합된다. 그리고, 제2로드(62)는 일단이 제1로드(61)의 타단과 회전 가능하도록 결합되고 타단이 로우암(21)과 회전 가능하도록 결합된다. 한편, 측정기(63)는 차체(10)에 장착되며 제1로드(61)와 연계되어 제1로드(61)의 회전각을 측정한다. 이때, 제1로드(61)는 측정기(63)에 직접 장착 가능하며, 측정기(63)는 제1로드(61)의 회전각을 통해 차체(10)의 높이를 측정할 수 있다. 이러한 높이센서(60)는 미도시한 제어부에 차체(10) 높이 정보를 전송하고, 제어부는 차체(10) 높이에 따라 유체이동부(50)의 밸브 구동을 통해 에어스프링(30)에 공기를 주입시키거나 배출시킨다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 유체이동부(50)는 압축공기가 저장되는 에어탱크(150)를 비롯하여 공기 이동을 위한 압축유로(70), 이동유로(80), 스프링유로(90) 및 배출유로(100)를 구비한다.
상기 압축유로(70)는 공압발생기(40)에 일단이 연통되고 에어탱크(150)에 타단이 연통되어, 공압발생기(40)에서 생성된 압축공기를 에어탱크(150)로 이동시킨다. 상기 압축유로(70)에는 에어탱크(150)로 저장된 공기가 역류되는 것을 방지하기 위해 체크밸브(71)가 구비된다.
상기 이동유로(80)는 일단이 에어탱크(150)에 연통되며, 이동유로(80)에는 공기의 유동을 조절하기 위한 개폐밸브(81)가 구비된다.
상기 스프링유로(90)와 배출유로(100)의 일단은 이동유로(80)의 타단에서 각각 분기된다. 그리고, 스프링유로(90)는 에어스프링(30)과 연통된다. 이때 에어스프링(30)은 차량의 각 휠(20) 부분에 위치되어 차체(10)의 높낮이를 조절하고, 스프링유로(90)는 각 에어스프링(30)과 연통되도록 복수개가 구비된다. 또한, 상기 스프링유로(90)에는 공기 조절을 위한 작동밸브(91)가 구비된다. 한편, 배출유로(100)는 외부로 연장되어 공기를 외부로 배출하고, 배출밸브(101)가 구비되어 외부로 배출되는 공기의 이동을 조절한다.
한편, 별도의 압력센서가 구비되지 않으면서 기계적으로 과압축된 공기를 배출하기 위해, 제1배출부(110)와 제2배출부(120)가 구비된다.
상기 제1배출부(110)는 공압발생기(40)와 체크밸브(71) 사이에 해당하는 압축유로(70)에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출한다. 즉, 제1배출 부(110)는 압축유로(70)에 일단이 연통되는 제1배출유로(111)에 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브(112)가 구비되어 고압의 공기를 외부로 배출시킨다.
상기 제2배출부(120)는 에어탱크(150)에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출한다. 즉, 제2배출부(120)는 에어탱크(150)에 일단이 연통되는 제2배출유로(121)에 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브(122)가 구비되어 고압의 공기를 외부로 배출시킨다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 휠(20)의 회전에 의해 차량이 이동하게 되고, 휠(20)은 지면의 영향으로 상하 이동된다. 이때, 휠(20)과 결합된 로우암(21)은 상하 반복 이동되고, 차체(10) 및 로우암(21)에 장착된 공압발생기(40)는 피스톤 운동을 통해 압축공기를 생성한다. 그리고, 공압발생기(40)에 의해 생성된 압축공기는 유체이동부(50)와 연통되어 에어스프링(30)으로 전달된다.
한편, 차체(10)에 부착된 측정기(63)는 제1로드(61)의 회전각을 측정하여 차체(10)의 높낮이 정보를 미도시한 제어부가 전송하고, 제어부는 이러한 정보를 바탕으로 차체(10)의 높이를 조절하기 위해 유체이동부(50)의 각 밸브를 제어하여 공기를 이동시킨다.
도 2를 참조하여 공압발생기(40)에서 생성된 공기가 에어탱크(150)에 저장되는 과정을 설명하면, 개폐밸브(81)는 이동유로(80)를 폐쇄한다. 상기한 상태에서, 공압발생기(40)의 피스톤 작동에 의해 압축공기는 압축유로(70)를 통해 에어탱크(150)에 저장된다. 이때, 압축유로(70)에는 체크밸브(71)가 구비되어 에어탱크(150)에 저장되는 공기가 공압발생기(40)로 역류되는 것이 방지된다.
한편, 제1배출부(110)는 에어탱크(150)가 설정압력에 근접하여 공압발생기(40)에서 생성된 압축공기가 에어탱크(150)로 유입되지 못할 경우, 이러한 공기를 외부로 배출한다.
그리고, 제2배출부(110)는 에어탱크(150) 자체 내부에 저장된 공기가 외부환경(예를 들어 과도한 공기 유입이나 가열에 의해)으로 설정압력을 초과할 경우, 이러한 공기를 외부로 배출한다.
도 3을 참조하여 차체(10)를 상승시키기 위한 공기의 이동과정을 설명하면, 개폐밸브(81) 및 작동밸브(91)는 이동유로(80) 및 스프링유로(90)를 각각 개방하고, 배출밸브(101)는 배출유로(100)를 폐쇄한다. 상기한 상태에서, 에어탱크(150)에 저장된 고압의 공기는 각 에어스프링(30)으로 유입된다. 이러한 공기 유입에 의해 에어스프링(30)은 신장되어 차체(10)의 높이를 상승시킨다.
도 4를 참조하여 차체(10)를 하강시키기 위한 공기의 이동과정을 설명하면, 작동밸브(91) 및 배출밸브(101)는 스프링유로(90) 및 배출유로(100)를 각각 개방하고, 개폐밸브(81)는 이동유로(80)를 폐쇄한다. 상기한 상태에서, 스프링유로(90) 및 배출유로(100)는 서로 연통되고, 상대적으로 고압인 에어스프링(30)에 저장된 공기가 배출유로(100)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 공기 배출에 의해 에어스프링(30)은 압축되어 차체(10)의 높이를 하강시킨다.
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템이 차체에 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 압축공기가 에어탱크로 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 상승시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 하강시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 지면과 접촉되는 바퀴가 구비되며 회전운동에 의해 차체(210)를 이동시키는 휠(220)에는 로우암(221)이 구비된다. 이러한 로우암(221)은 휠(220)에 일단이 고정 설치되고 차체(210)에 타단이 회전 가능하도록 결합된다. 한편, 댐퍼(222)는 차체(210)에 일단이 결합되고 로우암(221)에 타단이 결합된다. 이러한 댐퍼(222)는 휠(220)이 노면에 의해 진동을 유발하는 것을 억제한다.
상기 차체(210)와 로우암(221) 사이에는 공압에 의해 신축 및 확장되는 에어스프링(230)이 구비된다. 이러한 에어스프링(230)은 공압에 의해 차체(210)의 높낮이를 조절한다.
상기 차체(210)와 로우암(221) 사이에는 압축공기를 생성하는 공압발생기(240)가 구비된다. 이러한 공압발생기(240)는 일단이 차체(210)에 결합되고 타단이 로우암(221)에 결합되어, 휠(220)의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하게 된다. 한편, 상기 공압발생기(240)에서 발생한 압축공기는 유체이동부(250)에 의해 에어스프링(230)으로 이동된다. 이때, 유체이동부(250)에는 후술할 레벨밸브(260)가 구비된다.
상기 공압발생기(240)는 종래 압축기를 대체하는 것으로서, 휠(220)의 상하 이동과 연동되어 작동되는 로우암(221)에 의해 압축공기를 생성할 수 있는 구조를 채택한다. 이를 위해 본 발명의 실시예로 공압발생기(240)는 실린더(241) 및 피스톤펌프(242)를 구비한다. 상기 실린더(241)는 일단이 차체(210)에 고정 설치되며, 내부는 관형상을 한다. 그리고, 피스톤펌프(242)는 일단이 로우암(221)에 결합되고 실린더(241) 내부로 삽입된다. 따라서, 로우암(221)의 상하 이동에 따라, 피스톤펌프(242)가 실린더(241) 내부로 삽입되면서 압축공기를 생성한다.
한편, 에어 서스펜션 시스템은 차체(210)의 높이를 상승시키고자 할 때 에어스프링(230)으로 공기를 이동시키고, 차체(210)의 높이를 하강시키고자 할 때 에어스프링(230)의 공기를 외부로 배출하게 된다. 이를 위해 차체(210)의 높이에 따라 시스템의 공기를 배출하기 위한 레벨밸브(260)가 구비된다. 이러한 레벨밸브(260)는 로우암(221)과 연계되어 기계적으로 높이 측정을 하고 유체이동부(250)와 연결되어 공기 배출이 가능하도록, 제1로드(261), 제2로드(262) 및 배출체(263)를 구비한다.
상기 제1로드(261)는 일단이 차체(210)에 회전 가능하도록 결합된다. 그리고, 제2로드(262)는 일단이 제1로드(261)의 타단과 회전 가능하도록 결합되고 타단이 로우암(221)과 회전 가능하도록 결합된다. 한편, 배출체(263)는 유체이동 부(250)에 장착되며 제1로드(261)와 연계되어 제1로드(261)의 회전각에 따라 유체이동부(250)의 공기를 배출한다. 이때, 제1로드(261)는 배출체(263)에 직접 장착 가능하며, 배출체(263)는 차체(210)에 고정 설치될 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 유체이동부(250)는 압축공기가 저장되는 에어탱크(350)를 비롯하여 공기 이동을 위한 압축유로(270), 이동유로(280), 및 스프링유로(290)를 구비한다.
상기 압축유로(270)는 공압발생기(240)에 일단이 연통되고 에어탱크(350)에 타단이 연통되어, 공압발생기(240)에서 생성된 압축공기를 에어탱크(350)로 이동시킨다. 상기 압축유로(270)에는 에어탱크(350)로 저장된 공기가 역류되는 것을 방지하기 위해 체크밸브(271)가 구비된다.
상기 이동유로(280)는 일단이 에어탱크(350)에 연통되며, 스프링유로(290)의 일단은 이동유로(280)의 타단에서 각각 분기된다. 그리고, 스프링유로(290)는 에어스프링(230)과 연통된다. 이때 에어스프링(230)은 차량의 각 휠(220) 부분에 위치되어 차체(210)의 높낮이를 조절하고, 스프링유로(290)는 각 에어스프링(230)과 연통되도록 복수개가 구비된다. 또한, 상기 스프링유로(290)에는 공기 배출을 위한 배출체(263)가 구비된다. 한편, 본 실시예에 기재된 레벨밸브(260)는 버스나 트럭에 적용되어 차고에 따라 압축공기를 배출하는 부품을 사용할 수 있다.
한편, 별도의 압력센서가 구비되지 않으면서 기계적으로 과압축된 공기를 배출하기 위해, 제1배출부(310)와 제2배출부(320)가 구비된다.
상기 제1배출부(310)는 공압발생기(240)와 체크밸브(271) 사이에 해당하는 압축유로(270)에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출한다. 즉, 제1배출부(310)는 압축유로(270)에 일단이 연통되는 제1배출유로(311)에 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브(312)가 구비되어 고압의 공기를 외부로 배출시킨다.
상기 제2배출부(320)는 에어탱크(350)에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출한다. 즉, 제2배출부(320)는 에어탱크(350)에 일단이 연통되는 제2배출유로(321)에 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브(322)가 구비되어 고압의 공기를 외부로 배출시킨다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차의 작동을 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 휠(220)의 회전에 의해 차량이 이동하게 되고, 휠(220)은 지면의 영향으로 상하 이동된다. 이때, 휠(220)과 결합된 로우암(221)은 상하 반복 이동되고, 차체(210) 및 로우암(221)에 장착된 공압발생기(240)는 피스톤 운동을 통해 압축공기를 생성한다. 그리고, 공압발생기(240)에 의해 생성된 압축공기는 유체이동부(250)와 연통되어 에어스프링(230)으로 전달된다.
한편, 차체(210)에 부착된 배출체(263)는 제1로드(261)의 회전각을 측정하여 차체(210)가 설정높이 이상 상승하면 유체이동부(250)의 공기를 외부로 배출한다.
도 6을 참조하여 공압발생기(240)에서 생성된 공기가 에어탱크(350)에 저장되는 과정을 설명하면, 공압발생기(240)의 피스톤 작동에 의해 압축공기는 압축유로(270)를 통해 에어탱크(350)에 저장된다. 이때, 압축유로(270)에는 체크밸 브(271)가 구비되어 에어탱크(350)에 저장되는 공기가 공압발생기(240)로 역류되는 것이 방지된다.
한편, 제1배출부(310)는 에어탱크(350)가 설정압력에 근접하여 공압발생기(240)에서 생성된 압축공기가 에어탱크(350)로 유입되지 못할 경우, 이러한 공기를 외부로 배출한다.
그리고, 제2배출부(310)는 에어탱크(350) 자체 내부에 저장된 공기가 외부환경(예를 들어 과도한 공기 유입이나 가열에 의해)으로 설정압력을 초과할 경우, 이러한 공기를 외부로 배출한다.
도 7을 참조하여 차체(210)를 상승시키기 위한 공기의 이동과정을 설명하면, 배출체(263)는 차체(210)가 설정높이보다 낮을 경우 스프링유로(290)의 공기가 외부로 배출되지 못하도록 한다.
상기한 상태에서, 에어탱크(350)에 저장된 고압의 공기는 각 에어스프링(230)으로 유입된다. 이러한 공기 유입에 의해 에어스프링(230)은 신장되어 차체(210)의 높이를 상승시킨다.
도 8을 참조하여 차체(210)를 하강시키기 위한 공기의 이동과정을 설명하면, 배출체(263)는 차체(210)가 설정높이보다 높을 경우 스프링유로(290)의 공기가 외부로 배출되도록 한다.
그리하면, 상대적으로 고압인 에어스프링(230)에 저장된 공기가 배출체(263)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 공기 배출에 의해 에어스프링(230)은 압축되어 차체(210)의 높이를 하강시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템이 차체에 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 압축공기가 에어탱크로 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 상승시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 하강시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템이 차체에 장착된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 압축공기가 에어탱크로 유입되는 경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 상승시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 서스펜션 시스템에서 차체를 하강시키기 위한 공기 이동 경로를 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 차체 20 : 휠
30 : 에어스프링 40 : 공압발생기
50 : 유체이동부 60 : 높이센서
70 : 압축유로 80 : 이동유로
90 : 스프링유로 110 : 제1배출부
120 : 제2배출부 150 : 에어탱크

Claims (19)

  1. 휠에 구비되고 차체에 회전 가능하도록 결합되는 로우암;
    상기 차체와 상기 로우암 사이에 구비되고 공압에 의해 신축 및 확장되어 상기 차체의 높이를 조절하는 에어스프링;
    상기 차체와 결합되고 상기 로우암에 결합되어 상기 휠의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하는 공압발생기; 및
    상기 공압발생기에서 발생한 압축공기를 상기 에어스프링으로 이동시키는 유체이동부를 포함하고,
    상기 유체이동부는
    상기 공압발생기에 일단이 연통되는 압축유로;
    상기 압축유로의 타단과 연통되고 압축공기가 저장되는 에어탱크;
    상기 에어탱크에 일단이 연통되는 이동유로;
    상기 이동유로를 개폐하는 개폐밸브;
    상기 이동유로의 타단에서 분기되어 상기 에어스프링과 연통되는 스프링유로 및 외부로 연장되는 배출유로;
    상기 스프링유로를 개폐하는 작동밸브; 및
    상기 배출유로를 개폐하는 배출밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공압발생기는 상기 차체에 고정되고 관형상을 하는 실린더; 및
    상기 로우암에 결합되고 상기 실린더 내부로 삽입되어 상하 이동되면서 압축공기를 생성하는 피스톤펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차체의 높이를 측정하는 높이센서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 높이센서는 상기 차체에 회전 가능하도록 결합되는 제1로드;
    상기 제1로드와 회전 가능하게 결합되고 상기 로우암과 회전 가능하도록 결합되는 제2로드; 및
    상기 차체에 장착되고 상기 제1로드와 연계되어 상기 제1로드의 회전각을 측정하는 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 압축유로에는 상기 에어탱크에 저장된 공기가 상기 공압발생기로 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 공압발생기와 상기 체크밸브 사이에 해당하는 상기 압축유로에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제1배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1배출부는 상기 압축유로와 연통되는 제1배출유로; 및
    상기 제1배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 에어탱크에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제2배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2배출부는 상기 에어탱크와 연통되는 제2배출유로; 및
    상기 제2배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  11. 휠에 구비되고 차체에 회전 가능하도록 결합되는 로우암;
    상기 차체와 상기 로우암 사이에 구비되고 공압에 의해 신축 및 확장되어 상기 차체의 높이를 조절하는 에어스프링;
    상기 차체와 결합되고 상기 로우암에 결합되어 상기 휠의 높낮이 변화에 따라 압축공기를 생성하는 공압발생기;
    상기 공압발생기에서 발생한 압축공기를 상기 에어스프링으로 이동시키는 유체이동부; 및
    상기 유체이동부와 연결되고 상기 차체의 높이에 따라 상기 유체이동부의 공기를 배출하는 레벨밸브를 포함하고,
    상기 레벨밸브는
    상기 차체에 회전 가능하도록 결합되는 제1로드;
    상기 제1로드와 회전 가능하게 결합되고 상기 로우암과 회전 가능하도록 결합되는 제2로드; 및
    상기 차체에 장착되고 상기 제1로드의 회전각에 따라 상기 유체이동부의 공기를 배출시키는 배출체를 포함하며,
    상기 유체이동부는
    상기 공압발생기에 일단이 연통되는 압축유로;
    상기 압축유로의 타단과 연통되고 압축공기가 저장되는 에어탱크;
    상기 에어탱크에 일단이 연통되는 이동유로; 및
    상기 이동유로의 타단에서 분기되어 상기 에어스프링과 연통되고 상기 배출체가 구비되는 스프링유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 공압발생기는 상기 차체에 고정되고 관형상을 하는 실린더; 및
    상기 로우암에 결합되고 상기 실린더 내부로 삽입되어 상하 이동되면서 압축공기를 생성하는 피스톤펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 압축유로에는 상기 에어탱크에 저장된 공기가 상기 공압발생기로 역류되는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 공압발생기와 상기 체크밸브 사이에 해당하는 상기 압축유로에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제1배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1배출부는 상기 압축유로와 연통되는 제1배출유로; 및
    상기 제1배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제1체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 에어탱크에는 설정압력 이상의 공기를 외부로 배출하기 위한 제2배출부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제2배출부는 상기 에어탱크와 연통되는 제2배출유로; 및
    상기 제2배출유로상에 구비되어 설정압력 이상의 공기를 일방향으로 이동시키는 제2체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 시스템을 구비하는 자동차.
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