KR101931934B1 - 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 구조에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바는 외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷이 부착된 하우징과; 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷이 표면에 부착된 스태빌라이저바;로 구성된다.

Description

브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 구조{Structure of Unified-Bracket for Semi-Active Magnetic Stabilizer Bar}

본 발명은 차량의 선회시 관성에 의해 발생하는 롤링을 억제하고, 차량의 자세복원을 신속하게 하기 위하여 영구자석을 사용한 반능동 마그넷 스태빌라이저에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷이 부착된 하우징과; 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷이 표면에 부착된 스태빌라이저바;로 구성하여 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저의 마운팅부시 내부에 마그넷 강성조절수단을 통합하여 일체화함으로써, 작은 설치공간만으로 스태빌라이저의 강성을 조절할 수 있도록 하는 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 선회시 관성에 의해 어느 한쪽으로 차체가 기울어지는 롤링현상이 발생하게 되고, 이러한 롤링현상이 발생하게 되면 주행안정성 및 승차감이 감소되는 문제가 있는데, 이러한 문제를 해결하기 위해 좌우 쇼크업소버(shock absorber)를 스태빌라이저로 연결하여 차량의 선회시 좌우 현가장치 간 발생하는 높이 차에 의해 스태빌라이저에 비틀림힘이 가해지면 스태빌라이저가 자체적으로 가지는 강성에 의해 좌우 현가장치의 높이차를 최소화함으로써 롤링현상을 억제하고 있다.

스태빌라이저의 강성이 고정되어있는 경우 다양한 주행환경에 대응하는데 한계가 있어 대한민국 공개특허공보 10-2007-0043206과 같이 전자기 유도현상을 이용하거나, 대한민국 등록특허공보 10-0957157과 같이 유압 실린더를 이용하거나, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0046488과 같이 전기 모터를 이용하는 등의 방법으로 능동적 또는 반능동적으로 스태빌라이저의 강성을 변경시켜 최적의 주행환경을 유지시켜준다.

그러나 이러한 종래의 기술에 따르면 유압실린더나 모터 등이 설치되어 구조가 복잡해지고, 큰 부피로 인해 효율적인 공간 활용이 어려우며, 특히 능동적으로 스태빌라이저의 강성을 변화시키기 위해서는 자체의 자세를 감지하는 센서와 액츄에이터 및 이들을 통제하는 ECU 등의 부가장비 장착을 요구하여 생산단가가 높아지는 문제를 가지고 있으며, 이 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 10-2016-0147076에서는 2중 구조로 배치된 영구자석의 자기력을 이용하여 반능동적으로 스태빌라이저의 강성을 변경함으로써 구조를 단순화하고 생산비용을 감소시켰으나 영구자석이 장착되는 별도의 공간을 필요로 하여 효율적인 차량 하부의 공간활용이 어려워지는 문제를 가지고 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2007-0043206(2007.04.25. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2009-0046488(2009.05.11. 공개) 대한민국 등록특허공보 10-0957157(2010.05.03. 등록) 대한민국 공개특허공보 10-2016-0147076(2016.12.22. 공개)

본 발명의 실시 예는 외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷이 부착된 하우징과; 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷이 표면에 부착된 스태빌라이저바;로 구성하여 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저의 마운팅부시 내부에 마그넷 강성조절수단을 통합하여 일체화함으로써, 마운팅 부시와 마그넷 강성조절수단이 별도로 구비된 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저에 비해 효율적인 공간활용을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 마운팅 부시와 마그넷 강성조절수단을 일체화하여 통합함으로써, 구조가 단순해지고 구성부품의 수가 감소하면서 생산비용의 감소를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예는 고무 부시를 사용하는 기존의 마운팅 부시가 마그넷 부시로 변경됨으로써, 고무부시가 가지고 있는 문제점인 일반적인 직선주행로 주행 시 및 선회주행시 일정한 토션 특성으로 인해 미비했던 승차감 향상 효과를 개선하여, 일반적인 직선주행로에서는 낮은 토션 특성이 발생하고 선회주행로에서는 높은 토션 특성이 발생함으로써 승차감 및 주행안정성의 향상을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않았으나 아래 수단들 또는 실시예상의 구체적인 구성에 따른 다른 목적들은 그 기재로부터 이 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 자동차의 현가장치에서 롤링을 억제하고 수평상태로 복원하는 스태빌라이저에 있어서, 외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷이 부착된 하우징과; 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷이 표면에 부착된 스태빌라이저바;로 구성된다.

본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 상기 제1마그넷은 이웃하는 제1마그넷 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되고, 제2마그넷은 이웃하는 제1마그넷 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되도록 구성된다.

본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 상기 제1마그넷과 제2마그넷은 스태빌라이저바의 중심축을 기준으로 서로 동일한 각도를 이루도록 부착된다.

본 발명의 제4 실시 예에 따르면, 상기 제1마그넷과 제2마그넷은 초기 위치에서 서로 인력이 발생하도록 배열된다.

본 발명의 제5 실시 예에 따르면, 상기 제1마그넷과 제2마그넷은 초기 위치에서 서로 척력이 발생하도록 배열된다.

본 발명의 제6 실시 예에 따르면, 하우징 내부에는 스태빌라이저바의 축방향으로 제1마그넷의 양측면에 외측베어링을 더 포함하고, 스태빌라이저바의 제2마그넷의 양 측면에는 스태빌라이저바의 축방향으로 내측베어링을 더 포함하도록 구성된다.

본 발명의 제7 실시 예에 따르면, 하우징 내부에는 제1마그넷이 안착되도록 홈이 형성되고, 스태빌라이저바 표면에는 제2마그넷이 안착되도록 홈이 형성된 슬리브가 부가된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷이 부착된 하우징과; 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷이 표면에 부착된 스태빌라이저바;로 구성하여 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저의 마운팅부시 내부에 마그넷 강성조절수단을 통합하여 일체화함으로써, 마운팅 부시와 마그넷 강성조절수단이 별도로 구비된 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저에 비해 효율적인 공간활용이 가능해지고, 구조의 단순화 및 구성부품 수의 감소에 의해 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고무부시를 사용하는 기존의 마운팅부시가 마그넷부시로 변경됨으로써, 고무부시가 가지고 있는 문제점인 일반적인 직선주행로 주행 및 선회주행시 일정한 토션 특성으로 인해 미비했던 승차감 향상 효과를 개선하여, 일반적인 직선주행로에서는 낮은 토션 특성을 제공하고 선회주행로에서는 높은 토션 특성을 제공함으로써 승차감 및 주행안정성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저바를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 전체 형상을 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 하우징의 단면도를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따른 스태빌라이저바의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 4b 본 발명의 실시 예에 따른 슬리브의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 스태빌라이저바의 비틀림 변형시 제1,2마그넷 사이에서 발생하는 자기력에 의한 토크의 변화 그래프를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바는 도 2에 도시된 바와 같이 자동차의 섀시 좌우측에 각각 연결되어 스태빌라이저바(20)를 고정하는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부를 통과하는 스태빌라이저바(20)와, 스태빌라이저바(20)의 양끝단에 형성되어 쇼크업소버(shock absorber)에 연결되는 암부(30)로 구성되며, 자동차의 선회시 관성에 의해 발생하는 롤링현상에 의해 차체가 기울어지면서 좌우 휠의 높이차가 발생하는 경우 스태빌라이저바(20)의 자체 강성 및 자기력에 의해 수평상태로 복원되어 안정상태를 유지하도록 한다.

본 발명의 제1 실시 예를 구체적으로 살펴보면, 스태빌라이저바(20)에 작용하는 비틀림힘에 의해 스태빌라이저바(20)의 축방향 변형이 발생되는 경우, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 하우징(10) 내부에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷(12)과 도 4a에 도시된 스태빌라이저바(20)의 제2마그넷(21) 사이에 작용하는 자기력 변화에 의해 스태빌라이저바(20)의 강성이 반능동적(semi-active)으로 조절된다.

더욱 상세하게는, 자동차 선회시 롤링현상이 발생하여 스태빌라이저바(20)에 비틀림힘이 작용하면, 스태빌라이저바(20)가 축방향으로 뒤틀리면서 브라켓(11)에 의해 차량의 섀시와 함께 고정된 하우징(10) 내부에 부착된 제1마그넷(12)과 스태빌라이저바(20)의 표면에 부착된 제2마그넷(21) 사이에 축방향 회전변위가 발생하게 되는데, 도 5에 도시된 바와 같이 변위값의 변수가 되는 요인인 스태빌라이저바(20)에 작용하는 비틀림 힘의 크기에 따라 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21) 사이에서 발생하는 자기력의 크기가 변화하게 된다.

이때, 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21) 사이에서 발생하는 자기력이 스태빌라이저바(20)에 토크를 가하여 스태빌라이저바(20)의 강성이 변화되는데, 도 5에 도시된 그래프와 같이 스태빌라이저만 작동하는 경우에는 K선도처럼 복원력이 선형적으로 일정하게 증감하는 특성을 가지도록 나타나는데 비하여, 반능동 마그넷 스태빌라이저가 작동하는 경우에는 K1선도 및 K2선도와 같이 스태빌라이저바(20)가 자체적으로 가지는 강성에 자기력에 의한 토크가 더해져 주행상황에 따라 복원력의 크기가 달리 발생하며, 특히 도 5의 토크 커브 측정결과에서 2번 구간 및 6번 구간에서 보이는 복원력 특성을 통해 더욱 효율적인 롤링 억제 및 수평상태 복원이 빠르게 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저는 차량의 섀시와 스태빌라이저(100)를 연결해주는 마운팅부시(300)가 스태빌라이저(100)의 강성을 조절하는 마그넷 강성조절수단(200)과는 별개의 부품으로 구성되어있어 차체 하부의 효율적인 공간사용이 불가능하였지만, 본원 발명의 실시 예에 따른 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 섀시와 스태빌라이저바(20)를 연결해주는 하우징(10)의 내부에 스태빌라이저바(20)의 강성을 조절하는 제1마그넷(12)이 부착됨으로써 더욱 효율적인 공간사용이 가능하도록 한다.

또한, 기존의 반능동 마그넷 스태빌라이저의 마운팅부시(300)에는 고무부시가 사용되기 때문에 고무재질의 특성상 평지와 같은 일반적인 주행상황에서도 하중에 의해 부시 내부에서 토션변형이 발생하게 되어 승차감이 저해되는 요인이 되었지만, 본원 발명의 실시 예에 따른 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바는 고무부싱이 마그넷 부싱으로 대체됨에 따라 부시 내부에서 토션변형이 발생하지 않아 평지와 같은 일반적인 주행상황시 승차감이 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예와 제3 실시 예를 함께 살펴보면, 제1마그넷(12)은 도 5에 도시된 바와 같이 이웃하는 제1마그넷(12) 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되고, 제2마그넷(21)은 도 5에 도시된 바와 같이 이웃하는 제2마그넷(21) 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되며, 상기 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21)은 스태빌라이저바(20)의 중심축을 기준으로 서로 동일한 각도를 이루도록 부착됨으로써, 차량의 선회방향에 따라 스태빌라이저바(20)에 작용하는 비틀림힘이 작용하는 방향이 변화되더라도 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21) 사이에서 방향만 반대이고 서로 동일한 크기의 자기력이 발생하게 되어 전환방향과 관계없이 일정한 복원력을 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 제4 실시 예와 제5 실시 예를 함께 살펴보면, 제3 실시 예의 상기 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21)은 초기 위치에서 서로 인력이 발생하도록 배열되거나, 서로 척력이 발생하도록 배열될 수 있다.

본 발명의 제6 실시 예는 도 3a 및 도 3c에서 도시하는 바와 같이 제1 내지 제5 실시 예의 하우징(10) 내부에 스태빌라이저바(20)의 축방향으로 제1마그넷(12)의 양측면에 외측베어링(13)을 장착하고, 도 4a에서 도시하는 바와 같이 스태빌라이저바(20)의 제2마그넷(21)의 양 측면에 스태빌라이저바(20)의 축방향으로 내측베어링(23)을 장착하여 스태빌라이저바(20)의 거동이 더욱 원활히 이루어지도록 한다.

본 발명의 제7 실시 예와 제8 실시예는 하우징(10) 내부에 제1마그넷(12)이 안착되도록 홈이 형성되고, 스태빌라이저바(20) 표면에는 도 4b에 도시된 제2마그넷(21)이 안착되도록 홈이 형성된 슬리브(22)가 부가되어, 제1마그넷(12) 및 제2마그넷(21)을 각각 하우징(10)과 스태빌라이저바(20)에 더욱 용이하게 부착할 수 있도록 한다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 하우징
11: 브라켓
12: 제1마그넷
13: 외측베어링
20: 스태빌라이저바
21: 제2마그넷
22: 슬리브
23: 내측베어링
30: 암부
100: 스태빌라이저
200: 마그넷 강성조절수단
300: 마운팅부시

Claims (8)

1. 자동차의 현가장치에서 롤링을 억제하고 수평상태로 복원하는 스태빌라이저에 있어서,
   외부 표면에 자동차의 섀시와 연결되는 브라켓(11)이 형성되고, 내부에 형성된 공동의 표면에 부착된 하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제1마그넷(12)이 부착된 하우징(10)과;
   하나 이상의 영구자석으로 이루어진 제2마그넷(21)이 표면에 부착된 스태빌라이저바(20);로 구성되고,
   상기 제1마그넷(12)은 이웃하는 제1마그넷(12) 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되고, 제2마그넷(21)은 이웃하는 제1마그넷(12) 사이의 극성이 서로 반대를 이루도록 교대로 배치되도록 구성되고,
   상기 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21)은 스태빌라이저바(20)의 중심축을 기준으로 서로 동일한 각도를 이루도록 부착되고,
   상기 제1마그넷(12)과 제2마그넷(21)은 초기 위치에서 서로 인력 또는 척력이 발생하도록 배열되고,
   하우징(10) 내부에는 스태빌라이저바(20)의 축방향으로 제1마그넷(12)의 양측면에 외측베어링(13)을 포함하고, 스태빌라이저바(20)의 제2마그넷(21)의 양 측면에는 스태빌라이저바(20)의 축방향으로 내측베어링(23)을 포함하도록 구성되고,
   하우징(10) 내부에는 제1마그넷(12)이 안착되도록 홈이 형성되고, 스태빌라이저바(20) 표면에는 제2마그넷(21)이 안착되도록 홈이 형성된 슬리브(22)가 부가되는 것을 특징으로 하는 브라켓 일체형 반능동 마그넷 스태빌라이저바의 구조.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images