KR102554919B1 - 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 차량의 주행 상황에 따라 차고 높이를 조절하여 주행 성능이 향상되고, 차량이 경사로 진입 또는 둔턱을 통과하는 경우 차고 높이를 조절하여 차량이 노면에 부딪혀 손상되지 않도록 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치가 소개된다.

Description

차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치 {SUSPENSION APPARATUS ABLE TO ADJUSTING VEHUCLE HEIGHT}
본 발명은 주행 상황 및 주변 상황에 따라 차고 높이가 조절되는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 관한 것이다.
최근 차량의 승차감과 차량 내 소음환경을 개선시키기 위하여 다양한 서스펜션(Suspension)이 개발되고 있다.
상기 서스펜션은 차축을 프레임 내지 샤시와 연결하고 주행중 노면으로부터 전달되는 진동이나 충격을 흡수하여 자동차의 승차감과 안전성을 향상시키는 역할을 담당하는 자동차의 주요 구성부분 중 하나로서, 로어암, 어퍼암, 너클, 스텝링크, 스프링, 쇽업소버, 볼조인트 등의 부품으로 구성될 수 있다.
이러한 서스펜션은 스프링과 쇽업소버 등에 의해 지지되어 차체와 휠 사이의 상대운동을 기계적으로 적절히 조화시키게 된다. 또한, 상기 서스펜션는 타이어가 지면에 확실하게 접지되도록 하여 차량의 고속주행시 차체가 지면에 밀착되도록 한다.
그러나 과속방지턱이나 비포장길과 같은 도로를 주행시, 차고가 낮으면 차량이 노면에 부딪힐 우려가 있고, 차량의 롤링 또는 피칭 등의 주행 상황 발생시 차량이 기울어짐에 따라 승차감 및 조향성이 저하되는 문제가 있다.
이에, 차량의 자세를 자동 제어하기 위해 쇼크업소버를 전자적으로 제어하는 전자제어 서스펜션이 개발되어 사용되고 있으며, 또한 판과 쇼크업소버 대신 응답성이 뛰어난 유압 시스템을 채용하여 주행 상태에 맞게 차체의 진동을 제어함으로써 주행 안정성과 조종 안정성을 꾀하는 액티브 서스펜션도 사용되고 있다.
그러나 기존의 유압식 액티브 서스펜션의 경우 유압펌프와, 리저버, 유압라인 및 실린더블록 등의 구성이 필요하여 액티브 서스펜션 시스템을 구현하는 데에 복잡한 문제가 있으며, 또한 유압식의 특성상 연비가 저하되며, CO2의 배출이 증가하는 문제도 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2005-0120948 A (2005.12.26)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 주행 상황 및 주변 상황에 따라 차고 높이를 조절하여 주행 성능이 향상되도록 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치는 휠 측에 설치되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 내주면에는 둘레를 따라 다수의 고정홈이 형성된 고정부; 고정부의 내부에 회전 가능하게 마련되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 둘레를 따라 고정홈에 대응하는 연결홈이 형성되고 회전시 쇽업소버가 상하방향으로 이동되도록 연결된 이동부; 고정부에 설치되고 동력을 전달하는 구동부; 및 이동부의 내부에 회전 가능하게 마련되어 구동부의 동력을 전달받아 회전되고, 이동부의 연결홈과 고정부의 고정홈에 삽입되되 회전시 고정홈에서 이탈되어 연결홈에만 삽입되는 고정핀이 구비된 구동축;을 포함한다.
고정홈은 고정부의 내주면에는 둘레를 따라 소정 간격으로 이격되어 복수개 형성되고, 연결홈은 이동부에서 고정홈과 동일한 간격 및 동일 개수로 관통되게 형성된 것을 특징으로 한다.
쇽업소버는 상단부가 차체에 결합되고 하단부가 이동부에 삽입되어 체결되며, 이동부의 내주면에는 가이드스크류가 형성되며 쇽업소버의 하단부 외주면에는 대응스크류가 형성되어 이동부의 회전시 쇽업소버가 상하방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
구동부는, 고정부에 고정되게 설치된 모터와, 일단이 모터에 연결되고 타단이 구동축에 연결되어 모터 동작시 구동축이 회전되도록 하는 동력전달부;로 구성된 것을 특징으로 한다.
구동축은 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 입력축과 입력축보다 폭이 작게 형성되고 입력축의 상단에 돌출된 지지축으로 구성되며, 입력축 또는 지지축에 고정핀이 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
고정핀은 입력축에 회전 가능하게 설치된 레버부와, 레버부에 회전 가능하게 설치되고 이동부의 연결홈과 고정부의 고정홈에 삽입되도록 형성된 록킹부로 구성된 것을 특징으로 한다.
입력축의 상단에는 힌지핀이 돌출 형성되고, 레버부는 힌지핀에 연결되어 회전되게 설치된 것을 특징으로 한다.
레버부의 길이는 입력축의 회전시 레버부가 입력축을 따라 회전 이동되되 록킹부가 고정홈에서만 이탈되도록 설정된 것을 특징으로 한다.
록킹부의 끝단에는 양측으로 걸림단이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 따르면, 차량의 주행 상황에 따라 차고 높이를 조절하여 주행 성능이 향상된다.
또한, 차량이 경사로 진입 또는 둔턱을 통과하는 경우 차고 높이를 조절하여 차량이 노면에 부딪혀 손상되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치의 조립도.
도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 따른 작동을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치를 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치의 조립도이고, 도 4 내지 5는 도 1에 도시된 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 따른 작동을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 휠(10) 측에 설치되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 내주면에는 둘레를 따라 다수의 고정홈(120)이 형성된 고정부(100); 고정부(100)의 내부에 회전 가능하게 마련되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 둘레를 따라 고정홈(120)에 대응하는 연결홈(220)이 형성되고 회전시 쇽업소버(500)가 상하방향으로 이동되도록 연결된 이동부(200); 고정부(100)에 설치되고 동력을 전달하는 구동부(300); 및 이동부(200)의 내부에 회전 가능하게 마련되어 구동부(300)의 동력을 전달받아 회전되고, 이동부(200)의 연결홈(220)과 고정부(100)의 고정홈(120)에 삽입되되 회전시 고정홈(120)에서 이탈되어 연결홈(220)에만 삽입되는 고정핀(420)이 구비된 구동축(400);을 포함한다.
본 발명에서 고정부(100)는 휠(10) 측에 결합되고 원통형으로 형성되며, 이동부(200)는 고정부(100)의 내부에서 회전 가능하게 마련된다. 여기서, 이동부(200)에는 차체(20)에 결합된 쇽업소버(500)가 일체로 연결될 수 있으며 쇽업소버(500)는 스프링 연결구조가 구비될 수 있다. 즉, 이동부(200)는 쇽업소버(500)를 통해 휠(10)로부터 전달되는 진동을 흡수하도록 구성될 수 있으며, 특히 쇽업소버(500)는 이동부(200)의 회전에 의해 상하방향으로 이동됨에 따라 차고 높이의 조절이 가능하다.
이를 위해, 동력 전달을 위한 구동부(300)가 구비되고, 구동부(300)로부터 동력을 전달받아 회전되는 구동축(400)이 이동부(200)와 함께 회전됨으로써 이동부(200)가 회전됨에 따라 쇽업소버(500)가 상하방향으로 이동되도록 한다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 쇽업소버(500)는 상단부가 차체(20)에 결합되고 하단부가 이동부(200)에 삽입되어 체결되며, 이동부(200)의 내주면에는 가이드스크류(240)가 형성되고 쇽업소버(500)의 하단부 외주면에는 대응스크류(520)가 형성되어 이동부(200)의 회전시 쇽업소버(500)가 상하방향으로 이동되도록 할 수 있다.
즉, 이동부(200)와 쇽업소버(500)가 상호 스크류 연결되어 이동부(200)의 회전시 쇽업소버(500)의 하단부가 이동부(200)의 가이드스크류(240)을 타고 상하방향으로 이동될 수 있다. 이러한 이동부(200)와 쇽업소버(500)는 볼스크류 연결 구조인 것으로 이동부(200)가 스크류 너트이고 쇽업소버(500)가 스크류 샤프트로 작용되어 이동부(200)의 회전시 쇽업소버(500)가 상하방향으로 이동되도록 하는 것이다.
특히, 차량의 주행 상황 및 주변 상황에 맞추어 이동부(200)를 회전시키기 위해, 구동부(300)가 구비되며, 이 구동부(300)는 구동축(400)을 통해 이동부(200)와 고정부(100)에 연결되도록 이루어진다.
이러한 고정부(100)의 내주면에는 둘레를 따라 다수의 고정홈(120)이 형성되고, 이동부(200)에는 둘레를 따라 연결홈(220)이 형성된다. 여기서, 고정홈(120)은 고정부(100)의 내주면 둘레를 따라 소정 간격으로 이격되어 복수개 형성되고, 연결홈(220)은 이동부(200)에서 고정홈(120)과 동일한 간격 및 동일 개수로 관통되게 형성될 수 있다. 이렇게, 고정홈(120)과 연결홈(220)은 둘레를 따라 다수개 형성하여 하기 설명할 고정핀(420)이 형성된 구동축(400)의 회전 위치를 다양한 위치에서 고정되도록 할 수 있다.
고정홈(120)과 연결홈(220)에 삽입되는 고정핀(420)은 구동축(400)에 회전 가능하게 설치되며, 고정핀(420)이 고정부(100)의 고정홈(120)과 이동부(200)의 연결홈(220)에 모두 삽입되는 경우 이동부(200)가 고정부(100)에서 회전이 제한되고, 구동부(300)의 동력을 전달받아 구동축(400)이 회전되는 경우 고정핀(420)이 구동축(400)을 따라 함께 회전됨으로써 고정핀(420)은 고정홈(120)에서 이탈되고 이동부(200)의 회전이 허용된다.
단, 구동축(400)의 회전시 고정핀(420)은 고정홈(120)에서는 이탈되되 이동부(200)의 연결홈(220)에는 삽입된 상태가 유지됨에 따라 이동부(200)와 구동축(400)이 함께 회전된다. 이렇게, 구동부(300)의 동력을 전달받아 구동축(400)의 회전시 이동부(200)가 구동축(400)과 함께 동일한 방향으로 회전되고, 이동부(200)에 스크류 연결된 쇽업소버(500)가 이동부(200)의 회전력을 전달받아 상하방향으로 회전 이동하여 차고 높이의 조절이 이루어질 수 있다.
한편, 도 1에서 볼 수 있듯이, 구동부(300)는 고정부(100)에 고정되게 설치된 모터(320)와, 일단이 모터(320)에 연결되고 타단이 구동축(400)에 연결되어 모터(320) 동작시 구동축(400)이 회전되도록 하는 동력전달부(340);로 구성될 수 있다.
여기서, 구동부(300)의 모터(320)는 차량 제어기(ECU)의 제어에 의해 동작될 수 있으며, 모터(320)와 동력전달부(340)는 상호 기어 연결되거나 또는 체인을 통해 동력 전달이 이루어지도록 연결될 수 있다. 바람직하게, 모터(320)에는 모터(320) 동작시 회전되는 기어가 형성되고, 이에 대응되는 기어로 구성된 동력전달부(340)가 구동축(400)에 일체로 결합되어 동력전달부(340)와 모터(320)의 기어가 치합됨으로써 모터(320) 동작시 동력전달부(340)와 함께 구동축(400)이 회전되도록 이루어질 수 있다.
한편, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 구동축(400)은 구동부(300)의 동력을 전달받아 회전되는 입력축(440)과 입력축(440)보다 폭이 작게 형성되고 입력축(440)의 상단에 돌출된 지지축(460)으로 구성되며, 입력축(440) 또는 지지축(460)에 고정핀(420)이 회전 가능하게 설치될 수 있다.
여기서, 고정핀(420)은 입력축(440)에 회전 가능하게 설치된 레버부(422)와, 레버부(442)에 회전 가능하게 설치되고 이동부(200)의 연결홈(220)과 고정부(100)의 고정홈(120)에 삽입되도록 형성된 록킹부(424)로 구성될 수 있다.
이처럼, 구동축(400)은 구동부(300)의 동력을 전달받아 회전되는 입력축(440)과 입력축(440)의 상단에 돌출되되 입력축(440)보다 폭이 작게 형성된 지지축(460)으로 구성된다. 이로 인해, 고정핀(420)의 레버부(422)가 입력축(440)에서 회전시 적정 수준 회전되면, 지지축(460)에 접촉되어 과도한 회전이 제한될 수 있다. 여기서, 레버부(422)가 입력축(440)에서 회전되도록 하기 위해, 입력축(440)의 상단에는 힌지핀(442)이 돌출 형성되고, 레버부(422)는 힌지핀(442)에 연결됨으로써 힌지핀(442)을 회전중심점으로 하여 회전될 수 있다.
이러한 레버부(422)에는 록킹부(424)가 회전 가능하게 연결됨으로써 레버부(422)가 입력축(440)에서 회전되더라도 록킹부(424)는 이동부(200)의 연결홈(220) 또는 고정부(100)의 고정홈(120)에 삽입된 상태가 유지될 수 있다.
아울러, 레버부(422)의 길이는 입력축(440)의 회전시 레버부(442)가 입력축(440)을 따라 회전 이동되되 록킹부(424)가 고정홈(120)에서만 이탈되도록 설정될 수 있다. 즉, 레버부(422)의 길이가 너무 길게 형성될 경우 레버부(422)가 입력축(440)과 함께 회전더라도 레버부(422)에 연결된 록킹부(424)가 고정홈(120)에서 이탈되지 못할 수 있으며, 레버부(422)의 길이가 너무 짧게 형성될 경우 입력축(440)의 회전시 록킹부(424)가 고정홈(120)과 연결홈(220)에서 모두 이탈되는 문제가 발생될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 록킹부(424)의 끝단에는 양측으로 걸림단(426)이 돌출 형성될 수 있다. 이러한 걸림단(426)은 탄성적으로 변형 가능하게 이루어진 판스프링으로 구성될 수 있으며, 록킹부(424)가 고정홈(120)에 삽입된 경우 걸림단(426)이 고정홈(120) 내에 접촉된 상태가 유지됨에 따라 충격에 의한 소음이 저감되도록 할 수 있다. 아울러, 구동부(300)가 동작됨에 따라 입력축(440)이 회전되어 레버부(422)에 연결된 록킹부(424)가 고정홈(120)에서 이탈시 걸림단(426)이 이동부(200)에 걸리도록 할 수 있다.
하기에는 상술한 본 발명에 따른 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치의 작동에 대해서 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차고 높이가 고정된 경우 구동축(400)에 구비된 고정핀(420)의 록킹부(424)가 고정부(100)의 고정홈(120)과 이동부(200)의 연결홈(220)에 삽입됨으로써 이동부(200)의 회전이 제한된다. 즉, 이동부(200)는 고정핀(420)에 의해 회전이 제한됨에 따라 차체(20) 측에 결합된 쇽업소버(500)도 상하방향으로 이동이 제한되어 차고 높낮이의 변화가 이루어지지 않는 상태가 유지된다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 차고 높이를 조절하는 경우 구동부(300)가 동작되어 입력축(440)이 회전된다. 이때, 입력축(440)에 회전 가능하게 연결된 레버부(422)가 입력축(440)의 회전방향을 따라 함께 이동되고, 레버부(422)에 회전 가능하게 연결된 록킹부(424)가 레버부(422)를 따라 이동되면서 고정부(100)의 고정홈(120)에서 이탈된다. 여기서, 레버부(422)는 입력축(440)에 형성된 지지축(460)에 접촉되어 회전이 제한되고 록킹부(424)는 이동부(200)의 연결홈(220)에만 삽입된 상태가 됨으로써 입력축(440)이 회전되는 방향으로 이동부(200)가 동일하게 회전된다.
이로 인해, 이동부(200)의 내부에 삽입된 쇽업소버(500)는 이동부(200)의 가이드스크류(240)를 따라 회전되어 상하방향으로 이동되고, 이렇게 쇽업소버(500)가 상하방향으로 이동됨에 따라 차체(20)의 높이가 조절될 수 있다. 차고의 높이는 일례로, 구동부(300)가 정회전 동작시 차고 높이가 상향되도록 하고, 구동부(300)가 역회전 동작시 차고 높이가 하향되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치에 따르면, 차량의 주행 상황에 따라 차고 높이를 조절하여 주행 성능이 향상된다. 또한, 차량이 경사로 진입 또는 둔턱을 통과하는 경우 차고 높이를 조절하여 차량이 노면에 부딪혀 손상되지 않는다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:고정부 120:고정홈
200:이동부 220:연결홈
240:가이드스크류 300:구동부
320:모터 340:동력전달부
400:구동축 420:고정핀
422:레버부 424:록킹부
426:걸림단 440:입력축
442:힌지핀 460:지지축
500:쇽업소버 520:대응스크류

Claims (9)

  1. 휠 측에 설치되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 내주면에는 둘레를 따라 다수의 고정홈이 형성된 고정부;
    고정부의 내부에 회전 가능하게 마련되고 상하방향으로 연통되게 형성되며 둘레를 따라 고정홈에 대응하는 연결홈이 형성되고 회전시 쇽업소버가 상하방향으로 이동되도록 연결된 이동부;
    고정부에 설치되고 동력을 전달하는 구동부; 및
    이동부의 내부에 회전 가능하게 마련되어 구동부의 동력을 전달받아 회전되고, 이동부의 연결홈과 고정부의 고정홈에 삽입되되 회전시 고정홈에서 이탈되어 연결홈에만 삽입되는 고정핀이 구비된 구동축;을 포함하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    고정홈은 고정부의 내주면 둘레를 따라 소정 간격으로 이격되어 복수개 형성되고,
    연결홈은 이동부에서 고정홈과 동일한 간격 및 동일 개수로 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    쇽업소버는 상단부가 차체에 결합되고 하단부가 이동부에 삽입되어 체결되며,
    이동부의 내주면에는 가이드스크류가 형성되고 쇽업소버의 하단부 외주면에는 대응스크류가 형성되어 이동부의 회전시 쇽업소버가 상하방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    구동부는, 고정부에 고정되게 설치된 모터와,
    일단이 모터에 연결되고 타단이 구동축에 연결되어 모터 동작시 구동축이 회전되도록 하는 동력전달부;로 구성된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    구동축은 구동부의 동력을 전달받아 회전되는 입력축과 입력축보다 폭이 작게 형성되고 입력축의 상단에 돌출된 지지축으로 구성되며, 입력축 또는 지지축에 고정핀이 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    고정핀은 입력축에 회전 가능하게 설치된 레버부와, 레버부에 회전 가능하게 설치되고 이동부의 연결홈과 고정부의 고정홈에 삽입되도록 형성된 록킹부로 구성된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    입력축의 상단에는 힌지핀이 돌출 형성되고, 레버부는 힌지핀에 연결되어 회전되게 설치된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    레버부의 길이는 입력축의 회전시 레버부가 입력축을 따라 회전 이동되되 록킹부가 고정홈에서만 이탈되도록 설정된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    록킹부의 끝단에는 양측으로 걸림단이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차고 높이 조절이 가능한 차량의 현가장치.
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