KR19980035577A

KR19980035577A - 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치

Info

Publication number: KR19980035577A
Application number: KR1019960053952A
Authority: KR
Inventors: 김효석
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1998-08-05
Also published as: KR100192380B1

Abstract

본 발명은 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치에 관한 것으로, 스트러트(1)의 외주에 끼워지는 코일스프링(2)을 지지하기 위해 스트러트의 외주에 상하로 소정 간격을 두고 장착된 상.하부 스프링시트를 갖춘 스트러트식 현가장치에 있어서, 상기 상부 스프링시트와 하부 스프링시트(3)사이에 장착되는 코일스프링(2)의 반발력을 가변시키기 위해 스트러트(1)의 길이방향을 따라 하부 스프링시트(3)를 승하강시키는 하부 스프링시트 이동수단과, 차량의 부하상태에 따른 차체의 자세와 롤링을 감지해서 상기 이동수단에 제어전류를 인가시키는 제어수단을 갖춘 구조로 되어, 차량의 적차나 공차상태에 따라 그 자세를 감지해서 하부 스프링시트의 높이를 조절하여 자세가 유지되도록 하고, 또 선회시에도 차체가 원심력에 의해 기울어질 때에 하부 스프링시트의 높이를 조절해서 차체가 기울어지지 않도록 받혀줌으로써, 차량이 항상 안정된 자세를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 선회안정성도 향상되게 되는 효과가 있다.

Description

스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치

본 발명은 자동차의 현가장치를 구성하는 쇽 업소버가 내장된 스트러트에 관한 것으로, 특히 스트러트의 외주에 끼워지는 코일스프링을 지지하기 위해 스트러트의 외주에 장착되는 하부스프링시트가 스트러트의 길이방향을 따라 상하로 높이조절가능하게 설치되어, 차량의 선회시 롤링을 억제하여 선회안정을 향상시킬 수 있도록 된 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 만드는 장치로서 노면으로부터 충격을 완화시키는 새시 스프링과, 새시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버 및 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.

여기서 상기 새시 스프링은 차체와 바퀴사이에 설치되어 주행중 노면으로부터 전달되는 충격과 바퀴의 진동을 흡수하여 차체에 전달되지 않도록 하기 위한 것으로서, 금속 스프링에는 리프 스프링과 코일 스프링 및 토션 바 스프링이 있고, 이 밖에 고무 스프링과 공기 스프링 등도 사용되고 있다.

그리고 상기 쇽 업소버는 차량의 주행중 스프링이 받는 충격에 의해 발생하는 고유진동을 흡수하여 진동을 빨리 감쇠시켜 승차감을 좋게하기 위한 것으로서, 상하운동에너지를 열에너지로 바꾸는 작용을 하고, 그 방식에 따라 고체 마찰식과 유압식이 있지만, 일반적으로 유압식이 많이 사용되며, 또 작동상으로는 신장시에 감쇠력을 발휘하는 단동식과, 신장시와 압축시에 모두 감쇠력을 발휘하는 복동식이 있다.

한편 상기 스태빌라이저는 좌우의 로어 현가 아암에 양단이 장착되어 좌우의 바퀴가 서로 동시에 상하운동하는 경우에는 작용하지 않지만, 좌우의 바퀴가 서로 상하운동하는 경우에는 비틀려져 그 때에 발생하는 스프링 복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 역할을 하고 있다.

그리고 상기 현가장치는 자동차의 장착부위에 따라 앞현가장치와 뒤현가장치로 구분되어지고, 또 좌우의 바퀴가 1개의 차축으로 연결된 일체 차축식 앞차축을 스프링으로 차체와 연결시킨 차축현가식과, 좌우 양바퀴에 독립적으로 작동할 수 있도록 차체에 설치되면서 스프링 하중량이 가볍고 승차감이 좋으며 접지성이나 조정성 등이 뛰어난 독립현가식으로 나누어진다.

여기서 상기 앞현가장치는 프레임과 차축사이를 연결하여 차의 중량을 지지하면서 바퀴의 진동을 흡수하는 장치로서, 앞차축의 형식에 따라 차축현가식과, 독립현가식으로 구분되어지는 데, 승차감이 조종성을 중요시하는 승용차에는 독립현가식이 많이 사용되는 반면에 버스나 트럭 등에는 차축현가식이 많이 사용되고 있다.

그리고 상기 독립현가식은 V형으로 된 상하 2개의 서스펜션 아암이 축에 의해 프레임에 설치됨과 더불어 각 서스펜션 아암의 끝은 보올 조인트에 의해 너클에 장착된 위시본형과, 리이프 스프링을 가로로 설치하여 위 또는 아래 서스펜션 아암의 작용을 스프링이 겸하도록 된 가로놓은 스프링형, 차의 뒤쪽으로 향한 1 개 또는 2 개의 아암에 의해 바퀴를 지지하는 트레일링 링크형, 상기 위시본형에 비하여 구조가 간단하고 구성부품이 적을 뿐만 아니라 로드 홀딩 및 승차감이 좋은 맥퍼어슨형이 있다.

여기서 상기 맥퍼어슨형(스트러트식) 현가장치는 너클과 일체로 연결되면서 쇽 업소버가 내장된 스트러트와 현가아암, 이 현가아암과 스트러트의 아랫부분을 연결하는 보올 조인트 및 스프링 등으로 구성되고, 상기 스트러트의 하부는 장착브라켓을 매개로 너클에 체결되는 반면에 스트러트의 상부는 베어링을 매개로 인슐레이터에 끼워져서 차체에 대해 상대회전가능하게 체결되어 지지되게 되어 있다.

도 1 은 종래 기술에 다른 스트러트식 현가장치의 개략적인 단면도인 바, 즉 쇽 업소버를 내장하고서 너클(11)에 취부되는 스트러트(12)와, 이 스트러트(12)의 외주에 끼워지면서 상부 스프링시트(13)와 하부 스프링시트(14)를 매개로 장착되는 코일스프링(15), 상기 스트러트의 댐퍼로드(12a) 상부에 끼워지는 더스트 커버(16)와 범퍼고무(17) 및, 상기 댐퍼로드(12a) 상부를 차체(18)에 체결시키는 스트러트 인슐레이터(19)를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 코일스프링(15)은 스트러트 어셈블리(12)의 외주에 상하로 소정 간격을 두고 일체로 부착된 상.하부 스프링시트(13, 14)사이에 소정의 오프셋 각도를 두고 끼워져 지지되어, 차량의 주행중에 받는 충격을 적절히 흡수해서 완화시켜주게 되어 있다.

그런데 상기한 종래의 코일스프링은 스트러트 어셈블리의 외주에 상하로 소정 간격을 두고 고정되게 장착된 상부스프링시트와 하부스프링시트사이에 일정한 길이를 갖고서 지지되어 있기 때문에 차량의 선회시에 차체가 원심력으로 인해 바깥쪽으로 기울어질 때에 차체의 기울어짐을 적절히 억제해서 롤링을 제어하기에는 미흡한 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 선회시에 차체가 원심력으로 인해 선회 바깥쪽으로 기울어질 때에 코일스프링의 반발력을 증대시켜 롤링을 억제하여 선회 안전성을 향상시킬 수 있도록 된 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따라 스트러트의 외주에 코일스프링이 끼워져 지지된 상태의 개략적인 단면도이고,

도 2 는 본 발명에 따른 하부스프링시트 자동높이조절장치가 장착된 스트러트의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 스트러트2 - 코일스프링

3 - 하부 스프링시트4 - 슬리이브

5 - 보올6 - 피동기어

7 - 모우터8 - 롤링감지센서

9 -차량자세감지센서10 - 니들베어링

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트러트의 외주에 끼워지는 코일스프링을 지지하기 위해 스트러트의 외주에 상하로 소정 간격을 두고 장착된 상,하부 스프링시트를 갖춘 스트러트식 현가장치에 있어서, 상기 상부 스프링시트와 하부 스프링시트사이에 장착되는 코일스프링의 반발력을 가변시키기 위해 스트러트의 길이방향을 따라 하부 스프링시트를 승하강시키는 하부 스프링시트 이동수단과, 차량의 부하상태에 따른 차체의 자세와 롤링을 감지해서 상기 이동수단에 제어전류를 인가시키는 제어수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 하부스프링시트 자동높이조절장치가 장착된 스트러트의 구성도인 바, 즉 쇽 업소버가 내장된 스트러트(1)의 외주에 끼워지는 코일스프링(2)을 지지하기 위해 상부 스프링시트(도시되지 않음)와 하부 스프링시트(3)가 스트러트(1)에 끼워져 설치되고, 상기 코일스프링(2)의 반발력을 가변시키기 위해 스트러트(1)의 길이방향을 따라 하부 스프링시트(3)를 승하강시키는 하부 스프링시트 이동수단과, 차량의 부하상태에 다른 차체의 자세와 롤링을 감지해서 상기 이동수단에 제어전류를 인가시키는 제어수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 하부 스프링시트 이동수단은, 외주에 나선홈(4a)이 형성된 가이드 슬리이브(4)가 스트러트(1)에 끼워져서 용접 등의 방법으로 고정되게 장착되고, 상기 하부 스프링시트(3)는 상기 코일스프링(2)이 안착되어 지지되게 상부에 시트부(3a)가 형성됨과 더불어 내주면에는 상기 나선홈(4a)에 끼워져서 나선홈(4a)을 따라 안내이동되면서 승하강되도록 다수개의 보올(5)이 심어져 있으며, 상기 하부 스프링시트(3)의 외주면에는 피동기어(6)가 일체로 부착되면서 이 피동기어(6)는 상기 제어수단의 제어전류를 인가받아 정.역회전되는 모우터(7)의 구동기어(7a)와 치합된 구조로 되어있다.

그리고 상기 제어수단은 차체의 롤링을 감지하는 롤링감지센서(8)와, 차체의 자세를 감지하는 차량자세감지센서(9)가 각각 입력단자에 연결됨과 더불어 그 출력단자에는 상기 모우터(7)가 연결되어, 차체의 롤링상태와 자세에 따라 구동제어전류를 모우터(7)에 인가시키는 콘트롤러(ECU)를 갖춘 구조로 되어 있다.

또 상기 하부 스프링시트(3)가 모우터에 의해 회전되면서 승하강될 때에 상기 코일스프링(2)과의 마찰력을 감소시키기 위해 상기 하부 스프링시트(3)와 코일스프링사이에는 니들베어링(10)이 개재되어 있다.

이하 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저 차량의 공차상태나 적차상태에 따라 차체의 자세가 달라지게 되는 데, 이와 같은 차체의 자세는 상기 차량자세감지센서(9)에 의해 감지되어 콘트롤러로 입력되고, 콘트롤러는 입력된 신호를 판별해서 상기 하부 스프링시트의 높이를 조절하게 된다.

즉 차량이 공차상태인 경우에는 상기 하부 스프링시트(3)의 높이가 낮아지도록 상기 모우터(7)에 제어전류를 인가시키면, 이 모우터(7)가 회전되면서 구동기어(7a)와 피동기어(6)를 매개로 하부 스프링시트(3)를 회전시키게 되고, 이 하부 스프링시트(3)는 회전되면서 나선홈(4a)을 따라 하부로 이동되어, 그 높이가 낮아지게 되는 데, 이 하부 스프링시트의 높이를 적절히 조절해서 차량의 안정된 자세를 유지시킬 수 있게 된다.

한편 적차상태인 경우에는 차체가 무거워져서 하방으로 가라 앉게 되는 데, 이 경우에는 상기 콘트롤러가 모우터에 제어전류를 인가하여 하부 스프링시트가 상승되게 높이를 조절하여 줌으로써, 코일스프링의 반발력이 커지면서 차체를 강력하게 받혀주게 되므로, 적차상태일 경우에는 차량이 적절한 자세를 유지할 수 있게 된다.

또 차량이 선회시에는 원심력에 의해 선회 바깥쪽으로 차체가 기울어지게 되는 데, 이와 같은 차체의 롤링량은 상기 롤링감지센서(8)에 의해 감지되어 콘트롤러로 입력되게 되고, 이 콘트롤러는 모우터에 제어전류를 인가하여 모우터를 구동시켜 하부 스프링시트이 높이를 상승시켜 줌으로써, 이 코일스프링에 의해 차체가 기울어지지 않도록 강력하게 지지되어, 선회안정성이 향상되게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 스트러트의 하부 스프링시트 자동높이조절장치에 의하면, 차량의 적차나 공차상태에 따라 그 자세를 감지해서 하부 스프링시트의 높이를 조절하여 자세가 유지되도록 하고, 또 선회시에도 차체가 원심력에 의해 기울어질 때에 하부 스프링시트의 높이를 조절해서 차체가 기울어지지 않도록 받혀줌으로써, 차량이 항상 안정된 자세를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 선회안정성도 향상되게 되는 효과가 있다.

Claims

스트러트(1)의 외주에 끼워지는 코일스프링(2)을 지지하기 위해 스트러트의 외주에 상하로 소정 간격을 두고 장착된 상.하부 스프링시트를 갖춘 스트러트식 현가장치에 있어서,

상기 상부 스프링시트와 하부 스프링시트(3)사이에 장착되는 코일스프링(2)의 반발력을 가변시키기 위해 스트러트(1)의 길이방향을 따라 하부 스프링시트(3)를 승하강시키는 하부 스프링시트 이동수단과, 차량의 부하상태에 따른 차체의 자세와 롤링을 감지해서 상기 이동수단에 제어전류를 인가시키는 제어수단을 갖춘 구조로 된 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치.
제 1 항에 있어서, 상기 하부 스프링시트 이동수단이 외주에 나선홈(4a)이 형성된 가이드 슬리이브(4)가 스트러트(1)에 끼워져서 용접 등의 방법으로 고정되게 장착되고, 상기 하부 스프링시트(3)는 상기 코일스프링(2)이 안착되어 지지되게 상부에 시트부(3a)가 형성됨과 더불어 내주면에는 상기 나선홈(4a)에 끼워져서 나선홈(4a)을 따라 안내이동되면서 승하강되도록 다수개의 보올(5)이 심어지며, 상기 하부 스프링시트(3)의 외주면에는 피동기어(6)가 일체로 부착되면서 이 피동기어(6)는 상기 제어수단의 제어전류를 인가받아 정.역회전되는 모우터(7)의 구동기어(7a)와 치합된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제어수단은 차체의 롤링을 감지하는 롤링감지센서(8)와, 차체의 자세를 감지하는 차량자세감지센서(9)가 각각 입력단자에 연결됨과 더불어 그 출력단자에는 상기 모우터(7)가 연결되어, 차체의 롤링상태와 자세에 따라 구동제어전류를 모우터(7)에 인가시키는 콘트롤러(ECU)를 갖춘 구조로 된 것을 특징으로 하는 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 스프링시트(3)가 모우터에 의해 회전되면서 승하강될 때에 상기 코일스프링(2)과의 마찰력을 감소시키기 위해 상기 하부 스프링시트(3)와 코일스프링사이에는 니들베어링(10)이 개재된 것을 특징으로 하는 스트러트의 하부스프링시트 자동높이조절장치.