KR19980061180A

KR19980061180A - 파워스티어링 연동형 쇼크업소버

Info

Publication number: KR19980061180A
Application number: KR1019960080550A
Authority: KR
Inventors: 배한
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-10-07

Abstract

본 발명은 타이어의 펑크시 쇼크업소버의 높이를 증가시켜 차량의 안전성을 향상시키기 위한 파워스티어링 장치와 연동하는 쇼크업소버에 관한 것이다. 본 발명에 따른 쇼크업소버는 쇼크업소버(20)내의 피스톤(21)을 팽창작동자(30)와 연결하고, 팽창작동자(30)를 휠(100)과 연결된 너클아암(101) 사이에 설치된 타이어 펑크 감지용 센서(40)를 통하여 연결하여 구성된다. 한편, 팽창작동자(30)는 파워스티어링 실린더(50)와 개폐밸브(60)와 액츄에이터(70)를 통하여 연결되어 있다. 본 발명에 따른 팽창작동자(30)는 어퍼 플레이트(31)와 로워 플레이트(36) 사이에 한 쌍의 탄성실린더(32)를 설치하여 구성되며, 로워 플레이트(36)는 상술한 개폐밸브(60)로부터 연장하는 유로(65)와 연통되어 파워스티어링 실린더(50)의 작동유를 공급받아 상승하고 리턴스프링의 작동으로 복귀하게 되므로 어퍼 플레이트(31)와 로워 플레이트(36)의 외각은 벨로우즈(37)로 연결하여 내부에 유실(35)을 형성한다. 주행중 휠(100)의 타이어가 펑크가 나면 휠(100)의 조향너클(101)과 연결된 센서(40)의 실린더(41)가 하강하게 되고, 이때, 이동전극(45)이 하강하여 고정전극(43)과 접하여 개폐밸브(60)를 개방하고, 동시에 액츄에이터(70)의 피스톤(71)을 압축하여 파워스티어링 실린더(50)의 작동유를 쇼크업소버(20)내의 팽창작동자(30)내로 작동유를 공급하여 팽창작동자(30)의 어퍼 플레이트(31)가 상승하여 쇼크업소버(20)를 상향시켜 차량이 타이어의 펑크로 일측으로 기울어지는 것을 방지하게 된다.

Description

파워스티어링 연동형 쇼크업소버

본 발명은 자동차의 쇼크업소버에 관한 것이며, 특히 타이어 펑크시 쇼크업소버의 높이를 증가시키기 위해 파워스티어링 장치와 쇼크업소버를 연동하는 쇼크업소버 장치에 관한 것이다.

자동차의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여, 주행할 때 차축이 노면에서 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달되지 않도록 하여 차체나 하물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치로, 노면에서 받는 충격을 완화하는 섀시스프링과 섀시스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 좋게 하는 쇼크업소버 및 자동차가 옆으로 흔들리는 것을 방지하는 스테빌라이져 등으로 구성되어 있다.

이중, 쇼크업소버는 차량의 상, 하 바운싱에 따른 운동에너지를 열에너지로 바꾸는 작용을 하며 그 방법에 따라 마찰식과 유압식이 있으나 주로 유압식이 사용되고 있다.

한편, 조향장치의 일종인 파워스티어링장치란 고급승용차, 대형 트럭 등과 같이 하중이 무거운 자동차의 경우는 차륜조향에 큰 힘이 필요로 하므로 조향력을 경감하기 위해 유압펌프와 작동실린더를 이용하여 조향을 행하도록 구성되어 있다.

파워스티어링 방식에도 조향기어기구에 따라 볼너트식 파워스티어링장치, 랙크피니언식 파워스티어링장치, 가변파워스티어링장치 등이 사용된다.

도 1에 일반적인 랙크피니언 방식의 파워스티어링 장치의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 랙크피니언식 파워스티어링 장치는 기계식 래크피니언 조향기어(1, 2)와 작동실린더(3), 컨트롤밸브(8, 9) 및 유압펌프(10)로 구성되며, 래크 하우징이 작동실린더(3)로 이용된다. 그리고 작동실(4, 5)은 피스톤(6)에 의해 2개로 분리되어 있다.

토션바(7)의 일측 선단은 컨트롤부싱과 피니언(1)에, 타측은 조향축(8)과 회전슬리브(9)에 고정되어 있다.

회전슬리브(9)와 컨트롤부싱이 결합하여 로터리 디스크밸브(rotary disk valve)를 구성한다. 컨트롤부싱 외주에 가공된 컨트롤 그루브(15)는 2개의 작동실(4, 5), 유압펌프(10) 그리고 오일탱크(11)와 연결되어 있다.

예를 들어 핸들(도시하지 않음)을 우측으로 조향하면, 운전자의 물리적 조향력은 토션바(7)를 거쳐 피니언(1)에 전달된다. 이때 토션바(7)는 반작용에 해당하는 만큼 비틀림 응력을 받게 되어 약간 비틀리게 된다. 이 작용에 의해 회전슬리브(9)는 자신을 감싸고 있는 컨트롤 부싱에 대해 약간 회전하게 된다. 그러면 콘트롤 그루브(15)의 상대위치가 변하게 되다. 흡입그루브(16)는 압력오일이 유입될 수 있도록 개방된다.

유압펌프(10)로부터 압력오일은 흡입그루브를 거쳐 콘트롤 부싱의 원주 그루브로 흐른다. 거기서 해당 작동실(4, 5)로 보내진다.

조향방법에 따라 우측 또는 좌측 작동실에 공급된 압력오일은 작동피스톤의 양단에 작용하여 운전자의 조향력을 보완하게 된다.

조향핸들을 더이상 돌리지 않으면, 토션바(7)와 로터리 디스크밸브(9)는 중립위치로 복귀하게 된다. 작동실로 통하는 컨트롤 그루브는 폐쇄된다. 그리고, 콘트롤 그루브(17)는 개방된다. 오일은 콘트롤밸브를 거쳐 다시 오일탱크(11)로 순환한다.

그러나, 주행중 차량의 타이어에 펑크가 나면 일측의 현가장치가 기울어져 차량의 평형이 유지되지 못하므로 차량의 회전 및 전복사고가 발생하는 일이 많다.

따라서, 본 발명의 목적은 타이어 펑크시 차량의 평형을 유지하기 위한 쇼크업소버를 제공하는 것이다.

도 1 은 종래의 파워스티어링 장치의 구성도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 파워스티어링 연동식 쇼크업소버의 구성도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 팽창작동자의 구성을 도시하는 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 쇼크업소버30 : 팽창작동자

31 : 어퍼 플레이트32 : 탄성실린더

33 : 피스톤34 : 리턴 스프링

35 : 유실36 : 로워 플레이트

37 : 벨로우즈38 : 연결로드

40 : 센서42 : 피스톤

42 : 피스톤45 : 이동전극

43 : 고정전극50 : 파워스티어링 실린더

60 : 개폐밸브70 : 액츄에이터

90 : 전원95 : 파워트랜지스터

97 : 증폭기

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 파워스티어링 장치를 구비한 차량에 있어서, 쇼크업소버의 하단에 쇼크업소버의 피스톤과 연결되어 설치된 팽창작동자, 팽창작동자와 파워스티어링 실린더를 연결하는 유로에 설치되는 개폐밸브와 액츄에이터, 차량의 조향너클과 쇼크업소버 사이에 설치되는 타이어 펑크 감지용 센서, 타이어 펑크 감지용 센서에 의해 온되어 개폐밸브와 액츄에이터를 작동하는 전원공급수단으로 구성되는 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버를 제공한다.

또한, 본 발명은 팽탕작동자가 쇼크업소버의 피스톤과 연결된 어퍼 플레이트, 어퍼 플레이트와 이격되어 설치되며 개폐밸브로부터 연장하는 유로와 연결된 로워 플레이트, 어퍼 플레이트와 로워 플레이트 사이에 설치되는 탄성실린더, 및 어퍼 플레이트와 로워 플레이트 사이에 탄성실린더를 둘러싸도록 설치되는 벨로우즈로 구성되는 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버를 제공한다.

또한, 본 발명은 센서가 실린더, 실린더내에 장착되어 팽창작동자와 작동로드로 연결된 피스톤, 실린더 내에서 피스톤을 지지하는 리턴스프링, 피스톤으로 부터 실린더 외부로 연장하여 설치된 이동전극, 실린더의 하단의 외측에 고정설치된 고정전극으로 구성되며, 전원공급수단은 고정전극과 연결되고 전원과 연결된 파워트랜지스터, 파워트랜지스터로부터의 전류를 증폭하기 위한 증폭기로 구성된 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버를 제공한다.

상술한 바와 같이 구성된 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버를 사용하므로써, 차량의 주행중 타이어에 펑크가 났을 때, 쇼크업소버의 피스톤을 상향하여 쇼크업소버의 높이와 강성을 증가시켜 차체가 일측으로 기우는 것을 방지하여 차량의 선회나 전복으로 인한 사고를 방지하여 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 파워스티어링 실린더 연동식 쇼크업소버에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2에 본 발명에 따른 쇼크업소버장치의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쇼크업소버는 쇼크업소버(20)내의 피스톤(21)을 팽창작동자(30)와 연결하고, 팽창작동자(30)를 휠(100)과 연결된 너클아암(101) 사이에 설치된 타이어 펑크 감지용 센서(40)를 통하여 연결하여 구성된다. 한편, 팽창작동자(30)는 파워스티어링 실린더(50)와 개폐밸브(60)와 액츄에이터(70)를 통하여 연결되어 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 팽창작동자(30)는 어퍼 플레이트(31)와 로워 플레이트(36) 사이에 한 쌍의 탄성실린더(32)를 설치하여 구성되며, 탄성실린더(32)는 어퍼 플레이트(31)로부터 연장하는 피스톤(33)과 실린더(32) 사이에 리턴스프링(34)을 설치하여 구성된다. 한편, 로워 플레이트(36)는 상술한 개폐밸브(60)로부터 연장하는 유로(65)와 연통되어 파워스티어링 실린더(50)의 작동유를 공급받아 상승하고 리턴스프링의 작동으로 복귀하게 되므로 어퍼 플레이트(31)와 로워 플레이트(36)의 외각은 벨로우즈(37)로 연결하여 내부에 유실(35)을 형성한다.

이에 따라, 팽창작동자(30) 내로 작동유가 공급되면 공급된 유압에 의해 어퍼 플레이트(31)가 상승하며, 벨로우즈(37)가 팽창하게 되고, 이에 따라 탄성실린더(32)의 피스톤(33)이 상승하며 리턴스프링(34)을 압축하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 개폐밸브(60)와 액츄에이터(70)는 타이어 펑크 감지용 센서(40)에 의해 작동하도록 전자식으로 구성하며, 개폐밸브(60)로는 솔레노이드밸브 등을 이용할 수 있을 것이나, 전자석(61)과 리턴스프링(62)을 개재하여 설치되는 유로 개폐용 피스톤(63)으로 구성된 전자제어밸브를 예시하였다. 따라서, 전자석(61)의 오프 상태에서는 리턴스프링(62)에 의해 피스톤(63)이 전진하여 유로를 폐쇄하고, 전자석(61)이 온되면 피스톤(63)이 전자석(61)으로 당겨져 리턴스프링(62)을 압축하며 유로를 개방하게 된다.

한편, 액츄에이터(70)로도 전자식으로 작동하는 다양한 구성을 사용할 수 있을 것이나, 도시된 바와 같이, 전자석(71)에 의해 전진하는 피스톤(72)을 구비한 형태로 구성하여, 전자석(71)과 피스톤(72) 사이에 리턴스프링(73)을 설치하여 구성한다.

이에 따라, 전자석(71)이 온되면, 피스톤(72)을 당기어 피스톤(72)이 액츄에이터(70) 내부의 작동유를 압축하므로써 팽창작동자(30)내로 파워스티어링 실린더(40)의 작동유를 압송하여 쇼크업소버(20)의 높이를 상승시켜 타이어 펑크시에도 차량의 평형을 유지하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 개폐밸브(60)와 액츄에이터(70)를 작동하기 위한 전원 공급수단의 구성에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버(20)의 하부에는 센서(40)를 설치하여 휠(100)의 타이어의 펑크유무를 감지하여 상술한 개폐밸브(60)과 액츄에이터(70)를 작동하게 된다.

센서(40)는 팽창작동자(30)의 로워 플레이트(36)와 작동로드(38)로 연결된 피스톤(42)과 피스톤(41)을 지지하기 위해 실린더(41)의 하단과 피스톤(42) 사이에 설치된 압축스프링(43)으로 구성되며, 피스톤(42)에 고정되어 실린더(41) 외측으로 연장하는 가동전극(45)과 실린더(41)의 하단의 외측에 설치된 고정전극(43)으로 구성된다.

한편, 고정전극(43)은 전원(90)과 파워트랜지스터(95)로 연결되어 이동전극(45)이 하강하여 고정전극(43)과 접촉하면 파워트랜지스터(95)가 온되어 증폭기(97)를 통하여 증폭되어 개폐밸브(60)와 액츄에이터(70)를 온하게 된다.

이에 따라, 주행중 휠(100)의 타이어가 펑크가 나면 휠(100)의 조향너클(101)과 연결된 센서(40)의 실린더(41)가 하강하게 되고 이때, 이동전극(45)이 하강하여 고정전극(46)과 접하여 개폐밸브(60)를 개방하고, 동시에 액츄에이터(70)의 피스톤(71)을 압축하여 파워스티어링 실린더(50)의 작동유를 쇼크업소버(20)내의 팽창작동자(30)내로 공급하여 팽창작동자(30)의 어퍼 플레이트(31)가 상승하여 쇼크업소버(20)의 높이를 증가시켜 차량의 타이어의 펑크로 차체가 일측으로 기울어지는 것을 방지하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버를 사용하므로써, 차량의 주행중 타이어에 펑크가 났을 때, 쇼크업소버의 피스톤을 상향하여 쇼크업소버의 길이와 강성을 증가시켜 차체가 일측으로 기우는 것을 방지하여 차량의 선회나 전복으로 인한 사고를 방지하여 차량의 안전성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 일실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims

파워스티어링 장치를 구비한 차량에 있어서, 쇼크업소버의 하단에 쇼크업소버의 피스톤과 연결되어 설치된 팽창작동자, 팽창작동자와 파워스티어링 실린더를 연결하는 유로에 설치되는 개폐밸브와 액츄에이터, 차량의 조향너클과 쇼크업소버 사이에 설치되는 타이어 펑크 감지용 센서, 타이어 펑크 감지용 센서에 의해 온되어 개폐밸브와 액츄에이터를 작동하는 전원공급수단으로 구성되는 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버.
제 1 항에 있어서, 상기 팽창작동자가 쇼크업소버의 피스톤과 연결된 어퍼 플레이트, 어퍼 플레이트와 이격되어 설치되며 개폐밸브로부터 연장하는 유로와 연결된 로워 플레이트, 어퍼 플레이트와 로워 플레이트 사이에 설치되는 탄성실린더, 및 어퍼 플레이트와 로워 플레이트 사이에 탄성실린더를 둘러싸도록 설치되는 벨로우즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버.
제 1 항에 있어서, 상기 센서가 실린더, 실린더내에 장착되어 팽창작동자와 작동로드로 연결된 피스톤, 실린더 내에서 피스톤을 지지하는 리턴스프링, 피스톤으로 부터 실린더 외부로 연장하여 설치된 이동전극, 실린더의 하단의 외측에 고정설치된 고정전극으로 구성되며, 전원공급수단은 고정전극과 연결되고 전원과 연결된 파워트랜지스터, 파워트랜지스터로부터의 전류를 증폭하기 위한 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 파워스티어링 실린더 연동형 쇼크업소버.