KR19990029675U - 스프링상수 가변형 판스프링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스프링상수 가변형 판스프링에 관한 것으로, 차량의 공차 상태나 적차 상태에 따라 스프링 상수가 각기 다른 2개의 판 스프링을 서로 연결시키거나 분리시켜 스프링 상수값을 가변시킴으로써, 특히 공차 상태에서 충격을 효과적으로 흡수하여 차체의 손상을 방지하고, 승차감과 주행안정성도 향상시킬 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위해 차대에 회동가능하게 체결되는 메인리이프와 이 메인리이프보다 작은 길이를 가지고서 메인리이프에 순차적으로 덧대어진 다수장의 스프링리이프로 이루어진 제1판스프링(1)과, 이 제1판스프링과 소정간격을 두고 액슬에 장착되면서 제1판스프링의 스프링리이프보다 작은 길이를 가지고서 순차적으로 적층된 다수장의 스프링리이프를 가진 제2판스프링(2), 상기 제1판스프링과 제2판스프링을 하나의 판스프링으로 구성하기 위해 서로 연결시키거나 2개의 판스프링으로 분할되게 분리시키는 액튜에이터(8), 상기 판스프링에 걸리는 하중을 감지하는 하중감지센서, 이 하중감지센서(7)를 매개로 차량의 부하상태를 판별함과 더불어 차량의 부하상태에 따라 상응하는 제어전류를 상기 액튜에이터에 인가시키는 콘트롤러(ECU)가 구비되어 있다.

Description

스프링상수 가변형 판스프링

본 고안은 차량의 현가장치를 구성하는 판 스프링에 관한 것으로, 특히 차량의 화물적재상태에 따라 스프링상수를 가변시켜 공차상태에서의 승차감과 주행안정성을 향상시키고, 차체의 손상도 방지할 수 있도록 된 스프링상수 가변형 판 스프링에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 섀시스프링은 차체와 바퀴사이에 설치되어 차량이 주행할 때에 노면에서 받는 충격과 바퀴의 진동을 흡수하여 차체에 전달하지 않기 위해 장착되는 것으로서, 금속제의 판 스프링(leaf spring)이나 코일 스프링 혹은 토오션 바아 스프링이 사용되고, 이외에도 고무 스프링이나 공기 스프링 등도 사용되고 있다.

여기서 상기 판스프링은 스프링 강을 띠모양으로 성형한 스프링 판을 활모양으로 약간 굽히고 여러장을 겹쳐서 만든 것으로서, 스프링 자체의 강성에 의해 차축을 정위치에 지지할 수 있으므로 구조가 간단하고, 판간의 마찰로 인해 진동을 억제하는 제어작용을 하며, 또 내구성이 큰 잇점이 있다.

도 1은 상기한 종래의 판스프링을 개략적으로 도시한 것인 바, 즉 메인리이프(101)의 양쪽 선단부에는 스프링아이가 일체로 형성되면서 이 스프링아이에는 각각 부시가 각각 끼워지고, 상기 메인리이프에는 길이가 각기 다른 다수장의 스프링리이프(102)가 순차적으로 덧대어져 중앙부위에서 보울트로 체결되어 있으며, 상기 메인리이프와 스프링리이프는 길이방향을 따라 다수개의 클립밴드(103)를 매개로 묶여져 있다.

그리고 상기 메인스프링의 한쪽 스프링아이는 차대(104)에 스프링행거(105)와 핀을 매개로 체결되는 반면에 다른쪽 스프링아이는 새클(106)을 매개로 차대에 체결되어, 스팬의 변화에 적절히 대응할 수 있도록 장착되어 있다.

또 상기 리이프의 중앙부위에는 액슬(107)이 U보울트(108)를 매개로 체결되어 지지되게 된다.

이에 따라 판스프링이 노면으로부터 전달되어오는 진동이나 충격을 받게되면 차대에 스프링행거와 새클을 매개로 적절히 지지된 상태에서 신장운동과 압축운동 및 회동운동을 하면서 진동과 충격을 흡수해서 저감시켜주게 되어 있다.

상기와 같은 종래의 판스프링 장착구조에서는 스프링 상수값은 차량의 공차상태나 혹은 적차상태를 모두다 고려하여 적절히 설계되어지고, 또 일단 스프링 상수값이 결정되면 스프링 상수값을 가변시킬 수 없게 되는 바, 이로 인해 차량이 공차 상태에서는 스프링 상수값이 너무 크게 되어, 지면으로부터의 충격을 효과적으로 분산시키지 못해서 차체가 손상될 염려가 있었고, 또 주행안정성도 저하된다고 하는 결점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 공차 상태나 적차 상태에 따라 스프링 상수가 각기 다른 2개의 판 스프링을 서로 연결시키거나 분리시켜 스프링 상수값을 가변시킴으로써, 특히 공차 상태에서 충격을 효과적으로 흡수하여 차체의 손상을 방지하고, 승차감과 주행안정성도 향상시킬 수 있도록 한 스프링상수 가변형 판 스프링을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 판 스프링의 장착 측면도이고,

도 2는 본 고안에 따른 스프링상수 가변형 판 스프링의 장착 측면도,

도 3은 본 고안에 따른 스프링상수 가변형 판 스프링의 분리사시도,

도 4는 본 고안에 따른 액튜에이터의 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1-제1판스프링 2-제2판스프링

3-메인리이프 4-스프링리이프

5-스프링리이프 6-로드

7-하중감지센서 8-액튜에이터

9-제어스위치

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 차대에 회동가능하게 체결되는 메인리이프와 이 메인리이프보다 작은 길이를 가지고서 메인리이프에 순차적으로 덧대어진 다수장의 스프링리이프로 이루어진 제1판스프링과, 이 제1판스프링과 소정간격을 두고 액슬에 장착되면서 제1판스프링의 스프링리이프보다 작은 길이를 가지고서 순차적으로 적층된 다수장의 스프링리이프를 가진 제2판스프링, 상기 제1판스프링과 제2판스프링을 하나의 판스프링으로 구성하기 위해 서로 연결시키거나 2개의 판스프링으로 분할되게 분리시키는 액튜에이터, 상기 판스프링에 걸리는 하중을 감지하는 하중감지센서, 이 하중감지센서를 매개로 차량의 부하상태를 판별함과 더불어 차량의 부하상태에 따라 상응하는 제어전류를 상기 액튜에이터에 인가시키는 콘트롤러를 갖추고 있다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 상기 액튜에이터가 제1,2판스프링사이의 공간속에 삽입되거나 이탈되면서 제1,2판스프링을 서로 연결시키거나 분리시키는 피스톤로드를 갖춘 유압실린더와, 이 유압실린더에 압유를 펌핑하여 공급하는 유압펌프, 이 유압펌프와 유압실린더사이의 관로에 설치되어 콘트롤러를 통해 제어전류를 인가받아 작동되면서 유압실린더로 공급되는 압유의 방향을 제어하는 제어밸브를 갖춘 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 스프링상수 가변형 판 스프링의 장착 측면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 스프링상수 가변형 판 스프링의 분리사시도인 바, 즉 스프링 상수가 각기 다른 2개의 제1,2판스프링(1,2)이 서로 분할되어 형성되고, 또 제1,2판스프링사이에 개재된 연결수단으로 서로 연결되게 되어 있다.

여기서 상기 제1판스프링(1)은 차대에 새클과 행거로 체결되어 지지되는 메인리이프(3)와 이 메인리이프보다 작은 길이를 가지고서 메인리이프에 순차적으로 덧대어지는 다수장의 스프링리이프(4)로 이루어진다.

또 상기 제2판스프링(2)은 제1판스프링과 소정간격을 두고 액슬에 장착되면서 제1판스프링(1)보다 작은 길이를 가진 다수장의 스프링리이프(5)가 순차적으로 적층된 구조로 되어, 제1판스프링보다 작은 스프링상수를 가지게 되어 있다.

그리고 제1판스프링의 하단 스프링리이프와 제2판스프링의 상단 스프링리이프사이에는 로드(6)가 삽입되어, 제1판스프링과 제2판스프링을 서로 분리시키게 되어 있고, 상기 로드에 걸리는 하중을 감지하기 위해 압전소자와 같은 하중감지센서(7)가 설치되어 있으며, 이 하중감지센서의 감지신호는 콘트롤러(ECU)로 입력되게 콘트롤러와 연결되어 있다.

또 상기 제1판스프링의 하단 스프링리이프와 제2판스프링의 상단 스프링리이프사이에 상기 로드(6)의 좌측 및 우측으로 로드와 일정한 간격을 두고 2개의 액튜에이터(8)가 설치되어, 이 액튜에이터의 작동에 따라 2개의 판스프링이 서로 연결되거나 분리되게 된다.

상기 액튜에이터는 도 4에 도시된 바와 같이 유압실린더(8a)에 피스톤(8b)이 이동가능하게 삽입되어 있고, 상기 유압실린더에 압유를 공급하여 피스톤을 전후진시키기 위해 유압펌프(8c)가 연결되어 있으며, 이 유압펌프와 유압실린더사이의 관로에는 제어밸브(8d)가 설치되어 있는 한편, 상기 제어밸브는 콘트롤러에 의해 제어되게 콘트롤러와 연결되어, 상기 피스톤의 피스톤로드가 제1,2판스프링사이에 형성된 공간속에 삽입되면 제1,2판스프링이 서로 연결되는 반면에 상기 로드가 공간으로부터 이탈하면 2개의 제1,2판스프링이 서로 분리되게 된다.

또 상기 콘트롤러의 입력단자에는 계기판에 설치된 제어스위치(9)가 연결되어, 제어스위치의 온 혹은 오프신호가 콘트롤러에 입력되게 되어 있다.

이에 따라 차량이 적차상태에서는 스프링상수를 크게하는 것이 바람직한 바, 운전자가 상기 제어스위치를 온시킨 상태에서 차량에 화물이 소정치 이상으로 적재될 경우에 하중감지센서의 감지신호가 콘트롤러로 입력되면, 콘트롤러는 센서의 감지신호를 매개로 하중적재상태를 판별함과 더불어 상기 액튜에이터의 제어밸브에 제어전류를 인가시켜 유로를 형성하게 된다.

이에 따라 유압펌프에서 펌핑된 압유가 제어밸브를 통해 유압실린더의 후방체임버로 압유를 공급하게 되고, 이로 인해 유압실린더의 피스톤로드가 전방으로 돌출하여 제1,2판스프링사이의 공간속으로 삽입되게 된다.

상기와 같이 피스톤로드가 제1,2판스프링사이의 공간속에 삽입되면 제1,2판스프링이 피스톤로드에 의해 서로 연결되어, 2개의 제1,2판스프링이 하나의 판스프링으로 합쳐지게 되고, 이에 따라 스프링상수가 커지게 된다.

한편 차량이 공차상태에서는 스프링상수를 작게 하는 것이 바람직한 바, 차량이 공차상태에서는 하중감지센서에 의해 감지된 신호를 매개로 콘트롤러가 공차상태를 판별해서 액튜에이터의 제어밸브를 제어전류를 인가시켜 유로를 형성하게 된다.

이에 따라 유압펌프의 토출압유가 제어밸브를 통해 유압실린더의 전방체임버로 유입되어 피스톤을 후방으로 밀어주게 되어, 상기 피스톤로드가 제1,2판스프링사이의 공간으로부터 빠져나오게 된다.

상기와 같이 피스톤로드가 이탈되면 2개의 판스프링은 단지 중앙의 로드에 의해서만 연결되게 되는 데, 이 경우에는 제2판스프링이 제1판스프링과 분리되면서 진동과 충격이 제2판스프링을 그대로 통과하여 제1판스프링에 전달하게 되고, 제1판스프링만이 스프링 역할을 하면서 진동과 충격을 완화시키게 된다.

따라서 스프링 상수가 작아지게 되어, 공차상태에서의 충격을 효과적으로 흡수하여 주행안정성과 승차감을 향상시키고, 차량의 손상도 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 스프링상수 가변형 판스프링에 의하면, 차량이 적차상태나 혹은 공차상태에 따라 현가장치를 구성하는 판스프링의 스프링상수를 적절히 가변시켜 차량의 승차감과 주행안정성을 향상시키고, 차체의 손상도 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차대에 회동가능하게 체결되는 메인리이프와 이 메인리이프보다 작은 길이를 가지고서 메인리이프에 순차적으로 덧대어진 다수장의 스프링리이프로 이루어진 제1판스프링과, 이 제1판스프링과 소정간격을 두고 액슬에 장착되면서 제1판스프링의 스프링리이프보다 작은 길이를 가지고서 순차적으로 적층된 다수장의 스프링리이프를 가진 제2판스프링, 상기 제1판스프링과 제2판스프링을 하나의 판스프링으로 구성하기 위해 서로 연결시키거나 2개의 판스프링으로 분할되게 분리시키는 액튜에이터, 상기 판스프링에 걸리는 하중을 감지하는 하중감지센서, 이 하중감지센서를 매개로 차량의 부하상태를 판별함과 더불어 차량의 부하상태에 따라 상응하는 제어전류를 상기 액튜에이터에 인가시키는 콘트롤러를 구비한 스프링상수 가변형 판스프링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액튜에이터가 제1,2판스프링사이의 공간속에 삽입되거나 이탈되면서 제1,2판스프링을 서로 연결시키거나 분리시키는 피스톤로드를 갖춘 유압실린더와, 이 유압실린더에 압유를 펌핑하여 공급하는 유압펌프, 이 유압펌프와 유압실린더사이의 관로에 설치되어 콘트롤러를 통해 제어전류를 인가받아 작동되면서 유압실린더로 공급되는 압유의 방향을 제어하는 제어밸브를 갖춘 것을 특징으로 하는 스프링상수 가변형 판스프링.