KR19990036282U - 차체 높이 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차체 높이 조절수단(Kneeling System)이 부설된 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 마그네틱을 공기스프링에 장착시킨 후 높이 조절용 증폭부(OP-Amp)를 이용하여 차체의 높낮이가 신속하게 조절가능하도록 고안한 차체 높이 조절장치에 관한 것이다.

이같은 본 고안에 의하면, 엑셀페달의 작동정지에 따라 스위칭동작하여 배터리(100)의 전원을 공급하는 작동스위칭부(10)와; 차체의 높낮이를 조절하도록 상기 작동스위칭부(10)의 스위칭동작시 공급되는 배터리(100)의 전원을 증폭하여 출력시키는 높낮이 조절용 증폭부(OP-AMP)(20)와; 상기 증폭부(20)의 증폭작용에 의해 출력된 배터리(100)의 전류흐름을 선택적으로 제어하도록 스위칭동작하는 선택스위칭부(30)와; 상기 선택스위칭부(30)의 스위칭동작시 선택적으로 제어되어 출력된 배터리(100)의 전류량에 따라 차체의 높낮이를 조절하도록 자성의 특성으로 작용하는 전자마그네틱부재(40); 를 제공함을 특징으로 한다.

Description

차체 높이 조절장치

본 고안은 차체 높이 조절수단(Kneeling System)이 부설된 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 마그네틱을 공기스프링에 장착시킨 후 높이 조절용 증폭부(OP-Amp)를 이용하여 차체의 높낮이가 신속하게 조절가능하도록 고안한 차체 높이 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로 부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달하지 않도록 하는 것으로서 이는 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 향상시켜 쾌적한 주행이 가능토록 하는 장치이다.

버스등과 같은 대형 차량에는 이와같은 현가장치의 일예로서 차고의 높낮이에 따라 레벨링 밸브를 작용시켜 공기 스프링내의 공기를 방출하거나 공기 스프링에 압축공기를 송입하여 차고를 일정하게 유지하게 되는 공기 현가장치(Air Suspension)가 보편적으로 사용되고 있는 것이며, 여기에 부가하여 노약자나 어린이 또는 휠체어와 유모차 이용자들이 쉽게 승하차 할 수 있도록 버스의 상면고를 높였다 낮추었다 하는 장치. 즉, 차체의 높이를 선택적으로 조절할 수 있는 장치(Kneeling System)를 설치하기도 한다.

이같은 차체 높이 조절장치(Kneeling System)는, 주행시 차체의 높이를 상승(Kneeling Up)시켜 상면고를 높인 상태에서 운행을 하게 되는 것이지만, 승객이 승하차하는 때에는 차체의 높이를 하강(Kneeling Down)시켜 상면고를 낮추어 주어 도로면에 근접할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 선행기술과 관련된 공기 현가장치는, 사이드 멤버와 후론트 액슬 사이에 장착되는 공기스프링(5)을 포함하는 것으로서, 이같은 공기스프링(5)은 규정된 수준으로 차량의 높이를 유지하는 레벨링 벨브(6)를 가지고 있어 하중의 변화에 따라 공기스프링(5)에 압축공기를 공급 또는 방출하게 되는 것이다.

다시말해, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 공기압축기(1)에서 압축된 압축공기가 공기탱크(2)에 저장되도록 연결되어 있고, 상기 공기탱크(2)에는 병렬로 연결된 공기라인(3)과 서지탱크(4)가 연결되어 있으며, 상기 서지탱크(4)에는 또한 차축(9)상에 설치되는 공기 스프링(5)이 연결되는 것이다.

그리고, 상기 공기라인(3)에는 레벨링 밸브(6)와 레벨링 밸브 콘트롤러(7)에 의해 작동되는 마그네틱 밸브(8)가 각기 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기 현가장치는, 레벨링 밸브(6)의 상태에 따른 레벨링 밸브 콘트롤러(7)의 신호에 따라 각각의 마그네틱 밸브(8)가 조작됨에 의해서 하중이 감소하여 차고가 높아지면 레벨링 밸브(6)가 작용하여 공기 스프링(5)내의 공기를 방출하고, 이와 반대로 차고가 낮아지면 공기탱크(2)로부터 공기 스프링(5)에 공기를 송입하여 차고를 일정하게 유지한다.

그러나, 이와같이 구성되는 차체 높이 조절장치(Kneeling System)가 부설된 종래의 공기 현가장치는 공기 삽입으로 인해 그 작동력의 반응속도가 상당히 늦어짐은 물론 1개의 레벨링 밸브(6)와 이에 연계하여 동작하는 3개의 마그네틱 밸브(8), 그리고 이들 밸브를 콘트롤하기 위한 레벨링 밸브 콘트롤러(7)가 필수적인 구성요소로 요구되고 있는 것이므로 부품수가 많아져서 전체적인 시스템의 구성이 복잡함은 물론 다수 부품의 사용으로 인해 제조원가가 상승되면서 재설계에 따른 변경이 어려운 문제점이 있었다.

더욱이, 여기에 부가하여 설치되는 차체 높이 조절장치(Kneeling System)를 구동시키기 위해서는 상기 공기스프링(20)과 레벨링 밸브(22)를 유기적으로 제어하기 위한 별도의 제어수단을 필요로 하게 되는 것이므로 장치가 복잡해지고 동작의 신뢰성 역시 크게 떨어지는 폐단을 보이게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 전자 마그네틱을 공기스프링에 장착시킨 후 차체의 높낮이를 조절할수 있도록 높이 조절용 증폭부(OP-Amp)를 구비하므로서, 그 작동력의 반응속도를 향상시킴은 물론 구조를 단순화하여 제작 및 재설계시의 변경이 용이하게 이루어지도록 하는등 신뢰성이 우수한 차체 높이 조절장치(Kneeling System)를 구비하는 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래 차체 높이 조절장치의 구조를 구성도.

도 2는 종래 차체 높이 조절장치의 회로도.

도 3은 본 고안 차체 높이 조절장치의 구조를 보인 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5: 공기스프링, 10: 작동스위칭부, 20: 증폭부, 30: 선택스위칭부, 31: 제 1 스위칭단, 32: 제 2 스위칭단, 33: 제 3 스위칭단, 40: 전자마그네틱부재, 41: 고정마그네틱, 42: 가변마그네틱, 100: 배터리

상기 목적 달성을 위한 본 고안 차체 높이 조절장치는, 엑셀페달의 작동정지에 따라 스위칭동작하여 배터리의 전원을 공급하는 작동스위칭부와; 차체의 높낮이를 조절하도록 상기 작동스위칭부의 스위칭동작시 공급되는 배터리의 전원을 증폭하여 출력시키는 높낮이 조절용 증폭부(OP-AMP)와; 상기 증폭부의 증폭작용에 의해 출력된 배터리의 전류흐름을 선택적으로 제어하도록 스위칭동작하는 선택스위칭부와; 상기 선택스위칭부의 스위칭동작시 선택적으로 제어되어 출력된 배터리의 전류량에 따라 차체의 높낮이를 조절하도록 자성의 특성으로 작용하는 전자마그네틱부재; 로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

다른 일면에 따라, 상기 선택스위칭부는, 차체의 높낮이를 상승시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 플러스 전류를 흘려보내는 제 1 스위칭단과; 차체의 높이를 하강시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 마이너스 전류를 흘려보내는 제 2 스위칭단과; 차체의 높이를 그대로 유지시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 전류흐름을 차단시키는 제 3 스위칭단; 으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또다른 일면에 따라, 상기 전자마그네틱부재는, 공기스프링의 하단부에 고정된 플러스의 자성으로 부착된 고정마그네틱과; 상기 선택스위칭부의 스위칭동작시 그 흐름이 선택적으로 제어된 전류량에 따라 그 자성의 특성이 가변되면서 상기 고정마그네틱과 자성의 특성으로 작용하여 차체의 높낮이를 조절시키도록 상기 공기스프링의 상단부에 부착된 가변마그네틱; 으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 3을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상술한다.

도 3은 본 고안 차체 높이 조절장치의 구조를 보인 구성도이다.

본 고안에 따른, 차체 높이 조절장치는 작동스위칭부(10), 증폭부(20), 선택스위칭부(30) 및 전자마그네틱부재(40)를 포함한 것으로서, 종래 도 1 및 도 2에서와 동일부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 중복되는 설명을 생략하였다.

상기 작동스위칭부(10)는 엑셀페달의 작동정지에 따라 스위칭동작을 하는 것으로서, 엑셀페달이 작동정지되면 온 스위칭동작을 하여 배터리(100)의 전원을 상기 증폭부(20)에 공급하고 엑셀페달이 작동되면 오프 스위칭동작을 하여 상기 배터리(100)의 전원공급을 차단한다.

상기 증폭부(20)는 상기 작동스위칭부(10)의 스위칭동작시 공급되는 배터리(100)의 전원을 증폭한 후 상기 선택스위칭부(30)에 출력시키는 것으로서, 차체의 높낮이를 조절할수 있도록 상기 배터리(100)의 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전류량을 제어한다.

상기 선택스위칭부(30)는 상기 증폭부(20)의 증폭작용에 의해 출력된 배터리(100)의 전류흐름을 선택적으로 제어한 후 차체의 높낮이를 조절할수 있도록 상기 전자마그네틱부재(40)에 공급하는 것으로서, 제 1 내지 제 3 스위칭단(31)(32)(33)으로 이루어진다.

상기 제 1 스위칭단(31)은 상기 증폭부(20)에 의해 증폭된 배터리(100)의 플러스(+) 전류를 상기 전자마그네틱부재(40)에 흘려보내도록 선택적인 스위칭동작을 하는 것으로서, 차체의 높낮이를 상승시킨다.

상기 제 2 스위칭단(32)은 상기 증폭부(20)에 의해 증폭된 배터리(100)의 마이너스(-) 전류를 상기 전자마그네틱부재(40)에 흘려보내도록 선택적인 스위칭동작을 하는 것으로서, 차체의 높낮이를 하강시킨다.

상기 제 3 스위칭단(33)은 상기 증폭부(20)에 의해 증폭된 배터리(100)의 전류흐름을 차단시키도록 선택적인 스위칭동작을 하는 것으로서, 차체의 높낮이를 그대로 유지시킨다.

상기 전자마그네틱부재(40)는 사이드 멤버와 후론트 액슬 사이에 장착되는 공기스프링(5)에 부착된 후 상기 선택스위칭부(30)의 스위칭동작시 그 흐름이 선택적으로 제어된 배터리(100)의 전류량에 따라 차체의 높낮이를 조절하도록 자성의 특성으로 작용하는 것으로서, 고정마그네틱(41)과 가변마그네틱(42)으로 이루어진다.

상기 고정마그네틱(41)은 상기 공기스프링(5)의 하단부에 부착되어 있는 것으로서, 항상 플러스(+)의 자성으로 고정된다.

상기 가변마그네틱(42)은 상기 공기스프링(5)의 상단부에 부착되어 있는 것으로서, 상기 선택스위칭부(30)의 스위칭동작시 그 흐름이 선택적으로 제어된 전류 즉, 마이너스(-) 또는 플러스(+) 전류에 따라 그 자성의 특성이 가변되면서 상기 고정마그네틱(41)과 자성의 특성으로 작용하여 차체의 높낮이를 조절시킨다.

여기서, 차체 높낮이의 한계(Limit)는, 상기 공기스프링(5) 내부의 스톱퍼(도시하지 않음)와 기장착된 외부스톱퍼(도시하지 않음)에 의해 적용된다.

상기와 같은 일실시예의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탑승한 승객이 많아 차체가 아래로 처진상태에서 차체를 상승시키고자 운전자가 엑셀페달(도시하지 않음)의 밟음동작을 정지하면, 상기 엑셀페달의 밟음동작 정지에 따라 작동스위칭부(10)가 온 스위칭동작을 함과 동시에 배터리(100)의 전원을 증폭부(20)에 공급시키게 된다.

그리고, 상기 증폭부(20)에서는 공급된 배터리(100)의 전원에 있어 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전류량을 증폭시킨 후 이를 선택스위칭부(30)에 출력시키게 되고, 상기 선택스위칭부(30)에 구비된 제 1 스위칭단(31)에서는 차체의 높낮이를 상승시킬수 있도록 증폭된 배터리(100)의 플러스(+)전류를 선택하는 스위칭동작을 하게 된다.

이때, 상기 제 1 스위칭단(31)의 스위칭동작에 따라 선택된 배터리(100)의 플러스(+)전류가 차체의 사이드 멤버와 후론트 액슬 사이에 장착되어 있는 공기스프링(5)의 상단부에 부착된 전자마그네틱부재(40)의 가변마그네틱(42)으로 공급되므로서, 상기 가변마그네틱(42)에는 플러스(+)의 자성이 생성되는 것이다.

여기서, 상기 공기스프링(5)의 하단부에 부착된 전자마그네틱부재(40)의 고정마그네틱(41)이 플러스(+)의 자성을 항상 가지고 있는 관계로, 상기 가변마그네틱(42)에서 생성된 플러스(+)의 자성과 상기 고정마그네틱(41)의 플러스(+) 자성이 서로 밀게 되는 자성의 특성으로 작용하게 되므로서, 상기 공기스프링(5)은 팽창동작을 함과 동시에 많은 탑승자에 의해 그 높이가 처진 차체의 바디는 서서히 상승되는 것이다.

한편, 탑승한 승객을 하차시키기 위해 차체를 하강시키고자 운전자가 엑셀페달(도시하지 않음)의 밟음동작을 정지하면, 상기 엑셀페달의 밟음동작 정지에 따라 작동스위칭부(10)가 온 스위칭동작을 함과 동시에 배터리(100)의 전원을 증폭부(20)에 공급시키게 된다.

그리고, 상기 증폭부(20)에서는 공급된 배터리(100)의 전원에 있어 플러스(+) 및 마이너스(-)의 전류량을 증폭시킨 후 이를 선택스위칭부(30)에 출력시키게 되고, 상기 선택스위칭부(30)에 구비된 제 2 스위칭단(32)에서는 차체의 높낮이를 하강시킬수 있도록 증폭된 배터리(100)의 마이너스(-)전류를 선택하는 스위칭동작을 하게 된다.

이때, 상기 제 2 스위칭단(32)의 스위칭동작에 따라 선택된 배터리(100)의 마이너스(-)전류가 차체의 사이드 멤버와 후론트 액슬 사이에 장착되어 있는 공기스프링(5)의 상단부에 부착된 가변마그네틱(42)으로 공급되므로서, 상기 가변마그네틱(42)에는 마이너스(-)의 자성이 생성된다.

따라서, 상기 가변마그네틱(42)에 생성된 마이너스(-)의 자성과 상기 공기스프링(5)의 하단부에 부착된 고정마그네틱(41)의 플러스(+)자성이 서로 자성의 특성으로 작용함과 동시에 서로 끌어당김동작을 하게 되므로서, 상기 공기스프링(5)은 수축동작을 함과 동시에 차체의 바디는 탑승자가 용이하게 하차할수 있는 높이로 하강되는 것이다.

여기서, 도시하지는 않았지만 차체의 높낮이 즉, 상승과 하강높이의 한계(Limit)는, 상기 공기스프링(5) 내부의 스톱퍼와 기장착된 외부스톱퍼에 의해 제어된다.

또한, 엑셀페달의 작동정지된 상태에서 차체의 높낮이를 조절할 필용성이 없을 경우, 상기 선택스위칭부(30)의 제 3 스위칭단(33)에서는 차체의 높낮이가 그대로 유지될수 있도록 증폭된 배터리(100)의 플러스(+) 및 마이너스(-)전류의 흐름을 차단시키는 선택 스위칭동작을 하게 된다.

그리고, 상기 제 3 스위칭단(33)의 선택 스위칭동작시 그 흐름이 차단된 배터리(100)의 플러스(+) 및 마이너스(-)전류에 따라 공기스프링(5)의 상단부에 부착된 가변마그네틱(42)에는 아무런 자성이 생성되지 않게 되므로서, 상기 가변마그네틱(42)과 공기스프링(5)의 하단부에 부착된 고정마그네틱(41)의 플러스(+)자성은 서로 아무런 작용을 하지 않아 차체의 높낮이는 변함없이 그대로 유지될수 있게 되는 것이다.

여기서, 운전자가 차량의 엑셀페달을 밟게 되면, 상기 엑셀페달의 밟음동작에 따라 작동스위칭부(10)가 오프 스위칭동작을 하게 되므로서, 차체 높이 조절시스템은 자동적으로 그 작동이 정지된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 전자 마그네틱을 공기스프링에 장착시킨 후 차체의 높낮이를 조절할수 있도록 높이 조절용 증폭부(OP-Amp)를 구비하므로서, 그 작동력의 반응속도를 향상시킴은 물론 구조를 단순화하여 제작 및 재설계시의 변경이 용이하게 이루어지도록 하는등 신뢰성이 우수한 차체 높이 조절장치(Kneeling System)를 구비하는 현가장치를 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 엑셀페달의 작동정지에 따라 스위칭동작하여 배터리의 전원을 공급하는 작동스위칭부와; 차체의 높낮이를 조절하도록 상기 작동스위칭부의 스위칭동작시 공급되는 배터리의 전원을 증폭하여 출력시키는 높낮이 조절용 증폭부(OP-AMP)와; 상기 증폭부의 증폭작용에 의해 출력된 배터리의 전류흐름을 선택적으로 제어하도록 스위칭동작하는 선택스위칭부와; 상기 선택스위칭부의 스위칭동작시 선택적으로 제어되어 출력된 배터리의 전류량에 따라 차체의 높낮이를 조절하도록 자성의 특성으로 작용하는 전자마그네틱부재; 로 구성된 것을 특징으로 하는 차체 높이 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선택스위칭부는, 차체의 높낮이를 상승시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 플러스 전류를 흘려보내는 제 1 스위칭단과; 차체의 높이를 하강시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 마이너스 전류를 흘려보내는 제 2 스위칭단과; 차체의 높이를 그대로 유지시키도록 상기 증폭부에 의해 증폭된 배터리의 전류흐름을 차단시키는 제 3 스위칭단; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차체 높이 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자마그네틱부재는, 공기스프링의 하단부에 고정된 플러스의 자성으로 부착된 고정마그네틱과; 상기 선택스위칭부의 스위칭동작시 그 흐름이 선택적으로 제어된 전류량에 따라 그 자성의 특성이 가변되면서 상기 고정마그네틱과 자성의 특성으로 작용하여 차체의 높낮이를 조절시키도록 상기 공기스프링의 상단부에 부착된 가변마그네틱; 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차체 높이 조절장치.