KR20010047715A - 공기 현가장치용 레벨링 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차체 등의 진동시에 공기 스프링과 레벨링 밸브 사이의 압력차를 이용하여 레벨링 밸브의 구조를 보다 간단히 구성함에 따라 진동 등의 외란에 대한 응답성을 높여서 차량의 승차감을 보다 향상시키기 위한 것으로서,

화물차량용 캡의 하단에 형성되는 캡 지지 프레임과 차체 프레임 사이에 설치되는 공기 스프링에 공급되는 공기를 제어하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브에 있어서, 상기 레벨링 밸브는 공기 스프링과 공기탱크를 연결하는 공기호스상에 설치되는 밸브보디와; 상기 밸브보디내에 형성되며, 상기 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 큰 경우에는 상기 공기탱크와 상기 공기 스프링이 개통되도록 유로를 변환하며, 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 작은 경우에는 밸브보디내에 형성되는 공기배출구와 공기 스프링이 개통되도록 상기 밸브보디내의 유로를 변환하는 유로변환수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브를 제공한다.

Description

공기 현가장치용 레벨링 밸브{LEVELING VALVE FOR AIR SUSPENSION ASSEMBLY}

본 발명은 공기 현가장치의 레벨링 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 구조에 의하여 차량 하부의 노면충격에 대하여 신속하게 응답할 수 있는 공기 현가장치의 레벨링 밸브에 관한 것이다.

예컨대, 화물차량과 같은 대형차량은 차체 프레임의 전측부에 엔진이 탑재되고, 그 위로 운전실을 형성하는 캡이 배치되고, 그 후측으로 적재함이 배치된다.

이와 같이 엔진의 상측에 운전실이 배치되는 캡오버타입(CAP-OVER TYPE)의 차량은 엔진의 아이들링시나 주행시에 엔진이나 차체의 진동이 캡을 통해서 운전실로 전달되므로 승차감 향상을 위해서는 캡과 차체 프레임 사이의 진동을 흡수하기 위한 장치가 필요하다.

이와 같은 진동을 흡수하기 위한 현가장치로서 화물차량 등에서는 공기 현가장치가 널리 이용되고 있는데, 이러한 공기 현가장치는 종래에는 도 5에 도시한 바와 같이, 화물차량용 캡(101)의 하단에는 이를 지지하는 캡 지지 프레임(102)과 차체 프레임(104)이 형성되고, 이 캡 지지 프레임(102)과 차체 프레임(104)사이에는 차체 및 엔진의 진동을 흡수하는 공기 스프링(106)이 배치되고, 이 공기 스프링(106)에는 공기를 공급하는 공기탱크(108)와, 이 공기 스프링에 공급되는 공기를 제어하는 레벨링 밸브(110)가 연결되고, 이 레벨링 밸브(110)는 차체 프레임(104)에 연결로드(112)로 연결되어 차체 프레임(104)의 진동에 따라 움직이는 조정레버(114)에 의하여 작동되는 구성으로 이루어진다.

상기에서 레벨링 밸브(110)는 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브보디(116), 차체 프레임에 의해 연결로드(112) 및 조정레버(114)를 거쳐서 움직이게 되는 로커축(118), 이 로커축에 세레이션 결합되어 있는 암(120), 이 로커와 암을 중립상태로 유지하는 스프링(122), 댐퍼작용을 하는 피스톤(124), 공기통로의 개폐를 하는 피드밸브(126), 배기밸브(128) 등으로 구성된다.

여기서 종래기술에 의한 레벨링 밸브에 의하여 상기 화물차량용 캡(CAP)의 자세를 유지하는 작동내용을 살펴보면, 캡(101)이 하강하여 공기 스프링(106)이 압축되면 레벨링 밸브의 조정레버(114)가 위쪽으로 밀려 올라가며 로커축(118) 및 암(120)을 작동시키고, 이에 따라 피스톤(124)이 오른쪽으로 밀려서 피드밸브(126)가 열리고 공기탱크(108)내의 공기는 통기구멍을 지나 공기 스프링(106)으로 유입되게 되어 캡의 하강충격을 공기 스프링(106)이 흡수하게 된다.

한편, 캡(101)이 상승하여 공기 스프링(106)이 팽창하면, 레벨링 밸브는 상기작동과 반대로 작동하여 피스톤(124)은 왼쪽으로 밀려서 배기밸브(128)가 열리고 공기 스프링(106) 내의 공기는 배기밸브(128)를 통하여 대기중으로 배출된다.

상기와 같이 차체 프레임에 연결로드에 의하여 연결된 레벨링 밸브로서 캡의 자세를 제어하는 공기 현가장치의 경우, 레벨링 밸브 자체의 구조 및 차체 프레임과 레벨링 밸브가 연결되는 구조가 복잡하므로 외부 진동등이 발생시에 이 진동은 조정레버의 움직임 및 여러 작동기구가 작동한 후에 비로소 공기 스프링에 의하여 흡수되는 구조로 되어 있었으므로 진동 등의 외란에 대해 신속히 대처하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 차체 등의 진동시에 공기 스프링과 레벨링 밸브 사이의 압력차를 이용하여 레벨링 밸브의 구조를 보다 간단히 구성하여 진동 등의 외란에 대한 응답성을 높여서 차량의 승차감을 보다 향상시키기 위한 공기 현가장치용 레벨링 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 레벨링 밸브를 포함하는 공기 현가장치의 개략 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 레벨링 밸브의 중립상태의 단면도,

도 3은 화물차량의 차체 프레임이 상승시의 본 발명에 의한 레벨링 밸브의 작동도,

도 4는 화물차량의 차체 프레임이 하강시의 본 발명에 의한 레벨링 밸브의 작동도,

도 5는 종래 기술에 의한 레벨링 밸브를 포함하는 공기 현가장치의 개략구성도,

도 6은 종래기술에 의한 레벨링 밸브의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 캡 14 : 캡 지지 프레임

16 : 차체 프레임 18 : 공기 스프링

20 : 공기호스 22 : 공기탱크

24 : 레벨링 밸브 26 : 밸브보디

28 : 유로변환수단 30 : 중앙관로

36,38 : 제1,2분지관로 40 : 피스톤

42 : 탄성부재 44 : 통기공

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

화물차량용 캡의 하단에 형성되는 캡지지프레임과 차체 프레임 사이에 설치되는 공기 스프링에 공급되는 공기를 제어하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브에 있어서, 상기 레벨링 밸브는 공기 스프링과 공기탱크를 연결하는 공기호스상에 설치되는 밸브보디와; 상기 밸브보디내에 형성되며, 상기 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 큰 경우에는 상기 공기탱크와 상기 공기 스프링이 개통되도록 유로를 변환하며, 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 작은 경우에는 밸브보디내에 형성되는 공기배출구와 공기 스프링이 개통되도록 상기 밸브보디내의 유로를 변환하는 유로변환수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브를 제공한다.

여기서, 상기 밸브보디는 그 일측은 개구되고 타측은 폐쇄된 중앙관로와; 상기 중앙관로와 직교하여 대향 형성되는 제1, 2분지관로;를 갖추며, 상기 유로변환수단은 그 길이방향으로 통기공이 형성되고, 상기 밸브보디의 중앙관로 내에 삽입되어 상기 공기 스프링과 밸브보디내의 압력차에 따라 상기 제1, 2분지관로를 선택적으로 개폐하는 피스톤과; 상기 피스톤을 적정한 탄성력으로 지지하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 레벨링 밸브가 적용되는 화물차량용 공기 현가장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 부호 12는 화물차량용 캡을 지칭한다.

상기 캡(12)의 내부에는 운전실이 위치하며, 그 하부로는 캡(12)을 지지하는 캡지지프레임(14)과 차량하부의 차체 프레임(16)이 배치되고, 그 사이로는 공기 스프링(18)이 개재되어 상기 캡(12) 내부의 운전실로 전달되는 차량하부의 노면충격을 감쇠하게 된다.

상기 공기 스프링(18)은 벨로즈 형태로 형성되며, 일측에는 공기호스(20)가 장착되어 공기탱크(22)로부터 필요한 공기를 공급받아서 노면충격을 감쇠하기 위한 댐핑력을 형성한다.

여기서 본 발명에 의한 레벨링 밸브(24)는 상기 공기 스프링(18)과 상기 공기탱크(22)를 연결하는 공기호스(20)상에 설치되어 공기 스프링내의 압력변화에 대응하여 작동하게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 레벨링 밸브(24)는 본체를 이루는 밸브보디(26)와 이 밸브보디 내에 설치되어 공기 스프링내부와 밸브보디내부의 압력차에 따라서 작동하는 유로변환수단(28)으로 구성된다.

상기 밸브보디(26)에는 그 중앙부에 중앙관로(30)가 길이방향으로 형성되며, 이 중앙관로의 일측은 상기 공기 스프링(18)에 연통되도록 개구된 개구부(32)로 이루어지고 타측은 외부와 차단된 폐쇄부(34)로 이루어지며, 상기 개구부(32)와 폐쇄부(34)측으로는 상기 중앙관로로부터 각각 대향하게 분지되어 형성되는 제1, 2분지관로(36,38)가 배치된다.

상기와 같이 이루어지는 밸브보디(26)는 상기 중앙관로의 개구부(32)가 공기 스프링(18)에, 상기 제1분지관로(36)가 공기탱크(22)에, 상기 제2분지관로(38)가 외부대기로 연결되어 공기 스프링내 공기의 공급 및 배출 유로를 형성하게 된다.

한편, 상기 유로변환수단(28)은 상기 밸브보디의 중앙관로내에 삽입되어 이 중앙관로를 따라 슬라이딩하는 피스톤(40)과, 이 피스톤을 탄성력에 의하여 지지하는 스프링 등과 같은 탄성부재(42)로 이루어진다.

상기 피스톤(40)에는 공기가 이 피스톤 내를 유통할 수 있도록 그 중앙부로 통기공(44)이 형성되어 있으며, 상기 탄성부재(42)는 상기 중앙관로의 폐쇄부(34)측에 고정되어 상기 피스톤(40)을 적정한 탄성력으로 지지하게 된다.

상기와 같이 구성되는 레벨링 밸브에서 상기 밸브보디의 중앙관로(26)상에는 상기 피스톤(40)이 과도하게 개구부측으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 상기 중앙관로의 개구부(32)와 상기 제1분지관로(36)사이에 돌출부(46)를 형성하여 스토퍼역할을 하도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 레벨링 밸브의 작동과정을 도 3 및 도 4를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 공기 스프링, 밸브보디, 공기탱크 내의 압력을 순서대로 각각,,로 정하기로 하며, 공기 스프링내의 압력()보다 공기탱크내의 압력()이 항상 크며 노면이 평탄하여 차체 프레임이 평형상태에 있는 경우에는 공기 스프링내의 압력()과 밸브보디내의 압력()도 평형상태를 이루는 것으로 가정한다.

도 3에 도시한 바와 같이 노면에 돌출부가 있거나 하여 차체 프레임(16)이 상승하는 경우, 즉 공기 스프링(18)이 압축되는 경우에는 공기 스프링내의 압력()이 밸브보디내의 압력()보다 크게 된다.

상기의 경우 공기 스프링내의 압력()에 의하여 피스톤(40)은 탄성부재(42)의 최대압축거리까지 폐쇄부(34)측으로 이동하게 되며, 이에 따라 제1분지관로(36)는 개통되고 제2분지관로(38)가 폐쇄되어 상기 공기탱크내의 공기는 제1분지관로(36)→중앙관로(30)를 통하여 공기 스프링으로 공급되게 되어 차체 프레임(16)의 상승충격을 흡수하게 된다.

한편 도 4에 도시한 바와 같이, 노면의 돌출부가 사라지거나 노면이 함몰되어 차체 프레임(16)이 하강하는 경우, 즉 공기 스프링(18)이 팽창되는 경우에는 공기 스프링내의 압력()이 밸브보디내의 압력()보다 작게 된다.

상기의 경우 밸브보디내의 압력()에 의하여 피스톤(40)은 돌출부(46)가 형성된 지점까지 이동하게 되며, 이에 따라 제2분지관로(38)는 개통되고 제1분지관로(36)는 폐쇄되어 상기 공기 스프링내의 공기는 중앙관로(30)→통기공(40)→제2분지관로(38)를 통하여 외부대기로 배출되어 차체 프레임(16)의 하강충격을 흡수하게 된다.

상기와 같은 차체 프레임의 상승 및 하강후에 차체 프레임이 평형상태로 복귀하게 되면 공기 스프링내의 압력과 밸브보디내의 압력도 평형상태로 복귀하게 되고 이에 따라 피스톤은 제1, 2분지관로를 폐쇄하는 중립상태로 위치하게 된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의한 공기 스프링용 레벨링 밸브는 구성이 간단하므로 제조공정이 단순해지고, 외부충격에 대하여 신속히 반응하므로 이를 이용한 공기 현가장치의 성능 및 차량의 승차감을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 내부부품을 간소화함으로써 생산원가를 절감하고 레벨링 밸브의 무게감소를 통한 차체의 중량을 감소시킬 수 있어 환경친화적 설계를 도모할 수 있다.

Claims (3)

1. 화물차량용 캡의 하단에 형성되는 캡지지프레임과 차체 프레임 사이에 설치되는 공기 스프링에 공급되는 공기를 제어하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브에 있어서,

   상기 레벨링 밸브는

   공기 스프링과 공기탱크를 연결하는 공기호스상에 설치되는 밸브보디와;

   상기 밸브보디내에 형성되며, 상기 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 큰 경우에는 상기 공기탱크와 상기 공기 스프링이 개통되도록 유로를 변환하며, 공기 스프링내의 압력이 밸브보디내의 압력보다 작은 경우에는 밸브보디내에 형성되는 공기배출구와 공기 스프링이 개통되도록 상기 밸브보디내의 유로를 변환하는 유로변환수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 밸브보디는

   그 일측은 개구되고 타측은 폐쇄된 중앙관로와, 이 중앙관로와 직교하여 대향 형성되는 제1, 2분지관로에 의하여 형성되는 유로를 갖추며,

   상기 유로변환수단은

   그 길이방향으로 통기공이 형성되고, 상기 밸브보디의 중앙관로 내에 삽입되어 상기 공기 스프링과 밸브보디내의 압력차에 따라 상기 제1, 2분지관로를 선택적으로 개폐하는 피스톤과,

   상기 피스톤을 적정한 탄성력으로 지지하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 밸브보디의 중앙관로에는

   상기 탄성부재에 의한 피스톤의 과도한 인장운동을 제한하기 위한 돌출부가 공기 스프링에 연결되는 측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치용 레벨링 밸브.