KR20030055583A - 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것으로, 에어스프링(10)의 내부에 레벨링밸브(50)와, 이 레벨링밸브(50)의 작동을 차고에 따라 제어하는 작동제어기구(60)가 설치된다.

상기 작동제어기구(60)는 로드(61)를 매개로 에어스프링(10)의 어퍼브라켓(12)에 연결되어 프레임(20)과 액슬(30)간의 거리변화에 따라 승강되는 실린더하우징 내부의 피스톤에 의해 발생되는 압력을 호스(70,71)를 매개로 레벨링밸브(50)에 전달하며, 레벨링밸브(50)는 어떤 호스로 압력신호가 전달되는 가에 따라 내부의 유로를 전환하여 에어탱크의 압축공기를 에어스프링(10)으로 공급하거나 대기중으로 배출함으로써 차고 및 자세를 유지한다.

상기와 같이 레벨링을 위한 장치들이 에어스프링에 내장되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보가 용이하고, 주변 부품과의 간섭감소로 인해 장착작업이 용이하며, 차종에 따른 구별없이 장치의 공용화가 가능하고, 작동제어기구의 초기위치 조정작업이 필요없게 된다.

Description

에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템{leveling system for air suspension vehicles}

본 발명은 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것으로, 특히 에어스프링과 레벨링밸브 및 차고에 따라 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하는 기구가 일체화된 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 에어 서스펜션은 에어 스프링을 사용하여 차체의 하중을 지지하고 노면으로부터의 충격 및 진동의 전달을 흡수하는 것으로서, 하중의 증감에 관계없이 차고를 항상 일정하게 유지하고, 차량 전후좌우의 기울어짐을 방지하며, 하중의 증감에 따라 스프링 정수를 자동으로 변화시켜 항상 최적의 승차감이 얻어질 수 있도록 레벨링시스템을 구비한다.

레벨링시스템은 에어탱크로부터 에어스프링으로 연결된 공압관로 중에 쓰리웨이밸브인 레벨링밸브를 설치하고, 이 레벨링밸브를 차고에 따라 작동시킴으로써 상기 에어스프링으로 압축공기를 공급하거나 또는 배출시킬 수 있도록 되어 있다.

그 한 예를 도 1에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 에어스프링(10)은 프레임(20)과 액슬(30)의 사이에 설치되어 차체의 하중을 지지한다. 레벨링밸브(40)는 상기 프레임(20)에 장착되고, 에어탱크로부터 압축공기가 유입되는 유입포트(41)와, 에어스프링(10)과 연결되어 에어스프링(10)내부로 공기를 공급하거나 에어스프링(10)의 공기를 다시 받아 들이는 연결포트(42)와, 에어스프링(10)으로부터 유입된 공기를 대기중으로 배출하는 배출포트(43)를 갖추며, 수직 및 수평레버들로 이루어진 레버기구(44)에 의해 액슬(30)에 연결되어 있어 차고의 변화 즉, 상기 프레임(20)과 액슬(30) 간의 거리 변화에 따라 유로를 개폐하여 에어스프링(10)내 공기량을 조절한다.

즉, 프레임(20)과 액슬(30) 간의 거리가 가까워질때는 레버기구(44)의 상부 수평레버가 상승하여 배출포트(43)는 닫히고 유입포트(41)와 연결포트(42)가 개방되어 에어탱크의 압축공기가 에어스프링(10)의 내부로 공급됨으로써 에어스프링(10)의 공기압이 증가하여 액슬(30)에 대해 프레임(20)이 밀어 올려지게 되고, 프레임(20)과 액슬(30) 간의 거리가 멀어질때는 상기 상부 수평레버가 하강하여 유입포트(41)는 닫히고 연결포트(42)와 배출포트(43)가 개방되어 에어스프링(10)의 공기가 외부로 배출됨으로써 에어스프링(10)의 공기압이 감소되어 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 다시 가까워지게 되며, 이와 같은 작용에 의하여 차고 및 차체의 자세가 일정하게 유지된다.

한편, 상기 레벨링 시스템이 설치되는 공간은 상기 에어스프링(10) 뿐만 아니라, 현가를 구성하는 여러 부품 즉, 쇽업소버, 스태빌라이저바, 레디어스로드, 레터럴로드 등이 복잡하게 설치되는 공간으로서 부품간에 간섭을 피하여 레벨링밸브(40) 및 레버기구(44)의 설치공간을 확보하기가 용이하지 않으므로 설계 자유도가 제한되며, 장착시에도 조립이 용이하지 않은 단점이 있었다.

또한, 레버기구(44)들을 이루는 레버들이 일정한 길이를 가지고 있기 때문에 차종에 따라 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 변화할때는 이를 공용할 수 없다는 단점도 있었다.

또한, 최초 설치시 상기 에어스프링(10)이 상기 레벨링밸브(40)가 에어스프링(10)으로 공기를 공급하지도 에어스프링(10)으로부터 공기를 배출하지도 않는 상태에 있도록 상기 레버기구(44)의 최초위치를 조정해 주어야 하므로 이 또한 작업을 난해하게 하는 요소가 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 단점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 에어스프링과 레벨링밸브 및 차고에 따라 상기 레벨링밸브의 작동을 제어하는 기구 즉, 종래의 레버기구의 역할을 담당하는 부분을 모두 패키지화하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 현가장치의 설계자유도를 향상시키고, 설치작업이 용이해지며, 차종에 상관없이 공용할 수 있음은 물론, 설치시 최초위치의 조정작업이 필요없도록 된 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 레벨링 시스템에서 차고에 따라 레벨링밸브의 작동압력을 발생시키는 작동제어기구의 확대 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 에어스프링,11 : 에어백,

12 : 어퍼브라켓,13 : 로워브라켓,

20 : 프레임,30 : 액슬,

50 : 레벨링밸브,51 : 유입관,

52 : 공급관,53 : 배출관,

60 : 작동제어기구,61 : 로드,

62 : 피스톤,63 : 하부 공압신호 배출포트,

64 : 상부 공압신호 배출포트,65 : 볼죠인트,

70,71 : 호스.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프레임과 액슬 사이에 장착된 에어스프링과, 이 에어스프링으로 에어탱크의 압축공기를 공급하거나 에어스프링 내부의 공기를 외부로 배출하는 레벨링밸브와, 차고에 따라 이 레벨링밸브의 작동을 제어하는 작동제어기구를 포함하여 이루어진 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 있어서, 상기 레벨링밸브와 이 레벨링밸브의 작동제어기구가 상기 에어스프링의 내부에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 레벨링밸브는 공압신호에 의해 작동되는 쓰리웨이밸브로서, 에어스프링의 하부인 로워브라켓의 내부에 설치되며, 에어탱크에 연결된 유입관과 상기 로워브라켓을 관통하여 상부의 에어백 내부로 연통되는 공급관과 외부로 연통되는 배출관을 갖추며, 상기 에어백의 내부에 설치된 상기 작동제어기구로부터 공압신호를 전달받아 작동된다.

상기 작동제어기구는 전술한 바와 같이 에어스프링의 중앙인 에어백의 내부에 설치되며, 프레임과 액슬의 거리 변화에 따라 승강되는 피스톤에 의해 발생되는 공압을 호스를 통하여 상기 레벨링밸브로 전달하도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 레벨링밸브와 레벨링밸브 작동제어기구가 모두 에어스프링의 내부에 설치되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보가 용이하고, 주변부품과의 간섭이 적어 설치작업이 용이하며, 에어스프링 제작시 레벨링밸브와 레벨링밸브 작동제어기구의 초기위치가 모두 조정되어 있으므로 현가 조립라인에서 작동제어기구의 초기위치를 조정할 필요가 없게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템을 도시한 도면으로서, 본 발명은 레벨링밸브(50)와 이 레벨링밸브(50)의 작동을 차고에 따라 조정하는 작동제어기구(60)가 모두 에어스프링(10)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

종래 기술의 설명에서 언급하지 않았지만 일반적으로 에어스프링(10)은 공기가 주입되는 중앙의 에어백(11)과, 에어스프링(10)을 프레임(20)과 액슬(30) 사이에 장착하기 위해 상기 에어백(11)의 상하에 각각 설치된 어퍼브라켓(12)과 로워브라켓(13)을 포함하여 이루어지는데, 상기 레벨링밸브(50)는 상기 로워브라켓(13)의 내부에 설치되고, 상기 레벨링밸브 작동제어기구(60)는 에어백(11)의 내부에 설치된다.

상기 레벨링밸브(50)는 공압신호에 의해 작동되는 쓰리웨이밸브로서, 유입관(51)을 통해 압축공기가 보관되는 에어탱크에 연결되고, 이로부터 유입된 압축공기를 에어백(11)의 내부로 공급할 수 있도록 로워브라켓(13)의 상면을 관통하여 에어백(11)의 내부로 개방된 공급관(52)을 갖추고 있으며, 또한 이 공급관(52)을 통해 재유입된 공기를 외부로 배출할 수 있도록 상기 로워브라켓(13)의 측면을 관통하여 대기중으로 개방된 배출관(53)을 갖춘다.

상기 작동제어기구(60)는 도 2내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일종의 공압실린더로서 실린더하우징에 내장된 피스톤(62)이 로드(61)를 매개로 상기 어퍼브라켓(12)의 하면에 연결되고, 실린더하우징의 상하측면에는 각각 상부 공압신호 배출포트(64)와 하부 공압신호 배출포트(63)가 형성되어, 각각 호스(71,70)를 매개로 상기 레벨링밸브(50)에 연결되는 한편, 상기 실린더하우징의 하면은 볼죠인트(65)를 매개로 상기 로워브라켓(13)의 상면에 장착되는 구조로 이루어진다.

상기 레벨링밸브(50)는 전술한 바와 같이 공압신호에 의해 작동되는 쓰리웨이밸브로서, 내부의 유로는 외부로부터 전달되는 두 가지 공압신호에 의해 전환되며, 이와 같은 기술은 전기신호에 따라 작동되는 솔레노이드형 쓰리웨이밸브와 같이 관용적 기술이므로 레벨링밸브의 상세구조에 대한 설명은 생략하며, 본 발명에서 레벨링밸브를 작동시키는 두 가지 공압신호는 상기 작동제어기구(60)의 상부 공압신호 배출포트(64)와 하부 공압신호 배출포트(63)로부터 호스(71,70)를 통해 전달되는 공압신호이다.

한편, 상기 에어스프링(10) 제작시에는 에어스프링(10)이 차량에 초기 장착될 때 레벨링밸브(50)가 닫힌 상태를 유지하여 에어스프링(10)이 기본 스프링압을 유지할 수 있도록 레벨링밸브 작동 압력신호를 발생시키지 않기 위하여 초기 장착후 피스톤(62)이 실린더하우징의 중간높이에 위치되는 길이로 로드(61)의 길이가 설정된다.

이제 본 발명에 의한 레벨링 작용에 대해 설명한다.

하중이 증가하여 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 가까워질 경우, 에어스프링(10)은 압축된다. 이때 로드(61)에 의하여 실린더하우징 내 피스톤(62)이 하강하게 되며, 이에 따라 피스톤(62) 하부의 공기가 압축되어 하부 공압신호 배출포트(63)로 배출되며, 이 압력신호는 호스(70)를 통해 레벨링밸브(50)로 전달되어 프레임 하강신호로서 작용함으로써 유입관(51)과 공급관(52)을 연결하는 유로가 형성되어 에어탱크로부터 압축공기가 에어백(11)의 내부로 공급되어 에어백(11)내 압력이 상승한다. 따라서, 에어스프링(10)이 다시 신장됨으로써 프레임(20)이 원위치로 복귀(상승)되어 차고가 유지된다.

한편, 하중이 감소하여 프레임(20)과 액슬(30)의 거리가 멀어질 경우에 상기 에어스프링(10)은 신장된다. 이때는 상기의 경우와 반대로 피스톤(62)이 상승하면서 그 상부의 공기가 압축되어 상부 공압신호 배출포트(64)를 통해 배출되며, 이 압력신호는 호스(71)를 통해 레벨링밸브(50)로 전달되어 프레임 상승신호로서 작용함으로써 공급관(52)과 배출관(53)을 연결하는 유로가 형성되어 에어백(11) 내부의 공기가 대기중으로 배출되어 에어백(11)내 압력이 감소된다. 따라서,에어스프링(10)이 하중에 의해 다시 수축됨으로써 프레임(20)이 원위치로 복귀(하강)되어 차고가 유지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 레벨링 시스템은 레벨링 시스템 본연의 역할을 충실히 수행하면서도 종래 레벨링 시스템의 문제점을 해소하였다.

즉, 본 발명에 따른 레벨링 시스템에서는 레벨링밸브와 이 레벨링밸브의 작동을 차고에 따라 제어하는 작동제어기구가 모두 에어스프링의 내부에 설치되어 패키지화됨으로써 설치공간의 확보가 매우 용이하여 에어 서스펜션의 설계 전체적인 측면에 있어서 그 자유도가 크게 향상된다.

또한, 패키지화에 의해 취급이 용이하고, 장착시 주변의 현가부품과의 간섭이 크게 줄어듦으로써 장착작업이 용이해지는 장점이 있다.

또한, 에어스프링 제작시 에어스프링이 차량에 초기 장착될 때 레벨링밸브 작동제어기구의 피스톤이 기준위치(작동 압력신호를 발생시키지 않는 중앙위치)에 있도록 설계되어 제작되기 때문에 현가 조립라인에서 종래와 같이 레버기구의 초기 장착위치를 조정해야 하는 불편함이 해소되며, 동일한 용량의 에어스프링을 채용하는 차량에 있어서는 차종에 따른 구별 없이 장치를 공용할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 프레임과 액슬 사이에 장착된 에어스프링과, 이 에어스프링으로 에어탱크의 압축공기를 공급하거나 에어스프링 내부의 공기를 외부로 배출하는 레벨링밸브와, 차고에 따라 이 레벨링밸브의 작동을 제어하는 작동제어기구를 포함하여 이루어진 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템에 있어서,

   상기 레벨링밸브와 이 레벨링밸브의 작동제어기구가 상기 에어스프링의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 레벨링밸브는 공압신호에 의해 작동되는 쓰리웨이밸브이고, 상기 에어스프링의 하부 구성체인 로워브라켓의 내부에 설치되며, 에어탱크에 연결된 유입관과 상기 로워브라켓의 상면을 관통하여 에어백 내부로 연통되는 공급관과 상기 로워브라켓의 측면을 관통하여 대기중으로 개방되는 배출관을 갖추며, 상기 작동제어기구로부터 공압신호를 전달받아 작동되는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 작동제어기구는 상기 에어스프링의 중간부 구성체인 에어백의 내부에 설치되며, 실린더하우징에 내장된 피스톤이 로드를 매개로 에어스프링의 상부 구성체인 어퍼브라켓의 하면에 연결되고, 상기 실린더하우징의 상하측면에는 각각 상부 공압신호 배출포트와 하부 공압신호 배출포트가 형성되며, 이 배출포트들이 각각 호스를 매개로 상기 레벨링밸브에 연결되어 프레임 상승신호와 프레임 하강신호가 전달되는 한편, 상기 실린더하우징의 하면은 볼죠인트를 매개로 상기 로워브라켓의 상면에 장착되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션 차량의 레벨링 시스템.