KR200371807Y1 - 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역캐스터구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조에 관한 것으로서, 그 목적은 차축과 에어스프링의 센터가 소정 간격의 오프셋(offset)을 가지며, 후진시, 즉 역 캐스터 시에만 에어실린더에 에어가 공급되어 작동하고 전진할 때에는 자동으로 에어실린더에서 에어가 빠져 정 캐스터로 복원되는 기구학적 구조로 마련됨으로써 에어실린더의 고장이나 에어실린더로 들어오는 에어압력이 차단되었을 때 주행 중이라 할지라도 주행안전성이 확보되도록 한 것이다.

본 고안은, 차체프레임(10)에 하부앤드부재(18)가 제1, 제2승강작동링크(14, 20)에 의해 4절 링크방식으로 설치되고 상기 하부앤드부재(18)에 장착된 에어서스펜션장착차축(26)이 상기 프레임(10)과 하부앤드부재(18) 사이에 설치된 하강용 에어스프링(24)이나 상기 제1승강작동링크(14) 선단의 상승용 에어스프링(16)에 의해 승강되는 대형차량용 에어서스펜션장착차축에 있어서, 상기 에어서스펜션장착차축(26)의 반력하중점과 하강용 에어스프링(24)의 하중점이 소정 간격으로 오프셋(L)이 설정되며, 상기 제2승강작동링크(20)의 선단이 직립앤드부재(12a)의 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 선회되는 회동링크(34)의 하단과 연결되고 이 회동링크(34)의 상단에는 차체프레임(10)에 한쪽이 연결된 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)와 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역캐스터구조{inverse caster structure of Rear axle Air Suspension for Heavy Duty Truck ＆ Bus}

본 고안은 대형차량용 에어서스펜션장착차축에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 후진시 차축을 종래와 같이 지면으로부터 들어 올리지 않고 하부엔드부재의 경사각도(캐스터 각도)를 에어실린더와 회동링크로 연동 변위시켜 후진시 전진 주행조건과 같게 자체조향이 되는 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조에 관한 것이다.

일반적으로, 대형차량은 대형화물 내지 대용량의 화물을 전용으로 운반하는 차량이고, 화물을 적재하면 과다중량으로 주행 중 도로 및 교량파손의 주요인이 되었으며, 이로 인하여 지반이 약한 도로라든가, 교량의 경우 통행할 수 있는 중량제한표시를 하여 과적차량에 대하여서는 운행을 통제하고 있다. 대부분의 대형차량(트레일러차량)들은 이와 같이 통제하는 도로를 운행하기 위하여, 중량분산용 에어서스펜션장착차축을 차량에 장착하여, 화물을 적재하면 에어서스펜션장착차축을 하강시켜 바퀴당 가해지는 하중(荷重)을 분산 조절함으로써, 통행제한중량 이하가 되도록 하여 운행하고 있다.

이러한 에어서스펜션장착차축은 적재함의 중량을 효과적으로 분담할 수 있도록 대부분 2축 형태의 후륜구조를 이루고 있어 좌우방향으로의 선회시 노면접지저항을 많이 받아 타이어 마모량의 증가와 함께 회전반경이 더욱 커지게 되며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전진과 후진을 모두 조향할 수 있도록 하는 '대형차량의 후륜조향 에어서스펜션'이 있다.

이러한 에어서스펜션장착차축은 단순히 상승 혹은 하강시키는 것이며, 이는 차체적재함에 화물을 적재하면 상승용 에어스프링의 에어를 빼면서 하강용 에어스프링에 적정압력의 에어를 주입하여 운행을 한다. 이때, 2개의 제1, 제2승강작동링크에 의해 4절 링크방식으로 연결된 하부앤드부재는 선단을 기준으로 하여 후단이 낮은 상태의 경사각도(대략 6°)로 경사져 있다.

이러한 상태에서 적재중량이 없어 축하중이 걸리지 않거나 후진할 때는, 하강용 에어스프링의 에어를 빼면서 상승용 에어스프링으로 적정압력의 에어를 주입함으로써 4절 링크방식으로 연결된 2개의 제1, 제2승강작동링크에 의해 하부앤드부재와 함께 타이어가 설치된 에어서스펜션장착차축이 상승되어 지면으로부터 떨어지게 된다.

이때, 적재중량에 따라 축하중이 걸려 있는 상태에서 후진시 차축이 들어 올려지는 경우, 차체프레임에 화물이 적재된 상태이면 그 나머지의 차축에 걸리는 하중이 급격하게 증가하여 과부하상태로 되며, 이로 인하여 심지어는 에어서스펜션장착차축의 변형될 수 있는 것이다. 이러한 문제점을 감안하여 차축이 지면에 닿은 상태로 그대로 두고 후진시킬 수도 있겠으나, 이 경우는 2개의 제1, 제2승강작동링크에 의해 4절 링크방식으로 연결된 하부앤드부재가 선단을 기준으로 하여 후단이낮은 상태의 경사각도(대략 6°)로 경사져 있어 전진에 적합한 구조이므로, 리어에어서스펜션에 변형적인 트러스트가 작용하고, 이로 인하여 구조적인 문제가 야기될 수 있음은 물론, 후진시 차축 타이어의 접지면적이 과다하여 원활한 조향 또한 이뤄지지 않는 것이다.

이러한 문제점을 보완 개선시켜 차량의 전후진시에 액슬의 각도변화를 자체보정하기 위한 서스펜션장치가, 대한민국 실용신안등록 제20-205265호에 게재되어 있다. 여기서는 상부프레임의 후단에 에어스프링을 설치하고 이 에어스프링의 하단으로 연장 설치된 차축의 브래킷과 상부프레임 선단의 축받이 하단을 하부토크로드를 연결 설치하며, 상부프레임과 하부토크로드에 충격흡수 댐퍼가 장착되고, 상부프레임에 장착된 에어실린더를 크랭크 암을 통하여 상부토크로드의 선단과 연결시키고 그 후단은 브래킷에 연결시킨 것이다.

상기와 같은 서스펜션장치는, 차량이 후진시 에어컴프레서로부터 공기를 공급받은 공압으로 에어실린더의 피스톤을 확장시켜서 크랭크 암을 밀게 되고 이에 따라 크랭크 암은 힌지 축을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 크랭크 암과 연결된 상부토크로드를 차량의 후진방향으로 밀어서 조정하여 역방향으로 약 4~6°를 보정하여 차체의 차축을 자체적으로 안정시키는 것이었다.

그러나 상기와 같은 실용신안등록 제20-205265호에 있어서는, 에어스프링의 하중점과 차축의 반력하중점이 동일선상에 있으므로, 고속주행시 지면으로부터 발생하는 하중의 부하가 차축 반력하중점의 변위를 야기하고, 이로 인하여 그 힘이 그대로 각 상부토크링크 및 크랭크 암과 에어실린더로 힘이 전달되어 에어실린더에 무리한 힘이 지속적으로 가해지며, 결국에는 에어실린더의 사용수명이 짧아지고 잦은 고장 등의 원인으로 초래된다는 문제점이 있었다.

부언하면, 정/역 캐스터를 불문하고 상시 에어실린더의 힘만으로 차축에 걸리는 부하를 지탱해야 하고, 에어의 비압축성에 의한 힘의 변화가 미세하게 반복하여 발생하므로 차량주행 불안정 및 차체 떨림 등을 수반하게 되고, 궁극적으로는 실린더고장이나 시스템작동이 에어공급 등으로 비상상황이 발생되었을 때 더 이상의 주행을 할 수 없는 상황이 발생될 수 있다는 것이다.

또한, 차량은 주행 중에 구부러진 도로, 특히 요철도로를 지날 때 그만큼 차축의 낙하현상이 생기는데, 상시 캐스터 각도를 그대로 유지하는 구조여서 타이어에 횡하중이 순간적으로 크게 작용하여 차량의 주행안정성을 확보할 수 없고 차량떨림이나 타이어편마모를 가져온다는 문제점이 있었다.

그리고 상기 에어실린더가 상부프레임의 내측에 설치되는 것이어서 차량모델에 따라 차체프레임보강, 크로스멤버, 프로펠러축 등이 장착되거나 횡단 설치되므로 차량설계시 이들의 간섭을 피해야하기 때문에 설계가 용이하지 못하며, 필드에서 문제 발생시 외부에서 육안으로 쉽게 관찰이 곤란하고, 이로 인하여 차량수리 또는 정비시 고장의 원인파악 및 탈부착 등의 어려움이 예상된다는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여안출한 것으로서, 후진 시에만 에어서스펜션장착차축이 장착된 하부엔드부재의 경사각도를 에어실린더와 회동링크만으로 후진에 적합하게 변위시킴으로써, 에어서스펜션장착차축을 지면으로부터 들어 올리지 않고 차체프레임에 화물이 적재된 상태에서도 용이하게 후진시킬 수 있으며, 이로 인하여 후진시의 차량안정성을 확보하고 에어서스펜션장착차축에 과부하가 걸릴 염려가 없도록 한 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 에어서스펜션장착차축과 하강용 에어스프링의 센터가 소정 간격의 오프셋(offset)을 가지며, 후진시, 즉 역 캐스터 시에만 에어실린더에 에어가 공급되어 작동하고 전진할 때에는 자동으로 에어실린더에서 에어가 빠져 정 캐스터로 복원되는 기구학적 구조로 마련됨으로써 에어실린더의 고장이나 에어실린더로 들어오는 에어압력이 차단되었을 때 전진주행안전성이 항시 확보되도록 한 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 제공하는데 있다.

즉, 차량주행은 전진이 97% 이상이고 후진이 3% 미만임을 감안할 때, 기구학적으로 전진캐스터를 갖고 있으므로, 설령 에어실린더 등의 고장이 난다하더라도 정지하지 않고, 주행한 후 종래와 같이 후진에서는 차축을 들어 올려 긴급 대응한 다음 고장요소를 정비하면 된다.

특히, 차량이 구부러진 도로나 요철도로를 지날 때, 캐스터 각도가 급격하게 변위되지 않아 타이어에 횡 하중이나 차량 떨림 등의 현상이 발생되지 않으며, 이로 인하여 주행안정성확보 및 내구성에 기여하고, 타이어의 편마모를 줄일 수 있도록 한 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 차체프레임의 외부에 에어실린더를 마련함으로써 차량설계시 필수구성부품과의 간섭에 따른 제약이 적어 설계가 용이하며, 필드에서 문제 발생시 프레임의 외부에서 육안으로 쉽게 고장유무를 확인은 물론 수리나 정비시 쉽게 탈/부착할 수 있도록 한 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 개략적으로 나타낸 측면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 도 1의 우측면도,

도 4a는 본 고안의 장치를 이용하여 대형차량이 후진할 때의 상태를 나타낸 측면도,

도 4b는 본 고안의 장치를 이용하여 타이어를 상부로 들어 올린 상태를 나타낸 측면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 차체프레임 12: 스프링하우징

12a: 직립앤드부재 14: 제1승강작동링크

14a,14b,20a,20b: 핀 16: 상승용 에어스프링

18: 하부앤드부재 20: 제2승강작동링크

22: 상부앤드부재 24: 하강용 에어스프링

26: 에어서스펜션장착차축 32: 힌지 핀

34: 회동링크 36: 에어실린더

38: 피스톤로드 L: 오프셋(offset)

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 프레임의 상부앤드부재에 직립방향으로 신축될 수 있도록 설치된 하강용 에어스프링과, 이 하강용 에어스프링의 저면에 장착되고 에어서스펜션장착차축이 장착되는 하부앤드부재와, 상기 프레임의 스프링하우징의 직립앤드부재에 프레임의 길이방향을 따라 신축될 수 있도록 설치된 상승용 에어스프링과, 이 상승용 에어스프링의 선단에 전체적인 형상이 알파벳 엘자형(L 字型)을 이루는 선단이 고정되고 그 꺾임부분의 핀을 중심으로 하여 축선회하도록 설치됨과 아울러 다른 일단이 핀을 매개로 하여 상기 하부앤드부재의 하부에 연결된 제1승강작동링크와, 이 제1승강작동링크에 대하여 4절 링크방식을 이루도록 핀을 매개로 하여 하부앤드부재의 상부와 연결된 또 하나의 제2승강작동링크를 포함하는 대형차량용 에어서스펜션장착차축에 있어서, 상기 에어서스펜션장착차축의 반력하중점과 하강용 에어스프링의 하중점이 소정 간격으로 오프셋이 설정되며, 상기 제2승강작동링크의 선단이 직립앤드부재의 힌지 핀을 중심으로 하여 선회되는 회동링크의 하단과 연결되고 이 회동링크의 상단에는 프레임에 한쪽이 연결된에어실린더의 피스톤로드와 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1 내지 도 4b는 본 고안에 따른 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조를 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 고안의 에어서스펜션장착차축은, 필요에 따라 타이어(ST)를 하강시켜 지면에 접지될 수 있도록 하거나 또는 상기 타이어(ST)를 상승시켜 프레임(10)쪽으로 정착시켜두기 위한 장치부이다. 간략하게 부언하면, 프레임(10)의 양측하부에 하강용 에어스프링(24)과 상승용 에어스프링(16)이 2개의 제1, 제2승강작동링크(14, 20)에 의해 4절 링크방식으로 설치되어 있다. 상기 차체프레임(10)과 제1승강작동링크(14)간에는 상하부방향으로 쇽업저버(27)가 연결 설치되어 있다.

상기 타이어(ST)는 차체의 후륜(도시되지 않음) 전방 혹은 후방에 설치되어, 운전자의 조작에 의해 상승 혹은 하강되어 운전자의 의도대로 선택적으로 작동되어지며, 이는 별도의 에어서스펜션장착차축(26) 및 그 양단의 차축단부(26a)의에 장착되고 상기 에어서스펜션장착차축(26)후방에 평행하게 설치되는 타이로드(28)를 통해 연결되어 있다.

부언하면, 상기 에어서스펜션장착차축(26)에는 통상의 경우에서와 같이 타이로드(28) 및 타이로드 암(30)이 상기 에어서스펜션장착차축(26)과 평행한 병렬형태로 배치되어 상기 타이어(ST)의 좌우 선회가 가능하도록 되어 있다.

상기 하강용 에어스프링(24)은, 프레임(10)후단하면의 상부앤드부재(22)에 직립방향으로 신축될 수 있도록 설치되고, 상기 하강용 에어스프링(24)의 저면에 승강작동용의 하부앤드부재(18)가 장착되어 있다.

상기 에어서스펜션장착차축(26)의 반력하중점과 하강용 에어스프링(24)의 하중점은 소정 간격으로 오프셋(offset, L)을 가지고 있으며, 실제 차량에 적용된 오프셋(L)은 약 55㎜의 간격을 갖고 있다.

다시 말해서, 하부앤드부재(18) 하부선단의 핀(14b)을 기준으로 하여 하강용 에어스프링(24)의 하중점까지의 거리는 L₁, 에어서스펜션장착차축(26)의 반력하중점까지의 거리는 L₂라 하고, 하강용 에어스프링(24)내의 압력은 P, 에어서스펜션장착차축(26)의 반력은 A라 할 때, L₁X A 〉 L₂X P이며, 그 차가 오프셋(L)이다.

이와 같이 에어서스펜션장착차축(26)과 에어스프링(24)이 오프셋(L)을 갖고 마련되기 때문에, 후술되는 에어실린더(36)에서 에어가 빠지면 자동으로 정 캐스터로 복원되는 기구학적인 구조이며, 이로 인하여 에어실린더(36)의 고장이나 에어실린더(36)로 들어오는 에어압력이 차단되었을 때 주행 중이라 할지라도 주행안전성이 확보되는 것이다.

상기 상승용 에어스프링(16)은, 프레임(10) 선단하부의 스프링 하우징(12)내에 설치되되, 이 스프링 하우징(12)의 후단벽면인 직립앤드부재(12a)에 후단이 고정 설치되어 있으며, 선단부분은 전체적인 형상이 알파벳 엘자형(L 字型)을 이루도록 제1승강작동링크(14)의 선단이 고정되고, 상기 제1승강작동링크(14)의 꺾인 부분이 핀(14a)을 중심으로 하여 축선회하도록 설치되고 다른 일단이 핀(14b)을 매개로 하여 상기 하부앤드부재(18)의 하부에 연결되어 있다.

또한 상기 직립앤드부재(12a)에는 프레임(10)의 외벽측에 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 선회되도록 회동링크(34)가 설치되되, 이 회동링크(34)의 하단과 제2승강작동링크(20)의 선단이 핀(20c)으로 연결되고 제2승강작동링크(20)의 후단이 핀(20b)을 매개로 하여 하부앤드부재(18)의 상부에 연결되어 상기 제2승강작동링크(20)가 제1승강작동링크(14)에 대하여 4절 링크방식을 이루고 설치된다.

상기 회동링크(34)의 상단은 프레임(10)에 한쪽이 연결된 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)끝단과 연결 설치되어 있으며, 상기 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)는 그 내부로 공급되는 에어압력에 의해 프레임(10)의 선단으로 돌출되는 것으로 상기 회동링크(34)를 회동시킨다. 상기 에어실린더(36)는 에어압력이 가해질 때만 피스톤로드(38)가 삽입되어 축소되는 단동 에어실린더이다.

다시 말해서, 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)가 신축됨에 따라 회동링크(34)가 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 회동되고 이 회동링크(34)에 연결된 제2승강작동링크(20)가 연동되어 프레임(10)의 길이방향으로 전/후진시켜 하부앤드부재(18)의 경사각도를 정역방향으로 변위시킨다.

상기 에어실린더(36)가 프레임(10)의 외벽에 마련되므로 차량설계시 필수구성부품과의 간섭에 따른 제약이 적어 설계가 용이하고, 필드에서 문제 발생시 프레임의 외부에서 육안으로 쉽게 고장유무를 확인은 물론 수리나 정비시 쉽게 탈/부착할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 구성된 본 고안의 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조에 대한 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 타이어(ST)가 설치된 에어서스펜션장착차축(26)은 하강용 및 상승용 에어스프링(24)(16)의 내부로 투입되는 공기량이 상호 반비례적으로 주입되거나 배출되면서 에어서스펜션장착차축(26)이 승강되게 된다.

차량의 적재함에 화물을 적재하고자 하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 하강용 에어스프링(24)의 내부에 공기를 공급하여 팽창시킴과 아울러 상승용 에어스프링(16)에 충전된 내부공기를 빼내는 제어과정을 수행하면 된다.

다시 말해서, 상승용 에어스프링(16)의 에어압력을 빼냄과 동시에, 하강용 에어스프링(24)에 적정압력을 유지시키면 제2승강작동링크(20)를 후방으로 밀리면서 제1승강작동링크(14)가 핀(14b)을 중심으로 하여 시계방향으로 회전 하강되며, 이로 인하여 하부앤드부재(18)와 에어서스펜션장착차축(26) 및 타이어(ST) 자체의 중량은 물론 하강용 에어스프링(24)의 에어압력에 의해 타이어(ST)가 지면과 닿는 상태로 된다. 이때, 에어실린더(36)에는 에어압력이 가해지지 않는 상태이어서 제2승강작동링크(34)의 선단과 연결된 회동링크(34)는 그 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 반시계방향으로 회전되므로 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)가 돌출 신장된 상태이다.

따라서 하강용 에어스프링(24)에는 에어압력이 가해지고 상승용 에어스프링(16)에는 빠지므로 이로 인해 핀(14b)을 중심으로 지렛대작용을 수행하는 제1승강작동링크(14) 후단의 하부앤드부재(18)가 도면상 시계방향으로 회전되게 된다.

이와 같이 하강용 에어스프링(24)이 하강되는 만큼 제2승강작동링크(20) 및 하부앤드부재(18)의 선단이 상부를 향해 경사진 상태로 되므로 에어서스펜션장착차축(26)이 장착된 하부앤드부재(18)의 선단이 상부를 향해 경사져 전진주행에 적합한 상태, 즉 정 캐스터로 된다.

상기와 같이 전진주행을 하다가 후진하고자 하는 경우에는, 에어실린더(36)로 소정의 에어압력을 가하면, 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)가 삽입되면서 축소되므로 상기 피스톤로드(38)에 연결된 회동링크(34)가 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 시계방향으로 회동되게 된다. 이때, 상기 회동링크(34)와 연결된 제2승강작동링크(20)가 당겨지므로, 도 4a와 같이 상기 제2승강작동링크(20)와 함께 하부앤드부재(18)의 선단상부가 전방으로 당겨지게 되고, 이로 인하여 에어서스펜션장착차축(26)이 장착된 하부앤드부재(18)의 후단이 상부를 향하여 경사져 후진주행에 적합한 상태, 즉 역 캐스터로 되는 것이다.

따라서 타이어(ST)의 에어서스펜션장착차축(26)을 지면으로부터 들어 올리지 않고 프레임(10)에 화물이 적재된 상태에서도 용이하게 후진시킬 수 있으며, 이로 인하여 후진 시에도 전진 시와 마찬가지로 하중분산은 물론 에어서스펜션장착차축(26)에의 과적문제가 야기되지 않으므로 차량안정성을 확보할 수 있는 것이다.

이와 같이 후진하다가 전진주행상태로 전환하면, 하강용 에어스프링(24)의 에어압력은 그대로 유지시키는 상태에서, 에어실린더(36)내의 에어압력을 제거하면 된다. 이렇게 에어실린더(36)내의 에어압력을 제거하기만 하면, 에어서스펜션장착차축(26)과 하강용 에어스프링(24)이 오프셋을 가지고 있는 기구학적인 구조에 의해 자동적으로 에어서스펜션장착차축(26)이 장착된 하부앤드부재(18)의 선단이 상부를 경사져 전진주행에 적합한 상태, 즉 정 캐스터로 된다.

위에서 알 수 있는 바와 같이, 에어서스펜션장착차축(26)과 에어스프링(24)의 센터가 오프셋(offset)을 가지므로, 후진시(역 캐스터 시)에만 에어실린더(36)에 에어가 공급되어 작동하고 전진할 때에는 자동으로 에어실린더(36)에서 에어가 빠지면 정 캐스터로 복원되는 기구학적 구조이며, 이로 인하여 에어실린더(36)의 고장이나 에어실린더(36)로 들어오는 에어압력이 차단되었을 때 주행 중이라 할지라도 주행안전성이 확보되게 된다.

특히, 차량이 구부러진 도로나 요철도로를 주행하는 중에 패인부분을 지날 때, 캐스터 각도가 6°라고 보면 도로가 패인정도에 따라 6°→5°→4°→3° 등으로 변위되므로 급격한 변위가 발생되지 않으며, 이로 인하여 타이어에 횡 하중이나 차량 떨림 등의 현상이 발생되지 않아 주행안정성확보 및 내구성에 기여하고, 타이어의 편마모를 줄일 수 있게 된다.

그리고 적재함에 화물을 적재하지 아니한 상태에서 타이어(ST)를 지면으로부터 이격시켜 프레임(10)쪽에 정착시키고자 하는 경우에는, 앞서 설명한 바와는 반대, 즉 도 4b와 같이, 상승용 에어스프링(16)의 내부에 공기를 공급하여 팽창시킴과 아울러 하강용 에어스프링(24)에 충전된 내부공기를 빼내는 공기량 제어과정을 수행하면 된다.

다시 말해서, 상기 하강용 에어스프링(24)의 에어를 빼내면 하부앤드부재(18)와 타이어(ST)를 포함한 액슬 자체의 중량에 의해 지면과 닿은 상태그대로 유지되나, 이후에 상기 상승용 에어스프링(16)으로 에어를 공급하여 팽창됨에 따라 제1승강작동링크(14)가 핀(14a)을 회전중심으로 하여 시계반대방향으로 선회하면서 제1승강작동링크(14) 후단이 상승되므로, 하부앤드부재(18)측의 타이어(ST)가 지면으로부터 이격되게 된다. 이때, 에어실린더(36)에는 에어압력이 공급되지 않는 상태이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조는 후진 시에만 에어서스펜션장착차축이 장착된 하부엔드부재의 경사각도를 에어실린더와 회동링크만으로 후진에 적합하게 변위시킴으로써, 에어서스펜션장착차축을 지면으로부터 들어 올리지 않고 차체프레임에 화물이 적재된 상태에서도 용이하게 후진시킬 수 있으며, 이로 인하여 후진시의 차량안정성을 확보하고 에어서스펜션장착차축에 과부하가 걸릴 염려가 없는 유용한 고안이다.

또한 에어서스펜션장착차축과 하강용 에어스프링의 센터가 약 55㎜간격의 오프셋(offset)을 가지고 있으므로, 후진시(역 캐스터시)에만 에어실린더에 에어가 공급되어 작동하고 전진할 때에는 자동으로 에어실린더에서 에어가 빠지면 정 캐스터로 복원되는 기구학적 구조로 마련되며, 이로 인하여 에어실린더의 고장이나 에어실린더로 들어오는 에어압력이 차단되었을 때 주행 중이라 할지라도 주행안전성이 확보된다.

특히, 차량이 구부러진 도로나 요철도로를 지날 때, 캐스터 각도가 급격하게변위되지 않아 타이어에 횡 하중이나 차량 떨림 등의 현상이 발생되지 않으며, 이로 인하여 주행안정성확보 및 내구성에 기여하고, 타이어의 편마모를 줄일 수 있다.

그리고 차체프레임의 외부에 에어실린더를 마련함으로써 차량설계시 필수구성부품과의 간섭에 따른 제약이 적어 설계가 용이하며, 필드에서 문제 발생시 프레임의 외부에서 육안으로 쉽게 고장유무를 확인은 물론 수리나 정비시 쉽게 탈/부착할 수 있다.

Claims (1)

1. 프레임(10)의 상부앤드부재(22)에 직립방향으로 신축될 수 있도록 설치된 하강용 에어스프링(24)과, 이 하강용 에어스프링(24)의 저면에 장착되고 에어서스펜션장착차축(26)이 장착되는 하부앤드부재(18)와, 상기 프레임(10)의 스프링하우징(12)의 직립앤드부재(12a)에 프레임(10)의 길이방향을 따라 신축될 수 있도록 설치된 상승용 에어스프링(16)과, 이 상승용 에어스프링(16)의 선단에 전체적인 형상이 알파벳 엘자형(L 字型)을 이루는 선단이 고정되고 그 꺾임부분의 핀(14a)을 중심으로 하여 축선회하도록 설치됨과 아울러 다른 일단이 핀(14b)을 매개로 하여 상기 하부앤드부재(18)의 하부에 연결된 제1승강작동링크(14)와, 이 제1승강작동링크(14)에 대하여 4절 링크방식을 이루도록 핀(20a, 20b)을 매개로 하여 하부앤드부재(18)의 상부와 연결된 또 하나의 제2승강작동링크(20)를 포함하는 대형차량용 에어서스펜션장착차축에 있어서,

   상기 에어서스펜션장착차축(26)의 반력하중점과 하강용 에어스프링(24)의 하중점이 소정 간격으로 오프셋(L)이 설정되며, 상기 제2승강작동링크(20)의 선단이 직립앤드부재(12a)의 힌지 핀(32)을 중심으로 하여 선회되는 회동링크(34)의 하단과 연결되고 이 회동링크(34)의 상단에는 차체프레임(10)에 한쪽이 연결된 에어실린더(36)의 피스톤로드(38)와 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 대형차량용 에어서스펜션장착차축의 역 캐스터구조.