KR20040006903A - 차량의 현가장치 - Google Patents

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KR20040006903A
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계경태
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Abstract

본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로서, 특히, 차량의 현가장치를 개선하여 주행상태에 따라 범프스토퍼의 높이를 제어함으로써 차량 현가장치의 완충특성이 주행환경에 능동적으로 대응하도록 하기 위한 장치에 관한 것으로서, 차체(400) 및 차륜(미도시)에 각각 체결된 피스톤로드(110)와 실린더(120)로 이루어진 쇽업저버(100)와; 상기 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110) 중단에 위치하여 상기 실린더(120)와 접촉 가능하도록 체결된 범프스토퍼(210)의 높이를 조절하는 높이조절수단(200)과; 차량의 차속감지센서(310)의 신호에 따라 상기 높이조절수단(200)의 범프스토퍼(210) 승강을 제어하는 제어부(300)로 구성되어, 차량의 주행상태에 따라 일반 주행시에는 범프스토퍼와 쇽업저버의 실린더 사이 유격을 크게 하고, 제동시에는 유격이 적어지도록 범프스토퍼의 높이를 능동적으로 제어함으로써 탑승객의 승차감을 증대시켜 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

차량의 현가장치 {Suspension for vehicles}
본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로서 특히, 차량의 현가장치를 개선하여 주행상태에 따라 범프스토퍼의 높이를 제어함으로써 차량 현가장치의 완충특성이 주행환경에 능동적으로 대응하도록 하기 위한 장치로써, 차량의 주행상태에 따라 일반 주행시에는 범프스토퍼와 쇽업저버의 실린더 사이 유격을 크게 하고, 제동시에는 유격이 적어지도록 범프스토퍼의 높이를 능동적으로 제어함으로써 탑승객의 승차감을 증대시켜 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차륜과 차체를 연결하여 주행중에 차륜이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접 전달하지 않도록 하여, 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이며 노면으로부터의 충격을 완화하는 섀시 스프링, 섀시 스프링의 자유진동을 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽업저버 및 자동차의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성되어 있다.
또한, 현가장치는 구동바퀴에서 발생하는 구동력이나 제동시의 각 바퀴의 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회시의 원심력에도 견디고, 각 바퀴를 차체에 대해서 올바른 위치에 유지시키는 중요한 역할도 가지고 있다.
도 1은 종래의 차량의 현가장치를 도시하는 단면도이다.
종래의 차량의 현가장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 차체(31) 및 차륜(미도시)에 각각 체결된 피스톤로드(11)와 실린더(12)로 이루어진 쇽업저버(10)와; 상기 쇽업저버(10)의 피스톤로드(11) 중단에 위치하여 상기 실린더(12) 상단과 접촉 가능하도록 체결된 범프스토퍼(21)로 구성된다.
이때, 상기 차체(31)의 상하면에는 완충고무(20)를 추가로 체결하여 전달되는 충격을 부차적으로 완화시키게 되며, 상기 쇽업저버(10)의 상단은 너트 등과 같은 체결수단(22)에 의하여 차체(31)에 고정 체결된다.
상기와 같이 구성된 종래의 차량의 현가장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차륜에 체결된 쇽업저버(10)의 실린더(12)로부터 충격이 전달되면, 상기 쇽업저버(10)의 피스톤로드(11)가 상하로 유동하게 되면서 상기 실린더(12) 내에 충진된 오일 등의 작동유에 의하여 충격을 흡수하게 되어, 상기 쇽업저버(10)의 피스톤로드(11)가 체결된 차체(31)에 충격의 전달을 완화시키게 된다.
이와 동시에, 상기 쇽업저버(10)에 짧은 시간에 큰 충격이 전달되었을 때에는, 상기 피스톤로드(11)의 중단에 위치하도록 차체(31)의 저면에 완충고무(20)를 통하여 체결된 범프스토퍼(21)가 상기 쇽업저버(10)의 실린더(12) 상단면과 접촉하게 되면서 충격을 완화시키게 된다.
그러나, 종래의 차량의 현가장치는 상기 범프스토퍼의 길이가 짧아 도 1에도시된 유격(H)이 클 때에는 차량 제동시 차체의 전방이 가라앉는 노우즈다이브(Nose Dive)현상이 심하게 발생하게 되며, 상기 범프스토퍼의 길이가 길어 유격(H)이 적을 때에는 상기 범프스토퍼가 적은 충격에도 상기 쇽업저버의 실린더 상단과 충돌하게되어 탑승객의 승차감이 저하된다는 기술상의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 차량의 주행상태에 따라 일반 주행시에는 범프스토퍼와 쇽업저버의 실린더 사이 유격을 크게 하고, 제동시에는 유격이 적어지도록 범프스토퍼의 높이를 능동적으로 제어함으로써 탑승객의 승차감을 증대시켜 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 현가장치를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명은 차체 및 차륜에 각각 체결된 피스톤로드와 실린더로 이루어진 쇽업저버와; 상기 쇽업저버의 피스톤로드 중단에 위치하여 상기 실린더와 접촉 가능하도록 체결된 범프스토퍼의 높이를 조절하는 높이조절수단과; 차량의 차속감지센서의 신호에 따라 상기 높이조절수단의 범프스토퍼 승강을 제어하는 제어부로 구성함으로써 달성된다.
도 1은 종래의 차량의 현가장치를 도시하는 단면도,
도 2는 본 발명의 차량의 현가장치를 도시하는 단면도,
도 3은 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 제동시 작동을 도시하는
단면도,
도 4는 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 일반주행시 작동을 도시하는
단면도,
도 5는 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 다른 실시예를 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 쇽업저버110 : 피스톤로드
120 : 실린더200 : 높이조절수단
210 : 범프스토퍼220 : 조절실린더
221 : 완충수단230 : 조절피스톤
240 : 오일이송장치241 : 상부관
242 : 하부관243 : 4변밸브
244 : 펌프245 : 연통관
300 : 제어부310 : 차속감지센서
400 : 차체410 : 완충고무
420 : 체결수단H : 유격
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 차량의 현가장치를 도시하는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 제동시 작동을 도시하는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 일반주행시 작동을 도시하는 단면도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 차량의 현가장치는, 차체(410) 및 차륜(미도시)에 각각 체결된 피스톤로드(110)와 실린더(120)로 이루어진 쇽업저버(100)와; 상기 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110) 중단에 위치하여 상기 실린더(120)와 접촉 가능하도록 체결된 범프스토퍼(210)의 높이를 조절하는 높이조절수단(200)과; 차량의 차속감지센서(310)의 신호에 따라 상기 높이조절수단(200)의 범프스토퍼(210) 승강을 제어하는 제어부(300)로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 구성된 본 발명의 차량의 현가장치는, 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110)가 차체(400)에 체결되어 있으며, 실린더(120) 측이 차륜에 체결되어 있어, 차륜으로부터 전달되는 충격을 상기 쇽업저버(100)가 완화시켜 이러한 충격이 차체(400)에 직접 전달되는 것을 방지하게 된다.
이때, 상기 차체(400)의 상하면에는 완충고무(410)가 체결되어 있어 쇽업저버(100)를 통하여 차륜으로부터 차체(400)로 전달되는 충격을 부가적으로 완화시키게 되며, 상기 쇽업저버(100)의 상단은 너트 등과 같은 체결수단(420)에 의하여 차체(400)에 고정 체결된다.
따라서, 차륜에 체결된 쇽업저버(100)의 실린더(120)로 충격이 전달되면, 상기 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110)가 상하로 유동하게 되면서 상기 실린더(120) 내에 충진된 오일 등의 작동유에 의하여 충격을 흡수하게 되어, 상기 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110)가 체결된 차체(400)에 충격의 전달을 궁극적으로 완화시키게 된다.
이와 동시에, 상기 쇽업저버(100)에 짧은 시간에 큰 충격이 전달되었을 때에는, 상기 피스톤로드(110)의 중단에 위치하도록 차체(400)의 저면에 완충고무(410) 및 높이조절수단(200)을 통하여 체결된 범프스토퍼(210)가 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단면과 접촉하게 되면서 충격을 완화시키게 된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 범프스토퍼(210)와 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단면 사이의 유격(H)에 따라 차량의 현가장치는 다양한 완충특성을 나타내기 때문에, 상기 높이조절수단(200)은 차량의 주행상태에 따라 상기 쇽업저버(100)의 피스톤로드(110)에 안내되는 상기 범프스토퍼(210)의 높이를 제어하게 된다.
이러한 상기 높이조절수단(200)은 상기 범프스토퍼(210)의 높이를 주행 상태에 따라 제어하게 되는데, 비제동시인 일반 주행시에는 차속감지센서(310)와 연결된 제어부(300)가 상기 범프스토퍼(210)와 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격(H)을 능동적으로 크게 해주며, 제동시에는 상기 범프스토퍼(210)와 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격을 적게 해줄 수 있는 다양한 실시예가 적용 가능하다.
본 발명에서 상기 높이조절수단(200)에 대한 적절한 실시예로는, 상기 피스톤로드(110)에 고정 체결되어 내부에 작동유가 충진된 조절실린더(220)와; 상단이 상기 조절실린더(220)의 내부에 위치하여 상기 조절실린더(220)의 내부공간을 상하로 격리시키며 하단에 상기 범프스토퍼(210)가 체결되며, 상기 피스톤로드(110)에 안내되어 일정높이 승강 가능하도록 관통 체결된 조절피스톤(230)과; 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 조절피스톤(230)의 상단을 중심으로 상기 조절실린더(220)의 상하부에 작동유를 압송시키는 오일이송장치(240)로 구성할 수 있다.
따라서, 차속감지센서(310)에서 감지되는 차량의 주행상태에 따라 상기 제어부(300)가 상기 오일이송장치(240)를 동작시켜 상기 조절실린더(220)의 상부 또는 하부에 오일 등과 같은 작동유를 공급해 줌으로써, 상기 조절실린더(220)의 내부에 상단이 삽입된 상기 조절피스톤(230)이 상하로 승강하게 되어, 결과적으로, 상기 조절피스톤(230)의 하단에 구비된 범프스토퍼(210)를 상하로 이동시켜 유격(H)을 제어할 수 있게 된다.
이때, 상기 오일이송장치(240)는 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 조절실린더(220)의 상부 및 하부에 작동유를 선택적으로 공급할 수 있는 다양한 실시예가 적용 가능하며, 본 발명의 적절한 실시예로 상기 오일이송장치(240)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 조절실린더(220)의 상부 및 하부와 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 사이에 연통 형성된 상부관(241) 및 하부관(242)과; 상기 상부관(241) 및 하부관(242) 중단에 마련되어 상기 제어부(300)의 제어에 따라 절환되는 4변밸브(243)와; 상기 제어부(300)와 연결되어 상기 4변밸브(243)의 위치에 따라 상기 조절실린더(220)의 상부 및 하부에 선택적으로 작동유를 압송시키는 펌프(244)로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 범프스토퍼(210)와 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격(H)을 저감시키고자 할 때에는, 상기 제어부(300)가 상기 4변밸브(243)와 펌프(244)를 작동시켜, 상기 조절실린더(220)의 상부에 오일 등의 작동유를 공급하게 되며, 상기 유격(H)을 증대시키고자 할 때에는, 상기 제어부(300)가 상기 4변밸브(243)를 절환시키는 동시에 펌프(244)를 작동시켜, 상기 조절실린더(220)의 하부에 작동유를 공급하게 된다.
이와 같이 동작하는 본 발명의 차량의 현가장치에 대한 작동예를 제동시와 일반주행시인 비제동시를 구분하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 차량의 제동시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 차속감지센서(310)가 차량의 제동을 감지하여 상기 제어부(300)에 차량이 제동상태임을 전기적 신호로 알리게 되며, 이후, 상기 제어부(300)는 상기 오일이송장치(240)의 4변밸브(243)와 펌프(244)를 작동시켜 상기 조절실린더(220)의 상부로 작동유를 압송시키게 된다.
따라서, 상기 조절실린더(220)의 상부로 압송된 작동유에 의하여 상기 조절실린더(220)에 위치한 상기 조절피스톤(230)이 범프스토퍼(210)와 함께 하측으로 이동하게 되어, 상기 범프스토퍼(210)와 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격(H)이 감소됨으로써, 차량 제동시 차체가 앞으로 쏠리는 노우즈다이브현상의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 차량의 일반주행시인 비제동시에는 도 4에 도시된 바와 같이, 차속감지센서(310)가 차량의 비제동 상태를 감지하여 상기 제어부(300)에 차량이 비제동 상태임을 전기적 신호로 알리게 되며, 이후, 상기 제어부(300)는 상기 오일이송장치(240)의 4변밸브(243)를 절환시키는 동시에, 펌프(244)를 작동시켜 상기 조절실린더(220)의 하부로 작동유를 압송시키게 된다.
따라서, 상기 조절실린더(220)의 하부로 압송된 작동유에 의하여 상기 조절실린더(220)에 위치한 상기 조절피스톤(230)이 범프스토퍼(210)와 함께 상측으로 이동하게 되어, 상기 범프스토퍼(210)와 상기 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격(H)이 증가됨으로써, 차량 주행시 차량의 승차감을 향상시키게 된다.
이때, 상기 제어부(300)는 상기 차속감지센서(310)에서 측정된 감속도에 따라 상기 펌프(244)의 작동유 압송량을 비례적으로 제어할 수 있도록 하여, 차량의 감속도에 비례하여 현가장치의 완충특성을 비례적으로 제어할 수도 있다.
더불어, 상기 조절실린더(220)의 상하부 내면에는 탄성재질의 완충수단(221)을 추가로 체결하여 상기 조절실린더(220)의 상하 내측면과 상기 조절피스톤(230)이 직접 접촉하게 되어 발생하는 손상을 미연에 방지할 수도 있다.
또한, 상기 오일이송장치의 다른 실시예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 오일이송장치(240)는 상기 조절실린더(220)의 상부와 하부 사이에 연통 형성된 연통관(245)과; 상기 제어부(300)의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하여 상기 조절실린더(220)의 상부 및 하부에 선택적으로 작동유를 압송시키는펌프(244)로 구성할 수도 있다.
따라서, 차속감지센서(310)와 연결된 제어부(300)에 의하여 차량제동시 및 비제동시 각각 도 5에 도시된 A방향과 B방향으로 작동유가 송출되도록 상기 펌프(244)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 조절실린더(220)의 상부 또는 하부에 상기 연통관(245)을 통하여 오일 등의 작동유를 압송시켜 줌으로써, 상기 범프스토퍼(210)를 승강시킬 수 있어 간단한 구조로 상기 범프스토퍼(210)와 쇽업저버(100)의 실린더(120) 상단 사이의 유격(H)을 제어할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 차량의 현가장치는 차량의 주행상태에 따라 일반 주행시에는 범프스토퍼(210)와 쇽업저버(100)의 실린더(120) 사이 유격(H)을 크게 하고, 제동시에는 유격(H)이 적어지도록 범프스토퍼(210)의 높이를 능동적으로 제어할 수 있어 주행상태에 대응하도록 차량 현가장치의 완충특성을 효과적으로 변경시킬 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 차량의 주행상태에 따라 일반 주행시에는 범프스토퍼와 쇽업저버의 실린더 사이 유격을 크게 하고, 제동시에는 유격이 적어지도록 범프스토퍼의 높이를 능동적으로 제어함으로써 탑승객의 승차감을 증대시켜 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

  1. 차체 및 차륜에 각각 체결된 피스톤로드와 실린더로 이루어진 쇽업저버와;
    상기 쇽업저버의 피스톤로드 중단에 위치하여 상기 실린더와 접촉 가능하도록 체결된 범프스토퍼의 높이를 조절하는 높이조절수단과;
    차량의 차속감지센서의 신호에 따라 상기 높이조절수단의 범프스토퍼 승강을 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 높이조절수단은 상기 피스톤로드에 고정 체결되어 내부에 작동유가 충진된 조절실린더와;
    상단이 상기 조절실린더의 내부에 위치하여 상기 조절실린더의 내부공간을 상하로 격리시키며 하단에 상기 범프스토퍼가 체결되며, 상기 피스톤로드에 안내되어 일정높이 승강 가능하도록 관통 체결된 조절피스톤과;
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 조절피스톤의 상단을 중심으로 상기 조절실린더의 상하부에 작동유를 압송시키는 오일이송장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 오일이송장치는 상기 조절실린더의 상부 및 하부와상기 쇽업저버의 실린더 사이에 연통 형성된 상부관 및 하부관과;
    상기 상부관 및 하부관 중단에 마련되어 상기 제어부의 제어에 따라 절환되는 4변밸브와;
    상기 제어부와 연결되어 상기 4변밸브의 위치에 따라 상기 조절실린더의 상부 및 하부에 선택적으로 작동유를 압송시키는 펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 오일이송장치는 상기 조절실린더의 상부와 하부 사이에 연통 형성된 연통관과;
    상기 제어부의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하여 상기 조절실린더의 상부 및 하부에 선택적으로 작동유를 압송시키는 펌프로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 조절실린더의 상하부 내면에는 상기 조절피스톤의 충격을 흡수할 수 있도록 탄성재질의 완충수단이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 현가장치.
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