KR20040080330A

KR20040080330A - 자동차용 안정기

Info

Publication number: KR20040080330A
Application number: KR10-2003-7013412A
Authority: KR
Inventors: 에르소이메틴; 보르트메이어옌스
Original assignee: 젯에프 렘푀르더 메탈바렌 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-09-18
Also published as: WO2003068541A1; EP1474301A1; CN1516650A; US20040169346A1; DE10205932A1; US7121559B2; JP2005517564A

Abstract

본 발명은 자동차용 안정기(1')에 관한 것으로서, 차대 프레임(3)에 회전 가능하게 고정되어 있고, 자동차의 동일한 차축(2, 2')의 양단에 장치되어 서로 대향하고 있는 2개의 바퀴 현가장치(4, 4')와 결합된 하나의 비분할형 토션바(5, 5')를 가지고 있으며, 이때 상기 토션바(5, 5')는 서로 대향하고 있는 바퀴 현가장치(4, 4')의 쿠션운동의 탄력적인 연결을 위한 비틀림 부위를 가지고 있고, 상기 안정기(1, 1')는 또한 그의 비틀림 부위의 적어도 제1부분부위(F, B') 속에 상기 비분할형 토션바(5, 5')를 둘러싸는 제1토션 파이프(81, 8')를 포함하며, 상기 제1토션 파이프(81, 8')의 제1단부(81a; 8a')는 상기 비분할형 토션바(5, 5')와 결합하여 회전이 불가능하게 고정되어 있으며, 제2단부(81b, 8b')는 연결장치(9, 9')를 이용하여 상기 비분할형 토션바(5, 5')와 결합하여 선택적으로 회전하도록 연결됨으로써, 안정기(1, 1')의 비틀림 강도를 변경할 수 있도록 되어있다.

Description

자동차용 안정기{STABILISER BAR FOR A MOTOR VEHICLE}

자동차의 안정기들은 자동차의 한쪽 차륜현가장치를 동일한 차축의 다른쪽 차륜현가장치와 탄력적으로 결합시키는 역할을 한다. 한쪽 바퀴가 편향될 때 다른 쪽 바퀴의 스프링 장치도 편향방향으로 작용력을 받도록 결합이 이루어진다. 자동차가 커브 길을 주행할 때, 한편으로는 커브 외측 바퀴의 현가장치는 추가적으로 커브 내측 바퀴의 현가장치에 의하여 지지되며, 다른 한편으로는 커브 내측 바퀴의 현가장치는 편향방향으로 차대 프레임 쪽으로 압축되기 때문에 커브 외측 쪽으로 자동차의 측방경사를 감소시킨다.

그와 반대로 자동차의 직선주행에 있어서, 상기 안정기는 자동차의 스프링 작용에 대하여 거의 영향을 주지 않는다.

그러나 만약 차도가 평탄하지 못하여 한편에서는 자동차의 한쪽 차측이 내리 눌려 스프링 변형을 일으켜 바퀴가 압축되고, 다른 한편에서는, 다른쪽 차측의 바퀴가 정상적인 바닥접촉을 유지하기 위하여 되튀김 방향으로 움직일 경우에는, 전술한 횡요동안정기 때문에 안략한 주행이 방해를 받게 된다. 다시 말해서 상기 정기에 의하여 결합된 바퀴 현가장치들이 자동차구조에 대하여 서로 반대로 움직이게 작용하는 경향을 나타낸다. 따라서 횡요동안정기는 직선 주행을 할 때 바람직하지 않게도 한쪽 바퀴의 진동이 같은 차축의 반대편 바퀴로 전달되는 결과를 초래함으로써, 안락한 주행을 방해하게 된다.

이와 같은 안정기에 대한 안전 및 쾌적성 요건 사이의 모순은 상기 횡요동안정기가 직선주행을 할 때는 차단되고, 커브 주행할 때는 자동적으로 동작하도록 하므로 써 해결할 수 있다.

그와 같은 장치는 예를 들어 DE-AS 11 05 290에서 공개되어 있다. 상기 DE-AS 11 05 290에는 분할식 토션바(torsion bar)로 이루어진 안정기를 장치하여, 이때 분할부품들은 유압식 연결방법에 따라 서로 연결되며, 이 장치는 원심력 또는 조향동작에 따라 제어되는 방법이 기술되어 있다. 상기 장치에 있어서 직선으로 주행할 때는 연결기를 개방하므로 써 안정기의 작동을 중지시키고, 오직 커브 주행할 때만 연결하여 동작하도록 되어있다. 그밖에 상기 명세서에서, 서보모터를 이용하여 커브 주행 할 때 상기 토션바의 섹션 부분들을 서로 상대적으로 조절하므로 써, 상기 자동차 차체의 커브 외측으로의 경사를 감소시켜, 즉, 자동차의 경사에 대하여 적극적으로 대처하는 것이 알려져 있다.

DE 199 50 244 C2에는 분할식 토션바로 구성되는 안정기들을 연결하기 위한 공지된 작동기가 기술되어 있다. DE 37 40 24 C2에서 기타 다른 작동기들을 기술하고 있다.

분할식 토션바로 구성된 공지된 횡요동안정기에 있어서 단점은 자동차가 커브 길에서 잘못하면 통제불능이 될 수 있기 때문에 커브 주행시 안전성 면에서 상기 횡요동안정기의 연결(결합)은 통상 자동적으로 그리고 신속하게 이루어져야 한다는 것이다. 이와 같이 공지된 안정기의 작동기에 대한 요건들과 관련된 높은 생산비용은 연결가능한 안정기(또한 “능동적 안정기”라는 명칭으로 공지되어 있는)들을 대량 모델(대량으로 생산되는 자동차 모델)에 사용되지 못하는 원인이 되고 있다.

또한 저속의, 특히 수동연결이 가능한 횡요동안정기들이 공지되어 있으며, 이들은 특히 야지지역에서 사용될 수 있는 것뿐이다. 예를 들어 DE 43 07 639 C1에서 공지된 바와 같은 횡요동안정기들은 야지를 통과하여 주행할 때 견인력을 향상시키는 데에만 적합할 뿐이다. 횡요동안정기가 커브길에서 연결되지 않거나 또는 적시에 연결되지 않는 위험이 존재하고, 따라서 자동차가 통제불능 상태에 빠지기 쉽기 때문에, 그러한 장치들은 안전면에서 보면 정상적인 도로 상에서 주행할 때 횡요동안정기를 연결 또는 해제하는 것은 적합하지 않다.

본 발명은 특허청구범위 제1항에 따른 자동차용 안정기에 관한 것이다.

본 발명을 첨부도면들을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 안정기들이 장착된 차대 프레임의 개략구조도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시태양에 따른 안정기의 기본 구성요소들의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2실시태양에 따른 안정기의 기본 구성요소들의 단면도이다.

도 4는 드라이빙 볼 커플링의 기본 구성부품의 상면도이다.

도 5는 폐쇄된 드라이빙 볼 커플링의 단면도이다.

도 6은 개방된 드라이빙 볼 커플링의 단면도이다.

도면에서 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하였다.

따라서 본 발명의 과제는 커브 길 주행 및 우회주행에 있어서 항상 충분한 효과를 발휘하고, 그 밖에 경우에는 자동차의 스프링 성능 저하가 적으므로 써, 고도의 승차감을 보장할 수 있는 저렴한 안정기를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명의 주청구범위에 따라 해결된다. 본 발명은 종속청구항들에서 계속 발전된다.

본 발명은 차대 프레임에 선회가능하게 고정되고, 동일한 차축 상에서 서로 대향하여 차축 양단에 장치된 바퀴 현가장치와 결합되는 비분할형 토션바를 가지고 있고, 상기 토션바는 서로 대향하고 있는 바퀴 현가장치의 스프링 운동을 탄력적으로 연결하기 위한 비틀림 부위를 가지고 있는 자동차용 안정기를 제공하며, 이때 안정기는 또한 상기 비분할형 토션바의 비틀림 부위에서 적어도 최초(제1)의 부분부위를 둘러싸는 토션 파이프를 가지고 있고, 상기 토션 파이프의 제1단부는 비분할형 토션바와 견고하게 결합되어 회전이 억제되고, 상기 토션 파이프의 제2단부는 연결장치를 이용하여 상기 비분할형 토션바와 결합되어 선택적으로 회전을 억제하므로 써, 상기 안정기의 비틀림 강도를 변경할 수 있도록 되어있다.

따라서 본 발명에 따라 양쪽의 바퀴 현가장치의 스프링 운동의 완전한 해제는 일어나지 않으며, 그대신 단순히 안정기의 비틀림 강도만이 변경된다. 따라서 또한 연결장치를 안정기의 최대 비틀림 강도에 대하여 설계할 필요가 없으며, 단지 토션 파이프의 비틀림 강도만을 설계하므로 써 연결장치를 더욱 간단하게, 저렴하게 실시할 수 있다. 연결장치의 완전고장이 일어나는 경우에도, 본 발명에 따른 안정기에 있어서는 양쪽의 바퀴 현가장치의 스프링 운동의 최소한도의 탄력적 결합을 보장한다.

본 발명의 바람직한 실시형태 중 하나에 있어서는, 상기 비분할형 토션바는 상이한 비틀림 강도를 나타내는 부위들로 이루어져 있으며, 상기 비분할형 토션바의 제1부분부위에서는 제2부분부위에 있어서 보다 비틀림 강도가 작다.

따라서, 본 발명에 따른 안정기의 토션 파이프와 연결장치를 특정위치에 장치하는 것이 가능하다.

상기 토션 파이프의 제2단부가 연결장치에 의하여 상기 비분할 토션바와 견고하게 결합하여 회전이 방지되어 있는 경우에는, 비분할형 토션바의 비틀림 강도는 안정기의 빌틀림 강도에 대하여 20 - 50%가 되고, 토션 파이프의 비틀림 강도는 80 - 50%가 되는 것이 바람직하다.

전술한 본 발명에 따른 안정기의 목적을 가능한 한 확실하게 달성하기 위하여 바람직하게도 연결장치가 상기 제1토션 파이프의 제2단부를 자동차의 실제 및/또는 예상되는 횡가속에 따라 토션바와 견고하게 결합시키는데 적합하다. 따라서, 자동차의 직진주행을 할 때에는 상기 안정기를 자동으로 해제시키고, 커브 주행시에는 자동적으로 다시 결합할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 안정기는 또한 대안으로서 다른 실시형태에 따라 비틀림 부위의 제2부분부위 내의 토션바를 둘러싸는 제2 토션 파이프를 가지고 있고, 그의 제1단부는 연결장치를 이용하여 제1토션 파이프의 제2단부와 결합하여 선택적으로 회전할 수 있도록 되어있으며, 제2단부는 비분할형 토션바와 견고하게 결합되어 회전을 못하도록 되어있다.

본 발명에 따른 안정기에 있어서는 상기 제1토션 파이프를 직접 비분할형 토션바와 연결하지 않고, 제2토션 파이프와 연결된다. 그렇게 하므로 써 특히 연결장치를 자동차에 보다 자유롭게 장치하는 것이 가능하다.

본 발명의 안정기의 대안 실시형태로서 제1토션 파이프의 제2단부를 연결장치를 이용하여 제2토션 파이프의 제1단부와 견고하게 결합하여 회전이 방지되는 경우에 토션 파이프의 비틀림 강도가 안정기의 80 - 50% 사이가 될 때 특히 유리하다.

또한 대안 실시형태에 있어서, 실제 및/또는 예상되는 자동차 횡가속에 따라서 제1토션 파이프의 제2단부를 제2토션 파이프의 제1단부와 견고하게 결합하여 회전을 방지시키는데 상기 연결장치가 적합한 경우에 유리하다. 따라서, 자동차의 직진주행시에는 안정기를 자동으로 해제하고, 커브 주행시 자동으로 다시 결합되는 것이 가능하다.

상기 제1토션 파이프의 제1단부 및/또는 제2토션 파이프의 제2단부는 토션바에 견고하게 지지되어, 상기 단부는 연결장치를 통하여 죽방향으로 삽입된다.

상기 토션바 및/또는 토션 파이프의 바람직하지 않는 비틀림을 피하기 위하여, 제1 및/또는 제2 토션 파이프가 비분할형 토션바를 동심으로 둘러싸는 것이 유리하다.

바람직하게는 주행속도와 조향각도 및/또는 조향각속도 및/또는 자동차의 횡방향가속도에 따라 상기 연결장치를 조정할 수 있다는 것이다.

바람직한 실시형태에 따라 상기 연결장치는 판스프링 어셈블리를 가지고 있으며, 이 판스프링 어셈블리는 연결장치의 신속한 폐쇄를 보장하도록 설계되어 있다.

고장 발생시 안전위험을 방지하기 위하여 상기 연결장치는 고장이 일어나면 자동으로 폐쇄되거나 또는 폐쇄상태로 유지되도록 연결장치를 형성한다.

일반적으로 상기 연결장치는 예를 들어 유압 또는 공압으로 작동될 수 있다.

바람직한 실시형태에 따라, 상기 연결장치에는 그 연결장치를 개방하는 유압 링실린더가 장치되어 있다.

어려운 조건하에서도(예를 들어 도로표면의 구덩이들로 인한 직진주행에서 비틀린 토션바) 확실한 결합을 보장하기 위하여, 직선주행을 할 때 토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽 토션 파이프들 사이에 허용된 교차결합을 초과할 수 없도록 연결장치가 형성된다.

토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽 토션 파이프들 사이의 허용된 교차결합의 한계를 리미트 스톱에 의하여 매우 간단하게 제한할 수 있다.

바람직한 실시형태에 따라, 상기 연결장치는 클로 커플링(claw coupling)의 형태로 형성된다.

바람직하게는 직진주행을 할 때 토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽의 토션 파이프들 사이의 허용된 교차를 초과할 수 없도록 상기 클로 커플링의 맞물림 치형부(齒形部)를 형성한다.

만약 토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽의 토션 파이프들 사이에 교차결합을 할 때 클로 커플링의 맞물림 결합에 적합한 스프링의 탄력이 치형에 의하여 강화되도록 상기 클로 커플링의 치형부를 형성시키면 특히 유리하다.

본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태에 따라 상기 연결장치를 제1 및 제2멤버로 이루어지는 드라이빙 볼 커플링(driving ball coupling) 장치형태로 구성하는 것이며, 이때 상기 멤버들은 서로 접면하여 슬라이딩 운동을 하며, 상기 멤버들이 서로 대향하는 면에 드라이빙 볼들을 위한 포켓들을 형성시켜 드라이빙 볼들을 상기 제1 및 제2 멤버들 사이에 착설한다.

이때 바람직하게는 상기 포켓들을 원형으로 배치하여, 각각 회전타원호를 형성한다.

상기 드라이빙 볼 연결장치는 또한 토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽의 토션 파이프들 사이의 교차결합이 확실하게 이루어질 수 있게 하기 위하여, 바람직하게는 상기 포켓들에 램프들이 형성되고, 이때 램프들은 상기 드라이빙 볼 연결장치가 개방된 상태에서, 또한 토션바와 토션 파이프 사이에, 또는 양쪽의 토션 파이프들 사이의 허용된 교차결합이 초과될 수 없도록 형성시킨다.

도 1에서 본 발명의 안정기(1, 1')들이 자동차에 장착되는 모양을 알 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서는 본 발명을 쉽게 설명하기 위하여 자동차의 전방차축(2)과 후방차축(2')에 각각 상이한 안정기(1, 1')를 도시하여 두 가지의 실시형태를 보여주고 있다. 또한 다른 방법으로서 전방 및 후방 차축에 본 발명의 안정기(1, 1')의 동일한 실시형태로 장치하거나, 또는 한쪽 차축에만 본 발명의 안정기(1, 1')를 설치하고, 다른쪽 차축에는 종래의 안정기를 설치하는 것도 물론 가능하다.

상기 본 발명의 안정기(1, 1')는 각각 차대 프레임(3)에 고정되어 선회할 수 있고, 동일한 차축(2, 2') 양쪽 2개의 바퀴 현가장치(4, 4')와 연결된 1개씩의 비분할형(非分割形) 토션바(5, 5')를 가지고 있다. 상기 토션 바(5, 5')는 양쪽 끝에서 서로 쌍을 이루는 바퀴 현가장치(4, 4')의 스프링 운동을 탄력적으로 결합하기 위한 하나의 비틀림 부위를 가지고 있다. 이때 상기 비틀림 부위는 본질적으로 각 토션 바(5, 5') 양쪽의 절곡부(7, 7') 사이에 걸쳐있다.

상기 토션 바(5, 5')는 휨 모멘트를 겨우 근소하게 또는 받지 않도록 차대 프레임(3) 내지 바퀴 현가장치(4, 4')에 장착한다. 상기 차대 프레임(3)은 바퀴 현가장치(4, 4')에 대하여 통상적으로 스프링(6, 6')에 의하여 쿠션을 받는다.

도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 제1실시형태에 따라 전체적으로 1'로 표시된 안정기는 자동차 횡방향으로 장치된 비분할형 토션 바(5')를 가지고 있으며,이 토션 바(5')는 자동차에 고정된 지지부(도시하지 않았음) 내에서 선회 가능하게 지지되어 있다. 상기 비분할형 토션 바(5')의 양쪽 단부에 레버 암(lever arm)(7')이 고정되어 있다(제2도에는 도시되어 있지 않음). 상기 레버 암(7')들의 자유단부는 각각 자동차 좌우측의 바퀴 현가장치(4')(제2도에 도시하지 않았음)와 연결됨으로써, 각 바퀴가 스프링 작용에 의하여 상하운동을 할 때, 각 레버 암(7')이 상기 비분할형 토션 바(5')의 축을 중심으로 선회운동을 하도록 되어있다. 따라서, 동일한 차축(2') 양쪽의 바퀴 현가장치(4')들은 토션 바(5')의 비틀림 부위를 통하여 탄력적으로 연결되는 것이다.

상기 토션 바(5')는 상이한 비틀림 강도를 나타내는 3개의 부분부위(A', B', C')들을 가지고 있으며, 이때 여기서 도시된 실시형태에 있어서 상기 부분부위(A', C')들의 비틀림 강도는 근본적으로는 동일하며, 상기 부분부위(B')의 비틀림 강도는 부분부위(A', C') 보다 작다. 각각의 개별적인 부분부위(A', B' 및 C') 안에서는, 본질적으로 비틀림 강도가 일정하다. 상기 부분부위들 중 (A')와 (B') 그리고 (B')와 (C')의 사이에는 각각 작은 전이부위(D' 및 E')들이 위치하며, 이 부위들 안에서는 토션 바(5')의 비틀림 강도는 일정하지 않다. 전술한 실시형태에 있어서 각각의 부분부위들은 토션 바(5')의 해당 부위를 적절히 가늘게 형성시킨다.

또한 본 발명의 안정기(1')는 본질적으로 그의 비틀림 부위의 부분부위(B')와 전이부위(D' 및 E') 범위 내에서 비분할형 토션바(5')를 동심(同心)으로 둘러싸는 토션 파이프(8')을 가지고 있으며, 토션 파이프(8')의 제1단부(8a')는 예를 들어 용접, 납땜, 또는 나사결합에 의하여 상기 부분부위(C')에 고정하여 회전을 방지하고, 제2단부(8b')는 전체적으로 9'로 표시된 연결장치를 이용하여 상기 비분할형 토션바(5')의 부분부위(A')에 회전을 선택적으로 방지하도록 연결하므로 써, 상기 안정기(1')의 비틀림 강도를 전체적으로 변경조절할 수 있게 되어있다.

도 2에 도시된 실시형태에 있어서, 상기 연결장치(9)를 이용하여 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')를 상기 비분할형 토션바(5')의 부분부위(A)와 회전이 방지되게 연결하는 경우에는 상기 토션바(5')의 비틀림 강도를 안정기(1') 전체 비틀림 강도의 30%로 하고, 토션 파이프(8')의 비틀림 강도는 전체의 70%가 되도록 토션바(5')와 토션 파이프(8')의 치수와 재료를 적절하게 선정하으로써, 토션 파이프(8')과 비분할형 토션바(5')의 비틀림 강도를 결정한다.

상기 연결장치(9)를 이용하여 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')를 상기 비분할형 토션바(5')의 부분부위(A)와 회전이 방지되게 연결하는 경우에는, 토션바(5')의 비틀림 강도를 전체 안정기(1')의 비틀림 강도의 20-50% 사이로 하고, 토션 파이프(8')의 비틀림강도는 80-50% 사이로 하는 것이 일반적으로 바람직하다.

상기 연결장치(9')는 실제 및/또는 예상되는 자동차의 횡가속(橫加速)에 따라서 회전 모멘트를 전달하기 위하여 상기 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')를 상기 토션바(5')의 부분부위(A')와 연결하여 고정시키거나, 반대로 토션바(5')의 부분부위(A')로부터 분리하므로 써, 토션바(5')의 부분부위(A')와 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')가 서로 독립적으로 회전할 수 있게 하는데 적합하다.

이를 위하여 도 2에 도시한 바와 같이 바람직하게는 상기 연결장치(9')는 클로커플링(claw coupling)으로서 형성되어, 치형결합부(齒形結合部)를 가지고 있으며, 이 맞물림 톱니들은 자동차가 직진주행 할 때 토션바(5')의 부분부위(A')와 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')의 허용된 엇물림을 초과할 수 없도록 형성된다. 다른 방법으로서, 자동차의 직진주행시 토선바와 토션 파이프 사이에 허용되는 교차결합을 리미트 스톱을 이용하여 제한할 수도 있다.

도시하지 않은 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 토션바와 토션 파이프 사이의 교차결합을 이룰 때에도 확실한 클로 커플링으로 결합하는 것을 보장하기에 적합한 스프링 작용력을 갖는 치형결합부를 형성한다.

도 2에 도시된 클로커플링(9')은 본질적으로 상기 토션 파이프(8')와 토션바(5')에 의하여 형성된 링 쳄버(ring chamber)(10')를 가지고 있으며, 이 링 쳄버(10')는 길이 홈(11')들 속으로 삽입되는 링 피스톤(12')에 의하여 폐쇄되어 있다. 상기 길이 홈(11')들은 이때 상기 토션바(8')의 부분부위(A') 속으로 삽입된다. 따라서 상기 링 피스톤(12')은 토션바(5')와 결합된 상태에서는 회전하지 못하도록 되어 있으며, 한편 상기 토션 파이프(8')의 제2단부(8b') 속에 결합된 상태에서는 회전이 가능할 뿐만 아니라, 축방향으로 슬라이딩 할 수 있도록 장치된다. 상기 링 쳄버(10')을 토션 파이프(8')의 내벽과 토션바(5')의 외벽에 대하여 밀봉하기 위하여 링 피스톤(12')에 밀봉링(13')들을 장착한다.

슬라이딩 삽입할 수 있는 상기 링 피스톤(12')과 토션 파이프(8')의 제2단부에는 각각 클로(claw)(14', 15')들을 예를 들어 용접/부착하여 서로 맞물려 결합하도록 되어있다.

상기 링 쳄버(10')는 유입구(16')를 통하여 유압장치와 연결되므로 써, 상기링 쳄버(10') 안으로 유압 또는 공압매체가 공급된다. 상기 링피스톤에 형성된 클로(14')와 함께 링피스톤(12')을 상기 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')에 형성된 클로(15')로부터 밀어내어 토션바(5')의 부분부위(A')이 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')로부터 분리될 수 있도록 상기 매체의 압력을 선택한다. 통상적인 압력범위는 120 내지 170 bar이며, 특히 150 bar가 바람직하다.

고장이 발생하는 경우예를 들어 연결장치(9')를 제어하는 유압펌프의 고장 등등에 연결장치(9')의 안전하고 자동적인 결합을 보장하고, 연결장치(9')의 폐쇄를 유지하는 시스템을 구성하기 위하여, 상기 링피스톤(12')을 스프링(17')(바람직하게는 접시 스프링)에 의하여 연결장치(9')의 폐쇄방향으로, 따라서 링 쳄버(10') 쪽으로 초기응력을 가한다.

따라서 회전하지 못하게 링피스톤(12')에 견고하게 형성된 클로(14')는 링 쳄버(10') 속에 매체압력이 없어지면 상기 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')에 회전하지 못하게 형성된 클로(15')와 접촉을 이루므로 써, 상기 클로(14', 15')들 사이와, 그에 따라 상기 안정기(1')의 토션바(5')의 부분부위(A')와 토션 파이프(8')의 제2단부(8b') 사이에 서로 마찰결합을 이룬다.

따라서, 본 실시형태에서 안정기(1')의 비틀림 강도는 서로 결합된 상태에서 토션바(5')와 토션 파이프(8')의 비틀림 강도의 합계로서 나타난다.

상기 링 쳄버(10') 속에 적절한 매체압력이 나타나면, 상기 마찰결합이 중지되므로 써, 결합이 해제된 상태에서 본 발명의 안정기(1')의 비틀림 강도는 단지 토션바(5')의 비틀림 강도 만이 나타나게 된다.

상기 링 쳄버(10')와 링피스톤(12') 대신에 또한 많은 개별 피스톤들을 위한 원형 단면을 갖는 다수의 쳄버들을 장치하여 이들을 동시에 작동시킬 수도 있다.

도 3에는 본 발명의 안정기(1)의 제2의 바람직한 실시형태의 기본요소들이 도시되어 있다.

도 3에 도시된 제2실시형태와 도 2에 도시된 제1실시형태 사이의 차이는, 제2 실시형태에 따라 본 발명의 안정기(1)의 비분할형 비틀림 부위의 비틀림 강도는 전체 비틀림 부위에 걸쳐 본질적으로 일정하고, 본 발명의 안정기(1)는 2개의 인접된 부분부위(F, G) 내에 비틀림 부위를 둘러싸는 토션 파이프(81, 82)들을 가지고 있는 것이 다르며, 이때 토션 파이프(81, 82)들의 서로 반대쪽의 단부들은 비불할형 토션바(5)의 서로 반대쪽 부위와 결합하여 회전하지 못하도록 되어있고, 토션 파이프(81, 82)들의 서로 대향하고 있는 단부들은 연결장치(9)에 의하여 서로 결합되어 선택적으로 회전할 수 있도록 되어있다.

이를 위하여 상기 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)들은 서로 반대쪽 단부에서 토션바(5)에 지지되어 회전하지 못하게 결합되며, 서로 축방향으로 슬라이딩 운동을 할 수 있도록 되어있다. 그와 같은 축방향 슬라이딩 지지부(支持部)는 반드시 필요한 것이 아니지만, 특정한 조건 하에서는 장점이 될 수도 있다. 본 발명의 제2실시형태에 따른 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)들의 서로 반대쪽의 단부들은 서로 같기 때문에 제3도에서는 제1토선 파이프(81)의 제1단부(81a)의 지지부(91) 만을 도시하였다.

상기 제2토션 파이프(82)의 반대쪽에 위치하는 제1토션 파이프(81)의단부(81a)는 슬라이딩 멤버(191)와 결합하여 회전하지 못하도록 되어있다. 상기 슬라이딩 멤버(191)는 상기 토션바(5)에 형성된 길이 홈(111)들과 결합되어 있으며, 따라서 슬라이딩 멤버(191)는 토션바(5)에 따라 슬라이딩 운동을 할 수 있고, 회전은 못하도록 결합되어 있다. 상기 토션바(5)에 대한 밀봉을 위하여 슬리이딩 멤버(191)에 실링(131)을 장착하였다. 바람직하게는 접시 스프링으로 이루어지는 스프링 장치(171)의 스프링 작용력을 상기 슬라이딩 멤버(191)를 거쳐 상기 제2토션 파이프(82) 쪽으로 작용시켜 상기 제1토션 파이프(81)에 압축응력을 가한다.

상기 토션 파이프(81, 82)의 서로 대향하고 있는 단부(81b, 82a)들을 내압형 커플링 슬리브(18) 속에 슬라이딩 삽입함으로써, 각각 슬라이딩 멤버(191)로 폐쇄된 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)들과, 토션바(5) 및 상기 커플링 슬리브(18)에 의하여 하나의 링 쳄버(10)가 형성된다. 상기 링 쳄버(10)를 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)의 외벽에 대하여 밀폐하기 위하여 커플링 슬리브(18)의 외주면에 실링(132)들을 장착한다.

또한 상기 토션 파이프(81, 82)의 서로 대향하고 있는 단부(81b, 82a)들에는 클로(151, 152)들이 회전하지 못하도록 각각 고정되어 서로 결합할 수 있도록 되어있다.

상기 링 쳄버(10)는 유입구(16)를 통하여 도면에 도시하지 않은 유압장치에 연결하여 유압 또는 공압 매체가 링 쳄버(10)에 작용하도록 되어있다. 상기 매체의 압력은 필요에 따라 상기 클로(151, 152)들을 이용하여 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)들을 서로 해제하여 빼낼 수 있도록 되어 있으므로 제1토션파이프(81)를 제2토션 파이프(82)로부터 분리할 수 있다.

따라서 본 발명의 제2실시형태에 따른 안정기(1)의 비틀림 강도는 결합된 상태에서 토션바(5)와 제1 및 제2 토션 파이프(81, 82)들의 비틀림 강도의 합으로서 나타난다. 이때 회전을 못하도록 결합된 토션 파이프(81, 82)들의 비틀림 강도가 안정기의 비틀림 강도의 80-50%가 되면 특히 유리하다.

그와는 반대로 결합이 해제된 상태에서 본 발명의 안정기(1)의 비틀림 강도는 오직 비분할형 토션바(5)의 비틀림 강도에만 의존한다.

전술한 실시형태들에 있어서 상기 연결장치(9, 9')는 도면에 도시하지 않은 컴퓨터 제어 작동장치에 의하여 바람직하게 유압식으로 제어된다. 문론, 공압식 또는 서보모터에 의해서도 제어가 이루어질 수 있다.

상기 작동장치는 전동식, 예를 들어 전동기로 구동되는 펌프가 장치되어 있고, 상기 작동장치의 흡입부에는 유압매체의 저장용기와 연결되어 있고, 압축부는 압력관을 통하여 축압기와 연결되고, 압력배출 밸브를 통하여 압력 탱크와 연결되며, 제어밸브를 통하여 상기 연결장치(9, 9')와 연결되어 있거나 연결될 수 있게 되어있다.

예를 들어 슬라이드 밸브로서 형성된 제어밸브가 상기 연결장치(9, 9')의 유입구의 목적으로 제어될 경우에는 압력관은 상기 연결장치(9, 9')의 유입구(16, 16')와 연결된다. 즉, 상기 연결장치(9, 9')는 펌프의 압력에 의하여 작동되므로 써 개방되거나 개방상태로 유지된다.

만약 제어밸브가 다른 위치로 전환되면, 상기 연결장치(9, 9')의 압축관과유입구(16, 16') 사이의 연결부가 폐쇄되고, 동시에 유입구(16, 16')와 저장용기 사이에 연결이 이루어진다. 그에 따라 연결장치(9, 9')는 유압으로부터 해제되고, 상기 연결장치(9, 9')는 스프링(171, 171‘)에 의하여 폐쇄되고, 폐쇄상태로 유지된다.

상기 제어밸브는 도면에 도시하지 않은 컴퓨터를 사용하여 제어되며, 이 컴퓨터는 입력측에 각각의 조향각도 및 그때그때의 주행속도를 위한 감지기들 및/또는 경우에 따라서는 추가적인 데이터, 예를 들어 조향각속도, 자동차의 측방가속도, 타이어 장치의 특성 또는 자동차의 부하상태 등을 위한 데이터 발신기들과 연결되어 있다. 상기 컴퓨터는 수집된 데이터로부터 자동차의 횡방향가속도에 대한 실제 및/또는 예상되는 값을 계산할 수 있다.

실제 또는 예상되는 횡가속도가 정해진 한계치를 초과하자마자 연결장치(9, 9')의 차단을 위한 제어밸브가 동작한다. 따라서, 전술한 제1실시형태에 따라 상기 토션바(5')의 비틀림 부분부위(A')는 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')와 연결되고, 또는 전술한 제2실시형태에 따라 상기 제1토션 파이프(81)의 제2단부(81b)는 제2토션 파이프(82)의 제1단부(82a)와 서로 연결되므로 써, 본 발명의 안정기(1, 1')의 비틀림 강도가 최대한으로 작용하고, 자동차의 동일한 차축(2, 2')의 바퀴들이 서로 대향하여 안정기(1, 1')와 연결된 바퀴 현가장치(4, 4')들의 상이한 스프링 압축 내지 복원작용에 대하여 최대한 탄력적으로 자용하도록 되어있다.

직진주행을 할 때 또는 컴퓨터가 자동차의 횡가속도에 대하여 근소하거나 또는 무시할 정도의 값을 산출할 경우에는, 제어밸브는 상기 연결장치를 개방하기 위하여 작동되므로 써, 전술한 제1실시형태에 따라 상기 토션바(5')의 부분부위(A')와 토션 파이프(8')의 제2단부(8b'), 또는 전술한 제2실시형태에 따라 상기 제1토션 파이프(81)의 제2단부(81b)와 제2토션 파이프(82)의 제1단부(82a)는 서로 분리되며, 본 발명의 안정기(1, 1')는 자동차의 횡가속치에 대하여 단지 그때그때의 비분할형 토션바(5, 5')의 비틀림 강도 범위 내에서 작용을 하므로 써, 상기 안정기(1, 1')는 동일한 차축(2, 2')의 차바퀴들의 현가장치(4, 4')들 사이의 상대적 운동에 대하여 단지 근소하게 탄력적으로 상호작용을 하게 된다.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 또 다른 특히 선호되는 연결장치(9, 9')의 실시형태를 설명하면 다음과 같다.

이와 같은 특별히 선호되는 실시형태에 따라 상기 연결장치(9, 9')는 드라이빙 볼 커플링의 형태로 형성된다. 상기 드라이빙 볼 커플링은 제1 및 제2 멤버(51, 52)들을 가지고 있으며, 이때 상기 멤버(51, 52)들은 서로 접촉하여 슬라이딩할 수 있도록 되어있으며, 상기 멤버(51, 52)들의 서로 대면한 면에 드라이빙 볼이 착설될 포켓(531, 532)들이 형성되어 있다.

도 4는 포켓(531)들 속에 드라이빙 볼(54)들이 착설된 한쪽 멤버(51)를 보여주는 상면도이다. 제4도에 도시하지 않은 제2멤버(52)는 바람직하게도 상기 제1멤버(51)와 동일한 구조를 가지고 있다. 제4도에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 상기 포켓(531, 532)들이 원형으로 배치되고, 각각 본질적으로 타원형 외주선을 이룬다.

도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 제1멤버(51)와 제2멤버(52)는상기 드라이빙 볼(54)들을 제1멤버(51)와 제2멤버(52) 사이에 배치하여 장치된다.

도 5 및 도 6에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 상기 포켓(531, 532)들은 각각 회전타원체 세그멘트의 형태로 형성되고, 이 포켓(531, 532)들은 양쪽의 멤버(51, 52)들이 서로 마주보는 면에 대하여 각각 각도가 α 및 γ를 이루는 램프(ramp)들을 가지고 있다. 바람직한 본 실시형태에 있어서 상기 램프들이 α 각(角)과 γ각을 적절히 선택하므로 써, 연결장치의 개방상태에 있어서 상기 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에, 또한 양쪽 토션 파이프(81, 82)들 사이에 허용되는 7 내지 10°의 바람직한 교차결합 각도를 초과하지 않도록 한다. 이를 위하여 상기 각도(α, γ)들은 55° 내지 65°사이, 바람직하게는 60°이다.

전술한 드라이빙 볼 커플링에 특히 유리한 것은 개방된 상태에서 상기 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에, 또한 양쪽 토션 파이프(81, 82)들 사이에 정확히 정의할 수 있는 한계를 허용하고, 도 6에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 교차결합 상태에서 확실하게 결합될 수 있다는 것이다.

따라서 본 발명에 따라 커브 주행 및 우회주행에 있어서 모든 주행조건하에서 매우 효과적으로 작동하고, 또한 자동차의 쿠션작용에 대하여 매우 근소한 영향을 주기 때문에 고도로 안락한 주행쾌적감을 보장하는 저렴한 안정기를 제공할 수 있다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

각도(α, γ) 비틀림 부분부위(A', B', C')

부분부위(B') 전이부위(轉移部位)(D', E')

안정기(1, 1') 차축(2, 2')

차대 프레임(3) 바퀴 현가장치(4, 4')

토션바(5, 5') 스프링(6)

암(7) 토션 파이프(8')

제1단부(8a') 제2단부(8b')

연결장치(9) 링 쳄버(10')

길이 홈(11') 링 피스톤(12')

밀봉링(13') 클로(claw)(14', 15')

유입구(16, 16‘) 스프링(17')

커플링 슬리브(18) 멤버(51, 52)

드라이비 볼(54) 제1토션 파이프(81)

제1토션파이프 단부(81a) 제1토션파이프 단부(81b)

제2토션 파이프(82) 제2토션파이프 단부(82a)

지지부(91, 92) 길이 홈(111)

밀봉실(131, 132) 클로(151, 152)

스프링 장치(171) 슬라이딩 멤버(191)

포켓(531, 532)

Claims

차대 프레임(3)에 회전 가능하게 고정되어 있고, 자동차의 동일한 차축(2, 2')의 양단에 장치되어 서로 대향하고 있는 2개의 바퀴 현가장치(4, 4')와 결합된 하나의 비분할형 토션바(5, 5')를 가지고 있으며, 이때 상기 토션바(5, 5')는 서로 대향하고 있는 바퀴 현가장치(4, 4')의 쿠션운동의 탄력적인 연결을 위한 비틀림 부위를 가지고 있는 자동차용 안정기(1, 1')에 있어서,

상기 안정기(1, 1')는 또한 그의 비틀림 부위의 적어도 제1부분부위(F, B') 속에 상기 비분할형 토션바(5, 5')를 둘러싸는 제1토션 파이프(81, 8')를 포함하며, 상기 제1토션 파이프(81, 8')의 제1단부(81a; 8a')는 상기 비분할형 토션바(5, 5')와 결합하여 회전이 불가능하게 고정되어 있으며, 제2단부(81b, 8b')는 연결장치(9, 9')를 이용하여 상기 비분할형 토션바(5, 5')와 결합하여 선택적으로 회전하도록 연결되므로 써, 안정기(1, 1')의 비틀림 강도를 변경할 수 있도록 되어있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제1항에 있어서,

상기 비분할형 토션바(5')는 상이한 빌틀림 강도 부위(A', B', C')를 가지고 있으며, 상기 비분할형 토션바(5')의 제1부분부위(B')에서의 비틀림 강도는 제2부분부위(A', C')에서 보다 작은 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연결장치(9')를 이용하여 상기 토션 파이프(8')의 제2단부(8b')가 비분할형 토션바(5')와 결합하여 회전이 불가능하게 고정되어 있는 경우에는, 상기 안정기(1')의 전체 비틀림 강도에 대하여 상기 비분할형 토션바(5')의 비틀림 강도는 20 - 50%이고, 상기 토션 파이프(8')의 비틀림 강도는 80 - 50%인 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9')는 실제 및/또는 예상되는 자동차 횡방향 가속에 따라서 제1토션 파이프(8')의 제2단부(8b')를 상기 토션바(5')와 결합시켜 회전이 불가능하게 연결하는데 적합하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 안정기(1)는 또한 비틀림 부위의 제2부분부위(G) 내에서 상기 토션바(5)를 둘러싸는 제2토션 파이프(82)를 포함하고 있으며, 그 제2토션 파이프(82)의 제1단부(82a)는 상기 제1토션 파이프(81)의 제2단부(81b)와 선택적으로 회전가능하게 연결될 수 있으며, 상기 제2토션 파이프(82)의 제2단부는 상기 비분할형 토션바(5)와 결합하여 회전 불가능 하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제5항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')를 이용하여 제1토션 파이프(81)의 제2단부(81b)를 제2토션 파이프(82)의 제1단부(82a)와 회전 불가능하게 결합될 때, 회전 불가능하게 결합된 상기 토션 파이프(81, 82)들의 비틀림 강도는 안정기(1)의 전체 비틀림 강도의 80 - 50% 사이가 되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 연결장치(9)는 실제 및/또는 예상되는 자동차의 횡방향 가속에 따라서 제1토션 파이프(81)의 제2단부(81b)를 제2토선 파이프(82)의 제1단부(82a)와 회전 불가능하게 연결하는데 적합한 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1토션 파이프(81)의 제1단부(81a) 및/또는 제2토션 파이프(82)의 제2단부가 토션바(5)에 특히 회전 불능하게 견고히 지지되므로 연결장치(9)를 통하여 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및/또는 제2 토션 파이프(81, 82, 8')는 비분할형 토션바(5, 5')를 동심으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 주행속도, 조향각 및/또는 조향각속도 및/또는 자동차의 측방향 가속에 따라서 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 신속한 폐쇄를 보장하도록 설계된 스프링 어셈블리(171, 17')를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 고장발생시 자동으로 폐쇄되고 또는 폐쇄상태로 유지되도록 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 유압 또는 공압식으로 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제13항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')에는 이 장치를 개방하는 역할을 하는 유압식 링실린더(10, 10')가 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 자동차가 직진주행을 할 때 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에 또는 양쪽 토션 파이프(81, 82) 사이의 허용된 교차결합을 초과할 수 없도록 설계되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제15항에 있어서,

상기 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에 또는 양쪽 토션 파이프(81, 82) 사이의 허용된 교차결합의 한계는 리미트 스톱에 의하여 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
선행 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 클로 커플링의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제17항에 있어서,

상기 클로 커플링의 클로 치형부(claw teeths)는 자동차의 직진주행시 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에 또는 양쪽의 토션 파이프(81, 82)들 사이의 허용된 교차결합이 초과될 수 없도록 형성된다.
제17항 또는 제18항에 있어서,

상기 클로 커플링의 클로 치형부(claw teeth)는 클로 커플링을 폐쇄하는 스프링(171, 17')의 작용력이 치형(齒形)에 의하여 강화되므로 써, 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에 또는 양쪽의 토션 파이프(81, 82)들 사이의 교차결합을 할 때에도 클로 커플링의 확실한 폐쇄를 보장하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 연결장치(9, 9')는 제1멤버(51) 및 제2멤버(52)로 구성된 드라이빙 볼 커플링 장치의 형태로 형성되어 있으며, 이때 상기 멤버(51, 52)들은 서로 접면하여 슬라이딩할 수 있으며, 서로 대향하는 면에는 다수의 포켓(531, 532)들이 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 멤버(51, 52)들 사이의 포켓(531, 532)들 속에 드라이비 볼(54)들이 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제20항에 있어서,

상기 포켓(531, 532)들은 하나의 원형으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제20항 또는 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 포켓(531, 532)들은 회전타원호의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.
제20항, 제21항 및 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 포켓(531, 532)들에는 램프들이 형성되어 있으며, 이 램프들은 상기 드라이빙 볼 커플링의 개방상태에서 토션바(5')와 토션 파이프(8') 사이에, 또는 양쪽의 토션 파이프(81, 82)들 사이의 허용된 교차결합을 초과할 수 없도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 안정기.