KR20080030754A

KR20080030754A - 차량의 ａｇｃｓ용 액츄에이터

Info

Publication number: KR20080030754A
Application number: KR1020060097014A
Authority: KR
Inventors: 최해용; 이언구; 이상호; 성현; 김정원; 김성준; 김영광; 이인호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 현대모비스 주식회사; (주)휴모테크
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-04-07
Also published as: DE102007002964A1; CN101157329A; US7621539B2; US20080079225A1; CN101157329B; JP2008087753A; KR100836401B1; DE102007002964B4

Abstract

본 발명은 차량의 AGCS용 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터와 직선 왕복 운동부의 경계부 위치에 새로운 구조의 완충 구조를 적용하여, 축방향 및 축 수직방향으로 작용하는 외력에 용이하게 견딜 수 있는 내충격성을 갖도록 한 차량의 AGCS용 액츄에이터에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 직선 왕복운동을 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 후단부에 체결되어 제자리 회전하는 스크류바와, 이 스크류바의 제자리 회전을 위한 구동모터를 포함하는 AGCS용 액츄에이터에 있어서, 상기 스크류바와 모터의 경계 영역에 축방향 하중을 완충시키는 충격완충수단 및 축수직방향 하중을 흡수하는 충격흡수수단을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS용 액츄에이터를 제공한다.

AGCS, 액츄에이터, 내충격성, 모터, 스크류바, 충격완충수단, 충격흡수수단, 트러스트 베어링, 디스크 트러스트, 부시-오일리스 금속체, 플레이트 트러스트 베어링,

Description

차량의 ＡＧＣＳ용 액츄에이터{Actuator for AGCS of vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터의 축방향 하중에 대한 완충 작용을 설명하는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터의 축수직방향 하중에 대한 충격 흡수 동작을 설명하는 단면도,

도 4a 및 도 4b는 차량의 AGCS용 액츄에이터의 종래 구조를 나타내는 단면도,

도 5는 차량용 AGCS의 구성을 설명하는 개략도,

도 6은 차량용 AGCS의 작동상태를 설명하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 디스크 트러스트 12 : 트러스트 베어링

14 : 플레이트 트러스트 베어링 16 : 부시-오일리스 금속체

100 : 액츄에이터 102 : 어시스트 링크

104 : 제어레버 106 : 후륜

108 : 차속센서 110 : 조향각센서

112 : ECU 114 : 피스톤

116 : 수평레버 118 : 수직레버

120 : 스크류바 122 : 모터

124 : 볼베어링

통상적으로, 차량용 AGCS(Active Geometry Controlled Suspension)는 차량의 선회시, 후륜의 토우각을 능동적으로 가변 제어하여, 후륜을 선회 가능 영역으로 연장시킴으로써, 선회 안정성을 제공할 수 있는 장치를 말한다.

첨부한 도 5를 참조로 AGCS의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 AGCS는 후륜(106) 휠쪽에 연결되어 있는 어시스트 링크(102: assist link)와, 상기 어시스트 링크(102)의 일끝단에 연결된 제어레버(104)와, 상기 제어레버(104)의 일끝단에 연결된 액츄에이터(100)와, 차속센서(108) 및 조향각 센서(110) 등의 신호를 받아 상기 액츄에이터(100)의 구동을 제어하는 ECU(112) 등을 포함하여 구성되어 있다.

보다 상세하게는, 상기 제어레버(104)는 상기 어시스트 링크(102)에 힌지 연결되는 수평레버(116)와 상기 액츄에이터(100)의 피스톤(114)에 힌지 연결된 수직레버(118)로 구성되어 있으며, 상기 수직레버(118)의 하단과 상기 수평레버(116)의 후단이 서로 직각을 이루며 일체로 연결되어 있다.

또한, 상기 액츄에이터(100)는 직선 왕복운동을 하는 피스톤(114)과, 상기 피스톤(114)의 후단부에 삽입 체결되어 제자리 회전하는 스크류바(120)와, 이 스크류바(120)를 제자리 회전시키는 모터(122)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 모터(122)와 스크류단(120) 사이의 경계영역에는 스크류바(120)의 제자리 회전을 지지하는 볼베어링(124)이 장착되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 AGCS의 작동상태를 첨부한 도 6을 참조로 간략히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 차속센서(108) 및 조향각센서(110)의 신호를 입력받아, 차량이 선회 주행하고 있음을 판단한 ECU(112)에서 상기 모터(122)에 구동신호를 전송하게 된다.

이어서, 상기 모터(122)의 회전과 함께 상기 스크류바(120)가 제자리 회전을 하게 되면, 상기 피스톤(114)이 스크류바(120)의 제자리 회전으로 인하여 전방으로 직선 운동을 하게 된다.

연이어, 상기 피스톤(114)이 전방(후륜쪽)으로 직선 운동함과 동시에 상기 제어레버(104)의 수직레버(118) 상단이 함께 전방으로 이동(도 6의 화살표 'a' 참 조)하게 되고, 이와 동시에 수직레버(118)의 하단과 수평레버(116)의 후단의 연결지점이 뒤쪽으로 들어 올려지며 전방(후륜쪽)으로 각회전(도 6의 화살표 'b' 참조)을 하게 되며, 동시에 수평레버(116)의 전단부는 하방향으로 각회전(도 6의 화살표 'c' 참조)을 하게 된다.

따라서, 상기 제어레버(104)의 수평레버(116)의 전단부가 하향으로 각회전하게 됨에 따라, 상기 어시스트 링크(102)가 뒤로 당겨지면서 아래쪽으로 이동(도 6의 화살표 'd' 참조)하게 된다.

이에 따라, 상기 어시스트 링크(102)의 차체측 연결점(A: 수평레버의 전단부와의 연결점) 위치를 아래로 변경시켜 줌으로써, 차량의 범프 토우-인 값이 증대되어, 결국 차량의 고속 선회시 또는 급차선 변경시 선회 안정성을 제공하여 안정된 차량 주행 성능을 제공하게 된다.

이러한 구성 및 작동을 하는 종래의 AGCS 구성중 액츄에이터는 다음과 같이 내구성면에서 문제점이 있다.

종래의 액츄에이터의 구성중, 첨부한 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 모터와 스크류단 사이의 경계영역 즉, 스크류바(120)의 후단부 둘레면에 배치되어 스크류바(120)의 제자리 회전을 지지하는 볼베어링(124)이 축방향 하중 및 축수직방향 하중을 모두 받게 되어 볼베어링(124)의 파손 내지 파손에 따른 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

즉, 바퀴에서 발생되는 충격(축방향 하중 또는 축수직방향 하중)이 어시스트 링크(102) 및 제어레버(104)를 통하여 액츄에이터(100)의 피스톤(114) 및 스크류 바(120)에 그대로 전달되고, 결국 스크류바(120)의 제자리 회전을 지지하는 볼베어링(124)쪽으로 충격이 집중되어, 볼베어링의 파손 내지 파손에 따른 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 일본공개특허 소 62-139767호에는 내측에 트러스트 베어링을 갖는 액츄에이터 구조가 개시되어 있는 바, 트러스트 베어링이 외부력의 직접적인 하중이 전달되지 못하는 부분에 적용되어 있고, 또한 외부력이 크게 작용하는 경우에는 트러스트 베어링이 파손될 우려가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 바퀴에서 발생되는 충격(축방향 하중 또는 축수직방향 하중)을 견고하게 견딜 수 있는 충격 완화 및 소음 흡수 구조를 갖는 차량의 AGCS용 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 직선 왕복운동을 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 후단부에 체결되어 제자리 회전하는 스크류바와, 이 스크류바의 제자리 회전을 위한 구동모터를 포함하는 AGCS용 액츄에이터에 있어서, 상기 스크류바와 모터의 경계 영역에 축방향 하중을 완충시키는 충격완충수단 및 축수직방향 하중을 흡수하는 충격흡수수단을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS용 액츄에이터를 제공한다.

바람직한 일구현예로서, 상기 충격완충수단은 상기 모터와의 결합지점이 되는 상기 스크류바의 후단부 둘레면에 배치되는 디스크 트러스트와; 상기 디스크 트러스트의 양쪽 위치에 배치되는 한 쌍의 트러스트 베어링과; 상기 각 트러스트 베어링의 외측면에 밀착 배치되는 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 충격흡수수단은 상기 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링중 하나의 외측면에 밀착 배치되는 부시-오일리스 금속체인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터를 나타내는 단면도이다.

전술한 바와 같이, 차량용 AGCS는 후륜(106)쪽에 연결되어 있는 어시스트 링크(102: assist link)와, 상기 어시스트 링크(102)의 일끝단에 연결된 제어레버(104)와, 상기 제어레버(104)의 일끝단에 연결된 액츄에이터(100)와, 차속센서 (108) 및 조향각 센서(110) 등의 신호를 받아 상기 액츄에이터(100)의 구동을 제어하는 ECU(112) 등을 포함하여 구성되어 있고, 상기 액츄에이터(100)는 직선 왕복운동을 하는 피스톤(114)과, 상기 피스톤(114)의 후단부에 삽입 체결되어 제자리 회전하는 스크류바(120)와, 이 스크류바(120)를 제자리 회전시키는 모터(122)를 포함 하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 스크류바(120)와 모터(122)의 경계 영역 즉, 결합 지점에 바퀴쪽으로부터 액츄에이터(100)쪽에 전달되는 축방향 하중을 완충시키는 충격완충수단을 설치하고, 또한 바퀴쪽으로부터 액츄에이터(100)쪽에 전달되는 축수직방향 하중을 흡수하는 충격흡수수단을 설치하게 된다.

상기 충격완충수단은 상기 모터(122)와의 결합지점이 되는 상기 스크류바(120)의 후단부 둘레면에 배치되는 구성으로서, 바퀴쪽으로부터 액츄에이터(100)쪽에 전달되는 축방향 하중을 완충시키는 역할을 하게 된다.

상기 충격완충수단은 상기 모터(100)와의 결합지점이 되는 상기 스크류바(120)의 후단부 둘레면에 장착되는 디스크 트러스트(10)와, 이 디스크 트러스트(10)의 양쪽면에 밀착되며 배치되는 한 쌍의 트러스트 베어링(12)과, 상기 각 트러스트 베어링의 외측면에 밀착 배치되는 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링(14)으로 구성된다.

따라서, 상기 모터(122)의 회전 구동과 함께 상기 스크류바(120)가 제자리 회전을 하게 되면, 상기 스크류바(120)의 후단부 둘레면에 압입 체결된 디스크 트러스트(10)도 제자리 회전을 하게 되고, 이 디스크 트러스트(10)의 양측면은 상기 트러스트 베어링(12)과 구름접촉을 하게 된다.

이때, 상기 플레이트 트러스트 베어링(14)은 상기 트러스트 베어링(12)의 외측면에 밀착되어, 트러스트 베어링(12)의 구름 운동을 지지하는 역할을 하게 된다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터의 축방향 하중에 대한 완충 작용을 설명하는 단면도이다.

바퀴에서 발생되는 축방향 하중이 어시스트 링크(102) 및 제어레버(104)를 통하여 액츄에이터(100)의 피스톤(114) 및 스크류바(120)에 그대로 전달되는 바, 이때의 축방향 하중이 스크류바(120)의 직접 밀착되어 있는 디스크 트러스트(10)에 직접 전달되고, 디스크 트러스트(10)의 양측면에 밀착된 트러스트 베어링(12)에는 전달되지 않게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 축방향 하중이 스크류바(120)의 둘레면과 밀착된 디스크 트러스트(10)의 하단부에 전달되어 분산 및 완화됨에 따라, 트러스트 베어링(12)에는 직접 전달되지 않게 되어, 결국 축방향 하중이 작용하더라도 디스크 트러스트(10)에서 완충시켜 분산시켜 내구성을 증대시킬 수 있게 된다.

이에, 기존에 볼베어링쪽으로 충격이 집중되어, 볼베어링의 파손 내지 파손에 따른 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 충격흡수수단은 상기 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링(14)중 하나(바람직하게는, 액츄에이터의 피스톤쪽의 것)의 외측면에 밀착 배치되는 부시-오일리스 금속체(16)이며, 이 부시-오일리스 금속체(16)는 원형의 링 타입으로서 상기 스크류바(120)의 둘레면에 배치된다.

따라서, 상기 모터(122)의 회전 구동과 함께 상기 스크류바(120)가 제자리 회전을 하게 되면, 상기 스크류바(120)는 별도의 윤활제 사용없이 부시-오일리스 금속체(120)의 내부에서 제자리 회전을 하게 된다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터의 축수직방향 하중 에 대한 충격 흡수 동작을 설명하는 단면도이다.

바퀴에서 발생되는 축수직방향 하중이 액츄에이터(100)의 피스톤(114) 및 스크류바(120)에 그대로 전달되는 바, 이때의 축수직방향 하중이 스크류바(120)의 둘레면에 직접 밀착되어 있는 부시-오일리스 금속체(16)에 전달되며, 이에 부시-오일리스 금속체(16)는 축수직방향 하중을 분산 및 완화시키는 흡수작용을 하게 되며, 결국 축수직방향 하중도 트러스트 베어링(12)에 직접 전달되지 않게 되어, 스크류바와 모터간의 결합 지점의 내구성을 증대시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량의 AGCS용 액츄에이터에 의하면, 바퀴에서 발생되는 충격(축방향 하중 또는 축수직방향 하중)을 견고하게 견딜 수 있는 새로운 충격 완화 및 소음 흡수 구조를 액츄에이터의 스크류바 및 모터의 경계 지점에 적용함으로써, 축방향 하중 및 축수직방향의 하중이 액츄에이터에 전달되더라도 이를 용이하게 완충 및 흡수시킬 수 있으므로, 액츄에이터의 스크류바 및 모터간의 경계부 내구성을 증대시킬 수 있다.

Claims

직선 왕복운동을 하는 피스톤과, 상기 피스톤의 후단부에 체결되어 제자리 회전하는 스크류바와, 이 스크류바의 제자리 회전을 위한 구동모터를 포함하는 AGCS용 액츄에이터에 있어서,

상기 스크류바와 모터의 경계 영역에 축방향 하중을 완충시키는 충격완충수단 및 축수직방향 하중을 흡수하는 충격흡수수단을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS용 액츄에이터.
청구항 1에 있어서, 상기 충격완충수단은:

상기 모터와의 결합지점이 되는 상기 스크류바의 후단부 둘레면에 배치되는 디스크 트러스트와;

상기 디스크 트러스트의 양쪽 위치에 배치되는 한 쌍의 트러스트 베어링과;

상기 각 트러스트 베어링의 외측면에 밀착 배치되는 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS용 액츄에이터.
청구항 1에 있어서, 상기 충격흡수수단은:

상기 한 쌍의 플레이트 트러스트 베어링중 하나의 외측면에 밀착 배치되는 부시-오일리스 금속체인 것을 특징으로 하는 차량의 AGCS용 액츄에이터.