KR20080055222A - 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 능동형 현가장치에 선형 또는 회전형 액츄에이터를 추가함으로써 이의 작동에 의해 스프링력을 조절하여 휠의 운동에 관계없이 차체에 전달되는 힘이 거의 일정하도록 제어하여 험지에서 차량을 원하는 자세로 유지할 수 있도록 한 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치를 제공하기 위한 것으로, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예로서, 차량에 설치되는 현가장치에 있어서, 일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암과; 상기 아암에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결되며, 상호 나란하게 배치된 유기압 현가장치 및 선형 액튜에이터와; 상기 회전조인트의 중심부에 설치되어 아암의 회전각도를 검출하는 센서와; 상기 센서로부터 아암의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 선형 액츄에이터의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된다.

현가장치, 선형 액츄에이터, 회전형 액츄에이터, 유기압 현가장치

Description

험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치{Arm type positive suspension device for driving rugged ground}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 유기압 현가장치의 구성도.

도 2는 수동형 현가장치를 적용한 차량의 험지 주행 시 차량 자세 예시도.

도 3은 능동형 현가장치를 적용한 차량의 험지 주행 시 차량 자세 예시도.

도 4는 선형 액츄에이터를 적용한 경우의 본 발명에 의한 능동 현가장치의 구성도.

도 5는 회전형 액츄에이터를 적용한 경우의 본 발명에 의한 능동 현가장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 암

2 : 크랭크

3 : 피스톤

4 : 가스실

5 : 유체

6 : 댐퍼

7 : 유기압 현가장치

8 : 선형 액츄에이터

9 : 센서

10 : 회전형 액츄에이터

11 : 유성치차감속장치

20,120: 제어부

본 발명은 차량의 현가장치에 관한 것으로, 특히 암형 현가장치가 적용된 험지주행용 차량에서 휠의 운동에 관계없이 차체에 전달되는 힘이 거의 일정하도록 액츄에이터를 제어함으로써 험지에서 차량을 원하는 자세로 유지할 수 있도록 한 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치에 관한 것이다.

차량의 현가장치는 차량을 지지하며, 노면으로부터의 진동과 충격으로부터 탑승자 및 탑승장비들을 보호하는 역할을 수행한다. 주로 군수부문의 차량 등과 같이 험지를 주행하는 차량은 이러한 역할을 효율적으로 수행하기 위하여 큰 스프링력이 필요할 뿐만 아니라 큰 휠변위가 필요하므로 암형 현가장치가 주로 사용되고 있다.

종래에는 암형 현가장치로 토션바와 선형 혹은 회전형 감쇠기가 조합된 토션바형 현가장치가 주로 사용되었으나, 근래에는 유체와 기체를 조합한 유기압 현가장치가 주로 사용되고 있는 추세이다.

도 1에서 보여진, 유기압 현가장치는 가스와 유압유가 연속적으로 충진되어 있는 구조로 암(1)의 운동에 따라 크랭크(2)의 각도가 변화하게 되고, 이에 따라 피스톤(3)이 왕복운동을 하게 됨으로써 주로 질소가스가 충전된 가스실(4)의 압축/팽창에 의해 스프링력을 발휘하고, 유체(5)가 댐퍼(6)를 통과하면서 유체의 통로가 되는 오리피스와의 마찰에 의해 감쇠력이 발생하는 구조로 되어있다.

현가장치는 제어방식에 따라 고정된 스프링력과 감쇠력을 가지는 수동형, 감쇠력을 조절할 수 있는 반능동형, 스프링력과 감쇠력을 모두 조절할 수 있는 능동형으로 구분된다.

종래에 사용되던 토션바형 현가장치 뿐만 아니라 근래에 사용되고 있는 유기압 현가장치 대부분은 수동형으로 고정된 스프링력과 감쇠력을 가지고 있으므로 험지를 주행할 때 도 2에서와 같이 노면의 상태에 따라 차량의 자세가 변함으로써 진동 및 충격흡수에 취약할 수 밖에 없었다.

반면 능동형의 경우 노면의 상태에 따라 차체에 전달되는 힘을 일정하게 유지함으로써 도 3에서와 같이 차량의 자세를 항상 일정하게 유지시켜 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 효과적으로 줄여주게 된다.

이와 같은 능동형 현가장치의 개념은 예전부터 존재하였으나, 종래에는 유기 압 현가장치의 스프링력을 능동적으로 조절하기 위해 가스압을 직접 조정해 주는 방식을 채택함으로써 이를 위한 대용량의 압축기가 필요하였으며, 대용량의 압축기를 차량에 탑재하여 운행하기에는 문제점이 많아 실 차량에서는 적용되지 못하고 있는 상황이었다.

따라서 이의 대안으로 유체의 통로가 되는 오리피스의 크기를 조절함으로써 유체의 마찰에 의해 발생되는 감쇠력만을 조절하여 수동형 현가장치에 비해 주행성능을 일부 향상시킨 반능동형 현가장치가 주로 적용되어 왔다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 종래에 사용되는 수동형 현가장치의 현가특성을 개선한 능동형 현가장치에 대한 발명으로 가스압을 직접 조절하는 기존의 능동형 현가장치 개념에서 벗어나 별도의 선형 또는 회전형 액츄에이터를 추가함으로써 이의 작동에 의해 스프링력을 조절하여 휠의 운동에 관계없이 차체에 전달되는 힘이 거의 일정하도록 제어하여 험지에서 차량을 원하는 자세로 유지할 수 있도록 한 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예로서,

차량에 설치되는 현가장치에 있어서,

일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암과;

상기 아암에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결되며, 상호 나란하게 배치된 유기압 현가장치 및 선형 액튜에이터와;

상기 회전조인트의 중심부에 설치되어 아암의 회전각도를 검출하는 센서와;

상기 센서로부터 아암의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 선형 액츄에이터의 구동을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명에 따르면, 선형 액튜에이터에는 상기 제어장치에 의해 구동 제어를 받는 유압펌프가 더 연결된다.

또한 본 발명에 따른 제 2실시예로서,

차량에 설치되는 현가장치에 있어서,

일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암과;

상기 아암에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결된 유기압 현가장치와;

상기 회전조인트의 중심부에 설치되어 아암의 회전각도를 검출하는 센서와;

상기 아암의 회전조인트 부분에 설치되어 아암을 회전 조작시키는 회전형 액츄에이터와;

상기 센서로부터 아암의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 회전형 액튜에이터의 구동을 제어하는 제어장치;를 포함하여 구성된다.

또한 본 발명에 따르면,

상기 회전형 액츄에이터의 출력단과 아암의 회전조인트에는 유성치차감속장치가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 도 4 및 도 5에서 보여진 바와 같이 능동 현가장치로서, 도 1에서 적용한 것과 동일한 유기압 현가장치(7)를 적용하고 있으며, 여기에 추가적으로 스프링력 조절이 가능하도록 선형 액츄에이터(8) 또는 회전형 액츄에이터(10)를 장착하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 4의 능동형 현가장는 일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암(1)이 구비된다.

상기 아암(1)에는 상호 나란하게 배치된 유기압 현가장치(7) 및 선형 액튜에이터(8)가 연결되어 있다.

즉, 이들 유기압 현가장치(7) 및 선형 액튜에이터(8)는 상기 아암(1)에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결된다.

본 실시예에서는 아암(1)의 회전조인트가 취부브래킷(15)의 일단을 매개로 연결되고, 취부브래킷(15)의 타단에 유기압 현가장치(7) 및 선형 액튜에이터(8)가 연결된 구조이다.

이때 유기압 현가장치(7)는 피스톤(3)이 왕복운동을 하게 됨으로써 주로 질소가스가 충전된 가스실(4)의 압축/팽창에 의해 스프링력을 발휘하고, 유체가 댐 퍼(6)를 통과하면서 유체의 통로가 되는 오리피스와의 마찰에 의해 감쇠력이 발생하는 구조로 되어있다.

따라서 상기 선형 액튜에이터(8)내의 압력실내 변화에 따라 아암(1)의 각도가 조절되게 되어 있다.

상기 아암(1)의 회전조인트의 중심부에는 아암(1)의 회전각도를 검출하는 센서(9)가 설치되어 있고, 상기 센서(9)에는 전기적으로 연결된 제어장치(20)가 구비되어 있다.

상기 제어장치(20)는 상기 센서(9)로부터 아암(1)의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암(1)의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 선형 액츄에이터(8)의 구동을 제어하게 된다.

이때 제어장치(20)의 제어신호는 선형 액튜에이터(8)가 유압구동방식의 경우 유압펌프(P)의 구동을 제어하게 되고, 리니어 모터 구동방식의 경우 리니어 모터를 직접 제어하게 된다.

즉, 도 4에서와 같이 선형 액추에이터(8)를 장착한 경우 아암(1)의 회전 중심에 위치한 센서(9)로부터 각 아암의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암(1)의 조절각도를 설정하고, 유압펌프(P)를 작동하여 선형 액츄에이터(8)를 작동시킴으로써 설정된 각도로 아암(1)을 조정하여 차량을 원하는 자세로 유지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 도 5와 같이 회전형 액튜에이터(10)를 적용하여 능동 현가장치를 구현할 수 있다.

도 5에서와 같dl 일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암(1)이 구비된다.

상기 아암(1)에 도 4와 동일한 구조의 유기압 현가장치(7)가 연결된다. 유기압 현가장치(7)는 일단부가 아암(1)의 휠 고정부에 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 연결된다.

상기 아암(1)측 회전조인트의 중심부에 아암(1)의 회전각도를 검출하는 센서(9)가 설치되고, 상기 아암(1)의 회전조인트 부분에는 아암(1)을 회전 조작시키는 회전형 액츄에이터(10)가 설치된다.

상기 센서(9)에는 제어장치(120)가 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제어장치(120)는 상기 센서(9)로부터 아암(1)의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암(1)의 조절각도를 설정하게 된다.

즉, 제어장치(120)는 센서(9)의 정보로부터 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 회전형 액튜에이터(10)의 구동을 제어하여 아암(1)의 조절각도를 제어한다.

바람직하게는 상기 회전형 액츄에이터(10)의 출력단과 아암(1)의 회전조인트에 유성치차감속장치(11)가 더 구비된다.

즉, 유성치자감속장치(11)는 주지의 기술로서 회전형 액츄에이터(10)의 출력단에 연결된 선기어와, 상기 선기어의 외주에 이맞물림된 유성기어와, 상기 유성기어에 내접하여 이맞물림되어 상기 아암(1)의 회전조인트부에 장착된 링기어로 구성된다.

이것은 감속된 큰 힘을 얻어 아암(1)의 조절각도를 조정하기 위한 것이다.

이같이 도 5에서와 같이 회전형 액츄에이터(10)를 적용한 경우에도 선형 액츄에이터(8)를 적용한 경우와 마찬가지로 아암(1)의 회전 중심에 위치한 센서(9)로부터 각 아암(1)의 상태에 대한 신호를 입력 받은 후 회전형 액츄에이터(10)를 작동하고, 이와 연결된 유성치차감속장(11)를 통해 작동속도를 감속시킨 후 아암(1)을 설정된 각도로 변화시킴으로써 차량의 자세를 유지할 수 있는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치에 따르면, 노면의 상태에 따라 스프링력 및 감쇠력을 조절하여 다양한 노면조건 하에서 차량을 원하는 자세로 유지할 수 있게 함으로써 노면으로부터 전달되는 진동과 충격을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.

또한 본 발명은 종래의 능동형 현가장치를 차량에 적용하지 못한 주요인 이였던 대용량의 압축기 대신 선형 또는 회전형 액츄에이터를 추가 적용하여 실 차량에 적용 가능한 능동형 현가장치를 구현할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 차량에 설치되는 현가장치에 있어서,

   일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암(1)과;

   상기 아암(1)에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결되며, 상호 나란하게 배치된 유기압 현가장치(7) 및 선형 액튜에이터(8)와;

   상기 회전조인트의 중심부에 설치되어 아암(1)의 회전각도를 검출하는 센서(9)와;

   상기 센서(9)로부터 아암(1)의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암(1)의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 선형 액츄에이터(8)의 구동을 제어하는 제어장치(20);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 선형 액튜에이터(8)에는 상기 제어장치(20)에 의해 구동 제어를 받는 유압펌프(P)가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치.
3. 차량에 설치되는 현가장치에 있어서,

   일단이 차체에 회전조인트로 결합되고 타단에 휠(W)이 연결되는 아암(1)과;

   상기 아암(1)에 일단부가 연결되고 타단부가 상기 회전조인트의 중심으로부터 일정 거리를 두고 차체측에 연결된 유기압 현가장치(7)와;

   상기 회전조인트의 중심부에 설치되어 아암(1)의 회전각도를 검출하는 센서(9)와;

   상기 아암(1)의 회전조인트 부분에 설치되어 아암(1)을 회전 조작시키는 회전형 액츄에이터(10)와;

   상기 센서(9)로부터 아암(1)의 상태를 입력받아 이를 차량의 자세와 비교한 후 아암(1)의 조절각도를 설정하고, 차량을 원하는 자세로 유지시키기 위해 상기 회전형 액튜에이터(10)의 구동을 제어하는 제어장치(120);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 회전형 액츄에이터(10)의 출력단과 아암(1)의 회전조인트에는 유성치차감속장치(11)가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 험지주행용 차량의 암형 능동 현가장치.

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