KR20100010785A - 롤 제어용 쇽 업소버 - Google Patents

Abstract

스테빌라이저 바의 롤 강성에 감응하여 개폐 제어되는 체크밸브를 내통의 하단면에 구성하여 베이스 밸브를 통과하는 작동유체 흐름량의 제어로 댐핑력을 제어할 수 있도록 함으로써 능동적인 롤 운동을 구현하는 롤 제어용 쇽 업소버를 제공한다.

롤 컨트롤, 스테빌라이저 바, 쇽 업소버, 시프트 링크

Description

롤 제어용 쇽 업소버{SHOCK ABSORBER FOR ROLL CONTROL}

본 발명은 차량의 롤 제어용 쇽 업소버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테빌라이저 바의 롤 강성에 감응하여 댐핑력이 제어되도록 함으로써 능동적인 롤 운동을 구현하여 차량의 롤각을 줄이고, 조정 안정성을 향상시키는 롤 제어용 쇽 업소버에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하여 차체와 화물의 손상을 방지하고 승차감을 좋게 하는 장치이다.

이러한 현가장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(101)과, 차체(미도시)와 너클(107) 사이에 구성되어 상기 샤시 스프링(101)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 쇽 업소버(103; 즉, 스트럿 바) 및 차량의 롤링을 억제하는 스테빌라이저 바(105) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 스테빌라이저 바(105)는 양측이 차체(미도시)에 설치되고, 양단은 쇽 업소버(103)에 장착되어, 좌우측 바퀴(100)가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴(100)가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우 에는 비틀려 그때에 발생하는 비틀림 복원력으로 차체의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.

즉, 상기 스테빌라이저 바(105)는 차량의 선회 주행시에 차체의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴(100)가 상대적으로 위상차를 가질 때에 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주게 된다.

그런데, 상기한 종래의 스테빌라이저 바(105)는 자체 비틀림 복원력만으로 차량의 기울어짐을 억제하거나, 기울어진 차체를 복귀시켜 안정시키는 데에는 신속하고 정확한 롤 제어에 미흡한 점이 있으며, 이를 해결하기 위해 스테빌라이저 바(105)의 끝단에 유압 실린더(113)로 이루어지는 액추에이터를 연결하여 능동적인 롤 제어를 할 수 있도록 하는 액티브 롤 컨트롤 장치(ARC)가 개발되었다.

그러나 상기한 종래의 액티브 롤 컨트롤 장치(ARC)는 별도의 유압 실린더를 이용함으로, 유압 공급을 제어하기 위하여 차량의 가속도 센서, 차고 센서, 스티어링 센서에서 나오는 신호를 기반으로 ECU가 밸브, 유압펌프 등을 포함하는 유압 공급 시스템을 구성하여야 하는 등, 구성부품이 늘어나는 단점이 있다.

또한, 종래의 액티브 롤 컨트롤 장치(ARC)는 유압 실린더(즉, 액추에이터)의 작동 스트로크를 다른 구성품과의 간섭없이 최대한 확보하기 어려우며, 이와 같은 레이아웃은 양산성을 고려하였을 경우, 설계기준에 맞지 않는 문제점도 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점 및 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스테빌라이저 바의 롤 강성에 감응하여 개폐 제어되는 체크밸브를 내통의 하단면에 구성하여 베이스 밸브를 통과하는 작동유체 흐름량의 제어로 댐핑력을 제어할 수 있도록 함으로써 능동적인 롤 운동을 구현하는 롤 제어용 쇽 업소버를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 롤 제어용 쇽 업소버는 유체가 충진되는 외통 및 내통과, 상기 내통의 내부에서 피스톤 로드와 연결되는 피스톤 밸브와, 상기 내통의 하부에 구성되는 베이스 밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서,

상기 내통은 중앙에 관통홀을 갖는 하단면을 가지며, 상기 관통홀을 체크볼을 통하여 개폐 제어하도록 구성되는 체크밸브; 상기 외통의 상부 일측에 구성되어 스테빌라이저 바의 연결링크와 연결되는 힌지수단; 상기 외통과 내통 사이의 보상실에 배치되어 상단이 상기 힌지수단과 연결되고, 하단은 절곡되어 상기 체크밸브의 체크볼과 일체로 연결되는 시프트 링크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 체크밸브는 상기 내통의 하단면 상의 관통홀 둘레에 형성되는 밸브시트; 상기 밸브시트에 대응하여 배치되며, 일측이 상기 시프트 링크의 하단과 일체로 연결되는 체크볼; 상기 체크볼과 상기 내통의 하단면 사이에 개재되어 상기 체 크볼을 하향 지지하는 볼 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지수단은 상기 외통의 상부 일측에 힌지 브라켓을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 일단은 상기 외통의 외부에서 상기 스테빌라이저 바의 연결링크와 조인트로 연결되고, 타단은 상기 외통의 내부에서 상기 시프트 링크의 상단과 힌지 연결되는 힌지레버; 상기 힌지레버와 외통 사이의 기밀을 유지하도록 상기 힌지레버를 감싸며, 상기 외통의 외주면에 접착되는 시일커버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 롤 제어용 쇽 업소버에 의하면, 스테빌라이저 바의 롤 강성에 감응하여 개폐 제어되는 체크밸브를 내통의 하단면에 구성하여 베이스 밸브를 통과하는 작동유체 흐름량의 제어로 댐핑력을 제어할 수 있도록 함으로써 능동적인 롤 운동을 구현하게 되며, 종전의 액티브 롤 컨트롤 장치(ARC)와 같이, 유압 공급 시스템 및 전자장치 등을 추가 구성할 필요가 없으며, 레이아웃상의 제약을 전혀 받지 않는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버가 적용된 차량용 현가장치의 일측 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버의 단면도이다.

본 실시예에 따른 능동형 롤 제어 장치가 적용되는 차량용 현가장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 노면으로부터 충격을 완화시키는 샤시 스프링(1)과, 차체(9)와 너클(7) 사이에 구성되어 상기 샤시 스프링(1)의 자유진동을 감쇄 제어하여 승차감을 좋게 하는 롤 제어용 쇽 업소버(3) 및 차량의 롤링을 억제하는 스테빌라이저 바(5) 등으로 구성된다.

여기서, 상기 스테빌라이저 바(5)는 양측이 차체(9)에 설치되고, 양단은 본 실시예에 따른 상기 롤 제어용 쇽 업소버(3)에 연결링크(11)를 통하여 장착되어, 좌우측 바퀴(W)가 서로 동시에 상하 운동하는 경우에는 작용하지 않고, 좌우측 바퀴(W)가 서로 상대적으로 상하 운동하는 경우에는 비틀려 그때에 발생하는 비틀림 복원력으로 차체의 롤을 억제하는 안티 롤 역할을 한다.

한편, 상기 본 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버(3)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 작동유체가 충진된 외통(21)과 내통(23)으로 나누어져 구성되며, 상기 내통(23)의 내부에는 차체(9)에 피스톤 로드(25)를 통하여 연결되는 피스톤 밸브(27)가 장착되어 상기 작동유체에 의해 감쇄력을 발생시키면서 상하 작동하게 된다.

상기 피스톤 밸브(27)는 상기 내통(23)의 내부를 상,하부 유체실(C1,C2)로 분리하며, 그 단면상에는 오리피스(29)가 형성된다.

그리고 상기 내통(23)은 그 하부에 체적 보상을 위한 베이스 밸브(31)가 구성된다.

즉, 상기한 피스톤 밸브(27)는 차륜의 상하 작동력에 의하여 상승 및 하강 시에 오리피스(29)를 통한 작동유체의 이동저항으로 차체의 진동을 감쇄하는 감쇄력을 발생시키게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버(3)는 상기 내통(23)의 하부에 하단면(F)을 가지며, 이 하단면(F)에는 중앙에 관통홀(H)이 형성된다.

그리고 상기 관통홀(H)을 체크볼(CB)을 통하여 개폐 제어하도록 체크밸브(CV)가 상기 관통홀(H) 하부에 구성된다.

이러한 체크밸브(CV)는 상기 내통(23)의 하단면(F) 상의 관통홀(H) 둘레에 밸브시트(VS)가 형성되고, 상기 밸브시트(VS)에 대응하여 체크볼(CB)이 배치되며, 상기 체크볼(CB)과 상기 내통(23)의 하단면 사이에 개재되어 상기 체크볼(CB)을 하향 지지하는 볼 스프링(BS)으로 이루어진다.

그리고 상기 외통(21)의 상부 일측에는 스테빌라이저 바(5)의 연결링크(11)와 연결되는 힌지수단(31)이 구성되는데, 상기 힌지수단(31)은 상기 외통(21)의 상부 일측에 힌지 브라켓(33)을 통하여 회전 가능하게 힌지레버(35)가 설치된다.

즉, 상기 힌지레버(35)는 그 일단이 상기 외통(21)의 외부에서 상기 스테빌라이저 바(5)의 연결링크(11)와 조인트(J)로 연결되고, 그 타단은 상기 외통(21)과 내통(23) 사이의 보상실(C3)에 배치된다.

또한, 상기 힌지레버(35)와 외통(21) 사이의 기밀을 유지하도록 상기 힌지레버(35)를 감싸며, 상기 외통(21)의 외주면에 시일커버(37)가 접착되어 구성된다.

여기서, 상기 시일커버(37)는 고무소재로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 프랙스블한 소재로 시일 기능을 가질 수 있으면, 그 적용이 가능할 것이다.

그리고 상기 외통(21)과 내통(23) 사이의 보상실에는 시프트 링크(41)가 상하방향으로 배치되는데, 상기 시프트 링크(41)는 그 상단이 상기 힌지레버(35)의 타단에 힌지 연결되고, 하단은 절곡되어 상기 체크밸브(CV)의 체크볼(CB)과 일체로 연결된다.

즉, 상기 시프트 링크(41)는 상기 힌지레버(35)의 회전 작동을 상기 체크볼(CB)에 상하 작동력으로 전달하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 롤 제어용 쇽 업소버(3)의 작동은 차량의 선회 주행 등에 의해 차체의 선회 외측이 원심력으로 기울어지거나 혹은 주행 중에 범프 또는 리바운드로 인해 좌우측 바퀴(W)가 상대적으로 위상차를 가질 때에 상기 스테빌라이저 바(5)가 비틀어지면서 그 복원력으로 차체의 자세를 안정화시켜 주는 안티 롤 기능을 수행하는 과정에, 상기 범프가 발생되는 선회 외측에서 그 댐핑력(감쇄력)을 크게 하도록 하여 안티 롤을 제어하도록 작동하게 된다.

즉, 도 4에서 도시한 바와 같이, 범프가 일어나는 선회 외측에서는 연결링크(11)에 인장력이 걸리면서 힌지레버(35)가 도면에서와 같이, 반 시계방향으로 회전하고, 이에 시프트 링크(41)는 위로 당겨져 체크볼(CB)이 밸브시트(VS)에 안착되도록 한다.

그러면, 상기 체크밸브(CV)는 내통(23)과 외통(21)을 격리시켜 베이스 밸브(31)을 통과하는 작동유체의 흐름량을 제한하게 되고, 이에 따라 쇽 업소버(3)의 댐핑력은 증가되어 결과적으로 롤을 억제하는 작동을 하게 된다.

한편, 상기와 같은 롤 거동 상태가 해제되면, 상기 체크밸브(CV)의 체크볼(CB)을 하향 지지하는 볼 스프링(BS)에 의해 상기 내통(23)의 하단면 상의 관통홀(H)은 개방된다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버(3)는 추가적인 제어장치없이 스테빌라이저 바(5)의 롤 강성(비틀림 강성)을 입력으로 쇽 업소버(3)의 감쇠력을 제어하여 차량의 롤을 제어하여 운전 성능을 향상시키게 된다.

도 1은 일반적인 차량용 현가장치의 일측 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버가 적용된 차량용 현가장치의 일측 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 롤 제어용 쇽 업소버의 작동 상태도이다.

Claims (3)

1. 유체가 충진되는 외통 및 내통과, 상기 내통의 내부에서 피스톤 로드와 연결되는 피스톤 밸브와, 상기 내통의 하부에 구성되는 베이스 밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서,

   상기 내통은 중앙에 관통홀을 갖는 하단면을 가지며,

   상기 관통홀을 체크볼을 통하여 개폐 제어하도록 구성되는 체크밸브;

   상기 외통의 상부 일측에 구성되어 스테빌라이저 바의 연결링크와 연결되는 힌지수단;

   상기 외통과 내통 사이의 보상실에 배치되어 상단이 상기 힌지수단과 연결되고, 하단은 절곡되어 상기 체크밸브의 체크볼과 일체로 연결되는 시프트 링크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 제어용 쇽 업소버.
2. 제1항에서,

   상기 체크밸브는

   상기 내통의 하단면 상의 관통홀 둘레에 형성되는 밸브시트;

   상기 밸브시트에 대응하여 배치되며, 일측이 상기 시프트 링크의 하단과 일체로 연결되는 체크볼;

   상기 체크볼과 상기 내통의 하단면 사이에 개재되어 상기 체크볼을 하향 지지하는 볼 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 제어용 쇽 업소버.
3. 제1항에서,

   상기 힌지수단은

   상기 외통의 상부 일측에 힌지 브라켓을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 일단은 상기 외통의 외부에서 상기 스테빌라이저 바의 연결링크와 조인트로 연결되고, 타단은 상기 외통의 내부에서 상기 시프트 링크의 상단과 힌지 연결되는 힌지레버;

   상기 힌지레버와 외통 사이의 기밀을 유지하도록 상기 힌지레버를 감싸며, 상기 외통의 외주면에 접착되는 시일커버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 제어용 쇽 업소버.

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