KR20100048154A - 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터 - Google Patents

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터 Download PDF

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KR20100048154A
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최해용
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Abstract

본 발명은 볼 스크류의 장착으로 파워 트랜스의 작동이 가능하도록 하여 적은 마찰력으로 구동이 가능하도록 함으로써, 구동모터의 부하를 저감하고 중량 강소에 따른 원가 절감이 가능한 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 하우징과, 하우징에 장착되는 구동모터와, 구동모터의 구동축의 회전과 함께 회전되도록 장착되는 볼 스크류와, 볼 스크류에 볼 베어링의 장착으로 하우징에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 어시스트 암에 하강력을 전달하는 파워 트랜스와, 구동모터에 구동신호의 미전달시에 파워 트랜스의 슬라이딩 작동을 선택적으로 규제하도록 장착되는 클램핑부재를 제공한다.
Figure P1020080107187
파워 트랜스, 볼 스크류, 어시스트 암. 모터

Description

액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터{ACTUATOR FOR ACTIVE GEOMETRY CONTROLLED SUSPENSION}
본 발명은 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼 스크류의 장착으로 파워 트랜스의 작동이 가능하도록 하여 적은 마찰력으로 구동이 가능하도록 함으로써, 구동모터의 부하를 저감하고 중량 강소에 따른 원가 절감이 가능한 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션(이하 AGCS, ACTIVE GEOMETRY CONTROLLED SUSPENSION)은 차량의 고속 선회시에 선회 안정성을 극대화 시키도록 한다.
이러한 AGCS는 차량의 고속 선회시 전기적인 신호에 따라 작동되는 액추에이터와, 엑추에이터의 구동으로 제어되는 제어 레버와, 제어 레버의 작동에 따라 차체의 저면 방향으로 하향 작동되는 어시스트 암을 구성한다.
액추에이터는 리드 스크류를 통해서 구동모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하여 작동된다. 그러나, 리드 스크류는 자체 마찰이 과다하여 모터의 효율이 저 하되는 문제점이 있다.
액추에이터의 리드 스크류를 삭제하고 볼 스크류를 이용하여 구동되도록 함으로써, 모터의 구동 효율을 최적화하며 중량의 저감이 가능하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터는, 하우징과, 하우징에 장착되는 구동모터와, 구동모터의 구동축의 회전과 함께 회전되도록 장착되는 볼 스크류와, 볼 스크류에 볼 베어링의 장착으로 하우징에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 어시스트 암에 하강력을 전달하는 파워 트랜스와, 구동모터에 구동신호의 미전달시에 파워 트랜스의 슬라이딩 작동을 선택적으로 규제하도록 장착되는 클램핑부재를 포함한다.
클램핑부재는, 파워 트랜스의 측면에 홈을 형성하고, 홈에 선택적으로 삽입되는 규제핀과, 규제핀에 슬라이딩 구동력을 제공하는 구동부재를 포함한다.
규제핀은, 홈의 근접 위치에 가이드 레일을 장착하여 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있다.
구동부재는, 가이드 레일의 단부에 장착되는 전자석과, 구동모터의 미구동시에 전자석의 코일에 전원을 공급하여 규제핀이 가이드 레일을 따라 이동하여 전자석에 달라 붙도록 하는 전원 공급부를 포함한다.
전자석과 규제핀 간에는 스프링부재가 장착된다.
파워 트랜스는, 하우징의 내부에 댐퍼부재를 통하여 장착되어, 구동모터의 미구동시에 댐퍼부재와 접촉되도록 장착될 수 있다.
첫째, 액추에이터의 리드 스크류를 삭제하고 볼 스크류를 적용하여 마찰력을 저감함으로써, 구동모터의 부하를 감소시켜 구동 효율을 향상시킨다.
둘째, 구동모터의 부하 감소에 따른 중량 저감이 가능하여 제작 원가의 절감이 가능하다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터(100)는, 하우징(10)과, 하우징(10)에 장착되는 구동모터(20)와, 구동모터(20)의 구동축(21)의 회전과 함께 회전되도록 장착되는 볼 스크류(30)와, 볼 스크류(30)에 볼 베어링(31)의 장착으로 하우징(10)에 슬라이딩 가능하게 장착되어 어시스트 암(미도시)에 하강력을 전달하는 파워 트랜스(40)와, 구동모터(20) 에 구동신호의 미전달시에 파워 트랜스(40)의 슬라이딩 작동을 선택적으로 규제하도록 장착되는 클램핑부재(50)를 포함한다.
하우징(10)은 차량의 어시스트 암(미도시)의 근접 위치에 장착된다. 하우징(10)의 내부에는 구동모터(20)가 장착된다.
구동모터(20)는 차량의 고속 선회시에 전기적으로 작동되어 차량의 리어 서스펜션의 지오메트리를 변경하여 차량의 핸들링 성능을 향상하도록 장착된다. 구동모터(20)의 구동축(21)에는 볼 스크류(30)가 회전 가능하게 장착된다.
볼 스크류(30)는 일단은 구동모터(20)의 구동축(21)에 커플링(32)으로 연결되어 회전 구동력을 전달받는다. 볼 스크류(30)는 구동모터(20)의 회전 구동력을 직선 구동력으로 변환하기 위해 장착된다. 즉, 볼 스크류(30)의 외측에는 파워 트랜스(40)가 볼 베어링(31)의 삽입으로 장착되어 슬라이딩 가능하게 장착된다. 따라서, 구동모터(20)로부터 회전 구동력이 전달되면, 파워 트랜스(40)는 볼 스크류(30)의 길이 방향을 따라 슬라이딩된다. 볼 베어링(31)은 볼 스크류(30)의 나사산의 사이를 이동하면서 파워 트랜스(40)에 동력을 전달한다. 이러한 구성의 볼 스크류(30)는 강구의 형상을 갖는 볼 베어링(31)이 나사산을 순환하는 동력 전달의 구성을 통해, 마찰 저항을 줄일 수 있어 고속 회전이 가능하다.
파워 트랜스(40)는 전술한 바와 같이, 볼 스크류(30)에 볼 베어링(31)의 삽입을 통해 볼 스크류(30)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 장착된다. 이 파워 트랜스(40)는 봉형상 또는 플레이트 형상으로 장착될 수 있다. 파워 트랜스(40)의 단부에는 제어레버(미도시)의 링크 결합을 위한 결합공(41)이 형성 가능하다. 파워 트랜스(40)의 단부에는 제어레버(미도시)가 결합되어 어시스트 암(미도시)의 단부를 차체의 저면 방향으로 하강시킴이 가능하다. 즉, 차량의 고속 선회시에 리어측 코너링 포스(Cornering Force)를 증가시켜, 차량 특성이 언더스티어(Under Steer) 경향이 되도록 하여 핸들링 성능을 개선시키는 기능을 수행한다. 차량 특성이 언더스티어 경향을 이루도록 하기 위한 제어레버 및 어시스트 암의 작동은 공지된 것으로 구체적인 작동 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 파워 트랜스(40)는 볼 스크류(30)를 통해 장착됨으로써 구동모터(20)의 동력 전달 작동시에 마찰력의 저감이 가능하다. 이에 따라 구동모터(20)의 최적화를 통한 크기를 줄일 수 있어 중량 저감 및 원가 절감이 가능하다. 이러한 파워 트랜스(40)는 볼 스크류(30)를 이용한 결합시에 마찰저항이 상대적으로 적어, 파워 트랜스(40)의 흘러내림을 방지하고 안정적인 결합을 위해 클램핑부재(50)가 장착된다.
도 3은 도 1의 클램핑부재에 의한 규제핀의 작동을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 클램핑부재(50)는 파워 트랜스(40)의 측면에 형성된 홈(42)에 선택적으로 삽입되는 규제핀(52)과, 규제핀(52)에 슬라이딩 구동력을 제공하는 구동부재(50)를 포함한다. 규제핀(52)은 하우징(10)의 내부에서 가이드 레일(54)을 통해 슬라이딩됨이 가능하다.
규제핀(52)에는 가이드 레일(54)을 따라 슬라이딩 가능하도록 돌출부(55)의 형성이 가능하다.
규제핀(52)은 파워 트랜스(40)가 하우징(10)의 내부에 최대로 삽입된 상태 즉, 구동모터(20)의 미구동시에 홈(42)에 삽입되어 파워 트랜스(40)의 위치를 고정한다. 즉, 규제핀(52)은 볼 스크류(30)의 마찰력 저감에 따른 파워 트랜스(40)의 위치 고정의 불안을 방지하고, 측면으로 흘러 내림을 방지하여 안정적인 장착이 가능하게 한다.
클램핑부재(50)는 규제핀(52)의 선택적인 규제 작동이 가능하도록 장착된다. 이러한 클램핑부재(50)는 가이드 레일(54)의 단부에 장착되는 전자석(51)과, 구동모터(20)의 미구동시에 전자석(51)의 코일(56)에 전원을 공급하여 규제핀(52)이 가이드 레일(54)을 따라 이동하여 전자석(51)에 달라 붙도록 하는 전원 공급부(53)를 포함한다.
전자석(51)은 규제핀(52)의 상측으로 장착되어 규제핀(52)을 선택적으로 슬라이딩이 가능하게 한다. 전자석(51)과 규제핀(52) 간에는 규제핀(52)의 탄성 복원력을 제공하기 위해 스프링부재(58)가 장착될 수 있다. 즉, 스프링부재(58)는 전자석(51)에 전원이 공급되지 않으면 규제핀(52)이 홈(42)에 삽입되도록 탄성력을 부여한다.
전원 공급부(53)는 구동모터(20)의 구동신호가 발생되면 전자석(51)에 전원을 공급하여, 규제핀(52)이 홈(42)으로부터 이탈되도록 한다. 이를 위해 규제핀(52)은 금속 소재로 제조됨은 물론이다. 규제핀(52)이 홈(42)으로부터 이탈되면, 파워 트랜스(40)는 슬라이딩이 자유로운 상태로서 어시스트 암의 하강 작동을 실시할 수 있게 된다.
한편, 파워 트랜스(40)와 하우징(10) 간에는 댐퍼부재(42)가 장착될 수 있 다. 댐퍼부재(42)는 파워 트랜스(40)의 일측에서 충격에 대한 완충 역할을 한다. 이에 따라, 볼 스크류(30)의 장착에 따란 파워 트랜스(40)의 밀림 발생시 파워 트랜스(40)의 위치 고정 및 충격 완화 작용이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 액추에이터(100)의 장착을 통해, 차량의 선회시 주행 안정성을 확보기 위해 언더스티어(Understeer)를 유도하기 작용이 가능하다. 즉, 후륜의 경우 선회 외륜(범프되는 쪽)은 토우-인(Toe-in)을 주고 선회 내륜(리바운드 되는 쪽)은 토우-아웃(Toe-out)을 주어 안정성을 유지한다. 보다 구체적으로 설명하면, 선회시 리어 외륜 측의 롤 스티어(Roll Steer)량(즉, 토우 인(Toe in))을 AGCS가 작동하지 않을 때 보다 훨씬 많이 발생되도록 한다. 따라서 차량의 선회시 리어측 코너링 포스(Cornering Force)를 증가시켜, 차량 특성이 언더스티어(Under Steer) 경향이 되도록 하여 핸들링 성능을 개선시키는 기능을 수행한다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터의 작용을 이하에서 설명한다.
먼저, 차량의 조향각과, 조향각 속도 및 차속을 인지하여 차량이 고속 선회 여부를 판단한다.
이어서, 차량의 고속 선회됨으로 판단되면, 구동모터(20)의 구동신호를 인가하여 AGCS의 작동됨으로 판단하여 전자석(51)에 전원을 공급한다.
다음, 전자석(51)은 자화되어 규제핀(52)이 파워 트랜스(40)에서 이탈하여 전자석에 달라 붙게 된다.
그리고, 구동모터(20)의 구동으로 파워 트랜스(40)가 전진되어 차량이 언더 스티어 경향을 유도한다.
다음, AGCS의 작동이 완료되면, 파워 트랜스(40)는 후진하고, 이어서 전자석(51)에 전원의 공급이 중단된다.
마지막으로, 스프링부재(58)는 규제핀(52)에 탄성력을 부여하여 파워 트랜스(40)의 홈(42) 삽입되도록 한다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 파워 트랜스와 볼 스크류 부분의 개략적으로 도시한 요부 도면이다.
도 3은 도 1의 클램핑부재에 의한 규제핀의 작동을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...하우징 20...구동모터
30...볼 스크류 31...볼 베어링
40...파워 트랜스 42...홈
50...클램핑부재 51...전자석
52...규제핀 53...전원 공급부
54...가이드 레일

Claims (6)

  1. 하우징;
    상기 하우징에 장착되는 구동모터;
    상기 구동모터의 구동축의 회전과 함께 회전되도록 장착되는 볼 스크류;
    상기 볼 스크류에 볼 베어링의 장착으로 상기 하우징에 슬라이딩 가능하게 장착되어, 어시스트 암에 하강력을 전달하는 파워 트랜스; 및
    상기 구동모터에 구동신호의 미전달시에 상기 파워 트랜스의 슬라이딩 작동을 선택적으로 규제하도록 장착되는 클램핑부재;를 포함하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑부재는,
    상기 파워 트랜스의 측면에 홈을 형성하고,
    상기 홈에 선택적으로 삽입되는 규제핀; 및
    상기 규제핀에 슬라이딩 구동력을 제공하는 구동부재;를 포함하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 규제핀은,
    상기 홈의 근접 위치에 가이드 레일을 장착하여 슬라이딩 가능하게 장착되는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부재는,
    상기 가이드 레일의 단부에 장착되는 전자석; 및
    상기 구동모터의 미구동시에 상기 전자석의 코일에 전원을 공급하여 상기 규제핀이 상기 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 전자석에 달라 붙도록 하는 전원 공급부;를 포함하는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자석과 상기 규제핀 간에는 스프링부재가 장착되는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 파워 트랜스는,
    상기 하우징의 내부에 댐퍼부재를 통하여 장착되어,
    상기 구동모터의 미구동시에 상기 댐퍼부재와 접촉되도록 장착되는 액티브 지오메트리 컨트롤 서스펜션의 액추에이터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101272948B1 (ko) * 2011-12-09 2013-06-11 현대자동차주식회사 클러치용 액추에이터
CN110513418A (zh) * 2019-08-20 2019-11-29 武汉理工大学 一种位移可调式馈能减振器

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