KR20130024002A - 차량용 전동댐퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 진동을 상쇄시켜 승차감을 향상시키는 차량용 전동댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로드와 실린더가 선접촉하도록 함으로서 내구성이 향상되고 로드를 안내하는 가이드가 필요없는 차량용 전동댐퍼에 관한 것이다.
본 발명은 외주면에 나선형의 안내홈이 형성된 로드와; 상기 로드가 상단을 관통하도록 구비된 실린더와; 상기 실린더의 상단에 설치되며 외주면은 상기 실린더의 상단 관통구에 고정설치되고, 내주면에는 상기 로드의 나선형 안내홈에 선접촉하는 롤러가 형성된 승강수단과; 상기 로드를 회전시키는 구동모터와; 차량의 진동수를 감지하여 상기 구동모터의 회전속도 및 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 전동댐퍼를 제공한다.

Description

차량용 전동댐퍼{electrically-powered damper for vehicle}
본 발명은 차량의 진동을 상쇄시켜 승차감을 향상시키는 차량용 전동댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로드와 실린더가 선접촉하도록 함으로서 내구성이 향상되고 로드를 안내하는 가이드가 필요없는 차량용 전동댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 주행시 노면의 요철이나 엔진의 구동에 의해서 진동이 발생하게 되는 데 이러한 진동을 억제하기 위해 댐퍼가 설치된다.
이러한 댐퍼는 차량의 주행시 노면으로부터 전달되는 진동을 액슬에서 일정부분을 감쇄시키기 위해서 장착되는 데, 특히 차량의 고유진동수가 주행시 차체에서 발생하는 진동과 유사할 경우 공진을 피하도록 차량 고유 진동수를 바꾸어 진동이 감쇄되도록 하는 기능을 한다.
이와 같이 차량의 고유진동수를 바꾸어 주어 공진을 방지하는 차량용 전동댐퍼는 실린더와, 실린더와 치합되어 실린더를 승강시키는 로드와, 로드를 회전시키는 구동모터와, 발생한 진동조건에 따라 구동모터의 회전속도 및 회전각도를 조절하는 제어부로 이루어진다. 따라서 구동모터가 회전하게 되면 이에 연결된 로드가 회전하게 되고, 로드가 회전하게 되면 로드에 치합된 실린더가 승강하게 되어 차량의 고유진동수를 변환시키게 된다.
하지만 상기 로드와 실린더가 치합될 경우 차체로부터 발생하는 연직하중이 나사면에 작용하기 때문에 마찰력의 증대되어 로드를 회전시키는 데 큰 용량의 전동모터가 필요하다.
따라서 이를 극복하기 위하여 나사와 실린더의 치합부에 볼스크류를 사용하여 구름마찰을 유도하므로 마찰력을 줄여 작동이 원활하게 이루어지도록 개선하였다.
하지만 상기 볼스크류는 볼 사이의 간섭으로 인해 서로 마찰저항이 발생하여 속도가 떨어지는 문제점이 있다.
더욱이 볼 사이의 간섭으로 인해 마찰열이 발생하여 온도가 상승하고 이로 인해 볼에 피팅이 발생하는 등 볼이 손상되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로드와 실린더 사이에 승강수단으로 볼스크류가 설치되는 대신 내주면과 상기 로드가 롤러에 의해서 선접촉하도록 구비되므로 마찰력이 감소되어 속도저하를 방지하도록 된 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 상기와 같이 볼스크류를 사용하므로 볼 사이의 간섭으로 인해 마찰열의 발생하는 것이 미연에 방지되어 수명이 연장되도록 구비된 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 로드가 승강수단 내주면에 설치된 롤러에 의해 선접촉되어 구름마찰하므로 속도가 더욱 향상되도록 된 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 승강수단 내주면의 롤러를 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성하므로 분력이 축중심방향으로 작용하여 가이드가 필요없는 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 승강수단 내주면의 롤러를 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성하므로 일방으로만 추력(thrust force)이 작용하지 않도록 된 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 내주면의 롤러가 상기 실린더의 연장방향과 수직한 면을 기준으로 30° 내지 60°경사지게 형성되어 상기 로드가 중심을 유지하고 동시에 연직방향으로 과부하가 걸리지 않도록 된 차량용 전동댐퍼를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 외주면에 나선형의 안내홈이 형성된 로드와; 상기 로드가 상단을 관통하도록 구비된 실린더와; 상기 실린더의 상단에 설치되며 외주면은 상기 실린더의 상단 관통구에 고정설치되고, 내주면에는 상기 로드의 나선형 안내홈에 선접촉하는 롤러가 형성된 승강수단과; 상기 로드를 회전시키는 구동모터와; 차량의 진동수를 감지하여 상기 구동모터의 회전속도 및 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 전동댐퍼를 제공한다.
여기서 상기 내주면의 롤러는 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성된 내주면의 롤러는 상기 실린더의 연장방향과 수직한 면을 기준으로 30° 내지 60°경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 로드와 실린더 사이에 승강수단으로 볼스크류가 설치되는 대신 내주면과 상기 로드가 롤러에 의해서 선접촉하도록 구비되므로 마찰력이 감소되어 속도저하를 방지할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 상기와 같이 볼스크류를 사용하므로 볼 사이의 간섭으로 인해 마찰열의 발생하는 것이 미연에 방지되어 수명이 연장되다.
아울러 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 로드가 승강수단 내주면에 설치된 롤러에 의해 선접촉되어 구름마찰하므로 속도가 더욱 향상된다.
또한 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 승강수단 내주면의 롤러를 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성하므로 분력이 축중심방향으로 작용하여 가이드가 필요없다.
또한 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 승강수단 내주면의 롤러를 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성하므로 일방으로만 추력(thrust force)이 작용하지 않는다.
또한 본 발명에 따른 차량용 전동댐퍼는 내주면의 롤러가 상기 실린더의 연장방향과 수직한 면을 기준으로 30° 내지 60°경사지게 형성되어 상기 로드가 중심을 유지하고 동시에 연직방향으로 과부하가 걸리지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼(100)는 외주면에 나선형의 안내홈(12)이 형성된 로드(10)와, 상기 로드(10)가 상단을 관통하도록 구비된 실린더(20)와, 상기 실린더(20)의 상단에 설치되어 상기 로드(10)가 회전함에 따라 상기 실린더(20)가 승강하도록 구비된 승강수단(30)과, 상기 로드(10)를 회전시키는 구동모터(40)와, 차량의 진동수를 감지하여 상기 구동모터(40)의 회전속도 및 회전각도를 제어하는 제어부(50)를 포함한다.
상기 로드(10)는 상기 실린더(20)의 상단을 관통하도록 구비되며 외주면에는 나선형의 안내홈(12)이 형성되어 있다. 상기 로드(10)는 상단이 상기 구동모터(40)와 연결되어 있으며 하단은 상기 실린더(20)의 내부에 위치한다. 따라서 구동모터(40)가 회전하면 이에 연결된 로드(10)도 회전하게 된다.
상기 실린더(20)는 원통상으로 내부에 중공이 형성되어 있고, 상단에는 로드(10)가 관통할 수 있도록 관통구(22)가 형성되어 있으며, 이 관통구(22)에는 상기 로드(10)의 회전에 따라 실린더(20)가 승강하도록 작동하는 승강수단(30)이 설치된다. 또한 상기 실린더(20)는 하단에 내부를 폐쇄하기 위한 캡(24)이 형성되고, 이 캡(24)은 차체 또는 현가장치와 연결되도록 구비된다.
상기 승강수단(30)은 상기 실린더(20)의 상단에 설치되며 외주면은 상기 실린더(20)의 상단 관통구(22)에 고정설치되고, 내주면은 상기 로드(10)의 나선형 안내홈(12)에 선접촉하는 롤러(32)가 형성된다. 여기서 상기 롤러(32)는 경사지게 배치되어 상기 로드(10)의 나선형 안내홈(12) 테두리에 선접촉하므로 구비된다. 따라서 상기 로드(10)가 회전하면 상기 승강수단(30)의 롤러(32)와 이에 대응하는 로드(10)의 나선형 안내홈(12)이 서로 상호작용하여 실린더(20)를 승강시키게 된다. 여기서 상기 승강수단(30)의 내주면에 형성된 롤러(32)는 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 롤러(32)의 압력에 대한 수직방향 분력이 상하방향으로 균일하게 작용하므로 일측으로만 일방적으로 추력(thrust force)이 작용하지 않는다. 따라서 승강수단(30)의 롤러(32)와 로드(10)의 안내홈(12) 사이의 마찰력이 더욱 줄어들어 속도가 획기적으로 향상된다. 여기서 상기 내주면의 롤러가 상기 실린더(20)의 연장방향과 수직한 면을 기준으로 30° 내지 60°경사지게 형성되어 상기 로드(10)가 중심을 유지하고 동시에 연직방향으로 과부하가 걸리지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 구동모터(40)는 상기 로드(10)를 회전시키도록 구비된 구동수단으로서 로드(10)의 상단에 연결된다. 따라서 상기 구동모터(40)가 회전하게 되면 이에 연결된 로드(10)가 회전하게 되고, 상기 로드(10)가 회전하면 상기 승강수단(30)에 의해 실린더(20)가 승강하게 된다. 따라서 상기 실린더(20)가 승강함에 따라 차량의 고유진동수가 변환되므로 공진현상이 발생하는 것을 미연에 방지하게 된다.
또한 상기 구동모터(40)는 차체 또는 현가장치에 연결되는 장착부재(42)에 고정설치된다. 따라서 구동모터(40)에 전원이 인가되면 구동모터(40)의 회전축이 회전하게 되고, 구동모터(40)가 회전하게 되면 이에 연결된 로드(10)가 회전하면서 실린더가 승강하게 되는 것이다.
여기서 상기 구동모터(40)의 작동은 제어부(50)의 제어에 의해서 구현되는 데, 이 때 제어부(50)는 진동조건에 따라 미리 프로그래밍된 조건에 따라 상기 구동모터(40)의 속도 및 회전수를 제어한다. 따라서 상기 구동모터(40)의 속도 및 회전수를 제어하므로 실린더(20)의 하강속도 및 하강거리가 결정된다.
상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼의 작동을 설명하면 다음과 같다.
발명의 일실시예에 따른 차량용 전동댐퍼는 차량 주행중에 진동이 발생하면 제어부(50)가 구동모터(40)에 전원을 인가하여 구동모터(40)가 정회전하게 되고, 구동모터(40)가 정회전함에 따라 이에 연결된 로드(10)가 정회전하게 된다. 또한 상기 로드(10)가 정회전하면 상기 승강수단(30)의 작용에 의해 실린더(20)가 상승하게 된다. 따라서 상기 실린더(20)가 상승하게 되면 차량의 진동수가 변환되어 승차감이 향상된다.
또한 차량 주행중에 진동이 발생하지 않으면 평면 주행시 최적화시켜 놓은 차량 진동수로 복귀하도록 하기 위하여 제어부(50)가 구동모터(40)에 전원을 정회전시와 반대방향인 역회전하는 방향으로 인가하여 구동모터(40)가 역회전하게 하고, 상기 구동모터(40)가 역회전하게 되면 이에 연결된 로드(10)가 역회전하게 된다. 또한 상기 로드(10)가 역회전하면 상기 승강수단(30)의 작용에 의해 실린더(20)가 상승하게 된다. 따라서 상기 실린더(20)가 상승하게 되면 차량의 진동수가 설계시 최적화시켜 놓은 진동수로 변환되므로 승차감이 향상된다.
10 : 로드
20 : 실린더
30 : 승강수단
40 : 구동모터
50 : 제어부

Claims (3)

  1. 외주면에 나선형의 안내홈이 형성된 로드와;
    상기 로드가 상단을 관통하도록 구비된 실린더와;
    상기 실린더의 상단에 설치되며 외주면은 상기 실린더의 상단 관통구에 고정설치되고, 내주면에는 상기 로드의 나선형 안내홈에 선접촉하는 롤러가 형성된 승강수단과;
    상기 로드를 회전시키는 구동모터와;
    차량의 진동수를 감지하여 상기 구동모터의 회전속도 및 회전각도를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동댐퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내주면의 롤러는 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 전동댐퍼.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상방과 하방으로 교번하여 경사지게 형성된 내주면의 롤러는 상기 실린더의 연장방향과 수직한 면을 기준으로 30° 내지 60°경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 전동댐퍼.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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