KR20150094336A - 차고 조절 장치 - Google Patents

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KR20150094336A
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Abstract

본 발명은 차량의 하중을 지지하도록 설치되는 현가 스프링의 상단부 또는 상기 현가 스프링과 상기 현가 스프링을 지지토록 설치되는 서스펜션 지지부 사이에 설치되어 차고(vehicle-height)를 조절하는 차고 조절 장치에 있어서, 모터; 스크류; 상기 모터의 회전력을 상기 스크류로 전달하는 기어 장치; 및 상기 스크류의 회전에 따라 승강(昇降)하는 스크류 가이드를 포함하며, 상기 스크류 가이드의 승강에 따라 차고가 조절되는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치에 관한 것이다. 이에 따라, 차고 조절을 위한 공압 또는 유압 액추에이터와 달리 부품수의 감소로 공정 단순화 및 경량화가 가능하며, 또한 원가 절감이 가능하다.

Description

차고 조절 장치{Device for adjusting the height of vehicle}
본 발명은 차고 조절 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 모터와 기어를 이용하여 차량의 차고를 조절하는 차고 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 현가장치에는 주행중 노면으로부터 전달되는 각종 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키기 위해 쇽 업소버와 함께 현가 스프링이 구비되어 있다. 이러한 현가장치에서 현가 스프링은 판 스프링과 코일 현가 스프링 및 에어 서스펜션(Air suspension) 등으로 분류할 수 있으며, 이중 에어 서스펜션은 차량의 높이를 일정하게 유지 또는 조절할 수 있는 장점을 가지나 공기량을 하중에 따라 조정하는 장치와 공기압축을 위한 장치 등이 부가적으로 필요하여 주로 버스와 같은 대형차량 혹은 고급 승용 차량에 한정적으로 사용되고 있다.
특히, 고급 차량의 경우, 승차감 및 조종안정성 그리고, 연비 향상을 목적으로 차체의 높낮이를 조정하는 시스템을 이용한다. 대표적인 방법은 기존의 코일 현가 스프링을 대체하여 공기 현가 스프링을 장착하고, 공기 현가 스프링의 공기 유출입을 통해서 차체의 높낮이를 조정하는 에어 서스펜션과, 유압을 이용해서 코일 현가 스프링의 장착면의 높낮이를 조정하는 벤츠의 ABC(Active Body Control) 시스템이 있다.
상기 에어 서스펜션과 관련된 종래의 기술로는 대한민국특허공개공보 제10-2010-0127395호(2010. 12. 06)인 '차고 조절이 용이한 하이브리드 에어 서스펜션'이 있다.
상기 차고 조절이 용이한 하이브리드 에어 서스펜션은 차체와 휠 사이를 연결하고, 공기의 유출입에 의해 차체의 완충과 차고를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 ABC 시스템의 경우에는 전용 유압 액추에이터, 유압 배관 등을 고려해야 하기 때문에, 단가가 매우 비싸고, 시스템 구성이 복잡하다.
또한, 에어 서스펜션의 경우 공기를 이용하기 때문에 유압에 비해서는 환경 친화적이고, 비교적 간단한 구조로 시스템을 구성할 수 있기는 하지만, 공압 제어를 위해서는 각 코너에 공압 라인 연결이 필요하고, 개별 공기 현가 스프링의 솔레노이드 공압 밸브 제어 및 고압 공기를 생성하기 위한 에어 컴프레서가 필수적이다.
따라서, 에어 서스펜션의 경우에도 시스템의 단가가 차량의 다른 시스템보다는 높기 때문에 현재까지는 고급 차량에만 주로 이용되고 있는 형편이다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터와 기어를 이용하여 차량의 차고를 조절하는 차고 조절 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 차량의 하중을 지지하도록 설치되는 현가 스프링의 상단부 또는 상기 현가 스프링과 상기 현가 스프링을 지지토록 설치되는 서스펜션 지지부 사이에 설치되어 차고(vehicle-height)를 조절하는 차고 조절 장치에 있어서, 모터; 스크류; 상기 모터의 회전력을 상기 스크류로 전달하는 기어 장치; 및 상기 스크류의 회전에 따라 승강(昇降)하는 스크류 가이드를 포함하며, 상기 스크류 가이드의 승강에 따라 차고가 조절되는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치에 의하여 달성된다.
바람직하게는, 상기 기어 장치는, 상기 모터의 축에 설치되는 웜 기어와; 상기 웜 기어와 상기 스크류 사이에 설치되어 상기 웜 기어의 회전력을 상기 스크류에 전달하는 평기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크류 가이드가 기 설정된 높이에 도달하면, 상기 모터의 동작을 멈추게 하는 리미트(limit) 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터에 설치되는 엔코더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 차고를 감지하는 차고 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 차고 센서에서 송출하는 신호에 따라 상기 모터의 동작이 제어되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 서스펜션 지지부는 상기 차량의 전방측에 위치하는 프론트 서스펜션(front suspension) 지지부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서스펜션 지지부는 상기 차량의 후방측에 위치하는 리어 서스펜션(rear suspension) 지지부인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차고 조절 장치는 모터와 기어를 이용하기 때문에, 구조가 간단하여 원가를 절감할 수 있다.
즉, 에어 서스펜션 또는 유압 서스펜션과 달리 공압 라인 및 컴프레서 또는 유압 라인 및 유압 액추에이터와 같은 별도의 장치가 필요치 않다. 그에 따라, 부품수의 감소로 공정 단순화 및 경량화가 가능하며, 또한 원가 절감이 가능하다.
도 1은 종래의 차고 조절이 용이한 하이브리드 에어 서스펜션을 나타내는 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차고 조절 장치의 설치 위치를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 2 및 도 3의 A 또는 B 영역에 설치되는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차고 조절 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차고 조절 장치에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 4을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차고 조절 장치(1)는 차량(미도시)의 하중을 지지하도록 설치되는 현가 스프링(2)의 상단부 또는 현가 스프링(2)과 현가 스프링(2)을 지지토록 설치되는 서스펜션 지지부(3a, 3b) 사이에 설치되어 차고(vehicle-height)를 조절한다. 특히, 현가 스프링(2)의 문제와 같이 차고 제어가 필요한 시점에 한하여 차고를 조정함으로써, 차고의 높낮이를 조정할 수 있다.
상기 차고 조절 장치(1)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, A 또는 B 영역에 설치될 수 있다. 즉, 상기 차고 조절 장치(1)는 4개의 바퀴 측에 각각 설치될 수 있다. 그에 따라, 차량의 상기 바퀴 측 각각에서 상기 차량의 높이를 개별적으로 조절할 수 있다.
또한, 상기 차고 조절 장치(1)는 프런트 서스펜션(front suspension) 지지부(3a) 또는 리어 서스펜션(rear suspension) 지지부(3b)측에만 설치되어, 차량 전방측의 차고를 조절하거나 차량 후방측의 차고만을 조절할 수도 있다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 차고 조절 장치(1)는 하우징(100), 스크류 가이드(200), 스크류(300), 기어 장치(400), 모터(500) 및 하단 지지부(600)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 현가 스프링(2)을 통하여 인가되는 하중을 지지하도록 현가 스프링(2)의 하단부에 설치되거나 차량의 하중이 현가 스프링(2)에 인가되도록 현가 스프링의 상단부에 설치될 수 있다.
하우징(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 수용 공간 및 일측이 개구되게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 수용 공간에는 스크류 가이드(200), 스크류(300), 기어 장치(400)가 설치될 수 있다. 또한, 모터(500)는 하우징(100)의 외부에 설치된 것을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하우징(100) 내부에 설치될 수 있음은 물론이다.
스크류 가이드(200)는 하우징(100)의 내부 수용 공간에 설치되어 스크류(300)의 회전에 따라 승강(昇降)된다. 따라서, 스크류 가이드(200)에 의하여 하우징(100)이 승강됨으로써, 현가 스프링(2)이 승강되고, 그에 따라 차고를 조절할 수 있다.
기어 장치(400)는 모터(500)가 회전함에 따라, 모터(500)의 회전력을 스크류(300)로 전달한다. 따라서, 스크류(300)가 회전함에 따라, 스크류 가이드(200)는 승강하게 된다.
여기서, 기어 장치(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 웜 기어(410)와 평기어(420)를 포함할 수 있다.
웜 기어(410)는 모터(500)의 일측에 설치된다. 그리고, 평기어(420)는 웜 기어(410)와 스크류(200) 사이에 설치되어 웜 기어(410)의 회전력을 스크류(200)로 전달한다.
웜 기어(410)와 평기어(420)를 이용함으로써, 차고 제어가 필요한 경우에는 윔 기어(410)를 통해서 평기어(420)를 작동시키지만, 주행 중의 차고 변화에 의해서 평기어(420)가 회전하려 해도 윔 기어(410)에 의해서 그 회전이 차단되도록 구성될 수 있다.
즉, 제어가 이루어지지 않는 상태에서는 별도의 모터(500) 구동이 필요 없고, 차고 조절을 위한 제어가 필요한 경우에만 모터(500)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 모터(500)의 정적 위치 제어의 필요성을 제거함으로써, 모터(500)의 전력 소비를 줄일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 차고 조절 장치(1)는 평기어(420)를 이용하는 것을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스크류(300)에 모터(500)의 회전력을 전달하도록 헬리컬 기어 등이 이용될 수 있음은 물론이다. 다만, 상기 헬리컬 기어를 이용하는 경우에는 모터 위치 제어가 추가적으로 필요할 수 있다.
하단 지지부(600)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스크류(200)와 평기어(420)가 공유하는 축을 지지한다.
그리고, 상기 차고 조절 장치(1)가 A 영역에 설치되는 경우 하단 지지부(600)의 하부측에는 서스펜션 지지 프레임(3a, 3b)이 설치된다. 또한, B 영역에 설치되는 경우 하단 지지부(600)의 하부측에는 현가 스프링(2)의 상단부가 설치된다.
따라서, 현가 스프링(2)에 전달되는 차량의 하중은 상기 차고 조절 장치(1)를 통하여 현가 스프링(2) 또는 서스펜션 지지부(3a, 3b)에 의하여 지지 된다.
한편, 상기 차고 조절 장치(1)는 제어부(700)와 차고 센서(800)를 포함할 수 있다. 그리고, 차고 센서(800)를 대신하여 리미트 센서(810) 또는 엔코더(820)를 포함할 수도 있다.
차고 센서(800)는 차량의 차고를 감지한다. 그에 따라, 제어부(700)로 차고에 대한 정보를 포함하는 신호를 송출한다. 그리고, 제어부(700)는 차고 센서(800)의 신호에 따라, 모터(500)를 구동하여 차고를 조절한다.
여기서, 차고 센서(800)는 차량의 각 바퀴측에 설치될 수 있다. 그리고, 전방 또는 후방의 바퀴측에만 설치될 수도 있다.
엔코더(810)는 모터(500)에 설치되어 차고 센서(800)를 대체할 수 있다.
또한, 리미트 센서(820)는 차고 센서(800)를 대체할 수 있다.
리미트 센서(820)는 스크류 가이드(200)가 기 설정된 높이에 도달하였는지를 감지한다. 그에 따라, 스크류 가이드(200)가 기 설정된 높이에 도달하면 모터(500)의 동작을 멈추게 한다.
또한, 리미트 센서(820)는 스크류 가이드(200)가 기 설정된 높이에 도달하지 못한 경우, 스크류 가이드(200)가 기 설정된 높이에 도달되도록 제어부(700)로 신호를 전달할 수 있다. 그리고, 제어부(700)는 모터(500)를 제어하여 스크류 가이드(200)가 기 설정된 높이에 도달되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 차고 조절 장치 2 : 스프링
3a, 3b : 서스펜션 지지부 100 : 하우징
200 : 스크류 가이드 300 : 스크류
400 : 기어 장치 500 : 모터
600 : 하단 지지부 700 : 제어부
800 : 차고 센서 810 : 리미트 센서
820 : 엔코더

Claims (7)

  1. 차량의 하중을 지지하도록 설치되는 현가 스프링의 상단부 또는 상기 현가 스프링과 상기 현가 스프링을 지지토록 설치되는 서스펜션 지지부 사이에 설치되어 차고(vehicle-height)를 조절하는 차고 조절 장치에 있어서,
    모터;
    스크류;
    상기 모터의 회전력을 상기 스크류로 전달하는 기어 장치; 및
    상기 스크류의 회전에 따라 승강(昇降)하는 스크류 가이드를 포함하며,
    상기 스크류 가이드의 승강에 따라 차고가 조절되는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기어 장치는,
    상기 모터의 축에 설치되는 웜 기어와;
    상기 웜 기어와 상기 스크류 사이에 설치되어 상기 웜 기어의 회전력을 상기 스크류에 전달하는 평기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스크류 가이드가 기 설정된 높이에 도달하면, 상기 모터의 동작을 멈추게 하는 리미트(limit) 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모터에 설치되는 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 차고를 감지하는 차고 센서를 더 포함하며,
    상기 차고 센서에서 송출하는 신호에 따라 상기 모터의 동작이 제어되는 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 서스펜션 지지부는 상기 차량의 전방측에 위치하는 프론트 서스펜션(front suspension) 지지부인 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 서스펜션 지지부는 상기 차량의 후방측에 위치하는 리어 서스펜션(rear suspension) 지지부인 것을 특징으로 하는 차고 조절 장치.
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