KR20160039821A - 차량의 능동 회전형 스태빌라이저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저에 관한 것으로서, 특히, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터로 이루어진 구동부와, 상기 하우징의 내부에 구비되되, 사이클로이드 감속부로서 1차 감속시킨 후 유성기어 감속부로서 2차 감속시키는 감속부와, 상기 구동부에 인접하는 상기 하우징의 일측에 상기 구동부를 감싸도록 결합되는 상기 구동부 커버에 용접 결합되어 상기 하우징과 연동하여 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바와, 상기 유성기어 감속부에 인접하는 상기 하우징의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 상기 하우징과 상대 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바를 포함함으로써 차체 하부의 설계 자유도를 증진시키고, 승객의 승차감을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

차량의 능동 회전형 스태빌라이저{Active Rotary type Stabilizer of vehicles}

본 발명은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 제품의 전체 길이를 축소시킴과 아울러 효율적인 감속비를 획득할 수 있는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행 중 노면으로부터 발생하게 되는 진동을 흡수하기 위한 수단으로 1차적으로 차륜을 통해 완화시킴과 아울러, 차륜을 통해 전달되는 큰 진동은 2차적으로 현가장치를 통하여 흡수함으로써 승객에게 보다 편안한 승차감을 제공하도록 구비된다.

이와 더불어, 노면의 상하 굴곡 및 주행하는 차량의 좌측 및 우측 방향으로의 선회시 발생되는 차량의 좌우 방향으로의 흔들림 현상을 최소화하기 위한 것으로서, 능동형 스태빌라이저 장치가 구비된다.

종래에는, 단일 소재로 구성된 스태빌라이저 바(Stabilizer bar)를 차체의 횡방향으로 연장되도록 장착하여, 차량의 주행 중 좌/우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 스태빌라이저 바 자체가 보유하는 롤 강성을 매개로 완화시킴으로써, 차체의 자세를 안정화시키는 것이 일반적이다.

이러한 스태빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프 소재를 적정 길이로 절단하고, 절단된 소재를 성형하여 스태빌라이저 바로서 요구되는 형상 및 강성을 갖도록 가공한 다음, 열처리와 쇼트피닝 및 도장 등의 공정을 거쳐 제작한다.

그러나, 상기와 같은 단일 소재로 제작되는 스태빌라이저 바는 수동형 스태빌라이저 바(Passive stabilizer bar)로서, 제작이 용이하고 생산단가가 낮은 이점을 갖고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 자체적으로 갖는 고유의 롤 강성을 이용하여 차체의 롤 현상을 제어하게 되므로, 차량의 주행시 발생하는 다양한 형태의 롤을 모두 다 효과적으로 억제시키기 어려운 문제점을 가진다.

이에 따라, 최근에는 스태빌라이저 바의 롤 강성을 상황에 따라 조절할 수 있도록 액추에이터를 구비한 능동 회전형 스태빌라이저(Active Rotary type Stabilizer, ARS)의 사용이 증가되고 있다.

차량의 능동형 롤링 스태빌라이저는, 두 개의 하프 스태빌라이저 바가 액추에이터의 양단에 결합된 것으로 구성되어 차량에 발생되는 롤의 크기에 따라 액추에이터가 작동하여 스태빌라이저 바의 롤 강성을 조절함으로써 차량의 자세를 안정화시키도록 되어 있다.

도 1은 단일 소재의 스태빌라이저 바가 구비된 차체의 정면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 액추에이터 및 스태빌라이저 바의 연결 모습을 나타낸 개략도이다.

종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 소재의 스태빌라이저 바(1)가 차체의 하부 중 좌우 바퀴(20A,20B)를 향하여 차폭방향으로 길게 배치되고, 차량의 주행 모습 중 좌측 및 우측 방향의 선회 주행시 발생되는 차체(10)의 롤링 현상은 스태빌라이저 바가 갖는 자체적인 롤 강성의 작용에 의하여 억제된다.

도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도인데, 보다 구체적으로는, 도 2a는 차량의 직진 주행시의 모습을, 도 2b는 차량의 오른쪽 방향의 선회 주행시 전방에서 관찰한 모습을, 도 2c는 차량의 왼쪽 방향의 선회 주행시 전방에서 관찰한 모습을 개략적으로 그린 것이다.

스태빌라이저 바(1)는 차체(10)의 하부에서 좌우 바퀴(20A,20B)를 향하여 좌우로 길게 배치되고, 스탭 바 링크(23A,23B)를 매개로 좌우 로워 암(21A,21B)에 결합되며, 차체(10)는 좌우 현가장치(25A,25B)를 매개로 좌우 바퀴(20A,20B)로부터 전달되는 주행 진동을 흡수하도록 구성되어 있다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 차량이 직진방향 주행시에는 도 2a에서와 같이, 차체(10)가 어느 한 쪽 방향으로 기울어지지 아니한 바, 스태빌라이저 바(1)가 작용하는 롤 강성은 거의 없는 상태가 되다가, 차량이 오른쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 도 2b에서와 같이 차체(10)가 관성에 의하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 되고, 이때 스태빌라이저 바(1)는 자체 롤 강성에 의해 차체(10)를 오른쪽 방향으로 유지시키는 힘을 제공하며, 차량이 왼쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 도 2c에서와 같이 차체(10)가 관성에 의하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 되고, 이때 스태빌라이저 바(1)는 자체 롤 강성에 의해 차체(10)를 왼쪽 방향으로 유지시키는 힘을 제공한다.

이와 같이, 단일 소재로 이루어진 스태빌라이저 바(1)를 이용하여 차체(10)의 롤링을 제어하는 것이 어느 정도 가능하나, 다양한 주행 상태 변화에 적응할 수 없는 문제점이 있는 바, 앞서 설명한 바와 같이, 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(50)가 개발되었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(50)는, 하우징(55) 내부의 일측에는 모터로 이루어진 구동부(60)가 구비되고, 하우징(55) 내부의 타측에는 구동부(60)로부터 전달되는 회전력을 감속시키는 감속부(70)가 구비된다.

여기서, 구동부(60)가 인접한 하우징(55)의 외측에는, 상술한 하프 스태빌라이저 바 중 하나의 스태빌라이저 바(이하, "고정 스태빌라이저 바(80)"라 칭함)가 하우징(55)을 감싸도록 모터의 축을 지지하게 배치된 구동부 커버(85)에 용접 방식으로 결합되고, 감속부(70)가 인접한 하우징(55)의 외측에는, 나머지 스태빌라이저 바(이하, "회전 스태빌라이저 바(90)"라 칭함)가 감속부(70)의 최종 출력단(71)에 스플라인 기어 치합 방식으로 연결되어 구동부(60)로부터 감속부(70)를 거쳐 소정의 회전력을 전달받는다.

감속부(70)는, 도 3에 상세하게 도시되지 않았으나, 모터 축으로부터 제공되는 회전력을 선 기어가 입력받아 회전하면서 선 기어 주변의 복수의 유성 기어가 치합되어 공전하고, 이 공전하는 복수개의 유성 기어가 그 주변을 감싸고 있는 링 기어 타입 하우징과 동시에 치합되면서 링 기어 타입 하우징을 회전시키면서 감속시키는 역할을 한다.

이러한 구성을 가진 감속부(70)는, 2세트의 선 기어 및 유성 기어의 연속 배치 구조로 이루어져 구동부(60)의 회전력이 하우징(55)의 일측 및 타측으로 균일하게 분산될 수 있는 정도의 감속비를 형성한다.

그러나, 종래 기술에 따른 차량의 능동형 회전 스태빌라이저(50)의 일예와 같이, 유성치차를 이용한 감속 기구의 경우에는 어느 정도의 감속비를 유성치차를 이용하여 얻을 수는 있지만, 보다 커다란 감속비를 필요로 하는 경우에는 적합지 못하고, 보다 큰 감속비를 얻으려면 필요 감속비에 비례하여 그 부피가 커지게 되는 문제점이 있다.

즉, 상술한 종래 기술에 따른 차량의 능동형 회전 스태빌라이저(50)의 일예에서도, 유성치차 감속 기구가 2단 연속 배열됨으로써 필요한 감속비를 형성하도록 구비되어 있으나, 이처럼 다단의 감속 기구의 배열은 효율을 크게 저하시킴은 물론 기기의 보수와 관리 및 선 기어와 유성 기어를 고정시키기 위한 별도의 고정수단이 필요하게 되어 고정 작업이 매우 번거롭고, 고정 작업에 따른 작업 공정수가 증가되는 문제점으로 이어질 뿐만 아니라, 제품 전체의 전장이 길어짐으로써 복잡한 차체의 하부 구조 설계의 자유도가 크게 저해되는 문제점으로 이어진다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제품의 전체 길이를 축소시킴과 아울러 효율적인 감속비를 획득할 수 있는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 제품의 전체 길이가 축소됨에 의하여 얻는 고정 스태빌라이저 바 및 회전 스태빌라이저 바의 굵기를 축소할 수 있으므로 차체 전체의 경량화를 추구할 수 있는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예는, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터로 이루어진 구동부와, 상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 구동부에 인접되게 배치되어 상기 구동부로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 사이클로이드 감속부와, 상기 하우징의 내부 중 타측에 구비되되, 상기 사이클로이드 감속부의 출력축으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 유성기어 감속부와, 상기 구동부에 인접하는 상기 하우징의 일측에 상기 구동부를 감싸도록 결합되는 상기 구동부 커버에 용접 결합되어 상기 하우징과 연동하여 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바와, 상기 유성기어 감속부에 인접하는 상기 하우징의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 상기 하우징과 상대 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바를 포함한다.

여기서, 상기 사이클로이드 감속부는, 일단이 상기 로터에 연결되고, 타단에 서로 180도 대칭되어 편심되게 축방향으로 연속되도록 한 쌍의 편심체가 구비된 편심 샤프트와, 외주면을 따라 사이클로이드 치형이 형성되고, 동일 원주를 따라 다수개의 디스크유동홀이 축방향으로 관통되게 형성되며, 중앙에 고정홀이 축방향으로 관통되게 형성되어 상기 편심 샤프트의 한 쌍의 편심체가 순차적으로 삽입되어 회전 지지되는 한 쌍의 사이클로이드 디스크와, 일측에는 상기 디스크유동홀에 삽입되는 복수개의 입력 레그가 형성되고, 타측에는 상기 유성기어 감속부가 구비된 측으로 연장되어 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크의 회전에 따라 감속 회전되는 출력 선기어부가 형성된 출력 샤프트와, 상기 하우징의 내부면에 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크의 사이클로이드 치형에 맞물리는 내접 치형이 형성된 내접 치형부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크에 형성된 상기 사이클로이드 치형의 개수는, 상기 내접 치형부의 내접 치형의 개수보다 1개 적게 구비될 수 있다.

또한, 상기 편심 샤프트와 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크는 상기 고정홀 사이에 개재된 롤러 베어링을 매개로 구름운동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사이클로이드 감속부의 길이는, 상기 유성기어 감속부의 길이보다 짧다.

또한, 상기 로터로부터 제공되는 회전력은, 상기 사이클로이드 감속부에 의하여 1차 감속되고, 상기 유성기어 감속부에 의하여 2차 감속되어 출력될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 다른 실시예는, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터로 이루어진 구동부와, 상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 구동부에 인접되게 배치되어 상기 구동부로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 유성기어 감속부와, 상기 하우징의 내부 중 타측에 구비되되, 상기 유성기어 감속부의 출력축으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 사이클로이드 감속부와, 상기 구동부에 인접하는 상기 하우징의 일측에 상기 구동부를 감싸도록 결합되는 상기 구동부 커버에 용접 결합되어 상기 하우징과 연동하여 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바와, 상기 사이클로이드 감속부에 인접하는 상기 하우징의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 상기 하우징과 상대 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바를 포함한다.

여기서, 상기 로터로부터 제공되는 회전력은, 상기 유성기어 감속부에 의하여 1차 감속되고, 상기 사이클로이드 감속부에 의하여 2차 감속되어 출력될 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 제품의 전체 길이가 축소됨으로써 차체 하부의 복잡한 설계를 단순화할 수 있는 설계 자유도의 증진 효과를 가진다.

둘째, 효율적인 감속비를 획득할 수 있으므로, 무리하게 큰 출력 및 RPM을 가진 구동부의 구비가 필요없는 한편, 승객의 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

셋째, 제품 전장 축소로 인한 스태빌라이저 바의 굵기 축소를 통해 차체 전체의 중량을 경량화할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 단일 소재의 스태빌라이저 바가 구비된 차체의 정면도이고,
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이며,
도 3은 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 액추에이터 및 스태빌라이저 바의 연결 모습을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동을 설명하기 위한 차체의 정면도이며,
도 5a 내지 도 5c는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이고,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예를 나타낸 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 사이클로이드 감속부의 작동 모습을 나타낸 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 유성기어 감속부의 작동 모습을 나타낸 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 출력 모습을 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저 중 제2실시예에 따른 감속부의 구성 및 출력 모습을 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동을 설명하기 위한 차체의 정면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이다.

본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예는, 도 4에 참조된 바와 같이, 차체(110)의 전방 우측 바퀴(120A) 및 좌측 바퀴(120B)를 향하여 각각 횡방향으로 연장된 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)와, 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190) 사이에 배치되어 각각의 인접하는 단부를 연결함과 아울러, 각각의 스태빌라이저 바(180,190)에 소정의 회전력을 발생시켜 공급하는 액추에이터(100)를 포함할 수 있다.

고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)는, 액추에이터(100)와 연결되는 일측이 각각 길이방향으로 직선 연장되되, 타측이 소정각도 밴딩 형성되어, 액추에이터(100)의 작동에 의하여 회전 가능하게 구비되고, 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)의 밴딩된 타측은 각각 차체(110)의 로워암에 스태빌라이저 바 링크(이하, "스탭 바 링크"라 칭함)(600)를 매개로 연결될 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 모습을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 도 5a에 참조된 바와 같이, 직진 주행하게 되면, 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)는 전혀 작동되지 아니한다.

다음으로, 차량이 도 5b에 참조된 바와 같이, 오른쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 차체(110)가 관성에 의하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 차체(110)가 원래의 위치로 복원되도록 액추에이터(100)를 일방향의 회전력이 발생되도록 작동시킨다. 그러면, 상대적으로 차체(110)가 낮아진 측의 고정 스태빌라이저 바(180)는 일방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(600,600B)를 매개로 로워암(130B)을 밀면서 차체(110)를 위로 밀어올리고, 상대적으로 차체(110)가 높아진 측의 회전 스태빌라이저 바(190)는 타방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(600,600A)를 매개로 로워암(130A)을 잡아당기면서 차체(110)를 아래로 잡아당겨 차체(110)를 원래의 위치로 복원시킨다.

반대로, 차량이 도 5c에 참조된 바와 같이, 왼쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 차체(110)가 관성에 의하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 차체(110)가 원래의 위치로 복원되도록 액추에이터(100)를 타방향의 회전력이 발생되도록 작동시킨다. 그러면, 상대적으로 차체(110)가 높아진 측의 고정 스태빌라이저 바(180)는 타방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(600B)를 매개로 로워암(130B)을 잡아당기면서 차체(110)를 아래로 잡아당기고, 상대적으로 차체(110)가 낮아진 측의 회전 스태빌라이저 바(190)는 일방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(600A)를 매개로 로워암(130A)을 밀면서 차체(110)를 위로 밀어올려 차체(110)를 원래의 위치로 복원시킨다.

이와 같이, 차량의 주행 모습에 따라 일측 또는 타측으로 기울어진 차체(110)를 선회 동작이 아닌 직진 주행과 같은 모습을 구현하도록 함으로써 탑승자에게 보다 편안하고 안정적인 주행 환경을 부여할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 사이클로이드 감속부의 작동 모습을 나타낸 단면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 유성기어 감속부의 작동 모습을 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 출력 모습을 나타낸 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저 중 제2실시예에 따른 감속부의 구성 및 출력 모습을 나타낸 단면도이다.

본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시예는, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징(105)과, 소정의 회전력을 발생시키는 구동부(200) 및 구동부(200)에 의하여 발생된 회전력을 소정의 감속비를 갖도록 감속시키는 감속부(300,400)를 포함한다.

보다 상세하게는, 구동부(200)는, 도 6 및 도 9에 참조된 바와 같이, 하우징(105)의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터(210)와, 스테이터(210)의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터(220)로 이루어질 수 있다. 즉, 구동부(200)는 전기력으로 구동되는 구동모터의 일종이다. 스테이터(210)와 로터(220)는 그 위치가 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라서는 스테이터(210)가 하우징(105)의 축 중심에 위치되고, 스테이터(210)의 외주면을 감싸도록 배치되어 전력 공급에 따라 회전되도록 로터(220)가 구비되는 것도 가능하다.

감속부(300,400)는, 구동부(200)에 인접되게 배치되어 구동부(200)로부터 회전력을 공급받아 1차 및 2차 감속시키는 사이클로이드 감속부(400) 및 유성기어 감속부(300)를 포함할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 구동부(200)에 인접되게 배치되는 감속부가 사이클로이드 감속부(400)인 경우를 제1실시예에 따른 감속부라 칭하고, 구동부(200)에 인접되게 배치되는 감속부가 유성기어 감속부(300)인 경우를 제2실시예에 따른 감속부라 칭하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시예는, 구동부(200)에 인접하는 하우징(105)의 일측에 구동부(200)를 감싸도록 결합되는 구동부 커버(230)에 용접 결합되어 하우징(105)과 연동하여 회전하면서 선회 주행하는 차체(110) 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바(180)와, 유성기어 감속부(300) 또는 사이클로이드 감속부(400)에 인접하는 하우징(105)의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 하우징(105)과 상대 회전하면서 선회 주행하는 차체(110) 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바(190)를 더 포함할 수 있다.

제1실시예에 따른 감속부가 채용된 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시예는, 도 6에 참조된 바와 같이, 사이클로이드 감속부(400)가 하우징(105)의 내부에 구비되되, 구동부(200)에 인접되게 배치되어 구동부(200)로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 역할을 하고, 유성기어 감속부(300)가 하우징(105)의 내부 중 타측에 구비되되, 사이클로이드 감속부(400)의 출력 샤프트(430)으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 역할을 한다.

여기서, 사이클로이드 감속부(400)는, 도 6 및 도 7에 참조된 바와 같이, 일단이 로터(220)에 연결되고, 타단에 서로 180도 대칭되어 편심되게 축방향으로 연속되도록 한 쌍의 편심체(410A,410B)가 구비된 편심 샤프트(410)와, 외주면을 따라 사이클로이드 치형(427)이 형성되고, 동일 원주를 따라 다수개의 디스크유동홀(425)이 축방향으로 관통되게 형성되며, 중앙에 고정홀(429)이 축방향으로 관통되게 형성되어 편심 샤프트(410)의 한 쌍의 편심체(410A,410B)가 순차적으로 삽입되어 회전 지지되는 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)와, 일측에는 디스크유동홀(425)에 삽입되는 복수개의 입력 레그(435)가 형성되고, 타측에는 유성기어 감속부(300)가 구비된 측으로 연장되어 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 회전에 따라 감속 회전되는 출력 선기어부(310)가 형성된 출력 샤프트(430)와, 하우징(105)의 내부면에 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 사이클로이드 치형(427)에 맞물리는 내접 치형이 형성된 내접 치형부(107)를 포함할 수 있다.

로터(220)의 양단부는 하우징(105)의 내부면 사이에 개재된 로터 베어링(240A,240B)에 의하여 회전 지지될 수 있다.

편심 샤프트(410)의 일단은 로터(220)의 내부로 삽입되어 스플라인 기어 치합되도록 결합되고, 편심 샤프트(410)의 타단에는 상술한 바와 같이 회전 중심에 대하여 편심된 외주면을 갖는 한 쌍의 편심체(410A,410B)가 형성된다.

편심 샤프트(410)에 형성된 한 쌍의 편심체(410A,410B)는 대략 편심 샤프트(410)의 축 방향으로 연속되게 인접 배치되되, 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 중앙에 각각 형성된 고정홀(429)에 각각이 삽입 위치되어 편심 샤프트(410)가 로터(220)로부터 공급받는 회전력에 의하여 회전될 때 회전 중심에 대하여 편심되는 외주면을 가진 한 쌍의 편심체(410A,410B)에 회전 지지되어 있는 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)가 한 쌍의 편심체(410A,410B)의 외주면에 구름 마찰 운동하면서 요동치게 된다.

여기서, 내접 치형부(107)의 내접 치형이 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 외주면에 형성된 사이클로이드 치형(427)의 모두와 정치합되어 있는 것이 아니고, 소정의 간격을 갖도록 이격되어 있음은 물론, 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)에 형성된 사이클로이드 치형(427)의 개수는, 내접 치형부(107)의 내접 치형의 개수보다 1개 적게 형성되어 있는 바, 한 쌍의 편심체(410A,410B)의 외주면에 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)가 구름 마찰 운동하면서 요동치면 복수개의 내접 치형 중 사이클로이드 치형(427) 중 오로지 하나만이 정치합되고 나머지는 부정치합된 상태로 있다가 편심 샤프트(410)가 1회전 할 때마다 정치합된 사이클로이드 치형(427)이 한 칸 옆에 해당하는 내접 치형과 정치합되게 된다. 편심 샤프트(410)와 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 고정홀(429) 사이에는 상술한 바와 같이 구름 마찰 운동이 가능하도록 롤러 베어링(440A,440B)이 개재될 수 있다.

한편, 디스크유동홀(425)에는 출력 샤프트(430)에 형성된 복수개의 입력 레그(435)가 각각 삽입되어 한 쌍의 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 동시 회전력을 제공받아 출력 샤프트(430)가 회전되는 바, 결국 출력 샤프트(430)는 편심 샤프트(410)가 내접 치형의 개수만큼 회전될 때 1회전되는 감속비를 획득할 수 있는 것이다.

출력 샤프트(430)는, 하우징(105)의 내부면 사이에 개재된 출력샤프트 베어링(450)에 의하여 회전 지지될 수 있다.

이와 같은 구성 및 작동 관계를 가진 사이클로이드 감속부(400)에서 한 쌍의 편심 샤프트(410)에 형성된 편심체(410A,410B)의 개수와 이에 대응되는 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 개수는, 입력되는 측의 입력힘 값을 충분히 고려하여 설계될 수 있으나, 후술하는 바와 같이, 전체 사이클로이드 디스크(420A,420B)의 두께의 합은 유성 기어(320) 두께 보다 작은 이유로, 복수개의 유성기어 감속부(300)의 연속 배치된 유성치차에 의한 감속 기구보다 큰 감속비를 획득하면서도 제품 전체의 전장을 획기적으로 줄일 수 있는 이점을 제공한다.

한편, 유성기어 감속부(300)는, 도 6 및 도 8에 참조된 바와 같이, 사이클로이드 감속부(400)의 출력 샤프트(430)의 타단 중앙에서 하우징(105) 내부의 타측으로 소정길이 돌출되어 출력 샤프트(430)와 일체 회전되고 외주면에 기어치가 형성된 선 기어(310)(명칭만 상이할 뿐 출력 샤프트(430)의 출력 선기어부(310)와 동일부호를 갖는 동일 구성임)와, 선 기어(310)의 기어치에 치합되는 기어치가 형성되고, 선 기어(310)의 외주를 따라 배치되어 선 기어(310)의 자전 회전에 따라 선 기어(310) 주위를 공전하는 복수개의 유성 기어(320)와, 복수개의 유성 기어(320)로부터 회전력을 동시 입력받아 복수개의 유성 기어(320)의 공전 속도로 회전되는 감속비를 획득하는 캐리어부(330)와, 선 기어(310)와 유성 기어(320) 및 캐리어부(330)를 감싸도록 배치된 유성기어 하우징(360)을 포함할 수 있다.

선 기어(310)의 선단부는 캐리어부(330)의 중앙 일부에 대하여 오버랩되는 길이로 돌출되고, 선 기어(310)의 선단부와 캐리어부(330) 사이에는 상대 회전이 가능하도록 선기어 베어링(340A)이 개재된다.

한편, 도면에 도시되지 않았으나, 유성 기어(320)가 배치된 부분의 유성기어 하우징(360) 내측면에는 복수개의 유성 기어(320)가 공전하면서 치합되는 기어치가 형성될 수 있다.

그리고, 유성 기어(320)에는 중앙에서 축 방향으로 캐리어부(330)를 향하여 돌출된 결합 레그(미도시)가 각각 형성되고, 결합 레그가 캐리어부(330)의 삽입되어 복수개의 유성 기어(320)가 공전되는 동작에 의하여 캐리어부(330)가 회전되게 되는 것이다.

캐리어부(330)의 타측에는 상술한 회전 스태빌라이저 바(190)의 선단부가 삽입되는 삽입홀(333)이 형성된 캐리어 출력단(331)이 구비되고, 캐리어부(330)가 소정의 감속비를 획득하여 회전되는 동작으로 회전 스태빌라이저 바(190)가 회전력을 공급받아 차체(110)에 소정의 비틀림력을 부여하는 것이다.

캐리어부(330)와 유성기어 하우징(360) 사이에는 캐리어부(330)의 회전을 지지하는 캐리어 베어링(340B)이 개재될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 유성기어 감속부(300)는, 상술한 바와 같은 사이클로이드 감속부(400)에 비하여 감속비가 좋지 않음은 물론, 사이클로이드 감속부(400)와 동일한 감속비를 구현하고자 할 경우 보다 많은 유성치차 감속 기구가 다단으로 연속 배치되어야 하는 바, 하우징(105)의 전체 길이를 더 크게 하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시예는, 제품의 외관을 형성하는 하우징(105)의 전체 길이를 축소하여, 주변 구성품의 설치로 인하여 복잡한 차체(110) 하부 구조의 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시에는, 종래 합리적인 감속비를 획득하기 위하여 적어도 2단 연속 배치된 유성치차 감속 기구 중 적어도 하나 이상을 감속비 획득 비율이 좋은 사이클로이드 감속부(400)로 대체하여 하우징(105)의 전체 길이를 축소하는 것을 특징으로 한다.

특히, 유성치차 감속 기구의 1세트인 유성 기어(320) 및 캐리어부(330)가 차지하는 전체 길이는 사이클로이드 감속부(400)가 획득할 수 있는 감속비 대비 상대적으로 많은 전장을 차지하게 되는 바, 본 발명에서는 사이클로이드 감속부(400)와 유성기어 감속부(300)에 의한 감속비를 고려하여 적정한 배치 설계를 유도할 수 있다.

한편, 본발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(100)의 바람직한 일실시예는, 제1실시예에 따른 감속부로만 구현되는 것은 아니고, 상술한 바와 같이, 유성치차 감속 기구가 구동부(200)에 인접하게 배치되는 실시예인 제2실시예에 따른 감속부로의 구현도 가능함은 당연하다고 할 것이다.

제2실시예에 따른 감속부는, 도 10에 참조된 바와 같이, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징(105)과, 하우징(105)의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터(210)와, 스테이터(210)의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터(220)로 이루어진 구동부(200)와, 하우징(105)의 내부에 구비되되, 구동부(200)에 인접되게 배치되어 구동부(200)로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 유성기어 감속부(300)와, 하우징(105)의 내부 중 타측에 구비되되, 유성기어 감속부(300)의 출력축으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 사이클로이드 감속부(400)를 포함한다.

여기서, 제1실시예에 따른 감속부와는 달리, 제2실시예에 따른 감속부는, 구동부(200)로부터 직접 제공되는 회전력을 1차적으로 유성치차 감속 기구인 유성기어 감속부(300)가 제공받는 것에 차이가 있다. 그러나, 제2실시예에 따른 감속부 또한 유성기어 감속부(300)에 의하여 1차 감속된 회전력을 사이클로이드 감속부(400)에 의하여 2차 감속시키는 구조로써 제1실시예와 동일한 기술적 특징을 가진다.

이상, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

100: 능동 회전형 스태빌라이저 105: 하우징
180: 고정 스태빌라이저 바 190: 회전 스태빌라이저 바
200: 구동부 300: 유성기어 감속부
400: 사이클로이드 감속부 410: 편심 샤프트
420A,420B: 사이클로이드 디스크 430: 출력 샤프트

Claims (8)

1. 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과;
   상기 하우징의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터로 이루어진 구동부와;
   상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 구동부에 인접되게 배치되어 상기 구동부로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 사이클로이드 감속부와;
   상기 하우징의 내부 중 타측에 구비되되, 상기 사이클로이드 감속부의 출력축으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 유성기어 감속부와;
   상기 구동부에 인접하는 상기 하우징의 일측에 상기 구동부를 감싸도록 결합되는 상기 구동부 커버에 용접 결합되어 상기 하우징과 연동하여 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바와;
   상기 유성기어 감속부에 인접하는 상기 하우징의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 상기 하우징과 상대 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바를 포함하는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이클로이드 감속부는,
   일단이 상기 로터에 연결되고, 타단에 서로 180도 대칭되어 편심되게 축방향으로 연속되도록 한 쌍의 편심체가 구비된 편심 샤프트와;
   외주면을 따라 사이클로이드 치형이 형성되고, 동일 원주를 따라 다수개의 디스크유동홀이 축방향으로 관통되게 형성되며, 중앙에 고정홀이 축방향으로 관통되게 형성되어 상기 편심 샤프트의 한 쌍의 편심체가 순차적으로 삽입되어 회전 지지되는 한 쌍의 사이클로이드 디스크와;
   일측에는 상기 디스크유동홀에 삽입되는 복수개의 입력 레그가 형성되고, 타측에는 상기 유성기어 감속부가 구비된 측으로 연장되어 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크의 회전에 따라 감속 회전되는 출력 선기어부가 형성된 출력 샤프트와;
   상기 하우징의 내부면에 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크의 사이클로이드 치형에 맞물리는 내접 치형이 형성된 내접 치형부를 포함하는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크에 형성된 상기 사이클로이드 치형의 개수는, 상기 내접 치형부의 내접 치형의 개수보다 1개 적은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 편심 샤프트와 상기 한 쌍의 사이클로이드 디스크는 상기 고정홀 사이에 개재된 롤러 베어링을 매개로 구름운동하는 것을 특징으로 하는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 사이클로이드 감속부의 길이는, 상기 유성기어 감속부의 길이보다 짧은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 로터로부터 제공되는 회전력은,
   상기 사이클로이드 감속부에 의하여 1차 감속되고, 상기 유성기어 감속부에 의하여 2차 감속되어 출력되는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
7. 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과;
   상기 하우징의 내부 중 일측 내주면에 인접되게 고정된 스테이터와, 상기 스테이터의 내부에서 전력 공급에 따라 회전되는 로터로 이루어진 구동부와;
   상기 하우징의 내부에 구비되되, 상기 구동부에 인접되게 배치되어 상기 구동부로부터 회전력을 제공받아 소정의 비율로 1차 감속시키는 유성기어 감속부와;
   상기 하우징의 내부 중 타측에 구비되되, 상기 유성기어 감속부의 출력축으로부터 1차 감속된 회전력을 제공받아 소정의 비율로 2차 감속시키는 사이클로이드 감속부와;
   상기 구동부에 인접하는 상기 하우징의 일측에 상기 구동부를 감싸도록 결합되는 상기 구동부 커버에 용접 결합되어 상기 하우징과 연동하여 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 일측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 고정 스태빌라이저 바와;
   상기 사이클로이드 감속부에 인접하는 상기 하우징의 타측으로 돌출된 출력단에 결합되어 상기 하우징과 상대 회전되면서 선회 주행하는 차체 중 타측으로 소정의 비틀림력을 제공하는 회전 스태빌라이저 바를 포함하는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 로터로부터 제공되는 회전력은,
   상기 유성기어 감속부에 의하여 1차 감속되고, 상기 사이클로이드 감속부에 의하여 2차 감속되어 출력되는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저.

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