KR20160147076A - 반능동 롤 스테빌라이저 바 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반능동 롤 스테빌라이저 바에 관한 것으로, 그 목적은 복잡한 구조의 액추에이터를 사용하지 않고 두 영구자석의 사이에 발생되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절할 수 있도록 한 반능동 롤 스테빌라이저 바를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 차량의 하부에 장착되며, 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 강성조절수단을 포함하는 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 강성조절수단은, 상기 스테빌라이저 바의 몸체부가 좌우 양측면을 관통하는 구조를 갖도록 스테빌라이저 바의 몸체부에 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 스테빌라이저 바의 비틀림 거동시 스테빌라이저 바와 함께 회전하도록 스테빌라이저 바의 외면에 설치되는 하나 이상의 제1 영구자석; 상기 제1 영구자석과 반응하여 인력과 척력 중 적어도 하나를 발생하도록 상기 하우징의 내면에 설치되는 하나 이상의 제2 영구자석;으로 구성된 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바를 제공한다.

Description

반능동 롤 스테빌라이저 바{Magnetic semi active stabilizer bar}

본 발명은 반능동 롤 스테빌라이저 바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 영구자석의 사이에 발생되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절할 수 있도록 한 반능동 롤 스테빌라이저 바에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 사용되는 스테빌라이저 바(Stabilizer bar)는 차체의 횡방향으로 연장되는 구조를 갖도록 차량 하부에 장착되어 차량의 주행 중 좌/우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 자체적으로 갖고 있는 강성을 매개로 완화시킴으로서 자동차의 주행 안정성을 향상시키는 기능을 제공하게 된다.

이러한 스테빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프 소재를 적정 길이로 절단하고, 절단된 소재를 요구되는 형상으로 성형한 다음, 열처리와 쇼트피닝 및 도장 등의 공정을 거쳐 제작하게 된다.

상기와 같이 단일 소재로 제작되는 스테빌라이저 바의 경우, 제작이 용이하고 생산단가가 낮은 이점이 있으나, 자체적으로 갖고 있는 고유의 강성을 이용하여 항상 일정하게 롤링 현상을 제어하게 되므로, 차량의 주행 시 발생하는 다양한 형태의 롤링을 효과적으로 억제시키기 어려운 문제점을 갖고 있다.

이에 따라 스테빌라이저 바를 좌측과 우측으로 분할하고, 그 사이에 액추에이터를 설치한 능동 롤 스테빌라이저 바가 개발되어 사용되고 있다.

상기 액추에이터는 전기 모터, 유압 모터, 전자석 등을 이용하여 전기 에너지를 기계적 힘으로 바꾸어 스테빌라이저 바의 비틀림을 제어하는 방식으로, 좌우 스테빌라이저 바를 비틀림 방향과 반대되는 방향으로 회전시키면서 스테빌라이저 바의 강성을 조절하게 된다.

이러한 능동 롤 스테빌라이저 바의 경우, 상황에 따라 스테빌라이저 바의 강성을 적절하게 조절하여 줌으로서 차량의 주행 안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 이점을 갖고 있다.

그러나, 단일소재로 구성되는 스테빌라이저 바에 비하여 구조가 복잡하므로 제작이 용이하지 못하고 생산단가가 높은 것은 물론이며, 액추에이터의 큰 부피로 인하여 차량 설치시 공간 확보가 용이하지 못한 문제점이 있다.

등록특허공보 제1348908호 (2014.01.09 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 복잡한 구조의 액추에이터를 사용하지 않고 두 영구자석의 사이에 발생되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절할 수 있도록 한 반능동 롤 스테빌라이저 바를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 차량의 하부에 장착되며, 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 강성조절수단을 포함하는 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 강성조절수단은, 상기 스테빌라이저 바의 몸체부가 좌우 양측면을 관통하는 구조를 갖도록 스테빌라이저 바의 몸체부에 설치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 스테빌라이저 바의 비틀림 거동시 스테빌라이저 바와 함께 회전하도록 스테빌라이저 바의 외면에 설치되는 하나 이상의 제1 영구자석; 상기 제1 영구자석과 반응하여 인력과 척력 중 적어도 하나를 발생하도록 상기 하우징의 내면에 설치되는 하나 이상의 제2 영구자석;으로 구성된 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바를 제공한다.

한편 상기 반능동 롤 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 강성조절수단은 스테빌라이저 바의 몸체부 좌우 양단에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

한편 상기 반능동 롤 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 스테빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프로 구성될 수 있다.

한편 상기 반능동 롤 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 제1 영구자석과 제2 영구자석은 다수개로 구성되고, 상기 다수개의 제1 영구자석은 몸체부의 외면 원주를 따라 배열되되, 이웃하게 배치되는 두 제1 영구자석의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치되며, 상기 다수개의 제2 영구자석은 하우징의 내면 원주를 따라 배열되되, 이웃하게 배치되는 두 제2 영구자석의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치된다.

한편 상기 반능동 롤 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 제1 영구자석과 제2 영구자석은 스테빌라이저 바에 비틀림이 발생되지 않은 초기상태에서 동일한 극성이 서로 마주하면서 제1,2 영구자석의 사이에 척력이 형성되도록 구성된다.

한편 상기 반능동 롤 스테빌라이저 바에 있어서, 상기 제1 영구자석의 길이는 제2 영구자석의 길이 보다 작게 형성될 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 두 영구자석의 사이에 형성되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 방식으로, 작동을 위한 동력이 필요한 액추에이터의 사용이 요구되지 않으며, 이에 따라 제작이나 유지보수의 편의성을 높이고, 제작단가는 낮추며, 능동 롤 스테빌라이저 바의 전체적인 부피를 줄여 설치작업 및 설치공간 확보가 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바의 구조를 보인 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강성조절수단의 구조를 보인 종단면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강성조절수단의 구조를 보인 횡단면도,
도 4 는 스테빌라이저 바의 비틀림 거동에 의하여 제1 영구자석이 회전된 상태를 보인 횡단면도,
도 5 는 스테빌라이저 바의 비틀림이 진행됨에 따라 제1,2 영구자석의 사이에 형성되는 힘의 관계를 나타낸 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바는 스테빌라이저 바의 비틀림 정도에 따라 스테빌라이저 바의 강성이 조절되도록 한 능동 롤 스테빌라이저 바로서, 두 영구자석의 사이에 형성되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절하도록 한 것이다.

한편, 종래 능동 롤 스테빌라이저 바는 좌우측이 분할된 구조로 구성된 반면, 본 발명에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프를 소재로 하여 구성되며, 작동을 위하여 전기와 같은 동력원이 필요한 액추에이터의 사용이 요구되지 않는다는 점에 있어서 종래 능동 롤 스테빌라이저 바와 차이가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바의 구조를 보인 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강성조절수단의 구조를 보인 종단면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강성조절수단의 구조를 보인 횡단면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바는 마운팅 부시(10)에 의하여 차체에 마련된 샤시에 고정되는 몸체부(110)의 좌우 양단에 서스펜션 암과 결합되는 암부(120)가 형성된 것으로 이루어지며, 두 영구자석의 사이에 형성되는 인력이나 척력을 이용하여 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 강성조절수단(130)이 상기 몸체부(110)에 설치된 것으로 구성된다.

상기 몸체부(110)와 암부(120)의 구성은 일반적으로 널리 사용되고 있는 스테빌라이저 바와 동일하게 구성될 수 있는 것이므로, 몸체부(110)와 암부(120)에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 강성조절수단(130)은 차량의 주행 과정에서 스테빌라이저 바에 비틀림이 발생하는 경우, 상기 스테빌라이저 바의 비틀림 정도에 따라 두 영구자석의 사이에 형성되는 인력이나 척력이 조절되게 하는 방식으로 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 것으로, 하우징(131)과 제1 영구자석(132) 및 제2 영구자석(133)으로 구성된다.

상기 하우징(131)은 전체적으로 원통형의 구조로 이루어지며, 좌우 양측면에는 스테빌라이저 바의 몸체부(110)가 관통하여 결합되는 결합공(1311)이 형성된 것으로 구성된다.

이러한 하우징(131)은 스테빌라이저 바와의 조립성을 고려하여 스테빌라이저 바의 몸체부(110)를 사이에 두고 상부와 하부가 상호 분리 및 조립 가능한 구조로 구성될 수 있다.

이와 같이 스테빌라이저 바의 몸체부(110)에 장착되는 하우징(131)은 스테빌라이저 바의 비틀림 거동을 자유롭게 허용하도록 스테빌라이저 바의 몸체부(110)에 고정되지 않는다.

다만, 상기 하우징(131)은 스테빌라이저 바의 차량 장착시, 그 회전이 억제되도록 차량에 마련된 샤시 또는 마운팅 부시 등에 고정된다.

상기 제1 영구자석(132)은 스테빌라이저 바의 몸체부(110) 외면에 고정되게 설치되어 스테빌라이저 바의 비틀림 발생시 스테빌라이저 바와 함께 회전하도록 구성된다.

이러한 제1 영구자석(132) 몸체부(110)의 외면에 하나 이상 설치되며, 접착제에 의하여 몸체부(110) 외면에 고정되거나, 별도의 브래킷에 의해 몸체부(110) 외면에 고정되는 등 다양한 고정방식이 사용될 수 있다.

한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 영구자석(132)은 다수개로 구성되며, 다수개의 제1 영구자석(132)은 몸체부(110)의 외면 원주를 따라 배열되도록 설치되고, 이때 이웃하게 배치되는 두 제1 영구자석(132)의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치된다.

이와 같은 제1 영구자석(132)의 구조에 따르면, 몸체부(110)의 외면에는 원주 방향을 기준으로 제1 영구자석(132)의 N극과 S극이 반복적으로 연속되는 구조가 형성된다.

상기 제2 영구자석(133)은 제1 영구자석(132)과 반응하여 인력과 척력 중 적어도 하나를 발생하도록 하우징(131)의 내면에 설치된다.

이러한 제2 영구자석(133)은 하우징(131)의 내면에 하나 이상 설치되며, 접착제에 의하여 하우징(131)의 내면에 고정되거나, 별도의 브래킷에 의해 하우징(131)의 내면에 고정되는 등 다양한 고정방식이 사용될 수 있다.

한편 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2 영구자석(133)은 다수개로 구성되며, 제1 영구자석(132)과 이격된 채로 마주하도록 하우징(131)의 내면에 설치된다..

이처럼 하우징(131)의 내면에 설치되는 다수개의 제2 영구자석(133)은 하우징(131)의 내면 원주를 따라 배열되도록 설치되고, 이때 이웃하게 배치되는 두 제2 영구자석(133)의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치된다.

이와 같은 제2 영구자석(133)의 구조에 따르면, 하우징(131)의 내면에는 원주 방향을 기준으로 제2 영구자석(133)의 N극과 S극이 반복적으로 연속되는 구조가 형성된다.

상기와 같이 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)을 다수개로 구성함에 있어서, 다수개의 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)은 스테빌라이저 바에 비틀림이 발생되지 않은 상태에서 동일한 극성이 서로 마주하면서 제1,2 영구자석의 사이에 척력이 형성되도록 구성된다.

또한, 상기 제1 영구자석(132)의 길이(L1)는 제2 영구자석(133)의 길이(L2) 보다 짧게 구성될 수 있으며, 이러한 구조에 따르면, 스테빌라이저 바의 비틀림 거동에 의하여 스테빌라이저 바와 함께 회전하는 제1 영구자석(132)이 제2 영구자석(133)의 자기 영역내에서 회전하게 되므로, 제1,2 영구자석의 사이에 안정적으로 인력이나 척력을 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 하우징(131)과 제1 영구자석(132) 및 제2 영구자석(133)으로 구성되는 본 발명의 강성조절수단(130)은 몸체부(110)의 좌우 양단에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

도 4는 스테빌라이저 바의 비틀림 거동에 의하여 제1 영구자석이 회전된 상태를 보인 횡단면도를, 도 5는 스테빌라이저 바의 비틀림이 진행됨에 따라 제1,2 영구자석의 사이에 형성되는 힘의 관계를 나타낸 예시도를 도시하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바는 스테빌라이저 바의 비틀림 거동이 없는 ① 지점에는 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)이 동일한 극성이 서로 마주하여 두 영구자석의 사이에 척력이 형성되며, 이러한 척력은 스테빌라이저 바의 둘레에 균일하게 형성되므로, 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 토크는 형성되지 않는다.

반면, 스테빌라이저 바의 비틀림이 작은 직선 구간을 차량이 주행하는 경우, 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)의 사이에는 스테빌라이저 바의 비틀림 방향과 동일한 방향으로 토크를 발생시키는 인력과 척력이 형성되면서 스테빌라이저 바의 강성을 유연하게 한다.

반면, 스테빌라이저 바의 비틀림이 큰 곡선 구간을 차량이 주행하는 경우, 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)의 사이에는 스테빌라이저 바의 비틀림 방향과 반대방향으로 토크를 발생시키는 인력과 척력이 형성되면서 스테빌라이저 바의 강성을 높이게 된다.

도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 스테빌라이저 바의 비틀림 각도가 작은 ① 내지 ③ 구간에서는 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)의 사이에 인력과 척력이 형성되며, 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)의 사이에 형성되는 인력과 척력은 스테빌라이저 바의 비틀림 방향과 동일한 방향으로 작용하게 되므로, 결국 스테빌라이저 바의 강성이 유연해지면서 스테빌라이저 바의 유연한 회전(비틀림)을 유도하게 된다.

한편, 스테빌라이저 바의 비틀림 각이 증가하여 ③ 지점을 넘어서게 되면, 제1 영구자석(132)(112)과 제2 영구자석(133)(113)의 사이에는 마찬가지로 인력과 척력이 형성되지만, 이때의 인력과 척력은 스테빌라이저 바의 비틀림 방향과 반대방향으로 작용하면서 스테빌라이저 바의 비틀림 억제하는 토크를 발생시키게 되므로, 결국 스테빌라이저 바의 강성을 높여 스테빌라이저 바의 빠른 복원을 유도할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반능동 롤 스테빌라이저 바는 스테빌라이저 바의 비틀림 정도에 따라 제1 영구자석(132)와 제2 영구자석(133)의 사이에 형성되는 힘의 크기 및 방향이 자동적으로 바뀌면서 스테빌라이저 바에 가해지는 토크를 형성하고, 더불어 토크의 방향도 달라지면서 스테빌라이저 바의 강성이 조절되는 방식으로, 구조가 간단하여 제작 및 유지보수가 용이하고, 능동 롤 스테빌라이저 바의 부피를 줄일 수 있게 되는 이점이 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 몸체부 120: 암부
130: 강성조절수단 131: 하우징
132: 제1 영구자석 133: 제2 영구자석

Claims (6)

1. 차량의 하부에 장착되며, 스테빌라이저 바의 강성을 조절하는 강성조절수단(130)을 포함하는 스테빌라이저 바에 있어서,
   상기 강성조절수단(130)은,
   상기 스테빌라이저 바의 몸체부(110)가 좌우 양측면을 관통하는 구조를 갖도록 스테빌라이저 바의 몸체부(110)에 설치되는 하우징(131);
   상기 하우징(131)의 내부에서 스테빌라이저 바의 비틀림 거동시 스테빌라이저 바와 함께 회전하도록 스테빌라이저 바의 외면에 설치되는 하나 이상의 제1 영구자석(132);
   상기 제1 영구자석(132)과 반응하여 인력과 척력 중 적어도 하나를 발생하도록 상기 하우징(131)의 내면에 설치되는 하나 이상의 제2 영구자석(133);으로 구성된 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 강성조절수단(130)은 스테빌라이저 바의 몸체부(110) 좌우 양단에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 반능동형 롤 스테빌라이저 바.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스테빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 피동 자기형 스테빌라이저 바.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)은 다수개로 구성되고,
   상기 다수개의 제1 영구자석(132)은 몸체부(110)의 외면 원주를 따라 배열되되, 이웃하게 배치되는 두 제1 영구자석(132)의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치되며,
   상기 다수개의 제2 영구자석(133)은 하우징(131)의 내면 원주를 따라 배열되되, 이웃하게 배치되는 두 제2 영구자석(133)의 극성이 반대되는 구조를 갖도록 설치된 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 영구자석(132)과 제2 영구자석(133)은 스테빌라이저 바에 비틀림이 발생되지 않은 초기상태에서 동일한 극성이 서로 마주하면서 제1,2 영구자석의 사이에 척력이 형성되게 한 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 영구자석(132)의 길이(L1)는 제2 영구자석(133)의 길이(L2) 보다 작은 것을 특징으로 하는 반능동 롤 스테빌라이저 바.

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