KR20170127157A

KR20170127157A - 능동현가장치

Info

Publication number: KR20170127157A
Application number: KR1020160057403A
Authority: KR
Inventors: 허현무; 박준혁; 유원희; 신유정
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2017-11-21
Also published as: KR101829191B1

Abstract

능동현가장치는 진동센서, 제어부, 액추에이터 및 구동장치를 포함한다. 상기 진동센서는 운송수단에 부착되어 상기 운송수단에서 발생하는 진동을 감지하고, 상기 제어부는 상기 진동센서의 감지신호를 수신하여 출력신호로 전환하며, 상기 액추에이터는 상기 출력신호에 따라 구동하여 상기 진동을 저감시키며, 상기 구동장치는 상기 제어부와 상기 액추에이터 사이에서 상기 출력신호를 변환하여 상기 액추에이터를 구동시킨다.

Description

능동현가장치{AUTOMATIC SUSPENSION DEVICE}

본 발명은 능동현가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에서 발생하는 진동을 감지하고 분석하여 진동을 저감시키는 능동현가장치에 관한 것이다.

기존의 철도차량의 대차와 차체 간에는 공기스프링이 장착되어 있으며 차체 하중을 지지하고 상하방향 진동전달을 감쇠시키는 기능을 수행한다. 그리고, 공기스프링 좌우에 2차 상하방향 댐퍼를 장착하여 진동을 일정 부분 감소시키지만 양질의 승차감을 확보할 수 있을 만큼 저감시키기에는 한계가 있다.

이 때문에 철도 차량의 고속 주행 시 과도한 진동의 전달로 차량의 주행 안정성이 저하되고 더불어 승차감을 약화시켜 민원 발생의 주 요인이 되기도 하므로 다양한 상황에서 발생하는 진동의 크기에 따라서 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 발명이 필요하다.

이와 관련하여 일본 특허등록 제5017287호는 공기용수철, 탄성스토퍼 및 탄성용수철을 통해 충격을 완화하는 발명을 개시하고 있고, 한국 특허등록 10-0980162호는 제1 및 제2 서스펜션들, 횡방향 서스펜션 및/또는 횡방향 댐핑장치로 횡방향 진동을 저감시키는 발명을 개시하고 있으나, 자동으로 진동을 감지하여 진동을 저감시키는 발명은 개시하지 않고 있다.

따라서, 다양한 주행 상황에서 발생하는 진동에 따른 효율적인 진동 저감이 가능한 기술의 필요성이 증가하고 있다.

(특허문헌 1) 일본 특허등록 제5017287호

(특허문헌 2) 한국 특허등록 제10-0980162호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 운송수단의 주행 중 발생하는 진동을 효율적으로 저감시키는 능동현가장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 능동현가장치는 진동센서, 제어부, 액추에이터 및 구동장치를 포함한다. 상기 진동센서는 운송수단에 부착되어 상기 운송수단에서 발생하는 진동을 감지하고, 상기 제어부는 상기 진동센서의 감지신호를 수신하여 출력신호로 전환하며, 상기 액추에이터는 상기 출력신호에 따라 구동하여 상기 진동을 저감시키며, 상기 구동장치는 상기 제어부와 상기 액추에이터 사이에서 상기 출력신호를 변환한다.

일 실시예에서, 상기 능동현가장치는 철도차량, 자동차, 자전거 및 오토바이 중 어느 하나에 결합되어 상기 진동센서를 통해 감지한 진동을 저감시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 능동현가장치가 철도차량에 결합되는 경우, 상기 능동현가장치는 철도차량의 차체 및 대차에 결합되며, 상기 철도차량의 대차는 센터피봇, 가로지지부 및 피봇블록을 포함하며, 상기 센터피봇은 중앙에 형성되고, 상기 가로지지부는 상기 대차를 가로지르도록 연장되며, 상기 피봇블록은 상기 가로지지부의 측면에 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 액추에이터는 일단이 상기 피봇블록에 결합되고 타단은 상기 센터피봇에 결합되어 상기 가로지지부에서 발생하는 진동을 저감시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 능동현가장치가 자동차에 결합되는 경우, 상기 액추에이터는 상기 자동차의 차체 및 하부프레임과 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 진동센서는 상기 자동차의 전면휠과 인접하게 결합되는 하부프레임에 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 능동현가장치가 자전거에 결합되는 경우, 상기 액추에이터는 상기 자전거의 안장 및 안장봉에 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 자전거는 상기 안장봉이 삽입되는 시트튜브 및 시트스테이를 포함하고, 상기 시트튜브는 상기 안장봉이 삽입되고, 상기 시트스테이의 일단은 상기 자전거의 뒷바퀴의 축에 결합되며 타단은 상기 시트튜브와 결합되며, 상기 진동센서는 상기 안장봉이 삽입되는 상기 시트튜브의 상부에 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 능동현가장치가 오토바이에 결합되는 경우, 상기 진동센서는 상기 오토바이의 앞바퀴의 양측면과 각각 연결되는 프론트 서스펜션들 각각의 일단에 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 액추에이터는 상기 앞바퀴 상부 및 상기 프론트 서스펜션들 각각의 타단 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 능동현가장치는 철도차량, 자동차, 자전거 및 오토바이를 포함하는 운송수단들에 구비되어 진동센서는 진동이 주로 발생하는 위치에 장착되어 진동을 감지하고, 발생되는 상기 진동을 효율적으로 저감시키도록 액추에이터를 구동시켜 안락한 승차감을 제공하게 된다.

또한, 철도차량에서 진동센서는 차체와 직접적으로 결합되는 센터피봇에서 전달되는 진동을 감지하면, 액추에이터가 구동하여 센터피봇에서 발생하는 상기 진동을 즉각적이고 효율적으로 저감시켜 상기 철도차량의 승차감을 증가시키게 된다.

또한, 능동현가장치는 자전거에 구비되어, 진동센서가 1차적으로 자동차전면휠로부터 진동을 감지하면 상대적으로 후방에 형성되는 액추에이터가 즉각적으로 구동되어 선제적인 진동저감을 통해 효과적으로 승차감을 높이는 장점이 있다.

또한, 능동현가장치를 통해 오토바이에 발생하는 진동을 저감시키는 경우, 전면휠에서 발생하는 진동은 제1 서스펜션 및 제2 서스펜션을 통해 핸들쪽으로 전달되기 전에 진동센서의 감지 신호를 수신한 액추에이터의 구동으로 저감 또는 상쇄되어 핸들의 조향이 용이해지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 능동현가장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 능동현가장치가 철도차량에 적용되는 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 액추에이터 및 진동센서를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 능동현가장치가 자동차에 적용되는 예를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 능동현가장치가 자전거에 적용되는 예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 1의 능동현가장치가 오토바이에 적용되는 예를 나타내는 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 능동현가장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 능동현가장치를 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 능동현가장치(100)는 진동센서(200), 제어부(300), 구동장치(400) 및 액추에이터(500)를 포함한다.

상기 진동센서(200)는 후술될 철도 차량, 자동차, 자전거, 전기 자전거 및 오토바이를 포함하는 운송수단(110)들에 구비되어 상기 운송수단(110)들에서 발생하는 진동을 감지하는 진동가속도센서이다.

상기 진동센서(200)는 상기 철도 차량의 차대, 상기 자동차의 차체, 상기 자전거의 프레임 또는 상기 오토바이의 서스펜션에 장착되어 진동을 감지하고, 상기 제어부(300)는 상기 운송수단(110)들 각각의 내부에 형성되고, 상기 진동센서(200)에서 발생한 센서 신호를 이용하여 상기 진동을 능동현가 제어알고리즘을 통해 상기 액추에이터(500)를 구동하기 위한 신호 처리 및 제어출력을 연산하게 된다.

또한, 상기 제어부(300)는 상기 능동현가장치(100)의 작동의 오류가 발생한 경우 비상모드로 전환시켜 상기 능동현가장치(100)의 오류를 운전자에게 알리고 상기 능동현가장치를 중지시켜 상기 운송수단(110)들 각각이 가지고 있는 수동현가장치가 작동하도록 제어한다.

상기 구동장치(400)는 상기 제어부(300)에서 발생한 출력신호를 상기 액추에이터(500)를 구동시키기에 적합하게 변환시키게 된다.

상기 액추에이터(500)는 상기 진동센서(200)에 인접한 위치에 부착되어 상기 진동센서(200)를 통해 상기 진동이 감지되면 즉각적으로 구동하여 상기 진동을 저감시키게 된다.

상기 액추에이터(500)는 상기 철도차량에 부착되는 경우, 대차 당 1개씩 장착될 수 있고, 상기 대차의 크기 또는 길이에 따라 부착되는 숫자는 변경될 수 있고, 상기 운송수단(110)들 각각의 크기 또는 길이에 따라 상기 액추에이터(500)의 크기는 변경될 수 있다.

따라서, 상기 능동현가장치(100)는 상기 운송수단(110)들에 형성되어 상기 진동센서(200)가 진동이 주로 발생하는 위치에 장착되어 진동을 감지하고, 발생되는 상기 진동을 효율적으로 저감시키기 위해 상기 액추에이터(500)가 구동하여 안락한 승차감을 제공하게 된다.

도 2는 도 1의 능동현가장치가 철도차량에 사용되는 예를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 액추에이터 및 진동센서를 나타내는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 철도차량에 구비되는 대차(120)는 측면프레임부(130), 휠(140), 구동축(150), 가로지지부(160) 및 센터피봇(170)을 포함한다.

상기 측면프레임부(130)는 제1 측면프레임(131) 및 제2 측면프레임(132)을 포함하고, 상기 가로지지부(160)는 제1 트랜섬(transom)(161) 및 제2 트랜섬(transom)(162)을 포함한다.

상기 철도차량의 경우 운용선로 상태가 취약하여 승차감이 악화되거나 상기 철도차량의 고속주행이 어려운 경우 상기 능동현가장치(100)를 상기 대차(120) 및 상기 철도차량의 차체에 설치하여 승차감을 높일 수 있다.

상기 측면프레임부(130)는 상기 대차(120)의 양쪽 측면에 X축(제1 방향)을 따라 연장되어 형성되고, 상기 제1 측면프레임(131)과 상기 제2 측면프레임(132)이 서로 소정의 간격을 두고 이격되어 상기 제1 방향을 따라 연장되어 형성된다.

상기 휠(140)은 상기 제1 측면프레임(131) 및 상기 제2 측면프레임(132) 각각의 일단 및 타단에 회전이 가능하도록 결합되고, 상기 구동축(150)은 상기 휠(140) 사이에 회전이 가능하도록 결합되며, 상기 가로지지부(160)는 상기 제1 측면프레임(131) 및 상기 제2 측면프레임(132) 사이를 수직으로 가로질러 형성된다.

상기 제1 트랜섬(161)은 상기 제1 방향과 수직인 Y축(제2 방향)을 따라 형성되고, 상기 제1 측면프레임(131)과 상기 제2 측면프레임(132) 사이에 형성된다. 상기 제2 트랜섬(162)은 상기 제1 측면프레임(131)과 상기 제2 측면프레임(132) 사이에 상기 제1 트랜섬(161)과 소정의 간격을 두고 이격되어 형성된다.

피봇블록(180)은 상기 제2 트랜섬(162)의 측면에 형성되고, 상기 액추에이터(500)의 일단 하부가 상기 피봇블록(180)과 결합된다. 상기 피봇블록(180)은 상기 액추에이터(500)와 상기 제2 트랜섬(162) 사이에 형성되어 상기 제2 트랜섬(162)에서 발생하는 진동을 상기 액추에이터(500)에 간접적으로 전달하게 된다.

또한, 상기 액추에이터(500)는 상기 제2 트랜섬(162)과 간접적으로 결합되면서 상기 진동에 의한 상기 제2 트랜섬(162)의 파손 가능성을 낮추고, 상기 액추에이터(500)의 고정력을 증가시키는 장점이 있다.

이 때, 상기 피봇블록(180)은 상기 제1 트랜섬(161)과 상기 센터피봇(170)사이에 형성될 수 있으며, 상기 대차(120)의 크기가 크거나 상기 철도차량이 주행하는 지역이 진동이 많이 발생하는 곳이라면 복수의 상기 액추에이터(500)들 각각을 상기 제1 트랜섬(161) 및 상기 제2 트랜섬(162)과 상기 센터피봇(170) 사이에 각각 배치하여 진동을 저감시킬 수 있다.

상기 액추에이터(500)의 타단은 상기 센터피봇(170)에 결합되고, 상기 센터피봇(170)의 상부에는 상기 철도차량의 차체(190)가 배치된다. 상기 차체(190)의 상부에는 상기 진동센서(200)가 형성되어, 상기 대차(120)에서 발생한 진동을 상기 차체(190)를 사이에 두고 감지하게 된다.

이 때, 상기 제어부(300) 및 상기 구동장치(400)는 상기 대차(120) 또는 상기 차체(190)의 내부에 형성된다. 상기 제어부(300)는 상기 진동센서(200)에서 발생한 센서 신호를 이용하여 상기 진동을 능동현가 제어알고리즘을 통해 상기 액추에이터(500)를 구동하기 위한 신호 처리 및 제어출력을 연산하고, 상기 구동장치(400)는 상기 제어부(300)에서 발생한 출력신호를 상기 액추에이터(500)를 구동시키기에 적합하게 변환시킨다.

따라서, 상기 진동센서(200)는 상기 차체(190)와 직접적으로 결합되는 상기 센터피봇(170)에서 전달되는 진동을 감지하면, 상기 액추에이터(500)가 구동하여 상기 센터피봇(170)에서 발생하는 상기 진동을 즉각적이고 효율적으로 저감시켜 상기 철도차량의 승차감을 증가시키게 된다.

또한, 상기 액추에이터(500)는 상기 피봇블록(180)과 상기 센터피봇(170) 사이에 형성되어 수직으로 진동하는 상기 대차(120)의 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있고, 상기 제1 트랜섬(161) 또는 상기 제2 트랜섬(162)의 진동저감을 통해 상기 제1 트랜섬(161) 및 상기 제2 트랜섬(162)과 각각 연결되는 상기 측면프레임부(130)에서 발생하는 진동을 저감시켜 주행안정성을 높이는 장점이 있다.

도 4는 도 1의 능동현가장치가 자동차에 사용되는 예를 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 상기 능동현가장치가 적용되는 자동차(600)는 하부차체(610), 제1 하부프레임(620), 제2 하부프레임(630), 제1 가로빔(640), 제2 가로빔(650) 및 자동차전면휠(660)을 포함한다.

상기 제1 하부프레임(620) 및 상기 제2 하부프레임(630)은 자동차의 양쪽 측면 하단에 형성되어 상기 자동차(600)의 상기 하부차체(610)를 지지하고, 상기 제1 하부프레임(620) 및 상기 제2 하부프레임(630)의 사이에는 상기 제1 가로빔(640) 및 상기 제2 가로빔(650)이 형성된다.

상기 제1 하부프레임(620) 및 상기 제2 하부프레임(630)의 일단 각각에는 상기 자동차전면휠(660)이 회전이 가능하도록 결합되고, 상기 진동센서(200)는 상기 자동차전면휠(660)과 인접한 상기 제1 하부프레임(620) 또는 상기 제2 하부프레임(630)에 부착된다.

따라서, 상기 진동센서(200)는 상기 자동차의 전진하는 특성상 상기 자동차전면휠(660)에서 1차적으로 진동이 발생하기 때문에 상기 제1 하부프레임(620) 또는 상기 제2 하부프레임(630)의 일단에 형성된다.

또한, 상기 진동센서(200)가 1차적으로 상기 자동차전면휠(660)로부터 진동을 감지하면 상대적으로 후방에 형성되는 상기 액추에이터(500)가 즉각적으로 구동되어 선제적인 진동저감을 통해 효과적으로 승차감을 높이는 장점이 있다.

이 때, 상기 제어부(300) 및 상기 구동장치(400)는 상기 자동차의 내부에 형성되어, 상기 제어부(300)는 상기 진동센서(200)에서 발생한 센서 신호를 수신하고 상기 진동을 능동현가 제어알고리즘을 통해 상기 액추에이터(500)를 구동하기 위한 신호 처리 및 제어출력을 연산하고, 상기 구동장치(400)는 상기 제어부(300)에서 발생한 출력신호를 상기 액추에이터(500)를 구동시키기에 적합하게 변환시킨다.

또한, 효과적인 진동저감을 위해 상기 액추에이터(500)의 개수는 상기 자동차(600)의 용도, 크기 및 종류에 따라서 조정될 수 있다.

도 5 및 6은 도 1의 능동현가장치가 자전거에 사용되는 예들을 나타내는 사시도이다.

도 5를 참조하면, 상기 능동현가장치가 적용되는 자전거(700)는 시트스테이(710), 시트튜브(720), 안장봉(730) 및 안장(740)을 포함한다.

상기 자전거(700)는 아스팔트 또는 블록들로 형성된 도보의 노면을 주행하면서 지속적으로 진동이 발생하게 된다. 상기 진동에 의해 상기 자전거(700)에 의한 주행을 할 경우, 상기 자전거(700)를 운전하는 해당 운전자는 피로가 누적되기 쉽고 주행성이 떨어지며, 상기 안장(740)과 접촉한 둔부에 발생하는 통증이 증가할 수 있다.

상기 시트스테이(710)의 일단은 상기 자전거의 뒷바퀴의 축에 결합되고 타단은 상기 시트튜브(720)와 결합되어 형성된다. 상기 자전거(700)를 사용하여 주행하는 경우, 상기 자전거(700)의 타이어에서 발생한 진동은 상기 시트스테이(710)를 통해 상기 시트튜브(720)로 전달된다.

상기 시트튜브(720)는 상기 자전거(700)의 페달축과 상기 안장(740) 사이에 형성되고, 상기 시트튜브(720)의 상단에 상기 안장(740)을 고정시키고 높이를 조정하기 위해 상기 안장봉(730)이 삽입된다.

상기 진동센서(200)는 상기 자전거(700)의 중앙에 형성되는 상기 시트튜브(720)의 상단에 형성된다. 상기 시트튜브(720)의 내부에는 공간이 형성되어 상기 안장봉(730)의 일부가 삽입되며, 상기 자전거(700)의 앞바퀴 및 뒷바퀴로부터 전달되는 진동이 상기 안장봉(730)을 통해 자전거 운전자에게 전달되는 경로이므로 상기 진동을 감지하기 위해 상기 시트튜브(720)에 상기 진동센서(200)가 부착된다.

상기 안장봉(730)의 상부에는 상기 안장(740)이 결합되고, 상기 액추에이터(500)는 상기 안장(740)의 하부쪽에 상기 안장봉(730)과 결합되어 형성된다.

따라서, 상기 자전거(700)에 발생하는 상기 진동을 저감시키기 위해, 상기 진동센서(200)는 상기 자전거(700)에 발생하는 진동들이 집중되는 상기 시트튜브(720)의 상부에 형성되어 상기 진동을 감지하고, 상기 액추에이터(500)는 상기 시트튜브(720)에 도달한 상기 진동을 저감시키기 위해 상기 안장봉(730)에 결합되어 상기 진동을 저감시키게 된다.

또한, 상기 능동현가장치(100)는 상기 자전거(700)의 주행 중 노면의 영향으로 발생하는 진동저감뿐만 아니라, 상기 자전거(700)의 페달을 회전시키고, 체인이 회전하면서 발생되는 진동까지 저감시키는 장점이 있다.

또한, 상기 능동현가장치(100)는 무동력으로 주행하는 상기 자전거(700)뿐만 아니라 상기 자전거(700)의 구조와 유사한 전기자전거에도 적용가능한 장점이 있다.

도 7은 도 1의 능동현가장치가 오토바이에 사용되는 예를 나타내는 사시도이다.

도 7을 참조하면, 상기 능동현가장치가 적용되는 오토바이(800)는 전면휠(810), 제1 서스펜션(820), 제2 서스펜션(830) 및 핸들(840)을 포함한다.

상기 오토바이(800)는 아스팔트로 이루어진 노면 또는 비포장도로를 주행하는 경우가 있어, 주기적으로 지속되는 진동을 저감시킬 필요가 있다. 하지만, 엔진에서 발생하는 진동을 체감하면서 주행을 하는 운전자들도 있기 때문에 특정 위치의 진동을 저감시키는 것이 필요하다.

또한, 상기 오토바이(800)는 상기 자전거(300)와 달리 고속으로 주행하기 때문에 진동을 통해 상기 핸들(840)의 조향에 문제가 발생할 경우 위험한 상황에 대면할 수 있으므로, 상기 핸들(840)에 발생하는 진동을 저감시킬 필요가 있다.

상기 능동현가장치(100)의 경우, 상기 액추에이터(500)의 장착 위치를 변경시킬 수 있으므로, 상기 오토바이(800)의 특정 위치에 발생하는 진동을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 전면휠(810)은 상기 오토바이(800)의 전방에 형성되고 상기 오토바이(800)가 주행하면 타이어를 통해 노면의 진동을 전달받게 된다.

상기 핸들(840)에 발생하는 진동은 대부분 노면으로부터 상기 전면휠(810)에 가해지는 진동이 차지하므로, 상기 전면휠(810)에 인접한 위치에 상기 진동센서(200)가 형성되고, 상기 액추에이터(500)는 상기 핸들(840)에 인접한 곳에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 전면휠(810)의 축의 양측면에는 상기 제1 서스펜션(820)의 일단 및 상기 제2 서스펜션(830)의 일단이 각각 회전이 가능하도록 결합되고, 상기 제1 서스펜션(820)의 일단 또는 상기 제2 서스펜션(830)의 일단에는 상기 진동센서(200)가 결합되어 상기 전면휠(810)에 발생하는 진동을 감지하게 된다.

상기 제1 서스펜션(820) 및 상기 제2 서스펜션(830)의 타단들은 각각 상부로 연장되어 상기 핸들(840)과 연결되고, 상기 액추에이터(500)의 일단 및 타단 각각은 상기 전면휠(810)의 상부에 형성되는 공간을 가로질러서 각각이 상기 제1 서스펜션(820) 및 상기 제2 서스펜션(830)에 결합된다.

따라서, 상기 전면휠(810)에서 발생하는 진동은 상기 제1 서스펜션(820) 및 상기 제2 서스펜션(830)을 통해 상기 핸들(840)쪽으로 전달되기 전에 상기 진동센서(200)의 감지 신호를 수신한 상기 액추에이터(500)의 구동으로 저감 또는 상쇄되어 상기 핸들(840)의 조향이 용이해지는 장점이 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 능동현가장치(100)는 상기 운송수단(110)들에 형성되어 상기 진동센서(200)가 진동이 주로 발생하는 위치에 장착되어 진동을 감지하고, 발생되는 상기 진동을 효율적으로 저감시키도록 상기 액추에이터(500)를 구동시켜 안락한 승차감을 제공하게 된다.

또한, 상기 진동센서(200)는 상기 차체(190)와 직접적으로 결합되는 상기 센터피봇(170)에서 전달되는 진동을 감지하면, 상기 액추에이터(500)가 구동하여 상기 센터피봇(170)에서 발생하는 상기 진동을 즉각적이고 효율적으로 저감시켜 상기 철도차량의 승차감을 증가시키게 된다.

또한, 상기 능동현가장치(100)는 상기 자전거(300)에 형성되어, 상기 진동센서(200)가 1차적으로 상기 자동차전면휠(660)로부터 진동을 감지하면 상대적으로 후방에 형성되는 상기 액추에이터(500)가 즉각적으로 구동되어 선제적인 진동저감을 통해 효과적으로 승차감을 높이는 장점이 있다.

또한, 상기 자전거(700)에 발생하는 상기 진동을 저감시키기 위해, 상기 진동센서(200)는 상기 자전거(700)에 발생하는 진동들이 집중되는 상기 시트튜브(720)의 상부에 형성되어 상기 진동을 감지하고, 상기 액추에이터(500)는 상기 시트튜브(720)에 도달한 상기 진동을 저감시키기 위해 상기 안장봉(730)에 결합되어 상기 진동을 저감시키게 된다.

또한, 상기 오토바이(800)에 발생하는 진동을 저감시키는 경우, 상기 전면휠(810)에서 발생하는 진동은 상기 제1 서스펜션(820) 및 상기 제2 서스펜션(830)을 통해 상기 핸들(840)쪽으로 전달되기 전에 상기 진동센서(200)의 감지 신호를 수신한 상기 액추에이터(500)의 구동으로 저감 또는 상쇄되어 상기 핸들(840)의 조향이 용이해지는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 능동현가장치는 철도차량, 자전거, 자동차 및 오토바이를 포함하는 운송수단들에서 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

100: 능동현가장치 110: 운송수단
120: 대차 130: 측면프레임부
140: 휠 150: 구동축
160: 가로지지부 170: 센터피봇
180: 피봇블록 190: 차체
200: 진동센서 300: 제어부
400: 구동장치 500: 액추에이터
600: 자동차 700: 자전거
800: 오토바이

Claims

운송수단에 부착되어 상기 운송수단에서 발생하는 진동을 감지하는 진동센서;
상기 진동센서의 감지신호를 수신하여 출력신호로 전환하는 제어부;
상기 출력신호에 따라 구동하여 상기 진동을 저감시키는 액추에이터(actuator); 및
상기 제어부와 상기 액추에이터 사이에서 상기 출력신호를 변환하여 상기 액추에이터를 구동시키는 구동장치를 포함하는 능동현가장치.
제1항에 있어서, 상기 능동현가장치는,
철도차량, 자동차, 자전거 및 오토바이 중 어느 하나에 결합되어 상기 진동센서를 통해 감지한 진동을 저감시키는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제2항에 있어서,
상기 능동현가장치가 철도차량에 결합되는 경우, 상기 능동현가장치는 철도차량의 차체 및 대차에 결합되며,
상기 철도 차량의 대차는,
중앙에 형성되는 센터피봇;
상기 대차를 가로지르도록 연장된 가로지지부; 및
상기 가로지지부의 측면에 결합되는 피봇블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제3항에 있어서, 상기 액추에이터는,
일단이 상기 피봇블록에 결합되고 타단은 상기 센터피봇에 결합되어, 상기 가로지지부에서 발생하는 진동을 저감시키는 것을 특징으로 하는 능동현가시스템.
제2항에 있어서,
상기 능동현가장치가 자동차에 결합되는 경우,
상기 액추에이터는,
상기 자동차의 차체 및 하부프레임과 결합되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제5항에 있어서, 상기 진동센서는,
상기 자동차의 전면휠과 인접하게 결합되는 하부프레임에 형성되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제2항에 있어서,
상기 능동현가장치가 자전거에 결합되는 경우,
상기 액추에이터는,
상기 자전거의 안장 및 안장봉에 결합되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제7항에 있어서,
상기 자전거는, 상기 안장봉이 삽입되는 시트튜브, 및 일단은 상기 자전거의 뒷바퀴의 축에 결합되고 타단은 상기 시트튜브와 결합되는 시트스테이를 포함하고,
상기 진동센서는, 상기 안장봉이 삽입되는 상기 시트튜브의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제2항에 있어서,
상기 능동현가장치가 오토바이에 결합되는 경우,
상기 진동센서는,
상기 오토바이의 앞바퀴의 양측면과 각각 연결되는 프론트 서스펜션들 각각의 일단에 형성되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.
제9항에 있어서, 상기 액추에이터는,
상기 앞바퀴 상부 및 상기 프론트 서스펜션들 각각의 타단 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 능동현가장치.