KR20190033163A

KR20190033163A - Suspension for vehicle

Info

Publication number: KR20190033163A
Application number: KR1020170121603A
Authority: KR
Inventors: 손태영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2037-09-21
Also published as: KR102322264B1

Abstract

A suspension for a vehicle is disclosed. According to an exemplary embodiment of the present invention, the suspension for a vehicle comprises: i) a single plate composite material spring fixated to a frame and an axle of a vehicle body side along a longitudinal direction of a vehicle body, wherein an end at one side is fixated to the front of the frame, and another end at the other side is arranged between an upper roller and a lower roller provided to rotate in both directions at the rear of the frame; ii) a generator installed to be connected to the upper roller and the lower roller, and generating electric energy when the upper roller and the lower roller rotate in any one direction; and iii) a shock absorber connected to the frame and the axle, and filling a magnetic variable fluid applied with electric energy generated in the generator through an electronic control unit (ECU).

Description

SUSPENSION FOR VEHICLE

본 발명의 예시적인 실시 예는 차량의 일체식 현가장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 거동자세 안정성 및 승차감을 개선할 수 있는 차량용 현가장치에 관한 것이다.An exemplary embodiment of the present invention relates to an integral suspension device for a vehicle, and more particularly, to a vehicle suspension device capable of improving stability and ride comfort of a vehicle.

일반적으로, 차량의 현가장치는 차축과 차체 사이를 연결하여 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 적절히 감쇠시키며, 차체의 손상과 탑승자의 승차감을 향상시키는 장치이다.2. Description of the Related Art Generally, a suspension system of a vehicle connects an axle and a vehicle body to appropriately attenuate vibrations and impacts that the axle receives from the road surface during traveling, thereby improving the damage to the vehicle body and the riding comfort of the occupant.

차량의 현가장치는 크게 독립식 현가장치와 일체식 현가장치로 분류된다. 예를 들어 일체식 현가장치 중에서 리프 스프링을 적용한 현가장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 차체의 리어 측 길이 방향으로 스프링 강판들이 겹쳐진 리프 스프링(1)을 구비한다. 리프 스프링(1)은 차체 측의 프레임(2)과 리어 액슬의 양단 측에 각각 고정된다. 이러한 리프 스프링(1)은 프런트 측 선단의 스프링 아이(3)에 의해 프레임(2)에 장착되고, 리어 측 선단은 샥클(4: shackle)을 통해 프레임(2)에 장착되며, 중앙부에서 U볼트(5)를 통해 리어 액슬 측과 고정된다.Vehicle suspensions are largely classified as independent suspension systems and integral suspension systems. For example, in a suspension device using a leaf spring, as shown in Fig. 1, a leaf spring 1, in which spring steel plates are stacked in the longitudinal direction of the rear side of the vehicle body, is provided. The leaf spring 1 is fixed to both the frame 2 on the vehicle body side and both end sides of the rear axle. The leaf spring 1 is attached to the frame 2 by the spring eye 3 at the front end and the rear end is attached to the frame 2 through the shackle 4, (5) to the rear axle side.

그리고, 프레임(2)과 리어 액슬 사이에는 적당한 감쇠력을 갖는 쇽 업소버(6)가 수직방향으로 설치된다. 또한, 프레임(2)의 하측에는 리어 액슬 측과 연결되는 스테빌라이저 바아(7)가 구비된다. 스테빌라이저 바아(7)는 차량의 선회 주행 시, 좌우 양측 차륜이 상대적으로 상하 운동하는 경우에 비틀려지면서 그 때에 발생하는 스프링 복원력으로 차체의 기울기를 감소시키는 즉, 차체의 롤링을 저감시키는 기능을 하게 된다.Between the frame 2 and the rear axle, a shock absorber 6 having an appropriate damping force is installed in the vertical direction. A stabilizer bar 7 connected to the rear axle side is provided on the lower side of the frame 2. The stabilizer bar 7 has a function of reducing the inclination of the vehicle body due to the spring restoring force generated at that time, that is, the function of reducing the rolling of the vehicle body, when the left and right wheels are relatively vertically moved during turning of the vehicle .

따라서, 차량의 주행 시, 리프 스프링(1)은 노면 조건과 부하 중량에 의해서 완충 기능을 수행하고, 쇽 업소버(6)는 노면 조건으로부터 발생되는 진동을 약화시키도록 작동한다. 그리고 스테빌라이저 바아(7)는 차량의 선회 주행 시, 리프 스프링(1)의 롤 강성을 증대시키도록 작동한다.Therefore, when the vehicle is running, the leaf spring 1 performs the damping function by the road surface condition and the load weight, and the shock absorber 6 operates to weaken the vibration generated from the road surface condition. The stabilizer bar 7 is operated to increase the roll stiffness of the leaf spring 1 when the vehicle is turning.

그러나, 상기와 같은 차량용 현가장치는 스프링 강판들이 겹쳐진 리프 스프링을 구비함에 따라, 차량의 경량화를 도모할 수 없다. 또한, 종래 기술에서는 차량의 주행 중에 쇽 업소버의 감쇠력을 변경할 수 없기 때문에, 노면 외란에 의한 진동이나 진폭이 바뀌게 되면 그에 맞는 최적화 된 감쇠력 구현이 어려워 승차감의 저하를 유발할 수 있다.However, since the above-described suspension device for a vehicle is provided with a leaf spring in which the spring steel plates are stacked, the weight of the vehicle can not be reduced. Further, in the prior art, since the damping force of the shock absorber can not be changed while the vehicle is running, if the vibration or amplitude caused by the road surface disturbance changes, it is difficult to realize optimized damping force corresponding thereto.

더 나아가, 종래 기술에서는 노면 외란에 의한 진동을 리프 스프링의 스프링 강판들 간 마찰력과, 쇽 업소버의 감쇠력 등의 에너지 소모를 통해 흡수하기 때문에, 에너지의 효율적 사용 측면에서 불리하다.Furthermore, in the prior art, the vibration due to the road surface disturbance is absorbed through the energy consumption such as the frictional force between the spring steel plates of the leaf spring and the damping force of the shock absorber.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명의 예시적인 실시 예들은 기존의 스프링 강판들로 이루어진 리프 스프링을 복합소재의 판 스프링으로 대체하여 차량의 경량화를 도모할 수 있도록 한 차량용 현가장치를 제공하고자 한다.The exemplary embodiments of the present invention are intended to provide a vehicular suspension device capable of reducing the weight of a vehicle by replacing leaf springs made of conventional spring steel plates with leaf springs made of composite material.

또한, 본 발명의 예시적인 실시 예들은 노면 외란에 의한 진동이나 진폭에 따라 감쇠력의 변경을 구현할 수 있고, 노면의 진동을 감쇠시키기 위해 소모되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 차량용 현가장치를 제공한다.Further, exemplary embodiments of the present invention provide a vehicle suspension device capable of realizing a change in damping force according to vibration or amplitude due to road surface disturbance, and efficiently utilizing the energy consumed to attenuate the vibration of the road surface.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 차량용 현가장치는, ⅰ)차체의 길이 방향을 따라 상기 차체 측의 프레임과 액슬 측에 고정되되, 일측 단부는 상기 프레임의 전방 측에 고정되고, 다른 일측 단부는 상기 프레임의 후방 측에 양 방향으로 회전 가능하게 구비된 상부 롤러 및 하부 롤러 사이에 배치되는 단판의 복합소재 스프링과, ⅱ)상기 상부 롤러 및 하부 롤러에 연결되게 설치되며, 상기 상부 롤러 및 하부 롤러가 어느 한쪽 방향으로 회전할 때 전기 에너지를 발생시키는 발전기와, ⅲ)상기 프레임과 액슬 측에 연결되며, 상기 발전기에서 발생된 전기 에너지를 전자제어유니트(ECU)를 통하여 인가받는 자기 유변 유체를 충진하고 있는 쇽 업소버를 포함할 수 있다.The vehicle suspension according to the exemplary embodiment of the present invention is characterized in that: (i) the frame is fixed to the frame side and the axle side of the vehicle body side along the longitudinal direction of the vehicle body, one end portion is fixed to the front side of the frame, A composite spring of a single plate disposed between an upper roller and a lower roller rotatably provided in both directions on the rear side of the frame, ii) a lower roller disposed to be connected to the upper roller and the lower roller, A generator for generating electrical energy when the motor rotates in either direction; and iii) charging a magnetorheological fluid, which is connected to the frame and an axle, and receives electrical energy generated from the generator through an electronic control unit And a shock absorber that is engaged with the shock absorber.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 복합소재 스프링의 중앙부는 U 볼트를 통해 액슬 측에 고정될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the center portion of the composite material spring may be fixed to the axle side through the U bolts.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 복합소재 스프링은 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 혹은 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 소재의 레이어들이 적층된 판 스프링 타입으로 구비될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the composite material spring may be formed by stacking layers of fiber reinforced plastic (FRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP) And may be a plate spring type.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 복합소재 스프링은, 상기 레이어들이 감싸고 있는 고정 핀이 상기 일측 단부에 구비될 수 있다.Further, in the vehicular suspension device according to the embodiment of the present invention, the composite material spring may be provided at one side end with a fixing pin enclosing the layers.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 복합소재 스프링의 일측 단부는 상기 고정 핀을 통하여 상기 프레임에 고정될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, one end of the composite material spring may be fixed to the frame through the fixing pin.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 프레임에는 상기 복합 스프링의 일측 단부를 고정하기 위한 상부 브라켓 및 하부 브라켓이 설치될 수 있다.Further, in the vehicle suspension according to the embodiment of the present invention, the frame may be provided with an upper bracket and a lower bracket for fixing one end of the composite spring.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 복합소재 스프링의 일측 단부는 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓 사이에 고정될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, one end of the composite material spring may be fixed between the upper bracket and the lower bracket.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓은 상기 복합소재 스프링의 일측 단부를 사이에 두고 서로 합쳐지며 상기 고정 핀이 끼워지는 핀 홀이 형성될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the upper bracket and the lower bracket may be joined together with one side end of the composite material spring interposed therebetween, and a pin hole into which the fixing pin is inserted may be formed .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 브라켓에는 상기 복합소재 스프링의 일측 단부 상면을 지지하는 상부 라운드 단이 형성될 수 있다.In the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the upper bracket may have an upper round end for supporting the upper surface of one end of the composite spring.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 하부 브라켓에는 상기 복합소재 스프링의 일측 단부 하면을 지지하는 하부 라운드 단이 형성될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the lower bracket may be provided with a lower round end for supporting the lower end of the one end of the composite spring.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 서로 결합된 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓은 한쪽이 폐쇄되고, 다른 한쪽은 개방되며, 그 개방 단에 상기 상부 라운드 단 및 하부 라운드 단을 형성할 수 있다.Further, in the vehicle suspension according to the embodiment of the present invention, one of the upper bracket and the lower bracket coupled to each other is closed and the other is opened, and the upper and lower round ends .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 롤러 및 하부 롤러는 롤러 브라켓을 통해 상기 프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있다.Further, in the vehicle suspension according to the embodiment of the present invention, the upper roller and the lower roller may be rotatably installed in the frame through a roller bracket.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 상부 롤러는 상기 복합소재 스프링의 다른 일측 단부 상면과 면 접촉하고, 상기 하부 롤러는 상기 복합소재 스프링의 다른 일측 단부 하면과 면 접촉 가능하게 구비될 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the upper roller is in surface contact with the upper surface of the other end of the composite spring, and the lower roller is in contact with the other lower surface of the composite spring .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 발전기는 상기 상부 롤러 및 하부 롤러와 각각 연결되며, 상기 롤러 브라켓에 설치될 수 있다.Further, in the vehicle suspension system according to the embodiment of the present invention, the generator may be connected to the upper roller and the lower roller, respectively, and may be installed in the roller bracket.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 발전기는 상기 복합소재 스프링이 탄성 변형하며, 상기 복합소재 스프링의 다른 일측 단부에 의해 상기 상부 롤러가 시계방향으로 회전하고, 상기 하부 롤러가 반 시계방향으로 회전하는 때 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the generator is elastically deformed by the composite spring, the upper roller is rotated clockwise by the other end of the composite spring, Electric energy can be generated when the roller rotates counterclockwise.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 쇽 업소버는 상기 프레임과 연결되며, 내부에 상기 자기 유변 유체가 충진된 실린더와, 상기 액슬 측과 연결되고, 상기 실린더의 내부에 이동 가능하게 배치되는 피스톤 조립체를 포함할 수 있다.Further, in the vehicular suspension according to the embodiment of the present invention, the shock absorber is connected to the frame, and includes a cylinder filled with the magnetorheological fluid and a cylinder connected to the axle side, And may include a piston assembly that is movably disposed.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치에 있어서, 상기 피스톤 조립체는 상기 실린더의 내부를 상부 챔버 및 하부 챔버로 구획하고, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 상호 연결하는 오리피스 유로를 형성하고 있는 피스톤 헤드와, 상기 피스톤 헤드와 연결되며, 상기 액슬 측과 연결되는 피스톤 로드를 포함할 수 있다.Further, in the vehicle suspension according to the embodiment of the present invention, the piston assembly defines an upper chamber and a lower chamber, and an orifice passage that interconnects the upper chamber and the lower chamber, A piston head, and a piston rod connected to the piston head and connected to the axle side.

본 발명의 예시적인 실시 예는 기존의 스프링 강판들로 이루어진 리프 스프링을 단판의 복합소재 스프링으로 변경함에 따라 차량의 경량화를 도모할 수 있다.The exemplary embodiment of the present invention can reduce the weight of the vehicle by changing the leaf spring composed of the existing spring steel plates to the composite spring of the single plate.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 복합소재 스프링의 거동 시 소모되는 에너지를 발전기를 통하여 전기 에너지로 변환하고, 그 전기 에너지를 이용하여 쇽 업소버의 감쇠력을 제어할 수 있으므로, 노면 외란에 의한 진동을 감쇠시키기 위해 소모되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있고, 추가적인 전력 손실 없이 쇽 업소버에 의한 차량의 거동자세 안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the energy consumed in the movement of the composite spring is converted into electric energy through the generator, and the damping force of the shock absorber can be controlled by using the electric energy, So that it is possible to improve the stability and ride comfort of the vehicle by using the shock absorber without additional power loss.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 리프 스프링을 적용한 일반적인 현가장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 복합소재 스프링 고정 브라켓 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 발전 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 쇽 업소버를 개략적으로 도시한 도면이다These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a view showing an example of a general suspension device to which a leaf spring is applied.
2 and 3 are views showing a suspension for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a composite material spring fixing bracket structure applied to a vehicular suspension device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a power generation structure applied to a vehicular suspension device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing a shock absorber applied to a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of components are categorized into the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...부", " "...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.Also, the terms " unit, "" part," " means, "and the like, which are described in the specification, refer to a unit of a comprehensive configuration that performs at least one function or operation.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치를 도시한 도면이다.2 and 3 are views showing a suspension for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치(100)는 차체와 차축 사이를 연결하여 차량의 중량을 지지하고, 노면 외란(예를 들면, 범프 및 리바운드)에 의해 차륜에서 발생되는 진동을 흡수하기 위한 것이다.2 and 3, the vehicle suspension system 100 according to the embodiment of the present invention supports the weight of the vehicle by connecting the vehicle body and the axle, and detects the presence of the vehicle by a road surface disturbance (for example, bump and rebound) To absorb vibration generated in the wheel.

예를 들면, 상기 차량용 현가장치(100)는 일체식 현가장치로서, 상용차량, 버스 등의 리어 액슬 측에 구성되는 리어 현가장치에 적용될 수 있다. 이러한 현가장치(100)는 차체의 좌우 측 부위로 그 차체의 길이 방향을 따라 배치된 사이드 프레임(10)(이하에서는 편의 상, 프레임이라고 한다)에 길이 방향을 따라 구성되며, 리어 액슬(도면에 도시되지 않음)의 양측에 장착될 수 있다.For example, the vehicular suspension device 100 is an integral suspension device, and can be applied to a rear suspension device configured on the rear axle side of a commercial vehicle, a bus, or the like. Such a suspension device 100 is constituted by a side frame 10 (hereinafter referred to as a frame for convenience) that is disposed along the longitudinal direction of the vehicle body to the left and right sides of the vehicle body along the longitudinal direction, (Not shown).

본 발명의 실시 예에 따른 상기 차량용 현가장치(100)는 기존의 스프링 강판들로 이루어진 리프 스프링을 복합소재의 판 스프링으로 대체하여 차량의 경량화를 도모할 수 있는 구조로 이루어진다.The vehicle suspension apparatus 100 according to the embodiment of the present invention has a structure in which a leaf spring composed of conventional spring steel plates is replaced with a leaf spring of a composite material to reduce the weight of the vehicle.

또한, 본 발명의 실시 예는 노면 외란에 의한 진동이나 진폭에 따라 감쇠력의 변경을 구현할 수 있고, 노면 외란에 의한 진동을 감쇠시키기 위해 소모되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있는 차량용 현가장치(100)를 제공한다.In addition, the embodiment of the present invention can be applied to a vehicle suspension system 100 capable of realizing a change in damping force according to vibration or amplitude due to road surface disturbance and efficiently utilizing energy consumed for damping vibrations due to road surface disturbance to provide.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치(100)는 기본적으로, 복합소재 스프링(30), 발전기(60) 및 쇽 업소버(80)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.For this purpose, the vehicular suspension device 100 according to the embodiment of the present invention basically includes a composite material spring 30, a generator 60, and a shock absorber 80, which will be described below by structure.

본 발명의 실시 예에서, 상기 복합소재 스프링(30)은 기존 스프링 강판들이 겹쳐진 리프 스프링의 대체 구조로서, 복합소재로 이루어진 단판의 판 스프링 타입으로 구비된다.In the embodiment of the present invention, the composite material spring 30 is a leaf spring type of a single plate made of a composite material as an alternative structure of a leaf spring in which existing spring steel plates are overlapped.

예를 들면, 상기 복합소재 스프링(30)은 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastic) 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 소재로 이루어진다.For example, the composite material spring 30 is made of fiber reinforced plastic (FRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

더 나아가, 상기 복합소재 스프링(30)은 섬유 강화 플라스틱(FRP) 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 소재의 레이어(31)들을 적층한 단판의 판 스프링으로 구비된다.Further, the composite material spring 30 is provided with a single plate leaf spring in which layers 31 of fiber reinforced plastic (FRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are laminated.

이러한 플라스틱 복합소재는 섬유소재를 강화재로 하며, 고강도 고탄성의 경량 구조재로 주목 받고 있는 첨단 복합 재료이고, 경량 구조용 재료로서 뛰어난 특성을 갖고 있다.These plastic composite materials are fiber materials as reinforcing materials, and they are high-tech composite materials attracting attention as high-strength, high-elasticity, light-weight structural materials, and have excellent characteristics as lightweight structural materials.

그리고, 상기 플라스틱 복합소재는 스틸 소재 대비 강도 및 탄성율이 우수하고 반복 피로에 뛰어나며, 열팽창 계수가 작기 때문에 치수 안정성이 뛰어나고, 전기 전도성, 내식성, 진동 감쇠 성능이 우수한 특성도 있다.The plastic composite material has excellent strength and elastic modulus as compared with steel material, excellent in repetition fatigue, excellent in dimensional stability due to small thermal expansion coefficient, and excellent in electrical conductivity, corrosion resistance and vibration damping performance.

본 발명의 실시 예에서, 상기 복합소재 스프링(30)은 차체의 길이 방향을 따라 그 차체 측의 프레임(10)과 리어 액슬 측에 고정되게 설치된다.In the embodiment of the present invention, the composite spring 30 is fixed to the frame 10 on the vehicle body side and the rear axle side along the longitudinal direction of the vehicle body.

구체적으로, 상기 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 고정 단으로서 프레임(10)의 전방 측에 고정되고, 다른 일측 단부는 자유 단으로서 프레임(10)의 후방 측에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. 그리고 상기 복합소재 스프링(30)의 중앙부는 U 볼트(33)를 통해 리어 액슬 측에 고정된다.More specifically, one end of the composite spring 30 is fixed to the front side of the frame 10 as a fixed end, and the other end is connected to the rear side of the frame 10 as a free end so as to be slidable in the front- do. And the central portion of the composite spring 30 is fixed to the rear axle side through the U bolts 33. [

상기한 U 볼트(33)를 통하여 복합소재 스프링(30)을 리어 액슬 측에 고정하는 구성은 기존의 리프 스프링 고정 구조와 같으므로, 본 명세서에서 그 구성의 자세한 설명은 생략하기로 한다.The configuration in which the composite spring 30 is fixed to the rear axle side via the U bolts 33 is the same as that of the conventional leaf spring fixing structure, and thus a detailed description of the configuration will be omitted herein.

여기서, 상기 복합소재 스프링(30)은 섬유 강화 플라스틱(FRP) 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 소재의 레이어(31)들을 다수 적층하여 이루어지는 바, 복합소재 스프링(30)의 일측 단부에는 그 일측 단부를 프레임(10)에 고정하기 위한 고정 핀(35)을 구비하고 있다. 상기 고정 핀(35)은 섬유 강화 플라스틱(FRP) 또는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 소재의 적층된 레이어(31)들에 의해 감싸인 형태로 구비된다.The composite material spring 30 is formed by stacking a plurality of layers 31 of a fiber reinforced plastic (FRP) or a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material. At one end of the composite spring 30, And a fixing pin 35 for fixing the frame 10 to the frame 10. The fixing pin 35 is provided in a form enclosed by laminated layers 31 made of fiber reinforced plastic (FRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

이와 같은 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 고정 핀(35)을 통하여 프레임(10)의 전방 측에 고정되는 바, 그 프레임(10)에는 복합소재 스프링(30)의 일측 단부를 고정 핀(35)을 통하여 프레임(10)에 고정하기 위한 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)이 설치된다.One end of the composite spring 30 is fixed to the front side of the frame 10 through a fixing pin 35. One end of the composite spring 30 is fixed to the frame 10 by a fixing pin An upper bracket 41 and a lower bracket 42 are provided for fixing the frame 10 to the frame 10 through the upper and lower brackets 35 and 35.

상기 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 상부 브라켓(41)및 하부 브라켓(42) 사이에 고정된다. 이러한 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)은 복합소재 스프링(30)의 일측 단부를 사이에 두고 서로 합쳐지며 그 일측 단부의 고정 핀(35)이 끼워지는 핀 홀(43)이 형성된다.One end of the composite spring 30 is fixed between the upper bracket 41 and the lower bracket 42. The upper bracket 41 and the lower bracket 42 are joined together with one side end of the composite spring 30 interposed therebetween and a pin hole 43 into which the fixing pin 35 at one end is inserted is formed.

이에 상기 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42) 사이에서 이들 브라켓에 의해 감싸이며, 고정 핀(35)이 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)의 핀 홀(43)에 끼워짐으로써 프레임(10)의 전방 측에 고정될 수 있다.One end portion of the composite spring 30 is wrapped between the upper bracket 41 and the lower bracket 42 by these brackets and the fixing pin 35 is engaged with the upper bracket 41 and the lower bracket 42 And can be fixed to the front side of the frame 10 by being fitted in the pin holes 43.

즉, 상기 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)과, 고정 핀(35)을 통하여 프레임(10)의 전방 측에 고정됨에 따라, 그 프레임(10)으로부터 이탈되거나 회전이 발생하지 않게 된다.One end of the composite spring 30 is fixed to the front side of the frame 10 through the upper bracket 41 and the lower bracket 42 and the fixing pin 35, And no rotation occurs.

상기의 서로 결합된 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)은 복합소재 스프링(30)의 일측 단부를 사이에 두고 한쪽(전방 측)이 폐쇄되고, 다른 한쪽(후방 측)은 개방된 타입으로 구비된다.The upper bracket 41 and the lower bracket 42 coupled to each other are closed at one side (front side) with one side end of the composite spring 30 interposed therebetween, and the other side (rear side) Respectively.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기한 상부 브라켓(41)의 개방 단에는 복합소재 스프링(30)의 일측 단부 상면을 지지하는 상부 라운드 단(45)을 형성하고 있으며, 하부 브라켓(42)의 개방 단에는 복합소재 스프링(30)의 일측 단부 하면을 지지하는 하부 라운드 단(47)을 형성하고 있다.4, an upper round end 45 is formed at the open end of the upper bracket 41 to support the upper surface of one end of the composite spring 30, A lower round end 47 for supporting a lower end of the composite spring 30 is formed.

이와 같이 상기 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)에 상부 라운드 단(45) 및 하부 라운드 단(47)을 형성하는 이유는 노면 외란에 의한 휠 스트로크(wheel stroke) 발생 시, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형으로 인해 복합소재 스프링(30)의 일측 단부 상면 및 하면이 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)에 의해 마모되거나 그 상면 및 하면으로 하중이 집중되는 것을 방지하기 위함이다.The reason why the upper and lower round ends 45 and 47 are formed on the upper bracket 41 and the lower bracket 42 is that when a wheel stroke occurs due to a road surface disturbance, 30 are prevented from being worn by the upper bracket 41 and the lower bracket 42 or concentrated on the upper surface and the lower surface due to the elastic deformation of the upper and lower brackets 41,

한편, 상기와 같은 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(10)의 후방 측에 양 방향으로 회전 가능하게 구비된 상부 롤러(51) 및 하부 롤러(52) 사이에 배치된다. 이는 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형에 의한 스프링 길이 변화를 흡수하기 위함이다.2 and 3, the other end of the composite spring 30 may include an upper roller 51 and a lower roller 51. The upper roller 51 and the lower roller 51 are rotatable in both directions on the rear side of the frame 10, Rollers 52 as shown in FIG. This is to absorb a change in the spring length due to the elastic deformation of the composite spring 30 when a wheel stroke occurs due to the road surface disturbance.

상기 상부 롤러(51) 및 하부 롤러(52)는 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부를 사이에 두고 상하 방향으로 이격되게 배치되며, 롤러 브라켓(53)을 통하여 프레임(10)에 양 방향으로 회전 가능하게 설치된다.The upper roller 51 and the lower roller 52 are vertically spaced apart from each other with the other end of the composite spring 30 interposed therebetween. And is rotatably installed.

여기서, 상기 상부 롤러(51)는 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부 상면과 면 접촉하고, 하부 롤러(52)는 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부 하면과 면 접촉하며, 양 방향으로 회전 가능하게 된다.Here, the upper roller 51 is in surface contact with the upper surface of the other end of the composite spring 30, the lower roller 52 is in surface contact with the other end surface of the composite spring 30, And is rotatable.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 발전기(60)는 회전 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 제너레이터로서, 상부 롤러(51) 및 하부 롤러(52)가 어느 한쪽 방향으로 회전할 때 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, in the embodiment of the present invention, the generator 60 is a generator for converting rotational kinetic energy into electric energy, in which the upper roller 51 and the lower roller 52 rotate in either direction It is possible to generate electric energy.

상기 발전기(60)는 상부 롤러(51) 및 하부 롤러(52)와 각각 연결되며, 위에서 언급한 바 있는 롤러 브라켓(53)에 설치된다. 이러한 발전기(60)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 제너레이터로 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The generator 60 is connected to the upper roller 51 and the lower roller 52 and is installed in the roller bracket 53 described above. Such a generator 60 is made up of a generator of a well-known technology well known in the art, so that a detailed description thereof will be omitted herein.

여기서, 상기 발전기(60)는 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 도 5에 도시된 바와 같이, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형에 의해 그 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부가 도면에 실선 화살표로 표시된 방향(전방 측)으로 진행할 때, 상부 롤러(51)가 시계방향(실선 화살표로 표시)으로 회전하고, 하부 롤러(52)가 반 시계방향(실선 화살표로 표시)으로 회전하면서 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.5, when the wheel stroke occurs due to the surface disturbance, the other end of the composite spring 30 is elastically deformed by the elastic deformation of the composite spring 30, The upper roller 51 rotates in a clockwise direction (indicated by a solid line arrow) and the lower roller 52 rotates in a counterclockwise direction (indicated by a solid arrow in the figure) Energy can be generated.

그리고, 상기 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형에 의해 그 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부가 도면에 점선 화살표로 표시된 방향(후방 측)으로 진행할 때, 상부 롤러(51)는 반 시계방향(점선 화살표로 표시)으로 회전하고, 하부 롤러(52)는 시계방향(점선 화살표로 표시)으로 회전하는데, 이때 발전기(60)는 전기 에너지를 발생시키지 않는다.When the other end of the composite spring 30 advances toward the direction indicated by the dotted arrow in the drawing (rear side) by the elastic deformation of the composite spring 30, the upper roller 51 rotates counterclockwise (Indicated by the dotted arrow), and the lower roller 52 rotates clockwise (indicated by the dotted arrow), at which time the generator 60 does not generate electrical energy.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 쇽 업소버(80)는 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 충격에 의한 진동이나 진폭을 감쇠시키기 위한 것이다.Referring to FIGS. 2 and 3, in the embodiment of the present invention, the shock absorber 80 is for attenuating vibrations or amplitudes due to shocks when a wheel stroke occurs due to road surface disturbance.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치에 적용되는 쇽 업소버를 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a schematic view of a shock absorber applied to a vehicle suspension according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 쇽 업소버(80)는 프레임(10)과 리어 액슬 측에 연결되며, 발전기(60)에서 발생되는 전기 에너지를 전자제어유니트(ECU)를 통하여 인가받는 자기 유변 유체(Magneto Rheological Fluid) (MR)를 충진하고 있다.3 and 6, the shock absorber 80 according to the embodiment of the present invention is connected to the frame 10 and the rear axle side, and the electric energy generated in the generator 60 is transmitted to the electronic control unit ECU (MR), which is applied through a magnetron.

이러한 쇽 업소버(80)는 실린더(81)와 피스톤 조립체(83)를 포함한다. 상기 실린더(81)는 예를 들어, 상단이 폐쇄되고, 하단이 개방되며, 내부 공간을 지닌 원통 형상으로 구비된다. 상기 쇽 업소버(80)는 프레임(10)과 연결되고, 내부 공간에는 자기 유변 유체(MR)가 충진된다.The shock absorber 80 includes a cylinder 81 and a piston assembly 83. The cylinder 81 is, for example, a cylindrical shape having an upper end closed, a lower end opened, and an inner space. The shock absorber 80 is connected to the frame 10, and the inner space is filled with a magnetorheological fluid (MR).

상기 피스톤 조립체(83)는 리어 액슬 측과 연결되고, 실린더(81)의 내부에 상하 방향으로 이동 가능하게 결합된다. 이러한 피스톤 조립체(83)는 피스톤 헤드(85) 및 피스톤 로드(87)를 포함한다.The piston assembly 83 is connected to the rear axle side and is movably coupled to the inside of the cylinder 81 in the vertical direction. This piston assembly 83 includes a piston head 85 and a piston rod 87.

상기 피스톤 헤드(85)는 실린더(81)의 내부에서 그 실린더(81)의 내주 면에 밀착되게 배치되며, 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 구비된다. 상기 피스톤 헤드(85)는 외주 연 측에 피스톤 링(도면에 도시되지 않음)이 설치되어 있다. 그리고 상기 피스톤 헤드(85)는 실린더(81)의 내부를 상부 챔버(82a)와 하부 챔버(82b)로 각각 구획한다.The piston head 85 is disposed inside the cylinder 81 in close contact with the inner circumferential surface of the cylinder 81 and is reciprocally movable in the up-down direction. The piston head 85 is provided with a piston ring (not shown) on the outer peripheral side. The piston head 85 divides the inside of the cylinder 81 into an upper chamber 82a and a lower chamber 82b.

상기 피스톤 헤드(85)는 실린더(81) 내부의 상부 챔버(82a)와 하부 챔버(82b)를 상호 연결(연통)하며, 자기 유변 유체(MR)를 유동시키는 적어도 하나의 오리피스 유로(86)를 형성하고 있다.The piston head 85 communicates (communicates) the upper chamber 82a and the lower chamber 82b inside the cylinder 81 and has at least one orifice passage 86 for flowing the magnetorheological fluid MR .

상기 피스톤 로드(87)는 리어 액슬 측으로부터 진동 또는 충격력이 입력되는 것으로, 실린더(81)의 내측에서 피스톤 헤드(85)와 연결되고, 리어 액슬 측과 연결된다. 상기 피스톤 로드(87)는 실린더(81)의 하단을 통해 피스톤 헤드(85)와 연결되며, 실린더(81)의 내주 면에 밀착되게 배치된다.The piston rod 87 is connected to the piston head 85 at the inside of the cylinder 81 and to the rear axle side by inputting vibration or impact force from the rear axle side. The piston rod 87 is connected to the piston head 85 through the lower end of the cylinder 81 and is disposed in close contact with the inner circumferential surface of the cylinder 81.

따라서, 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 피스톤 로드(87)를 통해 리어 액슬 측으로부터 진동 또는 충격력이 입력되면, 실린더(81) 내부의 피스톤 헤드(85)는 상하 방향으로 이동되고, 이에 따라 실린더(81) 내부의 자기 유변 유체(MR)는 피스톤 헤드(85)의 오리피스 유로(86)를 통해 상부 챔버(82a)와 하부 챔버(82b)로 유동된다.Therefore, when vibration or impact is inputted from the rear axle side through the piston rod 87 when a wheel stroke occurs due to the road surface disturbance, the piston head 85 inside the cylinder 81 moves in the vertical direction, The magnetorheological fluid MR in the chamber 81 flows into the upper chamber 82a and the lower chamber 82b through the orifice passage 86 of the piston head 85. [

이에 본 발명의 실시 예에 의한 상기 쇽 업소버(80)는 실린더(81) 내부에서의 피스톤 헤드(85)의 이동에 따른 자기 유변 유체(MR)의 유동에 의해 상부 챔버(82a)와 하부 챔버(82b) 사이에 압력 차가 발생하게 되고, 그 압력 차에 의해 진동 또는 충격력을 감소시키는 감쇠력을 발생시킬 수 있다.The shock absorber 80 according to the embodiment of the present invention is capable of moving the upper and lower chambers 82a and 82b by the flow of the magnetorheological fluid MR in accordance with the movement of the piston head 85 in the cylinder 81 82b, and a damping force for reducing the vibration or the impact force can be generated by the pressure difference.

한편, 본 발명의 실시 예에 적용되는 자기 유변 유체(MR)는 합성 탄화수소 액체에 자성(magnetism)을 갖는 부드러운 입자가 혼합된 현택 액으로서, 주변에 자기장이 형성됐는지 여부 및 자기장의 세기에 따라 전단응력(shear stress)이 달라지는 특성을 갖고 있다. 즉, 상기 자기 유변 유체(MR)는 나노 사이즈의 자성 입자를 특수 코팅하여 오일에 혼합하였을 때 가라앉지 않게 만든 것으로, 자기장 하에서 상기 자성 입자가 배열하여 체인을 형성함으로써 유체의 점도가 증가하는 특성을 갖고 있다. 상기 자기 유변 유체(MR)는 당 업계에 널리 알려진 공지 기술의 조성물로 이루어지므로, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the magnetorheological fluid (MR) applied to the embodiment of the present invention is a contact liquid in which soft particles having a magnetism are mixed in a synthetic hydrocarbon liquid, And the shear stress is varied. That is, the magnetorheological fluid (MR) has a characteristic that the viscosity of the fluid is increased by forming a chain by arranging the magnetic particles under a magnetic field so as not to sink when the nano-sized magnetic particles are specifically coated and mixed with the oil. I have. Since the magnetorheological fluid (MR) is made of a known composition well known in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

본 발명의 실시 예에서, 이와 같은 자기 유변 유체(MR)는 발전기(60)에서 발생되는 전기 에너지를 전자제어유니트(ECU)를 통하여 인가받아 빙햄 유체의 거동으로 전단 응력이 발생되어 피스톤 헤드(85)의 오리피스 유로(86)를 통한 유동량이 조절될 수 있다.In the embodiment of the present invention, such a magnetorheological fluid (MR) is supplied with electric energy generated in the generator (60) through the electronic control unit (ECU), and shear stress is generated by the behavior of the Bingham fluid, The flow rate through the orifice passage 86 can be adjusted.

도면에서 미 설명된 참조부호 90은 프레임(10)의 하측에서 리어 액슬 측과 연결되며, 차량의 선회 주행 시, 좌우 양측 차륜이 상대적으로 상하 운동하는 경우에 비틀려지면서 그 때에 발생하는 스프링 복원력으로 차체의 롤링을 저감시키는 스테빌라이저 바아를 나타낸다.Reference numeral 90, which is not shown in the drawings, is connected to the rear axle side from the lower side of the frame 10, and is twisted when the left and right wheels move relatively up and down when the vehicle is turning, And a stabilizer bar for reducing the rolling of the vehicle body.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the vehicle suspension system 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

우선, 본 발명의 실시 예에서 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 복합소재 스프링(30)은 리어 액슬에 의해 탄성 변형되면서 노면 외란에 의한 진동이나 충격을 완충시킬 수 있다.First, in the embodiment of the present invention, when a wheel stroke occurs due to a road surface disturbance, the composite spring 30 is elastically deformed by the rear axle, so that vibrations and shocks due to road surface disturbance can be buffered.

여기서, 상기 복합소재 스프링(30)의 일측 단부는 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42), 그리고 고정 핀(35)을 통하여 프레임(10)의 전방 측에 고정됨에 따라, 그 프레임(10)으로부터 이탈되거나 회전이 발생하지 않게 된다.One end of the composite spring 30 is fixed to the front side of the frame 10 through the upper bracket 41 and the lower bracket 42 and the fixing pin 35, And no rotation occurs.

한편, 종래 기술에서는 리프 스프링의 일측 단부를 프레임의 전방 측에 회전 가능하게 결합함에 따라, 리프 스프링 중앙부의 회전 각이 커지게 되어, 토크의 변화 및 변속기에서 발생되는 반력에 의해 리어 액슬이 회전되는 것을 방지하여 리프 스프링을 꼬이게 하는 와인드 업(Wind-Up) 현상이 발생할 수 있다.On the other hand, according to the related art, as one end of the leaf spring is rotatably coupled to the front side of the frame, the rotation angle of the leaf spring central portion becomes large, and the rear axle is rotated by a change in torque and a reaction force generated in the transmission And a wind-up phenomenon that twists the leaf spring may occur.

그러나, 본 발명의 실시 예에서는 복합소재 스프링(30)의 일측 단부를 프레임(10)의 전방 측에 고정함에 따라, 그 복합소재 스프링(30) 중앙부의 회전 각이 작아지게 되어 복합소재 스프링(30)의 와인드 업 현상을 최소화 할 수 있고, 이로 인하여 제동 쏠림을 줄일 수 있다.However, according to the embodiment of the present invention, by fixing one end of the composite spring 30 to the front side of the frame 10, the rotation angle of the center of the composite spring 30 becomes small, ) Can be minimized, thereby reducing the braking force.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)에 상부 라운드 단(45) 및 하부 라운드 단(47)을 각각 형성함에 따라, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형 시 복합소재 스프링(30)의 일측 단부 상면 및 하면이 상부 브라켓(41) 및 하부 브라켓(42)에 의해 마모되거나 그 상면 및 하면으로 하중이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해 본 발명의 실시 예에서는 복합소재 스프링(30)의 내구성을 향상시킬 수 있다.The upper and lower round ends 45 and 47 are formed in the upper bracket 41 and the lower bracket 42 so that the composite material spring 30 is elastically deformed It is possible to prevent the upper surface and the lower surface of one end portion of the composite spring 30 from being worn by the upper bracket 41 and the lower bracket 42 or concentrating the load on the upper and lower surfaces thereof. Thus, in the embodiment of the present invention, the durability of the composite spring 30 can be improved.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 노면 외란에 의한 휠 스트로크 발생 시, 큰 진동이나 진폭에 의해 쇽 업소버(80)의 피스톤 로드(87)가 인장되는 경우, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형으로 인해 그 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부가 전방 측으로 진행하게 된다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, when the piston rod 87 of the shock absorber 80 is pulled by a large vibration or amplitude at the time of occurrence of a wheel stroke due to the road surface disturbance, the composite spring 30 is elastically deformed The other end of the composite spring 30 advances toward the front side.

이에, 상기 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부를 지지하고 있는 상부 롤러(51)는 시계방향으로 회전하고, 하부 롤러(52)는 반 시계방향으로 회전하게 되며, 이로 인해 발전기(60)는 전기 에너지를 발생시킨다.The upper roller 51 supporting the other end of the composite spring 30 rotates in the clockwise direction and the lower roller 52 rotates in the counterclockwise direction, And generates electric energy.

그러면, 전자제어유니트(ECU)는 쇽 업소버(80)의 자기 유변 유체(MR)로 전기 에너지를 인가하게 되고, 자기 유변 유체(MR)는 빙햄 유체의 거동으로 전단 응력이 발생되어 점성이 높아지게 된다. 따라서, 상기 쇽 업소버(80)는 피스톤 헤드(85)의 오리피스 유로(86)를 통한 유동량을 조절하며 큰 감쇠력을 발생시킴으로써 차량의 거동자세를 빠르게 안정화시킬 수 있다.Then, the electronic control unit ECU applies electric energy to the MR fluid of the shock absorber 80, and the magnetorheological fluid MR generates shear stress due to the behavior of the Bingham fluid, thereby increasing the viscosity . Accordingly, the shock absorber 80 can regulate the amount of flow through the orifice passage 86 of the piston head 85 and generate a large damping force, thereby quickly stabilizing the behavior attitude of the vehicle.

반대로, 노면 조건에 따라 쇽 업소버(80)의 피스톤 로드(87)가 압축되는 경우, 복합소재 스프링(30)의 탄성 변형에 의해 그 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부가 후방 측으로 진행하게 된다.Conversely, when the piston rod 87 of the shock absorber 80 is compressed according to the road surface condition, the other end of the composite spring 30 advances rearward by elastic deformation of the composite spring 30 .

이 경우 상기 복합소재 스프링(30)의 다른 일측 단부를 지지하고 있는 상부 롤러(51)는 반 시계방향으로 회전하고, 하부 롤러(52)는 시계방향으로 회전하게 되는데, 이때 발전기(60)는 전기 에너지를 발생시키지 않는다.In this case, the upper roller 51, which supports the other end of the composite spring 30, rotates counterclockwise, and the lower roller 52 rotates clockwise, And does not generate energy.

그러면, 상기 쇽 업소버(80)는 피스톤 헤드(85)의 오리피스 유로(86)를 통한 자기 유변 유체(MR)의 유동량을 조절하며 작은 감쇠력을 발생시킴으로써 진동이나 충격을 완화시킬 수 있다.The shock absorber 80 controls the flow amount of the magnetorheological fluid MR through the orifice passage 86 of the piston head 85 and generates a small damping force to mitigate vibrations and shocks.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 현가장치(100)에 의하면, 기존의 스프링 강판들로 이루어진 리프 스프링을 단판의 복합소재 스프링(30)으로 변경함에 따라 차량의 경량화를 도모할 수 있다.According to the vehicle suspension system 100 according to the embodiment of the present invention as described above, since the leaf springs made of the conventional spring steel plates are changed to the composite spring 30 of the single plate, the weight of the vehicle can be reduced have.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 복합소재 스프링(30)의 거동 시 소모되는 에너지를 발전기(60)를 통하여 전기 에너지로 변환하고, 그 전기 에너지를 이용하여 쇽 업소버(80)의 감쇠력을 제어할 수 있으므로, 노면 외란에 의한 진동을 감쇠시키기 위해 소모되는 에너지를 효율적으로 활용할 수 있고, 추가적인 전력 손실 없이 쇽 업소버(80)에 의한 차량의 거동자세 안정성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, the energy consumed in the movement of the composite spring 30 is converted into electric energy through the generator 60, and the damping force of the shock absorber 80 can be controlled by using the electric energy Therefore, the energy consumed to attenuate the vibration due to the surface disturbance can be utilized efficiently, and the stability and ride comfort of the vehicle can be improved by the shock absorber 80 without additional power loss.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 발전기(60)에서 발생되는 전기 에너지의 양을 전자제어유닛트(ECU)를 통해 제어하여 쇽 업소버(80)의 자기 유변 유체(MR)로 인가함으로써, 사용자의 요구 조건에 맞는 최적의 성능(차량의 거동자세 안정성 및 승차감)을 구현할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the amount of electric energy generated in the generator 60 is controlled by an electronic control unit (ECU) to be applied to the MR fluid of the shock absorber 80, It is possible to realize optimum performance (stability and ride comfort of the vehicle's behavior attitude) that meets the conditions.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

10: 프레임 30: 복합소재 스프링
31: 레이어 33: U 볼트
35: 고정 핀 41: 상부 브라켓
42: 하부 브라켓 43: 핀 홀
45: 상부 라운드 단 47: 하부 라운드 단
51: 상부 롤러 52: 하부 롤러
53: 롤러 브라켓 60: 발전기
80: 쇽 업소버 81: 실린더
82a: 상부 챔버 82b: 하부 챔버
83: 피스톤 조립체 85: 피스톤 헤드
86: 오리피스 유로 87: 피스톤 로드
90: 스테빌라이저 바아 ECU: 전자제어유니트
MR: 자기 유변 유체10: Frame 30: Composite spring
31: Layer 33: U Bolt
35: fixing pin 41: upper bracket
42: lower bracket 43: pin hole
45: upper round end 47: lower round end
51: upper roller 52: lower roller
53: roller bracket 60: generator
80: Shock absorber 81: Cylinder
82a: upper chamber 82b: lower chamber
83: Piston assembly 85: Piston head
86: Orifice flow path 87: Piston rod
90: stabilizer bar ECU: electronic control unit
MR: Magneto-Rheological Fluid

Claims

The frame is fixed to the frame side and the axle side of the vehicle body along the longitudinal direction of the vehicle body, one end portion is fixed to the front side of the frame and the other end portion is fixed to the upper roller And a composite spring of a single plate disposed between the lower rollers;
A generator connected to the upper roller and the lower roller and generating electrical energy when the upper roller and the lower roller are rotated in either direction; And
A shock absorber connected to the frame and an axle side and filling a magnetorheological fluid received through an electronic control unit (ECU) with electric energy generated from the generator;
And a vehicle suspension device.

The method according to claim 1,
And the central portion of the composite spring is fixed to the axle side via a U-bolt.

The method according to claim 1,
In the composite material spring,
A vehicle suspension device comprising a plate spring type laminated layers of fiber reinforced plastic (FRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

The method according to claim 1,
In the composite material spring,
And a plate spring type laminated layers of fiber reinforced plastic (FRP)
And a fixing pin enclosing the layers is provided at the one end.

5. The method of claim 4,
One end of the composite spring is fixed to the frame through the fixing pin,
And an upper bracket and a lower bracket for fixing one end of the composite spring are installed in the frame.

6. The method of claim 5,
One end of the composite spring is fixed between the upper bracket and the lower bracket,
Wherein the upper bracket and the lower bracket are joined to each other with one side end of the composite spring being interposed therebetween, and a pin hole into which the fixing pin is inserted is formed.

The method according to claim 6,
The upper bracket is formed with an upper round end for supporting the upper surface of one end of the composite spring,
And the lower bracket has a lower round end for supporting a lower end of the one end of the composite spring.

8. The method of claim 7,
Wherein the upper bracket and the lower bracket coupled to each other are closed at one end and opened at the other end to form the upper round end and the lower round end at an open end thereof.

The method according to claim 1,
Wherein the upper roller and the lower roller are rotatably installed in the frame through a roller bracket,
Wherein the upper roller is in surface contact with the upper surface of the other end of the composite spring and the lower roller is in surface contact with the other lower surface of the composite spring.

10. The method of claim 9,
The generator includes:
And is connected to the upper roller and the lower roller, respectively, and is mounted on the roller bracket.

The method according to claim 1,
The generator includes:
Wherein the composite spring is elastically deformed to generate electric energy when the upper roller rotates clockwise by the other end of the composite spring and the lower roller rotates counterclockwise.

The method according to claim 1,
The shock absorber
A cylinder connected to the frame, the cylinder filled with the magnetorheological fluid,
A piston assembly coupled to the axle side and movably disposed within the cylinder,
And a vehicle suspension device.

13. The method of claim 12,
The piston assembly includes:
A piston head partitioning the inside of the cylinder into an upper chamber and a lower chamber and forming an orifice passage for interconnecting the upper chamber and the lower chamber;
A piston rod connected to the piston head and connected to the axle side,
And a vehicle suspension device.