KR20210039007A - 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치에 관한 것으로, 차체의 전방쪽으로 위치되는 스테빌라이저(1)의 중간부 위에 설치되는 롤강성조절장치(10)가, 스태빌라이저바(1)의 외주면에 복수개의 베어링(11)을 매개로 축의 원주방향으로 회전이 가능하도록 설치되는 볼너트(12)와, 이 볼너트(12)의 내주면에 형성된 볼너트안내홈(12a)과 상기 스태빌라이저바(1)의 외주면에 형성된 스태빌라이저바안내홈(1a)내에 구름이동이 가능하도록 설치되는 다수개의 볼작동기(13)와, 상기 볼너트(12)를 감싸면서 스태빌라이저바(1)의 외주면에 압입되어 설치되는 케이스(14)와, 상기 볼너트(12)의 외주면과 나사결합되면서 상기 볼너트(12)를 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 된 볼너트작동기(15)와, 상기 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 검출하는 롤강성측정센서(16)와, 상기 롤강성측정센서(16)로부터 전달받은 입력값에 따라 볼너트작동기(15)를 구동시키도록 제어하는 컨트롤유니트(17)로 구성되어져, 선회주행을 하거나 또는 좌우측 차륜의 범프차이에 의해 롤현상이 발생될 때 롤강성조절장치(10)가 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 증대시키거나 또는 감소시키면서 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 항상 최적의 값으로 유지시키게 되어, 차량의 주행안정성이 향상되면서 내구수명이 증대되도록 된 것이다.

Description

효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치{Efficient Car Stabilizer Bar Device}

본 발명은 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치에 관한 것으로, 특히 차량의 거동상태에 따라 롤강성값이 조절되도록 함으로써 주행안정성을 향상시키고 내구수명도 증대시킬 수 있도록 된 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선회하는 차량은 하중의 이동으로 인해 외측 서스펜션이 크게 휘어져 옆으로 쏠리는 것처럼 기우는데, 도1에 도시된 스태빌라이저바(1)는 좌우 서스펜션(도시않됨)을 연결하여 축방향 토션의 힘을 발생시킴으로써 차량이 옆으로 쏠리는 롤링현상을 최대한 감소시킴은 물론 이로 인해 차량의 자세를 안정화시키는 역할을 수행하게 된다.

이러한, 스태빌라이저바(1)는 초기 차량개발시 차량의 일반적 성능에 맞게 롤강성값이 고정되어 있어 차량의 거동시 입력되는 하중값의 변화에는 반응을 할 수 없도록 되어 있다.

즉, 스태빌라이저바(1)를 단단하게 하면 롤강성이 커져 선회안정성은 향상되지만, 사이드 슬립(side slip)현상이나 또는 언더스티어(under steer)현상 및 오버스티어(over steer)현상이 발생할 수 있는 확률이 높아져서 주행의 안정성이 악화되는 문제점이 있었다.

반대로, 스태빌라이저바(1)를 부드럽게 하여 주면 사이드 슬립현상은 예방할 수 있게 되지만, 차량의 롤값을 제어할 수 없게 되어 차량의 선회안정성 및 승차감이 악화된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 스태빌라이저바의 중간부위에 롤강성조절장치를 설치하여, 차량의 거동상태에 따라 롤강성값이 조절되도록 함으로써 주행안정성을 향상시키고 내구수명도 증대시킬 수 있도록 된 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스태빌라이저바의 구조는, 차체의 전방쪽으로 위치되는 중간부위에 차량의 거동상태에 따라 롤강성값을 조절하여 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 된 롤강성조절장치가 설치되되, 상기 롤강성조절장치가 스태빌라이저바의 외주면에 복수개의 베어링을 매개로 축의 원주방향으로 회전이 가능하도록 설치되는 볼너트와, 이 볼너트의 내주면에 형성된 볼너트안내홈과 상기 스태빌라이저바의 외주면에 형성된 스태빌라이저바안내홈내에 구름이동이 가능하도록 설치되는 다수개의 볼작동기와, 상기 볼너트를 감싸면서 스태빌라이저바의 외주면에 압입되어 설치되는 케이스와, 상기 볼너트의 외주면과 나사결합되면서 상기 볼너트를 스태빌라이저의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 된 볼너트작동기와, 상기 스태빌라이저바의 롤강성을 검출하는 롤강성측정센서와, 상기 롤강성측정센서로부터 전달받은 입력값에 따라 볼너트작동기를 구동시키도록 제어하는 컨트롤유니트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 롤강성조절장치가 스테빌라이저에 설치되게 되면, 선회주행을 하거나 또는 좌우측 차륜의 범프차이에 의해 롤현상이 발생될 때 상기 롤강성조절장치가 스태빌라이저바의 롤강성값을 증대시키거나 또는 감소시키면서 스태빌라이저바의 롤강성값을 항상 최적의 값으로 유지시키게 됨으로써, 차량의 주행안정성이 향상되면서 내구수명도 증대되게 되고 이로 인해 차량의 성능도 향상되는 효과가 있게 된다.

도 1은 일반적으로 사용되는 종래의 스태빌라이저바를 설명하기 위한 사시도,
도 2는 본 발명에 따라 롤강성조절장치가 설치된 스태빌라이저바를 설명하기 위한 사시도,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 부분단면도,
도 4는 본 발명에 따른 롤강성조절장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 종단면도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 롤강성조절장치가 설치된 스태빌라이저바를 설명하기 위한 사시도로서, 본 발명에 따른 스태빌라이저바(1)는 좌우측 서스펜션을 연결하여 축방향 토션의 힘을 발생시킴으로써 차량이 옆으로 쏠리는 롤링현상을 최대한 감소시킴은 물론 이로 인해 차량의 자세를 안정화시키는 역할을 수행하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 스태빌라이저바(1)에는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 거동상태에 따라 롤강성값을 조절하여 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 된 롤강성조절장치(10)가 설치되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 롤강성조절장치(10)는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 스태빌라이저바(1)의 외주면에 복수개의 베어링(11)을 매개로 축의 원주방향으로 회전이 가능하도록 설치되는 볼너트(12)와, 이 볼너트(12)의 내주면에 형성된 볼너트안내홈(12a)과 상기 스태빌라이저바(1)의 외주면에 형성된 스태빌라이저바안내홈(1a)내에 구름이동이 가능하도록 설치되는 다수개의 볼작동기(13)와, 상기 볼너트(12)를 감싸면서 스태빌라이저바(1)의 외주면에 압입되어 설치되는 케이스(14)와, 상기 볼너트(12)의 외주면과 나사결합되면서 상기 볼너트(12)를 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 된 볼너트작동기(15)와, 상기 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 검출하는 롤강성측정센서(16)와, 상기 롤강성측정센서(16)로부터 전달받은 입력값에 따라 볼너트작동기(15)를 구동시키도록 제어하는 컨트롤유니트(17)로 구성되게 된다.

한편, 상기 컨트롤유니트(17)에는 하중에 따라 기준이 되는 스태빌라이저(1)의 롤강성값이 미리 입력되게 된다.

그리고, 상기 볼너트안내홈(12a)과 스태빌라이저바안내홈(1a)은 상기 볼너트(12)의 축방향 중심(C)을 기준으로 일측에는 오른나사방향의 홈을 가지도록 형성되고 타측에는 외나사방향의 홈을 가지도록 형성되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 볼너트(12)의 축방향 중심(C)을 기준으로 양측부에 설치된 볼작동기(13)는 상기 볼너트(12)의 회전방향에 따라 각각 볼너트안내홈(12a) 및 스태빌라이저바안내홈(1a)의 외측방향으로 구름이동되면서 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 향상시킴과 더불어 상기 볼너트안내홈(12a) 및 스태빌라이저바안내홈(1a)의 내측방향으로 구름이동되면서 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 저감시키는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 볼너트작동기(15)는 상기 컨트롤유니트(17)의 제어신호에 따라 전원을 인가받아 선택적으로 구동되는 구동모터(15a)와, 상기 볼너트(12)의 외주면과 나사결합되면서 구동모터(15a)의 동력으로 축의 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 때 상기 볼너트(12)를 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 하는 모터축(15b)으로 구성되게 된다.

한편, 상기 볼너트(12)와 케이스(14)사이에는 볼너트(12)의 회전시 케이스(14)와의 마찰을 최소화하기 위한 윤활부재(18)가 상기 케이스(14)에 구비된 주입구(14a)를 통해 충진되게 된다.

따라서, 선회주행시 또는 좌우측 차륜의 범프차이에 의해 주행중인 차량에 롤현상이 발생하게 되면 이때 롤강성측정센서(16)에 의해 검출된 스태빌라이저바(1)의 롤강성값이 컨트롤유니트(17)로 전송되게 되고, 상기 컨트롤유니트(17)는 차량의 하중에 따라 변화되는 스태빌라이저(1)의 롤강성 기준값과 롤 현상 발생시 롤강성측정센서(16)로부터 전송된 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 비교 분석하게 된다.

이때, 상기 컨트롤유니트(17)에 의해 분석된 스태빌라이저바(1)의 롤강성값이 기준값에 못미치게 되면, 상기 컨트롤유니트(17)는 제어신호를 통해 볼너트작동기(15)를 구동시키게 되고, 상기 볼너트작동기(15)와 연동되어 회전하는 볼너트(12)는 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향중 어느 한 방향으로 회전되게 되며, 이로 인해 볼너트안내홈(12a)과 스태빌라이저바안내홈(1a)내에 설치된 다수개의 볼작동기(13)가 상기 안내홈(12a,1a)을 따라 안내홈(12a,1a)의 외측방향으로 구름이동되면서, 상기 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 점차적으로 증대시켜 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 최적의 상태로 유지시킬 수 있게 된다.

반대로, 상기 컨트롤유니트(17)에 의해 분석된 스태빌라이저바(1)의 롤강성값이 기준값보다 크면, 상기 컨트롤유니트(17)의 제어신호에 의해 볼너트작동기(15)가 구동되면서 볼너트(12)가 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주 반시계방향중 어느 한 방향으로 회전되게 되며, 이로 인해 볼너트안내홈(12a)과 스태빌라이저바안내홈(1a)내에 설치된 다수개의 볼작동기(13)가 상기 안내홈(12a,1a)을 따라 안내홈(12a,1a)의 내측방향으로 구름이동되면서, 상기 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 점차적으로 감소시켜 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 최적의 상태로 유지시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 롤강성조절장치(10)를 구비한 스테빌라이저(1)가 장착된 차량이 선회주행을 하거나 또는 좌우측 차륜의 범프차이에 의해 롤현상이 발생되게 되면, 상기 롤강성조절장치(10)가 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 증대시키거나 또는 감소시켜 스태빌라이저바(1)의 롤강성값을 항상 최적의 값으로 유지시키게 됨으로써, 차량의 주행안정성이 향상되면서 내구수명도 증대되게 되고 이로 인해 차량의 성능도 그만큼 향상시킬 수 있게 된다.

1 - 스태빌라이저바 1a - 스태빌라이저바안내홈
10 - 롤강성조절장치 11 - 베어링
12 - 볼너트 12a - 볼너트안내홈
13 - 볼작동기 14 - 케이스
14a - 주입구 15 - 볼너트작동기
15a - 구동모터 15b - 모터축
16 - 롤강성측정센서 17 - 컨트롤유니트
18 - 윤활부재

Claims (5)

1. 차체의 전방쪽으로 위치되는 중간부위에 차량의 거동상태에 따라 롤강성값을 조절하여 주행안정성을 향상시킬 수 있도록 된 롤강성조절장치(10)가 설치되되, 상기 롤강성조절장치(10)가 스태빌라이저바(1)의 외주면에 복수개의 베어링(11)을 매개로 축의 원주방향으로 회전이 가능하도록 설치되는 볼너트(12)와, 이 볼너트(12)의 내주면에 형성된 볼너트안내홈(12a)과 상기 스태빌라이저바(1)의 외주면에 형성된 스태빌라이저바안내홈(1a)내에 구름이동이 가능하도록 설치되는 다수개의 볼작동기(13)와, 상기 볼너트(12)를 감싸면서 스태빌라이저바(1)의 외주면에 압입되어 설치되는 케이스(14)와, 상기 볼너트(12)의 외주면과 나사결합되면서 상기 볼너트(12)를 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 된 볼너트작동기(15)와, 상기 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 검출하는 롤강성측정센서(16)와, 상기 롤강성측정센서(16)로부터 전달받은 입력값에 따라 볼너트작동기(15)를 구동시키도록 제어하는 컨트롤유니트(17)로 구성되는 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 볼너트안내홈(12a)과 스태빌라이저바안내홈(1a)이 볼너트(12)의 축방향 중심(C)을 기준으로 일측에는 오른나사방향의 홈을 가지도록 형성되고 타측에는 외나사방향의 홈을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 볼너트(12)의 축방향 중심(C)을 기준으로 양측부에 설치된 볼작동기(13)가 볼너트(12)의 회전방향에 따라 각각 볼너트안내홈(12a) 및 스태빌라이저바안내홈(1a)의 외측방향으로 구름이동되면서 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 향상시킴과 더불어 상기 볼너트안내홈(12a) 및 스태빌라이저바안내홈(1a)의 내측방향으로 구름이동되면서 스태빌라이저바(1)의 롤강성을 저감시키도록 된 것을 특징으로 하는 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 볼너트작동기(15)가 컨트롤유니트(17)의 제어신호에 따라 전원을 인가받아 선택적으로 구동되는 구동모터(15a)와, 상기 볼너트(12)의 외주면과 나사결합되면서 구동모터(15a)의 동력으로 축의 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 때 상기 볼너트(12)를 스태빌라이저(1)의 원주시계방향 또는 원주반시계방향으로 선택적으로 회전시키도록 하는 모터축(15b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 볼너트(12)와 케이스(14)사이에는 볼너트(12)의 회전시 케이스(14)와의 마찰을 최소화하기 위한 윤활부재(18)가 상기 케이스(14)에 구비된 주입구(14a)를 통해 충진되는 것을 특징으로 하는 효율적인 자동차 스태빌라이저바 장치.

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