KR20210076802A - 에어 스프링 장치 - Google Patents

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KR20210076802A
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opening
main chamber
chamber
auxiliary chamber
disposed
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KR1020190177522A
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바르가스 에두아르도
브랑코 안토니오
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명의 에어 스프링 장치는 공기가 저장되는 보조챔버와, 벨로우즈부의 내부에 마련되고, 공기가 저장되는 메인챔버와, 보조챔버와 메인챔버 사이에 배치되고, 보조챔버와 메인챔버를 선택적으로 연결하는 회전형 솔레노이드 밸브를 포함하고, 회전형 솔레노이드 밸브는 보조챔버와 메인챔버의 연결 부위에 배치되고, 개구부를 갖는 중공의 하우징과, 하우징 내에서 회전 가능하게 설치되고, 개구부를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 보조챔버와 메인챔버를 연결 또는 연결 해제하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 스프링 장치{AIR SPRING APPARATUS}
본 발명은 에어 스프링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동 시에 진동 및 소음의 발생을 억제할 수 있는 에어 스프링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차축과 차체 사이를 연결시켜 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 적절히 감쇠시켜 차체의 손상을 줄이고 승차감을 향상시킨다.
현가장치 중에 에어 스프링 장치를 채택한 에어 현가장치는 에어 스프링 장치의 특성으로 인해, 차량의 운행조건에 맞게 차고가 조정되고, 코일 스프링보다 더 좋은 승차감을 구현하는 장점을 갖는다.
에어 스프링 장치에 사용되는 밸브는 유로를 개방 또는 폐쇄하여 에어챔버의 체적을 변경시킨다. 이때 유로를 개방 또는 폐쇄하는 밸브의 로드가 직선 운동을 함에 따라, 로드의 이동 시에 충격력이 발생하게 된다. 이러한 충격력은 외부에 진동과 소음을 발생시키고, 심한 경우 충격력에 의해 밸브가 파손되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유로의 개폐 작동 시에 회전형 솔레노이드 밸브를 적용하여 작동 시의 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있는 에어 스프링 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 에어 스프링 장치는: 공기가 저장되는 보조챔버; 벨로우즈부의 내부에 마련되고, 공기가 저장되는 메인챔버; 및 상기 보조챔버와 상기 메인챔버 사이에 배치되고, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 선택적으로 연결하는 회전형 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 회전형 솔레노이드 밸브는, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 부위에 배치되고, 개구부를 갖는 중공의 하우징; 상기 하우징 내에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 개구부를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 연결 또는 연결 해제하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 하우징은 중공의 기둥 형상으로 형성되고, 상기 차폐부는 내부에 연결유로가 구비되고, 회전에 의해 상기 개구부와 상기 연결유로가 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 개구부는, 상기 보조챔버를 향하는 하나 이상의 제1개구부; 및 상기 메인챔버를 향하는 하나 이상의 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 시에 상기 연결유로는 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되게 배치되고, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 해제 시에 상기 연결유로는 상기 제1개구부와 중첩되지 않게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 시에 상기 차폐부는 상기 연결유로가 상기 제1개구부에 완전히 중첩되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차폐부는 구 형상으로 형성되고, 상기 연결유로는 일측이 상기 제1개구부에 대향되고, 타측이 상기 제2개구부에 대향되도록 L자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 에어 스프링 장치는: 공기가 저장되는 보조챔버; 벨로우즈부의 내부에 마련되고, 공기가 저장되는 메인챔버; 및 상기 보조챔버와 상기 메인챔버 사이에 배치되고, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 연결하는 유로를 선택적으로 개폐하는 회전형 솔레노이드 밸브를 포함하고, 상기 회전형 솔레노이드 밸브는, 상기 유로에 배치되고, 개구부를 갖는 중공의 하우징; 및 상기 하우징 내에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 개구부를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 상기 유로를 개폐하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 하우징은 중공의 원기둥 형상으로 형성되고, 상기 차폐부는 상기 하우징의 중앙에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 및 상기 회전축에서 2개 이상의 방향으로 외측으로 연장되고, 상기 하우징의 내벽에 접하는 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 개구부는, 상기 보조챔버를 향하는 하나 이상의 제1개구부; 및 상기 메인챔버를 향하는 하나 이상의 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 유로의 개방 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되게 배치되고, 상기 유로의 폐쇄 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되지 않게 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차폐판은 상기 회전축에서 2개의 방향으로 외측으로 연장되고, 2개의 상기 차폐판이 이루는 각도는 180도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제1개구부와 상기 제2개구부는 하방에서 바라볼 때 동일선 상에 배치되고, 상기 유로의 개방 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 회전형 솔레노이드 밸브가 회전하면서 공기를 흐름을 선택적으로 허용 및 차단시키므로, 회전형 솔레노이드 밸브의 작동 시 충격력이 발생하지 않게 된다.
따라서, 에어 스프링 장치의 작동 시에 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있고, 회전형 솔레노이드 밸브가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 회전형 솔레노이드 밸브의 오작동을 미연에 방지할 수 있으며, 전력 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 에어 스프링 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 저면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치는 피스톤(40)이 벨로우즈부(10)의 일단으로 삽입되게 형성되고, 벨로우즈부(10)의 타단을 캡(30)으로 폐쇄함으로써 내부를 밀폐시킨다. 벨로우즈부(10)의 외측에는 벨로우즈부(10)의 손상을 막고, 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 프로텍터가 구비된다.
에어 스프링 장치는 로워암(60)에 장착되고, 차륜의 개수에 맞추어 장착된다. 에어 스프링 장치는 전륜좌측, 전륜우측, 후륜좌측 및 후륜우측에 각각 1개씩 설치되어 총 4개가 차량에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치는 메인챔버(310), 보조챔버(320), 회전형 솔레노이드 밸브(100)를 포함한다.
메인챔버(310)는 벨로우즈부(10)의 내부에 마련된다. 도 2에 도시된 바와 같이 메인챔버(310)는 벨로우즈부(10)에 의해 규정될 수 있다. 메인챔버(310)의 내부공간(315)은 공기가 저장되며, 외부와 차단된다.
보조챔버(320)는 피스톤(40)의 내부에 마련될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 보조챔버(320)는 피스톤(40)과 별물로 이루어지는 보조챔버케이스(50)의 내부에 마련될 수 있다. 보조챔버케이스(50)는 피스톤(40)과 일체로 형성될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 보조챔버케이스(50)는 하단이 개방된 중공의 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면 보조챔버케이스(50)는 중공의 원기둥 형상으로 형성되는 측벽판(52)과, 측벽판(52)의 상단을 폐쇄하는 상면판(51)과, 측벽판(52)의 상단과 하단 사이에 배치되는 구획판(53)을 포함한다.
구획판(53)은 중앙부에 홀부가 형성되고, 하방으로 연장되는 돌출부(54)와 연결된다. 돌출부(54)의 내경은 구획판(53)의 홀부의 직경과 동일하게 형성될 수 있다.
보조챔버(320)는 상면판(51), 측벽판(52) 및 구획판(53)에 의해 규정될 수 있다. 보조챔버(320)의 내부공간(325)은 공기가 저장되며, 외부와 차단된다. 보조챔버(320)는 돌출부(54)를 통해서 메인챔버(310)와 연통될 수 있다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브(100)는 메인챔버(310)와 보조챔버(320) 사이에 배치되고, 메인챔버(310)와 보조챔버(320)를 선택적으로 연결 또는 연결 해제할 수 있다. 회전형 솔레노이드 밸브(100)는 전자제어유닛(미도시)에 의해 작동이 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브(100)는 솔레노이드본체(110), 하우징(120), 차폐부(130)를 포함한다.
솔레노이드본체(110)는 차폐부(130)에 회전 동력을 제공하는 구동부(미도시)를 포함한다. 솔레노이드본체(110)는 전자제어유닛과 연결되어 전자제어유닛의 작동제어에 의해 차폐부(130)에 회전 동력을 제공할 수 있다.
하우징(120)은 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결 부위에 배치된다. 하우징(120)은 중공의 기둥 형상으로 형성될 수 있고, 개구부(121, 122)를 구비한다. 개구부(121, 122)는 제1개구부(121)와 제2개구부(122)를 포함한다. 본 실시예에서 하우징(120)은 솔레노이드본체(110)의 하부판(111)에 장착된다.
제1개구부(121)는 보조챔버(320)를 향하도록 하우징(120)의 측면에 형성될 수 있다. 제1개구부(121)는 1개 또는 2개 이상이 구비될 수 있다.
제2개구부(122)는 메인챔버(310)를 향하도록 하우징(120)의 하면에 형성될 수 있다. 제2개구부(122)는 1개 또는 2개 이상이 구비될 수 있다.
하우징(120)은 보조챔버(320)의 내부에 배치되고, 하우징(120)의 하면은 구획판(53)의 중앙부에 형성되는 홀부를 폐쇄한다. 따라서 보조챔버(320)가 상면판(51), 측벽판(52) 및 구획판(53)에 의해 외부와 구획되어 있으므로, 하우징(120)을 통해서만 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결이 가능해진다.
차폐부(130)는 하우징(120) 내에서 회전 가능하게 설치된다. 차폐부(130)는 개구부(121, 122)를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 보조챔버(320)와 메인챔버(310)를 연결하거나 연결 해제한다.
차폐부(130)는 외형이 구 형상으로 형성될 수 있다. 차폐부(130)는 내부에 연결유로(133)가 구비된다. 연결유로(133)의 일단에는 보조챔버연결홀부(131)가 형성되고, 타단에는 메인챔버연결홀부(132)가 형성된다.
차폐부(130)가 하우징(120)의 내부에서 회전함에 따라 연결유로(133)는 개구부(121, 122)와 선택적으로 연결될 수 있고, 또는 연결 해제될 수 있다.
연결유로(133)는 일측에 형성되는 보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)에 대향되고, 타측에 형성되는 메인챔버연결홀부(132)가 제2개구부(122)에 대향될 수 있도록 L자 형상으로 형성될 수 있다.
차폐부(130)는 구 형상으로 형성되되, 내부에 L자 형상의 연결유로(133)를 형성하여 연결유로(133)와 개구부(121, 122)를 연통되게 배치함으로써 보조챔버(320)와 메인챔버(310)를 연결시킬 수 있다. 반대로 연결유로(133)와 개구부(121, 122)를 연통되지 않게 배치한다면 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결은 해제된다.
연결유로(133)는 차폐부(130)의 내부에 형성되므로, 차폐부(130)의 회전에 의해 연결유로(133) 역시 회전된다. 본 실시예에서 메인챔버연결홀부(132)는 항상 제2개구부(122)와 연통되게 배치된다.
차폐부(130)가 어느 방향으로 회전하더라도 메인챔버연결홀부(132)는 제2개구부(122)와 중첩되게 배치된다. 따라서 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결은 보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)와 중첩되게 배치되는지 여부에 따라 결정된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)와 중첩되게 배치되면, 메인챔버연결홀부(132)가 제2개구부(122)와도 중첩되게 배치되어 있으므로, 보조챔버(320)는 연결유로(133)를 통해 메인챔버(310)와 연결된다. 즉, 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결 시에 연결유로(133)는 제1개구부(121)와 제2개구부(122)에 중첩되게 배치된다.
보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)와 일부 중첩되게 배치되더라도 보조챔버(320)는 연결유로(133)를 통해 메인챔버(310)와 연결 가능하다. 도 6과 같이 보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)와 완전하게 중첩되게 배치되면 연결유로(133)를 통한 공기의 이동이 보다 원활해지므로, 에어 스프링 장치의 작동 제어 시에 응답속도를 향상시킬 수 있다
메인챔버(310)와 보조챔버(320)가 서로 연결된 상태이면, 에어 스프링 장치의 공기체적은 메인챔버(310)의 내부공간(315)과 보조챔버(320)의 내부공간(325)을 합한 값이 된다. 이처럼 에어 스프링 장치의 공기체적이 메인챔버(310)의 내부공간(315)만을 활용하는 것에 비해 증가하므로, 에어 스프링 장치에 의한 진동 및 충격 흡수력은 더욱 향상된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 보조챔버연결홀부(131)가 제1개구부(121)와 중첩되지 않게 배치되면, 메인챔버연결홀부(132)가 제2개구부(122)와 중첩되게 배치되어 있더라도, 보조챔버(320)와 메인챔버(310)는 연결되지 않게 된다. 즉, 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결 해제 시에 연결유로(133)는 제1개구부(121)와는 중첩되지 않게 배치된다.
메인챔버(310)와 보조챔버(320)가 연결되지 않은 상태이면, 에어 스프링 장치의 공기체적은 메인챔버(310)의 내부공간(315)과 같으므로, 에어 스프링 장치는 메인챔버(310)만을 활용하여 진동 및 충격 흡수를 하게 된다.
전자제어유닛은 차체에 설치된 차고센서로부터 획득한 차고정보를 기초로 하여 회전형 솔레노이드 밸브(100)의 작동을 제어하고, 이를 통해 메인챔버(310)와 보조챔버(320)를 연결하거나 연결 해제하여 차체의 차고를 운행 상황에 따라 조절할 수 있다.
솔레노이드본체(110)에 전원이 공급되면 구동부의 작동에 의해 차폐부(130)가 소정 각도로 회전된다. 이에 따라 연결유로(133)도 회전되면서 보조챔버(320)와 메인챔버(310)가 서로 연결되거나 연결 해제된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 회전형 솔레노이드 밸브(100)의 회전 작동에 의해 보조챔버(320)와 메인챔버(310)가 서로 연결되거나 연결 해제되므로, 에어 스프링 장치의 작동 시 충격력을 줄일 수 있게 된다.
실시예에서는 에어 스프링 장치에 1개의 보조챔버(320)가 구비되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 2개 또는 3개 이상의 보조챔버(320)가 구비될 수 있음은 물론이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치에서 회전형 솔레노이드 밸브 주변을 확대하여 나타낸 단면도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결하고 있는 상태를 나타낸 저면도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 사시도이며, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브가 보조챔버와 메인챔버를 연결 해제하고 있는 상태를 나타낸 저면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치는 메인챔버(310), 보조챔버(320), 회전형 솔레노이드 밸브(200)를 포함한다. 다른 실시예에 따른 에어 스프링 장치는 회전형 솔레노이드 밸브(200) 외에는 일 실시예에 따른 에어 스프링 장치와 동일하므로, 중복된 내용에 대한 설명을 생략하기로 한다.
도 9 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브(200)는 메인챔버(310)와 보조챔버(320) 사이에 배치되고, 메인챔버(310)와 보조챔버(320)를 연결하는 유로(P)를 선택적으로 개폐함으로써 메인챔버(310)와 보조챔버(320)를 선택적으로 연결 또는 연결 해제할 수 있다. 회전형 솔레노이드 밸브(200)는 전자제어유닛(미도시)에 의해 작동이 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 회전형 솔레노이드 밸브(200)는 솔레노이드본체(210), 하우징(220), 차폐부(230)를 포함한다.
솔레노이드본체(210)는 차폐부(230)에 회전 동력을 제공하는 구동부(미도시)를 포함한다. 솔레노이드본체(210)는 전자제어유닛과 연결되어 전자제어유닛의 작동제어에 의해 차폐부(230)에 회전 동력을 제공할 수 있다.
하우징(220)은 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결 부위에 배치된다. 즉, 하우징(220)은 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 사이에 배치되며, 하우징(220)의 내부 공간이 보조챔버(320)와 메인챔버(310)를 연결하는 유로(P) 상에 배치된다.
하우징(220)은 중공의 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 개구부(221, 222)를 구비한다. 개구부(221, 222)는 제1개구부(221)와 제2개구부(222)를 포함한다. 본 실시예에서 하우징(220)은 솔레노이드본체(210)의 하부판(211)에 장착된다.
제1개구부(221)는 보조챔버(320)를 향하도록 하우징(220)의 측면에 형성될 수 있다. 제1개구부(221)는 1개 또는 2개 이상이 구비될 수 있다.
제2개구부(222)는 메인챔버(310)를 향하도록 하우징(220)의 하면에 형성될 수 있다. 제2개구부(222)는 1개 또는 2개 이상이 구비될 수 있다.
하우징(220)은 보조챔버(320)의 내부에 배치되고, 하우징(220)의 하면은 구획판(53)의 중앙부에 형성되는 홀부를 폐쇄한다. 따라서 보조챔버(320)가 상면판(51), 측벽판(52) 및 구획판(53)에 의해 외부와 구획되어 있으므로, 하우징(220)을 통해서만 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결이 가능하다.
차폐부(230)는 하우징(220) 내에서 회전 가능하게 설치된다. 차폐부(230)는 개구부(221, 222)를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 보조챔버(320)와 메인챔버(310)를 연결하거나 연결 해제한다. 즉, 차폐부(230)는 하우징(220)의 내부 공간에 형성되는 유로(P)를 개방하거나 폐쇄함으로써 보조챔버(320)와 메인챔버(310)를 연결하거나 연결 해제할 수 있다.
본 실시예에서 차폐부(230)는 회전축(231)과 차폐판(232)을 포함한다. 회전축(231)은 하우징(220)의 중앙에 회전 가능하게 설치된다. 차폐판(232)은 회전축(231)에서 외측으로 연장 형성되고, 하우징(220)의 내벽에 접한다.
차폐판(232)의 일단은 회전축(231)과 연결되고, 타단은 하우징(220)의 내벽에 접하게 배치된다. 차폐판(232)은 하우징(220)의 내벽에 접하면서 차폐판(232)의 단부와 하우징(220)의 내벽 사이를 통한 공기의 흐름을 차단한다.
차폐판(232)은 회전축(231)을 중심으로 2개 이상의 방향으로 외측으로 연장 형성될 수 있다. 본 실시예에서 차폐판(232)은 2개의 방향으로 외측으로 연장되며, 2개의 차폐판(232)이 이루는 각도는 180도이다. 이 외에도 차폐판(232)은 3개 이상의 방향으로 외측으로 연장되도록 구비될 수 있다.
차폐판(232)이 회전축(231)을 중심으로 하우징(220)의 내부에서 회전함에 따라 유로(P)는 선택적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 차폐판(232)이 하우징(220)의 내부에서 배치되는 위치에 따라 보조챔버(320)와 메인챔버(310)는 서로 연결되거나 연결 해제될 수 있다.
차폐판(232)이 제1개구부(221)와 제2개구부(222) 사이의 유로(P)를 가로막게 배치되면 보조챔버(320)와 메인챔버(310)의 연결은 차단된다. 반대로 차폐판(232)이 제1개구부(221)와 제2개구부(222) 사이의 유로(P)를 가로막지 않게 배치되면 보조챔버(320)와 메인챔버(310)는 서로 연결된다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 일측의 차폐판(232)이 제1개구부(221)에 중첩되게 배치되고, 타측의 차폐판(232)이 제2개구부(222)에 중첩되게 배치되면, 제1개구부(221)와 제2개구부(222)는 하우징(220)의 내부 공간을 통해서 서로 연결된다.
차폐판(232)이 유로(P)를 폐쇄하지 않게 배치되므로 보조챔버(320)는 유로(P)를 통해 메인챔버(310)와 연결된다. 이처럼 유로(P)를 개방하고자 하는 경우, 차폐판(232)은 제1개구부(221)와 제2개구부(222)에 중첩되게 배치될 수 있다.
2개의 차폐판(232)이 이루는 각도가 180도일 때, 일측의 차폐판(232)이 제1개구부(221)의 중앙에 배치되고, 타측의 차폐판(232)이 제2개구부(222)의 중앙에 배치되면, 공기는 차폐판(232)을 기준으로 균분하게 이동되어 이동이 보다 원활해지므로, 에어 스프링 장치의 작동 제어 시에 응답속도를 향상시킬 수 있다.
제1개구부(221)와 제2개구부(222)는 하방에서 바라볼 때 동일선 상에 배치될 수 있다. 따라서 일측의 차폐판(232)이 제1개구부(221)의 중앙에 배치되고, 타측의 차폐판(232)이 제2개구부(222)의 중앙에 배치되면, 차폐판(232)의 좌우 영역은 대칭되도록 구획된다. 이로써 차폐판(232)의 좌측과 우측의 경로를 통해 이동되는 공기의 양과 속도의 차이를 줄일 수 있다.
메인챔버(310)와 보조챔버(320)가 서로 연결된 상태이면, 에어 스프링 장치의 공기체적은 메인챔버(310)의 내부공간(315)과 보조챔버(320)의 내부공간(325)을 합한 값이 된다. 이처럼 에어 스프링 장치의 공기체적이 메인챔버(310)의 내부공간(315)만을 활용하는 것에 비해 증가하므로, 에어 스프링 장치에 의한 진동 및 충격 흡수력은 더욱 향상된다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 일측의 차폐판(232)이 제1개구부(221)에 중첩되지 않게 배치되고, 타측의 차폐판(232)이 제2개구부(222)에 중첩되지 않게 배치되면, 제1개구부(221)와 제2개구부(222)는 차폐판(232)에 의해 영역이 서로 분리된다. 차폐판(232)이 유로(P)를 폐쇄하게 배치되므로 보조챔버(320)는 유로(P)를 통해 메인챔버(310)와 연결되지 않는다.
따라서 제1개구부(221)를 통해 하우징(220) 내부로 유입되는 공기는 차폐판(232)에 의해 가로막혀 제2개구부(222)측으로 이동되지 않게 된다. 마찬가지로 제2개구부(222)를 통해 하우징(220) 내부로 유입되는 공기는 차폐판(232)에 의해 가로막혀 제1개구부(221)측으로 이동되지 않게 된다.
이처럼 메인챔버(310)와 보조챔버(320)가 연결되지 않은 상태이면, 에어 스프링 장치의 공기체적은 메인챔버(310)의 내부공간(315)과 같으므로, 에어 스프링 장치는 메인챔버(310)만을 활용하여 진동 및 충격 흡수를 하게 된다.
전자제어유닛은 차체에 설치된 차고센서로부터 획득한 차고정보를 기초로 하여 회전형 솔레노이드 밸브(200)의 작동을 제어하고, 이를 통해 메인챔버(310)와 보조챔버(320)를 연결하거나 연결 해제하여 차체의 차고를 운행 상황에 따라 조절할 수 있다.
솔레노이드본체(210)에 전원이 공급되면 구동부의 작동에 의해 차폐부(230)가 소정 각도로 회전된다. 이에 따라 보조챔버(320)와 메인챔버(310)가 서로 연결되거나 연결 해제된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 회전형 솔레노이드 밸브(200)의 회전 작동에 의해 보조챔버(320)와 메인챔버(310)가 서로 연결되거나 연결 해제되므로, 에어 스프링 장치의 작동 시 충격력을 줄일 수 있게 된다.
실시예에서는 에어 스프링 장치에 1개의 보조챔버(320)가 구비되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 2개 또는 3개 이상의 보조챔버(320)가 구비될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100, 200 : 회전형 솔레노이드 밸브
110, 210 : 솔레노이드본체
120, 220 : 하우징
121, 221 : 제1개구부
122, 222 : 제2개구부
130, 230 : 차폐부
131 : 보조챔버연결홀부
132 : 메인챔버연결홀부
133 : 연결유로
231 : 회전축
232 : 차폐판
310 : 메인챔버
320 : 보조챔버

Claims (12)

  1. 공기가 저장되는 보조챔버;
    벨로우즈부의 내부에 마련되고, 공기가 저장되는 메인챔버; 및
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버 사이에 배치되고, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 선택적으로 연결하는 회전형 솔레노이드 밸브를 포함하고,
    상기 회전형 솔레노이드 밸브는,
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 부위에 배치되고, 개구부를 갖는 중공의 하우징;
    상기 하우징 내에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 개구부를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 연결 또는 연결 해제하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 중공의 기둥 형상으로 형성되고,
    상기 차폐부는 내부에 연결유로가 구비되고, 회전에 의해 상기 개구부와 상기 연결유로가 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 보조챔버를 향하는 하나 이상의 제1개구부; 및
    상기 메인챔버를 향하는 하나 이상의 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 시에 상기 연결유로는 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되게 배치되고,
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 해제 시에 상기 연결유로는 상기 제1개구부와 중첩되지 않게 배치되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버의 연결 시에 상기 차폐부는 상기 연결유로가 상기 제1개구부에 완전히 중첩되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 차폐부는 구 형상으로 형성되고,
    상기 연결유로는 일측이 상기 제1개구부에 대향되고, 타측이 상기 제2개구부에 대향되도록 L자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  7. 공기가 저장되는 보조챔버;
    벨로우즈부의 내부에 마련되고, 공기가 저장되는 메인챔버; 및
    상기 보조챔버와 상기 메인챔버 사이에 배치되고, 상기 보조챔버와 상기 메인챔버를 연결하는 유로를 선택적으로 개폐하는 회전형 솔레노이드 밸브를 포함하고,
    상기 회전형 솔레노이드 밸브는,
    상기 유로에 배치되고, 개구부를 갖는 중공의 하우징; 및
    상기 하우징 내에서 회전 가능하게 설치되고, 상기 개구부를 통한 공기의 흐름이 선택적으로 허용되도록 회전에 의해 상기 유로를 개폐하는 차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징은 중공의 원기둥 형상으로 형성되고,
    상기 차폐부는 상기 하우징의 중앙에 회전 가능하게 설치되는 회전축; 및
    상기 회전축에서 2개 이상의 방향으로 외측으로 연장되고, 상기 하우징의 내벽에 접하는 차폐판을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 보조챔버를 향하는 하나 이상의 제1개구부; 및
    상기 메인챔버를 향하는 하나 이상의 제2개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유로의 개방 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되게 배치되고,
    상기 유로의 폐쇄 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부에 중첩되지 않게 배치되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차폐판은 상기 회전축에서 2개의 방향으로 외측으로 연장되고, 2개의 상기 차폐판이 이루는 각도는 180도인 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1개구부와 상기 제2개구부는 하방에서 바라볼 때 동일선 상에 배치되고,
    상기 유로의 개방 시에 상기 차폐판은 상기 제1개구부와 상기 제2개구부의 중앙에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어 스프링 장치.
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