WO2016200030A1 - 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템 - Google Patents

시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템 Download PDF

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WO2016200030A1
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spring
coil spring
load
suspension system
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임만승
박진용
배상은
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대원강업주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an active suspension system that can adjust the load axis of the spring through the rotation of the seat plate, more specifically, the coil spring installed between the lower arm and the upper arm, and the upper and lower seat plates of the connecting structure are fixed shaft Wheel rate as needed by applying a structure that can rotate in the direction, so that the load center of the coil spring (that is, the load axis) can be adjusted + /-in the transverse direction from the center of the spring shape
  • It relates to an active suspension system capable of adjusting the load axis of the spring through the rotation of the seat plate invented to conveniently adjust the) and the garage.
  • a suspension refers to a support of an automobile chassis, also called a suspension.
  • Such suspension is composed of shock absorbers, springs, suspension arms, etc., and its main function is to absorb shocks from the road surface so that it is not transmitted directly to the undercarriage or occupant, and to firmly ground the tires on the road surface. Role.
  • the device greatly affects the ride comfort of the occupant and the maneuverability and stability of the vehicle.
  • shock absorbers are absorbed by metal plates and shock absorbers. Shock absorbers have been developed and used for electronically controlled suspensions that control the absorption characteristics electronically. Also, electronically controlled air suspensions using air plates instead of metal plates are used.
  • the front and rear wheels may be divided into two types: the front wheels are struted, and the rear wheels have a rigid axle and independent rear suspension (IRS).
  • IFS independent rear suspension
  • shock absorber and a coil spring are installed between the bottom surface of the chassis and an upper surface of the lower arm, and upper and lower contact portions of upper and lower contact portions of the coil spring are respectively installed outside the shock absorber.
  • the upper and lower seat plate has a configuration that can move the load axis of the coil spring from the center of the coil spring shape to the left / right to enable the angle adjustment by the pivot (Pivot) movement based on each center point.
  • the wheel rate is the suspension spring constant at the wheel position of the vehicle, also called the suspension rate, and the distance between the center of the wheel and the center of the wheel on the coil spring under a certain load condition is ignored. It is expressed as the weight necessary to be close to).
  • the coil spring constant at the wheel position including the tire is referred to as 'light rate'.
  • the wheel suspension proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 4369418 has a different space between the bottom of the upper arm and the top of the lower arm, separately from the shock absorber installed detachably between the bottom of the chassis and the top of the lower arm.
  • the coil spring is installed in the part, but the center line L and the load shaft W of the coil spring are geometrically changed through rotation to change the rigidity of the coil spring.
  • the coil spring since the coil spring is rotatably installed between the upper arm bottom and the lower arm top separately from the shock absorber, the coil spring occupies unnecessary installation space, and the coil spring is rotated by a motor or the like. Of the coating is damaged, as well as wear of the connection portion of the friction, and when the wear and paint damage as described above, not only corrosion occurs in the corresponding portion of the coil spring, but also severe problems such as spring is cut There is this.
  • the present invention has been made to solve such a conventional problem, the lower surface of the upper seat plate and the upper surface of the lower seat plate are respectively provided at the upper and lower contact portions of the coil spring outside the shock absorber of the suspension system by a predetermined angle.
  • the spring load shaft adjusting means is installed on any one of the upper seat plate and the lower seat plate or all the seat plates, and the spring load shaft adjusting means is adapted to the state of the road on which the vehicle is to run.
  • Another object of the present invention is to provide a bearing so that no friction occurs between the upper and lower ends of the coil spring and the seat plates when the seat plates are rotated on the bottom or upper seat plate of the upper seat plate having an inclined shape. Since only the seat plates rotate when adjusting the load axis of the coil spring by installing them, it is possible to minimize coating damage and abrasion including friction between the upper and lower ends of the coil spring and the seat plates, thus greatly extending the life of the coil springs and the seat plates. It is an object of the present invention to provide an active suspension system capable of adjusting the load axis of the spring through the rotation of the seat plate.
  • the other end of the upper arm and the lower arm, one end of which is axially supported on the undercarriage is respectively supported on the upper and lower parts of the wheel through the upper ball joint and the lower ball joint,
  • a suspension system of a vehicle in which a shock absorber and a coil spring are installed between the upper and lower arms, and upper and lower contact plates having a disk shape are provided at upper and lower contact portions of the coil spring outside the shock absorber, respectively.
  • an inclined surface formed on the bottom surface of the upper sheet plate and the upper surface of the lower sheet plate such that the upper and lower ends of the coil spring are inclined at a predetermined angle, and between the outer surface and the upper arm of the upper sheet plate or the lower sheet.
  • the load axis of the coil spring is changed through the rotation of the seat plates so that the wheel lay And a spring load shaft adjusting means for adjusting the height and height of the garage, and an operation unit for controlling the driving of the spring load shaft adjusting means is installed in the vehicle.
  • a spring load shaft adjusting means is provided between both the outer surface and the upper arm of the upper sheet plate and between the outer surface and the lower arm of the lower seat plate.
  • the upper surface of the upper seat plate and the lower seat plate having an inclined surface, the upper surface of the lower seat plate when the respective seat plate is rotated in the direction determined by the spring load axis adjustment means, the upper and lower ends of the coil spring without friction with the upper A seat plate or a bearing for allowing only the lower seat plate to be rotated is further provided.
  • the spring load shaft adjustment means the servo motor which is operated in the forward or reverse direction in response to the output signal of the operation unit in the state fixed to the upper arm or the lower arm and generates the power required for spring load shaft adjustment;
  • a worm gear that transmits the power of the servo motor generated in the forward or reverse direction while being fixed to the rotation shaft of the servo motor to the upper seat plate or the lower seat plate through a worm wheel;
  • Worm that rotates the upper seat plate or the lower seat plate in response to the rotational force of the servomotor to change the load axis of the coil spring in response to the positional change of the inclined surface formed on the bottom surface of the upper seat plate or the upper surface of the lower seat plate.
  • Wheel characterized in that configured as.
  • the bottom surface of the upper seat plate respectively installed on the upper and lower contact portions of the coil spring outside the shock absorber of the suspension system
  • the upper surface of the lower seat plate is inclined at a predetermined angle
  • spring load shaft adjusting means is installed on any one or all of the upper seat plate and the lower seat plate, so that the vehicle can run on the road.
  • the bearing is installed on the bottom surface of the upper sheet plate having the inclined shape or the upper surface of the lower seat plate, respectively, so that no friction occurs between the upper and lower ends of the coil spring and the sheet plates when the sheet plates are rotated. (That is, only the seat plates are rotated by the bearing), so that only the seat plates are rotated when adjusting the load axis of the coil spring, thereby preventing paint damage and abrasion including friction between the upper and lower ends of the coil spring and the seat plates. It can minimize the life span of coil springs and seat plates, and in particular, it can greatly improve the reliability of changing the ride comfort of the vehicle by changing the load spring of the coil spring and greatly improve the merchandise for the suspension system. It is an invention.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of an active suspension system to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a front view of an active suspension system to which the present invention is applied.
  • Figure 3 is a side view of an active suspension system to which the present invention is applied.
  • Figure 4 is a plan view for explaining the engagement state of the spring load axis adjustment means of the active suspension system to which the present invention is applied.
  • 5 and 6 is a schematic front view for explaining a state in which the load axis of the coil spring is changed by using the spring load axis adjustment means applied in the present invention.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of an active suspension system to which the present invention is applied
  • FIG. 2 is a front view of an active suspension system to which the present invention is applied
  • FIG. 3 is a side view of an active suspension system to which the present invention is applied.
  • Figure 4 shows a plan view for explaining the coupling state of the spring load axis adjustment means of the active suspension system to which the present invention is applied
  • Figures 5 and 6 is a coil spring using the spring load axis adjustment means applied in the present invention
  • Figure 4 shows a schematic front view for explaining the state of changing the load axis.
  • the other end of the upper arm 3 and the lower arm 4 whose one end is axially supported on the chassis 1 is connected to the upper and lower portions of the wheel 2 via the upper ball joint 31 and the lower ball joint 41, respectively.
  • a shock absorber 5 and a coil spring 6 are installed between the bottom surface of the chassis 1 and the upper surface of the lower arm 4, and the coil spring 6 is disposed outside the shock absorber 5.
  • Inclined surfaces 71 and 81 are formed on the bottom surface of the upper seat plate 7 and the upper surface of the lower seat plate 8 so that the upper and lower ends of the coil spring 6 are in contact with each other in an inclined form at a predetermined angle.
  • the operation unit 10 for controlling the driving of the spring load shaft adjustment means (9) is installed.
  • a spring load shaft adjusting means 9 is provided between both the outer surface of the upper seat plate 7 and the upper arm 3 and between the outer surface of the lower seat plate 8 and the lower arm 4. It is characterized by.
  • the upper or lower seat plate 7 and 8 are adjusted to the spring load shaft on the bottom face of the upper seat plate 7 having the inclined surfaces 71 and 81 and the upper surface of the lower seat plate 8, respectively.
  • the bearing 11 When rotating in the direction determined by the means 9, the bearing 11 to rotate only the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 without friction with the upper and lower ends of the coil spring 6; It is characterized by further installation.
  • the power of the servo motor 92 generated in the forward or reverse direction in a state in which it is fixed to the rotation shaft of the servo motor 92 is transmitted to the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 through the worm wheel 94.
  • the worm is formed directly on the outer surface of the upper sheet plate 7 or the lower sheet plate 8 or separately molded and then fixedly installed on the outer surface of the upper sheet plate 7 or the lower sheet plate 8 integrally.
  • Shock absorber together with the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 in response to the rotational force of the servo motor 92 which is coupled to the gear 93 at right angles to cross each other and is transmitted through the worm gear 93.
  • the inclination position of the inclined surfaces 71 and 81 formed on the bottom surface of the upper sheet plate 7 or the upper surface of the lower seat plate 8 is rotated in a predetermined direction on the outer surface, and the coil spring 6 is It is characterized by consisting of; a worm wheel 94 to change the load axis (W).
  • the active suspension system that can adjust the load axis of the spring through the rotation of the seat plate of the present invention, as shown in Figures 1 to 4, the upper arm (3), lower arm (4), shock absorber (5) and coil
  • the inclined surfaces 71 and 81 are formed in the lower surface of the upper seat plate 7 and the upper surface of the lower seat plate 8, and the upper seat plate 7 and
  • the spring load shaft adjustment means 9 is installed between the upper arm 3 or between the lower seat plate 8 and the lower arm 4 so that the driver may
  • the upper and lower seat plates 7 and 8 provided with the inclined surfaces 71 and 81 are rotated through the proper operation of the spring load shaft adjusting means 9 so that the load shaft W of the coil spring 6 is rotated.
  • the upper arm (3) of the components of the known suspension system has a form in which one end is supported on the chassis 1 and the other end is supported on the upper portion of the wheel (2) through the upper ball joint (31).
  • the lower arm 4 has a form in which one end is supported on the undercarriage 1 and the other end is supported on the lower part of the wheel 2 through the lower ball joint 41.
  • shock absorber 5 and the coil spring 6 has a form provided between the bottom surface of the chassis 1 and the upper surface of the lower arm 4, the shock absorber 5 in the upper and lower parts of the outer
  • the upper sheet plate 7 and the lower seat plate 8 each having a disc shape are provided at portions where the upper and lower ends of the coil springs 6 are in contact with each other.
  • the present invention basically inclined surface 71, 81 having a predetermined angle on the bottom surface of the upper sheet plate 7 and the upper surface of the lower sheet plate 8, which had a conventional disc or disc-shaped cap form as described above, respectively.
  • the upper end and the lower end of the coil spring 6 are formed in contact with each other in an inclined form by the inclined surfaces 71 and 81, respectively, and the upper seat plate 7 and the upper arm ( 3) the spring load shaft adjusting means 9 is installed between the lower seat plate 8 and the lower arm 4 as well as driving the spring load shaft adjusting means 9 in the vehicle.
  • Load shaft (W) of the coil spring (6) by installing the operation unit 10 that can control the rotation of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 in a predetermined direction
  • the driver at any angle to suit the road conditions.
  • the upper seat plate 7 and the lower seat plate 8 having the inclined surfaces 71 and 81 are integrally provided on the bottom and the upper surface, respectively, are located at the upper and lower ends of the coil spring 6,
  • the inclined surface 71 of the upper seat plate 7 and the inclined surface of the lower seat plate 8 in order to have a shape of a shock absorber and a coil spring in a general suspension system in which the central axes are installed in a mutually matched form ( It is preferable that 81 are installed so as to face each other (ie, opposite directions) so that the central axis of the coil spring 6 and the central axis of the shock absorber 5 coincide with each other.
  • the spring load shaft adjusting means 9 is installed between the upper seat plate 7 and the upper arm 3 and between the lower seat plate 8 and the lower arm 4 so that the driver According to the situation, the upper seat plate 7 and the lower seat plate 8 are rotated separately or simultaneously by a desired angle through the spring load axis adjusting means 9 to arbitrarily adjust the load axis W of the coil spring 6.
  • Another major technology component is to allow the driver to precisely adjust the desired wheel rate and garage height by varying the angle.
  • the bottom surface of the upper sheet plate 7 and the inclined surfaces 71 and 81 which are inclined at a predetermined angle (for example, 10 degrees to 40 degrees) at the upper and lower ends of the coil spring 6 and the
  • a predetermined angle for example, 10 degrees to 40 degrees
  • the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 which is under pressure of the coil spring 6 having a lower rotation is not smoothly made, as well as the bottom of the upper seat plate 7 and the lower seat plate ( A large friction force is generated between the upper surface of 8) and the upper and lower ends of the coil spring 6, so that the coil spring 6 itself may rotate and twist.
  • the upper sheet is further provided by providing bearings 11 on the bottom surface of the upper sheet plate 7 each having the inclined surfaces 71 and 81 and the upper surface of the lower sheet plate 8, respectively.
  • the bearings 11 are arranged on the upper seat plate 7 or the lower seat plate ( 8) will be rotated together.
  • the inner ring of the bearing 11 is the upper seat plate 7.
  • the outer ring is coupled so that the upper and lower ends of the coil spring (6) does not flow and escape, respectively (for example Spring engaging rods, etc.) so that upper and lower ends of the coil springs 6 are inclined surfaces 71 and 81 of the upper seat plate 7 and the lower seat plate 8 by outer rings of the bearings 11. It is desirable not to come in contact with at all).
  • the spring load shaft adjustment means 9 in the present invention was composed of a servo motor 92, a worm gear and a worm wheel 94.
  • the servo motor 92 has a characteristic of being driven in the forward or reverse direction according to the supply direction of the DC voltage, and the upper arm 3 or the lower arm 4 It is fixed to one side of the, and is operated in the forward or reverse direction in response to the signal output from the operation unit 10, the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 is the shock absorber 5 to the vertical axis It performs the function to generate the power required to rotate.
  • the worm gear 93 has a form in which a gear having an approximately screw shape is integrally formed on the outer circumferential surface of the rod, and is perpendicular to the worm wheel 94 to be described later in a state in which the worm gear 93 is fixed to the rotation shaft of the servomotor 92.
  • the upper seat plate having a form in which the motor is rotated in a direction corresponding to the rotational direction of the servo motor 92 rotating in the forward or reverse direction and generating power from the servo motor 92 through the worm wheel 94. 7) or to deliver to the lower seat plate (8).
  • the worm wheel 94 is formed directly on the outer surface of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 or separately molded and then the outer surface of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8. In a state of being integrally fixed to the worm gear 93, it has a shape coupled to cross at right angles to the worm gear 93.
  • the upper worm wheel 94 is the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 while decelerating the rotational force of the servomotor 92 transmitted through the worm gear 93 in correspondence to the number of gears.
  • the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 which rotate in a predetermined direction on the outer surface of the shock absorber 5, for example, as shown in FIG. 2. 5 and 6 rotate in correspondence with the numbers.
  • the position of the inclined surfaces 71 and 81 formed integrally with the bottom surface of the upper sheet plate 7 or the upper surface of the lower sheet plate 8, that is, the inclination thereof is in the upper sheet plate 7 or the lower sheet plate. Since it changes in correspondence with the rotation angle of (8), the compression form of the coil spring 6 also changes correspondingly, and the center position of the load applied through the coil spring 6 is changed from the center line L to the chassis side (Fig. 5). Or the outer side of the chassis (see FIG. 6), the contact point distance between the load shaft W of the coil spring 6 and the chassis 1 is changed, and the ride comfort of the vehicle including the garage is changed.
  • the worm wheel having a state of being formed or installed on the outer surface of the screw-type worm gear 93 and the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 installed on the rotary shaft of the servo motor 92 ( 94 has a shape in which the load axis is inclined toward the chassis side or the wheel side (ie, the load center axis of the coil spring 6 is moved inward or outward) as shown in FIG. 4.
  • the worm wheel 94 does not rotate and maintains its current state even if a restoring force of the coil spring 6 is applied or a strong impact force is transmitted through the wheel from the outside.
  • the worm wheel 94 formed or installed on the outer surface of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 is rotated only by the rotation of the worm gear 93 in a form where the worm wheels 94 cross each other at right angles.
  • the worm gear 93 has a form in which the worm gear 93 is rotated only by the servomotor 92 and thus has a coupling state that does not rotate even if any pressure or impact force is applied from the outside.
  • the driver changes the load shaft W of the coil spring 6 to an arbitrary angle through the spring load shaft adjusting means 9 in response to the road condition, and the wheel rate and the garage of the vehicle.
  • Load shaft of the coil spring 6 by the interlocking action of the worm gear 93 and the worm wheel 94 having a form that is coupled to cross at right angles to each other after driving to a road having any shape after adjusting to a height (W) remains unchanged and remains in the previously adjusted state.
  • the upper seat plate 7 provided with an inclination surface 71 and 81 on the bottom or the upper surface through the spring load axis adjusting means 9 by further installing a height detection sensor or the like on the chassis. Or by adjusting the wheel rate of the vehicle by varying the load axis (W) of the coil spring (6) at any angle by rotating the lower seat plate (8). It is preferable to accurately control the inclination angle of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 while confirming that the height has a desired height.
  • the driver or the like checks the state of the road to which he / she intends to drive prior to driving the vehicle and operates the spring load shaft adjusting means 9 by using the operation unit 10 to load the load shaft W of the coil spring 6.
  • the wheel rate and the height of the garage can be freely adjusted.
  • the inclined surfaces 71 and 81 are provided on the bottom or the top surface by using the spring load shaft adjusting means 9, and the bottom contact portion of the upper arm 3 and the top contact portion of the coil spring 6 are provided.
  • the coil spring by arbitrarily adjusting the angle of axial rotation of the upper seat plate 7 or the lower seat plate 8 provided between the upper surface of the lower arm 4 and the bottom contact portion of the coil spring 6. 6)
  • the wheel rate and the height of the garage can be adjusted by changing the load axis (W), thereby minimizing the space between the bottom of the undercarriage and the top of the lower arm, thereby increasing the convenience and design cost of the undercarriage and suspension system. Can reduce the cost.
  • the coil springs 6 when the sheet plates rotate. Since no friction is generated between the upper and lower ends of the seat plate and the seat plates, the coil spring does not rotate or twist at all when the load spring of the coil spring is adjusted, so only the upper seat plate or the lower seat plate rotates. In addition, it is possible to minimize paint damage and abrasion including friction between the bottom and seat plates, which can greatly extend the life of the coil springs and seat plates, as well as change the ride comfort of the vehicle by changing the load axis of the coil springs. It can greatly improve the reliability and marketability of the suspension system.
  • the present invention relates to an active suspension system that can adjust the load axis of the spring through the rotation of the seat plate, the upper and lower ends of the coil spring in contact with the bottom surface of the upper seat plate and the upper seat plate in an inclined form at a predetermined angle.
  • Forming an inclined surface and changing the load axis of the coil spring through the rotation of the seat plates between the outer surface and the upper arm of the upper seat plate or between the outer arm and the lower arm of the lower seat plate, the wheel rate and the height of the garage can be adjusted.
  • the spring load shaft adjustment means to be installed, and the operating unit for controlling the driving of the spring load shaft adjustment means is installed in the vehicle.
  • the change in the load spring of the coil spring can greatly improve the reliability of the vehicle ride and the merchandise for the suspension system.

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Abstract

본 발명은 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 관한 것으로, 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면에 코일스프링의 상,하단부가 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 경사면을 형성하고, 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 또는 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 중 어느 한 사이에 코일스프링의 하중축을 시트판들의 회전을 통해 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 하는 스프링 하중축 조절수단을 설치하며, 차량 내에는 스프링 하중축 조절수단의 구동을 제어할 수 있는 조작부를 설치한 것을 특징으로 한다. 코일스프링의 하중축 변화를 통해 차량의 승차감을 변경함에 따른 신뢰도 및 서스펜스 시스템에 대한 상품성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템
본 발명은 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 로워 암과 어퍼 암 사이에 설치된 코일스프링과, 이와 연결구조인 어퍼 및 로워 시트판들이 고정식에서 축 방향으로 회전이 가능한 구조를 적용시켜, 상기 코일스프링의 하중 중심(즉, 하중축)을 스프링의 형상 중심에서 횡 방향으로 +/- 조절이 가능하도록 하는 방식을 통해 필요에 따라 휠 레이트(Wheel Rate)와 차고를 편리하게 조절할 수 있도록 발명한 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 서스펜션(suspension)는 자동차 차대의 받침장치를 이르는 말로, 현가장치라고도 한다.
이와 같은 서스펜션은 쇼크업소버, 스프링, 서스펜션 암 등이 주요 구성 요소이며, 노면에서 발생하는 충격이 차대나 탑승자에게 직접적으로 전해지지 않게 충격을 흡수하는 기능과 타이어를 노면에 확실하게 접지시키는 기능이 주요한 역할이다.
따라서 이 장치는 탑승자의 승차감과 차량의 조종성 및 안정성에 큰 영향을 끼친다.
구조에 따라 여러 방식으로 나누며, 가장 일반적인 것은 스트럿 방식이고 그밖에 더블 위시본 방식, 멀티식 따위가 있다.
보통 금속판과 쇼크업소버로 충격을 흡수하는데, 쇼크업소버는 흡수 특성을 전자적으로 제어하는 '전자제어 서스펜션'이 개발되어 쓰이고 있고, 금속판 대신 공기판을 이용하는 '전자제어 에어서스펜션'도 쓰인다.
또 판과 쇼크업소버 대신 응답성이 뛰어난 유압 시스템을 채용하고, 컴퓨터로 주행 상태에 맞게 차대의 진동을 제어함으로써 주행 안정성과 조종 안정성을 꾀하는 '액티브 서스펜션'도 있다.
장착 부위에 따라 앞바퀴에 장착되는 것과 뒷바퀴에 장착되는 것으로 나누기도 하며, 앞바퀴에는 스트럿 방식, 뒷바퀴에는 리지드 액슬(rigid axle:고정차축)과 독립식 서스펜션(IRS:Independent Rear Suspension)이 많이 쓰인다.
한편, 차대에 일단부가 축지된 어퍼 암의 타단부는 어퍼 볼 조인트를 통해 휠의 상부에 축지되고, 차대에 일단부가 축지된 로워 암의 타단부는 로워 볼 조인트를 통해 휠의 하부에 축지되며, 상기 차대의 저면과 로워 암의 상면 사이에는 쇼크업소버와 코일스프링이 설치되고, 상기 쇼크업소버의 외측에서 상기 코일스프링의 상,하단 접촉부에는 각각 어퍼 시트판과 로워 시트판이 설치된 형태를 갖는다.
이때, 어퍼 및 로워 시트판은 각 중심점을 기준으로 피벗(Pivot) 운동을 하여 각도 조절이 가능하도록 코일스프링의 하중축을 코일스프링 형상 중심에서 좌/우로 이동시킬 수 있는 구성을 갖는다.
이와 같은 구성의 서스펜션 시스템에서 코일스프링의 하중축을 이동시키게 되면, 휠과 코일스프링의 하중 접촉점의 거리가 달라지게 되므로 휠 레이트(Wheel Rate)가 가능하고 차고의 높이도 조절 가능하여 차량의 승차감을 변화시켜 줄 수 있다.
여기서 휠 레이트(wheel rate)라 함은, 차량의 휠 위치에서의 현가 스프링 정수로서 서스펜션 레이트라고도 하며, 어떤 하중 조건하에서 타이어의 증대를 무시하고 코일스프링 위 중심과 휠 중심의 위치를 단위 거리(mm)에 가깝도록 하는데 필요한 중량으로 나타내는 것이다.
또한, 타이어를 포함한 휠 위치에서의 코일스프링 정수를 '라이트 레이트'라고 한다.
상기와 같이 서스펜션 시스템의 코일스프링에 대한 하중축을 변화시켜 휠 레이트(Wheel Rate) 및 차고의 높이도 조절하기 위한 종래의 방안으로 일본 특허공보 특허 제4369418호(2009. 09. 04)호(명칭; 휠 서스펜션)가 제시된 바 있다.
그러나, 상기 일본 특허공보 특허 제4369418호에서 제시된 휠 서스펜션은, 차대의 저면과 로워 암 상면 사이에 착탈 가능하기 설치되어 있는 쇼크업소버와 별개로 상기 어퍼 암의 저면과 로워 암의 상면 사이의 다른 공간부에 코일스프링을 설치하되, 상기 코일스프링의 중심선(L) 및 하중축(W)을 회전을 통해 기하학적으로 변화시켜 코일스프링의 강성을 바꿀 수 있도록 되어 있다.
그러나 이와 같은 구성은 상기 코일스프링이 쇼크업소버와 별개로 어퍼 암 저면과 로워 암 상면 사이에서 회전 가능하게 설치되어 있으므로 불필요한 설치공간을 차지하게 되고, 또한 코일스프링이 모터 등에 의해 회전할 때 상,하단의 접속부가 마찰에 의해 도장이 손상됨은 물론 마모가 이루어지게 되고, 또한, 상기와 같이 마모 및 도장 손상시 코일스프링의 해당 부위에서 부식이 발생하게 될 뿐만 아니라 심할 경우에는 스프링이 절단되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 서스펜션 시스템의 쇼크업소버의 외측에서 코일스프링의 상,하단 접촉부에 각각 설치되는 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면을 소정각도로 경사지게 형성하고, 상기 어퍼 시트판과 로워 시트판 중 어느 한 시트판 또는 모든 시트판에 스프링 하중축 조절수단을 설치하여, 차량이 주행하고자 하는 도로의 상태에 맞춰 상기 스프링 하중축 조절수단를 통해 스트판들을 회전시키는 방식을 통해 코일스프링의 하중축을 원활히 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 자유롭게 조절할 수 있도록 함으로써, 차대의 저면과 로워 암 상면 사이의 공간을 최소화할 수 있어 차대 및 서스펜션 시스템의 설계에 따른 편리성 향상과 더불어 생산원가를 절감할 수 있는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 경사진 형태를 갖는 상기 어퍼 시트판의 저면 또는 로워 시트판의 상면에 시트판들의 회전시 코일스프링의 상,하단과 시트판들 사이에서 마찰이 전혀 발생되지 않도록 베어링을 설치하여 줌으로써 코일스프링의 하중축 조절시 시트판들만 회전하게 되므로 코일스프링의 상,하단과 시트판들 사이의 마찰을 포함한 도장 손상 및 마모를 최소화할 수 있어 코일스프링 및 시트판들의 수명을 대폭 연장할 수 있는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차대에 일단부가 축지된 어퍼 암 및 로워 암의 타단부는 어퍼 볼 조인트 및 로워 볼 조인트를 통해 휠의 상부 및 하부에 각각 에 축지되며, 상기 차대의 저면과 로워 암의 상면 사이에는 쇼크업소버와 코일스프링이 설치되고, 상기 쇼크업소버의 외측에서 상기 코일스프링의 상,하단 접촉부에는 원판 형상을 갖는 어퍼 시트판과 로워 시트판이 각각 설치된 차량의 서스펜션 시스템에 있어서, 상기 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면에 상기 코일스프링의 상,하단부가 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 경사면을 형성하고, 상기 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 또는 상기 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 중 어느 한 사이에 상기 코일스프링의 하중축을 시트판들의 회전을 통해 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 하는 스프링 하중축 조절수단을 설치하며, 차량 내에는 상기 스프링 하중축 조절수단의 구동을 제어할 수 있는 조작부를 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 및 상기 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 모두에 스프링 하중축 조절수단을 설치한 것을 포함을 특징으로 한다.
또한, 경사면을 구비한 상기 어퍼 시트판의 저면 및 상기 로워 시트판의 상면에는 각각의 시트판이 상기 스프링 하중축 조절수단에 의해 정해진 방향으로 회전할 때, 코일스프링의 상,하단부와 마찰없이 상기 어퍼 시트판 또는 상기 로워 시트판만 회전되게 하는 베어링을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 스프링 하중축 조절수단은, 상기 어퍼 암 또는 로워 암에 고정 설치된 상태에서 조작부의 출력신호에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 작동되며 스프링 하중축 조절에 필요한 동력을 발생하는 서보모터와; 상기 서보모터의 회전축에 고정 설치된 상태에서 정방향 또는 역방향으로 발생하는 서보모터의 동력을 웜 휠을 통해 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판으로 전달하는 웜 기어와; 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판의 외면에 직접 형성되거나 또는 별도로 성형되어 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판의 외면에 고정 설치된 상태에서 상기 웜 기어와 직각으로 교차되게 결합되어 상기 웜 기어를 통해 전달되어 오는 서보모터의 회전력에 대응하여 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판에 회전시켜 상기 어퍼 시트판의 저면 또는 로워 시트판의 상면에 형성된 경사면의 위치변화에 대응하여 코일스프링의 하중축이 변화되게 하는 웜 휠;로 구성한 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 의하면, 서스펜션 시스템의 쇼크업소버의 외측에서 코일스프링의 상,하단 접촉부에 각각 설치되는 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면을 소정각도로 경사지게 형성하고, 상기 어퍼 시트판과 로워 시트판 중 어느 한 시트판 또는 모든 시트판에 스프링 하중축 조절수단을 설치하여, 차량이 주행하고자 하는 도로의 상태에 맞춰 상기 스프링 하중축 조절수단를 통해 스트판들을 회전시키는 방식을 통해 코일스프링의 하중축을 원활히 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 자유롭게 조절할 수 있도록 함으로써, 차대의 저면과 로워 암 상면 사이의 공간을 최소화할 수 있어 차대 및 서스펜션 시스템의 설계에 따른 편리성 향상과 더불어 생산원가를 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 경사진 형태를 갖는 상기 어퍼 시트판의 저면 또는 로워 시트판의 상면에 각각 베어링을 설치하여 시트판들의 회전시 코일스프링의 상,하단과 시트판들 사이에서 마찰이 전혀 발생되지 않도록 함(즉, 베어링에 의해 시트판들만 회전되도록 함)으로써 코일스프링의 하중축 조절시 시트판들만 회전하게 되므로 코일스프링의 상,하단과 시트판들 사이의 마찰을 포함한 도장 손상 및 마모를 최소화할 수 있어 코일스프링 및 시트판들의 수명을 대폭 연장할 수 있으며, 특히 코일스프링의 하중축 변화를 통해 차량의 승차감을 변경함에 따른 신뢰도 및 서스펜스 시스템에 대한 상품성을 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 일부 사시도.
도 2는 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 정면도.
도 3은 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 측면도.
도 4는 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템 중 스프링 하중축 조절수단의 결합상태를 설명하기 위한 평면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 적용한 스프링 하중축 조절수단을 이용하여 코일스프링의 하중축을 변경한 상태를 설명하기 위한 개략적인 정면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 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.
도 1은 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 일부 사시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 정면도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템의 측면도를 나타낸 것이다.
또한, 도 4는 본 발명이 적용된 능동형 서스펜션 시스템 중 스프링 하중축 조절수단의 결합상태를 설명하기 위한 평면도를 나타낸 것이고, 도 5 및 도 6은 본 발명에서 적용한 스프링 하중축 조절수단을 이용하여 코일스프링의 하중축을 변경한 상태를 설명하기 위한 개략적인 정면도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명은,
차대(1)에 일단부가 축지된 어퍼 암(3) 및 로워 암(4)의 타단부는 어퍼 볼 조인트(31) 및 로워 볼 조인트(41)를 통해 휠(2)의 상부 및 하부에 각각 에 축지되며, 상기 차대(1)의 저면과 로워 암(4)의 상면 사이에는 쇼크업소버(5)와 코일스프링(6)이 설치되고, 상기 쇼크업소버(5)의 외측에서 코일스프링(6)의 상,하단 접촉부에는 원판 형상을 갖는 어퍼 시트판(7)과 로워 시트판(8)이 각각 설치된 차량의 서스펜션 시스템에 있어서,
상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 로워 시트판(8)의 상면에 각각 상기 코일스프링(6)의 상,하단부가 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 경사면(71)(81)을 형성하고,
상기 어퍼 시트판(7)의 외면과 어퍼 암(3) 사이 또는 상기 로워 시트판(8)의 외면과 로워 암(4) 사이 중 어느 한 사이에 상기 코일스프링(6)의 하중축(W)을 어퍼 및 로워 시트판(7)(8)의 회전을 통해 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 하는 스프링 하중축 조절수단(9)을 설치하며,
차량 내에는 상기 스프링 하중축 조절수단(9)의 구동을 제어할 수 있는 조작부(10)를 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 어퍼 시트판(7)의 외면과 어퍼 암(3) 사이 및 상기 로워 시트판(8)의 외면과 로워 암(4) 사이 모두에 스프링 하중축 조절수단(9)을 설치한 것을 포함을 특징으로 한다.
또한, 경사면(71)(81)을 각각 구비한 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 상기 로워 시트판(8)의 상면에는 어퍼 또는 로워 시트판(7)(8)이 상기 스프링 하중축 조절수단(9)에 의해 정해진 방향으로 회전할 때, 상기 코일스프링(6)의 상,하단부와 마찰없이 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)만 회전되게 하는 베어링(11)을 더 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 스프링 하중축 조절수단(9)은,
상기 어퍼 암(3) 또는 로워 암(4)에 고정 설치된 상태에서 조작부(10)의 출력신호에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 작동되며 코일스프링(6)의 하중축(W) 조절에 필요한 동력을 발생하는 서보모터(92)와;
상기 서보모터(92)의 회전축에 고정 설치된 상태에서 정방향 또는 역방향으로 발생하는 서보모터(92)의 동력을 웜 휠(94)을 통해 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)으로 전달하는 웜 기어(93)와;
상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 직접 형성되거나 또는 별도로 성형된 후 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 일체로 고정 설치된 상태에서 상기 웜 기어(93)와 직각으로 교차되게 결합되어 상기 웜 기어(93)를 통해 전달되어 오는 서보모터(92)의 회전력에 대응하여 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)와 함께 쇼크업소버(5) 외면에서 정해진 방향으로 회전하며, 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 또는 로워 시트판(8)의 상면에 형성된 경사면(71)(81)의 기울기 위치가 변화되며 코일스프링(6)의 하중축(W)이 변화되게 하는 웜 휠(94);로 구성한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 어퍼 암(3)과 로워 암(4), 쇼크업소버(5) 및 코일스프링(6) 등으로 이루어진 공지의 서스펜션 시스템 중 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 로워 시트판(8)의 상면에 경사면(71)(81)을 형성하고, 상기 어퍼 시트판(7)과 어퍼 암(3) 사이 또는 상기 로워 시트판(8)과 로워 암(4) 사이 중 어느 한 사이에 스프링 하중축 조절수단(9)을 설치하여 차량이 주행하여 하는 도로의 상태에 따라 운전자가 상기 스프링 하중축 조절수단(9)의 적절한 작동을 통해 경사면(71)(81)이 구비된 상기 어퍼 및 로워 시트판(7)(8)을 회전시켜 주어 코일스프링(6)의 하중축(W)을 변화시켜 주는 방식을 통해 휠 레이트 및 차고 높이를 자유롭게 조절할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 공지된 서스펜션 시스템의 구성요소 중 상기 어퍼 암(3)은 일단부가 차대(1)에 축지되고 타단부는 어퍼 볼 조인트(31)를 통해 휠(2)의 상부에 축지된 형태를 갖는다.
또, 상기 로워 암(4)은 일단부가 차대(1)에 축지되고, 타단부는 로워 볼 조인트(41)를 통해 휠(2)의 하부에 축지된 형태를 갖는다.
또한, 상기 쇼크업소버(5)와 코일스프링(6)은 상기 차대(1)의 저면과 로워 암(4)의 상면 사이에 설치된 형태를 갖되, 상기 쇼크업소버(5)의 외측 상,하부에서 상기 코일스프링(6)의 상,하단가 접촉되는 부위에는 각각 원판 형상을 갖는 어퍼 시트판(7)과 로워 시트판(8)이 설치된 형태를 갖는다.
한편, 본 발명은 기본적으로 상기한 바와 같이 종래 원판 또는 원판형 캡 형태를 갖던 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 로워 시트판(8)의 상면에 각각 소정각도를 갖는 경사면(71)(81)을 형성하여 상기 코일스프링(6)의 상단부 및 하단부가 각각 상기 경사면(71)(81)에 의해 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 형성하고, 또한 상기 어퍼 시트판(7)과 어퍼 암(3) 사이 또는 상기 로워 시트판(8)과 로워 암(4) 사이 중 어느 한 사이에 스프링 하중축 조절수단(9)을 설치함은 물론 차량 내에는 상기 스프링 하중축 조절수단(9)의 구동을 제어할 수 있는 조작부(10)를 설치하여 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)을 정해진 방향으로 회전시킬 수 있도록 하는 방식을 통해 코일스프링(6)의 하중축(W)을 도로상황에 맞춰 운전자가 임의 각도로 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 한 구성을 갖는다.
이때, 저면과 상면에 각각 경사면(71)(81)이 일체로 구비된 상기 어퍼 시트판(7) 및 로워 시트판(8)를 초기 상기 코일스프링(6)의 상,하단부에 위치시킬 때, 중심축이 상호 일치된 형태로 설치되는 일반적인 서스펜션 시스템에서의 쇼크업소버와 코일스프링의 형태를 갖도록 하기 위하여, 상기 어퍼 시트판(7)의 경사면(71)과 상기 로워 시트판(8)의 경사면(81)이 서로 대향되는 형태(즉, 반대방향)를 갖도록 설치하여 상기 코일스프링(6)의 중심축과 쇼크업소버(5)의 중심축이 일치되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 어퍼 시트판(7)과 어퍼 암(3) 사이 및 상기 로워 시트판(8)과 로워 암(4) 사이 모두에 스프링 하중축 조절수단(9)을 설치하여 운전자가 도로상황에 맞춰 상기 어퍼 시트판(7)와 상기 로워 시트판(8)을 스프링 하중축 조절수단(9)을 통해 원하는 각도만큼 별도로 또는 동시에 회전시켜 코일스프링(6)의 하중축(W)을 임의 각도로 변화시켜 주는 방식을 통해 운전자가 원하는 휠 레이트 및 차고 높이로 정확히 조절할 수 있도록 한 것을 또 다른 주요가술 구성요소로 한다.
이때, 상기 코일스프링(6)의 상,하단부를 소정각도(예를 들어 10도~40도)로 경사진 경사면(71)(81)을 각각 구비한 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 상기 로워 시트판(8)의 상면에 직접 접촉되도록 한 상태에서 상기 스프링 하중축 조절수단(9)을 통해 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)를 회전시킬 경우, 소정의 탄발력을 갖는 코일스프링(6)의 압력을 받는 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)의 회전이 원활히 이루어지지 않게 됨은 물론 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 상기 로워 시트판(8)의 상면과 코일스프링(6)의 상,하단부 사이에서 큰 마찰력이 발생하여 코일스프링(6) 자체가 회전하며 뒤틀릴 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 경사면(71)(81)을 각각 구비한 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 상기 로워 시트판(8)의 상면에 베어링(11)을 각각 더 설치하여 줌으로써, 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)이 상기 스프링 하중축 조절수단(9)에 의해 정해진 방향으로 회전할 때, 상기 베어링(11)들이 상기 어퍼 시트판(7) 또는 상기 로워 시트판(8)와 함께 회전운동을 하게 된다.
그러므로 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 및 상기 로워 시트판(8)의 상면과 코일스프링(6)의 상,하단부 사이에서 마찰이 전혀 발생하지 않게 되므로 코일스프링(6) 자체가 뒤틀리는 것을 완벽히 방지할 수 있고, 또한 상기 어퍼 시트판(7) 및 상기 로워 시트판(8)의 경사면(71)(81)은 물론 코일스프링(6)의 상,하단에 도포된 도장의 손상 및 마모를 최소화할 수 있어 코일스프링 및 시트판들의 수명을 대폭 연장할 수 있을 뿐만 아니라 코일스프링의 하중축 변화를 통해 차량의 승차감을 변경함에 따른 신뢰도 및 서스펜스 시스템에 대한 상품성을 대폭 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 베어링(11)을 상기 어퍼 시트판(7) 및 상기 로워 시트판(8)의 경사면(71)(81)에 설치할 때, 상기 베어링(11)의 내륜은 상기 어퍼 시트판(7) 및 상기 로워 시트판(8)의 경사면(71)(81)에 일체로 고정되도록 설치하고, 외륜에는 상기 코일스프링(6)의 상,하단부가 각각 유동 및 이탈되지 않도록 결합(예를 들어 외륜에는 스프링 걸림봉 등을 형성)시켜 상기 코일스프링(6)의 상,하단부가 상기 베어링(11)들의 외륜에 의해 상기 어퍼 시트판(7) 및 상기 로워 시트판(8)의 경사면(71)(81)과 전혀 접촉되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 스프링 하중축 조절수단(9)으로 본 발명에서는 서보모터(92)와 웜 기어 및 웜 휠(94)로 구성하였다.
상기 스프링 하중축 조절수단(9)의 구성요소 중 상기 서보모터(92)는 직류전압의 공급방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 구동되는 특성을 갖는 것으로, 상기 어퍼 암(3) 또는 로워 암(4)의 일측에 고정 설치된 상태를 갖고, 조작부(10)에서 출력되는 신호에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 작동되며 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)이 쇼크업소버(5)를 수직축으로 하여 회전하는데 필요로 하는 동력을 발생시켜 주는 기능을 수행한다.
또, 상기 웜 기어(93)는 봉의 외주면에 대략 스크류 형태를 갖는 기어가 일체로 형성된 형태를 갖는 것으로, 상기 서보모터(92)의 회전축에 고정 설치된 상태에서 후술하는 웜 휠(94)과 직각방향으로 맞물린 형태를 갖고, 정방향 또는 역방향으로 회동하는 서보모터(92)의 회전방향에 대응하는 방향으로 회전하며 상기 서보모터(92)에서 발생되는 동력을 웜 휠(94)을 통해 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)에 전달해 주는 기능을 수행한다.
또한, 상기 웜 휠(94)은 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 직접 형성되거나 또는 별도로 성형된 후 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 일체로 고정 설치된 상태에서, 상기 웜 기어(93)와 직각으로 교차되게 결합된 형탸를 갖는다.
이와 같은 웜 휠(94)은 상기 웜 기어(93)를 통해 전달되어 오는 서보모터(92)의 회전력에 기어의 개수에 대응하여 감속시켜 주면서 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)와 함께 쇼크업소버(5) 외면에서 정해진 방향으로 회전하며, 예를 들어 도 2와 같은 상태에 있는 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)이 서보모터(92)의 회전방향 및 회전수에 대응하여 도 5 및 도 6과 같이 회전되게 된다.
따라서, 상기 어퍼 시트판(7)의 저면 또는 로워 시트판(8)의 상면에 일체로 형성되어 있는 경사면(71)(81)의 위치 즉, 기울기가 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 회전각도에 대응하여 변화되므로 상기 코일스프링(6)의 압축형태도 그에 대응하여 달라지며 코일스프링(6)을 통해 가해지는 하중의 중심 위치가 중심선(L)으로부터 차대 측(도 5 참조) 또는 차대 외측(도 6 참조)으로 변화시져 주므로 코일스프링(6)의 하중축(W)과 차대(1)와의 접촉점 거리를 변화하게 되어 차고를 포함하여 차량의 승차감이 달라지게 된다.
이때, 상기 서보모터(92)의 회전축에 설치되어 있는 스크류 형태의 웜 기어(93)와 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 형성 또는 설치된 상태를 갖는 상기 웜 휠(94)은 도 4와 같이 서로 직각방향으로 교차되게 결합된 형태를 갖게 되므로 차대 측 또는 휠 측으로 하중축이 기울어진 상태(즉, 코일스프링(6)의 하중 중심축이 내측으로 또는 외측으로 이동된 상태)를 갖는 상기 코일스프링(6)의 복원력이 가해지거나 또는 외부에서 휠을 통해 강한 충격력이 전달된다 하더라도 웜 휠(94)은 회전하지 않고 현상태를 유지한다.
즉, 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 외면에 형성 또는 설치된 상기 웜 휠(94)은 상호 직각방향으로 교차되게 결합된 형태를 웜 기어(93)의 회전에 의해서만 회전하는 형태를 갖게 될 뿐만 아니라, 상기 웜 기어(93)는 서보모터(92)에 의해서만 회전되는 형태를 갖게 되므로 외부에서 어떠한 압력이나 충격력이 가해진다 하더라도 회전되지 않는 결합상태를 갖게 된다.
따라서, 전술한 바와 같이 운전자가 도로의 상태에 대응하여 상기 스프링 하중축 조절수단(9)을 통해 코일스프링(6)의 하중축(W)을 임의의 각도로 변화시켜 해당 차량의 휠 레이트 및 차고 높이로 조절한 다음 어떠한 형태를 갖는 도로를 주행하더라도 상호 직각방향으로 교차되게 결합된 형태를 갖는 상기 웜 기어(93)와 웜 휠(94)의 상호 맞물림 작용에 의해 코일스프링(6)의 하중축(W)은 변화되지 않고 이전에 조절한 상태를 그대로 유지하게 된다.
물론, 비록 도시는 생략하였으나 차대에 차고검출센서 등을 더 설치하여, 상기 스프링 하중축 조절수단(9)을 통해 저면 또는 상면에 각각 경사면(71)(81)이 구비된 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)을 회전시키는 방식을 통해 코일스프링(6)의 하중축(W)을 임의의 각도로 변화시켜 해당 차량의 휠 레이트를 조절할 때, 차고 높이를 자동으로 센싱하여 차량의 높이가 운전자가 원하는 높이를 갖는지 확인하면서 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 경사각도를 정확히 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기에서 스프링 하중축 조절수단(9)을 이용하여 서스펜션 시스템의 코일스프링(6)에 대한 하중축(W)을 도 5와 같이 차대 측(즉, 내측)으로 변화시킬 경우는 차고가 낮아져 포장도로 등과 같이 도로의 주행여건이 좋은 곳에 적합하게 되고, 이와 반대로 코일스프링(6)에 대한 하중축(W)을 도 6과 같이 휠 측(즉, 외측)으로 변화시킬 경우는 차고가 상대적으로 높아져 비포장도로 등과 같이 도로의 주행여건이 좋지 않은 곳에 적합하게 된다.
따라서, 운전자 등은 차량의 주행에 앞서 자신이 주행하고자 하는 도로의 상태를 확인하고 조작부(10)를 이용하여 스프링 하중축 조절수단(9)을 작동시켜 코일스프링(6)의 하중축(W)을 원하는 각도만큼 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 자유롭게 조절할 수 있는 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 상기 스프링 하중축 조절수단(9)을 이용하여 저면 또는 상면에 각각 경사면(71)(81)이 구비하고, 상기 어퍼 암(3)의 저면과 코일스프링(6)의 상면 접촉부 및 상기 로워 암(4)의 상면과 코일스프링(6)의 저면 접촉부 사이에 설치되어 있는 상기 어퍼 시트판(7) 또는 로워 시트판(8)의 축 방향 회전의 각도를 임의로 조절하여 코일스프링(6)의 하중축(W) 변화를 통해 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있으므로 차대의 저면과 로워 암 상면 사이의 공간을 최소화할 수 있어 차대 및 서스펜션 시스템의 설계에 따른 편리성 향상과 더불어 생산원가를 절감할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 어퍼 시트판(7) 저면 또는 로워 시트판(8)의 상면에 각각 구비된 경사면(71)(81)에 각각 베어링(11)을 설치하여, 시트판들의 회전시 코일스프링(6)의 상,하단과 시트판들 사이에서 마찰이 전혀 발생되지 않도록 함으로써 상기 코일스프링의 하중축 조절시 코일스프링은 전혀 회동되거나 뒤틀리지 않고 어퍼 시트판 또는 로워 시트판만 회전하게 되므로 코일스프링의 상,하단과 시트판들 사이의 마찰을 포함한 도장 손상 및 마모를 최소화할 수 있어 코일스프링 및 시트판들의 수명을 대폭 연장할 수 있음은 물론 코일스프링의 하중축 변화를 통해 차량의 승차감을 변경함에 따른 신뢰도 및 서스펜스 시스템에 대한 상품성을 대폭 향상시킬 수 있다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템에 관한 것으로, 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면에 코일스프링의 상,하단부가 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 경사면을 형성하고, 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 또는 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 중 어느 한 사이에 코일스프링의 하중축을 시트판들의 회전을 통해 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 하는 스프링 하중축 조절수단을 설치하며, 차량 내에는 스프링 하중축 조절수단의 구동을 제어할 수 있는 조작부를 설치한 것을 특징으로 한다. 코일스프링의 하중축 변화를 통해 차량의 승차감을 변경함에 따른 신뢰도 및 서스펜스 시스템에 대한 상품성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 차대와 휠의 상,하부 사이에 어퍼 암과 로워 암이 수직방향으로 정해진 거리를 두고 축설되고, 상기 차대의 저면과 로워 암의 상면 사이에는 쇼크업소버와 코일스프링이 설치되며, 상기 쇼크업소버의 외측에서 상기 코일스프링의 상,하단 접촉부에는 원판 형상을 갖는 어퍼 시트판과 로워 시트판이 각각 설치된 차량의 서스펜션 시스템에 있어서,
    상기 어퍼 시트판의 저면 및 로워 시트판의 상면에 상기 코일스프링의 상,하단부가 정해진 각도로 경사진 형태로 접촉되게 경사면을 형성하고,
    상기 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 또는 상기 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 중 어느 한 사이에 상기 코일스프링의 하중축을 시트판들의 회전을 통해 변화시켜 휠 레이트 및 차고 높이를 조절할 수 있도록 하는 스프링 하중축 조절수단을 설치하며,
    차량 내에는 상기 스프링 하중축 조절수단의 구동을 제어할 수 있는 조작부를 설치한 것을 특징으로 하는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 어퍼 시트판의 외면과 어퍼 암 사이 및 상기 로워 시트판의 외면과 로워 암 사이 모두에 스프링 하중축 조절수단을 설치한 것을 포함을 특징으로 하는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 어퍼 시트판 및 상기 로워 시트판의 경사면에는,
    상기 코일스프링의 상,하단부와의 마찰을 줄이기 위하여 베어링을 더 설치한 것을 특징으로 하는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링 하중축 조절수단은,
    상기 어퍼 암 또는 로워 암에 고정 설치된 상태에서 조작부의 출력신호에 대응하여 정방향 또는 역방향으로 작동되며 스프링 하중축 조절에 필요한 동력을 발생하는 서보모터와;
    상기 서보모터의 회전축에 고정 설치된 상태에서 정방향 또는 역방향으로 발생하는 서보모터의 동력을 웜 휠을 통해 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판으로 전달하는 웜 기어와;
    상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판의 외면에 직접 형성되거나 또는 별도로 성형되어 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판의 외면에 고정 설치된 상태에서 상기 웜 기어와 직각으로 교차되게 결합되어 상기 웜 기어를 통해 전달되어 오는 서보모터의 회전력에 대응하여 상기 어퍼 시트판 또는 로워 시트판에 회전시켜 상기 어퍼 시트판의 저면 또는 로워 시트판의 상면에 형성된 경사면의 위치변화에 대응하여 코일스프링의 하중축이 변화되게 하는 웜 휠;로 구성한 것을 특징으로 하는 시트판 회전을 통한 스프링의 하중축 조절이 가능한 능동형 서스펜션 시스템.
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