KR100482095B1

KR100482095B1 - 소형트럭의 무게중심 이동장치

Info

Publication number: KR100482095B1
Application number: KR10-2002-0040298A
Authority: KR
Inventors: 류준성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2005-04-13
Also published as: KR20040006285A

Abstract

본 발명은 소형트럭의 무게중심 이동장치에 관한 것으로, 화물적재부에 적재되는 화물 양에 따라 토션바를 차량 후방쪽으로 인출시켜 차량 무게중심을 차량 후방으로 이동시킴에 따라, 화물적재에 따른 하중을 고르게 분산·지지함과 더불어 거친 노면 통과에 따른 과도한 차체 거동과 롤링 및 사이드멤버에 가해지는 충격을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전륜(FW)의 차축현가장치가 장착된 차량의 사이드멤버(1)를 따라 후방부위로 이어지는 토션바(T)가 사이드멤버(1)의 후방부위를 이루는 화물적재부(D)에 적재되는 화물의 양에 따라 차량의 후방쪽으로 인출하는 가변장치에 의해 조절되되, 이 가변장치는 화물적재부(D)의 하중을 측정하는 감지센서(11,11')와 차량의 속도를 검출하는 스피드센서(12)의 신호를 받아 내장된 프로그램에 따라 처리·판단하는 콘트롤러(10)와, 엔진의 작동과 함께 구동되면서 콘트롤러(10)의 제어 신호에 따라 발생된 유압의 경로를 제어하는 구동수단(20) 및 이 구동수단(20)에서 공급된 유압을 통해 토션바(T)를 차량 후방쪽으로 인출시키는 이동수단(30,30')으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

소형트럭의 무게중심 이동장치{Weight center variable system in small type truck}

본 발명은 소형트럭의 무게중심 이동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 덱크에 적재되는 화물의 무게를 토션바를 이용해 분산·지지해 차체 프레임의 하중 편중을 방지 할 수 있도록 한 소형트럭의 무게중심 이동장치에 관한 것이다.

일반적으로 1톤 트럭을 포함한 상용 차량은, 차량 중량이 비교적 무거울 뿐만 아니라 화물을 적재하기 때문에 차체 강도를 유지하도록 사각형강등으로 H 형상 제작된 프레임을 사용하게 되는데, 이러한 프레임은 도1에 도시된 바와 같이 직선상으로 형성됨과 아울러 서로 평행하게 배치되면서 그 사이를 가로질러 H 형태를 유지하면서 강성을 향상시키도록 크로스멤버(2)가 설치된 사이드멤버(1)로 이루어진다.

또한, 이와 같은 사이드멤버(1)는 차량의 전방차축(FA)을 매개로 전륜(FW)이 구비된 운전석부(C)를 지지하면서 후방차축(RA)을 매개로 후륜(FW)이 구비되면서 덱크에 적재된 화물을 지지하는 화물적재부(D)가 장착되어 실질적으로 차체의 강도를 확보하는 기본적인 차량의 골격을 이루게 됨은 물론이다.

한편, 이와 같은 사이드멤버(1)로 이루어진 트럭의 전륜(FW)에 장착되는 차축 현가 장치는 사이드멤버(1)부위에 장착되는 로워·어퍼아암의 일측으로 회전 가능하게 설치된 너클, 아암부위로 설치된 쇽 업소버 및 상기 아암 부위로는 사이드멤버(1)를 따라 차량 후방으로 연장되는 토션바(T)로 이루어지게 된다.

이에 따라, 차량의 바운드 시 전륜(FW)이 설치된 너클 부위가 승강 운동함과 더불어 이 너클 부위에 회전 가능하게 연결된 로워·어퍼아암부위가 회전 운동하게 되는데 이와 같이, 상기 아암 부위의 회전에 따라 토션 바(T)가 회전 각도만큼 비틀려 즉, 상기 토션바(T)의 일단이 로워아암과 연동하도록 형성되면서 그 타단이 사이드멤버(1)부위에 브라켓트를 매개로 고정되어 로워아암의 회전 운동에 따라 함께 비틀려지게 된다.

이와 같이, 상기 토션바(T)가 비틀려지게 되면 차량의 바운드에 따라 너클부위에 인가되는 충격량 즉, 노면에서의 충격량이 토션바(T)의 비틀림 탄성에 의해 완화된 후 쇽 업소버가 진동을 감쇄시킴으로써 현가 장치의 역할을 하게 되는 것이다.

이때, 상기 토션바(T)의 스프링 상수(비틀림에 대한)는 차량의 중량, 적재 하중등을 고려하여 토션바(T)의 직경등을 적절하게 선정함으로써 적용 차량에 적합하도록 함은 물론이다.

그러나, 이와 같은 소형 트럭은 그 용도가 화물을 적재해 운반하는데 사용되는 것으로 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 전체길이를 차지하는 화물적재부(D)에 많은 양의 화물을 적재하게 되면 차량의 무게중심(G)에 대해 분포되는 하중이 화물적재부(D)쪽의 차량 뒷부분으로 치중되어 즉, 무게중심(G)에 대해 운전석부(C)의 전방차체하중(F)과 화물적재부(D)의 후방차체하중(F')와 화물적재하중(F")사이의 전·후방모우멘트거리(La·Lb)에 의해 발생되는 모우멘트의 차이에 의해 거친 노면의 통과시 과도한 차체 거동은 물론 롤링이 발생되면서 또한 임펙트(Impact)성 충격이 후륜(RW)부위의 사이드멤버(1)에 발생되어 큰 충격이 전달되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 화물적재부에 적재되는 화물 양에 따라 토션바를 차량 후방쪽으로 인출시켜 차량 무게중심을 차량 후방으로 이동시킴에 따라, 화물적재에 따른 하중을 고르게 분산·지지함과 더불어 거친 노면 통과에 따른 과도한 차체 거동과 롤링 및 사이드멤버에 가해지는 충격을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전륜의 차축현가장치가 장착된 차량의 사이드멤버를 따라 후방부위로 이어지는 토션바를 화물적재부에 적재되는 화물의 양에 따라 차량의 후방쪽으로 인출하는 가변장치가 스피드센서의 입력 신호에 따라 차량이 주행 중임을 인식하고, 후륜부위의 사이드멤버하부에 구비되어 충격을 완화시키는 리프스프링과 접촉되는 감지센서로부터 입력되는 신호에 따라 화물적재부의 하중이 과하거나 거친 도로의 주행상태임을 인식해 제어 신호를 발생하는 콘트롤러와; 엔진의 작동과 함께 구동되는 유압펌프에 의해 펌핑된 오일을 콘트롤러의 제어 신호에 따라 경로를 절환하는 전환밸브로 이루어진 구동수단 및; 상기 구동수단의 전환밸브에 연결된 제1·2공급라인을 통해 공급된 오일에 의해 사이드멤버의 전·후 방향으로 이동되는 이동피스톤과, 상기 이동피스톤의 일측에서 사이드멤버의 안쪽 측면으로 위치된 토션바를 가로지르도록 돌출된 이동로드, 상기 이동로드의 끝단에서 결합된 앵커 및 이 앵커에 의해 이동되면서 결합된 토션바의 끝단을 차량 후방쪽으로 인출시키는 앵커아암으로 이루어진 이동수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따라 소형 트럭의 차체 프레임에 설치된 무게중심 이동장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 크로스멤버(2)가 가로질러 설치된 에이치(H)자 형상 사이드멤버(1)의 전방부위를 이루는 운전석부(C)에 장착된 전륜(FW)의 차축현가장치에 사이드멤버(1)를 따라 후방부위로 장착된 토션바(T)가 사이드멤버(1)의 후방부위를 이루는 화물적재부(D)에 적재되는 화물의 양에 따라 차량의 후방부위로 인출하는 가변장치에 의해 조절되되, 상기 가변장치는 화물적재부(D)의 하중을 측정하는 감지센서(11,11')와 차량의 속도를 검출하는 스피드센서(12)의 신호를 받아 내장된 프로그램에 따라 처리·판단하는 콘트롤러(10)와, 엔진의 작동과 함께 구동되면서 콘트롤러(10)의 제어 신호에 따라 발생된 유압의 경로를 제어하는 구동수단(20) 및 이 구동수단(20)에서 공급된 유압을 통해 토션바(T)를 차량 후방쪽으로 인출시키는 이동수단(30,30')으로 이루어진다.

여기서, 상기 감지센서(11,11')는 도 4에 도시된 바와 같이 후륜(RW)부위의 사이드멤버(1)하부에 구비되어 충격을 완화시키는 리프스프링(L)으로 사이드멤버(1)와 함께 처지면서 접촉되어 콘트롤러(10)로 신호를 전송하게 됨은 물론이다.이때, 상기 콘트롤러(10)는 스피드센서(12)로부터 입력되는 신호에 따라 차량이 주행중임을 판단하면서 또한, 감지센서(11,11')로부터 측정 신호가 입력되면 사이드멤버(1)부위가 리프스프링(L)쪽으로 처진 상태인 화물적재부(D)의 과도한 화물 적재나 거친 노면 주행하는 경우로 인식하는 것으로, 즉, 상기 콘트롤러(10)의 내장된 프로그램인 로직은 극히 단순한데, 이는 상기 감지센서(11,11')로부터 신호가 입력될 때 화물 적재량이 많거나 또는 거친 노면의 주행에 따른 범프(Bump)와 리바운드(Rebound)가 발생하는 경우로 판단함과 더불어 스피드센서(12)로부터 입력되는 신호를 통해 현재 차량이 주행중인 상태로 인식하여 제어 신호를 발생하게 된다.

또한, 상기 구동수단(20)은 엔진의 작동과 함께 구동되는 유압펌프(21)와, 이 유압펌프(21)에 의해 펌핑된 오일을 콘트롤러(10)의 제어 신호에 따라 이동수단(30,30')쪽으로 공급하거나 오일팬쪽으로 복귀시키도록 경로를 절환하는 전환밸브(22)로 이루어진다.

그리고, 상기 이동수단(30,30')은 구동수단(20)의 전환밸브(22)에 연결된 제1·2공급라인(35,36)을 통해 공급된 오일에 의해 사이드멤버(1)의 전·후 방향으로 이동되는 이동피스톤(31,31')과, 이 이동피스톤(31,31')의 일측에서 사이드멤버(1)의 안쪽 측면으로 위치된 토션바(T)를 가로지르도록 돌출된 이동로드(32,32'), 이 이동로드(32,32')의 끝단에서 결합된 앵커(33,33') 및 이 앵커(33,33')에 의해 이동되면서 결합된 토션바(T)의 끝단을 차량 후방쪽으로 인출시키는 앵커아암(34,34')으로 이루어진다.

여기서, 상기 이동수단(30,30')은 서로 평행하게 에이치(H)자 형상을 갖는 사이드멤버(1)의 양쪽에서 각각 설치되는 한편, 상기 이동수단(30,30')의 이동피스톤(31,31')은 사이드멤버(1)의 내부에 형성된 챔버(1')에 각각 수용됨은 물론이다.

또한, 상기 이동로드(32,32')는 도 5에 도시된 바와 같이 사이드멤버(1)에 형성된 슬랏을 따라 이동피스톤(31,31')과 함께 이동될 때 챔버(1')내로 공급되는 오일의 누유를 방지하도록 기밀부재가 구비되는 한편, 상기 이동로드(32,32')의 저면으로 위치되는 토션바(T)와의 마찰을 저감하도록 베어링(37)이 안착되는 토션바안착면(32a)이 형성되어진다.

여기서, 상기 베어링(37)은 슬라이딩베어링임은 물론이다.

그리고, 상기 앵커(33,33')는 이동피스톤(31,31')과 함께 이동되는 이동로드(32,32')의 끝단에 고정된 앵커로드(33a,33a')와, 이 앵커로드(33a,33a')의 측면에서 길게 이어져 토션바(T)에 결합되면서 길게 이어진 앵커아암(34,34')에 고정된 푸쉬로드(33b,33b')로 이루어진다.

여기서, 상기 앵커(33,33')의 푸쉬로드(33b,33b')와 앵커아암(34,34')은 서로간의 거리를 줄여 장착 공간을 최소하도록 서로를 향해 경사지게 형성됨은 물론이다.

그리고, 상기 이동수단(30,30')에 의해 차량 후방 쪽으로 인출되는 토션바(T)는 그 이동이 자유롭도록 도 6에 도시된 바와 같이, 차륜(FW)부위로 고정되면서 외주면에 스플라인이 형성된 제1로드(t)와, 이 제1로드(t)에 인출·삽입되도록 내면에 스플라인이 형성된 제2로드(t')으로 이루어지게 된다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량의 화물적재부(D)에 적재된 화물에 의한 하중이 사이드멤버(1)에 구비된 감지센서(11.11')를 작동시키지 못하는 경우에는, 콘트롤러(10)에서 적재된 화물에 의해 차량의 과도한 차체 거동과 롤링 및 충격이 발생되지 않는 경우로 판단해, 전술한 종래의 경우와 같이 토션바(T)가 차축현가장치와 더불어 토션바(T)의 비틀림 탄성을 통해 노면에서의 충격량을 완화시키게 됨은 물론이다.

한편, 차량의 화물적재부(D)에 많은 양의 화물을 적재하거나 또는 거친 노면의 주행에 따른 충격으로 인해 사이드멤버(1)부위가 리프스프링(L)쪽으로 처지면서 감지센서(11,11')와 리프스프링(L)이 서로 접촉하게 되면, 이 감지센서(11,11')와 스피드센서(12)의 신호를 전송받은 콘트롤러(10)가 이 두 신호에 따라 차량 후방쪽의 하중 집중상태임을 판단하게 되고 이에 따라, 상기 콘트롤러(10)가 구동수단(20)으로 제어신호를 보내 전환밸브(22)의 오일 통로를 열어 유압펌프(21)의 오일이 이동수단(30,30')으로 공급되도록 한다.

이어, 상기 구동수단(20)으로부터 제1공급라인(35)을 통해 사이드멤버(1)의 챔버(1')로 오일을 공급받은 이동수단(30,30')의 이동피스톤(31,31')은 차량의 후방 쪽으로 이동하게 되고, 이에 따라 상기 피스톤(31,31')에 연결되어 돌출된 이동로드(32,32')가 피스톤(31,31')의 이동 방향으로 앵커(33,33')와 함께 이동되면서, 이 앵커(33,33')의 푸쉬로드(33b,33b')와 그 일단이 고정된 앵커아암(34,34')을 차량의 후방 쪽으로 이동시켜 토션바(T)의 제2로드(t')를 제1로드(t)로부터 인출시켜주게 된다.

이와 같이, 서로 스플라인 결합된 토션바(T)의 제2로드(t')가 제1로드(t)로부터 인출되면, 화물적재부(D)를 지지하는 사이드멤버(1)부위에 제2로드(t')의 인장부위가 위치되어 화물 적재에 의한 하중을 지지·분산하게 됨은 물론이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 차량의 초기 무게중심(G)이 후방쪽으로 인장된 토션바(T)에 의해 뒤로 이동된 거리만큼 이동한 이동무게중심(G')으로 변화되고 이에 따라, 운전석부(C)의 전방차체하중(F)과 화물적재부(D)의 후방차체·화물적재하중(F',F")에 의해 이동무게중심(G')을 중심으로 하여 발생되는 모우멘트가 한쪽으로 편중되지 않도록 전·후방모우멘트거리(La·Lb)가 적절히 조절되면서 차량 후방부위의 하중(F',F")을 지지·분산시킬 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 많은 양의 화물을 적재하고 거친 노면을 주행하는 경우에 후륜(RW)부위를 통해 큰 충격이 전달되더라도 화물적재에 따른 하중(F")이 전체적으로 분산되므로 충격의 전달정도가 적어지면서 동시에 과도한 차체 거동과 롤링도 방지되어짐은 물론이다.

한편, 화물적재부(D)의 화물을 내리거나 또는 차량이 정지됨에 따라 감지센서(11,11')와 스피드센서(12)의 신호를 콘트롤러(10)가 모두 인식하게 되면, 차량의 후방쪽으로 인출되었던 토션바(T)를 다시 전방 쪽으로 삽입시켜 그 길이를 줄이게 되는데 즉, 상기 콘트롤러(10)가 구동수단(20)으로 제어신호를 보내 전환밸브(22)의 오일 통로를 제2공급라인(36)으로 연결시켜 이동수단(30,30')의 이동피스톤(31,31')을 차량의 전방 쪽으로 이동시켜주게 된다.

이에 따라 상기 피스톤(31,31')에 연결되어 돌출된 이동로드(32,32')가 앵커(33,33')와 함께 이동되면서, 이에 고정된 앵커아암(34,34')을 차량의 전방 쪽으로 이동시켜 토션바(T)의 제2로드(t')를 제1로드(t)쪽으로 삽입시키게 되고 이로 인해, 상기 토션바(T)의 전체 길이가 줄어들면서 무게중심(G)도 차량의 전방부위로 위치시켜 전술한 종래의 경우와 같이 토션바(T)가 차축현가장치와 더불어 토션바(T)의 비틀림 탄성을 통해 노면에서의 충격량을 완화시키게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전륜의 차축현가장치가 장착된 차량의 사이드멤버를 따라 후방부위로 이어지는 토션바가, 적재되는 화물 정도에 따라 운전석부와 화물적재부에 가해지는 하중과 무게중심의 간격차에 의한 모우멘트의 편중을 방지하도록 가변장치에 의해 차량의 전·후방으로 이동되면서 조절되고 이에 따라, 적재된 화물에 의한 하중을 보다 균일하게 지지·분산해 거친 노면의 통과시에도 과도한 차체 거동은 물론 롤링이 발생되면서 또한 임펙트성 충격에 따른 큰 충격의 전달을 감소할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 일반적인 소형트럭의 차체 프레임의 구성도

도 2는 종래에 따른 소형트럭의 무게중심 상태도

도 3은 본 발명에 따라 소형 트럭의 차체 프레임에 설치된 무게중심 이동장치의 구성도

도 4는 도 3의 화물 덱크의 무게 감지를 위한 센서의 설치 상태도

도 5는 도 4의 토션바 이동장치의 측면 구성도

도 6은 본 발명에 따른 토션바의 분리 결합도

도 7은 본 발명에 따라 덱크에 적재된 화물의 무게에 의해 무게중심을 이동하는 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 사이드멤버 1' : 챔버

2 : 크로스멤버 10 : 콘트롤러

11,11' : 감지센서 12 : 스피드센서

20 : 구동수단 21 : 유압펌프

22 : 전환밸브 30,30' : 이동수단

31,31' : 이동피스톤 32,32' : 이동로드

32a : 토션바안착면

33,33' : 앵커 33a,33a' : 앵커로드

33b,33b' : 푸쉬로드 34,34' : 앵커아암

35 : 제1공급라인 36 : 제2공급라인

37 : 베어링

B : 브라켓트 C : 운전석부

D : 화물적재부 F : 전방차체하중

F' : 후방차체하중 F" : 화물적재하중

FA : 전방차축 FW : 전륜

G : 무게중심 G' : 이동무게중심

L : 리프스프링

La·Lb : 전·후방모우멘트거리

La'·Lb' : 전·후방이동모우멘트거리 RA : 후방차축

RW : 후륜 T : 토션바

t : 제1로드 t' : 제2로드

Claims

전륜(FW)의 차축현가장치가 장착된 차량의 사이드멤버(1)를 따라 후방부위로 이어지는 토션바(T)를 화물적재부(D)에 적재되는 화물의 양에 따라 차량의 후방쪽으로 인출하는 가변장치가

스피드센서(12)의 입력 신호에 따라 차량이 주행 중임을 인식하고, 후륜(RW)부위의 사이드멤버(1)하부에 구비되어 충격을 완화시키는 리프스프링(L)과 접촉되는 감지센서(11,11')로부터 입력되는 신호에 따라 화물적재부(D)의 하중이 과하거나 거친 도로의 주행상태임을 인식해 제어 신호를 발생하는 콘트롤러(10)와;

엔진의 작동과 함께 구동되는 유압펌프(21)에 의해 펌핑된 오일을 콘트롤러(10)의 제어 신호에 따라 경로를 절환하는 전환밸브(22)로 이루어진 구동수단(20) 및;

상기 구동수단(20)의 전환밸브(22)에 연결된 제1·2공급라인(35,36)을 통해 공급된 오일에 의해 사이드멤버(1)의 전·후 방향으로 이동되는 이동피스톤(31,31')과, 상기 이동피스톤(31,31')의 일측에서 사이드멤버(1)의 안쪽 측면으로 위치된 토션바(T)를 가로지르도록 돌출된 이동로드(32,32'), 상기 이동로드(32,32')의 끝단에서 결합된 앵커(33,33') 및 이 앵커(33,33')에 의해 이동되면서 결합된 토션바(T)의 끝단을 차량 후방쪽으로 인출시키는 앵커아암(34,34')으로 이루어진 이동수단(30,30');

으로 구성된 소형트럭의 무게중심 이동장치.
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제 1항에 있어서, 상기 이동수단(30,30')은 서로 평행한 사이드멤버(1)의 양쪽에서 각각 설치되면서 이동피스톤(31,31')이 사이드멤버(1)의 내부에 형성된 챔버(1')에 각각 수용되는 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.
제 1항에 있어서, 상기 이동로드(32,32')는 그 저면으로 위치되는 토션바(T)와의 마찰을 저감하도록 베어링(37)이 안착되는 토션바안착면(32a)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.
제 6항에 있어서, 상기 베어링(37)은 슬라이딩베어링인 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.
제 1항에 있어서, 상기 앵커(33,33')는 이동피스톤(31,31')과 함께 이동되는 이동로드(32,32')의 끝단에 고정된 앵커로드(33a,33a')와, 이 앵커로드(33a,33a')의 측면에서 길게 이어져 토션바(T)에 결합되면서 길게 이어진 앵커아암(34,34')에 고정된 푸쉬로드(33b,33b')로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.
제 8항에 있어서, 상기 앵커(33,33')의 푸쉬로드(33b,33b')와 앵커아암(34,34')은 서로간의 거리를 줄여 장착 공간을 최소하도록 서로를 향해 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.
제 1항에 있어서, 상기 토션바(T)는 그 이동이 자유롭도록 차륜(FW)부위로 고정되면서 외주면에 스플라인이 형성된 제1로드(t)와, 이 제1로드(t)에 인출·삽입되도록 내면에 스플라인이 형성된 제2로드(t')으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형트럭의 무게중심 이동장치.