KR100878487B1 - 암을 360도 회전시킬 수 있는 동력전달장치를 구비한 현가 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현가장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 구동모터를 가지는 동력전달장치를 구비하며, 암이 360도 회전 가능한 구속조건이 있는 특수한 경우에 리딩 암 상태나 트레일링 암 상태에서도 동일한 스프링력 및 감쇠력을 나타내는 360도 회전 가능한 암의 현가장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 휠과 연결된 암이 360도 회전될 수 있는 동력전달장치에 구비되는 현가장치로서, 상기 동력전달장치에 연결되는 크랭크축에 고정되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드의 양단에 회동가능하게 연결되는 제1 및 제2 쇽업소버를 포함하고, 상기 제1 및 제2 쇽업소버는 각각, 외부실린더와, 상기 외부실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하며 내부에 유체가 충전된 내부실린더와, 상기 내부실린더 내부를 왕복 운동하며 일단이 차체에 고정되는 피스톤으로 이루어져 있어, 상기 암의 회전시에 상기 제1 또는 제2 쇽업소버 중 하나가 작동하도록 함으로써, 동일한 현가 특성을 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 현가장치를 제공한다.

현가장치, 암, 회전

Description

암을 360도 회전시킬 수 있는 동력전달장치를 구비한 현가 시스템{A SUSPENSION SYSTEM HAVING POWER TRANSMISSION DEVICE CAPABLE OF ROTATING ARM WITHIN 360 DEGREE}

본 발명은 구동모터를 가지는 동력전달장치를 구비하며 암이 360도 회전 가능한 구속조건이 있는 특수한 경우에도 일정한 현가 특성을 나타낼 수 있는 현가장치와, 이 현가장치가 적용되는 동력전달장치에 관한 것이다.

현가장치는 차고를 유지하고 차량의 무게를 지탱하며 차량이 지면으로부터 받는 충격을 완화하는 역할을 수행하는데, 탄성력을 갖는 스프링과 흡수력을 갖는 댐퍼로 구성되어 있다.

한편, 독립식 현가장치의 스윙암식에 해당하는 리딩암 (leding-arm) 과 트레일링암 (trailing-arm) 은 차륜에 대한 요동 축의 위치에 따라 분류되며, 상기 리딩 암식은 요동 축이 차륜의 후방에 배치되는 형식이고, 상기 트레일링 암식은 요동 축이 차륜의 전방에 배치되는 방식을 의미한다.

그런데 암이 360도 회전해야 하는 구속조건이 있는 특수한 현가장치의 경우 암이 회전하면서, 트레일링 상태에 놓이거나 리딩 상태에 놓이더라도 동일한 현가특성을 가져야 한다. 이와 관련하여 종래에는 회전형 댐퍼와 스프링 장치를 사용 하였는데, 상기 장치들은 차량에 장착하기가 어려울 뿐 아니라, 크기에 비해 발생되는 힘이 적어 차량의 중량이 커질수록 공간적 제약이 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 암의 회전으로 리딩 상태나 트레일링 상태가 되더라도, 동일한 스프링력 및 감쇠력을 나타낼 수 있고 설치가 쉬우며 정비가 용이하고 설치공간이 적은 현가장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 현가장치에 적합한 동력전달장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 휠과 연결된 암이 360도 회전될 수 있는 동력전달장치에 구비되는 현가장치로서, 상기 동력전달장치에 연결되는 크랭크축에 고정되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드의 양단에 회동가능하게 연결되는 제1 및 제2 쇽업소버를 포함하고, 상기 제1 및 제2 쇽업소버는 각각, 외부실린더와, 상기 외부실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하며 내부에 유체가 충전된 내부실린더와, 상기 내부실린더 내부를 왕복 운동하며 일단이 차체에 고정되는 피스톤으로 이루어져 있어, 상기 암의 회전시에 상기 제1 또는 제2 쇽업소버 중 하나가 작동하도록 함으로써, 동일한 현가 특성을 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 현가장치를 제공한다.

또한, 상기 현가장치에 있어서, 상기 외부실린더는 원통 형상을 이루며 그 내주부에는 길이방향으로 연장하도록 형성된 다수의 홈에 의해 내부의 유체가 압축 되지 않아, 내부실린더의 왕복운동시 내부실린더가 외부실린더의 단부에 접촉하기 전까지는 쇽업소버의 감쇠력에 영향을 미치지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측은 상기 크랭크축과 스플라인기어를 통해 연결되고 타측은 유성기어를 수용하는 수용부가 형성되어 있는 원반형 블록과, 상기 원반형 블록을 상기 크랭크축과 연결되도록 탄성지지하는 탄성수단과, 상기 암을 회전시키는 구동모터의 구동축에 연결되고 상기 수용부의 외측에 배치되어 상기 원반형 블록의 이동에 따라 상기 유성기어에 결합 또는 분리되는 선기어를 포함하고, 상기 구동모터에 의한 암의 회전시에는 상기 탄성수단의 탄성지지력을 극복하는 상기 압력공급라인에 의해 공급되는 압력을 통해 상기 원반형 블록을 이동시킴으로써, 상기 현가장치와 동력전달장치가 분리될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 동력전달장치를 제공한다.

본 발명에 따른 현가장치에 의하면, 암의 회전에 의해 리딩 또는 트레일링 상태에 놓이더라도, 상기 제1 또는 제2 쇽업소버 중 하나가 대응하도록 되어 있어, 동일한 현가특성을 유지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 현가장치는 차량에 설치하기가 쉽고 정비가 용이하며 설치공간도 적어, 차량의 중량이 커지더라도 용이하게 대응할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 현가장치에 적용되는 동력전달장치는, 현가장치와 분리시켜 암을 회전시키도록 되어 있어, 상기 현가장치가 설치될 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

그러나, 하기 실시 예는 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 변형이 가능하며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 현가장치 및 동력전달장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 현가장치의 단면도이며, 도 3a은 본 발명에 따른 동력전달장치의 분해사시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 동력전달장치에서 크랭크축과 원반형 블록이 연결된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 3c는 크랭크축과 원반형 블록이 분리된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 현가장치(1)는 크게 크랭크축(3)에 감입되는 커넥팅로드(2a)와, 커넥팅로드(2a)의 양단에 회동가능하게 고정되는 제1 및 제2 쇽업소버(10a,10b)로 구성되어 있다.

상기 커넥팅로드(2a)는 길이방향으로 연장하는 부재로서, 그 중앙부에는 상기 크랭크축(3)에 끼워질 수 있도록 원형 구멍(2b)가 형성되어 있고, 양단에는 상기 쇽업소버(10)의 고정구를 끼울 수 있는 홈(2c)과 이 홈(2c)에 수직하게 체결구를 삽입할 수 있는 체결구멍(2d)이 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2 쇽업소버(10a,10b)는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 원통형으로 형성되어 있으며 일 단부에는 상기 커넥팅로드(2a)와 연결하기 위한 돌출부에 연결구멍(11a)이 형성되어 있는 외부 실린더(11)와, 상기 외부 실린더(11)에 비해 작은 직경을 가진 원통형으로 이루어져 상기 외부 실린더(11)의 내부를 왕복 운 동하는 내부 실린더(12)와, 내부 실린더(12)의 내부를 왕복운동하는 피스톤(15)으로 구성되어 있다.

상기 외부 실린더(11)의 내주부에는 길이방향으로 연장하는 홈(11b)이 다수 개 형성되어 있어, 내부 실린더(12)의 왕복시 외부 실린더(11) 내부의 공기가 상기 홈(11b)으로 배출될 수 있도록 하여, 내부 실린더(12)의 압축 운동시 감쇠력을 발생하지 않도록 되어 있다. 한편, 상기 내부 실린더(12)의 내부(16)에는 유압유가 충전되어 있다.

또한, 상기 내부 실린더(12)에 내접하여 왕복 운동하는 피스톤(15)의 일단에는 차체에 연결하기 위한 연결구멍(18)이 형성되어 있고, 그 내부의 가스실(17)에는 스프링 역할을 하는 질소가스가 충전되어 있으며, 타단부에는 다수의 오리피스가 형성되어 있는 디스크형의 수동형 댐퍼(13)와 상기 질소가스가 충전되어 있는 가스실(17)을 왕복 운동하는 가스실 피스톤(14)이 구비되어 있다.

다음으로 본 발명에 따른 현가장치(1)의 작동에 대해 설명한다.

도 1에 도시된 암(40)의 회전을 통해 리딩 암 또는 트레일링 암의 상태가 되면, 상기 제1 및 제2 쇽업소버의 경우, 암(40)의 회전에 따라 각 쇽업소버(10a,10b)의 내부 실린더(12)가 외부 실린더(11)의 내부를 이동하게 된다. 이에 따라, 예컨대 리딩 암 상태일 때 제1 쇽업소버(10a)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 내부 실린더(12)가 외부 실린더(11)의 내측으로 이동하여 접촉한 상태로 있게 된다. 그리고, 트레일링 암 상태일 때는 제1 쇽업소버(10a)의 내부 실린더(12)가 외부 실린더(11)의 외측으로 이동하여 분리된 상태로 있게 됨과 동시에, 제2 쇽업 소버(10b)의 내부 실린더(12)가 외부 실린더(11)의 내측에 접촉한 상태로 있게 된다.

그런데 내부 실린더(12)가 외부 실린더(11)의 내측에 접촉하지 않은 상태에 있는 쇽업소버의 경우, 외부 실린더(11)의 내주부에 형성된 홈(11b)에 의해 내부 실린더(12)가 움직이더라도 공기의 압축력이 발생하지 않으므로 감쇠력에는 전혀 영향을 미치지 않게 된다.

따라서 리딩 암 또는 트레일링 암 상태일 때는 상기 제1 쇽업소버(10a) 또는 제2 쇽업소버(10b) 중 하나가 암의 상태에 맞게 작동하게 되며, 다른 쇽업소버는 전혀 감쇠 작용을 하지 않게 되므로, 현가 특성도 동일하게 유지될 수 있게 된다.

또한, 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 동력전달장치(20)는 크게 중공형의 원반형 하우징(21)과, 이에 일부가 내접하며 다른 일부는 도 3b 의 좌측으로 돌출되고 내벽면에는 제1 스플라인 기어(22a)가 형성된 통 형상 프레임(22)과, 상기 프레임에 수용되는 원반형 블록(26)과, 상기 프레임(22)의 좌측 후방에 부착 고정된 구동모터(23a)로 이루어져 있다.

또한 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(23a)의 축(23b)에는 선기어(24)가 상기 프레임(22)의 내부에 위치하도록 형성되어 있고, 상기 선기어(24)와 동일 선상에서 서로 결합되어 구동모터(23a)의 회전력을 전달할 수 있는 유성기어(25)가 상기 원반형 블럭(26)에 끼워 맞춰져 연동가능하도록 형성되어 있다.

상기 원반형 블록(26)은 원주 가장자리 일측으로 제2 스플라인 기어(27)가 형성되어 프레임(22)에 형성되어 있는 제1 스플라인 기어(22a)와 끼워 맞추어져 연 동되도록 되어 있다. 또한 상기 원반형 블록(26)의 일면의 중앙부에는 상기 하우징(21)의 외측으로 돌출되는 돌출부(26a)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(26a) 내에는 상기 크랭크축(3)과 끼워 맞춤 가능하게 형성된 제3 스플라인 기어(26b)가 형성되어 있다. 또한 상기 돌출부(26a)의 타면에는 오목홈(26c)이 제4 스플라인(26d)과 함께 형성되고, 상기 제4 스플라인(26d)에 내접하여 전술한 2개의 유성기어(25)가 끼워져 있다.

또한, 상기 원반형 블록(26)을 탄성적으로 지지하기 위한 스프링(27a)이 프레임(22) 내측의 상하에 형성되어 있어 상기 원반형 블록(26)은 도 3b 와 같이 프레임(22)의 최우측으로 탄성지지되고, 하우징(21)의 단부(21a)에 걸려 위치를 유지하도록 되어 있다.

이에 따라, 커넥팅로드(2a)가 끼워지는 크랭크축(3)이 제3 스플라인 기어(26b)와 끼워 맞춰져 있고, 끼워 맞춰진 상기 크랭크축(3)의 단부에는 공압 또는 유압장치(도시생략) 의 공급라인(28)이 일측으로부터 관통형성되어 연결되어 있다. 이 장치로부터 공급라인(28)을 통하여 공급되는 압력에 의하여 원반형 블록(26)은 스프링(27a)의 탄성력을 극복하여, 도 3c 에 나타내는 바와 같이 좌측으로 밀린다.

이에 의해 양측의 유성기어(25)가 선기어(24)의 상하 위치로 끼워져 구동모터(23a)의 동력이 축(23b)을 통하여 유성기어(25)와 원반형 블록(26)을 거쳐 프레임(22) 자체에 회전력이 전달되어 프레임(22)이 회전됨으로써, 상기 프레임(22)의 일측에 부착형성된 암(40)의 회전이 이루어진다.

반대로, 상기 공급라인(28)을 통하여 가해진 압력을 제거하면 도 3b 와 같이 상기 원반형 블록(26)이 본래의 상태로 복귀하게 되며, 이에 따라 유성기어(25)도 선기어(24)와의 결합이 해제되어 구동모터(23a)의 회전력이 프레임(22)을 통하여 암(40)에 전달되지 않게 된다.

이상과 같은 구성을 통해, 암(40)의 회전이 요구될 때는, 크랭크축(3)의 단부에 형성된 유압 공급라인(28)을 통하여 압력을 조절함으로써, 상기 원반형 블럭(26)을 좌우로 이동 조절하고, 이 이동에 수반하여 유성기어(25)와 선기어(24)의 결합에 의하여 구동모터(23a)의 회전력으로 프레임(22)이 회전되므로, 상기 프레임(22)에 부착 고정된 암(40)은 360도 회전이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 현가장치 및 동력전달장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 현가장치의 단면도이다.

도 3a은 본 발명에 따른 동력전달장치의 분해사시도이다.

도 3b는 본 발명에 따른 동력전달장치에서 크랭크축과 원반형 블록이 연결된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3c는 크랭크축과 원반형 블록이 분리된 상태를 나타내는 단면도이다.

Claims (3)

1. 휠과 연결된 암을 360도 회전시킬 수 있는 동력전달장치에 설치되는 현가장치를 구비하는 현가 시스템으로서, 상기 현가장치는,

   상기 동력전달장치에 연결되는 크랭크축에 고정되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드의 양단에 회동가능하게 연결되는 제1 및 제2 쇽업소버를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 쇽업소버는 각각, 외부실린더와, 상기 외부실린더의 내주면을 따라 왕복 운동하며 내부에 유체가 충전된 내부실린더와, 상기 내부실린더 내부를 왕복 운동하며 일단이 차체에 고정되는 피스톤으로 이루어져 있어,

   상기 암의 회전시에 상기 제1 또는 제2 쇽업소버 중 하나가 작동하도록 함으로써, 동일한 현가 특성을 유지하고,

   상기 외부실린더는 원통 형상을 이루며 그 내주부에는 길이방향으로 연장하도록 형성된 다수의 홈에 의해 내부의 유체가 압축되지 않아, 내부실린더의 왕복운동시 내부실린더가 외부실린더의 단부에 접촉하기 전까지는 쇽업소버의 감쇠력에 영향을 미치지 않도록 한 것을 특징으로 하는 현가 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 동력전달장치는,

   일측은 상기 크랭크축과 스플라인기어를 통해 연결되고 타측은 유성기어를 수용하는 수용부가 형성되어 있는 원반형 블록과,

   상기 원반형 블록을 상기 크랭크축과 연결되도록 탄성지지하는 탄성수단과,

   상기 암을 회전시키는 구동모터의 구동축에 연결되고 상기 수용부의 외측에 배치되어 상기 원반형 블록의 이동에 따라 상기 유성기어에 결합 또는 분리되는 선기어를 포함하고,

   상기 구동모터에 의한 암의 회전시에는 상기 탄성수단의 탄성지지력을 극복하는 상기 압력공급라인에 의해 공급되는 압력을 통해 상기 원반형 블록을 이동시킴으로써, 상기 현가장치와 동력전달장치가 분리될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 현가 시스템.

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