KR100789304B1 - Air suspension - Google Patents

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김정래
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Abstract

An air suspension is provided to control a spring constant in a real time by varying the shape of a piston that varies an effective hydraulic area of a diaphragm. An air suspension comprises an upper joint connected to a chassis frame, a piston(64) connected to an axle of a vehicle to deliver vibration from the ground, a diaphragm(60) making contact an outer surface of the piston according to the up/down movement of the piston, a partition wall(66) formed around the piston such that the partition wall makes contact with the diaphragm, and an actuator(70) installed in the piston to vary the outer diameter of the partition wall. The diaphragm is installed between the upper joint and the piston to store pressurized air therein.

Description

공기 현가장치 {AIR SUSPENSION}Air suspension {AIR SUSPENSION}

도 1은 일반적인 공기 현가장치의 배치를 나타낸 구성도가 도시된 도.1 is a block diagram showing the arrangement of a typical air suspension.

도 2는 종래 기술에 따른 공기 현가장치를 개략적으로 나타낸 구성도.Figure 2 is a schematic view showing an air suspension according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 공기 현가장치의 단면도.3 is a cross-sectional view of the air suspension according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 공기 현가장치의 확대 단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the air suspension according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

52 : 공기 현가장치 60 : 다이어프램52: air suspension 60: diaphragm

62 : 상부 조인트 64 : 피스톤62: upper joint 64: piston

65 : 요홈부 66 : 격벽65: groove 66: partition wall

68 : 중공부 70 : 액츄에이터68: hollow part 70: actuator

72 : 실린더 74 : 보조지지부72: cylinder 74: auxiliary support

76 : 유로 78 : 밸브76: Euro 78: valve

본 발명은 압축공기를 이용하여 자동차의 진동이나 충격을 흡수하는 공기 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 현가장치에 전달되는 충격량에 따 라 공기실을 지지하는 피스톤의 면적이 가변되도록 하여 공기 현가장치의 탄성력을 제어할 수 있는 공기 현가장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air suspension device that absorbs vibration or shock of a vehicle by using compressed air, and more specifically, to change the area of the piston supporting the air chamber according to the amount of impact delivered to the air suspension device. It relates to an air suspension that can control the elastic force of the suspension.

일반적인 공기 현가장치의 배치를 나타낸 구성도가 도시된 도 1과 종래 기술에 따른 공기 현가장치를 개략적으로 나타낸 구성도인 도 2를 참고하면, 차체의 하부와, 바퀴(15)의 축 사이에 설치되어 차체에 발생되는 진동 또는 충격을 완충, 감쇠한다.Referring to FIG. 1, which shows a configuration of a general air suspension, and FIG. 2, which schematically illustrates an air suspension according to the related art, installed between a lower portion of a vehicle body and a shaft of a wheel 15. It dampens and attenuates vibration or shock generated in the vehicle body.

공기 현가장치(12)는 에어 컴프레서(1)가 엔진으로 구동되며 여기서, 압축된 공기는 워터 트랩(2) 및 체크 밸브(3)를 거쳐서 메인 에어 탱크(5)에 저장된다. 그리고, 상기 메인 에어 탱크(5) 내의 압력은 압력 조정기(4)에 의해 일정 범위내로 조정되며, 일측에는 공기 압력의 이상시 이를 제어하기 위한 안전 밸브(6)가 설치되어 있다.The air suspension 12 has an air compressor 1 driven by an engine, where the compressed air is stored in the main air tank 5 via the water trap 2 and the check valve 3. In addition, the pressure in the main air tank (5) is adjusted within a predetermined range by the pressure regulator (4), one side is provided with a safety valve (6) for controlling this in case of abnormal air pressure.

상기 메인 에어 탱크(5) 내의 공기는 공기 파이프(7), 레벨링 밸브(8) 및 서지 탱크(10)를 경유하여 공기 현가장치(12)로 들어오게 된다. 상기 공기 현가장치(12)는 하중이 감소하여 차고가 높아지면, 상기 레벨링 밸브(8)가 작동하여 상기 공기 현가장치(12) 내의 공기를 상기 서지 탱크(10)측으로 방출하며, 하중이 증가하여 차고가 낮아지면 장치된 서지 탱크(10)로부터 상기 공기 현가장치(12)에 공기를 공급하여 차고를 일정하게 유지하게 되어 있다.The air in the main air tank 5 enters the air suspension 12 via the air pipe 7, the leveling valve 8 and the surge tank 10. When the air suspension 12 decreases the load to increase the height, the leveling valve 8 operates to release air in the air suspension 12 to the surge tank 10 side, and the load increases. When the garage becomes low, air is supplied from the installed surge tank 10 to the air suspension 12 to keep the garage constant.

이를 위해, 상기 공기 현가장치(12)는 공기를 저장하여 스프링 기능을 수행하기 위한 다이어프램(20)을 포함하며, 상기 공기 현가장치(12)는 차량의 하중에 따라 다이어프램(20)의 내압이 변화된다. 또한, 상기 공기 현가장치(12)는 상기 다이어프 램(20)의 내압이 변화됨에 따라 스프링 상수가 달라진다. 이와 같이, 상기 공기 현가장치(12)는 스프링 상수가 하중에 따라 변화하므로 하중이 변동하여도 스프링의 고유 진동수는 그다지 변화하지 않으면서 승차감을 일정하게 유지하게 된다.To this end, the air suspension 12 includes a diaphragm 20 for storing air to perform a spring function, the air suspension 12 is the internal pressure of the diaphragm 20 changes according to the load of the vehicle do. In addition, the spring suspension of the air suspension device 12 is changed as the internal pressure of the diaphragm 20 is changed. As described above, the air suspension 12 changes the spring constant according to the load, so that the natural frequency of the spring does not change so much even when the load changes, so that the riding comfort is kept constant.

도 2를 참고하여 공기 현가장치의 구성을 살펴보면, 공기 현가장치(12)는 압축공기를 저장하기 위한 다이어프램(20)을 포함하고, 상기 다이어프램(20)은 차체측 프레임에 연결되는 상부 조인트(22)와, 차체의 바퀴(도 1의 15)측과 결합되는 피스톤(24) 사이에 밀봉되게 결합된다. 이와 같이, 상기 다이어프램(20)은 상기 상부 조인트(22)와 상기 피스톤(24) 사이에 밀봉되고, 내부에 공기가 충진됨에 따라 에어 스프링의 기능을 갖게 되며, 내부에 충진된 공기의 압력에 따라 일정한 스프링 상수를 갖게 된다.Looking at the configuration of the air suspension with reference to Figure 2, the air suspension 12 includes a diaphragm 20 for storing the compressed air, the diaphragm 20 is the upper joint 22 connected to the vehicle body side frame ) And a piston 24 which is engaged with the wheel (15 of FIG. 1) side of the vehicle body is sealed. As such, the diaphragm 20 is sealed between the upper joint 22 and the piston 24 and has a function of an air spring as the air is filled therein, and in accordance with the pressure of the air filled therein. You have a constant spring constant.

또한, 상기 피스톤(24)은 외둘레면에 요홈부(25)가 형성되어 있으며, 상기 요홈부(25)는 상기 피스톤(24)의 승강시 상기 다이어프램(20)과 굴곡되게 접촉된다. 즉, 상기 요홈부(25)는 상기 다이어프램(20)의 접촉이 완곡하게 이루어지도록 상시 피스톤(24)의 외경이 상단부에서 하단부로 갈수록 완만하게 작아지는 형태로 이루어진다.In addition, the piston 24 has a groove portion 25 is formed on the outer circumferential surface, the groove portion 25 is bent in contact with the diaphragm 20 when the piston 24 is elevated. That is, the groove portion 25 is formed in such a way that the outer diameter of the piston 24 is gradually reduced from the upper end to the lower end so that the contact of the diaphragm 20 is made smooth.

이때, 상기 다이어프램(20)의 팽창 외경은 상기 피스톤(24) 외경 변화에 따라 달라지고, 이에 따라 상기 다이어프램(20)이 축방향으로 공기압력을 받게 되는 면적인 유효수압면적이 변하게 된다. 여기에서, 상기 다이어프램(20)의 유효수압면적은 공기 현가장치(12)의 스프링 상수를 결정하는 중요한 설계 파라메터가 되고 있다.At this time, the expansion outer diameter of the diaphragm 20 is changed according to the change in the outer diameter of the piston 24, and thus the effective hydraulic pressure area of the diaphragm 20 is subjected to air pressure in the axial direction is changed. Here, the effective hydraulic pressure area of the diaphragm 20 becomes an important design parameter for determining the spring constant of the air suspension 12.

그러나 종래의 공기 현가장치(12)는 피스톤(24)의 외형에 따라 일정한 스프링 특성을 갖게 됨에 따라 차체의 하중 변화에 따라 상기 다이어프램(20)의 형태가 변형되며 유효수압면적이 변형되는 문제가 있다. 이와 같은 다이어프램(20)과 피스톤(24)의 유효수압면적의 변화는 스프링 변위에 대한 스프링 반력의 변화를 통해 스프링 상수를 높이거나 낮추는 요인이 되므로, 스프링 상수와 관련된 성능 설계에 있어 피스톤(24) 형상은 하나의 중요한 설계 파라메터가 되고 있으나, 종래에는 하나의 피스톤(24) 형상에 따라 하나의 스프링 특성을 갖게 되는 한계가 있다. 또한, 종래의 공기 현가장치(12)는 상기 다이어프램(20)의 가변성에 따라 스프링 상수를 정확하게 설정하기 곤란하고, 기준 높이에서 하중 변화에 따라 다이어프램(20)의 내압이 변화되는 문제다. 따라서, 현재의 추세는 차량이 상하로 요동될 때 다이어프램(20)의 체적변화가 절절하게 이루어지도록 하는 공기 현가장치(12)의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.However, the conventional air suspension 12 has a constant spring characteristic according to the external shape of the piston 24, so that the diaphragm 20 is deformed according to the load change of the vehicle body, and the effective hydraulic pressure area is deformed. . Since the change in the effective hydraulic pressure area of the diaphragm 20 and the piston 24 is a factor of raising or lowering the spring constant through the change of the spring reaction force against the spring displacement, the piston 24 in the performance design related to the spring constant The shape has become an important design parameter, but there is a conventional limit of having one spring characteristic according to one piston 24 shape. In addition, in the conventional air suspension device 12, it is difficult to accurately set the spring constant according to the variability of the diaphragm 20, and the internal pressure of the diaphragm 20 changes according to the load change at the reference height. Therefore, the current trend is to continuously develop the air suspension 12 so that the volume change of the diaphragm 20 is made smoothly when the vehicle swings up and down.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다이어프램의 유효수압면적을 가변시키는 피스톤의 형상이 가변되도록 하여 스프링 상수를 실시간으로 제어할 수 있는 공기 현가장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art, to provide an air suspension that can control the spring constant in real time by varying the shape of the piston to change the effective pressure area of the diaphragm.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기 현가장치는 차체측 프레임과 연결되는 상부 조인트와, 차축과 연결되어 노면으로부터 전달되는 진동을 전달하는 피스톤과, 상기 상부 조인트와 상기 피스톤 사이에 밀봉되게 설치되어 압축 공기가 저장되며 상기 피스톤의 승강에 따라 피스톤의 외측면과 접촉하며 팽창/수축하는 다이어프램과, 상기 다이어프램과 접촉가능하게 상기 피스톤의 외둘레면에 형성된 격벽과, 상기 격벽의 내측 피스톤에 설치되며 상기 격벽의 외경을 가변시키는 액츄에이터를 포함한다.In order to achieve the above object, the air suspension according to the present invention includes an upper joint connected to a vehicle body side frame, a piston connected to an axle to transmit vibration transmitted from a road surface, and sealed between the upper joint and the piston. A diaphragm installed to store compressed air and contact and expand / contract the outer surface of the piston as the piston moves up and down; a partition wall formed on the outer circumferential surface of the piston to be in contact with the diaphragm; It is installed and includes an actuator for varying the outer diameter of the partition wall.

여기서, 상기 격벽은 탄성재질로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 액츄에이터는 상기 피스톤의 내측면과 상기 격벽 사이에 설치된 실린더와, 상기 실린더에 작동유체를 공급하기 위해 유로로 연결된 펌핑부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 실린더와 상기 펌핑부를 연결하는 유로에는 상기 실린더에 저장된 작동유체의 출입을 제어하는 밸브가 더 설치될 수 있다. 또한, 상기 실린더는 튜브형태로 이루어져 반경방향으로만 팽창/수축될 수 있다. 또한, 상기 실린더의 상, 하부에 설치되어 외형이 변형되며 상기 실린더와 상기 피스톤의 외주면을 완만하게 연결되도록 지지하는 보조지지부를 포함할 수 있다. 더불어, 상기 보조지지부는 튜브형태로 이루어져 내부에 작동유체가 밀봉될 수 있다. 또한, 상기 작동유체는 공기 또는 오일인 것이 바람직하다.Here, the partition is preferably made of an elastic material. In addition, the actuator may include a cylinder installed between the inner surface of the piston and the partition wall, and a pumping part connected to a flow path for supplying a working fluid to the cylinder. In addition, a valve for controlling the entry and exit of the working fluid stored in the cylinder may be further installed in the flow path connecting the cylinder and the pumping unit. In addition, the cylinder may be in the form of a tube can be expanded / contracted only in the radial direction. In addition, the upper and lower portions of the cylinder may be provided with an auxiliary support for deforming the outer shape and supporting the cylinder and the outer circumferential surface of the piston to be connected smoothly. In addition, the auxiliary support is made of a tube shape can be sealed in the working fluid therein. In addition, the working fluid is preferably air or oil.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 공기 현가장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기 현가장치의 확대 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the air suspension according to the present invention, Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the air suspension according to the present invention.

본 발명에 따른 공기 현가장치(52)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에 차체측 프레임에 연결된 상부 조인트(62)가 마련되고, 하부에는 차축과 연결되는 피 스톤(64)이 마련된다. 그리고, 상기 상부 조인트(62)의 하단과 상기 피스톤(64)의 상단에는 다이어프램(60)이 밀봉되게 설치된다. 상기 다이어프램(60)에는 상기 상부 조인트(62)로부터 공급되는 공기가 압축되어 저장된다. 이와 같이, 상기 다이어프램(60)은 내부에 공기가 밀폐됨에 따라 에어 스프링의 기능을 수행하게 되어 노면으로부터 전달되는 진동을 완충한다. 따라서, 상기 공기 현가장치(52)는 상기 다이어프램(60)의 내압이 변화됨에 따라 스프링 상수가 달라진다.As shown in FIG. 3, the air suspension 52 according to the present invention includes an upper joint 62 connected to a vehicle body side frame at an upper portion thereof, and a piston 64 connected to an axle at a lower portion thereof. . In addition, a diaphragm 60 is installed to seal the lower end of the upper joint 62 and the upper end of the piston 64. The air supplied from the upper joint 62 is compressed and stored in the diaphragm 60. As such, the diaphragm 60 performs the function of an air spring as the air is sealed therein to cushion the vibration transmitted from the road surface. Therefore, the spring suspension of the air suspension 52 is changed as the internal pressure of the diaphragm 60 is changed.

또한, 상기 다이어프램(60)은 중간부분이 최하부로 처져 굴곡진 형태로 유지되며, 내부의 공기압을 조절함에 따라 팽창/수축하며 차체를 승강시키게 된다.In addition, the diaphragm 60 is maintained in a curved form with the middle part drooped to the lowermost portion, and expands / contracts and lifts the vehicle body by adjusting the air pressure therein.

또한, 상기 피스톤(64)은 외둘레면에 전체적으로 굴곡진 형태를 갖는 요홈부(65)가 형성된다. 상기 요홈부(65)는 상기 피스톤(64)의 승강시 상기 다이어프램(60)의 측면과 굴곡되게 접촉된다. 여기에서, 상기 요홈부(65)는 상기 다이어프램(60)의 접촉이 완만하게 이루어지도록 상기 피스톤(64)의 외경이 상단부에 하단부로 갈수록 완만하게 작아지는 형태로 이루어진다.In addition, the piston 64 is formed in the groove portion 65 having a curved shape as a whole on the outer circumferential surface. The groove portion 65 is bent in contact with the side surface of the diaphragm 60 when the piston 64 is elevated. Here, the groove portion 65 is formed in the form that the outer diameter of the piston 64 is gradually reduced toward the lower end to the lower end so that the contact of the diaphragm 60 is made smoothly.

한편, 본 발명에 따른 공기 현가장치(52)의 일부를 확대한 단면도인 도 4를 참고하면, 상기 피스톤(64)은 상기 다이어프램(60)과 접촉하는 외둘레면의 일부가 격벽(66)으로 이루어지고, 상기 격벽(66)의 내측에는 액츄에이터(70)가 설치된다. 상기 액츄에이터(70)는 상기 격벽(66)의 외경을 가변시키도록 이루어지며, 상기 액츄에이터(70)의 작동에 따라 상기 다이어프램(60)과 접촉하는 면적이 가변하게 되며, 이로 인해 상기 다이어프램(60)이 축방향으로 공기압력을 받게 되는 유효수압면적이 달라진다.Meanwhile, referring to FIG. 4, which is an enlarged cross-sectional view of a part of the air suspension device 52 according to the present invention, the piston 64 has a portion of the outer circumferential surface contacting the diaphragm 60 as the partition wall 66. An actuator 70 is installed inside the partition 66. The actuator 70 is made to vary the outer diameter of the partition 66, the area in contact with the diaphragm 60 in accordance with the operation of the actuator 70 is variable, thereby the diaphragm 60 The effective pressure area under which air pressure is applied in this axial direction is changed.

상기 액츄에이터(70)는 상기 피스톤(64)에 형성된 중공부(68)와 상기 격벽(66) 사이에 설치된 실린더(72)와, 상기 실린더(72)로 작동유체를 공급하기 위한 (도시되지 않은) 펌핑부를 포함한다. 또한, 상기 액츄에이터(70)는 상기 실린더(72)의 형상 변경시 상기 다이어프램(60)이 완만하게 굴곡질 수 있도록 형상이 변형되는 보조지지부(74)가 설치된다. 상기 보조지지부(74)는 내부에 작동유체가 충진되어 밀봉되며, 탄성변형이 가능하며, 튜브형태로 형성된다. 상기 보조지지부(74)는 상기 실린더(72)의 팽창/수축시 상기 피스톤(64)의 외주면과 상기 실린더 사이의 단차를 완만하게 유지되도록 하여 상기 다이어프램(60)이 급격하게 굴곡되는 것을 방지하게 된다.The actuator 70 is a cylinder 72 provided between the hollow portion 68 formed in the piston 64 and the partition 66, and (not shown) for supplying a working fluid to the cylinder 72. It includes a pumping unit. In addition, the actuator 70 is provided with an auxiliary support 74 which is deformed so that the diaphragm 60 may be gently bent when the shape of the cylinder 72 is changed. The auxiliary support part 74 is sealed by a working fluid filled therein, elastic deformation is possible, and is formed in a tube shape. The auxiliary support part 74 keeps the step between the outer circumferential surface of the piston 64 and the cylinder gently during expansion / contraction of the cylinder 72 to prevent the diaphragm 60 from suddenly bending. .

또한, 상기 격벽(66)은 탄성재질로 이루어지고, 상기 격벽(66)의 상부와 하부는 상기 중공부(68)의 상부와 하부에 각각 고정유지되며, 안쪽 부분은 상기 격벽(66)의 탄성력에 의해 팽창 또는 수축 가능하게 된다.In addition, the partition 66 is made of an elastic material, and the upper and lower portions of the partition 66 are respectively fixed to the upper and lower portions of the hollow portion 68, the inner portion of the elastic force of the partition 66 It is possible to expand or contract by.

여기에서, 상기 실린더(72)와 상기 펌핑부는 유로(76)에 의해 연결되어, 상기 펌핑부가 상기 유로(76)를 통해 작동유체를 공급함에 따라 상기 실린더(72)가 팽창하며 상기 격벽(66)을 팽창시킨다. 그리고, 상기 펌핑부의 작동이 멈추면 상기 실린더(72) 내의 작동유체가 다시 빠져나가며 상기 격벽(66)이 수축된다. 이와 같이, 상기 액츄에이터(70)의 작동에 따라 상기 격벽(66)의 형태가 가변되면, 이와 접촉하는 다이어프램(60)의 형상이 가변되며 유효수압면적이 제어된다.Here, the cylinder 72 and the pumping part are connected by a flow path 76, and the cylinder 72 expands as the pumping part supplies a working fluid through the flow path 76 and the partition 66 Inflate. In addition, when the pumping part is stopped, the working fluid in the cylinder 72 is discharged again and the partition 66 is contracted. As such, when the shape of the partition 66 is changed according to the operation of the actuator 70, the shape of the diaphragm 60 in contact with the variable is changed and the effective hydraulic pressure area is controlled.

더욱 바람직하게는 상기 유로(76)에는 상기 실린더(72)에 저장된 작동유체의 출입을 제어하는 밸브(78)가 설치되며, 이에 따라 상기 실린더(72)가 상기 다이어 프램(60)의 압력을 지지하더라도 작동유체가 실린더(72)의 밖으로 배출되지 않는다. 여기에서, 상기 밸브(78)는 솔레노이드 밸브일 수 있고, 상기 밸브(78)는 상기 펌핑부와 더불어 상기 공기 현가장치(52)를 제어하는 중앙처리장치(ECU)에 의해 제어된다.More preferably, the flow path 76 is provided with a valve 78 for controlling the entry and exit of the working fluid stored in the cylinder 72, so that the cylinder 72 supports the pressure of the diaphragm 60 Even if the working fluid is not discharged out of the cylinder (72). Here, the valve 78 may be a solenoid valve, which is controlled by a central processing unit (ECU) which controls the air suspension 52 together with the pumping part.

상기 실린더(72)는 튜브형태로 이루어지며, 반경방향으로만 팽창/수축되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 실린더(72)로 공급되는 작동유체는 공기 또는 오일(oil)일 수 있으며, 바람직하게는 비압축성 유체인 오일인 것이 더욱 바람직하다.The cylinder 72 is formed in a tube shape, it is preferable to be made to expand / contract only in the radial direction. In addition, the working fluid supplied to the cylinder 72 may be air or oil, and more preferably, the oil is an incompressible fluid.

전술된 바와 같이 구성된 공기 현가장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the air suspension configured as described above are as follows.

차량이 주행하게 되면, 노면의 상태에 따라 진동이 전달되며, 이러한 진동은 차체와 차축 사이에 설치된 공기 현가장치(52)에 의해 흡수된다.When the vehicle runs, vibration is transmitted according to the state of the road surface, and the vibration is absorbed by the air suspension 52 installed between the vehicle body and the axle.

상기 공기 현가장치(52)는 다이어프램(60)에 저장된 공기가 차축에 연결된 피스톤(64)이 승강함에 따라 압축되며, 상기 피스톤(64)의 외주면을 따라 승강하는 과정에서 진동을 흡수하게 된다. 여기에서, 상기 다이어프램(60)은 상기 피스톤(64)의 외주면 형상에 따라 공기압력을 받는 유효수압면적이 결정되며, 상기 유효수압면적에 따라 스프링 특성이 달라진다.The air suspension 52 is compressed as the air stored in the diaphragm 60 moves up and down the piston 64 connected to the axle, and absorbs vibration in the process of lifting up and down along the outer circumferential surface of the piston 64. In this case, the diaphragm 60 is determined by the effective pressure area under the air pressure according to the outer peripheral surface shape of the piston 64, the spring characteristics vary according to the effective pressure area.

일례로, 상기 피스톤(64)은 액츄에이터(70)의 작동에 의해 외주면의 형상이 가변되며 다이어프램(60)의 유효수압면적을 가변시켜 스프링 특성을 조절할 수 있다. 이를 위해, 상기 피스톤(64)의 외주면이 더 커지도록 할 경우, 펌핑부가 작동하여 실린더(72) 내부로 작동유체를 공급한다. 그리고, 상기 실린더(72)는 공급된 작동유체에 의해 반경방향으로 팽창하며 피스톤(64)의 외주면을 이루는 격벽(66)을 팽창시킨다. 이와 같이, 상기 격벽(66)이 팽창함에 따라 상기 피스톤(64)의 외주면이 커지게 되고, 상기 다이어프램(60)의 유효수압면적을 감소시킨다. 이때, 상기 실린더(72)와 상기 펌핑부 사이의 유로(76)에 설치된 밸브(78)는 작동유체가 공급될 경우 개방되어 작동유체의 유입을 허용한다. 그리고, 상기 밸브(78)는 작동유체가 공급된 상태에서 상기 유로(76)를 폐쇄하여 상기 실린더(72) 내부의 작동유체가 빠져나가지 않도록 하며, 이에 따라 상기 실린더(72)에 적정 압력이 유지되어 상기 다이어프램(60)을 지지하게 된다.In one example, the piston 64 is the shape of the outer circumferential surface by the operation of the actuator 70 and the spring characteristics can be adjusted by varying the effective pressure area of the diaphragm 60. To this end, when the outer circumferential surface of the piston 64 is made larger, the pumping unit is operated to supply the working fluid into the cylinder 72. The cylinder 72 expands radially by the supplied working fluid and expands the partition 66 forming the outer circumferential surface of the piston 64. As such, as the partition 66 expands, the outer circumferential surface of the piston 64 becomes large, and the effective hydraulic pressure area of the diaphragm 60 is reduced. At this time, the valve 78 installed in the flow path 76 between the cylinder 72 and the pumping part is opened when the working fluid is supplied to allow the inflow of the working fluid. In addition, the valve 78 closes the flow path 76 while the working fluid is supplied to prevent the working fluid inside the cylinder 72 from escaping, thereby maintaining an appropriate pressure in the cylinder 72. To support the diaphragm 60.

한편, 상기 피스톤(64)은 상기 펌핑부가 작동하지 않는 상태에서 상기 유로(76)의 밸브(78)가 개방될 경우, 상기 실린더(72) 내부의 작동유체가 빠져나가게 되며, 이에 따라 상기 실린더(72)가 수축하게 되어 상기 격벽(66)이 수축한다. 이후, 상기 실린더(72)의 작동유체가 소정량 빠져나가면, 상기 밸브(78)를 잠가 실린더(72)의 압력을 유지한다. 이때, 상기 피스톤(64)의 격벽(66)은 상기 실린더(72)의 수축에 따라 외주면이 수축하게 되고, 상기 다이어프램(60)의 유효수압면적을 증가시킨다.On the other hand, when the valve 78 of the flow path 76 is opened in the state in which the pump 64 is not operated, the working fluid inside the cylinder 72 is released, and thus the cylinder ( 72 contracts and the partition 66 contracts. Thereafter, when the working fluid of the cylinder 72 exits the predetermined amount, the valve 78 is closed to maintain the pressure of the cylinder 72. At this time, the partition 66 of the piston 64, the outer peripheral surface is contracted in accordance with the contraction of the cylinder 72, and increases the effective hydraulic pressure area of the diaphragm (60).

이와 같이, 상기 공기 현가장치(52)는 상기 피스톤(64)의 외주면 형상을 가변함에 따라 다이어프램(60)의 유효수압면적을 가변하게 되며, 이에 따라 스프링 특성을 조절하게 된다.As such, the air suspension 52 changes the effective pressure area of the diaphragm 60 by varying the shape of the outer circumferential surface of the piston 64, thereby adjusting the spring characteristics.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술 분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석돼야 한다.While the invention has been described above with reference to specific embodiments, various modifications, changes or modifications may be made in the art within the spirit and scope of the appended claims, and thus, the foregoing description and drawings It should be construed as illustrating the present invention, not limiting the technical spirit of the present invention.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기 현가장치는 피스톤의 외경을 변화시켜 스프링 유효면적을 제어할 수 있어 공기 현가장치의 높이를 일정하게 유지하면서 차체의 하중에 상관없이 다이어프램 내의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 이와 같이, 상기 공기 현가장치는 하중에 상관없이 다이어프램 내의 압력이 일정하게 유지됨에 따라 공기 현가장치의 전체 작동 압력 범위를 낮출 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 공기 현가장치는 피스톤 형상의 가변에 따라 스프링 특성을 제어할 수 있어 주행 특성에 따른 차량의 거동을 제어할 수 있다.Air suspension according to the present invention configured as described above can control the effective area of the spring by changing the outer diameter of the piston to maintain a constant pressure in the diaphragm regardless of the load of the vehicle while maintaining a constant height of the air suspension Can be. As such, the air suspension can lower the overall operating pressure range of the air suspension as the pressure in the diaphragm remains constant regardless of the load, thereby improving durability. In addition, the air suspension can control the spring characteristics according to the change of the piston shape can control the behavior of the vehicle according to the driving characteristics.

Claims (8)

차체측 프레임과 연결되는 상부 조인트와,An upper joint connected to the vehicle body side frame, 차축과 연결되어 노면으로부터 전달되는 진동을 전달하는 피스톤과,A piston connected to the axle to transmit the vibration transmitted from the road surface, 상기 상부 조인트와 상기 피스톤 사이에 밀봉되게 설치되어 압축공기가 저장되며 상기 피스톤의 승강에 따라 피스톤의 외측면과 접촉하며 팽창/수축하는 다이어프램과,A diaphragm installed to be sealed between the upper joint and the piston to store compressed air and to expand / contract in contact with an outer surface of the piston as the piston moves up and down; 상기 다이어프램과 접촉가능하게 상기 피스톤의 외둘레면에 형성된 격벽과,A partition wall formed on an outer circumferential surface of the piston to be in contact with the diaphragm; 상기 격벽의 내측 피스톤에 설치되며 상기 격벽의 외경을 가변시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.And an actuator installed on the inner piston of the partition wall and configured to vary an outer diameter of the partition wall. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 격벽은 탄성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.The partition wall is an air suspension, characterized in that made of an elastic material. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 액츄에이터는 상기 피스톤의 내측면과 상기 격벽 사이에 설치된 실린더와,The actuator is a cylinder provided between the inner surface of the piston and the partition wall, 상기 실린더에 작동유체를 공급하기 위해 유로로 연결된 펌핑부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.Air suspension device characterized in that it comprises a pump connected to the flow path for supplying a working fluid to the cylinder. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 실린더와 상기 펌핑부를 연결하는 유로에는 상기 실린더에 저장된 작동유체의 출입을 제어하는 밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.And a valve for controlling the entry and exit of the working fluid stored in the cylinder in the flow path connecting the cylinder and the pumping part. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 실린더는 튜브형태로 이루어져 반경방향으로만 팽창/수축되는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.The cylinder is in the form of a tube air suspension, characterized in that the expansion / contraction only in the radial direction. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 실린더의 상, 하부에 설치되어 외형이 변형되며 상기 실린더와 상기 피스톤의 외주면을 완만하게 연결되도록 지지하는 보조지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.Air suspension is installed on the upper and lower portions of the cylinder, the outer shape is deformed and includes an auxiliary support for supporting the cylinder and the outer circumferential surface of the piston to be connected smoothly. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 보조지지부는 튜브형태로 이루어져 내부에 작동유체가 밀봉된 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.The auxiliary support is made of a tube shape air suspension, characterized in that the working fluid is sealed inside. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 작동유체는 공기 또는 오일인 것을 특징으로 하는 공기 현가장치.The working fluid is air suspension, characterized in that the air or oil.
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