KR100931058B1

KR100931058B1 - 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛

Info

Publication number: KR100931058B1
Application number: KR1020080095525A
Authority: KR
Inventors: 박준형
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2009-12-11

Abstract

차고에 반응하여 작동하는 모든 상관부품들을 에어 스프링 백 내부에 구성하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 설계 자유도를 향상시키며, 기존의 고가부품을 최소화하여 원가절감을 실현하고, 설치 작업을 간소화하며, 차고에 반응하여 작동하는 레벨링 밸브의 위치를 각 에어 스프링 백 내부에 구성하여 차량의 좌우 최외곽에서 작동하도록 함으로써 차고에 보다 민감하게 반응하여 독립적으로 작동하는 에어 서스펜션을 구현하도록 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛을 제공한다.

레벨링 밸브, 에어 스프링 유닛, 에어공급밸브, 에어배출밸브, 조정밸브

Description

에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛{AIR SPRING UNIT OF AIR SUSPENSION}

본 발명은 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차고에 반응하여 작동하는 모든 상관부품들을 에어 스프링 백 내부에 구성하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 설계 자유도를 향상시키며, 기존의 고가부품을 최소화하여 원가절감을 실현하고, 설치 작업을 간소화하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 에어 서스펜션 시스템은 에어 스프링 백 내부의 공기 탄성을 이용함으로써 차량의 무게를 지지하고, 노면으로부터의 진동과 충격을 흡수하며, 또한 바퀴로부터 전달되는 불규칙한 진동을 감쇄시켜 안전한 운행이 되도록 한다.

이러한 종래의 에어 서스펜션 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 양측 차체와 차축 사이에 각각 에어 스프링 백(101)을 통하여 차체의 하중을 지지하도록 에어 스프링 유닛(100)이 구성되고, 각 에어 스프링 유닛(100)은 각각의 닐링 밸브(103,105)와 하나의 레벨링 밸브(107)를 통하여 에어탱크(미도시)로부터 에어를 공급받도록 에어라인(L)을 형성한다.

즉, 상기 에어탱크로부터 에어가 상기 레벨링 밸브(107)로, 다시 레벨링 밸 브(107)에서 각 닐링 밸브(103,105)로, 상기 각 닐링 밸브(103,105)에서 각 에어 스프링 유닛(100)으로 이동 공급되도록 에어라인(L)이 구성된다.

이러한 에어 서스펜션 시스템의 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 레벨링 밸브(107)는 배출포트(P101)와 에어탱크 연결포트(P103) 및 2개의 닐링 밸브 연결포트(P105,P107)를 구성하며, 일측에 구성되는 레벨링 레버(111)를 통하여 차축 측에 로드 브라켓(113)을 통하여 설치된 레벨링 로드(115)와 연결되어 차체 측에 구성된다.

그리고 양측 닐링 밸브(103,105)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 각각 배출포트(P201)를 가지며, 일측과 타측에 레벨링 밸브 연결포트(P203)와 에어 스프링 백 연결포트(P205)를 형성하여 차체 프레임에 장착되며, 상기 레벨링 밸브(107)의 각 닐링 밸브 연결포트(P105,P107)와 각 에어 스프링 백(101)에 각각 에어라인(L)을 통하여 연결된다.

이러한 구성을 갖는 에어 서스펜션 시스템은 차체가 상승하는 경우, 상기 레벨링 밸브(107)의 배출포트(P101)와 상기 닐링 밸브 연결포트(P105,P107)를 연결하여 에어 스프링 백(101) 내부의 에어를 배출함으로써 차고를 낮추어 주며, 차체가 하강하는 경우, 상기 에어탱크 연결포트(P103)와 상기 닐링 밸브 연결포트(P105,P107)를 연결하여 에어 스프링 백(101)에 에어를 공급함으로써 차고를 높여 주게 된다.

그리고 상기 닐링 밸브(103,105)는 승객의 승,하차 시, 편의를 위해 작동될 경우, 그 배출포트(P201)와 에어 스프링 백 연결포트(P205)를 연결하여 에어 스프 링 백(101) 내부의 에어를 배출시키며, 이때 차체의 하중은 에어 스프링 백(101)이 아닌 로드와 부시에 의해 지지된다.

그런데, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 에어 서스펜션 시스템은 여러 부품이 복잡하게 설치되어 부품간에 간섭을 피하며, 차체 측에 설치되는 레벨링 밸브(107), 차축 측에 설치되는 로드 브라켓(113) 및 상기 레벨링 밸브(107)의 레벨링 레버(111)와 상기 로드 브라켓(113)을 연결하는 레벨링 로드(115), 그리고 승객의 승,하차 시의 편의를 위해 설치되는 닐링 밸브(103,105) 등, 각 부품간의 설치 공간을 확보하기가 용이하지 않으며, 장착 시에도 조립이 쉽지 않은 단점이 있다.

또한, 상기 레벨링 밸브(107)의 장착위치를 살펴보면, 차량의 좌우 최외곽 위치에 각각 1개씩 레벨링 밸브(107)가 설치될 경우, 차체의 상하 거동에 대한 레벨링 밸브(107)의 작동이 보다 민감하고 정확하며, 독립적인 차량 자세제어가 가능하나, 현재 에어 서스펜션 시스템은 그 레이아웃의 한계로 인해 차량 좌우의 최외곽이 아닌 중간정도의 위치에 레벨링 밸브(107)가 하나만 장착할 수밖에 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차고에 반응하여 작동하는 모든 상관부품들을 에어 스프링 백 내부에 구성하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 설계 자유도를 향상시키며, 기존의 고가부품을 최소화하여 원가절감을 실현하고, 설치 작업을 간소화하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 차고에 반응하여 작동하는 레벨링 밸브의 위치를 각 에어 스프링 백 내부에 구성하여 차량의 좌우 최외곽에서 작동하도록 함으로써 차고에 보다 민감하게 반응하여 독립적으로 작동하는 에어 서스펜션을 구현하도록 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 에어 스프링 백을 구성하여 차체와 차축 사이에 설치되는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛에 있어서,

상기 상부 플레이트의 일측에는 에어탱크와 에어 공급관을 통하여 연결되는 에어공급포트가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 일측에는 에어배출포트가 형성되며, 상기 에어 스프링 백의 내부에서 상기 에어배출포트에 대응하여 상기 하부 플레이트의 중앙에 설치되며, 그 일측부에는 상하방향으로 적어도 하나 이상의 연결 홀과 에어 배출홀을 형성하고, 상부가 개구되는 하부관; 상기 에어 스프링 백의 내부에서 상기 에어공급포트에 대응하여 상기 상부 플레이트의 중앙에 설치되어 상기 하부관의 상부를 통하여 슬라이드 가능하게 삽입되어 설치되며, 그 일측부에는 상기 연결홀 중 하나에 대응하여 에어 주입홀이 형성되고, 그 타측부에는 에어 공급홀을 형성하여 폐단면으로 이루어지는 하단면을 갖는 상부관; 상기 하부관의 에어 배출홀 상에 설치되는 에어배출밸브가 상기 하부 플레이트 상의 제1와이어 모터의 제1와이어 풀리에 감긴 제1와이어와 연결된 상태로, 상기 하부관에 대한 상기 상부관의 상하운동에 따라 상기 에어 배출홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백 내부의 에어를 배출 제어하는 에어배출수단; 상기 상부관의 에어 공급홀 상에 설치되는 에어공급밸브가 상기 하부 플레이트 상의 제2와이어 모터의 제2와이어 풀리에 감긴 제2와이어와 연결된 상태로, 상기 하부관에 대한 상기 상부관의 상하운동에 따라 상기 에어 공급홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백의 내부에 에어를 공급 제어하는 에어공급수단; 상기 하부관 상의 각 연결홀에 대응하여 상기 하부관의 외측면에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 각 연결홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백의 내부로 공급되는 에어를 미세 제어하는 에어조정수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 에어배출수단은 상기 하부관의 에어 배출홀에 대응하여 그 외측면에 설치되는 에어배출밸브; 상기 하부관의 내부에서 상기 상부관의 하단면에 풀리 브라켓을 통하여 하향 설치되는 제1풀리; 상기 하부 플레이트의 하부 중앙에 설치되며, 그 회전축에는 제1와이어 풀리가 설치되는 제1와이어 모터; 상기 제1와이어 풀리에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제1풀리를 거쳐 상기 에어배출밸브의 배출밸브 플레이트와 연결되는 제1와이어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 에어배출밸브는 상기 하부관의 에어 배출홀에 대응하여 그 외측면에 설치되며, 밸브홀을 갖는 배출밸브 하우징; 상기 배출밸브 하우징의 내부에 개재되어 상기 제1와이어와 연결되며, 상기 밸브홀을 개폐 작동하는 배출밸브 플레이트; 상기 배출밸브 하우징의 내부에서 그 밸브홀을 향하여 상기 배출밸브 플레이트를 탄성적으로 지지하는 배출밸브 스프링으로 이루어지는 것으로 할 수 있다.

그리고 상기 에어공급수단은 상기 상부관의 에어 공급홀에 대응하여 그 내측면에 설치되는 에어공급밸브; 상기 에어 스프링 백의 내부에서, 상기 하부관의 일측방에 대응하여 상기 하부 플레이트 상에 하부 지지대를 통하여 설치되는 제2풀리; 상기 에어 스프링 백의 내부에서, 상기 상부관의 일측방과 상기 하부 지지대 사이에 대응하여 상기 상부 플레이트 상에 상부 지지대를 통하여 설치되는 제3풀리; 상기 하부 플레이트의 하부 일측에 설치되며, 그 회전축에는 제2와이어 풀리가 설치되는 제2와이어 모터; 상기 제2와이어 풀리에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제2풀리와 제3풀리를 거쳐 상기 에어공급밸브의 공급밸브 플레이트와 연결되는 제2와이어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 에어공급밸브는 상기 상부관의 에어 공급홀에 대응하여 그 내측면에 설치되며, 밸브홀을 갖는 공급밸브 하우징; 상기 공급밸브 하우징의 내부에 개재되어 상기 제2와이어와 연결되며, 상기 밸브홀을 개폐 작동하는 공급밸브 플레이트; 상기 공급밸브 하우징의 내부에서 그 밸브홀을 향하여 상기 공급밸브 플레이트를 탄 성적으로 지지하는 공급밸브 스프링으로 이루어지는 것으로 할 수 있다.

상기 에어조정수단은 상기 하부관의 일측부에 상하방향으로 형성되는 상부 연결홀과 중앙 연결홀 및 하부 연결홀에 대응하여 상기 하부관의 외측면에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 각 연결홀을 개폐제어하는 상부, 중앙, 및 하부 조정밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 각 조정밸브는 상기 제어기의 제어신호에 따라 온오프 작동하는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것으로 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛에 의하면, 종전의 레벨링 밸브와 닐링 밸브와 같이, 차고에 반응하여 작동하는 에어공급밸브, 에어배출밸브 및 3개의 조정밸브 등의 모든 상관부품들을 에어 스프링 백 내부에 구성하여 주변 부품들과의 간섭을 최소화함으로써 설계 자유도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 기존의 레벨링 밸브와 닐링 밸브 및 전자부품 등의 고가부품을 최소화하여 원가절감을 실현하고, 설치 작업을 간소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 에어 스프링 유닛은 차고에 반응하여 작동하는 종전 레벨링 밸브 기능의 밸브들을 각 에어 스프링 백 내부에 구성하여 차량의 좌우 최외곽에서 작동하도록 함으로써 차고에 보다 민감하게 반응하여 독립적으로 작동하는 에어 서스펜션을 구현하도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛의 단면도이다.

본 실시예에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛(1)은 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(5) 사이에 에어 스프링 백(7)을 구성하여 차체와 차축 사이에 설치된다.

이러한 에어 스프링 유닛(1)의 구체적인 구성은 먼저, 상기 상부 플레이트(3)의 일측에 에어탱크(미도시)와 에어 공급관(9)을 통하여 연결되는 에어공급포트(P1)가 형성되고, 상기 하부 플레이트(5)의 일측에는 에어배출포트(P2)가 형성된다.

그리고 본 실시예에 따른 에어 스프링 유닛(1)은 상기 에어 스프링 백(7)의 내부에 상호 슬라이딩 구조의 하부관(11)과 상부관(13)이 구비되고, 상기 하부관(11)에는 에어배출수단과 에어조정수단이 구성되며, 상기 상부관(13)에는 에어공급수단이 구성된다.

즉, 상기 하부관(11)은 상부가 개구되는 관으로, 상기 에어 스프링 백(7)의 내부에서 상기 에어배출포트(P2)에 대응하여 상기 하부 플레이트(5)의 중앙에 설치되고, 상기 하부관(11)의 일측부에는 상하방향으로 3개의 연결홀(H1,H2,H3)이 형성되고, 그 하측에는 하나의 에어 배출홀(H4)을 형성한다.

또한, 상기 상부관(13)은 하부가 폐단면으로 이루어지는 하단면(15)을 형성 하여 상기 에어 스프링 백(7)의 내부에서 상기 에어공급포트(P1)에 대응하여 상기 상부 플레이트(3)의 중앙에 설치된다.

이러한 상부관(13)은 그 하부가 상기 하부관(11)의 개구된 상부를 통하여 슬라이드 가능하게 삽입되어 설치되며, 상기 상부관(13)의 일측부에는 상기 3개의 연결홀(H1,H2,H3) 중 하나에 대응하여 에어 주입홀(H5)이 형성된다.

상기 상부관(13)의 타측부 상측에는 에어 공급홀(H6)을 형성하여 구성된다.

그리고 상기 에어배출수단은 상기 하부관(11)의 에어 배출홀(H4) 상에 설치되는 에어배출밸브(17)가 상기 하부 플레이트(5) 상의 제1와이어 모터(M1)의 제1와이어 풀리(WP1)에 감긴 제1와이어(W1)와 연결된 상태로, 상기 하부관(11)에 대한 상기 상부관(13)의 상하운동에 따라 상기 에어 배출홀(H4)을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백(7) 내부의 에어를 배출 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기한 에어배출수단은 상기 하부관(11)의 에어 배출홀(H4)에 대응하여 그 외측면에 상기한 에어배출밸브(17)가 설치된다.

상기 하부관(11)의 내부에서, 상기 상부관(13)의 하단면에 풀리 브라켓(19)을 통하여 제1풀리(PL1)가 하향 설치된다.

상기 하부 플레이트(5)의 하부 중앙에는 제1와이어 모터(M1)가 설치되며, 이 제1와이어 모터(M1)의 회전축에는 제1와이어 풀리(WP1)가 설치된다.

또한, 상기 제1와이어 풀리(WP1)에는 제1와이어(W1)가 그 일단이 연결되고, 상기 제1와이어(W1)의 타단은 상기 제1풀리(PL1)에 걸쳐진 상태로, 상기 에어배출밸브(17)와 연결된다.

여기서, 상기 에어배출밸브(17)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 하부관(11)의 에어 배출홀(H4)에 대응하여 그 외측면에 배출밸브 하우징(21)이 설치되는데, 상기 배출밸브 하우징(21)에는 그 외단면에 밸브홀(VH)을 형성한다.

또한, 상기 배출밸브 하우징(21)의 내부에는 배출밸브 플레이트(23)가 개재되는데, 이 배출밸브 플레이트(23)는 상기 제1와이어(W1)의 타단이 연결되어 상기 밸브홀(VH)을 개폐 작동하도록 구성되고, 이러한 배출밸브 플레이트(23)는 상기 배출밸브 하우징(21)의 내부에서 그 밸브홀(VH)을 향하도록 배출밸브 스프링(25)에 의해 탄성적으로 지지되어 구성된다.

그리고 상기 에어공급수단은 상기 상부관(13)의 에어 공급홀(H6) 상에 설치되는 에어공급밸브(27)가 상기 하부 플레이트(5) 상의 제2와이어 모터(M2)의 제2와이어 풀리(WP2)에 감긴 제2와이어(W2)와 연결된 상태로, 상기 하부관(11)에 대한 상기 상부관(13)의 상하운동에 따라 상기 에어 공급홀(H6)을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백(7)의 내부에 에어를 공급 제어하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기한 에어공급수단은 상기 상부관(13)의 에어 공급홀(H4)에 대응하여 그 내측면에 상기한 에어공급밸브(27)가 설치된다.

상기 에어 스프링 백(7)의 내부에서, 상기 하부관(11)의 일측방에 대응하여 상기 하부 플레이트(5) 상에 하부 지지대(29)를 통하여 제2풀리(PL2)가 설치되고, 상기 상부관(13)의 일측방과 상기 하부 지지대(29) 사이에 대응하여 상기 상부 플레이트(3) 상에 상부 지지대(31)를 통하여 제3풀리(PL3)가 설치된다.

또한, 상기 하부 플레이트(5)의 하부 일측에는 제2와이어 모터(M2)가 설치되 며, 상기 제2와이어 모터(M2)의 회전축에는 제2와이어 풀리(PL2)가 설치된다.

상기 제2와이어 풀리(PL2)에는 제2와이어(W2)가 그 일단이 연결되고, 상기 제2와이어(W2)의 타단은 상기 제2풀리(PL2)와 제3풀리(PL3)에 걸쳐진 상태로, 상기 에어공급밸브(27)에 연결된다.

여기서, 상기 에어공급밸브(27)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 상부관(13)의 에어 공급홀(H6)에 대응하여 그 내측면에 공급밸브 하우징(33)이 설치되는데, 상기 공급밸브 하우징(33)에는 외단면에 밸브홀(VH)을 형성한다.

또한, 상기 공급밸브 하우징(33)의 내부에는 상기 에어배출밸브(17)와 동일한 구조로, 공급밸브 플레이트(35)가 개재되며, 상기 공급밸브 플레이트(35)는 상기 제2와이어(W2)의 타단에 연결되어 상기 밸브홀(VH)을 개폐 작동하도록 구성되고, 이러한 공급밸브 플레이트(35)는 상기 공급밸브 하우징(33)의 내부에서 그 밸브홀(VH)을 향하도록 공급밸브 스프링(37)에 의해 탄성적으로 지지되어 구성된다.

한편, 상기 하부관(11)에 구성되는 상기 에어조정수단은 상기 하부관(11) 상의 3개의 연결홀(H1,H2,H3)에 대응하여 상기 하부관(11)의 외측면에 설치되어 제어기(C)의 제어신호에 따라 각 연결홀(H1,H2,H3)을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백(7)의 내부로 공급되는 에어를 미세 제어하는 기능을 하게 된다.

이러한 에어조정수단은 상기 하부관(11)의 일측부에 상하방향으로 형성되는 상부 연결홀(H1))과 중앙 연결홀(H2) 및 하부 연결홀(H3)에 각각 대응하여 상기 하부관(11)의 외측면에 설치되어 제어기(C)의 제어신호에 따라 각 연결홀(H1,H2,H3)을 개폐 제어하는 상부, 중앙, 및 하부 조정밸브(V1,V2,V3)로 이루어진다.

여기서, 상기 상부, 중앙, 및 하부 조정밸브(V1,V2,V3)는 상기 제어기(C)의 제어신호에 따라 온오프 작동하는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서 본 실시예에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛의 작동은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 먼저 상부관(13)의 내부에는 상부 플레이트(3) 상의 에어공급포트(P1)를 통하여 에어탱크(미도시)로부터 에어가 공급된다.

정상 주행 상태에서는 설계된 차고에 맞게끔 제어기(C)가 제1와이어 모터(M1)와 제2와이어 모터(M2)를 작동 제어하여 상기 에어배출밸브(17)와 에어공급밸브(27)에 연결된 제1와이어(W1)와 제2와이어(W2)의 길이를 조절한다.

동시에, 제어기(C)는 중앙 조정밸브(V2)에 전기적 신호를 출력하여 중앙 연결홀(H2)을 상시 개방해 두게 된다.

이러한 상태로, 차체가 하강하여 에어 스프링 백(7)을 압박하면, 상기 상부관(13) 상의 에어 주입홀(H5)이 하부관(11) 상의 중앙 연결홀(H2)과 일치되어 상부관(13) 내부의 에어가 에어 스프링 백(7) 내부로 공급되어 상기 에어 스프링 백(7)이 다시 팽창하도록 작용하여 차고를 높이게 된다.

반대로, 차체가 상승하게 되면, 정상 상태의 차고에 맞게끔 설정된 제1와이어(W1)가 상기 에어배출밸브(17)의 배출밸브 플레이트(23)를 당겨 에어배출밸브(17)를 개방하게 되며, 이에 따라 에어 스프링 백(7) 내부의 에어는 에어 배출홀(H4)과 상기 하부 플레이트(5) 상의 에어배출포트(P2)를 통하여 외부로 배출되어 차고가 낮아지게 된다.

이때, 차체가 심하게 범핑되는 경우, 상기 에어 스프링 백(7)이 심하게 압축 되면서 제2와이어(W2)가 상기 에어공급밸브(27)의 공급밸브 플레이트(35)를 당겨 에어공급밸브(27)를 개방하게 되며, 이에 따라 상기 에어 스프링 백(7) 내부에는 상부관(13) 내부의 에어가 공급되어 에어 스프링 백(7)을 다시 팽창시키게 된다.

반대로, 차체가 심하게 리바운드되는 경우, 정상 상태에 맞게끔 설정된 제1와이어(W1)가 에어배출밸브(17)의 배출밸브 플레이트(23)를 당겨 상기와 같이, 에어배출밸브(17)를 개방하게 되며, 이에 따라 에어 스프링 백(7) 내부의 에어는 에어 배출홀(H4)과 상기 하부 플레이트(5) 상의 에어배출포트(P2)를 통하여 외부로 배출되어 차고가 낮아지도록 작동하게 된다.

한편, 차체의 하이모드(High Mode) 상태는 최초 차량의 정상 차고 상태에서 높은 둔턱이나 굴곡이 심한 도로를 주행할 때, 차고를 정상 차고보다 높게 설정하는 것으로, 노면과 차체의 충돌을 방지하게 된다.

이때, 상기 차체의 하이모드 작동은, 도 8에서 도시한 바와 같이, 운전자의 조작에 의해 제어기(C)가 하부 및 중앙 조정밸브(V3,V2)를 폐쇄하고, 상부 조정밸브(V1)를 개방 제어함으로써 이루어진다.

동시에, 상기 제어기(C)는 제2와이어 모터(M2)를 작동 제어하여 제2와이어(W2)의 길이를 짧게 함으로써, 상기 에어공급밸브(27)의 공급밸브 플레이트(35)에 적정 인장력이 작용하도록 하여 에어공급밸브(27)를 통하여 에어 스프링 백(7) 내부에 에어가 공급되도록 한다.

또한, 상기 제어기(C)는 제1와이어 모터(M1)를 작동 제어하여 상기 에어 스프링 백(7)이 팽창하는 만큼 제1와이어(W1)의 길이를 늘려준다.

이와 같이, 하이모드 상태에 맞게끔 제1와이어(W1)와 제2와이어(W2)의 길이가 설정되면, 차량의 정상 주행 상태의 작동 메커니즘대로 에어 스프링 유닛(1)이 작동하여 차체 자세를 제어하게 된다.

한편, 차체의 로우모드(Lower Mode) 상태는 승객의 승하차시 차고를 낮게 하여 승객의 승하차 편의를 도모하기 위한 모드로, 상기 차체의 로우모드 작동은, 도 9에서 도시한 바와 같이, 운전자의 조작에 의해 제어기(C)가 상부 및 중앙 조정밸브(V1,V2)를 폐쇄하고, 하부 조정밸브(V3)를 개방 제어함으로써 이루어진다.

동시에, 상기 제어기(C)는 제1와이어 모터(M1)를 작동 제어하여 제1와이어(W1)의 길이를 짧게 함으로써, 상기 에어배출밸브(17)의 배출밸브 플레이트(23)에 적정 인장력이 작용하도록 하여 에어배출밸브(17)를 통하여 에어 스프링 백(7) 내부의 에어가 에어배출포트(P2)로 배출되도록 한다.

또한, 상기 제어기(C)는 제2와이어 모터(M2)를 작동 제어하여 상기 에어 스프링 백(7)의 높이가 낮아지는 만큼 제2와이어(W2)의 길이를 늘려준다.

이와 같이, 로우모드 상태에 맞게끔 제1와이어(W1)와 제2와이어(W2)의 길이가 설정되면, 차량의 정상 주행 상태의 작동 메커니즘대로 에어 스프링 유닛(1)이 작동하여 차체 자세를 제어하게 된다.

따라서 본 실시예에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛(1)은 기존 레벨링 밸브의 기능을 갖는 에어배출밸브(17), 에어공급밸브(27)를 차량의 양 외측에 구성되는 각 에어 스프링 백(7) 내부에 구성함으로써 기존 레벨링 밸브보다 차량 자세에 보다 민감하게 반응하여 차량 자세를 통제하게 된다.

또한, 기존 에어 스프링 시스템에 적용되는 고가의 레벨링 밸브, 닐링 밸브 및 에어 공급 제어를 위한 전자부품 등의 사용을 배제할 수 있으며, 이로 인해 주변 상관 부품과의 간섭을 피할 수 있어 설계 자유도를 높이게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 에어 서스펜션 시스템의 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 에어 서스펜션 시스템에 적용되는 레벨링 밸브의 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 에어 서스펜션 시스템에 적용되는 닐링 밸브의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어 스프링 유닛에 적용되는 에어배출밸브(도 4의 A부분)의 확대 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어 스프링 유닛에 적용되는 에어공급밸브(도 4의 B부분)의 확대 단면도이다.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛의 작동 상태도이다.

Claims

상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 에어 스프링 백을 구성하여 차체와 차축 사이에 설치되는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛에 있어서,

상기 상부 플레이트의 일측에는 에어탱크와 에어 공급관을 통하여 연결되는 에어공급포트가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 일측에는 에어배출포트가 형성되며,

상기 에어 스프링 백의 내부에서 상기 에어배출포트에 대응하여 상기 하부 플레이트의 중앙에 설치되며, 그 일측부에는 상하방향으로 적어도 하나 이상의 연결홀과 에어 배출홀을 형성하고, 상부가 개구되는 하부관;

상기 에어 스프링 백의 내부에서 상기 에어공급포트에 대응하여 상기 상부 플레이트의 중앙에 설치되어 상기 하부관의 상부를 통하여 슬라이드 가능하게 삽입되어 설치되며, 그 일측부에는 상기 연결홀 중 하나에 대응하여 에어 주입홀이 형성되고, 그 타측부에는 에어 공급홀을 형성하여 폐단면으로 이루어지는 하단면을 갖는 상부관;

상기 하부관의 에어 배출홀 상에 설치되는 에어배출밸브가 상기 하부 플레이트 상의 제1와이어 모터의 제1와이어 풀리에 감긴 제1와이어와 연결된 상태로, 상기 하부관에 대한 상기 상부관의 상하운동에 따라 상기 에어 배출홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백 내부의 에어를 배출 제어하는 에어배출수단;

상기 상부관의 에어 공급홀 상에 설치되는 에어공급밸브가 상기 하부 플레이 트 상의 제2와이어 모터의 제2와이어 풀리에 감긴 제2와이어와 연결된 상태로, 상기 하부관에 대한 상기 상부관의 상하운동에 따라 상기 에어 공급홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백의 내부에 에어를 공급 제어하는 에어공급수단;

상기 하부관 상의 각 연결홀에 대응하여 상기 하부관의 외측면에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 각 연결홀을 개폐 제어하여 상기 에어 스프링 백의 내부로 공급되는 에어를 미세 제어하는 에어조정수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항에서,

상기 에어배출수단은

상기 하부관의 에어 배출홀에 대응하여 그 외측면에 설치되는 에어배출밸브;

상기 하부관의 내부에서 상기 상부관의 하단면에 풀리 브라켓을 통하여 하향 설치되는 제1풀리;

상기 하부 플레이트의 하부 중앙에 설치되며, 그 회전축에는 제1와이어 풀리가 설치되는 제1와이어 모터;

상기 제1와이어 풀리에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제1풀리를 거쳐 상기 에어배출밸브의 배출밸브 플레이트와 연결되는 제1와이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항 또는 제2항에서,

상기 에어배출밸브는

상기 하부관의 에어 배출홀에 대응하여 그 외측면에 설치되며, 밸브홀을 갖는 배출밸브 하우징;

상기 배출밸브 하우징의 내부에 개재되어 상기 제1와이어와 연결되며, 상기 밸브홀을 개폐 작동하는 배출밸브 플레이트;

상기 배출밸브 하우징의 내부에서 그 밸브홀을 향하여 상기 배출밸브 플레이트를 탄성적으로 지지하는 배출밸브 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항에서,

상기 에어공급수단은

상기 상부관의 에어 공급홀에 대응하여 그 내측면에 설치되는 에어공급밸브;

상기 에어 스프링 백의 내부에서, 상기 하부관의 일측방에 대응하여 상기 하부 플레이트 상에 하부 지지대를 통하여 설치되는 제2풀리;

상기 에어 스프링 백의 내부에서, 상기 상부관의 일측방과 상기 하부 지지대 사이에 대응하여 상기 상부 플레이트 상에 상부 지지대를 통하여 설치되는 제3풀리;

상기 하부 플레이트의 하부 일측에 설치되며, 그 회전축에는 제2와이어 풀리가 설치되는 제2와이어 모터;

상기 제2와이어 풀리에 일단이 연결되고, 타단은 상기 제2풀리와 제3풀리를 거쳐 상기 에어공급밸브의 공급밸브 플레이트와 연결되는 제2와이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항 또는 제4항에서,

상기 에어공급밸브는

상기 상부관의 에어 공급홀에 대응하여 그 내측면에 설치되며, 밸브홀을 갖는 공급밸브 하우징;

상기 공급밸브 하우징의 내부에 개재되어 상기 제2와이어와 연결되며, 상기 밸브홀을 개폐 작동하는 공급밸브 플레이트;

상기 공급밸브 하우징의 내부에서 그 밸브홀을 향하여 상기 공급밸브 플레이트를 탄성적으로 지지하는 공급밸브 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항에서,

상기 에어조정수단은

상기 하부관의 일측부에 상하방향으로 형성되는 상부 연결홀과 중앙 연결홀 및 하부 연결홀에 대응하여 상기 하부관의 외측면에 설치되어 제어기의 제어신호에 따라 각 연결홀을 개폐제어하는 상부, 중앙, 및 하부 조정밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.
제1항 또는 제6항에서,

상기 각 조정밸브는

상기 제어기의 제어신호에 따라 온오프 작동하는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어 서스펜션의 에어 스프링 유닛.