KR102239007B1 - 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터 - Google Patents

차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터에 관한 것으로서, 특히, 불규칙적인 노면을 차량이 주행하면서 좌우 바퀴를 통하여 역으로 액추에이터로 전달되는 역 토크를 차단하도록 함과 아울러, 구동부로부터 발생한 비틀림력(토크)은 정상적으로 차체에 전달되도록 함으로써 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터{Actuator of Active Rotary type Stabilizer for Vehicles}
본 발명은 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량의 주행 중 휠로부터 장애물에 의한 역토크가 액추에이터로 역전달되는 것을 차단하여 액추에이터의 내구성을 향상시킴과 아울러 승객의 승차감을 향상시킬 수 있는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 주행 중 노면으로부터 발생하게 되는 진동을 흡수하기 위한 수단으로 1차적으로 차륜을 통해 완화시킴과 아울러, 차륜을 통해 전달되는 큰 진동은 2차적으로 현가장치를 통하여 흡수함으로써 승객에게 보다 편안한 승차감을 제공하도록 구비된다.
이와 더불어, 노면의 상하 굴곡 및 주행하는 차량의 좌측 및 우측 방향으로의 선회시 발생되는 차량의 좌우 방향으로의 흔들림 현상을 최소화하기 위한 것으로서, 능동형 스태빌라이저 장치가 구비된다.
종래에는, 단일 소재로 구성된 스태빌라이저 바(Stabilizer bar)를 차체의 횡방향으로 연장되도록 장착하여, 차량의 주행 중 좌/우측 현가장치의 상대적인 거동자세의 변화에 따라 발생되는 차체의 롤링을 스태빌라이저 바 자체가 보유하는 롤 강성을 매개로 완화시킴으로써, 차체의 자세를 안정화시키는 것이 일반적이다.
이러한 스태빌라이저 바는 단일 환봉 또는 파이프 소재를 적정 길이로 절단하고, 절단된 소재를 성형하여 스태빌라이저 바로서 요구되는 형상 및 강성을 갖도록 가공한 다음, 열처리와 쇼트피닝 및 도장 등의 공정을 거쳐 제작한다.
그러나, 상기와 같은 단일 소재로 제작되는 스태빌라이저 바는 수동형 스태빌라이저 바(Passive stabilizer bar)로서, 제작이 용이하고 생산단가가 낮은 이점을 갖고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 자체적으로 갖는 고유의 롤 강성을 이용하여 차체의 롤 현상을 제어하게 되므로, 차량의 주행시 발생하는 다양한 형태의 롤을 모두 다 효과적으로 억제시키기 어려운 문제점을 가진다.
이에 따라, 최근에는 스태빌라이저 바의 롤 강성을 상황에 따라 조절할 수 있도록 액추에이터를 구비한 능동 회전형 스태빌라이저(Active Rotary type Stabilizer, ARS)의 사용이 증가되고 있다.
차량의 능동형 롤링 스태빌라이저는, 두 개의 하프 스태빌라이저 바가 액추에이터의 양단에 결합된 것으로 구성되어 차량에 발생되는 롤의 크기에 따라 액추에이터가 작동하여 스태빌라이저 바의 롤 강성을 조절함으로써 차량의 자세를 안정화시키도록 되어 있다.
도 1은 단일 소재의 스태빌라이저 바가 구비된 차체의 정면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이며, 도 3은 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 액추에이터 및 스태빌라이저 바의 연결 모습을 나타낸 개략도이다.
종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저는, 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 소재의 스태빌라이저 바(1)가 차체의 하부 중 좌우 바퀴(20A,20B)를 향하여 차폭방향으로 길게 배치되고, 차량의 주행 모습 중 좌측 및 우측 방향의 선회 주행시 발생되는 차체(10)의 롤링 현상은 스태빌라이저 바가 갖는 자체적인 롤 강성의 작용에 의하여 억제된다.
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도인데, 보다 구체적으로는, 도 2a는 차량의 직진 주행시의 모습을, 도 2b는 차량의 오른쪽 방향의 선회 주행시 전방에서 관찰한 모습을, 도 2c는 차량의 왼쪽 방향의 선회 주행시 전방에서 관찰한 모습을 개략적으로 그린 것이다.
스태빌라이저 바(1)는 차체(10)의 하부에서 좌우 바퀴(20A,20B)를 향하여 좌우로 길게 배치되고, 스탭 바 링크(23A,23B)를 매개로 좌우 로워 암(21A,21B)에 결합되며, 차체(10)는 좌우 현가장치(25A,25B)를 매개로 좌우 바퀴(20A,20B)로부터 전달되는 주행 진동을 흡수하도록 구성되어 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 차량이 직진방향 주행시에는 도 2a에서와 같이, 차체(10)가 어느 한 쪽 방향으로 기울어지지 아니한 바, 스태빌라이저 바(1)가 작용하는 롤 강성은 거의 없는 상태가 되다가, 차량이 오른쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 도 2b에서와 같이 차체(10)가 관성에 의하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 되고, 이때 스태빌라이저 바(1)는 자체 롤 강성에 의해 차체(10)를 오른쪽 방향으로 유지시키는 힘을 제공하며, 차량이 왼쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 도 2c에서와 같이 차체(10)가 관성에 의하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 되고, 이때 스태빌라이저 바(1)는 자체 롤 강성에 의해 차체(10)를 왼쪽 방향으로 유지시키는 힘을 제공한다.
이와 같이, 단일 소재로 이루어진 스태빌라이저 바(1)를 이용하여 차체(10)의 롤링을 제어하는 것이 어느 정도 가능하나, 다양한 주행 상태 변화에 적응할 수 없는 문제점이 있는 바, 앞서 설명한 바와 같이, 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(50)가 개발되었다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(50)는, 하우징(55) 내부의 일측에는 모터로 이루어진 구동부(60)가 구비되고, 하우징(55) 내부의 타측에는 구동부(60)로부터 전달되는 회전력을 감속시키는 감속부(70)가 구비된다.
여기서, 구동부(60)가 인접한 하우징(55)의 외측에는, 상술한 하프 스태빌라이저 바 중 하나의 스태빌라이저 바(이하, "고정 스태빌라이저 바(80)"라 칭함)가 하우징(55)을 감싸도록 모터의 축을 지지하게 배치된 구동부 커버(85)에 용접 방식으로 결합되고, 감속부(70)가 인접한 하우징(55)의 외측에는, 나머지 스태빌라이저 바(이하, "회전 스태빌라이저 바(90)"라 칭함)가 감속부(70)의 최종 출력단(71)에 스플라인 기어 치합 방식으로 연결되어 구동부(60)로부터 감속부(70)를 거쳐 소정의 회전력을 전달받는다.
감속부(70)는, 도 3에 상세하게 도시되지 않았으나, 모터 축으로부터 제공되는 회전력을 선 기어가 입력받아 회전하면서 선 기어 주변의 복수의 유성 기어가 치합되어 공전하고, 이 공전하는 복수개의 유성 기어가 그 주변을 감싸고 있는 링 기어 타입 하우징과 동시에 치합되면서 링 기어 타입 하우징을 회전시키면서 감속시키는 역할을 한다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저(50)는, 차량의 정상 주행 중인 경우에는 문제가 되지 않으나, 주행 도로 위에 떨어진 돌맹이나 작은 화물 덩어리 또는 싱크홀이나 좌우가 불균일하게 형성된 과속방지턱에 의하여 차량의 좌우 바퀴 중 어느 하나에 불균일한 충격이 가해지는 경우, 좌우 바퀴로부터 역토크가 액추에이터로 전달된다. 이 때의 역토크는 고정 스태빌라이저 바 또는 회전 스태빌라이저 바를 통하여 액추에이터의 구동부로 전달됨으로써 액추에이터의 내구성을 저하시킴은 물론, 고정 스태빌라이저 바 또는 회전 스태빌라이저의 강성에 의하여 오히려 차체가 좌우로 출렁이면서 승차감을 저하시키는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해, 상기 구동부로 공급되는 전원을 일시적으로 차단하는 구성이 제안되고 있으나, 이 경우에도 상기 구동부에 남아있는 코깅토크(Cogging Torque)로 인해 고정 스태빌라이저 바 및 회전 스태빌라이저 바의 움직임이 부자연스러워 여전히 승차감이 저하되는 문제점이 남아 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 불규칙적인 노면으로부터 스태빌라이저 바를 통하여 역으로 액추에이터의 구동부에 전달되는 것을 방지할 수 있는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예는, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 내부 중 일측에 배치되고, 소정의 회전력을 발생시키도록 구동되는 구동부와, 상기 하우징의 내부 중 타측에 배치되고, 상기 구동부로부터 전달된 회전력을 감속시키는 감속부와, 상기 구동부가 구비된 측의 상기 하우징 외측에 용접 결합되어 상기 구동부와 상기 감속부 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 일측에 소정의 비틀림력을 전달하는 고정 스태빌라이저 바와, 상기 감속부가 구비된 측의 상기 하우징 외측에서 내측으로 삽입되어 상기 구동부와 상기 감속부 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 타측에 소정의 비틀림력을 전달하는 회전 스태빌라이저 바와, 상기 고정 스태빌라이저 바 또는 상기 회전 스태빌라이저 바로부터 상기 구동부 또는 상기 감속부로 제공되는 설정범위 내의 역토크를 차단하는 클러치부를 포함하고, 상기 클러치부는 상기 구동부에 의하여 발생한 회전력이 입력되는 입력단과 연결되어 회전되고, 다각형의 외주면을 가지는 회전 캠과, 일측에는 상기 회전 캠이 수용되어 회전되는 수용 공간이 구비된 링하우징이 형성되고, 타측에는 상기 회전 캠으로부터 회전력을 제공받아 타측으로 전달하는 출력단이 형성된 아우터 링 샤프트와, 상기 아우터 링 샤프트의 상기 링 하우징의 내측면과 상기 회전 캠 사이에 개재되어 상기 설정범위 내의 역토크가 상기 아우터 링 샤프트로부터 상기 회전 캠으로 전달되는 것을 차단하고, 상기 회전 캠으로부터 제공되는 회전력을 상기 아우터 링 샤프트에 전달하는 클러치 베어링을 포함하고, 상기 클러치 베어링은 상기 아우터 링 샤프트의 상기 링 하우징부의 내주면과 상기 회전 캠 사이에 개재된 클러치 링과, 상기 클러치 링의 외주면을 따라 내외부가 관통되게 형성된 복수개의 관통홀에 삽입되는 복수개의 클러치 볼을 포함하고, 상기 복수개의 클러치 볼은 상기 회전 캠의 각 면마다 하나씩 위치되고, 상기 회전 캠은 상기 링 하우징의 내주면과의 사이에서 상기 복수개의 클러치 볼이 다른 면으로 이동되지 않되 동일면에서 상기 클러치 링의 회전 방향으로 소정 길이 이동 가능하게 형성되고, 상기 설정범위는 상기 클러치 볼의 상기 클러치 링의 회전방향으로 이동 가능한 상기 소정 길이에 의하여 정의되고, 상기 고정 스태빌라이저 바 또는 상기 회전 스태빌라이저 바로부터 전달되는 상기 역토크는 상기 클러치 볼의 상기 클러치 링의 회전방향으로 이동되는 상기 소정 길이 범위 내에서 차단됩니다.
여기서, 상기 클러치부는, 상기 구동부와 상기 감속부 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 클러치부는, 상기 감속부와 상기 회전 스태빌라이저 바 사이에 배치될 수 있다.
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본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 단일 소재의 스태빌라이저 바가 구비된 차체의 정면도이고,
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술에 따른 차량의 수동형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이며,
도 3은 종래 기술에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 구성 중 액추에이터 및 스태빌라이저 바의 연결 모습을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 작동을 설명하기 위한 차체의 정면도이며,
도 5a 내지 도 5c는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이고,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예를 나타낸 단면도이며,
도 7은 도 6의 구성 중 클러치부를 나타낸 분해 사시도이고,
도 8은 도 6의 구성 중 클러치부의 작동 모습을 나타낸 단면도이며,
도 9는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예의 토크 전달 과정을 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 작동을 설명하기 위한 차체의 정면도이고, 도 5a 내지 도 5c는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 과정을 나타낸 개념도이며, 도 6은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 구성 중 클러치부를 나타낸 분해 사시도이며, 도 8은 도 6의 구성 중 클러치부의 작동 모습을 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 바람직한 일실시예의 토크 전달 과정을 나타낸 단면도이며, 도 10은 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 액추에이터가 적용된 차량의 능동 회전형 스태빌라이저는, 도 4에 참조된 바와 같이, 차체(110)의 전방 우측 바퀴(120A) 및 좌측 바퀴(120B)를 향하여 각각 횡방향으로 연장된 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)와, 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190) 사이에 배치되어 각각의 인접하는 단부를 연결함과 아울러, 각각의 스태빌라이저 바(180,190)에 소정의 회전력을 발생시켜 공급하는 액추에이터(100)를 포함할 수 있다.
고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)는, 액추에이터(100)와 연결되는 일측이 각각 길이방향으로 직선 연장되되, 타측이 소정각도 밴딩 형성되어, 액추에이터(100)의 작동에 의하여 회전 가능하게 구비되고, 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)의 밴딩된 타측은 각각 차체(110)의 로워암에 스태빌라이저 바 링크(이하, "스탭 바 링크"라 칭함)를 매개로 연결될 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 작동 모습을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 차량이 도 5a에 참조된 바와 같이, 직진 주행하게 되면, 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)는 전혀 작동되지 아니한다.
다음으로, 차량이 도 5b에 참조된 바와 같이, 오른쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 차체(110)가 관성에 의하여 왼쪽 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 차체(110)가 원래의 위치로 복원되도록 액추에이터(100)를 일방향의 회전력이 발생되도록 작동시킨다. 그러면, 상대적으로 차체(110)가 낮아진 측의 고정 스태빌라이저 바(180)는 일방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(300,400B)를 매개로 로워암(130B)을 밀면서 차체(110)를 위로 밀어올리고, 상대적으로 차체(110)가 높아진 측의 회전 스태빌라이저 바(190)는 타방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(300,400A)를 매개로 로워암(130A)을 잡아당기면서 차체(110)를 아래로 잡아당겨 차체(110)를 원래의 위치로 복원시킨다.
반대로, 차량이 도 5c에 참조된 바와 같이, 왼쪽 방향으로 선회 주행하게 되면, 차체(110)가 관성에 의하여 오른쪽 방향으로 기울어지게 된다. 이때, 차체(110)가 원래의 위치로 복원되도록 액추에이터(100)를 타방향의 회전력이 발생되도록 작동시킨다. 그러면, 상대적으로 차체(110)가 높아진 측의 고정 스태빌라이저 바(180)는 타방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(300B)를 매개로 로워암(130B)을 잡아당기면서 차체(110)를 아래로 잡아당기고, 상대적으로 차체(110)가 낮아진 측의 회전 스태빌라이저 바(190)는 일방향으로 회전되면서 스탭 바 링크(300A)를 매개로 로워암(130A)을 밀면서 차체(110)를 위로 밀어올려 차체(110)를 원래의 위치로 복원시킨다.
이와 같이, 차량의 주행 모습에 따라 일측 또는 타측으로 기울어진 차체(110)를 선회 동작이 아닌 직진 주행과 같은 모습을 구현하도록 함으로써 탑승자에게 보다 편안하고 안정적인 주행 환경을 부여할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)의 바람직한 일실시예는, 도 6에 참조된 바와 같이, 내부에 소정 공간이 구비된 하우징(105)과, 하우징(105)의 내부 중 일측에 배치되고, 소정의 회전력을 발생시키도록 구동되는 구동부(200)와, 하우징(105)의 내부 중 타측에 배치되고, 구동부(200)로부터 전달된 회전력을 감속시키는 감속부(300)와, 구동부(200)가 구비된 측의 하우징(105) 외측에 용접 결합되어 구동부(200)와 감속부(300) 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 일측에 소정의 비틀림력을 전달하는 고정 스태빌라이저 바(180)와, 감속부(300)가 구비된 측의 하우징(105) 외측에서 내측으로 삽입되어 구동부(200)와 감속부(300) 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 타측에 소정의 비틀림력을 전달하는 회전 스태빌라이저 바(190)와, 고정 스태빌라이저 바(180) 또는 회전 스태빌라이저 바(190)로부터 구동부(200) 또는 감속부(300)로 제공되는 설정범위 내의 역토크를 차단하는 클러치부(400)를 포함한다.
여기서, 클러치부(400)는, 차량이 불규칙적인 노면 또는 노면 중에 형성된 싱크홀이나 과속방지턱을 주행하면서 좌우 바퀴 중 어느 하나에 불균일한 힘이 순간적으로 전달됨으로써, 역으로 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190) 중 어느 하나를 통해 구동부(200)로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.
일반적으로, 상술한 바와 같이, 좌우 바퀴에 전달되는 순간적인 힘은 차량에 설치된 좌우 현가 장치에 의하여 완충됨으로써 차체의 자세 제어의 문제가 생기지는 않지만, 좌우 바퀴로부터 전달된 순간적인 힘은 고정 스태빌라이저 바(180) 또는 회전 스태빌라이저 바(190)에 역토크로써 전달되면서 결국에는 액추에이터(100)의 내부에 구비된 구동부(200)로 전달됨으로써 액추에이터(100)의 내구성을 저하시키는 문제점으로 이어지고, 경우에 따라서는 차체에도 직접적인 영향을 미쳐 승객에게 그대로 전달되는 문제점으로 이어진다.
본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)의 바람직한 일실시예에서, 클러치부(400)는, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도 6에 참조된 바와 같이, 구동부(200)와 감속부(300) 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 반드시 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)의 실시예가 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)의 다른 실시예는, 도 10에 참조된 바와 같이, 클러치부(400)는, 감속부(300)와 회전 스태빌라이저 바(190) 사이에 배치될 수 있다.
클러치부(400)는, 상술한 바람직한 일실시예 및 다른 실시예에서 연결 부위의 세부적인 구성 차이만 있을 뿐, 양 실시예에서 공통적으로 사용되는 바, 본 발명에서는 실시예별 차이점에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 공통적인 구성에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.
클러치부(400)는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 구동부(200)에 의하여 발생한 회전력이 입력되는 입력단과 연결되어 회전되고, 다각형의 외주면을 가지는 회전 캠(410)과, 일측에는 회전 캠(410)이 수용되어 회전되는 수용 공간(425)이 구비된 링 하우징(421)(105)이 형성되고, 타측에는 회전 캠(410)으로부터 회전력을 제공받아 타측으로 전달하는 출력단(423)이 형성된 아우터 링 샤프트(420)와, 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내측면과 회전 캠(410) 사이에 개재되어 설정범위 내의 역토크가 아우터 링 샤프트(420)로부터 회전 캠(410)으로 전달되는 것을 차단하고, 회전 캠(410)으로부터 제공되는 회전력을 아우터 링 샤프트(420)에 전달하는 클러치 베어링(430,440)을 포함할 수 있다.
회전 캠(410)은 대략, 도 7에 참조된 바와 같이, 6각형 형상의 외주면을 갖도록 형성되되 소정의 두께를 갖도록 형성된다. 회전 캠(410)의 외주면에는, 상술한 바와 같이, 아우터 링 샤프트(420)의 내주면이 외측으로 소정 거리 이격되게 구비되고, 회전 캠(410)의 외주면과 아우터 링 샤프트(420)의 내주면 사이에는 클러치 베어링(430,440)이 위치된다.
클러치 베어링(430,440)은, 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면과 회전 캠(410) 사이에 개재된 클러치 링(430)과, 클러치 링(430)의 외주면을 따라 내외부가 관통되게 형성된 복수개의 관통홀(431)에 삽입되는 복수개의 클러치 볼(440)을 포함할 수 있다.
클러치 볼(440)의 개수는 회전 캠(410)의 다각형을 이루는 각 면에 하나씩 배치되는 바, 회전 캠(410)의 다각형 형상의 개수와 대응되게 구비된다. 또한, 클러치 링(430)에 형성된 복수개의 관통홀(431)의 개수도 각각의 클러치 볼(440)이 삽입 배치되는 바, 회전 캠(410)의 다각형 형상의 개수와 대응되게 구비된다.
한편, 회전 캠(410)의 외주면과 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면과의 이격 거리는 적어도 클러치 링(430)이 개재되어 회전될 수 있을 정도이어야 하고, 클러치 링(430)에 개재된 클러치 볼(440)의 지름은 이격된 회전 캠(410)의 외주면과 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면에서 회전 캠(410)의 회전에 따라 회전 캠(410)의 동일한 외주면에서 소정 거리 일측 또는 타측으로 유동되는 크기로 형성됨이 바람직하다.
이처럼, 회전 캠(410)의 동일한 외주면에서 복수개의 클러치 볼(440)이 유동되어 동시에 일측 또는 타측으로 가깝게 위치되면, 회전 캠(410)으로부터 전달되는 구동부(200)의 구동력이 회전 캠(410)의 외주면과 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면에서 압입된 복수개의 클러치 볼(440)의 동시 압입력에 의하여 아우터 링 샤프트(420)에 전달됨으로써 정상적인 구동력이 전달된다.
그러나, 고정 스태빌라이저 바(180) 및 회전 스태빌라이저 바(190)로부터 전달되는 역 토크는 대략 회전 캠(410)의 외주면에서 유동되는 소정 거리 이내일 것인 바, 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면으로부터 회전 캠(410)으로 전달되지 않게 된다.
따라서, 클러치부(400)가 역 토크를 차단하는 상술한 설정범위는, 클러치 볼(440)의 클러치 링(430)의 회전방향으로 이동 가능한 상술한 소정 거리(소정 길이)에 의하여 정의된다고 할 것이다.
즉, 클러치 볼(440)이 회전 캠(410)의 외주면과 아우터 링 샤프트(420)의 링 하우징(421)(105)의 내주면 사이에서 유동되는 소정 거리만큼 역 토크의 전달이 이루어지지 않는 점에서 본 발명의 실시예에서 클러치부(400)는 설정범위 내의 역토크를 차단하는 역할을 하는 것이다.
이를 달리 표현하면, 고정 스태빌라이저 바(180) 또는 회전 스태빌라이저 바(190)로부터 전달되는 역토크는 클러치 볼(440)의 클러치 링(430)의 회전방향으로 이동되는 소정 길이 범위 내에서 차단된다.
본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터(100)의 실시예들에 따르면, 좌우 바퀴로부터 고정 스태빌라이저 바(180) 또는 회전 스태빌라이저 바(190)를 매개로 전달되는 불규칙적인 노면의 주행 때문에 발생되는 역토크가 구동부(200)로 전달되는 것을 차단하기 위하여 구동부(200)로의 전원 공급을 일시 중단하도록 제어할 필요가 없을 뿐만 아니라, 보다 능동적으로 역토크를 차단함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
100: 액추에이터 105: 하우징
180: 고정 스태빌라이저 바 190: 회전 스태빌라이저 바
200: 구동부 300: 감속부
400: 클러치부 410: 회전 캠
420: 아우터 링 샤프트 421: 링 하우징
423: 출력단 425: 수용 공간
430,440: 클러치 베어링 430: 클러치 링
431: 관통홀 440: 클러치 볼

Claims (8)

  1. 내부에 소정 공간이 구비된 하우징과;
    상기 하우징의 내부 중 일측에 배치되고, 소정의 회전력을 발생시키도록 구동되는 구동부와;
    상기 하우징의 내부 중 타측에 배치되고, 상기 구동부로부터 전달된 회전력을 감속시키는 감속부와;
    상기 구동부가 구비된 측의 상기 하우징 외측에 용접 결합되어 상기 구동부와 상기 감속부 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 일측에 소정의 비틀림력을 전달하는 고정 스태빌라이저 바와;
    상기 감속부가 구비된 측의 상기 하우징 외측에서 내측으로 삽입되어 상기 구동부와 상기 감속부 사이의 상대 회전력을 전달받아 차체 타측에 소정의 비틀림력을 전달하는 회전 스태빌라이저 바와;
    상기 고정 스태빌라이저 바 또는 상기 회전 스태빌라이저 바로부터 상기 구동부 또는 상기 감속부로 제공되는 설정범위 내의 역토크를 차단하는 클러치부를 포함하고,
    상기 클러치부는,
    상기 구동부에 의하여 발생한 회전력이 입력되는 입력단과 연결되어 회전되고, 다각형의 외주면을 가지는 회전 캠과;
    일측에는 상기 회전 캠이 수용되어 회전되는 수용 공간이 구비된 링하우징이 형성되고, 타측에는 상기 회전 캠으로부터 회전력을 제공받아 타측으로 전달하는 출력단이 형성된 아우터 링 샤프트와;
    상기 아우터 링 샤프트의 상기 링 하우징의 내측면과 상기 회전 캠 사이에 개재되어 상기 설정범위 내의 역토크가 상기 아우터 링 샤프트로부터 상기 회전 캠으로 전달되는 것을 차단하고, 상기 회전 캠으로부터 제공되는 회전력을 상기 아우터 링 샤프트에 전달하는 클러치 베어링을 포함하고,
    상기 클러치 베어링은,
    상기 아우터 링 샤프트의 상기 링 하우징부의 내주면과 상기 회전 캠 사이에 개재된 클러치 링과;
    상기 클러치 링의 외주면을 따라 내외부가 관통되게 형성된 복수개의 관통홀에 삽입되는 복수개의 클러치 볼을 포함하고,
    상기 복수개의 클러치 볼은, 상기 회전 캠의 각 면마다 하나씩 위치되고,
    상기 회전 캠은, 상기 링 하우징의 내주면과의 사이에서 상기 복수개의 클러치 볼이 다른 면으로 이동되지 않되 동일면에서 상기 클러치 링의 회전 방향으로 소정 길이 이동 가능하게 형성되고,
    상기 설정범위는 상기 클러치 볼의 상기 클러치 링의 회전방향으로 이동 가능한 상기 소정 길이에 의하여 정의되고,
    상기 고정 스태빌라이저 바 또는 상기 회전 스태빌라이저 바로부터 전달되는 상기 역토크는 상기 클러치 볼의 상기 클러치 링의 회전방향으로 이동되는 상기 소정 길이 범위 내에서 차단되는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치부는,
    상기 구동부와 상기 감속부 사이에 배치되는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치부는,
    상기 감속부와 상기 회전 스태빌라이저 바 사이에 배치되는 차량의 능동 회전형 스태빌라이저의 액추에이터.
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