KR20120084185A - 화물차량의 독립식 현가장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화물차량의 독립식 현가장치에 관한 것으로, 상기 후방차체의 양측에 제각기 독립적으로 설치되고, 양단에 피동차륜을 가지며, 지면의 굴곡에 따라 유동하는 피동차륜에 의해 중간을 중심으로 시소운동하면서 축방향을 따라 수평 기울기를 갖는 독립차축; 상기 독립차축과 직교상태를 이루면서 독립차축의 중간에 자유단을 이루는 일단부가 일체적으로 연결되어 독립차축을 시소운동이 가능한 상태로 지지하고, 상기 후방차체의 하부에 고정단을 이루는 타단부가 힌지결합되어 상기 피동차륜의 유동에 의해 일단부가 타단부를 중심으로 상하로 유동하며, 일단부가 독립차축의 시소운동에 따라 회전가능한 상태로 타단부에 연결된 켄틸레버 형태의 서스펜션 아암; 및 상기 독립차축의 시소운동에 대응하는 압력을 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 제공하여 서스펜션 아암의 일단부를 회전시키면서 독립차축의 양단부에 설치된 상기 피동차륜을 지면에 접지시키는 프레스;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 피동차륜이 장착되는 독립차축이 서스펜션 아암에 의해 독립적으로 설치되어 시소운동하므로 진동이 다른 차축으로 전이되지 않으며, 특히 프레스에 의해 독립차축이 시소운동하면서 피동차륜이 지면에 접지되므로 화물의 하중이 균일하게 분산될 수 있다.
Description
본 발명은 화물차량의 현가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행차체에 연결된 후방차체의 양측에 독립식으로 피동차륜을 제공하는 화물차량의 독립식 현가장치에 관한 것이다.
일반적으로 대형 화물이나 중장비를 운송하는 화물차량은 적재되는 화물이나 중장비의 하중을 고려하여 후방차체에 복수 개의 피동차륜이 장착된다. 이러한 복수 개의 피동차륜은 각각의 차륜에 하중을 분산시킴으로써 화물을 안정적으로 운송함은 물론 타이어의 파손을 방지하고 나아가 도로의 파손을 방지한다. 따라서, 많은 수량의 피동차륜을 갖는 화물차량은 보다 많은 하중을 견딜 수 있으므로 다량의 화물이나 더욱 무거운 중장비를 운송할 수 있다.
이와 같이 피동차륜을 후방차체에 지지하는 현가장치는 통상적으로 후방차체의 차폭과 동일한 길이로 형성된 차축의 양단에 피동차륜을 설치하고, 후방차체의 하부 양측에 설치되는 두 개의 서스펜션 아암에 차축을 고정하는 방식이 주로 사용되었다.
그러나 이러한 통상적이 현가장치는 두 개의 서스펜션 아암 상에 하나의 차축이 고정됨에 따라 차축의 일단부에서 발생하는 진동이 타단부로 전이되어 안정적인 화물의 수송이 불가능하고 현가장치의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 특히, 양단부에 피동차륜이 장착되는 차축이 후방차체와 동일한 폭을 가지므로, 후방차체의 폭방향으로는 복수 개의 피동차륜을 장착할 수 없어서, 다량의 화물이나 무거운 중장비를 적재할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 본 출원인은 대한민국특허청 공개번호 10-2006-112495호에 개시된 '도로용 화물차량의 독립식 현가장치'를 제안한 바 있다. 도 1은 이러한 선행기술을 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 선행기술의 현가장치(70)는 주행차체(50)에 연결되는 후방차체(60)의 양측에 제각기 마련되고 양단부에 피동차륜(W)이 장착된 차축(72)과, 차축(72)에 직교상태로 체결되어 후방차체(50)의 하부에 일단부가 고정되는 서스펜션 아암(74)과, 서스펜션 아암(74)의 타단부를 후방차체(50)에 연결하는 동시에 차축(72)에 의해 서스펜션 아암(74)의 타단부에 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼(76)로 구성된다.
즉, 선행기술의 현가장치(70)는 도시된 바와 같이 차축(72)이 서로 독립된 형태로 후방차체(60)의 양측에 마련되므로, 후방차체(50)의 일측에서 발생하는 진동이 타측으로 전이되지 않는 장점이 있다.
도 2를 참조하면, 서스펜션 아암(74)은 일단부가 후방차체(60)에 힌지(H)결합되어 타단부가 차축(72)의 진동에 의해 힌지(H)를 중심으로 편축회전하면서 승강한다. 이때, 서스펜션 아암(74)의 타단부는 승강하면서 댐퍼(76)에 의해 진동이 흡수되며, 댐퍼(76)의 탄성력에 의한 진동이 쇽업소바(S)에 의해 완충된다.
그런데, 이와 같은 선행기술의 현가장치(70)는 서스펜션 아암(74)이 댐퍼(76)의 탄성력에 의해 힌지를 중심으로 수동적인 승강운동만을 하므로, 차축(72)에 장착된 피동차륜(W)이 지면에 안정적으로 접지되지 않는 단점이 있다.
즉, 피동차륜(W)은 경사진 웅덩이와 같은 지면을 주행할 경우, 어느 한쪽의 피동차륜(W)만이 지면에 접지되고 다른 한쪽의 피동차륜(W)이 지면에서 이격된 상태로 주행하게 된다. 이때, 지면에 접지된 피동차륜(W)에만 하중이 가중됨에 따라 접지된 타이어의 피로도가 증가함은 물론, 가중된 피동차륜(W) 측으로 차축(72)이 기울어지면서 서스펜션 아암(74)의 힌지(H)와 댐퍼(76) 및 쇽업소바(S)가 뒤틀어지는 문제점이 발생한다.
따라서, 지면이 굴곡진 경우에도 피동차륜(W) 모두를 능동적으로 지면에 접지시킬 수 있는 현가장치의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 피동차륜을 후방차체의 양측에 독립적으로 장착하여 일측의 진동이 타측으로 전이되는 것을 방지할 수 있으며, 지면이 굴곡진 경우에도 능동적인 압력제공을 통해 차축의 양측에 장착된 피동차륜 모두를 지면에 접지시킬 수 있는 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 그 목적이다.
특히, 차축의 양측을 시소운동 가능하게 지지하면서 길이가 신축하는 지지부재를 통해 피동차륜 모두를 지면에 접지시킬 수 있는 부재가 마련된 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
또한, 전술한 지지부재가 차축을 지지하면서 차축의 시소운동에 따라 각도가 변형될 수 있는 수단이 마련된 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
구체적으로, 전술한 지지부재의 상부가 후방차체에 연결되면서 자유로이 회전할 수 있는 너클 형태로 연결될 수 있는 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
이와 달리, 전술한 지지부재의 상부가 후방차체에 연결되면서 후방차체의 폭방향으로 편축회전하는 동시에 후방차체의 길이방향으로 편축회전이 가능한 상태로 연결될 수 있는 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
이에 더하여, 지지부재의 하부가 각도조절이 가능한 상태로 서스펜션 아암에 연결될 수 있는 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
더욱이, 편축회전하면서 승강하는 서스펜션 아암을 회전가능하게 형성하여 시소운동하는 차축에 따라 서스펜션 아암이 유동적으로 회전할 수 있는 화물차량의 독립식 현가장치를 제공하기 위함이 다른 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 화물이 적재되는 화물차량의 후방차체에 설치되는 화물차량의 현가장치에 있어서, 상기 후방차체의 양측에 제각기 독립적으로 설치되고, 양단에 피동차륜을 가지며, 지면의 굴곡에 따라 유동하는 피동차륜에 의해 중간을 중심으로 시소운동하면서 축방향을 따라 수평 기울기를 갖는 독립차축; 상기 독립차축과 직교상태를 이루면서 독립차축의 중간에 자유단을 이루는 일단부가 일체적으로 연결되어 독립차축을 시소운동이 가능한 상태로 지지하고, 상기 후방차체의 하부에 고정단을 이루는 타단부가 힌지결합되어 상기 피동차륜의 유동에 의해 일단부가 타단부를 중심으로 상하로 유동하며, 일단부가 독립차축의 시소운동에 따라 회전가능한 상태로 타단부에 연결된 켄틸레버 형태의 서스펜션 아암; 및 상기 독립차축의 시소운동에 대응하는 압력을 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 제공하여 서스펜션 아암의 일단부를 회전시키면서 독립차축의 양단부에 설치된 상기 피동차륜을 지면에 접지시키는 프레스;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치에 관계한다.
상기 프레스는 예컨대, 상기 후방차체에 결합되고, 내측에 삽입되는 로드가 상기 서스펜션 아암 일단부의 양측 중 일측에 연결되며, 상기 독립차축의 시소운동에 의해 상기 로드가 인출 또는 인입되면서 길이를 신축하는 좌측실린더; 상기 좌측실린더와 동일한 구성으로 상기 서스펜션 아암 일단부의 양측 중 타측에 설치되어 좌측실린더와 한 조를 이루고, 좌측실린더와 함께 신축하면서 상기 독립차축을 지지하거나 독립차축의 시소운동에 의해 좌측실린더와 상반된 방향으로 신축하는 우측실린더; 상기 좌측실린더 및 우측실린더의 상단에 제각기 마련되어 상기 좌측실린더 및 우측실린더를 상기 독립차축의 시소운동에 따라 각도변형이 가능한 상태로 상기 후방차체에 제각기 고정하는 실린더패스너; 및 상기 좌측실린더 및 우측실린더의 상기 로드에 제각기 마련되어 상기 각각의 로드를 상기 독립차축의 시소운동에 따라 각도변형이 가능한 상태로 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 고정하는 로드패스너;를 포함한다.
상기 실린더패스너는 예컨대, 상기 후방차체에 일체적으로 고정되며, 하부가 개방된 관형태의 하우징; 상기 하우징의 내측에 일체적으로 결합되고 내주면에 홈형태의 수용공간이 형성된 베어링홀더; 상기 좌측실린더 및 우측실린더의 단부에 볼형태로 돌출되어 상기 베어링홀더의 수용공간에 수용되며, 상기 독립차축의 시소운동에 의해 수용공간을 따라 회전하거나 이동하는 볼베어링; 및 상기 볼베어링이 수용된 상기 베어링홀더를 지지하면서 상기 하우징에 체결되어 상기 좌측실린더 및 우측실린더를 하우징에 결합시키는 커버;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 볼베어링은 상기 베어링홀더의 수용공간보다 짧은 길이로 형성되어 상기 독립차축의 과도한 수평 기울기에 의해 수용공간의 내측에서 상기 하우징의 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
이와 달리, 상기 실린더패스너는 상기 좌측실린더 및 우측실린더의 양측면에 마련되는 피벗축; 상기 피벗축이 관통상태로 회전가능하게 결합되며, 피벗축과 직교하는 방향의 회전축이 외측면에 마련된 회전링; 및 상기 후방차체에 일체적으로 고정되며, 상기 회전링이 관통상태로 회전가능하게 결합되는 브래킷;을 포함할 수 있다.
상기 로드패스너는 예컨대, 상기 로드의 단부에 일체로 형성되는 볼; 및 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 연결되고, 상기 볼이 삽입되어 상기 로드가 각도변형가능하게 결합되는 볼홀더;를 포함할 수 있다.
상기 서스펜션아암은 예컨대, 상기 후방차체의 하부에 고정되는 힌지브라켓; 상기 힌지브라켓에 힌지결합되어 편축회전하면서 승강하고, 일단부의 내측에 축방향으로 형성된 축공을 갖는 승강아암; 및 상기 승강아암의 축공에 회전가능하게 결합되고, 상기 독립차축의 중앙에 고정되어 독립차축의 시소운동에 따라 축공을 중심으로 회전하며, 독립차축의 축방향으로 분할되어 상기 프레스가 지지되는 지지단이 후단부에 마련된 회전아암;을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의한 화물차량의 독립식 현가장치는, 피동차륜이 장착되는 독립차축이 서스펜션 아암에 의해 독립적으로 설치되어 시소운동하므로 진동이 다른 차축으로 전이되지 않으며, 특히 프레스의 압력제공에 의해 독립차축이 능동적으로 시소운동하면서 피동차륜이 지면에 접지되므로 화물의 하중이 균일하게 분산될 수 있다.
또한, 한 쌍의 실린더에 의해 독립차축이 시소운동 가능하게 지지되므로 웅덩이와 같은 지면을 주행할 경우에도 독립차축 양측에 장착된 피동차륜이 지면에 접지될 수 있다.
또, 한 쌍의 실린더가 실린더패스너 및 로드패스너에 의해 각도변형이 가능한 상태로 후방차체 및 서스펜션 아암에 연결되므로, 독립차축이 시소운동하면서 기울어지는 경우에도 후방차체의 수평이 유지될 수 있다.
더욱이, 실린더패스너가 하우징, 베어링홀더, 볼베어링 및 커버로 구성될 경우 각 실린더가 후방차체에 각도변형 가능한 상태로 고정되므로, 각 실린더가 독립차축의 시소운동에 대응하는 각도로 변형되면서 신축할 수 있다.
특히, 볼베어링이 베어링홀더의 수용공간보다 짧은 길이로 형성되어 하우징의 길이방향으로 이동할 수 있으므로, 전술한 로드가 최대길이로 인출된 이후에도 독립차축이 하강하여 피동차륜이 지면에 접지될 수 있다.
이와 달리, 실린더패스너가 피벗축, 회전링 및 브래킷으로 구성될 경우, 각 실린더가 후방차체의 폭방향 또는 길이방향으로 회전할 수 있으며, 구성품의 설치 및 해체가 용이하므로 각 실린더가 조립식으로 구현될 수 있다.
이에 더하여, 로드패스너가 볼 및 볼홀더로 구성되어 독립차축의 시소운동에 대응하는 압력을 서스펜션 아암에 안정적으로 제공할 수 있다.
더욱이, 서스펜션 아암이 힌지브라켓, 승강아암 및 회전암으로 구성되므로 독립차축의 유동에 따라 원활하게 승강하면서 독립차축의 시소운동에 대응하는 방향으로 회전할 수 있다.
도 1은 종래의 독립식 현가장치를 나타내는 평면도.
도 2는 종래의 독립식 현가장치를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 독립식 현가장치가 설치된 화물차량을 나타내는 측면도.
도 4는 도 3에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 측면도.
도 6은 도 4에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명의 실린더패스너의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 독립식 현가장치의 작동을 나타내는 정면도.
도 9는 도 8의 독립식 현가장치가 급경사로 기울어진 상태를 나타내는 상태도.
도 2는 종래의 독립식 현가장치를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 독립식 현가장치가 설치된 화물차량을 나타내는 측면도.
도 4는 도 3에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 측면도.
도 6은 도 4에 도시된 독립식 현가장치를 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명의 실린더패스너의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 독립식 현가장치의 작동을 나타내는 정면도.
도 9는 도 8의 독립식 현가장치가 급경사로 기울어진 상태를 나타내는 상태도.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 히트패널을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 독립식 현가장치(10)는 화물차량(20)의 후방차체(30)에 설치된다. 여기서, 화물차량(20)은 주행륜(DW)을 갖는 견인용 트랙터이며, 후방차체(30)는 트랙터의 후방에 선택적으로 연결되고, 상부에 중장비나 화물이 적재되는 적재부를 갖는 피견인용 트레일러이다.
이와 달리, 화물차량(20)은 주행륜(DW)을 갖는 전방차체에 후방차체(30)가 영구적으로 결합되면서 동일체를 이루는 덤프트럭으로 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 독립식 현가장치(10)는 후방차체(30)에 연결되며 피동차륜(110)을 갖는 독립차축(100)과 독립차축(100)을 후방차체(30)에 고정하는 서스펜션 아암(200) 및 프레스(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
독립차축(100)은 도시된 바와 같이 후방차체(30)의 양측에 독립적으로 설치된다. 즉, 독립차축(100)은 후방차체(30)의 양측에 제각기 설치되어 한 쌍이 한 조를 이루며, 후방차체(30)에 가중되는 하중에 따라 후방차체(30)의 길이방향으로 복수 조가 설치된다.
이러한 독립차축(100)은 양측에 피동차륜(110)이 회전가능하게 장착된다. 피동차륜(110)은 도시된 바와 같이 2개를 한 조로 하여 독립차축(100)의 양측에 각각 장착된다. 피동차륜(110)은 도시된 바와 달리, 1개씩으로 구성되어 독립차축(100)의 양측에 장착될 수도 있다.
한편, 독립차축(100)은 중앙을 중심으로 시소운동한다. 즉, 독립차축(100)은 지면에 접지되어 지면의 굴곡에 따라 유동하는 피동차륜(110)에 의해 시소운동하면서 축방향을 따라 수평 기울기를 갖는다. 이에 대해서는 후술한다.
도 5를 참조하면, 서스펜션 아암(200)은 독립차축(100)을 후방차체(30)에 연결시키면서 독립차축(100)과 함께 유동하는 켄틸레버 형태의 구성요소이다. 서스펜션 아암(200)은 후방차체(30)의 길이방향으로 배치되어 독립차축(100)과 직교상태를 이루면서 일단부가 독립차축(100)의 중앙에 연결되며, 타단부가 후방차체(30)에 힌지(H)결합된다. 즉, 서스펜션 아암(200)은 타단부가 후방차체(30)에 결합되는 고정단을 이루고, 일단부가 타단부를 중심으로 상하로 유동하는 자유단을 이룬다.
이러한 서스펜션 아암(200)은 힌지브라켓(210), 승강아암(220) 및 회전아암(230)을 포함하여 구성될 수 있다.
힌지브라켓(210)은 후방차체(30)의 하부에 일체적으로 마련된다.
승강아암(220)은 힌지브라켓(210)에 힌지(H)결합되어 힌지(H)를 중심으로 편축회전하면서 상하로 승강한다. 승강아암(220)은 도시된 바와 같이 'ㄴ'형태로 형성되어 후단부가 후방차체(30)의 길이방향으로 연장되며, 후단부의 내측에 축방향으로 축공(221)이 형성된다.
회전아암(230)은 승강아암(220)에 결합되어 힌지(H)를 중심으로 편축회전하는 자유단을 형성한다. 이러한 회전아암(230)은 축공(221)에 회전가능하게 결합된 상태로 독립차축(100)의 중앙에 고정된다. 이때, 회전아암(230)은 도시된 바와 같이 독립차축(100)을 결속하는 형태의 U-볼트(UB)와 같은 결합부재를 통해 독립차축(100)의 중앙에 고정된다.
여기서, 회전아암(230)은 독립차축(100)이 전술한 바와 같이 중앙을 중심으로 시소운동하므로, 독립차축(100)의 시소운동에 의해 축공(221)을 중심으로 회전한다.
따라서, 독립차축(100)은 승강아암(220)에 의해 상하로 승강이 가능하면서, 회전아암(230)에 의해 시소운동이 가능하게 후방차체(30)에 연결된다.
또한, 회전아암(230)은 후단에 후술되는 지지단(231)이 마련된다.
한편, 서스펜션 아암(200)은 일측에 피동차륜(110)을 제동시키는 브레이크(B)가 설치될 수 있다. 브레이크(B)는 전술한 화물차량(20)의 유압회로에 연결되며, 화물차량(20)의 제어에 의해 피동차륜(110)을 제동한다.
다른 한편, 독립차축(100)은 상단에 완충패드(150)가 마련될 수 있다. 완충패드(150)는 독립차축(100)이 힌지(H)를 중심으로 상승할 경우 후방차체(30)의 하부에 마련된 또 다른 완충패드(150a)와 접촉하면서 충격을 완충시킨다.
프레스(300)는 독립차축(100)의 시소운동에 대응하는 압력을 지지단(231)의 양측에 제각기 제공하여 회전아암(230)을 회전시키면서 독립차축(100)의 양측에 설치된 피동차륜(110)을 지면에 접지시키는 구성요소이다.
도 6을 참조하면, 지지단(231)은 피동차륜(110)의 후방에 분할된 형태로 형성된다. 즉, 서스펜션 아암(200)은 승강아암(220) 및 회전아암(230)이 피동차륜(110)의 중앙에 형성되는 공간을 통해 피동차륜(110)의 후방으로 연장되며, 회전아암(230)의 후단에 지지단(231)이 독립차축(100)의 축방향으로 분할된 형태로 형성된다.
프레스(300)는 좌측실린더(310), 우측실린더(320), 실린더패스너(340) 및 로드패스너(350)를 포함하여 구성될 수 있다.
좌측실린더(310)는 로드(311)가 인입 또는 인출되면서 길이가 신축되는 유압실린더이다. 좌측실린더(310)는 후방차체(30)의 하부에 결합되고, 내측에 삽입되는 로드(311)가 지지단(231)의 좌측에 연결되며, 독립차축(110)의 시소운동에 따라 로드(311)가 인입 또는 인출되면서 길이가 신축한다.
우측실린더(320)는 좌측실린더(310)와 동일한 구성을 가지며, 로드(321)가 지지단(231)의 우측에 결합되어 좌측실린더(310)와 한 조를 이룬다. 이러한 우측실린더(320)는 도시된 바와 같이 좌측실린더(310)와 평형을 이루면서 독립차축(100)이 연결된 서스펜션 아암(200) 및 후방차체(30)를 지지하거나, 독립차축(100)의 시소운동에 의해 좌측실린더(310)와 상반된 방향으로 신축한다.
실린더패스너(340)는 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)의 상단에 제각기 마련되어 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)를 각도변형이 가능한 상태로 후방차체(30)에 제각기 고정하는 구성요소이다.
이러한 실린더패스너(340)는 하우징(341), 베어링홀더(343), 볼베어링(345) 및 커버(347)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(341)은 후방차체(30)의 하부에 일체적으로 고정되며, 하부가 개방된 관체이다.
베어링홀더(343)는 하우징(341) 내측면에 삽입되는 관형태로 구성되며, 내주면에 홈형태의 수용공간(343a)이 형성된다. 수용공간(343a)은 중앙부에서 양단부로 갈수록 내경이 좁아지는 형태를 갖는다.
한편, 베어링홀더(343)는 도시된 바와 같이 수용공간(343a)을 상하로 분할하는 형태로 형성된다. 이는 후술되는 볼베어링(345)을 수용공간(343a)에 결합시키기 위함이다.
볼베어링(345)은 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)의 외측에 일체로 돌출형성되며, 베어링홀더(343)의 수용공간(343a)에 수용되어 회전한다. 이러한 볼베어링(345)은 길이(L1)가 도시된 바와 같이 수용공간(343a)의 길이(L2)보다 짧게 형성된다. 즉, 볼베어링(345)은 베어링홀더(343)의 수용공간(343a)에서 상하로 이동할 수 있다.
여기서, 각각의 실린더(310,320)는 후방차체(30)의 차체높이에 따라 제한된 길이를 가지며, 특히 후방차체(30)가 중장비와 같은 화물이 적재되는 저상트레일러로 구성될 경우, 설치되는 길이가 더욱 제한적이다. 따라서, 실린더(310,320)는 로드(311,321)의 인출에 따라 신장되는 길이 역시 제한적이다.
볼베어링(345)은 베어링홀더(343)의 수용공간(343a)에서 이동하면서 각 실린더(310,320)의 길이를 신장시킨다.
결론적으로, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 베어링홀더(343) 및 볼베어링(345)을 통해 회전하면서 각도변형이 가능한 동시에 이동가능하게 후방차체(30)에 고정된다.
커버(347)는 하우징(341)의 개방된 하부에 체결되면서 베어링홀더(343)를 하우징(341)에 고정한다.
로드패스너(350)는 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)의 로드(311,321)를 서스펜션 아암(200)의 지지단(231)에 각도변형이 가능한 상태로 고정한다. 이러한 로드패스너(350)는 로드(311,321)의 단부에 일체로 형성되는 볼(351) 및 지지단(231)의 양측에 제각기 마련되어 볼(351)이 삽입되는 볼홀더(353)로 구성될 수 있다. 즉, 로드패스너(350)는 볼조인트 형태로 구성될 수 있다.
종합하면, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 실린더패스너(340) 및 로드패스너(350)에 의해 후방차체(30) 및 서스펜션 아암(200)을 각도변형 가능한 상태로 지지하므로, 지면의 굴곡에 의해 독립차축(100)이 기울어지는 경우에도 수직상태를 유지하면서 신축될 수 있다. 따라서, 후방차체(30)의 수평이 유지될 수 있다.
한편, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 유압라인(330)에 의해 서로 연결될 수도 있다.
유압라인(330)은 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)에 연결되어 좌,우측실린더(310,320)의 유압을 서로 연통시킨다. 따라서, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 유압라인(330)에 의해 유압의 평형을 이룰 수 있다.
도 7을 참조하면, 실린더패스너(340)는 전술한 바와 달리 피벗축(342), 회전링(344) 및 브래킷(346)을 포함하여 구성될 수도 있다.
피벗축(342)은 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)의 양측에 돌출된다.
회전링(344)은 피벗축(342)이 관통상태로 회전가능하게 결합된다. 즉, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 피벗축(342)에 의해 회전링(344)의 내측에서 피벗축(342)을 중심으로 회전한다.
한편, 회전링(344)은 외측면에 피벗축(342)에 직교하는 방향의 회전축(344a)이 양측에 돌출된다.
브래킷(346)은 후방차체(30)의 하부에 일체적으로 고정되며, 회전링(344)의 회전축(344a)이 관통상태로 회전가능하게 결합된다. 즉, 회전링(344)은 점선으로 도시된 바와 같이, 브래킷(346)의 내측에서 회전축(344a)을 중심으로 회전한다.
따라서, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 서로 직교하는 방향으로 회전하는 피벗축(342) 및 회전링(344)의 회전축(344a)에 의해 독립차축(100)의 시소운동에 따라 각도변형이 가능한 상태로 후방차체(30)에 고정될 수 있다.
상기와 같은 구성부위를 포함하는 본 발명 화물차량의 독립식 현가장치(10)의 작동을 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 독립식 현가장치(10)는 화물차량(20)의 후방차체(30)에 독립적으로 설치되므로 많은 수량의 피동차륜(110)이 후방차체(30)에 장착될 수 있다. 즉, 후방차체(30)는 도시된 바와 같이 현가장치(10)가 6개로 구성될 경우 총 24개의 피동차륜(110)이 장착된다. 이때, 현가장치(10)는 피동차륜(110)이 장착되는 독립차축(100)과 서스펜션 아암(200)이 각각 독립적으로 설치되므로 피동차륜(110)에서 발생하는 진동이 다른 현가장치(10)로 전달되지 않는다.
따라서, 후방차체(30)는 많은 수량의 피동차륜(110)이 장착됨에 따라 보다 많은 중량의 화물이나 중장비를 적재할 수 있다.
도 5를 참조하면, 독립차축(100)은 주행 시 피동차륜(110)의 진동에 따라 상하로 유동한다. 서스펜션 아암(200)은 힌지(H)를 중심으로 편축회전하면서 독립차축(100)과 함께 상하로 유동한다. 이때, 프레스(300)의 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 후방차체(30)에 고정되어 서스펜션 아암(200)의 지지단(231)을 지지하므로 상하로 유동하는 서스펜션 아암(200)의 유동을 완충시킨다.
즉, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 독립차축(100)의 유동을 후방차체(30)로 전달하지 않고 완충시켜 소진한다. 따라서, 후방차체(30)는 피동차륜(110)의 진동에 의한 독립차축(100)의 유동시에도 프레스(300)에 의해 유동하지 않는다.
여기서, 독립차축(100)은 유동에 의한 상승시 상단에 마련된 완충패드(150)가 후방차체(30)에 마련된 또 다른 완충패드(150a)에 접촉되면서 충격이 흡수된다.
도 6을 참조하면, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 도시된 바와 같이 평지를 주행하는 경우, 지지단(231)의 양측을 수평상태로 제각기 지지하면서 독립차축(100)에 의해 상하로 유동하는 서스펜션 아암(200)의 유동을 완충시킨다.
따라서, 후방차체(30)는 지지단(231)의 양측을 수평상태로 지지하는 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)에 의해 독립차축(100)의 진동이 완충되면서 수평이 유지될 수 있다.
한편, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 유압라인(330)에 의해 서로 유압이 연결될 경우, 유압의 평형을 이루면서 지지단(231)의 양측을 지지한다.
도 8을 참조하면, 독립차축(100)은 경사지형을 주행할 경우, 지면의 굴곡에 따라 시소운동한다. 이때, 서스펜션 아암(200)의 회전아암(230)은 독립차축(100)에 고정되므로 전술한 승강아암(220)의 축공(221)을 중심으로 독립차축(100)과 함께 회전한다.
우측실린더(320)는 회전암(230)의 회전에 따라 로드(321)가 내측으로 인입된 상태로 지지단(231)의 우측을 지지한다. 또한, 좌측실린더(310)는 로드(311)가 인출된 상태로 지지단(231)의 좌측을 지지한다. 즉, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 독립차축(100)이 시소운동하여 수평 기울기를 갖는 상태로 서스펜션 아암(200)의 지지단(231)의 양측을 지지한다.
따라서, 피동차륜(110)은 양측 모두가 지면에 접지되면서 후방차체(30)의 하중을 균일하게 지지한다.
또한, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 독립차축(100)이 지면에 따라 기울어질 경우 실리더패스너(340) 및 로드패스너(350)에 의해 후방차체(30) 및 지지단(231)과의 연결각도가 변형되므로 도시된 바와 같이 수직상태를 유지하면서 신축한다. 따라서, 후방차체(30)는 기울어진 지면을 주행할 경우에도 수평을 유지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 좌측실린더(310) 및 우측실린더(320)는 도시된 바와 같이 웅덩이와 같은 급경사지형을 주행할 경우, 로드(311)를 최대 길이로 인출시킨다.
한편, 독립차축(100)은 좌측실린더(310)의 로드(311)가 최대로 인출되어도 노면의 급경사에 의해 일측의 피동차륜(110)이 지면에 접지되지 못하므로 계속해서 일측이 하방으로 기울어진다. 즉, 독립차축(100)은 일측이 계속해서 하강한다. 그리고, 독립차축(100)은 하강하면서 좌측실린더(310)의 로드(311)를 하부로 당긴다. 이에 따라, 좌측실린더(310)는 하부로 하강하려고 한다.
이때, 볼베어링(345)은 좌측실린더(310)에 일체적으로 고정되므로 확대 도시된 바와 같이 베어링홀더(343)의 수용공간(343a)을 따라 하부로 이동한다. 이로 인하여, 좌측실린더(310)는 로드(311)가 완전히 인출된 상태에서 볼베어링(345)의 하부 이동에 의해 하방으로 하강하면서 하우징(341)의 하부로 인출된다. 즉, 좌측실린더(310)는 로드(311)가 최대길이로 인출된 후에도 볼베어링(345)에 의해 하강할 수 있으므로 길이가 좀더 신장된다. 따라서, 좌측실린더(310)는 피동차륜(110)을 지면에 접지시킨다. 물론, 우측실린더(320)는 도시된 도면의 급경사가 우측에 형성될 경우 좌측실린더(310)와 동일하게 작동할 수 있다.
결론적으로, 독립차축(100)은 급경사지를 주행할 경우 프레스(300)의 능동적인 압력제공에 의해 양측의 피동차륜(110)이 모두 지면에 접지되어 후방차체(30)의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.
예컨대, 피동차륜(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 후방차체(30)의 양측에 복수열로 설치되는 것을 감안하면, 특히 중간열에 설치된 피동차륜(110)이 웅덩이와 같은 노면을 주행할 경우에도 프레스(300)의 능동적인 압력제공에 의해 지면에 접지될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의한 화물차량의 독립식 현가장치(10)는, 피동차륜(110)이 장착되는 독립차축(100)이 서스펜션 아암(200)에 의해 독립적으로 설치되어 시소운동하므로 진동이 다른 차축으로 전이되지 않으며, 특히 프레스(300)의 압력제공에 의해 독립차축(100)이 능동적으로 시소운동하면서 피동차륜(110)이 지면에 접지되므로 화물의 하중이 균일하게 분산될 수 있다.
또한, 한 쌍의 실린더(310,320)에 의해 독립차축이 시소운동 가능하게 지지되므로 웅덩이와 같은 지면을 주행할 경우에도 독립차축(100) 양측에 장착된 피동차륜(110)이 지면에 접지될 수 있다.
또, 한 쌍의 실린더(310,320)가 실린더패스너(340) 및 로드패스너(350)에 의해 각도변형이 가능한 상태로 후방차체(30) 및 서스펜션 아암(200)에 연결되므로, 독립차축(100)이 시소운동하면서 기울어지는 경우에도 후방차체(30)의 수평이 유지될 수 있다.
더욱이, 실린더패스너(340)가 하우징(341), 베어링홀더(343), 볼베어링(345) 및 커버(347)로 구성될 경우 각 실린더(310,320)가 후방차체(30)에 각도변형 가능한 상태로 고정되므로, 각 실린더(310,320)가 독립차축(100)의 시소운동에 대응하는 각도로 변형되면서 신축할 수 있다.
특히, 볼베어링(345)이 베어링홀더(343)의 수용공간보다 짧은 길이로 형성되어 하우징(431)의 길이방향으로 이동할 수 있으므로, 전술한 로드(311,321)가 최대길이로 인출된 이후에도 독립차축(100)이 하강하여 피동차륜(110)이 지면에 접지될 수 있다.
이와 달리, 실린더패스너(340)가 피벗축(342), 회전링(344) 및 브래킷(346)으로 구성될 경우, 각 실린더(310,320)가 후방차체(30)의 폭방향 또는 길이방향으로 회전할 수 있으며, 구성품의 설치 및 해체가 용이하므로 각 실린더(310,320)가 조립식으로 구현될 수 있다.
이에 더하여, 로드패스너(350)가 볼(351) 및 볼홀더(353)로 구성되어 독립차축(100)의 시소운동에 대응하는 압력을 서스펜션 아암(200)에 안정적으로 제공할 수 있다.
더욱이, 서스펜션 아암(200)이 힌지브라켓(210), 승강아암(220) 및 회전암(230)으로 구성되므로 독립차축(100)의 유동에 따라 원활하게 승강하면서 독립차축(100)의 시소운동에 대응하는 방향으로 회전할 수 있다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10 : 독립식 현가장치 20 : 화물차량
30 : 후방차체 100 : 독립차축
110 : 피동차륜 200 : 서스펜션 아암
210 : 힌지브라켓 220 : 승강아암
221 : 축공 230 : 회전아암
231 : 지지단 300 : 프레스
310 : 좌측실린더 320 : 우측실린더
311,312 : 로드 330 : 유압라인
340 : 실린더패스너 341 : 하우징
343 : 베어링홀더 345 : 볼베어링
347 : 커버 342 : 피벗축
344 : 회전링 344a: 회전축
346 : 브래킷 350 : 로드패스너
351 : 볼 353 : 볼홀더
350 : 로드패스너
30 : 후방차체 100 : 독립차축
110 : 피동차륜 200 : 서스펜션 아암
210 : 힌지브라켓 220 : 승강아암
221 : 축공 230 : 회전아암
231 : 지지단 300 : 프레스
310 : 좌측실린더 320 : 우측실린더
311,312 : 로드 330 : 유압라인
340 : 실린더패스너 341 : 하우징
343 : 베어링홀더 345 : 볼베어링
347 : 커버 342 : 피벗축
344 : 회전링 344a: 회전축
346 : 브래킷 350 : 로드패스너
351 : 볼 353 : 볼홀더
350 : 로드패스너
Claims (7)
- 화물이 적재되는 화물차량의 후방차체에 설치되는 화물차량의 현가장치에 있어서,
상기 후방차체의 양측에 제각기 독립적으로 설치되고, 양단에 피동차륜을 가지며, 지면의 굴곡에 따라 유동하는 피동차륜에 의해 중간을 중심으로 시소운동하면서 축방향을 따라 수평 기울기를 갖는 독립차축;
상기 독립차축과 직교상태를 이루면서 독립차축의 중간에 자유단을 이루는 일단부가 일체적으로 연결되어 독립차축을 시소운동이 가능한 상태로 지지하고, 상기 후방차체의 하부에 고정단을 이루는 타단부가 힌지결합되어 상기 피동차륜의 유동에 의해 일단부가 타단부를 중심으로 상하로 유동하며, 일단부가 독립차축의 시소운동에 따라 회전가능한 상태로 타단부에 연결된 켄틸레버 형태의 서스펜션 아암; 및
상기 독립차축의 시소운동에 대응하는 압력을 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 제공하여 서스펜션 아암의 일단부를 회전시키면서 독립차축의 양단부에 설치된 상기 피동차륜을 지면에 접지시키는 프레스;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 프레스는,
상기 후방차체에 결합되고, 내측에 삽입되는 로드가 상기 서스펜션 아암 일단부의 양측 중 일측에 연결되며, 상기 독립차축의 시소운동에 의해 상기 로드가 인출 또는 인입되면서 길이를 신축하는 좌측실린더;
상기 좌측실린더와 동일한 구성으로 상기 서스펜션 아암 일단부의 양측 중 타측에 설치되어 좌측실린더와 한 조를 이루고, 좌측실린더와 함께 신축하면서 상기 독립차축을 지지하거나 독립차축의 시소운동에 의해 좌측실린더와 상반된 방향으로 신축하는 우측실린더;
상기 좌측실린더 및 우측실린더의 상단에 제각기 마련되어 상기 좌측실린더 및 우측실린더를 상기 독립차축의 시소운동에 따라 각도변형이 가능한 상태로 상기 후방차체에 제각기 고정하는 실린더패스너; 및
상기 좌측실린더 및 우측실린더의 상기 로드에 제각기 마련되어 상기 각각의 로드를 상기 독립차축의 시소운동에 따라 각도변형이 가능한 상태로 상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 고정하는 로드패스너;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 실린더패스너는,
상기 후방차체에 일체적으로 고정되며, 하부가 개방된 관형태의 하우징;
상기 하우징의 내측에 일체적으로 결합되고 내주면에 홈형태의 수용공간이 형성된 베어링홀더;
상기 좌측실린더 및 우측실린더의 단부에 볼형태로 돌출되어 상기 베어링홀더의 수용공간에 수용되며, 상기 독립차축의 시소운동에 의해 수용공간을 따라 회전하거나 이동하는 볼베어링; 및
상기 볼베어링이 수용된 상기 베어링홀더를 지지하면서 상기 하우징에 체결되어 상기 좌측실린더 및 우측실린더를 하우징에 결합시키는 커버;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 볼베어링은 상기 베어링홀더의 수용공간보다 짧은 길이로 형성되어 상기 독립차축의 과도한 수평 기울기에 의해 수용공간의 내측에서 상기 하우징의 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 실린더패스너는,
상기 좌측실린더 및 우측실린더의 양측면에 마련되는 피벗축;
상기 피벗축이 관통상태로 회전가능하게 결합되며, 피벗축과 직교하는 방향의 회전축이 외측면에 마련된 회전링; 및
상기 후방차체에 일체적으로 고정되며, 상기 회전링이 관통상태로 회전가능하게 결합되는 브래킷;을 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 2 항에 있어서, 상기 로드패스너는,
상기 로드의 단부에 일체로 형성되는 볼; 및
상기 서스펜션 아암의 일단부 양측에 제각기 연결되고, 상기 볼이 삽입되어 상기 로드가 각도변형가능하게 결합되는 볼홀더;를 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 서스펜션아암은,
상기 후방차체의 하부에 고정되는 힌지브라켓;
상기 힌지브라켓에 힌지결합되어 편축회전하면서 승강하고, 일단부의 내측에 축방향으로 형성된 축공을 갖는 승강아암; 및
상기 승강아암의 축공에 회전가능하게 결합되고, 상기 독립차축의 중앙에 고정되어 독립차축의 시소운동에 따라 축공을 중심으로 회전하며, 독립차축의 축방향으로 분할되어 상기 프레스가 지지되는 지지단이 후단부에 마련된 회전아암;을 포함하는 화물차량의 독립식 현가장치.
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