KR100489367B1 - 쇽 업소버의 피스톤 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쇽 업소버의 피스톤 밸브에 관해 제시한다. 본 발명은 다수의 압축 및 신장 오리피스를 가지고 피스톤 로드에 장착되는 바디와, 이 바디의 상부에 탄성적으로 장착되어 압축 오리피스를 폐쇄하는 인테이크 밸브 및 바디의 하부에 탄성적으로 장착되어 신장 오리피스를 폐쇄하는 디스크 조립체를 포함하는 쇽 업소버의 피스톤 밸브에 있어서, 인테이크 밸브의 상부에 그와 간격을 두고 위치되어 가장자리부가 바디에 지지되며 가장자리부에 복수의 슬릿을 갖는 슬릿 디스크상에 복수층의 스프링 디스크가 적층된 승강 디스크 조립체와, 피스톤 로드에 승강 가능하게 결합되어 하방으로 탄성바이어스 됨으로써 승강 디스크 조립체를 탄성적으로 눌러주며 복수의 오리피스를 갖는 리테이너를 포함하여 구성된다. 디스크 조립체의 슬릿 디스크의 슬릿 면적은 승강 디스크 조립체 슬릿 디스크의 슬릿 면적보다 작게 구성된다. 본 발명은 피스톤 바디의 하부에 별도의 서브밸브를 구비하여 디스크 조립체의 적층 높이를 증가시키지 않고서도 신장 감쇠력을 증가시킬 수 있게 된다.

Description

쇽 업소버의 피스톤 밸브{A PISTON VALVE OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽 업소버(shock absorber)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤 로드(piston rod)의 신축시 그를 따라 승강하면서 오일이 튜브(tube)의 압축실과 신장실간을 유동할 수 있도록 개폐되는 피스톤 밸브(piston valve)에 관한 것이다.

일반적으로 쇽 업소버는 차량의 현가장치와 차체 사이에 설치되어 노면으로부터 전달된 충격이나 진동을 신속히 흡수함으로써 주행 안정성과 승차감을 향상시키는 장치이다. 이러한 쇽 업소버는 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 오일(O)을 충진한 내·외부 튜브(T1)(T2)로 구성되어 현가장치(도시하지 않음)에 고정되는 실린더(C)와, 이 실린더(C)의 내부튜브(T1)에 결합되어 차체(도시하지 않음)에 고정되는 피스톤 로드(R) 및 다수의 오리피스(orifice)를 가지고 피스톤 로드(R)의 하단에 장착되는 피스톤 밸브(P)로 구성되어, 피스톤 로드(R)의 신축에 의해 오일(O)이 압축실(C1)과 신장실(C2)간을 흐르면서 운동에너지를 열에너지로 변환시켜 감쇠력을 발생시키게 된다.

도 2a에는 이러한 쇽 업소버에서 주된 감쇠동작은 수행하는 종래의 피스톤 밸브(P)를 도시하였다. 이것은 피스톤 로드(R)에 고정되는 바디(1)에 다수의 신장 오리피스(1a)와 압축 오리피스(1b)가 간격을 두고 방사상으로 배열 형성되어 있다. 바디(1)의 상부에는 신장 오리피스(1a)와 연통하는 슬롯(2a)을 가지고 압축 오리피스(1b)를 폐쇄하는 인테이크 밸브(2)와, 이에 탄성을 부여하는 리테이너(3) 및 인테이크 스프링(4)과, 이들을 지지하는 지지판(5)이 순차적으로 적층되어 있다. 그리고, 바디(1)의 하부에는 방사상으로 배열되는 복수의 슬릿(6a)을 주변부에 갖는 슬릿 디스크(6)와, 복수층의 스프링 디스크로 이루어져 신장 오리피스(1a)를 폐쇄하는 디스크 조립체(7) 및 리테이너(8)가 순차적으로 적층되어 있다. 따라서, 피스톤 로드(R)의 압축시에는 압축실(C1)의 오일(O)이 압축 오리피스(1b)를 통해 인테이크 밸브(2)를 개방시키면서 신장실(C2)로 이동하여 감쇠력을 발생하고, 신장시에는 신장실(C2)의 오일(O)이 신장 오리피스(1a)를 통해 디스크 조립체(7)를 개방시키면서 압축실(C1)로 이동하여 감쇠력을 발생시킨다.

한편, 이러한 피스톤 밸브(P)는 차량의 특성에 따라 동일한 모델하에서도 그 발생 가능 감쇠력보다 더 높은 감쇠력이 요구되는 경우가 있다.

이를 위해 도 2b에 도시한 바와 같이, 바디(1)의 하부에 제1 및 제2압력실(9a)(9b)을 갖는 별도의 서브밸브(9)를 구비하고, 이의 하부에 제1압력실(9a)을 차단하는 복수층의 스프링 디스크(6a) 및 제2압력실(9b)를 차단하는 복수층의 스프링 디스크(6b)와, 리테이너(8)를 순차적으로 조립하고 있다. 이것은 특히, 신장운동시 극저속에서는 신장 오리피스(1a)를 통과한 오일(O)이 제1, 2압력실(9a)(9b)의 스프링 디스크(6a)(6b)들을 변형시키지 않고서도 압력실(C1)로 유출되고, 저중속에서는 제1압력실(9a)의 스프링 디스크(6a)를 변형시키면서 통과한 오일(O)이 제2압력실(9b)의 스프링 디스크(6b)는 변형시키지 않고 유출되는 등 속도에 따라 디스크 스프링(6a)(6b)의 거동이 다르게 이루어짐으로써 신장운동시 증가된 감쇠력을 얻을 수 있도록 되어 있다.

그러나, 이러한 서브밸브 방식 피스톤 밸브(P′)는 디스크 스프링(6a)(6b)의 적층 높이(h')가 증가하게 되므로 기존의 피스톤 너트(N) 보다 한 단계 큰 것을 채택해야 하는 바, 로드(R)의 지름(d)과 피스톤 밸브(P′)의 지름(d)을 변경한 신규 밸브의 개발이 불가피해지는 문제가 있었다. 또한, 바디(1)의 하부에 별도구성의 서브밸브(9)를 추가해야 하는 문제도 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 피스톤 바디의 하부에 별도의 서브밸브를 구비하지 않고서도 신장 감쇠력을 증가시킬 수 있는 쇽 업소버의 피스톤 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 동일 모델하에서 피스톤 로드와 피스톤 바디의 지름을 변경한 밸브를 신규로 개발하지 않고서도 증대된 신장 감쇠력을 얻을 수 있는 쇽 업소버의 피스톤 밸브를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 쇽 업소버의 피스톤 밸브는, 다수의 압축 및 신장 오리피스를 가지고 피스톤 로드에 장착되는 바디와, 이 바디의 상부에 탄성적으로 장착되어 압축 오리피스를 폐쇄하는 인테이크 밸브 및 바디의 하부에 탄성적으로 장착되어 신장 오리피스를 폐쇄하는 디스크 조립체를 포함하는 쇽 업소버의 피스톤 밸브에 있어서, 인테이크 밸브의 상부에 그와 간격을 두고 위치되어 가장자리부가 바디에 지지되며, 가장자리부에 복수의 슬릿을 갖는 슬릿 디스크상에 복수층의 스프링 디스크가 적층되는 승강 디스크 조립체; 피스톤 로드에 승강 가능하게 결합되어 하방으로 탄성바이어스 됨으로써 승강 디스크 조립체를 탄성적으로 눌러주며, 복수의 오리피스를 갖는 리테이너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 디스크 조립체의 슬릿 디스크의 슬릿 면적은 승강 디스크 조립체 슬릿 디스크의 슬릿 면적보다 작게 구성되어, 정밀한 저속구간에서의 감쇠력 곡선을 발생시킨다.

이에 따라 본 발명은, 피스톤 바디의 하부에 별도의 서브밸브를 구비하고 디스크 조립체의 적층 높이를 증가시키지 않고서도 신장 감쇠력을 증가시킬 수 있는 바, 동일 모델하에서 피스톤 로드와 피스톤 바디의 지름을 변경한 밸브를 신규로 개발할 필요가 없게 되므로 쇽 업소버의 제작성 향상과 원가절감 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 3에서, 본 발명에 의한 쇽 업소버의 피스톤 밸브(P)는 피스톤 로드(R)에 고정되는 바디(11)에 다수의 신장 오리피스(11a)가 방사상으로 배열 형성되고, 이의 둘레에 다수의 압축 오리피스(11b)가 동심을 이루도록 방사상으로 배열 형성된다. 바디(11)의 상면에는 신장 오리피스(11a)와 연통하는 슬롯(12a)을 가지고 압축 오리피스(11b)를 폐쇄하는 인테이크 밸브(12)가 설치된다. 이 인테이크 밸브(12)는 피스톤 로드(R)에 결합 고정된 가이드 부시(13)에 의해 내경부 둘레가 지지되는 첵밸브(check valve)로 구성된다.

인테이크 밸브(12)의 상부에는 복수의 스프링 디스크가 적층된 승강 디스크 조립체(14)가 가이드 부시(13)에 이동 가능하게 결합된다. 이 승강 디스크 조립체(14)는 바디(11)의 상면에 돌출 형성된 환형의 지지돌기(11c)상에 가장자리부가 접촉되어 인테이크 밸브(12)와 일정한 간격을 유지한다. 그리고, 승강 디스크 조립체(14)의 최하층 스프링 디스크는 오일(O)이 통과할 수 있는 다수의 슬릿(15a)을 가장자리부에 갖는 슬릿 디스크(15)로 이루어진다.

이 승강 디스크 조립체(14)의 상부에는 다수의 오리피스(16a)를 갖는 리테이너(16)가 가이드 부시(13)에 이동 가능하게 결합되어 스프링(17)에 의해 하방으로 탄성바이어스 된다. 이에 따라 리테이너(16)는 승강 디스크 조립체(14)를 탄성적으로 눌러주게 된다. 그리고, 리테이너(16)의 상부에는 스프링(17)을 지지함과 동시에 스프링(17)과 리테이너(16) 및 승강 디스크 조립체(14)들을 감싸주는 지지캡(18)이 가이드 부시(13)에 결합된다. 이 지지캡(18)에는 오일(O)이 통과할 수 있는 복수의 슬롯(18a)이 형성된다.

한편, 바디(11)의 하부에는 다수의 스프링 디스크의 적층으로 이루어져 신장 오리피스(11a)을 폐쇄하는 디스크 조립체(19)와, 리테이너(21)가 피스톤 로드(R)에 순차적으로 결합되어 와셔(22)를 개재한 너트(N)에 의해 고정된다. 그리고, 디스크 조립체(19)의 최상측 스프링 디스크는 가장자리부에 오일(O)이 통과할 수 있도록 다수의 슬릿(20a)을 방사상으로 갖는 슬릿 디스크(20)로 구성되는데, 이 슬릿(20a)의 면적은 정밀한 저속구간에서의 감쇠력 곡선을 발생시킬 수 있도록 승강 디스크 조립체(14)의 슬릿 디스크(15)의 슬릿(15a) 면적보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 피스톤 밸브(P)의 작용을 도 4와 도 5를 병행하여 설명하기로 한다.

먼저, 압축운동시에는 도 4에 도시한 바와 같이, 디스크 조립체(19)가 신장 오리피스(11a)의 하단을 막고 있기 때문에 압축실(C1)의 오일(O)은 바디(11)의 압축 오리피스(11b)로 유입되고, 압축실(C1)의 압력이 신장실(C2)의 압력보다 크면 인테이크 밸브(12)를 밀어 젖히면서 신장실(C2)로 이동되어 감쇠력을 발생한다. 이 때, 승강 디스크 조립체(14)와 리테이너(16)는 오일(O)의 압력에 의해 스프링(17)을 압축하면서 상승하여 압축실(C1) 오일(O)의 원활한 흐름을 보장하게 된다.

다음, 신장운동시에는 인테이크 밸브(12)가 압축 오리피스(11b)를 막고 있으므로 신장실(C2)의 오일(O)은 신장 오리피스(11a)를 통해 압축실(C1)로 이동한다. 먼저 저속일 경우에는 도 5a에 도시한 바와 같이, 오일(O)이 승강 디스크 조립체(14)를 변형시키지 않고 그 슬릿 디스크(15)의 가장자리에 형성된 슬릿(15a)을 통해 바디(11)의 신장 오리피스(11a)로 유입되며, 역시 디스크 조립체(19)를 변형시키지 않고 그 슬릿 디스크(20)의 슬릿(20a)만을 통해 압축실(C1)로 유출된다. 이 때, 디스크 조립체(19)의 슬릿(20a)은 승강 디스크 조립체(14)의 슬릿(15a) 보다 작은 면적을 가지는 바, 정밀한 극저속 구간에서도 감쇠력 곡선을 발생시킬 수 있게 된다.

한편, 중고속일 경우에는 신장실(C2)의 압력이 크게 상승하여 도 5b에 도시한 바와 같이 오일(O)은 승강 디스크 조립체(14)를 밀어 젖히면서 신장 오리피스(11a)로 유입된다. 이와 같이 신장 오리피스(11a)로 유입된 오일(O)은 그 압력에 따라 실선으로 도시한 바와 같이 디스크 조립체(19)를 변형시키지 않고 슬릿(20)만을 통해 압축실(C1)로 유출될 수도 있으며, 가상선으로 도시한 바와 같이 디스크 조립체(19)를 밀어 젖히면서 압축실(C1)로 유출될 수도 있다. 즉, 본 발명의 피스톤 밸브(P)는 속도에 따라 각 디스크 조립체(14)(19)들의 거동이 다르게 나타남으로써 높은 신장 감쇠력을 발생하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 별도의 서브밸브를 구비하는 디스트 조립체(19)의 적층높이 증가 없이 동일 모델하에서 증대된 신장 감쇠력을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피스톤 바디의 하부에 복수단계의 압력실을 갖는 별도의 서브밸브를 구비하여 디스크 조립체의 적층 높이를 증가시키지 않고서도 신장 감쇠력을 증가시킬 수 있는 바, 동일 모델하에서 피스톤 로드와 피스톤 바디의 지름을 변경한 밸브를 신규로 개발할 필요가 없게 된다.

따라서, 본 발명은 쇽 업소버의 제작성 향상과 원가절감 등에 큰 효과가 있다.

도 1은 일반적인 쇽 업소버의 일례를 나타낸 단면도,

도 2a 및 도 2b는 종래의 피스톤 밸브들을 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 피스톤 밸브를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명의 압축행정 상태를 나타낸 단면도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 신축행정 상태를 나타낸 발췌 단면도들이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

R: 피스톤 로드 P: 피스톤 밸브

11: (피스톤밸브의) 바디 11a: (바디의) 신장 오리피스

11b: (바디의) 압축 오리피스

12: (피스톤밸브의) 인테이크 밸브 14: 승강 디스크 조립체

15: (승강 디스크조립체의) 슬릿 디스크

16: 리테이너 16a: (리테이너의) 오리피스

19: 디스크 조립체

20: (디스크조립체의) 슬릿 디스크

Claims (3)

1. 다수의 압축 및 신장 오리피스가 방사상으로 배열 형성되어 피스톤 로드에 고정되는 바디와,

   상기 피스톤 로드에 고정결합된 가이드 부시에 의해 내경부의 둘레가 지지되는 첵밸브로서, 상기 신장 오리피스와 연통되는 슬롯을 구비하여 상기 압축 오리피스를 폐쇄하도록 상기 바디의 상면에 설치된 인테이크 밸브와,

   복수의 스프링 디스크가 장착되어 상기 인테이크 밸브의 상부에서 일정간격을 유지하도록 상기 가이드 부시에 이동가능하게 결합된 승강 디스크 조립체와,

   다수의 오리피스를 구비하여, 상기 승강 디스크 조립체의 상부에서 스프링에 의해 하방으로 탄성바이어스하도록 상기 가이드 부시에 이동가능하게 결합되는 리테이너와,

   상기 스프링을 지지하고, 상기 스프링, 상기 리테이너 및 상기 승강 디스크 조립체를 감싸도록 상기 가이드 부시에 결합된 지지캡과,

   상기 신장 오리피스를 폐쇄하도록 상기 바디의 하부에 다수의 스프링 디스크가 적층되어 이루어진 디스크 조립체와,

   상기 디스크 조립체를 상방으로 탄성바이어스하도록 상기 피스톤 로드에 결합되어 와셔를 개재한 너트에 고정되는 리테이너를 포함하되,

   상기 승강 디스크 조립체의 최하층 스프링 디스크는 다수의 슬릿을 가장자리부에 가지는 슬릿 디스크로 이루어지고,

   상기 디스크 조립체의 최상측 스프링 디스크는 다수의 슬릿을 방사상으로 가지는 슬릿 디스크로 이루어지며,

   상기 디스크 조립체의 최상층 스프링 디스크로서의 슬릿 디스크의 슬릿의 면적은 상기 승강 디스크 조립체의 최하층 스프링 디스크로서의 슬릿 디스크의 슬릿의 면적보다 작게 형성되어,

   압축행정중에는, 압축실의 오일은 상기 바디의 압축 오리피스로 유입되어 상기 인테이크 밸브를 밀어올리면서 신장실로 이동하고, 상기 승강 디스크 조립체와 리테이너는 상기 스프링을 압축하면서 상승하고,

   신장행정중의 저속시에는, 신장실의 오일은 상기 승강 디스크 조립체를 변형시킴이 없이 상기 승강 디스크 조립체의 슬릿 디스크의 슬릿을 통해 상기 바디의 신장 오리피스로 유입된 후, 상기 디스크 조립체의 슬릿 디스크의 슬릿을 통해 압축실로 이동하는 반면,

   중고속시에는, 신장실의 오일은 신장실의 압력이 크게 상승함에 따라, 상기 승강 디스크 조립체를 밀어내리면서 신장 오리피스로 유입된 후, 상기 디스크 조립체의 슬릿 디스크의 슬릿을 통하거나 상기 디스크 조립체를 밀어내리면서 압축실로 이동하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브.
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