KR100736547B1 - 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터 - Google Patents

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Abstract

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쇽 업소버의 감쇠력을 노말 타입의 연속가변형으로 조절하기 위한 엑츄에이터를 개시한 것으로, 쇽 업소버의 베이스 쉘 외경부 일단에 설치되는 하우징과; 하우징 일단에 설치되는 솔레노이드 밸브와; 쇽 업소버의 리바운드 챔버 및 콤프레션 챔버와 연결되는 제 1 유로 및 베이스 챔버와 연결되는 제 2 유로와; 하우징 내부에 솔레노이드 밸브에 의해 왕복운동 가능하도록 설치되는 스풀과; 스풀의 슬라이딩운동을 가이드 하기 위해 설치되는 스풀 가이드와; 스풀 가이드 바깥쪽에 설치되는 다수의 오리피스가 형성된 밸브 바디와; 밸브 바디 사이에 설치되는 디스크 조립체를 포함하며, 스풀의 위치에 따라 스풀과 스풀 가이드에 형성된 유로의 개방되는 정도를 조절하여 댐핑 특성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 노말 타입의 연속가변형 감쇠력 조절 엑츄에이터에 스풀 밸브(Spool Valve)를 적용하여 감쇠력 튜닝 성능 및 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터 {VARIABLE DAMPING FORCE ACTUATOR OF SHOCK ABSORBER}
도 1은 종래 기술에 따른 노말형 댐퍼의 엑츄에이터의 구조를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변 엑츄에이터의 구조를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터를 도시한 확대 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 댐핑 특성을 나타낸 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 쇽 업소버 11 ; 베이스 쉘
12 ; 리바운드 챔버 13 ; 콤프레션 챔버
14 ; 베이스 챔버 20 ; 하우징
21 ; 솔레노이드 밸브 22 ; 제 1 유로
23 ; 제 2 유로 24 ; 스풀
25 ; 스풀가이드
본 발명은 자동차 현가 장치의 쇽 업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노멀 타입(Normal Type)의 댐핑 특성을 제어하는 연속 가변형 감쇠력 조절 엑튜에이터를 구비한 쇽 업소버에 관한 것이다.
일반적으로, 현가계의 감쇠력은 차체와 차륜의 상대운동에 관련하여 감쇠력을 적절히 제어하여야 한다. 하지만, 차륜의 운동은 10Hz 이상의 빠른 응답이 요구되므로, 쇽 업소버 내부의 기계적인 밸브 메커니즘에 의해 차체와 차륜의 상대운동에 따른 신속한 감쇠력 절환을 가능하게 하고 감쇠기의 압축(Compression)과 인장(Rebound) 행정시에 감쇠력 특성을 별도로 제어할 수 있는 밸브 개발이 추진되고 있다.
이를 위한 현가 시스템은 아래와 같은 기대 성능을 만족시켜야 한다.
첫째, 차량의 주행 중 노면으로부터 전달되는 불규칙한 진동을 효율적으로 차단하여 양호한 승차감을 제공하고, 둘째, 운전자의 운전행위와 노면의 굴곡에 의해 발생되는 차체의 흔들림을 적절하게 제어하여 조종안정성을 양호하게 하며, 셋째, 불규칙한 노면 주행 시 타이어의 접지면에서의 수직하중을 적절한 수준으로 유지하여 노면과의 점착력을 획득함으로써 선회, 제동, 구동시 차량의 안정성을 확보할 수 있어야 한다.
기존의 현가 시스템의 감쇠력 연속가변 댐퍼(Damper)는 감쇠력 가변 상태에 따라 노말(Normal)형 연속가변 댐퍼와 리버스(Reverse)형 연속가변 댐퍼로 나뉘어지고 있다. 노말형 연속가변 댐퍼는 인장 행정시나 압축 행정시 모두 큰 감쇠력을 발생하거나 또는 모두 작은 감쇠력을 발생하며, 리버스형 연속가변 댐퍼는 인장 행정시에는 작은 감쇠력을 내고 압축 행정시에는 큰 감쇠력을 내거나 또는 인장 행정시에는 큰 감쇠력을 내고 압축 행정 시에는 작은 감쇠력을 내게 된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 노말형 댐퍼의 엑츄에이터의 구조를 도시한 단면도로서, 밸브 멤버(Valve Member; 4), 밸브 씨트(Valve Seat; 5), 메인 스프링(Main Spring; 6), 솔레노이드 멤버(3) 등으로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래 쇽 업소버의 감쇠력 가변 조절구조는 먼저 차량의 주행 중에 진동 및 주행 상태에 의해 양측 바퀴나 콘트롤 암(미 도시됨)등의 현가 장치의 수직방향으로 가속도가 발생될 때, 가속도 감지센서(미 도시됨.)가 이 가속도를 감지하여 이 감지된 신호를 ECU(미 도시됨.)로 전달하게 되며, 이 가속도 신호를 전달받은 ECU는 이 신호를 비교 판단한 다음, 쇽 업소버의 하단 베이스 쉘(1) 외경에 설치된 엑튜에이터(A) 내부로 전달되어 솔레노이드 코일(2)에 전류가 흐르게 되어 자기장이 발생하게 되고 이 자기장으로 솔레노이드 코일(2) 중앙부에 설치된 솔레노이드 멤버(3)의 위치를 제어한다.
한편, 리바운드 또는 압축 행정시 유체는 밸브 멤버(4)에 압력을 가하게 되고, 이 압력에 의해 밸브 씨트(5)로부터 밸브 멤버(4)가 들리게 되고 이때 밸브 씨트(5)와 밸브 멤버(4)와의 사이에 형성되는 유로를 통해 댐핑 특성이 제어된다.
즉, 밸브 멤버(4)는 메인 스프링(6)에 의해 밸브 씨트면에 밀착되어 있는데 솔레노이드 코일(2)에 전류를 통하게 되면 솔레노이드의 자기력에 의해서 솔레노이드 멤버(3)를 끌어당기게 되고 이렇게 되면 밸브 멤버(4)와 밸브 씨트(5)와의 유로 크기가 점점 커지게 되어 솔레노이드 전류에 따라서 유로의 크기를 조절할 수 있다.
그러나 이와 같은 종래의 감쇠력 조절 엑츄에이터는 메인 스프링(6)의 힘을 통해 댐핑 특성을 조절하기 때문에 감쇠력 조절이 어려우며, 초기 밸브 멤버(4)를 밸브 씨트면에 밀착시키기 위해 메인 스프링(6)을 사용하여 예비 하중을 주게 되는데 밸브 멤버(4)의 형성이 단순하여 초기 감쇠력 기울기 및 감쇠력 크기를 조절하기가 어려운 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 단점을 해소하기 위한 것으로, 노말 타입의 연속가변형 감쇠력 조절 엑츄에이터에 스풀 밸브(Spool Valve)를 적용하여 감쇠력 튜닝 성능 및 제어 성능을 향상시킬 수 있는 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쇽 업소버의 감쇠력을 노말 타입의 연속가변형으로 조절하기 위한 엑츄에이터에 있어서, 쇽 업소버의 베이스 쉘 외경부 일단에 설치되는 하우징과;
하우징 일단에 설치되는 솔레노이드 밸브와; 쇽 업소버의 리바운드 챔버 및 콤프레션 챔버와 연결되는 제 1 유로 및 베이스 챔버와 연결되는 제 2 유로와; 하우징 내부에 솔레노이드 밸브에 의해 왕복운동 가능하도록 설치되는 스풀과; 스풀의 슬라이딩운동을 가이드 하기 위해 설치되는 스풀 가이드와; 스풀 가이드 바깥쪽에 설치되는 다수의 오리피스가 형성된 밸브 바디와; 밸브 바디 사이에 설치되는 디스크 조립체를 포함하며, 스풀의 위치에 따라 스풀과 스풀 가이드에 형성된 유로의 개방되는 정도를 조절하여 댐핑 특성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 쇽 업소버에 설치된 감쇠력 가변 엑츄에이터를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터를 도시한 확대 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 댐핑 특성을 나타낸 그래프이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터는 쇽 업소버(10)의 베이스 쉘(11) 외경부 일단에 엑츄에이터의 하우징(20)이 설치되며, 하우징(20) 일단에 솔레노이드 밸브(21)가 설치된다.
하우징(20)과 쇽 업소버(10)의 결합부에는 쇽 업소버(10)의 리바운드 챔버(12) 및 콤프레션 챔버(13)와 연결되는 제 1 유로(22)와 베이스 챔버(14)와 연결되는 제 2 유로(23)가 형성된다.
하우징(20) 내부에는 길이방향으로 솔레노이드 밸브(21)에 의해 왕복운동 가능하도록 스풀(24)이 설치되고, 스풀(24)의 바깥쪽으로는 스풀(24)의 슬라이딩운동을 가이드 하기 위한 스풀 가이드(25)가 설치되며, 스풀 가이드(25) 바깥쪽으로는 다수의 오리피스(26)가 형성된 밸브 바디(27)가 설치되며, 밸브 바디(27) 사이에는 오일의 압력에 따라 오리피스(26)의 개구를 탄성적으로 조절하기 위한 디스크 조립체(28)가 설치된다.
본 발명에 따르면, 솔레노이드 밸브(21)에 의해 상승된 스풀(24)을 최초 위치로 하강시키기 위해 스풀(24) 상부에는 탄성부재(29)가 설치되며, 스풀(24)의 위치에 따라 스풀 가이드(25) 내부로의 유로를 선택적으로 개방할 수 있도록 스풀(24)의 외주연 일부 구간에 절개홈(24a)이 형성되고, 이에 대응하여 스풀 가이드(25)의 일단에 다수의 관통홀(25a)이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 밸브 바디(27)는 디스크 조립체(28)의 상부에 설치되는 상부 바디(27a)와 하부에 설치되는 하부 바디(27b)로 구분되며, 상부 바디(27a)의 하부에는 미세하게 적은량의 오일이 흐를 수 있는 미세 유로(30)가 형성되며, 이는 하부 바디(27b)의 외주연과 하우징(20)의 내주면 사이의 공간을 통해 베이스 챔버(14)로 연결된 제 2 유로(23)와 연통된다.
한편, 본 발명에 따른 디스크 조립체(28)는 스프링 강 재질로 이루어진 다수의 얇은 디스크 판(28a)이 적층되고, 디스크 판(28a) 사이에는 와셔(28b)가 설치되어 상부 바디(27a)와 하부 바디(27b) 사이에 조립된 것으로, 높은 오일 압력에 의해 탄성적으로 개방되어 스풀 가이드(25)와 스풀(24)에 형성된 유로를 통해 베이스 챔버(14)로 연결되는 구조를 이루고 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇽 업소버(10)의 감쇠력 가변 엑츄에이터는 차량이 일정속력으로 편평한 도로로 주행중일 때는 스풀(24)과 스풀 가이드(25) 에 형성된 유로가 차단되어 단일한 댐핑 특성을 갖게 되지만, 거친 노면이나 방지턱 등을 통과할 때에는 스풀(24)의 위치 변경을 통해 스풀(24)과 스풀 가이드(25)에 형성된 유로를 개방하여 가변된 댐핑 특성을 갖도록 하는 것이다. 즉, 유로가 개방되는 정도에 따라 댐핑 특성은 도 4에 도시된 바와 같이 가변될 수 있다.
한편, 스풀(24)의 이동은 솔레이노이드 밸브(21)에 의해서 이루어지며, 솔레노이드 밸브(21)는 선행기술에서 언급한 바와 같이, 수직방향 가속도 감지센서를 통해 감지된 신호에 따라 ECU에서 제어하게 된다. 이와 같은 제어방식은 통상적인 기술을 가진 당업자라면 공지된 기술로부터 용이하게 실시할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 노말 타입의 연속가변형 감쇠력 조절 엑츄에이터에 스풀 밸브(Spool Valve)를 적용하여 감쇠력 튜닝 성능 및 제어 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터에 있어서,
    상기 쇽 업소버의 베이스 쉘 외경부 일단에 설치되는 하우징과;
    상기 하우징 일단에 설치되는 솔레노이드 밸브와;
    상기 쇽 업소버의 리바운드 챔버 및 콤프레션 챔버와 연결되는 제 1 유로 및 베이스 챔버와 연결되는 제 2 유로와;
    상기 하우징 내부에 상기 솔레노이드 밸브에 의해 왕복운동 가능하도록 설치되는 스풀과;
    상기 스풀의 슬라이딩운동을 가이드 하기 위해 설치되는 스풀 가이드와;
    상기 스풀 가이드 바깥쪽에 설치되는 다수의 오리피스가 형성된 밸브 바디와;
    상기 밸브 바디 사이에 설치되는 디스크 조립체를 포함하며,
    상기 스풀의 위치에 따라 상기 스풀과 상기 스풀 가이드에 형성된 유로의 개방되는 정도를 조절하여 댐핑 특성을 조절하고,
    여기에서, 상기 스풀의 외주연 일부 구간에 절개홈이 형성되고, 이에 대응하여 스풀 가이드의 일단에 다수의 관통홀이 형성되어 유로가 형성되고,
    상기 밸브 바디는 상기 디스크 조립체의 상부에 설치되는 상부 바디와 하부에 설치되는 하부 바디로 구분되며, 상부 바디의 하부에는 미세하게 적은량의 오일이 흐를 수 있는 미세 유로가 형성되며, 상기 미세 유로는 하부 바디의 외주연과 하우징의 내주면 사이의 공간을 통해 베이스 챔버로 연결된 유로와 연통되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브에 의해 상승된 스풀을 최초 위치로 하강시키기 위해 스풀 상부에 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑 츄에이터.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스크 조립체는 스프링 강 재질로 이루어진 다수의 얇은 디스크 판이 적층되고, 디스크 판 사이에는 와셔가 설치되어 높은 오일 압력에 의해 탄성적으로 개방되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 감쇠력 가변 엑츄에이터.
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