KR100863720B1 - 슬라이딩 로드를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버 - Google Patents

슬라이딩 로드를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버 Download PDF

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KR100863720B1
KR100863720B1 KR1020070057818A KR20070057818A KR100863720B1 KR 100863720 B1 KR100863720 B1 KR 100863720B1 KR 1020070057818 A KR1020070057818 A KR 1020070057818A KR 20070057818 A KR20070057818 A KR 20070057818A KR 100863720 B1 KR100863720 B1 KR 100863720B1
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김홍식
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주식회사 만도
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Abstract

본 발명은 모노 튜브식 쇽업소버 내에 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 세퍼레이터를 고정 설치하고, 이 세퍼레이터를 중심으로 상하 이동 가능하게 슬라이딩 로드를 설치함으로써 튜브 내주면의 손상을 방지할 수 있도록 한 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 원통형 실린더와; 상기 실린더 내부에 고정되어 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 세퍼레이터와; 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와; 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와; 상기 세퍼레이터에 상하 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 로드; 를 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.
모노 튜브식 쇽업소버, 실린더, 오일 챔버, 가스 챔버, 세퍼레이터, 슬라이딩 로드

Description

슬라이딩 로드를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버{MONO TUBE TYPE SHOCK ABSORBER WITH A SLIDING ROD}
도 1은 종래기술에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버에 설치되는 슬라이딩 로드 유닛의 확대 단면도,
도 4는 피스톤 로드가 완전히 압축된 상태의 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,
도 5는 피스톤 로드가 완전히 신장된 상태의 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,
도 6 내지 도 10은 상기 슬라이딩 로드 유닛의 여러 변형 실시예를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 실린더 11 : 오일 챔버로서의 제1 챔버
12 : 오일 챔버로서의 제2 챔버 13 : 피스톤 밸브
14 : 피스톤 로드 16 : 가스 챔버
21 : 세퍼레이터 22 : 관통구멍
26 : 슬라이딩 로드 27, 28 : 플레이트
31 : 부시 33 : 탄성 부재
35 : 완충 부재
본 발명은 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노 튜브식 쇽업소버 내에 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 세퍼레이터를 고정 설치하고, 이 세퍼레이터를 중심으로 상하 이동 가능하게 슬라이딩 로드를 설치함으로써 튜브 내주면의 손상을 방지할 수 있도록 한 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것이다.
종래 차량에는 조작성능이나 승차감 향상을 위하여 다양한 종류의 쇽업소버가 사용되고 있으며, 특히 차량의 바퀴와 차체 사이에 적용되는 쇽업소버 중 하나로서 모노 튜브식 쇽업소버가 사용되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 모노 튜브식 쇽업소버는, 유체가 충전된 제1 및 제2 챔버(11, 12)와, 이 제1 및 제2 챔버(11, 12)의 하단에 마련된 가스 챔버(16)를 포함하는 실린더(10)로 이루어진다.
이와 같은 종래의 모노 튜브식 쇽업소버는, 로드(14)의 말단에 장착된 피스톤 밸브(13)가 유체가 충전된 실린더(10) 내에서 왕복운동할 때 피스톤 밸브(13)에 설치되어 있는 밸브 수단(도시생략)에 의해 감쇠력을 발생시킨다.
실린더(10)의 내부는 피스톤 밸브(13)와 프리 피스톤(17)에 의해서 분리되어 있는데, 피스톤 밸브(13)는 제1 챔버(11)와 제2 챔버(12) 사이에 위치되고 프리 피스톤(17)은 제2 챔버(12)와 가스 챔버(16) 사이에 위치된다.
도 1에서 볼 때 피스톤 밸브(13)가 위쪽으로 올라가는 팽창 행정시, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 밸브(13) 위쪽의 제1 챔버(11) 내의 압력이 높아지며, 그에 따라 제1 챔버(11) 내의 유체는 피스톤 밸브(13)에 설치된 밸브 수단을 밀어 열고 피스톤 밸브(13) 아래쪽의 제2 챔버(12)로 흘러들어간다.
한편, 도 1에서 볼 때 피스톤 밸브(13)가 아래쪽으로 내려가는 수축 행정시, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 밸브(13) 아래쪽의 제2 챔버(12) 내의 압력이 높아지며, 그에 따라 제2 챔버(12) 내의 유체는 피스톤 밸브(13)에 설치된 밸브 수단을 밀어 열고 피스톤 밸브(13) 위쪽의 제1 챔버(11)로 흘러들어간다.
가스 챔버(16)는 제2 챔버(12) 하부에 실린더(10)가 길이방향으로 연장됨으로써 형성되며, 이 가스 챔버(16) 내에는 통상 고압의 질소가스가 충전되어 있다. 질소가스의 압력은, 수축 행정시 제1 챔버(11) 내부에 부압이 발생되지 않을 정도로 충분히 높은 값을 가지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 실린더(10)의 제2 챔버(12)와 가스 챔버(16) 사이에는 프리 피스톤(17)이 설치되어 제2 챔버(12) 내에 충전된 오일 등의 유체와 가스 챔버(16) 내에 충전된 질소가스를 서로 분리한다.
이 프리 피스톤(17)의 움직임은 다음과 같다. 즉, 상술한 팽창 행정시 피스톤 밸브(13)가 위쪽으로 움직이면서 제2 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 낮아지게 되면, 프리 피스톤(17)은 위쪽으로 이동한다. 또 한, 상술한 수축 행정시 피스톤 밸브(13)가 아래쪽으로 움직이면서 제2 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 높아지게 되면, 프리 피스톤(17)은 아래쪽으로 이동한다.
이와 같이 종래의 모노 튜브식 쇽업소버는, 피스톤 로드(14)의 작동에 의한 내부 체적 변화를 보상하기 위해 실린더(10) 내에서 상하로 이동할 수 있는 프리 피스톤(17)을 가진다.
그러나, 종래의 프리 피스톤(17)은 실린더(10) 내에서 상하로 움직이면서 실린더(10)의 내주면과 맞닿아 실린더(10) 내주면에 마모 또는 스크래치를 야기시키고, 그 마모 또는 스크래치된 부분에 의해 오일 챔버와 가스 챔버 사이의 분리가 제대로 이루어지지 않아 밀봉 성능이 저하되는 문제가 있었다.
이와 같이, 종래의 프리 피스톤을 이용하는 쇽업소버는 사용함에 따라 가스 챔버(16)와 오일 챔버(즉, 제2 챔버(12)) 사이의 밀봉 성능이 저하되어 가스 챔버(16)의 가스가 오일 챔버 내로 유입될 수 있으며, 유입된 가스 일부는 오일에 용해되나 나머지 일부는 기포 형태로 오일 챔버의 상부에 잔존하여 감쇠력 래그 현상을 발생시키는 원인이 된다는 문제가 있었다.
한편, 오일 챔버의 오일이 가스 챔버 내로 유입될 수 있어, 정상적인 압축행정이 방해되며, 가스 챔버의 체적이 감소된 만큼 반력이 급상승하게 되는 등, 승차감에 악영향을 미치는 문제도 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목 적은, 모노 튜브식 쇽업소버 내에 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 세퍼레이터를 고정 설치하고, 이 세퍼레이터를 중심으로 상하 이동 가능하게 슬라이딩 로드를 설치함으로써 튜브 내주면의 손상을 방지할 수 있도록 한 모노 튜브식 쇽업소버를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 원통형 실린더와; 상기 실린더 내부에 고정되어 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 세퍼레이터와; 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와; 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와; 상기 세퍼레이터에 상하 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 로드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.
상기 세퍼레이터는, 상기 실린더에 코킹부를 형성함으로써 상기 실린더 내부에 고정되는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터는, 중심 부분에 형성되어 상기 슬라이딩 로드가 삽입되는 관통구멍과, 상기 세퍼레이터의 외주면에 형성되는 환형의 외측 오목부와, 상기 세퍼레이터의 관통구멍 내주면에 형성되는 환형의 내측 오목부와, 상기 외측 오목부에 삽입되어 상기 세퍼레이터와 실린더 사이를 밀봉하는 외측 O-링과, 상기 내측 오목부에 삽입되어 상기 세퍼레이터와 슬라이딩 로드 사이를 밀봉하는 내측 O-링을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬라이딩 로드의 상하 말단에는 각각 플레이트가 부착되어 있는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터에 형성된 관통구멍의 내주면에는 부시가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터의 상부 또는 하부 표면과 상기 슬라이딩 로드의 상하 플레이트 사이에는 탄성 부재 및 완충 부재 중 적어도 하나가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버를 도 2 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다. 이어지는 설명에서 편의상 도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부재번호를 부여한다.
도 2에는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버에 설치되는 슬라이딩 로드 유닛의 확대 단면도가 도시되어 있다. 그리고 도 4 및 도 5에는 피스톤 로드가 완전히 압축된 상태와 완전히 신장된 상태의 상기 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도가 도시되어 있다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실린더(10)의 내부를 오일이 충전된 오일 챔버(11, 12)와 가스가 충전된 가스 챔버(16)로 분리하기 위해, 종래 사용되던 프리 피스톤(17; 도 1 참조)을 대신하여, 슬라이딩 로드 유닛이 활용되고 있다.
본 발명에 따른 상기 슬라이딩 로드 유닛은, 실린더(10)의 내부에 고정 설치 되는 세퍼레이터(21)와, 이 세퍼레이터(21)에 설치되어 상하방향으로 이동하는 슬라이딩 로드(26)를 포함하여 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코킹 가공 등을 통하여 실린더(10)의 형상을 부분적으로 변형시킴으로써 상기 세퍼레이터(21)를 실린더(10)의 내부에 고정시킨다. 도 2에는 세퍼레이터(21)의 상하부분에 인접하도록 실린더(10)에 상부 및 하부 코킹부(10a)를 형성함으로써 세퍼레이터(21)를 고정시키는 것으로 도시되어 있지만, 세퍼레이터의 외주에 오목부를 형성하고 이 오목부에 상응하도록 실린더(10)의 형상을 변형시켜 세퍼레이터를 고정하도록 하여도 좋다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세퍼레이터(21)는, 원통형인 실린더(10)의 내주면에 상응하는 치수의 링 형상을 가지며, 중심 부분에 슬라이딩 로드(26)가 삽입되는 관통구멍(22)이 형성되어 있다.
상기 세퍼레이터(21)의 외주면에는 환형의 외측 오목부(21a)가 형성되고, 이 외측 오목부(21a)에는 외측 O-링(23)이 삽입되어 세퍼레이터(21)와 실린더(10) 사이를 밀봉한다. 또한, 상기 세퍼레이터(21)의 관통구멍(22) 내주면에도 환형의 내측 오목부(22a)가 형성되고, 이 내측 오목부(22a)에는 내측 O-링(24)이 삽입되어 세퍼레이터(21)와 슬라이딩 로드(26) 사이를 밀봉한다.
상기 슬라이딩 로드(26)는, 상기 세퍼레이터(21)에 형성된 관통구멍(22) 내에서 상하방향으로 이동 가능하며, 상하측 말단에는 각각 실린더(10)의 내경과 대략 동일한 치수를 가지는 원형의 플레이트(27, 28)가 부착되어 있다. 이와 같이 상기 슬라이딩 로드(26)의 양쪽 말단에 부착된 상부 및 하부 플레이트(27, 28)로 인하여 슬라이딩 로드(26)가 관통구멍(22)으로부터 완전히 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같이 구성된 슬라이딩 로드 유닛이 실린더(10) 내에 고정 설치되기 때문에, 오일챔버 내의 오일과 가스챔버 내의 가스가 서로 확실하게 분리될 수 있다. 또한, 실린더(10)의 내주면에 밀착되는 세퍼레이터(21)가 고정된 상태이므로 실린더(10)의 내주면이 손상되어 가스와 오일이 서로 섞이는 일이 확실하게 방지될 수 있게 된다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 슬라이딩 로드를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버의 작동을 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 수축 행정시 피스톤 밸브(13)가 아래쪽으로 움직이면서 제2 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 높아지게 되면, 슬라이딩 로드(26)는 아래쪽으로 이동한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 팽창 행정시 피스톤 밸브(13)가 위쪽으로 움직이면서 오일이 충전된 제2 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 낮아지게 되면, 슬라이딩 로드(26)는 위쪽으로 이동한다.
이와 같이 본 발명에 따른, 슬라이딩 로드를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버는, 실린더(10) 내에서 상하로 이동할 수 있는 슬라이딩 로드(26)를 가져 피스톤 로드(14)의 작동에 의한 내부 체적 변화를 보상할 수 있게 된다.
도 6 내지 도 10에는 상기 슬라이딩 로드 유닛의 여러 변형 실시예를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 세퍼레이터(21)에 형성된 관통구멍(22)의 내주면에 예를 들어 테프론 등으로 이루어지는 부시(31)를 설치한 슬라이딩 로드 유닛이 도시되어 있다. 이와 같이 세퍼레이터(21)와 슬라이딩 로드(26) 사이의 접촉부분에 부시(31)를 설치함으로써 세퍼레이터(21)와 슬라이딩 로드(26) 사이의 마찰을 적게 하여 수명을 연장시키고 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 세퍼레이터(21)의 상하부 표면과 슬라이딩 로드(26)의 상하 플레이트(27, 28) 사이에 각각 탄성 부재(33)가 개재되어 있는 슬라이딩 로드 유닛이 도시되어 있다. 이와 같이 탄성 부재(33)를 개재시킴으로써 슬라이딩 로드(26)의 작동시 응답성을 향상시킬 수 있다.
탄성 부재(33)로서는 예를 들어 코일 스프링이 사용될 수 있다. 이 탄성 부재(33)는 필요에 따라 상하 모두 동일한 탄성계수를 가지는 것이 사용될 수도 있고, 서로 다른 탄성계수를 가지는 것이 사용될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 세퍼레이터(21)와 슬라이딩 로드(26)의 상하 플레이트(27, 28)의 대향 표면에 각각 하나 이상의 완충 부재(35)가 부착되어 있는 슬라이딩 로드 유닛이 도시되어 있다. 이와 같이 완충 부재(35)를 개재시킴으로써 슬라이딩 로드(26)와 세퍼레이터(21)의 접촉에 의한 충격이나 소음을 저감시킬 수 있다.
완충 부재(35)로서는 예를 들어 고무가 사용될 수 있다. 완충 부재(35)는 환형으로 형성될 수도 있고, 일정한 간격을 두고 상기 대향 표면에 배열되는 반구 형의 것이 사용될 수도 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 세퍼레이터(21)의 상하부 표면과 슬라이딩 로드(26)의 상하 플레이트(27, 28) 사이에 상기 탄성 부재(33)와 완충 부재(35)가 함께 설치되어 있는 슬라이딩 로드 유닛이 도시되어 있다. 이와 같이 탄성 부재(33)와 완충 부재(35)를 함께 설치함으로써 응답성 향상과 충격이나 소음 저감이라는 효과를 더불어 거둘 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 슬라이딩 로드를 가지는 모노 튜브식 쇽업소버를 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 모노 튜브식 쇽업소버 내에 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 세퍼레이터를 고정 설치하고, 이 세퍼레이터를 중심으로 상하 이동 가능하게 슬라이딩 로드를 설치함으로써 튜브 내주면의 손상을 방지할 수 있도록 한 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.

Claims (5)

  1. 원통형 실린더와;
    상기 실린더 내부에 고정되어 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 세퍼레이터와;
    상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와;
    일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와;
    상기 세퍼레이터에 상하 이동 가능하게 설치되는 슬라이딩 로드와;
    상기 슬라이딩 로드의 상하 말단에 각각 부착되어 있는 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 세퍼레이터는, 상기 실린더에 코킹부를 형성함으로써 상기 실린더 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 세퍼레이터는, 중심 부분에 형성되어 상기 슬라이딩 로드가 삽입되는 관통구멍과, 상기 세퍼레이터의 외주면에 형성되는 환형의 외측 오목부와, 상기 세퍼레이터의 관통구멍 내주면에 형성되는 환형의 내측 오목부와, 상기 외측 오목부에 삽입되어 상기 세퍼레이터와 실린더 사이를 밀봉하는 외측 O-링과, 상기 내측 오목부에 삽입되어 상기 세퍼레이터와 슬라이딩 로드 사이를 밀봉하는 내측 O-링을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 세퍼레이터에 형성된 관통구멍의 내주면에는 부시가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 세퍼레이터의 상부 또는 하부 표면과 상기 슬라이딩 로드의 상하 플레이트 사이에는 탄성 부재 및 완충 부재 중 적어도 하나가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02120108A (ja) * 1988-10-28 1990-05-08 Mazda Motor Corp 車両のサスペンション装置
JPH0530579U (ja) * 1991-08-30 1993-04-23 株式会社昭和製作所 緩衝器
KR960000886U (ko) * 1994-06-29 1996-01-17 트윈식 쇽 업소버
KR100254526B1 (ko) 1996-12-24 2000-05-01 밍 루 모노 튜브식 쇽 업소버

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