KR100894799B1

KR100894799B1 - 쇽업소버

Info

Publication number: KR100894799B1
Application number: KR1020070125533A
Authority: KR
Inventors: 김남호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-04-22
Also published as: US8028813B2; CN101451586B; DE102008060516B4; US20090145709A1; CN101451586A; DE102008060516A1

Abstract

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서, 피스톤 로드의 중공챔버에 설치되어 감쇠력을 저하시키는 플로팅 피스톤이 상부챔버와 하부챔버를 완전히 밀폐하지 않도록 하여 피스톤 로드가 반복적으로 이동하는 구간에서 감쇠력을 크게 낮출 수 있고, 피스톤 로드의 이동하는 변위에 따라 감쇠력의 저하를 단계적으로 할 수 있어 차량의 승차감을 향상시킬 수 있음을 물론이고, 자세제어 성능이 향상되며, 감쇠력을 저하시키는 튜닝의 자유도가 우수한 쇽업소버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 피스톤 로드에 연결되어 상기 실린더를 제1챔버와 제2챔버로 구획하는 피스톤 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 피스톤 로드의 내부에 형성된 중공챔버와, 상기 중공챔버를 상부챔버와 하부챔버로 구획하며 상, 하로 이동가능하게 설치된 플로팅 피스톤과, 상기 중공챔버의 상, 하단에 각각 형성되어 상기 제1챔버 또는 상기 제2챔버와 연결되는 제1오리피스 및 제2오리피스와, 상기 중공챔버에 길이방향으로 형성되어 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 연통하는 바이패스유로를 포함한다.

쇽업소버, 실린더, 피스톤 로드, 오리피스, 바이패스, 그루브홈, 플로팅 피스톤

Description

쇽업소버 {SHOCK ABSORBER}

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 일부를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 일부를 확대한 단면도.

도 3은 도 2의 A-A선의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버에 매우 낮은 감쇠력이 발생하는 작동상태도.

도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버에 낮은 감쇠력이 발생하는 작동상태도.

도 6은 본 발명에 따른 쇽업소버에 높은 감쇠력이 발생하는 작동상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 쇽업소버 52 : 실린더

54 : 피스톤 로드 542 : 메인로드

544 : 연장부 546 : 목부

56 : 피스톤 밸브 56a : 인장오리피스

56b : 압축오리피스 58a, 58b : 디스크 밸브

60 : 중공챔버 60a : 상부챔버

60b : 하부챔버 62 : 플로팅 피스톤

64 : 관통홀 66 : 축공

68 : 그루브홈

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤 로드의 이동 변위에 따라 감쇠력이 변화하는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행시 차축이 노면으로 받는 충격이나 진동을 완충하여 승차감을 향상시키기 위한 완충장치가 설치되며, 이와 같은 완충장치의 하나로서 쇽업소버가 사용된다. 상기 쇽업소버는 차축과 차체 사이에 설치되며, 피스톤 로드가 이동가능하게 설치된 실린더를 포함한다. 또한, 상기 실린더의 내부에는 가스 또는 오일이 채워지며, 상기 피스톤 로드의 단부에 설치된 피스톤 밸브에 의해 상기 오일이 이동하는 과정에서 감쇠력이 발생된다.

이와 같이 일반적인 쇽업소버는 노면의 상태 또는 차량의 자세변화에 대해 일정한 감쇠력 특성을 가지는 한계가 있으며, 이에 따라 감쇠력 특성을 낮게 할 경우, 승차감을 향상시킬 수 있으나 차량의 자세를 안정적으로 유지할 수 없었고, 이와 반대로 감쇠력 특성을 높게 할 경우, 차량의 자세를 안정적으로 유지할 수 있으나 승차감이 나빠지는 바, 쇽업소버의 감쇠력 특성을 노면의 상태 또는 차량의 자세변화에 대해 조절할 수 없는 문제가 있다.

따라서, 일반적인 쇽업소버의 문제를 해결하기 위해 피스톤 로드의 변위에 따른 감쇠력 특성을 가변할 수 있는 쇽업소버가 개발되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 일부를 도시한 단면도이다.

도 1을 참고하면, 쇽업소버(10)는 자동차의 차체에 연결되는 피스톤 로드(14)와, 바퀴와 연결된 차축에 설치된 실린더(12)를 포함하고, 상기 피스톤 로드(14)는 상기 실린더(12)에 왕복 운동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 피스톤 로드(14)의 하단에는 상기 실린더(12) 내의 공간을 인장챔버(RC)와 압축챔버(CC)로 구획하는 피스톤 밸브(16)가 설치된다. 상기 피스톤 밸브(16)에는 인장챔버(RC)와 압축챔버(CC)를 서로 연통하는 인장오리피스(16a)와, 압축오리피스(16b)가 형성되며, 상기 인장오리피스(16a)와 상기 압축오리피스(16b)에는 유체의 유동에 따라 탄성적으로 가변되며 감쇠력을 발생하는 디스크 밸브(18a, 18b)가 설치된다.

한편, 상기 피스톤 로드(14)의 내부에는 중공챔버(20)가 형성된다. 그리고, 상기 중공챔버(20)에는 상하로 이동가능한 플로팅 피스톤(22)이 설치되며, 상기 중공챔버(20)는 상기 플로팅 피스톤(22)에 의해 상부챔버(20a)와 하부챔버(20b)로 구획된다. 또한, 상기 중공챔버(20)는 상기 상부챔버(20a)의 상단과 상기 인장챔버(RC)를 연통하는 관통홀(24)에 의해 제1오리피스가 형성되고, 상기 하부챔버(20b)의 하단과 상기 압축챔버(CC)를 연통하는 축공(26)에 의해 제2오리피스가 형성된다.

상기 쇽업소버(10)는 상기 피스톤 로드(14)가 작은 변위에서 이동할 경우, 상기 플로팅 피스톤(22)이 상승 또는 하강하며, 이에 따라 작동유체가 상기 관통 홀(24) 또는 상기 축공(26)을 통해 상기 제1오리피스 또는 제2오리피스로 유입 또는 배출됨에 따라 감쇠력을 저하시킨다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)는 감쇠력이 저하되는 구간이 작은 변위 및 저속에서만 가능하며, 상기 중공챔버(20)의 크기가 제한됨에 따라 플로팅 피스톤(22)이 이동할 수 있는 거리가 제한되는바, 감쇠력의 저하시키는 효과가 크지 않다. 또한, 상기 감쇠력을 저하시키는 효과를 증대하기 위해 상기 중공챔버(20)의 크기를 크게 할 경우, 제조비용이 증가되며, 상기 피스톤 로드(14)의 내구성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피스톤 로드의 중공챔버에 설치되어 감쇠력을 저하시키는 플로팅 피스톤이 상부챔버와 하부챔버를 완전히 밀폐하지 않도록 하여 피스톤 로드가 반복적으로 이동하는 구간에서 감쇠력을 크게 낮출 수 있고, 피스톤 로드의 이동하는 변위에 따라 감쇠력의 저하를 단계적으로 할 수 있어 차량의 승차감을 향상시킬 수 있음은 물론이고, 자세제어 성능이 향상되며, 감쇠력을 저하시키는 튜닝의 자유도가 우수한 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 피스톤 로드에 연결되어 상기 실린더를 제1챔버와 제2챔버로 구획하는 피스톤 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 피스톤 로드의 내부에 형성된 중공챔버와, 상기 중공챔버를 상부챔버와 하부챔버로 구획하며, 상, 하로 이동가능하게 설치된 플로팅 피스톤과, 상기 중공챔버의 상, 하단에 각각 형성되어 상기 제1챔버 또는 상기 제2챔버와 연결되는 제1오리피스 및 제2오리피스와, 상기 중공챔버의 중앙부에 길이방향으로 소정길이를 갖도록 형성되어 상기 플로팅 피스톤의 이동에 따라 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 소정 변위에서 연통시키는 바이패스유로를 포함한다.

여기에서 상기 바이패스유로는 상기 중공챔버에 소정길이로 형성된 그루브홈인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 일부를 확대한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선의 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 자동차의 차체와 연결된 피스톤 로드(54)와, 차축에 설치된 실린더(52)를 포함한다. 상기 피스톤 로드(54)는 상기 실린더(52)에 왕복 운동 가능하게 설치되며, 그 단부에 상기 실린더(52)를 압축챔버(CC)와 인장챔버(RC)로 구획하는 피스톤 밸브(56)가 설치된다. 상기 피스톤 밸브(56)에는 인장챔버(RC)와 압축챔버(CC)를 서로 연통하는 인장오리피스(56a)와, 압축오리피스(56b)가 형성된다. 또한, 상기 피스톤 밸브(56)의 상면과 하면에는 유체의 유동에 따라 탄성적으로 가변되며 감쇠력을 발생하는 디스크 밸브(58a, 58b)가 설치된다.

한편, 상기 피스톤 로드(54)의 내부에는 상하로 긴 원통형태로 이루어진 중 공챔버(60)가 마련된다. 그리고, 상기 중공챔버(60)에는 플로팅 피스톤(62)이 상하로 이동가능하게 설치된다. 또한, 상기 중공챔버(60)의 상단과 하단에는 각각 인장챔버(RC)와 압축챔버(CC)와 연통하는 제1오리피스와 제2오리피스가 형성된다.

여기에서 상기 플로팅 피스톤(62)은 상기 중공챔버(60)를 상부챔버(60a)와 하부챔버(60b)로 구획하며, 상기 제1오리피스 또는 제2오리피스를 통해 유출입되는 작동유체에 따라 상하로 이동하며 감쇠력을 저하시킨다.

더불어, 상기 중공챔버(60)에는 소정의 길이방향으로 형성되어 상기 상부챔버(60a)와 상기 하부챔버(60b)를 연통하는 바이패스유로가 마련된다. 따라서, 상기 피스톤 로드(54)가 작은 변위 구간에서 이동하는 경우, 상기 중공챔버(60)의 상부챔버(60a) 및 하부챔버(60b)가 상기 바이패스유로에 의해 연통하므로, 상기 인장챔버(RC) 또는 상기 압축챔버(CC)의 작동유체가 다른 한 쪽으로 이동하게 되며 낮은 감쇠력을 발생시킨다.

이를 위해, 상기 피스톤 로드(54)는 일반적인 쇽업소버(50)의 피스톤 로드(54)보다 짧게 형성된 메인로드(542)와, 상기 메인로드(542)의 단부에 설치되며 내부가 중공되고 일단이 개구된 로드 연장부(544)를 포함한다.

상기 메인로드(542)는 단부에 단차부가 형성되고, 상기 로드 연장부(544)의 개구부가 상기 메인로드(542)의 단차부에 고정 설치된다. 또한, 상기 로드 연장부(544)의 타단에는 상기 피스톤 밸브(56)를 결합할 수 있도록 작은 외경으로 단차지며 길이방향으로 연장된 목부(546)가 형성된다.

또한, 상기 중공챔버(60)는 상부에 상기 인장챔버(RC)와 연통하는 제1오리피 스가 형성되며, 상기 제1오리피스는 상기 피스톤 로드(54)와 상기 중공챔버(60)의 상부를 관통하는 관통홀(64)에 의해 형성된다.

또한, 상기 중공챔버(60)의 하부에는 상기 압축챔버(CC)와 연통하는 제2오리피스가 형성된다. 여기에서, 상기 제2오리피스는 상기 로드 연장부(544)의 목부(546)를 관통하여 상기 중공챔버(60)의 하부와 상기 압축챔버(CC)를 연통하는 축공(66)에 의해 형성된다.

한편, 상기 중공챔버(60)에 형성된 바이패스유로는 상기 중공챔버(60)에 소정의 길이로 길이방향으로 형성된 그루브홈(68)에 의해 형성된다. 상기 그루브홈(68)은 상기 플로팅 피스톤(62)에 의해 구획된 상부챔버(60a)와 하부챔버(60b)를 연통하여 작동유체가 상기 상부챔버(60a) 또는 상기 하부챔버(60b) 사이로 유동할 수 있는 통로를 제공한다.

따라서, 상기 쇽업소버(50)는 상기 그루브홈(68)을 통과하는 유체에 의해 감쇠력이 저하될 수 있다. 또한, 상기 쇽업소버(50)는 상기 그루브홈(68)의 단면적 또는 상기 그루브홈(68)의 길이를 조절하여 감쇠력의 특성을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)에 매우 낮은 감쇠력이 발생하는 작동상태도인 도 4를 참고하면, 상기 피스톤 로드(54)의 이동 변위가 작을 경우, 상기 플로팅 피스톤(62)은 상기 그루브홈(68)에 의해 바이패스유로가 형성된 구간인 L1에서 작동한다. 이때, 상기 상부챔버(60a) 또는 상기 하부챔버(60b) 중 어느 한 쪽에 있는 작동유체는 상기 피스톤 로드(54)가 이동함에 따라 상기 그루브홈(68)을 통해 다른 한 쪽으로 이동하게 된다. 이에 따라서, 상기 상부챔버(60a) 또는 상기 하부챔 버(60b)에는 상기 인장챔버(RC) 또는 상기 압축챔버(CC)로부터 작동유체가 공급되거나 배출된다.

상기 쇽업소버(50)의 피스톤 로드(54)가 인장행정시, 즉 상승할 경우, 상기 인장챔버(RC) 내의 작동유체가 상기 관통홀(64)을 통해 상기 상부챔버(60a)로 유입된 후, 상기 그루브홈(68)을 통해 상기 하부챔버(60b)로 이동하고, 상기 하부챔버(60b)의 작동유체는 상기 축공(66)을 통해 상기 압축챔버(CC)로 배출된다.

이와 반대로, 상기 쇽업소버(50)의 피스톤 로드(54)가 압축행정시, 즉 하강할 경우, 상기 압축챔버(CC) 내의 작동유체가 상기 축공을 통해 상기 하부챔버(60b)로 유입된다. 그리고, 상기 하부챔버(60b)의 작동유체는 상기 그루브홈(68)을 통해 상기 상부챔버(60a)로 이동하고, 상기 상부챔버(60a)의 작동유체는 관통홀(64)을 통해 상기 인장챔버(RC)로 이동한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 쇽업소버(50)는 상기 그루브홈(68)을 통해 작동유체가 다른 한 쪽의 챔버로 바이패스되는 과정에서 매우 낮은 감쇠력이 발생한다.

한편, 본 발명에 따른 쇽업소버(50)에 낮은 감쇠력이 발생하는 작동상태도인 도 5를 참고하면, 상기 피스톤 로드(54)의 이동 변위가 조금 클 경우, 상기 플로팅 피스톤(62)은 상기 그루브홈(68)에 의해 바이패스유로가 형성된 구간인 L1의 외곽과 상기 플로팅 피스톤(62)의 최대 이동구간인 L2 사이에서 이동한다. 이때 상기 그루브홈(68)에 의해 형성되는 바이패스유로는 상기 플로팅 피스톤(62)에 의해 막혀진 상태이나, 상기 플로팅 피스톤(62)이 승강하는 과정에서 상기 중공챔버(60)의 내의 작동유체가 상기 관통홀(64) 또는 상기 축공(66)을 통해 다른 쪽의 챔버로 배 출 또는 유입되며, 이과정에서 낮은 감쇠력이 발생한다. 이때 상기 쇽업소버에 발생하는 감쇠력은 플로팅 피스톤이 L1구간 내에서만 이동할 때 보다는 크고, 일반적인 쇽업소버의 감쇠력 보다는 작은 감쇠력 특성이 발생한다.

또한, 본 발명에 따른 쇽업소버(50)에 높은 감쇠력이 발생하는 작동상태도인 도 6을 참고하면, 상기 피스톤 로드(54)의 이동 변위가 클 경우, 상기 플로팅 피스톤(62)이 상기 중공챔버(60)의 상단 또는 하단에 위치한 상태이며, 이에 따라 상기 플로팅 피스톤(62)은 상, 하로 이동하지 않는다. 따라서, 상기 그루브홈(68)은 상기 중공챔버(60)의 상부 또는 하부 중 어느 한 쪽에 위치되어 바이패스유로가 형성되지 않는다. 또한, 이때 상기 관통홀(64) 및 상기 축공(66)은 상기 플로팅 피스톤(62)에 의해 막혀진 상태이며 이에 따라 상기 중공챔버(60) 내로 작동유체가 유입되거나 배출되지 않는다.

따라서, 상기 쇽업소버(50)는 상기 피스톤 밸브(56)에 의해서 높은 감쇠력이 발생된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 쇽업소버(50)는 상기 피스톤 밸브(56)가 이동하는 변위량에 따라 상기 플로팅 피스톤(62)이 이동하며, 이때 상기 중공챔버(60) 내의 바이패스 유로가 상기 플로팅 피스톤(62)에 의해 선택적으로 개방되며 다단계의 감쇠력 특성이 발생한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 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 다양 한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇽업소버는 피스톤 로드가 작은 변위에서 이동할 경우, 중공챔버의 작동유체가 바이패스유로를 통해 다른 챔버로 이동하도록 이루어져 감쇠력이 매우 낮게 발생하도록 할 수 있어 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 쇽업소버는 피스톤 로드의 이동변위에 따라 단계적으로 감쇠력을 가변할 수 있어 차량의 주행상태에 적합한 감쇠력을 발생시킬 수 있어 승차감을 향상시킬 수 있으며, 차량이 둔턱구간을 통과하거나 선회시 감쇠력을 높게 발생시킬 수 있어 안정적인 자세 변화가 가능해지는 이점이 있다.

Claims

실린더와, 피스톤 로드에 연결되어 상기 실린더를 제1챔버와 제2챔버로 구획하는 피스톤 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서,

상기 피스톤 로드의 내부에 형성된 중공챔버와,

상기 중공챔버를 상부챔버와 하부챔버로 구획하며, 상, 하로 이동가능하게 설치된 플로팅 피스톤과,

상기 중공챔버의 상, 하단에 각각 형성되어 상기 제1챔버 또는 상기 제2챔버와 연결되는 제1오리피스 및 제2오리피스와,

상기 중공챔버의 중앙부에 길이방향으로 소정길이를 갖도록 형성되어 상기 플로팅 피스톤의 이동에 따라 상기 상부챔버와 상기 하부챔버를 소정 변위에서 연통시키는 바이패스유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 바이패스유로는 상기 중공챔버에 소정길이로 형성된 그루브홈인 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
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