KR100947389B1

KR100947389B1 - 진폭 감응형 댐퍼 장치

Info

Publication number: KR100947389B1
Application number: KR1020080095524A
Authority: KR
Inventors: 고석진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-03-16
Also published as: US8201669B2; US20100078276A1

Abstract

피스톤 로드 상에 상,하부 감응 스프링에 의해 지지되는 스풀을 구성하여 진폭감응밸브와 일체로 하여 진폭감응 밸브유닛을 구성함으로써, 기존의 내,외측 스프링을 배제할 수 있어 진폭감응밸브와 스프링간의 충격음의 발생을 없애고, 충분한 휠 스트로크를 확보하며, 구조를 단순화하여 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치를 제공한다.

피스톤 로드, 감응 스프링, 진폭 감응, 댐퍼, 스풀

Description

진폭 감응형 댐퍼 장치{AMPLITUDE SELECTIVE DAMPER APPARATUS }

본 발명은 진폭 감응형 댐퍼장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 휠 스트로크(진폭) 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시켜 승차감 및 조종안정성(Ride & Handling)을 향상시킬 수 있도록 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치에 관한 것이다.

일반적으로 댐퍼는 스프링의 반발력을 흡수해서 타이어와 노면의 밀착성을 높이고, 차체 롤링을 흡수해서 차량의 운동성을 높이는데 기여하게 된다.

이때, 댐퍼가 스프링보다 너무 강하게 되면, 댐퍼가 스프링의 움직임을 구속하게 되어 스프링의 역할을 하지 못하게 된다.

이에 따라, 다양한 형식의 댐퍼가 제안되고 있는데, 도 1에서는 종래의 진폭 감응형 댐퍼 장치의 단면을 도시하고 있다.

즉, 종래의 진폭 감응형 댐퍼 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 작동유체가 충진된 외통(101)과 내통(103)으로 나누어져 구성되며, 상기 내통(103)의 내부에는 차체에 피스톤 로드(105)를 통하여 연결되는 피스톤 밸브(107)가 장착되어 상기 작동유체에 의해 감쇄력을 발생시키면서 상하 작동하게 된다.

상기 피스톤 밸브(107)는 상기 내통(103)의 내부를 상,하부 유체실(C1,C2)로 분리하며, 상기 내통(103)의 하부에는 체적보상을 위한 부동 피스톤 밸브(109)가 구성된다.

그리고 상기 피스톤 로드(105) 상에는 상기 피스톤 밸브(107)의 상측에 대응하여 진폭감응 밸브유닛(111)이 구성되어 차량의 휠 스트로크 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시켜 승차감 및 조종안정성(Ride & Handling)을 향상시키도록 한다.

상기한 진폭감응 밸브유닛(111)은 상기 피스톤 밸브(107) 상의 상,하측에 각각 상,하부 리테이너(113,115)를 설치하고, 상기 상,하부 리테이너(113,115) 사이에는 상단과 하단이 각각 내,외측 스프링(S1,S2)에 의해 지지되면서 피스톤 로드(105) 상에 슬라이드 이동 가능하도록 진폭감응밸브(117)가 설치되어 구성된다.

여기서, 상기 상,하부 내측 스프링(S1)은 스톱 스프링으로 고 진폭 시, 상기 진폭감응밸브(117)를 고정시켜 진폭에 감응하여 감쇠력을 발생시키도록 하는 것이며, 상기 상,하부 외측 스프링(S2)은 지지 스프링으로 저 진폭 시, 상기 진폭감응밸브(117)를 지지하면서 미소 변위 발생을 흡수하는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 진폭 감응형 댐퍼 장치는 상기 진폭감응밸브(117)의 고 진폭에 대한 작동 시, 상기 내측 스프링(S1)과 진폭감응밸브(117) 사이에 충격음이 발생하는 단점이 있으며, 상기 진폭감응밸브(117)의 상,하부에 내,외측 스프링(S1,S2)을 적용함에 따른 중량 및 원가 증가와 구조가 복잡한 단점이 있다.

또한, 상기한 종래의 진폭 감응형 댐퍼 장치는 진폭감음밸브(117)의 상,하부에 내,외측 스프링(S1,S2)을 적용함에 따라 전체적인 진폭감응 밸브유닛(111)의 길 이가 길어져 설계 자유도가 저하되며, 휠의 상하 스트로크가 축소되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 단점 및 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피스톤 로드 상에 상,하부 감응 스프링에 의해 지지되는 스풀을 구성하여 진폭감응밸브와 일체로 하여 진폭감응 밸브유닛을 구성함으로써, 기존의 내,외측 스프링을 배제할 수 있어 진폭감응밸브와 스프링간의 충격음의 발생을 없애고, 충분한 휠 스트로크를 확보하며, 구조를 단순화하여 중량 및 원가를 절감할 수 있도록 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제들을 실현하기 위한 본 발명의 진폭 감응형 댐퍼 장치는 작동유체가 충진되는 외통과 내통을 구비하며, 상기 내통의 내부에는 피스톤 밸브를 장착한 피스톤 로드가 구성되며, 상기 피스톤 로드 상의 상기 피스톤 밸브의 상부에 구성되어 차량의 휠 스트로크 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시키는 진폭감응 밸브유닛을 구성하고, 상기 내통의 하부에는 체적보상을 위한 부동 피스톤 밸브가 구성되어 이루어지는 진폭 감응형 댐퍼 장치에 있어서,

상기 진폭감응 밸브유닛은 상기 피스톤 로드의 하부 일측에 체결되어 상기 피스톤 로드와 함께 일정구간 스프링 홈을 형성하는 플러그; 원통관 형상으로 형성되어 그 내주면 중앙의 둘레를 따라서는 상기 스프링 홈에 배치되는 지지단을 형성하여 상기 스프링 홈을 덮으며 상기 피스톤 로드와 플러그 상에 상하로 이동 가능 하게 설치되는 스풀; 상기 스풀의 지지단을 상부와 하부에서 지지하도록 상기 스프링 홈에 설치되는 상부 및 하부 감응 스프링; 상기 스풀의 외주면 상에 일체로 설치되는 진폭감응밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 피스톤 로드 및 플러그와 이에 대응하는 스풀의 내주면 사이에 형성되어 상기 진폭감응밸브의 작동 시, 그 충격소음의 발생을 방지하면서 그 상하방향 작동을 제한하는 스토퍼수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼수단은 상기 스프링 홈의 상측에 이웃하는 피스톤 로드의 외주면 둘레와 상기 스프링 홈의 하측에 이웃하는 상기 플러그의 외주면 둘레를 따라 형성되는 상부 및 하부 경사면; 상기 스풀의 지지단 상측과 하측으로부터 내주면으로 경사지게 형성되어 상기 상부 및 하부 경사면에 대하여 작용하는 상부 및 하부 대응 경사면으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 감응 스프링은 그 상단이 상기 피스톤 로드 상의 스프링 홈 상측에 지지되고, 그 하단이 상기 스풀의 지지단 상측에 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기 하부 감응 스프링은 그 상단이 상기 스풀의 지지단 하측에 지지되고, 그 하단이 상기 플러그 상의 스프링 홈 하측에 지지되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 진폭 감응형 댐퍼 장치에 의하면, 피스톤 로드 상에 상,하부 감응 스프링에 의해 지지되는 스풀을 구성하여 진폭감응밸브와 일체로 하여 진폭감응 밸브유닛을 구성함으로써, 기존의 내,외측 스프링을 배제할 수 있어 진폭감응밸브와 스프링간의 작동 충격음의 발생을 배제할 수 있으며, 충분한 휠 스트로크를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존의 내,외측 스프링을 제거함으로 구조를 단순화하고, 이에 따른 중량 및 원가를 절감할 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치에 적용되는 진폭감응 밸브유닛의 확대 단면도이다.

본 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치는 기본적으로, 도 2에서 도시한 바와 같이, 작동유체가 충진되는 외통(1)과 내통(3)으로 나누어져 구성된다.

상기 내통(3)의 내부에는 차체에 피스톤 로드(5)를 통하여 연결되는 피스톤 밸브(7)가 장착되어 상기 작동유체에 의해 감쇄력을 발생시키면서 상하 작동하게 된다.

상기 피스톤 밸브(7)는 상기 내통(3)의 내부를 상,하부 유체실(C1,C2)로 분리하며, 상기 내통(3)의 하부에는 체적보상을 위한 부동 피스톤 밸브(9)가 구성된다.

그리고 상기 피스톤 로드(5) 상에는 상기 피스톤 밸브(7)의 상측에 대응하여 진폭감응 밸브유닛(10)이 구성되어 차량의 휠 스트로크 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시켜 승차감 및 조종안정성(Ride & Handling)을 동시에 향상시키도록 한다.

본 실시예에 따른 진폭감응 밸브유닛(10)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 피스톤 로드(5)의 하부 일측 즉, 상기 피스톤 밸브(7)의 상측에 대응하여 플러그(11)가 체결되어 상기 피스톤 로드(5)와 함께 일정구간 스프링 홈(G)을 형성한다.

그리고 상기 피스톤 로드(5)와 플러그(11) 상에는 스풀(13)이 설치되는데, 상기 스풀(13)은 원통관 형상으로 형성되며, 그 내주면 중앙의 둘레를 따라서는 지지단(15)이 형성되어 상기 스프링 홈(G)에 배치된다.

이러한 스풀(13)은 상기 플러그(11)를 체결하기 전에 먼저 설치되어 상기 스프링 홈(G)을 덮으며 상기 피스톤 로드(5)와 플러그(11) 상에 상하로 이동 가능하게 설치된다.

이러한 스풀(13)의 외주면 상에는 진폭감응밸브(17)가 일체로 설치되며, 상기 진폭감응밸브(17)는 상기 스풀(13)과 함께 피스톤 로드(5)에 대하여 상하로 이동하면서 차량의 휠 스트로크(진폭) 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시키게 된다.

그리고 상기 스프링 홈(G)에는 상기 스풀(13)의 지지단(15)을 상부와 하부에서 지지하도록 상부 및 하부 감응 스프링(19,21)이 설치된다.

여기서, 상기 상부 감응 스프링(19)은 그 상단이 상기 피스톤 로드(5) 상의 스프링 홈(G) 상측에 지지되고, 그 하단이 상기 스풀(13)의 지지단(15) 상측에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 감응 스프링(21)도 그 상단이 상기 스풀(13)의 지지단(15) 하측에 지지되고, 그 하단이 상기 플러그(11) 상의 스프링 홈(G) 하측에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 피스톤 로드(5) 및 플러그(11)와 이에 대응하는 스풀(13)의 내주면 사이에는 스토퍼수단(30)이 형성되어 상기 진폭감응밸브(17)의 작동 시, 그 충격소음의 발생을 방지하면서 그 상하방향 작동을 제한하게 된다.

상기한 스토퍼수단(30)은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 스프링 홈(G)의 상측에 이웃하는 피스톤 로드(5)의 외주면 둘레와 상기 스프링 홈(G)의 하측에 이웃하는 상기 플러그(11)의 외주면 둘레를 따라 상부 경사면(F1) 및 하부 경사면(F2)이 형성된다.

또한, 상기 스풀(13)의 지지단(15) 상측과 하측으로부터 내주면으로 경사지게 형성되어 상기 상부 경사면(F1) 및 하부 경사면(F2)에 대하여 각각 작용하는 상부 대응 경사면(F3) 및 하부 대응 경사면(F4)으로 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 진폭 감응형 댐퍼 장치의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 먼저 저 진폭 작동 시, 상기 상부 또는 하부 감응 스프링(19,21)이 지지 스프링의 기능을 하여 상기 진폭감응밸브(17)를 상하로 지지하면서 미소 변위 발생을 흡수하도록 작용하게 되며, 이때는 상기 진폭감응밸브(17)의 감쇠력은 발생하지 않게 된다.

그리고, 도 5에서 도시한 바와 같이, 고 진폭 작동 시, 상기 스풀(13)이 상부 또는 하부 감응 스프링(19,21)을 일측으로 완전히 수축시켜 상기 스풀(13)의 상부 또는 하부 대응 경사면(F3,F4)이 각각에 대응하는 상기 상부 또는 하부 경사면(F1,F2)에 접촉소음의 발생 없이 부드럽게 경사 접촉되어 스풀(13)이 일방향으로 고정되도록 함으로써 작동유체가 상기 진폭감응밸브(17)를 통과하여 감쇠력을 발생시키도록 한다.

따라서 상기한 바와 같은 진폭 감응형 댐퍼 장치는 저 진폭과, 고 진폭 시 전자제어장치를 설치하지 않아도 소프트하거나, 하드한 상태로 감쇠력 제어가 이루어지도록 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치에 적용되는 진폭감응 밸브유닛의 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치에 적용되는 진폭감응 밸브유닛의 저 진폭시 작동 상태도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진폭 감응형 댐퍼 장치에 적용되는 진폭감응 밸브유닛의 고 진폭시 작동 상태도이다.

Claims

작동유체가 충진되는 외통과 내통을 구비하며, 상기 내통의 내부에는 피스톤 밸브를 장착한 피스톤 로드가 구성되며, 상기 피스톤 로드 상의 상기 피스톤 밸브의 상부에 구성되어 차량의 휠 스트로크 크기에 따라 감쇠력 특성을 가변시키는 진폭감응 밸브유닛을 구성하고, 상기 내통의 하부에는 체적보상을 위한 부동 피스톤 밸브가 구성되어 이루어지는 진폭 감응형 댐퍼 장치에 있어서,

상기 진폭감응 밸브유닛은

상기 피스톤 로드의 하부 일측에 체결되어 상기 피스톤 로드와 함께 일정구간 스프링 홈을 형성하는 플러그;

원통관 형상으로 형성되어 그 내주면 중앙의 둘레를 따라서는 상기 스프링 홈에 배치되는 지지단을 형성하여 상기 스프링 홈을 덮으며 상기 피스톤 로드와 플러그 상에 상하로 이동 가능하게 설치되는 스풀;

상기 스풀의 지지단을 상부와 하부에서 지지하도록 상기 스프링 홈에 설치되는 상부 및 하부 감응 스프링;

상기 스풀의 외주면 상에 일체로 설치되는 진폭감응밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치.
제1항에서,

상기 피스톤 로드 및 플러그와 이에 대응하는 스풀의 내주면 사이에 형성되 어 상기 진폭감응밸브의 작동 시, 그 충격소음의 발생을 방지하면서 그 상하방향 작동을 제한하는 스토퍼수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치.
제2항에서,

상기 스토퍼수단은

상기 스프링 홈의 상측에 이웃하는 피스톤 로드의 외주면 둘레와 상기 스프링 홈의 하측에 이웃하는 상기 플러그의 외주면 둘레를 따라 형성되는 상부 및 하부 경사면;

상기 스풀의 지지단 상측과 하측으로부터 내주면으로 경사지게 형성되어 상기 상부 및 하부 경사면에 대하여 작용하는 상부 및 하부 대응 경사면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치.
제1항에서,

상기 상부 감응 스프링은

그 상단이 상기 피스톤 로드 상의 스프링 홈 상측에 지지되고, 그 하단이 상기 스풀의 지지단 상측에 지지되는 것을 특징으로 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치.
제1항에서,

상기 하부 감응 스프링은

그 상단이 상기 스풀의 지지단 하측에 지지되고, 그 하단이 상기 플러그 상의 스프링 홈 하측에 지지되는 것을 특징으로 하는 진폭 감응형 댐퍼 장치.