KR101194809B1 - 모노 튜브식 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모노 튜브식 쇽업소버의 가스 챔버 내부에 지지수단을 장착하여 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 프리 피스톤이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지함으로써 가스 챔버의 최소 체적을 확보하도록 한 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서, 상기 프리 피스톤이 하강하는 것을 방지함으로써 상기 가스 챔버의 최소 체적을 확보할 수 있도록 상기 가스 챔버의 내부에 설치된 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.

모노 튜브식 쇽업소버, 가스 챔버, 프리 피스톤, 최소 체적, 지지수단

Description

모노 튜브식 쇽업소버{MONO TUBE TYPE SHOCK ABSORBER}

본 발명은 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모노 튜브식 쇽업소버의 가스 챔버 내부에 지지수단을 장착하여 오일 챔버와 가스 챔버를 분리하는 프리 피스톤이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지함으로써 가스 챔버의 최소 체적을 확보하도록 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.

그런데 순간적으로 큰 충격이 차량에 가해져 상술한 모노 튜브식 쇽업소버가 최소길이까지 수축하게 되면, 제2 챔버(2)의 내부압력이 순간적으로 급격히 상승함에 따라 프리 피스톤(17)이 비정상적으로 하강하여 감쇠력의 적절한 대응성이 떨어지고 승차감이 저하되는 문제가 있었다.

또한 프리 피스톤(17)의 외측에 조립된 O-링은 실린더(10)의 내부표면을 미끄럼 운동하는 부품이므로 완벽한 밀봉이 불가능하기 때문에, 모노 튜브식 쇽업소버가 장기간 사용되면 제2 챔버(2)의 오일이 가스 챔버(16) 측으로 이동하고 가스 챔버(16)의 가스가 제2 챔버(2) 측으로 이동하는 경우가 발생될 수 있다. 이로 인하여 가스 챔버(16)의 가스량이 설계시보다 줄어들어 쇽업소버가 최대로 압축되었을 때 가스 반력의 비정상적인 상승이 발생되고 승차감이 저하되는 문제가 있었다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 프리 피스톤이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지하여 가스 챔버의 최소 체적을 확보할 수 있도록 모노 튜브식 쇽업소버의 가스 챔버 내부에 지지수단을 장착한 모노 튜브식 쇽업소버를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서, 상기 프리 피스톤이 하강하는 것을 방지함으로써 상기 가스 챔버의 최소 체적을 확보할 수 있도록 상기 가스 챔버의 내부에 설치된 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.

상기 지지수단은 코일 스프링이며, 상기 가스 챔버의 내부에는 상기 코일 스프링을 지지하는 가이드부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드부는, 상기 코일 스프링의 상단을 지지하도록 상기 코일 스프링의 상단측에 위치하는 상기 프리 피스톤의 하부표면에 형성되는 상단 가이드부와, 상기 코일 스프링의 하단을 지지하도록 상기 코일 스프링의 하단측에 위치하는 상기 가스 챔버의 하단 내부표면에 형성되는 하단 가이드부를 포함하며, 상기 상단 및 하단 가이드부의 주위에는 코일 스프링과의 충돌시 충격 및 소음을 방지하기 위한 제1 및 제2 완충부재가 부착되는 것이 바람직하다.

상기 지지수단은 상기 가스 챔버의 내부에 길이방향으로 연장도록 설치되는 연장부재인 것이 바람직하다.

상기 연장부재는 상기 프리 피스톤의 하부 표면으로부터 아래쪽으로 연장되도록 일체로 형성되며, 상기 연장부재의 말단에는 상기 연장부재와 상기 가스 챔버의 바닥면 사이에 충돌이 발생하더라도 충격 및 소음을 방지하기 위한 제3 완충부재가 부착되는 것이 바람직하다.

상기 지지수단은 고무 재질의 멤브레인 부재이며, 상기 멤브레인 부재는 고정부재에 의해 상기 가스 챔버의 하단 내주 부분에 상기 멤브레인 부재의 하단이 고정되도록 설치되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 프리 피스톤이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지하여 가스 챔버의 최소 체적을 확보할 수 있도록 모노 튜브식 쇽업소버의 가스 챔버 내부에 지지수단을 장착한 모노 튜브식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모노 튜브식 쇽업소버를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2 내지 4에는 본 발명의 제1 내지 제3 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 하단 주요부의 단면도가 각각 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버는, 가스 챔버(16)의 내부에 지지수단으로서의 복원력을 갖는 탄성부재, 즉 코일 스프링(21)을 설치하여, 오일 챔버(즉, 제2 챔버(12))와 가스 챔버(16)를 분리하는 프리 피스톤(17)이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지함으로써 가스 챔버(16)의 최소 체적을 확보하도록 한다.

본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 가스 챔버(16)의 내부에 설치된 코일 스프링(21)이 쇽업소버의 작동중 좌굴되거나 정위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있도록, 코일 스프링(21)의 상단 및 하단을 지지하는 원기둥 형상의 상단 가이드부(22) 및 하단 가이드부(23)가 형성된다. 상단 가이드부(22)는 코일 스프링(21)의 상단측에 위치하는 프리 피스톤(17)의 하부표면에 형성되고, 하단 가이드부(23)는 코일 스프링(21)의 하단측에 위치하는 가스 챔버(16)의 하단 내부표면에 형성된다.

원기둥 형상을 가지는 이들 상단 및 하단 가이드부(22, 23)의 직경은 가스 챔버(16)의 내부에 설치되는 코일 스프링(21)의 내경과 일치하는 것이 바람직하다. 또한 이들 상단 및 하단 가이드부(22, 23)의 높이는 쇽업소버가 신장되어 프리 피스톤(17)이 상승하더라도 코일 스프링(21)이 빠지지 않을 정도로 정해지는 것이 바람직하다.

상단 및 하단 가이드부(22, 23)의 주위에는 링 형태의 제1 및 제2 완충부재(24, 25)가 부착된다. 즉, 상단 가이드부(22)가 형성된 프리 피스톤(17)의 하부표면에는, 상단 가이드부(22)의 주위에 제1 완충부재(24)가 부착되고, 하단 가이드부(23)가 형성된 가스 챔버(16)의 하단 내부표면에는, 하단 가이드부(23)의 주위에 제2 완충부재(25)가 부착된다.

제1 및 제2 완충부재(24, 25)는 각각 프리 피스톤(17)의 하부표면 및 가스 챔버(16)의 하단 내부표면에 일체로 몰딩되어도 좋다. 제1 및 제2 완충부재(24, 25)는 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 고무 혹은 고무와 같이 완충이 가능한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 완충부재(24, 25)가 부착됨으로써 쇽업소버의 작동중 코일 스프링(21)과 프리 피스톤(17) 사이에 충돌이 발생하거나 코일 스프링(21)과 가스 챔버(16)의 바닥면 사이에 충돌이 발생하더라도 충격 및 소음을 방지할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버는, 가스 챔버(16)의 내부에 지지수단으로서의 길이방향으로 연장된 연장부재(31)를 설치하여, 오일 챔버(즉, 제2 챔버(12))와 가스 챔버(16)를 분리하는 프리 피스톤(17)이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지함으로써 가스 챔버(16)의 최소 체적을 확보하도록 한다.

본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 연장부재(31)는 프리 피스톤(17)의 하부 표면으로부터 아래쪽으로 연장되도록 일체로 형성된다. 이 연장부재(31)는 프리 피스톤(17)에 일체로 형성되는 대신에 가스 챔버(16)의 바닥 표면에 일체로 형성될 수도 있으며, 별도의 부재로 만들어진 후에 억지 끼워맞춤이나 나사결합 등에 의해 설치될 수도 있다.

도 3에는 2갈래로 분기된 형상을 갖는 하나의 연장부재(31)가 프리 피스 톤(17)의 하부 표면 중심에 위치되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 복수의 연장부재가 원형으로 배치되도록 구성되어도 좋다.

연장부재(31)의 말단에는 제3 완충부재(32)가 부착된다. 제3 완충부재(32)는 연장부재(31)의 말단에 일체로 몰딩되어도 좋으며, 상술한 제1 실시형태의 제1 및 제2 완충부재(24, 25)와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.

제3 완충부재(32)가 부착됨으로써 쇽업소버의 작동중 연장부재(31)와 가스 챔버(16)의 바닥면 사이에 충돌이 발생하더라도 충격 및 소음을 방지할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버는, 가스 챔버(16)의 내부에 지지수단으로서의 멤브레인 부재(41)를 설치하여, 오일 챔버(즉, 제2 챔버(12))와 가스 챔버(16)를 분리하는 프리 피스톤(17)이 일정 높이 이하로 하강하는 것을 방지함으로써 가스 챔버(16)의 최소 체적을 확보하도록 한다.

본 발명의 제3 실시형태에 따르면, 가스 챔버(16)의 내부에 설치된 멤브레인 부재(41)가 쇽업소버의 작동중 정위치를 벗어나는 것을 방지할 수 있도록, 멤브레인 부재(41)의 하단을 고정하는 고정부재(42)가 가스 챔버(16)의 하단 내주 부분에 설치된다. 뒤집어놓은 컵 형상을 가지는 멤브레인 부재(41)의 하단은 이 고정부재(42)에 의해서 가스 챔버(16) 내에 고정된다. 고정부재(42)는 가스 챔버(16)의 내주 표면에 압입되는 것이 바람직하다.

멤브레인 부재(41)는 쇽업소버의 설계시 요구되는 가스 체적을 확실하게 확 보할 수 있도록 하는 동시에 소음의 발생을 원천적으로 방지할 수 있게 한다. 또한, 멤브레인 부재(41)는 내부가 밀봉되도록 형성되거나, 가스 챔버(16) 내부에 충전된 질소 가스가 멤브레인 부재(41)의 안팎으로 유동할 수 있도록 형성되어도 좋다.

멤브레인 부재(41)는 프리 피스톤(17)이 비정상적으로 하강할 때 이 압력을 견딜 수 있을 정도의 두께를 갖는 고무 혹은 고무와 같이 탄성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 따른 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.

도 1은 종래기술에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 주요부 단면도,

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 주요부 단면도, 그리고

도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 주요부 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

17 : 프리 피스톤 21 : 탄성부재로서의 코일 스프링

22 : 상단 가이드부 23 : 하단 가이드부

24 : 제1 완충부재 25 : 제2 완충부재

31 : 연장부재 32 : 제3 완충부재

41 : 멤브레인 부재 42 : 고정부재

Claims (8)

1. 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부를 오일 챔버와 가스 챔버로 분리하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서,

   상기 프리 피스톤이 하강하는 것을 방지함으로써 상기 가스 챔버의 최소 체적을 확보할 수 있도록 상기 가스 챔버의 내부에 설치된 지지수단을 포함하며,

   상기 지지수단은 상기 가스 챔버의 내부에 길이방향으로 연장도록 설치되는 연장부재이며,

   상기 연장부재는 상기 프리 피스톤의 하부 표면으로부터 아래쪽으로 연장되도록 일체로 형성되며, 상기 연장부재의 말단에는 상기 연장부재와 상기 가스 챔버의 바닥면 사이에 충돌이 발생하더라도 충격 및 소음을 방지하기 위한 완충부재가 부착되는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
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