KR101217279B1 - 쇽업소버의 시일 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모노 튜브형 쇽업소버에서 튜브 내에 유체를 밀봉하도록 튜브 상단에 고정되는 시일 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 일단이 튜브의 내측으로 삽입되고 타단이 상기 튜브의 상단부를 통해 외측으로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 하단측에 설치되어 상기 튜브의 내부를 상부의 인장챔버와 하부의 압축챔버로 구획하며 오일 유동을 위한 유로가 형성되어 있는 피스톤 밸브와, 상기 튜브의 내부에 위치하여 상부의 압축챔버와 하부의 가스챔버를 구획하는 프리 피스톤과, 상기 튜브의 상단부에 설치되어 상기 피스톤 로드를 슬라이딩 가능하게 지지하면서 상기 튜브의 상단부를 밀봉하는 시일 유닛을 포함하는 쇽업소버의 시일 유닛으로서, 상기 시일 유닛은, 상기 쇽업소버의 제조시 상기 튜브의 내부에 유체를 주입할 때, 주입되는 유체가 통과할 수 있도록 외주표면에 유체 주입 홈이 형성되어 있는 로드 가이드와; 상기 로드 가이드를 덮어 오일의 누출을 방지하는 오일 시일; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛이 제공된다.

Description

쇽업소버의 시일 유닛{SEALING UNIT FOR A SHOCK ABSORBER}
본 발명은 쇽업소버의 시일 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 모노 튜브형 쇽업소버에서 튜브 내에 유체를 밀봉하도록 튜브 상단에 고정되는 시일 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 쇽업소버는 차체와 차축 사이에 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진 및 완충 장치로서, 그 내부에는 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 가스와 오일이 밀봉적으로 충전되어 있다.
이러한 쇽업소버는 그 구조에 따라서 오일 저장 튜브가 이중벽으로 구성되는 이중 튜브형(twin tube type)과 단일벽으로 구성되는 모노 튜브형(mono tube type)으로 구분된다.
특히, 모노 튜브형 쇽업소버는 하나만의 튜브를 이용하므로 그 구조가 매우 단순하고 조립이 용이하다는 이점이 있다.
이러한 모노 튜브형 쇽업소버는 도 1에 예시적으로 도시되어 있다. 모노튜브형 쇽업소버(10)는, 단일의 튜브(11)와, 일단이 튜브(11)의 내측으로 삽입되고 타단이 튜브(11)의 상단부를 통해 외측으로 연장되는 피스톤 로드(12)와, 이 피스톤 로드(12)의 하단측에 설치되어 튜브(11)의 내부를 상부의 인장챔버(11a)와 하부의 압축챔버(11b)로 구획하며 그 몸체에는 인장챔버(11a)와 압축챔버(11b) 사이의 오일 유동을 위한 유로(13a)가 형성되어 있는 피스톤 밸브(13)와, 튜브(11)의 내부에 위치하여 상부의 압축챔버(11b)와 하부의 가스챔버(11c)를 구획하는 프리 피스톤(14)과, 튜브(11)의 상단부에 설치되어 피스톤 로드(12)를 슬라이딩 가능하게 지지하면서 튜브(11)의 상단부를 밀봉하는 시일 조립체(15)로 구성되어 있다.
시일 조립체(15)는 로드 가이드와 오일 시일이 결합된 것이다. 그리고, 피스톤 로드(12)의 상단부에는 아이(16) 또는 볼트 등의 상부 장착부가 결합되고, 이 상부 장착부, 예컨대 상부 아이(16)의 바로 아래에는 더스트 커버(도시생략) 등을 설치할 수 있는 상부 캡(17)이 결합된다.
튜브(11) 내에서 프리 피스톤(14) 아래의 가스챔버(11c)에는 가스가 충전되고, 프리 피스톤(14) 위의 인장챔버(11a)와 압축챔버(11b)에는 오일이 충전된다.
가스챔버(11c)에 가스를 충전함에 있어서, 종래에는 튜브(11)의 하단부에 미리 가스 주입공을 형성하고, 튜브(11) 내에 프리 피스톤(14)을 삽입한 상태에서 튜브(11)의 하단부의 가스 주입공을 통해 가스챔버(11c)에 가스를 주입하되 튜브(11)의 상단부를 막아, 아래에 가스가 충전된 상태의 프리 피스톤(14)이 튜브(11)의 상단부 위로 빠지지 않게 한 다음, 가스 주입공을 용접하여 가스챔버(11c)를 밀봉하였다.
그러나, 이러한 종래의 가스 봉입 방법은, 가스 주입공을 용접하는 공정을 거쳐야 하므로, 용접 작업시 슬러지가 발생할 뿐만 아니라 용접 작업 후 용접 부위를 수냉하는 작업이 번거로운 문제가 있다.
또한, 프리 피스톤(14) 위의 인장챔버(11a)와 압축챔버(11b)에 오일을 충전할 때, 종래에는, 피스톤 로드(12)의 하단부가, 아래에 가스를 충전된 상태의 프리 피스톤(14)을 그 원하는 위치까지 밀어 하강시켜 튜브(11) 내부의 공간을 확보하면서 오일을 충전하였다.
모노 튜브형 쇽업소버의 기본 길이는 프리 피스톤이 오일 충전을 위해 밀려 하강한 위치에 따라 결정된다. 예를 들어, 피스톤 로드(12)가 프리 피스톤(14)을 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 깊게 하강시켜 오일을 충전하면, 피스톤 로드(12)가 튜브(11)와 중첩하는 부분이 상대적으로 많으므로 쇽업소버의 기본 길이가 작아지게 되고, 피스톤 로드(12)가 프리 피스톤(14)을 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 얕게 하강시켜 오일을 충전하면, 피스톤 로드(12)가 튜브(11)와 중첩하는 부분이 상대적으로 적으므로 쇽업소버의 기본 길이가 커지게 된다.
그런데, 피스톤 로드(12) 상에 끼워진 시일 조립체(15)는, 튜브(11)의 내부 공간에 오일을 충전할 때에는 튜브(11)의 상부 외부에 위치하고, 튜브(11)의 내부 공간에 오일이 충전된 다음에 튜브(11) 내로 삽입된다. 여기에서, 시일 조립체(15)는 시일 조립체 삽입 유닛(미도시)에 의해 튜브(11) 내로 삽입되는데, 피스톤 로드(12) 상에 끼워진 시일 조립체(15)를 하강시켜 튜브(11) 내로 삽입하기 위해서는, 시일 조립체 삽입 유닛이 튜브(11)의 상부에서 피스톤 로드(12)에 밀접하게 근접하여야만 한다.
그러나, 상단부에 상부 아이(16) 및 상부 캡(17)이 결합된 상태의 피스톤 로드(12)가 도 2의 (a)에서와 같이 깊게 하강하면, 피스톤 로드(12)의 상단부에 결합된 상부 캡(17)과 튜브(11)의 상단부와의 간격이 좁게 되므로 시일 조립체 삽입 유닛이 작업할 공간이 확보되지 못하게 된다.
따라서, 종래에는 도 2의 (b)에서와 같이 피스톤 로드(12)가 얕게 하강하여 피스톤 로드(12)의 상단부에 결합된 상부 캡(17)과 튜브(11)의 상단부와의 간격을 넓게 하여 시일 조립체 삽입 유닛이 작업할 공간을 확보하였지만, 이 경우 전술한 바와 같이 쇽업소버의 기본 길이가 커지게 되는 문제점이 있다.
이와 달리, 피스톤 로드(12)에 상부 아이(16) 및 상부 캡(17)가 결합되지 않은 상태에서는 피스톤 로드(12)가 도 2의 (a)에 도시된 위치까지 깊게 하강하더라도 시일 조립체 삽입 유닛이 피스톤 로드(12)에 밀접하게 근접할 수 있으므로, 상부 아이(16) 및 상부 캡(17)과 결합하지 않은 상태의 피스톤 로드(12)를 튜브(11) 내에 삽입하여 피스톤 로드(12)를 도 2의 (a)에 도시된 위치까지 깊게 하강시켜 오일을 충전한 다음 시일 조립체(15) 내에 삽입함으로써 쇽업소버의 기본 길이를 작게 할 수 있는 방법이 있기는 하나, 튜브(11) 내에서 비고정식으로 삽입된 피스톤 로드(12)의 상단부에 상부 아이(16)와 상부 캡(17)을 결합하기 위해서는 피스톤 로드(12)를 고정시켜서 작업해야 하므로 피스톤 로드(12)를 고정하기 위한 수단이 별도로 필요하고 이에 따른 조립 작업이 복잡하고 번거로운 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점에 대응하기 위하여, 본 출원인은, 가스를 튜브 내에 주입한 후 프리 피스톤을 삽입하고, 튜브 상단 측면에 형성된 구멍을 통해 튜브 내부의 프리 피스톤 위쪽 공간을 진공으로 만든 후 오일을 주입하고, 오일 시일 일체형 로드 가이드를 코킹에 의해 튜브 상단에 밀봉적으로 고정시키는 유체 봉입 장치 및 방법을 개발한 바 있다. 이러한 본 출원인의 기술은 대한민국 특허등록공보 제 10-0880820 호에 개시되어 있다.
본 출원인에 의한 유체 봉입 장치 및 방법은, 종래에 비해 조립후 별도의 도장이나 튜브 표면 처리공정이 생략될 수 있는 등의 장점을 가지는 것이긴 하지만, 오일 주입을 위한 유로가 협소하여 오일 주입에 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로드 가이드의 외측면에 나선형 홈을 형성하여 가스 및 오일 주입시 소용돌이를 발생시킴으로써 유체 주입에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 쇽업소버의 시일 유닛을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 일단이 튜브의 내측으로 삽입되고 타단이 상기 튜브의 상단부를 통해 외측으로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 하단측에 설치되어 상기 튜브의 내부를 상부의 인장챔버와 하부의 압축챔버로 구획하며 오일 유동을 위한 유로가 형성되어 있는 피스톤 밸브와, 상기 튜브의 내부에 위치하여 상부의 압축챔버와 하부의 가스챔버를 구획하는 프리 피스톤과, 상기 튜브의 상단부에 설치되어 상기 피스톤 로드를 슬라이딩 가능하게 지지하면서 상기 튜브의 상단부를 밀봉하는 시일 유닛을 포함하는 쇽업소버의 시일 유닛으로서, 상기 시일 유닛은, 상기 쇽업소버의 제조시 상기 튜브의 내부에 유체를 주입할 때, 주입되는 유체가 통과할 수 있도록 외주표면에 유체 주입 홈이 형성되어 있는 로드 가이드와; 상기 로드 가이드를 덮어 오일의 누출을 방지하는 오일 시일; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛이 제공된다.
상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드의 외주표면에 하나 이상 형성되며, 각각의 상기 유체 주입 홈의 내부표면에는 나선형 요철부가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드의 아래쪽으로 갈수록 넓어지게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드 외주표면의 상단이나 중간에서 하단까지 이어져 있는 것이 바람직하다.
상기 오일 시일은, 오일 주입후 상기 로드 가이드의 위쪽으로 잔류 오일이 밀려 올라가는 현상을 방지하기 위해 오일 밀봉이 가능하도록 립을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 로드 가이드의 외측면에 나선형 홈을 형성한 쇽업소버의 시일 유닛이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 쇽업소버의 시일 유닛에 의하면, 가스 및 오일 주입시 로드 가이드의 외측면에 형성된 나선형 홈을 통과하는 유체에 소용돌이를 발생시킴으로써 유체 주입에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 모노 튜브식 쇽업소버를 도시한 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 모노 튜브식 쇽업소버에 대한 유체 봉입 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버에 대한 유체 봉입 장치 및 방법을 설명하기 위한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 시일 유닛에 포함된 로드 가이드의 사시도로서, (a)는 제1 실시형태에 따른 로드 가이드의 사시도이고 (b)는 제2 실시형태에 따른 로드 가이드의 사시도, 그리고
도 8은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 시일 유닛에 포함된 오일 시일의 측면도로서, (a)는 제1 실시형태에 따른 오일 시일의 측면도이고 (b)는 제2 실시형태에 따른 오일 시일의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시일 유닛을 장착한 모노 튜브식 쇽업소버의 유체 봉입 장치 및 방법을 설명하기로 한다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 유체 봉입 장치는, 가스 및 오일과 같은 유체를 쇽업소버의 튜브(11) 내에 주입하기 위한 유체 주입 노즐(110)과, 오일 주입시 피스톤 로드(12)에 설치된 스토퍼(12a) 등의 지지수단과 협력하여 로드 가이드(21) 및 오일 시일(22)을 포함하는 시일 유닛(20)을 고정된 위치에 지지하는 위치 고정 수단(120)과, 가스 및 오일 주입이 완료된 후 시일 유닛(20)을 밀봉적으로 고정하는 밀봉 고정 수단(130)을 포함한다.
본 발명의 모노 튜브식 쇽업소버의 시일 유닛 이외의 구성요소는 종래기술에서 기술된 쇽업소버와 동일한 것이 사용될 수 있으며, 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 사용하기로 한다.
본 발명에서는 쇽업소버의 튜브(11)에 유체 주입 구멍(11d)이 미리 형성되어 있다. 유체 주입 구멍(11d)의 위치는 튜브(11)의 상단에 가깝게 정해지며, 더욱 상세하게는 가스 또는 오일 주입시 프리 피스톤(14) 또는 로드 가이드(21)에 의해 튜브(11)의 상단은 폐쇄되는 동시에 이 유체 주입 구멍(11d)은 폐쇄되지 않을 수 있는 위치에 형성될 수 있다.
유체 주입 노즐(110)은, 튜브(11)의 일측에서 좌우로 이동가능하게 설치될 수 있으며, 튜브(11)에 형성된 유체 주입 구멍(11d)에 밀봉적으로 삽입될 수 있다. 유체 주입 노즐(110)에는, 이 유체 주입 노즐(110)을 좌우로 이동시키기 위한 유압 실린더(111)가 연결되어 필요시 이 유체 주입 노즐(110)을 이동시킬 수 있다.
또한, 유체 주입 노즐(110)에는 가스 공급 장치, 진공 펌프, 및 오일 공급 장치 등이 선택적으로 연결될 수 있다. 가스 공급 장치는 가스 저장 탱크와 압축기 등을 포함할 수 있고, 오일 공급 장치는 오일 저장 탱크와 압축기 등을 포함할 수 있다. 이들 가스 공급 장치, 진공 펌프, 및 오일 공급 장치는 공지의 기술 구성이므로 본 명세서에서는 이에 대해서 더 이상 상세하게 설명하지 않기로 한다.
위치 고정 수단(120)은, 가스 주입과 프리 피스톤(14) 삽입이 완료된 후, 튜브(11)의 프리 피스톤(14) 상부 공간을 진공 처리하고 오일을 주입할 때 사용된다. 위치 고정 수단(120)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(12)에 설치된 스토퍼(12a) 등의 지지수단과 협력하여 로드 가이드(21) 및 오일 시일(22)을 포함하는 시일 유닛(20)을 고정된 위치에 지지한다.
피스톤 로드(12)에 스토퍼(12a)가 설치되지 않은 경우라면, 피스톤 밸브(13)의 가장 상단에 설치되어 있는 와셔 등이 지지수단으로서 활용될 수 있다. 본 발명에 따르면, 위치 고정 수단(120)이 스토퍼(12a) 등의 지지수단과 협력하여 시일 유닛(20)을 튜브(11) 상단의 일정한 위치에 고정된 상태로 유지시킬 수 있으므로, 튜브(11)의 내부를 진공 처리한 경우에도 시일 유닛(20)의 로드 가이드(21) 등이 튜브(11)의 내측으로 빨려 들어가지 않는다.
지지수단이 위치 고정 수단(120)과 협력할 수 있도록, 진공 처리 및 오일 주입시에는 피스톤 로드(12)가 인장된 상태에서 작업이 진행된다. 위치 고정 수단(120)으로서는, 피스톤 로드(12)가 인장된 상태에서 지지수단과 협력하여 시일 유닛(20)을 위치 고정시킬 수 있으며, 필요시에는 지지수단과 함께 시일 유닛(20)을 파지한 상태에서 이 시일 유닛(20)을 위쪽이나 아래쪽으로 이동시킬 수 있다면 어떠한 구성도 사용될 수 있다. 이를 위해 위치 고정 수단(120)는 실린더나 액추에이터 등의 구동 장치를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에는 2개의 위치 고정 수단(120)이 오일 시일(22)의 상단 좌우에 접촉하고 있는 모습이 도시되어 있지만, 이는 예시일 뿐이며 위치 고정 수단(120)의 개수 및 형태는 본 발명을 한정하지 않는다.
튜브(11)에 가스 및 오일의 주입이 완료되면, 일시적으로 위치 고정되어 있던 시일 유닛(20)은, 상술한 위치 고정 수단(120)과 지지수단에 의해 아래쪽으로 이동하여 가스 및 오일 주입을 위해 튜브(11) 상단에 형성되어 있는 유체 주입 구멍(11d)을 폐쇄한다. 이러한 상태에서 시일 유닛(20)을 밀봉 고정하기 위해 밀봉 고정 수단(130)이 사용된다.
밀봉 고정 수단(130)은, 컬링, 코킹 등의 가공방법에 의해 시일 유닛(20)이 튜브(11)의 상단을 폐쇄할 수 있도록 이 시일 유닛(20)을 밀봉적으로 고정시킨다. 밀봉 고정 수단(130)은 유압 실린더에 의해 이동 가능하게 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 쇽업소버의 유체 봉입 장치를 이용하여 다음과 같은 공정을 거쳐 쇽업소버에 가스와 오일을 충전하여 밀봉할 수 있다.
본 발명에 따르면, 쇽업소버(10)의 튜브(11) 내에 가스와 오일을 충전하기 전에 튜브(11)의 하단에 하부 아이(18)를 미리 장착할 수 있다. 또한, 튜브(11)의 상단부 측면에는 유체 주입 구멍(11d)이 미리 형성된다. 도면에는 피스톤 로드(12)의 상단에 볼트가 형성된 것으로 도시되어 있지만, 쇽업소버의 사양에 따라 피스톤 로드(12)의 상단부에 도 1에서와 같은 상부 아이(16) 및 상부 캡(17)을 미리 결합하여도 좋다.
전술한 바와 같이, 유체 주입 구멍(11d)의 위치는 튜브(11)의 상단에 가깝게 정해지며, 더욱 상세하게는 가스 또는 오일 주입시 프리 피스톤(14) 또는 로드 가이드(21)에 의해 튜브(11)의 상단은 폐쇄되는 동시에 이 유체 주입 구멍(11d)은 폐쇄되지 않을 수 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에서는 마치 로드 가이드(21)에 의해 유체 주입 구멍(11d)이 폐쇄된 것처럼 도시되어 있지만, 도 7을 참조하여 후술하는 바와 같이, 로드 가이드(21)의 외주면에 형성되어 있는 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통하여 유체의 주입이 가능하다.
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 튜브(11)의 상단 개구에 프리 피스톤(14)을 끼워 튜브(11)의 상단 개구를 밀봉한다. 여기에서, 프리 피스톤(14)의 측면이 유체 주입 구멍(11d)을 막지 않도록 해야 하는데, 이를 위해 프리 피스톤(14)의 상부 일부가 튜브(11)의 상단보다 위로 약간 빠져나오도록 프리 피스톤(14)을 튜브(11)의 상단부에 끼운 상태에서 프리 피스톤(14)의 위치를 일시적으로 고정할 수 있다. 여기에서, 가스 충전이 이루어지기 전에 프리 피스톤(12)을 튜브(11) 내로 삽입하여 그 위치를 일시적으로 고정하는 프리 피스톤 삽입 장치는 공지의 기술이므로 본 명세서에서는 이에 대해 더 이상 상세하게 설명하지 않기로 한다.
다음, 유체 주입 노즐(110)을 유체 주입 구멍(11d) 내에 밀봉적으로 삽입되도록 이동시켜서 유체 주입 구멍(11d)을 통해 튜브(11) 내로 비활성 가스를 주입한다.
계속해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(12)를 압축시킴으로써 프리 피스톤(14)을 튜브(11)의 상단으로부터 아래쪽으로 밀어 넣는다. 이때 피스톤 밸브(13)의 위쪽에는 시일 유닛(20), 즉, 로드 가이드(21) 및 오일 시일(22)이 스토퍼(12a) 등의 지지수단과 위치 고정 수단(120)에 의해 파지된 상태이다.
본 발명에 따르면, 시일 유닛(20)을 지지수단과 위치 고정 수단(120)에 의해 파지하기 위해 피스톤 로드(12)를 위쪽으로 당겨줄 필요가 있는데, 이것은 피스톤 로드(12)를 당기기 위한 별도의 액추에이터 등의 장치를 활용하거나 프리 피스톤(14)의 반력을 활용하여 성취될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피스톤 로드(12)를 인위적으로 신장시켜 지지수단과 위치 고정 수단(120) 사이에 시일 유닛(20)을 끼워 일시적으로 고정시킬 수 있으므로, 시일 유닛(20)이 하나의 구성요소로 이루어진 경우 또는 별개의 구성요소, 즉, 로드 가이드(21) 및 오일 시일(22)로 이루어진 경우 모두에 본 발명에 따른 유체 봉입 방법이 적용될 수 있다. 그에 따라 상대적으로 고가인 로드 가이드 및 오일 시일 일체형 시일 유닛을 사용하지 않고 상대적으로 저렴한 로드 가이드 및 오일 시일 분리형 시일 유닛을 사용하여 비용을 절감할 수 있다.
프리 피스톤(14)을 밀어 넣는 깊이는, 프리 피스톤(14)이 유체 주입 구멍(11d)보다 아래쪽에 위치하는 동시에, 튜브(11)의 상단 개구는 로드 가이드(21)에 의해 폐쇄될 수 있는 정도로 정해지는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 로드 가이드(21)의 외주표면에 유체 주입 홈(21a, 21b)이 형성되어 있으므로, 유체 주입 구멍(11d)과 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통하여 유체가 주입될 수 있다.
여기에서, 피스톤 로드(12) 상에 끼워진 시일 유닛(20)을 하강시켜 튜브(11)의 상단부에 끼우는 시일 유닛 삽입 장치는 공지의 기술이므로 본 명세서에서는 이에 대해 더 이상 상세하게 설명하지 않기로 한다.
다음, 유체 주입 노즐(110)을 유체 주입 구멍(11d) 내에 밀봉적으로 삽입시켜서 유체 주입 구멍(11d) 및 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통해 시일 유닛(20)과 프리 피스톤(14) 사이의 공간으로부터 공기를 빼내어 상기 공간을 진공으로 만든다. 이때, 전술한 바와 같이, 유체 주입 노즐(110)에 선택적으로 연결된 진공 펌프에 의해 상기 공간이 진공으로 됨을 알 수 있을 것이다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 주입 노즐(110)로부터 유체 주입 구멍(11d) 및 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통해 시일 유닛(20)과 프리 피스톤(14) 사이의 공간 내로 오일을 주입한다. 이때, 전술한 바와 같이, 유체 주입 노즐(110)에 선택적으로 연결될 수 있는 오일 공급 장치에 의해 상기 공간이 고압의 오일로 충전됨을 알 수 있을 것이다.
여기에서, 시일 유닛(20)이 스토퍼(12a) 등의 지지수단과 위치 고정 수단(120)에 의해 파지되어 위치 고정된 상태이므로, 유체 주입 구멍(11d) 및 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통해 오일을 고압으로 주입함에 따라 프리 피스톤(14)은 튜브(11)의 아래쪽으로 하강한다. 오일 주입은 튜브(11)의 내부 압력이 설정된 압력에 도달하고, 프리 피스톤(14)이 원하는 위치에 도달할 때까지 계속된다.
이렇게 튜브(11)의 상단부에 위치 고정된 시일 유닛(20)과 아래에 가스가 충전된 상태의 프리 피스톤(14)과의 사이의 공간 내로 고압의 오일을 주입하게 되면, 프리 피스톤(14)이 그 아래의 가스 챔버(11c)에 봉입된 가스의 압력을 이기고 밀리므로 프리 피스톤(14)을 피스톤 로드(12)에 의해 밀어 넣지 않고도 원하는 위치까지 하강시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 피스톤 로드(12)를 튜브(11) 내로 깊게 삽입할 필요가 없으므로, 피스톤 로드(12)의 상단부에 결합된 상부 캡(17)과 튜브(11)의 상단부와의 간격이 넓게 유지될 수 있어 시일 유닛 삽입 장치가 작업할 공간이 충분히 확보될 수 있다.
다음, 프리 피스톤(14)이 원하는 위치에 도달한 후에, 도 6에 도시된 바와 같이, 시일 유닛(20)이 유체 주입 구멍(11d)을 막도록 시일 유닛(20)을 아래로 밀어 하강시킨다.
다음, 밀봉 고정 수단(130)을 이동시켜 로드 가이드(21)의 측면이 유체 주입 구멍(11d)을 막은 상태에서 오일 시일(22)의 위쪽으로 돌출하는 튜브(11) 상단부를 컬링 가공한다. 이에 의해 시일 유닛(20)의 위치가 영구적으로 고정되는 동시에 유체 주입 구멍(11d)이 용접 등의 별도의 공정을 실시할 필요 없이 영구적으로 폐쇄될 수 있다. 나아가서, 용접 등의 후공정이 실시되지 않기 때문에 튜브의 외측표면에 대한 추가적인 표면처리가 필요하지 않아 비용 절감과 생산성 향상이 가능하다.
본 발명에 따르면, 컬링 이외에도 코킹 등의 가공에 의해 시일 유닛(20)의 위치를 영구적으로 고정시킬 수 있음은 물론이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시일 유닛(20)은, 외주표면에 형성된 유체 주입 홈(21a, 21b)을 가지는 로드 가이드(21)와, 이 로드 가이드(21)를 덮어 오일의 누출을 방지하는 오일 시일(22)을 포함한다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 실시형태에 따른 로드 가이드(21)의 외주표면에는 하나 이상의 유체 주입 홈(21a, 21b)이 형성되며, 각각의 유체 주입 홈(21a, 21b)의 내부표면에는 나선형 요철부(21c)가 형성되는 것이 바람직하다.
나선형 요철부(21c)는 유체 주입시 유체 주입 홈(21a, 21b)을 통과하는 유체의 흐름에 회전력을 발생시키기 위한 것이다. 나선형 요철부(21c)에 의해 회전하게 된 유체는 더욱 신속하게 튜브(11) 내에 충전될 수 있어 유체 주입 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
특히, 도 7의 (b)에 도시된 제2 실시형태의 로드 가이드와 같이 유체 주입 홈(21b)의 크기가 하류측으로 갈수록 넓어지게 형성되는 경우, 노즐 효과에 의해 유체 주입 시간을 더욱 단축시키는 것이 가능하다.
도 7의 (a) 및 (b)에는 유체 주입 홈(21a, 21b)이 로드 가이드(21) 외주표면의 상단에서 하단까지 이어져 있는 것으로 도시되어 있지만, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 유체 주입 구멍(11d)이 튜브(11)를 폐쇄하는 로드 가이드(21)의 중간 위치에 형성되도록 설정된 경우에는 로드 가이드(21)의 외주표면 상에서 유체 주입 구멍(11d)이 위치되는 지점보다 아래쪽에만 유체 주입 홈이 형성되어도 좋다.
유체 주입 홈은 오일뿐만 아니라 가스를 주입하기 위한 통로로도 활용 가능하다. 로드 가이드(21)에는 오일 시일(22)과의 사이에 잔류된 오일을 튜브(11) 내의 오일 챔버 측으로 보낼 수 있도록 하나 이상의 구멍(21d)이 형성될 수 있다.
도 8에는 튜브(11)의 외부, 즉, 로드 가이드(21)의 위쪽으로 오일이 누출되는 것을 방지하기 위한 오일 시일(22)의 여러 실시형태가 도시되어 있다. 오일 시일은, 도 4 내지 도 6에 도시된 형상 이외에도, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 중심 부분이 아래쪽으로 완만하게 돌출된 형상을 가지거나, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 초승달 형상을 가질 수 있다.
오일 시일(22)은, 오일 주입후 로드 가이드(21)의 위쪽으로 잔류 오일이 밀려 올라가는 현상을 방지하기 위해 로드 가이드 측으로 강도가 강화되어 오일 밀봉이 가능하도록 립을 가지는 것이 바람직하다. 오일 시일은, 이중 립 구조를 가지거나 단일 립 구조를 가질 수 있다.
시일 유닛(20)은, 오일 시일(22)이 로드 가이드(21)에 단순히 밀봉 가능하게 접촉된 구조를 가지거나 오일 시일(22)과 로드 가이드(21)가 결합된 구조를 가질 수 있다.
이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.
10 : 쇽업소버, 11 : 튜브, 11d : 유체 주입 구멍, 12 : 피스톤 로드, 12a : 스토퍼, 13 : 피스톤 밸브, 14 : 프리 피스톤, 20 : 시일 유닛, 21 : 로드 가이드, 21a, 21b : 유체 주입 홈, 21c : 나선형 요철부, 21d : 구멍, 22 : 오일 시일, 110 : 유체 주입 노즐, 120 : 위치 고정 수단, 130 : 밀봉 고정 수단

Claims (5)

  1. 일단이 튜브의 내측으로 삽입되고 타단이 상기 튜브의 상단부를 통해 외측으로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 하단측에 설치되어 상기 튜브의 내부를 상부의 인장챔버와 하부의 압축챔버로 구획하며 오일 유동을 위한 유로가 형성되어 있는 피스톤 밸브와, 상기 튜브의 내부에 위치하여 상부의 압축챔버와 하부의 가스챔버를 구획하는 프리 피스톤과, 상기 튜브의 상단부에 설치되어 상기 피스톤 로드를 슬라이딩 가능하게 지지하면서 상기 튜브의 상단부를 밀봉하는 시일 유닛을 포함하는 쇽업소버의 시일 유닛으로서,
    상기 시일 유닛은, 상기 쇽업소버의 제조시 상기 튜브의 내부에 유체를 주입할 때, 주입되는 유체가 통과할 수 있도록 외주표면에 유체 주입 홈이 형성되어 있는 로드 가이드와; 상기 로드 가이드를 덮어 오일의 누출을 방지하는 오일 시일; 을 포함하고,
    상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드의 외주표면에 하나 이상 형성되며, 각각의 상기 유체 주입 홈의 내부표면에는 나선형 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드의 아래쪽으로 갈수록 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유체 주입 홈은 상기 로드 가이드 외주표면의 상단이나 중간에서 하단까지 이어져 있는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일 시일은, 오일 주입후 상기 로드 가이드의 위쪽으로 잔류 오일이 밀려 올라가는 현상을 방지하기 위해 오일 밀봉이 가능하도록 립을 가지는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 시일 유닛.
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