KR101227384B1

KR101227384B1 - 쇽업소버의 밸브장치

Info

Publication number: KR101227384B1
Application number: KR1020080025790A
Authority: KR
Inventors: 김홍식
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2013-01-30
Also published as: CN101555924B; US20090236194A1; KR20090100544A; CN101555924A

Abstract

본 발명은 쇽업소버에 장착되어 감쇠력을 발생하는 쇽업소버의 밸브장치에 관한 것으로서, 리바운드 유로의 개방도를 조절하는 밸브 디스크의 크기를 크게 할 수 있으며, 이에 따라 저속에서 감쇠력 특성을 쉽게 제어할 수 있고, 고속에서도 점진적으로 감쇠력을 증가시킬 수 있고, 쇽업소버의 크기를 소형화할 수 있는 쇽업소버의 밸브장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치는 쇽업소버의 피스톤 로드에 설치되며 리바운드 챔버와 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 쇽업소버의 밸브장치에 있어서, 상기 밸브장치는 상기 리바운드 챔버와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 리바운드 유로와 컴프레션 유로를 갖는 피스톤 밸브와, 상기 피스톤 밸브의 하측에서 상기 피스톤 로드에 이동 가능하게 설치되며 상기 리바운드 유로를 차폐하는 슬라이딩 밸브와, 상기 슬라이딩 밸브의 하부에 마련되며 리테이너에 의해 그 하부에 체결되는 와셔와 소정거리 이격되게 설치되어 상기 슬라이딩 밸브의 외곽부를 탄성 지지하며 휨 변형되는 적어도 하나의 밸브 디스크를 포함하며, 상기 슬라이딩 밸브의 하부는 상기 피스톤 밸브의 외측으로 연장되며, 그 단부에 외경이 증가되는 단차부가 형성된 것을 특징으로 한다.

쇽업소버, 실린더, 피스톤 로드, 슬라이딩, 슬릿, 디스크

Description

쇽업소버의 밸브장치 {VALVE APPARATUS OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 장착되어 감쇠력을 발생하는 쇽업소버의 밸브장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감쇠력을 발생하기 위해 설치된 피스톤의 디스크들이 설치된 구조를 개선한 쇽업소버의 밸브장치에 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.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도이다. 도 1을 참고하면, 종래의 쇽업소버(10)는 차륜측에 연결되는 실린더(12)와, 일단이 상기 실린더(12)에 이동 가능하게 설치되고 타단이 차체측에 연결되는 피스톤 로드(14)를 포함한다.

또한, 상기 피스톤 로드(14)의 단부에는 상기 실린더(12) 내부에 형성되는 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC) 사이의 감쇠력을 제어하는 밸브장치(20)가 설치된다.

상기 밸브장치(20)는 상기 피스톤 로드(14)의 단부에 설치되어 상기 실린더(12)의 내부를 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC)로 구획하는 피스톤 밸브(22)를 포함한다. 상기 피스톤 밸브(22)에는 상기 컴프레션 챔버(CC)와 상기 리바운드 챔버(RC) 사이의 유체 이동을 허용하는 컴프레션 유로(22a)와 리바운드 유로(22b)가 각각 형성된다.

또한, 상기 피스톤 밸브(22)의 상부에는 컴프레션 행정시에 컴프레션 유로(22a)를 개방하기 위한 인테이크 밸브 디스크(23) 및 리테이너(24), 인테이크 스프링(25), 상부 와셔(26)가 순차적으로 결합된다. 또한, 상기 피스톤 밸브(22)의 하부에는 저속과 고속 구간에서 리바운드 유로(22b)의 개방도를 제어하고 이를 통해 서로 다른 감쇠력을 발생시키도록 구성된 밸브 디스크(27)가 설치된다. 상기 밸브 디스크(27)의 하부에는 리테이너(28), 하부 와셔(29) 및 이를 들 고정시키는 너트(30)가 순차적으로 설치된다. 여기에서, 상기 밸브 디스크(27)는 적어도 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 감쇠력 특성을 가변하기 위해 다수개 설치하거나, 그 형태를 다르게 할 수 있고, 일부에 슬릿을 형성하는 것도 가능하다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)의 밸브장치(20)는 고속에서 감쇠력 특성이 점진적으로 발생하도록 하기 위해서는 밸브 디스크(27)들의 외경을 크게 해야 하나, 피스톤 밸브(22)의 크기에 한계가 있어서 밸브 디스크(27)의 외경을 크게 할 수 없는 제약이 있다. 또한, 최근의 쇽업소버(10)는 그 크기가 소형화됨에 따 라 밸브장치(20)의 피스톤 밸브(22)의 크기가 작아지고 있으며, 리바운드 유로(22b)의 개방도를 조절하는 밸브 디스크(27)의 크기가 작아져야 하나, 이들 밸브 디스크(27)의 외경을 작게 할 경우 저속에서 감쇠력 특성을 쉽게 제어할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리바운드 유로의 개방도를 조절하는 밸브 디스크의 크기를 크게 할 수 있으며, 이에 따라 저속에서 감쇠력 특성을 쉽게 제어할 수 있고, 고속에서도 점진적으로 감쇠력을 증가시킬 수 있고, 쇽업소버의 크기를 소형화할 수 있는 쇽업소버의 밸브장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치는 쇽업소버의 피스톤 로드에 설치되며 리바운드 챔버와 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 쇽업소버의 밸브장치에 있어서, 상기 밸브장치는 상기 리바운드 챔버와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 리바운드 유로와 컴프레션 유로를 갖는 피스톤 밸브와, 상기 피스톤 밸브의 하측에서 상기 피스톤 로드에 이동 가능하게 설치되며 상기 리바운드 유로를 차폐하는 슬라이딩 밸브와, 상기 슬라이딩 밸브의 하부에 마련되며 리테이너에 의해 그 하부에 체결되는 와셔와 소정거리 이격되게 설치되어 상기 슬라이딩 밸브의 외곽부를 탄성 지지하며 휨 변형되는 적어도 하나의 밸브 디스크를 포함하며, 상기 슬라이딩 밸브의 하부는 상기 피스톤 밸브의 외측으로 연장되며, 그 단부에 외경이 증가되는 단차부가 형성된 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 슬라이딩 밸브의 상부는 상기 리바운드 유로와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나 이상의 슬릿이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 슬라이딩 밸브의 상부에 설치되며 둘레부에 상기 리바운드 유로와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나 이상의 슬릿이 형성된 슬릿 디스크를 더 포함하는 것도 가능하다. 또한, 상기 슬라이딩 밸브와 상기 피스톤 로드 사이에 설치되어 상기 슬라이딩 밸브의 상, 하 이동을 안내하는 가이드 부시를 포함할 수 있다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치는 리바운드 유로의 개방도를 조절하는 밸브 디스크의 크기를 크게 할 수 있으며, 이에 따라 저속에서 감쇠력 특성을 쉽게 제어할 수 있고, 고속에서도 점진적으로 감쇠력을 증가시킬 수 있고, 쇽업소버의 크기를 소형화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치는 리바운드 유로의 개폐를 제어하는 슬라이딩 밸브의 하부측 외경을 더 크게 할 수 있으며, 이에 따라 상기 슬라이딩 밸브를 탄성 지지하는 밸브 디스크의 크기를 증가시킬 수 있어 고속구간 사이의 감쇠력 증감을 완만하게 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 차륜측에 연결되는 실린더(52)와, 차량의 차체측과 연결되는 피스톤 로드(54)를 포함한다. 여기에서, 상기 실린더(52)는 내부관(52a)과 외부관(52b)의 이중구조로 이루어지는 것도 가능하며, 하나의 단일관으로 이루어지는 것도 물론 가능하다.

상기 피스톤 로드(54)는 상기 실린더(52)에 왕복 운동 가능하게 설치되며, 그 단부에 상기 실린더(52)의 내부를 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC)로 구획하며 감쇠력을 발생하는 밸브장치(60)가 설치된다.

상기 밸브장치(60)는 상기 피스톤 로드(54)에 중심부가 결합될 수 있도록 관통되어 있는 피스톤 밸브(62)를 포함한다. 상기 피스톤 밸브(62)는 중심으로부터 먼 쪽에 컴프레션 유로(62a)가 형성되고, 중심으로부터 가까운 쪽에 리바운드 유로(62b)가 형성된다. 여기에서 상기 컴프레션 유로(62a)와 상기 리바운드 유로(62b)는 상기 피스톤 로드(54)의 하강 및 상승이 이루어지는 컴프레션 행정 및 리바운드 행정시에 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC) 사이로 유체가 이동할 수 있도록 형성된 유로이다.

또한, 상기 피스톤 밸브(62)의 상부에는 인테이크 밸브 디스크(63), 리테이너(64), 인테이크 스프링(65), 그리고 상부 와셔(66)가 순서대로 적층된 구조를 이룬다. 여기에서 상기 인테이크 밸브 디스크(63)는 상기 피스톤 밸브(62)의 컴프레 션 행정시에 빠른 응답성을 갖고서 휨 변형되어 상기 컴프레션 유로(62a)를 개방하는 역할을 한다. 또한, 상기 피스톤 밸브(62)의 하부에는 리바운드 행정시 감쇠력을 발생하는 리바운드용 밸브구조가 마련된다.

전술된 리바운드용 밸브구조를 보다 상세하게 설명하면, 상기 밸브장치(60)는 상기 피스톤 밸브(62)의 하측에 상기 리바운드 유로(62b)를 차폐하기 위한 슬라이딩 밸브(80)가 마련된다. 상기 슬라이딩 밸브(80)는 상기 피스톤 로드(54)에 결합되어 상기 피스톤 로드(54)를 따라 왕복이동 가능하게 설치된다.

그리고, 상기 슬라이딩 밸브(80)의 하부에는 상기 슬라이딩 밸브(80)의 외곽부를 탄성 지지하며 휨 변형되는 밸브 디스크(67)가 설치된다. 상기 밸브 디스크는 적어도 하나 이상의 밸브 디스크(67)들로 이루어질 수 있으며, 상기 슬라이딩 밸브(80)의 탄성 지지력에 따라 그 크기와 형태가 가변되는 것도 가능하다.

바람직하게는 상기 슬라이딩 밸브(80)와 상기 피스톤 로드(54) 사이에는 가이드 부시(85)가 설치된다. 상기 가이드 부시(85)는 상기 슬라이딩 밸브(80)가 상기 피스톤 로드(54)의 상, 하로 보다 원활하게 이동할 수 있도록 하며, 상기 슬라이딩 밸브(80)가 이동하기 위한 공간을 제공한다. 또한, 상기 가이드 부시(85)는 상기 밸브 디스크(67)의 상부와 접촉됨으로써, 상기 밸브 디스크(67)의 상부이동을 제한하게 되며 이에 따라 보다 정확하게 감쇠력을 제어할 수 있다.

더불어, 상기 피스톤 밸브(62)의 상부와 하부에는 상기 컴프레션 유로(62a)와 상기 리바운드 유로(62b) 사이를 구획하며, 상기 밸브 디스크(67)를 지지하기 위한 밸브 시트가 각각 형성된다. 그리고, 상기 슬라이딩 밸브(80)는 상기 밸브 시트와 접촉하는 부분이 돌출된다.

한편, 상기 슬라이딩 밸브(80)의 상부에는 상기 리바운드 유로(62b)와 상기 컴프레션 챔버(CC) 사이의 유체 유동을 허용하는 슬릿(82)이 더 형성되는 것도 가능하다. 바람직하게는 상기 슬릿(82)은 상기 슬라이딩 밸브(80)의 돌출된 상부에 형성될 수 있다.

전술된 바와 같이 상기 슬라이딩 밸브(80)에 형성된 슬릿(82)은 상기 리바운드 유로(62b)를 통과한 유체가 상기 컴프레션 챔버(CC)로 이동할 수 있도록 하며, 특히 저속구간에서 감쇠력을 발생에 영향을 미친다.

그리고, 상기 밸브 디스크(67)의 하부에는 리테이너(68)가 설치되며, 상기 리테이너(68)에 의해 상기 밸브 디스크(67)가 그 하부에 설치되는 하부 와셔(69)와 소정 거리 이격된 상태를 유지하게 된다. 상기 하부 와셔(69)는 상기 밸브 디스크(67)의 휨 변형을 제한한다. 또한, 상기 밸브 디스크(67)는 상기 리테이너(68)에 의해 휘어질 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 이와 같이 구성된 밸브장치(60)는 상기 피스톤 로드(54)의 하부에 결합되는 너트(70)에 의해 고정된다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치가 저속 이동시의 작동상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치가 고속 이동시의 작동상태를 도시한 단면도이다.

도 4를 참고하면, 쇽업소버(50)의 밸브장치(60)는 리바운드 행정시 피스톤 밸브(62)가 저속 이동하면, 유체가 리바운드 유로(62b)를 통과한 후, 슬라이딩 밸브(80)의 슬릿(82)을 통해 컴프레션 챔버(CC)로 배출된다. 이때 유체가 상기 슬릿(82)을 통과하는 과정에서 유체 저항을 발생시키며, 이에 의해 저속 구간에서 감쇠력이 발생된다.

한편, 쇽업소버(50)의 리바운드 속도가 증가하거나 이에 따른 압력이 증가하게 되면, 쇽업소버(50)의 밸브장치(60)에 의한 감쇠력이 증가한다. 이때 유체가 상기 리바운드 유로(62b)를 통과하는 량이 증가하고, 이에 의해 상기 슬릿(82)을 통과하는 량보다 더 많은 유체가 흐르게 된다. 그리고, 유체가 상기 슬라이딩 밸브(80)를 가압하게 되고, 이에 따라 상기 슬라이딩 밸브(80)를 탄성 지지하던 밸브 디스크(67)가 휨 변형되고, 이에 의해 고속 구간에서 감쇠력이 발생된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 쇽업소버(50)의 밸브장치(260)를 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 변형될 수 있음은 물론이다.

일례로, 본 발명에 따른 쇽업소버(50)의 밸브장치(60)를 보면, 상기 슬라이딩 밸브(80)의 상부에 슬릿(82)이 직접 형성된 것으로 설명되고 있으나, 상기 슬라이딩 밸브(80)의 상부에 슬릿을 형성하지 않고, 도 6에 도시된 슬릿 디스크(182)를 더 포함하는 밸브장치(160)를 구성하는 것도 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도로서, 상기 슬릿 디스크(182)는 상기 슬라이딩 밸브(80)의 상부에 안착되어 있으 며, 둘레부에 상기 리바운드 유로(62b)와 상기 컴프레션 챔버(CC) 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나 이상의 슬릿(182a)이 형성된다.

상기 슬릿 디스크(182)는 리바운드 행정시 상기 슬릿(182a)을 통해 상기 리바운드 유로(62b)를 통과한 유체가 상기 컴프레션 챔버(CC)로 이동할 수 있도록 하며, 특히 저속구간에서 상기 유체가 상기 슬릿(182a)을 통과하며 저속 감쇠력이 발생되도록 한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도이다. 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 밸브장치(260)는 밸브 디스크(267)의 외경을 더 크게 하기 위해 슬라이딩 밸브(280)의 하부 외경을 더 크게 형성할 수 있다.

이를 위해, 상기 슬라이딩 밸브(280)는 하부가 피스톤 밸브(62)의 외측으로 연장되며, 그 단부에 외경이 증가되는 단차부(281)가 형성된다. 따라서, 상기 슬라이딩 밸브(280)는 상기 단차부(281)가 상기 컴프레션 유로(62a)를 막지 않게 되고, 이에 따라 상기 밸브 디스크(267)의 외경을 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 상기 밸브 디스크(267)의 외경이 커질 경우, 고속에서 더욱 완만하게 감쇠력 특성을 가변할 수 있으며, 상기 밸브 디스크(267)의 형태, 크기 또는 설치된 밸브 디스크(267)의 개수를 더욱 자유롭게 조절하여 감쇠력 특성을 제어할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치가 저속 이동시의 작동상태를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브장치가 고속 이동시의 작동상태를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브장치를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 쇽업소버 52 : 실린더

52a : 내부관 52b : 외부관

54 : 피스톤 로드 60 : 밸브장치

62 : 피스톤 밸브 62a : 컴프레션 유로

62b : 리바운드 유로 63 : 인테이크 밸브 디스크

64 : 리테이너 65 : 인테이크 스프링

66 : 상부 와셔 67 : 밸브 디스크

68 : 리테이너 69 : 하부 와셔

70 : 너트 80 : 슬라이딩 밸브

82 : 슬릿 85 : 가이드 부시

Claims

쇽업소버의 피스톤 로드에 설치되며 리바운드 챔버와 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 쇽업소버의 밸브장치에 있어서,

상기 밸브장치는 상기 리바운드 챔버와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 리바운드 유로와 컴프레션 유로를 갖는 피스톤 밸브와,

상기 피스톤 밸브의 하측에서 상기 피스톤 로드에 이동 가능하게 설치되며 상기 리바운드 유로를 차폐하는 슬라이딩 밸브와,

상기 슬라이딩 밸브의 하부에 마련되며 리테이너에 의해 그 하부에 체결되는 와셔와 소정거리 이격되게 설치되어 상기 슬라이딩 밸브의 외곽부를 탄성 지지하며 휨 변형되는 적어도 하나의 밸브 디스크를 포함하며,

상기 슬라이딩 밸브의 하부는 상기 피스톤 밸브의 외측으로 연장되며, 그 단부에 외경이 증가되는 단차부가 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브장치.
청구항 1에 있어서,

상기 슬라이딩 밸브의 상부는 상기 리바운드 유로와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나 이상의 슬릿이 더 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브장치.
청구항 1에 있어서,

상기 슬라이딩 밸브의 상부에 설치되며 둘레부에 상기 리바운드 유로와 상기 컴프레션 챔버 사이의 유체 유동을 허용하기 위한 적어도 하나 이상의 슬릿이 형성된 슬릿 디스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브장치.
삭제
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬라이딩 밸브와 상기 피스톤 로드 사이에 설치되어 상기 슬라이딩 밸브의 상, 하 이동을 안내하는 가이드 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브장치.