KR101239915B1 - 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컨트롤 로드가 회전하면서 오리피스 홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하여 감쇠력을 가변하도록 한 감쇠력 가변밸브에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내부에 작동유체가 충전된 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 외부에 걸쳐 뻗어있는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 실린더 내측 말단에 설치되어 실린더의 내부를 상부 챔버와 하부 챔버로 양분하는 피스톤 밸브를 갖는 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브에 있어서, 상기 감쇠력 가변밸브는, 상부 챔버와 하부 챔버 사이의 작동유체의 유동량을 조절하여 감쇠력을 가변하기 위해서, 컨트롤 밸브의 회전각도를 조절하여 밸브 몸체에 형성된 오리피스 홀을 컨트롤 디스크에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브가 제공된다.

Description

쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 {DAMPING FORCE VARIABLE VALVE OF SHOCK ABSORBER}
본 발명은 감쇠력 가변식 쇽업소버에 부착되어 사용되는 감쇠력 가변밸브에 관한 것으로서, 컨트롤 로드가 회전하면서 오리피스 홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하여 감쇠력을 가변하도록 한 감쇠력 가변밸브에 관한 것이다.
일반적으로 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.
이러한 쇽업소버는 실린더와, 이 실린더 내에 압축 및 신장가능하게 설치된 피스톤 로드를 포함하며, 실린더의 내부에서 피스톤 로드의 말단에는 피스톤 밸브가 설치되어 감쇠력을 발생시키는 구조를 갖는다.
차량에 있어서 실린더와 피스톤 로드를 갖는 쇽업소버는 차량의 차체측과 차륜측 사이에 설치되어 주행시 노면으로부터의 진동이나 충격을 흡수하는 것이 대표적이지만, 그 밖에도 차량의 내부 혹은 외부에서 다양한 종류의 쇽업소버가 충격의 흡수를 위해 활용되고 있다.
상기 쇽업소버 중 감쇠력이 낮게 설정된 쇽업소버는 주행시 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있다. 반면에, 감쇠력이 높게 설정된 쇽업소버는 쇽업소버가 설치된 부재의 자세변화가 억제되는 특성이 있다. 따라서, 종래의 차량에는 차량의 사용 목적이나 쇽업소버의 설치 위치에 따라 감쇠력 특성이 다르게 설정된 쇽업소버가 적용된다.
한편, 최근에는 쇽업소버의 일측에 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변 밸브를 장착하여, 노면 및 주행상태 등에 따라 승차감 향상이나 자세변화 억제를 위해 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 단면도로서, 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 내부에 작동유체가 충전되어 있으며 대략 원통형인 실린더(11)와, 이 실린더(11)의 내부에서 외부에 걸쳐 뻗어있도록 설치되는 피스톤 로드(12)와, 이 피스톤 로드(12)의 실린더 내측 말단에 설치되어 실린더(11)의 내부를 2개의 챔버, 즉 상부 챔버(15)와 하부 챔버(16)로 양분하는 피스톤 밸브(14)를 포함한다.
피스톤 로드(12)의 내부에는 필요에 따라 선회되어 상부 챔버(15)와 하부 챔버(16) 사이의 작동유체의 유동량을 조절할 수 있는 컨트롤 밸브(20)가 설치된다. 컨트롤 밸브(20)는 역시 피스톤 로드(12)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 컨트롤 로드(21)의 말단에 설치되어, 컨트롤 로드(21)의 회전에 따라 함께 회전한다.
종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 경우, 컨트롤 밸브(20)에는 상하방향으로 이격되게 복수의 구멍(23)이 천공되어 있으며, 각각의 구멍(23) 크기는 서로 상이하게 형성된다. 피스톤 로드(12)에는 각각의 구멍(23)이 형성된 높이에 맞춰 반경방향으로 연장되는 복수의 통로(13)가 형성되며, 각각의 통로(13)가 형성되는 방향은 서로 상이하다.
예를 들어, 피스톤 로드를 평면에서 볼 때, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 컨트롤 밸브(20)에 형성된 구멍들 중 어느 하나의 구멍(23)이 피스톤 로드(12)에 형성된 통로들 중 어느 하나의 통로(13)와 정렬될 때 작동유체는 상부 챔버(15)와 하부 챔버(16) 사이에서 유동할 수 있다. 그리고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨트롤 밸브(20)에 형성된 구멍(23)과 피스톤 로드(12)에 형성된 통로(13)가 서로 어긋나는 방향으로 위치되면 작동유체는 상부 챔버(15)와 하부 챔버(16) 사이에서 유동할 수 없게 된다.
피스톤 로드(12)에 형성된 복수의 통로(13)들은 각각 그 방향이 상이하므로 컨트롤 밸브(20)의 회전을 통해 복수의 통로들 중 어떤 통로가 개방되는지, 혹은 모든 통로가 폐쇄되는지를 조절할 수 있다.
그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래 기술의 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 컨트롤 밸브에 형성된 서로 다른 크기의 직경을 갖는 복수의 구멍(23)을 피스톤 로드(12)에 형성된 통로(13)에 정렬시켜 감쇠력을 조절하고 있기 때문에, 감쇠력이 계단식으로 변화하는 문제가 있다.
또한, 컨트롤 밸브의 회전각에 따라 각각의 통로(13)를 개별적으로 정렬시킬 수 있도록 통로(13)를 상하방향으로 이격시켜 형성해야 하기 때문에 컨트롤 밸브(20)의 높이가 증가되고, 나아가서 쇽업소버의 전체 높이가 증가하는 문제가 있다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 감쇠력 가변밸브에 포함된 조절 로드가 회전하면서 오리피스 홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하도록 하여 감쇠력을 미세하게 가변할 수 있는 감쇠력 가변밸브를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 작동유체가 충전된 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 외부에 걸쳐 뻗어있는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 실린더 내측 말단에 설치되어 실린더의 내부를 상부 챔버와 하부 챔버로 양분하는 피스톤 밸브를 갖는 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브에 있어서, 상기 감쇠력 가변밸브는, 상부 챔버와 하부 챔버 사이의 작동유체의 유동량을 조절하여 감쇠력을 가변하기 위해서, 컨트롤 밸브의 회전각도를 조절하여 밸브 몸체에 형성된 오리피스 홀을 컨트롤 디스크에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브가 제공된다.
상기 컨트롤 로드는 상기 피스톤 로드의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 컨트롤 디스크는 상기 컨트롤 로드의 말단에 설치되어 컨트롤 로드의 회전에 따라 함께 회전하고, 상기 오리피스 홀은 상기 컨트롤 디스크가 회전함에 따라 개폐되거나 개방정도가 조절될 수 있도록 밸브 몸체에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 피스톤 로드의 내부에는, 상기 오리피스 홀의 개방시 작동유체가 상부 챔버와 하부 챔버 사이를 유동할 수 있도록, 상기 오리피스 홀과 연통하는 수직통로 및 상기 수직통로와 연통하는 수평통로가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤 로드는 상기 피스톤 로드의 실린더 외측 말단까지 연장되어 컨트롤 장치에 의해 그 회전각도가 조절되도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 밸브 몸체는, 상기 컨트롤 디스크의 상부에 위치되고 상부 오리피스 홀을 가지는 상부 몸체와, 상기 컨트롤 디스크의 하부에 위치되고 하부 오리피스 홀을 가지는 하부 몸체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오리피스 홀을 이루는 상기 상부 오리피스 홀과 상기 하부 오리피스 홀은 일직선상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 컨트롤 디스크는 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체 사이에서 수평방향으로 이동하면서 상기 오리피스 홀을 개폐하거나 부분적으로 차단할 수 있는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 감쇠력 가변밸브에 포함된 조절 로드가 회전하면서 오리피스 홀을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 조절하도록 하여 감쇠력을 미세하게 가변할 수 있는 감쇠력 가변밸브가 제공될 수 있다.
본 발명의 감쇠력 가변밸브에 의하면, 오리피스 홀의 개방면적을 조절함으로써 감쇠력이 연속적으로 미세하게 변화될 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 감쇠력 가변 밸브에 의하면, 종래에 비해 감쇠력 가변밸브의 높이를 감소시킬 수 있고, 나아가서 쇽업소버의 전체 높이를 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 주요부 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버에 부착되어 사용되는 감쇠력 가변밸브의 일례를 도시한 도 1의 A-A선을 따른 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 감쇠력 가변밸브의 주요부 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 감쇠력 가변밸브의 작동을 설명하기 위한 도 3의 B-B선을 따른 평단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감쇠력 가변밸브를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감쇠력 가변밸브를 갖는 쇽업소버는, 내부에 작동유체가 충전되어 있으며 대략 원통형인 실린더(31)와, 이 실린더(31)의 내부에서 외부에 걸쳐 뻗어있도록 설치되는 피스톤 로드(32)와, 이 피스톤 로드(32)의 실린더 내측 말단에 설치되어 실린더(31)의 내부를 2개의 챔버, 즉 상부 챔버(35)와 하부 챔버(36)로 양분하는 피스톤 밸브(34)와, 상부 챔버(35)와 하부 챔버(36) 사이의 작동유체의 유동량을 조절할 수 있는 감쇠력 가변밸브(40)를 포함한다.
도 3에는 본 발명의 감쇠력 가변밸브가 이중관 형태의 듀얼 튜브식 쇽업소버에 적용된 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 감쇠력 가변밸브는 모노 튜브식 쇽업소버와 같이 다른 다양한 형태의 쇽업소버에도 적용될 수 있다.
도 3에는 감쇠력 가변밸브(40)가 피스톤 밸브(34)의 아래쪽, 즉 피스톤 로드(32)의 말단에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 감쇠력 가변밸브(40)를 피스톤 밸브(34)의 위쪽에 설치하는 것으로 변형될 수 있다.
감쇠력 가변밸브(40)는, 피스톤 로드(32)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 컨트롤 로드(41)와, 이 컨트롤 로드(41)의 말단에 설치되며 컨트롤 로드(41)의 회전에 따라 함께 회전하는 컨트롤 디스크(42)와, 이 컨트롤 디스크(42)가 회전함에 따라 개폐되거나 개방정도가 조절될 수 있는 오리피스 홀(45)이 형성된 밸브 몸체를 포함한다.
피스톤 로드(32)의 내부에는, 오리피스 홀(45)의 개방시 작동유체가 상부 챔버(35)와 하부 챔버(36) 사이를 유동할 수 있도록, 오리피스 홀(45)과 연통하는 수직통로(33a) 및 이 수직통로(33a)와 연통하는 수평통로(33b)가 형성되어 있다.
도시하지는 않았지만, 컨트롤 로드(41)는 피스톤 로드(32)의 실린더 외측 말단까지 연장되어 별도의 컨트롤 장치(47)에 의해 그 회전각도가 조절되도록 설치될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 컨트롤 디스크(42)는 대략 원형의 디스크이며, 컨트롤 로드(41)에 편심되도록 결합된다. 컨트롤 로드(41)가 회전하면 컨트롤 디스크(42)는 밸브 몸체의 내부에 형성된 공간 내에서 수평방향으로 회전하며 이동한다. 컨트롤 디스크는 회전하면서 오리피스 홀을 부분적으로 혹은 완전히 차단할 수 있다면 원형 이외에 다양한 형태를 가질 수 있다.
밸브 몸체는 하나 이상의 부재가 조립되어 이루어질 수 있다. 도 3을 참조하면, 밸브 몸체는, 컨트롤 디스크(42)의 상부에 위치되고 상부 오리피스 홀(45a)을 가지는 상부 몸체(43a)와, 컨트롤 디스크(42)의 하부에 위치되고 하부 오리피스 홀(45b)을 가지는 하부 몸체(43b)와, 이들 상부 몸체(43a) 및 하부 몸체(43b)를 피스톤 로드(32)의 말단에 결합하기 위한 상부 하우징(43c) 및 하부 하우징(43d)을 포함한다. 밸브 몸체는 도시한 실시예 이외의 다른 형태 및 구조를 가질 수 있으며, 본 발명의 밸브 몸체는 도 3에 도시된 밸브 몸체의 형태 및 구조만으로 한정되지 않는다.
상부 몸체(43a)와 하부 몸체(43b)는 서로 결합하였을 때 컨트롤 디스크(42)를 밀봉 상태로 둘러쌀 수 있으며, 이를 위해 본 실시예의 상부 몸체(43a)의 하부표면에는 컨트롤 디스크(42)의 두께에 상응하는 깊이의 오목부가 형성될 수 있다.
오리피스 홀(45)은 상부 오리피스 홀(45a)과 하부 오리피스 홀(45b)을 포함하여 원형의 단면형상을 갖는다. 오리피스 홀(45)을 구성하는 상부 오리피스 홀(45a)과 하부 오리피스 홀(45b)은 일직선상에 형성된다. 상부 오리피스 홀(45a)은 피스톤 로드(32) 내부의 수직통로(33a) 및 수평통로(33b)를 통하여 상부 챔버(35)에 연통되고, 하부 오리피스 홀(45b)은 하부 챔버(36)에 연통된다. 상부 오리피스 홀(45a)과 하부 오리피스 홀(45b)은 컨트롤 디스크(42)에 의해 선택적으로 차단될 수 있다.
도 4와 같이 컨트롤 디스크(42)가 오리피스 홀(45)을 차단하지 않아 상부 오리피스 홀(45a)과 하부 오리피스 홀(45b)이 서로 연통되면 감쇠력이 작아져 쇽업소버는 소프트 모드로 작동된다. 또한, 도 5와 같이 컨트롤 디스크(42)가 오리피스 홀(45)을 차단하여 상부 오리피스 홀(45a)과 하부 오리피스 홀(45b)이 서로 연통되지 않으면 감쇠력이 커져 쇽업소버는 하드 모드로 작동된다.
본 발명에 따르면, 컨트롤 디스크(42)가 오리피스 홀(45)을 완전히 차단하지 않고, 오리피스 홀(45)을 부분적으로 차단함으로써 감쇠력을 연속적으로 변화시키도록 제어하여도 좋다.
또한, 본 발명의 변형예에 따르면, 상부 몸체와 하부 몸체에 하나 이상의 오리피스 홀을 형성하고 컨트롤 디스크가 이들 오리피스 홀을 순차적으로 차단하도록 구성하거나, 오리피스 홀의 단면형상을 원형 이외의 형태, 예컨대 원호형, 타원형, 다각형 등의 형태를 가지도록 할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 감쇠력 가변밸브를, 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.
31 : 실린더 32 : 피스톤 로드
33a : 수직통로 33b : 수평통로
34 : 피스톤 밸브 35 : 상부 챔버
36 : 하부 챔버 40 : 감쇠력 가변밸브
41 : 컨트롤 로드 42 : 컨트롤 디스크
43a : 상부 몸체 43b : 하부 몸체
43c : 상부 하우징 43d : 하부 하우징
45 : 오리피스 홀 45a : 상부 오리피스 홀
45b : 하부 오리피스 홀 47 : 컨트롤 장치

Claims (5)

  1. 내부에 작동유체가 충전된 실린더(31)와, 상기 실린더의 내부에서 외부에 걸쳐 뻗어있는 피스톤 로드(32)와, 상기 피스톤 로드의 실린더 내측 말단에 설치되어 실린더의 내부를 상부 챔버(35)와 하부 챔버(36)로 양분하는 피스톤 밸브(34)를 갖는 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브에 있어서,
    상기 감쇠력 가변밸브(40)는, 상부 챔버와 하부 챔버 사이의 작동유체의 유동량을 조절하여 감쇠력을 가변하기 위해서, 컨트롤 로드(41)의 회전각도를 조절하여 상기 감쇠력 가변밸브(40)의 밸브 몸체에 형성된 오리피스 홀(45)을 컨트롤 디스크(42)에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄하거나 개방 면적을 연속적으로 조절하도록 이루어지며,
    상기 컨트롤 로드(41)는 상기 피스톤 로드(32)의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 컨트롤 디스크(42)는 상기 컨트롤 로드의 말단에 편심되도록 설치되어 컨트롤 로드의 회전에 따라 함께 회전하고, 상기 오리피스 홀(45)은 상기 컨트롤 디스크가 회전함에 따라 개폐되거나 개방정도가 연속적으로 조절될 수 있도록 상기 밸브 몸체에 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 피스톤 로드(32)의 내부에는, 상기 오리피스 홀(45)의 개방시 작동유체가 상부 챔버(35)와 하부 챔버(36) 사이를 유동할 수 있도록, 상기 오리피스 홀과 연통하는 수직통로(33a) 및 상기 수직통로와 연통하는 수평통로(33b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤 로드(41)는 상기 피스톤 로드(32)의 실린더 외측 말단까지 연장되어 컨트롤 장치(47)에 의해 그 회전각도가 조절되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 몸체는, 상기 컨트롤 디스크(42)의 상부에 위치되고 상부 오리피스 홀(45a)을 가지는 상부 몸체(43a)와, 상기 컨트롤 디스크의 하부에 위치되고 하부 오리피스 홀(45b)을 가지는 하부 몸체(43b)를 포함하며,
    상기 오리피스 홀(45)을 이루는 상기 상부 오리피스 홀(45a)과 상기 하부 오리피스 홀(45b)은 일직선상에 형성되며,
    상기 컨트롤 디스크(42)는 상기 상부 몸체(43a)와 상기 하부 몸체(43b) 사이에서 수평방향으로 이동하면서 상기 오리피스 홀(45)을 개폐하거나 부분적으로 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브.
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