KR101254288B1

KR101254288B1 - 쇽업소버의 감쇠력 가변 밸브

Info

Publication number: KR101254288B1
Application number: KR1020080081656A
Authority: KR
Inventors: 박규식; 지영환
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2013-04-12
Also published as: US20100044172A1; KR20100023074A; CN101655134A; CN101655134B

Abstract

본 발명은 감쇠력 가변식 밸브에 관한 것으로서, 가압 로드와 플런저를 일체화하여 솔레노이드부의 전압인가에 의해 연동되어 작동하며, 내부에 형성되는 유로를 단순화하여 스풀의 이동성을 향상되도록 한 감쇠력 가변 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브는 실린더 및 상기 실린더와 연통하는 리저버챔버를 갖추고, 실린더의 인장챔버와 연결되는 고압측 및 리저버챔버와 연결되는 저압측이 형성된 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변 밸브에 있어서, 중앙부에서 고압측과 연결되며 외측으로 외경이 확장되는 본체부와, 상기 본체부의 중앙부에서 일체로 연장 형성되며 중앙부에 스풀이 삽입되는 중공부가 형성된 스풀 로드부를 갖는 리테이너와, 상기 리테이너의 하부에 결합되는 솔레노이드부와, 상기 솔레노이드부의 내부에 설치되어 상기 솔레노이드부에 인가되는 전압에 의해 연동하여 이동하며 상기 스풀을 가압하는 스풀 가압부를 포함한다.

쇽업소버, 감쇠력, 가변, 밸브, 스풀, 솔레노이드부, 가압 로드, 플런저

Description

쇽업소버의 감쇠력 가변 밸브 {DAMPING FORCE CONTROLLING VALVE}

본 발명은 감쇠력 가변식 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔레노이드부의 가압 로드가 압입되어 결합되는 구조를 개선하며 내부에 형성되는 유로의 구조를 단순화한 쇽업소버의 감쇠력 가변 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 쇽업소버는 급격한 충격 또는 진동을 완충시키는 장치로서, 예컨대 자동차에 적용되어 자동차의 주행중 노면에 의해 발생되는 스프링의 진동을 재빨리 흡수하여 주행안전성을 확보하고, 편안한 승차감을 제공하기 위해 사용된다.

이러한 쇽업소버는 통상의 주행시 감쇠력을 낮게 하여 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시키고, 선회, 가속, 제동 및 고속 주행시 등에 있어서는 감쇠력을 높여 차체의 자세 변화를 억제하여 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

한편, 최근의 쇽업소버는 일측에 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 밸브가 구비되어, 승차감이나 조종안정성의 향상을 위해 노면 및 주행상태 등에 따라 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버로 발전되었다.

이를 위해, 감쇠력 가변식 쇽업소버는 베이스쉘(56)의 일측에 감쇠력을 가변하기 위한 감쇠력 가변식 밸브(70)가 설치된다.

도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변 밸브의 단면도로서, 감쇠력 가변 밸브(10)는 스풀(30)이 스풀 로드(20)에 대하여 포핏(poppet) 밸브 방식으로 작동하면서 유체의 연통을 제어하도록 형성된 것이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 감쇠력 가변 밸브(10)는, 솔레노이드부(40)와, 스풀 로드(20)와, 스풀(30)과, 하부 리테이너(22)와, 메인 디스크(26)와, 상부 리테이너(24)로 구성되어 있다.

상기 스풀 로드(20)의 상단에는 플러그(21)가 설치되고, 이 플러그(21)와 상기 스풀(30) 사이에는 코일 스프링(21a)이 내장되어, 상기 스풀(30)을 상기 솔레노이드부(40) 측으로 밀착시킨다. 또한, 상기 스풀 로드(20)에는 유체가 통하는 복수의 접속포트들(20a, 20b, 20c)이 관통 형성된다.

상기 하부 리테이너(22)는 상기 스풀 로드(20)의 외주면에 설치되며, 내부에 유입 통로(22a), 배출 통로(22b) 및 우회 통로(22c)가 관통 형성되어 있다.

또한, 상기 메인 디스크(26)는 상기 하부 리테이너(22)의 후방에서 유입 통로(22a)를 덮도록 배치되어서 유입 통로(22a)를 통과하는 작동유에 직접 맞부딪치어 감쇠력을 발생시킨다.

또한, 상기 하부 리테이너(22)의 상부에는 쇽업소버의 고압실로부터 상기 하부 리테이너(22)의 내부와 유체가 연통하는 안내 유로를 형성하기 위한 상부 리테이너(24)가 설치되고, 상기 스풀 로드(20)의 상단 외주면에는 하부 리테이너(22)를 고정하는 너트(26)가 설치되어 있다.

상기 솔레노이드부(40)는 그 상단이 쇽업소버의 외측에 결합되는 밸브 하우징(12)의 하단에 고정적으로 설치되어 있으며, 코일이 감겨있는 보빈(42)과, 이 보빈(42)에 감겨진 코일에 공급되는 전류 변화에 따라 상하 이동하는 가압 로드(44)가 구동 블럭(46) 내에 마련되어 있다. 이와 같이 구성된 솔레노이드부(40)는 하부에 결합되는 덮개부(48)에 의해 마감된다.

그리고, 상기 덮개부(48)의 내측에는 상기 플런저(50)와의 사이에 마련된 스프링(53)을 탄성 지지하며, 상기 가압 로드(44)의 이동을 안내하는 안내부(49)가 설치된다. 그리고, 상기 가압 로드(44)와 상기 안내부(49) 사이에는 동(Cu) 재질로 이루어진 부시(54)가 구비되어, 상기 가압 로드(44)의 이동시 발생되는 마찰을 저감시킨다.

한편, 상기 가압 로드(44)는 중앙부가 관통된 플런저(50)에 압입되어 고정된다. 여기에서 상기 플런저(50)는 영구자석으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 솔레노이드부(40)에 전압이 인가될 경우, 상기 보빈(42)에 감겨진 코일에 자기력이 발생하며, 이 자기력에 의해 상기 플런저(50)가 상하로 이동한다. 따라서, 상기 가압 로드(44)는 상기 플런저(50)와 함께 연동하며 상기 스풀(30)을 이동시키게 된다.

상기 스풀(30)은 내부에 중공유로(32)가 형성되며, 상기 중공유로(32)는 상기 가압 로드(44)와 인접한 상측에서 측방향으로 연통한다. 그리고, 상기 플런저(50)에는 외둘레부에 유로(51)가 형성된다. 여기에서, 따라서, 상기 플런저(50)의 이동시 작동유의 일부가 상기 스풀(30)의 중공유로(32) 및 상기 유로(51)를 통 해 이동하며 상기 플런저(50)의 이동에 따른 압력을 보상한다.

그러나, 종래 기술에 따른 감쇠력 가변 밸브(10)는 상기 가압 로드(44)를 상기 플런저(50)에 압입하여 고정하는 과정에서 상기 가압 로드(44)가 변형될 수 있다. 또한, 상기 가압 로드(44)가 상기 플런저(50)와 수직으로 결합되지 않을 경우, 자화의 변화가 외부 자기장의 변화에 의해 지연되는 자기이력현상(hysteresis)이 발생할 수 있으며, 이러한 자기이력현상은 상기 스풀(30)의 원활한 이동을 방해할 수 있다. 또한, 종래의 감쇠력 가변 밸브(10)는 상기 스풀(30) 및 상기 플런저(50)에 형성된 유로 사이에 배압차이가 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 스풀(30)의 이동시 떨림이 발생할 수 있다. 이와 같이, 상기 스풀(30)의 이동시 떨림이 발생하게 되면 마찰저항이 증가하고, 원활한 이동이 방해되어 감쇠력 특성을 저하시킬 수 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가압 로드와 플런저를 일체화하여 솔레노이드부의 전압인가에 의해 연동되어 작동하며, 내부에 형성되는 유로를 단순화하여 스풀의 이동성을 향상되도록 한 감쇠력 가변 밸브를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브는 실린더 및 상기 실린더와 연통하는 리저버챔버를 갖추고, 실린더의 인장챔버와 연결되는 고압 측 및 리저버챔버와 연결되는 저압측이 형성된 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변 밸브에 있어서, 중앙부에서 고압측과 연결되며 외측으로 외경이 확장되는 본체부와, 상기 본체부의 중앙부에서 일체로 연장 형성되며 중앙부에 스풀이 삽입되는 중공부가 형성된 스풀 로드부를 갖는 리테이너와, 상기 리테이너의 하부에 결합되는 솔레노이드부와, 상기 솔레노이드부의 내부에 설치되어 상기 솔레노이드부에 인가되는 전압에 의해 연동하여 이동하며 상기 스풀을 가압하는 스풀 가압부를 포함한다.

여기에서, 상기 스풀 가압부는 원통형으로 이루어지고, 중앙부에 형성되어 상기 스풀 로드부의 중공부로 일부 삽입되며 상기 스풀과 맞닿는 융기부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 스풀은 중앙부를 관통하여 중공유로가 형성되고, 상기 스풀 가압부는 중앙부에 상기 중공유로와 연통하는 유로가 형성될 수 있다. 더불어, 상기 스풀 가압부는 소결에 의해 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 스풀 로드부는 내주면에 해칭 패턴(hatching pattern)이 형성되도록 표면처리되는 것도 가능하다.

전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브는 플런저에 융기부가 일체로 형성된 스풀 가압부가 스풀을 가압하도록 함으로써, 압입 등의 가공에 의한 플런저의 변형을 방지할 수 있고, 이에 따라 자화의 변화가 외부 자기장의 변화에 의해 지연되는 자기이력현상(hysteresis)을 방지할 수 있다. 또한, 스풀과 스풀 가압부에 형성되는 유로의 구조가 단순화되어 스풀의 이동시 배압의 발생을 최소화할 수 있으며, 스풀의 이동시 발생되는 떨림 현상도 방지할 수 있다. 또한, 종래에 각각의 부품으로 이루어진 플런저와 가압 로드를 일체화하여 부품수를 감소시킬 수 있고, 조립성도 향상되어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 스풀 로드부에 해칭 패턴을 형성하여 스풀 가압부와의 마찰을 저감시킬 수 있으며, 이에 따라 종래에 가압 로드의 마찰을 저감시키기 위해 사용되는 부시가 필요없는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브(110)는 실린더 및 상기 실린더와 연통하는 리저버챔버를 갖추고, 실린더의 인장챔버와 연결되는 고압측 및 리저버챔버와 연결되는 저압측이 형성된 쇽업소버에 설치된다.

이러한 감쇠력 가변 밸브(110)는 밸브 하우징(112)의 내부에 설치되는 리테이너(120)와, 메인 디스크(126)를 포함하며, 상기 밸브 하우징(112)의 하측에 솔레노이드부(140)가 결합된다.

상기 리테이너(120)는 본체부(122)와, 상기 본체부(122)와 일체로 형성된 스풀 로드부(124)로 이루어진다.

상기 본체부(122)는 중앙부에서 고압측과 연결되며, 외측으로 외경이 확장되는 형태로 형성된다. 이를 위해, 상기 리테이너(120)는 상기 본체부(122)의 상단부에 상기 쇽업소버의 고압실에 연결되는 연결포트(123)가 형성된다.

또한, 상기 본체부(122)의 내부에는 상기 연결포트(123)와 연결되는 유입 통로(122a)가 관통되어 형성된다. 상기 유입 통로(122a)는 상기 본체부(122)의 형상을 따라 외측으로 경사지게 형성되어, 상기 유입 통로(122a)를 통과한 작동유를 상기 리테이너(120) 하측으로 배출한다.

한편, 상기 스풀 로드부(124)는 상기 본체부(122)의 하측 중앙부에서 일체로 연장 형성되어 있으며, 중앙부에 스풀(130)이 삽입되는 중공부가 형성된다. 또한, 상기 스풀 로드부(124)는 유체가 통하는 복수의 접속 포트들(124a, 124b)이 형성된다. 이러한 복수의 접속 포트들 중 상부에 형성된 접속 포트(124a)는 상기 유입 통로(122a)로부터 유입된 작동유를 상기 스풀 로드부(124)의 내측으로 안내한다. 그리고, 복수의 접속 포트들 중 하부에 형성된 접속 포트(124b)는 작동유를 배압 챔버(PC)로 공급하게 되며, 상기 배압 챔버(PC)로 유입된 작동유에 의해 상기 메인 디스크(126)의 개폐압력이 제어된다.

한편, 상기 스풀 로드부(124)는 상기 중공부에 상기 스풀(130)이 삽입된 상태에서, 상기 스풀(130)을 탄성 지지하는 스프링(121a)이 삽입되고, 그 상측으로 플러그(121)가 결합된다.

상기 메인 디스크(126)는 상기 리테이너(120)의 후방에서 상기 유입 통로(122a)를 덮도록 배치되어서 상기 유입 통로(122a)를 통과하는 작동유에 직접 맞부딪치어 감쇠력을 발생한다. 즉 상기 메인 디스크(126)는 상기 유입 통로(122a)를 흐르는 작동유에 대항하고, 그에 대항하는 과정에서 뒤로 젖혀지면서 작동유를 배출 통로(122b) 측으로 흐르게 한다.

또한, 상기 메인 디스크(126)의 내측에는 상기 유입 통로(122a)를 통과하는 작동유의 일부를 배출 통로(122b)가 아닌 다른 방향으로 흐르게 하기 위한 내측 슬릿이 형성된다. 상기 내측 슬릿은 상기 스풀(130) 로드의 접속포트에 상시적으로 연통되어 있다. 또한, 상기 메인 디스크(126)의 외측에는 외측 슬릿이 형성되어 있다. 상기 외측 슬릿은 상기 배출 통로(122b)에 상시적으로 연통되어 있다. 상기 배출 통로(122b)는 상기 리테이너(120)에 형성되어 상기 배압 챔버(PC)의 압력에 따라 상기 메인 디스크(126)를 젖히며 공급되는 유체를 저압측으로 배출한다.

한편, 상기 솔레노이드부(140)는 그 상단이 쇽업소버의 외측에 결합되는 밸브 하우징(112)의 하단에 탈착 가능하게 결합된다. 또한, 상기 솔레노이드부(140)는 내부에 전류 변화에 따라 자기력을 발생시키기 위해 코일이 감겨있는 보빈(142)과, 이 보빈에 감겨진 코일에 공급되는 전류 변화에 따라 이동 가능하게 설치된 스풀 가압부(150)를 포함한다.

또한, 상기 솔레노이드부(140)의 상부에는 상기 스풀 가압부(150)를 안내하며 상기 솔레노이드부(140)를 상부를 마감하는 구동 블록(146)이 구비된다. 상기 구동 블록(146)은 외둘레면이 상측으로 연장되는 확장부(146a)가 형성된다. 또한, 상기 솔레노이드부(140)의 하단에는 덮개부(148)가 결합된다. 그리고, 상기 리테이너(120)는 상기 구동 블록(146)의 확장부(146a)에 결합되어 고정상태를 유지하게 된다.

한편, 상기 스풀 가압부(150)는 원통형으로 이루어진다. 그리고, 상기 스풀 가압부(150)의 중앙부에는 상기 스풀(130)과 맞닿는 융기부(152)가 형성된다. 상 기 융기부(152)는 상기 스풀 로드부(124)의 중공부로 일부 삽입된다. 또한, 상기 융기부(152)는 상기 솔레노이드부(140)에 인가되는 전류에 의해 상기 스풀 가압부(150)가 이동하고, 이에 따라 상기 스풀(130)이 연동하여 이동한다.

상기 스풀(130)은 중앙부를 관통하는 중공유로(132)가 형성된다. 따라서, 상기 스풀(130)의 이동시 발생되는 압력차에 의해 상기 작동유가 이동하며 압력차를 상쇄한다.

더불어, 상기 스풀 가압부(150)는 상기 융기부(152)의 중앙부를 관통하여 상기 중공유로(132)와 연통하는 제1유로(151a) 및 외둘레에 형성된 제2유로(151b)가 형성된다. 따라서, 상기 스풀(130)을 통과한 작동유는 상기 스풀 가압부(150)의 유로(153) 및 상기 제1, 2유로(151a, 151b)로 배출되며, 상기 스풀 가압부(150)의 이동에 따른 배압차이를 상쇄시킨다. 따라서, 상기 스풀 가압부(150)의 이동시 진동이 거의 발생하지 않으며, 이와 맞닿은 스풀(130)도 떨림없이 이동이 가능하게 된다.

한편, 상기 덮개부(148)의 내측에는 상기 스풀 가압부(150)와의 사이에 마련된 스프링(153)을 탄성 지지하며, 상기 스풀 가압부(150)의 이동을 안내하는 안내부(149)가 설치된다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 스풀 가압부(150)는 소결에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이, 소결에 의해 성형된 스풀 가압부(150)는 내부에 다수의 공극이 형성될 수 있으며, 이러한 공극에는 오일이 함유될 수 있다. 따라서, 상기 스풀 가압부(150)의 이동시 상기 스풀 로드부와의 마찰저항을 감쇠시킬 수 있다.

더불어, 상기 스풀 로드부(124)는 내주면에 해칭 패턴(hatching pattern)이 형성되도록 표면처리될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스풀 로드부(124)에는 크로스 해칭 패턴이 형성되며, 이에 따라 상기 스풀 가압부(150)와의 접촉 면적을 감소시키며, 상기 스풀 가압부(150)의 이동시 발생하는 마찰 저항을 감소시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브를 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.

도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변 밸브의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변 밸브를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 감쇠력 가변 밸브 112 : 밸브 하우징

120 : 리테이너 121 : 플러그

121a : 스프링 122 : 본체부

122a : 유입 통로 122b : 배출 통로

123 : 연결포트 124 : 스풀 로드부

124a, 124b : 접속 포트 126 : 메인 디스크

130 : 스풀 132 : 중공유로

140 : 솔레노이드부 142 : 보빈

146 : 구동 블록 146a : 확장부

148 : 덮개부 149 : 안내부

150 : 스풀 가압부 151a : 제1유로

151b : 제2유로 152 : 융기부

153 : 스프링

Claims

실린더 및 상기 실린더와 연통하는 리저버챔버를 갖추고, 실린더의 인장챔버와 연결되는 고압측 및 리저버챔버와 연결되는 저압측이 형성된 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변 밸브에 있어서,

중앙부에서 고압측과 연결되며 외측으로 외경이 확장되는 본체부(122)와, 상기 본체부(122)의 중앙부에서 일체로 연장 형성되며 중앙부에 스풀(130)이 삽입되는 중공부가 형성된 스풀 로드부(124)를 갖는 리테이너(120)와,

상기 리테이너(120)의 하부에 결합되는 솔레노이드부(140)와,

상기 솔레노이드부(140)의 내부에 설치되어 상기 솔레노이드부(140)에 인가되는 전압에 의해 연동하여 이동하며 상기 스풀(130)을 가압하는 스풀 가압부(150)와,

상기 스풀 가압부(150)의 중앙부에 원통형으로 형성되어 상기 스풀 로드부(124)의 중공부로 일부 삽입되며 상기 스풀(130)과 맞닿는 융기부(152)와,

상기 스풀(130)의 중앙부를 관통하여 중공유로(132)와,

상기 스풀 가압부(150)에 상기 융기부(152)의 중앙부를 관통하여 상기 중공유로(132)와 연통하게 형성되는 제1유로(151a) 및

상기 제1유로(151a)의 외둘레에 형성된 제2유로(151b)를 포함하여,

상기 스풀(130)을 통과한 작동유는 상기 스풀 가압부(150)의 상기 제1, 2유로(151a, 151b)로 배출되어 상기 스풀 가압부(150)의 이동에 따른 배압차이를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 밸브.
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청구항 1에 있어서,

상기 스풀 가압부(150)는 소결에 의해 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 밸브.
청구항 1에 있어서,

상기 스풀 로드부(124)는 내주면에 해칭 패턴(hatching pattern)이 형성되도록 표면처리된 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 밸브.