KR101263478B1 - 쇽업소버의 유압식 스토퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤 로드의 과도한 상승을 제한하는 쇽업소버의 유압식 스토퍼에 관한 것으로서, 스토퍼가 실린더의 접촉면과 마찰이 저감된 상태로 접촉하며 이동하도록 구조를 개선하여 실린더의 접촉면에 스크래치를 발생시키지 않으며, 이로 인해 감쇠력 특성의 저하를 막고, 칩(chip)과 같은 이물질의 발생을 차단하여 칩의 유동에 의한 쇽업소버의 감쇠력 성능을 저하시키거나 고장을 일으키는 품질 문제를 해결할 수 있는 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼는 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 쇽업소버의 스토퍼에 있어서, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되고, 상기 스토퍼가 삽입되며 완충력을 발생하기 위한 완충챔버가 내부에 형성되는 연장부를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드의 연장부 내주면과 접촉되는 씰링부재를 포함한다.

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Description

쇽업소버의 유압식 스토퍼 {HYDRAULIC STOPPER OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 피스톤 로드의 과도한 상승을 제한하는 쇽업소버의 유압식 스토퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리바운드 행정시 유압을 이용하여 피스톤 로드의 상승을 억제하도록 한 쇽업소버의 유압식 스토퍼에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행시 차축이 노면으로 받는 충격이나 진동을 완충하여 승차감을 향상시키기 위한 완충장치가 설치되며, 이와 같은 완충장치의 하나로서 쇽업소버가 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 내부를 보인 단면도이다. 도 1을 참고하면, 쇽업소버(10)는 차체와 차축 사이에 설치되며, 피스톤 로드(14)가 이동 가능하게 설치된 실린더(12)를 포함한다. 실린더(12)는 단일관으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예와 같이 내부관(12a)과 외부관(12b)으로 이루어진 이중관 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 실린더(12)의 상부에는 내부관(12a)과 외부관(12b) 사이를 일정하게 유지시키며 피스톤 로드(14)의 이동을 안내하는 로드 가이드(16)가 설치된다. 또한, 실린더(12)의 내부에는 가스 또는 오일 등의 완충 매체가 채워지며, 피스톤 로 드(14)의 단부에 설치된 피스톤 밸브(15)에 의해 오일이 이동하는 과정에서 감쇠력이 발생된다.

이러한 쇽업소버(10)는 피스톤 로드(14)의 외둘레에 스토퍼(20)가 장착된다. 스토퍼(20)는 과도한 리바운드시 피스톤 로드(14)가 상부측으로 상승하는 것을 제한함으로서 피스톤 밸브(15)의 파손을 방지하며 선회시의 롤 특성을 향상시킨다.

스토퍼(20)는 용접에 의해 피스톤 로드(14)에 부착될 수 있으며, 조립에 의해서 피스톤 로드(14)에 결합되는 것도 가능하다. 이러한 스토퍼(20)는 피스톤 로드(14)에 고정되는 본체부(22)와, 상기 본체부(22)의 상부에 설치되는 완충부(24)로 이루어진다. 여기에서 완충부(24)는 탄성을 갖는 재질로 이루어지며, 피스톤 로드(14)의 과도한 상승시 로드 가이드(16)의 하단에 접촉됨에 따라 변형되며 충격을 완충시킨다.

한편, 종래의 쇽업소버(10)의 스토퍼(20)는 피스톤 로드(14)의 과도한 상승시 충분한 완충력을 갖지 못하는 한계가 있다. 최근에는 이러한 스토퍼(20)의 한계를 해결하기 위해, 유압을 이용하여 완충력을 발생시키는 유압식 스토퍼가 개발되어 사용되고 있다.

이를 위해 종래의 유압식 스토퍼는 실린더(12)의 내부관(12a)에 근접하도록 이루어지며, 이에 따라 피스톤 로드(14)의 상승시 실린더(12) 상부와 유압식 스토퍼 사이의 작동유체가 쉽게 빠져나가지 못하도록 하여 유압에 의한 완충력을 얻도록 이루어진다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)의 유압식 스토퍼는 실린더(12)의 내 부관(12a)과 근접하게 형성되며, 이에 따라 피스톤 로드(14)에 횡하중이 전해질 경우 내부관(12a)과 접촉되며 내부관(12a)의 표면에 스크래치를 일으키는 문제가 있다. 이와 같이 실린더(12)의 내부관(12a) 표면에 형성된 스크래치를 통해 작동유체가 이동할 수 있어 감쇠력 특성을 저하시키는 요인이 되고 있으며, 스크래치의 형성시 발생된 칩(chip)과 같은 이물질은 유체의 유동에 의해 쇽업소버(10)의 내부를 이동하며 피스톤 밸브(15) 등에 형성된 미세 유로를 막게 되어 쇽업소버(10)의 감쇠력 성능을 저하시키거나 고장을 일으키는 요인이 되고 있다. 또한, 유압식 스토퍼의 외경을 크게 할 경우 작동유체의 유동을 제한하는 문제가 있다. 이에 따라 최근에는 로드 가이드(16)의 하단부를 길게 형성하고, 그 내부에 소정의 공간을 형성하며, 이곳에 삽입된 유압식 스토퍼에 의해 완충력을 얻도록 하고 있으나, 아직까지 횡하중에 의해 유압식 스토퍼가 로드 가이드(16)의 내주면과 접촉되는 문제를 해결할 수 없으며, 이와 같은 지속적인 마찰 등에 의해 유압식 스토퍼의 씰링성이 저하되어 압력강하에 의한 요구 하중의 구현이 어려운 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스토퍼가 실린더의 접촉면과 마찰이 저감된 상태로 접촉하며 이동하도록 구조를 개선하여 실린더의 접촉면에 스크래치를 발생시키지 않으며, 이로 인해 감쇠력 특성의 저하를 막고, 칩(chip)과 같은 이물질의 발생을 차단하여 칩의 유동에 의한 쇽업소버의 감쇠력 성능을 저하시키거나 고장을 일으키는 품질 문제를 해결할 수 있는 쇽 업소버의 유압식 스토퍼를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼는 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 쇽업소버의 스토퍼에 있어서, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되어 형성되고, 내부로 상기 스토퍼가 삽입되며 완충력을 발생하는 완충챔버가 형성하는 연장부를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드의 연장부 내주면과 접촉되는 씰링부재를 포함한다.

여기에서, 상기 씰링부재는 상, 하단이 상기 외경부의 상, 하부를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 스토퍼의 외경부는 외주면에 요철부가 형성되고, 상기 씰링부재는 내주면에 상기 요철부와 대응되게 형성되어 서로 맞물리는 요철부를 포함할 수 있다. 더불어, 상기 씰링부재는 상, 하로 관통 형성된 홈 또는 절개부를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 쇽업소버의 유압식 스토퍼는 외경부에 설치된 씰링부재에 의해 실린더의 접촉면과 마찰이 저감된 상태로 접촉하며 이동이 가능하며, 이로 인해 횡하중이 발생하더라도 스토퍼가 실린더와 직접 접촉하지 않으므로 실린더의 접촉면에 스크래치의 발생을 막을 수 있다. 또한, 이와 같이 스토퍼와 실린더 사이에 스크래치로 인한 칩의 발생을 억제되므로 감쇠력 특성을 안정적으로 유지시킬 수 있고, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 이러한 쇽업소버의 품질의 향상으로 인해 제품의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명은 스토퍼가 씰링부재가 실린더의 접촉면에 밀착되므로 유체가 쉽게 빠져나가지 못하므로 피스톤 로드가 급격히 상승하더라도 요구하중을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 스토퍼의 씰링부재에 형성되는 홈부의 크기를 조절하여 요구하는 완충력의 제어가 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 A-A선의 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)의 유압식 스토퍼(60)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(54)에 장착되며, 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시 유압에 의한 완충력을 발생시켜 피스톤 밸브(55)의 파손을 방지하며 선회시의 롤 특성을 향상시킨다.

여기에서, 실린더(52)는 내부관(52a)과 그 외측의 외부관(52b)으로 구성되며, 내부관(52a)에는 작동유체, 즉 오일이 가득 채워지고, 외부관(52b)에는 내부관(52a) 내의 압력을 보상하기 위한 오일이 채워진다.

피스톤 로드(54)의 단부에는 실린더(52)의 내부관(52a) 내부를 인장챔버(RC) 와 압축챔버(CC)로 구획하는 피스톤 밸브(55)가 설치된다. 이러한 피스톤 밸브(55)는 피스톤 로드(54)의 왕복 이동시 인장챔버(RC) 또는 압축챔버(CC)로 유동하는 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시킨다.

그리고, 실린더(52)의 상부에는 오일의 누출 또는 이물질의 유입을 차단하는 오일씰(58)이 설치된다. 이를 위해 실린더(52)의 외부관(52b) 단부를 코킹 가공하여 오일씰(58)을 고정시킨다.

그리고, 내부관(52a)과 외부관(52b)의 상부에는 로드 가이드(56)가 설치된다. 또한, 내부관(52a)에는 로드 가이드(56)에 의해 이동 피스톤 로드(54)가 상, 하로 왕복 이동이 가능하게 설치된다. 이를 위해 로드 가이드(56)의 하부 내경부에는 소정의 공간이 형성되고, 이 공간에는 피스톤 로드(54)와 접촉하며 마찰을 저감시키는 부싱이 설치될 수 있다.

또한, 로드 가이드(56)는 하단부에 하측으로 연장된 연장부(57)를 갖는다. 로드 가이드(56)의 연장부(57)는 내부로 스토퍼(60)가 삽입되어 움직이는 공간을 제공하며, 이 공간에 삽입된 스토퍼(60)가 유체의 유동을 제어함에 따라 완충력을 발생하는 완충챔버(SC)의 역할을 한다. 더불어, 로드 가이드(56)는 연장부(57)의 하단부에 스토퍼(60)의 삽입을 안내하기 위해 외경이 증가되는 안내부가 형성된다.

또한, 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 외주면에 고정되며, 외경부가 내부관(52a)의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부(62)를 갖는다. 그리고, 본체부(62)는 외경부에 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면과 접촉하는 씰링부재(64)가 설치된다. 이 씰링부재(64)는 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면과 마찰을 저감할 수 있 는 윤활성을 갖는 재질로 이루어지며, 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면과 접촉되며 작동유체의 누출을 차단한다.

따라서, 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시, 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면으로 삽입되고, 이때 씰링부재(64)가 내부관(52a)의 연장부(57)와 접한 상태에서 내부의 작동유체를 가압하며 완충력을 얻는다.

이를 위해, 스토퍼(60)는 연장부(57)에 삽입되며 작동유체의 가압시, 완충챔버(SC) 내의 작동유체를 압축챔버(CC)로 배출하는 오리피스가 형성될 수 있다. 이 오리피스는 스토퍼(60)의 내부에 형성되는 유로로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 씰링부재(64)의 상, 하로 관통하게 형성된 홈 또는 절개부(65)로 이루어질 수 있다.

상기 씰링부재(64)는 상기 홈 또는 상기 절개부(65)의 크기나 형태, 개수 등을 조절하여 작동유체의 유동을 제어할 수 있으며, 이 작동유체의 제어를 통해 완충력을 조절하는 것이 가능하다.

또한, 씰링부재(64)는 상, 하단이 본체부(62)의 외경부 상, 하부를 덮도록 구성되어 이동시 이탈이 방지할 수 있다. 바람직하게는 씰링부재(64)는 테프론 수지 또는 우레탄과 같이 마찰저항이 적고 밀봉이 가능한 소재로 이루어질 수 있다.

더불어, 본 발명에서 씰링부재(64)는 스토퍼(60)로부터 이탈을 방지하기 위해, 상, 하부를 덮도록 구성되어 있으나, 이탈을 방지하기 위한 구조는 이에 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다.

일례로, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도로서, 이를 참고하면 스토퍼(160)는 본체부(162)가 피스톤 로드(54)의 외둘레에 고정되고, 본체부의 외경부에는 피스톤 로드의 연장부 내주면에 접촉되며 내부를 씰링하는 씰링부재(164)가 설치된다.

한편, 본체부(162)의 외경부에는 외주면에 요철부(162a)가 형성될 수 있다. 그리고, 씰링부재(64)는 내측면에 스토퍼(60)의 요철부(162a)와 대응하는 요철부(164a)가 형성된다. 이와 같이 씰링부재(64) 및 스토퍼(60)의 요철부(162a, 164a)는 서로 맞물리며 결합력이 증대되고, 이로 인해 스토퍼(60)의 상, 하 이동시 이탈을 방지할 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.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 내부를 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도.

도 4는 도 3의 A-A선의 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도.

Claims (4)

1. 내부관(52a)과 그 외측의 외부관(52b)으로 구성되는 실린더(52)의 상단에 설치된 로드 가이드(56)에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드(54)의 과도한 인장을 제한하는 쇽업소버(50)의 스토퍼(60)에 있어서,

   상기 로드 가이드(56)는 하단부에서 하측으로 연장되고, 상기 스토퍼(60)가 삽입되며 완충력을 발생하기 위한 완충챔버(SC)가 내부에 형성되는 연장부(57)를 포함하고,

   상기 스토퍼(60)는 상기 피스톤 로드(54)의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관(52a)의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부(62)와,

   상기 본체부(62)의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드(56)의 연장부(57) 내주면과 접촉되는 씰링부재(64)와,

   상기 본체부(62)의 외경부 외주면에 형성되는 요철부(162a)와,

   상기 씰링부재(64)의 내주면에 상기 요철부(162a)와 대응되게 형성되어 서로 맞물리는 요철부(162a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 유압식 스토퍼.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 씰링부재(64)는 상, 하단이 상기 외경부의 상, 하부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 유압식 스토퍼.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 씰링부재(64)는 상, 하로 관통 형성된 홈 또는 절개부(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 유압식 스토퍼.

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