KR101272757B1 - 오일 압력을 이용한 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 범퍼 러버를 사용하지 않는 대신에 오일 압력에 의해 피스톤 로드의 압축을 감속 및 정지시킬 수 있도록 피스톤 로드의 하단과 쇽업소버의 하단 내부에 설치되는 유압 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 실린더의 내부를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더의 상단이 차체 측에 충돌하는 것을 방지하는 스토퍼 구조를 포함하는 쇽업소버로서, 상기 스토퍼 구조는, 상기 피스톤 로드의 일단에 길이방향으로 오목하게 형성되는 오목부와; 상기 쇽업소버의 압축시 상기 오목부 내에 삽입될 수 있도록 상기 실린더의 내부에 형성되는 핀 부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버가 제공된다.

쇽업소버, 스토퍼, 오일 압력, 오목부, 핀 부재, 링 부재, 테이퍼

Description

오일 압력을 이용한 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버{SHOCK ABSORBER WITH A STOPPING STRUCTURE USING OIL PRESSURE}

본 발명은 오일 압력을 이용한 스토퍼 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 범퍼 러버를 사용하지 않는 대신에 오일 압력에 의해 피스톤 로드의 압축을 감속 및 정지시킬 수 있도록 피스톤 로드의 하단과 쇽업소버의 하단 내부에 설치되는 유압 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버에 관한 것이다.

쇽업소버는 노면으로부터 주행중인 차량의 차체로 전해지는 진동을 억제, 감쇄하는 역할을 하며, 특히 차체의 상하 방향 진동에너지를 흡수함으로써, 승차감 향상, 적재화물의 보호, 그리고 차량의 각 부품을 보호하는데 기여한다.

쇽업소버는 통상, 실린더와, 그 실린더 내에 슬라이드 가능하게 수용되는 피스톤과, 이 피스톤에 연결된 채 실린더 외부로 연장되는 피스톤 로드를 포함한다. 이러한 종래의 쇽업소버가 차량에 설치될 때, 일반적으로 실린더는 차륜 측에 고정되고 피스톤 로드는 차체 측에 고정된다.

쇽업소버는 차량이 노면을 주행할 때 계속해서 압축(compression) 행정과 인장(rebound) 행정을 반복하면서 노면에서 차체로 전해지는 진동 및 충격을 감쇠, 완화하는 기능을 수행할 수 있다.

한편, 종래의 쇽업소버에 따르면, 차체 측에 고정된 피스톤 로드의 상단에는 범퍼 러버가 부착되어, 쇽업소버가 완전히 압축되는 경우 실린더의 상단, 예컨대 캡 부재가 차체 측과 직접 접촉하여 충돌하는 것을 방지한다.

이와 같이 범퍼 러버를 가지는 종래의 쇽업소버의 경우, 피스톤 로드가 완전히 압축, 즉 쇽업소버가 수축되었을 때 실린더의 상단이 직접적으로 차체 측에 충돌하는 것은 방지할 수 있었지만, 범퍼 러버의 하부표면이 실린더 상단의 캡 부재와 순간적으로 접촉하면서 큰 소음과 충격이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 쇽업소버는, 반복되는 캡 부재와의 충돌에 의해 범퍼 러버가 변형되거나 파손되는 내구성 문제도 가지고 있었다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 쇽업소버가 완전히 압축되었을 때에 실린더 상단의 캡 부재와의 직접적인 접촉에 의해 완충 기능을 수행하는 고무 소재의 스토퍼를 사용하는 대신에, 오일의 압력을 이용하여 실린더의 상단이 차체 측과 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 피스톤 로드의 하단과 실린더의 내부 하단에 설치되는 유압 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 실린더의 내부를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더의 상단이 차체 측에 충돌하는 것을 방지하는 스토퍼 구조를 포함하는 쇽업소버로서, 상기 스토퍼 구조는, 상기 피스톤 로드의 일단에 길이방향으로 오목하게 형성되는 오목부와; 상기 쇽업소버의 압축시 상기 오목부 내에 삽입될 수 있도록 상기 실린더의 내부에 형성되는 핀 부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버가 제공된다.

상기 핀 부재는 상기 실린더의 하단 내부에 설치된 베이스 밸브에 일체로 형성될 수 있다. 상기 핀 부재의 외경은 상기 오목부의 내경보다 작으며, 상기 핀 부재에는 상기 오목부의 내주면과 맞닿아 상기 오목부의 내부를 밀봉할 수 있도록 상기 핀 부재의 외경보다 큰 치수의 외경을 가지는 동시에 상기 오목부의 내경보다 작은 치수의 외경을 가지는 링 부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 오목부는 깊이가 깊어질수록 직경이 감소하는 테이퍼 형성을 가지는 것이 바람직하다.

상기 오목부는, 깊이가 깊어질수록 직경이 감소하는 테이퍼 구간과, 동일한 직경의 원통 구간으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 쇽업소버가 완전히 압축되었을 때에 실린더 상단의 캡 부재와의 직접적인 접촉에 의해 완충 기능을 수행하는 고무 소재의 스토퍼를 사용하는 대신에, 피스톤 로드의 하단과 실린더의 내부 하단에 설치되는 유압 스토퍼 구조를 가지는 쇽업소버가 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명에 의하면, 쇽업소버가 완전히 압축되었을 때에 오일의 압력을 이용하여 실린더의 상단이 차체 측과 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 소음이나 진동 없이 쇽업소버의 압축시 스톱 기능을 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오일 압력을 이용한 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 유압 스토퍼 구조를 가지는 쇽업소버의 측단면도가 도시되어 있고, 도 2에는 쇽업소버 하부의 유압 스토퍼 구조를 확대하여 나타낸 주요부 확대도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에는, 본 발명에 따른 유압 스토퍼 구조를, 예를 들어 트윈 튜브식 (twin tube type; 복통식) 쇽업소버에 적용한 것으로 가상하여 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 스토퍼 구조는 트윈 튜브식 쇽업소버뿐만 아니라 모노 튜브식 (mono tube type; 단통식) 쇽업소버 등의 또 다른 형태를 가지는 어떠한 구조의 쇽업소버에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽업소버는, 작동유체, 즉 오일이 충전된 실린더(10)와, 상단은 실린더(10)의 외부에서 차량의 차체 측에 고정되고 하단은 실린더(10)의 내부에 위치되는 피스톤 로드(14)와, 이 피스톤 로드(14)의 하부에 장착되어 실린더(10) 내에서 왕복운동하는 피스톤 밸브(13)를 포함한다.

실린더(10)의 내부는, 오일이 충전된 제1 및 제2 챔버(11, 12)로 이루어진다. 이들 제1 및 제2 챔버(11, 12)는 피스톤 밸브(13)에 의해서 분리되어 있다.

감쇠력은, 피스톤 로드(14)의 말단에 장착된 피스톤 밸브(13)가 오일이 충전된 실린더(10) 내에서 왕복운동할 때, 피스톤 밸브(13)에 설치되어 있는 밸브 수단에 의해 발생된다.

피스톤 로드(14)의 상단은 차체 측에 고정되어 있는 브래킷(17)을 통하여 차체 측과 연결된다. 이 브래킷(17)의 하부에는 더스트 커버(18)가 설치되어 있지만, 종래와는 달리 범퍼 러버는 설치되지 않는다.

도 1의 II 부분을 확대하여 도시한 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유압 스토퍼 구조는, 피스톤 로드(14)의 하단에 오목하게 형성되는 오목부(21)와, 이 오목부(21)에 삽입될 수 있도록 쇽업소버의 하단 내부에 돌출 형성되는 핀 부재(23) 를 포함한다.

오목부(21)는 피스톤 로드(14)의 길이방향을 따라 기다랗게 연장되도록 형성되며, 핀 부재(23)는 오목부(21)와 마찬가지로 피스톤 로드(14)의 길이방향을 따라 연장된다.

또한, 핀 부재(23)의 외경은 오목부(21)의 내경보다 작으며, 핀 부재(23)의 말단 부분에는 오목부(21)의 내경과 실질적으로 동일한 외경을 가져 오목부(21)의 내주면과 맞닿아 오목부(21)의 내부를 밀봉할 수 있는 밀봉용 링 부재(24)가 설치될 수 있다.

도 1 및 도 2에서 핀 부재(23)는 쇽업소버 하단 내부의 베이스 밸브(15)에 일체로 형성된 것으로 도시되어 있지만, 베이스 밸브(15)를 가지지 않는 타입의 쇽업소버에도 본 발명의 유압 스토퍼 구조가 적용될 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 핀 부재(23)는 쇽업소버의 실린더 하단 내부에 용접 등에 의해 일체로 부착될 수 있다.

본 발명의 유압 스토퍼 구조에 의해, 쇽업소버가 압축되어 피스톤 로드(14)에 형성된 오목부(21)의 내부로 핀 부재(23)가 삽입되기 시작하면, 오목부(21) 내부의 오일은 오목부(21)와 핀 부재(23) 사이의 좁은 틈을 통해서만 오목부(21)의 외부로 빠져나가게 된다. 이때 오목부(21) 내의 오일이 핀 부재(23)에 의해 압축되어 오목부(21)의 내부압력이 상승하기 시작하고, 오목부(21)의 내부압력이 상승함에 따라 피스톤 로드(14)의 이동속도가 감소되고 피스톤 로드(14)의 이동이 정지될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 범퍼 러버를 사용하지 않고 유압 스토퍼 구조를 활용함으로써 소음이나 진동 없이 쇽업소버의 압축 행정을 감속 및 정지시킬 수 있게 된다.

오목부(21)는 적어도 일부의 구간에서 그 깊이가 깊어질수록, 즉 도 2에서 볼 때 위쪽으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 즉, 오목부(21)는 오목부의 초입, 즉 도 2에서 볼 때 아래쪽 구간은 테이퍼 형상을 가지는 테이퍼 구간으로 이루어지고, 오목부의 끝, 즉 도 2에서 볼 때 위쪽 구간은 직경이 일정한 원통 구간으로 이루어질 수 있다.

오목부(21)가 테이퍼 형상을 가지면, 이 오목부(21) 내로 핀 부재(23)가 삽입될 때, 핀 부재(23)가 삽입됨에 따라 오목부(21)와 핀 부재(23) 사이의 틈이 점차 감소하게 된다. 결국, 테이퍼 형상을 갖는 오목부(21)의 내부압력은 핀 부재(23)가 삽입됨에 따라 급격히 상승하게 된다.

테이퍼 형상의 오목부(21) 내로 핀 부재(23)가 삽입되어 핀 부재(23)에 설치된 링 부재(24)에 의해 오목부(21)와 핀 부재(23) 사이의 틈이 폐쇄되면, 오목부(21) 내부의 오일은 오목부(21)의 외부로 배출되지 못하기 때문에 오목부(21)의 내부압력은 최고값에 도달하게 되고 쇽업소버의 압축이 정지될 수 있다.

링 부재(24)가 설치되지 않은 경우에도, 핀 부재(23)의 외경과 동일한 치수의 내경을 가지는 오목부(21)의 원통 구간 내에 핀 부재(23)가 삽입되면, 오목부(21)의 내부, 즉 원통 구간의 내부압력이 최고값에 도달하게 되고 쇽업소버의 압축이 정지될 수 있다.

이와 같이 오일 압력을 이용한 스토퍼 구조에 의하면 쇽업소버가 최대한 압축되더라도 서로 충돌을 일으키는 부재 없이 피스톤 로드(14)의 이동을 중단시키는 것이 가능하기 때문에, 충돌로 인한 소음이나 변형이 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 오목부의 내부압력을 연속적으로 또는 비연속적으로 증가시킬 수 있도록 하기 위해서, 상술한 바와 같이 오목부가 테이퍼 형상을 가지도록 하는 것 이외에도, 오목부의 내부표면이나 핀 부재의 외부표면에 다양한 형상이나 길이를 가지는 하나 이상의 홈을 형성하거나, 원형의 링 부재를 사용하지 않고 일부가 끊어진 형태의 링 부재를 사용하는 등으로 본 발명을 변형할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 오일 압력을 이용한 스토퍼 구조를 갖는 쇽업소버를, 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.

도 1은 본 발명에 따른 유압 스토퍼 구조를 가지는 쇽업소버의 측단면도, 그리고

도 2는 쇽업소버 하부의 유압 스토퍼 구조를 확대하여 나타낸 주요부 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실린더 11 : 제1 챔버

12 : 제2 챔버 13 : 피스톤 밸브

14 : 피스톤 로드 15 : 베이스 밸브

17 : 브래킷 18 : 더스트 커버

21 : 오목부 23 : 핀 부재

24 : 링 부재

Claims (4)

1. 실린더(10)와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 실린더의 내부를 양분하는 피스톤 밸브(13)와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드(14)와, 상기 실린더의 상단이 차체 측에 충돌하는 것을 방지하는 스토퍼 구조를 포함하는 쇽업소버로서,

   상기 스토퍼 구조는,

   상기 피스톤 로드의 일단에 길이방향으로 오목하게 형성되는 오목부(21)와;

   상기 쇽업소버의 압축시 상기 오목부 내에 삽입될 수 있도록 상기 실린더의 내부에 형성되는 핀 부재(23);

   를 포함하며,

   상기 핀 부재는 상기 실린더의 하단 내부에 설치된 베이스 밸브(15)에 일체로 형성되며, 상기 핀 부재의 외경은 상기 오목부의 내경보다 작으며, 상기 핀 부재에는 상기 오목부의 내주면과 맞닿아 상기 오목부의 내부를 밀봉할 수 있도록 상기 핀 부재의 외경보다 큰 치수의 외경을 가지는 동시에 상기 오목부의 내경보다 작은 치수의 외경을 가지는 링 부재(24)가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 오목부는 깊이가 깊어질수록 직경이 감소하는 테이퍼 형성을 가지는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 오목부는, 깊이가 깊어질수록 직경이 감소하는 테이퍼 구간과, 동일한 직경의 원통 구간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.

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