KR101276337B1

KR101276337B1 - 쇽업소버

Info

Publication number: KR101276337B1
Application number: KR1020090020643A
Authority: KR
Inventors: 김은중
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2013-06-18
Also published as: KR20100102324A

Abstract

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 피스톤 로드의 상승에 따라 유압식 스토퍼가 상승하게 되면 로드 가이드의 내주면 사이의 간격이 좁아지도록 하여 완충력이 증가되도록 하며, 로드 가이드의 내주면에 유압식 스토퍼가 완전히 밀착되면 피스톤 로드의 상승을 억제하여 로드 가이드의 저면과 접촉하는 것을 방지할 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 유압식 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 둘레에 홈이 형성된 본체부와, 상기 본체부의 홈에 설치되는 스톱링(64)을 포함하고, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내부에 상기 스토퍼가 수용되는 연장부를 갖고, 상기 연장부는 내주면이 상부로 갈수록 내경이 작아지는 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

쇽업소버, 피스톤 로드, 스토퍼, 유압, 완충, 경사, 스톱링

Description

쇽업소버 {SHOCK ABSORBER}

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압식 스토퍼의 상승시 로드 가이드의 내주면과 간극이 좁아지도록 하여 유압식 스토퍼가 상승할수록 완충력이 증가되도록 한 쇽업소버에 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 차축과 차체 사이에 설치되며, 피스톤 로드(14)가 이동가능하게 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. 또 한, 실린더(12)의 내부에는 가스 또는 오일 등의 완충 매체가 채워지며, 피스톤 로드(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 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, 로드 가이드(16)의 하단에 접촉되며 변형에 의해 충격을 완충시킨다.

종래의 쇽업소버(10)는 스토퍼(20)의 완충력이 완충부(24)의 물리적 탄성에 의해 형성되므로, 피스톤 로드(14)의 과도한 상승시 충분한 완충력을 갖지 못하는 한계가 있다. 최근의 쇽업소버(10)에는 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.

이러한 유압식 스토퍼는 피스톤 로드에 고정되는 본체부를 갖는다. 그리고, 본체부의 외경부에는 둘레방향으로 홈이 형성되고, 이 홈에는 스톱링이 끼워져 결합된다.

본체부는 실린더의 내부관과 소정의 간극이 형성되도록 이루어지고, 스톱링의 외경과 실린더의 내부관과 밀착되며, 내부에 잔류된 작동유체가 스톱링과 실린더 내부관 사이의 간극에 의해 형성되는 오리피스를 통해 배출된다. 이러한 유압식 스토퍼는 피스톤 로드의 상승시 작동유체를 가압하게 되며, 이에 따라 작동유체가 오리피스를 통과하며 배출되는 과정에서 완충력이 발생된다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)는 실린더(12)의 내부관(12a)과 유압식 스토퍼(20)의 스톱링 사이에 발생하는 간극 및 가공공차 등에 의해 높은 완충력을 얻기에 한계가 있다. 또한, 종래의 쇽업소버는 사용조건, 즉 도로 조건 또는 운전 습관, 주변환경 등에 따라 유압식 스토퍼의 완충력을 조절하게 되는데, 유압식 스토퍼에 형성된 오리피스의 크기를 조절하기 어려우며, 이로 인해 작동유체의 유동량이 제한되어 높은 완충력을 얻기가 어려웠고, 사용조건에 따라 용이하게 완충력을 조절할 수 없다. 더불어, 종래 기술에 따른 쇽업소버는 피스톤 로드가 저속으로 상승할 경우, 실린더의 내부관(12a)과 유압식 스토퍼(20)의 스톱링 사이에 발생하는 간극을 통해 작동유체가 빠져나가게 되어 충분한 완충력을 얻지 못하며, 이에 따라 유압식 스토퍼가 로드 가이드의 하단에 접촉하며 소음을 발생시키는 요인이 되고 있다. 또한, 이와 같이 유압식 스토퍼와 로드 가이드가 접촉하게 되면, 스크래치 등이 발생하거나 파손될 우려가 있어, 내구성을 저하시킬 수 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피스톤 로드의 상승에 따라 유압식 스토퍼가 상승하게 되면 로드 가이드의 내주면 사이의 간격이 좁아지도록 하여 완충력이 증가되도록 하며, 로드 가이드의 내주면에 유압식 스토퍼가 완전히 밀착되면 피스톤 로드의 상승을 억제하여 로드 가이드의 저면과 접촉하는 것을 방지할 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 유압식 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 둘레에 홈이 형성된 본체부와, 상기 본체부의 홈에 설치되는 스톱링을 포함하고, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내부에 상기 스토퍼가 수용되는 연장부를 갖고, 상기 연장부는 내주면이 상부로 갈수록 내경이 작아지는 경사각을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 스톱링은 외주면이 상기 연장부의 내주면과 대응되는 경사각을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 쇽업소버는 피스톤 로드의 상승시 유압식 스토퍼와 로드 가이드 사이의 간극이 좁아지며 완충력이 증가되므로, 완충력이 급변하 는 것을 방지할 수 있고, 피스톤 로드가 저속으로 상승하더라도 유압식 스토퍼가 로드 가이드와 밀착되며 피스톤 로드의 상승을 억제할 수 있다. 이와 같이, 피스톤 로드의 상승이 억제됨에 따라 유압식 스토퍼가 로드 가이드의 저면에 부딪치지 않게 되어 소음의 발생 및 충격을 차단할 수 있다.

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

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 로드 가이드와 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 작동유체가 채워진 실린더(52)를 포함한다. 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 가공하 여 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 접촉하여 마찰을 저감시키는 부싱이 설치될 수 있다.

또한, 로드 가이드(56)는 하단부에는 하측으로 연장된 연장부(57)를 갖는다. 로드 가이드(56)의 연장부(57)는 내부로 스토퍼(60)가 삽입되어 움직이는 공간을 제공한다.

스토퍼(60)는 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. 스토퍼(60)는 로드 가이드(56)의 연장부(57)에 삽입되며, 연장부(57)내에서 이동하는 스토퍼(60)가 유체의 유동을 제어함에 따라 완충력을 발생하는 완충챔버(SC)의 역할을 한다.

이를 위해 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 외주면에 고정되는 본체부(62)를 갖고, 본체부(62)의 외경부에는 둘레방향으로 소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된다. 이 홈에는 실린더(52)의 내부관(52a)의 내주면 사이에 간극을 좁히기 위한 스톱링(64)이 설치된다.

한편, 로드 가이드(56)는 연장부(57)의 내주면이 상부로 갈수록 내경이 작아지는 경사면으로 이루어질 수 있다.

이에 따라 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시, 연장부(57)의 내측으로 삽입되고, 이때 스톱링(64)과 연장부(57) 사이의 좁아지게 되며 이 간극을 통해 완충챔버(SC) 내의 작동유체가 인장챔버(RC)로 배출되는 과정에서 완충력이 발생된다.

더욱 바람직하게는 스톱링(64)의 외주면은 연장부(57)의 내주면과 대응되는 경사각을 갖도록 형성된다.

한편, 스토퍼(60)가 지속적으로 상승하게 되면, 스톱링(64)이 연장부(57)의 경사진 내주면과 밀착하게 되며, 완충챔버(SC) 내의 작동유체가 배출되지 못하여 더 이상 상승하지 않게 된다. 따라서, 스토퍼(60)는 로드 가이드(56)의 저면부와 직접 접촉하지 않으며, 이에 따라 직접 접촉에 의한 충격 및 소음의 발생을 방지할 수 있다.

보다 상세하게는, 로드 가이드(56)의 연장부(57)는 내주면이 a각도 만큼 경사지게 형성되며, 이에 접촉되는 스토퍼(60)의 스톱링(64)도 a각도 만큼 경사지게 형성된다.

따라서, 스토퍼(60)의 초기 상승시에는, 로드 가이드(56)의 연장부(57) 내주면과 스톱링(64) 사이의 거리가 멀게 이격되어 많은 작동유체가 유동하며, 이에 따라 낮은 완충력을 갖는다. 한편, 스토퍼(60)의 상승이 지속되면, 로드 가이드(56)의 연장부(57) 내주면과 스톱링(64) 사이의 간격이 좁아지며 작동유체의 유동량이 작아진다. 이와 같이 스톱링(64)과 연장부(57) 내주면 사이의 간격이 좁아지게 되면, 완충력이 점점 증가한다.

그리고, 스토퍼(60)의 상승이 계속되어 스톱링(64)이 연장부(57)의 내주면에 밀착되면, 완충챔버(SC) 내의 작동유체가 배출되지 못하여 매우 큰 완충력을 얻을 수 있다.

더불어 본 발명의 실시예에서, 로드 가이드(57)의 연장부(57) 내주면은 경사면이 직선형으로 이루어졌으나, 경사면을 볼록하거나 오목한 형태로 형성하는 것도 가능하다. 이와 같이 연장부(57)의 내주면을 볼록하게 할 경우, 스토퍼(60)의 상승에 따라 완충력이 크게 발생한다. 그리고, 연장부(57)의 내주면을 오목하게 할 경우, 스토퍼(60)의 상승에 따라 완충력을 완만하게 발생하도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 로드 가이드(56)의 연장부(57) 내주면의 형태를 가변하여 완충력을 가변하는 것이 가능하다.

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 단면도.

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

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 도시한 단면도.

Claims

실린더(52)와, 실린더(52)의 상단에 설치된 로드 가이드(56)에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드(54)의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼(60)를 갖는 쇽업소버에 있어서,

상기 유압식 스토퍼(60)는 상기 피스톤 로드(54)의 외주면에 고정되며, 둘레에 홈이 형성된 본체부(62)와,

상기 본체부(62)의 홈에 설치되는 스톱링(64)을 포함하고,

상기 로드 가이드(56)는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내부에 상기 스토퍼(60)가 수용되는 연장부(57)를 갖고,

상기 연장부(57)는 내주면이 상부로 갈수록 내경이 작아지는 경사면으로 이루어져, 상기 피스톤 로드(54)의 상승시, 상기 스톱링(64)이 상기 연장부(57)의 경사진 내주면과 밀착됨에 따라 상기 스토퍼(60)가 상기 로드 가이드(56)의 저면부와 직접 접촉하지 않게 하여 직접 접촉에 의한 충격 및 소음의 발생을 방지하게 하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 스톱링(64)은 외주면이 상기 연장부(57)의 내주면과 대응되는 경사면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 쇽업소버.