KR101299102B1 - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

여기에서는 피스톤 밸브에 의해 실린더 튜브의 내부가 콤프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되고, 상기 피스톤 밸브는, 상기 콤프레션 챔버와 리바운드 챔버 사이를 연결하는 제1 및 제2 유로를 갖는 피스톤 몸체와, 상기 제1 및 제2 유로를 반대 방향에서 개폐하는 제1 및 제2 밸브기구를 포함하는 쇽업소버가 개시된다. 개시된 쇽업소버에서, 상기 제1 유로는 상기 피스톤 몸체의 외주면에 형성된 그루브에 의해 상기 실린더 튜브의 내벽과 면하여 형성되고, 상기 제2 유로는 상기 피스톤 몸체를 관통하는 장공에 의해 형성된다.

피스톤 밸브, 실린더 튜브, 장공, 그루브, 제1 유로, 제1 유로, 피스톤 몸체

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 차량에 적합한 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피스톤밸브의 감쇠력 발생 구조를 개선한 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버는 차량에 설치되는 현가장치의 중요한 구성 요소를 이룬다. 쇽업소버는, 노면의 불규칙 등에 의해 차륜 측으로 전달되는 상하 방향의 진동에너지를 흡수, 완화함으로써, 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다. 따라서, 쇽업소버는 승차감 향상, 적재화물의 보호, 그리고, 차량의 각 부품을 보호하는데 기여할 수 있다.

쇽업소버는, 오일과 같은 작동 유체가 채워지는 실린더 튜브와, 그 실린더 튜브 내에 슬라이딩 가능하게 수용된 피스톤 밸브와, 피스톤 밸브에 연결된 피스톤로드를 포함한다. 피스톤로드와 실린더 튜브는 차량의 차체 측과 차륜 측에 각각 연결되며, 따라서, 차량이 불규칙한 노면을 주행하면, 피스톤 밸브가 실린더 튜브 내에서 상하로 운동하면서, 쇽업소버의 콤프레션 행정과 리바운드 행정이 이루어진다. 피스톤밸브가 실린더 튜브 내부를 상하 두개 챔버들로 구획하며, 그 피스톤밸브에는 리바운드 행정과 콤프레션 행정 각각이 수행되는 동안 챔버들 간에 작동 유 체의 흐름을 허용하는 리바운드 유로와 콤프레션 유로가 각각 형성된다. 그리고, 밸브용 디스크(들)가 리바운드 유로 및 콤프레션 유로를 통한 유체의 흐름들에 저항을 발생시키며, 이 저항은 쇽업소버의 감쇠력으로 구현된다.

종래에는 모든 리바운드 유로 및 콤프레션 유로가 피스톤 밸브의 몸체(이하, '피스톤 몸체'라 함)를 상하로 관통하는 장공들에 의해 형성된다. 이에 따라, 리바운드 유로 및 콤프레션 유로는 반지름 방향으로 피스톤 몸체의 외주에 비해 훨씬 내측에 위치되어야 한다. 이로 인해, 피스톤 밸브의 유로를 흐르는 유체에 대해 저항을 발생시키는 밸브용 디스크의 외경 및 밸브 시트면 크기가 제한된다. 이는, 쇽업소버의 리바운드 행정 및/또는 콤프레션 행정에서, 점진적인 감쇠력 특성을 구현하는 것을 어렵게 한다. 특히, 밸브용 디스크의 외경이 작게 제한되는 것은 고속 구간에서 점진적인 감쇠력 특성을 구현하는데 불리하게 작용한다.

본 발명의 기술적 과제는, 피스톤 밸브의 중심으로부터 최대한 멀게 일방향의 유로가 배치될 수 있게 됨으로써, 그 일방향으로 유로 및/또는 타측 방향으로의 유로에 대한 밸브용 디스크의 외경을 크게 증가시킬 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 쇽업소버는, 피스톤 밸브에 의해 실린더 튜브의 내부가 콤프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되고, 상기 피스톤 밸브는, 상기 콤 프레션 챔버와 리바운드 챔버 사이를 연결하는 제1 및 제2 유로를 갖는 피스톤 몸체와, 상기 제1 및 제2 유로를 반대 방향에서 개폐하는 제1 및 제2 밸브기구를 포함하며, 이때, 상기 제1 유로는 상기 피스톤 몸체의 외주면에 형성된 그루브에 의해 상기 실린더 튜브의 내벽과 면하여 형성되고, 상기 제2 유로는 상기 피스톤 몸체를 관통하는 장공에 의해 형성된다.

바람직하게는, 상기 제1 밸브기구는 인테이크 스프링에 의해 탄력적으로 지지되는 인테이크 밸브 디스크를 포함하며, 상기 인테이크 밸브 디스크는, 상기 피스톤 몸체의 상부에 설치된 채, 상기 실린더 튜브의 내벽에 근접하는 외경 부분이 상기 그루브를 덮도록 되어 있다.

바람직하게는, 상기 피스톤 몸체는 제1 밸브 시트면과, 상기 제1 밸브 시트면의 외곽 측에서 아래로 돌출된 제2 밸브 시트면을 하부에 구비하되, 상기 제2 밸브기구는, 상기 제1 밸브 시트면에 면한 채 상기 제2 유로를 거친 유체의 통과를 먼저 허용하는 제1 밸브 디스크 세트와, 상기 제2 밸브 시트면에 면한 채 상기 제1 밸브 디스크 세트를 거친 작동 유체의 흐름을 허용하는 제2 밸브 디스크 세트를 포함하며, 상기 제1 밸브 디스크 세트 및 상기 제2 밸브 디스크 세트 각각은 슬릿에 의해 유체 통과를 허용하는 슬릿 디스크를 최전방에 구비한다.

본 발명에 따르면, 리바운드 챔버와 콤프레션 챔버를 서로 반대 방향으로 연결하는 두 유로들 중 한 유로를 실린더 튜브와 면하는 피스톤 몸체의 외주면에 마형성함으로써, 밸브용 디스크의 외경 및 밸브 시트면 크기가 제한을 없애거나 줄일 수 있으며, 이에 의해, 쇽업소버의 리바운드 행정 및/또는 콤프레션 행정에서, 특히, 고속의 행정에서, 점진적인 감쇠력 특성을 구현하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은, 피스톤 몸체에 형성되는 양 방향의 유로들 중 일 방향의 유로를 피스톤 몸체 외측면의 그루브로 형성함으로써, 일방향 유로를 제어하는 밸브, 특히, 콤프레션 밸브가 설치되는 밸브 시트면의 확장이 가능하고, 그 확장에 의해, 밸브 시트면에 단차를 주어, 높낮이가 다른 제1 밸브 시트면과 제2 밸브 시트면을 피스톤 몸체의 일측에 마련하여 이용하는 것이 가능하다. 이에 의해, 상대적으로 낮은 스프링 상수를 갖는 슬릿 디스크들을 제1 밸브 시트면과 제2 밸브 시트면에 겹층하여, 그 슬릿 디스크들에 의한 프리 로드(pre-load)와 점진적인 감쇠력 특성을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 앞에서 설명한 구성에 의해 초기 블로우 오프(blow off) 포인트를 높이는 데에도 기여한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 일부를 확대된 상태로 도시 한 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 쇽업소버의 작용들을 설명하기 위한 도면들이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버는, 실린더 튜브(20)와, 피스톤 밸브(40)와, 피스톤 로드(60) 등을 포함한다. 상기 실린더 튜브(20) 내에는 오일과 같은 작동 유체가 채워져 있다. 상기 피스톤 밸브(40)는 피스톤로드(60)에 결합된 채 상기 실린더 튜브(20) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 실린더 튜브(20) 또는 그것을 포함하는 실린더 조립체가 일단부에서 차량의 차륜 측에 고정되는 경우, 피스톤로드(60)는 차량의 차체 측에 고정된다. 쇽업소버에는 트윈튜브 타입과 모노튜브 타입이 있는데, 트윈타입의 경우, 실린더 튜브의 외측에 베이스쉘이 더 설치될 것이다.

차량이 불규칙한 노면을 주행하면, 쇽업소버의 리바운드 행정 및 콤프레션 행정이 번갈아 일어나며, 이에 따라, 실린더 튜브(20)와 피스톤로드(60)는 서로에 대해 상대 운동을 하고, 이와 연동하여, 피스톤 밸브(40)가 실린더 튜브(20) 내에서 상하로 운동한다. 상기 피스톤 밸브(40)에 의해, 상기 실린더 튜브(20)의 내부가 리바운드 챔버(R)와 콤프레션 챔버(C)로 구획된다. 이하 자세히 설명되는 바와 같이, 상기 피스톤 밸브(40)는, 그것의 상하 운동에 의해 실린더 튜브(20) 내의 작동 유체와 상호작용하여, 차량 승차감을 좋게 하는 감쇠력을 발생시킨다.

상기 피스톤 밸브(40)는 피스톤 몸체(42)와 그 피스톤 몸체(42)의 상하에 각각 설치되는 제1 및 제2 밸브기구(44, 46)를 포함한다. 피스톤로드(60)가 피스톤 몸체(42)의 중앙을 관통하며, 피스톤 몸체(42)의 상부와 하부에서는, 피스톤로 드(60)에 고정된 상부 리테이너와(47) 하부 리테이너(48)가 상기 제1 및 제2 밸브기구(44, 46)를 피스톤 몸체(42)의 상하에 면하여 고정시켜준다.

상기 피스톤 몸체(42)의 외주면에는 콤프레션 챔버(C)로부터 리바운드 챔버(R)까지 이어지는 기다란 그루브(422)가 종방향으로 형성된다. 상기 그루브(422)는, 실린더 튜브(20)의 내벽에 면한 채, 상기 실린더 튜브(20)의 내벽과 함께, 리바운드 챔버(R)로부터 콤프레션 챔버(C)로의 유체 흐름을 허용하는 제1 유로를 한정적으로 형성한다. 또한, 피스톤 몸체(42)에는 리바운드 챔버(R)와 콤프레션 챔버(C)를 연결하는 관통형의 장공(424)이 형성된다. 그리고, 이 장공(424)은 리바운드 챔버(R)로부터 콤프레션 챔버(C)로의 유체 흐름을 허용하는 제2 유로를 한정적으로 형성한다.

상기 그루브(422)에 의해, 그것에 의해 한정된 제1 유로가 피스톤 밸브(40)의 중심으로부터 반지름 방향으로 가장 먼 위치에 있게 된다. 종래 기술과 비교하여 달라진 제1 유로의 위치는, 이하 자세히 설명되는 바와 같이, 전 구간에 걸쳐 점진적 감쇠력 특성을 부여해주는 제1 및 제2 밸브기구(44, 46)의 이용을 가능하게 해준다.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 제1 밸브기구(44)는, 상기 제1 유로의 개폐를 위한 것으로서, 상기 그루브(422), 또는, 그것에 의해 형성된 제1 유로를 덮는 한 겹 이상의 인테이크 밸브디스크(442)를 포함한다. 상기 인테이크 밸브디스크(442)는 중앙에서 피스톤로드(60)의 일부에 삽입 고정되는 한편, 외경부는 실린더 튜브(20)의 내벽면에 근접하여 있다. 그리고, 상기 인테이크 밸브디스크(442)는 인테이크 스프링(444)에 의해 탄력적으로 지지되고 있다.

도 2의 (a)에 잘 도시된 바와 같이, 쇽업소버의 콤프레션 행정이 발생하면, 작동 유체가 콤프레션 챔버(C)로부터 리바운드 챔버(R)까지 그루브(422)에 의해 한정된 제1 유로를 통해 흐른다. 이때, 상기 인테이크 밸브디스크(442)는 중심으로부터 가장 먼 외경부 부근이 제1 유로를 흐른 작동 유체에 대해 대항하면서 감쇠력을 발생시킨다. 이러한 구성 및 작용은, 쇽업소버의 콤프레션 행정, 특히, 고속 구간의 콤프레션 행정에서, 쇽업소버의 점진적인 감쇠력 특성을 구현할 수 있도록 해준다. 종래기술에서와 같이 인테이크 밸브디스크가 중심으로부터 가까운 위치에서 유체에 대항한다면, 고속의 콤프레션 행정에서 점진적인 감쇠력 특성을 구현할 수 없을 것이다.

다시 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 상기 피스톤 몸체(42)는 그것의 하부에 높이가 다른 제1 및 제2 밸브 시트면(424a, 424b)을 포함한다. 상기 제1 밸브 시트면(424a)은, 피스톤 밸브(40)의 중심 또는 피스톤 몸체(42)의 중심과 가깝게 위치한다. 그리고, 상기 제1 밸브 시트면(424a)은 피스톤 몸체(42) 하부의 함몰된 공간의 바닥에 위치하되, 상기 함몰된 공간은 상기 피스톤 몸체(42)를 관통하는 장공(424)으로 한정된 제2유로와 직접적으로 통해 있다.

또한, 상기 제2 밸브 시트면(424b)은 상기 제1 밸브 시트면(424a)에 대하여 반지름 방향으로 외측에 위치하고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 밸브 시트면(424b)은 종래 기술에 비해 외곽으로 면적이 더 확장되는데, 이는 전술한 제1 유로가 실린더 튜브(20)에 최대한으로 가깝게 위치됨으로써 가능하다. 보다 구 체적으로, 제1 유로가 피스톤 몸체(42)의 외주에 위치하므로, 제2 밸브 시트면(424b)은 제1 밸브 시트면(424a)을 제외하는 피스톤 몸체(42)의 하부면 전체를 포괄할 수 있다.

한편, 상기 제2 밸브기구(46)는, 피스톤로드(60)의 일부에 끼워져 고정된 채, 적층되어 있는 다수의 밸브 디스크들을 포함한다. 이때, 상기 밸브 디스크들은, 상기 제1 밸브 시트면(424a)에 면하여 설치되는 제1 밸브 디스크 세트(462)와, 상기 제2 밸브 시트면(424b)에 면하여 설치되는 제2 밸브 디스크 세트(464)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 제1 밸브 디스크 세트(462)는, 상기 제2 유로를 직접적으로 덮도록 설치되며, 그 최전방에는 저속 구간에서 작동 유체의 흐름을 슬릿을 통해 허용하는 슬릿 디스크(462a)가 설치된다. 또한, 상기 제2 밸브 디스크 세트(464)도 최전방의 슬릿 디스크(464a)와 그 후방의 밸브 디스크(들)을 포함한다. 이때, 제2 밸브 디스크 세트(464)는, 제2 밸브 시트면(424b)의 확장에 상응하게, 그 외경이 전반적으로 확대된다. 외경이 확대된 제2 밸브 디스크 세트(464)는 리바운드 행정, 특히, 고속의 리바운드 행정에서, 많은 작동 유체의 유량에 대한 대처가 유연할 수 있다.

도 2의 (b)에 도시된 리바운드 행정에서는, 저속 구간, 즉, 제2 유로를 통해 흐르는 작동 유체의 유량이 상대적으로 적은 경우, 그 작동 유체는 제1 밸브 디스크 세트(462)에 있는 슬릿 디스크(462a)의 슬릿을 통과하면서 감쇠력을 발생시킨다. 작동 유체의 유량이 더 증가되어 슬릿 디스크(462a)의 슬릿 단면적으로 불충분 하게 되면, 그 슬릿 디스크(462a) 및 그 후방의 다른 밸브 디스크(들)이 열린다. 그 후, 작동 유체의 유량 및 그에 따른 압력 더 더욱 증가되면, 또 다른 슬릿 디스크(464a)를 포함한 제2 밸브 디스크 세트(464)가 굽힘에 의해 작동 유체가 흐르는 유로의 단면적을 더 넓혀주게 된다. 제1 및 제2 밸브 디스트 세트에 각각 구비된 슬릿 디스크(462a, 462b)들은, 비교적 낮은 스프링 상수를 가져, 슬릿에 의한 프리 로드 특성, 유체 압력 증가에 의한 휨 특성에 대해 모두 적응적이다. 또한, 피스톤 몸체 하부의 밸브 시트면의 확장과 그에 따른 피스톤 몸체 하부의 디스크 외경 증대가 가능하여, 피스톤 밸브의 고속 운동시에 많은 유량의 유체 흐름을 허용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 일부분을 확대된 상태로 도시한 단면도.

도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 작용을 설명하기 위한 도면들.

Claims (3)

1. 피스톤 밸브에 의해 실린더 튜브의 내부가 콤프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되고, 상기 피스톤 밸브는, 상기 콤프레션 챔버와 리바운드 챔버 사이를 연결하는 제1 및 제2 유로를 갖는 피스톤 몸체와, 상기 제1 및 제2 유로를 반대 방향에서 개폐하는 제1 및 제2 밸브기구를 포함하되,

   상기 제1 유로는 상기 피스톤 몸체의 외주면에 형성된 그루브에 의해 상기 실린더 튜브의 내벽과 면하여 형성되고, 상기 제2 유로는 상기 피스톤 몸체를 관통하는 장공에 의해 형성되며,

   상기 제1 밸브기구는 인테이크 스프링에 의해 탄력적으로 지지되는 인테이크 밸브 디스크를 포함하고,

   상기 인테이크 밸브 디스크는, 상기 피스톤 몸체의 상부에 설치된 채, 상기 실린더 튜브의 내벽에 근접하는 외경 부분이 상기 그루브를 덮는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤 몸체는 제1 밸브 시트면과, 상기 제1 밸브 시트면의 외곽 측에서 아래로 단차지게 돌출되고 상기 실린더 튜브 가까이까지 확장된 제2 밸브 시트면을 하부에 구비하되, 상기 제2 밸브기구는, 상기 제1 밸브 시트면에 면한 채 상기 제2 유로를 거친 유체의 통과를 먼저 허용하는 제1 밸브 디스크 세트와, 상기 제2 밸브 시트면에 면한 채 상기 제1 밸브 디스크 세트를 거친 작동 유체의 흐름을 허용하는 제2 밸브 디스크 세트를 포함하며, 상기 제1 밸브 디스크 세트 및 상기 제2 밸브 디스크 세트 각각은, 슬릿에 의해 유체 통과를 허용하는 한편, 그 유체의 압력 증가에 의해 탄성적으로 변형 가능한 슬릿 디스크들을 최전방에 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.

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