KR101316123B1 - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

여기에서는 고속에서 디그리시브(digressive)한 감쇠력 특성을 갖는 쇽업소버가 개시된다. 개시된 쇽업소버는, 튜브 내에 제1 챔버와 제2 챔버를 구획하며, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버 이어진 메인 유로를 구비한 피스톤과, 상기 메인 유로를 흐르는 작동 유체에 대항해 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이어진 바이패스 유로를 구비한 피스톤로드와, 상기 메인 밸브가 열리는 힘에 의해 상기 바이패스 유로를 개방하는 서브밸브를 포함한다.

디그리시브(digressive), 쇽업소버, 챔버, 메인 밸브, 피스톤로드, 바이패스 유로, 서브밸브(sub valve)

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 차량용 쇽업소버에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 고속에서 디그리시브(digressive)한 감쇠력 특성을 갖는 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 튜브와, 그 튜브 내에 슬라이딩 가능하게 수용된 피스톤과, 피스톤과 연결된 피스톤로드를 포함한다. 차량이 불규칙한 노면을 주행하면, 피스톤로드와 연결된 피스톤이 튜브 내에서 상하로 운동하면서, 쇽업소버의 콤프레션 행정과 리바운드 행정이 이루어진다. 피스톤에 의해 튜브의 내부는 리바운드 챔버(rebound chamber)와 콤프레션 챔버(compression chamber)로 구획 형성된다. 그리고, 피스톤에는, 리바운드 챔버로부터 콤프레션 챔버로 작동 유체의 흐름을 허용하는 리바운드 유로와, 콤프레션 챔버로부터 리바운 드 챔버로 작동 유체의 흐름을 허용하는 콤프레션 유로가 독립적으로 형성된다. 그리고, 상기 유로들 각각은 피스톤 양측에서 작동 유체에 대항해 감쇠력을 발생시키는 리바운드 밸브 및 콤프레션 밸브에 의해 선택적으로 개폐된다.

종래의 쇽업소버는, 두 유로들 중 적어도 하나, 특히, 리바운드 유로에 배치되는 복수의 밸브디스크들 중 가장 선행하는 밸브 디스크를 슬릿 디스크로 구성하여, 밸브 디스크들이 휘지 않고도, 슬릿을 통해 작동 유체가 통과되도록 한다. 이러한 종래의 쇽업소버는 고속에서 프로그레시브(progressive)한 감쇠력 특성을 보인다. 하지만, 종래의 쇽업소버는, 디그리시브 특성의 감쇠력을 원하는 경우, 그에 대응하기 어려운 문제점이 있다. 피스톤에 설치되는 밸브에 코일스프링을 이용하여, 디그리시브 감쇠력 특성을 구현한 쇽업소버가 종래에 제안된 바 있으나, 이는 기존 생산 설비의 많은 부분을 바꾸어야 한다는 점에서 경제성이 떨어진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 피스톤에 형성된 메인 유로와 별도로 피스톤로드에 바이패스 유로를 마련하고, 메인 유로를 개방하는 메인 밸브와 연동해 바이패스 유로가 개방되도록 함으로써, 고속에서도 디그리시브 감쇠력 특성을 얻을 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 쇽업소버는, 튜브 내에 제1 챔버와 제2 챔버를 구획하며, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버 이어진 메인 유로를 구비한 피스톤과, 상기 메인 유로를 흐르는 작동 유체에 대항해 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이어진 바이패스 유로를 구비한 피스톤로드와, 상기 메인 밸브가 열리는 힘에 의해 상기 바이패스 유로를 개방하는 서브밸브를 포함한다.

바람직하게는, 상기 메인 밸브는 적층되어 있는 복수의 밸브 디스크들로 이루어지고, 상기 서브밸브는 상기 복수의 밸브 디스크들을 지지하는 와셔에 마련된다.

더 바람직하게는, 상기 서브밸브는, 상기 바이패스 유로와 연결되도록 상기 와셔에 한정된 배압실과, 탄성부재에 지지된 채 상기 밸브 디스크들의 휨 변형에 밀려 후퇴하도록 상기 배압실 내에 설치된 플런저를 포함하며, 상기 와셔의 측벽에는 상기 제2 챔버와 통해 있는 배출 구멍이 형성되고, 상기 플런저에는 상기 플런저가 후퇴될 때 상기 배출 구멍과 일치되어 상기 배압실과 상기 제2 챔버를 연결하는 연결 구멍이 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 바이패스 유로와 연결되는 상기 제2 챔버 측에는 저속시 닫히고 고속시에 열리는 배압실이 형성되며, 저속시에 상기 배압실은 상기 바이패스를 흐른 작동 유체에 의해 상기 메인 밸브에 대해 배압을 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 피스톤 및 그 피스톤의 메인 유로와 그것을 개폐하는 메인 밸브의 구조를 크게 변경하지 않고도, 피스톤에 연결된 피스톤로드에 바이패스 유로를 마련하고, 메인 유로를 개방하는 메인 밸브와 연동해 바이패스 유로를 개방 하는 서브밸브를 마련함으로써, 고속에서도 디그리시브 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.

또한, 저속시에는, 바이패스 유로와 연결된 배압실에서 메인밸브에 대해 배압을 형성하므로, 쇽업소버가 저속에도 불구하고 높은 감쇠력을 발휘할 수 있다.

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 쇽업소버가 저속 구간에서 작동되는 상태를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버가 고속 구간에서 작동하는 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1 및 도 2에는 쇽업소버의 전체가 아닌 쇽업소버의 주요 부분을 도시하였는바, 도시되지 않은 쇽업소버의 구성은 공지된 것을 그대로 채용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버(1)는, 오일과 같은 작동 유체가 채워지는 튜브(10)와, 상기 튜브(10) 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤(20)과, 상기 피스톤(20)과 연결되는 피스톤로드(30)를 포 함한다. 도시하지는 않았지만, 상기 피스톤로드(30)는 상기 튜브(10)의 상단을 지나 외부로 연장되어 차량의 차체(미도시됨) 측에 연결된다. 상기 튜브(10)의 내부는 상기 피스톤(20)에 의해 제1 챔버(C1)와 제2 챔버(C2)로 구획된다. 이때, 상기 제1 챔버(C1)는 리바운드 챔버인 것이 바람직하고, 상기 제2 챔버(C2)는 콤프레션 챔버인 것이 바람직하다.

상기 피스톤(20)에는 리바운드 유로(22)와 콤프레션 유로(24)가 형성된다. 상기 피스톤(20)의 하부에는 상기 리바운드 유로(22)를 선택적으로 개방하면서 감쇠력을 발생시키는 밸브(50)가 설치되고, 상기 피스톤(20)의 하부에는 상기 콤프레션 유로(24)를 선택적으로 개방하는 인테이크 밸브(60)가 설치된다. 본 발명에서는 이하 설명되는 바이패스 유로(32)와 그 바이패스 유로(32)를 선택적으로 개방하는 서브밸브(70)가 중요하게 다루어지므로, 그 바이패스 유로(32)에 의해 바이패스 되는 작동 유체와 동일 방향으로 작동 유체의 흐름을 허용하는 리바운드 유로(22) 및 그것을 개폐하는 밸브(50) 또한 중요하게 다루어진다. 이에 따라, 이하의 명세서에서는 리바운드 유로를 '메인 유로'라 칭하고, 리바운드 유로를 개폐하는 밸브를 '메인 밸브'라 칭한다.

본 실시예에서, 상기 메인 밸브(50)는 적층된 복수의 밸브 디스크들을 포함한다. 그러한 밸브 디스크들 중, 가장 선행하는 밸브 디스크, 즉, 최상측에 위치하는 가장자리에 슬릿이 형성된 슬릿 디스크(51)인 것이 바람직하다. 저속 구간, 즉, 작동 유체가 상기 메인 유로(22)를 통해 저속으로 흐르는 구간에서는, 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들이 휘어지지 않고도, 상기 슬릿 디스크(51)에 형성된 슬 릿을 통해 작동 유체가 제2 챔버(C2)로 흘러 나가며, 이에 의해, 저속 구간에서의 감쇠력을 발생시킨다. 중고속 이상으로 작동 유체가 메인 유로(22)를 흐르기 시작하면, 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들이 휘어지면서, 쇽업소버의 감쇠력은 더 증가된다.

앞서 언급된 바와 같이, 본 실시예에 따른 쇽업소버(1)는, 상기 피스톤(20)에 형성된 메인 유로(22)와 다른 경로로 상기 제1 챔버(C1)로부터 상기 제2 챔버(C2)로 작동 유체를 우회하여 흐르게 해주는 바이패스 유로(32)를 포함한다. 상기 바이패스 유로(32)는 피스톤로드(30)에 형성되되, 상기 바이패스 유로(32)의 입구는 제1 챔버(C1) 측에 있고, 상기 바이패스 유로(32)의 출구는 제2 챔버(C2) 측에 있다.

또한, 상기 쇽업소버(1)는, 상기 메인 밸브(50)가 열리는 힘에 의해 상기 바이패스 유로(32)를 개방할 수 있는 서브밸브(70)를 포함하다. 본 실시예에서, 상기 서브밸브(70)는, 스페이서(42)를 사이에 두고, 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들을 지지하는 와셔(40)에 마련된다.

본 실시예에서, 상기 서브밸브(70)는 배압실(72)과, 링형의 플런저(74)와, 탄성부재(75)를 포함한다. 상기 배압실(72)은 상기 바이패스 유로(32)와 연결되도록 상기 와셔(40)에 한정된다. 더 구체적으로, 상기 배압실(72)은, 상기 와셔(40) 상에서, 상기 와셔(40)의 면들과, 상기 피스톤로드(30)의 외주면과, 상기 메인 밸브(50)의 하부에 의해 한정된다. 상기 플런저(74)는, 상기 배압실(72) 내에 위치한 채, 일단이 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크와 맞닿아 있고, 타단은 탄성부 재(75)에 의해 탄력적으로 지지되어 있다. 따라서, 상기 플런저(74)는, 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들이 고속으로 흐르는 작동 유체에 의해 후방으로 휘어질 때, 그 밸브 디스크들에 밀려 후퇴된다. 상기 서브밸브(70)는 상기 와셔(40)의 측벽에 형성된 배출 구멍(76)들을 포함하며, 상기 플런저(74)에는 상기 메인 밸브(50)에 밀려 후퇴될 때, 상기 배출 구멍(76)들과 일치되는 연결 구멍(742)들이 형성된다. 상기 플런저(74)가 후퇴하여, 자신의 연결 구멍(742)들이 상기 배출 구멍(76)들과 일치되면, 작동 유체는 상기 배출 구멍(76)들을 통해 그와 연결된 제2 챔버(C2)로 흘러나간다.

도 1을 참조하면, 작동 유체가 제1 챔버(C1)로부터 저속으로 메인 유로(22)와 메인 밸브(50)의 슬릿 디스크(51)의 슬릿을 통해 제2 챔버(C2)로 흐른다. 이때, 바이패스 유로(32)를 통해 우회하여 배압실(72)에 모인 작동유체가 상기 메인 밸브(50)의 후방에 배압을 형성하므로, 상기 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들이 휘어져 열리는 것이 저해된다. 따라서, 본 실시예의 쇽업소버는 적은 밸브 디스크들의 개수로도 저속에서 높은 감쇠력을 발생시킬 수가 있다.

도 2를 참조하면, 제1 챔버(C1)로부터 고속으로 메인 유로(22)를 통과하는 고속의 작동 유체가 강한 힘으로 메인 밸브(50)의 밸브 디스크들을 밀어 탄성적으로 휘게 한다. 이에 따라, 서브밸브(70)의 플런저(74)는, 상기 밸브 디스크들에 밀려, 탄성 부재(75)를 밀어붙이면서 뒤로 후퇴하고, 이에 의해, 상기 플런저(74)에 형성된 연결 구멍(742)들과 상기 와셔(40)의 측벽에 형성된 배출 구멍(76)들이 일치하여, 바이패스 유로(32)와 배압실(72)을 거친 작동 유체가 제2 챔버(C2)로 흘러 나간다. 따라서, 고속시에는, 상기 메인 유로(22)와 상기 바이패스 유로(32)가 모두 열리면서, 쇽업소버(1)의 감쇠력을 낮추고, 디그리시브 특성의 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버가 저속 구간에서 작동되는 상태를 설명하기 위한 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버가 고속 구간에서 작동하는 상태를 설명하기 위한 단면도.

Claims (4)

1. 튜브 내에 제1 챔버와 제2 챔버를 구획하며, 상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이어진 메인 유로를 구비한 피스톤;

   상기 메인 유로를 흐르는 작동 유체에 대항해 감쇠력을 발생시키도록 적층되어 있는 복수의 밸브 디스크들로 이루어지는 메인 밸브;

   상기 제1 챔버로부터 상기 제2 챔버로 이어진 바이패스 유로를 구비한 피스톤로드; 및

   상기 메인 밸브가 열리는 힘에 의해 상기 바이패스 유로를 개방하도록 상기 복수의 밸브 디스크들을 지지하는 와셔에 마련되는 서브밸브(sub valve)를 포함하며,

   상기 서브밸브는, 상기 바이패스 유로와 연결되도록 상기 와셔에 한정된 배압실과, 탄성부재에 지지된 채 상기 밸브 디스크들의 휨 변형에 밀려 후퇴하도록 상기 배압실 내에 설치된 플런저를 포함하며, 상기 와셔의 측벽에는 상기 제2 챔버와 통해 있는 배출 구멍이 형성되고, 상기 플런저에는 상기 플런저가 후퇴될 때 상기 배출 구멍과 일치되어 상기 배압실과 상기 제2 챔버를 연결하는 연결 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
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4. 청구항 1에 있어서, 상기 바이패스 유로와 연결되는 상기 제2 챔버 측에는 저속시 닫히고 고속시에 열리는 배압실이 형성되며, 저속시에 상기 배압실은 상기 바이패스를 흐른 작동 유체에 의해 상기 메인 밸브에 대해 배압을 형성하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.

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