KR101337584B1 - 쇽업소버의 로드 가이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 로드 가이드와 피스톤 로드 사이에 설치되는 링 부재를 통해 피스톤 로드와의 사이에서의 밀착력을 높여 저진폭, 고주파수에서 감쇠력 산포를 방지하는 동시에 쇽업소버의 작동중 발생된 기포를 배출킬 수 있는 배출유로를 가져 인장행정시 래그 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 쇽업소버의 로드 가이드에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내부에 작동유체가 들어있는 실린더와, 상기 실린더의 내부를 상부 챔버와 하부 챔버로 구분하며 감쇠력을 발생시키는 피스톤과, 일단은 상기 피스톤과 결합되고 타단은 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버에서, 상기 피스톤 로드가 상기 실린더의 외부로 연장되는 부분에 장착되어 상기 피스톤 로드의 작동을 안내하는 쇽업소버의 로드 가이드로서, 상기 피스톤 로드와 맞닿도록 상기 로드 가이드의 내주면에 설치되는 부시와; 상기 피스톤 로드와 마주하도록 상기 로드 가이드의 내주면에 형성되는 단턱부와; 상기 부시와 상기 단턱부 사이에 끼워지는 링 부재; 를 포함하며, 상기 부시와 상기 링 부재는 서로 밀착되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드가 제공된다.

Description

쇽업소버의 로드 가이드 {ROD GUIDE OF A SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 구비되는 로드 가이드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로드 가이드와 피스톤 로드 사이에 설치되는 링 부재를 통해 피스톤 로드와의 사이에서의 밀착력을 높여 저진폭, 고주파수에서 감쇠력 산포를 방지하는 동시에 쇽업소버의 작동중 발생된 기포를 배출킬 수 있는 배출유로를 가져 인장행정시 래그 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 쇽업소버의 로드 가이드에 관한 것이다.

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

차량의 쇽업소버(Shock absorber)는 차체와 차륜을 연결하는 장치로서 주행 중 노면으로부터 차륜으로 전달된 충격을 흡수하여 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다. 이에 쇽업소버는 조종안정성을 확보하는 동시에 적재화물의 보호, 차량의 각 부품을 보호하며, 조정 안정성을 향상시키고, 운전자의 안락한 승차감을 극대화하는 것을 주된 목적으로 하여 다양한 형태의 것이 연구개발 및 적용되고 있는 실정이다.

쇽업소버는 노면 상태에 따른 차량의 진동에 따라 작동하게 되며, 이때 쇽업소버의 작동속도에 따라, 즉 작동속도가 빠르거나 느림에 따라 쇽업소버에서 발생하는 감쇠력이 달라진다. 쇽업소버에서 발생하는 감쇠력 특성을 어떻게 조절하는가에 따라 차량의 승차감과 주행안정성을 제어할 수 있다. 따라서 차량의 설계시, 쇽업소버의 감쇠력 특성을 조절하는 것은 매우 중요하다.

도 1에는 종래의 쇽업소버의 일례로서 트윈 튜브 타입(twin tube type; 복통식)의 쇽업소버가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 쇽업소버는, 작동유체가 충전된 실린더(10)와, 피스톤 로드(16)의 말단에 장착되어 이 실린더(10) 내에서 왕복운동하는 피스톤 밸브(18)를 포함한다.

또한, 외통으로서의 실린더(10) 내부에는 내통(11)이 삽입되어 있으며, 이 내통(11)은 피스톤 밸브(18)에 의해서 2개의 챔버, 즉 하부의 압축 챔버(12)와 상부의 인장 챔버(13)로 구획된다. 또한, 실린더(10)와 내통(11) 사이에는 리저버 챔버(14)가 형성되고, 압축 챔버(12)와 리저버 챔버(14) 사이에는 베이스 밸브(19)가 설치된다. 이 리저버 챔버(14)는 피스톤 밸브(18)의 상하 운동에 따른 압축 챔버(12)의 압력변화를 보상하는 역할을 한다.

실린더(10)의 하단에는 차축과의 연결을 위한 하부 아이(eye), 브래킷 등이 형성될 수 있으며, 피스톤 로드(16)의 상단에는 차체와의 연결을 위한 상부 아이, 나사 등의 연결부(17)가 형성될 수 있다.

피스톤 로드(16)가 실린더(10)의 외부로 연장되는 부분에는 로드 가이드(15)가 장착되어, 실린더 내부의 작동유체가 외부로 흘러나오는 것을 막고 피스톤 로드의 작동을 안내하도록 되어 있다. 통상 탄소강으로 제조되는 피스톤 로드(16)를 가이드하기 위해서는 로드 가이드(15)의 내마모성이 유지될 수 있어야 하며, 종래에는 피스톤 로드(16)를 손상시키지 않기 위해 피스톤 로드의 작동시 피스톤 로드(16)와 로드 가이드(15) 사이의 마찰력을 낮게 유지할 수 있도록 다양한 시도가 이루어지고 있었다.

그런데, 종래의 쇽업소버는, 차량이 고속도로를 주행할 때와 같이 저진폭(0.01 ~ 1mm), 고주파수의 입력이 들어올 경우 쇽업소버 내부의 작동유체 흐름이 이에 대응하지 못하는 문제가 있었다. 그에 따라 로드 가이드의 구성을 통하여 저진폭, 고주파수의 진동을 잡아주기 위한 연구가 최근 이루어지고 있지만, 종래의 로드 가이드(15)의 구성으로는 피스톤 로드(16)와 로드 가이드(15) 사이의 마찰력이 낮기 때문에 마찰력을 높일 수 있는 구조가 요구되고 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 로드 가이드와 피스톤 로드 사이에 설치되는 링 부재를 통해 피스톤 로드와의 사이에서의 밀착력을 높여 저진폭, 고주파수에서 감쇠력 산포를 방지하는 동시에 쇽업소버의 작동중 발생된 기포를 배출킬 수 있는 배출유로를 가져 인장행정시 래그 발생을 방지할 수 있도록 구성되는 쇽업소버의 로드 가이드를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 작동유체가 들어있는 실린더와, 상기 실린더의 내부를 상부 챔버와 하부 챔버로 구분하며 감쇠력을 발생시키는 피스톤과, 일단은 상기 피스톤과 결합되고 타단은 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버에서, 상기 피스톤 로드가 상기 실린더의 외부로 연장되는 부분에 장착되어 상기 피스톤 로드의 작동을 안내하는 쇽업소버의 로드 가이드로서, 상기 피스톤 로드와 맞닿도록 상기 로드 가이드의 내주면에 설치되는 부시와; 상기 피스톤 로드와 마주하도록 상기 로드 가이드의 내주면에 형성되는 단턱부와; 상기 부시와 상기 단턱부 사이에 끼워지는 링 부재; 를 포함하며, 상기 부시와 상기 링 부재는 서로 밀착되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드가 제공된다.

상기 쇽업소버의 상기 상부 챔버 상단의 기포가 상기 로드 가이드를 통하여 배출될 수 있도록 상기 로드 가이드에 형성되는 배출유로는 상기 부시와 상기 로드 가이드의 내주면 사이를 통하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 배출유로는, 상기 부시와 상기 로드 가이드의 내주면 사이의 간극, 상기 링 부재와 상기 로드 가이드 사이의 간극, 상기 로드 가이드 상부에 설치되는 오일 씰과 상기 로드 가이드 사이의 공간, 그리고 상기 로드 가이드에 형성된 배출구멍을 순차적으로 연통하여 연장되는 것이 바람직하다.

상기 링 부재와 상기 로드 가이드 사이의 배출유로를 유지하기 위해 상기 로드 가이드의 상기 링 부재를 향하는 면에는 복수개의 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 부시와 맞닿는 상기 로드 가이드의 내주면에는 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 링 부재의 단면은 삼각형 또는 사각형인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 로드 가이드와 피스톤 로드 사이에 설치되는 링 부재를 통해 피스톤 로드와의 사이에서의 밀착력을 높일 수 있는 쇽업소버의 로드 가이드가 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명의 로드 가이드에 의하면, 로드 가이드와 피스톤 로드 사이의 마찰력이 증대되어, 저진폭, 고주파수에서도 감쇠력을 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 로드 가이드에 의하면, 쇽업소버의 작동중 발생된 기포를 배출킬 수 있는 배출유로를 형성함으로써 인장행정시 래그 발생을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 쇽업소버의 일례를 도시하는 단면도,
도 2는 로드 가이드의 일 실시예를 도시하는 단면도, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 로드 가이드를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로드 가이드의 구조를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 출원인에 의해 개발된 쇽업소버의 로드 가이드가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로드 가이드(20)의 피스톤 로드(16)와 맞닿는 내주면에는 마찰력을 감소시키고 피스톤 로드(16)의 손상을 방지하고자 별도의 원통형 부시(21)를 부착하였다. 부시(21)는 원통형 스틸 내주면에 구리층과 테프론(PTFE; Poly Tetra Fluoro Ethylene) 코팅층을 순차적으로 형성하여 만들어질 수 있다.

로드 가이드(20)의 내주면에는 단턱부(24)가 형성되고, 저진폭, 고주파수에서 마찰력을 높여 감쇠력 산포를 방지하기 위해 부시(21)와 단턱부(24) 사이에는 링 부재(22)가 끼워진다.

또한, 쇽업소버의 작동시, 특히 압축행정시 작동유체가 피스톤 밸브(18)를 통과하면서 와류가 형성되어 기포가 발생하는데, 이렇게 발생한 기포가 인장 챔버(13)의 상단에 존재할 경우 쇽업소버의 인장행정에서 래그(lag)가 발생될 우려가 있다. 그에 따라 인장 챔버(13) 상단의 기포가 로드 가이드(20)를 통하여 리저버 챔버(14) 쪽으로 배출될 수 있도록 로드 가이드(20)에는 배출유로가 형성될 필요가 있다.

이 배출유로는, 도 2에 화살표로 표시되어 있는 바와 같이, 인장 챔버(13)로부터 부시(21)와 피스톤 로드(16) 사이의 간극, 링 부재(22)와 부시(21) 사이의 간극, 링 부재(22)와 로드 가이드(20) 사이의 간극, 로드 가이드(20)와 오일 씰(29) 사이의 공간, 그리고 로드 가이드(20)에 형성된 배출구멍(25)을 순차적으로 연통하여 리저버 챔버(14)까지 연장된다.

한편, 링 부재(22)와 로드 가이드(20) 사이의 간극, 즉 배출유로를 유지하기 위해 로드 가이드(20)의 링 부재(22)를 향하는 면에는 복수개, 바람직하게는 대략 4개 정도의 홈(20a)을 형성할 수 있다. 그에 따라 단면도에서 볼 때 홈(20a)은 링 부재(22)를 둘러싸는 형태를 가지도록 로드 가이드(20)에 형성될 수 있다.

도 2에 도시된 로드 가이드(20)의 경우, 배출유로의 형성을 위해 부시(21)와 단턱부(24) 사이의 거리를 링 부재(22)의 두께보다 넓게 이격시키고 있기 때문에, 링 부재(22)와 부시(21) 사이에는 0.5 ~ 1mm 정도의 간극(A)이 존재하게 된다.

그에 따라 링 부재(22)에 의해 로드 가이드(20)와 피스톤 로드(16) 사이의 고 마찰력을 실현하더라도, 쇽업소버에 상기 간극의 크기보다 작은 진동이 입력될 경우에는 감쇠력을 발생시킬 수 없다는 문제가 있다.

도 3에는 본 발명에 따른 쇽업소버의 로드 가이드가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 로드 가이드는, 도 2의 로드 가이드에 비해 부시와 링 부재 사이에 간극이 존재하지 않으며, 배출유로가 부시와 로드 가이드 사이에 형성된다는 차이점이 존재한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 로드 가이드(30)의 피스톤 로드(16)와 맞닿는 내주면에는 피스톤 로드(16)의 손상을 방지하고자 원통형 부시(31)가 부착된다. 로드 가이드(30)의 내주면에는 단턱부(34)가 형성되고, 저진폭, 고주파수에서 마찰력을 높여 감쇠력 산포를 방지하기 위해 부시(31)와 단턱부(34) 사이에는 링 부재(32)가 끼워진다. 이때, 본 발명에 따르면, 링 부재(32)와 부시(31) 사이에는 간극이 존재하지 않도록 구성되어 링 부재(32)와 부시(31)가 밀착된 상태로 설치된다.

이와 같이 링 부재(32)와 부시(31)가 밀착된 상태로 설치됨에 따라, 인장 챔버(13) 상단의 기포가 로드 가이드(30)를 통하여 리저버 챔버(14) 쪽으로 배출될 수 있도록 로드 가이드(30)에 형성되는 배출유로는 부시(31)와 로드 가이드(30)의 내주면 사이를 통과하도록 구성된다.

즉, 배출유로는, 도 3에 화살표로 표시되어 있는 바와 같이, 인장 챔버(13)로부터 부시(31)와 로드 가이드(30)의 내주면 사이의 간극, 링 부재(32)와 로드 가이드(30) 사이의 간극, 로드 가이드(30)와 오일 씰 사이의 공간, 그리고 로드 가이드(30)에 형성된 배출구멍(35)을 순차적으로 연통하여 리저버 챔버(14)까지 연장된다.

링 부재(32)와 로드 가이드(30) 사이의 간극, 즉 배출유로를 유지하기 위해 로드 가이드(30)의 링 부재(32)를 향하는 면에는 복수개, 바람직하게는 대략 4개 정도의 홈(30a)을 형성할 수 있다. 그에 따라 단면도에서 볼 때 홈(30a)은 링 부재(32)를 둘러싸는 형태를 가지도록 로드 가이드(30)에 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 단면도에서는 도면 좌측의 링 부재(32) 주위에는 홈(30a)이 나타나고 도면 우측의 링 부재(32) 주위에는 홈이 나타나지 않은 상태로 도시되어 있다. 즉, 단면이 어떻게 형성되는가에 따라 홈이 식별 가능할 수도 불가능할 수도 있다.

또한, 배출유로가 형성되어 부시(31)와 로드 가이드(30) 사이의 간극을 통하여 기포가 배출될 수 있도록 로드 가이드(30)의 내주면에도 홈(30b)과 같이 기포 배출을 용이하게 하는 요소가 마련될 수 있다. 로드 가이드(30)의 내주면에 홈(30b)을 형성할 경우 이 홈(30b)은 서로 일정한 각도간격을 두고 이격되며, 대략 3 ~ 5개 정도의 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 단면도에서는 도면 좌측에서 부시(31)에 인접한 로드 가이드(30)의 내주면에 홈(30b)이 표시되어 있고 도면 우측에는 홈이 표시되지 않은 상태로 도시되어 있다. 즉, 단면이 어떻게 형성되는가에 따라 홈이 식별 가능할 수도 불가능할 수도 있다.

도 3에 도시된 로드 가이드(30)의 경우, 링 부재(32)와 부시(31) 사이에 간극이 존재하지 않기 때문에, 링 부재(32)에 의해 로드 가이드(30)와 피스톤 로드(16) 사이의 고 마찰력을 실현할 수 있고, 쇽업소버에 저진폭, 고주파수의 진동이 입력될 경우에도 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

도 2 및 도 3에는, 링 부재(22, 32)의 단면이 사각형인 것으로 도시하고 있지만, 사각형 이외의 형상을 가질 수 있다. 링 부재의 단면이 사각형인 경우에는 스트로크와 무관하게 마찰력을 유지할 수 있다는 장점이 있고, 링 부재의 단면이 하나의 꼭지점이 피스톤 로드를 향하는 삼각형인 경우에는 정지시 좁은 면적에 압축력이 집중되어 초기 마찰력을 높일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 지금까지의 설명에서는 부시(21, 31)를 가지는 로드 가이드(20, 30)를 예를 들고 있지만, 본 발명은 부시를 가지지 않는 로드 가이드에도 적용될 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 쇽업소버의 밸브 구조를, 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.

10 : 실린더 11 : 내통
12 : 압축 챔버 13 : 인장 챔버
14 : 리저버 챔버 15 : 로드 가이드
16 : 피스톤 로드 18 : 피스톤 밸브
19 : 베이스 밸브 20, 30 : 로드 가이드
21, 31 : 부시 22, 32 : 링 부재
24, 34 : 단턱부 25, 35 : 배출구멍
29 : 오일 씰

Claims (6)

1. 내부에 작동유체가 들어있는 실린더(10)와, 상기 실린더의 내부를 상부 챔버와 하부 챔버로 구분하며 감쇠력을 발생시키는 피스톤과, 일단은 상기 피스톤과 결합되고 타단은 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드(16)를 포함하는 쇽업소버에서, 상기 피스톤 로드가 상기 실린더의 외부로 연장되는 부분에 장착되어 상기 피스톤 로드의 작동을 안내하는 쇽업소버의 로드 가이드(15)로서,
   상기 피스톤 로드와 맞닿도록 상기 로드 가이드의 내주면에 설치되는 부시(31)와;
   상기 피스톤 로드와 마주하도록 상기 로드 가이드의 내주면에 형성되는 단턱부(34)와;
   상기 부시와 상기 로드 가이드의 단턱부 사이에 밀착되어 끼워지는 링 부재(32); 를 포함하며,
   상기 부시와 상기 링 부재는 서로 밀착되도록 설치되며,
   상기 쇽업소버의 상기 상부 챔버 상단의 기포가 상기 로드 가이드를 통하여 배출될 수 있도록 상기 로드 가이드에 형성되는 배출유로는 상기 부시와 상기 로드 가이드의 내주면 사이를 통하여 형성되며,
   상기 배출유로를 유지하기 위해 상기 로드 가이드의 상기 링 부재를 향하는 면에는 홈(30a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 배출유로는, 상기 부시(31)와 상기 로드 가이드(30)의 내주면 사이의 간극, 상기 링 부재(32)와 상기 로드 가이드 사이의 간극, 상기 로드 가이드 상부에 설치되는 오일 씰과 상기 로드 가이드 사이의 공간, 그리고 상기 로드 가이드에 형성된 배출구멍(35)을 순차적으로 연통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 링 부재(32)와 상기 로드 가이드(30) 사이의 배출유로를 유지하기 위해 상기 로드 가이드의 상기 링 부재를 향하는 면에 형성되는 홈(30a)은 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 부시(31)와 맞닿는 상기 로드 가이드(30)의 내주면에는 홈(30b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 링 부재(32)의 단면은 삼각형 또는 사각형인 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 로드 가이드.

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