KR101337856B1 - 감쇠력 가변식 쇽업소버 - Google Patents

감쇠력 가변식 쇽업소버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고주파 진동이 입력될 때 승차감을 향상시킬 수 있도록 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버로서, 외측에 감쇠력 가변 밸브 조립체가 부착되는 베이스 쉘과; 상기 베이스 쉘의 내측에 설치되며 피스톤 로드가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브와; 상기 인너 튜브의 내부 공간을 리바운드 챔버와 컴프레션 챔버로 구획하도록 상기 피스톤 로드의 일단에 결합되는 피스톤 밸브와; 상기 베이스 쉘과 상기 인너 튜브 사이의 공간을 저압실과 고압실로 구획하도록 설치되는 세퍼레이터 튜브와; 상기 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 상기 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 상기 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어할 수 있도록 설치되는 주파수 감응형 밸브 조립체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공된다.

Description

감쇠력 가변식 쇽업소버 {DAMPING FORCE VARIABLE SHOCK ABSORBER}
본 발명은 감쇠력 가변밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것으로서, 고주파 진동이 입력될 때 승차감을 향상시킬 수 있도록 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.
일반적으로 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.
이러한 쇽업소버는 실린더와, 이 실린더 내에 압축 및 신장가능하게 설치된 피스톤 로드를 포함하며, 이들 실린더와 피스톤 로드가 각각 차체 또는 바퀴나 차축에 설치된다.
상기 쇽업소버 중 감쇠력이 낮게 설정된 쇽업소버는 주행시 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있다. 반면에, 감쇠력이 높게 설정된 쇽업소버는 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다. 따라서, 종래의 차량에는 차량의 사용 목적에 따라 감쇠력 특성이 다르게 설정된 쇽업소버가 적용된다.
한편, 최근에는 쇽업소버의 일측에 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변 밸브를 장착하여, 노면 및 주행상태 등에 따라 승차감이나 조종안정성의 향상을 위해 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 단면도로서, 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버(10)는, 베이스 쉘(12)과, 이 베이스 쉘(12)의 내측에 설치되며 피스톤 로드(24)가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브(14)를 포함한다. 인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12)의 상단과 하단에는 각각 로드 가이드(26)와 바디 밸브(27)가 설치된다. 또한, 인너 튜브(14)의 내부에서 피스톤 로드(24)의 일단에는 피스톤 밸브(25)가 결합되며, 이 피스톤 밸브(25)는 인너 튜브(14)의 내부 공간을 리바운드 챔버(20)와 컴프레션 챔버(22)로 구획한다. 그리고, 베이스 쉘(12)의 상부와 하부에는 각각 상부 캡(28)과 베이스 캡(29)이 설치된다.
인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12) 사이에는 피스톤 로드(24)의 왕복 운동에 따른 인너 튜브(14) 내부의 체적 변화를 보상하는 리저버 챔버(30)가 형성되어 있다. 리저버 챔버(30)와 컴프레션 챔버(22) 사이의 작동유체의 유동은 바디 밸브(27)에 의해 제어된다.
또한, 베이스 쉘(12)의 내측에는 세퍼레이터 튜브(16)가 설치된다. 이 세퍼레이터 튜브(16)에 의해 베이스 쉘(12)의 내부는, 리바운드 챔버(20)에 연결되는 고압실(PH), 그리고 리저버 챔버(30)로서의 저압실(PL)로 구획된다.
고압실(PH)은 인너 튜브(14)의 내부홀(14a)을 통해 리바운드 챔버(20)와 연결된다. 한편, 저압실(PL)은, 바디 밸브(27)의 몸체부와 베이스 쉘(12)(또는 베이스 캡(29)) 사이에 형성되는 하부 유로(32)와, 바디 밸브(27)에 형성된 유로를 통해 컴프레션 챔버(22)에 연결된다.
한편, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)는 감쇠력을 가변하기 위해서 베이스 쉘(12)의 일측에 장착되는 감쇠력 가변밸브 조립체(40)를 포함한다.
감쇠력 가변밸브 조립체(40)에는 베이스 쉘(12) 및 세퍼레이터 튜브(16)에 각각 연결되며 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 각각 연통하는 오일유로가 형성된다. 또한, 감쇠력 가변밸브 조립체(40)에는 액추에이터(42)의 구동에 의해 이동하는 스풀(44)이 설치되며, 상기 스풀(44)의 이동에 의해 상기 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 연통하는 내부 유로가 가변되면서 쇽업소버(10)의 감쇠력을 가변한다.
그런데, 종래기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 리바운드 챔버(20) 내의 작동유체가 내부홀(14a)과 고압실(PH)을 통해 아무런 저항 없이 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)로 유동하기 때문에 아무런 감쇠력도 발생시키지 못하는 문제가 있었다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어함으로써 노면 상태가 좋은 양로 주행시 및 고속 주행시 승차감을 향상시킬 수 있도록 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버로서, 외측에 감쇠력 가변 밸브 조립체가 부착되는 베이스 쉘과; 상기 베이스 쉘의 내측에 설치되며 피스톤 로드가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브와; 상기 인너 튜브의 내부 공간을 리바운드 챔버와 컴프레션 챔버로 구획하도록 상기 피스톤 로드의 일단에 결합되는 피스톤 밸브와; 상기 베이스 쉘과 상기 인너 튜브 사이의 공간을 저압실과 고압실로 구획하도록 설치되는 세퍼레이터 튜브와; 상기 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 상기 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 상기 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어할 수 있도록 설치되는 주파수 감응형 밸브 조립체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공된다.
상기 주파수 감응형 밸브 조립체는, 상기 리바운드 챔버 내의 작동유체가 상기 고압실로 유동할 수 있도록 관통형성되는 관통구멍을 가지며 상기 리바운드 챔버와 상기 고압실 사이에 설치되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 관통구멍을 상기 쇽업소버에 입력되는 주파수에 따라 개폐하도록 설치되는 프리 피스톤을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프리 피스톤은, 상기 쇽업소버에 외력이 가해지지 않을 때 상기 관통구멍을 통한 작동유체의 유동을 억제할 수 있도록 가압수단에 의해 가압되는 것이 바람직하다.
상기 프리 피스톤이 상기 밸브 몸체로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 프리 피스톤을 지지하는 와셔 부재가 상기 밸브 몸체에 고정적으로 설치되는 것이 바람직하다.
상기 밸브 몸체는, 상기 쇽업소버의 베이스 쉘 상단에 설치되는 로드 가이드와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어할 수 있도록 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.
그에 따라 본 발명에 따른 쇽업소버에 의하면, 고주파 진동이 쇽업소버에 입력될 때, 즉 노면 상태가 좋은 양로 주행시 및 고속 주행시에 승차감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른, 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버의 주요부 확대 단면도로서, 고주파 진동이 입력될 때의 상태를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 3은 본 발명에 따른, 주파수 감응형 밸브 조립체를 가지는 감쇠력 가변식 쇽업소버의 주요부 확대 단면도로서, 저주파 진동이 입력될 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어할 수 있도록 주파수 감응형 밸브 조립체를 갖는다. 이하에서는 도 1을 참조하여 설명된 구성요소와 동일한 구성요소에는 편의상 동일한 부재번호를 부여하여 설명이 이루어진다.
본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 도 1을 참조하여 설명된 종래기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버와 마찬가지로, 외측에 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)가 부착되는 베이스 쉘(12)과, 이 베이스 쉘(12)의 내측에 설치되며 피스톤 로드(24)가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브(14)와, 이 인너 튜브(14)의 내부 공간을 리바운드 챔버(20)와 컴프레션 챔버(22)로 구획하도록 피스톤 로드(24)의 일단에 결합되는 피스톤 밸브(25)와, 베이스 쉘(12)과 인너 튜브(14) 사이의 공간을 리저버 챔버(30)로서의 저압실(PL)과 고압실(PH)로 구획하도록 설치되는 세퍼레이터 튜브(16)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 리바운드 챔버(20)는 내부홀(14a) 및 고압실(PH)을 통하여 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)와 연통하였으나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면 리바운드 챔버(20)는 주파수 감응형 밸브 조립체 및 고압실(PH)을 통하여 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)와 연통하게 된다.
본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 주파수 감응형 밸브 조립체가 설치되어 있기 때문에, 진동하는 변위가 작을 경우, 즉 쇽업소버에 입력되는 주파수가 높고 변위가 작아 주파수 감응형 밸브 조립체를 개방시키지 못할 경우에는 리바운드 챔버(20)와 고압실(PH) 사이의 작동유체의 유동을 억제할 수 있으며, 그에 따라 고속도로를 주행할 때와 같이 양호한 노면인 양로 주행시 및 고속 주행시 승차감을 향상시킬 수 있다.
주파수 감응형 밸브 조립체는, 리바운드 챔버(20) 내의 작동유체가 고압실(PH)로 유동할 수 있도록 관통형성되는 관통구멍(51a)을 가지며 리바운드 챔버(20)와 고압실(PH) 사이에 설치되는 밸브 몸체(51)와, 이 밸브 몸체(51)의 관통구멍(51a)을 쇽업소버에 입력되는 주파수에 따라 개폐하도록 설치되는 프리 피스톤(53)을 포함한다.
프리 피스톤(53)은, 쇽업소버에 외력이 가해지지 않을 때 관통구멍(51a)을 통한 작동유체의 유동을 억제할 수 있도록 가압수단으로서의 스프링(55)에 의해 가압된다.
또한, 스프링(55)에 의해 가압되는 프리 피스톤(53)이 밸브 몸체(51)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 프리 피스톤(53)을 지지하는 와셔 부재(57)가 밸브 몸체(51)에 고정적으로 설치된다.
주파수 감응형 밸브 조립체의 밸브 몸체(51)는, 쇽업소버의 베이스 쉘(12) 상단에 설치되는 로드 가이드(26)와 일체로 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 로드 가이드(26)의 하단으로부터 연장되도록 일체로 형성된 밸브 몸체(51)가 예시되어 있으나, 본 발명은 이것만으로 한정되지 않고 로드 가이드(26)와는 별도로 밸브 몸체(51)가 형성될 수 있음은 물론이다. 밸브 몸체(51)가 로드 가이드(26)와는 별도로 형성되는 경우에는 스프링(55)이 밸브 몸체(51)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 밸브 몸체(51)의 내주면 상단이 단턱을 가지도록 변형될 수 있다.
밸브 몸체(51)는 내부에서 프리 피스톤(53)이 상하방향으로 이동할 수 있도록 대략 원통형상을 가지는 것이 바람직하다.
프리 피스톤(53)의 외주면과 내주면 중 적어도 하나의 면에는 상하 이동시 마찰력의 감소를 위해 예컨대 테프론과 같이 마찰계수가 작은 소재의 밴드(54)가 부착될 수 있다. 도 2 및 도 3에는 프리 피스톤(53)의 외주면에만 밴드(54)가 부착되는 것으로 예시되어 있지만, 프리 피스톤(53)의 내주면에만 밴드가 부착되거나 외주면과 내주면 모두에 밴드가 부착되도록 변형될 수 있다.
스프링(55)은 로드 가이드(26)의 하부표면과 프리 피스톤(53)의 상부표면에 각각 형성되는 안착면에 안착될 수 있다. 안착면에는 스프링의 좌우 흔들림을 방지하기 위해 안착홈이 형성될 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버에 설치된 주파수 감응형 밸브 조립체의 동작을 설명한다.
도 2에는 쇽업소버에 고주파 진동이 입력될 때의 주파수 감응형 밸브 조립체의 상태가 도시되어 있다.
노면 상태가 양호한 고속도로에서의 고속주행시와 같은 경우에는, 쇽업소버에 고주파 진동, 즉 고주파 저진폭 진동이 입력될 수 있다. 본 발명의 주파수 감응형 밸브 조립체 내에 포함된 프리 피스톤(53)은 스프링(55)에 의해 지지되므로, 이 스프링(55)의 탄성력보다 큰 외력이 입력되기 전까지는 리바운드 챔버(20) 내의 작동유체가 고압실(PH)로 유동하지 못한다.
이때 주파수 감응형 밸브 조립체에서 발생하는 감쇠력은 스프링(55)이 가지는 고유의 스프링 상수에 의해 지배되며, 상대적으로 소프트한 감쇠력이 발생된다.
도 3에는 쇽업소버에 저주파 진동이 입력될 때의 주파수 감응형 밸브 조립체의 상태가 도시되어 있다.
노면 상태가 불량한 도로를 주행할 때나 둔덕을 넘을 때와 같은 경우에는, 쇽업소버에 저주파 진동, 즉 저주파 고진폭 진동이 입력될 수 있다. 본 발명의 주파수 감응형 밸브 조립체 내에 포함된 프리 피스톤(53)은 스프링(55)에 의해 지지되므로, 이 스프링(55)의 탄성력보다 큰 저주파 고진폭 진동이 입력되면 프리 피스톤(53)이 스프링(55)을 압축하면서 이동하여 관통구멍(51a)이 개방될 수 있다.
관통구멍(51a)이 개방되면, 리바운드 챔버(20) 내의 작동유체가 고압실(PH)로 유동할 수 있다. 관통구멍(51a)이 개방되면 스프링(55)은 더 이상 감쇠력에 영향을 미치지 못하게 된다.
이때 주파수 감응형 밸브 조립체에서 발생하는 감쇠력은, 감쇠력 가변식 쇽업소버에 설치되어 있는 피스톤 밸브(25), 바디 밸브(27) 및 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)에 의해 지배되며, 상대적으로 하드한 감쇠력이 발생된다.
이상과 같이 본 발명을 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 : 감쇠력 가변식 쇽업소버 12 : 베이스 쉘
14 : 인너 튜브 16 : 세퍼레이터 튜브
20 : 리바운드 챔버 22 : 컴프레션 챔버
24 : 피스톤 로드 25 : 피스톤 밸브
26 : 로드 가이드 27 : 바디 밸브
30 : 리저버 챔버 40 : 감쇠력 가변 밸브 조립체
51 : 밸브 몸체 51a : 관통구멍
53 : 프리 피스톤 54 : 밴드
55 : 스프링 57 : 와셔 부재
PL : 저압실 PH : 고압실

Claims (5)

  1. 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버로서,
    외측에 감쇠력 가변 밸브 조립체가 부착되는 베이스 쉘(12)과;
    상기 베이스 쉘의 내측에 설치되며 피스톤 로드(24)가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브(14)와;
    상기 인너 튜브의 내부 공간을 리바운드 챔버(20)와 컴프레션 챔버(22)로 구획하도록 상기 피스톤 로드의 일단에 결합되는 피스톤 밸브(25)와;
    상기 베이스 쉘과 상기 인너 튜브 사이의 공간을 저압실(PL)과 고압실(PH)로 구획하도록 설치되는 세퍼레이터 튜브(16)와;
    상기 쇽업소버에 입력되는 진동의 주파수에 따라 상기 리바운드 챔버 내부의 작동유체가 상기 감쇠력 가변 밸브 조립체 쪽으로 유동하는 것을 제어할 수 있도록 설치되는 주파수 감응형 밸브 조립체; 를 포함하며,
    상기 주파수 감응형 밸브 조립체는, 상기 리바운드 챔버 내의 작동유체가 상기 고압실로 유동할 수 있도록 관통형성되는 관통구멍(51a)을 가지며 상기 리바운드 챔버와 상기 고압실 사이에 설치되는 밸브 몸체(51)와, 상기 밸브 몸체의 관통구멍을 상기 쇽업소버에 입력되는 주파수에 따라 개폐하도록 설치되는 프리 피스톤(53)을 포함하며,
    상기 프리 피스톤이 상기 밸브 몸체로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 상기 프리 피스톤을 지지하는 와셔 부재(57)가 상기 밸브 몸체에 고정적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리 피스톤은, 상기 쇽업소버에 외력이 가해지지 않을 때 상기 관통구멍을 통한 작동유체의 유동을 억제할 수 있도록 가압수단(55)에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 몸체는, 상기 쇽업소버의 베이스 쉘 상단에 설치되는 로드 가이드(26)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04253525A (ja) * 1990-06-26 1992-09-09 Nhk Spring Co Ltd ダイスプリング装置
JPH08121524A (ja) * 1994-10-19 1996-05-14 Toyota Motor Corp ショックアブソーバ
JPH10278529A (ja) * 1997-04-08 1998-10-20 Unisia Jecs Corp 車両懸架装置
WO2005083293A1 (en) 2004-02-13 2005-09-09 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Rod guide and seal system for gas filled shock absorbers

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