KR101419735B1 - 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 내부에 오일 챔버와 가스 챔버가 구획되는 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버와 상기 가스 챔버를 분리하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서, 상기 실린더의 하단에 차륜측과의 연결을 위해 장착되는 아이 부재의 내부를 중공으로 하고, 상기 아이 부재의 내부공간을 상기 가스 챔버와 연통시켜 상기 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.

Description

중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버{MONO TUBE TYPE SHOCK ABSORBER WITH A HOLLOW EYE}

본 발명은 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버에 관한 것이다.

종래 차량에는 조작성능이나 승차감 향상을 위하여 다양한 종류의 쇽업소버가 사용되고 있으며, 특히 차량의 바퀴와 차체 사이에 적용되는 쇽업소버 중 하나로서 모노 튜브식 쇽업소버가 사용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 모노 튜브식 쇽업소버는, 유체가 충전된 제1 및 제2 오일 챔버(11, 12)와, 이 제1 및 제2 오일 챔버(11, 12)의 하단에 마련된 가스 챔버(16)를 포함하는 실린더(10)로 이루어진다. 작동유체, 즉 오일이 충전된 제1 및 제2 오일 챔버(11, 12)는 피스톤 밸브(13)에 의해 분리되며, 오일이 충전된 제2 오일 챔버(12)와 가스가 충전된 가스 챔버(16)는 프리 피스톤(17)에 의해 분리된다.

가스 챔버(16)는 제2 오일 챔버(12) 하부에 실린더(10)가 길이방향으로 연장됨으로써 형성되며, 이 가스 챔버(16) 내에는 통상 고압의 질소가스가 충전되어 있다. 질소가스의 압력은, 쇽업소버 전체 길이가 줄어드는 수축 행정시 제1 오일 챔버(11) 내부에 부압이 발생되지 않을 정도로 충분히 높은 값을 가지는 것이 바람직하다.

도 1에서 볼 때 피스톤 밸브(13)가 위쪽으로 올라가는 신장 행정시, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 밸브(13) 위쪽의 제1 오일 챔버(11) 내의 압력이 높아지며, 그에 따라 제1 오일 챔버(11) 내의 오일은 피스톤 밸브(13)에 설치된 밸브 수단을 밀어 열고 피스톤 밸브(13) 아래쪽의 제2 오일 챔버(12)로 흘러들어간다.

이때 프리 피스톤(17)의 움직임은 다음과 같다. 즉, 신장 행정시 피스톤 밸브(13)가 위쪽으로 움직이면서 제2 오일 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 낮아지게 되면, 프리 피스톤(17)은 위쪽으로 이동한다.

한편, 도 1에서 볼 때 피스톤 밸브(13)가 아래쪽으로 내려가는 수축 행정시, 실린더(10) 내에 있어서 피스톤 밸브(13) 아래쪽의 제2 오일 챔버(12) 내의 압력이 높아지며, 그에 따라 제2 오일 챔버(12) 내의 오일은 피스톤 밸브(13)에 설치된 밸브 수단을 밀어 열고 피스톤 밸브(13) 위쪽의 제1 오일 챔버(11)로 흘러들어간다.

이때 프리 피스톤(17)의 움직임은 다음과 같다. 즉, 수축 행정시 피스톤 밸브(13)가 아래쪽으로 움직이면서 제2 오일 챔버(12)의 압력이 가스챔버(16)의 가스압력에 비해 상대적으로 높아지게 되면, 프리 피스톤(17)은 아래쪽으로 이동한다.

이와 같은 종래의 모노 튜브식 쇽업소버에 있어서는, 가스 챔버의 체적이 클수록 설계 자유도가 증가하고 양호한 성능을 얻을 수 있기 때문에, 가스 챔버의 체적을 증가시키기 위해 많은 노력이 이루어졌었다.

예를 들어, 쇽업소버의 길이를 길게 하여 가스 챔버의 체적을 증가시키거나, 가스 챔버가 위치한 쇽업소버 하부의 직경을 상부에 비해 크게 하여 가스 챔버의 체적을 증가시키는 방법이 제안된 바 있었다.

하지만, 쇽업소버의 전체 길이를 길게 하는 경우에는 차량에 적용할 수 있는 길이가 제한되어 있다는 점에서 실현성이 적고, 쇽업소버의 하부 직경을 크게 하는 경우에는 프리 피스톤과 피스톤 밸브가 움직일 수 있는 길이가 제한되는 등의 문제가 있었다.

따라서, 이러한 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있으면서 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있는 모노 튜브식 쇽업소버에 대한 연구 개발이 지속적으로 이루어질 필요가 있다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 모노 튜브식 쇽업소버의 길이나 직경을 증가시키지 않고도 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록, 쇽업소버 하단에 차륜측과의 연결을 위해 장착되는 아이 부재의 내부를 중공으로 하고 아이 부재의 내부공간을 가스 챔버와 연통시켜 이루어지는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 내부에 오일 챔버와 가스 챔버가 구획되는 원통형 실린더와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버와 상기 가스 챔버를 분리하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서, 상기 실린더의 하단에 차륜측과의 연결을 위해 장착되는 아이 부재의 내부를 중공으로 하고, 상기 아이 부재의 내부공간을 상기 가스 챔버와 연통시켜 상기 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공된다.

상기 아이 부재가 부착되며 상기 실린더의 하단을 막는 하단 폐쇄부재의 중심에는 관통구멍이 형성되고, 상기 관통구멍은 체크 밸브 부재에 의해 개폐되는 것이 바람직하다.

상기 체크 밸브 부재가 상기 관통구멍을 폐쇄하는 방향으로 가압될 수 있도록 상기 체크 밸브 부재를 가압하는 탄성부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 체크 밸브 부재는, 디스크와, 상기 디스크의 상부표면 가장자리에 부착되는 고무 링을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 고무 링에는 하나 이상의 구멍이 마련되고, 상기 구멍에 의해 상기 아이 부재의 내부공간과 상기 실린더 내의 가스 챔버 사이의 가스 유로를 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 쇽업소버 하단에 차륜측과의 연결을 위해 장착되는 아이 부재의 내부를 중공으로 하고 아이 부재의 내부공간을 가스 챔버와 연통시켜 이루어지는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명에 의하면, 모노 튜브식 쇽업소버의 길이나 직경을 증가시키지 않고도 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 모노 튜브식 쇽업소버에 의하면, 가스 챔버의 체적이 증가됨에 따라, 쇽업소버의 설계 자유도가 증가하고, 방열속도 및 방열온도가 증대될 수 있다. 또, 아이 부재의 표면이 포함되어 가스 챔버의 냉각 표면적이 증대되어 냉각 효율이 향상될 수 있고, 아이 부재의 중량 감소를 통해 연비효율 향상을 도모할 수 있게 된다. 또, 기존에 사용하던 쇽업소버의 부품들을 최대한 활용할 수 있으며, 쇽업소버의 외관형상의 변경이 불필요하고 쇽업소버의 전체 길이변화가 없이 기본장 유지가 가능하게 된다.

도 1은 종래의 모노 튜브식 쇽업소버의 단면도,
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버의 주요부 단면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버의 주요부 단면도, 그리고
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버에 설치되는 체크 밸브 부재의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 중공의 아이 부재를 갖는 쇽업소버를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 제1 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버는, 도 1에 도시된 종래의 모노 튜브식 쇽업소버와 마찬가지로, 내부가 오일 챔버(11, 12) 및 가스 챔버(16)로 구분되는 대략 원통형의 실린더(10)와, 이 실린더(10) 내부에 수용되어 실린더(10)의 내부에서 이동하면서 감쇠력을 발생하는 피스톤 밸브(13)와, 일단이 피스톤 밸브(13)에 연결되고 타단이 실린더(10)의 외측으로 연장된 피스톤 로드(14)를 포함한다.

내부에 오일이 충전되어 있는 오일 챔버는 피스톤 밸브(13)에 의해 제1 오일 챔버(11)와 제2 오일 챔버(12)로 분리되며, 이 제2 오일 챔버(12)와 가스 챔버(16)는 프리 피스톤(17)에 의해 분리된다. 도 2에는 제2 오일 챔버(12)의 일부와 가스 챔버(16)가 위치한 쇽업소버의 하부만이 도시되어 있다.

가스 챔버(16) 내에는 통상 고압의 질소가스가 충전되어 있으며, 질소가스의 압력은 수축 행정시 제1 오일 챔버(11) 내부에 부압이 발생되지 않을 정도로 충분히 높은 값을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 실린더(10)의 하단을 폐쇄하는 하단 폐쇄부재(21)의 중앙에 관통구멍(22)이 형성되어 있으며, 쇽업소버의 하단, 즉 하단 폐쇄부재(21)에 부착되어 차륜측과의 연결을 가능하게 하는 아이 부재(23)로서 내부가 빈 중공의 것을 사용하고 있다. 도면에는 하부의 아이 부재에 본 발명이 적용된 것이 예시되어 있지만, 쇽업소버의 종류에 따라 본 발명은 상부의 아이 부재에 적용될 수도 있다.

아이 부재(23)의 내부공간은 관통구멍(22)을 통해 실린더(10) 내부의 가스 챔버(16)와 연통하며, 그에 따라 가스 챔버(16)의 체적은 아이 부재(23)의 내부공간만큼 증가될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 모노 튜브식 쇽업소버는, 도 2를 참조하여 상술한 본 발명의 제1 실시형태에 비해 상기 관통구멍(22)을 개방하거나 폐쇄할 수 있는 체크 밸브 부재(25) 및 탄성부재(29)가 더 포함된다는 점에서 차이점을 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 체크 밸브 부재(25)는, 원형 디스크(26)의 상부표면 가장자리 부분에 고무 링(27)을 일체로 부착시켜 이루어진다. 고무 링(27)에는 가스의 유로로서 작용할 수 있는 하나 이상의 구멍(28)이 형성되어 있다. 이와 같이 구성된 체크 밸브 부재(25)는 코일 스프링과 같은 탄성부재(29)에 의해 관통구멍(22)을 폐쇄하는 방향으로 가압된 상태를 유지한다. 여기에서, 체크 밸브 부재(25)가 관통구멍(22)을 폐쇄한 상태에서도 체크 밸브 부재(25)의 고무 링(27)에 형성된 구멍(28)을 통해 가스의 유동이 가능하다.

제2 실시형태에 따른 체크 밸브 부재(25)에 의하면, 쇽업소버의 압축시 가스 챔버(16)의 압력이 증가하면 탄성부재(29)를 압축시키면서 체크 밸브 부재(25)가 개방되어 중고속 구간에서 디그레시브(degressive)한 감쇠력 특성이 구현될 수 있다. 한편, 쇽업소버의 신장시 가스 챔버(16)의 압력이 감소하면 탄성부재(29)의 탄성력에 의해 체크 밸브 부재(25)가 폐쇄되어 고무 링(27)에 형성된 구멍(28)을 통해 가스가 아이 부재(23)의 내부공간에서 실린더(10) 쪽으로 유동함으로써 중고속 구간에서 디그레시브한 감쇠력 특성이 최대한 구현될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버를 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: 제1 오일 챔버
12: 제2 오일 챔버 16: 가스 챔버
17: 프리 피스톤 21: 하단 폐쇄부재
22: 관통구멍 23: 아이 부재
25: 체크 밸브 부재 26: 디스크
27: 고무 링 28: 구멍
29: 탄성부재

Claims (5)

1. 내부에 오일 챔버와 가스 챔버가 구획되는 원통형 실린더(10)와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버를 양분하는 피스톤 밸브와, 일단이 상기 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내부에 수용되어 상기 오일 챔버와 상기 가스 챔버를 분리하는 프리 피스톤(17)을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버로서,
   상기 실린더의 하단에 차륜측과의 연결을 위해 장착되는 아이 부재(23)의 내부를 중공으로 하고, 상기 아이 부재의 내부공간을 상기 가스 챔버(16)와 연통시켜 상기 가스 챔버의 체적을 증가시킬 수 있도록 하며,
   상기 아이 부재(23)가 부착되는 동시에 상기 실린더의 하단을 막는 하단 폐쇄부재(21)의 중심에는 관통구멍(22)이 형성되고, 상기 관통구멍은 체크 밸브 부재(25)에 의해 개폐되며,
   상기 체크 밸브 부재는, 디스크(26)와, 상기 디스크의 상부표면 가장자리에 부착되는 고무 링(27)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 체크 밸브 부재(25)가 상기 관통구멍(22)을 폐쇄하는 방향으로 가압될 수 있도록 상기 체크 밸브 부재를 가압하는 탄성부재(29)가 설치되는 것을 특징으로 하는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고무 링(27)에는 하나 이상의 구멍(28)이 마련되고, 상기 구멍에 의해 상기 아이 부재의 내부공간과 상기 실린더 내의 가스 챔버 사이의 가스 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 중공의 아이 부재를 갖는 모노 튜브식 쇽업소버.

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