KR101506020B1 - 높은 소산 성능을 가진 가상 오일-프리 쇽업소버 - Google Patents

높은 소산 성능을 가진 가상 오일-프리 쇽업소버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 관형상 본체(3) 내에서 슬라이드될 수 있는 로드 및 피스톤 조립체(2)를 포함하는 타입의 쇽업소버에 대한 것으로서, 상기 로드 및 피스톤 조립체는 상기 관형상 본체와 함께 작동하여 유압 유체를 보유하는 2개의 작동 챔버(11a, 11b)를 형성하고, 각각의 작동 챔버(11a, 11b)는 적어도 하나의 다공성 캐필러리 매트릭스(14) 및 상기 매트릭스가 소액성인 것에 대한 관련된 액체(15)로 구성되는 불균질 에너지 흡수-소산 구조체(14, 15)를 보유하는 보조 챔버(12a, 12b)와 영구적으로 연통하게 되며, 2개의 보조 챔버(12a, 12b)는 상기 관형상 본체의 중앙부(28)의 양측상에서 관형상 본체(3)의 벽에 형성된 환상 챔버이며, 각각의 상기 환상의 보조 챔버(12a, 12b)는 관련된 불균질 구조체(14, 15)를 보유하는 가요성 백(13a, 13b)을 하우징하며, 2개의 작동 챔버(11a, 11b) 각각은 상기 관형상 본체(3)의 대응 단부에 배치되는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)와 각각의 비-복원 수단(22a, 22b)을 통하여 연통하게 되며, 상기 보상 챔버(17a, 17b)는 상기 관형상 본체(3)에서 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동시에 유압 유체의 연속성을 이룬다.

Description

높은 소산 성능을 가진 가상 오일-프리 쇽업소버{Virtually oil-free shock absorber having high dissipative capacity}
본 발명은 높은 소산 성능을 가진 쇽업소버에 대한 것으로서, 보다 자세하게는 관형 본체에서 슬라이드될 수 있으며 외부의 방해 소스에 연결되는 로드 및 피스톤 조립체를 포함하는 타입의 쇽업소버에 대한 것으로서, 여기서 상기 관형 본체는 보호되어지는 구조체에 연결되게 됩니다.
로드 및 피스톤과 복원 스프링을 포함하는 시스템을 사용하는 일반적인 유압 또는 올레오(oleo)식 쇽업소버에서, 시스템은 보호되어지는 구조체(예를 들어 차량의 본체) 및 외부의 방해 소스(예를 들어 지면과 직접 접촉하는 차량의 바퀴) 사이에 개재된다. 실링더와 로드 및 피스톤 유닛은 유체 유동의 점성 유동을 사용하여 충? 에너지를 소산시키는 기증을 가지며 복원 스프링에 의해 둘러싸여지도록 제공된다. 에너지는 외부로 방출되는 열로 기계적인 마찰 에너지를 변환하는 액상 고상 시스템에 의해 이러한 타입의 일반적인 쇽업소버에서 소산된다.
이러한 일반적인 쇽업소버는 매우 보편적이지만, 이러한 쇽업소버의 열악한 소산 성능을 설명하는, 일반적으로 오일인 점성 유체를 쓰로틀링하기만 함으로써 얻어지는 에너지 소산의 원리에 결부된다. 이러한 구조, 특히 항상 고압하에 있는 사실 관계에서 내재하는 실질적인 단점이 존재한다. 이러한 것은 가스와 오일 간의 자유 부유 피스톤을 사용하는 (본 발명자인 부시어 드 카본으로부터의 올레오식 공압 쇽업소버) 몬로식 쇽업소버에 적용된다. 쇽업소버가 휴지기에 있을 때 조차도, 캘리브레이션된 쓰로틀링 오리피스를 통하여 통과할 때 오일이 기화되는 것을 방지하는 50바아 내지 100바아의 범위에 있는 영구적인 압력이 존재한다. 이러한 고압의 존재는 조립 및 분해시에 그리고 쇽업소버가 다루어지는 동안에 위험을 발생시킬 수 있다. 이러한 위험을 피하기 위하여, 심각한 사고를 일으킬 수 있는 로드의 갑작스런 신장을 피하기 위하여 로드 및 피스톤의 자유 단부의 전방으로 연장되는 안전 밴드를 제공하는 것이 보편적이다.
연구적인 고압이 작용하는 것이 내재된 것에 유사하게, 다른 단점은 로드 및 피스톤이 신장된 위치에 놓이게 되어 쇽업소버가 긴 길이를 차지하게 되는 쇽업소버의 저장 및 운반에 관한 점이다.
약 10여년 전에, 보다 우수한 에너지 흡수 소산 성능을 얻을 수 있으면서도 일반적인 쇽업소버보다는 구조적으로 가볍고 크기가 작은 새로운 타입의 쇽업소버를 고안하는 제안이 있었다. 그 내용은 본 출원과 동일한 발명자의 것인 EP 1 250 539 B1 을 참고할 수 있다.
이러한 새로운 타입의 쇽업소버는 약 10여년 전의 것이며 이 출원과 동일한 발명자에 대한 출원인 EP 0 791 139 B1 에서 설명된 바와 같이, 매트릭스가 소액성(lyophobic)인 것에 관련된 액체와 다공성 캐필러리 매트릭스를 사용하는 불균질 에너지 흡수-소산 구조의 컨셉을 사용한다. 불균질 구조의 매우 진보적인 유형에 따르면, 다공성 캐필러리 고체 매트릭스는, 매트릭스가 액체에 대하여 소액성이며, 액체와 고체 사이의 큰 특정 분리 표면 영역을 형성하도록 다공성 캐필러리 매트릭스를 둘러싸는 액체와 함께 개방되고 제어된 형상의 기공을 가지는 것으로 사용된다. 상기 분리 표면 영역은 불균질 구조가 받게 되는 외부 압력의 함수로서 등온적으로 그리고 역으로 변화하게 된다.
불균질 구조의 등온 "압축-팽창" 싸이클은 PV 다이아그램에서의 큰 히스테리시스를 나타내는 폐쇄 루프에 특징이 있는데, 히스테리시스(H)는 압력차 △P=Pint-Pexp' 에 대응되며, 여기서 Pint 는 상기 매트릭스의 다공성 공간으로 강제된 액체의 주입을 위한 압력이며, Pexp 는 상기 다공성 공간으로부터 순간적으로 배출되는 액체가 존재하는 압력이며, 상기 폐쇄 루프에 의해 형성되는 영역의 경우 에너지 양이 소산되는 특징이 있다. 이러한 기본적인 원리는 매우 진보적인 것이며 영문 저널 제이. 오토모빌 엔지니어링, 브이.에이. 에로쉔코, 2007, Vol. 221, 파트 D, pp. 285-330에서 제목이 "기계적인 에너지 소산의 새로운 패러다임 - 파트 1: 이론적 특징 및 실질적인 솔루션"인 부분과 pp. 3-1-312 에서 제목이 "기계적인 에너지 소산의 새로운 패러다임 - 파트 2: 실험적인 조사 및 신규한 차량 댐퍼의 효과"인 부분에서 설명된다.
EP 1 250 539 B1 은 유압 유체를 담고 있는 각각의 작동 챔버의 피스톤의 양측면을 형성하며 실린더에서 슬라이드될 수 있는 로드 및 피스톤 조립체를 포함하는 유형의 쇽업소버를 설명하는데, 각각의 작동 챔버는 불균질한 에너지 흡수-소산 구조체를 가진 관련된 챔버와 연속적으로 연통되며, 체크 밸브 및 협부(constriction)를 가진 관련 시스템을 통하여 공통 챔버와 연통되며, 상기 공통 챔버는 실린더 내부에서 로드 및 피스톤 조립체의 이동시에 유압 유체의 연속성을 보장하는 보상 챔버를 형성한다. 이러한 내용은 본 출원과 동일한 발명자에 대한 EP 1 250 539 B1 서면을 참고할 수 있다.
이러한 쇽업소버에서, 에너지는 오일과 같은 점성 유체에 의지하지 않고서 소산되는데, 피스톤의 이동 속도가 일반적인 뉴턴 진행에서 표면 에너지 진행으로 스위칭되는 소정의 임계 속력을 초과하자 마자, 작동 본체로서 "고체-액체" 인터페이스가 작용하는 불균질 에너지 흡수-소산 구조체를 사용하게 된다.
그럼에도 불구하고, 임의의 단점이 전술한 쇽업소버 구조체에서 발견되었다.
첫째로, 쇽업소버가 2개의 실링 시스템을 가진 일반적인 2개의 챔버 피스톤을 사용할 때, 로드 및 피스톤이 완전히 관통할 수 있기에 충분한 길이를 따라 후방으로 본체가 연장되게 하여, 로드 및 피스톤이 완전히 관통하게 되는 경우 조차도 쇽업소버는 상당한 길이가 되게 된다.
또한, 상기 쇽업소버의 중앙부에 배치되는 하나의 보상 챔버는 가요성을 가지는 백에 의해 형성되는 가변성 벽을 가지며 작동 챔버 및 외측 사이의 열전달에 대하여 임의의 저항성을 필연적으로 일으키는 위치에 그것을 배치시키는 챔버이다.
마지막으로, 상기 매트릭스가 소액성인 것에 대한 관련된 액체와 함께 적어도 하나의 다공성 캐필러리 매트릭스에 의해 이루어지는 각각의 불균질 에너지 흡수-소산 구조를 각각 하우징하는 2개의 가요성 백은 2 챔버 로드 및 피스톤의 각각의 부여된 챔버에 배치된다. 결과적으로, 이러한 실링된 백은 쇽업소버의 본체의 외측 표면으로부터 이격되어 있다. 불운하게도, 다공성 캐필러리 매트릭스 및 외측 사이의 열교환의 효율을 결정하는 것은 표면이며, 그 결과 심각한 작동의 상황 및/또는 로드 및 피스톤의 높은 피크 속력에서 상기 매트릭스의 온도에 현저한 증가가 발견된다.
GB-A-1 188 453 은 중앙 챔버를 둘러싸는 2개의 환상 챔버 및 피스톤을 슬라이드 수용하는 중앙 챔버를 형성하는 관형상 본체를 가지는 올레오식-공압 서스펜션을 개시한다. 상기 중앙 챔버는 오일로 채워지며, 피스톤에는 상기 피스톤의 일측으로부터 타측으로 오일의 제한된 통과를 허용하는 채널이 구비된다. 환상의 채널은 2개의 구획부로 가변 벽에 의해 분리되는데, 하나의 구획부는 오일을 담게되며, 다른 구획부는 공기를 담게 된다. 오일 수용 구획부는 상기 피스톤의 각각의 측면 상에서 제한된 통로 채널을 통하여 상기 중앙 챔버와 연통하게 된다. 오일과 공기를 분리하는 가변식(deformable) 벽이 제공된 환상의 챔버는 공압 스프링을 형성하기 위하여 공기를 가압하고 완화함으로써 서스펜션 기능을 수행하게 된다.
본 발명의 목적은 전술한 제한 사항 및 단점을 회피하고 일반적인 유압 및 올레오식-공압 쇽업소버, 특히 사용되는 대용량의 오일 및 고압에 관한 쇽업소버의 단점도 회피하도록 하기 위하여, EP 1 250 539 B1 에 설명된 전술한 타입의 높은 소산 성능 쇽업소버와는 구별되도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고속에서 이동하는 쇽업소버의 로드의 및/또는 강력하게 스트레스를 받게 되는 경우에 양호한 거동을 나타내는 높은 소산 성능 및 거의 오일이 없는 쇽업소버를 설계하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조립, 분해, 쇽업소버의 취급시에 임의의 리스크 또는 위험을 회피할 수 있도록 하는 구조에서 높은 소산 성능 및 실제로 오일이 거의 없는 쇽업소버를 설계하는 것이며 또한 쇽업소버를 운반하고 저장하기 위한 최대한의 컴팩트성을 달성하는 것이다.
전술한 기계적 문제점은 유압 유체를 담고 있는 2개의 작동 챔버를 형성하도록 관형상 본체와 함께 작동하는 로드 및 피스톤 조립체를 구비한 관형상 본체에서 슬라이드되는 로드 및 피스톤 조립체를 포함하는 유형의 쇽업소버에 의해 본 발명에 따라 해결되는데, 각각의 작동 챔버는 적어도 하나의 다공성 캐필러리 매트릭스 및 상기 매트릭스가 소액성인 관련된 액체에 의해 형성되는 불균질한 에너지 흡수-소산 구조체를 구비하는 보조 챔버와 영구적으로 연통하게 되는데, 상기 쇽업소버는 아래의 관점에서 현저하다.
. 2개의 보조 챔버는 상기 관형상 본체의 중앙부의 양측상에서 관형상 본체의 벽에 형성되는 환상의 챔버이며, 각각의 환상의의 보조 챔버는 관련된 불균질인 구조체를 담게 되는 가요성(flexible) 백(bag)을 하우징하며,
. 각각의 2개의 작동 챔버는 상기 관형상 본체의 대응 단부에서 배열되는 관련된 보상 챔버를 구비한 각각의 비복원 수단을 통하여 연통하게 되며, 상기 보상 챔버는 관형상 본체의 로드 및 피스톤 조립체의 이동시에 유압 유체의 연속성을 보장하게 된다.
전술한 특정된 구조체에 의해, 각각 관련된 불균질(heterogeneous)한 구조체를 담고 있는 2개의 가요성 백은 쇽업소버의 관형상 본체의 벽에 인접하게 되며, 이는 다공성 캐필러리 매트릭스 및 외측 간의 효과적인 열교환에 있어서 매우 잇점이 있다. 또한, 상기 관형상 본체의 양 단부에 배치된 2개의 보상 챔버를 제공함으로써, 열교환에 부정적인 영향을 회피하는 것이 가능하게 되며 상기 "작동 챔버 및 보상 챔버" 시스템을 통하여 유압 유체가 구동하게 되는 관성을 감소시키게 된다(이에 따라 속력을 증가시키게 된다).
이러한 바람직한 특징에 따르면, 상기 관형상 본체는 관련된 보상 챔버를 담고 있는 각각의 헤드에서 양단부 각각까지 연장되는데, 각각의 보상 챔버는 대응하는 헤드에서 고정되고 하우징되는 가변 가요성 벽에 의해 형성된다. 각각의 가변 가요성 벽은 외적으로 대기압을 받게 되거나, 변형례로서 대응하는 헤드에 구비된 관련된 가압 수단에 의해 낮은 양(positive)의 압력을 받게 된다.
이러한 환경에서, 바람직하게는, 각각의 보상 챔버에 관련된 비-복원 수단은 관련된 작동 챔버에 상기 보상 챔버를 연결하도록 상기 헤드에 형성된 연결 채널을 마스크하는 대응 헤드에 대하여 구비되며 캘리브레이션된 오리피스를 가지는 와셔의 형태에서 체크 밸브에 의해 구성된다.
특정 실시예에 따르면, 상기 관형상 본체는 원통형부 및 중공 중앙 로드부를 구비하는데, 상기 부분들은 그들 사이에서 형성되며, 중공의 경우와 유사하게 로드 및 피스톤 조립체가 밀봉 방식으로 슬라이드하는 환상의 공간은 외측의 방해 소스를 향하는 피스톤의 측면상에 2개의 작동 챔버 중 하나를 형성하며 타측에서는 가스 유체를 담고 있는 폐쇄된 환형 챔버를 형성하게 된다.
원통형부와 중공 중앙 로드부를 함께 견고하게 연결하는 링에 의해 구성되는 단부 벽을 가지도록 기체 유체를 담는 폐쇄된 환형 챔버가 제공되거나, 변형례로서, 공차를 가진 환상의 어깨부(shoulder)를 통하여 슬라이드되어 통과하는 중공의 중앙 로드부 및 원통형부로부터 돌출되는 환상의 어깨부에 의해 이루어진 단부 벽을 가지도록 환상의 챔버가 제공되며, 상기 중공 중앙 로드부는 쇽업소버의 작동시에 전술한 환상의 어깨부에 대하여 밀봉 형태로 구비되는 단부 플랜지를 포함하며, 쇽업소버의 운반 및 저장을 위하여 쇽업소버의 전체 사이즈를 최소화하기 위하여 관형상 본체로 로드 및 피스톤 조립체가 최대한 관통하게 하는 벤트를 형성하기 위하여 상기 어깨부로부터 분리될 수 있다. 이러한 환경에서, 바람직하게는, 상기 원통형부의 자유 단부는 원통형부의 어깨부에 대하여 중공의 중앙 로드부의 단부 플랜지를 클램핑하거나 상기 어깨부로부터 상기 플랜지를 분리하는 너트를 수용하도록 외측 쓰레드부를 구비하며, 상기 너트는 쇽업소버의 작동시에 유압 유체를 통과시키는 중앙 오리피스를 나타낸다.
변형예로서, 2개의 튜브에 의해 구성된 관형상 본체의 원통형부가 제공되는데, 각각의 튜브는 상기 중앙부를 구성하는 쓰레드된 체결부에 스크류 결합된 일단부를 구비하며, 각각은 관련된 보상 챔버를 담고 있는 쓰레드된 헤드에 스크류 고정된 타측 단부를 구비하며, 상기 중앙 체결부의 보어에 스크류 결합된 1개 또는 2개의 튜브에 의해 구성되는 시스부에 의해 구성된 관형상 본체의 원통형부가 제공된다. 특히, 관통하는 로드 및 피스톤 조립체를 가지는 2개의 헤드 중 하나는 외측에 대하여 쇽업소버를 밀봉하는 하나의 밀봉 시스템에 체결된다.
또한, 바람직하게는, 환상(annualr) 그리드(grid)는 환상 보조 챔버 각각의 개구부에 제공되는데, 상기 그리드는 대응하는 환상 보조 챔버에 하우징되는 가요성 백을 지지하고 위치시키는 기능을 수행하게 된다. 특히, 각각의 전술한 환상 그리드는 그 중앙부에서 중공부가 형성되는 별 모양으로 된다.
다른 실시예에서, 2개의 환상의 보조 챔버는 관형상 본체의 중앙부에 형성된 채널을 통하여 서로 연통하게 되는데, 상기 채널은 공통의 협부와 체결된다. 상기 비-복원 수단에 의해 제공되는 유압 저항은 공통의 협부에 의해 제공되는 조절식 유압 저항보다 폐쇄 위치에서 항상 더 크다.
변형 실시예에 의하면, 2개의 환상의 보조 챔버는 서로 연통하지 않지만, 각각의 환상의 보조 챔버는 상기 환상의 본체의 대응하는 단부에 형성된 각각의 채널을 통하여 관련된 보상 챔버와 연통하게 되며, 각각의 채널은 그 자체의 협부에 체결된다. 상기 비-복원 수단에 의해 제공되는 유압 저항은 각각의 협부에 의해 제공된 조절식 유압 저항보다 폐쇄 위치에서 항상 더 크다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 특정 실시예에 관한 첨부한 도면을 참고하여 하기의 설명으로부터 명확하게 드러난다.
도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버의 축방향 단면도이다.
도 2는 관형상 본체의 내부로 로드 및 피스톤 조립체가 최대한 관통하게 되도록 하고 그 위치에서 상기 조립체를 지지하도록 설계된 벤트 배열체가 제공되는 도 1의 쇽업소버의 변형예에 대한 축방향 단면도이다.
도 3은 상기 로드 및 피스톤의 최대 축소된 위치에서 도 2의 쇽업소버의 중앙부를 도시하며 쇽업소버가 사용시에 석션부가 형성되는 축방향 단면도이다.
도 4는 배열체가 폐쇄된 위치(너트가 조여진 위치)에서 석션부를 형성하는 기능을 하고 개방된 위치(도시된 위치)에서 전술한 벤트 형성 배열체가 더욱 명확하게 보여지는 도 3의 상세부 IV를 확대 도시하는 도면이다.
도 5는 중간부를 보여주며, 상기 벤트를 개방한 결과로 달성되는 로드 및 피스톤 조립체의 촤대 관통 위치를 보여주며, 로드 및 피스톤 조립체의 최대 연장된 위치를 보여주는, 로드 및 피스톤 조립체의 다양한 축방향 위치에 대한 도 2 내지 도 4의 쇽업소버를 도시하는 도면이다.
도 6은 자체의 협부에 체결되는 채널을 통하여 관련된 보상 챔버와 각각의 환상의 보조 챔버가 연통하는, 쇽업소버의 다른 변형례에 대한 축방향 단면도이다.
도 7은 대기압을 받게 되는 전술한 변형례와 달리, 작은 양의 압력을 외적으로 받게 되는 각각의 보상 챔버를 형성하는 가변 가요성 벽에서, 도 6의 쇽업소버의 번형예의 축방향 단면도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 쇽업소버의 비-복원 수단들 중 하나이다.
도 9는 도 6 및 도 7의 쇽업소버의 가요성 백을 위치 설정하고 지지하기 위하여 사용되는 별 모양 그리드를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버(1)를 도시하는데, 상기 쇽업소버는 높은 소산 성능을 가지지만 실질적으로 오일을 거의 가지지 않는다. 이러한 쇽업소버는 관형상 본체(3)에서 슬라이드 하는 로드 및 피스톤 조립체(2)를 포함하는데, 상기 로드 및 피스톤 조립체는 SPE 로 표시된 외부의 방해 소스에 연결되며(예를 들어 차량의 바퀴는 서스펜션의 쇽업소버에 연결되며 바퀴는 지면에 직접 접촉), 상기 관형상 본체는 S 로 표시되되 보호되어지는 구조체에 연결되게 된다(예를 들어 차량에 체결되는 본체).
특히, 상기 관형상 본체(3)는 개방된 중공 중앙 로드부(5)가 쇽업소버의 길이방향 축(X)을 따라 연장되는 원통형부(4)를 구비한다. 원통형부(4)를 중공의 중앙 로드부(5)에 견고하게 연결하는 링(6)은 예를 들어 공기 또는 질소인 기체 유체를 가진 폐쇄된 환형 챔버인 챔버(10)의 단부 벽을 형성한다.
그럼에도 불구하고, 이러한 폐쇄된 단부 벽은 하기에서 설명되는 바와 같은 특정 실시예를 형성하는데, 상기 로드 및 피스톤 조립체가 쇽업소버의 운반 및 저장시에 쇽업소버의 전체 크기를 최소화하도록 관형상 본체(3)의 내부에서 로드 및 피스톤 조립체가 최대로 관통할 수 있게 하고 쇽업소버가 사용시에 흡입력이 생성되도록 하기 위하여 목적으로 벤트 기능을 제공하도록 단일 부재가 아닌 단부 벽을 제공하는 것이 가능하게 된다.
로드 및 피스톤 조립체는 원통형부(4)의 내측벽과 중공의 중앙 로드부(5)의 외측벽 사이에서 형성되는 환상의 공간에서 가스켓(9)에 의해 제공되는 밀봉부로써 슬라이드하는 로드 프로퍼(7) 및 피스톤(8)에 의해 구성된다. 상기 원통형부(4) 및 중공의 중앙 로드부(5)는 외부 방해 소스를 향하는 피스톤(8)의 일측상에서 그리고 기체 유체를 가지는 폐쇄된 환상의 챔버(10)를 형성하는 타측 상에서 작동 챔버(11a)를 형성하는, 밀봉된 방식으로 로드 및 피스톤 조립체가 슬라이드하는, 중공에 유사한 형식의 환상의 공간을 그들 사이에서 형성한다.
EP 1 250 539 B1 에 설명된 바와 같은 높은 소산 성능을 가진 쇽업소버의 일반적인 원리에 따르면, 상기 로드 및 피스톤 조립체는 유압 유체를 가진 2개의 작동 챔버(11a, 11b)를 형성하도록 관형상 본체(3)와 함께 작동하며, 각각의 작동 챔버(11a, 11b)는 적어도 하나의 다공성 캐필러리 매트릭스(14) 및 상기 매트릭스가 소액성인 관련된 액체(15)에 의해 이루어지는 불균질 에너지 흡수-소산 구조체를 가지는 보조 챔버(12a, 12b)와 영구적으로 연통된다. 그럼에도 불구하고, 전술한 쇽업소버와 달리, 이러한 예의 로드 및 피스톤(2)의 내측 섹션은 작동 챔버(11b)에 대한 피스톤으로서 예를 들어 작동한다.
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 2개의 보조 챔버(12a, 12b)는 상기 관형상 본체의 중앙부(28)의 양측 상에서 관형상 본체(3)의 벽에 배치되는 환상의 챔버이다. 각각의 이러한 환상의 보조 챔버(12a, 12b)는 다공성 캐필러리 매트릭스가 고체(14)에 의해 표시되어지는 관련된 불균질 구조체를 가지는 가요성 백(13a, 13b)을 하우징하며, 상기 매트릭스가 소액성을 가지는 관련된 액체는 도면부호 15로 표시된다. 상기 액체는 물 또는 다른 적절한 액체이다.
관련된 불균질 구조체(14, 15)를 담고 있는 각각의 가요성 백(13a, 13b)은 외측과의 열교환성면에서 매우 바람직한 쇽업소버의 관형상 본체의 외측 벽에 인접하게 배치되는 것으로 관찰된다.
이러한 예에서 2개의 환상의 보조 챔버(12a, 12b)는 관형상 본체의 중앙부(28)에서 형성되고 축(X)에 나란하게 연장되는 채널(20)을 통하여 서로 연통되는데, 여기서 채널(20)에는 조절식 유압 저항을 제공하는 공통 협부(21)가 구비된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 관형상 본체와 관련하여 로드 및 피스톤 조립체(2)에 의해 형성되는 각각의 2개의 작동 챔버(11a, 11b)는 관형상 본체(3)의 단부에서 배치되는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)와 각각의 비-복원 수단(22a, 22b)을 통하여 연통된다. 특히, 관형상 본체(3)는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)를 가진 각각의 헤드(16a, 16b)에 의해 그 양단부 각각까지 연장되는데, 각각의 보상 챔버는 대응하는 헤드(16a, 16b)에서 고정되고 하우징되는 가변성 가요 벽(18a, 18b)에 의해 형성되되, 상기 가변성 가요 벽(18a, 18b)은 외부적으로 대기압을 받게 된다. 도면부호 27a, 27b는 가변성 가요 벽(18a, 18b)이 대응하는 헤드(16a, 16b)의 관련된 하우징에서 고정될 수 있게 하는 클립과 같은 요소를 나타낸다. 변형예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 16a, 16b로 표시된 헤드에 구비된 관련된 가압 수단(30a, 30b)에 의해 작은 양의 압력을 각각의 가변성 가요 벽(18a, 18b)이 외부적으로 받게 하는 것이 가능하다.
쇽업소버가 어떻게 작동하는지에 대한 아래 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 보상 챔버(17a, 17b)는 관형상 본체(32)에서 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동시에 유압 유체의 연속성을 제공하게 된다. 한번 더, EP 1 250 539 B1 문서의 쇽업소버의 하나의 중앙 보상 챔버는 관형상 본체의 양 단부에 배치되는 2개의 보상 챔버에 의해 이러한 예에서 배치되는 것에 주의할 필요가 있는데, 그 결과 그들의 존재는 쇽업소버의 작동시에 열전달에 영향을 주지 않는다.
도시된 바와 같이, 중공의 별 또는 링(도 9에 도시된 그리드에 유사)의 형태인 환상의 그리드(26a, 26b)를 제공하는 것이 바람직한데, 여기서 그리드는 환상의 보조 챔버(12a, 12b) 각각의 개구에 형성되며, 각각의 그리드는 환상의 보조 챔버에서 하우징되는 가요성 백(13a, 13b)의 위치를 설정하고 지지하는 역할을 하게 된다. 이로 인하여 쇽업소버가 작동시에, 특히 진동이 심한 경우에, 가요성 백(13a, 13b)가 손상될 가능성이 없게 된다.
가요성 백(13a, 13b)은 전술한 EP 1 250 439 B1 에서 설명된 높은 소산 성능을 가지는 쇽업소버와 관련하여 이미 설명한 바와 같이 유압 유체에 의해 관통될 수 없는 재료로 형성된다. 각각의 가요성 백은 관련된 기능성 액체(15: 작동 액체)에 침지되는 다공성 캐필러리 매트릭스(14)를 담게 되는데, 예를 들어 기능성 액체는 물일 수 있다. 가스를 담고 있는 전술한 환상의 챔버(10)의 외측에서 쇽업소버의 다른 챔버는 오일과 같은 유압 유체(기술적 액체)에 의해 점유된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 관형상 본체(3)는 헤드(16a, 16b)에 의해 그 양단부 각각에 까지 연장되며, 이 예에서 원통형부(4)의 나머지부분으로써 단일 부재를 형성하게 되며 상기 헤드는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)를 가지게 된다.
각각의 보상 챔버(17a, 17b)에 연계된 비-복원 수단(22a, 22b)은 캘리브레이션된 오리피스(24a, 24b)을 가지며 대응하는 헤드(16a, 16b)에 대하여 지지되는 와셔(23a, 23b)형태의 체크 밸브에 의해 구성되어서, 관련된 작동 챔버(11a,11b)에 각각의 보상 챔버(17a, 17b)를 연결하고 헤드에 형성된 연결 채널(25a, 25b)을 마스크하게 된다. 비-복원 수단(22a, 22b)을 구성하는 각각의 와셔(23a, 23b)의 캘리브레이션된 오리피스(24a, 24b)는 그들이 가지는 유압 저상이 공통 협부(21)에 의해 구비되는 조절가능한 유압 저항보다 폐쇄된 위치에서는 항상 크게 되도록 치수가 정해진다. 제한 수단(21)의 유압 저항을 조절함으로써, 기능성 액체는 다공성 캐필러리 매트릭스(표면 에너지 소산 과정에서)의 다공성 공간으로 유입될 수 있게 되도록 유입 압력이 조절될 수 있다. 이러한 기계적인 에너지의 효과적인 소산 현상은 상기 매트릭스의 다공성 공간으로 강제로 액체가 유입되도록 하는 압력(Pint)과 다공성 공간으로부터의 액체의 순간적인 배출을 위한 압력(Pexp) 간의 압력차(△P)에 의해 설명된다(Pint >> Pexp 이며 △P=Pint - Pexp). 이러한 구성은 쇽업소버의 작동에 대한 하기의 설명을 참고하면 더욱 명확히 이해될 수 있다. 더욱 자세하게는, 전술한 2007 문서가 참고될 수 있다.
통과하는 로드 및 피스톤 조립체(2)를 가지는 2개의 헤드(16a) 중 하나에는 외측에 대하여 다루어지는 쇽업소버의 하나의 밀봉 시스템(19)이 제공되는데, 이것은 외측에 대한 밀봉을 위하여 2개의 밀봉 시스템을 가지는 쇽업소버를 필요로 하는 선행 기술의 실시예보다 큰 장점을 이루게 된다.
최종적으로, 도 1을 참조하면, 로드 및 피스톤 조립체(2)의 최대 신장 위치에서 안전한 정지부를 이루기 위하여 로드 및 피스톤 조립체(2)의 로드(7) 상의 피스톤(8)에 대하여 배치되는 가요성 O-링(29)이 존재한다.
도 1에서, 각각의 화살표인 101 및 102는 로드 및 피스톤 조립체(2)의 신장 방향 및 관통 방향을 각각 나타낸다.
도 1에서, 상기 쇽업소버는 중간 위치에서 로드 및 피스톤 조립체를 구비한 것으로 도시되어, C1 으로 표시된 가능한 신장 행정은 C2로 표시된 가능한 관통 행정에 실질적으로 동일하다. C0으로 표시되는 나머지 행정은 가스의 유출 없이 환상의 챔버(10)에 보유되는 가스의 부피가 최대로 가압된 채로 최대로 관통하는 피스톤에 대응하게 된다. 하기에서 설명되는 도면의 변형예에서, 쇽업소버의 컴팩트성을 최대화하기 위하여 로드 및 피스톤 조립체의 전체 관통을 달성하기 위하여 임의의 환경에서 이러한 나머지 행정(C0)을 제거하는 것이 가능하게 된다.
도 2 내지 도 4는 도 1을 참고하여 하기에서 설명되는 바와 같이 쇽업소버의 변형예를 도시하는데, 이러한 변형예는 하기의 설명으로부터 명확하게 드러나는 바와 같이 제조 및 조립이 매우 간단하게 되는 구조를 보여준다.
상기 관형상 본체(3)의 원통형부(4)는 2개의 튜브(4a, 4b)에 의해 구성되며, 각각은 중앙부(28)를 구성하는 쓰레드 체결부에 일단부에서 스크류 고정되며, 관련된 보상 챔버(17a, 17b)를 보유하는 각각의 쓰레드된 헤드(16a, 16b)에 타단부에서 스크류 고정된다. 관형상 본체(3)는 중앙 체결부(28)의 보어에 특히 스크류 고정되는 하나 또는 2개의 튜브(예시적으로는 하나)에 의해 구성되고 4c로 표시된 시스부에 의해 구성된다. 따라서, 도 1에 대한 관형상 본체의 원통형부(4)를 구성하는 단일 부재 요소에서, 쇽업소버는 예를 들어 2개의 튜브(4a, 4b), 2개의 헤드(16a, 16b), 중앙 체결부(28), 및 단일 시스 형성 튜브(4c)로 대체될 수 있다. 전술한 바와 같이, 양단부에서 쓰레드되는 중앙 체결부(28)는 2개의 관형상 보조 챔버(12a, 12b) 사이에 연통을 제공하는 채널(20)을 나타내며, 관련된 공통 협부(21)에 체결된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 4에 자세히 도시된 모든 사항들은 기체 유체를 담고 있는 환상의 폐쇄된 챔버(10)가 관형상 본체(3)의 원통형부(4)의 시스부(4c)의 일부를 형성하는 환상의 어깨부(6.1)에 의해 이러한 예에서 구성되는 단부 벽(6')을 구비함을 알 수 있다. 이러한 환상의 어깨부(6.1)는 간극(6.2)을 가지고서 슬라이드 통과하는 중공의 중앙 로드부(5)을 가지며, 중공의 중앙 로드(5)는 그 원형 표면 각각에 밀봉 가스켓(6.5 또는 6.6)을 구비하는 단부 플랜지(6.3)를 가지게 된다. 원통형부의 시스부(4c)의 자유 단부는 시스부(4c: sheath portion)의 어깨부(6.1)에 대하여 중공의 중앙 로드부(5)의 단부 플랜지(6.3)를 클램핑하거나 상기 어깨부(6.1)로부터 상기 플랜지(6.3)를 분리하는 너트(30)를 수용하도록 외측 쓰레드를 구비한다. 따라서, 상기 단부 플랜지(6.3)는 쇽업소버의 작동 위치에 대응하는 어깨부(6.1)에 대하여 밀봉 방식으로 지지되도록 클램핑될 수 있지만, 쇽업소버의 운반 및 저장을 위한 쇽업소버의 전체 크기를 최소화하기 위하여 관형상 본체(3)의 내측으로 로드 및 피스톤 조립체(2)가 최대로 관통할 수 있게 하는 벤트를 구성하도록 그로부터(도 4의 위치) 분리될 수 있다. 로드 및 피스톤의 최대 관통 위치는 도 3 및 도 4에 도시된 위치이며, 환상 챔버(10)에 보유된 가스가 빠져나갈 수 있음을 보여주는데 그 이유는 너트(30)가 도 4에 도시된 200으로 표시된 화살표에 의해 보여진 바와 같이 너트(30)의 중앙 오리피스(31)를 통하여 빠져나가도록 플랜지(6.3)의 주변부에 의해 형성되는 6.4 로 표시된 간극 및 6.2 로 표시된 간극을 통하여 약간 느슨하게 되기 때문이다. 상기 쇽업소버는 극단적으로 콤팩트하게 된다. 일단 이러한 위치에 도달하게 되면, 오퍼레이터는 단부 벽(6')을 다시 밀봉하기 위하여 너트(30)를 한번 더 조이게 된다. 따라서 상기 로드 및 피스톤의 최대 관통 위치는 상기 로드 및 피스톤이 이러한 위치를 떠나자 마자 챔버(10)에서 형성되는 흡입력(이러한 흡입력은 간편하면서도 신뢰할 수 있는 효과적인 복원 수단을 구성하게 됨)에 의해 유지된다(너트(30)는 다시 한번 더 죄어진다).
상기 쇽업소버가 상기 로드의 최대 관통 위치로부터 시작하여 재조립되거나 설치될 필요가 있을 때, 상기 오퍼레이터는 너트(30)가 타이트하게 되어 있는 동안 중간 위치로 그것을 운반하도록 로드 상에서 쉽게 당길 수 있게 되어, 초기에 대기압에 놓이게 되는 챔버(20)에 작은 흡입력을 형성하게 된다. 작동시에, 상기 너트(30)의 중앙 오리피스(31)는 로드 및 피스톤의 이동시에 유체가 통과하도록 허여하기 위하여 중앙 로드부(5)의 중앙 채널(40)로 연장된다.
쇽업소버를 저장하거나 운반하기는 원하는 경우에, 상기 너트(30)는 느슨하게 되며, 상기 로드 및 피스톤은 저장 및 운반을 위한 우수한 콤팩트성을 나타내는 쇽업소버를 가지도록 최대로 푸시될 수 있다. 상기 챔버(10)에서의 이러한 압력은 대기압에 동일하게 유지되어서, 상기 쇽업소버의 작동시에 위험을 배제할 수 있게 된다.
도 5는 a) 중간 위치에서 로드 및 피스톤을 구비한 전술한 쇽업소버의 상태(챔버(10)에 존재하는 작은 양의 흡입력)를 도시하며, b) 전체 행정(C2)에 대하여 최대 관통 위치에 있는 로드 및 피스톤을 도시하되, 여기서 쇽업소버가 작동 상태에 있는 동안에 잔류 행정(C0)은 유지되며(상기 챔버(10)에서의 압력은 대기압에 동일함), 마지막으로 c) 전체 행정(C1)에서 로드 및 피스톤의 최대 신장 위치를 도시한다 (여기서 a) 보다는 큰 흡입력이 챔버(10) 내에 존재한다).
차량(10)에 장착되는 경우의 전술한 쇽업소버의 작동이 하기에서 설명된다.
정적인 상태에서, 로드 및 피스톤 조립체(2)의 피스톤(9)은 도 1, 2 및 5a에 도시된 위치와 같은 중립 위치에 놓이게 되는데(도 1에서 △X(t)로 표시된 로드(7)의 움직임이 0 임), 이는 서스펜션(미도시)의 복원 스프링의 힘 및 차량의 중량 간의 평형으로부터 유래한다. 상기 작동 챔버(11a, 11b) 및 중앙 채널(40)의 내부 부피에서의 유압 압력은 전체적으로 동일하며, 대기압과도 동일한데 그 이유는 체크 밸브(23a, 23b)에서의 캘리브레이션된 오리피스(24a, 24b)의 존재 때문이며, 이 경우에서는 협부(21)를 가지는 관통 채널(20) 때문이다. 가요성 백(13a, 13b)에 보유되며 기능성 액체(15)에 침지된 다공성 캐필러리 매트릭스(14)는 비어 있는 내부 공간을 구비한다. 가스(10)를 보유하고 있는 환상의 챔버에서의 작은 양의 압력은 쇽업소버의 유압 풀에 존재하는 압력의 값에 영향을 미치지 않으며 2개의 가요성 백(13a, 13b)에 보유된 불균질 구조체(14, 15)의 거동에도 영향을 미치지 않는다.
쇽업소버의 동적 작동시에, 일반적인 유압 또는 올레오식 공압 쇽업소버의 유일한 작동 구간과 동일한 "뉴턴"식 으로 불리우는 제 1 과정과 EP 1 250 539 B1 문서 및 전술한 2007 문서에 설명된 바와 같은 불균질 에너지 흡수-소산 구조체를 사용하는 "표면-에너지" 과정으로 지칭되는 다른 과정을 포함하는 2개의 작동 과정들 간에는 적절한 구별이 있다.
뉴턴식 과정은 기계적 에너지 소산에 대응하며 이것은 일반적인 유압 또는 올레오식 공압 쇽업소버에서 공통적으로 발견되는 과정에 대한 것으로서, 점성 액체는 마찰 에너지를 열로 변환하기 위하여 캘리브레이션된 오리피스를 통하여 쓰로틀링되며, 열은 외부로 방출된다. 도 1에 도시된 바와 같이 힘(F(t))에 의한 로드(7)의 운동(△X(t))은 작동 챔버(11a, 11b)에 유압에 변화를 일으켜서, 그 결과 액체는 채널(20)을 따라 움직하게 된다. 예를 들어, 로드 및 피스톤 조립체(2)가 화살표(102)를 따라 이동하게 된다면, 중앙 채널(40) 및 그에 따른 작동 챔버(11b)에서의 유압은 다른 작동 챔버(11a)에서의 유압이 감소하는 동안에 증가하게 된다. 상기 체크 밸브(23b)는 폐쇄된 상태로 남게 되어, 협부(21)의 (조절가능한) 저항은 상기 액체가 상기 작동 챔버(11b) 및 관련된 환상의 보조 챔버(12b)로부터 작동 챔버(11a) 및 관련된 환상의 보조 챔버(12a)까지 매끄럽게 통과하게 한다. 상기 액체는 상기 피스톤(8)에 인접한 환상의 공간을 점진적으로 채우게 되며, 부피가 부족한 경우에, 체크 밸브(23a)는 대기압하에서 개방되며 보상 챔버(17a)에 보유된 액체의 필요한 량은 쇽업소버의 유압 풀에서 유체의 연속성을 보장하도록 작동 챔버(11a)로 관통하게 된다. 이러한 뉴턴 과정에서, 작동 챔버 및 채널(20)을 통한 각각의 환상의 보조 챔버들 간의 일반적인 유체 전달은 협부(21)에 의해 제어되므로 기계적인 에너지 소산 기능을 제공하게 된다. 상기 로드가 화살표(101)의 방향으로 이동하게 되면, 정확하게 동일한 작동이 대칭적으로 발생하게 되어 문자 A와 B는 교환된다.
전술한 어떠한 경우에서도, 가요성 백(13a, 13b)을 하우징하는 환상의 보조 챔버(12a, 12b) 내부의 압력은 적당한 상태로 남게 되며, 불균질 구조체의 매트릭스의 다공성 공간으로 기능성 액체가 유입되게 하는 불충분한 경우에도 상기 압력이 기능성 액체들이 다공성 공간(Vpores 부피)으로 유입되도록 하기 위한 압력(Pint)에 대응하는 라플라스 캐필러리 압력보다 작게 된다. 따라서, 뉴턴 과정에서의 작동시에, 가요성 백(13a, 13b)의 부피는 실질적으로 일정하게 남아 있게 되는데, 이것은 불균질 구조체(14, 15)가 뉴턴 과정동안에 에너지 소산에 기여하지 않는다는 것을 의미한다.
상기 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동 속력(
Figure 112014079963238-pct00001
)가 임계값(
Figure 112014079963238-pct00002
cr), 예를 들어 개인용 차량의 경우 0.1 의 차원의 값을 초과하는 경우, 협부(21)에 의해 제공된 유압 저항은 상당히 증가하게 되어, 라플라스 캐필러리 압력에 대한 제한값에 도달하기 까지 환상의 보조 챔버(12a, 12b) 중 하나에서 큰 압력 증가를 발생시키게 된다. 이러한 상황하에서, 로드 및 피스톤 조립체(2)의 빠른 이동으로 인하여 가요성 백들 중 하나(압력이 증가하는 백)에서 불균질 구조체매트릭스의 내부 공간으로 기능성 액체가 유입되게 되어, 이러한 백의 부피는 현저하게 감소하게 되고 더 정확하게는 Vpores 의 값만큼 감소하게 된다. 채널(20)을 통한 환상의 보조 챔버(12a, 12b)들 간의 연통으로 인하여 다른 환상의 보조 챔버에 놓이는 불균질 구조체에 대하여 역전 현상이 발생하게 되어, 관계식(E=(Pint - Pexp)·Vpores·)에 부합하는 에너지 소산에 대한 매우 큰 값으로 특징되는 높은 히스테리시스 압축-팽창 싸이클의 원리를 만들어 내게 된다.
따라서, 화살표(102)의 방향으로 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동시에, 고압하에서 중앙 채널(40)로부터 배출되는 기술적 액체(오일)의 부피는 협부의 높은 저항으로 인하여 협부(21)를 통하여 환상의 보조 챔버(12a)로 전달될 수 없다. 그 결과, 배출된 부피는 대응하는 가요성 백(13b)를 가압하도록 제한되며, 이러한 백의 부피 감소(△V)는 가요성 백(13b)의 내부에 보유된 매트릭스의 채워진 다공성 부피(Vpores)와 균등하다. 환상의 보조 챔버(12b)에 걸리는 압력은 라플라스 캐필러리 압력(유입 압력 Pint)값을 넘어서게 되어, 기능성 액체는 논의가 되고 있는 다공성 매트릭스로 유입되게 된다. 상기 피스톤(8)의 다른 측면에서, 상기 공간의 부피는 증가하게 되고, 그 내부의 압력은 감소하게 된다. 그러면 다른 환상 보조 챔버(12a) 내의 흡입력은 관련된 불균질 구조체가 가요성 백(13a)내에 있는, 가능하게는 체크 밸브(23a)의 개방과 동시에 다공성 매트릭스내의 기공으로부터의 배출 압력(Pexp, 여기서 Pexp << Pint)에서 기능성 액체의 순간적인 배출에 의해 신장되게 하여, 대기압 하에서 작동시에 상기 보상 챔버(17a)로부터 나오는 액체를 사용하여 추가적인 액체를 충진하게 된다. 2개의 환상 보조 챔버(12b,12a)에서의 압축-팽창 과정의 동시성으로 인하여, 수행되는 상기 싸이클은 대량으로 기계적 에너지를 소산하게 되는데, 여기서 그 양은 압력차(△P=Pint-Pexp)에 직접 비례하는데, 여기서 압력차는 소산되는 E=(Pint-Pexp)·Vpores· 의 에너지의 대량의 양을 결정한다.
반대 방향(101)에서 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동시에, 상기 피스톤(8)은 작동 챔버(11a) 및 관련된 환상 보조 챔버(12a)로부터 액체를 배출하게 되어, 가요성 백(13a)에서 압축을 일으켜서 관련된 불균질 구조체(14, 15)의 매트릭스의 다공성 공간으로 기능성 액체를 강제 유입하게 된다. 이러한 운동시에, 흡입력은 다른 환상 보조 챔버(12b)에서 형성되어서, 가요성 백(13b)에 하우징된 불균질 구조체의 다공성 매트릭스(14)의 기공으로부터 기능성 액체(15)의 순간적인 배출을 개시하게 된다. 상기 체크 밸브(23b)의 개구는 관련된 보상 챔버(17b)로부터 추가적인 기술적 액체의 도달로 인하여 환상의 보조 챔버(12b)에서 유체의 연속성을 한번 더 보장하게 된다.
전술한 쇽업소버의 2개의 다른 변형예의 설명이 도 6 및 도 7을 참고하여 하기에서 행해진다.
한번 더 벤트 형성 시스템과 관련된 너트(30)와 체결된 단부 벽(6')을 가진 시스부(4c)가 존재한다. 그러나, 상기 시스부(4c)는 단일 부재(4: 도 6의 변형례)로서 또는 밀봉을 제공하는 중앙 가스켓(28')을 가진 단일 부재(4: 도 7의 변형례)로 만들어지는 본체부의 중앙부(28)의 보어로 스크류 고정되는 전술한 바와 같은 본체부의 중앙부(28)의 강제 결합으로서 삽입된다.
전술한 변형례와 달리, 2개의 환상 보조 챔버(12a, 12b)는 더 이상 서로 연통하지 않게 되지만, 이러한 챔버들 각각은 관형상 본체의 대응 헤드(16a, 16b)에 형성된 각각의 채널(20a,20b)을 통하여 관련된 보상 챔버(17a, 17b)와 연통하게 되며, 각각의 채널(20a, 20b)은 그 자체의 협부(21a, 21b)에 체결된다.
비-복원 수단(22a, 22b)는 도 8에 도시된 바와 같이 약간 변형되는데, 여기서 a에서는 형태에 대한 도면이 그리고 b에서는 정면에 대한 도면으로서 체크 밸브가 도시된다. 폐쇄된 위치에서 상기 비-복원 수단(22a, 22b)에 의하여 제공되는 유압 저항은 각각의 협부(21a,21b)에 의해 제공되는 조절가능한 유압 저항보다 더 클 필요가 있다.
도 9는 쇽업소버의 불균질 구조체를 보유하는 가요성 백(13a, 13b)에 대한 그리드를 위치 설정하고 지지하는 것에 대한 독립적인 도면이다. 특히, 매우 콤팩트하게 될 수 있도록 하기 위하여 내부 벤트 구조를 가지는 쇽업소버에 대하여, a) 그리드(26a)는 중공의 중앙 로드부(5)의 자유 단부 상에 일반적으로 배치되며, b)그리드(26b)는 너트(30) 상에서 일반적으로 연결되어, 이러한 2가지 그리드(26a, 26b)는 그 중앙부에서 원형의 중공을 가진 별 형태로 되는 것으로 도시된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전술한 바와 같은 대기압이 아니라 대신에 기계적 또는 공압 스프링에 의해 발생되는 것과 같은 양의 압력(예를 들어 0.5 바아 내지 1.0 바아)으로 외부적으로 받게 되며 보호받게 되는 구조의 내부에 있는 보상 챔버(17b)의 가요성 벽(18b)에 대하여 제공함으로써 도 6의 변형례의 구조를 수정하고, 약간 큰 압력(예를 들어 0.5 바아 내지 1.0 바아의 범위)을 사용하여 다른 가요성 벽(18a)에 대하여 동일한 것을 행하는 것이 가능하게 되어 유체 연속성 및 응답 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 쇽업소버의 휴지기에서 관찰하는 것이 중요한데, 0.5 바아 내지 1.0 바아에 걸친 전술한 작은 양의 압력과는 다른 압력이 존재하지 않아서, 50 바아 내지 100 바아의 범위에 걸친 양의 압력을 사용하는 고압 올레오식 공압 쇽업소버와 관련한 도입에서 언급된 단점과 문제점을 완전히 회피할 수 있게 된다.
따라서, 도 7은 원하는 작은 양의 압력을 제공하며, 대응하는 헤드(16a, 16b)에서 구비되는 가압 수단(30a, 30b)을 도시한다. 특히, 커버(32a, 32b)에 의해 폐쇄되며 적절한 유동을 가진 대응하는 가압 챔버를 충진하는데 사용되는 커플링 부재(34a, 34b)에 체결되는 플레이트(33a, 33b)를 지지하는 가압 챔버(31a, 31b)가 도시된다.
도 6 및 도 7의 이러한 2가지 변형례는 실질적으로 수직한 위치에서 작동하는 쇽업소버에 대하여 특히 잇점이 있는데 그 이유는 이들 변형례는 중력의 영향(도 1 내지 도 5의 변형예에서 이러한 전달이 발생하게 되는 경우)하에서 하나의 보상 챔버에서 다른 보상 챔버로 액체가 전달되는 것을 회피할 수 있기 때문이다.
또한, 2개의 개별 협부(21a, 21b)을 구비함으로써 정밀한 조정이 가능하게 되어 쇽업소버의 특징의 대칭성이 일정한 것을 보장할 수 있게 되는데, 이러한 조정은 쇽업소버의 조립시에 한번만 행해진다. 이러한 조정을 수행하기 위하여, 쇽업소버의 복원력은 충격력보다 높은 값으로 설정되게 된다.
전술한 구조체는 이미 상세하게 전술한 바와 같이 높은 소산 성능의 종래의 쇽업소버에 대하여 다양한 잇점을 제공한다.
본 발명은 설명된 것에 한정되지 않으며, 반대로 균등한 수단을 사용하는 다양한 변화가 전술한 특정 필수 특징 사항을 재생산하는 것을 커버한다.
특히, 본 발명은 예를 들어 항-지진 시스템에 대하여, 가스, 오일, 또는 스트림 파이프에 대한 지지부 또는 공공 건출물에 대한 지지 그리고 소산 장치 및 시스템의 높은 소산 성능 및 놀라운 콤팩트성과 관련된 우수한 효율의 전술한 잇점을 가진 항-진동 스키드에 대한 분야와 같이 차량 서스펜션과 다른 분야에도 적용될 수 있다.
로드 및 피스톤 조립체(2)는 보호되어지는 구조체(S)에 또는 외부 방해 소스에 대하여 연결되어지게 되며, 상기 관형상 본체는 외부 방해 소스(SPE)에 대하여 또는 보호되어지게 되는 구조체에 대하여 연결된다.
2: 로드 및 피스톤 조립체 3: 관형상 본체
4: 원통형부 5: 중앙 로드부

Claims (17)

  1. 관형상 본체(3) 내에서 슬라이드될 수 있는 로드 및 피스톤 조립체(2)를 포함하는 타입의 쇽업소버로서, 상기 로드 및 피스톤 조립체는 상기 관형상 본체와 함께 작동하여 유압 액체를 보유하는 2개의 작동 챔버(11a, 11b)를 형성하고, 각각의 작동 챔버(11a, 11b)는 적어도 하나의 다공성 캐필러리 매트릭스(14) 및 상기 매트릭스가 소액성인 것에 대한 관련된 액체(15)로 구성되는 불균질 에너지 흡수-소산 구조체(14, 15)를 보유하는 보조 챔버(12a, 12b)와 영구적으로 연통하게 되는 쇽업소버에 있어서,
    2개의 보조 챔버(12a, 12b)는 상기 관형상 본체의 중앙부(28)의 양측상에서 관형상 본체(3)의 벽에 형성된 환상 챔버이며, 각각의 상기 환상의 보조 챔버(12a, 12b)는 관련된 불균질 구조체(14, 15)를 보유하는 가요성 백(13a, 13b)을 하우징하며,
    2개의 작동 챔버(11a, 11b) 각각은 상기 관형상 본체(3)의 대응 단부에 배치되는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)와 각각의 비-복원 수단(22a, 22b)을 통하여 연통하게 되며, 상기 보상 챔버(17a, 17b)는 상기 관형상 본체(3)에서 로드 및 피스톤 조립체(2)의 이동시에 유압 액체의 연속성을 이루는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형상 본체(3)는 관련된 보상 챔버(17a, 17b)를 보유하는 각각의 헤드(16a, 16b)에서 2개의 단부 각각에 까지 연장되며, 각각의 보상 챔버(17a, 17b)는 대응 헤드(16a, 16b)에 고정되고 하우징되는 가변식 가요 벽(18a, 18b)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 가변식 가요 벽(18a, 18b)은 외부에서 대기압을 받게 되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  4. 제 2 항에 있어서,
    각각의 가변식 가요 벽(18a, 18b)은 대응하는 헤드(16a, 16b)에 장착된 관련된 가압 수단(30a, 30b)에 의해 외부에서 낮은 양(positive)의 압력을 받게 되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  5. 제 2 항에 있어서,
    각각의 보상 챔버(17a, 17b)에 연결된 상기 비-복원 수단(22a, 22b)은 캘리브레이션된 오리피스(24a, 24b)를 구비하며 관련된 작동 챔버(11a, 11b)에 상기 보상 챔버(17a, 17b)를 연결하도록 상기 헤드에 형성된 연결 채널(25a, 25b)을 마스크하는 대응 헤드(16a, 16b)에 지지되는 와셔(23a, 23b) 형상의 체크 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관형상 본체(3)는 원통형부(4) 및 중공 중앙 로드부(5)를 포함하며, 상기 원통형부(4) 및 중공 중앙 로드부(5)는 상기 로드 및 피스톤 조립체(2)가 중공인 경우와 유사하게 밀봉되어 슬라이드되는 환상 공간을 그들 사이에서 형성하여, 외부 방향 소스(SPE)를 향하는 피스톤(8)의 측면상에서 2개의 작동 챔버 중 하나의 작동 챔버(11a)를 형성하고 타측상에서 가스 유체를 보유하는 폐쇄된 환상 챔버(10)을 형성하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    가스 유체를 보유하는 폐쇄된 환형 챔버(10)는 원통형부(4) 및 중공의 중앙 로드부(5)를 함께 견고하게 연결하는 링에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  8. 제 6 항에 있어서,
    가스상 유체를 보유하는 폐쇄된 환형 챔버(10)는 상기 원통형부(4)로부터 돌출된 환상 어깨부(6.1)에 의해 이루어지며, 상기 중공 중앙 로드부(5)는 간극으로 가지고 환상 어깨부를 통하여 슬라이딩하여 통과하게 되며, 상기 중공 중앙 로드부(5)는 상기 쇽업소버의 작동시에 전술한 환상 어깨부(6.1)에 대하여 밀봉되게 지지하며 쇽업소버의 저장 및 운반을 위하여 쇽업소버의 전체 크기를 최소화하도록 상기 로드 및 피스톤 조립체(2)가 상기 관형상 본체(3)로 최대 관통하도록 하는 벤트를 형성하도록 상기 어깨부(6.1)로부터 분리될 수 있는 단부 플랜지(6.3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 원통형부(4)의 자유 단부는 상기 원통형부(4)의 어깨부(6.1)에 대하여 중공 중앙 로드부(5)의 단부 플랜지(6.3)를 클램핑하거나 상기 어깨부(6.1)로부터 상기 플랜지(6.3)를 분리시키도록 하는 너트(30)를 수용하도록 외측 쓰레드를 구비하며, 상기 너트(30)는 상기 쇽업소버의 작업시에 유압 액체를 통과시키는 중앙 오리피스를 구비하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 관형상 본체(3)의 원통형부(4)는 2개의 파이프(4a, 4b)에 의해 이루어지며, 2개의 파이프 각각은 상기 중앙부(28)를 이루는 쓰레드된 체결부에 스크류 고정되는 일단부를 구비하며, 파이프 각각은 관련된 보상 챔버(17a, 17b)를 보유하는 쓰레드된 헤드(16a, 16b)에 스크류 고정된 타단부를 구비하며, 상기 원통형부(4)는 상기 중앙부(28)의 보어 내부로 스크류 고정되는 하나 또는 2개의 튜브에 의해 이루어지는 시스부(4c)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    관통하여 통과하는 로드 및 피스톤 조립체(2)를 가지는 2개의 헤드(16a) 중 하나는 외측에 대하여 상기 쇽업소버를 밀봉하도록 하나의 밀봉 시스템(19)에 체결되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    환상의 보조 챔버(12a, 12b)의 각각의 개구에 환상의 그리드(26a, 26b)가 제공되되, 상기 그리드(26a, 26b)는 대응하는 환상의 보조 챔버에 하우징되는 가요성 백(13a, 13b)을 위치 설정하고 지지하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 환상의 그리드(26a, 26b)는 중앙부에서 외측으로 원형으로 중공 형성되 별의 형상으로 되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 환상 보조 챔버(12a, 12b)는 상기 관형상 본체(3)의 중앙부(28)에 형성된 채널(20)을 통하여 서로 연통되며, 상기 채널(20)은 공통 협부(21)에 체결되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 비-복원 수단(22a, 22b)에 의해 제공되는 유압 저항은 상기 공통 협부(21)에 의해 제공된 조절가능한 유압 저항보다 폐쇄 위치에서 항상 더 큰 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  16. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 환상 보조 챔버(12a, 12b)는 서로 연통되어 있지 않으며, 각각의 환상 보조 챔버(12a, 12b)는 상기 관형상 본체(3)의 대응 헤드(16a, 16b)에 형성된 각 채널(20a, 20b)을 통하여 관련 보상 챔버(17a, 17b)와 연통되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 비-복원 수단(22a, 22b)에 의해 제공되는 유압 저항은 각각의 협부(21a, 21b)에 의해 제공되는 조절가능한 유압 저항보다 폐쇄 위치에서 항상 큰 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
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