KR101539490B1

KR101539490B1 - 이중 주파수 감응식 밸브 조립체

Info

Publication number: KR101539490B1
Application number: KR1020120093598A
Authority: KR
Inventors: 박완상
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2015-07-24
Also published as: KR20140028200A

Abstract

본 발명은 차량 주행시 쇽 업소버로 전달되는 진동이나 충격의 주파수 영역 또는 작동 유체의 유량에 따라 감쇠력이 변하는 밸브 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는, 오리피스 홀이 형성된 피스톤 로드의 하단에 결합되고, 상기 오리피스 홀과 연통되는 제1공간부가 내부에 형성되는 밸브 하우징; 상기 제1공간부에 설치되어 상기 제1공간부를 상하 구획하는 제1 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제1 주파수감응 밸브유닛; 상기 제1 프리 피스톤의 중앙을 관통하도록 설치되고 외주면에 복수의 유로가 관통 형성되는 내측튜브; 및 상기 내측튜브 내 제2공간부에 설치되어 상기 제2공간부를 상하 구획하는 제2 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제2 주파수감응 밸브유닛;을 포함하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체를 제공한다.

Description

이중 주파수 감응식 밸브 조립체{VALVE ASSEMBLY OF DUAL FREQUENCY SENSITIVE TYPE}

본 발명은 밸브 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 주행시 쇽 업소버로 전달되는 진동이나 충격의 주파수 영역 또는 작동 유체의 유량에 따라 감쇠력이 변하도록, 하나의 밸브 하우징 내에 2개의 주파수감응 밸브유닛이 구성되는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 주행 중에는 차륜을 통해 노면으로부터 진동이나 충격을 끊임없이 받기 때문에, 차체와 차축 사이에 완충장치를 설치하여 충격이나 진동이 직접 차체에 전달되는 것을 방지하여 승차감을 향상시키고, 또한 차체의 불규칙한 진동을 억제함으로써 주행 안정성을 향상시키게 된다.

이때, 현가장치는 이러한 완충장치를 포함한 차체와 차축 사이의 연결장치를 통칭하며, 이 장치는 충격을 완화시키는 샤시 스프링, 샤시 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽 업소버(shock absorber), 롤링(rolling)을 방지하는 스테빌라이저(stabilizer), 고무 부싱(bushing), 및 컨트롤 암 등으로 구성된다.

현가장치 중에서도 특히 쇽 업소버는, 노면으로부터의 진동을 억제, 감쇠하는 역할을 하고, 차체 혹은 프레임과 휠 사이에 장착되며, 특히 차체의 상하 방향 진동 에너지를 흡수함으로써 진동을 억제하고 승차감을 향상시키는 한편, 적재 화물을 보호하고 차체 각부의 동적 응력을 저감시켜 내구 수명을 증가시며, 동시에 스프링 아래 질량의 운동을 억제하여 타이어의 접지성을 확보하고, 또한 관성력에 의한 자세 변화를 억제하여 차량의 운동 성능을 향상시킨다.

따라서, 쇽 업소버의 감쇠력 특성에 따라 승차감과 조정 안정성을 알맞게 조정할 수 있다. 즉, 차량의 일반적인 주행 중에는 승차감 향상을 위해 감쇠력이 작을 필요가 있으며, 차량의 급선회시나 고속 주행 중에는 조정 안정성의 향상을 위해 감쇠력이 클 필요가 있다.

도 1은 일반적인 쇽 업소버를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 쇽 업소버(1)는 작동 유체가 충전된 실린더(2)와, 일단은 이 실린더(2) 내부에 위치하고 타단은 실린더(2) 외부로 연장되는 피스톤 로드(3)와, 피스톤 로드(3)의 일단에 장착되어 실린더(2) 내에서 왕복 운동하는 피스톤 밸브(4)를 포함한다.

이때, 실린더(2)는 내부관(2a)과 외부관(2b)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 내부관(2a)은 피스톤 밸브(4)에 의해 인장 챔버(C1)와 압축 챔버(C2)로 구획되는데, 피스톤 밸브(4)가 실린더(2) 내에서 상하 왕복 운동할 때, 피스톤 밸브(4)에 형성되어 있는 오리피스(미도시)를 통해 작동 유체가 인장 챔버(C1)로부터 압축 챔버(C2)로, 또는 압축 챔버(C2)로부터 인장 챔버(C1)로 유동하면서 감쇠력을 발생시키게 된다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 쇽 업소버(1)는, 차체에 연결된 피스톤 로드(3)의 직선 왕복 운동에 따라 발생되는 인장 챔버(C1)와 압축 챔버(C2)의 압력차를 이용하여 감쇠력을 발생시키도록 되어 있으므로, 피스톤 로드(3)의 이동 스트로크(stroke)가 크거나 저주파 충격 영역에서는 적절한 감쇠력이 발생하여 진동을 원활하게 흡수할 수 있지만, 피스톤 로드(3)의 이동 스트로크가 작거나 고주파 충격 영역에서는 문제가 있다.

즉, 예를 들어 진폭이 작고 진동이 잦은 고주파 진동이나 충격이 가해지는 경우, 인장 챔버(C1)와 압축 챔버(C2)에서 발생되는 압력차가 작기 때문에, 피스톤 밸브(4)의 작동이 원활하지 못하여 적절한 감쇠력을 얻을 수 없고, 이에 따라 이러한 진동이 완전히 흡수되지 못하고 탑승자에게 전달되어 승차감을 저하시키게 된다.

따라서, 충격의 입력 속도뿐만 아니라 주파수 차이에 따라 감쇠력을 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 실린더를 상하 구획하는 메인 밸브유닛의 하부에 주파수 감응 밸브장치가 추가 장착된 쇽 업소버가 한국실용신안공개공보 제20-1995-0011204호(특허문헌 1) 등에서 공개된 바 있다.

그런데, 주파수 감응 밸브장치가 장착된 종래의 쇽 업소버의 경우, 메인 밸브유닛 이외에, 속도 변화에 따라 추가되어 발생하는 압력을 제어하는 수단이 없다는 단점이 있다.

또한, 종래의 주파수 감응 밸브장치는, 프리 피스톤의 상하 양측에 스프링을 설치하고, 프리 피스톤의 승강에 의해 가변유로가 개폐되도록 구성하고 있는데, 고주파 영역에서 큰 효과를 보기 위해서는 스프링의 강성이 낮아야 하는 반면에, 프리 피스톤의 작동성이 원활하게 이루어지기 위해서는 스프링의 강성이 높아야 할 필요가 있으나, 이들 요구조건을 동시에 만족시키기가 어렵다는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 한국실용신안공개공보 제20-1995-0011204호(1995.05.15 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 쇽 업소버로 전달되는 진동이나 충격의 주파수 영역대별로 다른 감쇠력 특성을 제공하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체와 관련된다.

또한, 본 발명의 일실시예는, 쇽 업소버로 전달되는 진동이나 충격에 대하여, 고주파, 중주파, 저주파 영역대별로 작동하는 3개의 가변유로를 가진 이중 주파수 감응식 밸브 조립체와 관련된다.

또한, 본 발명의 일실시예는, 압력 감응식 메인 밸브유닛 이외에 서브 밸브유닛을 구비함으로써, 속도 변화에 따라 추가 발생되는 압력을 제어할 수 있는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체와 관련된다.

아울러, 본 발명의 일실시예는, 주파수 감응식 밸브에서의 스프링 마찰음을 방지할 수 있는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체와 관련된다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 오리피스 홀이 형성된 피스톤 로드의 하단에 결합되고, 상기 오리피스 홀과 연통되는 제1공간부가 내부에 형성되는 밸브 하우징; 상기 제1공간부에 설치되어 상기 제1공간부를 상하 구획하는 제1 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제1 주파수감응 밸브유닛; 상기 제1 프리 피스톤의 중앙을 관통하도록 설치되고 외주면에 복수의 유로가 관통 형성되는 내측튜브; 및 상기 내측튜브 내 제2공간부에 설치되어 상기 제2공간부를 상하 구획하는 제2 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제2 주파수감응 밸브유닛;을 포함하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체가 제공된다.

여기서, 상기 제1공간부 하단에 결합되며, 압축 오리피스와 인장 오리피스가 관통 형성되는 서브 밸브유닛을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 내측튜브의 외주면에, 상기 제2 프리 피스톤의 승강에 의해 개폐되는 제1가변유로와 제2가변유로가 상하 서로 이격하여 관통 형성된다.

또한, 상기 제1 프리 피스톤은 상하 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제1스프링에 의해 탄성 지지되고, 상기 제2 프리 피스톤은 상하 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제2스프링에 의해 탄성 지지된다.

이때, 상기 제1스프링과 상기 제2스프링의 탄성계수는 서로 상이한 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체에 의하면, 밸브 하우징 내에 제1 주파수감응 밸브유닛과 제2 주파수감응 밸브유닛이 함께 구비됨으로써, 고주파, 중주파, 저주파 영역대별로 각기 다른 가변유로가 작동하여, 감쇠력 특성 극대화와 함께 승차감이 향상되는 효과가 있다.

또한, 속도 변화에 따라 추가 발생되는 압력을 서브 밸브유닛을 통해 제어할 수 있으므로, 승차감이 향상된다.

아울러, 원뿔대형 코일스프링의 적용에 의해, 주파수 감응식 밸브에서의 스프링 마찰음이 방지되므로, 감성 품질이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 쇽 업소버의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 장착상태를 도시한 단면도.
도 3은 고주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도.
도 4는 중주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도.
도 5는 저주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

실시예

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 장착상태를 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체(이하, '밸브 조립체')(100)는 피스톤 로드(10)의 하단에 결합되며, 주파수감응 밸브유닛(300,500)과 서브 밸브유닛(600)이 상하로 배치된다.

더욱 상세하게는, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 조립체(100)는, 피스톤 로드(10)의 하단에 결합되는 밸브 하우징(200), 밸브 하우징(200) 내 제1공간부(210)에 설치되는 제1 주파수감응 밸브유닛(300)과 내측튜브(400), 내측튜브(400) 내 제2공간부(410)에 설치되는 제2 주파수감응 밸브유닛(500)을 포함하며, 밸브 하우징(200)의 제1공간부(210) 하단에 결합되는 서브 밸브유닛(600)을 더 포함할 수 있다.

이때, 밸브 조립체(100)의 상부에 위치하도록, 피스톤 로드(10)의 외주면에 메인 밸브유닛(700)이 결합된다.

여기서, 피스톤 로드(10)는 오일 등 작동 유체가 충전된 실린더(20) 내에 축방향으로 설치되어 왕복 운동하며, 내부에는 밸브 하우징(200)의 제1공간부(210)와 연통하도록 오리피스 홀(11)이 형성된다.

그리고, 메인 밸브유닛(700)은, 그 외주면이 실린더(20)의 내주면에 밀착되어 실린더(20) 내부를 인장 챔버(21)와 압축 챔버(22)로 상하 구획하는 밸브 몸체(710)와, 밸브 몸체(710)에 상하 방향으로 관통 형성되는 압축 유로(711)와 인장 유로(712), 및 밸브 몸체(710)의 상측면과 하측면에 각각 구비되어 유로를 개폐하는 리프 밸브(720)를 포함하여 이루어진다.

또한, 밸브 하우징(200)은 내부에 제1공간부(210)가 형성되는 원통 형상으로서, 상단에는 압입 또는 나사 결합 등의 방식으로 피스톤 로드(10)의 하단에 결합되도록 결합홀(221)을 가진 결합부(220)가 돌출 형성되고, 하단은 개방된다.

이때, 밸브 하우징(200)의 내주면에는 외측튜브(230)가 압입 등의 방식으로 결합되어, 외측튜브(230)의 외주면과 밸브 하우징(200)의 내주면이 서로 밀착하게 된다.

밸브 하우징(200)의 제1공간부(210)에 제1 주파수감응 밸브유닛(300)과 제2 주파수감응 밸브유닛(500)이 설치되는데, 제1 주파수감응 밸브유닛(300)은 제1공간부(210)를 상하 구획하는 제1 프리 피스톤(310)과, 제1 프리 피스톤(310)의 상하 양측에 각각 개재되어 제1 프리 피스톤(310)을 탄성 지지하는 한 쌍의 제1스프링(320)을 포함한다.

이때, 제1 프리 피스톤(310)은 관통공(311a)이 형성되는 원판 형태의 중앙부(311)와, 중앙부(311)의 테두리를 따라 상향 외측으로 경사지게 형성되는 경사부(312)와, 경사부(312)의 상단에서 반경방향 외측으로 돌출되는 접촉부(313)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 접촉부(313)는 밸브 하우징(200)의 내주면, 또는 외측튜브(230)의 내주면에 밀착하여 승강하게 되므로, 마모 방지와 실링(sealing)을 위해 접촉부(313)의 외주면에 링 형상의 고체 윤활재(314)가 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 테프론(teflon) 등의 고체 윤활재(314)가 접촉부(313)의 외주면에 원주방향으로 형성되는 결합홈(313a)에 결합될 수 있다.

또한, 제1스프링(320)은 신장·압축시 권선 간 충격 또는 마찰에 의한 소음 발생을 방지하는 한편 자유장 추가 확보를 위해, 상단의 폭이 하단의 폭보다 넓은 원뿔대 형태의 코일스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이 경우, 제1 프리 피스톤(310) 상측의 제1스프링(320)은 폭이 넓은 상단이 제1공간부(210)의 천장에 지지되고 폭이 좁은 하단이 중앙부(311) 상측면에 지지되며, 제1 프리 피스톤(310) 하측의 제1스프링(320)은 폭이 넓은 상단이 접촉부(313) 저면에 지지되고, 폭이 좁은 하단이 후술하는 결합핀(660)의 상측에 지지되어, 제1 프리 피스톤(310)을 상하 양측에서 안정적으로 지지하게 된다.

제1 프리 피스톤(310)은 그 외주면이 외측튜브(230)의 내주면과 밀착함으로써, 제1공간부(210)를 상실(211)과 하실(212)로 상하 구획하게 되는데, 제1 프리 피스톤(310)의 승강에 의해 제1공간부(210)의 상실(211)과 하실(212)을 연통하는 저주파 가변유로(240)가 개폐된다.

이를 위해, 외측튜브(230)의 내주면 일측에는 원주방향을 따라 내측으로 돌출된 돌출부(231)가 형성되고, 돌출부(231)의 상측과 하측은 외측으로 경사져서 폭이 넓어지며, 제1 프리 피스톤(310)은 초기에 접촉부(313)의 외주면이 외측튜브(230)의 돌출부(231)에 밀착된 상태로 있게 된다. 한편, 별도로 외측튜브(230)를 결합하지 않고, 밸브 하우징(200)의 내주면에 돌출부(231)를 형성시키는 것도 물론 가능하다.

이때, 차량 주행중 진폭이 큰 저주파의 충격이 쇽 업소버로 전달되어 제1 프리 피스톤(310)의 접촉부(313)가 돌출부(231)를 벗어나게 되면, 제1 프리 피스톤(310)의 외주면과 외측튜브(230)의 내주면 사이에 발생되는 간극인 저주파 가변유로(240)를 통해 상실(211)의 작동유체가 하실(212)로 유동하게 되는데, 이에 대하여는 도 5를 참고하여 후술하기로 한다.

제1 프리 피스톤(310)의 관통공(311a)을 관통하도록 제1공간부(210)에 내측튜브(400)가 설치된다. 이때, 내측튜브(400)의 상단이 결합홀(221)의 외측 테두리를 따라 지지됨으로써, 피스톤 로드(10)의 오리피스 홀(11)은 내측튜브(400) 내부의 제2공간부(410)로 연통하게 된다. 또한, 내측튜브(400)의 하단은 후술하는 결합핀(660)의 상측면에 지지되며, 내측튜브(400)의 외주면을 제1 프리 피스톤(310)과 제1스프링(320)이 둘러싸는 형태를 이루게 된다.

제2 주파수감응 밸브유닛(500)은 내측튜브(400) 내부의 제2공간부(410)에 설치되며, 제2공간부(410)를 상하 구획하는 원판 형태의 제2 프리 피스톤(510)과, 제2 프리 피스톤(510)의 상하 양측에 개재되어 제2 프리 피스톤(510)을 탄성적으로 지지하는 한 쌍의 제2스프링(520)을 포함하여 구성된다.

여기서, 제2 프리 피스톤(510)은 그 외주면이 내측튜브(400)의 내주면에 밀착됨으로써 제2공간부(410)를 상하 구획하며 이하, 제2 프리 피스톤(510)에 의해 구획된 제2공간부(410)의 상측 공간을 '상측실(411)', 하측 공간을 '하측실(412)'이라 하기로 한다.

이때, 내측튜브(400)의 외주면에는 상하 방향으로 서로 이격하여 제1가변유로(420)와 제2가변유로(430)가 관통 형성된다. 이들 가변유로(420,430)가 제2공간부(410)로 입력되는 충격이나 진동의 주파수 영역에 따라 제2 프리 피스톤(510)의 승강에 의해 개폐됨으로써, 제2공간부(410) 상측실(411)의 작동 유체가 제1공간부(210)의 상실(211)로, 또는 제2공간부(410) 하측실(412)의 작동 유체가 제1공간부(210)의 하실(212)로 유동하면서 감쇠력이 발생하게 되는데, 이에 대하여는 도 3 내지 도 5를 참고하여 후술하기로 한다.

그리고, 제2 프리 피스톤(510)을 탄성 지지하는 제2스프링(520)은, 제1 프리 피스톤(310)을 탄성 지지하는 제1스프링(320)에 비해 탄성계수가 작은 것이 바람직하다. 이는 충격이나 진동의 주파수 영역에 따라, 제2 주파수감응 밸브유닛(500)이 작동하거나, 또는 제2 주파수감응 밸브유닛(500)과 함께 제1 주파수감응 밸브유닛(300)이 작동하도록 하기 위함이다.

한편, 서브 밸브유닛(600)은 제1공간부(210)의 하단에 결합되며, 밸브 본체(610)와, 밸브 본체(610)에 상하 방향으로 관통 형성되는 인장 오리피스(621) 및 압축 오리피스(622)를 포함하여 구성되고, 작동 유체가 이들 오리피스(621,622)를 통과하는 과정에서 감쇠력이 발생된다.

여기서, 밸브 본체(610)는 압입 또는 나사결합 등의 방식으로 밸브 하우징(200)의 제1공간부(210) 하단에 결합되며, 밸브 본체(610)의 상측과 하측에는 각각 압축 오리피스(622)와 인장 오리피스(621)를 개폐하는 다판 디스크(630)가 리테이너(640) 및 와셔(650)와 함께 구비된다. 이때, 다판 디스크(630)와 리테이너(640) 및 와셔(650)는 결합핀(660)에 의해 밸브 본체(610)에 고정된다.

이하, 충격이나 진동의 주파수 영역에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체(100)의 작동 상태를 인장 행정을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 3은 고주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

차량 주행중 진폭이 낮은 고주파의 잔 진동이 쇽 업소버로 전달되는 경우, 피스톤 로드(10)의 작동 스트로크(stroke)가 작기 때문에, 오리피스 홀(11)을 통해 제2공간부(410)의 상측실(411)로 유입되는 작동 유체의 유량도 적다.

따라서, 제2 프리 피스톤(510)은 제1가변유로(420)를 폐쇄한 상태로 내측튜브(400) 내에서 습동하며, 하측실(412)의 작동 유체는 제2가변유로(430)를 통해 하실(212)로 유동한다.

이때, 작동 유체가 오리피스 홀(11)을 통과하여 상측실(411)로 유입된 후, 제2 프리 피스톤(510)을 가압하여 제2스프링(520)을 탄성 변형시키고, 하측실(412)의 작동 유체가 제2가변유로(430)를 통해 유동하는 과정에서 감쇠력이 발생하여 잔 진동을 저감시키게 된다.

도 4는 중주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

차량 주행중 앞서 설명한 고주파보다 낮은 주파수 영역대인 중주파가 입력되는 경우, 고주파 입력보다는 진폭이 커기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 프리 피스톤(510)에 의해 제1가변유로(420)가 개방된다.

다만, 제1 프리 피스톤(310)에 의한 저주파 가변유로(240, 도 5 참조)의 개방은 없으며, 제1 프리 피스톤(310)이 외측튜브(230)의 돌출부(231)와 밀착 상태를 유지하면서 약간씩 습동함에 따라 제1스프링(320)에 탄성 변형이 발생한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(10)의 오리피스 홀(11)을 통해 제2공간부(410)의 상측실(411)로 어느 정도 이상 유량의 작동 유체가 유입되면, 그 압력에 의해 제2 프리 피스톤(510)이 하강하여 제1가변유로(420)가 개방된다.

개방된 제1가변유로(420)를 통해 작동 유체가 상측실(411)에서 상실(211)로 유입되면, 유입 압력에 의해 제1 프리 피스톤(310)이 습동하게 되는데, 이때 제1 프리 피스톤(310)은 그 외주면이 외측튜브(230)의 돌출부(231)와 밀착된 상태를 계속 유지하며, 따라서 저주파 가변유로(240)의 개방은 이루어지지 않는다.

한편, 이때의 감쇠력은 주로 제1 프리 피스톤(310)의 습동에 따른 제1스프링(320)의 탄성 변형에 의해 영향받게 되며, 제2스프링(520)의 탄성 변형에 의한 잔 진동 저감 효과와 함께, 제1스프링(320)의 탄성계수가 제2스프링(520)의 탄성계수보다 커기 때문에 도 3에 도시된 고주파 입력에 비해 더 큰 감쇠력이 발생하게 된다.

도 5는 저주파 입력시 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 단면도이다.

차량 주행중 앞서 설명한 중주파보다 진폭이 큰 저주파의 진동이나 순간적으로 큰 충격이 쇽 업소버로 전달되는 경우, 피스톤 로드(10)의 작동 스트로크가 상승하며, 제2 프리 피스톤(510)의 습동량도 증가하게 된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(10)의 오리피스 홀(11)을 통해 제2공간부(410)의 상측실(411)로 작동 유체가 유입되면, 그 압력에 의해 제2 프리 피스톤(510)이 하강하여 제1가변유로(420)가 개방되며, 제2가변유로(430)는 제2 프리 피스톤(510)에 의해 폐쇄된다.

개방된 제1가변유로(420)를 통해 상측실(411)에서 상실(211)로 빠져나온 작동 유체는 제1 프리 피스톤(310)을 가압하여 하강시키며, 제1 프리 피스톤(310)의 외주면과 외측튜브(230)의 내주면 사이 간극으로 형성되는 저주파 가변유로(240)를 통해 하실(212)로 유동한다.

하실(212)로 유동한 작동 유체는 서브 밸브유닛(600)의 인장 오리피스(621)를 통해 다판 디스크(630)를 밀어서 밸브 하우징(200) 외부의 압축 챔버(22)로 빠져나가며, 이 과정에서 쇽 업소버의 감쇠력이 상승하고, 차체 거동시 안정감을 극대화할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 주파수 감응식 밸브 조립체(100)에 의하면, 쇽 업소버로 전달되는 진동이나 충격의 주파수(고주파, 중주파, 저주파) 영역에 따라 각기 다른 감쇠 특성을 나타내게 되며, 이러한 쇽 업소버의 성능 향상에 따라 차량의 승차감이 극대화되는 것이다.

100 : 밸브 조립체 200 : 밸브 하우징
210 : 제1공간부 230 : 외측튜브
240 : 저주파 가변유로 300 : 제1 주파수감응 밸브유닛
310 : 제1 프리 피스톤 320 : 제1스프링
400 : 내측튜브 410 : 제2공간부
420 : 제1가변유로 430 : 제2가변유로
500 : 제2 주파수감응 밸브유닛 510 : 제2 프리 피스톤
520 : 제2스프링 600 : 서브 밸브유닛
700 : 메인 밸브유닛

Claims

오리피스 홀이 형성된 피스톤 로드의 하단에 결합되고, 상기 오리피스 홀과 연통되는 제1공간부가 내부에 형성되는 밸브 하우징;
상기 제1공간부에 설치되어 상기 제1공간부를 상하 구획하는 제1 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제1 주파수감응 밸브유닛;
상기 제1 프리 피스톤의 중앙을 관통하도록 설치되고 외주면에 복수의 유로가 관통 형성되는 내측튜브; 및
상기 내측튜브 내 제2공간부에 설치되어 상기 제2공간부를 상하 구획하는 제2 프리 피스톤을 포함하여 구성되는 제2 주파수감응 밸브유닛;을 포함하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1공간부 하단에 결합되며, 압축 오리피스와 인장 오리피스가 관통 형성되는 서브 밸브유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 내측튜브의 외주면에, 상기 제2 프리 피스톤의 승강에 의해 개폐되는 제1가변유로와 제2가변유로가 상하 서로 이격하여 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 프리 피스톤은 상하 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제1스프링에 의해 탄성 지지되고, 상기 제2 프리 피스톤은 상하 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제2스프링에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체.
청구항 4에 있어서,
상기 제1스프링과 상기 제2스프링의 탄성계수가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이중 주파수 감응식 밸브 조립체.