KR101761870B1

KR101761870B1 - 완충기

Info

Publication number: KR101761870B1
Application number: KR1020160032180A
Authority: KR
Inventors: 김남호
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-07-26

Abstract

본 발명은 진동 현상이 감소되고 내구성이 향상된 바디 밸브를 포함하는 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 바디 밸브가, 상기 내측 실린더의 타 단에 연결될 수 있고, 상기 압축 챔버와 상기 공간부를 연통시키도록 대유통공 및 소유통공이 연속하여 형성되는 베이스 바디; 상기 소유통공의 둘레 가장자리에 형성되는 단차부; 상기 대유통공 내부에 슬라이딩가능하게 배치되어 상기 소유통공을 개폐하기 위한 차폐판; 상기 차폐판에 연결되는 작동 로드; 상기 작동 로드가 슬라이딩가능하게 관통되는 관통공이 형성되고, 상기 대유통공의 내측 표면에 고정되는 지지 부재; 및 상기 지지 부재와 상기 차폐판 사이에 배치되어, 상기 차폐판이 상기 단차부에 밀착되어 상기 소유통공을 폐쇄하도록 상기 차폐판을 가압하는 탄성 부재를 포함하는 완충기가 제공된다.

Description

완충기{DAMPER}

본 발명은 완충기에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 바디 밸브를 포함하는 완충기에 관한 것이다.

일반적으로, 차량, 예를 들어 승용차나 철도 차량 등에는 주행할 때 발생되는 상하 내지 횡방향 요동을 흡수하여 승객의 승차감을 높이기 위하여 여러가지 타입의 완충기가 사용되고 있다.

이러한 종래의 완충기 중 한 가지 타입의 완충기가 도 1에 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 완충기(100)는 내측 실린더(6), 외측 실린더(7), 및 내측 실린더(6)와 외측 실린더(7)의 상단 및 하단을 밀폐시키는 상측 밀폐기구(10) 및 하측 밀폐기구, 즉 베이스 캡(11)을 포함한다.

또한, 완충기(100)는 상측 밀폐기구(10)를 관통하여, 내측 실린더(6)의 내부에 삽입되어 왕복운동할 수 있는 피스톤 로드(2), 피스톤 로드(2)의 하측 단부에 장착되는 피스톤 밸브(3), 피스톤 로드(2)의 상측 단부에 장착되는 외통(9), 및 내측 실린더(6)의 하단과 베이스 캡(11) 사이에 장착된 바디 밸브(20)를 포함한다. 또한, 상측 아이(1) 및 하측 아이(8)가 각각 외통(9)의 상단 및 베이스 캡(11)의 하단에 부착된다.

내측 실린더(6)의 내부 공간은 슬라이딩 가능한 피스톤 밸브(3)에 의해서 신장 챔버(A)와 압축 챔버(B)로 분리된다. 바디 밸브(20)와 베이스 캡(11) 사이에는 공간부(E)가 형성된다. 또한, 내측 실린더(6)와 외측 실린더(7) 사이에는 리저버(R)가 형성된다. 한편, 내측 실린더(6)의 하단과 바디 밸브(20)의 사이에는 가이드 부재(12)가 배치될 수 있다. 가이드 부재(12)는 내측 실린더(6)와 외측 실린더(7) 사이의 간격을 유지하고, 완충기(100)에 횡 방향 하중에 의한 유격을 방지하는 역할을 할 수 있다.

신장 챔버(A)는 상측 밀폐기구(10)에 형성된 유통공(10')에 의해서 리저버(R)와 연통될 수 있으며, 신장 행정 시 신장 챔버(A) 내의 유체, 예를 들어 오일이 유통공(10')을 통해서 리저버(R)로 유동된다.

압축 챔버(B)는 바디 밸브(20)를 통해서 공간부(E)와 연통될 수 있으며, 공간부(E)는 리저버(R)와 연통된다. 따라서, 압축 행정 시 압축 챔버(B)의 유체는 바디 밸브(20)를 통해서 리저버(R)로 유동되고, 다시 유통공(10')을 통해서 신장 챔버(A) 내로 유동될 수 있다.

바디 밸브(20)에 대해서 좀 더 구체적으로 살펴보면, 바디 밸브(20)는 내측 실린더(6)의 하단과 베이스 캡(11) 사이에 배치되는 베이스 바디(21)를 포함한다. 바디(21)에는 압축 챔버(B)와 공간부(E)를 연통시키는 유통공(22, 32)이 형성된다.

유통공(22)에는, 유체가 유동할 수 있는 홀(29)이 복 수개 형성되는 지지 부재(26)가 고정되게 삽입되며, 지지 부재(26)의 관통홀(30)을 통해서 작동 로드(25)가 슬라이딩가능하게 삽입된다. 작동 로드(25)의 상단에는 평판 형상의 차폐판(24)이 형성된다. 지지 부재(26)의 하측으로 돌출된 작동 로드(25)의 부분에는 탄성 부재(28)가 외삽되며, 작동 로드(25)의 하측 자유단에는 너트(27)가 고정되어 탄성 부재(28)가 지지 부재(26)와 너트(27) 사이에 유지되도록 한다. 또한, 차폐판(24)의 하측 표면은, 너트(27)와 지지부재(26) 사이에서 신장되는 방향으로 작용하는 탄성 부재(28)의 탄성력에 의해서 시트(23)에 안착된다.

또한, 유통공(22)에 인접하여 베이스 바디(21)에 형성되는 유통공(32)에는 가이드 부재(31)가 고정되게 삽입되고, 이 가이드 부재(31)의 관통홀(37)에는 플런져(33)가 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 플런져(33)의 중앙 하부에는 플랜지(36)가 형성되어, 플런져(33)가 관통홀(37)을 통과하지 못하도록 한다. 플런져(33)의 하부에는 탄성 부재(34)의 상단부가 외삽되어 플런져(33)의 플랜지(36)가 가이드 부재(31)의 하측 표면에 밀착되도록 가압한다(정상 상태). 이러한 정상 상태에서 가이드 부재(31)의 관통홀(37) 내에 삽입되어 있는 플런져(33)의 중앙 부분에는 개폐 홀(35)이 형성되어 있다. 탄성 부재(34)의 하단은 바디(21)의 하부에 연결된다.

이상과 같은 구성을 갖는 유압 완충기(100)에 있어서, 만약 로드(2)가 내측 실린더(6) 내부로 이동되면(압축 행정), 압축 챔버(B) 내의 유체는 피스톤 밸브(3)를 통해서 신장 챔버(A)로 이동되며, 또한 플런져(33)의 개폐 홀(35) 및 유통공(32)을 통해서 공간부(E) 및 나아가 리저버(R)로 유동될 수 있다(화살표(C)). 즉, 플런져(33)가 유체의 압력에 의해서 하측 방향으로 탄성 부재(34)를 압축시키면서 이동되어, 개폐 홀(35)이 가이드 부재(31)의 외부로 노출되면, 압축 챔버(B) 내의 유체가 유통공(32)을 통해서 유동할 수 있다.

또한, 만약 로드(2)가 내측 실린더(6)의 외측으로 이동되면(신장 행정), 신장 챔버(A) 내의 유체는 피스톤 밸브(3)를 통해서 압축 챔버(B)로 유동되고, 유통공(10')을 통해서 리저버(R)로 유동될 수 있다. 또한 리저버(R) 내의 유체가 바디 밸브(20)의 유통공(22)을 통해서 압축 챔버(B)로 이동될 수 있다(화살표(C)). 즉, 리저버(R) 내의 유체 압력이 압축 챔버(B) 내의 압력보다 높아져, 탄성 부재(28)가 압축되면서 차폐판(25)이 상측으로 밀어 올려지고, 리저버(R) 내의 유체는 공간부(E) 및 유통공(22)을 통해서 압축 챔버(B)로 유동될 수 있다.

그런데 이와 같은 종래의 유압 완충기(100)의 바디 밸브(20)의 경우, 차폐판(24)이 상측으로 이동될 때 또는 이동된 상태에서, 즉 바디 밸브(20)가 열릴 때 또는 열린 상태에서, 작동 로드(25)는 지지부재(26)에 의해서 가이드되나, 작동 로드(25)가 일 점에서 지지되고 있어, 차폐판(24)과 작동 로드(25)가 진동하는 현상이 발생되는 문제가 있다.

또한, 작동 로드(25)를 가이드하는 지지 부재(26)가 유통공(22) 내에 단순히 마찰 끼움 방식으로 고정되고 있어, 상술된 바와 같은 진동 현상 및 장기간의 사용 등에 의해서 유통공(22)에서 느슨해지고 이탈되는 문제가 발생될 수 있다.

대한민국 실용신안공보 공고 실1987-0003211 (1986. 12. 18. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2008-0040268 (2008. 05. 08. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2009-0103228 (2009. 10. 02. 공개) 대한민국 공개특허공보 10-2011-0131103 (2011. 12. 06. 공개)

본 발명은 상술된 바와 같은 문제를 해소하기 위해서 창안된 것으로서, 진동 현상이 감소되고 내구성이 향상된 바디 밸브를 포함하는 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 내측 실린더; 상기 내측 실린더의 외부에 배치되어, 상기 내측 실린더와의 사이 공간에 리저버를 형성하는 외측 실린더; 상기 내측 실린더의 일 단 및 상기 외측 실린더의 일 단에 배치되는 밀폐기구; 상기 밀폐기구를 슬라이딩가능하게 관통하여 상기 내측 실린더에 삽입되는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드에 연결되고, 상기 내측 실린더 내부에 슬라이딩가능하게 배치되어 상기 내측 실린더 내부를 압축 챔버와 신장 챔버로 분리하는 피스톤 밸브; 상기 외측 실린더의 타 단에 배치되는 베이스 캡; 상기 내측 실린더의 타 단과 상기 베이스 캡 사이에 배치되는 바디 밸브를 포함하며, 상기 바디 밸브와 상기 베이스 캡 사이에는 공간부가 마련되며, 상기 바디 밸브는, 상기 내측 실린더의 타 단에 연결될 수 있고, 상기 압축 챔버와 상기 공간부를 연통시키도록 대유통공 및 소유통공이 연속하여 형성되는 베이스 바디; 상기 소유통공의 둘레 가장자리에 형성되는 단차부; 상기 대유통공 내부에 슬라이딩가능하게 배치되어 상기 소유통공을 개폐하기 위한 차폐판; 상기 차폐판에 연결되는 작동 로드; 상기 작동 로드가 슬라이딩가능하게 관통되는 관통공이 형성되고, 상기 대유통공의 내측 표면에 고정되는 지지 부재; 및 상기 지지 부재와 상기 차폐판 사이에 배치되어, 상기 차폐판이 상기 단차부에 밀착되어 상기 소유통공을 폐쇄하도록 상기 차폐판을 가압하는 탄성 부재를 포함하는 완충기가 제공된다.

도 1은 종래 기술에 따른 유압 완충기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디 밸브의 일부 단면도이다.
도 3은 도 2의 바디 밸브의 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 설명되는 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라, 본 발명의 이해 돕기 위한 것임에 유의한다. 또한, 본 발명의 설명에 있어서, 종래 기술과 중복되는 부분은 도 1을 참조하여 설명된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 바디 밸브(20')의 일부 단면도가 도시되고, 도 3을 참조하면, 도 2에 따른 바디 밸브(20')의 일부 평면도가 도시된다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 바디 밸브(20')는 도 1에 도시된 바디 밸브(20)와 같이, 내측 실린더(6)의 하단과 베이스 캡(11) 사이에 장착된다. 바디 밸브(20')의 베이스 바디(21)의 하부는, 바디 밸브(20')와 베이스 캡(11) 사이에 공간부(E)가 형성되도록 베이스 캡(11)의 내측 표면 상에 지지될 수 있다.

도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 바디 밸브(20')를 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 구성될 수 있음은 당업자에게 있어 자명하고, 이에 대한 설명은 간결성을 위해서 생략된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바디 밸브(20')는 내측 실린더(6)의 하단에장착되며, 공간부(E)와 압축 챔버(B)를 연통시키도록 유통공(42, 43)이 형성되는 베이스 바디(21), 대유통공(42) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되는 차폐판(24), 차폐판(24)의 상측 표면으로부터 연장되는 작동 로드(25), 작동 로드(25)가 슬라이딩가능하게 삽입되는 관통공(48)이 형성되고, 대유통공(42)의 내측 표면에 고정되는 지지 부재(41)를 포함한다. 여기서, 베이스 바디(21)의 소유통공(43)은 대유통공(42)의 하측에 형성되며, 소유통공(43)의 직경은 둘레 가장자리에 형성되어 차폐판(24)이 안착되는 밸브 시트 역할을 하는 단차부(44)에 의해서 대유통공(42)의 직경보다 단차부(44) 만큼 작다.

차폐판(24)과 지지 부재(41) 사이에는 탄성 부재(28), 예를 들어 스프링이 배치된다. 이 탄성 부재(28)의 상단은 지지 부재(41)에 연결되며, 하단은 차폐판(24)에 연결된다. 탄성 부재(28)는 정상 상태에서 차폐판(24)을 하측으로 일정한 탄성력으로 가압하여 차폐판(24)이 단차부(44), 즉 시트에 밀착되도록 한다. 탄성 부재(28)의 탄성 계수는 완충기의 감쇠력 특성을 고려하여 선택될 수 있다.

지지 부재(41)는 대유통공(42) 상부의 내측 표면에 나사 결합되어 고정될 수 있다. 즉, 지지 부재(41)의 가장자리 측벽 중 대유통공(42)과 접촉되는 부분에 나사선이 형성되고, 대유통공(42)의 상부 내측 표면에 이에 대응하는 나사선이 형성될 수 있다. 따라서, 지지 부재(41)가 대유통공(42)에 더욱 견고하게 연결될 수 있어, 바디 밸브(20')가 장기간 사용되더라도, 종래 기술의 지지 부재(26)와 같이 느슨해지는 현상이 억제되어, 바디 밸브(20')의 내구성을 향상시킬 수 있다.

지지 부재(41)는 위에서 보았을 때, 전체 형상이 대유통공(42)의 개방된 부분을 일부 노출시키도록 형성되어, 대경 유통부(42)가 압축 챔버(B)에 연통되도록 한다. 또한, 지지 부재(41)의 대유통공(42)에 대한 나사 결합이 용이하게 이루어질 수 있다.

차폐판(24)은 대경 유통부(42) 내에서 상하로 슬라이딩가능하게 삽입된다. 또한, 차폐판(24)은 가장자리에 반경방향 외측으로 연장되는 돌기부(45)를 갖는다. 돌기부(45)는 차폐판(24)과 대유통공(42)의 내측 표면 사이에 갭이 형성되도록 마련되며, 또한, 돌기부(45)의 반경방향 외측 자장자리가 대유통공(42)의 내측 표면에 접하도록 형성된다. 이와 같은 구성에 의해서, 소유통공(43)을 통과한 유체가 대유통공(42)을 통해서 압축 챔버(B)로 유동될 수 있으며, 차폐판(24)의 돌기부(45)가 대유통공(43)의 내측 표면에 의해서 지지되고, 작동 로드(25)가 지지 부재(42)의 관통공(48) 내에서 지지되고 있어, 차폐판(24) 및 작동 로드(25)가 진동하는 현상이 억제될 수 있다. 또한, 작동 로드(25)의 자유단에 종래 기술과 같이 너트를 사용하지 않아도 되므로, 작업 공정 및 부품의 수가 더욱 간소화될 수 있다.

도 3에는 3개의 돌기부(45)가 등간격으로 배치되나, 돌기부(45)의 갯수나 배치 위치가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 3에는 돌기부(45)가 평면상으로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 돌기부(45)의 말단에 상측으로 연장되며, 대유통공(42)의 내측 표면에 슬라이딩가능하게 밀찰될 수 있는 연장부가 형성될 수도 있다.

상술된 바와 구성된 바와 같이 구성된 바디 밸브(20')의 작동에 대해서 설명한다. 인장 행정 시에, 압축 챔버(B)의 압력이 낮아지고, 차폐판(24)은 탄성 부재(28)의 가압력에 저항하며 상측으로 이동될 수 있다. 그러면, 소유통공(43)은 대유통공(42)과 연통되게 되므로, 리저버(R) 및 공간부(E) 내에 있는 유체는 유통공(42, 43)을 통해서 압축 챔버(B)로 유동될 수 있다.

한편, 압축 행정 시에는, 압축 챔버(B)의 압력이 높아져, 차폐판(24)이 단차부(44)에 밀착된 상태가 그대로 유지되며, 유체의 흐름은 플런져(33)를 통해서 종래 기술에서 설명된 바와 같이 이루어질 수 있다.

상술된 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 당업자에 의해서 다양한 변경 내지 수정이 청구항에 의한 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 행해질 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 대유통공(42) 및 소유통공(43)이 원형 형상이나 다른 다각형 형상을 가질 수도 있다. 또한, 차폐판(24)의 외측 가장자리에는 돌기부(45)가 형성되나, 차폐판(24)의 직경을 대경부와 동일하게 하고, 차폐판(24)의 가장자리 부분에 유통홀을 형성할 수도 있다. 또한, 바디 밸브(20')가 리저버(R)로부터 압축 챔버(B)로의 유로를 개폐하나, 이 역 방향으로의 유로를 개폐하기 위해서 바디 밸브(20')의 상하 구성을 바꾸어 적용하는 것도 가능할 것이다.

2: 로드
3: 피스톤 밸브
6: 내측 실린더
7: 외측 실린더
9: 외통
11: 베이스 캡
20; 20': 바디 밸브
21: 베이스 바디
22: 유통공
23: 시트
24: 차폐판
25: 작동 로드
28: 탄성 부재
41: 지지 부재
42: 대유통공
43: 소유통공
44: 단차부
48: 관통공
A: 신장 챔버
B: 압축 챔버
R: 리저버
E: 공간부

Claims

내측 실린더;
상기 내측 실린더의 외부에 배치되어, 상기 내측 실린더와의 사이 공간에 리저버를 형성하는 외측 실린더;
상기 내측 실린더의 일 단 및 상기 외측 실린더의 일 단에 배치되는 밀폐기구;
상기 밀폐기구를 슬라이딩가능하게 관통하여 상기 내측 실린더에 삽입되는 피스톤 로드;
상기 피스톤 로드에 연결되고, 상기 내측 실린더 내부에 슬라이딩가능하게 배치되어 상기 내측 실린더 내부를 압축 챔버와 신장 챔버로 분리하는 피스톤 밸브;
상기 외측 실린더의 타 단에 배치되는 베이스 캡;
상기 내측 실린더의 타 단과 상기 베이스 캡 사이에 배치되는 바디 밸브를 포함하며,
상기 바디 밸브와 상기 베이스 캡 사이에는 공간부가 마련되며,
상기 바디 밸브는,
상기 내측 실린더의 타 단에 연결될 수 있고, 상기 압축 챔버와 상기 공간부를 연통시키도록 대유통공 및 소유통공이 연속하여 형성되는 베이스 바디;
상기 소유통공의 둘레 가장자리에 형성되는 단차부;
상기 대유통공 내부에 슬라이딩가능하게 배치되어 상기 소유통공을 개폐하기 위한 차폐판;
상기 차폐판에 연결되는 작동 로드;
상기 작동 로드가 슬라이딩가능하게 관통되는 관통공이 형성되고, 상기 대유통공의 내측 표면에 고정되는 지지 부재; 및
상기 지지 부재와 상기 차폐판 사이에 배치되어, 상기 차폐판이 상기 단차부에 밀착되어 상기 소유통공을 폐쇄하도록 상기 차폐판을 가압하는 탄성 부재를 포함하는 완충기.
청구항 1에 있어서,
상기 차폐판은 상기 차폐판의 외측 가장자리에 반경방향 외측으로 돌출되어 상기 대유통공의 내측 표면에 접촉되는 돌기부를 갖는 완충기.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 대유통공의 내측 표면에 나사 결합되는 완충기.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부재는 위에서 보았을 때 전체 형상이 상기 대유통공의 개방된 부분을 부분적으로 노출시키도록 형성되는 완충기.
청구항 2에 있어서,
상기 돌기부에는 상기 대유통공의 내측 표면에 밀착되도록 상기 대유통공의 축 방향으로 연장되는 연장부가 형성되는 완충기.