KR101961336B1 - 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버 - Google Patents
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Abstract
이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버가 개시된다. 개시되는 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 의하면, 상기 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버가 실린더 케이스와, 상기 실린더 케이스 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서, 실린더 캡 부재와, 오일 씰 부재와, 더스트 씰 부재를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재가 상기 피스톤 로드에 연결되되 상기 실린더 케이스와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스 및 상기 피스톤 로드 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드가 승강되는 방향의 측면 방향에서 형성되는 상기 횡력이 전달되어 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생되더라도, 상기 더스트 씰 부재가 상기 실린더 케이스 내부로 외부의 상기 이물질 유입을 차단시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
Description
본 발명은 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 관한 것이다.
쇼크 업소버(shock absorber)는 자동차 또는 바이크 등의 설치 대상 장치에서스펜션으로 적용되는 것으로서, 그 설치 대상 장치에 가해지는 진동 및 충격을 감쇠시키는 것이다.
상기 쇼크 업소버는 크게 실린더 케이스와, 상기 실린더 케이스의 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 상기 실린더 케이스의 내, 외부를 이동하는 피스톤 로드를 포함한다.
상기 쇼크 업소버에서 상기 피스톤 로드의 원활한 작동을 위해 상기 실린더 케이스 내부에 오일이 사용되는데 만약, 상기 오일이 상기 피스톤 로드의 이동 중 상기 실린더 케이스 외부로 유출되거나, 먼지 등 외부의 이물질이 유입되어 불순물이 되면 상기 쇼크 업소버의 성능 저하가 발생하게 된다.
상기와 같이 상기 쇼크 업소버의 성능 저하를 방지하기 위해 다양한 오일 씰이 개발되어 쇼크 업소버에 적용되었는데, 그 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것들이다.
그러나, 아래 특허문헌을 포함한 종래의 씰 구조에 의하면, 상기 쇼크 업소버가 사용되는 환경 특성 상 상기 피스톤 로드가 이동되는 방향의 측면 방향으로 횡력이 지속적으로 전달되게 되는데, 이러한 상기 횡력이 전달되면 상기 횡력에 의해 상기 피스톤 로드와 상기 실린더 케이스의 중심축 정렬이 어긋나게 되고, 축 정렬의 어긋남으로 인해 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰과 상기 피스톤 로드 사이에 매우 미세한 틈이 발생되어 그 틈으로 외부의 상기 이물질이 유입되는 문제가 있었다.
도 6은 종래의 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 횡력이 전달된 상태에서 상기 피스톤 로드가 승강될 때, 상기 피스톤 로드의 승강 영역에 상기 이물질이 잔존되는 실험 결과를 보이는 도면이다.
본 발명은 횡력 방향으로 실린더 케이스 또는 피스톤 로드 중 적어도 하나에 외력이 가해짐으로 인해 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나서 오일 씰과 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생되더라도, 이물질의 유입이 차단될 수 있는 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버는 실린더 케이스와, 상기 실린더 케이스 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서, 상기 피스톤 로드가 관통되도록 중공이 형성되고 상기 실린더 케이스의 상부와 연결되는 실린더 캡 부재; 상기 실린더 케이스와 연결된 상태로 상기 실린더 캡 부재의 하부에 위치되고, 상기 피스톤 로드와 밀착되어 외부에서 상기 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입 및 상기 실린더 내부에서 상기 실린더 외부로의 오일 유출이 방지되도록 하는 오일 씰 부재; 및 상기 실린더 캡 부재와 상기 오일 씰 부재의 사이에 위치되고, 상기 피스톤 로드에 연결된 상태로 상기 피스톤 로드와 함께 승강되며, 상기 오일 씰 부재와 별도로 상기 외부에서 상기 실린더 케이스 내부로 상기 이물질의 유입을 차단하는 더스트 씰 부재;를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재는 상기 피스톤 로드와 접촉되는 더스트 씰 몸체와, 상기 더스트 씰 몸체의 하부에서 상기 실린더 캡 부재 방향으로 일정 높이 돌출되고 상기 실린더 캡 부재 또는 상기 오일 씰 부재와 접촉되어 상기 더스트 씰 부재의 승강 범위가 제한되도록 하는 돌기를 포함하고, 상기 더스트 씰 몸체는 상기 실린더 캡 부재와 상대적으로 가깝게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드와 접촉되는 제 1 접촉부와, 상기 제 1 접촉부에 비해 상기 실린더 캡 부재와 상대적으로 멀게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드와 접촉되는 제 2 접촉부와, 상기 더스트 씰 몸체의 외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부에 비해 상대적으로 상기 피스톤 로드에서 멀어지는 방향으로 함몰된 형태의 함몰 홈을 포함하고, 상기 더스트 씰 부재는 상기 피스톤 로드에 연결되되 상기 실린더 케이스와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스 및 상기 피스톤 로드 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드가 승강되는 방향의 측면 방향으로 형성되는 횡력이 전달되어, 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생된 경우에도, 상기 더스트 씰 부재가 상기 실린더 케이스 내부로 외부의 상기 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있고, 상기 피스톤 로드가 상승될 경우에는 상기 피스톤 로드에 연결된 상기 더스트 씰 부재도 상기 오일 씰 부재와 이격되면서 상승되고, 상기 더스트 씰 부재의 상승 중 상기 돌기의 상부가 상기 실린더 캡 부재 내부의 상면과 접촉되면 상기 더스트 씰 부재의 상승은 정지되고, 그에 따라 상기 피스톤 로드만 상승하게 되고, 상기 피스톤 로드가 하강될 경우에는 상기 피스톤 로드에 연결된 상기 더스트 씰 부재도 상기 실린더 캡 부재와 이격되면서 하강되고, 상기 더스트 씰 부재의 하강 중 상기 돌기의 하부가 상기 오일 씰 부재 외곽의 상면과 접촉되면 상기 더스트 씰 부재의 하강은 정지되고, 그에 따라 상기 피스톤 로드만 하강하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 의하면, 상기 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버가 실린더 케이스와, 상기 실린더 케이스 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서, 실린더 캡 부재와, 오일 씰 부재와, 더스트 씰 부재를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재가 상기 피스톤 로드에 연결되되 상기 실린더 케이스와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스 및 상기 피스톤 로드 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드가 승강되는 방향의 측면 방향에서 형성되는 상기 횡력이 전달되어 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생되더라도, 상기 더스트 씰 부재가 상기 실린더 케이스 내부로 외부의 상기 이물질 유입을 차단시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버를구성하는 이중 씰 구조의 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의를 구성하는 실린더 케이스와 피스톤 실린더의 정렬이 어긋난 모습을 보이는 확대도.
도 6은 종래의 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입에 대한 실험 결과를 보이는 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입이 차단되는 것에 대한 실험 결과를 보이는 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버를구성하는 이중 씰 구조의 사시도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의를 구성하는 실린더 케이스와 피스톤 실린더의 정렬이 어긋난 모습을 보이는 확대도.
도 6은 종래의 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입에 대한 실험 결과를 보이는 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입이 차단되는 것에 대한 실험 결과를 보이는 도면.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A 부분의 확대도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버를구성하는 이중 씰 구조의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의를 구성하는 실린더 케이스와 피스톤 실린더의 정렬이 어긋난 모습을 보이는 확대도이고, 도 6은 종래의 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입에 대한 실험 결과를 보이는 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 횡력이 발생할 경우, 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입이 차단되는 것에 대한 실험 결과를 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(100)는 실린더 케이스(10)와, 상기 실린더 케이스(10) 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드(11)를 포함하는 쇼크 업소버에 적용되는 것으로서, 실린더 캡 부재(101)와, 오일 씰 부재(102)와, 더스트 씰 부재(110)를 포함한다.
상세한 설명에 앞서, 본 실시예에서 상기 피스톤 로드(11)가 승강되는 방향을 수직 방향으로 정의하고, 상기 피스톤 로드(11)가 승강되는 방향과 평행하지 않고 일정 기울기가 형성되는 방향을 횡 방향으로 정의하고, 상기 횡 방향으로 전달되는 외력을 횡력으로 정의한다.
상기 실린더 캡 부재(101)는 상기 피스톤 로드(11)가 관통되도록 중공이 형성되고 상기 실린더 케이스(10)의 상부와 연결되는 것이다.
상세히, 상기 실린더 케이스(10)는 수직 방향으로 일정 길이 길게 형성되고 그 내부가 빈 형태로 형성되고, 상기 피스톤 로드(11)는 상기 실린더 케이스(10)의 길이 방향으로 일정 길이 길게 형성되고, 그 일부가 상기 실린더 케이스(10) 내부에 삽입된 상태로 상기 실린더 케이스(10)의 내외부를 반복적으로 승강하며 외부에서 전달되는 진동 및 충격을 감쇠시키는 것이다.
상기 실린더 캡 부재(101)는 상기 실린더 케이스(10) 내부로 이물질이 유입되는 것이 방지되도록 상기 실린더 케이스(10)의 상부를 덮는 덮개이고, 상기 실린더 케이스(10)의 대략 중앙부에는 상기 피스톤 로드(11)가 이동될 수 있도록 상기 피스톤 로드(11)의 직경과 대응되는 홀이 형성된다.
상기 실린더 케이스(10) 내부, 더 정확하게는 상기 실린더 케이스(10) 내부 중 상기 오일 씰 부재(102)의 하부에는 상기 피스톤 로드(11)의 원활한 작동을 위해 오일이 저장되고, 상기 오일이 외부로 유출되는 것이 방지되도록 상기 실린더 케이스(10) 내부에 오일 씰 부재(102)가 형성된다.
상세히, 상기 오일 씰 부재(102)는 상기 실린더 케이스(10)와 연결된 상태로 상기 실린더 캡 부재(101)의 하부에 위치되고, 상기 피스톤 로드(11)와 밀착되어 외부에서 상기 실린더 케이스(10) 내부로의 이물질 유입 및 상기 실린더 내부에서 상기 실린더 외부로의 오일 유출이 방지되도록 하는 것이다.
상기 더스트 씰 부재(110)는 상기 실린더 캡 부재(101)와 상기 오일 씰 부재(102)의 사이에 위치되고, 상기 피스톤 로드(11)에 연결된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 함께 승강되며, 상기 오일 씰 부재(102)와 별도로 상기 외부에서 상기 실린더 케이스(10) 내부로 상기 이물질의 유입을 차단하는 것이다.
상기 더스트 씰 부재(110)는 상기 피스톤 로드(11)에 연결되되 상기 실린더 케이스(10)와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스(10) 및 상기 피스톤 로드(11) 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드(11)가 승강되는 방향의 측면 방향으로 형성되는 횡력이 전달되어, 상기 실린더 케이스(10)와 상기 피스톤 로드(11)의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스(10)에 연결된 상기 오일 씰 부재(102)와 상기 피스톤 로드(11) 사이의 일정 부분에 틈(14)이 발생된 경우에도, 상기 더스트 씰 부재(110)가 상기 실린더 케이스(10) 내부로 외부의 상기 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 쇼크 업소버는 일반적으로 자동차 또는 바이크 등의 바퀴가 위치된 곳에 장착되고, 상기 바퀴는 상기 자동차 또는 바이크의 가장자리에 위치하게 됨으로써, 상기 자동차 또는 바이크의 중심부에 작용되는 탑승자 및 짐 등의 하중에 대하여 상기 쇼크 업소버는 상기 피스톤 로드(11)의 승강 방향에 비해 측면에서 지속적으로 힘을 전달받게 되고, 상기 측면에서 전달되는 힘이 횡력이 되는 것이다.
예를 들어, 상기의 횡력이 상기 피스톤 로드(11)에 지속적으로 적용되면, 상기 피스톤 로드(11)는 상기 실린더 케이스(10)에 대해 일정 각도 기울어지게 되고, 그로 인해 상기 피스톤 로드(11)와 상기 실린더 케이스(10) 사이에는 일반 간격에 비해 상대적으로 큰 상기 틈(14)이 발생하게 된다.
상기와 같이, 상기 피스톤 로드(11)와 상기 실린더 케이스(10) 사이에 상기 틈(14)이 발생하면, 상기 오일 씰 부재(102)도 상기 실린더 케이스(10)와 함께 연결되므로 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 오일 씰 부재(102)도 상기 피스톤 로드(11)와 일정 부분 비접촉되는 부분이 발생하게 되고, 그로 인해 상기 오일이 외부로 유출되거나, 상기 이물질이 유입되게 되는데, 상기 더스트 씰 부재(110)는 상기 피스톤 로드(11)에 연결된 상태로 상기 피스톤 로드(11)에 항상 접촉하게 되므로 상기 피스톤 로드(11)가 기울어지더라도 상기 이물질의 유입과 함께 상기 오일의 유출이 차단될 수 있도록 한다.
상기 더스트 씰 부재(110)는 더스트 씰 몸체(111)와, 돌기(120)를 포함한다.
상기 더스트 씰 몸체(111)는 상기 더스트 씰 부재(110)에서 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 것으로써, 상기 오일 씰 부재(102)의 외곽 상면에 일정 면적 안착될 수 있도록 넓게 형성된 플레이트에서 상기 피스톤 로드(11) 방향으로 점진적으로 경사진 형태로 연장되고, 그 외곽은 상기 피스톤 로드(11)에 접촉 가능하도록 원형으로 형성된다.
상세히, 상기 더스트 씰 몸체(111)는 제 1 접촉부(112)와, 제 2 접촉부(113)와, 함몰 홈(114)을 포함한다.
본 실시예에서 상기 더스트 씰 몸체(111)는 경사부(115)를 더 포함한다.
상기 제 1 접촉부(112)는 상기 실린더 캡 부재(101)와 상대적으로 가깝게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 것이다.
상세히, 상기 더스트 씰 몸체(111)는 제 1 접촉부(112) 쪽으로 갈수록 그 폭이 점진적으로 작아지고, 최외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부(112)는 상대적으로 뾰족한 형태로 형성되고, 그로 인해 상기 제 1 접촉부(112)는 상대적으로 유연성이 부가됨으로써 상기 피스톤 로드(11)와의 밀착성은 향상된다.
또한, 상기 제 1 접촉부(112)는 상기 실린더 캡 부재(101) 내부의 저면에 근접해지도록 상대적으로 높이가 높게 형성되고, 그에 따라 상기 제 1 접촉부(112)가 상기 실린더 캡 부재(101)와 상기 피스톤 로드(11) 사이에 형성된 미세한 간격을 통해 상기 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 제 2 접촉부(113)는 상기 제 1 접촉부(112)에 비해 상기 실린더 캡 부재(101)와 상대적으로 멀게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 것이다.
상기 제 2 접촉부(113)는 상기 제 1 접촉부(112)와 이격된 상태로 상기 제 1 접촉부(112)에서 통과된 상기 이물질을 2차로 차단시키는 것이다.
또한, 상기 제 2 접촉부(113)는 상기 오일 씰 부재(102)를 통해 상기 오일이 유출되는 것도 차단할 수 있게 된다.
즉, 본 실시예에서는 외부에서 상기 이물질이 유입되는 경우에는 상기 이물질에 대하여 상기 제 1 접촉부(112)와 상기 제 2 접촉부(113)가 각각 1차 유입 차단 및 2차 유입을 차단할 수 있고, 상기 오일이 유출되는 경우에는 상기 오일에 대하여 상기 제 2 접촉부(113)와 상기 제 1 접촉부(112)가 각각 1차 유출 차단 및 2차 유출을 차단할 수 있게 됨으로써, 상기 이물질의 유입 및 상기 오일의 차단 성능이 향상되도록 한다.
상기 함몰 홈(114)은 상기 더스트 씰 몸체(111)의 외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부(112)와 상기 제 2 접촉부(113)에 비해 상대적으로 상기 피스톤 로드(11)에서 멀어지는 방향으로 함몰된 것이다.
상세히, 상기 함몰 홈(114)은 상기 제 1 접촉부(112)와 상기 제 2 접촉부(113) 사이에서 원주를 따라 일정 깊이 함몰된 띠 형태로 형성되고, 상기 함몰 홈(114)에 의해 상기 제 1 접촉부(112)와 상기 제 2 접촉부(113)가 일정 거리 이격된 형태로 형성된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 함몰 홈(114)은 일정 공간이 형성됨으로써 상기 이물질이 상기 제 1 접촉부(112)를 통과하더라도, 일정량의 상기 이물질은 상기 함몰 홈(114)에 적재될 수 있게 된다.
상기 경사부(115)는 상기 제 1 접촉부(112)에서 연장되되, 상기 오일 씰 부재(102)가 위치된 하방으로 경사진 형태로 형성된 것이다.
상기와 같이 상기 경사부(115)가 경사진 형태로 형성되면, 상기 이물질이 상기 간격을 통해 상기 실린더 케이스(10) 내부로 유입되더라도, 상기 이물질이 상기 경사부(115)를 따라 이동되어 상기 더스트 씰 부재(110)와 상기 실린더 캡 부재(101)에 의해 형성된 내부 공간에 머물게 됨으로써, 상기 오일이 저장된 상기 실린더 케이스(10) 내부로 상기 이물질의 유입은 방지될 수 있게 된다.
상기 돌기(120)는 상기 더스트 씰 몸체(111)의 하부에서 상기 실린더 캡 부재(101) 방향으로 일정 높이 돌출되고 상기 실린더 캡 부재(101) 또는 상기 오일 씰 부재(102)와 접촉되어 상기 더스트 씰 부재(110)의 승강 범위가 제한되도록 하는 것이다.
상세히, 상기 피스톤 로드(11)가 상승될 경우에는 상기 피스톤 로드(11)에 연결된 상기 더스트 씰 부재(110)도 상기 오일 씰 부재(102)와 이격되면서 상승되고, 상기 더스트 씰 부재(110)의 상승 중 상기 돌기(120)의 상부가 상기 실린더 캡 부재(101) 내부의 상면과 접촉되면, 상기 더스트 씰 부재(110)의 상승은 정지되고, 그에 따라, 상기 피스톤 로드(11)만 상승하게 된다.
반면, 상기 피스톤 로드(11)가 하강될 경우에는 상기 피스톤 로드(11)에 연결된 상기 더스트 씰 부재(110)도 상기 실린더 캡 부재(101)와 이격되면서 하강되고, 상기 더스트 씰 부재(110)의 하강 중 상기 돌기(120)의 하부가 상기 오일 씰 부재(102) 외곽의 상면과 접촉되면 상기 더스트 씰 부재(110)의 하강은 정지되고, 그에 따라, 상기 피스톤 로드(11)만 하강하게 된다.
또한, 상기 더스트 씰 부재(110)가 상승될 경우에는 상기 돌기(120)가 상기 실린더 캡 부재(101) 내부의 상면과 먼저 접촉되고, 상기 더스트 씰 부재(110)가 하강될 경우에는 상기 돌기(120)가 상기 오일 씰 부재(102)의 외곽 상면과 먼저 접촉됨으로서, 상기 피스톤 로드(11)의 승강 시 상기 더스트 씰 부재(110)에 전달되는 충격 및 진동이 감쇠될 수 있게 된다.
상기 돌기(120)는 일정 거리 이격된 상태로 복수 개 형성되고, 본 실시예에서는 6개가 형성되었으나, 이는 단지 하나의 예시일 뿐 상기 피스톤 로드(11)의 작동 부하 및 크기 등에 따라 개수가 변경될 수 있음은 물론이다.
도 6 은 종래의 쇼크 업소버에 상기 횡력이 전달되었을 때의 실험 결과이고, 도 7은 본 실시예인 상기 이줄 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(100)에 상기 횡력이 전달되었을 때의 실험 결과이다.
상기 실험에서는 상기 피스톤 로드(11)를 고정시키고, 상기 실린더 케이스(10)를 승강시키고, 상기 이물질의 유입 상태를 확인한다.
도면 번호 12는 상기 실험에서 상기 이물질을 대신하는 성에이고, 도면 번호 13은 상기 실린더 케이스에 상기 횡력이 전달되는 것을 모사하기 위해 상기 실린더 케이스의 측면에서 상기 실린더 케이스를 당기는 횡력 모사체이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피스톤 로드(11)에 형성된 상기 성에(12)는 그 일부분이 제거되지 않고 상기 피스톤 로드(11)의 외곽에 잔존하게 된다.
반면, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이줄 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(100)는 상기 횡력 모사체(13)에 의해 상기 실린더 케이스(10)와 상기 피스톤 로드(11)의 축정렬이 어긋나더라도, 상기 실린더 케이스(10)가 승강되는 범위 내에 형성된 상기 성에(12)가 완벽하게 제거되었음을 확인할 수 있고, 이는 상기 더스트 씰 부재(110)가 상기 피스톤 로드(11)에 접착된 상태로 연결되고, 상기 더스트 씰 부재(110)에 의해 상기 실린더 케이스(10) 내부로 상기 이물질의 유입이 차단됨을 증명하는 것이 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 상기 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 실린더 캡 부재(101)와 상기 오일 씰 부재(102)사이에 상기 더스트 씰 부재(110)를 마련한다.
그런 다음, 상기 피스톤 로드(11) 및 상기 실린더 케이스(10) 중 적어도 하나에 상기 횡력이 지속적으로 전달되면서, 상기 피스톤 로드(11) 및 상기 실린더 케이스(10)의 축정렬이 어긋나게 되고, 상기 피스톤 로드(11) 및 상기 실린더 케이스(10)의 축정렬이 어긋난 상태에서 상기 피스톤 로드(11)가 상승한다.
상기 피스톤 로드(11)가 상승될 때, 상기 피스톤 로드(11)와 연결된 상기 더스트 씰 부재(110)는 함께 상승되되, 상기 돌기(120)의 상부가 상기 실린더 캡 부재(101) 내부의 상면과 접촉되면서 상기 더스트 씰 부재(110)의 상승은 정지되고, 상기 더스트 씰 부재(110)가 정지된 이후에는 상기 피스톤 로드(11)만 상승하게 된다.
그런 다음, 상기 피스톤 로드(11)가 하강될 때, 상기 피스톤 로드(11)와 연결된 상기 더스트 씰 부재(110)는 함께 하강되되, 상기 돌기(120)의 하부가 상기 오일 씰 부재(102) 외곽의 상면과 접촉되면서 상기 더스트 씰 부재(110)의 하강은 정지되고, 상기 더스트 씰 부재(110)가 정지된 이후에는 상기 피스톤 로드(11)만 하강하게 된다.
상기와 같이, 상기 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(100)가 상기 실린더 케이스(10)와, 상기 실린더 케이스(10) 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 상기 피스톤 로드(11)를 포함하는 상기 쇼크 업소버에 있어서, 상기 실린더 캡 부재(101)와, 상기 오일 씰 부재(102)와, 상기 더스트 씰 부재(110)를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재(110)가 상기 피스톤 로드(11)에 연결되되 상기 실린더 케이스(10)와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스(10) 및 상기 피스톤 로드(11) 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드(11)가 승강되는 방향의 측면 방향에서 형성되는 상기 횡력이 전달되어 상기 실린더 케이스(10)와 상기 피스톤 로드(11)의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스(10)에 연결된 상기 오일 씰 부재(102)와 상기 피스톤 로드(11) 사이의 일정 부분에 상기 틈(14)이 발생되더라도, 상기 더스트 씰 부재(110)가 상기 실린더 케이스(10) 내부로 외부의 상기 이물질 유입을 차단시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 대하여 설명한다.
이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 8을 함께 참조하면, 본 실시예에서, 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(200)는 실린더 케이스(10)와, 상기 실린더 케이스(10) 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드(11)를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서, 실린더 캡 부재(201)와, 오일 씰 부재(202)와, 더스트 씰 부재(210)를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재(210)는 더스트 씰 몸체(211)와 돌기(220)를 포함한다.
또한, 상기 더스트 씰 몸체(211)는 상기 실린더 캡 부재(201)와 상대적으로 가깝게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 제 1 접촉부(212)와, 상기 제 1 접촉부(212)에 비해 상기 실린더 캡 부재(201)와 상대적으로 멀게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 제 2 접촉부(213)와, 상기 더스트 씰 몸체(211)의 외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부(212)와 상기 제 2 접촉부(213)에 비해 상대적으로 상기 피스톤 로드(11)에서 멀어지는 방향으로 함몰된 형태의 함몰 홈(214)과, 상기 제 1 접촉부(212)에서 연장되되, 상기 오일 씰 부재(202)가 위치된 하방으로 경사진 형태로 형성된 경사부(215)와, 상기 함몰 홈(214)에서 상대적으로 상기 피스톤 로드(11)와 더 멀어지는 방향으로 함몰되되, 상기 제 2 접촉부(213)에 비해 그 높이가 상대적으로 낮은 이물질 적재 홈(216)을 포함한다.
상기 함몰 홈(214)은 상기 제 1 접촉부(212)와 상기 제 2 접촉부(213)의 사이에 일정 깊이 형성된 홈으로써, 상기 제 1 접촉부(212)에서 상기 이물질이 유입되더라도, 상기 이물질이 상기 함몰 홈(214)에 적재될 수 있다.
그러나, 상기 더스트 씰 부재(210)는 상기 피스톤 로드(11)와 함께 반복적으로 승강 작동하게 되고, 이러한 승강 작동에 의해 상기 이물질이 이동되면서 상기 제 2 접촉부(213) 아래로 유입될 수 있게 된다.
상기와 같이 상기 더스트 씰 부재(210)의 상기 제 2 접촉부(213) 아래로 상기 이물질이 소량 유입되더라도, 상기 이물질 적재 홈(216)이 상기 피스톤 로드(11)에서 멀어지는 방향으로 상기 함몰 홈(214)에서 연장되고, 상기 이물질 적재 홈(216)이 상기 제 2 접촉부(213)에 비해 상대적으로 낮게 위치됨으로써, 상기 이물질 적재 홈(216)에 유입된 상기 이물질은 상기 더스트 씰 부재(210)가 승강 작동되더라도, 상기 이물질 적재 홈(216) 내부에 머물게 된다.
상기 이물질 적재 홈(216)이 상기 제 2 접촉부(213)에 비해 상대적으로 낮게 위치됨에 따라, 외부의 상기 이물질이 상기 제 1 접촉부(212)를 통과하여 유입되더라도, 유입된 상기 이물질이 상기 이물질 적재 홈(216)에 적재됨으로써, 상기 실린더 케이스(10) 내부로의 상기 이물질 유입이 차단될 수 있게 된다.
또한, 상기 함몰 홈(214)과 상기 이물질 적재 홈(216)에는 상기 이물질이 유입되었을 때 상기 이물질을 포집할 수 있도록 그리스나 오일 등의 포집재가 추가로 저장될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 9를 함께 참조하면, 본 실시예에서 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버(300)는 실린더 케이스(10)와, 상기 실린더 케이스(10) 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드(11)를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서, 실린더 캡 부재(301)와, 오일 씰 부재(302)와, 더스트 씰 부재(310)를 포함하고, 상기 더스트 씰 부재(310)는 더스트 씰 몸체(311)와 돌기(320)를 포함한다.
또한, 상기 더스트 씰 몸체(311)는 상기 실린더 캡 부재(301)와 상대적으로 가깝게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 제 1 접촉부(312)와, 상기 제 1 접촉부(312)에 비해 상기 실린더 캡 부재(301)와 상대적으로 멀게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드(11)와 접촉되는 제 2 접촉부(313)와, 상기 더스트 씰 몸체(311)의 외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부(312)와 상기 제 2 접촉부(313)에 비해 상대적으로 상기 피스톤 로드(11)에서 멀어지는 방향으로 함몰된 형태의 함몰 홈(314)과, 상기 제 1 접촉부(312)가 상기 더스트 씰 몸체(311)의 최대 높이에 비해 상대적으로 낮은 위치에 형성되도록 상기 제 1 접촉부(312)에서 상기 실린더 캡 부재(301)와 가까워지도록 일정 곡률로 굽혀진 굽힘부(316)와, 상기 제 2 접촉부(313)에서 상기 오일 씰 부재(302) 쪽으로 일정 깊이 돌출된 돌출부(317)를 포함한다.
상세히, 상기 굽힘부(316)는 상기 제 1 접촉부(312)에서 일정 곡률의 볼록한 형태로 형성되어, 상기 더스트 씰 몸체(311) 상부의 외곽 형태는 아치 형태가 되도록 한다.
그러면, 상기 제 1 접촉부(312)가 상기 굽힘부(316)에 비해 상대적으로 낮은 위치에 형성됨으로써, 상기 더스트 씰 부재(310)와 상기 피스톤 로드(11)의 상승 도중 상기 실린더 캡 부재(301)와 상기 피스톤 로드(11) 사이의 간격에 상기 더스트 씰 몸체(311)의 일부가 끼이는 것이 방지될 수 있게 된다.
상기 더스트 씰 부재(310)는 상기 피스톤 로드(11)가 상승될 경우에는 상기 오일 씰 부재(302)와 이격되고, 상기 피스톤 로드(11)가 하강될 경우에는 상기 오일 씰 부재(302)에 접촉되며 상기 더스트 씰 부재(310)의 움직임이 정지되는데, 상기와 같이 상기 더스트 씰 부재(310)가 정지될 때, 더스트 씰 몸체 하부(318)에는 상기 충격과 진동이 집중적으로 전달되고, 그로 인해 상기 더스트 씰 몸체 하부(318)가 형상 변형 또는 손상되어 상기 더스트 씰 부재(310)와 상기 피스톤 로드(11)와의 연결이 상대적으로 약해질 수 있게 된다.
상기 돌출부(317)는 상기 더스트 씰 몸체 하부(318)가 상기 오일 씰 부재(302)에 접촉될 때, 상기 돌출부(317)도 함께 접촉되어 복수 개의 접점이 형성되도록 하고, 그에 따라 상기 더스트 씰 몸체(311)에 전달되는 충격과 진동이 상기 돌출부(317)와 상기 더스트 씰 몸체 하부(318)에 분산되어 전달될 수 있게 된다.
즉, 상기 더스트 씰 부재(310)와 상기 피스톤 로드(11)가 하강되면, 상기 더스트 씰 몸체 하부(318)와 상기 돌출부(317)가 상기 오일 씰 부재(302)에 함께 접촉되고, 그에 따라 하강 시 상기 더스트 씰 몸체(311)에 전달되는 진동 및 충격이 분산될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버에 의하면, 상기 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버를 구성하는 상기 더스트 씰 부재가 상기 피스톤 로드에 연결되되 상기 실린더 케이스와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스 및 상기 피스톤 로드 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드가 승강되는 방향의 측면 방향에서 형성되는 상기 횡력이 전달되어 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생되더라도, 상기 더스트 씰 부재가 상기 실린더 케이스 내부로 외부의 상기 이물질 유입을 차단시킬 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
10 : 실린더 케이스
11 : 피스톤 로드
100 : 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버
101 : 실린더 캡 부재
102 : 오일 씰 부재
110 : 더스트 씰 부재
11 : 피스톤 로드
100 : 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버
101 : 실린더 캡 부재
102 : 오일 씰 부재
110 : 더스트 씰 부재
Claims (4)
- 실린더 케이스와, 상기 실린더 케이스 내부에 일정 부분 삽입된 상태로 승강되는 피스톤 로드를 포함하는 쇼크 업소버에 있어서,
상기 피스톤 로드가 관통되도록 중공이 형성되고 상기 실린더 케이스의 상부와 연결되는 실린더 캡 부재;
상기 실린더 케이스와 연결된 상태로 상기 실린더 캡 부재의 하부에 위치되고, 상기 피스톤 로드와 밀착되어 외부에서 상기 실린더 케이스 내부로의 이물질 유입 및 상기 실린더 케이스 내부에서 상기 실린더 케이스 외부로의 오일 유출이 방지되도록 하는 오일 씰 부재; 및
상기 실린더 캡 부재와 상기 오일 씰 부재의 사이에 위치되고, 상기 피스톤 로드에 연결된 상태로 상기 피스톤 로드와 함께 승강되며, 상기 오일 씰 부재와 별도로 상기 외부에서 상기 실린더 케이스 내부로 상기 이물질의 유입을 차단하는 더스트 씰 부재;를 포함하고,
상기 더스트 씰 부재는
상기 피스톤 로드와 접촉되는 더스트 씰 몸체와,
상기 더스트 씰 몸체의 하부에서 상기 실린더 캡 부재 방향으로 일정 높이 돌출되고 상기 실린더 캡 부재 또는 상기 오일 씰 부재와 접촉되어 상기 더스트 씰 부재의 승강 범위가 제한되도록 하는 돌기를 포함하고,
상기 더스트 씰 몸체는
상기 실린더 캡 부재와 상대적으로 가깝게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드와 접촉되는 제 1 접촉부와,
상기 제 1 접촉부에 비해 상기 실린더 캡 부재와 상대적으로 멀게 위치된 상태로 상기 피스톤 로드와 접촉되는 제 2 접촉부와,
상기 더스트 씰 몸체의 외곽에 형성된 상기 제 1 접촉부와 상기 제 2 접촉부에 비해 상대적으로 상기 피스톤 로드에서 멀어지는 방향으로 함몰된 형태의 함몰 홈을 포함하고,
상기 더스트 씰 부재는 상기 피스톤 로드에 연결되되 상기 실린더 케이스와는 분리됨으로써, 상기 실린더 케이스 및 상기 피스톤 로드 중 적어도 하나에 상기 피스톤 로드가 승강되는 방향의 측면 방향으로 형성되는 횡력이 전달되어, 상기 실린더 케이스와 상기 피스톤 로드의 중심축 정렬이 어긋나고, 그에 따라 상기 실린더 케이스에 연결된 상기 오일 씰 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 일정 부분에 틈이 발생된 경우에도, 상기 더스트 씰 부재가 상기 실린더 케이스 내부로 외부의 상기 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있고,
상기 피스톤 로드가 상승될 경우에는 상기 피스톤 로드에 연결된 상기 더스트 씰 부재도 상기 오일 씰 부재와 이격되면서 상승되고, 상기 더스트 씰 부재의 상승 중 상기 돌기의 상부가 상기 실린더 캡 부재 내부의 상면과 접촉되면 상기 더스트 씰 부재의 상승은 정지되고, 그에 따라 상기 피스톤 로드만 상승하게 되고,
상기 피스톤 로드가 하강될 경우에는 상기 피스톤 로드에 연결된 상기 더스트 씰 부재도 상기 실린더 캡 부재와 이격되면서 하강되고, 상기 더스트 씰 부재의 하강 중 상기 돌기의 하부가 상기 오일 씰 부재 외곽의 상면과 접촉되면 상기 더스트 씰 부재의 하강은 정지되고, 그에 따라 상기 피스톤 로드만 하강하게 되는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 더스트 씰 몸체는
상기 함몰 홈에서 상대적으로 상기 피스톤 로드와 더 멀어지는 방향으로 함몰되되, 상기 제 2 접촉부에 비해 그 높이가 상대적으로 낮은 이물질 적재 홈을 더 포함하고,
외부의 상기 이물질이 상기 제 1 접촉부를 통과하여 유입되더라도, 유입된 상기 이물질이 상기 이물질 적재 홈에 적재됨으로써, 상기 실린더 케이스 내부로의 상기 이물질 유입이 차단될 수 있는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버. - 제 3 항에 있어서,
상기 더스트 씰 몸체는
상기 제 1 접촉부가 상기 더스트 씰 몸체의 최대 높이에 비해 상대적으로 낮은 위치에 형성되도록 상기 제 1 접촉부에서 상기 실린더 캡 부재와 가까워지도록 일정 곡률로 굽혀진 굽힘부와,
상기 제 2 접촉부에서 상기 오일 씰 부재 쪽으로 일정 깊이 돌출된 돌출부를 더 포함하고,
상기 제 1 접촉부가 상기 굽힘부에 비해 상대적으로 낮은 위치에 형성됨으로써, 상기 더스트 씰 부재와 상기 피스톤 로드의 상승 도중 상기 실린더 캡 부재와 상기 피스톤 로드 사이의 간격에 상기 더스트 씰 몸체의 일부가 끼이는 것이 방지될 수 있고,
상기 더스트 씰 부재와 상기 피스톤 로드가 하강되면, 더스트 씰 몸체 하부와 상기 돌출부가 상기 오일 씰 부재에 함께 접촉되고, 그에 따라 하강 시 상기 더스트 씰 몸체에 전달되는 진동 및 충격이 분산되는 것을 특징으로 하는 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버.
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| KR1020170161759A KR101961336B1 (ko) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 이중 씰 구조가 적용된 쇼크 업소버 |
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