KR102424992B1

KR102424992B1 - 감쇠력 가변식 쇽업소버

Info

Publication number: KR102424992B1
Application number: KR1020200103964A
Authority: KR
Inventors: 임원빈
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-07-26
Also published as: KR20220022698A

Abstract

감쇠력 가변식 쇽업소버가 개시된다. 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 유체가 충전되는 튜브실린더; 튜브실린더 내에 마련되는 피스톤 로드에 결합되고, 내부에 바이패스유로를 형성하는 밸브 하우징; 밸브 하우징 외부에 결합되어 튜브실린더를 압축챔버와 인장챔버로 구획하는 제1 피스톤 밸브; 밸브 하우징 내부에 마련되는 제2 피스톤 밸브; 밸브 하우징 내부에 마련되고 전자기력을 발생시키는 솔레노이드; 밸브 하우징 내부에 설치되고, 적어도 하나의 플레이트홀이 관통 형성되는 밸브 플레이트; 및 솔레노이드의 전자기력에 의해 승강하여 플레이트홀을 개폐하는 플런저;를 포함하여 제공될 수 있다.

Description

감쇠력 가변식 쇽업소버{DAMPING FORCE CONTROLLING SHOCK ABSORBER}

본 발명은 지면에서 전달되는 충격을 완화하기 위하여 차량에 마련되는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되어 주행 시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다. 쇽업소버는 통상 실린더와, 실린더 내에서 압축 및 신장 가능하게 설치되는 피스톤로드를 포함한다. 실린더와 피스톤로드는 각각 차체 또는 바퀴나 차축에 결합된다.

쇽업소버는 감쇠력이 낮게 설정된 경우 주행 시 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있는 반면, 감쇠력이 높게 설정된 경우 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다.

따라서, 쇽업소버의 일측에 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변밸브를 장착하여, 노면 및 주행상태 등에 따라 승차감이나 조종 안정성 향상을 위해 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 개발되었다.

종래의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 대부분 스풀의 위치 가변을 통해 스풀가이드에 형성된 다수의 유로를 선택적으로 개폐하여, 하드 유로와 소프트 유로를 선택하는 구조를 가지고 있다. 즉, 스풀가이드에 형성된 하드 유로와 소프트 유로의 개폐 상태를 선택적으로 조절함으로써, 하드한 감쇠력 또는 소프트한 감쇠력을 선택적으로 발생시킬 수 있다.

이를 위해, 종래의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 하드한 감쇠력 형성을 위한 배압 유로와, 소프트한 감쇠력 형성을 위한 소프트 유로를 개별적으로 형성시키고 있었다.

이와 같은 종래의 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 실린더를 압축챔버 및 인장챔버로 구획하는 피스톤과, 압축 및 인장 행정시 배압을 형성시키기 위한 배압실과, 피스톤과 배압실의 사이에 설치되며 바이패스유로가 형성되는 메인 리테이너와, 배압실과 메인 리테이너 사이에서 감쇠력을 발생시키는 디스크와, 배압실로 연결되는 유로를 조절하는 서브 리테이너 등으로 구성된다.

종래의 가변식 쇽업소버는, 솔레노이드에 입력되는 전류에 따라 스풀(Spool)이 이동하고, 유로가 변경되면서 다양한 감쇠력 성능 곡선을 구현하여 실시간 감쇠력 제어 가능하다. 하지만, 차량 거동 인지를 위해 다양한 센서 (Wheel G-sensor, Body G-sensor)가 필요하고, 복잡한 밸브 유로를 가지고 있으며, 시스템이 고가라는 단점이 있다.

한국 공개특허 제10-2009-0003019호(2009.01.09)

본 실시 예는 필요에 따라 소프트(Soft) 또는 하드(Hard)한 감쇠력을 선택적으로 사용할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 한다.

본 실시 예는 부품의 사양 변경을 통해 감쇠력을 다양하게 조절 가능하게 마련되는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 유체가 충전되는 튜브실린더; 상기 튜브실린더 내에 마련되는 피스톤 로드에 결합되고, 내부에 바이패스유로를 형성하는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 외부에 결합되어 상기 튜브실린더를 압축챔버와 인장챔버로 구획하는 제1 피스톤 밸브; 상기 밸브 하우징 내부에 마련되는 제2 피스톤 밸브; 상기 밸브 하우징 내부에 마련되고 전자기력을 발생시키는 솔레노이드; 상기 밸브 하우징 내부에 설치되고, 적어도 하나의 플레이트홀이 관통 형성되는 밸브 플레이트; 및 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해 승강하여 상기 플레이트홀을 개폐하는 플런저;를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 플런저의 외측을 둘러싸도록 마련되어 상기 플런저의 승강을 안내하는 플런저가이드;를 더 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 플런저가이드는 상기 바이패스유로를 형성하도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

유체가 충전되는 튜브실린더; 상기 튜브실린더 내에 마련되는 피스톤 로드에 결합되고, 내부에 바이패스유로를 형성하는 밸브 하우징; 상기 밸브 하우징 외부에 결합되어 상기 튜브실린더를 압축챔버와 인장챔버로 구획하는 제1 피스톤 밸브; 상기 밸브 하우징 내부에 마련되는 제2 피스톤 밸브; 상기 밸브 하우징 내부에 마련되어 전자기력을 발생시키는 솔레노이드; 상기 밸브 하우징 내부에 설치되고, 상하로 관통 형성되는 적어도 하나의 플레이트홀을 구비하는 밸브 플레이트; 상기 밸브 플레이트와 상기 솔레노이드 사이에 마련되어 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해 승강하도록 마련되는 플런저; 및 상기 플런저와 상기 밸브 하우징 사이에 배치되어 상기 플런저를 안내하고, 상기 플런저에 의해 개폐되는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 플런저가이드;를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 플런저와 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되어 상기 플런저를 상기 솔레노이드 측으로 탄성 지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 밸브 하우징은 상기 피스톤 로드에 결합되는 상부 밸브 하우징과, 상기 상부 밸브 하우징 하단에 체결되어 외측에 상기 제1 피스톤 밸브가 설치되고, 내측에 상하로 관통 형성되는 센터홀을 구비하는 하부 밸브 하우징을 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 상부 밸브 하우징은 외부와 내부를 관통하는 하우징홀을 구비하고, 상기 바이패스유로는 상기 하우징홀과, 상기 슬롯과, 상기 플레이트홀과, 상기 제2 피스톤 밸브와, 상기 센터홀을 통과하도록 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 플런저가이드는 비자성체로 마련되고, 상기 플런저 및 상기 밸브 플레이트는 반경방향 외측 단부가 자성체로 마련되고, 내측 단부는 비자성체로 마련되는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 슬롯은 상기 플런저가이드의 저면에 함몰 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 슬롯은 상기 플런저가이드의 측면에 관통 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 밸브 플레이트는 상기 밸브 하우징의 내주면에 돌출 형성되는 이너돌기와, 상기 플런저가이드의 사이에 개재되는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 솔레노이드는 중심축에 함몰 형성되는 가이드홈을 구비하고, 상기 플런저는 상면에 돌출 형성되어 상기 가이드홈 내에서 승강 가능하게 마련되는 내측 돌기부를 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

상기 솔레노이드는 하드모드 시 전자기력에 의해 상기 플런저를 하강시켜 상기 바이패스유로를 폐쇄시키고, 소프트모드 시 상기 플런저를 원위치에 위치시켜 상기 바이패스유로를 개방시키는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 솔레노이드에 의해 튜브실린더 내부를 플런저가 승강하면서 유체가 통과하는 유로를 개폐함으로써, 필요에 따라 소프트(Soft) 또는 하드(Hard)한 감쇠력을 선택적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 튜브실린더의 밸브 하우징 외부에 제1 피스톤 밸브를 마련하고, 밸브 하우징 내부에 제2 피스톤 밸브를 마련하여 부피가 크지 않을 뿐만 아니라 복잡하지 않기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 제1 피스톤 밸브와 제2 피스톤 밸브는 별도로 구성되어 있기 때문에 독립적으로 튜닝 가능하며, 각각 양방향 (인장/압축방향) 동시 제어 가능하여 설계 자유도 매우 높다.

본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 2개 모드의 감쇠력(소프트/하드)을 형성하여 기존 대비 승차감 및 조정 안정성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버의 솔레노이드 및 피스톤 밸브를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버의 플런저가이드의 변형 예를 설명하기 위해 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버에서 플런저가 하드 모드로 이동된 상태에서의 행정 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버에서 플런저가 소프트 모드로 이동된 상태에서의 행정 상태를 보여주기 위한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일부 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 실린더 형태로 마련되어 유체가 충전되어 있는 튜브유닛(100)과, 튜브유닛(100)의 내부에 마련되어 선택적으로 개폐되면서 유체를 압축 또는 인장 행정을 수행하는 밸브유닛(200)을 포함한다.

튜브유닛(100)은 유체가 충전되어 있는 이너튜브(111)와 아우터튜브(112)를 구비하는 튜브실린더(110)와, 이너튜브(111)의 내측에 튜브와 나란하게 배치되는 피스톤 로드(120)와, 이너튜브(111)와 아우터튜브(112) 사이의 공간에 마련되는 유체 저장실(130)과, 이너튜브(111)와 아우터튜브(112)의 하부 끝단에 위치하는 바디 밸브(140)를 포함할 수 있다.

튜브실린더(110)는 내부에 공간을 형성하는 이너튜브(111)와, 이너튜브(111) 외부에 마련되는 아우터튜브(112)를 포함한다. 다만, 튜브실린더(110)의 형태는 트윈 튜브(Twin-tube) 형태에 한정되지 않고, 튜브가 하나로만 형성되고 내부에 피스톤 로드가 진퇴하는 모노 튜브(Mono-tube) 형태로 마련될 수도 있으며, 내부에 유체가 충전되고 밸브유닛(200)의 이동에 의해 감쇠력을 발생시키는 실린더라면 동일하게 이해되어야 할 것이다.

이너튜브(111)는 내부 공간이 길게 마련되는 원통의 실린더 형태를 가질 수 있으며, 이너튜브(111)의 내부에는 유체(오일 등)가 충전된다. 아우터튜브(112)는 이너튜브(111)보다 큰 외경을 가져 이너튜브(111)를 감싸도록 마련되며, 마찬가지로 내부에 유체가 충전되어 있고 이너튜브(111)에 상응되는 형태를 가질 수 있다. 이너튜브(111)의 내부는 후술할 밸브유닛(200)의 제1 피스톤 밸브(250)에 의해 압축챔버(113)와 인장챔버(114)로 구분될 수 있다.

도 1에서 상측이 생략된 아우터튜브(112)와 피스톤 로드(120)의 일단은 차량의 차체측에 연결되고 바디밸브(140)가 마련되어 있는 아우터튜브(112)와 피스톤 로드(120)의 타단은 차륜측에 각각 연결되어 충격 흡수를 위한 유체의 압축 및 인장 행정을 할 수 있다. 또한, 차체측과 차륜측의 각 결합은 그 반대 방향으로 연결될 수 있으며, 또 차체측 또는 차륜측에 연결하기 위한 별도의 결합부(미도시)가 양단부에 각각 마련될 수도 있다.

피스톤 로드(120)는 도시된 바와 같이 일측 단부에 밸브유닛(200)의 밸브 하우징(210)이 마련되며, 미도시된 타단은 아우터튜브(112)의 외부로 연장되어 차량의 차체측 또는 차륜측에 연결될 수 있다.

유체 저장실(130)은 이너튜브(111)와 아우터튜브(112) 사이의 일정 공간에 마련되며, 이 저장실(130)은 바디 밸브(140)에 의해 이너튜브(111)의 압축챔버(113)와 구분된다. 예컨대, 피스톤 로드(120)의 압축 행정 시 압축챔버(113) 내의 유체는 바디 밸브(140)의 일측 유로(141)를 통해 저장실(130)로 이동될 수 있으며, 반대로 피스톤 로드(120)의 인장 행정 시 저장실(130) 내의 유체는 바디 밸브(140)의 타측 유로(142)를 통해 압축챔버(113)로 이동될 수 있다.

바디 밸브(140)는 압축챔버(113)의 하단에 설치되어, 압축챔버(113)와 유체 저장실(130)을 구분한다. 유체가 바디 밸브(140)의 좁은 유로(141,142)를 통해 인장 및 압축 행정 방향으로 이동하는 과정에서 저항력이 형성되며, 이 저항력에 의해 쇽업소버의 감쇠력이 발생한다.

바디 밸브(140)의 상부와 하부에는 유로(141,142)를 선택된 방향으로 개폐하기 위한 디스크(143,144)가 구비된다. 디스크(143,144)는 예를 들면, 피스톤 로드(120)와 제1 피스톤 밸브(250)가 압축 행정(도시한 방향에서 하강) 시에는 바디 밸브(140)의 유로를 통해 유체가 저장실(130)로 이동하도록 개방되며, 반대로 피스톤 로드(120)와 제1 피스톤 밸브(250)가 인장 행정(도시한 방향에서 상승) 시에는 상기한 동작과 역방향으로 유체가 이동하도록 개방된다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버의 솔레노이드 및 피스톤 밸브를 확대 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버의 플런저가이드의 변형 예를 설명하기 위해 도 2의 일부를 확대 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 밸브유닛(200)은 피스톤 로드(120)에 연결 마련되는 밸브 하우징(210)과, 밸브 하우징(210) 내부에 승강 가능하게 마련되는 플런저(220)와, 전자기력을 발생시키는 포함하는 솔레노이드(230)와, 제1 피스톤 밸브(250)와, 제2 피스톤 밸브(260)를 포함할 수 있다.

밸브 하우징(210)은 금속 소재로 마련되며, 피스톤 로드(120)에 결합되는 상부 밸브 하우징(211)과, 상부 밸브 하우징(211)과 결합하며 내부에 제1 피스톤 밸브(250)가 마련되는 하부 밸브 하우징(216)을 포함할 수 있다.

상부 밸브 하우징(211)은 상부에 마련된 로드 체결돌기(213)를 이용하여 피스톤 로드(120)와 연결된다. 상부 밸브 하우징(211)은 하측으로 개방된 'U'자 컵 형상을 가지며, 측면에 형성된 하우징홀(214)을 통해 외부와 내부공간과 연통될 수 있다.

하우징홀(214)은 상부 밸브 하우징(211)의 측면에 관통 형성되되, 원주방향을 따라서 복수 개로 구비되는 원형 또는 슬릿 형태의 홀로 마련될 수 있다. 하우징홀(214)은 이너튜브(111)의 인장챔버(114)와 밸브 하우징(210) 내부를 수평 방향으로 연결하며, 하우징홀(214)을 통과한 유체는 플런저가이드(270)와, 개방된 플런저(220) 및 밸브 플레이트(280)를 통해 하부 밸브 하우징(216)을 향해 수직 방향으로 이동한다.

상부 밸브 하우징(211)의 하우징홀(214)에 인접한 내측면에는 이너돌기(215)가 돌출 마련되어 제2 피스톤 밸브(260)의 상단부를 지지한다. 또한, 이너돌기(215)의 상단에는 밸브 플레이트(280)가 안착될 수 있다.

하부 밸브 하우징(216)은 상부 밸브 하우징(211) 아래쪽에서 나사 결합 또는 압입되는 것으로, 대직경의 밸브시트(216a)와, 밸브시트(216a) 하부에 소직경을 가지도록 일체로 마련되어 외부에 제1 피스톤 밸브(250)가 결합되는 밸브가이드(216b)를 포함할 수 있다. 제1 피스톤 밸브(250)는 상단과 하단의 와셔 사이에 개재된 상태로 그 하측에 결합되는 너트(217)에 의해 구속 체결될 수 있다.

또한, 하부 밸브 하우징(216)는 내부에 수직 방향으로 형성된 센터홀(218)을 구비하여, 압축챔버(113)와 유로가 연결될 수 있다.

센터홀(218)은 밸브가이드(216b)의 길이방향을 따라 그 내측에 하우징홀(214)과 직각을 이루도록 마련될 수 있다. 이 때, 센터홀(218)은 제1 피스톤 밸브(250)의 제1 밸브유로(252)보다 더 큰 단면적으로 마련될 수 있다.

플런저(220)의 개방 시, 유체는 상부 밸브 하우징(211)에 마련되는 하우징홀(214)과, 제2 피스톤 밸브(260)에 마련되는 제2 밸브유로(262)와, 하부 밸브 하우징(216)에 마련되는 센터홀(218)을 순차적으로 통과하게 되는데, 이하에서는 이들을 연통하는 통로(214,262,218)를 바이패스유로(P1)이라 지칭한다. 더욱 상세하게는, 바이패스유로(P1)는 하우징홀(214), 슬롯(272a), 플레이트홀(281), 제2 밸브유로(262) 및 센터홀(218)을 순차적으로 통과하여 연통시키는 유로이다. 바이패스유로(P1)는 밸브 하우징(210)의 내부에 형성되어 플런저(220)의 개방 동작 시 제2 피스톤 밸브(260)를 통해 압축챔버(113)와 인장챔버(114)를 연통시킬 수 있다.

솔레노이드(230)는 이너튜브(111)의 내부에 위치하는 피스톤 로드(120)에 결합되어 전기적으로 동작하면서 플런저(220)를 승강시켜 바이패스유로(P1)를 선택적으로 개폐한다.

이를 위해 솔레노이드(230)는 전력 공급수단인 와이어(231)에서 전달되는 전기로 자기장을 발생시키는 마그네트(232)를 포함할 수 있다.

마그네트(232)는 외부로부터 공급되는 전원에 의해 자기력을 발생시켜 자성체인 플런저(220)와 자기 결합을 통해 가변식 쇽업소버를 소프트(Soft) 모드 또는 하드(Hard) 모드로 변환한다. 즉, 솔레노이드(230)는 자기력을 형성시키는 방향에 따라 플런저(220)가 상승 또는 하강하도록 하여, 유체가 바이패스유로(P1)를 통해 제2 피스톤 밸브(260)를 통과하거나 차단하도록 하여 감쇠력을 변환할 수 있다.

마그네트(232)의 중심축(233)에는 안쪽으로 함몰 형성되어 플런저(220)의 승강을 안내하는 가이드홈(233a)이 마련될 수 있다. 가이드홈(233a)은 플런저(220)의 상단에 돌출 형성되는 내측돌기부(223)와 대응되는 형상으로 마련되고, 내측돌기부(223)가 상하로 이동 가능한 범위보다 더 깊숙히 함몰 형성되어 플런저(220)의 승강 시 내측돌기부(223)가 가이드홈(233a)에서 이탈하지 않도록 마련될 수 있다.

플런저(220)는 솔레노이드(230)의 전자기력에 의해 승강하도록 마련되어 바이패스유로(P1)를 개폐하도록 마련된다. 구체적으로, 플런저(220)는 하드 모드로 동작 시 바이패스유로(P1)를 폐쇄하여 유체가 제1 피스톤 밸브(250) 만을 통과하도록 하고, 소프트 모드로 동작 시 바이패스유로(P1)를 개방하여 유체가 제2 피스톤 밸브(260)로도 통과 가능하게 한다.

플런저(220)는 금속 소재로 원판형의 플런저바디(221)와, 플런저바디(221) 상부에 돌출 형성되어 솔레노이드(230)의 가이드홈(233a)에 삽입되는 내측돌기부(223)와, 플런저바디(221)의 상부에 돌출 형성되어 솔레노이드(230)의 중심축(233)의 하단부를 둘러싸는 외측돌기부(222)와, 플런저바디(221)의 저면에 함몰 형성되어 탄성부재(290)를 구속하는 내측홈부(225)를 포함할 수 있다. 또한, 플런저바디(221)에는 두께 방향으로 적어도 하나의 드레인홀(224)을 포함할 수 있다.

솔레노이드(230)의 전자기력에 의해 플런저(220)의 하강 시, 플런저바디(221)의 저면은 밸브 플레이트(280)와 밀착되어 플레이트홀(281)을 폐쇄시킬 수 있다. 이와 동시에, 플런저(220)의 측면은 플런저가이드(270)의 슬롯(272a)을 폐쇄시킬 수 있다.

플런저(220)는 솔레노이드(230)가 동작하지 않을 때는 탄성부재(290)에 의한 저항력으로 인해 하우징홀(214)을 개방된 상태로 유지하며, 솔레노이드(230)의 동작 시에는 탄성부재(290)의 복원력에 저항하면서 하우징홀(214)을 폐쇄한다(Pull-out 타입).

플런저가이드(270)는 상부 밸브 하우징(211)의 내부에 마련되되, 링 형상으로 플런저(220)의 외측을 둘러싸도록 마련되어 플런저(220)의 승강을 안내한다. 구체적으로, 플런저가이드(270)의 외주면은 상부 밸브 하우징(211)의 내주면에 밀착되고, 내주면은 플런저(220)의 외주면에 밀착된다.

또한, 플런저가이드(270)는 저면에 내측으로 단차지게 마련되어 링 형태의 공간을 형성하는 단차부(271)와, 단차부(271)에 관통 형성되어 하우징홀(214)과 플런저(220)를 연통시키는 적어도 하나의 슬롯(272a)을 구비한다. 슬롯(272a)은 플런저가이드(270)의 저면에 마련되되, 외측에서 내측으로 관통 형성되고, 하우징홀(214)과 대향하는 위치에 배치될 수 있다.(도 3 참조) 또한, 슬롯(272b)은 플런저가이드(270)의 측면을 관통하도록 형성될 수 있고, 구체적으로는 단차부(271)를 관통하도록 형성될 수 있다.(도 4 참조)

다만, 슬롯(272a, 272b)의 위치, 크기 및 개수는 다양하게 변경 가능하며, 필요한 감쇠력 사양 및 패키징 크기에 따라 조절 가능하다. 이 때, 슬롯(272a)이 저면에 함몰 형성되면 플런저가이드(270)를 사출 성형이 용이하고 가공이 간단하여 비용을 절감할 수 있는 장점이 있고, 슬롯(272b)이 측면에 관통 형성되면 슬롯(272b)의 플런저(220)의 하강 시 슬롯(272b)을 폐쇄하기 용이해지므로 바이패스유로(P1)를 차단하는 성능이 향상되는 장점이 있다.

밸브 플레이트(280)는 판상형으로 마련되고 밸브 하우징(210) 내부에 설치되어 플런저(220)의 저면과 밀착 가능하도록 마련되고, 슬롯(272a)과 제2 피스톤 밸브를 연통시키는 적어도 하나의 플레이트홀(281)이 상하로 관통 형성된다.

플레이트홀(281)은 플런저(220)에 의해 개폐 가능하도록 플런저(220)와 대향하는 부분에 마련되며, 예를 들어 복수 개의 원형 홀로 마련되어 중심부 측에 방사상으로 배치될 수 있다. 이 때, 플레이트홀(281)의 위치, 크기, 개수는 다양하게 변경 가능하며 필요한 감쇠력 사양에 따라 조절 가능하다.

따라서, 플런저(220)의 하강 시 밸브 플레이트(280)와 플런저(220)는 밀착되어 플레이트홀(281)이 차단되며 바이패스유로(P1)가 차단될 수 있다. 반면, 플런저(220)의 상승 시 밸브 플레이트(280)와 플런저(220)는 이격되어 플레이트홀(281)이 개방되고 바이패스유로(P1)가 개방될 수 있다.

밸브 플레이트(280)는 이너돌기(215)에 안착되어 플런저가이드(270)와 이너돌기(215) 사이에 개재될 수 있다. 또한, 밸브 플레이트(280)는 외주면에 나사산(미도시)이 마련되어 상부 밸브 하우징(211) 내주면에 마련되는 나사산(미도시)에 체결되어 고정될 수 있다.

플런저(220) 및 밸브 플레이트(280)는 중심 부분이 비자성체로 마련되고, 외측 부분이 자성체로 마련될 수 있다. 또한, 플런저가이드(270)는 비자성체로 마련될 수 있다. 이에 따라 솔레노이드(230)에 전류 인가 시, 마그네트(232)의 전자기력이 플런저(220)의 외측 부분, 밸브 플레이트(280)의 외측 부분 및 밸브 하우징(210)을 순차적으로 통과하는 방향으로 유도되어 플런저(220)를 하강시킬 수 있다.(도 3 참조)

탄성부재(290)는 플런저(220)와 밸브 플레이트(280) 사이에 개재된다. 따라서, 솔레노이드(230)에 전류 인가 시 플런저(220)는 탄성부재(290)의 탄성력에 저항하며 하강하고, 솔레노이드(230)에 전류 미인가 시 플런저(220)는 탄성부재(290)의 탄성력에 의해 상승한다.

제2 피스톤 밸브(260)는 제2 밸브유로(262)를 통해 압축챔버(113)와 인장챔버(114)를 연통한다. 제2 피스톤 밸브(260)는 압축챔버(113)와 인장챔버(114) 간의 유체 이동에 있어서, 제1 피스톤 밸브(250)에 비하여 상대적으로 유동 저항을 적게 발생시킬 수 있다. 이러한 제2 피스톤 밸브(260)는 이너돌기(215)의 저면과 하부 밸브 하우징(216)의 밸브시트(216a) 사이에 끼워져 견고하게 위치 고정될 수 있다.

바이패스유로(P1)가 개방된 상태에서, 제2 피스톤 밸브(260)는 피스톤 로드(120)의 압축 행정 시 압축챔버(113)의 유체를 제2 밸브유로(262)를 통해 인장챔버(114)로 이동시키고, 피스톤 로드(120)의 인장 행정 시 인장챔버(114)의 유체를 제2 밸브유로(262)를 통해 압축챔버(113)로 이동시킬 수 있다.

한편, 제1 피스톤 밸브(250)는 상술한 바와 같이 이너튜브(111)의 내부를 압축챔버(113)와 인장챔버(114)로 구분하며, 이너튜브(111)의 내부를 왕복 이동하면서 형성되는 유체의 저항력을 이용하여 감쇠력을 발생시킨다. 예컨대, 제1 피스톤 밸브(250)가 압축 행정을 하는 경우에는, 상부 인장챔버(114)에 비해 하부 압축챔버(113)의 압력이 상승하므로, 압축챔버(113) 내에 충전된 유체는 제1 밸브유로(252)를 통해 디스크와 같은 밸브 수단(미도시)을 밀어 열면서 인장챔버(114)로 이동하며, 이러한 과정에서 유체의 저항력에 의한 감쇠력이 발생한다. 반대로, 제1 피스톤 밸브(250)가 인장 행정을 하는 경우에는, 상기한 압축 행정 과정과 역 방향으로 유체가 이동한다.

플런저(220)의 폐쇄 시, 유체는 제1 피스톤 밸브(250)의 제1 밸브유로(252)를 통해서만 압축챔버(113)에서 인장챔버(114)로, 또는 인장챔버(114)에서 압축챔버(113)로 유동하게 되며, 이러한 유로를 메인유로(P2)라 지칭한다.

제1 피스톤 밸브(250)와 이너튜브(111) 사이에 갭링(254)이 개재될 수 있다. 갭링(254)은 플라스틱 소재로 이루어져, 각각 금속 소재로 이루어지는 이너튜브(111)와 제1 피스톤 밸브(250)의 직접 접촉에 의해 발생하는 손상 또는 변형을 방지한다.

이하에서는 도 5와 도 6을 참조하여 감쇠력 가변식 쇽업소버의 동작을 설명하기로 한다.

도 5는 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버에서 플런저(220)가 하드(Hard) 모드로 이동된 상태에서의 행정 상태를 보여주기 위한 단면도이고, 도 6은 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버에서 플런저(220)가 소프트(Soft) 모드로 이동된 상태에서의 행정 상태를 보여주기 위한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 하드 모드 시에는 솔레노이드(230)에 전류가 인가되어 전자기력을 발생시키고, 플런저(220)가 탄성부재(290)의 탄성력을 이겨내고 밸브 플레이트(280)에 밀착된다. 따라서, 밸브 하우징(210)의 내측을 통과하는 바이패스유로(P1)는 폐쇄되며, 압축 및 인장 행정 시 압축챔버(113)와 인장챔버(114) 간의 유체 이동은 제1 피스톤 밸브(250)를 통해서 이루어진다.

솔레노이드(230)에 의해 플런저(220)가 하강 위치된 상태(하드 모드)에서 피스톤 로드(120)의 압축 행정 시, 압축챔버(113)의 유체는 도 5에 점선으로 표시한 바와 같이 제1 피스톤 밸브(250)의 제1 밸브유로(252), 예컨대 메인 유로(P2)를 통해 인장챔버(114)로 이동한다. 제1 피스톤 밸브(250)를 통해 인장챔버(114)로 이동하는 유체는 하드(Hard)한 감쇠력을 발생시킨다.

반대로, 솔레노이드(230)에 의해 플런저(220)가 하강 위치된 상태(하드 모드)에서 피스톤 로드(120)의 인장 행정 시, 인장챔버(114)의 유체는 도 5에 실선으로 표시한 바와 같이 제1 피스톤 밸브(250)의 메인 유로(P2)를 통해 압축챔버(113)로 이동하면서 하드(Hard)한 감쇠력을 발생시킨다.

도 6을 참조하면, 소프트 모드 시에는 솔레노이드(230)에 전류가 미인가되어 전자기력을 발생시키지 않고, 플런저(220)가 탄성부재(290)의 탄성력에 의해 밸브 플레이트(280)에서 이격된다. 따라서, 밸브 하우징(210)의 내측을 통과하는 바이패스유로(P1)는 개방되며, 압축 및 인장 행정 시 압축챔버(113)와 인장챔버(114) 간의 유체 이동은 제1 피스톤 밸브(250)뿐만 아니라, 제2 피스톤 밸브(260)를 통해서 이루어진다.

반면, 탄성부재(290)에 의해 플런저(220)가 상승 위치된 상태(소프트 모드)에서 피스톤 로드(120)의 압축 행정 시, 압축챔버(113)의 유체는 도 6의 점선으로 표시한 바와 같이 센터홀(218)로 유입되고, 센터홀(218)을 통해 바이패스유로(P1)를 이동한 유체는 제2 피스톤 밸브(260)의 제2 밸브유로(262), 예컨대 보조 유로와 하우징홀(214)을 통해 인장챔버(114)로 이동하면서 소프트(Soft)한 감쇠력을 발생시킨다.

반대로, 탄성부재(290)에 의해 플런저(220)가 상승 위치된 상태(소프트 모드)에서 피스톤 로드(120)의 인장 행정 시, 인장챔버(114)의 유체는 도 6의 실선으로 표시한 바와 같이 하우징홀(214)과 제2 피스톤 밸브(260)의 제2 밸브유로(262)와 센터홀(218)을 통해 압축챔버(113)로 이동하면서 소프트(Soft)한 감쇠력을 발생시킨다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 밸브 하우징(210) 내에 제2 피스톤 밸브(260)(Soft Valve)가 위치하고, 밸브 하우징(210) 외측에 제1 피스톤 밸브(250)(Hard Valve)가 위치한다. 또한, 밸브 하우징(210) 내에 위치하는 플런저(220)는 솔레노이드(230)에 입력되는 전류에 따라 상하로 이동하면서 플레이트홀(281) 또는 슬롯(272a)을 선택적으로 개폐한다.

플런저(220)가 아래로 이동하여 플레이트홀(281) 또는 슬롯(272a)을 막으면, 바이패스유로(P1)가 막히면서 제1 피스톤 밸브(250) 측의 메인 유로(P2)로 유체가 유입되어 하드한 감쇠력을 유발한다. 그 반대로, 플런저(220)가 위로 이동하여 플레이트홀(281) 또는 슬롯(272a)이 열리면, 바이패스유로(P1)로 유체가 유입되고 유입된 오일은 제2 피스톤 밸브(260) 측의 유로를 통해 이동하여 소프트한 감쇠력을 유발한다.

따라서, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 2개 모드의 감쇠력(Soft 감쇠력 / Hard 감쇠력)을 형성하여 기존 대비 승차감 및 조정 안정성을 증대시킬 수 있고, 나아가 간단한 구조를 갖는다. 또한, 제1 피스톤 밸브(250)와 제2 피스톤 밸브(260)가 별도로 구성되어 있어 독립적으로 튜닝 가능하며, 각각 양방향 (인장/압축 방향) 동시 제어 가능하여 튜닝 자유도도 높다는 장점을 갖는다.

이상, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 튜브유닛 110: 튜브실린더
111: 이너튜브 112: 아우터튜브
113: 압축챔버 114: 인장챔버
120: 피스토 로드 130: 유체 저장실
140: 바디 밸브 200: 밸브유닛
210: 밸브 하우징 211: 상부 밸브 하우징
214: 하우징홀 216: 하부 밸브 하우징
218: 센터홀 220: 플런저
230: 솔레노이드 232: 마그네트
250: 제1 피스톤 밸브 252: 제1 밸브유로
260: 제2 피스톤 밸브 262: 제2 밸브유로
270: 플런저가이드 271: 단차부
272a, 272b: 슬롯 280: 밸브 플레이트
281: 플레이트홀 290: 탄성부재

Claims

유체가 충전되는 튜브실린더;
상기 튜브실린더 내에 마련되는 피스톤 로드에 결합되고, 내부에 바이패스유로를 형성하는 밸브 하우징;
상기 밸브 하우징 외부에 결합되어 상기 튜브실린더를 압축챔버와 인장챔버로 구획하는 제1 피스톤 밸브;
상기 밸브 하우징 내부에 마련되는 제2 피스톤 밸브;
상기 밸브 하우징 내부에 마련되고 전자기력을 발생시키는 솔레노이드;
상기 밸브 하우징 내부에 설치되고, 적어도 하나의 플레이트홀이 관통 형성되는 밸브 플레이트; 및
상기 솔레노이드의 전자기력에 의해 승강하여 상기 플레이트홀을 개폐하는 플런저;를 포함하고,
플런저의 하강 시, 상기 플런저의 저면이 상기 밸브 플레이트와 밀착되어 상기 플레이트홀을 폐쇄시키는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제1항에 있어서,
상기 플런저의 외측을 둘러싸도록 마련되어 상기 플런저의 승강을 안내하는 플런저가이드;를 더 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제2항에 있어서,
상기 플런저가이드는
상기 바이패스유로를 형성하도록 반경방향 외측에서 내측으로 관통 형성되는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
유체가 충전되는 튜브실린더;
상기 튜브실린더 내에 마련되는 피스톤 로드에 결합되고, 내부에 바이패스유로를 형성하는 밸브 하우징;
상기 밸브 하우징 외부에 결합되어 상기 튜브실린더를 압축챔버와 인장챔버로 구획하는 제1 피스톤 밸브;
상기 밸브 하우징 내부에 마련되는 제2 피스톤 밸브;
상기 밸브 하우징 내부에 마련되어 전자기력을 발생시키는 솔레노이드;
상기 밸브 하우징 내부에 설치되고, 상하로 관통 형성되는 적어도 하나의 플레이트홀을 구비하는 밸브 플레이트;
상기 밸브 플레이트와 상기 솔레노이드 사이에 마련되어 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해 승강하여 상기 플레이트홀을 개폐하는 플런저; 및
상기 플런저와 상기 밸브 하우징 사이에 배치되어 상기 플런저를 안내하고, 상기 플런저에 의해 개폐되는 적어도 하나의 슬롯을 구비하는 플런저가이드;를 포함하고,
플런저의 하강 시, 상기 플런저의 저면이 상기 밸브 플레이트와 밀착되어 상기 플레이트홀을 폐쇄시키는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
상기 플런저와 상기 밸브 플레이트 사이에 개재되어 상기 플런저를 상기 솔레노이드 측으로 탄성 지지하는 탄성부재;를 더 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 밸브 하우징은
상기 피스톤 로드에 결합되는 상부 밸브 하우징과,
상기 상부 밸브 하우징의 하단에 체결되어 외측에 상기 제1 피스톤 밸브가 설치되고, 내측에 상하로 관통 형성되는 센터홀을 구비하는 하부 밸브 하우징을 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제6항에 있어서,
상기 상부 밸브 하우징은
외부와 내부를 관통하는 하우징홀을 구비하고,
상기 바이패스유로는
상기 하우징홀과, 상기 슬롯과, 상기 플레이트홀과, 상기 제2 피스톤 밸브와, 상기 센터홀을 통과하도록 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제2항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
상기 플런저가이드는 비자성체로 마련되고,
상기 플런저 및 상기 밸브 플레이트는
반경방향 외측 단부가 자성체로 마련되고, 내측 단부는 비자성체로 마련되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 슬롯은
상기 플런저가이드의 저면에 함몰 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 슬롯은
상기 플런저가이드의 측면에 관통 형성되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 밸브 플레이트는
상기 밸브 하우징의 내주면에 돌출 형성되는 이너돌기와, 상기 플런저가이드의 사이에 개재되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
상기 솔레노이드는
중심축에 함몰 형성되는 가이드홈을 구비하고,
상기 플런저는
상면에 돌출 형성되어 상기 가이드홈 내에서 승강 가능하게 마련되는 내측 돌기부를 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 솔레노이드는
하드모드 시 전자기력에 의해 상기 플런저를 하강시켜 상기 바이패스유로를 폐쇄시키고, 소프트모드 시 상기 플런저를 원위치에 위치시켜 상기 바이패스유로를 개방시키는 감쇠력 가변식 쇽업소버.