KR102435308B1 - 감쇠력 가변식 쇽업소버 - Google Patents

감쇠력 가변식 쇽업소버 Download PDF

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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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    • F16F9/446—Adjustment of valve bias or pre-stress
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

감쇠력 가변식 쇽업소버가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 외통 및 내통을 갖는 실린더, 피스톤 로드, 피스톤 밸브, 리저버 챔버, 세퍼레이터 튜브, 감쇠력 가변밸브 조립체를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서, 감쇠력 가변밸브 조립체는 외통과 연결되는 감쇠력 가변밸브 하우징과, 감쇠력 가변밸브 하우징 내에서 세퍼레이터 튜브와 결합되며 가변 유로부를 제공하는 밸브 조립체와, 감쇠력 가변밸브 하우징 내에 결합되며 가변 유로부의 유로를 가변하기 위해 이동하는 플런저가 결합된 로드, 코일이 감긴 보빈, 보빈 내측에 위치된 코어, 보빈의 상부에 위치된 요크, 보빈의 하부에 위치된 자성 와셔를 갖는 솔레노이드 구동부를 포함하고, 코일에 의해 생성되는 자속 경로는 코어, 플런저, 요크, 감쇠력 가변밸브 하우징 및 자성 와셔를 통해 루프를 형성한다.

Description

감쇠력 가변식 쇽업소버{DAMPING FORCE CONTROLLING SHOCK ABSORBER}
본 발명은 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 튜닝 성능과 감쇠력 선형성이 향상되며 부품수를 절감할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.
일반적으로, 쇽업소버는 자동차, 오토바이 등의 이동수단에 설치되며 주행 시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.
쇽업소버는 실린더의 내부에 압축 및 인장 행정 가능하게 설치된 피스톤 로드와, 이 피스톤 로드에 결합된 상태로 실린더의 내부에 위치되어 감쇠력을 발생시키는 피스톤 밸브 등으로 구성된다.
감쇠력을 낮게 설정 시 쇽업소버는 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있고, 반대로 감쇠력을 높게 설정 시 쇽업소버는 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다.
최근에는 차량의 사용 목적에 따라 감쇠력의 특성이 다르게 설정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 차량에 적용되고 있다.
감쇠력 가변식 쇽업소버는 외통과, 외통의 내측에 설치되며 피스톤 로드가 길이방향으로 이동 가능하게 설치되는 내통과, 피스톤 로드의 일단에 결합되어 내통을 압축챔버와 인장챔버로 구분하는 피스톤 밸브를 포함한다.
또한, 내통과 외통의 사이에는 피스톤 로드의 왕복 운동에 따른 내통 내부의 체적 변화를 보상하는 리저버 챔버가 형성되고, 리저버 챔버와 압축챔버 사이의 작동 유체의 유동은 바디 밸브에 의해 제어된다.
이러한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 감쇠력을 조절하기 위한 감쇠력 가변밸브 조립체를 더 포함하며, 감쇠력 가변밸브 조립체는 솔레노이드의 스풀이 보조적인 유로를 폐쇄하여 높은 감쇠력을 발생시키는 하드 모드(Hard mode)와, 스풀이 보조적인 유로를 개방하여 낮은 감쇠력을 발생시키는 소프트 모드(Soft mode)로 감쇠력을 전환시킬 수 있다.
한국 공개특허 제10-1998-0002962호(1998. 03. 30)
본 실시 예들은 부품수를 줄여 생산 원가의 절감과 조립 공정을 단순화할 수 있는 감쇠력 가변밸브 조립체를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 한다.
또한, 본 실시 예에서는 솔레노이드에 저전류 인가 시 피스톤 로드의 잦은 행정 변화에도 불구하고 편안한 승차감을 구현할 수 있는 감쇠력 가변밸브 조립체를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외통 및 내통을 갖는 실린더와, 피스톤 로드와, 피스톤 밸브와, 리저버 챔버와, 세퍼레이터 튜브와, 감쇠력 가변밸브 조립체를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서, 상기 감쇠력 가변밸브 조립체는, 상기 외통과 연결되는 감쇠력 가변밸브 하우징; 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내에서 상기 세퍼레이터 튜브와 결합되며, 가변 유로부를 제공하는 밸브 조립체; 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내에 결합되며, 상기 가변 유로부의 유로를 가변하기 위해 이동하는 플런저가 결합된 로드, 코일이 감긴 보빈, 상기 보빈 내측에 위치된 코어, 상기 보빈의 상부에 위치된 요크, 상기 보빈의 하부에 위치된 자성 와셔를 갖는 솔레노이드 구동부;를 포함하고, 상기 코일에 의해 생성되는 자속 경로는 상기 코어, 상기 플런저, 상기 요크, 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 및 상기 자성 와셔를 통해 루프를 형성하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.
상기 감쇠력 가변밸브 하우징의 개구를 덮는 커버를 더 포함하고, 상기 자성 와셔는 상기 보빈과 상기 커버 사이에 개재되며, 상기 자성 와셔의 내주는 상기 코어와 접촉하고, 상기 와셔의 외주는 상기 가변밸브 하우징과 접촉할 수 있다.
상기 보빈의 상단과 하단에 형성된 플랜지는 상기 감쇠력 가변밸브 하우징의 내주면에 인접하게 위치될 수 있다.
상기 요크는 상기 밸브 조립체를 지지할 수 있다.
상기 요크의 중앙에는 상기 플런저를 흡착하기 위한 도체성 앵커부재가 마련될 수 있다.
상기 앵커부재에는 상기 로드의 상부를 지지하는 상부 베어링이 설치되고, 상기 코어에는 상기 로드의 하부를 지지하는 하부 베어링이 설치될 수 있다.
상기 코어의 외주면은 상기 보빈의 내주면과 접촉할 수 있다.
상기 요크의 측벽은 상기 감쇠력 가변밸브 하우징과 접촉하고, 상기 요크의 바닥은 상기 보빈의 상기 상단 플랜지와 접촉할 수 있다.
상기 밸브 조립체는, 상기 세퍼레이터 튜브와 연결되는 포트와 연통되는 중공을 갖는 밸브 하우징; 상기 중공을 파일럿 챔버와 포펫 챔버로 구획하되, 상기 파일럿 챔버와 상기 포펫 챔버를 연통시키는 연결유로를 구비하는 밸브 시트; 상기 파일럿 챔버 측에 마련되고, 상기 파일럿 챔버와 상기 쇽업소버를 연통시키는 메인 유로를 통과하는 유량을 조절하는 메인 밸브부; 상기 포펫 챔버 측에 마련되고, 상기 연결유로를 통과하는 유량을 조절하는 소프트 밸브부; 및 상기 밸브 하우징의 상기 중공에 마련되되 상기 포트와 상기 메인 밸브부 사이에 마련되어 상기 포트와 연통되며 감쇠력을 발생시키는 바디 밸브부;를 포함하고, 상기 밸브 하우징은 상기 포펫 챔버 내측으로 돌출 형성되어 상기 제1 스프링의 일측을 지지하는 돌출부와, 상기 포펫 챔버와 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내부를 연통시키는 바이패스 유로를 포함하고, 상기 소프트 밸브부는 상기 밸브 시트 측으로 전진 또는 후퇴하여 상기 연결유로를 통과하는 유량을 조절하는 포펫 밸브와, 상기 포펫 밸브를 탄성 지지하는 제1 스프링과, 상기 밸브 시트를 탄성 지지하는 제2 스프링과, 상기 포펫 밸브에 연결되어 진퇴시키는 솔레노이드와, 상기 돌출부와 상기 제2 스프링 사이에 개재되어 상기 제2 스프링을 지지하는 리테이너를 포함한다.
상기 메인 밸브부는 상기 밸브 하우징에 고정되는 링 형상의 메인 시트와, 상기 파일럿 챔버에 전진 또는 후퇴 가능하게 마련되어 상기 메인 시트와 선택적으로 접촉하여 개폐되는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 상기 메인 시트 측으로 탄성 지지하는 메인 스프링을 포함하고, 상기 포펫 밸브는 상기 솔레노이드와 연결되는 포펫 몸체부와, 상기 리테이너를 관통하여 상기 밸브시트 측으로 연장 형성되되 반경방향 내측으로 단차가 형성되어 상기 리테이너를 걸림 지지 가능하게 마련되는 개폐부와, 상기 포펫 몸체부에 관통 형성되어 상기 포펫 챔버와 상기 바이패스 유로를 연통시키는 적어도 하나 이상의 보조 유로를 포함한다.
본 실시 예의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 자속 경로 생성을 위한 솔레노이드 하우징을 제거하고, 실린더의 외통과 결합되는 감쇠력 가변밸브 하우징을 이용하여 자속 경로를 생성함에 따라 재료비 절감을 통한 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 실시 예의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 솔레노이드에 저전류 인가 시 피스톤 로드의 잦은 행정 변화에도 불구하고 편안한 승차감을 구현할 수 있다.
본 실시 예에 감쇠력 가변식 쇽업소버는 솔레노이드에 고전류 인가 시 초기 제어량을 높여 차량의 조정안정성을 만족시킬 수 있다.
본 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 소프트 모드에서 저전류를 적용하여 소비전력을 감소시킬 수 있고, 전류 공급이 차단되는 페일 모드에서 감쇠력을 소프트 모드의 감쇠력보다 높게 발생시킴으로써 전류 공급 차단 시에도 차량의 조종 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체를 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체의 소프트 밸브부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체의 솔레노이드 구동부를 나타내는 확대 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 일 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체를 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 외통(11) 및 내통(12)을 갖는 실린더(10)와, 피스톤 로드(13)와, 피스톤 밸브(14)와, 리저버 챔버(15)와, 세퍼레이터 튜브(16)와, 감쇠력 가변밸브 조립체(100)를 포함한다.
외통(11)은 외측에 감쇠력 가변밸브 조립체(100)가 설치되며, 외통(11)의 내부에는 내통(12)이 일정 간격을 갖도록 설치된다. 또, 외통(11)과 내통(12)의 사이에는 도 1에 도시한 바와 같이 저압실(PL)과 고압실(PH)을 형성하기 위한 리저버 챔버(15)가 형성된다.
피스톤 로드(13)는 일단이 내통(12)의 내부에 위치된 피스톤 밸브(14)에 결합된 상태에서 압축 및 인장 행정 방향으로 왕복 이동된다.
피스톤 밸브(14)는 피스톤 로드(13)의 일단에 결합된 상태에서 내통(12)을 길이방향으로 압축챔버(12a)와 인장챔버(12b)로 구분하며, 이를 통해 실린더(10) 내부에서 압축 및 인장 행정 방향으로 왕복 이동되면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.
리저버 챔버(15)는 외통(11)과 내통(12) 사이의 공간에 마련된다.
세퍼레이터 튜브(16)는 외통(11)과 내통(12) 사이, 구체적으로는 내통(12)의 외측면에 마련되어 내측에는 고압실(PH)을 형성하고 외측에는 저압실(LH)을 형성한다. 즉, 세퍼레이터 튜브(16)는 리저버 챔버(15) 내부를 저압실(PL)과 고압실(PH)로 구획한다.
바디 밸브(17)는 내통(12)의 하단에 설치되어 리저버 챔버(15)와 압축챔버(12a) 사이의 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시킨다.
한편, 고압실(PH)은 내통(12)에 마련되는 내부홀(12c)을 통해 인장챔버(12b)와 연결되고, 저압실(PL)은 바디 밸브(17)와 외통(11) 사이에 형성되는 하부 유로 및 바디 밸브(17)에 형성된 유로(미도시)를 통해 압축챔버(12a)와 연결된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체(100)를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체(100)의 소프트 밸브부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체(100)는 포트(110)와, 밸브 하우징(120)과, 바디 밸브부(130)와, 메인 밸브부(140)와, 소프트 밸브부(160)를 포함하여 가변 유로부를 제공하는 밸브 조립체와, 솔레노이드 구동부(200)가 내장되며 외통(11)과 연결되는 감쇠력 가변밸브 하우징(210)을 포함할 수 있다.
포트(110)는 전단이 세퍼레이터 튜브(16)를 통해 고압실(PH)에 연결되며, 내부에는 고압실(PH)로부터 작동 유체가 밸브 조립체로 유입될 수 있도록 연결홀(111)이 전후로 관통 형성된다. 즉, 연결홀(111)은 입구 부위가 고압실(PH)에 연결되고, 출구는 후술할 밸브 하우징(120)의 파일럿 챔버(121a) 및 포펫 챔버(121b)로 연결된다. 포트(110)의 외부에는 고정을 위한 와샤(113)가 마련될 수 있다.
밸브 하우징(120)은 원통형의 금속소재로 마련되며, 내부 중공(121)에 바디 밸브부(130)와 메인 밸브부(140)와 소프트 밸브부(160)가 순차 조립될 수 있다.
밸브 하우징(120)은 내부에 복수 개의 단차가 형성되는 중공(121)을 구비할 수 있고, 중공(121)은 후술할 밸브 시트(150)에 의해 파일럿 챔버(121a)와 포펫 챔버(121b)로 구획될 수 있다. 구체적으로, 밸브 하우징(120)의 중공(121)은 밸브 시트(150)를 중심으로 상부에는 파일럿 챔버(121a)가 마련되고 하부에는 포펫 챔버(121b)가 마련되며, 두 챔버는 밸브 시트(150)의 연결유로(151)를 통해 연통될 수 있다. 파일럿 챔버(121a)는 포펫 챔버(121b)보다 상대적으로 넓은 공간을 형성할 수 있다.
파일럿 챔버(121a) 측 밸브 하우징(120)은 내측에 길이 방향을 따라 복수의 단차가 형성되며, 각 단차에는 포트 측 입구로부터 순차적으로 바디 밸브부(130)와 메인 밸브부(140)가 마련된다. 메인 밸브부(140)가 위치하는 밸브 하우징(120)의 중간 정도의 높이에는 메인 유로(122)를 형성하기 위한 유로홀(126)이 원주 방향으로 복수 개가 마련되어 밸브 하우징(120)의 내부와 외부를 연통시키며, 더욱 상세하게는 파일럿 챔버(121a)와 쇽업소버의 외통과 세퍼레이터 튜브 사이의 저압실(PL)을 연통시킬 수 있다.
포펫 챔버(121b) 측 밸브 하우징(120)은 내측으로 돌출 형성되어 단차를 형성하는 돌출부(124)를 포함할 수 있다. 돌출부(124)는 제1 스프링(162)의 일측을 지지함과 동시에, 리테이너(164)를 지지할 수 있으며, 자세한 내용은 후술한다.
바디 밸브부(130)는 포트(110)를 통과한 유체가 밸브 하우징(120)을 우선적으로 통과하도록 포트(110)의 연결홀(111)에 연통 설치된다. 또한, 바디 밸브부(130)는 밸브 하우징(120)의 중공(121)에 마련되되 포트와 메인 밸브부(140) 사이에 마련되어 감쇠력을 발생시킬 수 있다.
바디 밸브부(130)는 밸브 몸체(131)와, 밸브 디스크(133)와, 밸브 마운트(135)를 포함한다. 밸브 몸체(131)는 원통형으로 마련되어 중심에는 밸브 마운트(135)가 관통 결합되며, 원주 방향으로는 적어도 하나 이상의 연통홀(132)이 관통 마련된다. 밸브 디스크(133)는 판상으로 마련되어 밸브 몸체(131)의 하단 측 예를 들어, 포트(110)의 반대편에서 밸브 몸체(131)에 밀착된 상태로 마련된다. 밸브 디스크(133)는 다수의 디스크를 적층시킨 상태로 설치될 수 있고, 밸브 디스크(133)에도 작동 유체를 통과시키는 복수의 홀(미도시)이 마련될 수 있다. 밸브 마운트(135)는 밸브 디스크(133)를 지지하여 연통홀(132)을 평상 시 폐쇄하는 상태로 밸브 몸체(131)에 고정된다. 밸브 마운트(135)는 I자 형상으로 마련되어 밸브 몸체(131)의 상하에 패킹을 개재하여 빠지지 않도록 결합될 수 있다.
이러한 바디 밸브부(130)는 밸브 하우징(120)의 입구 측 단부에 결합하여 포트(110)와, 파일럿 챔버(121a) 사이를 선택적으로 연통시킨다. 특히, 바디 밸브부(130)는 하나의 독립된 부품 형태를 가지기 때문에, 개별 설계를 통해 요구되는 사양 예를 들어, 소프트 모드에서 메인 밸브부(140)의 감쇠력은 최소화하고 저속에서의 감쇠력을 조정하는 등의 튜닝 자유도를 크게 높일 수 있다.
메인 밸브부(140)는 밸브 하우징(120) 중공(121)의 파일럿 챔버(121a) 측에 마련되는 것으로, 메인 시트(141)와 메인 밸브(143)와 메인 스프링(145)을 포함할 수 있다.
메인 밸브부(140)의 메인 시트(141)는 링 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 메인 시트(141)는 외측에 마련되는 단차를 이용하여 밸브 하우징(120)의 내측면에 마련되는 걸림턱(127)에 지지되어 고정될 수 있다. 메인 시트(141)의 하단은 밸브 바디(143)의 상단과 선택적으로 접촉하면서 파일럿 챔버(121a)와 밸브 하우징(120) 사이의 메인 유로(122)를 개폐할 수 있다.
메인 밸브(143)는 파일럿 챔버(121a)에 전진 또는 후퇴 가능하게 마련된다. 메인 밸브(143)는 원판 형태의 바디 디스크(143a)와, 바디 디스크(143a)의 상측과 하측으로 각각 연장 마련되는 상부 림(143b)와 하부 림(143c)를 포함한다. 바디 디스크(143a)는 중앙에 바디홀(144)을 구비하여 바디 디스크(143a)의 전방과 후방을 연통시킨다. 상부 림(143b)의 상단은 메인 시트(141)의 하단과 선택적으로 접촉하거나 이격되며, 바디 디스크의 하단은 메인 스프링(145)을 개재하여 메인 시트(141) 측으로 탄성 지지된다. 메인 스프링(145)은 코일 스프링 형태를 가질 수 있다.
밸브 시트(150)는 메인 밸브부(140)와 소프트 밸브부(160) 사이에 마련되고, 가장자리가 밸브 하우징(120)의 단차에 지지되며, 밸브 하우징(120)의 중공(121)을 밸브 시트(150) 상단의 파일럿 챔버(121a)와 밸브 시트(150) 하단의 포펫 챔버(121b)로 구획할 수 있다.
또한, 밸브 시트(150)는 파일럿 챔버(121a)와 포펫 챔버(121b)를 연통시키는 연결유로(151)가 중심 부근에 형성된다. 연결유로(151)는 후술할 포펫 밸브(161)가 선택적으로 접촉함에 따라 파일럿 챔버(121a)와 포펫 챔버(121b)를 연통 또는 폐쇄시킬 수 있다.
밸브 시트(150)의 하단에는 홈이 마련되어 제2 스프링(163)이 끼워지며, 구체적으로 제2 스프링(163)은 리테이너(164)의 상단과 밸브 시트(150)의 하단 사이에 개재된다.
포펫 챔버(121b)는 밸브 시트(150)의 하단에 마련되고 파일럿 챔버(121a)보다 체적이 작게 마련되며, 내부에 소프트 밸브부(160)가 위치한다. 또한, 포펫 챔버(121b)는 소프트 밸브부(160)의 작동에 의해 파일럿 챔버(121a)로부터 작동 유체가 통과하는 유량이 조절될 수 있다.
소프트 밸브부(160)는 밸브 시트(150) 측으로 전진 또는 후퇴하여 연결유로(151)를 통과하는 유량을 조절하는 포펫 밸브(161)와, 포펫 밸브(161)를 탄성 지지하는 제1 스프링(162)과 밸브 시트(150)를 탄성 지지하는 제2 스프링(163)과 포펫 밸브(161)에 연결되어 진퇴시키는 솔레노이드 구동부(200)를 포함할 수 있다.
포펫 밸브(161)는 판상으로 마련되는 포펫 몸체부(161b)와, 포펫 몸체부(161b)의 중심에서 밸브 시트(150) 측으로 연장 형성되어 연결유로(151)를 개폐 가능하게 마련되는 개폐부(161a)를 포함할 수 있다.
포펫 몸체부(161b)는 포펫 챔버(121b)와 바이패스 유로(123)를 연통시키기 위해 적어도 하나 이상의 보조 유로(161e)가 관통 형성될 수 있다.
포펫 몸체부(161b)의 상면은 제1 스프링(162)에 탄성 지지되어 포펫 밸브(161)의 전진(또는 상승) 시 밸브 시트(150)와 이격(또는 하강)되는 방향으로 탄성력을 받을 수 있다. 또한 포펫 몸체부(161b)의 하면에는 포펫 몸체부(161b)와 솔레노이드 구동부(200)를 일정 거리 이상 이격시키기 위해 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 스토퍼(161c)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 스토퍼(161c)는 링 형상으로 마련될 수 있고, 포펫 챔버(121b)와 바이패스 유로(123)가 연통되도록 적어도 하나의 슬릿(미도시)이 구비될 수 있다. 따라서, 솔레노이드에 전류가 인가되지 않는 페일 모드 시에도, 포펫 몸체부(161b)와 솔레노이드 구동부(200)는 일정 거리를 유지하게 되어 포펫 챔버(121b)의 작동유체는 보조 유로(161e) 및 바이패스 유로(123)를 통해 쇽업소버로 이동 가능하게 마련될 수 있다.
개폐부(161a)는 포펫 몸체부(161b)의 중심에서 리테이너(164)를 관통하도록 밸브 시트(150) 측으로 연장 형성될 수 있다. 또한, 개폐부(161a)는 반경방향 내측으로 단차(161d)가 형성되어 포펫 밸브(161)가 전진 시 리테이너(164)를 걸림 지지 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어 소프트 모드 시, 솔레노이드에 저전류가 인가되어 로드 및 포펫 밸브(161)가 밸브 시트(150) 측으로 전진하되 개폐부(161a)의 단차(161d)에 리테이너(164)가 접촉될 때 개폐부(161a)와 밸브 시트(150)의 거리가 일정 거리(약 0.1mm ~ 0.2mm)로 유지되는 위치에 단차(161d)가 형성될 수 있다.
리테이너(164)는 링 형상으로 마련되어 밸브 하우징(120)의 돌출부(124)와 제2 스프링(163) 사이에 개재되며, 제2 스프링(163)을 지지하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 리테이너(164)는 외경이 포펫 챔버(121b) 상측 내주면과 대응되고 내경이 돌출부(124) 측 내주면과 대응되는 링 부재(164a)와, 링 부재(164a)의 내측으로 일정 간격을 두고 돌출 형성되는 복수 개의 돌기부재(164b)를 포함하며, 돌기부재(164b)의 끝단은 포펫 밸브(161)의 단차(161d)에 걸림 지지 가능하게 연장 형성되도록 마련될 수 있다.
다시 말해, 포펫 밸브(161)가 전진하여 단차(161d)가 리테이너(164)에 접촉되면 포펫 밸브(161)와 밸브 시트(150)가 일정 거리를 유지한다. 나아가, 포펫 밸브(161)가 더 전진하면 포펫 밸브(161)의 단차(161d)에 리테이너(164)가 걸림 지지된 상태로 포펫 밸브(161)와 함께 밸브 시트(150) 측으로 전진하며, 리테이너(164)는 돌출부(124)로부터 이격되어 제2 스프링(163)을 지지할 수 있다.
솔레노이드 구동부(200)는 포펫 밸브(161)에 연결되어 포펫 밸브(161)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.
도 4는 본 실시 예에 의한 감쇠력 가변밸브 조립체의 솔레노이드 구동부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 솔레노이드 구동부(200)는 자성의 금속재료인 감쇠력 가변밸브 하우징(210)을 이용하여 코일에 의해 생성되는 자속 경로를 만들도록 함에 의해 기존의 솔레노이드 구동부에서 자속 경로를 형성하는 솔레노이드 하우징을 제거하여 재료비 절감에 따른 생산성을 향상시킬 수 있다.
솔레노이드 구동부(200)는 코일(221)이 감긴 보빈(220)과, 보빈(220)의 내측과 상부를 감싸는 코어(230) 및 요크(240)와, 코어(230) 및 요크(240)의 내부에 이동 가능하게 설치된 플런저(251)가 결합된 로드(250)를 포함한다.
보빈(220)은 중공 원통 형상이고, 보빈(220)의 상단과 하단 외주면에는 상단 플랜지(222)와 하단 플랜지(223)가 형성된다. 보빈(220)은 절연 재질의 구조물로 형성된다. 보빈(220)의 외면에는 코일(221)이 권취될 수 있다.
보빈(220)의 상단 및 하단 플랜지(222,223)의 단부는 감쇠력 가변밸브 하우징(210)의 내주면(211)에 인접하게 위치된다.
보빈(220)의 외측에 위치된 감쇠력 가변밸브 하우징(210)은 자성체(예로서, 철과 같은 강자성체)로 구성됨에 의해 코일(221)에 의해 발생되는 자속 경로(MC)의 일부를 형성한다.
코일(221)은 전원 인가시 자기장을 발생시키는 도선으로, 보빈(220)의 외주면에 감겨 일정한 두께를 갖는 원통 형상을 이룬다.
코일(221)에 전원이 인가되면 보빈(220)의 주위로 자기장이 형성되고, 이 자기장에 의해 플런저(251)와 결합된 로드(250)는 이동하여 포펫 밸브(161)를 작동시킨다.
코어(230)와 요크(240)는 철체로 이루어진 도체성 물질로 구성된다. 코어(230)는 보빈(220)의 내측에 위치되며, 요크(240)는 보빈(220)의 상부에 위치된다.
코어(230)는 원통 용기 형태로 구성되고, 바닥 중앙에는 하부 베어링(232)이 안착되는 홈(231)이 형성된다. 코어(230)의 외주면은 보빈(220)과 접촉한다.
코어(230)의 내부에는 로드(250)와 일체로 결합된 플런저(251)가 이동 가능하게 삽입된다.
요크(240)는 보빈(220)의 상부를 덮으며 밸브 조립체를 구성하는 밸브 하우징(120)을 지지한다. 요크(240)의 측벽(241)에는 기밀유지를 위한 실링부재(242)가 설치된다. 요크(240)의 측벽(241)은 감쇠력 가변밸브 하우징(210)의 내주면(211)과 접촉하고, 요크(240)의 바닥(243)은 보빈(220)의 상단 플랜지(222)와 접촉한다.
요크(240)의 중앙에는 상부 베어링(244)이 안착되는 홈(245)을 갖는 앵커부재(260)가 고정된다. 앵커부재(260)는 철제로 이루어진 도체성 물질이다. 앵커부재(260)는 코일(221)에 자력을 발생시켰을 때 플런저(251)를 흡착할 수 있다.
플런저(251)는 코어(230)의 내부에 배치되어 축방향으로 이동 가능하게 마련된다. 플런저(251)는 로드(250)와 일체로 결합되며, 로드(250)의 양단은 상부 베어링(244)과 하부 베어링(232)을 통해 지지된다.
커버(270)는 감쇠력 가변밸브 하우징(210)의 개방된 부분에 결합되어 감쇠력 가변밸브 하우징(210)의 내부를 밀폐한다.
보빈(220)과 커버(270) 사이에는 자성 와셔(280)가 개재된다. 자성 와셔(280)는 링 형태로 형성되고, 내주(281)는 코어(230)에 접촉하고 외주(282)는 감쇠력 가변밸브 하우징(210)의 내주면(211)에 접촉하여 자속 경로(MC)의 일부를 형성한다.
코일(221)에 의해 발생한 자속 경로(MC)는 코어(230), 플런저(251), 앵커부재(260), 요크(240), 감쇠력 가변밸브 하우징(210), 자성 와셔(280)를 통해 루프를 형성한다.
이를 통해, 솔레노이드 구동부(200)에 전류가 인가되면 전자기력에 의해 로드(250)를 진퇴시키고, 인가되는 전류의 양에 따라 로드(250) 및 로드(250)에 연결된 포펫 밸브(161)의 전진 정도를 조절할 수 있고, 미리 정해진 값에 따라 포펫 밸브(161)를 제어할 수 있다.
이 때, 솔레노이드 구동부(200)의 전자기력은 소프트 모드와 하드 모드에 따라 각각 다르게 제어될 수 있다. 구체적으로, 소프트 모드 시 솔레노이드 구동부(200)의 전자기력은 제1 스프링(162)의 탄성력(압축하중)과 동일하게 제어될 수 있고, 하드 모드 시 솔레노이드 구동부(200)의 전자기력은 제1 스프링(162)의 탄성력과 제2 스프링(163)의 탄성력의 합력과 동일하게 제어될 수 있다.
바이패스 유로(123)는 밸브 하우징(120)의 최하단에 원주 방향으로 관통 형성되는 적어도 하나 이상의 유로홀을 통해 마련되어 포펫 챔버(121b)와 쇽업소버를 연통시킬 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
10: 실린더 11: 외통
12: 내통 13: 피스톤 로드
14: 피스톤 밸브 15: 리저버 챔버
16: 세퍼레이터 튜브 100: 감쇠력 가변밸브 조립체
110: 포트 120: 밸브 하우징
121: 중공 121a: 파일럿 챔버
121b: 포펫 챔버 122: 메인 유로
123: 바이패스 유로 124: 돌출부
130: 바디 밸브부 131: 밸브 몸체
132: 연통홀 133: 밸브 디스크
135: 밸브 마운트 140: 메인 밸브부
141: 메인 시트 143: 메인 밸브
145: 메인 스프링 150: 밸브 시트
151: 연결유로 160: 소프트 밸브부
161: 포펫 밸브 161a: 개폐부
161b: 포펫 몸체부 161c: 스토퍼
161d: 단차 161e: 보조 유로
162: 제1 스프링 163: 제2 스프링
164: 리테이너 200: 솔레노이드 구동부
210: 감쇠력 가변밸브 하우징 220: 보빈
221: 코일 230: 코어
240: 요크 250: 로드
251: 플런저 260: 앵커부재
270: 커버 280: 자성 와셔

Claims (11)

  1. 외통 및 내통을 갖는 실린더와, 피스톤 로드와, 피스톤 밸브와, 리저버 챔버와, 세퍼레이터 튜브와, 감쇠력 가변밸브 조립체를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서,
    상기 감쇠력 가변밸브 조립체는,
    상기 외통과 연결되는 감쇠력 가변밸브 하우징;
    상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내에서 상기 세퍼레이터 튜브와 결합되며, 가변 유로부를 제공하는 밸브 조립체;
    상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내에 결합되며, 상기 가변 유로부의 유로를 가변하기 위해 이동하는 플런저가 결합된 로드, 코일이 감긴 보빈, 상기 보빈 내측에 위치된 코어, 상기 보빈의 상부에 위치된 요크, 상기 플런저를 흡착하기 위해 상기 요크의 중앙에 마련되는 도체성 앵커부재, 상기 보빈의 하부에 위치된 자성 와셔를 갖는 솔레노이드 구동부;를 포함하고,
    상기 코일에 의해 생성되는 자속 경로는 상기 코어, 상기 플런저, 상기 앵커부재, 상기 요크, 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 및 상기 자성 와셔를 통해 루프를 형성하며,
    상기 밸브 조립체는
    상기 세퍼레이터 튜브와 연결되는 포트와 연통되는 중공을 갖는 밸브 하우징과,
    상기 중공을 파일럿 챔버와 포펫 챔버로 구획하되, 상기 파일럿 챔버와 상기 포펫 챔버를 연통시키는 연결유로를 구비하는 밸브 시트를 포함하고,
    상기 밸브 시트 측으로 전진 또는 후퇴하여 상기 연결유로를 통과하는 유량을 조절하는 포펫 밸브를 더 포함하며,
    상기 솔레노이드 구동부의 페일 모드 시 작동유체의 흐름을 허용하도록 상기 밸브 하우징은 상기 포펫 챔버와 상기 감쇠력 가변밸브 하우징 내부를 연통시키는 바이패스 유로를 포함하며,
    상기 포펫 밸브에는 몸체가 상기 솔레노이드 구동부와 이격되도록 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 스토퍼가 형성되되, 상기 스토퍼에는 상기 바이패스 유로와 연통되도록 적어도 하나의 슬릿이 구비되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감쇠력 가변밸브 하우징의 개구를 덮는 커버를 더 포함하고,
    상기 자성 와셔는 상기 보빈과 상기 커버 사이에 개재되며, 상기 자성 와셔의 내주는 상기 코어와 접촉하고, 상기 와셔의 외주는 상기 가변밸브 하우징과 접촉하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보빈의 상단과 하단에 형성된 플랜지는 상기 감쇠력 가변밸브 하우징의 내주면에 인접하게 위치되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요크는 상기 밸브 조립체를 지지하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 앵커부재에는 상기 로드의 상부를 지지하는 상부 베어링이 설치되고, 상기 코어에는 상기 로드의 하부를 지지하는 하부 베어링이 설치되는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 코어의 외주면은 상기 보빈의 내주면과 접촉하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 요크의 측벽은 상기 감쇠력 가변밸브 하우징과 접촉하고, 상기 요크의 바닥은 상기 보빈의 상기 상단 플랜지와 접촉하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 조립체는
    상기 파일럿 챔버 측에 마련되고, 상기 파일럿 챔버와 상기 쇽업소버를 연통시키는 메인 유로를 통과하는 유량을 조절하는 메인 밸브부;
    상기 포펫 챔버 측에 마련되고, 상기 연결유로를 통과하는 유량을 조절하는 소프트 밸브부; 및
    상기 밸브 하우징의 상기 중공에 마련되되, 상기 포트와 상기 메인 밸브부 사이에 마련되어 상기 포트와 연통되며 감쇠력을 발생시키는 바디 밸브부;를 포함하고,
    상기 밸브 하우징은 상기 포펫 챔버 내측으로 돌출 형성되어 제1 스프링의 일측을 지지하는 돌출부를 포함하고,
    상기 소프트 밸브부는 상기 포펫 밸브를 탄성 지지하는 제1 스프링과, 상기 밸브 시트를 탄성 지지하는 제2 스프링과, 상기 포펫 밸브에 연결되어 진퇴시키는 솔레노이드와, 상기 돌출부와 상기 제2 스프링 사이에 개재되어 상기 제2 스프링을 지지하는 리테이너를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 밸브부는 상기 밸브 하우징에 고정되는 링 형상의 메인 시트와, 상기 파일럿 챔버에 전진 또는 후퇴 가능하게 마련되어 상기 메인 시트와 선택적으로 접촉하여 개폐되는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 상기 메인 시트 측으로 탄성 지지하는 메인 스프링을 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 포펫 밸브는 상기 솔레노이드와 연결되는 포펫 몸체부와, 상기 리테이너를 관통하여 상기 밸브 시트 측으로 연장 형성되되 반경방향 내측으로 단차가 형성되어 상기 리테이너를 걸림 지지 가능하게 마련되는 개폐부와, 상기 포펫 몸체부에 관통 형성되어 상기 포펫 챔버와 상기 바이패스 유로를 연통시키는 적어도 하나 이상의 보조 유로를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
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