KR102483000B1 - 감쇠력 가변 완충 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감쇠력 가변 완충시스템에 관한 것이며 피스톤밸브부, 피스톤밸브조절부 및 독립완충조절부를 포함하여 유압을 정밀하게 조절할 수 있고, 추가적으로 차량휠의 상하 운동으로부터 감쇠력을 독립하여 조절할 수 있는 감쇠력 가변 완충시스템인 것을 특징으로 한다.

Description

감쇠력 가변 완충 시스템{VARIABLE DAMPING SYSTEM}

본 발명은 다단 성능의 유체 유로와 완충 성능을 부가적으로 조절하는 피스톤밸브 뭉치를 통해 사용 환경에 따라 감쇠력 가변의 범위를 확장하고, 충격 완충 성능을 향상시킴으로써 승차감을 극대화시킨 차량용 외측 슬리브의 회전 조절식 갑쇠력 가변 완충 시스템에 관한 기술분야이다.

쇼크업소버(shock absorber)는 주행 중 발생되는 노면 충격과 진동을 흡수하여 차량의 안전성과 승차감을 향상시킨다. 쇼크업쇼버는 차량 휠의 서스펜션암과 연결되는 스트럿의 스프링 내측에 삽입되어 스프링이 작용할 때 뛰어난 감쇠작용으로 운전자의 피로감을 감소시키고, 바퀴의 상하 진동을 흡수하는 역할을 하며 현가장치와 차체 사이에 설치된다. 일반적으로 차량용 쇼크업소버는 작동원리에 따라 단동식과 복동식으로 구분되나 유압식 쇼크업소버는 복동식 쇼크업소버(twin tube shock absorber)가 이용되고 차륜과 차체에 전달되는 상이한 진동을 완충하는 역할을 한다.

구체적으로 리바운드 시에 차체와 차륜 사이의 간격이 확장되며 스프링의 길이가 연신되고, 피스톤이 상승하면 상부 작동실(upper working chamber)의 오일은 피스톤 밸브 또는 오리피스를 통해서만 하부 작동실(lower working chamber)로 토출된다. 따라서 상부 작동실의 유압은 크게 상승하므로 감쇠작용도 상승된다. 또한 피스톤의 상승과 동시에 하부 작동실의 체적 증가를 보상하기 위해 오일저장실로부터 베이스 밸브를 통해 오일이 유입된다. 즉 하향운동하는 차륜이 노면에 강한 충격을 가하지 않도록 하며 더 이상 다시 튀어오르지 않도록 한다.

다만 공상현장이나 비포장 도로 등 요철이나 거친 노면을 주행하는 경우 다변적인 진동에 의한 산발적인 충격에 대응하지 못하고 노면과 충격 후 바운싱이 오랫동안 지속되거나, 진동이나 충격에 대응하는 댐퍼의 적절한 감쇠력 조절이 어려워 타이어를 노면에 확실하게 접지시키지 못할 뿐 아니라 차량의 조정성과 안정성을 해하고, 심하게는 쇼크업소버에서 오일이 누유되거나, 고무부싱이 파손 또는 타이어의 마모가 발생할 수 있다.

따라서 다변적인 진동과 산발적인 충격이 발생하는 다양한 사용 환경에서 노면에서 발생하는 충격에 차체나 탑승자에게 직접 전해지지 않도록 감쇠력을 다변적으로 조절할 수 있고, 승차감과 차량의 조정성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 감쇠력 완충기가 요구되는 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 사용자 선택형, 환경별, 성능별로 가변을 구성하도록 감쇠성능에 따라 유체 유로를 형성하고, 감쇠성능에 따라 유체 유로 개폐를 조절하는 조절 기구부를 ㅎ포함하며, 부가적인 완충 성능을 구현하는 추가 피스톤 밸브 뭉치를 포함하는 감쇠력 가변 완충 시스템을 제공하는 것이다.

본 밞명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충 시스템은 내측튜브와 외측튜브를 포함하는 유압로드부, 피스톤로드부, 피스톤밸브조절부를 포함하며, 상기 피스톤로드부는 중실형 피드톤로드 및 중실형피스톤로드가 삽입될 수 있는 내경이 튜브 구조인 슬리브를 포함하고, 상기 중실형피스톤로드는, 말단에 피스톤밸브조절부 및 독립완충조절부와 연결될 수 있는 볼트구조의 연결부, 일측에 적어도 복수개 이상의 오리피스 홀 및 슬리브의 내경에 삽입된 상태에서 슬리브의 내경과 중실형피스톤로드의 외경 사이에 오일이 누수되는 것을 방지하기 위해 외경에 삽입되는 오일링을 포함하며, 상기 슬리브는 중실형 피스톤로드의 외경에 대응하여 중실형 피스톤로드를 수용하고 상기 오리피스 홀을 개폐하는 개폐부를 포함하고, 상기 피스톤로드부의 상단부에는 피스톤로드부의 슬리브 외경에 배치되어 슬리브의 회전각을 조절하여 슬리브의 회전각에 따라 상기 오리피스 홀의 개폐를 조절하여 기폐량을 다변화시킬 수 있는 스토핑부 및 다단조절부를 포함하는 피스톤밸브조절부 및 상기 피스톤로드부의 하단부에는 독립 완충역할을 하는 하우징 및 성능피스톤을 포함하는 독립완충조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 피스톤밸브 조절부의 다단조절부는 스토핑부에 대응하여 상호 맞물리는 구조이며, 회전력 지지를 위한 스프링부재가 포함되는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게는 상기 독립완충조절부는 피스톤로드부의 연결부와 체결될 수 있는 체결부를 포함하는 하우징, 하우징의 내경에 삽입 및 안착되고 피스톤로드부의 연결부 일부가 관통할 수 있는 홀을 포함하는 성능피스톤, 성능피스톤의 내경 또는 외경에 일부가 안착되어 휠의 상하 위치운동 속도에 따라 장력 조절을 위한 스프링 부재, 성능피스톤의 외측에 배치되는 보완부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 유암압로드부의 피스톤로드부를 중실형피스톤로드와 튜브형 슬리브를 함하되, 오리피스홀의 개폐가 용이한 개폐구를 두고, 피스톤밸브조절부에 의해 개폐구를 개폐하여 유량을 정밀하게 조절함으로써 공사현장이나 노면이 거친 비포장도로의 지면으로부터 차량바디에 전해지는 충격을 완화시키는 감쇠력 가변이 가능한 효과가 있다.

나아가 독립완충조절부를 두어 피스톤밸브조절부에 의한 유량의 조절과 독립적으로 차량의 상하 위치이동으로부터 발생되는 충격을 감쇠시킬 수 있다.

따라서 본 발명은 지면으로부터 전달되는 차량의 진동과 충격을 정밀하게 감쇠시킬 수 있고 추가적인 상하 바운싱으로부터 충격을 감쇠시킬 수 있어 탑승자의 승차감, 안정성 및 조정용이성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 조립순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 조립형 피스톤 로드부를 나타내는 개략적인 분해도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 감쇠력을 조절하는 피스톤로드부의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 감쇠력을 조절하는 피스톤로드부의 오리피스 개폐 예시도이다.
도 7은 (A)본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 피스톤밸브조절부의 예시도이며,(B)조립순서도이다.
도 8은 (A)본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 피스톤밸브조절부의 예시도이며,(B)조립순서도이다.
도 9는 (A)본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 피스톤밸브조절부의 예시도이며,(B)조립순서도, (C)b-b 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 다단조절부의 예시도 및 조립순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 다단조절부의 예시도 및 조립순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 감쇠력 가변 완충시스템을 설명한다. 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 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 단면도이며. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 조립형 피스톤 로드를 나타내는 개략적인 분해도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 감쇠력을 조절하는 피스톤로드의 오리피스 개폐 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 감쇠력을 조절하는 피스톤로드의 오리피스 개폐 예시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 피스톤밸브 뭉치의 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 피스톤밸브 뭉치의 예시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 다단 조절부의 예시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 다단 조절부의 예시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충기의 다단 조절부의 예시도이다.

삭제

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 감쇠력 가변 완충 시스템은 피스톤로드부, 피스톤밸브부 및 독립완충조절부를 포함할 수 있다. 위 구성과 함께, 통상의 감쇠력 가변 완충 시스템에 구비되는 중실형 피스톤로드, 슬리브, 오리피스 홀의 개폐를 조절하는 피스톤로드부, 피스톤로드와 아울러 차량 휠의 상하 위치이동을 감쇠시키는 추가적인 완충조절부가 본 실시예에 마련될 수 있음은 물론이며, 본 실시예에서는 튜브형 슬리브와 중실형 피스톤로드에 의해 유량조절을 하는 피스톤로드부, 적어도 복수개 이상의 오리피스 홀을 다단으로 개폐하여 유량을 조절하는 피스톤밸브부, 유량조절과 독립되어 차량의 상하 바운싱을 완충하는 독립완충조절부 구성에 포커싱하여 기술하기로 한다.

일반적으로 차량의 쇼크업소버는 오일이 유동하는 유압로드부, 유압로드부 내에서 노면 또는 지면으로부터 차량 휠에 전달되는 바운싱을 압력(compression) 및 재도약(rebound)으로 수용하는 피스톤로드부, 오리피스로 유압을 조절하는 피스톤밸브조절부로 구성된다.

본 발명은 유압 성능을 차체로 전달하기 위해 중실형피드톤로드 및 슬리브로 이루어진 피스톤로드부를 포함한다. 보다 상세하게 도 4를 참고하면, 피스톤로드부는 피스톤밸브조절부를 수용하는 중실형피스톤로드일 수 있다.

중실형피스톤로드의 일측에는 오리피스홀이 적어도 복수개 이상 배치되며, 외경 일부에는 완충 시스템 내측 오일과 유압에 의한 외부로 오일이 누수되는 것을 방지하는 오일링이 끼워지고, 일측 말단에는 피스톤밸브조절부와 체결되는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 연결부는 연결부재 역할이며, 다른 일측은 후술하는 독립완충조절부와 연결되며, 본 발명의 일 실시예는 볼트 형태일 수 있다.

상기 중실형피스톤로드의 외경에는 도 5와 같이 중실형피스톤로드를 수용하고 오일링에 의해 실링되는, 튜브 구조의 슬리브를 포함할 수 있고, 중실형피스톤로드를 수용한 상태에서 오리피스홀과 대응되는 위치에 회전각도 조절에 의해 오리피스홀을 개폐하는 개폐부가 배치될 수 있다.

상기 오리피스홀은 후술할 피스톤밸브조절부에 의해 개폐부로 개폐되며 적어도 복수개 이상일 수 있다. 바람직하게는 3~4개 이내일 수 있으며 오리피스홀을 개폐하여 유량을 조절할 수 있는 바 오리피스홀의 개수를 증가시켜 오일의 유동량을 조절하여 압력 및 재도약에 따른 감쇠력을 정밀하게 조절할 수 있다.

피스톤로드부의 상단부에는 오리피스홀의 개폐를 조절할 수 있는 피스톤밸브조절부가 배치될 수 있다. 피스톤밸브조절부는 개폐부에 의해 오리피스홀의 개폐 여부 및 개폐의 정도를 조절할 수 있는 스토핑부 및 다단조절부를 포함할 수 있다.

상기 스토핑부 및 다단조절부는 슬리브의 회전각에 따라 피스톤로드부 개폐부의 개폐량을 다변화시킬 수 있으며, 이는 오리피스의 원주방향으로 형성되는 오리피스홀의 개수에 따라 개폐되는 홀의 개수를 다변화시킴으로써 유량이 변화되 감쇠력이 조절될 수 있다. 이는 도 5를 통해 피스톤밸브조절부에 의해 홀이 개폐된 모습을 참고할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예는 도 5 및 6를 참고하면 오리피스홀의 개수를 3개 내지는 4개로하여 유량을 3~4단으로 조절할 수 있어 종래에 비하여 사용 환경에 따라 감쇠력을 다변화할 수 있는 장점이 있다.

보다 상세하게 스토핑부 및 다단조절부의 일부는 대응하는 구조일 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 도 7 내지 9와 같이 스토핑부 및 다단조절부를 대응하는 구조를 대응하는 걸림구조로 실시하였으나, 조절부가 스토핑부에 수용되거나 스토핑부가 조절부에 수용되어 회전 및 제어될 수 있는 구조이면 특히 제한하지 않는다.

스토핑부 및 다단조절부는 피스톤로드부 외경에 끼워지고, 다단조절부는 스토핑부에 수용되거나 조절부가 스토핑부에 수용되는 구조로 배치되되 스토핑부 및 다단조절부가 맞물리는 시점에 피스톤로드부의 개폐부가 오리피스 홀을 개폐할 수 있다. 아울러 조절부의 회전에 의해 개폐부가 개폐되는 바, 회전력을 지지하기 위해 스프링부재를 두어 회전을 용이하게 할 수 있다. 상기 스프링부재는 조절부의 회전력을 조절할 수 있는 구조이면 특히 제한하지 않으며, 예를 들어 굴곡이 들어간 디스크형 스프링, 코일스프링 등이 있다.

도 7을 참고하면 피스톤밸브조절부의 다단조절부 및 스토핑부는 피스톤로드부의 외경에 끼워지고, 다단조절부는 돌기를 포함하여 돌기와 대응하는 홀을 포함하는 스토핑부에 수용된 채 조절부가 회전하며 돌기가 스토핑부의 홀에 맞물릴 수 있다.

도 8을 참고하면 피스톤밸브조절부의 다단조절부 및 스토핑부는 피스톤로드부의 외경에 끼워지고 다단조절부는 홈을 포함하여 홀과 대응하는 돌기를 포함하는 스토핑부의 하단에 배치되어 다단조절부가 회전하며 홈부가 스토핑부의 돌기부에 맞물림으로서 유량을 조절할 수 있다.

도 9를 참고하면 피스톤밸브조절부의 다단조절부 및 스토핑부는 피스톤로드부의 외경에 끼워지고 스토핑부는 원주에 코일스프링 및 스틸볼을 포함하며 다단조절부는 스틸볼의 외경보다 작은 직경의 가공홀을 포함하여 조절부를 회전하면 스틸볼이 가공홀에 대응되는 위치에서 개폐부를 개폐함으로서 유량을 조절할 수 있다.

한편 유량을 조절하여 감쇠력의 가변 범위를 확대 또는 감소시키는 피스톤밸브조절부에 아울러 피스톤밸브조절부의 하단에는 차량휠의 상하 이동에 따른 위치에너지를 일부 수용하여 독립적으로 감쇠력을 제어할 수 있는 독립완충조절부를 포함할 수 있다.

독립완충조절부는 체결부를 포함하여 상술한 바와 같이 피스톤로드부의 다른 일측에 배치되는 연결부와 체결되며, 체결부 및 연결부는 체결될 수 있는 구조일 수 있다. 본 발명의 일 실시예는 볼트와 너트로 개시하였으나 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 독립완충조절부는 체결부가 배치되는 하우징, 하우징의 내측에 삽입 및 적층되는 성능피스톤, 스프링부재, 장력을 수용하는 디스크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6 내지 9는 독립완충조절부의 예시도이며 이를 참고하면, 피스톤로드부와 체결되며 독립완충조절부를 가이드하는 하우징, 복수개의 유로 관통홀을 포함하는 성능피스톤, 코일스프링 또는 디스크형의 스프링부재 등을 포함하여 스프링 부재의 장력 조절을 통해 차량휠의 상하 위치 이동에 따른 충격을 수용하여 감쇠력을 독립적으로 제어하는 구조일 수 있다. 구체적으로 도 10은 하우징, 성능피스톤, 원추형 코일스프링, 원형디스크로 이루어지며, 도 11을 참고하면 하우징, 성능피스톤, 디스크형의 스프링, 축을 정렬하는 리벳 가이드로 이루어질 수 있다. 도 10 및 도 11은 일 실시예를 개시한 것이며, 하우징, 성능피스톤, 스프링부재 등을 도시한 범위에 한정되지 않는다.

이와 같이 본 실시예는 차량의 운행시 지면과 휠의 마찰에 의해 차량 바디에 전달되는 진동 및 충격을 흡수하고 정밀하게 감쇠시키기 위해 감쇠력 가변 범위를 다양하게 조절할 수 있는 피스톤로드부, 피스톤로드부에 의해 유량을 조절할 수 있는 피스톤로드조절부 및 휠의 상하 위치에너지를 독립적으로 흡수 및 완충시키는 독립완충조절부를 마련함으로써, 공사현장, 비포장 도로 등 거친 지면을 운행이 발생하는 산발적이고 다발적인 진동을 정밀하게 완충할 수 있으며, 이에 따라 노면과 휠의 접지기능이 향상됨으로써 탑승자의 승차감과 차량의 조정성을 향상시키고 수 있다. 또한, 타이어의 마모 방지, 오일 누수를 방지하여 차량의 수명을 연장시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

R 유압로드부
100 피스톤로드부
110 중실형 피스톤로드
111 오일링
120 슬리브
130 연결부
140 오리피스홀
200피스톤밸브조절부
210 개폐부
220 스토핑부
221 스토핑부재
230 다단조절부
300 독립완충조절부
310 하우징
S 스프링부재
P 보완부재
320 성능피스톤
330 체결부
H 홀

Claims (3)

1. 내측튜브와 외측튜브를 포함하는 유압로드부, 피스톤로드부, 피스톤밸브조절부를 포함하며,
   상기 피스톤로드부는
   중실형 피드톤로드 및 중실형피스톤로드가 삽입될 수 있는 튜브 구조인 슬리브를 포함하고,
   상기 중실형피스톤로드는,
   양말단에 피스톤밸브조절부 및 독립완충조절부와 연결될 수 있는 볼트구조의 연결부;
   일측에 적어도 복수개 이상의 오리피스 홀; 및
   슬리브의 내경과 중실형피스톤로드의 외경 사이에 오일이 누수되는 것을 방지하기 위해 중실형피스톤로드의 외경에 끼워지는 오일링을 포함하며,
   상기 슬리브는,
   중실형피스톤로드의 외경에 대응하여 중실형피스톤로드를 수용하고 상기 오리피스 홀을 개폐하는 개폐부를 포함하고,
   피스톤밸브조절부는,
   스토핑부 및 다단조절부를 포함하고 피스톤로드부의 슬리브 외경에 끼워 배치되며
   스토핑부는 다단조절부와 대응하는 구조로서, 스토핑부가 다단조절부에 수용되거나 또는 다단조절부가 스토핑부에 수용되어 회전 및 제어할 수 있는 구조이며,
   다단조절부는 슬리브의 회전각을 조절하여 슬리브의 회전각에 따라 개폐부가 상기 오리피스 홀의 개폐를 조절하여 개폐량에 의한 유량을 다변화시킬 수 있고,
   상기 피스톤로드부의 하단부에는 독립 완충역할을 하는 하우징 및 성능피스톤을 포함하는 독립완충조절부를 포함하는 감쇠력 가변 완충 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   피스톤밸브 조절부의 다단조절부는 스토핑부에 대응하여 맞물리는 구조이며, 회전력 지지를 위한 스프링부재가 포함되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 완충 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 독립완충조절부는 피스톤로드부의 연결부와 체결될 수 있는 체결부를 포함하는 하우징, 하우징의 내경에 삽입 및 안착되고 피스톤로드부의 연결부 일부가 관통할 수 있는 홀을 포함하는 성능피스톤, 성능피스톤의 내경 또는 외경에 일부가 안착되어 휠의 상하 위치운동 속도에 따라 장력 조절을 위한 스프링 부재, 성능피스톤의 외측에 배치되는 보완부재를 포함하 는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변 완충 시스템.
   

Images