KR200166578Y1 - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 고안은 쇽업소버에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 실린더를 설치할 필요가 없어 제작이 간편하며, 피스톤의 단면적을 크게하고 피스톤의 하강시 오일이 상기 피스톤의 하강속도에 비례하여 신속하게 유출되도록 하여 완충효율을 높이며 다른 기계부품에 악영향이 미치는 것을 방지하고, 피스톤의 단면적이 커짐에 따라 피스톤 로드의 직경도 크게 할 수 있어 피스톤 로드의 휨 현상이 발생하지 않도록 하며 충격을 흡수 소멸시킨 후 다음 충격에 대비하기 위한 신속한 복귀가 이루어지도록 하는 쇽업소버를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 스프링에 탄지되며 피스톤 로드의 선단에 구비된 피스톤이 몸체 내에 삽입된 쇽업소버에 있어서,

상기 피스톤의 내측에 하단이 개방된 오일 홈을 형성하고 상기 오일 홈의 상단에 오리피스를 형성하며 피스톤의 외주연에 단턱을 형성하여 이 단턱의 하측에 피스톤 링이 위치하도록 하고, 스프링에 탄지되며 오일 유입 구멍과 가이드 구멍이 형성된 압력 조정구를 구비하여 상기 피스톤의 저면에 위치하도록 하며, 상기 가이드 구멍에 삽입되며 상측과 하측의 직경이 서로 상이한 가이드 봉을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

쇽업소버 {Shock absorber}

본 고안은 쇽업소버에 관한 것으로, 특히 제작이 간단하고 충격 완화와 다음 충격에 대비하기 위한 복귀가 신속하게 이루어져 제품의 성능에 신뢰를 주는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 기계장치나 자동차, 항공기 등에는 기계적인 충격이나 노면에 의해 발생된 스프링의 진동을 흡수하기 위해 쇽업소버를 설치하여 사용하는데, 이러한 쇽업소버는 첨부한 도면 도 1에서와 같이 몸체(1)의 내부에 실린더(2)가 구비되어 있고, 그 내부에 피스톤 로드(4)가 삽입되어 있으며, 상기 피스톤 로드(4)의 선단에는 실린더(2)의 내주연과 밀착 접촉하는 피스톤(5)과 실린더(2) 내에 위치하며 피스톤 로드(4)를 탄력 지지하는 스프링(7)을 안내하는 스프링 가이드(6)가 차례로 체결되어 이루어져 있다.

상기에 있어서 실린더(2)의 내부는 오일(Oil)이 채워져 있으며, 상기 실린더(2)의 일 곳에는 피스톤 로드(4)가 충격에 의해 하강하며 오일을 압축할 때 상기 오일이 빠져나갈 수 있는 통로인 오리피스(3)가 형성되어 있고, 실린더(2)의 하단에는 실린더(2)의 외부로 빠져나간 오일이 다시 실린더 내로 유입되는 통로인 유입구멍(8)과 첵볼(9)이 구비되어 있다.

상기와 같은 종래의 쇽업소버는 기계적 충격을 흡수하는 역할을 하는데, 주로 충격을 완충하기 위해 기계장치나 자동차, 항공기 등에 설치한 스프링(미도시)이 상기 충격에 의해 심하게 진동되는 것을 방지하기 위해 상기 스프링의 진동을 흡수하는 기능을 수행하게 된다.

즉, 상기에서와 같은 충격이 가해지면 스프링이 압축되며 상기 충격을 완충하게 되는데, 그 작용은 상기와 같은 충격이 가해지면 스프링이 압축되는 외에 쇽업소버의 피스톤 로드(4)도 하강하게 되는데, 이 과정에서 상기 피스톤 로드(4)의 선단에 체결된 스프링 가이드(6)와 피스톤(5)이 실린더(2) 내에서 피스톤 로드(4)가 하강함에 따라 오일과 스프링(7)을 압축하게된다.

이때, 압력을 받은 오일은 실린더(2) 소정 일 곳에 형성한 오리피스(3)를 통해 압력이 미치지 않는 실린더(2) 밖으로 유출되고, 피스톤 로드(4)는 외부로 유출되지 않고 실린더(2) 내에서 잔존하는 오일의 압력이 피스톤 로드(4)에 가해지는 외부의 힘보다 커질 때까지 하강하게 된다. 이와 같이 피스톤 로드(4)가 하강하는 과정에서 상기 피스톤 로드(4)에 가해지는 힘은 흡수되어 점차 소멸하여 일정 지점에 이르러서는 완전 소멸하게 된다.

상기와 같이 피스톤 로드(4)가 일정 지점까지 하강하여 상기 피스톤 로드(4)에 가해지는 압력을 완전히 흡수 소멸시키면 피스톤 로드(4)는 압축되었던 스프링(7)이 복귀하려는 자체 탄성에 의해 상승하게 되는데, 이때 실린더(2) 밖으로 유출되었던 오일이 상기 실린더(2)의 하측에 위치한 유입구멍(8)을 통해 첵볼(9)의 자중을 이기며 실린더(2) 내로 유입하여 원상태가 된다.

상기에 있어서 피스톤 로드(4)가 하강하는 과정은 비교적 신속하게 이루어지나, 상승하는 과정은 서서히 진행되기 때문에, 상기에서 설명한 바와 같은 기계장치나 자동차, 항공기 등에서 외부의 충격을 완충하기 위해 설치한 스프링이 압축되었다 자체 탄성에 의해 신속하게 원상태로 회복되지 아니하고 서서히 회복하게 되어 상기 스프링의 회복과정에서 발생되는 스프링 자체의 진동을 억제할 수 있는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 쇽업소버는 그 특성상 몸체(1)의 길이와 직경이 한정되어 있는데 상기 몸체(1)의 내부에 실린더(2)를 구비하여야 하기 때문에 제작이 불편하고, 실린더(2)의 내경이 작아질 수밖에 없어 충격을 신속하게 완충할 수가 없었다. 즉, 피스톤 로드(4)에 가해지는 힘을 완충시키는 압력은 피스톤(5)의 단면적에 걸리는 압력과 비려하는데, 실린더(2)는 몸체(1) 내에 설치되어 있기 때문에 내경이 작을 수밖에 없고, 이 실린더(2)의 내부에서 승, 하강하는 피스톤(5)의 단면적 역시 작을 수밖에 없으며, 이에 따라 피스톤 로드(4)도 그 직경이 작을 수밖에 없다.

따라서 충격을 신속하게 흡수 소멸시키지 못하며, 심한 경우에는 피스톤 로드(4)의 휨 현상까지 발생하는 등의 문제가 있어왔다.

또한, 피스톤(5)이 하강하며 실린더(2) 내의 오일에 압력을 가할 때, 상기 오일이 압력에 비례하여 실린더(2) 밖으로 신속하게 빠져야 오일의 압력에 의한 저항으로 인한 영향이 없고, 상기 피스톤 로드(4)에 걸려지는 힘이 피스톤(5)의 하강 속도에 비례하여 흡수 소멸되어 기계부품 등에 영향을 미치지 아니하나, 상기 오일이 실린더(2) 밖으로 유출될 때 유출 압력을 조절하는 장치가 구비되지 않고 오직 오리피스(3)에 의해 외부로 유출되기 때문에 상기 오일의 압력에 의한 저항으로 인해 일정한 비율로 유출되지 않고 불규칙적으로 유출되어 피스톤(5)의 하강 속도가 일정하지 않고 순간적인 멈춤 현상 등이 발생하여 다른 기계부품에까지 무리가 가해지는 문제점이 있어 왔다.

또한, 충격을 흡수 소멸시키면 다음에 있을 충격에 대비하기 위하여 하강된 피스톤(5)의 신속한 복귀가 이루어져야 하나, 실린더(2)의 내경이 작은데다 유입구멍(8)을 통해서만 오일이 유입되기 때문에 신속한 복귀가 이루어지지 않아 연이은 충격에 미처 대비하지 못하는 문제점이 제기되어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로, 본 고안의 목적은 실린더를 설치할 필요가 없어 제작이 간편하며 다른 기계부품에 악영향이 미치는 것을 방지하도록 하기 위해 피스톤의 단면적을 크게 하고 피스톤의 하강시 오일이 상기 피스톤의 하강속도에 비례하여 신속하게 유출되도록 하여 완충효율을 높이고, 피스톤의 단면적이 커짐에 따라 피스톤 로드의 직경도 크게 할 수 있어 피스톤 로드의 휨 현상이 발생하지 않도록 하며 충격을 흡수 소멸시킨 후 다음 충격에 대비하기 위한 신속한 복귀가 이루어지도록 하는 쇽업소버를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 스프링에 탄지되며 피스톤 로드의 선단에 구비된 피스톤이 몸체 내에 삽입된 쇽업소버에 있어서,

상기 피스톤의 내측에 하단이 개방된 오일 홈을 형성하고 상기 오일 홈의 상단에 오리피스를 형성하며 피스톤의 외주연에 단턱을 형성하여 이 단턱의 하측에 피스톤 링이 위치하도록 하고, 스프링에 탄지되며 오일 유입 구멍과 가이드 구멍이 형성된 압력 조절구를 구비하여 상기 피스톤의 저면에 위치하도록 하며, 상기 가이드 구멍에 삽입되며 상측과 하측의 직경이 서로 상이한 가이드 봉을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 쇽업소버의 단면도

도 2는 본 고안에 의한 쇽업소버의 단면도

도 3은 본 고안에 의한 쇽업소버의 피스톤이 하강하는 상태를 도시한 요부 확대 단면도

도 4는 본 고안에 의한 쇽업소버의 피스톤이 상승하는 상태를 도시한 요부 확대 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 쇽업쇼버 11 : 몸체 12 : 피스톤 로드

13 : 피스톤 14 : 오일 홈 15 : 오리피스

16 : 단턱 17 : 피스톤 링 18 : 압력 조절구

19 : 가이드 구멍 20 : 오일 유입 구멍 21 : 가이드 봉

22 : 스프링

상기와 같은 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 쇽업소버의 단면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 쇽업소버의 하강되는 상태를 도시한 요부 확대 단면도이며, 도 4는 본 고안에 의한 쇽업소버의 피스톤이 상승되는 상태를 도시한 요부 확대 단면도이다.

상기 도면에서 보는 바와 같이 본 고안은 쇽업소버(10)를 형성함에 있어서 피스톤 로드(12)의 선단에 구비되며 몸체(11)의 내부에 삽입되는 피스톤(13)은 그 내부에 하단이 개방된 오일 홈(14)을 형성하고 상기 오일 홈(14)의 상단에 오리피스(15)를 형성하며 상기 피스톤(13)의 외주연 소정 일 곳에는 단턱(16)을 형성하되, 이 단턱(16)에는 피스톤 링(17)이 위치하도록 한다.

상기에 있어서, 피스톤(13)의 외주연이 몸체(11)의 내주연을 밀착하나, 완전 밀착되지 않고 다소의 공차를 가지도록 한다.

이후, 상기 피스톤(13)의 하측에 오일이 유출될 때 일정한 압력으로 유출되도록 하는 압력 조절구(18)를 구비하는데, 이 압력 조절구(18)는 몸체(11) 내부에 삽입된 스프링(22)에 탄지되도록 하며 상단에는 외부로 유출되었던 오일이 유입되는 오일 유입구멍(20)을 다수개 형성하고 하단에는 가이드 구멍(19)을 형성하여 구비한다.

또한, 상기 가이드 구멍(19)에 삽입되어 피스톤(13)과 압력 조절구(18)의 승, 하강을 안내하는 가이드 봉(21)을 구비하되, 이 가이드 봉(21)은 상단의 직경을 하단의 직경보다 작게 하여 압력 조절구(18)와 함께 작용하며 오일의 유출 압력을 조절하도록 형성 구비한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

기계장치나 자동차, 항공기 등에 설치 사용되는 본 고안은 상기 기기들에 외부의 충격이 가해질 때, 이 충격을 완충하기 위해 상기 기기들에 설치한 스프링(미도시)이 압축되는데, 이때 본 고안의 피스톤 로드(12)에도 상기 충격이 가해져 하강하며 몸체(11) 내부에 있는 스프링(22)과 오일을 압축한다.

즉, 피스톤(13)과 피스톤 링(17) 및 압력 조절구(18)가 몸체(11)의 내벽을 밀착하고, 상기 피스톤(13)의 하측에서 스프링(22)과 오일이 피스톤(13)과 오일 조절구(18)를 지지하고 있는 상태에서 피스톤 로드(12)가 하강함에 따라 상기 피스톤 로드(12)의 선단에 구비한 피스톤(13)과 이 피스톤(13)의 하측에 구비한 압력 조절구(18)가 하강하며 오일과 스프링(22)을 각각 압축하게 된다. 이때 압력 조절구(18)의 가이드 구멍(19)에 가이드 봉(21)이 삽입되어 있으므로, 이 가이드 봉(21)을 따라 압력 조절구(18)가 하강하게 되는데, 가이드 봉(21)의 상단 직경이 하단의 직경보다 작기 때문에 가이드 구멍(19)이 첨부한 도면 도 3에서와 같이 가이드 봉(19)의 상단에 위치할 때에는 가이드 봉(21)과 가이드 구멍(19)과의 사이에 비교적 여유로운 공간이 있는 상태가 된다. 따라서 충격 초기 즉, 피스톤(13)이 하강을 하는 초기에는 많은 양의 오일이 상기 공간을 통해 오일 홈(14)으로 유입되었다 오리피스(15)를 통해 피스톤(13)의 상측으로 유출된다.

이후, 압력 조절구(18)의 하강이 진행되면서 가이드 봉(21)과 가이드 구멍(19) 사이의 공간이 점점 협소해져 오일의 유출하는 양도 초기보다는 적어지게 된다.

즉, 가이드 봉(21)이 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 커지기 때문에 압력 조절구(18)가 하강함에 따라 가이드 구멍(19)과 가이드 봉(21) 사이의 공간이 점차 협소해 지는 것이고, 이에 따라 오일의 유출하는 양도 점차 적어지며 피스톤(13)의 하강속도도 점차 느려지게 되는 것이다.

상기에 있어서, 일부 오일이 압력 조절구(18)의 오일 유입구멍(20)을 통해 피스톤(13)의 외주연과 몸체(11)의 내주연이 밀착되는 측으로 이동하게되나, 피스톤(13)이 하강하는 과정에서는 상기 피스톤(13)의 외주연에 형성한 단턱(16)이 피스톤 링(17)을 아래로 밀며 하강하기 때문에 단턱(16)과 피스톤 링(17)이 밀착되고, 이 밀착되는 부분에 기밀이 유지되어 상기 오일은 더 이상 상측으로 이동되지 못하며, 오직 가이드 구멍(19)을 통해 오일 홈(14)으로 유입되고, 다시 오일 홈(14)에서 오리피스(15)를 통해 유출될 수 있을 뿐이다.

상기와 같이 피스톤(13)과 압력 조절구(18)가 하강하면서 스프링(22)과 오일을 압축하고, 이때 압축된 오일이 가이드 구멍(19)과 오일 홈(14) 및 오리피스(15)를 통해 피스톤(13)의 상측으로 유출되는 과정에서 피스톤(13)에 걸리는 충격의 하중이 흡수 소멸되는 것인데, 상기에서 오일이 유출하는 양을 초기에는 많이 유출되도록 하고 점차 그 양이 적어지도록 하는 것은 하강 초기에 충격의 상당부분이 흡수 소멸되고 잔존 부분은 하강이 진행되면서 흡수 소멸되는 특성에 비례하여 오일이 유출하는 양을 조절함으로써 피스톤 로드(12)의 하강을 부드럽게 하고, 이에 따라 쇽업소버(10)를 체결하고 있는 기계부품에 가해지는 충격을 무리 없이 원활하게 흡수 소멸시키기 위한 것이다.

상기에 있어서, 피스톤(13) 및 압력 조절구(18)가 하강하는 위치는 피스톤(13) 하측에 잔존하는 오일의 압력이 피스톤 로드(12)에 가해지는 힘을 이길 수 있는 위치까지이며, 이 위치에 이르게 되면 첨부한 도면 도 4에서와 같이 상기 피스톤(13)과 압력 조절구(18)는 스프링(28)의 자체 탄성에 의해 상승하게 되는데, 이때 피스톤(13)이 상승하면서 상기 피스톤(13)의 상측으로 유출되어 있는 오일을 압축하게 된다.

따라서 피스톤(13) 상측의 오일이 다시 피스톤(13)의 하측으로 유입되는데, 이때 오일의 유입 경로는 유출 경로와 반대로 오리피스(15)를 통해 오일 홈(14)으로 유입되고 다시 오일 홈(14)에서 가이드 구멍(19)을 통해 피스톤(13)의 하측으로 유입된다.

또한 피스톤(13)이 스프링(22)의 탄발력으로 상승할 때 피스톤(13)의 외주연에 형성한 단턱(16)과 피스톤 링(17)과의 밀착상태가 해제되어 그 사이에 공간이 발생한다. 따라서 피스톤(13)의 상측에 있는 오일의 일부는 피스톤(13)의 외주연과 몸체(11)의 내주연이 공차를 가지며 밀착되는 사이를 거쳐 단턱(16)과 피스톤 링(17)과의 공간 부분으로 유입되고, 다시 오일 유입구멍(20)을 통해 피스톤(13)의 하측으로 유입된다.

상기에서와 같이 오일이 오리피스(15), 오일 홈(14), 가이드 구멍(19)을 거쳐 유입되는 경로 외에, 피스톤(13)의 외주연과 몸체(11)의 내주연이 밀착되는 부분과 오일 유입구멍(20)을 통해 유입되므로, 보다 신속하게 복귀할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 본 고안은 몸체 내부에서 피스톤이 직접 밀착 접촉하는 것으로, 별도의 실린더를 구비할 필요가 없어 제작과정이 단순하고 편리해지며 비용도 저렴해지는 효과와 함께 몸체가 실린더의 역할을 하기 때문에 피스톤의 단면적을 크게 할 수 있고 이에 따라 피스톤 로드의 직경도 크게 할 수 있어 외부의 충격에 의해 피스톤 로드가 휘는 것을 방지할 수 있다.

또한, 외부의 충격이 전달되어 피스톤이 하강할 때 그 충격을 흡수 소멸시키며 하강하는 속도에 비례하여 오일이 유출되기 때문에 피스톤이 하강할 때 순간적인 멈춤 현상 등이 발생하지 않고 원활하게 하강하게 되어 오일의 압력에 따른 저항으로 다른 기계부품에 무리가 가해지는 것을 방지하고 원활하게 충격을 흡수 소멸시킬 수 있으며, 상기 충격을 흡수 소멸시킨 후 신속하게 복귀가 이루어져 다음의 충격에 대비할 수 있도록 한 고안이다.

Claims (1)

1. 스프링(22)에 탄지되며 피스톤 로드(12)의 선단에 구비된 피스톤(13)이 몸체(11) 내에 삽입된 쇽업소버(10)에 있어서,

   상기 피스톤(13)의 내측에 하단이 개방된 오일 홈(14)을 형성하고 상기 오일 홈(14)의 상단에 오리피스(15)를 형성하며 피스톤(13)의 외주연에 단턱(16)을 형성하여 이 단턱(16)의 하측에 피스톤 링(17)이 위치하도록 하고, 스프링(22)에 탄지되며 오일 유입 구멍(20)과 가이드 구멍(19)이 형성된 압력 조절구(18)를 구비하여 상기 피스톤(13)의 저면에 위치하도록 하며, 상기 가이드 구멍(19)에 삽입되며 상측과 하측의 직경이 서로 상이한 가이드 봉(21)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 쇽업소버.