KR20040085704A - 쇽 업소버의 스토퍼 구조 - Google Patents

쇽 업소버의 스토퍼 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쇽 업소버의 스토퍼 구조에 관한 것이다.
본 발명은 코일 스프링이 구비된 쇽 업소버에 있어서; 스토퍼의 상부에서 상기 코일스프링의 압축 및 복원 작동과 같이 상하 이동 가능하도록 코일스프링의 하단에 고정 설치되며, 수직으로 관통된 다수개의 바이패스 오리피스가 형성된 프리피스톤을; 포함하는 구성임을 특징으로 한다. 따라서 스트로크의 제약이 적고 충분한 완충력을 얻을 수 있도록 작동 구간이 용이하게 변경되는 프리피스톤을 코일스프링의 하단에 고정 설치함으로써, 피스톤 로드의 신장시 비선형적인 완충 성능이 향상되어 승차감을 향상시키는 효과가 있다.

Description

쇽 업소버의 스토퍼 구조{STOPPER STRUCTURE OF A SHOCK ABSORBER}
본 발명은 쇽 업소버의 스토퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쇽 업소버의 최대 신장시 충격을 효과적으로 감쇠시킬 수 있도록 한 쇽 업소버의 스토퍼 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 쇽 업소버(shock absorber)는 차량이 주행할 때 스프링이 받는 충격에 의해 발생되는 고유 진동을 흡수, 감쇠시켜 승착감을 좋게 하기 위해 사용되는 것이다.
도 1은 이러한 종래의 코일스프링이 구비된 쇽 업소버의 스토퍼를 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이 종래의 쇽 업소버(1)는 오일이 가득 채워진 내부관(20)과, 그 외측으로 오일이 절반정도 채워진 외부관(10), 그리고 일단은 내부관(20) 내측으로 삽입되고 타단은 외부관(10) 외측으로 연장된 피스톤 로드(30)가 마련된다.
상기 쇽 업소버(1)는 차체와 연결되는 피스톤 로드(30)가 상, 하로 신장, 이완되는 리바운드와 압축 행정시 피스톤 밸브(32)의 양쪽 챔버에 주입된 오일을 피스톤 밸브(32)의 상, 하부측으로 이동시키면서 필요로 하는 감쇠력 특성을 얻는다.
이 때, 내부관(20) 내측에는 스토퍼(50)와 로드가이드 조립체(40)사이에 원통형의 코일 스프링(52)이 내장되고, 이 코일 스프링(52)의 반발력을 이용하여 피스톤 로드(30)가 상부측으로 신장되는 것을 제어함으로서 선회시의 롤 특성을 좋게 하는 기능을 가진다.
그러나, 이와 같이 코일스프링이 구비된 쇽 업소버는, 그 일단이 스프링 스토퍼(50)에 고정된 상태에서 최대 신장시 코일 스프링(52)은 피스톤 로드(30)의 이동에 따라 상부로 이동되면서 압축되고, 동시에 압축된 코일 스프링(52)의 타단은 탄성에 의해 로드 가이드(40)의 하면에 접촉하게 된다. 상기 과정에서 스트로크의 한계가 있으며, 공간이 협소하여 필요로 하는 완충력을 얻기가 불가능하였다. 또한, 완충비가 1차 곡선을 이루는 선형보다 2차 곡선인 비선형적인 특성이 요구되는 스토퍼 특성에 부적합한 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스트로크의 제약이 적고 충분한 완충력을 얻을 수 있으며, 완충비가 비선형적인 특성을 가질 수 있도록 한 쇽 업소버의 스토퍼 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중공으로 마련된 외부관과, 상기 외부관의 내부에 설치되는 중공의 내부관과, 상기 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 지지 안내하도록 상기 내부관 상단에 설치되는 로드가이드 조립체와, 상기 피스톤 로드의 외주연에 설치되어 상부측 신장을 제어하는 스토퍼와, 상기 스토퍼와 로드가이드 조립체의 사이에 원통형의 코일 스프링이 구비된 쇽 업소버에 있어서; 상기 스토퍼의 상부에서 상기 코일스프링의 압축 및 복원 작동과 같이 상하 이동 가능하도록 코일스프링의 하단에 고정 설치되며, 수직으로 관통된 다수개의 바이패스 오리피스가 형성된 프리피스톤을; 포함하는 구성임을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조를 제공한다.
도 1은 종래의 코일 스프링이 구비된 쇽 업소버의 스토퍼 구조를 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 2 실시예를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 3 실시예를 도시한 단면도이고,
도 4a는 제 3 실시예에 따른 프리피스톤의 저면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 4 실시예를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 5 실시예를 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 6 실시예를 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 7 실시예를 도시한 단면도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 쇽 업소버 110 : 외부관
120 : 내부관 124 : 그루브(groove)
126 : 공간부 130 : 피스톤 로드
140 : 로드가이드조립체 150 : 스토퍼
151 : 코일스프링 152, 168a, 172 : 슬릿
160 : 프리피스톤 162 : 두부시(DU-BUSH)
164 : 바이패스 오리피스 166 : 충격흡수 오리피스
168 : 환형부 170 : 다판 디스크
180 : 충격흡수부재
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 2 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 3 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4a는 제 3 실시예에 따른 프리피스톤의 저면도이고, 도 5는본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 4 실시예를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 5 실시예를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 6 실시예를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 제 7 실시예를 도시한 단면도이다.
쇽 업소버의 스토퍼 구조는, 쇽 업소버(100)는 오일이 가득 채워진 내부관(120)과, 그 외측으로 오일이 절반정도 채워진 외부관(110)과, 그리고 일단은 내부관(120) 내측으로 삽입되고 타단은 외부관(110) 외측으로 연장된 피스톤 로드(130)가 마련된다. 그리고 피스톤 로드(130)를 지지 안내하도록 내부관(120) 상단에 설치되는 로드가이드 조립체(140)와, 피스톤 로드(130)의 외주연에 신장되는 것을 제어하는 스토퍼(150)가 설치된다. 그리고 스토퍼(150)와 로드가이드 조립체(140)사이에 원통형의 코일스프링(151)이 설치되어, 이 코일스프링(151)의 반발력을 이용하여 피스톤 로드(130)가 상부측으로 신장되는 것을 제어하게 된다.
여기서 도 2에 도시된 바와 같이, 로드가이드 조립체(140)의 하부로 코일스프링(151)의 일단이 고정 설치되며, 일단이 고정된 코일스프링(151)의 하단에는 스토퍼(150)의 상부에서 상하 이동 가능한 프리피스톤(160)이 압입되어 고정 설치된다.
프리피스톤(160)은 두께를 가지는 원판으로 중심부에 피스톤 로드(130)가 설치되고, 외주면으로는 내부관(120)의 내측면과 밀착 설치된다. 그리고 이들 피스톤 로드(130)와 밀착되는 내측면과 상기 내부관(120)과 밀착되는 외주면에두부시(DUBUSH;162)가 형성되는 것이 원활한 작동을 위하여 바람직하다.
그리고 프리피스톤(160) 상에 수직으로 관통된 다수개의 바이패스 오리피스(164)가 형성되어 유량이 통과하게 된다.
도 3의 제 2 실시 예는, 프리피스톤(160) 상에 바이패스 오리피스(164)와 같이 그 외측 근접부에 충격흡수 오리피스(166)가 복수개 관통 형성된 것이다.
도 4의 제 3 실시 예는, 프리피스톤(160)의 하면에 하방으로 돌출된 환형부(168)가 형성되고, 환형부(168)에 바이패스 오리피스(164)를 통과하는 유량을 제어하는 복수개의 슬릿(168a)이 형성된 것이다.
도 5의 제 4 실시 예는, 프리피스톤(160)의 하면에 하방으로 돌출된 환형부(168)가 형성되고, 스토퍼(150)의 외주면 끝단에 바이패스 오리피스(164)를 통과하는 유량을 제어하는 복수개의 슬릿(152)이 형성된 것이다.
도 6의 제 5 실시 예는, 프리피스톤(160)과 밀착되는 내부관(120)의 내측면 일정 구간에 그루브(124)가 형성되어 프리피스톤(160)과 내부관(120) 사이에 공간부(126)를 형성한 것이다.
도 7의 제 6 실시 예는, 스토퍼(150)의 외주면에 다판 디스크(170)가 억지끼워지거나 별도의 체결로 고정 설치되며, 다판 디스크(170) 중 상부면에 있는 디스크에는 바이패스 오리피스(164)를 통과하는 유량을 제어하는 슬릿(172)이 원주 방향을 따라 다수개 형성된다.
도 8의 제 7 실시 예는, 본 발명의 각 실시 예에 동일하게 적용 가능하며, 코일스프링(151)의 상부 또는 로드가이드 조립체(140)의 하부면에 충격을 흡수할수 있는 고무재의 충격흡수부재(180)가 설치되는 구성이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 쇽 업소버의 스토퍼 구조의 작용은 다음과 같다.
스토퍼(150)는 피스톤 로드(130)의 신장시 코일 스프링(151)의 반발력을 이용하여 피스톤 로드(130)가 상부측으로 신장되는 것을 제어함으로서 선회시의 롤 특성을 좋게 하는 기능을 가진다.
먼저 도 2를 참조하면, 코일스프링(151)의 압축 및 복원 작동과 같이 작동 구간이 용이하게 변경되는 프리피스톤(160)은 두부시(162)로 하여 원활히 상하 이동하게 된다.
피스톤 로드(130)의 신장시 코일스프링(151)을 압축하면서 프리피스톤(160)이 상부로 이동하게 되며, 이 때 프리피스톤(160)의 상부에 위치한 오일은 바이패스 오리피스(164)로 통과하여 신장되는 피스톤 로드(130)를 제어하여 선형적인 완충을 이룰 수 있다.
그리고 피스톤 로드(130)의 최대 신장시에는 스토퍼(150)가 프리피스톤(160)에 부딪혀서 현가 작용을 규제하고 충격을 감소시키게 된다.
제 2 실시 예는 코일스프링(151)과 같이 작동되는 프리피스톤(160)에 스토퍼(150)가 밀착된다. 이 때 스토퍼(150)가 바이패스 오리피스(164)를 막게되나, 오일이 충격흡수 오리피스(166)를 통하여 흐르므로써 오일의 유량을 제어하여 충격을 흡수할 수 있다.
제 3 실시 예는 제 2 실시 예와 같이 프리피스톤(160)에 밀착되는스토퍼(150)가 바이패스 오리피스(164)를 막으면 환형부(168)에 형성된 슬릿(168a)을 통하여 오일이 통과하게 된다.
그리고 제 4 실시 예는 제 3 실시 예와는 달리 프리피스톤(160)의 환형부(168)에 밀착되는 스토퍼(150)가 바이패스 오리피스(164)를 막으면 스토퍼(150)의 슬릿(152)을 통하여 오일이 통과하게 된다.
제 5 실시 예는 상기의 예와 같이 프리피스톤(160)의 환형부(168)에 스토퍼(150)가 밀착되어 바이패스 오리피스(164)를 막게되면, 내부관(120)의 그루부(124)로 형성된 공간부(126)에 의하여 오일이 통과하게 된다.
제 6 실시 예는 스토퍼(150)의 다판 디스크(170) 슬릿(172)을 통하여 바이패스 오리피스(164)를 통과한 오일이 흐르도록 하였다.
한편, 각 실시 예에 충격흡수부재(180)의 설치로 충격 흡수 효과를 더욱 증진 시킬 수 있다.
이처럼 스토퍼(150)의 상부에 바이패스 오리피스(164)가 있는 프리피스톤(160)은 작동 구간에서 바이패스 오리피스(164)를 통과하는 오일의 유량을 제어하여 비선형적인 완충을 이룰 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 쇽 업소버의 스토퍼 구조는, 스트로크의 제약이 적고 충분한 완충력을 얻을 수 있도록 작동 구간이 용이하게 변경되는 프리피스톤을 코일스프링의 하단에 고정 설치함으로써, 피스톤 로드의 신장시 비선형적인 완충 성능이 향상되어 승차감을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 중공으로 마련된 외부관과, 상기 외부관의 내부에 설치되는 중공의 내부관과, 상기 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드를 지지 안내하도록 상기 내부관 상단에 설치되는 로드가이드 조립체와, 상기 피스톤 로드의 외주연에 설치되어 상부측 신장을 제어하는 스토퍼와, 상기 스토퍼와 로드가이드 조립체의 사이에 원통형의 코일 스프링이 구비된 쇽 업소버에 있어서;
    상기 스토퍼의 상부에서 상기 코일스프링의 압축 및 복원 작동과 같이 상하 이동 가능하도록 코일스프링의 하단에 고정 설치되며, 수직으로 관통된 다수개의 바이패스 오리피스가 형성된 프리피스톤을;
    포함하는 구성임을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리피스톤은, 상기 피스톤 로드와 밀착되는 내측면과 상기 내부관과 밀착되는 외주면에 두부시(DU-BUSH)가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리피스톤 상에 상기 바이패스 오리피스의 외측 근접부에 충격흡수 오리피스가 복수개 관통 형성된 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리피스톤의 하면에 하방으로 돌출된 환형부가 형성되고, 상기 환형부에 상기 바이패스 오리피스를 통과하는 유량을 제어하는 복수개의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리피스톤의 하면에 하방으로 돌출된 환형부가 형성되고, 상기 스토퍼의 외주면 끝단에 상기 바이패스 오리피스를 통과하는 유량을 제어하는 복수개의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리피스톤과 밀착되는 상기 내부관의 내측면 일정 구간에 그루브가 형성되어 상기 프리피스톤의 외주면에 공간부를 형성한 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼의 외주면에 고정 설치되어 상기 바이패스 오리피스를 통과하는 유량을 제어하는 슬릿이 형성된 다판 디스크로 구성된 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 코일스프링의 상부 또는 상기 스토퍼의 상부면에 충격을 흡수할 수 있는 고무재의 충격흡수부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버의 스토퍼 구조.
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