KR20050092464A - 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브에 관한 것으로서, 릴리프밸브(100)는 고압챔버(80)와 연통을 이루도록 중심에 오리피스(112)가 형성되는 홀더(110)가 설치되고, 홀더(110)의 상부에 하우징(120)이 압입 설치되며, 홀더(110)의 오리피스(112) 상단에 볼지지부(114)가 형성되고, 볼지지부(114)에 오리피스(112)를 막고 있도록 볼(140)이 설치되며, 하우징(120)의 내부에 볼(140)을 상부에서 지지하면서 스프링(160)을 압축하면서 이동하는 스프링가이드(150)가 설치된다. 따라서 밸브시트를 삭제한 릴리프밸브의 구조 변경으로 압입 공차에 의한 추출하중 산포를 줄였으며, 오리피스의 균일 직경으로 압력강하 현상을 배제함으로서, 주행 안정성과 승차감이 향상되는 효과가 있다.

Description

높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브{RELIEF VALVE OF HEIGHT CONTROL DAMPER}

본 발명은 차량의 높이 조절 댐퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 차량의 차체와 차축 사이에 설치되어 노면에서 받는 외부 진동을 감쇠함과 동시에 해당 차량의 적재물 하중에 관계없이 주행시 차체 진동을 이용하고 자동적으로 차량의 높이를 설정 레벨에 따라 제어하는 것이 가능한 높이 조절 댐퍼에서 고압챔버의 압력 과도 상승시 저압챔버로의 오일 리턴(return)을 통하여 압력을 유지시키도록 하는 높이조절 댐퍼의 릴리프밸브(relief valve)에 관한 것이다.

일반적으로, 댐퍼(damper)는 차축과 차체 사이에 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진, 완충장치로서, 그 내부는 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 가스 및 오일 등의 충진물이 채워진다.

그런데, 비교적 많은 탑승객 또는 화물을 수송하는 차량에서 차고는 탑승객 또는 수화물의 많거나 적음에 따라 바뀌게 되며, 이러한 차량의 높이 변화는 승차감과 조향 안정성을 감소시키게 된다. 따라서, 댐퍼도 자동차의 하중 변화에 관계없이 일정한 자동차의 높이를 유지하는 것이 요구되고 있다.

종래 자동차의 높이가 조절되는 댐퍼를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 차량 높이 조절 댐퍼 장치를 도시한 단면이다. 도시된 바와 같이, 차량의 높이를 조절하기 위해 내측 실린더(10)와, 내측 실린더(10)에 조립되는 로드 가이드(11), 피스톤 로드(20), 피스톤 밸브(30) 및 베이스 밸브(40)와, 피스톤 로드(20)의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브(21) 및 펌프 로드(22)와, 펌프 로드(22)의 일단 및 펌프 튜브(21)의 일단에 구비되는 인렛 밸브(23) 및 아웃렛 밸브(24)가 설치된다. 그리고 내측 실린더(10)의 외측에 위치하는 외측 실린더(50)와, 내측 실린더(10)와 외측 실린더(50) 사이에 형성되는 저압챔버(60), 가스챔버(70) 및 고압챔버(80)를 포함한다.

내측 실린더(10)는 오일이 채워지는 내측에 피스톤 로드(20)의 일측이 삽입되고, 피스톤 로드(20)에 끼워지는 로드 가이드(11) 및 오일 씰(12)에 의해 상단이 밀봉된다.

피스톤 로드(20)는 자동차의 높이를 조절하기 위해 내부에 형성된 중공에 펌프 튜브(21)가 장착되고, 펌프 튜브(21) 내측에 중공의 펌프 로드(22)가 삽입되어 빈 공간에 펌프 챔버(25)가 형성되며, 펌프 로드(22)의 끝단에 인렛 밸브(23)가 구비되고, 펌프 튜브(21)의 일단에 피스톤 로드(20)의 상하작동에 의해 개폐되는 아웃렛 밸브(24)가 구비되며, 펌프 로드(22)를 가로 방향으로 관통하는 레벨링포트(22b)가 형성된다.

또한, 피스톤 로드(20)는 상단에 차량 장착부(27)가 형성되며, 내측 실린더(10) 내측에 삽입된 일단에 피스톤 밸브(30)가 결합된다.

피스톤 밸브(30)는 내측 실린더(10)의 내부를 상하로 리바운드 챔버(13) 및 콤프레션 챔버(14)로 양분하는 것으로서, 피스톤 로드(20)의 일단에 결합되는 몸체(31)에 리바운드 챔버(13)와 콤프레션 챔버(14)간에 오일의 경로를 제공하는 오리피스(32)가 형성되고, 피스톤 밸브(30)에는 오리피스(32)를 막는 디스크(33)가 설치되며, 디스크(33)는 리테이너(34)에 고정되고, 디스크(33)는 오일의 흐름에 저항을 주어 압력차를 형성하게 될 때 결국에는 오리피스(32)를 막는 디스크(33)가 젖혀지며 오일이 흐르도록 되어 있다.

베이스 밸브(40)는 내측 실린더(10)의 하단에 설치되며, 내부에 펌프 로드(22)의 중공(22a)을 통한 펌프 챔버(25) 및 저압챔버(60)로의 경로를 제공하는 제 1 유로(41)와, 콤프레션 챔버(14) 및 고압 챔버(80)로의 경로를 제공하는 제 2 유로(42)를 형성하고 있다.

외측 실린더(50)는 내측 실린더(10)가 내측에 삽입되고, 그 상단이 패킹 케이스(51)와 캡(52)에 의해 밀봉되며, 내부실린더(10)와의 사이에는 오일이 채워지는 저압챔버(60)와, 세퍼레이터(71)에 의해 양분되는 가스 챔버(70)와 고압 챔버(80)가 각각 구비된다. 고압 챔버(80)는 가스 챔버(70)에 의해 가압된다.

그리고 저압챔버(60)에 고압챔버(80)의 압력과도 상승시 저압챔버(60)로의 오일 리턴을 통한 압력을 유지시키는 릴리프밸브(90)가 설치된다.

릴리프밸브(90)는 고압챔버(80)로부터 연통되는 홀더(91)가 설치되고, 홀더(91)의 상부로 하우징(92)이 압입 설치된다. 하우징(92)의 내측 하단에는 길이 방향으로 밸브시트(93)가 압입 설치되며, 그 밸브시트(93)에는 압입 과정으로 그 전장 길이가 연장되는 공간의 챔버(98)를 가지게 된다. 그리고 밸브시트(93)의 상부 볼지지부(93b)에는 볼(94)이 얹혀지며, 볼(94)을 상부에서 스프링(96)으로 하여 지지하는 스프링가이드(95)가 설치된다.

이와 같이 구성된 종래 차량의 높이 조절 댐퍼 장치는, 펌프 로드(22)의 레벨링포트(22b)로 흡입된 오일은 인렛밸브(23) 및 아웃렛밸브(24)를 개방시켜 피스톤 로드(20)가 상승되는 최초 상태를 유지한다. 그리고 차량에 탑승객이나 화물로 인하여 하중이 발생되면, 최초 상승되어 있던 피스톤 로드(20)가 하강하게 된다.

이와 같은 상태에서 운전 중 리바운드 행정시에는, 저압챔버(60)의 오일이 제 1 유로(41)를 통하여 인렛밸브(23)를 오픈시키면서 펌프 챔버(25) 측으로 오일이 흡입되어 피스톤 로드(20)를 상승시키고, 리바운드 챔버(13)의 오일이 콤프레션 챔버(14)로 흐르면서 감쇠력을 발생시킨다.

콤프레션 행정시에는 콤프레션 챔버(14)의 오일이 리바운드 챔버(13)와 고압 챔버(80)로 흐르고, 이때 펌프 챔버(25)의 오일은 고압 챔버(80)로 펌핑된다. 그리고 고압측으로의 펌핑 진행이 계속되면 기체의 압축에 의해 압력 상승이 일어나 피스톤 밸브(30)의 위치를 상승시켜 차고를 조절한다.

이때, 고압챔버(80)의 압력이 과도하게 상승하면, 오일이 홀더(91)의 제 1 오리피스(97)를 통하여 챔버(98)와 밸브시트(93)의 제 2 오리피스(93a)로 유입된다. 유입된 오일은 볼지지부(93b)를 막고 있는 볼(94)과 스프링 가이드(95)를 상방으로 밀어 올리게 된다.

제 2 오리피스(93a)를 빠져 나온 오일은 하우징(92)의 통공(92a)을 따라 저압챔버(60)로 유입된다. 이로서 과도한 고압챔버(80)의 압력은 일정 상태를 유지하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 릴리프밸브(90)는 하우징(92)에 끼워져 홀더(91)에 압입 체결되는 밸브시트(93)로 하여 압입 공차에 의한 추출하중 산포가 크게 나타나며, 고압 작용시 릴리프밸브(90)의 하우징(92) 전면에 압력이 부가되어 하우징(92)의 추출력 보다 큰 힘에 의하여 밸브시트(93)가 이탈되는 경우가 발생한다. 또한, 제 1 오리피스(97)와 제 2 오리피스(93a)의 직경 차이로 압력강하 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 밸브시트를 삭제한 릴리프밸브의 구조 변경으로 압입 공차에 의한 추출하중 산포를 줄였으며, 오리피스의 직경을 균일하게 형성하여 압력강하 현상을 배제한 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고압챔버의 압력 과도 상승시 저압챔버로의 오일 리턴(return)을 통하여 압력을 유지시키는 릴리프밸브(relief valve)가 구비된 높이조절 댐퍼에 있어서, 릴리프밸브는, 중심에 오리피스가 형성되어 고압챔버와 연통되는 홀더와, 홀더의 상부에 압입 설치되는 하우징과, 홀더의 오리피스 상단에 형성되는 볼지지부와, 볼지지부에 얹혀져서 오리피스를 막고있는 볼과, 하우징의 내부에 위치하여 볼을 상부에서 지지하며, 스프링을 압축하면서 이동하는 스프링가이드를 포함하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 릴리프밸브의 발췌 단면도이며, 선행기술에 도시된 실시예와 동일한 구성부재에 대해서는 도 1을 참조하여 동일한 도면 부호로서 설명한다.

본 발명에 따른 차량의 높이 조절 댐퍼 장치는, 내측 실린더(10)와, 내측 실린더(10)에 조립되는 로드 가이드(11), 피스톤 로드(20), 피스톤 밸브(30) 및 베이스 밸브(40)와, 피스톤 로드(20)의 중공(hollow hole)에 설치되는 펌프 튜브(21) 및 펌프 로드(22)와, 펌프 로드(22)의 일단 및 펌프 튜브(21)의 일단에 구비되는 인렛 밸브(23) 및 아웃렛 밸브(24)와, 내측 실린더(10)의 외측에 위치하는 외측 실린더(50)와, 내측 실린더(10)와 외측 실린더(50) 사이에 형성되는 저압챔버(60), 가스챔버(70) 및 고압 챔버(80)로 구성된다.

위의 구성에서 고압챔버(80)와 연통되도록 저압챔버(60) 상에 릴리프밸브(100)가 설치된다.

여기서 릴리프밸브(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 홀더(110)와 하우징(120), 볼(140), 스프링가이드(150)로 크게 구성된다.

홀더(110)는 내측실린더(10)와 외측실린더(50)의 사이에 설치되며, 그 하단부는 세퍼레이터(71)의 상단과 결합된다. 홀더(110)의 상부는 중심으로부터 홈이 파인 압착부(111)가 형성되며, 압착부(111)의 중앙에는 균일한 직경으로 수직하게 이어지는 오리피스(112)가 형성되어 고압챔버(80)와 연통된다.

오리피스(112)의 상측 일단부는 직경이 확대되는 볼지지부(114)가 형성되며, 볼지지부(114)에 볼(140)이 얹혀지게 설치된다. 볼(140)은 금속재로서 볼지지부(114)를 입구를 막고 있어, 결과적으로 오리피스(112)를 막고 있게 된다.

그리고 홀더(110)의 압착부(111)에 수직 방향으로 하우징(120)이 압입 설치된다. 하우징(120)은 내부에 중공부를 가지며, 상, 하면이 개구되어 있다. 또한, 중단 정도에 외주면을 따라 복수의 통공(122)이 형성된다.

한편, 하우징(120)의 개구 상부를 통하여 스프링가이드(150)가 조립되어 볼(140)의 상부를 상측에서 누르게 되는 스프링가이드(150)가 설치되며, 스프링가이드(150)의 상부로는 스프링(160)이 설치된다. 그리고 스프링(160)을 상측에서 압입하면서 지지하는 지지부재(124)가 하우징(120)의 개구 상부에 압입 설치된다.

지지부재(124)는 하우징(120)에 억지끼워지는 것으로서 그 중앙에 오일이 통과될 수 있도록 중공홀(124a)이 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브의 작동은 다음과 같다.

다시 도 2를 참조하면 먼저, 내부실린더(10)에서 피스톤 밸브(30)가 왕복운동함에 따라 리바운드 챔버(13)와 콤프레션 챔버(14) 사이에 압력차가 형성되면서 오일이 피스톤 밸브(30)와 베이스 밸브(40)를 통해 흐르게 되고 펌프 튜브(21)와 펌프 로드(22)를 통해 펌핑을 시작한다.

즉, 리바운드 행정시에는 저압챔버(60)의 오일이 제 1 유로(41)와 펌프 로드(22)의 중공(22a)을 통하여 펌프 챔버(25)로 흡입되고, 리바운드 챔버(13)의 오일은 콤프레션 챔버(14)로 유입된다.

콤프레션 행정시에는 콤프레션 챔버(14)의 오일이 리바운드 챔버(13)와 고압 챔버(80)로 흐르고, 이 때 펌프 챔버(25)의 오일은 고압 챔버(80)로 펌핑된다. 그리고 고압측으로의 펌핑 진행이 계속되면 기체의 압축에 의해 압력 상승이 일어나 피스톤 밸브(30)의 위치를 상승시켜 차고를 조절한다.

이와 같은 작동으로 차량의 차고가 조절되나 고압챔버(80)의 과도한 내압 작용이 일어나면, 오일이 홀더(110)의 오리피스(112)를 통하여 유입된다. 이때, 유입된 오일은 균일화된 오리피스(112)를 따라 압력 상승이 방지된다.

오리피스(112)를 통과한 오일은 볼지지부(114)를 막고 있는 볼(140)과 스프링 가이드(150)를 상방으로 밀어 올리게 된다. 볼(140)을 밀치고 나온 오일은 하우징(120)의 통공(122)과 지지부재(124)의 중공홀(124a)을 따라 저압챔버(60)로 유입된다. 이로서 과도한 고압챔버(80)의 압력은 일정 상태를 유지하게 된다.

이처럼, 종래의 밸브시트를 삭제하고 홀더(110)에 직접 볼(140)을 설치함으로서, 부가 압력이 작용되는 면적을 최소화하여 고압에 의한 하우징(120)의 이탈 가능성을 사전에 방지하고, 추출하중 산포 생성을 방지하며 성능 향상과 조립공정의 효과가 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 발명인 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브는, 밸브시트를 삭제한 릴리프밸브의 구조 변경으로 압입 공차에 의한 추출하중 산포를 줄였으며, 오리피스의 균일 직경으로 압력강하 현상을 배제함으로서, 주행 안정성과 승차감이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 차량의 높이 조절 댐퍼를 도시한 단면이고,

도 2는 본 발명에 따른 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브를 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 릴리프밸브의 발췌 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 내측 실린더 11 : 로드 가이드

13 : 리바운드 챔버 14 : 콤프레션 챔버

20 : 피스톤 로드 21 : 펌프 튜브

22 : 펌프 로드 23 : 인렛밸브(inlet valve)

24 : 아웃렛 밸브(outlet valve) 25 : 펌프 챔버

30 : 피스톤 밸브 40 : 베이스 밸브

50 : 외측 실린더 60 : 저압 챔버

70 : 가스 챔버 80 : 고압 챔버

100 : 릴리프밸브 110 : 홀더

112 : 오리피스 120 : 하우징

124 : 지지부재 140 : 볼

150 : 스프링가이드 160 : 스프링

Claims (6)

1. 고압챔버의 압력 과도 상승시 저압챔버로의 오일 리턴(return)을 통하여 압력을 유지시키는 릴리프밸브(relief valve)가 구비된 높이조절 댐퍼에 있어서,

   상기 릴리프밸브는,

   중심에 오리피스가 형성되어 상기 고압챔버와 연통되는 홀더와,

   상기 홀더의 상부에 압입 설치되는 하우징과,

   상기 홀더의 오리피스 상단에 형성되는 볼지지부와,

   상기 볼지지부에 얹혀져서 상기 오리피스를 막고있는 볼과,

   상기 하우징의 내부에 위치하여 상기 볼을 상부에서 지지하며, 스프링을 압축하면서 이동하는 스프링가이드

   를 포함하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징은, 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼지지부는 직경이 확대 형성되는 것을 특징으로 하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징의 개구된 상단에 스프링을 지지해주는 지지부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지부재는 상기 하우징의 상단에 압입 설치되는 것을 특징으로 하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지부재는 그 중앙에 오일이 통과될 수 있도록 중공홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 높이 조절 댐퍼의 릴리프밸브.