KR20060027616A

KR20060027616A - 쇽업소버의 피스톤 밸브

Info

Publication number: KR20060027616A
Application number: KR1020040076492A
Authority: KR
Inventors: 정철원
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-03-28

Abstract

본 발명은 밸브 몸체(130)와 밸브 몸체(130)의 압축 유로(134)를 폐쇄하도록 상측면에 부분 접촉하는 인테이크 밸브(120)를 포함하는 쇽업소버의 피스톤 밸브(100)에 있어서, 인테이크 밸브(120)는 밸브 몸체(130)의 압축 유로(134)를 탄성적으로 폐쇄하도록 중심부에서 이격되고 가장자리에서 접촉되게 단차를 이루어 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 피스톤 밸브는 인테이크 밸브를 탄성적으로 지지하는 인테이크 스프링과 이들 중간에 배치되어 인테이크 밸브와 인테이크 스프링을 이격된 상태로 지지하기 위한 리테이너가 배제됨으로써 제조 공정 및 제조 비용이 감소되고, 밸브 몸체에 인테이크 밸브의 중심부가 직접 지지됨으로써 보다 단순한 구성으로 내구성이 강화되며, 인테이크 스프링과 인테이크 밸브가 접촉된 상태로 유압에 의해 반복적인 휨이 발생되면서 서로간에 지속적인 마찰로 인해 열화되거나 발열이 초래되는 문제점이 근본적으로 차단되는 효과를 가진다.

Description

쇽업소버의 피스톤 밸브{PISTON VALVE OF A SHOCK ABSORBER}

도 1a는 종래의 쇽업소버 밸브 구조의 단면도,

도 1b는 종래의 쇽업소버 밸브 구조의 분해 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버 밸브를 도시하는 단면도,

도 3a는 본 발명에 따른 쇽업소버의 인테이크 밸브의 평면도,

도 3b는 본 발명에 따른 쇽업소버의 인테이크 밸브의 측면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 내부관 3 : 인장 챔버

4 : 압축 챔버 5 : 피스톤 로드

19 : 너트 100 : 피스톤 밸브

110 : 상부 와셔 120 : 인테이크 밸브

130 : 밸브 몸체 136 : 안착부

140 : 다판 디스크 150 : 리테이너

160 : 하부 와셔

본 발명은 자동차와 같은 차량의 서스펜션장치(suspension apparatus)에 장착되는 쇽업소버의 피스톤 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인테이크 밸브가 인테이크 스프링형상으로 절곡되고, 이들 사이에 삽입되는 리테이너를 대신하여 밸브 몸체의 중심부가 돌출 접촉되도록 마련됨으로써 보다 단순한 구조를 가지는 쇽업소버의 피스톤 밸브에 관한 것이다.

자동차가 대중화됨에 따라 고객의 자동차에 대한 지식과 요구수준이 점차 높아지고 있으며, 자동차의 용도, 편리성, 경제성뿐만 아니라 출력, 정숙성, 승차감, 조종 안정성 등의 기능적인 성능도 차를 구매하는데 많은 영향을 미친다.

주행중 차륜을 통하여 노면으로부터 진동이나 충격을 끊임없이 받기 때문에 차체(혹은 프레임)와 차축 사이에 완충장치를 설치하여 충격이나 진동이 직접 차체에 전달되는 것을 방지하여 승차감을 향상시키고, 또한 차체의 불규칙한 진동을 억제함으로써 주행 안정성을 향상시키는데, 현가장치는 이러한 완충장치를 포함한 차체와 차축 사이의 연결 장치를 통칭하며, 이 장치는 충격을 완화하는 샤시 스프링, 샤시 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버(혹은 축격 흡수기), 롤링(rolling)을 방지하는 차고조절기(stabilizer), 고무 부싱(bushing) 및 컨트롤 암 등으로 구성된다.

특히, 쇽업소버(shock absorber)는 노면으로부터의 진동을 억제, 감쇠하는 역할을 하고 차체 혹은 프레임과 휠 사이에 장착되며, 특히 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수함으로써 진동을 억제하고 승차감을 향상시키고, 적재 화물을 보호하고 차체 각부의 동적 응력(dynamic stress)을 저감시켜 내구 수명을 증가시키며, 동시에 스프링 아래 질량(unsprung mass)의 운동을 억제하여 타이어의 접지성을 확보하고 또 관성력에 의한 자세 변화를 억제하여 차량의 운동성능을 향상시킨다.

일반적으로 쇽업소버는 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 내부가 가스 또는 오일 등의 유체로 채워지며, 통상적으로 오일이 충전된 유압식 쇽업소버가 많이 사용된다.

도 1a 및 도 1b는 종래 쇽업소버의 밸브 구조를 도시하는 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 쇽업소버 밸브 구조는 크게, 유체가 채워진 원통형 튜브(2)와, 원통형 튜브(2) 내부에 활주가능하게 설치되고 외부로부터 삽입되는 피스톤 로드(5) 및 그 하단에 연결되는 피스톤 밸브(10)와, 피스톤 밸브(10)에 대향하여 원통형 튜브(2) 하부에 고정 설치되는 바디 밸브(20)를 포함한다.

원통형 튜브(2)의 중심 축을 따라 피스톤 로드(5)가 배치되고, 피스톤 로드(50)의 하부에 피스톤 밸브(10)가 설치됨으로써, 원통형 튜브(2)는 피스톤 밸브(10)에 의해 상부의 인장 챔버(3)와 하부의 압축 챔버(3)로 구획되며, 피스톤 밸브(10)와 면대하도록 배치된 바디 밸브(20)가 원통형 튜브(2)의 하부에 설치된다.

피스톤 밸브(10)는 최상측의 인테이크부(11)로부터 밸브 몸체(12) 및 피스톤 다판 디스크부(13)가 하방으로 순차 배열되며, 바디 밸브(20)는 최상측의 석션부(22)로부터 밸브 몸체(22) 및 바디 다판 디스크부(23)가 하방으로 순차 배열된다.

피스톤 밸브(10)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보면, 상부의 인테이크부(11)는 와셔(14a)로부터, 인테이크 스프링(15), 리테이너(16a) 및 인테이크 밸브(17)가 하방으로 순차 배열되고, 압축 유로(12a) 및 인장 유로(12b)가 형성되는 피 스톤 몸체(12)가 그 다음에 설치되며, 하부의 피스톤 다판 디스크부(13)에는 피스톤 다판 디스크(18), 하부 리테이너(14b), 하부 와셔(16b)가 하방으로 순차 배열되고, 피스톤 로드(5)의 최하단에 너트(19)가 고정 결합된다.

바디 밸브(20)는 피스톤 밸브(10)와 유사한 구성요소로 이뤄지고 동일한 순서의 배열을 가지되, 인테이크부(11)의 인테이크 밸브(17) 대신 션셕부(21)에는 석션 밸브(27)가 제공되고, 전체 바디 밸브(20)의 구성요소는 핀(29)으로 고정된다.

또한, 다판 디스크부(13, 23)는 바람직하게 최상측에 배치되는 디스크 에스를 포함할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 종래의 쇽업소버 밸브 구조에 대한 동작은 다음과 같다.

압축 행정시에, 충전된 유체가 가압되면서 압축 챔버(4)의 내압이 증가됨에 따라 고압의 유체는 피스톤 밸브(10) 및 바디 밸브(20)를 통해 외부로 빠져나가려는 운동성을 지니게 되고, 일부의 유체는 피스톤 밸브(10)의 압축 유로(12a)를 지나 인테이크 밸브(17)를 가압하면서 인장 챔버(3)로 유출되며, 동시에 다른 일부의 유체는 바디 밸브(20)의 압축 유로(22b)를 지나 바디 다판 디스크(28)를 가압하면서 원통형 튜브(2)의 외부로 유출된다.

이때, 유체는 오일과 같은 점성이 높은 물질이기 때문에 인테이크 밸브(17) 및 바디 다판 디스크(28)를 밀쳐내면서 빠져나갈 수 있는 물리력을 발생시키기 되고, 이러한 물리력은 유체의 이동을 차단하려는 인테이크 밸브(17) 및 바디 다판 디스크(28)의 탄성 반력과 상쇄를 일으키면서 감쇠력이 발생되며, 따라서 고압 유 체의 운동성이 감소되는데, 바디 밸브(20)의 복수개인 바디 다판 디스크(28)는 피스톤 밸브(10)의 단일한 인테이크 밸브(17) 보다 반력이 크기 때문에 압축 행정시에 발생되는 감쇠력은 대체로 바디 밸브(28)에 의해 발생된다.

한편, 인장 행정시에는 압축실(4)의 내압이 감소되면서 인장 챔버(2) 및 원통형 튜브(2)의 외부로부터 유체가 각각 피스톤 밸브(10) 및 바디 밸브(20)를 통해 압축 챔버(4)내로 유입되려는 운동성을 가지게 되고, 인장 챔버(2)내의 유체는 피스톤 밸브(10)의 인장 유로(12b)를 통과하여 피스톤 다판 디스크(18)를 가압하면서 압축 챔버(4)내로 유입되며, 동시에 다른 일부의 외부 유체는 바디 밸브(20)의 인장 유로(22a)를 통과하여 석션 밸브(27)를 가압하면서 압축 챔버(4)내로 유입된다.

이때, 압축 행정에서와 마찬가지로 피스톤 밸브(10)의 피스톤 다판 디스크(18)가 바디 밸브(20)의 단일한 석션 밸브(27) 보다 반력이 크기 때문에 인장 행정시에 발생되는 감쇠력은 대체로 피스톤 밸브(10)에 의해 발생된다.

전술한 바와 같이, 피스톤 밸브(10)의 인테이크 밸브(17)는 밸브 몸체(12)에 형성되는 압축 유로(12a)의 상측 개구를 인테이크 스프링(15)에 의해 탄성적으로 상시 폐쇄함으로써, 인장시에 오일의 유입을 차단하고 압축시에는 압력에 의해 압축 유로(12a)를 개방함으로써 유체의 유동 저항 및 마찰 저항 등에 의해 감쇠력이 발생되게 한다.

그러나, 피스톤 밸브(10)의 구조를 보면, 인테이크부(11)의 와셔(14a), 인테이크 스프링(15), 리테이너(16a) 및 인테이크 밸브(17)와, 피스톤 몸체(12)와, 다판 디스크부(13)의 피스톤 다판 디스크(18), 하부 리테이너(14b)및 하부 와셔(16b) 를 포함하므로 그 부품 종류 및 수가 다양하고 다수개로 형성되기 때문에 제조 및 조립이 복잡하고 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 부품으로 형성되는 피스톤 밸브의 구조를 단순화하여 공정 효율 및 비용의 감소를 도모하는 동시에, 구조적 안정성 및 내구성를 보장하는 구조의 쇽업소버의 피스톤 밸브를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 밸브 몸체와 밸브 몸체의 압축 유로를 폐쇄하도록 상측면에 부분 접촉하는 인테이크 밸브를 포함하는 쇽업소버의 피스톤 밸브에 있어서, 인테이크 밸브는 밸브 몸체의 압축 유로를 탄성적으로 폐쇄하도록 중심부에서 이격되고 가장자리에서 접촉되게 단차를 이루어 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 또는 도 1b와 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브를 도시하는 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 쇽업소버의 인테이크 밸브의 평면도 및 측면도를 각 각 도시하는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 피스톤 밸브는 크게 가장 상측에 위치하는 상부 와셔(110)로부터 하방에 순착적으로, 인테이크 밸브(120), 피스톤 몸체(130), 다판 디스크(140), 리테이너(150), 하부 와셔(160)를 포함한다.

상부 와셔(112)는 원형의 디스크 타입으로 내부관(2)의 내부에 저장되고, 유동되는 유체 유동에 의해 휘지 않도록 충분한 두께를 가지며, 중심에 피스톤 로드(5)가 삽입되는 중앙홀이 형성되고 그 둘레에 유체 유동을 위해 등간격 이격되어 장홈이 형성된다.

상부 와셔(112) 하부에 위치하는 인테이크 밸브(120)는 원형의 타입으로 상부 와셔(112)보다 직경은 크고 유체 유동에 의해 휨이 발생되도록 두께가 작게 형성되며, 피스톤 로드(5)가 삽입 관통되는 중앙홀(122)이 형성되고, 중앙홀의 둘레에 등간격으로 복수의 장홈(124)이 형성되며, 밸브 몸체(130)의 가장자리로 형성되는 압축 유로(136)를 상시적으로 폐쇄할 수 있도록 중앙홀(122)과 가장자리측 단부가 높이차를 형성하여 절곡되게 형성된다.

인테이크 밸브(120)의 저면에 접촉하도록 하방으로 배치되는 밸브 몸체(130)는 내부관(2)의 내주면에 밀착된 상태로 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 일련의 관통홀이 2개의 환형 어레이를 형성하는데 중심에 인접한 환형 어레이는 인장 유로(132)이고 가장자리측에 인접한 환형 어레이는 압축 유로(134)이다.

인테이크 밸브(120)의 접촉하는 상측면으로는 인테이크 밸브(120)의 절곡된 형상에 부합하도록 중심에 인접한 부분이 약간 돌출되어 안착부(136)로 형성된다.

또한, 밸브 몸체(130)의 하측면에는 다판 디스크(140)가 인장 유로(132)를 상시적으로 폐쇄하도록 접촉 형성되고, 그 하방에 순차적으로 리테이너(150)와 하부 와셔(160)가 장착되며, 최종적으로 너트(19)에 의해 피스톤 상기 모든 구성 요소가 피스톤 로드(5)와 일체로 형성된다.

이와 같은 구조로 이루어진 쇽업소버 밸브 구조의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

압축 행정시에 피스톤 밸브(100)는 슬라이딩 하강되면서 압축 챔버(4)로 이동되고, 압축 챔버(4)내의 유체는 피스톤 밸브(100)의 가압력에 의해 압축되어 압축 챔버(4)의 내압이 상승된다.

고압의 유체는 밸브 몸체(130)에 형성되는 압축 유로(134)를 통해 유동되고 가압력에 의해 압축 유로(134)의 일측 개구를 탄성 폐쇄하고 있는 인테이크 밸브(120)를 밀어내면서 인장 챔버(3) 내부로 유입된다.

이때 인테이크 밸브(120)는 절곡 형성되어 압축 유로(134)가 환형 어레이를 형성하는 밸브 몸체(130)의 가장자리에만 접촉되어 있으며 중심부에 인접한 측면은 밸브 몸체(130)와 이격되어 있으므로 상시적으로 압축 유로(134)를 폐쇄하고 있으나, 고압의 유체가 압축 유로(120)를 통해 인장 챔버(3)로 유입되는 경우 절곡된 형상이 수평적으로 펴지면서 압축 유로(120)를 개방하기 때문에 유체가 유출될 수 있다.

또한 유체의 가압력이 해제되면 인테이크 밸브(120)는 탄성 복원력에 의해 원형으로 복귀되므로 압축 유로(134)가 형성되는 밸브 몸체(130)의 가장자리에 부 분적으로 접촉하게 된다.

밸브 몸체(130)의 중심부는 바람직하게 밸브 몸체(130)의 상측면으로부터 이격되도록 절곡형성되는 인테이크 밸브(120)의 중심부를 지지하는 형상을 가짐으로써 인테이크 밸브(120)의 고압의 유체가 작용하더라도 쉽게 파손되지 않도록 지지하는 동시에 탄성 반력을 보다 강하게 발휘하도록 작용한다.

따라서 리테이너(미도시)가 개재된어 인테이크 스프링이 설치됨으로써 인테이크 스프링의 지지에 의해 인테이크 밸브(120)가 밸브 몸체(130)의 상측면에 형성되는 압축 유로(134)의 개구를 탄성적으로 개폐하는 구조 대신에 절곡된 형상을 가지는 인테이크 밸브(120)가 자체적으로 스프링의 기능을 겸하여 압축 유로(134)를 탄성적으로 폐쇄하기 때문에, 인장 행정시에 피스톤 밸브(100)가 슬라이딩 상승되면서 인장 챔버(3)로 이동되고, 인장 챔버(3) 내의 유체는 피스톤 밸브(100)의 가압력에 의해 압축되어 인장 챔버(3)의 내압이 상승되더라도, 밸브 몸체(130)에 형성되는 압축 유로는 인테이크 밸브(120)의 가장자리에 의해 폐쇄되고 인장 유로(130)만이 개방되기 때문에 고압의 유체는 인장 유로(132)를 통해 유동된다.

유사하게, 고압의 유체는 인장 유로(132)의 일측 개구를 폐쇄하고 있는 다판 디스크(160)를 밀어내면서 압축 챔버(4)의 내부로 유입되며, 전술한 바와 같이 밸브 몸체(130)에 형성되는 좁은 유로를 통과하면서 유동 저항 및 마찰 저항이 발생되어 외부로부터의 충격이 감쇄된다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중심부와 가장자리가 서로 단차지도록 형성되는 인테이크 밸브와, 인테이크 밸브의 중심부를 지지하도록 밸브 몸체의 중심부가 돌출 지지됨으로써 리테이너와 인테이크 스프링을 배제하면서도 압축 유로의 탄성적인 개폐 및 인테이크 밸브의 내구성이 강화될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 쇽업소버 밸브 구조를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브는 인테이크 밸브를 탄성적으로 지지하는 인테이크 스프링과 이들 중간에 배치되어 인테이크 밸브와 인테이크 스프링을 이격된 상태로 지지하기 위한 리테이너가 배제됨으로써 공정 효율 및 제조 비용이 감소되고, 밸브 몸체에 인테이크 밸브의 중심부가 직접 지지됨으로써 보다 단순한 구성으로 구조적인 안정과 내구성이 보장되며, 인테이크 스프링과 인테이크 밸브가 접촉된 상태로 유압에 의해 반복적인 휨이 발생되면서 서로간에 지속적인 마찰로 인해 열화되거나 발열이 초래되는 문제점이 근본적으로 차단되는 효과를 가진다.

Claims

밸브 몸체의 압축 유로를 폐쇄하도록 상측면에 부분 접촉하는 인테이크 밸브를 포함하는 쇽업소버의 피스톤 밸브에 있어서,

상기 인테이크 밸브는 상기 밸브 몸체의 압축 유로를 탄성적으로 폐쇄하도록 중심부에서 이격되고 가장자리에서 접촉되게 단차를 이루어 절곡 형성되는

쇽업소버의 피스톤 밸브.
제 2 항에 있어서,

상기 밸브 몸체는,

상기 인테이크 밸브의 중심부를 접촉 지지하도록 안착부가 돌출 형성되는

것을 특징으로 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브.