KR20070047505A

KR20070047505A - 쇽업소버의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브

Info

Publication number: KR20070047505A
Application number: KR1020050104326A
Authority: KR
Inventors: 박규식
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-07
Also published as: KR100784376B1

Abstract

본 발명은 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 유압챔버(60)로부터 제 2 가변 오리피스로(142)의 유로에 설치되어 소프트 모드 제어를 하는 릴리프 디스크에스(160)와, 유압 챔버로(60)부터 제 1 가변 오리피스(143)를 통해 파일럿 챔버(62)로의 연장되는 유로에 설치되어 하드 모드 제어를 하는 파일럿 인렛 디스크에스(162)와, 파일럿 챔버(62)로부터 저압측으로의 유로에 설치되어 메인 디스크(47)에 가해지는 파일럿 챔버실(62) 압력을 형성하는 파일럿 아웃렛 디스크(164)에스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따른 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브는 오리피스의 미세한 관통홀을 정밀하게 가공하는 대신 디스크의 두께와 슬롯의 형상을 변경함으로써 유로의 넓이를 변경하여 효과적인 감쇠력 특성 변경 및 튜닝이 가능하여 가공비가 감소되고, 다양한 감쇠력 특성을 위한 각각의 오리피스 규격에 맞춤한 제조 라인을 일원화하여 제조상의 복잡성이 단순화되며, 따라서 제조 효율 및 수율이 증가되고 감쇠력 특성이 다양한 제품의 생산이 가능하며, 저속뿐만 아니라 중속 및 고속시에 소프트/하드 모드에 대한 감쇠력 튜닝이 가능하여 효과적인 감쇠력을 발생시킬 수 있고, 스풀로드의 오리피스가 대칭으로 형성되지 않을 경우 스풀에 작용하는 유압이 일측으로 편심되어 스풀의 슬라이딩 이동이 방해되는 문제점이 근본적으로 차단되어 안정적으로 작동하는 효과를 가진다.

Description

쇽업소버의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브{DAMPING FORCE VARIABLE SOLENOID VALVE OF A SHOCK ABSORBER}

도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 구조를 도시한 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 솔레노이드 밸브의 구조를 도시한 단면도,

도 3은 종래의 감쇠력 가변형 속업소버의 내부의 유동을 간략하게 도시한 유로도,

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브를 도시하는 측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 가변 솔레노이드 밸브의 디스크에스를 도시하는 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 내부관 13 : 저장실

18 : 고압실 19 : 세퍼레이터 튜브

20 : 외부관 47 : 메인 디스크

60 : 유압 챔버 62 : 파일럿 챔버

110 : 리테이너 가이드 120 : 상부 리테이너

122 : 제 2 고정 오리피스 124 : 저압 고정 오리피스

126, 136 : 함몰부 128, 138 : 시트

130 : 하부 리테이너 132 : 제 1 고정 오리피스

140 : 스풀로드 141 : 저압 오리피스

142 : 제 2 가변 오리피스 143 : 제 1 가변 오리피스

144 : 파일럿 오리피스 150 : 스풀

160 : 릴리프 디스크에스 162 : 파일럿 인렛 디스크에스

164 : 파일럿 아웃렛 디스크에스 170 : 하우징

본 발명은 자동차에 사용되는 감쇠력을 가변시키는 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브를 설치한 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브에서 파일럿 챔버의 압력 및 저속에서의 유량 특성 조절을 위한 가변 오리피스의 위치 및 구조를 변경하여 감쇠력 튜닝이 용이해지고, 중속 및 고속에서의 감쇠력 제어가 가능한 쇽업소버의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 현가 장치는 차체와 차륜의 상대운동에 관련하여 감쇠력을 적절히 제어하여야 한다. 예를 들어, 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 통해 차량의 통상 주행 시에는 감쇠력을 낮게 하여 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하고 승차감을 향상시킬 수 있다. 반면, 선회시, 가속시, 제동시 및 고속 주행시 등에 있어서는 감쇠력을 높이고, 차체의 자세 변화를 억제하여 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 차륜의 운동은 10Hz 이상의 빠른 응답이 요구되므로, 쇽업소버 내부의 기계적인 밸브 메커니즘에 의해 차체와 차륜의 상대운동에 따라 신속하게 감쇠력을 조절할 수 있고, 압축(compression)과 인장(rebound) 행정 시에 감쇠력 특성을 별도로 제어할 수 있는 밸브 개발이 추진되어 왔다.

기존의 현가 시스템의 감쇠력 가별 밸브는 차량의 움직임에 따른 감쇠력 제어 방식에 따라 노말형 가변 밸브(normal type variable valve)와 리버스형 가변 밸브(reverse type variable valve)로 나뉘어지고 있다.

노말형 가변 밸브는 하나의 밸브를 사용하여 압축 및 인장 행정시의 감쇠력을 모두 제어한다. 그러므로 노말형 가변 밸브는 인장 행정 시나 압축 행정 시 모두 큰 감쇠력을 발생하거나 또는 모두 작은 감쇠력을 발생시키게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 감쇠력 가변형 쇽업소버의 솔레노이드 밸브의 구조를 도시한 단면도이며, 도 3은 종래의 감쇠력 가변형 속업소버의 내부의 유동을 간략하게 도시한 유로도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 쇽업소버는 크게 피스톤(11) 슬라이딩 가능하게 삽입되는 내부관(10)과 내부관(10)을 둘러싸는 외부관(20)과, 내부관(10)과 외부관(20)사이에 배치되어 공간을 구획하는 세퍼레이터 튜브(19)와, 내부관(10) 및 세퍼레이터 튜브(19) 내부에 형성되는 고압실(18)과 세퍼레이터 튜브(19) 및 외부관(20) 사이에 형성되는 저장실(13)에 연통되어 외부에 돌출 장착되는 가변 솔레노이드 밸브(20)를 포함한다.

내부관(10)의 내부에서 상하 운동하는 피스톤 로드(12)와 피스톤 로드(12)의 상하 운동에 따른 내부관(10)의 내부 체적 변화를 보상하는 저장실(13)이 내부관(10)과 연통하여 설치된다. 인장실(2)과 압축실(3)간의 오일의 유동을 위한 밸브(14)가 피스톤(11)에 설치되어지고, 저장실(13)과 압축실(3)간의 오일의 유동을 위한 밸브(15)가 쇽업소버(1)의 하부에 설치되어 진다. 여기서의 밸브(14, 15)는 감쇠력을 발생시키지 않으면서 일방으로의 오일의 유동을 허용하는 첵 밸브와 감쇠력을 발생시키면서 일방으로의 오일의 유동을 허용하는 감쇠밸브 중 하나 또는 복수개가 사용되어 질 수 있다. 감쇠력 가변 밸브(20)는 쇽업소버(1)의 외관부인 외부관(16)의 외경부 일단에 설치된다.

이제 도 3을 참조하면, 스풀(41)의 위치를 변화시키는 액츄에이터(42)에 스풀(41)의 슬라이딩 운동을 가이드 하기 위한 스풀 로드(43)가 결합되는데, 이 때 액츄에이터(42)의 작동 로드(44)는 스풀 로드(43) 내로 삽입된다. 스풀 로드(43)는 중앙에 스풀(41)을 삽입시키기 위한 중공 및 스풀 로드(43)의 중공과 스풀 로드(43)의 외부를 연결하는 반지름 방향의 다수의 연결 포트(43a, 43b, 43c)를 포함한다. 스풀 로드(43)를 삽입시키기 위한 중앙의 구멍 및 원주 부분의 슬릿을 갖고, 후술할 고정 오리피스의 역할을 하는 파일럿 디스크(45)가 스풀 로드(43)에 끼워지면서 스풀 로드(43)와 연결된다. 스풀 로드(43)를 삽입시키기 위한 중앙의 구멍을 갖고, 스풀 로드(43)의 위치를 고정시키는 역할을 하는 하부 리테이너(46)가 스풀 로드(43)에 끼워지면서 파일럿 디스크(45) 위에 장착된다. 하부 리테이너(46)는 오일의 유동을 허용하는 연결 포트(46a, 46b)를 포함한다.

스풀 로드(43)를 삽입시키기 위한 중앙의 구멍 및 슬릿을 갖고, 고압측(Ph)과 파일럿 챔버(62)를 구획시키며, 후술할 메인 디스크의 역할을 하는 메인 디스크(47)가 하부 리테이너(46) 위에 설치된다. 메인 디스크(47)는 디스크 타입의 멤브레인이 바람직하다. 스풀 로드(43)를 삽입시키기 위한 중앙의 구멍을 갖고, 스풀 로드(43)의 위치를 고정시키는 역할을 하는 상부 리테이너(48)가 스풀 로드(43)에 끼워지면서 메인 디스크(47) 위에 장착된다. 상부 리테이너(48)는 오일의 유동을 허용하는 연결 포트(48a, 48b)를 포함한다.

너트(49)에 의해 전술한 스풀 로드(43), 하부 리테이너(46) 및 상부 리테이너(48) 등은 하나의 유닛으로 연결되어진다. 스풀 로드(43)의 중공 내부에 액츄에이터(42)에 의해 왕복 운동하는 스풀(41)이 삽입되고, 스풀 로드(43)의 일단부에 플러그(50)가 맞물려진다. 스풀(41)은 플러그(50)와의 사이에 마련된 압축 스프링(51)과 액츄에이터(42)의 작동 로드(44)의 후단부를 가압하는 압축 스프링(도시되지 않음)에 의해 탄성적으로 고정된다. 스풀(41)의 초기 위치는 조절 나사(52)에 의해 조절되어진다. 상부 리테이너 가이드(53)가 상부 리테이너(48)를 덮도록 장착되는데, 이들 사이의 틈은 O 링(54)에 의해 밀봉된다.

도 3은 종래의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브(40)의 유로를 표시한 유로도이다. 이하에서, 종래의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브(40)에서의 오일의 흐름에 대해 서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

오일은 피스톤의 이동에 의해 고압측(Ph)에서 상부 리테이너(48)의 연결 포트(48a, 48b)를 통해 상부 리테이너(48)와 메인 디스크(47)에 의해 형성된 유압 챔버(60)로 이동한다. 유압 챔버(60)로 이동한 오일은 스풀 로드(43)의 연결 포트(43a)와 스풀(41)의 상부 스풀 슬릿(41a)으로 이루어지는 제 2 가변 오리피스(Kr)를 통해 스풀 로드(43)의 내부로 이동하고 스풀(41)의 중공 및 저압측(Pl)과의 연결 포트(55)를 통과하여 저압측(Pl)으로 이동한다. 이로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압측(Ph)과 저압측(Pl) 사이에 설치되는 제 2 가변 오리피스(Kr)를 포함하는 제 1 유로(Qr)가 형성된다. 여기에서 고압측(Ph)은 내부관의 인장실과 연결되어 있는 부분을 의미하고, 저압측(Pl)은 저장실과 연결되어 있는 부분을 의미한다.

전술한 방식으로 유압 챔버(60)로 이동한 오일은 메인 디스크(47)의 슬릿, 스풀 로드(43)의 연결 포트(43b)와 스풀(41)의 하부 스풀 슬릿(41b)으로 이루어지는 제 1 가변 오리피스(Kv) 및 스풀 로드(43)의 연결 포트(43c)를 차례로 통과하여 파일럿 챔버(60)의 하부로 이동한다. 이동한 오일 중 일부는 고정 오리피스(Kc)를 구성하는 파일럿 디스크(45)의 원주 부근 슬릿(도시되지 않음)을 통하여 저압측(Pl)으로 빠져나간다. 이로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압측(Ph)과 파일럿 챔버(62) 사이에 설치되는 제 1 가변 오리피스(Kv)와, 파일럿 챔버(62)와 저압측(Pl) 사이에 설치되는 고정 오리피스(Kc)를 포함하는 제 2 유로(Qc)가 형성된다. 고정 오리피스(Kc)로 빠져나가지 않은 오일은 하부 리테이너(46)와 메인 디스크(47)로 형성된 파일럿 챔버(62)로 이동한다.

인장 또는 압축 행정 시에 유량이 증가하여 고압측(Ph)과 파일럿 챔버(62) 사이의 압력 차가 커지게 되면, 압력 차에 의해 발생하는 힘에 의해 메인 디스크(47)가 파일럿 챔버 방향으로 굽혀진다. 즉, 고압측(Ph)의 압력, 파일럿 챔버(62)의 압력 및 초기 메인 디스크(47)의 예하중에 따라 상부 리테이너(48)와 메인 디스크(47) 사이에 틈이 발생할 수 있다. 이는 메인 디스크(Km)가 개방되는 것으로, 고압측(Ph)에서 저압측(Pl)으로 오일이 직접 흐르게 된다. 이로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 고압측(Ph)과 저압측(Pl) 사이에 설치되는 메인 디스크(Km)를 포함하는 제 3 유로(Qm)가 형성된다.

인장 또는 압축 행정 시에 유량이 감소하면 고압측(Ph)과 파일럿 챔버(62) 사이의 압력 차가 작아지게 되어, 메인 디스크(47)의 예하중에 따라 메인 디스크(47)가 본래의 위치로 돌아가게 되고, 이로 인해 메인 디스크가 폐쇄된다.

전술한 바와 같이, 종래의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브(40)는 제 2 가변 오리피스(Kr)를 포함하는 제 1 유로(Qr), 제 1 가변 오리피스(Kv) 및 고정 오리피스(Kc)를 포함하는 제 2 유로(Qc) 및 메인 디스크(Km)를 포함하는 제 3 유로(Qm)로 구성된다. 메인 디스크(Km)는 파일럿 챔버(62)의 압력에 따라 다른 압력에서 열리는데, 파일럿 챔버(62)의 압력은 상류에 설치된 제 1 가변 오리피스(Kv) 및 하류에 설치된 고정 오리피스(Kc)의 작용에 의해 형성된다. 그러므로, 제 1 가변 오리피스(Kv)의 면적을 제어함으로써, 파일럿 챔버(62)의 압력이 증가하여 하드 모드로 전환된다. 또한 제 1 가변 오리피스(Kv)보다 큰 면적 변화 비를 가지는 제 2 가변 오리피스(Kr)가 설치되어, 고압측(Ph)으로부터 저압측(Pl)으로 유량을 허용하는데, 제 1 가변 오리피스(Kv)의 면적이 증가할수록 제 2 가변 오리피스(Kr)의 면적은 감소하고, 제 1 가변 오리피스(Kv)의 면적이 감소할수록 제 2 가변 오리피스(Kr)의 면적은 증가하는 특성을 가진다.

전술한 개량된 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브(40)는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 장착되어 차량의 움직임에 따라 적절한 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

그러나 종래의 감쇠력 가변 솔레노이드 밸브는 가변 오리피스 또는 연결 포트와 같이 유로를 형성하는 오리피스의 면적을 변경함으로써 감쇠력 특성을 변경시켜야 하기 때문에 소망하는 감쇠력 특성을 얻기 위해서 적합한 면적의 오리피스가 형성되는 솔레노이드 밸브를 개별적으로 제조해야 하므로 수십종에 이르는 오리피스를 형성하는 제조 공정이 비효율적이고 고비용이 소요되며, 오리피스의 크기를 매우 미세한 면적으로 형성해야 하므로 정밀한 오리피스를 형성하기 위한 제조상의 곤란성이 있었다. 더욱이 가변 오리피스와 같이 스풀로드에 형성되는 오리피스는 중심축에 대해 좌우 대칭으로 형성되어야 유동이 원활하게 이루어져서 스풀의 슬라이딩 승강 이동이 자유로우나 정밀한 가변 오리피스 형성이 곤란한 만큼 미세한 차이로 비대칭 형성되는 경우 비교적 큰 면적으로 형성되는 가변 오리피스로부터 유입되는 유량이 더 크기 때문에 유압도 일측에서 크게 작용하여 스풀이 스풀로드 내에서 틸팅됨으로써 슬라이딩 이동이 원활하게 이루어지지 않고 따라서 감쇠력에 악영향을 미칠 수 있으며, 중속 또는 고속에 따른 감쇠력은 튜닝할 수 없기 때문에 다양한 감쇠력 조절이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 저속 뿐만 아니라 중속 또는 고속시의 감쇠력을 튜닝할 수 있으며, 따라서 소프트 모드시와 하드 모드시의 전영역에 걸쳐 감쇠력 조절이 용이하고, 정밀한 가공이 필요한 오리피스 가공 대신 단순한 형상의 디스크를 적소에 설치함으로써 다양한 감쇠력을 얻을 수 있으며, 결과적으로 제조의 곤란성이 감소되고 효율이 증대되는 감쇠력 가변형 솔레노이드 밸브를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 고압의 유체를 안내하고 상부 리테이너를 지지하는 리테이너 가이드와, 고압의 유체가 유입되는 상부 리테이너와, 상부 리테이너의 하류에 적층 배치되는 하부 리테이너와, 상하부 리테이너의 중심을 관통하고 제 1 및 제 2 가변 오리피스가 형성되는 스풀로드와, 스풀로드에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 스풀과, 상하부 리테이너 사이의 공간을 상부의 유압 챔버와 하부의 파일럿 챔버로 구획하도록 탄성적으로 삽입 설치되는 메인 디스크와, 모든 구성요소에 대해 외부로 저압측을 형성하면서 둘러싸는 하우징을 포함하는 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브에 있어서, 유압챔버로부터 제 2 가변 오리피스로의 유로에 설치되어 소프트 모드 제어를 하는 릴리프 디스크에스와, 유압 챔버로부터 제 1 가변 오리피스를 통해 파일럿 챔버로의 연장되는 유로에 설치되어 하드 모드 제어를 하는 파일럿 인렛 디스크에스와, 파일럿 챔버로부터 저압측으로의 유로에 설치되어 메인 디스크에 가해지는 파일럿 챔버실 압력을 형성하는 파일럿 아웃렛 디스크에스를 포함하는 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 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브를 도시하는 측단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가변 솔레노이드 밸브의 디스크에스를 도시하는 평면도이다.

도 1 내지 도 3과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고 그 설명은 생략하기로 하겠다.

도시된 바와 같이 본 발명은 크게 고압 유체가 유입되는 리테이너 가이드(110)와, 리테이너 가이드(110)의 하류에 고정 지지되는 상부 리테이너(120)와, 상부 리테이너(120)와의 사이에 공간을 형성하면서 하측에 적층되는 하부 리테이너(130)와, 상부 및 하부 리테이너(120, 130) 사이에 형성된 공간을 구획하도록 설치되어 상기 공간을 상부의 유압 챔버(60)와 하부의 파일럿 챔버(62)로 형성하는 메인 디스크(47)와, 유압 챔버(60)로부터 제 1 가변 오리피스(143)를 통해 파일럿 챔버(62)로 연통되는 유로에 설치되는 파일럿 인렛 디스크에스(pilot inlet disc-s)(162)와, 유압 챔버(60)로부터 제 2 가변 오리피스(142)로의 유로에 설치되는 릴리프 디스크에스(relief disc-s)(160)와, 파일럿 챔버(62)로부터 저압측으로의 유로에 설치되는 파일럿 아웃렛 디스크에스(pilot outlet disc-s)(164)를 포함한다.

리테이너 가이드(110)는 내부관(10)과 세퍼레이터 튜브(19) 사이에 형성되는 고압측에 연통되고 외부를 둘러싸는 하우징(170)이 형성하는 외부의 저압측에 대해 기밀하게 상부 리테이너(120)의 상측에 밀봉 결합된다.

상부 리테이너(120)는 중심축을 따라 관통홀이 형성되고, 관통홀의 내주면은 굴곡이 형성되어 선택적으로 유체 유동 통로로 형성되며, 내주면으로부터 외주면으로 저압 오리피스(124)가 관통 형성되고, 리테이너 가이드(110)가 장착되는 상측으로부터 유압 챔버(60)가 형성되는 하측으로 관통하는 제 2 고정 오리피스(122)가 형성되며, 저면은 중심에 인접하여 비교적 깊게 형성되는 함몰부(126)와, 접촉 설치되는 메인 디스크(47)가 부분적으로 접촉되는 시트(128)가 돌출 형성된다.

하부 리테이너(130)는 상부 리테이너(120)의 하류에 적층 설치되고, 상부 리테이너(120)와 유사하게 내주면은 굴곡이 형성되며, 상하에 형성되는 파일럿 챔버(62)가 연통되도록 제 1 고정 오리피스(132)가 형성되고, 저면은 중심에 인접하여 비교적 깊게 형성되는 함몰부(136)와, 디스크의 부분적인 접촉 안착을 위한 시트(138)가 형성된다.

상부 리테이너(120)의 함몰부(128)와, 하부 리테이너(130)의 상측면에 의해 규정되는 공간은 리테이너 가이드(110)를 통해 유입되는 고압 유체가 저장되는 공간이고, 이 공간은 상하부 리테이너(120, 130) 사이에 삽입 적층된 메인 디스크(47)에 의해 상하로 구획되어 상부는 유압 챔버(60)로 하부는 파일럿 챔버(62)로 형성된다.

또한, 메인 디스크(47)는 상부 리테이너(120)의 저면에 형성되는 시트(128)에 의해 부분적으로 접촉 지지되고 탄성 재질로 이루어지기 때문에 상부의 유압 챔버(60)와 하부의 파일럿 챔버(62)에서 작용하는 압력에 따라 휨이 발생됨으로써 시 트(128)와의 접촉이 분리되는 경우 유압 챔버(60)로부터 저압측으로의 유로를 개방하고 다시 접촉되면서 유로가 폐쇄되는 방식으로 유체 유로를 개폐하는 구조를 가진다.

릴리프 디스크에스(160)는 유압 챔버(60)로부터 제 2 가변 오리피스(142)를 통해 유출되는 유로에 배치되고, 디스크에스(disk-s)는 일반적으로 외주면으로부터 중앙에 관통홀에 인접하여 연장되는 적어도 하나의 슬롯이 형성된다(도 5).

따라서, 유압 챔버(60)로부터 릴리프 디스크에스(160)를 지나 제 2 가변 오리피스(142)를 통해 제 2 고정 오리피스(122)를 통해 저압측으로 유출되는 일련의 유로가 형성되고, 이 유로를 릴리프 유로라 한다.

파일럿 인렛 디스크에스(162)는 유압 챔버(60)로부터 제 1 가변 오리피스(143) 및 파일럿 오리피스(144)를 통해 파일럿 챔버(62)로 연결되는 유로에 설치되어 파일럿 챔버(62)에 유입되는 고압의 유체의 유동에 대해 유동 저항을 발생시키고, 릴리프 디스크에스(160)와 마찬가지로 외주면으로부터 중앙에 관통홀에 인접하도록 연장되는 적어도 하나의 슬롯이 형성된다.

파일럿 아웃렛 디스크에스(164)는 파일럿 챔버(62)로부터 외부의 저압측으로 연결되는 유로에 설치되고 릴리프 디스크에스(160) 및 파일럿 인렛 디스크에스(162)와 유사하게 적어도 하나의 슬롯이 형성된다.

이와 같이 유압 챔버(60)로부터 제 1 가변 오리피스(142) 및 파일럿 오리피스(144)를 통해 파일럿 챔버(62)로 유입되고 파일럿 챔버(62)의 유입측과 유출측에 각각 설치되는 파일럿 인렛 디스크에스(162)와 파일럿 아웃렛 디스크에스(164)에 의해 감쇠력이 발생되는 일련의 유로가 형성되고, 이 유로를 파일럿 컨트롤 유로라 한다.

제 2 가변 오리피스(142) 및 제 1 가변 오리피스(143)는 유압에 의해 스플로드(140) 내부에 슬라이딩 이동되는 스풀(150)의 위치에 따라서 상대적으로 개방면적이 변화되며, 예컨대 제 2 가변 오리피스(142)의 개방 면적이 넓을수록 제 1 가변 오리피스(143)의 면적은 감소되고 제 1 가변 오리피스(143)의 면적이 증가되면 상대적으로 제 2 가변 오리피스(142)의 면적이 감소된다.

따라서, 가변 솔레노이드 밸브는 제 2 가변 오리피스(142)를 포함하는 릴리프 유로와 제 1 가변 오리피스를 포함하는 파일럿 컨트롤 유로는 가변 솔레노이드 밸브에 유입되는 유압의 강도와 속도에 따라 선택적으로 주된 감쇠력을 발생시키는 구조를 가진다.

전술한 모든 디스크에스(160, 162, 164)는 슬롯의 면적 및 두께의 변형을 통해 유동 저항이 변화시켜 감쇠력을 튜닝할 수 있는 것을 특징으로 한다.

리테이너 가이드(110)로부터 상하부 리테이너(120, 130) 및 스풀로드(140)를 통해 모든 유로를 거쳐 유체가 저압상태로 배출되는 저압측은 전술한 모든 구성요소를 둘러싸는 하우징(170)의 내주면에 인접한 간극에 의해 형성되고(도 4), 이 저압측은 세퍼레이터 튜브(19)의 외주면과 외부관(20)에 의해 형성되는 저장실(13)과 연통된다(도 1).

이러한 구조를 가지는 본 발명에 따른 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브의 작동은 다음과 같이 이루어진다.

고압실(18)로부터 유입되는 고압 유체는 유체 상부 리테이너(120)의 제 2 고정 오리피스(122)를 통해 함몰부(128)가 형성되는 상부 리테이너(120)의 저면측으로 이동되고, 메인 디스크(47)에 의해 구획되는 유압 챔버(60)로 유입된다.

저속 소프트 모드에서, 유압 챔버(60)에 유입된 고압 유체는 릴리프 디스크에스(160)의 부분적으로 형성된 슬롯을 통해 유동하여 스풀로드(140)의 제 2 가변 오리피스(142)를 관통하여 상부 리테이너(120)의 내주면으로부터 외주면으로 관통 형성되는 저압 고정 오리피스(124)를 지나 저압측으로 유출된다.

저속 하드 모드에서, 유압 챔버(60)에 유입된 고압 유체는 파일럿 인렛 디스크에스(162)의 슬롯을 통해 유동하여 스풀로드(140)의 제 1 가변 오리피스(143) 및 파이럿 오리피스(144)를 관통하여 파일럿 인렛 디스크에스(162)의 슬롯을 통해 파일럿 챔버(62)로 유입된다.

또한, 파일럿 챔버(62)에 유입된 유체는 파일럿 아웃렛 디스크에스(164)의 술롯을 통해 저압측으로 유출되며, 이때 유동저항에 의해 발생되는 유압은 하부 리테이너(130)에 상하로 관통 형성되는 제 1 고정 오리피스(132)를 통해 메인 디스크(47)의 저면에 형성되는 파일럿실(62)에 전달되어 메인 디스크(47)의 저면을 가압하게 된다.

중속 또는 고속 소프트 모드에서, 유압 챔버(60)에 유입된 고압 유체의 일부는 메인 디스크(47)에 압력을 가함으로써 유압이 메인디스크(47)의 탄성력보다 크게 작용하는 경우 메인디스크(47)가 휘게 되고 상부 리테이너(120)의 시트(128)에 접촉됨으로써 차단되었던 저압측으로의 유로가 개방되면서 고압 유체는 저압측으로 유출된다.

중속 또는 고속 하드 모드에서, 유압 챔버(60)에 유입된 고압 유체의 일부는 전술한 저속 하드 모드와 마찬가지로를 파일럿 오리피스(144), 파일럿 인렛 디스크에스(162)를 순차적으로 지나 파일럿 챔버(62)에 유입되고, 파일럿 챔버(62)에 유입된 유체는 파일럿 아웃렛 디스크에스(164)의 슬롯을 통과하여 저압측으로 유출되며, 유동 저항에 의해 발생된 압력이 제 1 고정 오리피스(132)를 통해 전달되어 메인 디스크(47)의 저면을 가압하는 한편, 메인 디스크(47)의 상측면으로는 유압 챔버(60)에 형성된 압력이 작용하고 있으므로 유압 챔버(60)측의 압력이 파일럿 챔버(62)측의 압력과 메인 디스크(47) 자체의 탄성력의 합력보다 크게 작용하는 경우 메인 디스크(47)는 휘어 상부 리테이너(120)의 시트(128)와의 접촉부가 개방되면서 유로를 형성하여 고압의 유체가 저압측으로 유출된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 유체 챔버(60)로부터 스풀로드(140)의 제 2 가변 오리피스(142)로의 유입측에 릴리프 디스크에스(160)를 설치하고, 파일럿 챔버(62)의 유입 및 유출측에 파일럿 인렛 디스크에스(162)에 파일럿 아웃렛 디스크에스(164)를 각각 설치하며, 이로써 이들 디스크에스(160, 162, 164)에 부분적으로 형성된 슬롯을 통해 유체가 유동하면서 발생되는 유동 저항 및 마찰에 의한 감쇠력이 작용하여 감쇠력 튜닝이 가능하므로 각 디스크에스(160, 162, 164)의 슬롯의 두께 또는 면적을 변경함으로써 저속, 중속 또는 고속의 하드/소프트 모드에 대해 보다 간단한 방식으로 감쇠력 특성을 변화시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 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 가변 솔레노이드 밸브는 감쇠력 특성을 튜닝하기 위해 스풀로드에 형성되는 가변 오리피스 또는 리테이너에 형성되는 고정 오리피스의 미세한 관통홀을 정밀하게 가공하는 대신 디스크의 두께와 슬롯의 형상을 변경함으로써 유로의 넓이를 변경하여 효과적인 감쇠력 특성 변경 및 튜닝이 가능하여 가공비가 감소되고, 다양한 감쇠력 특성을 위한 각각의 오리피스 규격에 맞춤한 제조 라인을 일원화하여 제조상의 복잡성이 단순화되며, 따라서 제조 효율 및 수율이 증가되고 감쇠력 특성이 다양한 제품의 생산이 가능하며, 저속뿐만 아니라 중속 및 고속시에 소프트/하드 모드에 대한 감쇠력 튜닝이 가능하여 효과적인 감쇠력을 발생시킬 수 있고, 스풀로드의 정밀한 오리피스 가공이 배제됨으로써 대칭으로 일치되게 오리피스가 형성되지 않을 경우 스풀에 작용하는 유압이 일측으로 편심되어 스풀의 슬라이딩 이동이 방해되는 문제점이 근본적으로 차단됨에 따라 안정적으로 작동하는 효과를 가진다.

Claims

고압의 유체를 안내하고 상부 리테이너를 지지하는 리테이너 가이드와, 고압의 유체가 유입되는 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하류에 적층 배치되는 하부 리테이너와, 상기 상하부 리테이너의 중심을 관통하고 제 1 및 제 2 가변 오리피스가 형성되는 스풀로드와, 상기 스풀로드에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 스풀과, 상기 상하부 리테이너 사이의 공간을 상부의 유압 챔버와 하부의 파일럿 챔버로 구획하도록 탄성적으로 삽입 설치되는 메인 디스크와, 상기 모든 구성요소에 대해 외부로 저압측을 형성하면서 둘러싸는 하우징을 포함하는 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브에 있어서,

상기 유압챔버로부터 상기 제 2 가변 오리피스로의 유로에 설치되어 소프트 모드 제어를 하는 릴리프 디스크에스와,

상기 유압 챔버로부터 상기 제 1 가변 오리피스를 통해 파일럿 챔버로의 연장되는 유로에 설치되어 하드 모드 제어를 하는 파일럿 인렛 디스크에스와,

상기 파일럿 챔버로부터 저압측으로의 유로에 설치되어 상기 메인 디스크에 가해지는 파일럿 챔버실 압력을 형성하는 파일럿 아웃렛 디스크에스

를 포함하는 쇽업소버의 가변 솔레노이드 밸브.