KR20070047909A - 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체크밸브의 기능을 수행하도록 하여 양방향으로 연결된 유로의 압력조절이 가능하고, 크기의 소형화가 가능한 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버에 관한 것으로서, 하나의 릴리프 밸브가 두 방향의 유로를 제어하도록 구조를 개선하고, 릴리프 밸브가 압력을 조절할 뿐만 아니라, 유로의 방향을 제어하도록 한 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 릴리프 밸브는 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 이동가능하게 설치되어 상기 제1관통홀을 개폐하며 중앙부에 유체 연통하는 제1오리피스가 형성된 볼안착부와, 상기 볼안착부와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼안착부를 탄성 지지하는 제1스프링과, 상기 볼안착부에 안착되며 상기 제1오리피스를 개폐하는 볼과, 상기 볼을 지지하며 상기 하우징의 외측면과의 사이에 상기 제2관통홀과 유체 연통하는 제2오리피스가 형성된 볼서포트와, 상기 볼서포트와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼서포트를 탄성 지지하는 제2스프링을 포함한다.
쇽업소버, 릴리프 밸브, 체크 밸브, 하우징, 유로, 오리피스, 돌출부, 스프링

Description

릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버 {RELIEF VALVE AND SHOCK ABSORBER OF USE IT}
도 1은 종래 기술에 따른 차고 조절용 쇽업소버를 도시한 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 릴리프 밸브가 확대된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 릴리프 밸브가 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 릴리프 밸브의 작동 상태도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
110 : 릴리프 밸브 112 : 하우징
114 : 제1관통홀 115 : 제1압력보상공
116 : 제2관통홀 117 : 제2압력보상공
118 : 스토퍼 119 : 오링
122 : 볼안착부 123 : 제1오리피스
124 : 제1스프링 126 : 볼서포트
127 : 제2오리피스 128 : 제2스프링
130 : 볼
본 발명은 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 체크밸브의 기능을 수행하도록 하여 양방향으로 연결된 유로의 압력조절이 가능하고, 크기의 소형화가 가능한 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치에 이용되는 쇽업소버는 차축과 차체 사이에 마련되어 차량의 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진 완충장치로서, 그 내부에는 오일 및/또는 가스가 충진된다.
전술된 쇽업소버는 개술의 개발에 따라 차량의 충격을 흡수할 뿐만 아니라, 탑승객의 수 또는 수화물의 무게에 관계없이 차량의 높이를 항상 일정하게 유지시키는 차고 조절기능이 부여되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 차고 조절용 쇽업소버를 도시한 단면도이다.
종래의 차고 조절용 쇽업소버(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 쉘(12)과, 상기 베이스 쉘(12)의 내부에 설치되는 이너 튜브(14)와, 상기 베이스 쉘(12)과 이너 튜브(14) 사이에 길이방향으로 블레이드(18) 및 아우터 튜브(16)를 포함한다.
상기 블레이드(18)는 상기 베이스 쉘(12)과 아우터 튜브(16) 사이에 설치되는 브라켓(19)에 의해 고정되며, 상기 블레이드(18)의 양 단부(18a)는 밀봉씰을 역할을 수행하기 위한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 브라켓(19)에는 다른 챔버와 연통하기 위한 통공이 형성된다.
상기 이너 튜브(14)와 베이스 쉘(12)로 둘러싸인 공간은 베이스 챔버(21)를 이루고, 상기 블레이드(18)와 베이스 쉘(12)로 둘러싸인 공간 및 상기 블레이드(18)와 아우터 튜브(16)로 둘러싸인 공간은 각각 가스챔버(23) 및 고압챔버(25)로 구획된다.
상기 이너 튜브(14)의 내부에는 피스톤 로드(32)가 상하로 이동가능하게 설치되며, 상기 피스톤 로드(32)의 단부에는 상기 이너 튜브(14) 내부를 인장 챔버(33) 및 압축 챔버(35)로 구획하는 동시에 유체의 유동을 제어하는 피스톤 밸브(34)가 설치된다.
한편, 상기 피스톤 로드(32)는 내부에 펌프 챔버(37)를 이루는 중공부가 형성되며, 상기 중공부에는 내부 관로(38a)가 형성된 펌프 로드(38)가 설치된다. 또한, 상기 펌프 로드(38)의 단부에는 체크밸브(40)가 설치되며 상기 펌프 로드(38)의 내부 관로(38a)와 상기 펌프 챔버(37) 사이의 유로가 일방향으로 개폐되도록 제어한다.
한편, 상기 아우터 튜브(16)의 일측에는 상기 고압챔버(25) 내의 압력이 일정 압력 이상으로 증가될 경우, 압력을 조절하기 위한 릴리프 밸브(50)가 설치된다.
종래 기술에 따른 릴리프 밸브(50)가 확대된 단면도인 도 2를 참고하면, 상기 릴리프 밸브(50)는 상기 고압챔버(25)와 연결되는 흡입구(53) 및 상기 베이스 챔버(21)와 연결되는 배출구(54)가 형성된 하우징(52)과, 상기 하우징(52) 내부에 설치되어, 상기 흡입구(53)와 배출구(54)를 연결하는 유로를 개폐하는 볼(55)을 포 함하고, 상기 볼(55)은 상기 하우징(52) 내부에 설치된 스프링(57)에 의해 탄성적으로 가압되며, 소정의 압력으로 상기 흡입구(53)를 막는다.
상기 볼(55)은 볼가이드(56)에 안착되며, 이동이 안내된다. 또한, 상기 하우징(52)의 일측에는 상기 하우징(52) 내부의 유체를 원활하게 배출하기 위한 관통공(59)이 형성된다.
전술된 바와 같이 구성된 릴리프 밸브(50)는 상기 고압챔버(25)로부터 유입되는 유체의 압력이 증가할 경우, 상기 볼(55) 및 볼가이드(56)가 스프링(57)의 탄성력을 극복하며 후퇴하고, 이에 따라 상기 흡입구(53)와 배출구(54)가 연통하며 압력을 조절한다.
그러나, 종래 기술에 따른 릴리프 밸브(50)가 구비된 쇽업소버(10)는 내부압력을 조절하는 릴리프 밸브(50)가 한방향으로만 작동하므로, 유체의 양방향 유동을 제어하기 위해서는 두 개의 릴리프 밸브(50)와 그에 따른 두 개의 체크밸브(40)를 필요로 한다. 이에 따라 종래의 쇽업소버(10)는 내부의 구조가 복잡해지고, 제조원가가 상승하는 요인이 된다.
또한, 종래의 쇽업소버(10)는 양방향 유로를 제어하기 위해 설치되는 두개의 릴리프 밸브(50)와 체크밸브(40)로 인해 내부의 구성이 복잡해지고, 제품의 크기를 소형화하는데 한계가 따른다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 릴리프 밸브가 두 방향의 유로를 제어하도록 구조를 개선하고, 릴리프 밸브가 압력을 조절할 뿐만 아 니라, 유로의 방향을 제어하도록 한 릴리프 밸브 및 이를 이용한 쇽업소버를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 릴리프 밸브는 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 이동가능하게 설치되어 상기 제1관통홀을 개폐하며 중앙부에 유체 연통하는 제1오리피스가 형성된 볼안착부와, 상기 볼안착부와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼안착부를 탄성 지지하는 제1스프링과, 상기 볼안착부에 안착되며 상기 제1오리피스를 개폐하는 볼과, 상기 볼을 지지하며 상기 하우징의 외측면과의 사이에 상기 제2관통홀과 유체 연통하는 제2오리피스가 형성된 볼서포트와, 상기 볼서포트와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼서포트를 탄성 지지하는 제2스프링을 포함한다.
또한, 상기 하우징의 내측면에는 상기 볼안착부의 과이동을 제한하는 스토퍼가 형성될 수 있다. 더불어, 상기 제1스프링과 제2스프링은 서로 다른 탄성계수를 갖는 것도 가능하다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 쇽업소버는 전술된 릴리프 밸브를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 릴리프 밸브가 도시된 단면도이다.
본 발명에 따른 릴리프 밸브(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 외형을 이루 는 하우징(112)에 각각 서로 다른 방향의 유로와 연결되는 제1관통홀(114)과 제2관통홀(116)이 형성된다.
또한, 상기 하우징(112)의 내부에는 중앙부에 유체 연통하는 제1오리피스(123)가 형성된 볼안착부(122)가 설치된다. 상기 볼안착부(122)는 상기 하우징(112) 내부에서 이동가능하게 설치되며, 상기 볼안착부(122)의 이동에 의해 상기 제1관통홀(114)이 개폐된다.
또한, 상기 볼안착부(122)의 하부와 하우징(112) 사이에는 상기 볼안착부(122)를 탄성적으로 지지하며, 소정의 압력으로 가압하는 제1스프링(124)이 설치된다. 더불어, 상기 볼안착부(122)의 상부에는 볼(130)이 안착되며, 그 볼(130)의 이동에 의해 상기 제1오리피스(123)가 개폐된다. 이를 위해 상기 제1오리피스(123)의 출구부에는 상기 볼(130)의 안착시 상기 제1오리피스(123)를 밀폐할 수 있도록 소정의 자리파기부(122a)가 형성된다.
또한, 상기 하우징(112)의 내측면에는 상기 볼안착부(122)의 과이동을 제한하는 스토퍼(118)가 형성된다. 상기 스토퍼(118)는 상기 하우징(112)의 내측면에서 돌출 형성된다. 이에 따라, 상기 볼안착부(122)의 상단부가 상기 스토퍼(118)의 하단부에 걸리며 상측으로의 이동이 제한된다.
한편, 상기 볼(130)은 상측에 위치된 볼서포트(126)에 의해 지지되는데, 상기 볼서포트(126)의 중앙부에는 상기 볼(130)을 안착하기 위한 자리파기부(126a)가 형성된다.
그리고, 상기 볼서포트(126)는 상기 하우징(112)의 외측면과의 사이에 유체 가 연통하는 제2오리피스(127)가 형성된다. 또한, 상기 볼서포트(126)의 상부와 상기 하우징(112) 사이에는 상기 볼서포트(126)를 탄성 지지하는 제2스프링(128)이 설치된다.
아울러, 상기 볼안착부(122)와 볼서포트(126)는 상기 제1스프링(124)과 제2스프링(128)의 탄성계수에 따라 작동압력을 다르게 설정할 수 있으며, 상기 제1스프링(124) 또는 제2스프링(128)의 권선수를 서로 다르게 적용하여 작동압력을 조절하는 것도 가능하다.
또한, 상기 하우징(112)의 상부 및 하부에는 내부의 유체가 자유롭게 유입가능한 제1압력보상공(115) 및 제2압력보상공(117)이 형성된다. 상기 제1압력보상공(115) 또는 제2압력보상공(117)에는 유체가 유출입되며 각각의 챔버와 연통한다.
상기 볼안착부(122) 또는 볼서포트(126)는 상기 제1압력보상공(115) 또는 제2압력보상공(117) 중 어느 한 쪽을 통해 유입되는 유체에 의해 가압되고, 상기 하우징(112) 내부에서 상기 볼안착부(122) 또는 볼서포트(126)에 의해 압축되는 유체는 상기 제1압력보상공(115) 또는 제2압력보상공(117) 중 다른 한 쪽을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 볼안착부(122)의 외측면에는 상기 하우징(112)의 내측면과 접촉되며 틈새를 밀봉하는 오링(O-ring)(119)과 같은 밀봉재가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 릴리프 밸브(110)의 작동 상태도인 도 4를 참고하여, 본 발명에 따를 릴리프 밸브(110)의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4의 (a)와 같이, 일반적인 압력 상태에서 릴리프 밸브(110)는 제1 압력보상공(115)을 통해 유체가 유입되고, 그 유체는 제1오리피스(123)로 공급된다. 또한, 이 유체는 상기 제1오리피스(123)를 통과하여 그 압력에 의해 볼(130)을 들어올려 유로를 개방한다. 이와 같이, 상기 제1오리피스(123)를 통과한 유체는 상기 볼(130)의 외측 틈새를 통해 볼서포트(126)와 하우징(112) 사이의 제2오리피스(127)로 유입된다. 그리고, 상기 제2오리피스(127)를 통과한 유체는 제2관통홀(116) 또는 제2압력보상공(117)을 통해 외부 챔버(즉, 도 1의 베이스챔버(21))로 배출된다. 이때, 상기 볼안착부(122)는 상기 하우징(112)의 내측에 형성된 스토퍼(118)에 의해 상방향으로의 이동이 제한된다.
한편, 도 4의 (b)와 같이, 상기 제2관통홀(116)과 연통하는 외부 챔버의 압력이 증가하게 되면, 상기 제2관통홀(116) 및 제2압력보상공(117)을 통해 유체가 유입된다. 그리고, 그 유체는 상기 볼서포트(126)를 가압한다. 이때, 상기 유체의 압력이 제1스프링(124)의 탄성력 및 다른 방향으로 순환되는 유체의 압력을 극복하게 되면, 상기 볼서포트(126)가 이동하며 상기 제1오리피스(123)가 상기 볼(130)에 의해 막히도록 상기 볼(130)을 가압한다.
이와 같이, 압력의 평행이 이루어지면, 양방향 유로가 막히며 유체가 유동하지 않게 된다.
그리고, 도 4의 (c)와 같이, 상기 제2관통홀(116)과 연통하는 챔버(즉, 도 1의 베이스챔버(21))의 압력이 지속적으로 증가하게 되면, 상기 볼서포트(126)는 유체의 압력에 의해 하강된다. 이때, 상기 볼서포트(126)는 상기 스토퍼(118)에 의해 걸리며 이동이 제한된다. 이와 같이, 상기 볼서포트(126)의 이동이 제한되면, 상기 볼서포트(126)와 하우징(112) 사이에 형성된 제2오리피스(127)를 통해 유체가 이동하여 상기 볼안착부(122)를 가압한다. 이에 따라, 상기 볼안착부(122)가 하강하여 제1관통홀(114)을 개방시키면, 유체가 상기 제1관통홀(114)과 제1압력보상공(115)을 통해 다른 챔버(즉, 도 1의 고압챔버(25))로 배출된다.
이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 따라서, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 릴리프 밸브는 양방향으로 유로를 형성하며, 양방향으로 유동하는 유체의 압력을 조절할 수 있고, 체크밸브의 기능을 할 수 있어 압력조절과 함께 유체의 유동방향을 제어할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 릴리프 밸브가 구비된 쇽업소버는 별도의 체크밸브가 사용되지 않으므로, 장착공간이 감소하고, 부품수가 감소됨에 따라 제조비용이 감소될 수 있다. 또한, 유체의 압력조절 및 방향조절이 하나의 릴리프 밸브를 통해 구현 가능하므로, 제품의 크기를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 제1관통홀 및 제2관통홀이 형성된 하우징과,
    상기 하우징 내부에 이동가능하게 설치되어 상기 제1관통홀을 개폐하며 중앙부에 유체 연통하는 제1오리피스가 형성된 볼안착부와,
    상기 볼안착부와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼안착부를 탄성 지지하는 제1스프링과,
    상기 볼안착부에 안착되며 상기 제1오리피스를 개폐하는 볼과,
    상기 볼을 지지하며 상기 하우징의 외측면과의 사이에 상기 제2관통홀과 유체 연통하는 제2오리피스가 형성된 볼서포트와,
    상기 볼서포트와 하우징 사이에 설치되어 상기 볼서포트를 탄성 지지하는 제2스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 내측면에는 상기 볼안착부의 과이동을 제한하는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1스프링과 제2스프링은 서로 다른 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 릴리프 밸브.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한 항에 따른 릴리프 밸브를 포함하는 쇽업소버.
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