KR20070073215A

KR20070073215A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20070073215A
Application number: KR1020060000874A
Authority: KR
Inventors: 류기팔
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-01-04
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2007-07-10
Also published as: KR100757811B1

Abstract

본 발명의 쇽업소버는 내부에 작동유체가 수용되는 실린더와, 일단은 실린더의 일측에 삽입되고, 타단은 실린더의 외측으로 인출된 피스톤 로드와, 실린더의 내부에 설치되어 실린더를 구획하며 작동유체의 흐름을 제어하는 밸브 및 작동유체의 흐름을 제어하는 보조밸브를 포함하므로, 작동유체의 유량을 조절하여 낮은 감쇠력을 유지하여 승차감을 상승시키는 효과가 있다.

현가장치, 쇽업소버, 피스톤 밸브, 리바운드 챔버, 컴프레션 챔버

Description

쇽업소버{ Shock absorber }

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 컴프레션 행정을 일부 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 리바운드 행정을 일부 도시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버의 감쇠성능을 나타낸 그래프이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

100 : 쇽업소버 110 : 실린더

120 : 피스톤 로드 130 : 피스톤 밸브

131 : 피스톤 133 : 컴프레션 유로

135 : 리바운드 유로 137 : 컴프레션 디스크

139 : 리바운드 디스크 150 : 보조밸브

151 : 보조유로 153 : 탄성부재

155 : 볼부재 157 : 하우징

159 : 통공

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서 보다 상세하게는 모노튜브 타입으로 이루어진 실린더로 이루어지며, 컴프레션 행정이나 리바운드 행정시 감쇄 성능이 증대되는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 현가 장치(Suspension System)는 차체와 차륜을 연결하는 장치로서 주행 중 노면으로부터 차륜으로 전달된 충격을 흡수하여 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다. 이에 쇽업소버는 조종안정성을 확보하는 동시에 적재화물의 보호, 차량의 각 부품을 보호하며, 양호한 핸들링 특성을 살리고, 운전자의 안락한 승차감을 극대화하는 것을 주된 목적으로 하여 다양한 형태의 현가장치가 연구개발 및 적용되고 있는 실정이다.

이러한 차량의 현가 장치는 크게 충격을 흡수하는 스프링, 스프링의 작동을 조정하는 쇽업소버 등으로 이루어진다. 쇽업소버는 실린더와 그 실린더 내에 슬라이드 가능하게 수용되는 피스톤 로드와 피스톤을 포함하되, 실린더는 현가암 등을 통해 차륜측에 연결되고, 피스톤은 피스톤 로드에 의해 차체측에 연결된다.

이에 따라, 쇽업소버는 차량이 불규칙한 노면을 주행할 때 연속적으로 수축(Compression)되거나 신장(Rebound)되면서 노면에서 차체로 전해지는 진동을 억제, 감쇄하는 기능을 수행할 수 있다.

이때, 피스톤은 실린더의 내측을 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획한 다. 나아가, 컴프레션 챔버는 차체 하단에 설치되는 베이스 밸브 장치 등에 의해 컴프레션 챔버의 체적 보상을 위한 저장챔버와 구획 분리되어질 수도 있다. 위와 같은 챔버들 사이에는 쇽업소버의 신장 및 수축에 따라 작동 유체(또는, 작동 오일)의 흐름을 선택적으로 허용하는 유로들과 그 유로들의 제어를 위한 밸브가 마련된다.

상기 밸브는 디스크의 가압력에 의해 일방향으로 유체가 이동되도록 하되, 쇽업소버의 신장 또는 수축에 따른 챔버 간 압력 차이에 의해 디스크가 유로에 대해 열리거나 닫히게 되어 있다.

이러한 종래의 밸브는 고속 주행하는 차량에서 작동 유체의 흐름에 대한 디스크의 열림이 지연되므로, 차체에 충격이 가해졌을 때 리바운드 행정이 실시되어 차체의 충격을 감쇠시켜야 한다. 그런데, 디스크의 열림이 지연되면 고속 주행하는 차량에서 쇽업소버의 리바운드 감쇠 성능을 저하시켜 승차감을 떨어뜨리는 원인이 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량이 고속으로 주행할 경우에도 작동 유체의 흐름을 원활하게 하여 감쇄 성능이 저하되는 것을 방지하는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 작동유체가 수용되는 실린더와, 일단은 상기 실린더의 일측에 삽입되고, 타단은 상기 실린더의 외측으로 인출된 피스톤 로드와, 상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 실린더를 구획하며 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 밸브 및 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 보조밸브를 포함하는 쇽업소버를 제공한다.

상기 보조밸브는 상기 피스톤 로드에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 보조밸브는 상기 피스톤 로드의 내부에 형성되며 상기 밸브에 의해 구획된 상기 실린더의 상측과 하측을 연통시키는 보조유로와, 상기 보조유로 상에 삽입된 탄성부재와, 상기 보조유로의 측방에 삽입되어 상기 보조유로와 연통되는 통공을 갖는 하우징 및 상기 탄성부재에 의해 상기 보조유로와 상기 하우징의 통공을 연통시키거나 폐쇄시키는 볼부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 하우징의 통공은 상기 볼부재의 외경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 볼부재와 접촉되는 상기 하우징의 면은 테이퍼지게 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 현가장치의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 컴프레션 행정을 일부 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 리바운드 행정을 일부 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버의 감쇠성능을 나타낸 그래프이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상측이 차체와 연결되고, 하측은 차륜과 연결되는 모노 튜브 타입 쇽업소버(100)는 실린더(110)와, 일단은 실린더(110)의 내측으로 삽입되고, 타단은 실린더(110)의 외측으로 인출되는 피스톤 로드(120)와, 실린더(110) 내부에서 상하 왕복 이동하는 피스톤 밸브(130)와, 실린더(110)의 내부에 위치하며 오일챔버(OC)와 가스챔버(GC)를 구분하는 프리 피스톤(140)과, 피스톤 로드(120)에 설치된 보조밸브(150)를 포함하여 이루어진다.

피스톤 밸브(130)는 실린더(110)에 인입된 피스톤 로드(120)의 일단에 설치되어 실린더(110)의 내부를 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC)로 구획한다. 이때, 피스톤 밸브(130)가 설치되는 부분은 프리 피스톤(140)으로 구획되는 오일챔버(OC)나 가스 챔버(GC) 중 어느 하나일 수 있다. 도면에서는 본 발명에 따른 쇽업소버의 일실시예로서 오일챔버(OC)측에 피스톤 밸브(130)가 설치되어 있다.

피스톤 밸브(130)는 작동유체가 이동되는 다수개의 유로(133,135)가 형성된 피스톤(131)과, 피스톤(131)의 상면과 하면에 적층되어 피스톤(131)의 유로(133,135)를 개방하거나 닫는 디스크(137,139)를 포함한다.

피스톤(131)은 중심부에 피스톤 로드(120)가 삽입되는 관통홀(131a)이 형성되고, 관통홀(131a)의 주위에 피스톤(131)의 상측과 하측을 연통시키는 유로(133,135)가 형성된다. 또한, 유로(133,135)는 컴프레션 유로(133)와 리바운드 유 로(135)로 구분되어진다. 디스크(137,139)는 피스톤(131)의 상면과 하면에 각각 접촉되게 설치된다. 디스크(137,139)는 컴프레션 행정시 컴프레션 유로(133)의 하측을 개방하며 피스톤(131)의 하면과 접촉되게 설치된 리바운드 디스크(139)와, 리바운드 행정시 리바운드 유로(135)를 개방하며 피스톤(131)의 상면과 접촉되게 설치되는 컴프레션 디스크(137)로 이루어진다. 컴프레션 디스크(137)와 리바운드 디스크(139)에는 판 스프링이 다수개 적층되어 이루어지므로 다수의 개방유로(미도시)들이 형성된다. 이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(131)의 상면에는 컴프레션 유로(133)를 둘러싸는 컴프레션 가이드부재(133a)가 돌출되게 설치되고, 피스톤(131)의 하면에는 리바운드 유로(135)를 둘러싸는 리바운드 가이드부재(135a)가 돌출되게 설치된다.

보조밸브(150)는 피스톤 로드(120)에 설치된 것으로서, 피스톤 로드(120)의 내부에 형성되며 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC)를 연통시키는 보조유로(151)와, 보조유로(151) 상에 설치되어 후술될 볼부재(155)가 보조유로(151)를 폐쇄하도록 가압하는 탄성부재(153)와, 보조유로(151)의 측방에 삽입되어 보조유로(151)와 연통되는 통공(159)을 갖는 하우징(157) 그리고, 탄성부재(153)에 의해 보조유로(151)와 하우징(157)의 통공(159)을 연통시키거나 폐쇄시키는 볼부재(155)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 하우징(157)의 통공(159)은 볼부재(155)가 통공(159)을 통해 빠져나가지 않도록 볼부재(155)의 외경보다 작은 외경을 갖도록 형성된다. 또한, 볼부재(155)와 접촉되는 하우징(157)의 면은 테이퍼지게 형성되어 볼부재(155)와 하우징 (157)의 접촉을 확실하게 하고 볼부재(155)의 유동을 방지한다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 쇽업소버의 작동을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 컴프레션 행정시 피스톤 로드(120)는 컴프레션 챔버(CC)를 압축하기 위해 하강하고, 피스톤 로드(120)에 삽입되게 설치된 피스톤 밸브(130)도 하강한다.

이때, 피스톤 밸브(130)는 컴프레션 행정시 피스톤(131)이 하강하면 컴프레션 챔버(CC)에 있던 작동유체가 리바운드 디스크(139)를 가압하므로, 리바운드 디스크(139)와 리바운드 가이드부재(135a)가 접촉되므로 리바운드 유로(135)는 닫힌다. 그러므로 작동유체는 피스톤(131)의 하측에서 개방된 컴프레션 유로(133)로 인입되어 컴프레션 디스크(137)를 가압한다. 그러면 컴프레션 디스크(137)는 작동유체의 압력에 의해 휘어져 작동유체를 리바운드 챔버(RC)로 이동시킨다.

또한, 보조밸브(150)는 컴프레션 챔버(CC)에서 보조유로(151)로 인입된 작동유체가 볼부재(155)를 가압한다. 이때, 탄성부재(153) 역시 볼부재(155)를 가압하여 하우징(157)의 통공(159)과 보조유로(151)가 연통되는 것을 막는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 리바운드 행정시 피스톤 로드(120)는 신장되므로 피스톤 밸브(130)는 상승하여 리바운드 챔버(RC)쪽으로 이동한다. 이때, 피스톤 밸브(130)는 피스톤(131)이 상승하면 리바운드 챔버(RC)에 있던 작동유체가 컴프레션 디스크(137)를 가압하므로, 컴프레션 디스크(137)와 피스톤(151)의 하면에 형성된 컴프레션 가이드부재(133a)가 접촉되므로 컴프레션 유로(133)는 닫힌다. 그러므로 작동유체는 피스톤(131)의 상측에서 개방된 리바운드 유로(135)로 인입되어 리바운드 디스크 (139)를 가압한다. 그러면, 리바운드 디스크(139)는 작동유체의 압력에 의해 휘어져 작동유체를 컴프레션 챔버(CC)로 이동시킨다.

여기서, 보조밸브(150)는 피스톤 로드(120)의 신장과 더불어 보조유로(151)에 인입되어있던 작동유체가 컴프레션 챔버(CC) 쪽으로 이동한다. 또한, 보조유로(151) 내부의 압력은 낮아진다. 이에, 작동유체는 하우징(157)의 통공(159)을 통해 볼부재(155)를 가압하고, 볼부재(155)는 탄성부재(153)측으로 이동되어 통공(159)과 보조유로(151)를 연통시켜 작동유체가 컴프레션 챔버(CC)로 이동되게 한다.

도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버(100)가 리바운드 행정시 피스톤 밸브(130)만 작동되었을 때의 감쇠성능(A)과, 피스톤 밸브(130)와 보조밸브(150)가 함께 작동되었을 때의 감쇠성능(B)을 나타내는 그래프이다.

쇽업소버(100)는 주행하는 차량이 충격을 받았을 때, 피스톤 로드(120)의 작동 스피드와 비례하여 댐핑 포스(Damping force)가 커지도록 높은 감쇠성능(A)가 요구된다.

또한, 차량이 고속으로 주행할 때 차량에 지속적인 충격이 가해지면, 피스톤 로드(120)의 스피드가 빨라져도 댐핑 포스는 일정하게 유지되도록 보조밸브(150)를 통해 작동유체의 이동량을 증가시켜 낮은 감쇠성능(B)을 유지시킨다.

이때, 감쇠성능(A)와 감쇠성능(B) 사이의 감쇠력은 보조 밸브(150)의 개방정도를 조절하는 탄성부재(153)의 탄성계수(K)에 따라 조정 가능하다.

따라서, 보조밸브(150)는 차체에 충격이 가해졌을 때 이를 감쇠하기 위한 작동유체가 피스톤 밸브(130)와 보조밸브(150)를 통해 단시간에 컴프레션 챔버(CC)측으로 쉽게 이동될 수 있으므로, 고속에서 낮은 감쇠력을 유지하여 승차감을 향상시킬 수 있다.

이에 따르면, 본 발명의 쇽업소버는 차량이 고속으로 주행할 때, 보조밸브를 통해 작동유체의 유량을 조절하여 낮은 감쇠력을 유지하여 승차감을 상승시키는 효과가 있다.

Claims

내부에 작동유체가 수용되는 실린더;

일단은 상기 실린더의 일측에 삽입되고, 타단은 상기 실린더의 외측으로 인출된 피스톤 로드;

상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 실린더를 구획하며 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 밸브; 및

상기 작동유체의 흐름을 제어하는 보조밸브를 포함하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 보조밸브는 상기 피스톤 로드에 설치된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,

상기 보조밸브는 상기 피스톤 로드의 내부에 형성되며 상기 밸브에 의해 구획된 상기 실린더의 상측과 하측을 연통시키는 보조유로;

상기 보조유로 상에 삽입된 탄성부재;

상기 보조유로의 측방에 삽입되어 상기 보조유로와 연통되는 통공을 갖는 하우징; 및

상기 탄성부재에 의해 상기 보조유로와 상기 하우징의 통공을 연통시키거나 폐쇄시키는 볼부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 3에 있어서,

상기 하우징의 통공은 상기 볼부재의 외경보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 4에 있어서,

상기 볼부재와 접촉되는 상기 하우징의 면은 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.