KR20070078147A

KR20070078147A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20070078147A
Application number: KR1020060008105A
Authority: KR
Inventors: 김성민
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-07-31
Also published as: KR100766854B1

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 피스톤 밸브 및 작동유체의 흐름을 제어하는 바이패스 밸브를 포함하므로, 전달되는 충격이 고주파인가 저주파인가에 따라 감쇠력이 증대되거나 낮아져 충격을 효율적으로 감쇄시키는 효과가 있다.

쇽업소버, 피스톤 밸브, 감쇠성능

Description

쇽업소버 { Shock absorber }

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버가 저주파 상태에서 작동되는 것을 일부 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버가 고주파 상태에서 작동되는 것을 일부 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

100 : 쇽업소버 110 : 실린더

111 : 내통 120 : 피스톤 로드

121 : 제1피스톤 로드 123 : 제2피스톤 로드

140 : 피스톤 밸브 141 : 피스톤

143 : 컴프레션 유로 145 : 리바운드 유로

147 : 컴프레션 디스크 149 : 리바운드 디스크

150 : 바이패스 밸브 151 : 중공부

153 : 관부 153a : 제1바이패스 유로

155 : 플런저 155a : 제2바이패스 유로

157a,157b : 제1,2판스프링 158,159 : 제1,2고정부재

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서 보다 상세하게는 노면의 상태에 따라 리바운드 행정과 컴프레션 행정이 진행되는 쇽업소버에 관한 것이다.

쇽업소버는 차체 중량을 지지함과 동시에 노면으로부터 차체로 전해지는 진동을 억제, 감쇄하는 역할을 하는 것으로서 자동차 현가시스템의 주요 구성요소를 이룬다. 이러한 쇽업소버는 노면불규칙 등에 의한 차륜(바퀴)의 상하 방향 진동에너지를 흡수하여 완화함으로써, 진동이 차체에 직접 전달되는 것을 방지한다. 이에 쇽업소버는 승객의 승차감 향상, 적재화물의 보호 그리고, 차량의 각 부품을 보호하는데 기여한다.

위와 같은 쇽업소버는 실린더와 실린더 내에 슬라이드 가능하게 수용되는 피스톤 로드를 포함하며, 실린더는 현가 암 등을 통해 차륜 측에 연결되고 피스톤 로드는 차체 측에 연결되며, 피스톤 로드의 하단에는 피스톤 밸브가 연결된다. 이에 따라, 쇽업소버는 차량이 불규칙한 노면을 주행할 때 연속적으로 컴프레션 행정(Compression stroke)과 리바운드 행정(Rebound stroke)을 반복적으로 하면서 노면에서 차체로 전해지는 진동을 억제 감쇄하는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 피스톤 밸브는 실린더의 내측을 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획하여 쇽업소버의 신장 및 수축에 따라 작동 유체(또는, 작동 오일)의 흐름을 선택적으로 허용하는 유로들과 그 유로들의 유량을 제어한다.

피스톤 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 피스톤 밸브는 하나의 피스톤 밸브를 가지고 있으므로 노면 상태 및 차량의 변화에 대해 한가지의 감쇠력을 발생시키기 때문에 최적의 승차감을 발휘할 수 없다.

이를 테면, 고속 주행하는 차량에서는 노면으로부터 차량에 전해지는 진동이 일정하게 지속되는 바, 비교적 약한 고주파 충격이 작용하므로 감쇠력이 낮아야 한다. 반면, 둔턱이나 차량이 선회하는 등의 차량의 이동변화가 큰 경우에는 비교적 큰 저주파 충격력이 작용하게 되므로 차량의 변화에 따른 제어를 신속할 수 있도록 감쇠력이 높아야 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량에 전해지는 충격 변화에 대해 감쇠력을 가변시킬 수 있는 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 피스톤 밸브 및 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 바이패스 밸브를 포함하는 쇽업소버를 제공한다.

상기 바이패스 밸브는 상기 피스톤 로드에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 바이패스 밸브는 일단이 상기 실린더의 외측으로 인출되며 타단이 상기 실린더의 내측에 삽입된 제1피스톤 로드와, 일단은 상기 제1피스톤 로드의 외면과 접촉되게 삽입되는 관형태로 일측에 제1바이패스 유로를 갖는 관부를 형성하고, 타단은 상기 피스톤 밸브가 설치된 제2피스톤 로드와, 상기 제2피스톤 로드의 내부에 형성되어 상기 관부와 연통되는 유로 및 상기 관부에 설치되어 제2바이패스 유로를 형성하는 플런저를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1,2 피스톤 로드는 마주 보는 면에 각각 탄성부재가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재는 링 형상의 판스프링인 것이 바람직하다.

상기 제1피스톤 로드의 단부와 관부에는 상기 판스프링이 고정되는 고정부재가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 고정부재는 상기 판스프링의 중심부가 끼워지도록 일측이 돌출되게 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 돌출부는 상기 판스프링이 끼워진 후 리벳팅되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 쇽업소버의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버가 저주파 상태에서 작동되는 것을 일부 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버가 고주파 상태에서 작동되는 것을 일부 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽업소버(100)는 내부에 내통(111)이 삽입된 실린더(110)와, 일측이 실린더(110)의 내통(111)에 삽입되고, 타측이 실린더(110)의 외부로 인출된 피스톤 로드(120)와, 피스톤 로드(120)에 설치된 피스톤 밸브(140) 그리고, 피스톤 밸브(140)와 더불어 작동유체의 흐름을 제어하는 바이패스 밸브(150)를 포함하여 이루어진다.

피스톤 밸브(140)는 실린더(110)에 인입된 피스톤 로드(120)에 설치되어 실린더(110)의 내통(111)내부를 후술될 리바운드 스프링(130)이 설치된 측의 리바운드 챔버(RC)와 컴프레션 챔버(CC)로 구획한다.

또한, 실린더(110)와 내통(111) 사이에는 리저버 챔버(VC)가 형성되는데, 리저버 챔버(VC)는 피스톤 밸브(140)의 상하 운동에 따른 콤프레션 챔버(CC)의 압력변화를 보상하는 역할을 한다.

피스톤 밸브(140)는 작동유체가 이동되는 다수개의 피스톤 유로(143,145)가 형성된 피스톤(141)과, 피스톤(141)의 상면과 하면에 적층되어 피스톤 유로(143,145)를 개방하거나 닫는 디스크(147,149)를 포함한다.

피스톤(141)은 중심부에 피스톤 로드(120)가 삽입되는 관통홀(141a)이 형성 되고, 관통홀(141a)의 주위에 피스톤(141)의 상측과 하측을 연통시키는 피스톤 유로(143,145)가 형성된다. 또한, 피스톤 유로(143,145)는 컴프레션 유로(143)와 리바운드 유로(145)로 구분되어진다. 디스크(147,149)는 피스톤(141)의 상면과 하면에 각각 접촉되게 설치된다. 디스크(147,149)는 컴프레션 행정시 컴프레션 유로(143)의 하측을 개방하며 피스톤(141)의 하면과 접촉되게 설치된 리바운드 디스크(149)와, 리바운드 행정시 리바운드 유로(145)를 개방하며 피스톤(141)의 상면과 접촉되게 설치되는 컴프레션 디스크(147)로 이루어진다. 컴프레션 디스크(147)와 리바운드 디스크(149)에는 판 스프링이 다수개 적층되어 이루어지므로 다수의 개방유로(미도시)들이 형성된다.

바이패스 밸브(150)는 피스톤 로드(120) 상에 중공부(151)를 형성하여 중공부(151)에 설치된다.

중공부(151)는 피스톤 로드(120)가 제1피스톤 로드(121)와 제2피스톤 로드(123)로 분리되어 형성된다. 다시 설명하면, 제1피스톤 로드(121)는 일단이 실린더(110)의 외측으로 인출되고 타단이 실린더(110)의 내측으로 삽입된다. 제2피스톤 로드(123)는 실린더(110)의 내부에 위치하되, 일단에 제1피스톤 로드(121)의 타단의 외면을 감싸도록 관부(153)를 형성한다. 여기서, 관부(153)는 제1피스톤 로드(121) 타단의 외면을 감싸도록 설치된다. 이에, 중공부(151)는 제1피스톤 로드(121)의 타단과 관부(153)의 내면 사이에 형성된 소정의 공간이 된다. 이때, 제2피스톤 로드(123)의 내부에는 중공부(151)와 컴프레션 챔버(CC)를 연통시키는 유로(120a)가 형성된다.

한편, 중공부(151)의 내부에는 플런저(155)가 삽입된다. 플런저(155)는 유로(120a)나 후술될 제1,2바이패스 유로(153a,155a)를 통해 인입된 작동유체에 의해 승하강 된다. 제1바이패스 유로(153a)는 제2피스톤 로드(123)의 관부(153) 양측에 형성되고, 제2바이패스 유로(155a)는 플런저(150)의 양측에 형성된다. 제1,2바이패스 유로(153a,155a)는 플런저(150)가 승하강 되면서 연결되거나, 단절되어 컴프레션 챔버(CC)와 리바운드 챔버(RC)를 개폐한다.

플런저(150)의 상/하측에는 플런저(150)의 상/하부와 접촉되는 탄성부재가 설치되어 플런저(150)가 제1,2피스톤 로드(121,123)와 접촉되는 것을 방지한다. 이때, 플런저(150)는 상부와 하부의 에지부가 돌출되게 형성되어 탄성부재와 접촉되는 것이 바람직하다. 탄성부재는 링 형상의 제1,2판스프링(157a,157b)이 될 수 있으며, 제1피스톤 로드(121)의 타단 단부와 제2피스톤 로드(123) 관부(153)의 내면에 각각 설치된다. 이때, 제1,2판스프링(157a,157b)은 각각 제1,2고정부재(158,159)에 의해 각각 고정된다.

제1고정부재(158)는 제1피스톤 로드(121)의 단부에 설치된 것으로서 중공부(151)측으로 돌출된 돌출부(158a)를 형성한다. 돌출부(158a)에는 제1판스프링(157a)의 중심부가 삽입되어 고정된다. 제2고정부재(159)는 제2피스톤 로드(123) 관부(153)의 내면에 설치된 것으로서, 유로(120a)와 연통되는 고정유로(159b)가 형성되고, 제2판스프링(157b)의 중심부가 삽입될 수 있도록 돌출부(159a)를 형성함은 물론이다. 여기서, 제1,2판스프링(157a,157b)은 돌출부(158a,159a)에 삽입된 후 리베팅하여 고정할 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 쇽업소버의 작동을 상세하게 설명한다.

차체가 갑작스런 충격을 받으면, 도면에는 도시하지 않았으나, 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 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.

이때, 제1피스톤 로드(123)의 내부에 형성된 유로(120a)를 통해 중공부(151)로 작동유체가 인입된다. 이에, 플런저(155)는 인입된 작동유체에 의해 상승하므로 제1바이패스 유로(153a)와 제2바이패스 유로(155a)는 연통되지 않는다.

이 상태에서, 도 2에 도시된 바와 같이 리바운드 행정으로 이어지면, 피스톤 로드(120)는 신장되므로 피스톤(131)은 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, 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(RC)로 이동시킨다. 또한, 제1바이패스 유로(153a)와 제2바이패스 유로 (155a)는 단절된 상태이다.

반면에, 차체에 큰 충격이 가해지는 것은 아니지만 차량이 지속적으로 주행하게 되면서 발생되는 고주파 충격이 차체에 가해지는 경우에는 쇽업소버(100)는 지속적인 충격에 대한 컴프레션 행정과 리바운드 행정이 짧은 시간에 반복된다.

이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 쇽업소버(100)는 컴프레션 행정시에 플런저(155)가 상승하려고 하지만 다시 리바운드 행정으로 전환됨에 따라 플런저(155)는 하강하려고 한다. 이와 동시에, 플런저(155)를 지지하는 제1,2판스프링(157a,157b)에 의해 제1,2바이패스유로(153a,155a)가 연통된 상태를 그대로 유지하므로, 작동유체는 피스톤(131)에 형성된 리바운드유로(145)와 피스톤 로드(120)의 유로(120a)를 통해서도 흐르게 되어 감쇠력이 낮아진다.

이에 따라, 본 발명의 쇽업소버는 차륜에 지속적으로 충격이 전달되었을 때, 전달되는 충격이 고주파인가 저주파인가에 따라 감쇠력이 증대되거나 낮아져 충격을 효율적으로 감쇄시키는 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 피스톤 밸브; 및

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

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

상기 바이패스 밸브는 일단이 상기 실린더의 외측으로 인출되며 타단이 상기 실린더의 내측에 삽입된 제1피스톤 로드;

일단은 상기 제1피스톤 로드의 외면과 접촉되게 삽입되는 관형태로 일측에 제1바이패스 유로를 갖는 관부를 형성하고, 타단은 상기 피스톤 밸브가 설치된 제2 피스톤 로드;

상기 제2피스톤 로드의 내부에 형성되어 상기 관부와 연통되는 유로; 및

상기 관부에 설치되어 제2바이패스 유로를 형성하는 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 3에 있어서,

상기 제1,2 피스톤 로드는 마주 보는 면에 각각 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 4에 있어서,

상기 탄성부재는 링 형상의 판스프링인 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 5에 있어서,

상기 제1피스톤 로드의 단부와 관부에는 상기 판스프링이 고정되는 고정부재가 구비된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
제 6항에 있어서,

상기 고정부재는 상기 판스프링의 중심부가 끼워지도록 일측이 돌출되게 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
제 7항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 판스프링이 끼워진 후 리벳팅 된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.