KR20080042324A

KR20080042324A - 모노 튜브식 쇽업소버

Info

Publication number: KR20080042324A
Application number: KR1020060110579A
Authority: KR
Inventors: 류기팔
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-15

Abstract

모노 튜브식 쇽업소버는 내부에 적어도 한가지 이상의 작동유체가 충진된 실린더와, 일단은 상기 실린더의 일측에 삽입되고, 타단은 상기 실린더의 외측으로 인출되며 좌우를 연통하는 관통홀이 형성된 피스톤 로드와, 상기 관통홀과 연통되며, 피스톤 로드의 하측에서 상측으로 오목하게 형성된 중공부와, 일단이 상기 중공부에 삽입되며 그 단부에 상기 관통홀과 연통하기 위해 다른 구간보다 외경이 작은 구간이 형성되고 타단은 상기 실린더의 내부에 고정되는 보조 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 일단에 고정되어 상기 실린더를 구획하며 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 피스톤 밸브 및 상기 보조 피스톤 로드에 관통되고, 상기 실린더를 구획하여 상, 하부의 작동유체가 섞이는 것을 방지하며 그 작동유체의 압력차에 따라 승강하는 프리 피스톤을 포함하므로, 작동유체의 유량을 조절하여 승차감을 상승시키는 효과가 있다.

쇽업소버, 리바운드 챔버, 컴프레션 챔버, 모노 튜브식 쇽업소버, 감쇠력

Description

모노 튜브식 쇽업소버 {MONO TUBE TYPE SHOCK ABSORBER}

도 1은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 리바운드 행정을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 컴프레션 행정을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 리바운드 행정과 컴프레션 행정의 중간 단계를 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 F-S선도를 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

100 : 쇽업소버 110 : 실린더

120 : 피스톤 로드 121 : 중공부

123 : 관통홀 130 : 피스톤 밸브

131 : 피스톤 133 : 컴프레션 유로

135 : 리바운드 유로 137 : 컴프레션 디스크

139 : 리바운드 디스크 140 : 프리 피스톤

150 : 보조 피스톤 로드

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서 보다 상세하게는 모노튜브 타입으로 이루어진 실린더로 이루어지며, 컴프레션 행정이나 리바운드 행정시 감쇠 성능이 증대되는 모노튜브식 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 구조에 따라 크게 따라 크게 분류하면 오일저장 튜브가 2중 벽으로 구성된 이중 튜브식(Twin tube type)과 오일저장 튜브가 단일 벽으로 구성된 모노 튜브식(Mono tube type)이 있다.

모노튜브식 쇽업소버는 실린더와 그 실린더 내에 슬라이드 가능하게 수용되는 피스톤 로드와 피스톤 그리고, 프리 피스톤을 포함하되, 실린더는 현가암 등을 통해 차륜측에 연결되고, 피스톤은 피스톤 로드에 의해 차체측에 연결된다.

이때, 실린더에는 적어도 하나 이상의 작동유체가 채워지며, 실린더 내부에 이동가능하게 설치되는 프리 피스톤은 실린더를 구획하여 그 작동유체가 서로 섞이지 않도록 한다. 이에, 실린더의 상측에는 오일이 수용되고, 하측에는 가스가 수용된다. 피스톤은 실린더의 내측 즉, 오일이 수용된 측을 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획한다. 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.

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 모노튜브 타입 쇽업소버는 차량의 특성에 맞게 한가지의 감쇠력만 구현할 수 있는 구조이므로 일반주행에서 안정된 감쇠력을 갖더라도 코너를 돌거나 고속으로 주행하여 풀 컴프레션 행정이나 풀 리바운드 행정이 실시될 경우 요구되는 높은 감쇠력을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 종래의 기술로 극복할 수 없었던 풀 리바운드 또는 풀 컴프레션 행정시의 감쇠력이 일반 주행에서 나타나는 감쇠력과 상이한 높은 감쇠력을 나타내므로 주행시 안정성을 확보할 수 있도록 한 모노튜브식 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 적어도 한가지 이상의 작동유체가 충진된 실린더와, 일단은 상기 실린더의 일측에 삽입되고, 타단은 상기 실린더의 외측으로 인출되며 좌우를 연통하는 관통홀이 형성된 피스톤 로드와, 상기 관통홀과 연통되며, 피스톤 로드의 하측에서 상측으로 오목하게 형성된 중공부와, 일단이 상기 중공부에 삽입되며 그 단부에 상기 관통홀과 연통하기 위해 다른 구간보다 외경이 작은 구간이 형성되고 타단은 상기 실린더의 내부에 고정되는 보조 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 일단에 고정되어 상기 실린더를 구획하며 상기 작동유체의 흐름을 제어하는 피스톤 밸브 및 상기 보조 피스톤 로드에 관통되고, 상기 실린더를 구획하여 상, 하부의 작동유체가 섞이는 것을 방지하며 그 작동유체의 압력차에 따라 승강하는 프리 피스톤을 포함하는 모노 튜브식 쇽업소버를 제공한다.

상기 프리 피스톤은 상기 보조 피스톤 로드 및 상기 실린더와 접하는 면에 설치된 실링부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 관통홀은 상기 피스톤 로드가 최대로 압축하는 구간과 최대로 신장하는 구간 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 리바운드 행정을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 컴프레션 행정을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버의 리바운드 행정과 컴프레션 행정의 중간 단계를 도시한 도면이다.

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

피스톤 로드(120)에는 실린더(110)의 내부에 삽입된 측에 상측으로 오목하게 중공부(121)가 형성된다. 또한, 피스톤 로드(120)에는 중공부(121)의 내측과 외측을 연통시키는 관통홀(123)이 형성된다. 관통홀(123)의 위치는 피스톤 로드(120)가 최대한 압축되는 풀 컴프레션 행정과 최대한 신장되는 풀 리바운드 행정 사이의 위치에 형성되어 작동유체의 유동을 증대시키는 것이 바람직하다.

보조 피스톤 로드(150)는 상단이 피스톤 로드(120)의 중공부(121)에 삽입가능하고, 하단이 실린더(110)의 내부에 고정된다. 다시 설명하면, 보조 피스톤 로드(150)는 고정되어 있고, 피스톤 로드(120)가 왕복 운동을 하여 컴프레션 행정이나 리바운드 행정을 실시할 수 있다. 이때, 보조 피스톤 로드(150)는 피스톤 로드(120)가 풀컴프레션 행정 지점으로 하강하는 중에 'B' 구간에 오면 피스톤 로드(150)의 관통홀(123)과 대응되는 구간의 외경이 상측과 하측의 외경보다 작게 형 성되어 작동유체가 관통홀(123)을 통해 이동하는 것을 돕는다.

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.

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.

또한, 피스톤(131)은 중심부에 피스톤 로드(120)가 삽입고정되는 고정홀(131a)이 형성되고, 고정홀(131a)의 주위에 피스톤(131)의 상측과 하측을 연통시키는 컴프레션 유로(133)와 리바운드 유로(135)가 형성된다. 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.

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 모노튜브식 쇽업소버의 일실시예로서 오일챔버(OC)측에 피스톤 밸브(130)가 설치되어 있다.

프리 피스톤(140)에는 에지부에 에지실링홈(143)이 형성되고, 에지실링 홈(143)에는 에지실링부재(145)가 설치된다. 또한, 프리 피스톤(140)에는 실린더(110)의 내측에 고정된 보조 피스톤 로드(150)가 관통하는 피스톤로드 관통홀(141)이 형성되고, 피스톤로드 관통홀(141)에는 피스톤로드 관통홀(141)과 보조 피스톤 로드(150) 사이를 실링하도록 실링홈(147)과, 실링홈(147)에 설치된 실링부재(149)가 설치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 쇽업소버의 작동을 상세하게 설명한다.

먼저, 차량에 충격이 가해지면, 도 1에 도시된 바와 같이, 리바운드 행정이 실시되면 피스톤 로드(120)는 실린더(110)의 외측으로 인출되어 신장되면서 피스톤 밸브(130)가 A구간으로 상승한다. 이에, 작동유체는 컴프레션 디스크(137)를 가압하여 컴프레션 유로(133)를 폐쇄하고, 리바운드 유로(135)로 인입되어 리바운드 디스크(139)를 가압하여 이를 개방하고, 리바운드 챔버(RC)에서 컴프레션 챔버(CC)로 이동한다.

이때, 작동유체는 관통홀(123)을 통해 중공부(121)의 내측으로 유입되지 못하여 'B'구간보다 높은 감쇠력을 나타낸다.

반면, 도 2에 도시된 바와 같이, 컴프레션 행정이 진행되면 도 1과 반대로 피스톤 로드(120)는 실린더(110)의 내측으로 인입되어 피스톤 밸브(130)가 C구간으로 하강한다. 이에, 작동유체는 리바운드 디스크(137)를 가압하여 리바운드 유로(135)를 폐쇄하고, 컴프레션 유로(133)로 인입되어 컴프레션 디스크(137)를 가압하여 이를 개방하고 컴프레션 챔버(CC)에서 리바운드 챔버(RC)로 이동한다.

따라서, 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버(100)는 실질적으로 도 3에 도시된 바와 같이 리바운드 행정이나 컴프레션 행정이 실시될 때, 피스톤 로드(120)가 풀 리바운드되거나, 풀 컴프레션 되지 않고, 도 3에 도시된 바와 같이, 'B'구간에 위치하며, 이에 따라 'A', 'C'구간 대비하여 낮은 감쇠력을 나타내어 승차감을 향상시킨다.

이러한 감쇠력은 도 4에 도시된 F-S선도를 참조하면, 일반적인 모노 튜브식 쇽업소버는 'Ⅰ'에 나타난 바와 같이 풀 리바운드 행정이나 풀 컴프레션 행정이 실시 될 때 감쇠력이 하드하게 유지된다. 그러나, 본 발명에 따른 모노 튜브식 쇽업소버(100)는 'Ⅱ'에 나타난 바와 같이, 피스톤 로드(120)가 'B'구간에 위치하여 승차감을 향상시키는 감쇠력을 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 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 사상이 있다고 할 것이다.

이에 따르면, 본 발명의 모노 튜브식 쇽업소버는 중공부를 통해 작동유체를 이동시킬 수 있는 보조 피스톤 로드를 채용하여 작동유체의 유량을 조절하여 감쇠 력을 조절하여 감쇠력 특성을 낮게 유지할 수 있으며, 이에 따라 승차감을 상승시킬 수 있으며, 더욱이 풀 리바운드 또는 풀 컴프레션 행정시에는 감쇠력 특성을 높게 유지할 수 있어 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

Claims

작동 유체가 채워진 실린더와,

상기 실린더에 이동 가능하게 설치되며, 단부에 실린더 상, 하부로의 유체 유동을 제어하는 피스톤 밸브가 설치된 피스톤 로드와,

상기 실린더의 내측의 하부를 구획하여 작동유체의 압력차에 의해 승강 가능하게 설치된 프리 피스톤과,

상기 피스톤 로드의 내부에 형성되어 하단이 개방되고, 상기 피스톤 로드에 형성되는 관통홀에 의해 상기 실린더의 상, 하부와 연통하는 중공부와,

상기 중공부에 삽입되어 상기 관통홀과 상기 중공부 사이의 유로를 제어하는 보조 피스톤 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 보조 피스톤 로드는 상기 관통홀과 상기 실린더 하부를 연결하기 위해 상기 중공부에 삽입된 부분에 소정의 길이로 다른 구간보다 외경이 작은 구간이 형성된 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 보조 피스톤 로드는 상기 실린더의 하단에 고정되어 상기 프리 피스톤을 관통하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 프리 피스톤은 상기 보조 피스톤 로드 및 상기 실린더와 접하는 면에 설치된 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 관통홀은 상기 피스톤 로드가 최대로 압축하는 구간과 최대로 신장하는 구간 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 모노 튜브식 쇽업소버.