KR20100051832A

KR20100051832A - 완전 이동 밸브 어셈블리를 구비하는 쇽업소바

Info

Publication number: KR20100051832A
Application number: KR1020107004394A
Authority: KR
Inventors: 스테판 디퍼미
Original assignee: 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-05-18
Also published as: JP5738387B2; DE112008002332T5; KR101441535B1; JP2010538219A; US20090057080A1; WO2009032196A3; CN101796323B; DE112008002332B4; JP2014043950A; CN101796323A; WO2009032196A2; BRPI0816057A2; US8997953B2

Abstract

쇽업소바가 압력 튜브 내에 배치되는 피스톤 어셈블리를 포함한다. 피스톤 어셈블리는 제 1 및 제 2 하우징과, 제 1 하우징에 인접 배치되는 밸브 어셈블리를 포함한다. 밸브 어셈블리는 제 1 및 제 2 하우징을 통하여 연장되는 다수의 제 1 경로 중 적어도 하나를 폐쇄하기 위하여 제 1 하우징과 결합되는 밸브 디스크와, 밸브 디스크에 부하를 인가하기 위한 편향 부재를 포함한다.

Description

완전 이동 밸브 어셈블리를 구비하는 쇽업소바{Shock absorber having a full displacement valve assembly}

본 개시는 일반적으로 차량에 사용되는 서스펜션 시스템(Suspension System)과 같은 서스펜션 시스템 내에서 사용되는 쇽업소바(Shock Absorber) 또는 유압식 댐퍼(Damper)에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 개시는 유체 흐름을 제어하는 완전 이동 밸브 어셈블리(Full Displacement Valve Assembly)를 구비하는 쇽업소바에 관한 것이다.

본 섹션(Section)에 기재된 내용은 단지 본 개시와 관련된 배경 정보만을 제공하며, 종래 기술을 구성하지 않는다.

쇽업소바는 주행 중 발생되는 원치 않는 진동을 흡수하기 위하여 자동차 서스펜션 시스템과 함께 사용된다. 쇽업소바는 일반적으로 자동차의 튀는(Sprung) 부분(바디) 및 튀지 않는(Unsprung) 부분(바퀴) 사이에 연결된다. 모노튜브(Monotube) 쇽업소바에서는, 피스톤이 쇽업소바의 압력 튜브에 의하여 형성되는 작동 챔버(Working Chamber) 내에 배치되고, 피스톤은 피스톤 로드(Piston Rod)를 통하여 자동차의 튀는 부분에 연결된다. 압력 튜브는 공지의 방법 중 하나에 의하여 차량의 튀지 않는 부분에 연결된다. 쇽업소바가 압축 또는 신장(Extended)될 때, 피스톤이 밸빙(Valving)을 통하여 피스톤의 대향측들 사이의 댐핑 유체의 흐름을 제한할 수 있기 때문에, 쇽업소바는 그렇지 않은 경우 자동차의 튀지 않는 부분과 튀는 부분 사이에 전달될 원치 않는 진동을 감쇄하는 댐핑력(Damping Force)을 발생할 수 있게 된다.

듀얼 튜브(Dual tube) 쇽업소바에서는, 피스톤이 쇽업소바의 압력 튜브에 의하여 형성되는 작동 챔버(Working Chamber) 내에 배치되고, 피스톤은 피스톤 로드(Piston Rod)를 통하여 자동차의 튀는 부분에 연결된다. 저장 튜브가 압력 튜브를 둘러싸서 저장 챔버를 형성하고, 베이스 밸브 어셈블리는 작동 챔버와 저장 챔버 사이에 위치하게 된다. 저장 튜브는 공지의 방법에 의하여 차량의 튀지 않는 부분에 연결된다. 댐핑 부하를 생성하기 위하여 쇽업소바가 신장(Extended)되는 경우, 피스톤 내에서의 밸빙(Valving)에 의하여 피스톤의 상측 및 하측 사이에서의 댐핑 유체의 흐름이 제한된다. 댐핑 부하를 생성하기 위하여 쇽업소바가 압축되는 경우, 베이스 밸브 어셈블리 내에서의 밸빙(Valving)에 의하여 작동 챔버와 저장 챔버 사이에서의 댐핑 유체의 흐름이 제한된다. 피스톤은 압축 스트로크(Stroke) 동안 피스톤 상측에서의 유체 보충을 위한 체크 밸브를 또한 포함하고, 베이스 밸브 어셈블리는 신장 스트로크(Extension Stroke) 동안 피스톤 하측에서의 유체 보충을 위한 체크 밸브를 포함한다.

쇽업소바 피스톤은 전형적으로 적어도 하나의 유체 제어 밸브 어셈블리를 포함한다. 유체 제어 밸브 어셈블리는 유체 경로를 완전하게 개방하기 위하여 피스톤 바디에 대하여 축방향으로 이동하는 밸브 디스크를 포함한다. 유체 제어 어셈블리는 피스톤 어셈블리 및/또는 베이스 밸브 어셈블리 중 하나를 위한 압축 밸브 어셈블리 및/또는 리바운드(Rebound) 밸브 어셈블리로 사용될 수 있다.

아래 설명으로부터 추가적인 적용가능성을 가짐이 명확해 질 것이다. 본 설명 및 특정 예시는 본 명세서의 범위를 한정하지 않으며, 단지 예시의 목적으로 이해되어야 할 것이다.

첨부되는 도면은 어떠한 방식으로도 본 명세서의 범위를 한정하지 않으며, 단지 예시의 목적만을 가진다.
도 1은 본 발명에 의한 피스톤 디자인을 가지는 쇽업소바를 구비한 자동차를 도시한다.
도 2는 본 발명에 의한 피스톤 디자인을 포함하는 도 1에 의한 쇽업소바의 부분 단면된 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 쇽업소바의 피스톤 어셈블리에 대한 부분 단면된 확대 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 피스톤의 절단된 투시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 피스톤의 분해 투시도이다.
도 6은 도 3-5에 도시된 튜닝 디스크(Tuning Disc)의 상세 도면이다.
도 7A-7C는 도 2 및 3에 도시된 인터페이스 디스크의 다양한 실시예에 대한 투시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 피스톤 어셈블리의 부분 절단된 확대 측면도이다.
도 9는 도 2 및 3에 도시된 인터페이스 디스크의 다양한 실시예에 대한 투시도이다.

이하의 설명은 단지 자연스러운 예시일 뿐, 본 명세서나 출원 또는 용도를 제한할 의도는 없다. 도 1에서 쇽업소바를 가지는 서스펜션 시스템을 포함한 자동차가 일반적으로 도면 부호 10으로 표시되어 있으며, 쇽업소바 각각은 본 발명에 의한 피스톤 어셈블리를 포함한다. 차량(10)은 후방 서스펜션(12), 전방 서스펜션(14) 및 바디(16)를 포함한다. 후방 서스펜션(12)은 한쌍의 후방 휠(18)을 동작가능하게 지지하도록, 가로질러 연장되는 후방 축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 후방 축은 한 쌍의 쇽업소바(20)와 한 쌍의 스프링(22)을 통하여 바디(16)와 연결된다. 유사하게, 전방 서스펜션(14)은 한쌍의 전방 휠(24)을 동작가능하게 지지하도록 가로질러 연장되는 전방 축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 전방 축 어셈블리는 한 쌍의 쇽업소바(26)와 한 쌍의 스프링(28)을 통하여 바디(16)와 연결된다. 쇽업소바(20, 26)는 차량의 튀는 부분(즉, 바디 16)에 대한 튀지 않는(Unsprung) 부분(즉, 전방 및 후방 서스펜션 12 및 14)의 상대적인 이동을 감쇄시키는 기능을 한다. 차량(10)이 전방 및 후방 축 어셈블리를 가지는 승용차인 경우, 쇽업소바(20, 26)는 다른 타입의 차량과 함께, 또는 비독립적인 전방 및/또는 비독립적인 후방 서스펜션 을 가지는 차량, 또는 독립적인 전방 및/또는 독립적인 후방 서스펜션 시스템을 포함하는 차량, 또는 다른 공지의 서스펜션 시스템과 같은 다른 응용에 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 “쇽업소바(Shock Absorber)"라는 용어는 일반적인 댐퍼(Damper)를 의미하며, 따라서 맥퍼슨 스트럿(McPherson struts) 및 다른 공지의 댐퍼 디자인을 포함할 것이다.

도 2에는 쇽업소바(20)가 더 상세하게 도시되어 있다. 도 2는 단지 쇽업쇼바 20만을 도시하고 있으나, 쇽업소바 26 역시 본 발명에 의한 멀티-피스(Multi-Piece) 피스톤을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 쇽업소바 26은 차량(10)의 튀는 부분과 튀지 않는 부분에 연결되는 방식에 있어서만 쇽업소바 20과 상이할 뿐이다. 쇽업소바 20은 압력 튜브(30), 피스톤 어셈블리(32), 피스톤 로드(34)를 포함한다. 피스톤 어셈블리(32)를 포함하는 쇽업소바(20)가 모노-튜브(Mono-tube) 쇽업소바로 도시되어 있으나, 피스톤 어셈블리(32)는 듀얼-튜브(Dual-tube) 또는 멀티 튜브(Multi-tube) 쇽업소바에도 사용될 수 있을 것이다.

압력 튜브(30)는 작동 챔버(Working Chamber; 42)를 한정한다. 피스톤 어셈블리(32)는 압력 튜브(30) 내에 슬라이드 가능하게 배치되며, 작동 챔버(42)를 상부 작동 챔버(44)와 하부 작동 챔버(46)로 분할한다. 실(Seal; 48)이 피스톤 어셈블리(32)와 압력 튜브(30) 사이에 배치되어, 과도한 마찰력을 발생하지 않으면서 압력 튜브(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 슬라이딩 이동을 가능하게 할 뿐 아니라, 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)를 실링할 수 있게 한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 어셈블리(32)에 부착되어 상부 작동 챔버(44)를 관통하고, 압력 튜브(30)의 상단부를 밀폐하는 상단 캡(Upper End Cap) 또는 로드 가이드(Rod Guide; 50)를 통하여 연장된다. 실링 시스템(52)은 로드 가이드(50), 압력 튜브(30) 및 피스톤 로드(34) 사이의 연결부(Interface)를 밀봉한다. 피스톤 로드(34)의 피스톤 어셈블리(32) 반대쪽 단부는 차량(10)의 튀는 부분에 고정되도록 구성된다. 가이드 로드(50)에 대향하는 압력 튜브(30)의 단부는 차량(10)의 튀지 않는 부분에 연결되도록 설계된다. 압력 튜브(30) 내에서 피스톤 어셈블리(32)가 신장(Extension) 이동하는 동안, 피스톤 어셈블리(32)의 신장 밸빙(Extension Valving)에 의하여 상부 작동 챔버(44)와 하부 작동 챔버(46) 사이의 유체 이동이 제어된다. 압력 튜브(30) 내에서 피스톤 어셈블리(32)가 압축 이동하는 동안, 피스톤 어셈블리(32)의 압축 밸빙(Compression Valving)에 의하여 하부 작동 챔버(46)와 상부 작동 챔버(44) 사이의 유체 이동이 제어된다.

도 2-6을 참고하면, 피스톤 어셈블리(32)가 더 상세하게 도시되어 있다. 피스톤 어셈블리(32)는 압축 밸브 어셈블리(60), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장(Extension) 밸브 어셈블리(64)를 포함한다. 피스톤 로드(34)에는 직경 감소 영역(Reduced Diameter Section; 66)이 형성되어 있으며, 이 직영 감소 영역 상에 밸브 어셈블리(60), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장 밸브 어셈블리(64)가 위치한다. 압축 밸브 어셈블리(60)가 피스톤 로드(34) 상에 위치한 쇼울더(Should; 66)에 접하도록(Abutting) 하고, 멀티-피스 피스톤 바디(62)가 압축 밸브 어셈블리(60)에 접하도록 하며, 신장 밸브 어셈블리(64)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 접하도록 하고, 너트(68)가 신장 밸브 어셈블리(64) 및 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 접하도록, 너트(68)가 피스톤 어셈블리(32)를 피스톤 로드(34)의 영역(66) 상에 고정시킨다.

압축 밸브 어셈블리(60)는 밸브 디스크(72), 환형(Annular) 하우징 또는 인터페이스(74), 하나 또는 그 이상의 편향 부재(Biasing Member; 76), 하나 또는 그 이상의 스페이서(Spacer; 78) 및 리테이너(Retainer; 80)를 포함한다. 밸브 디스크(72), 편향 부재(76) 및 스페이서(78)는 도 3에 도시된 바와 같이 리테이너(80)와 연동되어 배치 및/또는 안내된다. 밸브 디스크(72)는 멀티-피스 피스톤 바디(62) 내로 연장되는 다수의 압축 경로(82)를 커버한다. 환형 하우징(74)은 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 대향하는 밸브 디스크(72) 측면과 접한다. 하나 또는 그 이상의 편향 부재(76)가 환형 하우징(74)과 결합되어, 환형 하우징(74)을 밸브 디스크(72)와 결합되도록 가세(Urge)하며, 밸브 디스크(72)를 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 대항하도록 가세(Urge)한다. 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 피스톤 로드(34)에 대한 환형 하우징(74)의 위치를 중앙으로 유지하기 위하여 편향 부재(76)는 환형 하우징(74)에 의하여 한정되는 홈(Recess; 84) 내에 수용된다. 하나 또는 그 이상의 스페이서(78)가 하나 또는 그 이상의 편향 부재(76)와 리테이너(80) 사이에 위치한다. 리테이너(80)는 피스톤 로드(34)에 의하여 형성되는 쇼울더(Shoulder)에 접한다. 밸브 디스크(72)는 상부 작동 챔버(44)에서 하부 작동 챔버(46) 쪽으로의 유체 흐름을 방지하지만, 하나 또는 그 이상의 편향 부재(76)의 편향(Deflection)에 기인하는 밸브 디스크(72)의 이탈(Unseating)에 의하여 하부 작동 챔버(46)에서 상부 작동 챔버(44) 쪽으로의 유체 흐름은 허용된다.

신장 밸브 어셈블리(Extension Valve Assembly; 64)는 밸브 디스크(92), 환형 하우징 또는 인터페이스(94), 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96), 하나 또는 그 이상의 스페이서(98) 및 너트(68)를 포함한다.

밸브 디스크(92), 편향 부재(96) 및 스페이서(98)는 도 3에 도시된 바와 같이 너트(68)와 연동되어 배치 및/또는 안내된다. 밸브 디스크(92)는 멀티-피스 피스톤 바디(62) 내로 연장되는 다수의 신장 경로(Extension Passage; 102)를 커버한다. 환형 하우징(94)은 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 대향하는 밸브 디스크(92) 측면과 접한다. 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96)가 환형 하우징(94)과 결합되어, 환형 하우징(94)을 밸브 디스크(92)와 결합되도록 가세(Urge)하며, 밸브 디스크(92)를 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 대항하도록 가세(Urge)한다. 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 피스톤 로드(34)에 대한 환형 하우징(94)의 위치를 중앙으로 유지하기 위하여 편향 부재(96)는 환형 하우징(94)에 의하여 한정되는 홈(Recess; 104) 내에 수용된다. 하나 또는 그 이상의 스페이서(98)가 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96)와 너트(68) 사이에 위치한다. 너트(68)의 위치는 다수의 심(Shim; 106)에 의하여 조절되어, 하나 이상의 편향 부재 76 및 하나 이상의 편향 부재 96에 인가되는 편향 부하(Biasing Load)를 결정하며, 따라서 압축 스트로크 및 신장 스트로크 동안 쇽업소바(20)의 댐핑 특성을 결정하게 된다. 밸브 디스크(92)는 하부 작동 챔버(46)에서 상부 작동 챔버(44) 쪽으로의 유체 흐름을 방지하지만, 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96)의 편향(Deflection)에 기인하는 밸브 디스크(92)의 이탈(Unseating)에 의하여 상부 작동 챔버(44)에서 하부 작동 챔버(46) 쪽으로의 유체 흐름은 허용된다. 비록, 심(Shim; 106)이 리테이너(80)와 멀티-피스 피스톤 바디(620 사이에 있는 것으로 도시되어 있지만, 심(106)이 멀티-피스 피스톤 바디(62)와 너트(68) 사이에 배치되는 것도 본 명세서의 범주에 포함된다.

도 3-6을 참고하면, 멀티-피스 피스톤 바디(62)는 리바운드 측면 하우징(Rebound Side Housing; 110), 압축 측면 하우징(112) 및 튜닝 디스크(Tuning Disc; 114)를 포함한다. 리바운드 측면 하우징(110)은 하나 또는 그 이상의 신장 경로 유입구(Extension Passage Inlet; 102a) 및 하나 또는 그 이상의 압축 경로 유출구(Compression Passage Outlet; 82b)를 한정한다. 각각의 압축 경로 유출구(82b)는 아이랜드 랜드(Island Land; 82c)에 의하여 둘러싸여 진다. 도 3-5에서는 각각의 압축 경로 유출구(82b)가 단일의 아일랜드 랜드(82c)에 의하여 둘러싸여지는 것으로 도시되어 있으나, 하나 또는 그 이상의 압축 경로 유출구(82b)가 단일의 아이랜드 랜드(82c)에 의하여 둘러싸여 지는 것도 본 발명의 범주에 포함된다. 압축 측면 하우징(112)은 하나 또는 그 이상의 압축 경로 유입구(Compression Passage Inlet; 82a) 및 하나 또는 그 이상의 신장 경로 유출구(Extension Passage Outlet; 102b)를 한정한다. 각각의 신장 경로 유출구(102b)는 아이랜드 랜드(Island Land; 102c)에 의하여 둘러싸여 진다. 도 3-5에서는 각각의 신장 경로 유출구(102b)가 단일의 아일랜드 랜드(102c)에 의하여 둘러싸여지는 것으로 도시되어 있으나, 하나 또는 그 이상의 신장 경로 유출구(102b)가 단일의 아이랜드 랜드(102c)에 의하여 둘러싸여 지는 것도 본 발명의 범주에 포함된다. 튜닝 디스크(114)는 리바운드 측면 하우징(110) 및 압축 측면 하우징(112) 사이에 배치되며, 튜닝 디스크(114)의 형상 또한 쇽업소바(20)의 댐핑 특성을 결정한다.

도 6을 참고하면, 튜닝 디스크(114)는 다수의 압축 개구(Compression Opening; 82d)와 다수의 신장 개구(Extension Opening; 102d)를 한정한다. 적절히 조립되면, 다수의 압축 개구(82d)는 다수의 압축 경로(82)와 정렬되고, 다수의 신장 개구(102d)는 다수의 신장 경로(102)와 정렬된다. 상기 개구들과 대응되는 경로들의 정렬을 유지하기 위하여, 다양한 지향 수단(Orientation Means)이 구비될 수 있다. 실(48)의 조립 등과 같은 밴딩(Banding) 과정에서 부품들을 똑바로 향하도록 하기 위하여 특정한 조립 공구(미도시)가 사용될 수 있다. 실(Seal; 48)은 유지 수단(Retaining Means)으로서 작동할 것이며, 피스톤 어셈블리(32)의 조립 및 조작 동안 부품들이 조립 조건에서 올바른 방향을 유지하도록 기능한다. 하나 또는 그 이상의 움푹 들어간 부분(Dents; 120)이 튜닝 디스크(114) 내에 형성될 수 있다. 올바른 방향을 제공하기 위하여, 움푹 들어간 부분(120)은 리바운드 측면 하우징(110)에 있는 하나 이상의 홀(Hole; 미도시) 및 압축 측면 하우징(122)에 있는 하나 이상의 홀(미도시)과 연계될 수 있다. 피스톤 어셈블리(32)를 추가 조작하기 위하여, 움푹 들어간 부분(120) 및 그와 대응하는 홀 사이에 다소의 간섭 맞춤(Slight Interference Fit)이 사용될 수 있다. 추가 구성 또는 간섭 맞춤의 대체 구성으로서, 부품들의 방향을 유지하기 위하여 실(48)이 사용될 수 있다.

쇽업소바(20)의 압축 스트로크 동안, 하부 작동 챔버(46) 내의 유체 압력이 증가하고, 상부 작동 챔버(44) 내의 유체 압력이 감소한다. 이러한 유체 압력 의 차이는 방향에 있어서 밸브 디스크(72)에 반발하여 작용(React against)하고, 밸브 디스크(72)를 멀티-피스 피스톤 바디(62)로부터 떨어지도록(Unseat) 시도한다. 유체 압력의 차이는 또한 밸브 디스크(92)에 반발하여 작용하여 밸브 디스크(92)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 맞물리도록 가세(Urge)한다. 유체 압력의 차이가 증가하면, 하나 또는 그 이상의 편향 부재(76)의 편향으로 인하여 밸브 디스크(72)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)의 아이랜드 랜드(Island Land; 82c)로부터 완전히 떨어지고, 유체가 하부 작동 챔버(46)로부터 다수의 압축 경로 유입구(82a)를 통하고, 다수의 압축 개구(82d)를 통하고, 다수의 압축 경로 유출구(82b)를 통하고, 밸브 디스크(72)를 지나서, 상부 작동 챔버(44) 내로 흐른다.

압축 스트로크 동안 쇽업소바(20)의 댐핑 특성은 하나 또는 그 이상의 편향부재(76)와, 압축 개구(82d)의 크기에 의해 결정된다.

쇽업소바(20)의 신장 또는 리바운드 스트로크 동안에는, 상부 작동 챔버(44) 내의 유체 압력이 증가하고, 하부 작동 챔버(46) 내의 유체 압력이 감소한다. 이러한 유체 압력의 차이는 방향에 있어서 밸브 디스크(92)에 반발하여 작용(React against)하고, 밸브 디스크(92)를 멀티-피스 피스톤 바디(62)로부터 떨어지도록(Unseat) 시도한다. 유체 압력의 차이는 또한 밸브 디스크(72)에 반발하여 작용하여 밸브 디스크(72)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 맞물리도록 가세(Urge)한다. 유체 압력의 차이가 증가하면, 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96)의 편향으로 인하여 밸브 디스크(92)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)의 아이랜드 랜드(Island Land; 102c)로부터 완전히 떨어지고, 유체가 상부 작동 챔버(44)로부터 다수의 신장 경로 유입구(102a)를 통하고, 다수의 신장 개구(102d)를 통하고, 다수의 신장 경로 유출구(102b)를 통하고, 밸브 디스크(92)를 지나서, 하부 작동 챔버(46) 내로 흐른다.

리바운드 또는 신장 스트로크 동안 쇽업소바(20)의 댐핑 특성은 하나 또는 그 이상의 편향부재(96)와, 신장 개구(102d)의 크기에 의해 결정된다.

쇽업소바(20)를 튜닝(Tuning)하면, 쇽업소바(20)의 압축 및 신장 스트로크 모두에서 항상 개방되어 있는 경로인 공통 블리드 흐름 경로(Common Bleed Flow Passage; 140)를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 도 6은, 점선으로, 쇽업소바(20)의 압축 및 리바운드 스트로크 동안 상부 및 하부 작동 챔버(44, 46) 사이의 유체 흐름을 가능하게 하는 블리드 흐름 경로(140)를 도시한다. 블리드 흐름의 양은 블리드 흐름 경로(140)의 크기와 개수를 조절함으로써 제어될 수 있다.

따라서, 멀티-피스 피스톤 바디(62)는 튜닝 디스크(114)의 디자인을 변화시킴으로써 압축 댐핑, 리바운드 댐핑 및 블리드 흐름의 개별적인 튜닝이 가능해 진다. 이는 튜닝 디스크(114)의 디자인에 의하여 선택되는 특정한 튜닝 조건(Tuning Requirement)과 동일한 리바운드 측면 하우징(110) 및 압축 측면 하우징(112)을 사용하는 또다른 응용을 가능하게 한다. 또한 다른 편향 부재76 및/또는 96을 사용하지만 여전히 공통의 측면 하우징 110 및 112를 사용함으로써, 추가적인 튜닝 조건이 선택될 수 있다.

도 7은 편향부재 76과 편향부재 96의 일 실시예를 도시한다. 편향 디스크(Biasing Disc) 76와 96는 환형 중앙 부분(Annular Center Portion; 150)과 다수의 다리(152)를 포함한다. 쇽업소바(20)의 특정한 댐핑 특성을 제공하기 위하여 다리(152)의 개수 및 폭이 선택될 수 있다. 도 7A에 도시된 바와 같이, 다수의 다리(152)는 모두 동일한 폭을 가지고 중앙 부분(150) 주위에 대칭적으로 배치된다. 도 7B는 다수의 다리(152)가 동일한 폭을 가지지 않고, 중앙 부분(150) 주위에 대칭적이지 않은 편향 디스크 76‘와 96’을 도시하며, 따라서 비대칭적 디자인을 생성한다. 이러한 비대칭 디자인은 쇽업소바(20)의 댐핑 곡선을 튜닝하기 위하여 사용된다. 도 7C는 다리(152)가 없는 환형 완전 디스크(Annular Full Disc)로서의 편향 디스크 76“ 및 96”를 도시한다.

도 8에는, 피스톤 어셈블리(232)가 도시되어 있다. 피스톤 어셈블리(232)는 압축 밸브 어셈블리(260), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장 밸브 어셈블리(264)를 포함한다. 피스톤 로드(234)는 직경 감소 영역(Reduced Diameter Section; 66)을 한정하며, 직경 감소 영역 상에 압축 밸브 어셈블리(260), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장 밸브 어셈블리(264)가 위치한다. 피스톤 어셈블리(232)는 피스톤 로드(234)의 리벳 단부(Riveted End; 268)를 이용하여 피스톤 로드(234)의 영역(66) 상에 고정된다. 압축 밸브 어셈블리(260)는 피스톤 로드(234) 상에 위치하는 쇼울더에 접하고, 멀티-피스 피스톤 바디(62)는 압축 밸브 어셈블리(260)에 접하며, 신장 밸브 어셈블리(264)는 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 접하고, 리벳 단부(268)는 신장 밸브 어셈블리(264)에 접한다.

압축 밸브 어셈블리(260)는 밸브 디스크(72), 환형 하우징 또는 인터페이스(274), 하나 또는 그 이상의 편향 부재(76), 하나 또는 그 이상의 스페이서(78) 및 리테이너(80)를 포함한다. 따라서, 압축 밸브 어셈블리(260)는 환형 하우징(Annular Housing) 또는 인터페이스(274)를 포함한다는 점을 제외하고는 압축 밸브 어셈블리(60)와 동일하다. 인터페이스(274)는 리테이너(80) 상에서 안내됨으로써 축방향 운동이 가이드된다. 이로써 홈(84)을 없앨 수 있으며, 편향 부재(76)가 간단하게 환형 하우징(274)에 접할 수 있게 된다. 압축 밸브 어셈블리(260)의 기능 및 작동은 앞서 설명한 압축 밸브 어셈블리(60)와 동일하다.

신장 밸브 어셈블리(264)는 밸브 디스크(92), 환형 하우징 또는 인터페이스(294), 하나 또는 그 이상의 편향 부재(96), 하나 또는 그 이상의 스페이서(98) 및 리테이너(80)를 포함한다. 따라서, 신장 밸브 어셈블리(264)는 환형 하우징(Annular Housing) 또는 인터페이스(294)를 포함한다는 점과 피스톤 로드(234)의 리벳 단부(268) 때문에 너트(68)가 리테이너(80)로 대체된다는 점을 제외하고는 신장 밸브 어셈블리(64)와 동일하다. 인터페이스(294)는 리테이너(80) 상에서 안내됨으로써 축방향 운동이 가이드된다. 이로써 홈(104)을 없앨 수 있으며, 편향 부재(96)가 간단하게 환형 하우징(294)에 접할 수 있게 된다. 리벳 단부(268)는 피스톤 어셈블리(232)의 조립을 유지하여, 피스톤 로드(34) 및 너트(68)와 관련된 나사 연결을 없앨 수 있다. 피스톤 어셈블리(232)는 또한 편향부재 76 및 96에 가해지는 부하를 제어하기 위하여 심(Shim; 106)을 이용할 수 있다.

도 9에는 피스톤 어셈블리(332)가 도시되어 있다. 피스톤 어셈블리(332)는 압축 밸브 어셈블리(260), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장 밸브 어셈블리(364)를 포함한다. 피스톤 로드(34)는 직경 감소 영역(Reduced Diameter Section; 66)을 한정하며, 직경 감소 영역 상에 압축 밸브 어셈블리(260), 멀티-피스 피스톤 바디(62) 및 신장 밸브 어셈블리(364)가 위치한다. 피스톤 어셈블리(332)는 너트(368)를 통하여 피스톤 로드(34)의 영역(66) 상에 고정된다. 압축 밸브 어셈블리(260)는 피스톤 로드(34) 상에 위치하는 쇼울더에 접하고, 멀티-피스 피스톤 바디(62)는 압축 밸브 어셈블리(260)에 접하며, 신장 밸브 어셈블리(364)는 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 접하고, 너트(368)는 신장 밸브 어셈블리(364)에 접한다.

신장 밸브 어셈블리(364)는 다수의 밸브 디스크(392), 하나 또는 그 이상의 스페이서(394) 및 리테이너(396)를 포함한다. 하나의 밸브 디스크(392)는 멀티-피스 피스톤 바디(62) 내로 연장되는 다수의 신장 경로(102)를 커버한다. 하나 또는 그 이상의 스페이서(394)는 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 대향하는 밸브 디스크(392) 측면과 접한다. 다수의 밸브 디스크(392), 하나 또는 그 이상의 스페이서(394) 및 리테이너(396)는 멀티-피스 피스톤 바디(62)와 너트(368) 사이에 클램프되거나 끼워진다. 심(Shim; 106)이 압축 밸브 어셈블리(260)의 편향 부재(76)에 의하여 인가되는 부하(Load)를 조절한다. 신장 스트로크 동안 쇽업소바(20)의 댐핑 특성은 밸브 디스크(392)의 휘어짐(Bending) 또는 편향(Deflection)에 의하여 조절된다. 밸브 디스크(392)는 하부 작동 챔버(46)에서 상부 작동 챔버(44)로의 유체 흐름은 방지하지만, 밸브 디스크(92)의 휘어짐 또는 편향에 의하여 상부 작동 챔버(44)에서 하부 작동 챔버(46)로의 유체 흐름은 허용된다.

쇽업소바(20)의 신장 스트로크 동안에는, 상부 작동 챔버(44) 내의 유체 압력이 증가하고, 하부 작동 챔버(46) 내의 유체 압력이 감소한다. 이러한 유체 압력의 차이는 방향에 있어서 밸브 디스크(392)에 반발하여 작용(React against)하고, 밸브 디스크(392)를 휘거나 편향되도록 시도한다. 이러한 유체 압력의 차이는 또한 밸브 디스크(72)에 반발하여 작용하여 밸브 디스크(72)가 멀티-피스 피스톤 바디(62)에 맞물리도록 가세(Urge)한다. 유체 압력의 차이가 증가하면, 밸브 디스크(92)가 휘거나 편향되고, 유체가 상부 작동 챔버(44)로부터 다수의 신장 경로 유입구(102a)를 통하고, 다수의 신장 개구(102d)를 통하고, 다수의 신장 경로 유출구(102b)를 통하고, 밸브 디스크(392)를 지나서, 하부 작동 챔버(46) 내로 흐른다.

Claims

작동 챔버를 형성하는 압력 튜브;
상기 압력 튜브 내에 배치되고, 상기 작동 챔버를 상부 작동 챔버와 하부 작동 챔버로 분할하는 피스톤 어셈블리;를 포함하며,
상기 피스톤 어셈블리는 :
제 1 하우징;
상기 제 1 하우징에 부착되는 제 2 하우징;
상기 상부 및 하부 작동 챔버 사이에 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 하우징을 통하여 연장되는 다수의 제 1 경로;
상기 제 1 하우징에 인접 배치되고, 상기 다수의 제 1 경로 중 적어도 하나를 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 하우징과 결합되는(Engaging) 제 1 밸브 디스크와 상기 제 1 밸브 디스크 상에 부하를 가하는 제 1 편향 부재를 포함하는 제 1 밸브 어셈블리; 및,
상기 제 1 하우징으로부터 연장되는 다수의 제 1 랜드(Land)로서, 상기 제 1 밸브 디스크가 상기 다수의 제 1 랜드와 결합(Engaging)되고, 상기 다수의 제 1 랜드 각각은 상기 다수의 제 1 경로 중 대응하는 하나를 둘러싸는(Encircling) 상기 다수의 제 1 랜드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바(Shock Absorber).
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 밸브 어셈블리는 상기 제 1 밸브 디스크와 상기 편향 부재 사이에 배치되는 제 1 인터페이스를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 인터페이스는 상기 제 1 인터페이스의 중심을 잡도록 상기 편향 부재와 결합(Engage)하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 2 항에 있어서,
상기 피스톤 어셈블리에 부착되는 피스톤 로드를 추가로 포함하며, 상기 제 1 인터페이스는 상기 제 1 인터페이스의 중심을 잡도록 상기 피스톤 로드와 결합(Engaging)되는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 밸브 디스크는 상기 다수의 제 1 경로 중 적어도 하나를 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 하우징과 결합되는(Engaging) 제 1 위치에서부터, 상기 다수의 제 1 경로 중 적어도 하나를 개방하기 위하여 상기 제 1 하우징으로부터 완전히 이격되는(Spaced from) 제 2 위치로 축방향 이동하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤 어셈블리는 상기 제 1 및 제 2 하우징 사이에 배치되는 튜닝 디스크를 추가로 포함하며, 상기 튜닝 디스크는 상기 다수의 제 1 경로와 통하는 다수의 튜닝 경로를 한정하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 6 항에 있어서,
상기 튜닝 디스크는 상기 상부 및 하부 작동 챔버 사이에 항상 개방된 유체 경로를 형성하는 블리드 경로(Bleed Passage)를 한정하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤 어셈블리는 :
상기 상부 및 하부 작동 챔버 사이에 연장되고, 상기 제 1 및 제 2 하우징을 통하여 연장되는 다수의 제 2 경로; 및,
상기 제 2 하우징에 인접 배치되고, 상기 다수의 제 2 경로 중 적어도 하나를 폐쇄하기 위하여 상기 제 2 하우징에 결합되는(Engaging) 제 2 밸브 디스크를 포함하는 제 2 밸브 어셈블리;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 8 항에 있어서,
상기 피스톤 어셈블리는 상기 제 1 및 제 2 하우징 사이에 배치되는 튜닝 디스크를 추가로 포함하며, 상기 튜닝 디스크는 상기 다수의 제 1 경로와 통하는 다수의 제 1 튜닝 경로와, 상기 다수의 제 2 경로와 통하는 다수의 제 2 튜닝 경로를 한정하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 9 항에 있어서,
상기 튜닝 디스크는 상기 제 1 튜닝 경로 중 하나와 상기 제 2 튜닝 경로 중 하나 사이에 연장되는 항상 개방된 블리드 경로를 한정하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 하우징으로부터 연장되는 다수의 제 2 랜드(Land)를 추가로 포함하며, 상기 제 2 밸브 디스크는 상기 다수의 제 2 랜드와 결합되고(Engaging), 상기 다수의 제 2 랜드 각각은 상기 다수의 제 1 경로 중 대응되는 하나를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 밸브 어셈블리는 상기 제 1 밸브 디스크에 부하를 가하는 제 2 편향 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 편향 부재에 의해 가해지는 부하는 비대칭적인 부하인 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 편향 부재에 의해 가해지는 부하는 비대칭적인 부하인 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 편향 부재에 의해 가해지는 부하는 비대칭적인 부하인 것을 특징으로 하는 쇽업소바.