KR20100072727A - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 유압식 스토퍼가 연장부에서 빠져나올 때 압력차를 줄여 소음의 발생을 방지하는 쇽업소버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 내부관과 외부관의 이중구조로 이루어진 실린더와, 상기 실린더의 내부관에 일단이 왕복 이동 가능하게 설치된 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되는 스토퍼와, 상기 실린더의 상부에 설치되어 상기 피스톤 로드의 이동을 안내하는 로드 가이드와, 상기 로드 가이드의 하단부에서 하측으로 연장되어 내부에 상기 스토퍼가 수용되며 완충챔버를 형성하는 연장부와, 상기 연장부의 하부에 관통 형성되어, 상기 내부관과 상기 외부관 사이를 연통하는 사이드홀을 포함한다.

쇽업소버, 피스톤 로드, 스토퍼, 유압, 완충, 스톱링, 소음, 사이드홀

Description

쇽업소버 {SHOCK ABSORBER}

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압식 스토퍼의 승강시 소음의 발생을 방지할 수 있는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행시 차축이 노면으로 받는 충격이나 진동을 완충하여 승차감을 향상시키기 위한 완충장치가 설치되며, 이와 같은 완충장치의 하나로서 쇽업소버가 사용된다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 단면도이다. 도 1을 참고하면, 쇽업소버(10)는 차축과 차체 사이에 설치되며, 피스톤 로드(14)가 이동가능하게 설치된 실린더(12)를 포함한다. 실린더(12)는 단일관으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예와 같이 내부관(12a)과 외부관(12b)으로 이루어진 이중관 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 실린더(12)의 상부에는 내부관(12a)과 외부관(12b) 사이를 일정하게 유지시키며 피스톤 로드(14)의 이동을 안내하는 로드 가이드(16)가 설치된다. 또한, 실린더(12)의 내부에는 가스 또는 오일 등의 완충 매체가 채워지며, 피스톤 로 드(14)의 단부에 설치된 피스톤 밸브(15)에 의해 오일이 이동하는 과정에서 감쇠력이 발생된다.

이러한 쇽업소버(10)는 피스톤 로드(14)의 외둘레에 스토퍼(20)가 장착된다. 스토퍼(20)는 과도한 리바운드시 피스톤 로드(14)가 상부측으로 상승하는 것을 제한함으로써 피스톤 밸브(15)의 파손을 방지하며 선회시의 롤 특성을 향상시킨다.

스토퍼(20)는 용접에 의해 피스톤 로드(14)에 부착될 수 있으며, 조립에 의해서 결합되는 것도 가능하다. 이러한 스토퍼(20)는 피스톤 로드(14)에 고정되는 본체부(22)와, 상기 본체부(22)의 상부에 설치되는 완충부(24)로 이루어진다. 여기에서 완충부(24)는 탄성을 갖는 재질로 이루어지며, 로드 가이드(16)의 하단에 접촉되며 변형에 의해 충격을 완충시킨다.

종래의 쇽업소버(10)는 스토퍼(20)의 완충력이 완충부(24)의 물리적 탄성에 의해 형성되므로, 피스톤 로드(14)의 과도한 상승시 충분한 완충력을 갖지 못하는 한계가 있다. 최근의 쇽업소버(10)에는 이러한 스토퍼(20)의 한계를 해결하기 위해, 유압을 이용하여 완충력을 발생시키는 유압식 스토퍼가 개발되어 사용되고 있다.

이를 위해 종래에는 로드 가이드의 하측을 내부관의 내부로 연장한 연장부를 형성된다. 연장부의 내부에는 유압식 스토퍼가 수용되며 완충챔버를 형성한다.

유압식 스토퍼는 연장부의 내주면에 근접하도록 이루어지며, 이에 따라 피스톤 로드(14)의 상승시 완충챔버의 작동유체가 쉽게 빠져나가지 못하도록 하여 유압에 의한 완충력을 얻도록 이루어진다.

이러한 유압식 스토퍼는 피스톤 로드에 고정되는 본체부를 갖는다. 그리고, 본체부의 외경부에는 둘레방향으로 홈이 형성되고, 이 홈에는 스톱링이 끼워져 결합된다.

본체부는 연장부의 내주면과 소정의 간극이 형성되도록 이루어지고, 스톱링의 외경과 연장부의 내주면과 밀착되며, 내부에 잔류된 작동유체가 스톱링과 실린더 내부관 사이의 간극에 의해 형성되는 오리피스를 통해 배출된다. 이러한 유압식 스토퍼는 피스톤 로드의 상승시 작동유체를 가압하게 되며, 이에 따라 작동유체가 오리피스를 통과하며 배출되는 과정에서 완충력이 발생된다.

그러나, 종래 기술에 따른 쇽업소버는 유압식 스토퍼가 연장부의 내주면에서 빠져나오는 과정에서 완충챔버에 의해 급격한 압력차이가 발생되며, 이에 따라 큰 소음이 발생되는 요인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유압식 스토퍼가 연장부에서 빠져나올 때 압력차를 줄여 소음의 발생을 방지하는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 내부관과 외부관의 이중구조로 이루어진 실린더와, 상기 실린더의 내부관에 일단이 왕복 이동 가능하게 설치된 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되는 스토퍼와, 상기 실린더의 상부에 설치되어 상기 피스톤 로드의 이동을 안내하는 로드 가이드와, 상기 로드 가이드의 하단부에서 하측으로 연장되어 내부에 상기 스토퍼가 수용되며 완충챔버를 형성하는 연장부와, 상기 연장부의 하부에 관통 형성되어, 상기 내부관과 상기 외부관 사이를 연통하는 사이드홀을 포함한다.

또한, 상기 연장부의 하단부는 상기 내부관의 내측으로 삽입되는 단턱부를 갖고, 상기 단턱부에는 관통 형성되어 상기 연장부 내측과 상기 내부관 사이를 연통하는 보조 사이드홀을 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 쇽업소버는 유압식 스토퍼의 하강시 사이드홀에 의해 저압챔버와 연결되어 압력차가 감소되며, 이에 따라 소음의 발생을 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 작동유체가 채워진 실린더(52)를 포함한다. 실린더(52)는 내부관(52a)과 그 외측의 외부관(52b)으로 구성되며, 내부관(52a)에는 작동유체, 즉 오일이 가득 채워지고, 외부관(52b)에는 내부관(52a) 내의 압력을 보상하기 위한 오일이 채워진다.

피스톤 로드(54)의 단부에는 실린더(52)의 내부관(52a) 내부를 인장챔버(RC) 와 압축챔버로 구획하는 (도시되지 않은) 피스톤 밸브가 설치된다. 이러한 피스톤 밸브(55)는 피스톤 로드(54)의 왕복 이동시 인장챔버(RC) 또는 압축챔버로 유동하는 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시킨다.

그리고, 실린더(52)의 상부에는 오일의 누출 또는 이물질의 유입을 차단하는 오일씰(58)이 설치된다. 이를 위해 실린더(52)의 외부관(52b) 단부를 코킹 가공하여 오일씰(58)을 고정시킨다.

그리고, 내부관(52a)과 외부관(52b)의 상부에는 로드 가이드(56)가 설치된다. 또한, 내부관(52a)에는 로드 가이드(56)에 의해 이동 피스톤 로드(54)가 상, 하로 왕복 이동이 가능하게 설치된다. 이를 위해 로드 가이드(56)의 하부 내경부에는 소정의 공간이 형성되고, 이 공간에는 피스톤 로드(54)와 접촉하여 마찰을 저감시키는 부싱이 설치될 수 있다.

또한, 로드 가이드(56)는 하단부에는 하측으로 연장된 연장부(57)를 갖는다. 로드 가이드(56)의 연장부(57)는 내부로 유압식 스토퍼(60)가 삽입되어 움직이는 공간을 제공한다. 또한, 로드 가이드(56)의 연장부(57)는 내부관(52a)의 내측으로 끼워지는 단턱부(57a)를 갖는다.

유압식 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)에 장착되며, 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시 유압에 의한 완충력을 발생시켜 피스톤 밸브(55)의 파손을 방지하며 선회시의 롤 특성을 향상시킨다. 유압식 스토퍼(60)는 로드 가이드(56)의 연장부(57)에 삽입되며, 연장부(57)내에서 이동하는 유압식 스토퍼(60)가 유체의 유동을 제어함에 따라 완충력을 발생하는 완충챔버(SC)의 역할을 한다.

이를 위해 유압식 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 외주면에 고정되는 본체부(62)를 갖고, 본체부(62)의 외경부에는 둘레방향으로 소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된다. 이 홈에는 실린더(52)의 내부관(52a)의 내주면 사이에 간극을 좁히기 위한 스톱링(64)이 설치된다.

한편, 로드 가이드(56)는 연장부(57)의 하부에 가스챔버(GC)와 연결되는 사이드홀(59a)이 형성된다. 이 사이드홀(59a)은 유압식 스토퍼(60)가 연장부(57)에 인출하는 과정에서 발생하는 압력편차를 감쇄시킨다.

유압식 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시, 연장부(57)의 내측으로 삽입되고, 이때 스톱링(64)과 연장부(67) 사이의 좁아지게 되며 이 간극을 통해 완충챔버(SC) 내의 작동유체가 인장챔버(RC)로 배출되는 과정에서 완충력이 발생된다.

가스챔버(GC)는 저압의 챔버로서, 유압식 스토퍼(60)가 연장부(57)의 내측으로 삽입되면 완충챔버내의 작동유체의 일부가 배출될 수 있다.

한편, 피스톤 로드(54)의 하강시, 유압식 스토퍼(60)는 연장부(57)에서 빠져나오게 되며, 사이드홀(59a)이 가스챔버(GC)와 연통하며 순간적인 압력차이를 감소시켜 소음의 발생을 방지한다.

더불어, 본 발명에서 로드 가이드(56)의 단턱부(57a)에는 보조 사이드홀(59b)이 형성된다. 이 보조 사이드홀(59b)은 유압식 스토퍼(60)의 초기 삽입시 완충챔버(SC)와 인장챔버(RC) 사이를 연통하는 바이패스 유로를 형성하며, 이에 따라 두 챔버사이의 초기 압력차이를 줄이게 된다.

또한, 이 보조 사이드홀(59b)은 작동유체에 잠겨진 상태이며, 이에 따라 작동유체가 보조 사이드홀(59b)을 통과하는 과정에서 난류 또는 캐비테이션(cavitation)이 발생되며, 이에 따라 유압식 스토퍼(60)가 연장부(57)로 인출시 발생하는 압력을 상쇄시킬 수 있으며, 이에 따라 사이드홀(59a)에 발생하는 압력편차 및 소음을 줄일 수 있다.

따라서, 유압식 스토퍼(60)가 연장부(57)로부터 빠져 나오게 되는 과정에서 작동유체가 사이드홀(59a)을 통과하며 압력편차를 줄일 수 있다. 또한, 보조 사이드홀(59b)에 의해 발생하는 난류 또는 캐비티이션에 의해 유압식 스토퍼(60)의 인출시 보조적으로 압력편차를 줄일 수 있으며, 사이드홀(59a)을 통해 작동유체가 배출되며 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

또한, 보조 사이드홀(59b)은 작동유체인 오일에 잠겨진 상태이므로, 오일의 배출에 의한 소음 등을 발생시키지 않는다. 또한, 유압식 스토퍼의 상승시, 오일이 보조 사이드홀(59b)에 의해 일부 바이패스되고, 이때 발생되는 난류 또는 캐비테이션에 의해 사이드홀(59a)로 배출되는 오일의 압력을 줄일 수 있고, 이에 따라 사이드홀(59a)을 통해 배출되는 오일이 외부관(52b)에 부딪치며 발생하는 소음의 발생을 줄일 수 있다.

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 해석돼야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도.

Claims (2)

1. 내부관과 외부관의 이중구조로 이루어진 실린더와,

   상기 실린더의 내부관에 일단이 왕복 이동 가능하게 설치된 피스톤 로드와,

   상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되는 유압식 스토퍼와,

   상기 실린더의 상부에 설치되어 상기 피스톤 로드의 이동을 안내하는 로드 가이드와,

   상기 로드 가이드의 하단부에서 하측으로 연장되어 내부에 상기 유압식 스토퍼가 수용되며 완충챔버를 형성하는 연장부와,

   상기 연장부의 하부에 관통 형성되어 상기 내부관과 상기 외부관 사이를 연통하는 사이드홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 연장부의 하단부는 상기 내부관의 내측으로 삽입되는 단턱부를 갖고,

   상기 단턱부에 관통 형성되어 상기 연장부 내측과 상기 내부관 사이를 연통하는 보조 사이드홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.

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