KR20100102325A

KR20100102325A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20100102325A
Application number: KR1020090020644A
Authority: KR
Inventors: 김은중
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24
Also published as: KR101272752B1

Abstract

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 피스톤 로드가 빈번하고 높은 하중으로 거동하게 되면, 일반적인 스토퍼의 완충부가 파손되어 조종안정성과 승차감을 저하시키는 문제를 해결하며, 유압식 스토퍼에 내부 유로를 복잡하게 형성하여 오리피스의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 따라 높은 완충력을 얻을 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내측으로 상기 스토퍼가 수용되는 연장부를 포함하고, 상기 유압식 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드의 연장부 내주면과 밀착되며 완충력을 발생하기 위한 완충챔버를 형성하는 씰링부재와, 상기 유압식 스토퍼에 형성되며 상기 완충챔버와 상기 실린더를 연통하는 오리피스를 포함한다.

쇽업소버, 피스톤 로드, 스토퍼, 씰링, 유압, 완충, 내부유로, 이중

Description

쇽업소버 {SHOCK ABSORBER}

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압에 의해 완충력을 발생하는 유압식 스토퍼의 내부 유로의 구조 변경을 통해 완충력의 조절이 가능한 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 내부를 보인 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 제한함으로서 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 종래의 유압식 스토퍼는 실린더(12)의 내부관(12a)에 근접하도록 이루어지며, 이에 따라 피스톤 로드(14)의 상승시 실린더(12) 상부와 유압식 스토퍼 사이의 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 실린더의 내부관과 소정의 간극이 형성되도록 이루어지고, 스톱링의 외경과 실린더의 내부관과 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 쇽업소버(10)는 실린더(12)의 내부관(12a)과 유압식 스토퍼의 스톱링 사이에 발생하는 간극 및 가공공차 등에 의해 높은 완충력을 얻기에 한계가 있다. 또한, 종래의 쇽업소버(10)는 사용조건, 즉 도로 조건 또는 운전 습관, 주변환경 등에 따라 유압식 스토퍼의 완충력을 조절하게 되는데, 유압식 스토퍼에 형성된 오리피스의 크기를 조절하기 어려우며, 이로 인해 작동유체의 유동량이 제한되어 높은 완충력을 얻기가 어려웠고, 사용조건에 따라 용이하게 완충력을 조절할 수 없다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피스톤 로드가 빈번하고 높은 하중으로 거동하게 되면, 일반적인 스토퍼의 완충부가 파손되어 조종안정성과 승차감을 저하시키는 문제를 해결하며, 유압식 스토퍼에 내부 유로를 복잡하게 형성하여 오리피스의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 따라 높 은 완충력을 얻을 수 있는 쇽업소버를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더와, 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내측으로 상기 스토퍼가 수용되는 연장부를 포함하고, 상기 유압식 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드의 연장부 내주면과 밀착되며 완충력을 발생하기 위한 완충챔버를 형성하는 씰링부재와, 상기 유압식 스토퍼에 형성되며 상기 완충챔버와 상기 실린더를 연통하는 오리피스를 포함한다.

여기에서, 상기 본체부는 외경부에 둘레방향으로 형성된 홈부를 갖고, 상기 씰링부재는 상기 홈부에 삽입되어 고정될 수 있다. 또한, 상기 오리피스는 상기 본체부의 내부에 상, 하로 관통되어 형성된 내부 유로인 것이 바람직하다. 또한, 상기 씰링부재는 상, 하로 관통하는 홈부를 갖는 적어도 2개 이상의 씰링부재가 적층되어 이루어지고, 상기 오리피스는 각각의 홈부가 서로 소정 면적 겹쳐지게 배치되어 형성된 유로인 것도 가능하다. 더불어, 상기 본체부는 외경부에 상, 하로 관통하는 그루브홈이 형성되고, 상기 본체부의 외경부에 일체로 몰딩되어 형성된 씰링부재를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 쇽업소버는 유압식 스토퍼의 내부 유로를 복잡하게 형성할 수 있으며, 이에 따라 작동유체가 유동하는 오리피스의 크기를 조절하여 완충력을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 쇽업소버는 유압식 스토퍼의 내부 유로를 조절하여 높은 완충력을 얻을 수 있으며, 내부 유로를 조절하여 사용 조건에 따라 완충력의 자유로운 튜닝이 가능하다.

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

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 사시도와 단면도이다.

본 발명에 따른 쇽업소버(50)는, 도 2 내지 도 4에 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 압축챔버(CC)로 구획하는 피스톤 밸브(55)가 설치된다. 이러한 피스톤 밸브(55)는 피스톤 로드(54)의 왕복 이동시 인장챔버(RC) 또는 압축챔버(CC)로 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 가공하 여 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 스토퍼(60)가 삽입되어 움직이는 공간을 제공한다.

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. 스토퍼(60)는 로드 가이드(56)의 연장부(57)에 삽입되며, 연장부(57)내에서 이동하는 스토퍼(60)가 유체의 유동을 제어함에 따라 완충력을 발생하는 완충챔버(SC)의 역할을 한다.

또한, 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 실린더의 내부관(52a) 내주면과 밀착하여 이동하는 씰링부재(64)가 설치된다.

이 씰링부재(64)는 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면과 마찰을 저감할 수 있는 윤활성을 갖는 재질로 이루어지며, 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면과 접촉되 며 작동유체의 누출을 차단한다.

따라서, 스토퍼(60)는 피스톤 로드(54)의 과도한 상승시, 내부관(52a)의 연장부(57) 내주면으로 삽입되고, 이때 씰링부재(64)가 내부관(52a)의 연장부(57)와 접한 상태에서 내부의 작동유체를 가압한다.

한편, 스토퍼(60)는 연장부(57)에 삽입되며 작동유체의 가압시, 완충챔버(SC) 내의 작동유체를 압축챔버(CC)로 배출하는 오리피스가 형성될 수 있다.

여기에서, 오리피스는 스토퍼(60)의 본체부(62)에 내부에 형성되어 완충챔버(SC)와 인장챔버(RC) 사이를 연통하는 내부 유로(66)로 이루어진다. 따라서, 유압식 스토퍼(60)가 연장부(57) 내에 삽입되면, 완충챔버(SC) 내의 유체가 내부 유로(66)를 통해 인장챔버(RC)로 배출되며 완충력이 발생한다.

더불어, 본체부(62)에 형성되는 내부 유로(66)는 복수개로 형성될 수 있고, 그 크기와 형태를 가변하는 것도 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼의 사시도이고, 도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 정면도이다. 도 5와 도 6을 참고하면, 쇽업소버(50)의 유압식 스토퍼(160)는 피스톤 로드(54)에 고정되는 본체부(162)를 갖고, 본체부(162)의 외경부에는 둘레방향으로 소정의 깊이를 갖는 홈이 형성된다. 이 홈에는 실린더의 내부관(52a) 내주면과 밀착하여 이동하는 씰링부재(164)가 설치된다.

여기에서 씰링부재(164)는 상, 하로 관통하는 홈부를 갖는 적어도 2개 이상의 씰링부재가 적층되어 이루어질 수 있다.

일례로, 본 발명의 실시예에서 씰링부재(164)는 이중 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 씰링부재(164)는 제1 씰링부재(165)와, 이 제1씰링부재(165)의 하부에 배치되는 제2씰링부재(166)로 이루어질 수 있다.

그리고, 제1씰링부재(165)에는 상, 하로 관통하게 형성된 제1홈(165a)이 형성될 수 있다. 또한, 제2씰링부재(166)에는 상, 하로 관통하게 형성된 제2홈(166a)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1씰링부재(165)의 제1홈(165a)과 제2씰링부재(166)의 제2홈(166a)은 서로 겹쳐지거나 엇갈리게 배치될 수 있다. 이에 따라 유압식 스토퍼(160)의 상승시 완충챔버(SC) 내의 작동유체는 제1홈(165a)과 제2홈(166a)에 의해 연결되는 유로인 오리피스를 통해 인장챔버로 배출된다.

더불어, 유압식 스토퍼(160)는 제1홈(165a)과 제2홈(166a)이 소정 부분 겹쳐지게 배치될 수 있으며, 이에 따라 오리피스의 크기를 조절할 수 있다. 바람직하게는, 제1씰링부재(165)와 제2씰링부재(166) 중 어느 한 쪽에는 돌기를 형성하고, 다른 한 쪽에는 이 돌기가 삽입되는 구멍을 형성할 수 있다. 이에 따라 제1씰링부재(165)와 제2씰링부재(166) 중 어느 한 쪽에 형성된 돌기가 다른 한 쪽의 구멍에 삽입됨에 따라 제1홈(165a)과 제2홈(166a)이 겹쳐지는 크기를 유지할 수 있다. 더욱 바람직하게는 구멍은 복수개로 형성되거나, 사용조건에 따라 위치가 가변될 수 있으며, 이에 따라 오리피스의 크기를 다양하게 가변시켜 완충력을 자유롭게 튜닝하는 것이 가능하다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유압식 스토퍼(160)는 제1홈(165a)과 제2홈(166a)이 완전히 겹쳐지도록 제1씰링부재(165)와 제2씰링부재(166)를 배치하면 완충력을 낮게 형성할 수 있다. 또한, 제1홈(165a)과 제2홈(166a)이 겹쳐진 부분을 최소화되도록 제1씰링부재(165)와 제2씰링부재(166)를 배치하면 완충력을 높게 형성하는 것도 가능하다.

더불어, 본 발명의 실시예에서, 씰링부재(164)는 제1씰링부재(165)와 제2씰링부재(166)가 이중 구조로 적층된 것으로 설명하고 있으나, 씰링부재를 3개 이상의 다중 구조로 적층하고, 각각의 홈부의 겹치는 면적을 제어하여 오리피스가 복잡한 유로를 갖도록 형성할 수 있으며, 이로 인해 완충력의 특성을 조절할 수 있다. 더불어, 씰링부재에 형성되는 각각의 홈은 복수개로 형성될 수도 있다.

또한, 도 7과 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼의 사시도와 단면도이다. 도 7과 도 8을 참고하면, 쇽업소버의 유압식 스토퍼(260)는 피스톤 로드에 고정되는 본체부(262)를 갖는다. 또한, 본체부(262)의 외경부에는 내부관의 내주면과 밀착하는 씰링부재(264)가 일체로 몰딩되어 형성된다.

이에 따라 유압식 스토퍼(260)는 상승시 본체부(262)와 일체로 몰딩된 씰링부재(264)가 내부관(52a)의 내주면을 밀봉하며 이동한다.

한편, 본체부(262)에는 상, 하로 관통하는 그루브홈(262a)이 형성될 수 있다. 그리고, 씰링부재(264)는 본체부(262)를 일정한 두께로 몰딩함에 따라 그루브홈(262a)에 대응하여 내측으로 오목한 오목부(264a)를 형성할 수 있으며, 이 오목부(264a)를 통해 완충챔버(SC)의 작동유체가 인장챔버(RC)로 연통할 수 있다.

이상에서는 본 발명이 특정 실시예를 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명 의 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 해석되어져야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버의 내부를 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼를 확대하여 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼의 사시도.

도 6은 도 5의 A 부분을 확대한 정면도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼의 사시도.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 유압식 스토퍼의 단면도.

Claims

실린더와, 실린더의 상단에 설치된 로드 가이드에 안내되어 왕복 이동하는 피스톤 로드의 과도한 인장을 제한하는 유압식 스토퍼를 갖는 쇽업소버에 있어서,

상기 로드 가이드는 하단부에서 하측으로 연장되며, 내측으로 상기 스토퍼가 수용되는 연장부를 포함하고,

상기 유압식 스토퍼는 상기 피스톤 로드의 외주면에 고정되며, 외경부가 상기 내부관의 내주면에 인접하게 형성되는 본체부와,

상기 본체부의 외경부에 설치되어 상기 로드 가이드의 연장부 내주면과 밀착되며 완충력을 발생하기 위한 완충챔버를 형성하는 씰링부재와,

상기 유압식 스토퍼에 형성되며 상기 완충챔버와 상기 실린더를 연통하는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 본체부는 외경부에 둘레방향으로 형성된 홈부를 갖고,

상기 씰링부재는 상기 홈부에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,

상기 오리피스는 상기 본체부의 내부에 상, 하로 관통되어 형성된 내부 유로 인 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,

상기 씰링부재는 상, 하로 관통하는 홈부를 갖는 적어도 2개 이상의 씰링부재가 적층되어 이루어지고,

상기 오리피스는 각각의 홈부가 서로 소정 면적 겹쳐지게 배치되어 형성된 유로인 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,

상기 본체부는 외경부에 상, 하로 관통하는 그루브홈이 형성되고,

상기 본체부의 외경부에 일체로 몰딩되어 형성된 씰링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.