KR20110000769A

KR20110000769A - 쇽업소버의 바디 밸브 조립체

Info

Publication number: KR20110000769A
Application number: KR1020090058030A
Authority: KR
Inventors: 김홍식
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-06
Also published as: KR101276868B1

Abstract

작동유가 가득 채워진 내부관과, 상기 내부관의 외측으로 작동유가 일부 채워진 외부관과, 상기 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드를 갖춘 쇽업소버에서 상기 내부관과 상기 외부관의 하단에서 그들을 연결하는 부분에 설치된 바디 밸브 조립체로서, 외면 상부가 상기 내부관의 내면에 밀봉적으로 끼워지며 내부에 인장 유로와 압축 유로가 형성되는 바디 밸브 몸체와, 상부 머리부와 수직부를 구비하며, 내부에 상기 상부 디스크 밸브의 상부로부터 상기 바디 밸브 조립체의 하실로 연통하는 바이패스 유로가 형성된 핀과, 상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이에서 슬라이딩 가능하게 설치되되 상기 바이패스 유로를 개폐하면서 슬라이딩하도록 설치된 슬라이딩 밸브와, 상기 상부 디스크 밸브 상에 고정 설치되어 상기 슬라이딩 밸브를 상기 핀의 상기 상부 머리부에 대하여 탄성적으로 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체가 개시된다.

바디 밸브 조립체, 바디 밸브 몸체, 핀, 이격 가이드, 슬라이딩 밸브, 판 스프링

Description

쇽업소버의 바디 밸브 조립체{PISTON VALVE ASSEMBLY OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 노면의 상태에 따라 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쇽업소버가 작동할 때 압축 감쇠력을 발생시키도록 구성된 쇽업소버의 바디 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행시 노면의 굴곡, 형상 등에 따라 현가장치의 움직임이 발생하게 되며, 이러한 움직임이 차량 내에 탑승하고 있는 사람에게 직접 전달될 시 불쾌한 승차감을 유발시킬 수 있다. 이러한 불쾌한 승차감을 완화시키고자 차량의 현가장치에는 감쇠력을 발생시켜 완충 역할을 할 수 있는 쇽업소버(Shock Absorber)가 장착된다.

통상, 쇽업소버는 작동유가 가득 채워진 내부관과, 상기 내부관의 외측으로 작동유가 일부 채워진 외부관과, 이 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드를 갖추고 있다.

피스톤 로드의 하단에는 내부관의 내부를 인장 챔버(rebound chamber)와 압축 챔버(compression chamber)로 구획하는 피스톤 밸브 조립체가 설치되어 있다.

내부관과 외부관의 하단에서 그들을 연결하는 부분에는 바디 밸브 조립체가 설치되고, 그 하부에 베이스 캡이 압입 설치된다.

감쇠력의 발생은 크게 인장 행정시와 압축 행정시로 나눌 수 있다.

종래의 쇽업소버는, 압축 행정시 차량의 조정 성능을 향상시키기 위하여 압축 감쇠력을 증대시킬 경우, 필연적으로 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력이 있을 경우 승차감이 매우 좋지 않게 되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은, 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저속에서의 차량 조정 성능을 향상시킴과 동시에 노면으로부터의 충격성 입력에 대하여 안락한 승차감을 제공하도록 구성된 쇽업소버의 바디 밸브 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 작동유가 가득 채워진 내부관과, 상기 내부관의 외측으로 작동유가 일부 채워진 외부관과, 상기 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드를 갖춘 쇽업소버에서 상기 내부관과 상기 외부관의 하단에서 그들을 연결하는 부분에 설치된 바디 밸브 조립체로서, 외면 상부가 상기 내부관의 내면에 밀봉적으로 끼워지며 내부에 인장 유로와 압축 유로가 형성되는 바디 밸브 몸체와, 상기 바디 밸브 몸체의 상하부에 설치된 상부 및 하부 디스크 밸브와, 상부 머리부와 수직부를 구비하며, 내부에 상기 상부 디스크 밸브의 상부로부터 상기 바디 밸브 조립체의 하실로 연통하는 바이패스 유로가 형성된 핀과, 상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이에서 슬라이딩 가능하게 설치되되 상기 바이패스 유로를 개폐하면서 슬라이딩하도록 설치된 슬라이딩 밸브와, 상기 상부 디스크 밸브 상에 고정 설치되어 상기 슬라이딩 밸브를 상기 핀의 상기 상부 머리부에 대하여 탄성적으로 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립 체가 제공된다.

또한, 상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이의 상기 수직부의 외주면에 설치되어 상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이에 공간을 제공하며 상기 핀의 상기 바이패스 유로와 연통하는 가이드 유로가 형성된 이격 가이드를 포함하고, 상기 슬라이딩 밸브는 상기 이격 가이드의 외주면 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되되 상기 이격 가이드의 상기 가이드 유로를 개폐하면서 슬라이딩하도록 설치된 것이 바람직하다.

상기 핀의 상기 수직부는 내부에 수직 유로가 형성되도록 중공으로 형성되고, 상기 수직부의 상부 일측면에는 상기 수직 유로와 연통하는 수평 유로가 형성되고, 상기 수직 유로는 상기 바디 밸브 조립체의 하실에 연통하고, 상기 수직 유로와 상기 수평 유로는 상기 바이패스 유로를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 이격 가이드의 상기 가이드 유로는 상기 핀의 상기 수직부의 수평 유로와 연통하는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 밸브는, 상기 이격 가이드의 외주면에서 상기 가이드 유로를 개폐하는 가이드 유로 개폐부와, 상기 바디 밸브 조립체의 상실의 유체에 맞닿는 상부 맞닿음부와, 상기 바디 밸브 조립체의 상실의 유체가 상기 슬라이드 밸브의 하부로 통과하는 유체 관통부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 가이드 유로 개폐부에는 상기 가이드 유로로 유체가 통과하게 하는 홈이 형성된 것이 바람직하다.

상기 하부 디스크 밸브는 다판 디스크로 형성되어 있으며, 다판 디스크 중 가장 위에 위치한 디스크에는 그 외측 일부에 슬릿이 형성된 것이 바람직하다.

상기 판 스프링은 상기 이격 가이드와 상기 상부 디스크 밸브 사이에 설치된 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 쇽업소버의 바디 밸브 조립체에 의하면, 쇽업소버에 노면으로부터 높은 주파수의 충격성 입력이 전달될 경우, 슬라이딩 밸브가 자체의 관성에 의해 그대로 정지해 있으려고 하는 성질에 의해 바디 밸브 몸체와 이에 고정된 핀 및 이격 가이드에 대하여 상대 변위를 일으키게 되어 이격 가이드의 가이드 유로가 개방되며, 이 가이드 유로와 핀의 수평 유로 및 수직 유로를 통해 바디 밸브 조립체의 상실의 유체가 바디 밸브 조립체의 하실로 흐르게 됨으로써, 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력 발생시 압축 감쇠력이 낮아지게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력 발생시 낮은 감쇠력 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.

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

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체가 적용되는 쇽 업소버의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 쇽업소버(100)는 작동유가 가득 채워진 내부관(1)과, 그 외측으로 작동유가 일부 채워진 외부관(2), 그리고 일단은 내부관(1) 내측으로 삽입되고 타단은 외부관(2) 외측으로 연장된 피스톤 로드(3)를 갖 추고 있다.

피스톤 로드(3)의 하단에는 내부관(1)의 내부를 따라 직선 왕복 운동하는 피스톤 밸브 조립체(4)가 설치된다. 여기에서, 피스톤 밸브 조립체(4)는 내부관(1)의 내부를 인장 챔버(RC)와 압축 챔버(CC)인 2개의 공간부로 구획하고 있다.

내부관(1)은 외부관(2)의 내측에 외부관(2)과 소정간격 이격되도록 설치되어 그 사이에 작동유가 저장되는 저장실(5)을 형성하는 중공관이다. 내부관(1)과 외부관(2)의 하단에서 그들을 연결하는 부분에는 바디 밸브 조립체(6)가 설치되고, 그 하부에 베이스 캡(7)이 압입 설치된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체의 상세 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바디 밸브 조립체(6)는 바디 밸브 몸체(10)와 상부 디스크 밸브(20)와 하부 디스크 밸브(30)와 핀(40)과 이격 가이드(50)와 슬라이딩 밸브(60)와 판 스프링(70)을 포함한다.

바디 밸브 몸체(10)의 외면 상부는 내부관(1)의 내면에 밀봉적으로 끼워지며, 바디 밸브 몸체(10)의 내부에는 바디 밸브 조립체(6)의 상실과 하실 사이의 유체 이동을 허용하는 인장 유로(11)와 압축 유로(13)가 각각 형성되어 있다.

바디 밸브 몸체(10)의 상부에는 인장 행정시에 인장 유로(11)를 개방하기 위한 상부 디스크 밸브(20)가 설치되어 있고, 바디 밸브 몸체(10)의 하부에는 압축 행정시에 압축 유로(13)를 개방하기 위한 하부 디스크 밸브(30)가 설치되어 있다. 상부 디스크 밸브(20)에는 압축 유로(13)에 대응하는 관통홀이 형성되어 있다.

하부 디스크 밸브(30)는 다판 디스크로 형성되어 있으며 다판 디스크 중 가 장 위에 위치한 디스크에는 그 외측 일부에 슬릿(31)이 형성되어 있다.

핀(40)은 바디 밸브 몸체(10)와 상부 및 하부 디스크 밸브(20, 30)의 중심을 관통하고 있다. 핀(40)은 상부 머리부(41)와 수직부(43)로 구성되는데, 수직부(43)의 내부에 수직 유로(43a)가 형성되도록 중공으로 형성되어 있으며, 수직부(43)의 상부 일측면에는 수직 유로(43a)와 연통하는 수평 유로(43b)가 형성되어 있다. 수직 유로(43a)는 바디 밸브 조립체(6)의 하실에 연통되어 있다. 즉, 수직 유로(43a)와 수평 유로(43b)는 상부 디스크 밸브(20)의 상부로부터 바디 밸브 조립체(6)의 하실로 연통하는 바이패스 유로를 형성한다.

이격 가이드(50)는 상부 디스크 밸브(20)와 핀(40)의 상부 머리부(41) 사이의 수직부(43)의 외주면에 설치된 중공 원통체로서 상부 디스크 밸브(20)와 핀(40)의 상부 머리부(41) 사이에 공간을 제공한다. 이격 가이드(50)에는 수직부(43)의 수평 유로(43b)와 연통하는 가이드 유로(51)가 형성되어 있다.

슬라이딩 밸브(60)는 이격 가이드 (50)의 외주면 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 즉, 이격 가이드(50)는 슬라이딩 밸브(60)가 상부 디스크 밸브(20)와 핀(40)의 상부 머리부(41) 사이에서 슬라이딩 가능하게 하는 공간을 제공하면서 슬라이딩 밸브(60)의 움직임을 원활하게 한다. 또한, 이렇게 이격 가이드(50)의 외주면 상에서 슬라이딩하는 슬라이딩 밸브(60)는 가이드 유로(51)를 개폐하면서 슬라이딩하도록 구성되어 있다. 슬라이딩 밸브(60)는, 이격 가이드(50)의 외주면에서 가이드 유로(51)를 개폐하는 가이드 유로 개폐부(61)와, 바디 밸브 조립체(60)의 상실의 유체에 맞닿는 상부 맞닿음부(63)와, 바디 밸브 조립체(60)의 상실의 유체가 슬라이드 밸브(60)의 하부로 통과하는 유체 관통부(65)를 포함한다. 가이드 유로 개폐부(61)에는 가이드 유로(51)로 유체가 통과하게 하는 홈(62)이 형성되어 있다.

이격 가이드(50)와 상부 디스크 밸브(20) 사이에는 슬라이딩 밸브(60)의 하부를 핀(40)의 상부 머리부(41)에 대하여 탄성적으로 지지하는 판 스프링(70)이 설치되어 있다.

슬라이딩 밸브(60)는, 평상시에는 판 스프링(70)의 탄성력에 의해 핀(40)의 상부 머리부(41)의 하부에 밀착되어 있으면서 가이드 유로(51)를 폐쇄하고 있다가, 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력이 있는 경우에 하방으로 슬라이딩하여 가이드 유로(61)를 개방함으로써 바디 밸브 조립체(6)의 상실로부터 하실로의 유체의 이동을 허용한다.

하부 디스크 밸브(30)의 하부의 핀(40)에는 너트(80)가 설치되어 하부 디스크 밸브(30)를 바디 밸브 몸체(10)의 하부에 지지한다.

판 스프링(70)과 상부 디스크 밸브(20) 사이 및 너트(80)와 하부 디스크 밸브(30)의 사이에는 리테이너(90)가 개재될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체의 작동 상태에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 도면이다.

쇽업소버의 압축 행정시, 피스톤 밸브 조립체의 하실, 즉 압축 챔버(CC)은 상대적으로 바디 밸브 조립체(6)의 하실의 압력보다 더 높게 된다. 따라서, 쇽업 소버의 작동 유체는 압축 행정시 피스톤 밸브 조립체의 하실에서 바디 밸브 조립체(6)를 통과하여 바디 밸브 조립체(6)의 하실로 이동하게 된다.

바디 밸브 조립체(6)는 이러한 유체의 흐름에 저항을 주어 압축 감쇠력을 발생시키게 되는데, 저속에서는, 바디 밸브 조립체(6)의 하부 디스크 밸브(30)의 슬릿(31)을 이용하여 감쇠력을 제어하게 된다. 즉, 슬릿(31)의 대소에 따라 저속 감쇠력의 저고(낮고 높음)가 결정된다. 바디 밸브 조립체(6)의 하부 디스크 밸브(30)의 슬릿(31)을 통과하는 유체는 도 3의 좌측 반부에 점선으로 도시되어 있다.

쇽업소버의 압축 작동 속도가 높아짐에 따라, 피스톤 밸브 조립체(4)의 하실로부터 바디 밸브 조립체(6)의 하실로 단위 시간당 많은 유체가 이동해야 하므로, 도 3의 우측 반부에 실선으로 도시된 바와 같이, 유체가 바디 밸브 조립체(6)의 하부 디스크 밸브(30)를 변형시켜 넓은 유체 이동 단면적을 확보하게 된다.

쇽업소버의 작동을 Sine 함수로 정의할 때, 작동 속도는 작동 변위 및 작동 주파수에 따라 결정되게 된다. 동일 속도일 경우, 변위가 큰 경우가 있고 주파수가 높은 경우가 있다. 통상의 경우, 높은 주파수는 노면으로부터 순간의 충격성 입력이 있음을 의미한다. 이때에는, 압축 감쇠력을 낮추어 노면의 충격을 부드럽게 흡수함으로써 안락한 승차감을 얻을 수 있다.

속도는 높으나 주파수는 낮은 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 밸브(60)는 판 스프링(70)에 의해 핀(40)의 상부 머리부(41)에 대하여 탄성적으로 지지된 본래의 위치에 있으므로, 슬라이딩 밸브(60)가 가이드 밸브(50)의 가이드 유 로(51)를 폐쇄하며, 압축 감쇠력은 바디 밸브 몸체(10)에 형성된 압축 유로(13)의 직경과 하부 디스크 밸브(30)의 탄성력에 의해 형성된다.

그런데, 쇽업소버에 노면으로부터 높은 주파수의 충격성 입력이 전달될 경우, 슬라이딩 밸브(60)는 슬라이딩 가능하므로 자체의 관성에 의해 그대로 정지해 있으려고 하는 성질이 있으며, 바디 밸브 몸체(10)와 이에 고정된 핀(40) 및 이격 가이드(50)는 쇽업소버에 고정되어 있으므로, 도 4의 우측 반부에 도시된 바와 같이, 상대 변위를 일으키게 된다. 이 경우, 이격 가이드(50)의 가이드 유로(51)가 개방되며, 이 가이드 유로(51)와 핀(40)의 수평 유로(43b) 및 수직 유로(43a)를 통해 바디 밸브 조립체(6)의 상실의 유체가 바디 밸브 조립체(6)의 하실로 흐르게 됨으로써, 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력 발생시 압축 감쇠력이 낮아지게 된다. 즉, 본 발명에 의하면, 노면으로부터 고주파수의 충격성 입력 발생시 낮은 감쇠력 특성을 얻을 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 해석되어져야 한다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체가 적용되는 쇽 업소버의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체의 상세 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 바디 밸브 조립체의 작동 상태를 도시한 도면이다.

Claims

작동유가 가득 채워진 내부관과, 상기 내부관의 외측으로 작동유가 일부 채워진 외부관과, 상기 내부관 내측으로 일단이 삽입되고 타단은 외부관 외측으로 연장된 피스톤 로드를 갖춘 쇽업소버에서 상기 내부관과 상기 외부관의 하단에서 그들을 연결하는 부분에 설치된 바디 밸브 조립체로서,

외면 상부가 상기 내부관의 내면에 밀봉적으로 끼워지며 내부에 인장 유로와 압축 유로가 형성되는 바디 밸브 몸체와,

상기 바디 밸브 몸체의 상하부에 설치된 상부 및 하부 디스크 밸브와,

상부 머리부와 수직부를 구비하며, 내부에 상기 상부 디스크 밸브의 상부로부터 상기 바디 밸브 조립체의 하실로 연통하는 바이패스 유로가 형성된 핀과,

상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이에서 슬라이딩 가능하게 설치되되 상기 바이패스 유로를 개폐하면서 슬라이딩하도록 설치된 슬라이딩 밸브와,

상기 상부 디스크 밸브 상에 고정 설치되어 상기 슬라이딩 밸브를 상기 핀의 상기 상부 머리부에 대하여 탄성적으로 지지하는 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,

상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이의 상기 수직부의 외주면에 설치되어 상기 상부 디스크 밸브와 상기 핀의 상기 상부 머리부 사이에 공간을 제공하며 상기 핀의 상기 바이패스 유로와 연통하는 가이드 유로가 형성된 이격 가이드를 포함하고,

상기 슬라이딩 밸브는 상기 이격 가이드의 외주면 상에서 슬라이딩 가능하게 설치되되 상기 이격 가이드의 상기 가이드 유로를 개폐하면서 슬라이딩하도록 설치된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,

상기 핀의 상기 수직부는 내부에 수직 유로가 형성되도록 중공으로 형성되고,

상기 수직부의 상부 일측면에는 상기 수직 유로와 연통하는 수평 유로가 형성되고,

상기 수직 유로는 상기 바디 밸브 조립체의 하실에 연통하고,

상기 수직 유로와 상기 수평 유로는 상기 바이패스 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 3에 있어서,

상기 이격 가이드의 상기 가이드 유로는 상기 핀의 상기 수직부의 수평 유로와 연통하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 슬라이딩 밸브는,

상기 이격 가이드의 외주면에서 상기 가이드 유로를 개폐하는 가이드 유로 개폐부와,

상기 바디 밸브 조립체의 상실의 유체에 맞닿는 상부 맞닿음부와,

상기 바디 밸브 조립체의 상실의 유체가 상기 슬라이드 밸브의 하부로 통과하는 유체 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 5에 있어서,

상기 가이드 유로 개폐부에는 상기 가이드 유로로 유체가 통과하게 하는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 1에 있어서,

상기 하부 디스크 밸브는 다판 디스크로 형성되어 있으며, 다판 디스크 중 가장 위에 위치한 디스크에는 그 외측 일부에 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 판 스프링은 상기 이격 가이드와 상기 상부 디스크 밸브 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 바디 밸브 조립체.