KR20120025210A

KR20120025210A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20120025210A
Application number: KR1020100087460A
Authority: KR
Inventors: 유춘성
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-03-15
Also published as: KR101218839B1; US20120061194A1; DE102011112160A1; CN102434616A

Abstract

쇽업소버가 개시된다. 쇽업소버는, 제1 내경부 및 상기 제1 내경부 보다 작은 내경의 제2 내경부를 포함하는 작동 튜브와, 상기 제1 내경부의 내경에 상응하는 외경을 가져, 상기 제1 내경부의 내면을 따라 습동하는 피스톤밸브와, 상기 제2 내경부에 상응하는 외경을 가져, 상기 제2 내경부의 내면을 따라 습동하는 완충피스톤을 포함한다. 상기 제2 내경부는, 상기 쇽업소버의 풀 범프가 일어날 때 상기 완충피스톤과 상호 작용하도록, 상기 작동 튜브의 하부에 위치하며, 상기 완충피스톤은 상기 제2 내경부에 있을 때 유체의 흐름을 허용하도록 관통홀을 포함한다. 상기 제2 내경부에는 상기 완충피스톤과 면하는 슬릿이 길이 방향으로 형성된다.

Description

쇽업소버{SOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 쇽업소버의 풀 범프(full bump)시 충격을 흡수, 완화하는데 적합한, 개선된 구조의 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 쇽업소버(shock absorber)는 차축과 차체 사이에 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감을 향상시키는 방진, 완충장치로서, 그 내부는 가스 및 오일 등이 채워져 감쇠력을 증대시킬 수 있도록 마련되는데, 통상적으로 오일이 채워진 유압식 쇽업소버가 많이 사용되고 있다.

쇽업소버는 오일과 같은 작동 유체가 채워지는 작동 튜브를 포함하는 실린더와, 작동 튜브 내에서 습동하는 피스톤밸브, 그리고, 피스톤밸브와 연결된 채 실린더 외부로 연장된 피스톤로드를 포함한다. 피스톤로드와 실린더는 각각 차체와 차륜 측에 연결되어 상대 운동하면서 작동되며, 피스톤밸브가 작동 유체에 의해 작동하여 감쇠력을 발생시킨다.

차량의 또는 쇽업소버의 풀 범프 부근에서 큰 충격과 소음이 발생할 수 있는데, 이를 막기 위해 종래의 쇽업소버는 범프 러버를 이용한다. 범프 러버는 고무 또는 우레탄 재질로 형성되며, 쇽업소버의 실린더의 외부, 특히, 상부 마운트와 실린더의 상부 캡 사이에 배치된다. 풀 범프시 범프 러버는 상부 마운트와 상부 캡 사이에서 눌려 반력을 발생시키는 원리이므로, 눌림의 정도 및/또는 접촉 조건에 따라 심한 노이즈를 발생시킬 수 있고, 내구성도 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해, 범프 러버의 재질을 높은 등급으로 선택하는 시도가 있기는 하지만 생산 비용의 상승을 야기하며, 비용 대비 성능 향상도 만족할만하지 못했다.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 피스톤밸브와 별도로, 유체학적으로 충격을 완화하는 메커니즘을 더 포함함으로써, 쇽업소버의 풀 범프시 충격을 흡수, 완화하는데 적합한 쇽업소버를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 쇽업소버는, 제1 내경부 및 상기 제1 내경부 보다 작은 내경의 제2 내경부를 포함하는 작동 튜브와;

상기 제1 내경부의 내경에 상응하는 외경을 가져, 상기 제1 내경부의 내면을 따라 습동하는 피스톤밸브와; 및

상기 제2 내경부에 상응하는 외경을 가져, 상기 제2 내경부의 내면을 따라 습동하는 완충피스톤을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 내경부는, 상기 쇽업소버의 풀 범프가 일어날 때 상기 완충피스톤과 상호 작용하도록, 상기 작동 튜브의 하부에 위치하며, 상기 완충피스톤은 상기 제2 내경부에 있을 때 유체의 흐름을 허용하도록 관통홀을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 제2 내경부는 상기 쇽업소버의 풀 범프(full bump)가 일어나는 상기 작동 튜브의 하부에 위치하며, 상기 제2 내경부에는 상기 완충피스톤과 면하는 슬릿이 길이 방향으로 형성된다.

일 실시예에 따라, 상기 제 1 내경부는 상기 실린더 튜브의 내부면에 의해 형성되고, 상기 제 2 내경부는 상기 작동 튜브의 하부에 삽입된 중공튜브의 내부면에 의해 형성되며, 상기 제1 내경부의 하부에는 상기 피스톤밸브와 함께 감쇠력을 발생시키는 바디밸브가 설치되며, 상기 작동 튜브를 둘러싸는 베이스쉘이 상기 바디밸브에 결합되며, 상기 피스톤밸브와 상기 완충피스톤은 스페이서에 의해 이격된 채 하나의 피스톤로드에 공통적으로 결합된다.

본 발명에 따른 쇽업소버는, 피스톤밸브의 습동을 허용하는 제1 내경부를 포함하는 작동 튜브 내에, 제1 내경부보다 작은 내경을 갖는 제2 내경부를 마련하고, 완충피스톤을 제2 내경부에서 습동될 수 있게 배치함으로써, 기존 범프 러버를 대신하거나 또는 기존 범프 러버의 문제점을 보완하면서, 풀 범프시의 충격을 신뢰성 있게 줄여줄 수 있다. 특히, 본 발명은 풀 범프시 충격을 줄여주지만 압축 및 복원 과정에서 소음 등을 유발시키는 범프 러버의 생략을 가능하게 해주어, 보다 조용하게 작동할 수 있는 쇽업소버를 구현하는 장점이 있다. 게다가, 소음을 없애기 위해 범프 러버의 재질을 고급으로 선택할 때 야기되는 비용 상승의 문제가 없으므로, 경제적으로도 유리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 쇽업소버의 일부를 일반 작동 상태에서 확대 도시한 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 쇽업소버의 일부를 풀 범프시의 완충 작동 상태에서 확대 도시한 단면도.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버를 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버(1)는, 오일이 채워진 작동 튜브(10)와, 상기 작동 튜브(10) 내로 상하 운동가능하게 삽입 설치된 피스톤로드(20)와, 상기 피스톤로드(20)의 연결된 피스톤밸브(30)와, 상기 작동 튜브(10)를 둘러싸도록 마련된 베이스쉘(40)을 포함한다. 상기 작동 튜브(10)의 하단에는 상기 피스톤밸브(30)와 마찬가지로 상기 쇽업소버(1)의 작동에 따라 감쇠력을 발생키는 바디밸브(50)가 설치된다. 도시되지는 않았지만, 상기 작동 튜브(10) 및 상기 베이스쉘(40)의 상단에는 상기 피스톤로드(20)를 상하 슬라이딩 가능하게 지지하는 로드가이드가 설치된다.

상기 베이스쉘(40)은 하부에서 상기 바디밸브(50)와 결합된다. 상기 베이스쉘(40) 내에는 오일과 가스가 함께 채워진다. 피스톤밸브(30)의 상하 운동에 따라, 바디밸브(50)를 통해 상기 베이스쉘(40) 내부로부터 상기 작동 튜브(10) 내부로 오일이 들어가거나 또는 작동 튜브(10)의 내부로부터 상기 베이스쉘(40)의 내부로 오일이 흘러나가며, 이에 의해, 피스톤밸브(30)의 상하 운동에 따른 작동 튜브(10) 내 압력 변화에 대하여 보상이 이루어진다.

상기 피스톤밸브(30)는 상기 피스톤로드(20)에 결합된 채 상기 작동 튜브(10) 내에서 상하 운동하면서 차량에 가해지는 충격 또는 진동을 흡수, 감쇠하는 역할을 한다. 이를 위해, 피스톤밸브(30)는 작동 튜브(10) 내측을 상부의 리바운드 챔버와 하부의 콤프레션 챔버로 구획하되, 자체 밸브 구조 및 자체 상하 운동에 의해, 오일이 리바운드 챔버와 콤프레션 챔버 사이를 선택적으로 흐르도록 해준다. 즉, 리바운드 행정에 따라, 피스톤밸브(30)가 상승하면, 피스톤밸브(30)의 리바운드 유로가 개방되면서, 리바운드 챔버의 작동 유체가 콤프레션 챔버로 흐르고, 콤프레션 행정에 따라, 피스톤밸브(30)가 하강하면, 피스톤밸브(30)의 콤프레션 유로가 개방되면서, 콤프레션 챔버의 작동유체가 리바운드 챔버로 흐른다. 이와 같은 과정에서, 피스톤밸브(30)는 감쇠력을 발생시킨다. 바디밸브(50)도 피스톤밸브와 유사하게 자체 유로를 통과하는 오일에 대하여 저항력을 발생시는 방식으로 진동을 완화하는 감쇠력을 발생시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 작동 튜브(10)의 내측 하부에는 중공튜브(12)가 거의 꼭 맞게 삽입 설치되며, 이에 의해, 상기 작동 튜브(10)에는 자신의 내면에 의해 제1 내경(D1)으로 정해지는 제1 내경부와, 상기 중공튜브(12)의 내면에 의해 상기 제1 내경(D1)보다 작은 제2 내경(D2)으로 정해지는 제2 내경부가 형성된다.

상기 피스톤밸브(30)는, 제1 내경부의 내경(D1)에 상응하는 외경을 가짐으로써, 상기 작동 튜브(10)의 내면을 따라 습동한다. 이에 의해, 상기 피스톤밸브(30)는 리바운드 챔버와 콤프레션 챔버 사이에 선택적으로 오일의 흐름을 허용하면서 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 쇽업소버(1)는 완충피스톤(60)을 포함하는데, 이 완충피스톤(60)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 내경부의 내경, 즉, 즉, 상기 중공튜브(12)의 내경에 상응하는 외경을 가져, 상기 제2 내경부, 즉, 상기 중공튜브(12)의 내면을 따라 습동될 수 있다. 상기 피스톤밸브(30)와 상기 완충피스톤(60)은, 피스톤로드(20)에 공통적으로 결합되되, 스페이서(35)가 상측의 피스톤밸브(30)와 하측의 완충피스톤(60)을 이격시킨다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 중공튜브(12)의 내면에 의해 정해지는 제2 내경부는 쇽업소버(1)의 풀 범프시 상기 완충피스톤(60)과 상호 작용하여 풀 범프에 따른 충격을 완화할 수 있는 위치, 즉, 작동 튜브(10)의 하부 위치에 일정 길이를 갖고 배치된다. 또한, 상기 작동 튜브(10)는 자신의 상하를 관통하는 복수의 관통홀(62)을 포함한다. 이 복수의 관통홀(62)은 저속에서의 디그레시브한 특성을 발생시키는 주요 팩터로서 작용한다. 상기 완충피스톤(60)은, 제2 내경부의 내면, 즉, 중공튜브(12)의 내면과의 원활한 습동을 위해, 예를 들면, 테프론 밴드(63)가 외주면에 설치된다.

도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제2 내경부의 내면, 즉, 중공튜브(12)의 내면에는 길이 방향으로 적어도 하나의 슬릿(121)이 상기 완충피스톤(60)의 외주면에 면해 있도록 형성된다. 상기 슬릿(121)은 쇽업소버(1)의 스트로크에 따라 다른 반력을 발생시키는 역할을 하며, 상기 슬릿(121)의 길이는 반력 특성을 고려하여 결정되며, 상기 슬릿(121)의 단면적은 스트로크에 따라 다르게 할 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 쇽업소버의 일반 작동 상태와 풀 범프시의 완충 작동 상태를 설명하기 위한 도면들이다.

도 3을 참조하면, 완충피스톤(60)은, 피스톤밸브(30)와 함께, 상기 작동 튜브(10)의 내면에 의해 제1 내경(D1)으로 정해진 제1 내경부 내에 위치한다. 이때, 완충피스톤(60)의 외주와 상기 작동 튜브(10) 사이에는 큰 갭이 존재하게 되며, 따라서, 오일은 상기 갭과 완충피스톤(60)의 관통홀(62)을 통해 큰 저항 없이 흐른다. 이때에는, 쇽업소버가 정상적인 리바운드 및 콤프레션 작동을 한다.

도 4를 참조하면, 피스톤밸브(30)와 완충피스톤(60)이 함께 더 하강하여, 상기 완충피스톤(60)이 중공튜브(12)의 내면, 즉, 제2 내경부를 따라 습동되는 상태가 된다. 이 상태는 풀 범프에 의한 충격이 발생될 수 있지만, 완충피스톤(60)과 작동 튜브 사이에 갭이 존재하지 않게 됨으로써, 상기 완충피스톤(60)을 위로 밀어내려는 반력이 증가하며, 따라서, 풀 범프에 의한 충격을 크게 완화시킬 수 있다. 이때, 완충피스톤(60)에 형성된 관통홀(62)을 통해 소량의 오일만이 완충피스톤(60)의 하부로부터 상기 완충피스톤(60)의 상부로 흐른다.

10: 작동 튜브 12: 중공튜브
20: 피스톤로드 30: 피스톤밸브
40: 베이스쉘 50: 바디밸브
60: 완충피스톤 62: 관통홀
63: 테프론 밴드 121: 슬릿

Claims

제1 내경부 및 상기 제1 내경부 보다 작은 내경의 제2 내경부를 포함하는 작동 튜브;
상기 제1 내경부의 내경에 상응하는 외경을 가져, 상기 제1 내경부의 내면을 따라 습동하는 피스톤밸브; 및
상기 제2 내경부에 상응하는 외경을 가져, 상기 제2 내경부의 내면을 따라 습동하는 완충피스톤을 포함하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 내경부는, 상기 쇽업소버의 풀 범프가 일어날 때 상기 완충피스톤과 상호 작용하도록, 상기 작동 튜브의 하부에 위치하며,
상기 완충피스톤은 상기 제2 내경부에 있을 때 유체의 흐름을 허용하도록 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 내경부는 상기 쇽업소버의 풀 범프(full bump)가 일어나는 상기 작동 튜브의 하부에 위치하며,
상기 제2 내경부에는 상기 완충피스톤과 면하는 슬릿이 길이 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제 1 내경부는 상기 실린더 튜브의 내부면에 의해 형성되고, 상기 제 2 내경부는 상기 작동 튜브의 하부에 삽입된 중공튜브의 내부면에 의해 형성되며, 상기 제1 내경부의 하부에는 상기 피스톤밸브와 함께 감쇠력을 발생시키는 바디밸브가 설치되며, 상기 작동 튜브를 둘러싸는 베이스쉘이 상기 바디밸브에 결합되며, 상기 피스톤밸브와 상기 완충피스톤은 스페이서에 의해 이격된 채 하나의 피스톤로드에 공통적으로 결합된 것을 특징으로 하는 쇽업소버.