KR20120058149A

KR20120058149A - 차량용 쇽 업소버

Info

Publication number: KR20120058149A
Application number: KR1020100119807A
Authority: KR
Inventors: 김진욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2012-06-07

Abstract

풀 범프(Full Rebound)시 발생되는 각종 소음을 근본적으로 해결하여 내구성과 차량에 대한 상품성 향상을 위하여;
휠의 범프 및 리바운드시 실린더내에 내장된 피스톤 밸브의 상,하측 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 완충용 스프링의 자유 진동을 제어하는 차량용 쇽 업소버에 있어서,
상기 피스톤 밸브의 하측에 배치되는 상부 스톱퍼와; 상기 피스톤 밸브의 하측에서 하부에 봉입된 압축가스에 의하여 지지되는 프리 피스톤을 포함하여 이루어지는 범프 스톱퍼 유닛이 내장되는 차량용 쇽 업소버를 제공한다.

Description

차량용 쇽 업소버{SHOCK ABSORBER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 쇽 업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풀 범프(Full Bunp)시의 충격음 발생을 근본적으로 제거할 수 있도록 한 차량용 쇽 업소버에 관한 것이다.

차량에 있어서의 쇽 업소버는 현가장치의 구성품으로서, 차량의 주행시 노면으로부터 입력되는 진동을 흡수하는 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 역할을 수행하게 된다.

이러한 쇽 업소버는 전,후륜 현가장치의 각각에 모두 적용되는데, 도 1에서는 전륜 현가장치에 적용되는 쇽 업소버(스트러트)를 개시하고 있다.

보다 구체적으로 그 구성을 살펴보면, 쇽 업소버는 유체가 가득 채워진 인너 쉘(2)과, 그 외측으로 유체가 절반 정도 채워진 아웃터 쉘(4)과, 그리고 일단이 상기 인너 쉘(2) 내측으로 삽입되어 피스톤 밸브(6)가 형성되고 타단이 상기 아웃터 쉘(4) 외측으로 연장된 피스톤 로드(8)를 구비하게 된다.

그리고 상기 인너 쉘(2)의 상부에는 로드 가이드(10)가 배치되고, 상기 로드 가이드(10)의 상측에는 헤드 캡(12)이 배치되어 이물질의 침투를 방지하게 된다.

또한 상기 헤드 캡(12)의 하측 아웃터 쉘(4)에는 하측 스프링 시트(14)가 배치되고, 상기 피스톤 로드(8)의 상측에는 상기 하측 스프링 시트(14)와 마주하는 상측 스프링 시트(16)가 배치되어 이들 스프링 시트(14)(16) 사이에는 완충용 스프링(18)이 탄성 배치된다.

그리고 상기 상측 스프링 시트(16)의 중앙부 저면에는 상기 피스톤 로드(8)를 감싸는 형태로 범프 스톱퍼(20)가 배치되고, 이의 범프 스톱퍼(20)의 외측에는 하단부가 상기 헤드 캡(12)에 고정되는 벨로우즈형 더스트 커버(22)가 배치된다.

상기에서 범프 스톱퍼(20)는 고무 또는 다공성 우레탄 재질로 제작되어 일반적인 조건에서는 작동되지 않다가 풀 범프시 상기 헤드 캡(12)의 상승 하중에 의하여 압축되면서 큰 하중을 지지하게 되는 것이다.

또한, 상기 피스톤 밸브(6)의 상측에는 일정 거리를 두고 피스톤 로드(8)의 리바운드 스톱퍼(24)가 배치되어 풀 리바운시 상기 로드 가이드(10)와 접촉되면서 리바운드 스트로크를 제한하게 된다.

이에 따라 상기와 같은 쇽 업소버는 범프 또는 리바운드에 의하여 상기 피스톤 로드(8)가 상,하 직선 왕복 운동을 하면 피스톤 밸브(6)의 상,하측으로 형성되는 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브(6)에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 감쇠력 특성을 얻게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 쇽 업소버는 풀 범프시 범퍼 스톱퍼의 변형에 의해서만 충격을 흡수할 수 있도록 하고 있는 바, 범퍼 스톱퍼의 변형과정에서 피스톤 로드, 범퍼 스톱퍼 상단 좌면과의 마찰음, 헤드 캡과 범프 스톱퍼가 접촉되면서 발생되는 타격음, 범프 스톱퍼와 피스톤 로드 사이에 잔존하던 압축된 공기의 일시적인 배출등에 의한 이상음 등 각종 소음의 발생 원인이 된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 풀 범프(Full Rebound)시 발생되는 각종 소음을 근본적으로 해결하여 내구성과 차량에 대한 상품성을 높일 수 있도록 한 차량용 쇽 업소버를 제공함에 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 휠의 범프 및 리바운드시 실린더내에 내장된 피스톤 밸브의 상,하측 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 완충용 스프링의 자유 진동을 제어하는 차량용 쇽 업소버에 있어서,

상기 피스톤 밸브의 하측에 배치되는 상부 스톱퍼와; 상기 피스톤 밸브의 하측에서 하부에 봉입된 압축가스에 의하여 지지되는 프리 피스톤을 포함하여 이루어지는 범프 스톱퍼 유닛이 내장되는 차량용 쇽 업소버를 제공한다.

상기에서 상기 프리 피스톤의 상부에는 상기 상부 스톱퍼와 접촉시 충격을 완화할 수 있는 하부 스톱퍼를 배치하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 상부 스톱퍼의 하면과 하부 스톱퍼의 상면은 접촉 하중에 따라 접촉 면적이 증가될 수 있도록 상호 대응되는 구면(球面)으로 형성함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 실린더(102)의 내부에 봉입되어 있는 압축가스(138)의 압축에 의해서 범프 충격을 흡수할 수 있도록 한 것이다.

이에 따라 종래 범퍼 스톱퍼의 변형에 따른 각종 소음을 근본적으로 해결할 수 있으며, 종래 범프 스톱퍼를 삭제하여 원가를 절감할 수 있게 되는 것이다.

또한, 종래와 같은 충격과 진동이 발생되지 않음으로써, 내구성과 차량에 대한 상품성을 높일 수 있는 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 종래 쇽 업소버의 일예를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 속 업소버의 단면도.
도 3은 본 발명의 요부 확대 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여함을 전제한다.

도 2은 본 발명에 의한 쇽 업소버의 단면도로서, 쇽 업소버(100)는 실린더(102)와, 피스톤 밸브(104)와, 피스톤 로드(106)를 포함하여 이루어진다.

상기 실린더(102)는 모노 튜브 구조의 구조로서, 상부에 로드 가이드(108)가 배치되고, 상기 로드 가이드(108)의 상측에는 헤드 캡(110)이 배치되어 이물질의 침투를 방지하게 된다.

그리고 상기 실린더(102)의 상측부에는 하측 스프링 시트(112)가 배치되고, 상기 피스톤 로드(106)의 상측에 상기 하측 스프링 시트(112)와 마주하는 상측 스프링 시트(114)가 배치되어 이들 스프링 시트(112)(114) 사이에는 완충용 스프링(116)이 탄성 배치된다.

또한, 상기 상측 스프링 시트(114)의 중앙부와 상기 헤드 캡(110) 사이에는 벨로우즈형 더스트 커버(118)가 배치되어 상기 쇽 업소버(100)의 상측 부분에 이물질이 유입되는 것을 방지하게 된다.

그리고 상기 피스톤 밸브(104)는 상기 피스톤 로드(106)의 하단에 배치되어 실린더(102)의 내부에서 상하 왕복 운동이 가능하게 수용되며, 상기 피스톤 밸브(104)의 상측에는 리바운드 스톱퍼(120)가 배치되어 풀 리바운드시 상기 로드 가이드(108)와 접촉되면서 리바운드 스트로크를 제한하게 된다.

이에 따라 상기 쇽 업소버(100)는 범프 또는 리바운드에 의하여 상기 피스톤 로드(106)가 상,하 직선 왕복 운동을 하면 피스톤 밸브(104)의 상,하측으로 형성되는 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브(104)에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 완충용 스프링(116)의 자유 진동을 제어하여 감쇠력 특성을 얻게 되는 것이다.

그리고 상기 피스톤 로드(106) 상단부가 상,하 브라켓(122)(124) 사이에 인슐레이터(126)와 트러스트 베어링(128)을 포함하는 마운트(130)를 통해 미도시한 차체에 고정된다.

상기에서 트러스트 베어링(128)은 조향 조건에서 회전 방향의 자유도를 부여하기 위한 것이다.

상기와 같이 구성되는 쇽 업소버(100)에 있어서, 본 발명은 상기 실린더(102)의 하부 내측에 범퍼 스톱퍼 유닛(132)을 배치하였다.

상기 범퍼 스톱퍼 유닛(132)은 도 3에서와 같이, 상기 피스톤 밸브(104)의 하측에 배치되는 상부 스톱퍼(134)와, 상기 실린더(102)의 하부 내측에 배치되는 프리 피스톤(136)을 포함하여 이루어진다.

상기 상부 스톱퍼(134)는 하면이 구면(球面)으로 이루어지며, 피스톤 밸브(104)의 하측으로 노출되는 피스톤 로드(106)의 하단에 장착되어 피스톤 밸브(104)를 포함하는 피스톤 로드(106)의 승강시 연동되어 승강하게 된다.

그리고 상기 프리 피스톤(136)은 하부 쳄버에 압축가스(138)가 봉입되며, 압축가스(138)의 누출을 방지하기 위하여 외주측에 시일링(140)이 배치되어 실린더(102)의 내면과 기밀을 유지하게 된다.

상기에서 압축가스(138)는 질소 가스를 고압으로 봉입하는 것이 일반적이다.

또한, 상기 프리 피스톤(136)의 상측에는 고무부재 등으로 이루어지는 하부 스톱퍼(142)가 일체로 형성되며, 상기 하부 스톱퍼(142)의 상면은 상기 상부 스톱퍼(134)와 대응할 수 있는 구면(球面)으로 이루어져 상기 상부 스톱퍼(134)의 접촉시 그 접촉 하중에 따라 접촉 면적이 증가되면서 그 충격을 완화할 수 있도록 하였다.

상기 구성에 의하여 휠의 범프에 따라 피스톤 로드(106)가 하강할 때에는 하강할 때에는 압축가스(138)가 압축되면서 압축 하중을 지지하게 된다.

그리고 범프 범위가 큰 경우에는 상기 피스톤 로드(106)가 더욱 하강하여 상부 스톱퍼(134)가 프리 피스톤(136)의 하부 스톱퍼(142)와 접촉되면서 프리 피스톤(136)을 더욱 하강시킴에 따라 압축가스(138)가 더욱 압축되며, 더 이상 압축가스(138)가 압축될 수 없는 위치가 최대 풀 범프 위치가 되는 것이다.

즉, 종래에는 고무 부재로 이루어지는 범프 스톱퍼에 의해서만 범프 충격을 흡수할 수 있도록 하였으나, 본 발명에서는 실린더(102)의 내부에 봉입되어 있는 압축가스(138)의 압축에 의해서 범프 충격을 흡수할 수 있도록 한 것이다.

이상에서는 본 발명의 특정 실시예들을 중심으로 하여 설명되었지만, 본 발명의 취지 및 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 변형, 변경 또는 수정이 당해 기술분야에서 있을 수 있으며, 전술한 설명 및 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 하는 것은 당연하다.

100... 쇽 업소버 102... 실린더
104... 피스톤 밸브 106... 피스톤 로드
116... 완충용 스프링 118... 더스트 커버
130... 마운트 132... 범프 스폽퍼 유닛
134... 상부 스톱퍼 136... 프리 피스톤
138... 압축가스 140... 시일링
142... 하부 스톱퍼

Claims

휠의 범프 및 리바운드시 실린더내에 내장된 피스톤 밸브의 상,하측 챔버 사이에 압력차가 발생하게 되고, 이의 압력차에 의하여 피스톤 밸브에 형성된 오리피스를 통해 유체가 이동하면서 완충용 스프링의 자유 진동을 제어하는 차량용 쇽 업소버에 있어서,
상기 피스톤 밸브의 하측에 배치되는 상부 스톱퍼와;
상기 피스톤 밸브의 하측에서 하부에 봉입된 압축가스에 의하여 지지되는 프리 피스톤을 포함하여 이루어지는 범프 스톱퍼 유닛이 내장됨을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버.
제1항에 있어서, 상기 프리 피스톤의 상부에는 상기 상부 스톱퍼와 접촉시 충격을 완화할 수 있는 하부 스톱퍼를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상부 스톱퍼의 하면과 하부 스톱퍼의 상면은 접촉 하중에 따라 접촉 면적이 증가될 수 있도록 상호 대응되는 구면(球面)으로 형성함을 특징으로 하는 차량용 쇽 업소버.