KR20120093255A - 디지털 밸브를 이용한 댐퍼 - Google Patents

디지털 밸브를 이용한 댐퍼 Download PDF

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매튜 엘. 러슬
칼 씨. 카즈미르스키
예로엔 케이. 파엔후이센
대럴 쥐. 브리즈
대니얼 티. 케일
토마스 피. 멀린
제프리 티. 가드너
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테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
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Abstract

본 단락은 본 발명의 전체적인 요약을 제공하는 것이며, 본 발명의 전체적인 범위와 모든 특징들의 포괄적인 개시는 아니다.
완충기를 위한 밸브 어셈블리(valve assembly)는 전형적인 수동 밸브 어셈블리와 함께 사용되는 디지털 밸브 어셈블리를 포함할 수 있다. 디지털 밸브 어셈블리가 폐쇄되었을 때, 견고하거나 높은 감쇠 부하가 생성된다. 보다 부드럽고 낮은 감쇠 부하는 수동 밸브 어셈블리와 함께 작동하는 디지털 밸브 어셈블리의 다양한 조합을 통해 생성된다.
추가적인 적용 분야들은 이 문서에서 제공되는 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 단락에서의 설명과 특정 예들은 오직 설명을 목적으로 의도되었고, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

Description

디지털 밸브를 이용한 댐퍼{Damper with digital valve}
본 발명은 일반적으로 차량의 현가장치 시스템(suspension system)에서 사용하기 위한 유압식 댐퍼나 완충기(shock absorber)와 관련된 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 유압식 댐퍼의 완충 특성을 결정하기 위해 종래의 수동 밸브 시스템과 결합된 디지털 댐퍼 밸브에 관련된 것이다.
본 단락은 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 선행기술이 되는 것은 아니다.
완충기는 운전 중에 발생하는 원치 않는 진동을 흡수하기 위한 차량의 현가장치 시스템과 결합되어 사용된다. 원치 않는 진동을 흡수하기 위해서, 완충기는 일반적으로 차량의 스프링 상중량 (sprung portion)(차체) 및 스프링 하중량(unsprung portion)(현가장치) 사이에 연결된다. 피스톤은 완충기의 압력관 내에 위치하고 압력관은 차량의 스프링 하중량과 연결된다. 피스톤은 압력관을 통하여 확장된 피스톤 로드(piston rod)를 통해 차량의 스프링 상중량과 연결된다. 피스톤은 압력관을 유압유(hydraulic fluid)로 채워진 상부 작업 챔버 및 하부 작업 챔버로 나눈다. 피스톤이 밸브 동작을 통해(through valving) 상부 및 하부 작업 챔버 사이에 흐르는 유압유를 제한할 수 있기 때문에, 완충기가 압축되거나 팽창되었을 때, 완충기는 스프링 하중량으로부터 스프링 상중량으로 전달되었을 진동에 대응하는 감쇠력(damping force)를 만들 수 있다. 이중관 완충기에서, 유체 저장기(fluid reservoir)나 저장 챔버(reserve chamber)는 압력관과 저장관(reserve tube) 사이에 정의된다.(defined) 하부 작업 챔버와 저장 챔버(reserve chamber) 사이에 위치한 베이스 밸브(base valve)는 차량의 스프링 하중량으로부터 스프링 상중량으로 전달되었을 진동에 대응하는 감쇠력을 만들 수 있다.
상술한 것처럼 이중관 완충기에서, 피스톤 상의 밸브 동작(the valving)은 완충기가 감쇠 부하(damping load)를 만들기 위해 팽창되었을 때 상부와 하부 작업 챔버 사이에 흐르는 감쇠액(damping fluid)을 제한한다. 베이스 밸브 상의 밸브 동작은 완충기가 감쇠 부하를 만들기 위해 압축되었을 때 하부 작업 챔버와 저장 챔버 사이에 흐르는 감쇠액을 제한한다. 단일관 완충기에서, 피스톤상의 밸브 동작은 완충기가 감쇠 부하를 만들기 위해 팽창되거나 압축되었을 때 상부 작업 챔버와 하부 작업 챔버 사이에 흐르는 감쇠액을 제한한다. 차량이 움직이는 동안, 현가장치 시스템은 상하로 진동하고(압축) 반동한다.(rebound)(팽창). 상하로 진동하는 동안, 완충기는 이중관 완충기의 베이스 밸브나 단일관 완충기의 피스톤 밸브를 통해서 움직이는 감쇠액에 의해 압축된다. 베이스 밸브나 피스톤 상에 위치한 댐핑 밸브는 감쇠액의 흐름을 제어해서 감쇠력을 만든다. 반동하는 동안(during rebound), 완충기는 이중관 완충기와 단일관 완충기 내부의 피스톤을 통해서 움직이는 감쇠액에 의해 팽창된다. 피스톤 상에 위치한 댐핑 밸브는 감쇠액의 흐름을 제어해서 감쇠력을 만든다.
이중관 완충기에서, 피스톤과 베이스 밸브는 대개 복수의 압축 통로와 복수의 팽창 통로를 포함한다. 이중관 완충기에서 상하로 진동하는 움직임이나 압축되는 움직임 동안, 댐핑 밸브나 베이스 밸브는 유체의 흐름을 제어하고 감쇠 부하를 만들기 위해서 베이스 밸브내의 압축 통로를 개방한다. 피스톤 상의 체크 밸브(check valve)는 상부 작업 챔버 내부의 감쇠액을 대체하기 위해서 피스톤 내의 압축 통로를 개방하지만, 이러한 체크 밸브는 감쇠 부하에 기여하지 않는다. 압축되는 움직임 동안 피스톤 상의 댐핑 밸브는 피스톤의 팽창 통로를 폐쇄하고 베이스 밸브상의 체크 밸브는 베이스 밸브의 팽창 통로를 페쇄한다. 이중관 완충기에서 반동하거나 팽창하는 움직임 동안, 피스톤 상의 댐핑 밸브는 유체의 흐름을 제어하고 감쇠 부하를 만들기 위해서 피스톤 내의 팽창 통로를 개방한다. 베이스 밸브 상의 체크 밸브는 하부 작업 챔버 내의 감쇠액을 대체하기 위해서 베이스 밸브 내의 팽창 통로를 개방하지만 이러한 체크 밸브는 감쇠 부하에 기여하지 않는다.
단일관 완충기에서, 피스톤은 대게 복수의 압축 통로와 복수의 팽창 통로를 포함한다. 완충기는 역시 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 것과 같이 유체의 로드 볼륨 흐름(rod volume flow) 을 보상하기 위한(compensating for) 수단들을 포함한다. 단일관 완충기에서 상하로 진동하거나 압축되는 움직임 동안, 피스톤 상의 댐핑 밸브는 유체의 흐름을 제어하고 감쇠 부하를 만들기 위해 피스톤 내의 압축 통로를 개방한다. 피스톤 상의 팽창 댐핑 밸브는 상하로 진동하는 움직임 동안 피스톤의 팽창 통로를 폐쇄한다. 단일관 완충기에서 반동하거나 팽창하는 움직임 동안, 피스톤 상의 팽창 댐핑 밸브는 유체의 흐름을 제어하고 감쇠 부하를 만들기 위해서 팽창 통로를 개방한다. 피스톤 상의 압축 댐핑 밸브는 반동하는 움직임 동안 피스톤의 압축 통로를 폐쇄한다.
대부분의 댐퍼에서, 비록 몇몇 밸브들이 감쇠액의 유출(a bleed flow of damping fluid)을 포함하더라도 일반적인 폐쇄/개방 밸브처럼 설계된다. 이러한 폐쇄/개방 디자인 때문에, 이러한 폐쇄/개방 밸브 시스템들은 차량의 다양한 동작 상태들에 대응하여 감쇠 부하를 만들어내도록 조절하는 능력이 제한된다.
본 발명은 디지털 밸브를 이용한 완충기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 작업 챔버를 형성하는 압력관; 상기 압력관 내에서 미끄러질 수 있게 위치하고, 상기 작업 챔버를 상부 작업 챔버와 하부 작업 챔버로 나누는 피스톤 어셈블리; 상기 제1 유체 통로와 분리되고 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나로부터 유체 챔버로 연장된 제2 유체 통로; 상기 제2 유체 통로를 통해 흐르는 유체를 제어하는 디지털 밸브 어셈블리; 를 포함하고, 상기 피스톤 어셈블리는 피스톤 몸체 및 제1밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 피스톤 몸체는 상기 피스톤 몸체를 통해 연장된 제1 유체 통로를 정의하며, 상기 제1 밸브 어셈블리는 상기 제1 유체 통로를 통해 흐르는 유체를 제어하는 것을 특징으로 하고 상기 제1 밸브 어셈블리를 통해 흐르는 유체가 상기 완충기를 위한 높은 감쇠 부하를 생성하고 상기 제1 밸브 어셈블리 및 제2 밸브 어셈블리를 통해 흐르는 유체가 상기 완충기를 위해 상기 높은 감쇠 부하보다는 낮은 감쇠 부하를 생성하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 피스톤 어셈블리에 부착된 피스톤 로드 어셈블리를 더 포함하고, 상기 제2 유체 통로는 상기 피스톤 로드 어셈블리에 의해 정의되고; 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 피스톤 로드 어셈블리 내부에 배치되고; 상기 제2 유체 통로는 상기 상부 및 하부 챔버 사이에 연장되고; 상기 상부 및 하부 작업 챔버의 다른 하나는 상기 유체 챔버를 정의하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 피스톤 몸체를 통해 연장되는 제3 유체 통로; 상기 제3 유체 통로를 토해 흐르는 유체를 제어하는 제2 밸브 어셈블리를 더 포함하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 복수의 디지털 밸브는 상기 피스톤 로드 어셈블리의 축 방향으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 피스톤 로드 어셈블리 내부에 배치된 회로판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나와 교류하는 주입구 및 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 다른 하나와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및 상기 스풀에 인접하여 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 압력관 주위에 배치된 저장관; 상기 압력관과 상기 저장관 사이에서 정의되는 저장 챔버; 및 상기 압력관과 상기 저장관에 부착되는 로드 안내 어셈블리; 를 더 포함하고, 상기 제2 유출 통로는 상기 로드 안내 어셈블리에 의해서 정의되고, 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 로드 안내 어셈블리 내부에 배치되며, 상기 제2 유체 통로는 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나와 상기 저장 챔버 사이에 연장되고, 상기 저장 챔버는 상기 유체 챔버를 정의하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 유체 통로는 상기 상부 작업 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 상부 작업 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브; 상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 밸브 어셈블리는 슬리브; 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및 상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 압력관 주위로 배치된 저장관; 상기 압력관과 상기 저장관 사이에 정의되는 저장 챔버; 및 상기 압력관과 상기 저장관에 부착된 베이스 밸브 어셈블리; 를 더 포함하고, 상기 제2 유체 통로는 상기 베이스 밸브 어셈블리에 의해 정의되고, 상기 베이스 밸브 어셈블리 내부에 배치된 상기 디지털 밸브 어셈블리; 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나와 상기 저장 챔버 사이에 연장된 제2 유출 통로; 및 상기 유체 챔버를 정의하는 상기 저장 챔버; 인 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 유출 통로는 상기 상부 작업 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 완충기는 상기 압력관과 상기 저장관 사이에 배치된 중간관; 상기 압력관과 상기 중간관 사이에 정의되는 중간 챔버; 를 더 포함하고, 상기 제2 유출 통로는 상기 중간 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 중간 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브; 상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및 상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 상부 작업 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 가진 슬리브; 상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치되는 움직일 수 있는 스풀; 및 상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기일 수 있다.
본 발명은 디지털 밸브를 이용한 완충기를 제공할 수 있다.
여기서 묘사되는 도면들은 모든 가능한 구현이 아닌 오직 선택된 실시예들을 설명하기 위한 목적이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브 디자인을 포함하는 완충기를 가진 차량의 도해이다.
도 2는 본 발명에 따른 밸브 디자인을 포함하는 도 1의 이중관 완충기의 부분 횡단면의 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 완충기에서 피스톤 어셈블리의 확대된 횡단면의 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 완충기에서 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 완충기에서 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 측면도이다.
도 6은 도 2 및 도 5에 도시된 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 사시도이다.
도 7은 도 2 내지 도 6에 도시된 완충기에서 힘과 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 밸브 디자인을 포함하는 단일관 완충기의 부분 횡단면의 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 피스톤 어셈블리의 확대된 부분 횡단면의 측면도이다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충기 및 로드 안내 어셈블리(rod guide assembly)의 확대된 횡단면도이다.
도 12는 도 11에서 도시된 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 피스톤 로드 어셈블리의 확대된 횡단면도이다.
도 14는 도 13에서 도시된 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충 어셈블리의 횡단면의 측면도이다.
도 16은 도 15에서 도시된 디지털 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면도이다.
도 17은 도 15 및 도 16에 도시된 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 밸브 어셈블리의 횡단면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 사시도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 베이스 밸브 어셈블리의 횡단면도이다.
도 21은 도 20에서 도시된 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 횡단면의 사시도이다.
상응하는 참조 번호들은 여러 도면에서 상응하는 부분들을 가리킨다.
후술할 실시예들에 대한 설명은 단지 예시적인 것이며 본 발명, 응용, 또는 사용을 제한하기 위한 것이 아니다. 도 1에는 본 발명에 따른 밸브 어셈블리를 각각 포함하는 완충기를 가진 현가장치 시스템을 결합시킨 차량이 도시되어 있으며 상기 차량은 전체적으로 참조번호 10으로 지정되어 있다. 차량(10)은 후방 현가장치(12), 전방 현가장치(14) 및 차체(16)를 포함한다. 후방 현가장치(12)는 뒷바퀴 한쌍을 동작과 관련하여 지지하기에 적합한 가로축으로 연장된 후방 차축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 상기 후방 차축 (어셈블리)은 완충기(20) 한쌍과 스프링(22) 한쌍을 이용하여 차체(16)에 부착되어 있다. 마찬가지로, 전방 현가장치(14)는 앞바퀴(24) 한쌍을 동작과 관련하여 지지하기 위하여 가로축으로 연장된 전방 차축 어셈블리를 포함한다. 상기 전방 차축 어셈블리는 완충기(26) 한쌍과 스프링(28) 한쌍에 의해 차체(16)에 부착되어 있다. 완충기(20) 및 다른 완충기(26)는 차량(10)의 스프링 상중량(예를 들어, 차체(16))에 대하여 스프링 하중량(예를 들어, 전방 현가장치(12) 및 후방 현가장치(14))의 상대적인 움직임을 감쇠시킨다. 차량(10) 전후방 차축 어셈블리를 구비한 승용차처럼 묘사되어 있다 하더라도, 완충기(20) 및 다른 완충기(26)는 다른 유형의 차량들이나 독립 전륜 및/또는 독립 후륜 현가장치들을 결합시킨 차량들, 비독립 전륜 및/또는 비독립 후륜 현가장치들을 결합시킨 차량들, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려진 다른 현가장치 시스템을 가진 차량들에 대해서도 사용된다. 나아가, 여기에서 사용된 ‘완충기’라는 용어는 대개 댐퍼(damper)들을 가리키기 위한 의미이고, 따라서 맥퍼슨 스트럿(MacPherson struts)을 포함할 것이다.
이제 도 2를 참조하면, 완충기(20)가 더욱 상세하게 나타나있다. 도 2가 오직 완충기(20)만을 도시하고 있지만, 완충기(26) 또한 아래에서 설명될 완충기(20)의 베이스 밸브 어셈블리를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 완충기(26)는 단지 차량(10)의 스프링 상중량(sprung masses) 및 스프링 하중량(unsprung masses)에 연결되는 방법에 있어서 완충기(20)와 차이가 있다. 완충기(20)는 압력관(30), 피스톤 어셈블리(32), 피스톤 로드(34), 저장관(36) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)를 포함한다.
압력관(30)은 작업 챔버(42)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(32)는 압력관(30) 내부에 미끄러질 수 있게 배치되어 있고, 작업 챔버(42)를 상부 작업 챔버(44)와 하부 작업 챔버(46)로 나눈다. 밀봉체(seal, 48)는 피스톤 어셈블리(32)와 압력관(30) 사이에 배치되어 상부 작업 챔버(44)를 하부 작업 챔버(46)로부터 밀폐시킬 뿐만 아니라 과도한 마찰력을 발생시키지 않으면서 피스톤 어셈블리(32)로 하여금 압력관(30)에 대하여 미끌어지는 동작을 가능하게 한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 어셈블리(32)에 부착되어 있고, 상부 작업 챔버(44)를 통과하고 압력관(30)의 상부 끝단을 폐쇄하는 로드 안내 어셈블리(rod guide assembly)(50)를 통과하여 연장되어 있다. 피스톤 어셈블리(32) 반대편에 있는 피스톤 로드(34)의 끝단은 차량(10)의 스프링 상중량 부분에 안전하게 체결되어 있다. 피스톤 어셈블리(32) 내부의 밸브 동작은 압력관(30) 내부에서 피스톤 어셈블리(32)가 동작하는 동안 상부 작업 챔버(44) 및 하부 작업 챔버(46) 사이의 유체의 움직임을 제어한다. 피스톤 로드(34)는 오직 상부 작업 챔버(44)를 통해서만 연장되어 있고 하부 작업 챔버(46)에는 연장되지 않기 때문에, 압력관(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 동작은 상부 작업 챔버(44)에서의 배출 유체량과 하부 작업 챔버(46)에서의 배출 유체량의 차이를 야기한다. 상기 배출량의 차이는 “로드 볼륨(rod volume)”으로 알려져 있으며 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통과하여 흐른다.
저장관(36)은 관들(30, 36)사이에 위치한 유체 저장 챔버(fluid reservoir chamber)(52)를 정의하기 위하여 압력관(30)을 둘러싸고 있다. 저장관(36)의 바닥 끝단은 차량(10)의 스프링 하중량 부분에 연결되기에 적합한 베이스 컵(base cup)(54)에 의해 폐쇄되어 있다. 저장관(36)의 상부 끝단은 로드 안내 어셈블리(50)에 부착되어 있다. 베이스 밸브 어셈블리(38)은 챔버들(46, 52) 사이의 유체의 흐름을 제어하기 위하여 하부 작업 챔버(46)와 저장 챔버(52) 사이에 배치되어 있다. 완충기(20)의 길이가 연장될 때, “로드 볼륨”의 개념 때문에 하부 작업 챔버(46)에서의 유체의 추가적인 볼륨이 요구된다. 따라서, 후술하는 것과 같이, 유체는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통하여 저장 챔버(52)에서 하부 작업 챔버(46)로 흐를 것이다. 완충기(20)의 길이가 압축될 때, “로드 볼륨”의 개념 때문에 유체의 잉여분은 하부 작업 챔버(46)로부터 제거되어야 한다. 따라서, 유체는 후술하는 것과 같이, 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통해 하부 작업 챔버(46)로부터 저장 챔버(52)로 흐를 것이다.
이제 도 3을 참조하면, 피스톤 어셈블리(32)는 피스톤 몸체(60), 압축 밸브 어셈블리(62) 및 반동 밸브 어셈블리(64)를 포함한다. 압축 밸브 어셈블리(62)는 피스톤 로드(34) 상에 있는 쇼울더(shoulder)(66)에 조립되어 있다. 피스톤 몸체(60)는 압축 밸브 어셈블리(62)에 조립되어 있고, 반동 밸브 어셈블리(64)는 피스톤 몸체(60)에 조립되어 있다. 너트(68)는 이러한 구성요소들을 피스톤 로드(34)에 고정시킨다.
피스톤 몸체(60)는 복수의 압축 통로(70)와 복수의 반동 통로(72)를 정의한다. 밀봉체(48)는 피스톤 어셈블리(32)가 미끄러지는 동작을 하는 동안 밀봉체(48)를 유지하기 위해 복수의 고리형 홈(annular grooves)(76)과의 짝을 이루는 복수의 리브(ribs)(74)를 포함한다.
압축 밸브 어셈블리(62)는 리테이너(retainer)(78), 밸브판(valve disc)(80), 및 스프링(82)를 포함한다. 리테이너(78)는 하나의 말단이 쇼울더(66)에 접하고 다른 말단이 피스톤 몸체(60)에 접한다. 밸브판(80)은 피스톤 몸체(60)에 접하고 반동 통로(72)가 열려있는 동안 압축 통로(70)를 폐쇄한다. 스프링(82)은 피스톤 몸체(60)에 대하여 밸브판을 바이어스(bias) 시키기 위하여 리테이너(78)와 밸브판(80) 사이에 배치된다. 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(46)의 유체에 압력이 가해져 유체 압력으로 하여금 밸브판(80)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브판(80)에 대한 유체 압력이 스프링(82)의 바이어스 부하(biasing load)를 극복할 때, 밸브판(80)은 압축 통로(70)를 열기 위하여 피스톤 몸체(60)로부터 분리되고, 하부 작업 챔버(46)로부터 상부 작업 챔버(44)로 유체가 흐르도록 만든다. 일반적으로, 스프링(82)은 오직 밸브판(80)에 가벼운 바이어스 부하만을 가하고 압축 밸브 어셈블리(62)는 챔버들(44, 46) 사이에서 체크 밸브로 동작한다. 압축 행정 동안 완충기(20)의 감쇠 특성들은 “로드 볼륨”의 개념 때문에 하부 작업 챔버(46)에서 저장 챔버(52)로의 유체의 흐름을 수용하는 베이스 밸브 어셈블리(38)에 의하여 부분적으로 제어된다. 반동 행정 동안, 압축 통로(70)는 밸브판(80)에 의하여 폐쇄된다.
반동 밸브 어셈블리(64)는 스페이서(84), 복수의 밸브판(86), 리테이너(88) 및 스프링(90)을 포함한다. 스페이서(84)는 피스톤 로드(34)에 나사선으로(threadingly) 받쳐지며, 피스톤 몸체(60)와 너트(68) 사이에 배치된다. 스페이서(84)는 밸브판(80) 또는 밸브판들(86)을 압축하지 않고 너트(68)를 조이는 동안 피스톤 몸체(60)와 압축 밸브 어셈블리(62)를 지탱한다. 리테이너(78), 피스톤 몸체(60) 및 스페이서(84)는 스페이서(84)로의 너트의 조임 및 고정을 용이하게 하고, 그에 따라 피스톤 로드(34)로의 너트의 조임 및 고정을 용이하게 하기 위하여 쇼울더(66)와 너트(68) 사이의 계속적인 견고한 연결을 제공한다. 밸브판들(86)은 스페이서(84)에 미끄러지며 받쳐지고, 압축 통로(70)가 개방되는 동안 반동 통로(72)를 폐쇄하기 위해서 피스톤 몸체(60)에 접한다. 리테이너(88)는 또한 스페이서(84)에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 밸브판들(86)에 접한다. 스프링(90)은 스페이서(84)위에 조립되고, 리테이너(88)와 스페이서에 나사선으로 받쳐지는 너트(68) 사이에 배치된다. 스프링(90)은 리테이너(88)를 밸브판들(86)에 대해 바이어스 시키고, 밸브판들(86)은 피스톤 몸체(60)에 대하여 바이어스 시킨다. 유체의 압력이 밸브판들(86)에 가해질 때, 그것들은 반동 밸브 어셈블리(64)를 개방하기 위해 외부 가장자리에서 탄력적으로 편향(deflect)될 것이다. 쐐기(shim)는 스프링(90)을 위한 전치부하(preload)를 제어하고 따라서 후술하는 것처럼 발산하는 압력(the blow off pressure)을 제어하기 위하여 너트(68)와 스프링(90) 사이에 배치된다. 따라서, 반동 밸브 어셈블리(64)의 발산 특성(the blow off feature)을 위한 교정(calibration)은 압축 밸브 어셈블리(62)를 위한 교정과 분리된다.
반동 행정 동안, 상부 작업 챔버에 있는 유체에 압력이 가해져 유체로 하여금 밸브판들(86)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브판들(86)의 편향에 앞서, 유체의 유출 흐름(a bleed flow of fluid)은 밸브판들(86)과 피스톤 몸체(60) 사이에 정의된 유출 통로(bleed passage)를 통해 흐른다. 밸브판들(86)에 대해 반작용하는 유체 압력이 밸브판들(86)의 굽힘하중(bending load)을 극복하면, 밸브판들(86)은 반동 통로(72)를 열고 상부 작업 챔버(44)로부터 하부 작업 챔버(46)로 유체가 흐르도록 탄력적으로 편항된다. 밸브판들(86)의 강도와 반동 통로의 크기는 반동 상태에서 완충기(20)의 감쇠 특성을 결정할 것이다. 상부 작업 챔버(44) 내부의 유체 압력이 예정된 레벨에 도달하면, 상기 유체 압력은 스프링(90)의 바이어스 부하를 극복하여 리테이너(88)와 복수의 밸브판(86)의 축 이동을 야기할 것이다. 리테이너(88)와 밸브판들(86)의 축 이동은 반동 통로(72)를 완전히 개방하고 따라서 완충기(20) 및/또는 차량(10)에 가해지는 손상을 막는데 필요한 유체 압력의 발산을 만들어내는 상당한 양의 감쇠 유체를 흐르게 한다.
도 4를 참조하면, 베이스 밸브 어셈블리(38)은 밸브 몸체(92), 압축 밸브 어셈블리(94), 및 반동 밸브 어셈블리(96)을 포함한다. 압축 밸브 어셈블리(94)와 반동 밸브 어셈블리(96)은 볼트(98)와 너트(100)를 이용하여 밸브 몸체(92)에 부착되어 있다. 너트(100)의 조임은 압축 밸브 어셈블리(94)를 밸브 몸체(92)로 바이어스 시킨다. 밸브 몸체(92)는 복수의 압축 통로(102)와 복수의 반동 통로(104)를 정의한다.
압축 밸브 어셈블리(94)는 볼트(98)와 너트(100)에 의해 밸브 몸체(92)에 대해 바이어스 된 복수의 밸브판들(106)을 포함하는 수동 밸브 어셈블리로 지칭된다. 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(46) 내의 유체에 압력이 가해져 압축 통로(102) 내부의 유체 압력은 밸브판들(106)에 대해 반작용하도록 만든다. 밸브판들(106)의 편향에 앞서, 유체의 유출 흐름은 밸브판들(106)과 밸브 몸체(92) 사이에 정의된 유출 통로를 통해 흐른다. 밸브판들(106)에 대해 반작용하는 유체 압력은 결국 반동 밸브 어셈블리(64)에 대해 상술한 것과 유사한 방법으로 밸브 판들(106)의 편향에 의해 압축 밸브 어셈블리(94)를 개방한다. 압축 밸브 어셈블리(62)는 하부 작업 챔버(46)로부터 상부 작업 챔버(44)로 유체가 흐르게 하고, 오직 “로드 볼륨”만이 압축 밸브 어셈블리(94)를 통해서 흐른다. 완충기(20)의 감쇠특성은 베이스 밸브 어셈블리(38)의 압축 밸브 어셈블리(94)의 디자인에 의해서 부분적으로 결정된다.
반동 밸브 어셈블리(96)는 밸브판(108)과 밸브 스프링(110)을 포함한다. 밸브판(108)은 밸브 몸체(92)에 접하고 반동 통로(104)를 폐쇄한다. 밸브 스프링(110)은 밸브 몸체(92)에 대하여 밸브판(108)을 바이어스 시키기 위해 너트(100)와 밸브판(80) 사이에 배치된다. 반동 행정 동안, 하부 작업 챔버(46)의 유체는 압력이 감소되고 이로 인해 저장 챔버(52) 내의 유체 압력이 밸브판(108)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브판(108)에 대한 유체 압력이 밸브 스프링(110)의 바이어스부하를 극복하면, 반동 통로(104)를 개방하기 위해 밸브판(108)은 밸브 몸체(92)로부터 분리되고, 저장 챔버(52)로부터 하부 작업 챔버(46)로 유체가 흐르게 한다. 일반적으로 밸브 스프링(110)은 밸브판(108)에 가벼운 부하만을 가하고 압축 밸브 어셈블리(94)는 저장 챔버(52)와 하부 작업 챔버(46) 사이에서 체크 밸브로 동작한다. 반동 행정 동안 감쇠 특성은 상술한 것과 같이 반동 밸브 어셈블리(64)에 의해 부분적으로 제어된다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 로드 안내 어셈블리(rod guide assembly)(50)은 보다 상세하게 도시된다. 로드 안내 어셈블리(50)는 로드 안내 하우징(120), 밀봉체 어셈블리(seal assembly)(122), 리테이너(124) 및 디지털 밸브 어셈블리(126)을 포함한다.
로드 안내 하우징(120)은 압력관(30) 및 저장관(36) 속으로 조립된다. 밀봉체 어셈블리(122)와 리테이너(124)는 로드 안내 하우징(120)에 조립되고 저장관(36)은 로드 안내 어셈블리(50)을 지탱하기 위해 128에 도시된 것처럼 말려있거나 위로 형성된다.(??) 로드 안내 하우징(120) 속으로 조립된 부싱(bushing)(130)은 피스톤 로드(34)를 위한 밀봉체(seal)를 허용하면서 피스톤 로드(34)의 미끄러지는 동작을 가능하게 한다. 로드 안내 하우징(120)을 통해 연장된 유체 통로(132)는 아래에서 설명하듯 상부 작업 챔버(44)와 디지털 밸브 어셈블리(126) 사이에 유체 교류(communication)를 하게 한다.
디지털 밸브 어셈블리(126)은 두 개의 포지션 밸브 어셈블리이고 각각의 포지션 밸브 어셈블리는 두 위치에서 각각 다른 흐름 지역(flow area)을 가진다. 디지털 밸브 어셈블리(126)는 밸브 하우징(140), 슬리브(142), 스풀(spool)(144), 스프링(146) 및 코일 어셈블리(148)을 포함한다. 밸브 하우징(140)은 유체 통로(132)를 통해 상부 작업 챔버(44)와 교류하는 밸브 주입구(valve inlet)(150)와 저장 챔버(52)와 함께 유체 교류를 하는 밸브 배출구(valve outlet)(152)를 정의한다. 본 실시예와 다른 실시예에서 디지털 밸브 어셈블리 안에 스프링(146)을 포함하는 것에 대해 설명하는 동안, 스프링(146)을 포함하지 않는 디지털 밸브 어셈블리들을 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 스프링(146)을 포함하지 않는 디지털 밸브 어셈블리들은 디지털 밸브 어셈블리에 제공되는 전류의 방향이 바뀌거나 디지털 밸브 어셈블리에 제공되는 전력의 극성이 바뀌는 것에 의해 두 개의 위치 사이를 이동한다.
슬리브(142)는 밸브 하우징(140) 내부에 배치된다. 슬리브(142)는 밸브 주입구(150)과 교류하는 고리형 주입구 챔버(annular inlet chamber)(154) 및 밸브 배출구(152)과 교류하는 한 쌍의 고리형 배출구 챔버(annular outlet chamber)(156, 158)를 정의한다.
스풀(144)은 슬리브(142) 내부에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 코일 어셈블리(148)와 슬리브(142) 내부에 배치된 멈춤 원반(stop puck)(160) 사이를 슬리브(142) 내부에서 축 방향으로 움직인다. 스프링(146)은 스풀(144)을 코일 어셈블리(148)로부터 멀어지고 멈춤 원반(160)으로 향하게 바이어스 시킨다. 쐐기(shim)(162)는 스풀(144)의 축 동작의 양을 제어하기 위해서 코일 어셈블리(148)와 슬리브(142) 사이에 배치된다. 제1 오링(o-ring)은 멈춤 원반(160), 슬리브(142) 및 밸브 하우징(140) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 제2 오링은 코일 어셈블리(148), 슬리브(142) 및 로드 안내 하우징(120) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다.
스풀(144)은 고리형 주입구 챔버(154)와 고리형 배출구 챔버(156) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제1 플랜지(flange)(164) 및 고리형 주입구 챔버(154)와 고리형 배출구 챔버(158) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제2 플랜지(flange)(166)를 정의한다. 플랜지(164, 166)는 따라서 상부 작업 챔버(44)로부터 저장 챔버(52)로 흐르는 유체의 흐름을 제어한다.
코일 어셈블리(148)은 스풀(144)의 축의 이동을 제어하기 위해서 슬리브(142) 내부에 배치되어 있다. 코일 어셈블리(148)를 위한 배선 연결(wiring connection)은 로드 안내 하우징(120), 슬리브(142), 밸브 하우징(140) 및/또는 저장관(36)을 통해서 연장될 수 있다. 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 제1 위치의 디지털 밸브 어셈블리(126)의 흐름 지역, 피스톤 어셈블리(32) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)에 의해 정의될 것이다. 스풀(144)의 동작은 디지털 밸브 어셈블리를 제2 위치로 이동시키기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것에 의해 제어된다. 디지털 밸브 어셈블리(126)는 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 계속하거나 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(126)을 지탱하기 위한 수단을 제공하고 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 멈추는 것에 의해서 제2 위치에 있도록 할 수 있다. 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(126)을 지탱하기 위한 수단은 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 기계적 수단, 자기적 수단, 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 이동은 지탱 수단(retaining means)를 극복하기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 중단하거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전류의 방향을 바꾸거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력의 극성을 바꾸는 것에 의해 수행된다. 디지털 밸브 어셈블리(126)를 통해 흐르는 양은 제1 위치 및 제2 위치 양쪽의 흐름 제어를 위해 개별적으로 설정된다. 본 명세서에서 디지털 밸브 어셈블리(126)을 단지 하나만 사용하는 것으로 설명하는 동안, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(126)을 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 복수의 디지털 밸브 어셈블리(126)가 사용될 때, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(126)을 통하는 전체 흐름 지역(total flow area)은 개별적인 디지털 밸브 어셈블리(126)의 위치에 의존하는 전체 흐름 지역의 구체적인 값으로 설정된다. 전체 흐름 지역의 구체적인 값은 n이 디지털 밸브 어셈블리(126)의 개수 일 때, 2^n 흐름 지역으로 정의된다. 예를 들어, 만약 4개의 디지털 밸브 어셈블리(126)가 있다면, 전체 흐름 지역의 값은 2^4 이나 16 흐름 지역이 될 것이다.
도 7은 완충기(20)의 힘과 속도의 상관관계를 도시하고 있다. A선은 디지털 밸브 어셈블리(126)가 폐쇄되었을 때 유출 흐름(bleeding flow) 및 견고한 설정(firm setting)을 나타낸다. B선은 유출 흐름 및 디지털 밸브 어셈블리(126)가 제1 개폐 각도(opening degree)일 때 피스톤 어셈블리(32) 또는 베이스 밸브 어셈블리(38) 내의 수동 밸브 동작과의 결합을 나타낸다. C선은 유출 흐름 및 디지털 밸브 어셈블리가 제1 개폐 각도보다 큰 제2 개폐 각도일 때 피스톤 어셈블리(32) 또는 베이스 밸브 어셈블리(38) 내의 수동 밸브 동작과의 결합을 나타낸다. D선은 유출 흐름 및 디지털 밸브 어셈블리(38)가 완전히 열렸을 때 피스톤 어셈블리(32) 또는 베이스 밸브 어셈블리(38) 내의 수동 밸브 동작과의 결합을 나타낸다.
반동 행정 또는 팽창 행정 및 압축 행정 동안 디지털 밸브 어셈블리(126)를 통하는 유체의 흐름이 발생한다. (??) 반동 행정 또는 팽창 행정 동안, 상부 작업 챔버(44) 내의 유체에 압력이 가해지고, 디지털 밸브 어셈블리(126)가 개방될 때 디지털 밸브 어셈블리(126)를 통해서 유체의 흐름이 발생한다. 압축 행정 동안, “로드 볼륨”개념 때문에 유체는 피스톤 어셈블리(32)를 통해서 하부 작업 챔버(46)로부터 상부 작업 챔버(44)로 흐르게 된다. 디지털 밸브 어셈블리(126)이 개방될 때, 상부 작업 챔버(44) 및 저장 챔버(52) 사이에 개방 흐름 경로(open flow path)가 생성된다. 개방 흐름 경로는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통한 흐름과 비교할 때 저장 챔버(52)로 최소 저항의 경로를 생성하기 때문에 추가적인 유체의 흐름은 피스톤 어셈블리(32) 및 디지털 밸브 어셈블리(126)을 통해서 흐를 것이다.
이제 도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따르는 단일관 완충기(22)가 도시되어 있다. 완충기(220)는 차량의 스프링 상중량 및/또는 스프링 하중량에 연결되기 적합하도록 수정하는 것에 의해서 완충기(20) 또는 다른 완충기(26)로 대체될 수 있다. 완충기(220)는 압력관(230), 피스톤 어셈블리(232) 및 피스톤 로드 어셈블리(234)를 포함한다.
압력관(230)은 작업 챔버(242)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(232)는 압력관(230) 내부에 미끄러질 수 있게 배치되어 있고 작업 챔버(242)를 상부 작업 챔버(244)와 하부 작업 챔버(246)로 나눈다. 밀봉체(248)는 피스톤 어셈블리(232)와 압력관(230) 사이에 배치되어 상부 작업 챔버(244)를 하부 작업 챔버(246)로부터 밀폐시킬 뿐만 아니라 과도한 마찰력을 발생시키지 않으면서 피스톤 어셈블리(232)로 하여금 압력관(230)에 대하여 미끌어지는 동작을 가능하게 한다. 피스톤 로드 어셈블리(234)는 피스톤 어셈블리(232)에 부착되어 있고, 상부 작업 챔버(244)를 통과하고 압력관(230)의 상부 끝단을 폐쇄하는 상부 엔드 캡(upper end cap)이나 로드 안내(250)를 통과하여 연장된다. 밀봉 시스템(sealing system)은 로드 안내(250), 압력관(230) 및 피스톤 로드 어셈블리(234)사이에 인터페이스를 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(234)와 마주한 피스톤 로드 어셈블리(234)의 끝단은 차량(10)의 스프링 상중량에 안전하게 체결되어 있다. 로드 안내(250)과 마주한 압력관(230)의 끝단은 차량(10)의 스프링 상중량에 연결되기에 적합한 베이스 컵(base cup)(254)에 의해 폐쇄되어 있다.
피스톤 어셈블리(232)와 관련된 압축 밸브 어셈블리(256)는 압력관(230) 내부의 피스톤 어셈블리(232)의 압축 동작 동안 하부 작업 챔버(246)와 상부 작업 챔버(244) 사이에 유체의 흐름을 제어하는 수동 밸브 어셈블리로 지칭된다. 압축 밸브 어셈블리(256)를 위한 디자인은 압축 행정 동안 완충기(22)의 감쇠특성을 부분적으로 제어한다. 피스톤 어셈블리(232)와 관련된 팽창 밸브 어셈블리(extension valve assembly)(258)는 압력관(230) 내부의 피스톤 어셈블리(232)의 연장 또는 반동 동작 동안 하부 작업 챔버(246)와 상부 작업 챔버(244) 사이에 유체의 흐름을 제어하는 수동 밸브 어셈블리로 지칭된다. 팽창 밸브 어셈블리(258)를 위한 디자인은 연장 또는 반동 행정 동안 완충기(220)의 감쇠 특성을 부분적으로 제어한다.
피스톤 로드 어셈블리(234)는 오직 상부 작업 챔버(244)를 통해서만 연장되어 있고 하부 작업 챔버(246)를 통해서는 연장되지 않기 때문에, 압력관(230)에 대한 피스톤 어셈블리(232)의 동작은 상부 작업 챔버(244)에서의 배출 유체량과 하부 작업 챔버(246)에서의 배출 유체량의 차이를 야기한다. 상기 배출량의 차이는 “로드 볼륨”으로 알려져 있고, 이 유체를 위한 보상은 하부 작업 챔버(246)와 보상 챔버(compensation chamber)(260) 사이에 위치하고 압력관(230) 내부에 미끄러질 수 있게 배치된 피스톤에 의해 수용된다. 일반적으로 보상 챔버(260)는 압축 가스로 채워져 있고, 피스톤은 “로드 볼륨”개념을 보상하기 위해서 압력관(230) 내부에서 움직인다.
이제 도 9를 참조하면, 피스톤 어셈블리(232)는 피스톤 몸체(262), 압축 밸브 어셈블리(256) 및 팽창 밸브 어셈블리(258)을 포함한다. 압축 밸브 어셈블리(256)은 피스톤 로드 어셈블리(234) 상에 있는 쇼울더(266)에 조립되어 있다. 피스톤 몸체(262)는 압축 밸브 어셈블리(256)에 대해 조립되어 있고, 팽창 밸브 어셈블리(258)는 피스톤 몸체(262)에 조립되어 있다. 너트(268)는 이러한 구성요소들을 피스톤 로드 어셈블리(234)에 고정시킨다.
피스톤 몸체(262)는 복수의 압축 통로(270)와 복수의 반동 통로(272)를 정의한다. 밀봉체(248)는 피스톤 어셈블리(232)가 미끄러지는 동작을 하는 동안 밀봉체(248)를 유지하기 위해 복수의 고리형 홈(annular grooves)(276)과 짝을 이루는 복수의 리브(ribs)(274)를 포함한다.
압축 밸브 어셈블리(256)는 리테이너(278), 밸브판(280) 및 스프링(282)를 포함하는 수동 밸브 어셈블리로 지칭된다. 리테이너(278)는 하나의 말단이 쇼울더(266)에 접하고 다른 말단이 피스톤 몸체(262)와 접한다. 밸브판(280)은 피스톤 몸체(262)에 접하고 반동 통로(272)가 열려있는 동안 압축 통로(270)를 폐쇄한다. 스프링(282)은 피스톤 몸체(262)에 대하여 밸브판(280)을 바이어스 시키기 위하여 리테이너(278)와 밸브판(280) 사이에 배치된다. 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(246)의 유체에 압력이 가해져 유체 압력으로 하여금 밸브판(280)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브판(280)의 개방에 앞서, 유체의 유출 흐름은 밸브판(280)과 피스톤 몸체(262)에 의해 정의된 유출 통로를 통해서 흐른다. 밸브판(280)에 대한 유체 압력이 스프링(282)의 바이어스 부하를 극복할 때, 밸브판(280)은 압축 통로(270)를 열고 하부 작업 챔버(246)로부터 상부 작업 챔버(244)로 유체가 흐르도록 하기 위하여 피스톤 몸체(262)로부터 분리된다. 압축 행정 동안 완충기(220)의 감쇠특성은 압축 밸브 어셈블리(256)에 의해 제어된다. 반동 행정 동안, 압축 통로(270)는 밸브판(280)에 의해 폐쇄된다.
압축 밸브 어셈블리(256)는 스페이서(284), 복수의 밸브판(286), 리테이너(288) 및 스프링(290)을 포함하는 수동 밸브 어셈블리로 지칭된다. 스페이서(284)는 피스톤 로드 어셈블리(234)에 나사선으로(threadingly) 받쳐지며, 피스톤 몸체(262)와 너트(268) 사이에 배치된다. 스페이서(284)는 밸브판(280) 또는 밸브판들(286)을 압축하지 않고 너트(268)를 조이는 동안, 피스톤 몸체(262)와 압축 밸브 어셈블리(256)를 지탱한다. 리테이너(278), 피스톤 몸체(262) 및 스페이서(284)는 스페이서(284)로의 너트(268)의 조임 및 고정을 용이하게 하고, 그에 따라 피스톤 로드 어셈블리(234)로의 너트의 조임 및 고정을 용이하게 하기 위하여 쇼울더(266)와 너트(268) 사이의 계속적인 견고한 연결을 제공한다. 밸브판들(286)은 스페이서(284)에 미끄러지며 받쳐지고, 압축 통로(270)가 개방되는 동안 반동 통로(272)를 폐쇄하기 위해서 피스톤 몸체(262)에 접한다. 리테이너(288)는 또한 스페이서(284)에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 밸브판들(286)에 접한다. 스프링(290)은 스페이서(284)위에 조립되고, 리테이너(288)와 스페이서(284)에 나사선으로 받쳐지는 너트(268) 사이에 배치된다. 스프링(290)은 리테이너(288)를 밸브판들(286)에 대해 바이어스 시키고, 밸브판들(286)은 피스톤 몸체(262)에 대하여 바이어스 시킨다. 유체의 압력이 밸브판들(286)에 가해질 때, 그것들은 팽창 밸브 어셈블리(258)를 개방하기 위해 외부 가장자리에서 탄력적으로 편향(deflect)될 것이다. 쐐기(shim)(296)는 스프링(290)을 위한 전치부하(preload)를 제어하고 따라서 후술하는 것처럼 발산하는 압력(the blow off pressure)을 제어하기 위하여 너트(268)와 스프링(290) 사이에 배치된다. 따라서, 팽창 밸브 어셈블리(258)의 발산 특성(the blow off feature)을 위한 교정(calibration)은 압축 밸브 어셈블리(256)를 위한 교정과 분리된다.
반동 행정 동안, 상부 작업 챔버(244)에 있는 유체에 압력이 가해져 유체로 하여금 밸브판들(286)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브판들(286)의 편향에 앞서, 유체의 유출 흐름(a bleed flow of fluid)은 밸브판들(286)과 피스톤 몸체(262) 사이에 정의된 유출 통로(bleed passage)를 통해 흐른다. 밸브판들(286)에 대해 반작용하는 유체 압력이 밸브판들(286)의 굽힘하중(bending load)을 극복하면, 밸브판들(286)은 반동 통로(272)를 열고 상부 작업 챔버(244)로부터 하부 작업 챔버(246)로 유체가 흐르도록 탄력적으로 편항된다. 밸브판들(286)의 강도와 반동 통로의 크기는 반동 상태에서 완충기(220)의 감쇠 특성을 결정할 것이다. 상부 작업 챔버(244) 내부의 유체 압력이 예정된 레벨에 도달하면, 상기 유체 압력은 스프링(290)의 바이어스 부하를 극복하여 리테이너(288)와 복수의 밸브판(286)의 축 이동을 야기할 것이다. 리테이너(288)와 밸브판들(286)의 축 이동은 반동 통로(272)를 완전히 개방하고 따라서 완충기(220) 및/또는 차량(10)에 가해지는 손상을 막는데 필요한 유체 압력의 발산을 만들어내는 상당한 양의 감쇠 유체를 흐르게 한다.
이제 도 10을 참조하면, 피스톤 로드 어셈블리(234)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 피스톤 로드 어셈블리(234)는 피스톤 로드(298)와 디지털 밸브 어셈블리(300)을 포함한다. 피스톤 로드(298)는 디지털 밸브 어셈블리(300)가 위치한 내부에 내부 보어(internal bore)(302)을 정의하는 중공형 피스톤 로드(hollow piston rod)이다. 주입 통로(inlet passage)(304)는 하부 작업 챔버(246)와 내부 보어(302) 사이에 교류를 위해 피스톤 로드(298)의 하부 후방 부분(lower post portion)을 통하여 연장된다. 하나 이상의 배출 통로(306)는 상부 작업 챔버(244)와 내부 보어(302) 사이에 교류를 위해 피스톤 로드(298)를 통해서 연장된다.
디지털 밸브 어셈블리(300)는 두 개의 위치에서 각각 다른 흐름 지역을 가지는 두 개의 포지션 밸브 어셈블리이다. 디지털 밸브 어셈블리(300)는 슬리브(312), 복수의 스풀(144), 복수의 스프링(146), 복수의 코일 어셈블리(148) 및 회로판(circuit board)(314)을 포함한다. 슬리브(312)는 주입 통로(304)를 통해서 하부 작업 챔버(246)와 교류하는 밸브 주입구(320); 배출 통로(306)를 통해서 상부 작업 챔버(244)와 교류하는 밸브 배출구(322); 밸브 주입구(320)와 각각 교류하는 복수의 고리형 주입구 챔버(annular inlet chamber)(324); 및 각각의 주입 챔버(324)와 관련되고 밸브 배출구(322)와 각각 교류하는 한 쌍의 고리형 배출구 챔버(326, 328)를 정의한다.
각각의 스풀(144)은 슬리브(312) 내부에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 각각의 코일 어셈블리(148)와 슬리브(142) 내부에 배치된 각각의 멈춤 원반(stop puck)(160) 사이를 슬리브(142) 내부에서 축 방향으로 움직인다. 각각의 스프링(146)은 각각의 스풀(144)을 코일 어셈블리(148)로부터 멀어지고 멈춤 원반(160)으로 향하게 바이어스 시킨다. 각각의 쐐기(shim)(162)는 스풀(144)의 축 동작의 양을 제어하기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)와 각각의 스풀(144) 사이에 배치된다. 제1 오링(o-ring)은 멈춤 원반(160), 슬리브(142) 및 피스톤 로드(298) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 제2 오링은 코일 어셈블리(148), 슬리브(142) 및 회로판(314) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다.
스풀(144)은 각각의 고리형 주입구 챔버(324)와 각각의 고리형 배출구 챔버(326) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제1 플랜지(flange)(164) 및 각각의 고리형 주입구 챔버(324)와 각각의 고리형 배출구 챔버(328) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제2 플랜지(flange)(166)를 정의한다. 플랜지(164, 166)는 따라서 상부 작업 챔버(244)와 하부 작업 챔버(246) 사이에 흐르는 유체의 흐름을 제어한다.
각각의 코일 어셈블리(148)는 각각의 스풀(144)의 축의 이동을 제어하기 위해서 슬리브(342) 내부에 배치되어 있다. 코일 어셈블리(148)를 위한 배선 연결(wiring connection)이 회로판(314)으로 연장되면 피스톤 로드(298)의 내부 보어(302)를 통하게 된다. 회로판(314)은 슬리브(312) 보다 바로 위에 위치한 내부 보어(302) 안에 배치된다. 오링은 회로판(314)와 피스톤 로드(298)사이에 인터페이스를 밀봉한다. 내부 보어(302)안에 회로판(314)이 도시되는 것으로 설명하는 동안, 회로판(314)이 완충기(220) 외부에 위치하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 제1 위치의 디지털 밸브 어셈블리(300)의 흐름 지역 및 피스톤 어셈블리(32) 에 의해 정의될 것이다. 각각의 스풀(144)의 동작은 각각의 디지털 밸브 어셈블리를 제2 위치로 이동시키기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것에 의해 제어된다. 디지털 밸브 어셈블리(300)는 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 계속하거나 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(300)를 지탱하기 위한 수단을 제공하고 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 멈추는 것에 의해서 제2 위치에 있도록 할 수 있다. 제2 위치의 각각의 디지털 밸브 어셈블리(300)을 지탱하기 위한 수단은 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 기계적 수단, 자기적 수단, 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 이동은 지탱 수단(retaining means)를 극복하기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 중단하거나 각각의 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전류의 방향을 바꾸거나 각각의 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력의 극성을 바꾸는 것에 의해 수행된다. 각각의 디지털 밸브 어셈블리(300)를 통해 흐르는 양은 제1 위치 및 제2 위치 양쪽의 흐름 제어를 위해 개별적으로 설정된다. 본 명세서에서 복수의 디지털 밸브 어셈블리(300)를 사용하는 것으로 설명하는 동안, 하나의 디지털 밸브 어셈블리(300)를 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 복수의 디지털 밸브 어셈블리(300)가 사용될 때, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(300)을 통하는 전체 흐름 지역(total flow area)은 개별적인 디지털 밸브 어셈블리(300)의 위치에 의존하는 전체 흐름 지역의 구체적인 값으로 설정된다. 전체 흐름 지역의 구체적인 값은 n이 디지털 밸브 어셈블리(300)의 개수 일 때, 2^n 흐름 지역으로 정의된다. 예를 들어, 만약 4개의 디지털 밸브 어셈블리(300)가 있다면, 전체 흐름 지역의 값은 2^4 이나 16 흐름 지역이 될 것이다.
완충기(20)의 힘과 속도의 상관관계를 도시한 도 7은 완충기(220)에도 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 A, B, C 및 D선은 디지털 밸브 어셈블리(300)을 사용하여 얻어질 수 있다.
이제 도 11 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따르는 로드 안내 어셈블리(400)을 도시하고 있다. 로드 안내 어셈블리(400)는 로드 안내 어셈블리(50)를 대신하여 사용될 수 있다. 로드 안내 어셈블리(400)는 로드 안내 하우징(420), 밀봉체 어셈블리(422) 및 복수의 디지털 밸브 어셈블리(426)를 포함한다.
로드 안내 하우징(420)은 압력관(30) 및 저장관(36) 속으로 조립된다. 밀봉체 어셈블리(422)는 로드 안내 하우징(420)에 조립되고 저장관(36)은 로드 안내 어셈블리(400)을 지탱하기 위해 428에 도시된 것처럼 말려있거나 위로 형성된다. 로드 안내 하우징(420) 속으로 조립된 하나 이상의 부싱(bushing)(430)은 피스톤 로드(34)를 위한 밀봉체(seal)를 제공하는 동안 피스톤 로드(34)의 미끄러지는 동작을 수용한다. 로드 안내 하우징(420)을 통해 연장된 유체 통로(432)는 아래에서 설명하듯 상부 작업 챔버(44)와 디지털 밸브 어셈블리(426) 사이에 유체 교류(communication)를 하게 한다. 유체 통로(434)는 디지털 밸브 어셈블리(426)와 저장 챔버(52)사이에 유체 교류를 위해서 로드 안내 하우징(420)을 통해서 연장된다. 복수의 밀봉 포트(seal port)(436)는 피스톤 로드(34)와 부싱들(43) 사이에 유체의 흐름을 수용하기 위해서 로드 안내 하우징(420)을 통해서 연장된다.
각각의 디지털 밸브 어셈블리(426)는 동일하므로 하나의 디지털 밸브 어셈블리(426)만 설명할 것이다. 후술하는 내용은 로드 안내 어셈블리(400) 에 사용되는 모든 디지털 밸브 어셈블리에 적용하는 것으로 이해되어야 한다. 디지털 밸브 어셈블리(426)는 두 개의 위치에서 각각 다른 흐름 지역(flow area)을 가지는 두 개의 포지션 밸브 어셈블리이다. 디지털 밸브 어셈블리(426)는 슬리브(442), 스풀(144), 스프링(146) 및 코일 어셈블리(148)를 포함한다. 슬리브(442)는 로드 안내 하우징(420)에 의해 정의되는 밸브 포트(valve port)(450) 내부에 배치된다. 슬리브(442)는 유체 통로(432)와 교류하는고리형 주입구 챔버(454)와 유체 통로(434)와 교류하는 한 쌍의 고리형 배출구 챔버들(456, 458)을 정의한다.
스풀(144)은 슬리브(442) 내부에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 코일 어셈블리(148)와 슬리브(442) 내부에 배치된 멈춤 원반(stop puck)(160) 사이를 슬리브(442) 내부에서 축 방향으로 움직인다. 스프링(146)은 스풀(144)을 코일 어셈블리(148)로부터 멀어지고 멈춤 원반(160)으로 향하게 바이어스 시킨다. 쐐기(shim)(162)는 스풀(144)의 축 동작의 양을 제어하기 위해서 코일 어셈블리(148)와 스풀(144) 사이에 배치된다. 제1 오링(o-ring)은 멈춤 원반(160)과 슬리브(442)에 체결된 리테이너(460) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 제2 오링은 코일 어셈블리(148)와 슬리브(442)에 체결된 리테이너(462) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다.
스풀(144)은 고리형 주입구 챔버(454)와 고리형 배출구 챔버(456) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제1 플랜지(flange)(164) 및 고리형 주입구 챔버(454)와 고리형 배출구 챔버(458) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제2 플랜지(flange)(166)를 정의한다. 플랜지(164, 166)는 따라서 상부 작업 챔버(244)로부터 저장 챔버(52)로 흐르는 유체의 흐름을 제어한다.
코일 어셈블리(148)는 스풀(144)의 축의 이동을 제어하기 위해서 슬리브(442) 내부에 배치되어 있다. 코일 어셈블리(148)를 위한 배선 연결(wiring connection)은 로드 안내 하우징(420), 슬리브(442), 및/또는 저장관(36)을 통해서 연장될 수 있다. 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 제1 위치의 디지털 밸브 어셈블리(426)의 흐름 지역, 피스톤 어셈블리(32) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)에 의해 정의될 것이다. 스풀(144)의 동작은 디지털 밸브 어셈블리를 제2 위치로 이동시키기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것에 의해 제어된다. 디지털 밸브 어셈블리(426)는 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 계속하거나 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(426)를 지탱하기 위한 수단을 제공하고 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 멈추는 것에 의해서 제2 위치에 있도록 할 수 있다. 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(426)를 지탱하기 위한 수단은 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 기계적 수단, 자기적 수단, 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 이동은 지탱 수단(retaining means)를 극복하기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 중단하거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전류의 방향을 바꾸거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력의 극성을 바꾸는 것에 의해 수행된다. 디지털 밸브 어셈블리(426)를 통해 흐르는 양은 제1 위치 및 제2 위치 양쪽의 흐름 제어를 위해 개별적으로 설정된다. 본 명세서에서 복수의 디지털 밸브 어셈블리(126)를 사용하는 것으로 설명하는 동안, 하나의 디지털 밸브 어셈블리(426)를 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 로드 안내 어셈블리(50)와 마찬가지로 디지털 밸브 어셈블리(426)는 완충기(20)의 팽창 행정 및 압축 행정에서 감쇠 부하(damping load)를 제어한다. 복수의 디지털 밸브 어셈블리(426)가 사용될 때, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(426)를 통하는 전체 흐름 지역(total flow area)은 개별적인 디지털 밸브 어셈블리(426)의 위치에 의존하는 전체 흐름 지역의 구체적인 값으로 설정된다. 전체 흐름 지역의 구체적인 값은 n이 디지털 밸브 어셈블리(426)의 개수 일 때, 2^n 흐름 지역으로 정의된다. 예를 들어, 만약 4개의 디지털 밸브 어셈블리(426)가 있다면, 전체 흐름 지역의 값은 2^4 이나 16 흐름 지역이 될 것이다.
도 7에서 도시한 완충기(20)의 힘과 속도의 상관관계 곡선은 로드 안내 어셈블리(50)를 대신하여 로드 안내 어셈블리(400)를 포함하는 완충기(20)에도 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 A, B, C 및 D선은 디지털 밸브 어셈블리(426)를 사용하여 얻어질 수 있다.
밀봉체 어셈블리(seal assembly)(422)는 밀봉 포트(seal port)(436)와 유체 통로(434)를 통해 피스톤 로드(34)와 부싱들(430) 사이에 위치한 인터페이스로부터 저장 챔버(52)로 유체가 흐르도록 하지만, 밀봉 포트(436)를 통해서 저장 챔버(52)나 유체 통로(434)로부터 피스톤 로드(34)와 부싱들(430) 사이에 위치한 인터페이스로 유체가 흐르지 못하게 한다. 리테이너(462)보다 위에 위치한 슬리브(442)의 상부는 밀봉 포트(436)로부터 유체의 흐름을 유체 통로(434)와 저장 챔버(52)에 도달하도록 하기 위해서 유로(flow passage)(472)를 정의한다.
이제 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따르는 피스톤 로드 어셈블리(500)이 도시되어 있다. 피스톤 로드 어셈블리(500)는 피스톤 로드 어셈블리(234)를 대신하여 사용될 수 있다. 피스톤 로드 어셈블리(500)은 피스톤 로드(508)와 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)을 포함한다. 피스톤 로드(508)는 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)가 위치한 내부에 내부 보어(internal bore)(512)을 정의하는 중공형 피스톤 로드(hollow piston rod)이다. 주입 통로(inlet passage)(514)는 하부 작업 챔버(246)와 내부 보어(302) 사이에 교류를 위해 피스톤 로드(508)의 하부 후방 부분(lower post portion)을 통하여 연장된다. 하나 이상의 배출 통로(516)는 상부 작업 챔버(244)와 내부 보어(302) 사이에 교류를 위해 피스톤 로드(508)를 통해서 연장된다.
도 13에서 도시된 것처럼, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)은 내부 보어(512) 내부에서 서로의 위로 쌓여진다. 각각의 디지털 밸브 어셈블리(510)은 동일하기 때문에, 단지 하나의 디지털 밸브 어셈블리만 설명될 것이다. 후술하는 내용은 피스톤 로드 어셈블리(500)에 사용되는 모든 디지털 밸브 어셈블리(510)에 적용되는 것으로 이해되어야 한다.
디지털 밸브 어셈블리(510)는 두 개의 위치에서 각각 다른 흐름 지역을 가지는 두 개의 포지션 밸브 어셈블리이다. 디지털 밸브 어셈블리(510)는 슬리브(522), 스풀(144), 스프링(146) 및 코일 어셈블리(148)를 포함한다. 단일의 회로판(524)는 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)을 위해 활용된다. 슬리브(522)는 주입 통로(514)를 통해서 하부 작업 챔버(246)와 교류하는 밸브 주입구(530); 배출 통로(516)를 통해서 상부 작업 챔버(244)와 교류하는 밸브 배출구(532); 밸브 주입구(530)와 각각 교류하는 고리형 주입구 챔버(annular inlet chamber)(534); 및 각각의 주입 챔버(534)와 관련되고 밸브 배출구(532)와 각각 교류하는 한 쌍의 고리형 배출구 챔버(536, 538)를 정의한다.
각각의 스풀(144)은 슬리브(522) 내부에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 각각의 코일 어셈블리(148)와 슬리브(522) 내부에 배치된 멈춤 원반(stop puck)(160) 사이를 슬리브(522) 내부에서 축 방향으로 움직인다. 스프링(146)은 스풀(144)을 코일 어셈블리(148)로부터 멀어지고 멈춤 원반(160)으로 향하게 바이어스 시킨다. 쐐기(shim)(162)는 스풀(144)의 축 동작의 양을 제어하기 위해서 코일 어셈블리(148)와 슬리브(522) 사이에 배치된다. 제1 오링(o-ring)은 멈춤 원반(160)과 슬리브(522)에 부착된 워셔(washer)(540) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 제2 오링은 코일 어셈블리(148)와 슬리브(522)에 부착된 워셔(542) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다.
스풀(144)은 고리형 주입구 챔버(534)와 고리형 배출구 챔버(536) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제1 플랜지(flange)(164) 및 고리형 주입구 챔버(534)와 고리형 배출구 챔버(538) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제2 플랜지(flange)(166)를 정의한다. 플랜지(164, 166)는 따라서 상부 작업 챔버(244)와 하부 작업 챔버(246) 사이에 흐르는 유체의 흐름을 제어한다.
코일 어셈블리(148)는 스풀(144)의 축의 이동을 제어하기 위해서 슬리브(522) 내부에 배치되어 있다. 코일 어셈블리(148)를 위한 배선 연결(wiring connection)이 회로판(524)으로 연장되면 피스톤 로드(508)의 내부 보어(512)를 통하게 된다. 회로판(524)은 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510) 바로 위에 위치한 내부 보어(302) 안에 배치된다. 오링은 회로판(524)과 피스톤 로드(508) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 내부 보어(512) 안에 회로판(524)이 위치한 것으로 도시하는 동안, 회로판(524)이 완충기(220) 외부에 위치하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 제1 위치의 디지털 밸브 어셈블리(510)의 흐름 지역 및 피스톤 어셈블리(232) 에 의해 정의될 것이다. 각각의 스풀(144)의 동작은 각각의 디지털 밸브 어셈블리를 제2 위치로 이동시키기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것에 의해 제어된다. 디지털 밸브 어셈블리(510)는 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 계속하거나 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(510)를 지탱하기 위한 수단을 제공하고 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 멈추는 것에 의해서 제2 위치에 있도록 할 수 있다. 제2 위치의 각각의 디지털 밸브 어셈블리(510)을 지탱하기 위한 수단은 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 기계적 수단, 자기적 수단, 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 이동은 지탱 수단(retaining means)를 극복하기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 중단하거나 각각의 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전류의 방향을 바꾸거나 각각의 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력의 극성을 바꾸는 것에 의해 수행된다. 각각의 디지털 밸브 어셈블리(510)를 통해 흐르는 양은 제1 위치 및 제2 위치 양쪽의 흐름 제어를 위해 개별적으로 설정된다. 본 명세서에서 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)를 사용하는 것으로 설명하는 동안, 하나의 디지털 밸브 어셈블리(510)를 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)가 사용될 때, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)을 통하는 전체 흐름 지역(total flow area)은 개별적인 디지털 밸브 어셈블리(510)의 위치에 의존하는 전체 흐름 지역의 구체적인 값으로 설정된다. 전체 흐름 지역의 구체적인 값은 n이 디지털 밸브 어셈블리(510)의 개수 일 때, 2^n 흐름 지역으로 정의된다. 예를 들어, 만약 4개의 디지털 밸브 어셈블리(510)가 있다면, 전체 흐름 지역의 값은 2^4 이나 16 흐름 지역이 될 것이다.
도 7에서 도시한 완충기(20)의 힘과 속도의 상관관계 곡선은 복수의 디지털 밸브 어셈블리(510)을 이용하는 완충기(220)에도 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 A, B, C 및 D선은 디지털 밸브 어셈블리(510)을 사용하여 얻어질 수 있다.
이제 도 15 및 도 16을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 완충기(620)이 도시되어 있다. 완충기(620)는 완충기(20, 220)를 대신할 수 있다. 완충기(620)은 압력관(630), 피스톤 어셈블리(32), 피스톤 로드(34), 저장관(636), 베이스 밸브 어셈블리(638), 중간관(intermediate tube)(640) 및 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 포함한다. 완충기(620)가 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 갖는 것으로 도시되는 동안, 단일의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 활용하는 것은 본 명세서의 범위에 포함되는 것이다.
압력관(630)은 작업 챔버(644)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(32)는 압력관(630) 내부에 미끄러질 수 있게 배치되어 있고, 작업 챔버(644)를 상부 작업 챔버(646)와 하부 작업 챔버(648)로 나눈다. 밀봉체는 피스톤 어셈블리(32)와 압력관(630) 사이에 배치되어 상부 작업 챔버(646)를 하부 작업 챔버(648)로부터 밀폐시킬 뿐만 아니라 과도한 마찰력을 발생시키지 않으면서 피스톤 어셈블리(32)로 하여금 압력관(630)에 대하여 미끌어지는 동작을 가능하게 한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 어셈블리(32)에 부착되어 있고, 상부 작업 챔버(646)를 통과하고 압력관(630)의 상부 끝단을 폐쇄하는 로드 안내 어셈블리(rod guide assembly)(650)를 통과하여 연장되어 있다. 밀봉 시스템(sealing system)은 상부 로드 안내 어셈블리(650), 저장관(636), 및 피스톤 로드(34) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(32) 반대편에 있는 피스톤 로드(34)의 끝단은 차량(10)의 스프링 상중량 부분에 안전하게 체결되어 있다. 피스톤 로드(34)는 오직 상부 작업 챔버(646)를 통해서만 연장되어 있고 하부 작업 챔버(648)에는 연장되지 않기 때문에, 압력관(630)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 동작은 상부 작업 챔버(646)에서의 배출 유체량과 하부 작업 챔버(648)에서의 배출 유체량의 차이를 야기한다. 상기 배출량의 차이는 “로드 볼륨(rod volume)”으로 알려져 있으며 연장 동작 동안에 베이스 밸브 어셈블리(638)를 통과하여 흐른다. 압력관(630)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 압축 동작 동안, 피스톤 어셈블리(32) 내부의 밸브 동작은 하부 작업 챔버(648)로부터 상부 작업 챔버(646)으로 유체가 흐르도록 하고, 유체 흐름의 “로드 볼륨”이 디지털 밸브 어셈블리(642)를 통하여 흐르도록 하고/하거나 후술하는 것처럼 유체 흐름이 베이스 밸브 어셈블리(638)을 통하여 흐르도록 할 것이다.
저장관(636)은 관들(640, 636)사이에 위치한 유체 저장 챔버(fluid reservoir chamber)(652)를 정의하기 위하여 압력관(630)을 둘러싸고 있다. 저장관(636)의 바닥 끝단은 완충기(620)의 하부와 함께 차량(10)의 스프링 하중량 부분에 연결되기에 적합한 베이스 컵(base cup)(654)에 의해 폐쇄되어 있다. 저장관(636)의 상부 끝단은 중간관(640) 에 부착되어 있지만, 로드 안내 어셈블리(650)까지 연장될 수 있다. 베이스 밸브 어셈블리(638)는 저장 챔버(652)로부터 하부 작업 챔버(648)로 흐르는 유체의 흐름을 제어하기 위해서 하부 작업 챔버(648)와 저장 챔버(652) 사이에 배치되어 있다. 완충기(620)의 길이가 연장될 때, “로드 볼륨”의 개념 때문에 하부 작업 챔버(648)에서의 유체의 추가적인 볼륨이 요구된다. 따라서, 후술하는 것과 같이, 유체는 베이스 밸브 어셈블리(638)를 통하여 저장 챔버(652)에서 하부 작업 챔버(648)로 흐를 것이다. 완충기(620)의 길이가 압축될 때, “로드 볼륨”의 개념 때문에 유체의 잉여분은 하부 작업 챔버(648)로부터 제거되어야 한다. 따라서, 유체는 후술하는 것과 같이, 디지털 밸브 어셈블리(642) 및/또는 베이스 밸브 어셈블리(438)를 통해 하부 작업 챔버(648)로부터 저장 챔버(652)로 흐를 것이다.
상술한 것과 같은 완충기(20)의 피스톤 어셈블리(32)와 그 실시예의 설명은 여기서도 역시 적용된다.
베이스 밸브 어셈블리(638)은 베이스 밸브 어셈블리(38) 안의 밸브 몸체(92)가 베이스 밸브 어셈블리(638)를 위한 밸브 몸체(692)로 대체된 것을 제외하고는 상술한 베이스 밸브 어셈블리(38)와 동일하다. 밸브 몸체(692)는 압축 밸브 어셈블리(94)와 반동 밸브 어셈블리(96)에 관한 밸브 몸체(92)와 동일하다. 밸브 몸체(692)는 밸브 몸체(692)가 후술하는 것처럼 각각의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 각각 받아들이는(accept) 복수의 실린더 엔드 포트(cylinder end port)(694)를 정의하는 점에서 밸브 몸체(92)와 차이가 있다.
중간관(640)은 상부 끝단 위에 상부 로드 안내 어셈블리(650)와 맞물리고 반대쪽 끝단에는 밸브 몸체(692)가 맞물린다. 중간 챔버(intermediate chamber)(696)은 중간관(640)과 압력관(630) 사이에서 정의된다. 통로(698)는 상부 작업 챔버(646)와 중간 챔버(696)를 유동적으로(fluidly) 연결하기 위해 상부 로드 안내 어셈블리(650) 내에 형성된다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 디지털 밸브 어셈블리(642)가 완충기(620)의 감쇠 특성에 기여할 때 완충기(620)의 작동이 설명될 것이다. 상술한 것과 같이, 디지털 밸브 어셈블리(642)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 팽창 행정 동안에는 피스톤 어셈블리(32)에 의해서 압축 행정 동안에는 베이스 밸브 어셈블리(638)에 의해서 제공된다. 반동 또는 팽창 행정 동안, 압축 밸브 어셈블리(62)는 복수의 압축 통로(70)을 폐쇄하고 상부 작업 챔버(646) 내부의 유체 압력은 증가한다. 유체는 상부 작업 챔버(646)로부터 통로(698)을 통하여 중간 챔버(696) 내부로 흘러 디지털 밸브 어셈블리(642)에 도달하게 된다.
압축 행정 동안, 압축 밸브 어셈블리(62)는 하부 작업 챔버(648)로부터 상부 작업 챔버(646)로 유체가 흐를 수 있도록 개방될 것이다. “로드 볼륨” 개념 때문에, 상부 작업 챔버(646)의 유체는 상부 작업 챔버(646)로부터 통로(698)를 통하여 중간 챔버(696) 내부로 흘러 디지털 밸브 어셈블리(642)에 도달하게 된다.
복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)는 설명될 하나의 디지털 어셈블리(642)와 동일하다. 후술하는 내용은 모든 디지털 밸브 어셈블리(642)에 적용되는 것으로 이해되어야 한다. 디지털 밸브 어셈블리(642)는 두 개의 위치에서 각각 다른 흐름 지역을 가지는 두 개의 포지션 밸브 어셈블리이다. 디지털 밸브 어셈블리(642)는 슬리브(742), 스풀(144), 스프링(146), 및 코일 어셈블리(148)를 포함한다. 슬리브(742)는 중간 챔버(696)과 교류하는 밸브 주입구(750)을 정의하고 저장 챔버(653)와 교류하는 밸브 배출구(752)를 정의한다.
슬리브(742)는 밸브 몸체(692)의 실린더 엔드 포트(694) 내부에 배치된다. 슬리브(742)는 밸브 주입구(750)과 교류하는 고리형 주입구 챔버(754)를 정의하고, 밸브 배출구(752)와 교류하는 한 쌍의 고리형 배출구 챔버(756, 758)을 정의한다.
스풀(144)은 슬리브(742) 내부에 미끄러질 수 있게 받쳐지고, 코일 어셈블리(148)와 슬리브(742) 내부에 배치된 멈춤 원반(stop puck)(760) 사이를 슬리브(742) 내부에서 축 방향으로 움직인다. 스프링(146)은 스풀(144)을 코일 어셈블리(148)로부터 멀어지고 멈춤 원반(760)으로 향하게 바이어스 시킨다. 쐐기(shim)(762)는 스풀(144)의 축 동작의 양을 제어하기 위해서 각각의 코일 어셈블리(148)와 슬리브(742) 사이에 배치된다. 제1 오링(o-ring)은 멈춤 원반(760), 슬리브(742) 및 슬리브(742)에 부착된 제1 리테이너(764) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다. 제2 오링은 코일 어셈블리(148), 슬리브(742) 및 슬리브(742)에 부착된 제2 리테이너(766) 사이에서 인터페이스를 밀봉한다.
스풀(144)은 고리형 주입구 챔버(754)와 고리형 배출구 챔버(756) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제1 플랜지(flange)(164) 및 고리형 주입구 챔버(754)와 고리형 배출구 챔버(758) 사이에서 유체 흐름을 제어하는 제2 플랜지(flange)(166)를 정의한다. 플랜지(164, 166)는 따라서 중간 챔버(696)로부터 저장 챔버(652)로 흐르는 유체의 흐름을 제어한다.
코일 어셈블리(148)는 스풀(144)의 축의 이동을 제어하기 위해서 슬리브(742) 내부에 배치되어 있다. 코일 어셈블리(148)를 위한 배선 연결(wiring connection)은 밸브 몸체(692), 슬리브(742), 베이스 컵(654) 및/또는 저장관(636)을 통해서 연장될 수 있다. 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력이 없다면, 감쇠 특성은 제1 위치의 디지털 밸브 어셈블리(642)의 흐름 지역, 피스톤 어셈블리(32) 및 베이스 밸브 어셈블리(638)에 의해 정의될 것이다. 스풀(144)의 동작은 디지털 밸브 어셈블리(642)를 제2 위치로 이동시키기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것에 의해 제어된다. 디지털 밸브 어셈블리(642)는 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 계속하거나 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 지탱하기 위한 수단을 제공하고 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 멈추는 것에 의해서 제2 위치에 있도록 할 수 있다. 제2 위치의 디지털 밸브 어셈블리(642)을 지탱하기 위한 수단은 본 발명이 속한 기술 분야에서 알려진 기계적 수단, 자기적 수단, 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 이동은 지탱 수단(retaining means)를 극복하기 위해서 코일 어셈블리(148)에 전력을 공급하는 것을 중단하거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전류의 방향을 바꾸거나 코일 어셈블리(148)에 공급되는 전력의 극성을 바꾸는 것에 의해 수행된다. 디지털 밸브 어셈블리(642)를 통해 흐르는 양은 제1 위치 및 제2 위치 양쪽의 흐름 제어를 위해 개별적으로 설정된다. 본 명세서에서 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 사용하는 것으로 설명하는 동안, 하나의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 사용하는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)가 사용될 때, 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 통하는 전체 흐름 지역(total flow area)은 개별적인 디지털 밸브 어셈블리(642)의 위치에 의존하는 전체 흐름 지역의 구체적인 값으로 설정된다. 전체 흐름 지역의 구체적인 값은 n이 디지털 밸브 어셈블리(642)의 개수 일 때, 2^n 흐름 지역으로 정의된다. 예를 들어, 만약 4개의 디지털 밸브 어셈블리(642)가 있다면, 전체 흐름 지역의 값은 2^4 이나 16 흐름 지역이 될 것이다.
도 7에서 도시한 완충기(20)의 힘과 속도의 상관관계 곡선은 복수의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 이용하는 완충기(620)에도 적용될 수 있다. 도 7에 도시된 A, B, C 및 D선은 디지털 밸브 어셈블리(642)를 사용하여 얻어질 수 있다.
이제 도 18 및 도 19를 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 베이스 밸브 어셈블리(838)가 도시되어 있다. 베이스 밸브 어셈블리(838)은 베이스 밸브 어셈블리(638)을 대체한다. 베이스 밸브 어셈블리(838)은 밸브 몸체(692)를 제외하고는 베이스 밸브 어셈블리(838)와 동일하다. 베이스 밸브 어셈블리(638) 안의 밸브 몸체(692)는 베이스 밸브 어셈블리(838) 안의 밸브 몸체(844)로 대체되었다. 밸브 몸체(844)는 각각의 디지털 밸브 어셈블리(642)를 각각 수용하는(accept) 복수의 실린더 엔드 포트(846)을 정의한다. 베이스 밸브 어셈블리(838)의 동작과 기능은 베이스 밸브 어셈블리(638)에 대해서 상술한 것과 동일하다.
이제 도 20 및 도 21을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 베이스 밸브 어셈블리(938)이 도시되어 있다. 베이스 밸브 어셈블리(938)은 베이스 밸브 어셈블리(638)을 대체한다. 베이스 밸브 어셈블리(938)은 밸브 몸체(692)와 디지털 밸브 어셈블리(642)를 제외하고는 베이스 밸브 어셈블리(638)과 동일하다. 베이스 밸브 어셈블리(638) 안의 밸브 몸체(692)는 베이스 밸브 어셈블리(938) 내의 밸브 몸체(944)로 대체되었고, 디지털 밸브 어셈블리(642)는 디지털 밸브 어셈블리(948)로 대체되었다. 밸브 몸체(944)는 각각의 디지털 어셈블리(948)을 각각 수용하는 복수의 실린더 엔드 포트(946)을 정의한다. 디지털 밸브 어셈블리(948)은 슬리브(742)가 슬리브(950)으로 대체된 것을 제외하고는 디지털 밸브 어셈블리(642)와 동일하다. 슬리브(950)은 슬리브(742)의 밸브 배출구(752)가 슬리브(950)의 밸브 배출구(952)로 대체된 것을 제외하고는 슬리브(742)와 동일하다. 슬리브(742)의 밸브 배출구(752)는 슬리브(742)의 전체 축의 길이(entire axial length)를 따라 개방된다. 슬리브(950)의 배출구(952)는 슬리브(950) 바닥 표면에서만 개방된다.
디지털 밸브 어셈블리(948)은 도 20에 도시된 것처럼 중간 챔버(696) 내부에 배치된다. 중간 튜브(640) 은 디지털 밸브 어셈블리(948)을 수용하기 위해서 960에서 보이는 것처럼 확대되어 있다. 베이스 밸브 어셈블리(938)의 동작 및 기능은 베이스 밸브 어셈블리(638)에 관해 상술한 것과 동일하다.
상술한 실시예들은 설명과 묘사의 목적으로 사용되었다. 빠짐없이 설명하거나 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 특정 실시예의 개별적인 구성요소들 또는 특징들은 일반적으로 그러한 특정 실시예에 제한되는 것은 아니며, 비록 구체적으로 도시되거나 설명되었을지라도 적절한 곳에 교체 가능하고 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 마찬가지로 많은 방법으로 다양하게 변화될 수 있다. 그러한 변화는 본 발명으로부터 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 그러한 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함된다.
10: 차량
12: 후방 현가장치
14: 전방 현가장치
16: 차체
20, 26, 220, 620: 완충기
30, 230, 630: 압력관
32, 232: 피스톤 어셈블리
34, 298, 508: 피스톤 로드
36, 636: 저장관
38, 638, 838, 938: 베이스 밸브 어셈블리
42, 242, 644: 작업챔버
44, 244, 646: 상부 작업 챔버
46, 246, 648: 하부 작업 챔버
48: 밀봉체
50, 400, 650: 로드 안내 어셈블리
52, 653: 저장 챔버
54, 254, 654: 베이스 컵
60, 262: 피스톤 몸체
62, 94, 256: 압축 밸브 어셈블리
64, 96: 반동 밸브 어셈블리
66, 266: 쇼울더
68, 100, 268: 너트
70, 102, 270: 압축 통로
72, 104, 272; 반동 통로
74, 274: 리브
76: 고리형 홈
78, 88, 124, 278, 288, 764, 766: 리테이너
80, 86, 106, 280: 밸브판
82, 90, 146, 282, 290: 스프링
84, 284: 스페이서
92, 692, 944: 밸브 몸체
98: 볼트
120, 420: 로드 안내 하우징
122, 422: 밀봉체 어셈블리
126, 300, 426, 510, 642, 948: 디지털 밸브 어셈블리
130, 430: 부싱
132, 432, 434: 유체 통로
140: 밸브 하우징
142, 312, 442, 522, 742, 950: 슬리브
144: 스풀
148: 코일 어셈블리
150, 320, 530, 750: 밸브 주입구
152, 322, 532, 752: 밸브 배출구
154, 324, 534, 754: 고리형 주입구 챔버
156, 158, 326, 328, 536, 538, 756, 758: 고리형 배출구 챔버
160, 760: 멈춤 워반
162, 296, 762: 쐐기
164, 166: 플랜지
234, 500: 피스톤 로드 어셈블리
250: 로드 안내
258: 팽창 밸브 어셈블리
260: 보상 챔버
302, 512: 내부 보어
304, 514: 주입 통로
306, 516: 배출 통로
314: 회로판
436: 밀봉 포트
472: 유로
540, 542: 워셔
640: 중간관
696: 중간 챔버
698: 통로
946: 엔드 포트
952: 배출구

Claims (19)

  1. 완충기에 있어서,
    작업 챔버를 형성하는 압력관;
    상기 압력관 내에서 미끄러질 수 있게 위치하고, 상기 작업 챔버를 상부 작업 챔버와 하부 작업 챔버로 나누는 피스톤 어셈블리;
    상기 피스톤 어셈블리는 피스톤 몸체 및 제1밸브 어셈블리를 포함하고, 상기 피스톤 몸체는 상기 피스톤 몸체를 통해 연장된 제1 유체 통로를 정의하며, 상기 제1 밸브 어셈블리는 상기 제1 유체 통로를 통해 흐르는 유체를 제어하며
    상기 제1 유체 통로와 분리되고 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나로부터 유체 챔버로 연장된 제2 유체 통로;
    상기 제2 유체 통로를 통해 흐르는 유체를 제어하는 디지털 밸브 어셈블리;
    를 포함하고,
    상기 제1 밸브 어셈블리를 통해 흐르는 유체가 상기 완충기를 위한 높은 감쇠 부하를 생성하고 상기 제1 밸브 어셈블리 및 제2 밸브 어셈블리를 통해 흐르는 유체가 상기 완충기를 위해 상기 높은 감쇠 부하보다는 낮은 감쇠 부하를 생성하는 완충기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 어셈블리에 부착된 피스톤 로드 어셈블리를 더 포함하고,
    상기 제2 유체 통로는 상기 피스톤 로드 어셈블리에 의해 정의되고;
    상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 피스톤 로드 어셈블리 내부에 배치되고;
    상기 제2 유체 통로는 상기 상부 및 하부 챔버 사이에 연장되고;
    상기 상부 및 하부 작업 챔버의 다른 하나는 상기 유체 챔버를 정의하는 완충기
  3. 제2항에 있어서,
    상기 피스톤 몸체를 통해 연장되는 제3 유체 통로;
    상기 제3 유체 통로를 토해 흐르는 유체를 제어하는 제2 밸브 어셈블리를 더 포함하는 완충기
  4. 제2항에 있어서,
    상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 완충기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 디지털 밸브는 상기 피스톤 로드 어셈블리의 축 방향으로 나란히 배치된 완충기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 어셈블리 내부에 배치된 회로판을 더 포함하는 완충기
  7. 제2항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는
    상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나와 교류하는 주입구 및 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 다른 하나와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브;
    상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및
    상기 스풀에 인접하여 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 완충기
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 완충기
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압력관 주위에 배치된 저장관;
    상기 압력관과 상기 저장관 사이에서 정의되는 저장 챔버; 및
    상기 압력관과 상기 저장관에 부착되는 로드 안내 어셈블리;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 유출 통로는 상기 로드 안내 어셈블리에 의해서 정의되고,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 로드 안내 어셈블리 내부에 배치되며,
    상기 제2 유체 통로는 상기 상부 및 하부 작업 챔버 중 어느 하나와 상기 저장 챔버 사이에 연장되고,
    상기 저장 챔버는 상기 유체 챔버를 정의하는 완충기
  10. 제9항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 완충기
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 유체 통로는 상기 상부 작업 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 완충기
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는
    상기 상부 작업 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브;
    상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀;
    상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리;
    를 더 포함하는 완충기
  13. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는
    슬리브;
    상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및
    상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리;
    를 더 포함하는 완충기
  14. 제1항에 있어서,
    상기 압력관 주위로 배치된 저장관;
    상기 압력관과 상기 저장관 사이에 정의되는 저장 챔버; 및
    상기 압력관과 상기 저장관에 부착된 베이스 밸브 어셈블리;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 유체 통로는 상기 베이스 밸브 어셈블리에 의해 정의되고,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는 상기 베이스 밸브 어셈블리 내부에 배치되며;
    제2 유출 통로는 상기 상부 및 하부 작업 책버 중 어느 하나와 상기 저장 챔버 사이에 연장되고;
    상기 저장 챔버는 상기 유체 챔버를 정의하는 완충기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 어셈블리는 복수의 디지털 밸브를 포함하는 완충기
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 유출 통로는 상기 상부 작업 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 완충기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 압력관과 상기 저장관 사이에 배치된 중간관;
    상기 압력관과 상기 중간관 사이에 정의되는 중간 챔버;
    를 더 포함하고,
    상기 제2 유출 통로는 상기 중간 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 연장되는 완충기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는
    상기 중간 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 갖는 슬리브;
    상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치된 움직일 수 있는 스풀; 및
    상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 완충기
  19. 제14항에 있어서,
    상기 디지털 밸브 어셈블리는
    상기 상부 작업 챔버와 교류하는 주입구 및 상기 저장 챔버와 교류하는 배출구를 가진 슬리브;
    상기 주입구 및 상기 배출구 사이에 위치한 상기 슬리브 내부에 배치되는 움직일 수 있는 스풀; 및
    상기 스풀에 인접하게 배치된 코일 어셈블리를 더 포함하는 완충기
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