KR20120095973A - 속도 추진 밸브 - Google Patents

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KR20120095973A
KR20120095973A KR1020127015187A KR20127015187A KR20120095973A KR 20120095973 A KR20120095973 A KR 20120095973A KR 1020127015187 A KR1020127015187 A KR 1020127015187A KR 20127015187 A KR20127015187 A KR 20127015187A KR 20120095973 A KR20120095973 A KR 20120095973A
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valve body
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KR1020127015187A
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로니 반브라반트
버트 디엘스
장-마리 투츠
빈센트 바일리
크리스토프 식스
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테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 충격 흡수 장치의 밸브 어셈블리에서, 속도 추진 밸브를 포함하는 충격 흡수 장치를 논한다. 상기 밸브 어셈블리는 2 차수보다 큰 다항식 차수를 갖는 제동 사양을 성취하도록 고안된다. 상기 밸브 시스템은 상기 제동 유체의 압력 작용을 가지고 상기 밸브를 점진적으로 닫는다.
게다가 적용 가능성의 영역은 본 명세서에서 제공되는 서술로부터 명백해질 것이다. 서술 및 상세한 실시예들은 단순히 설명의 목적을 위해서이며, 본 발명의 범위를 정의하지는 않는다고 이해될 것이다.

Description

속도 추진 밸브{VELOCITY PROGRESSIVE VALVING}
본 발명은 자동차의 충격 흡수 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 속도 추진 밸브를 이용하는 충격 흡수 장치에서, 제동 특성을 제어하는 충격 흡수 장치와 관련된 밸브 어셈블리에 관한 것이다.
이 부분의 서술은 단순히 본 발명의 배경 정보로만 제공되며, 선행 기술로 여겨지지는 않을 수 있다.
충격 흡수 장치들은 자동차의 서스펜션 시스템(automotive suspension system) 및 다른 서스펜션 시스템과 함께 사용되어, 상기 서스펜션 시스템이 작동하는 동안 발생하는 원치 않은 진동을 흡수한다. 이러한 원치 않는 진동을 흡수하기 위하여, 통상적으로 자동차의 충격 흡수 장치들은 자동차의 스프링 상중량(바디)과, 스프링이 하중량(서스펜션/샤시) 사이를 연결한다.
자동차에서 충격 흡수 장치들의 가장 일반적인 타입은 단통(mono-tube) 디자인이거나 복통(dual-tube) 디자인일 수 있는 대시포트(dashpot) 타입이다. 상기 단통 디자인에서, 피스톤은 압력관 내에 배치되며, 피스톤 로드(piston rod)를 통해 자동차의 스프링 상중량과 연결된다. 상기 압력관은 자동차의 스프링 하중량과 연결된다. 상기 피스톤은 상기 압력관을 상부 작업 챔버 및 하부 작업 챔버로 나눈다. 상기 피스톤은, 압축 밸브 동작(compression valving) 및 반동 밸브 동작(rebound valving)을 포함한다. 상기 압축 밸브는 압축 행정행정(compression stroke) 동안 상기 하부 작업 챔버로부터 상기 상부 작업 챔버로의 제동 유체의 흐름을 제한하고, 상기 반동 밸브는 상기 리바운드 및 확장 행정(rebound and extension stroke) 동안 상기 상부 작업 챔버로부터 상기 하부 작업 챔버로의 제동 유체의 흐름을 제한한다. 상기 압축 밸브 및 상기 반동 밸브가 제동 유체의 흐름을 제한하는 능력을 가지기 때문에, 상기 충격 흡수 장치는 상기 스프링이 없는 부분으로부터 상기 스프링이 있는 부분으로 전달되는 진동을 해소하는 제동력을 생산할 수 있다.
복통식 충격 흡수 장치에서, 유체 보관부는 상기 압력관과, 상기 압력관으로 둘러싸여 배치된 보관관(reservoir tube) 사이를 정의한다. 베이스 밸브 어셈블리(base valve assembly)는 상기 하부 작업 챔버 및 상기 유체 보관부 사이에 배치되어, 제동 유체의 흐름을 제어한다. 상기 피스톤의 압축 밸브는 베이스 밸브 어셈블리로 이동되고, 압축 체크 밸브 어셈블리(compression check valve assembly)에 의해 상기 피스톤과 대체된다. 상기 압축 밸브와 함께, 상기 베이스 밸브 어셈블리는 반동 체크 밸브 어셈블리 (rebound check valve assembly)를 포함한다. 상기 베이스 밸브 어셈블리의 압축 밸브는 압축 행정 동안 상기 제동력을 만들어 내고, 상기 피스톤의 리바운드 밸브는 리바운드 또는 확장 행정 동안 상기 제동력을 만들어 낸다. 상기 압축 및 반동 체크 밸브 어셈블리들 모두는 유체의 흐름을 일 방향으로 허용하고 유체가 반대 방향으로 흐르지 못하게 한다; 그러나, 상기 압축 및 반동 체크 밸브 어셈블리들은 제동력을 발생하지 않도록 고안된다.
상기 충격 흡수 장치에서 상기 밸브 어셈블리는, 상기 충격 흡수 장치의 행정 동안 두 개의 챔버 사이에서 오일 흐름을 제어하는 기능을 갖는다. 상기 두 개의 챔버 사이에서 오일 흐름을 제어함으로써, 상기 두 개의 챔버 사이에서 압력 강하가 발생되고, 이는 충격 흡수 장치의 제동력에 기여한다. 상기 밸브 어셈블리는 상기 제동력을 조정하는데 사용될 수 있어, 소음, 진동 및 거침(harshness)뿐만 아니라 운전 및 조작을 제어한다.
본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는, 제동 특성을 제어하는 충격 흡수 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 개념에 따른 일 실시예는 충격 흡수 장치를 제공한다. 상기 충격 흡수 장치는, 작업 챔버를 형성하는 압력관(pressure tube), 상기 압력관에 의해 형성된 상기 작업 챔버 내에 배치되며, 상기 작업 챔버를 상부 작업 챔버 및 하부 작업 챔버로 나누고, 상기 상부 작업 챔버 및 상기 하부 작업 챔버 사이로 연장하는 통로를 정의하는 피스톤 바디(piston body), 상기 피스톤 바디에 부착되며, 상기 압력관의 일 단을 통해 연장하는 피스톤 로드(piston rod), 상기 피스톤 바디에 연결되는 제1 밸브 어셈블리(first valve assembly)를 포함한다. 상기 제1 밸브 어셈블리는, 상기 피스톤 바디와 연결되는 제1 바이어스 멤버(first biasing member) 및 상기 제1 바이어스 멤버와 연결되며, 상기 피스톤 로드에 대하여 축방향으로 이동하는 제1 밸브를 포함하되, 상기 제1 밸브는 상기 바이어스 멤버를 상기 피스톤 바디로부터 멀어지게 한다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들에 따르면, 충격 흡수 장치의 반동 행정 동안, 상부 작업 챔버 내 유체는, 다수의 유체 통로, 다수의 밸브 오리피스, 통제된 제한 영역 및 하부 작업 챔버의 유체 통로를 통해 흐른다. 초기에, 통제된 제한 영역을 열기 위해 바이어스 멤버는 밸브 바디를 예비 와셔 쪽의 그것의 제1 위치로 몰면, 가벼운 제동 부하(soft damping load)가 형성된다. 유체 흐름이 피스톤 어셈블리의 속도의 증가와 더불어 증가할 때, 통제된 제한 영역에서 압력 강하는 증가할 것이고, 밸브 바디 상의 유체 압력이 밸브 바디 아래 유체 압력보다 높아질 것이다. 밸브 바디에 적용되는 합력이 바이어스 멤버의 바이어스 부하(biasing load)를 초과할 때, 밸브 바디는 밸브 바디에 인접한 그것의 제2 위치 쪽으로 이동하기 시작할 것이다. 밸브 바디의 이러한 이동은, 충격 흡수 장치에 의해 형성된 제동 부하를 증가시키는, 통제된 제한 영역의 크기를 감소시킬 것이다. 그래서 반동 행정 동안, 밸브 바디는 피스톤 속도의 증가와 더불어 점진적으로 아래 방향으로 움직일 것이다.
본 명세서에서 설명된 도면들은 단순히 설명의 목적을 위해서이지 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 정의하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 속도 추진 밸브를 포함하는 일반적인 자동차 개략적인 도면이다;
도 2는 본 발명에 따른 충격 흡수 장치의 측면도이다;
도 3은 본 발명에 따른 피스톤 어셈블리의 확대 단면도이다;
도 4는 본 발명의 속도 추진 밸브 개념을 도시한 확대도이다;
도 5는 본 발명에 따른 베이스 밸브 어셈블리의 확대 단면도이다;
도 6은 본 발명에 따른 속도 추진 밸브에 의해 성취될 수 있는 제동 커브의 그래프이다;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격 흡수 장치의 측면도이다;
도 8은 도 7에 도시된 피스톤 어셈블리의 확대 단면도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 속도 추진 밸브 개념을 도시한 확대도이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 속도 추진 밸브 개념을 도시한 확대도이다;
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충격 흡수 장치의 측면도이다;
도 12는 도 11에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 어셈블리의 확대 측면도이다;
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 속도 추진 밸브 개념을 도시한 확대도들이다;
도 14는 도 11에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 베이스 밸브 어셈블리의 확대 단면도이다;
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 충격 흡수 장치의 측단면도이다;
도 16은 도 15에 도시된 피스톤 어셈블리의 확대 단면도이다;
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 속도 추진 밸브 개념을 도시한 확대도다;
도 18은 도 17에서 도시된 속도 추진 밸브 개념의 분해도이다.
하기의 서술은 예시적일 뿐이고, 본 발명, 응용 또는 사용을 정의하도록 의도되지 않는다.
동일한 참조 부호들은 유사하거나 대응되는 파트를 지정하는 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 독특한 충격 흡수 장치를 갖는 서스펜션 시스템 포함하는 자동차를 도시하고, 상기 자동차는 일반적으로 참조 번호 10에 의해 지정된다. 자동차(10)는 후방 서스펜션(rear suspension, 12), 전방 서스펜션(front suspension, 14) 및 바디(body, 16)를 포함한다. 후방 서스펜션은 가로로 연장하는 뒤차축 어셈블리(rear axle assembly, 도시되지 않음)를 갖는다. 상기 뒤차축 어셈블리는 자동차(10)의 한 쌍의 뒷바퀴(18)를 동작적으로 지지하기 위하여 적용된다. 상기 뒤차축 어셈블리는 한 쌍의 충격 흡수 장치(20) 및 한 쌍의 나선형의 코일 스프링(22)과 같은 수단에 의해 바디(16)와 동작적으로 연결된다. 유사하게, 전방 서스펜션(14)은 가로로 연장하는 앞차축 어셈블리(front axle assembly, 도시되지 않음)을 포함한다. 상기 앞차축 어셈블리는 자동차(10)의 한 쌍의 앞바퀴(24)를 동작적으로 지지한다. 상기 앞차축 어셈블리는 제2 쌍의 충격 흡수 장치(26) 및 한 쌍의 나선형의 코일 스프링(28)과 같은 수단들에 의해 바디(16)와 동작적으로 연결된다. 충격 완충 장치(20, 26)는 자동차(10)에서 스프링 하중량(예컨대, 전방 및 후방 서스펜션들(12, 14) 각각) 및 스프링 상중량(예컨대, 바디(16))의 상대적인 운동을 제동하기 위해 제공된다. 자동차(10)가 앞차축 및 뒤차축 어셈블리를 갖는 승용차로서 서술되고 있으나, 충격 흡수 장치(20, 26)는, 개별적인 전방 서스펜션 시스템 및/또는 개별적인 후방 서스펜션 시스템을 포함하는 차량들과 같은 자동차의 다른 타입에서 또는 응용 장치들의 다른 타입에서 사용될 수 있다. 더욱이, 본 명세서 내에서 사용되는 "충격 흡수 장치"라는 용어는 일반적으로 제동기들을 의미하며, 그래서 맥퍼슨 스트럿(MacPherson struts)을 포함할 것이다.
도 2를 참조하면, 충격 흡수 장치(20)는 더욱 상세하게 보여진다. 도 2가 충격 흡수 장치(20)만을 도시하지만, 충격 흡수 장치(26)는 하기 충격 흡수 장치에서 설명될 독특한 밸브 어셈블리 또한 포함한다고 이해될 것이다. 충격 흡수 장치(26)는 충격 흡수 장치(20)와 단지, 자동차(10)의 스프링 상중량과 스프링 하중량을 연결하기 위하여 채용되는 방식에서만 차이가 있다. 충격 흡수 장치(20)는 압력관(30), 피스톤 어셈블리(32), 피스톤 로드(34), 보관관(36) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)를 포함한다.
압력관(30)은 작업 챔버(42)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(32)는 압력관(30) 내에서 미끄러짐이 가능하게 배치되며, 작업 챔버(42)를 상부 작업 챔버(44) 및 하부 작업 챔버(46)로 분할한다. 밀봉부(48)는 피스톤 어셈블리(32) 및 압력관(30) 사이에 배치되어, 하부 작업 챔버(46)로부터 상부 작업 챔버(44)를 밀봉하는 것뿐만 아니라 과도한 마찰력 없이 압력관(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 미끄러짐 이동을 허용한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 어셈블리(32)에 부착되며, 상부 작업 챔버(44)를 통해 그리고 압력관(30)의 상단을 닫는 상단 캡(upper end cap, 50)을 통해 연장한다. 밀봉 시스템은 상단 캡(50), 보관관(36) 및 피스톤 로드(34) 사이 계면을 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(32)에 반대쪽 피스톤 로드(34)의 단부는 자동차(10)의 스프링 상중량을 고정하도록 채용된다. 피스톤 어셈블리(32) 내 밸브는, 압력관(30) 내 피스톤 어셈블리(32) 운동 중에, 상부 작업 챔버(44) 및 하부 작업 챔버(46) 사이 유체의 이동을 제어한다. 피스톤 로드(34)가 상부 작업 챔버(44)로만 연장하고 하부 작업 챔버(46)로는 연장하지 않기 때문에, 압력관(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 이동은 상부 작업 챔버(44) 내 유체의 양과, 하부 작업 챔버(46) 내 유체의 양의 차이를 야기시킨다. 유체의 양의 차이는 "로드 볼륨(rod volume)"으로 알려져 있으며, 그것은 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통해 흐른다.
보관관(36)은 압력관(30)을 감싸고, 관들(30, 36) 사이에 배치된 유체 보관 챔버(52)를 정의한다. 보관관(36)의 하단은, 자동차(10)의 스프링 하중량에 연결되도록 채용된 일 단부 캡(54)에 의해 폐쇄된다. 보관관(36)의 상단에는 상단 캡 (50)이 부착된다. 베이스 밸브 어셈블리(38)는 하부 작업 챔버(46) 및 보관 챔버(52) 사이에 배치되며, 챔버(46, 52) 사이에서 유체의 흐름을 제어한다. 충격 흡수 장치(20)가 길이 방향으로 연장할 때, "로드 볼륨" 개념에 기인하여, 유체의 추가적 부피가 하부 작업 챔버(46) 내에 요구된다. 그래서 유체는 보관 챔버(52)로부터 하부 작업 챔버(46)로 하기에서 상세하게 설명되는 베이스 밸브 어셈블리를 통해 흐를 것이다. 충격 흡수 장치(20)가 길이 방향으로 압축할 때, "로드 볼륨" 개념에 기인하여, 유체의 과잉이 하부 작업 챔버(46)로부터 제거되어야만 한다. 그래서 유체는 하부 작업 챔버(46)로부터 보관 챔버(52)로 하기에서 상세하게 설명되는 베이스 밸브 어셈블리를 통해 흐를 것이다.
도 3을 참조하면, 피스톤 어셈블리(32)는 밸브 바디(60) 및 밸브 어셈블리(62)를 포함한다. 밸브 어셈블리(62)는 피스톤 로드(34) 상 숄더(shoulder, 66)에 대하여 조립된다. 밸브 바디(60)는 밸브 어셈블리(62)에 대하여 조립된다. 너트(68)는 피스톤 로드(34)에 이러한 소자들을 고정시킨다. 밸브 바디(60)는 다수의 유체 통로들(70)을 정의한다.
밸브 어셈블리(62)는 예비 와셔(backup washer, 80), 밸브 바디(82), 밸브 가이드(valve guide, 84) 및 바이어스 멤버(biasing member, 86)를 포함한다. 예비 와셔(80)는 피스톤 로드(34) 상 숄더(66)에 인접하며, 밸브 가이드(84)는 예비 와셔(80)에 인접하고, 바이어스 멤버(86)는 밸브 가이드(84)에 인접하고, 밸브 바디(60)는 바이어스 멤버(86)에 인접한다. 이런 구조는 너트(68) 및 피스톤 로드(34) 상 숄더 사이에 단단한 금속 연결을 제공하여, 너트(68)의 조임을 용이하게 한다.
밸브 바디(82)는 밸브 가이드(84)에 미끄러짐이 가능하도록 수용되어, 예비 와셔(80)에 인접한 제1 피스톤과 밸브 바디(60)에 인접한 제2 피스톤 사이로 이동한다. 통제된 제한 영역(controlled restriction area, 88)은 밸브 바디(82) 및 밸브 바디(60) 사이에 형성된다. 바이어스 멤버(82)는 밸브 바디(82) 상에 형성된 고리형 영역에 연결되어, 밸브 바디(82)를 예비 와셔(80)에 인접한 그것의 제1 위치 쪽으로 편향시킨다. 밸브 바디(82)는 다수의 유체 통로(70)를 덮으며, 밸브 바디(82)가 예비 와셔(80)에 인접한 그것의 제1 위치 내에 있을 때, 다수의 유체 통로(70) 및 통제된 제한 영역(88)은 열린다. 밸브 바디(82)가 밸브 바디(60)에 인접한 그것의 제2 위치 내에 있을 때, 다수의 유체 통로들(70) 및 통제된 제한 영역(88)은 닫힌다.
밸브 바디(82)는 다수의 유체 통로들(90) 및 다수의 밸브 오리피스들(valve orifices, 92)을 포함한다. 다수의 유체 통로(90) 각각은 각각의 밸브 오리피스(82)와 연결되고 상호작용하여, 도 4에서 도시된 통제된 제한 영역(88)을 정의한다. 밀봉 멤버 또는 O-링은 밸브 바디(82) 및 압력관(30) 사이 계면을 밀봉한다.
도시된 바와 같이, 바이어스 멤버(86)는 스페이스 디스크(spacing disc, 94), 바이어스 디스크(biasing disc, 96) 및 스페이스 디스크(spacing disc, 98)를 포함한다. 바이어스 디스크(96)는 밸브 바디(82)를 예비 와셔(80)에 인접한 그것의 제1 위치 내로 몰도록 고안된다. 바이어스 멤버(86)가 디스크들(94~98)로서 도시되지만, 당해 기술에서 알려진 다른 바이어스 멤버를 이용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
충격 흡수 장치(20)의 반동 행정 동안, 상부 작업 챔버(44) 내 유체는, 다수의 유체 통로들(90), 다수의 밸브 오리피스(82), 통제된 제한 영역(88) 및 하부 작업 챔버(46)의 유체 통로(70)를 통해 흐른다. 초기에, 통제된 제한 영역(88)을 열기 위해 바이어스 멤버(86)는 밸브 바디(82)를 예비 와셔(80) 쪽의 그것의 제1 위치로 몰면, 가벼운 제동 부하(soft damping load)가 형성된다. 유체 흐름이 피스톤 어셈블리(32)의 속도의 증가와 더불어 증가할 때, 통제된 제한 영역(88)에서 압력 강하는 증가할 것이고, 밸브 바디(82) 상의 유체 압력이 밸브 바디(82) 아래 유체 압력보다 높아질 것이다. 밸브 바디(82)에 적용되는 합력이 바이어스 멤버(86)의 바이어스 부하(biasing load)를 초과할 때, 밸브 바디(82)는 밸브 바디(60)에 인접한 그것의 제2 위치 쪽으로 이동하기 시작할 것이다. 밸브 바디(82)의 이러한 이동은, 충격 흡수 장치(20)에 의해 형성된 제동 부하를 증가시키는, 통제된 제한 영역(88)의 크기를 감소시킬 것이다. 그래서 반동 행정 동안, 밸브 바디(82)는 피스톤 속도의 증가와 더불어 점진적으로 아래 방향으로 움직일 것이다.
도 6은 밸브 어셈블리(62)를 가지고 성취할 수 있는 제동 커브의 그래프를 도시한다. 힘(F)이 2의 차수인 kv2과 같은 곳에서 베이스라인 커브는 점선으로 도시된다. 정의되지는 않지만, 유체 통로들의 크기, 밸브 오리피스의 크기, 제한 영역의 크기 및 바이어스 멤버의 부하 특성을 포함하는, 밸브 어셈블리(62)의 요소들의 적절한 크기 설정(sizing)에 의해, 2보다 큰 차수를 갖는, 실선으로 도시된 커브는, 밸브 어셈블리(62)로 성취될 수 있다.
도 5를 참조하면, 베이스 밸브 어셈블리(38)는 밸브 바디(120) 및 밸브 어셈블리(122)를 포함한다. 밸브 어셈블리(122)는, 밸브 바디(120) 및 두 개의 부분들을 고정하는 너트(124)로 조립된다. 밸브 바디(120)는 다수의 유체 통로를 정의한다.
밸브 어셈블리(122)는 예비 볼트(backup bolt, 140), 밸브 바디(142) 및 바이어스 멤버(146)를 포함한다. 바이어스 멤버(146)는 예비 볼트(140) 상 숄더 및 밸브 바디(120) 사이에 배치되어, 금속과 금속 콘택을 제공하며, 너트(124)의 조임을 용이하게 한다.
밸브 바디(142)는 예비 볼트(140)에 미끄러짐이 가능하도록 수용되어, 예비 볼트(140) 사이 테두리(flange)에 인접한 제1 위치와 밸브 바디(120)에 인접한 제2 위치 사이로 이동한다. 통제된 제한 영역(148)은 밸브 바디(142)와 밸브 바디(120) 사이에 형성된다. 바이어스 밸브 바디(142)와 인접한 그것의 제1 위치 쪽으로 편향시키기 위하여 바이어스 멤버(146)는 고리형 영역에 연결시킨다. 밸브 바디(142)는 다수의 유체 통로(130)를 덮으며, 밸브 바디(142)가 밸브 바디(120)에 인접한 그것의 제2 위치 내에 있을 때, 다수의 유체 통로(70)와 통제된 제한 영역(148)은 폐쇄된다.
밸브 바디(142)는 다수의 유체 통로(150) 및 다수의 밸브 오리피스(152)를 포함한다. 다수의 유체 통로들(150) 각각은, 도 5에서 도시된 바와 같이 통제된 제한 영역(148)을 통해 밸브 오리피스(152) 각각과 연결되며 서로 상호작용한다. 밀봉 멤버 또는 O-링은 밸브 바디(142) 및 압력관(30) 사이 계면을 밀봉한다.
도시된 바와 같이, 바이어스 멤버(146)는 스페이스 디스크(154), 바이어스 디스크(156) 및 스페이스 디스크(158)를 포함한다. 바이어스 디스크(156)는 밸브 바디(142)가 예비 볼트(140)에 인접한 그것의 제1 위치로 몰도록 고안된다. 바이어스 멤버(146)가 디스크(154~158)로서 도시되지만, 당해 기술에서 알려진 다른 바이어스 멤버를 이용한 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
충격 흡수 장치(20)의 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(46) 내 유체는 다수의 유체 통로(150), 다수의 밸브 오리피스(152), 통제된 제한 영역(148) 및 보관 챔버(52)로 가는 유체 통로(130)를 통해 흐른다. 우선, 바이어스 멤버(146)는 밸브 바디(142)를 예비 볼트(140) 상 테두리 쪽 그것의 제1 위치로 몰며, 통제된 제한 영역(148)을 열면 가벼운 제동 부하가 형성된다. 유체 흐름이 피스톤 어셈블리(32)의 속도의 증가와 더불어 증가할 때, 통제된 제한 영역(148)에서 압력 강하 또한 증가할 것이고, 밸브 바디(142) 상 유체 압력 밸브 바디(142) 아래 유체 압력보다 높아질 것이다. 밸브 바디(142)에 적용된 합력이 바이어스 멤버(146)의 바이어스 부하를 초과할 때, 밸브 바디(142)는 바이어스 멤버(146)에 인접한 그것의 제2 위치 쪽으로 이동하기 시작할 것이다. 이러한 밸브 바디(142)의 이동은 충격 흡수 장치(20)에 의해 생성된 제동 부하를 증가시키는 통제된 제한 영역(148)의 크기를 감소시킬 것이다. 따라서, 압축 행정 동안, 밸브 바디(142)는, 피스톤 속도가 점진적으로 증가함에 따라 아래 방향으로 이동할 것이다. 그래서, 밸브 어셈블리(122)는 밸브 어셈블리(62)와 유사하며, 또한 그것은 도 6에서 도시된 제동 커브를 성취할 수 있다.
도 2 내지 도 5는, 복통식 충격 흡수 장치에서, 피스톤 어셈블리(32)의 밸브 어셈블리(62) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)의 밸브 어셈블리(122)를 도시한다. 도 7 및 도 8은 두 개의 밸브 어셈블리(62)가 이용되는 곳에서 단통식 충격 흡수 장치(220)를 도시한다. 충격 흡수 장치(220)는 압력관(230), 피스톤 어셈블리(232) 및 피스톤 로드(234)를 포함한다.
압력관(230)은 작업 챔버(242)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(232)는 압력관(230) 내에 미끄러짐이 가능하도록 배치되며, 작업 챔버(242)를 상부 작업 챔버(244) 및 하부 작업 챔버(246)으로 분할한다. 밀봉부(248)는 피스톤 어셈블리(232) 및 압력관(230) 사이에 배치되어, 하부 작업 챔버(246)로부터 상부 작업 챔버(244)를 밀봉하는 것뿐만 아니라, 과도한 마찰력 없이 압력관(230)에 대한 피스톤 어셈블리(232)의 미끄러짐 이동을 허용한다. 피스톤 로드(234)는 피스톤 어셈블리(232)에 부착되고, 상부 작업 챔버(244)를 통해 그리고 압력관(230)의 상단에 인접한 상단 캡(250)을 통해 연장된다. 밀봉 시스템은 상단 캡(250), 압력관(230) 및 피스톤 로드(234) 사이 계면을 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(232)와 마주하는 피스톤 로드(234)의 단부는 자동차(10)의 스프링 상중량에 고정되도록 적용된다. 피스톤 어셈블리(232) 내 밸브는, 압력관(230) 내 피스톤 어셈블리(232)가 이동하는 동안, 상부 작업 챔버(244) 및 하부 작업 챔버(246) 사이 유체의 이동을 제어한다. 피스톤 로드(234)는 상부 작업 챔버(244)로만 연장하고 하부 작업 챔버(246)로는 연장하지 않기 때문에, 압력관(230)에 따른 피스톤 어셈블리(232)의 이동은 상부 작업 챔버(244) 내 유체의 양과 하부 작업 챔버(246) 내 유체 양의 차이를 야기시킨다. "로드 볼륨"으로 알려져 있는 유체 양의 차이는 당해 기술에서 알려진 압력관(230) 내 배치된 제2 피스톤(도시되지 않음)에 의해 수용된다.
도 8을 참조하면, 피스톤 어셈블리(232)는 밸브 바디(260) 및 두 개의 밸브 어셈블리(62)를 포함한다. 밸브 바디(260)는 다수의 유체 통로(70)를 정의한다. 밸브 어셈블리(62)는 상기에서 설명되어서 여기에서 반복하지 않는다. 밸브 어셈블리(62) 및 밸브 바디(60)의 반동 행정 동안, 밸브 바디(260) 상에 배치된 밸브 어셈블리(62)의 작동 및 기능은 상기에서 설명한 것과 동일하다. 밸브 어셈블리(62) 및 밸브 바디(60)에서, 밸브 바디(260) 아래 배치된 밸브 어셈블리(62)의 작동 및 기능은, 상기 기술된 것과 동일하다. 다만, 이러한 밸브 어셈블리(62)가 밸브 바디(260) 아래에 배치되기 때문에, 전술된 122의 밸브 어셈블리와 유사하게, 밸브 어셈블리(62)는 반동 행정 동안 보다는 압축 행정 동안 작동된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피스톤 어셈블리(332)가 도시된다. 피스톤 어셈블리(332)는, 예비 와셔(80) 및 밸브 가이드(84) 사이에 배치된 바이어스 멤버(334)를 제외하고는, 도 3에서 도시된 피스톤 어셈블리(32)와 유사하다. 바이어스 멤버(334)의 추가는 너트의 조임과 유지를 용이하게 한다.
도시된 바와 같이, 바이어스 멤버(86)는 하나 또는 그 이상의 스페이스 디스크들(94) 및 하나 또는 그 이상의 바이어스 디스크들(96)을 포함한다. 바이어스 디스크(96)는 예비 와셔(80)에 인접한 그것의 제1 위치 내로 밸브 바디(82)를 몰도록 고안된다. 바이어스 멤버(86)가 디스크(94, 96)로 도시되지만, 당해 기술에서 알려진 다른 바이어스 멤버의 이용은 본 발명의 범위 내의 것이다. 또한, 도 9에서 도시된 밸브 바디(82)는 밸브 바디(82)의 완전한 폐쇄를 방지하는 랜드(land, 336)를 포함하며, 이로써 최소 지정 유체(minimum specified flow)는 제한 영역(88)을 통해 항상 흐를 것이다. 또한, 유사한 랜드는 도 2 내지 도 7에서 도시된 디자인과 도 8에서 도시된 디자인에 포함될 수 있다. 또한, 랜드(336)가 제거되면, 밸브 바디(82)는 통제된 제한 영역(88)을 완전하게 폐쇄시키도록 밸브 바디(60)와 결합할 수 있다.
피스톤 어셈블리(332)는 본 발명에서 기술된 피스톤 어셈블리들 중 적어도 하나와 대체될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피스톤 어셈블리(432)를 개시한다. 피스톤 어셈블리(432)는 밸브 바디(460) 및 밸브 어셈블리(462)를 포함한다. 밸브 어셈블리(462)는 피스톤 로드(34) 상 숄더(66)에 대하여 조립된다. 밸브 바디(460)는 밸브 어셈블리(462)에 대하여 조립된다. 너트(68)는 이러한 소자들을 피스톤 로드(34)에 고정시킨다. 밸브 바디(460)는 다수의 유체 통로(470)를 정의한다.
밸브 어셈블리(462)는 예비 와셔(480), 밸브 바디(482), 투피스 밸브 가이드(two-piece valve guide, 484) 및 바이어스 멤버(486)를 포함한다. 예비 와셔(480)는 피스톤 로드(34) 상 숄더(66)에 인접하고, 투피스 밸브 가이드(484)는 예비 와셔(480)에 인접하고, 바이어스 멤버(486)는 투피스 밸브 가이드의 두 조각들 사이에 배치되며, 밸브 바디(460)는 투피스 밸브 가이드(484)에 인접하다. 이것은 너트(68) 및 피스톤 로드(34) 상 숄더(66) 사이 단단한 금속 연결을 제공하여, 너트(68)의 조임을 용이하게 한다.
밸브 바디(482)는 투피스 밸브 가이드(484)에 미끄러짐이 가능하도록 수용되어, 바이어스 멤버 (486)에 인접한 제1 위치와, 밸브 바디(482) 및 밸브 바디(460) 사이에 배치된 스페이서(spacer, 487)에 인접한 제2 위치 사이로 이동한다. 통제된 제한 영역(488)은 밸브 바디(482) 및 밸브 바디(460) 사이에 형성된다. 바이어스 멤버(486)는 밸브 바디(482) 상에 형성된 다수의 핑거(fingers)와 연결하며, 밸브 바디(482)를 예비 와셔(480)와 인접한 그것의 제1 위치 쪽으로 편향시킨다. 밸브 바디(482)는 다수의 유체 통로(470)를 덮으며, 밸브 바디(482)가 바이어스 멤버(486)에 인접한 그것의 제1 위치 내에 있을 때, 다수의 유체 통로(470) 및 통제된 제한 영역(488)은 열린다. 밸브 바디(482)가 스페이서(487)와 인접한 그것의 제2 위치 내에 있을 때, 다수의 유체 통로(470) 및 통제된 제한 영역(488)은 스페이서(487)에 의해 정의된 그들의 최소 지정 열림(minimum specified opening) 상태에 있다. 스페이서(487)가 없는 경우, 밸브 바디(482)는 밸브 바디(460)와 인접하여, 통제된 제한 영역(488)을 폐쇄한다.
밸브 바디(482)는 다수의 유체 통로(490) 및 다수의 밸브 오리피스(492)를 포함한다. 다수의 유체 통로(490) 각각은, 도 10에서 도시된 바와 같이 통제된 제한 영역(488)을 정의하는 각각의 밸브 오리피스(492)와 연결되고 상호작용한다. 밀봉 멤버 또는 O-링은 밸브(482) 및 밸브 바디(460) 사이 계면을 밀봉한다.
도시된 바와 같이, 바이어스 멤버(486)는 바이어스 디스크(496)만을 포함하지만 스페이스 디스크(94, 98)가 포함될 수도 있다. 바이어스 디스크(496)는 밸브 바디(482)를 바이어스 멤버(482)와 인접한 그것의 제1 위치 내로 몰도록 고안된다. 바이어스 멤버(486)는 디스크(496)로 도시되지만, 당해 기술에서 다른 바이어스 멤버들의 이용은 본 발명의 범위 내의 것이다.
충격 흡수 장치(20)의 반동 행정 동안, 상부 작업 챔버(44) 내 유체는 다수의 유체 통로들(490), 다수의 밸브 오리피스(492), 통제된 제한 영역(488) 및 하부 작업 챔버(46)으로 가는 유체 통로(470)를 통해 흐른다. 초기에, 바이어스 멤버(486)는 밸브 바디(482)를 바이어스 멤버(486) 쪽 그것의 제1 위치로 몰아, 통제된 제한 영역(488)을 열면 가벼운 제동 부하가 형성된다. 유체 흐름이 피스톤 어셈블리의 속도의 증가에 따라 증가할 때, 통제된 제한 영역(488)에서 압력 강하 또한 증가할 것이고, 밸브 바디(482) 상의 유체 압력이 밸브 바디(482) 아래의 유체 압력보다 높게 될 것이다. 밸브 바디(482)에 적용되는 합력이 바이어스 멤버(486)의 바이어스 부하를 초과할 때, 밸브 바디(482)는 스페이서(487)에 인접한 그것의 제2 위치 쪽으로 이동하기 시작할 것이다. 밸브 바디(482)의 이러한 이동은, 충격 흡수 장치(20)에 의해 형성된 제동 부하를 증가시키는 통제된 제한 영역(488)의 크기를 감소시킬 것이다. 그래서, 반동 행정 동안, 밸브 바디(482)는, 증가하는 피스톤 속도와 함께 점진적으로 아래쪽으로 이동할 것이다. 피스톤 어셈블리(432)는 본 발명에서 기술한 피스톤 어셈블리들 중 적어도 하나로 대체될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 충격 흡수 장치(520)가 더 상세하게 도시되어 있다. 도 11은 충격 흡수 장치(520)만을 도시하지만, 충격 흡수 장치(26)는 하기에서 설명될, 충격 흡수 장치(520)를 위한 독특한 밸브 어셈블리 또한 포함할 수 있다고 이해될 것이다. 충격 흡수 장치(26)는, 자동차(10)에서 스프링 상중량과 스프링 하중량을 연결하는 방식에서만, 충격 흡수 장치(520)와 다르다. 충격 흡수 장치(520)는 압력관(530), 피스톤 어셈블리(532), 피스톤 로드(534), 보관과(536) 및 베이스 밸브 어셈블리(538)를 포함한다.
압력관(530)은 작업 챔버(542)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(532)는 압력관(530) 내에서 미끄러질 수 있도록 배치되고, 작업 챔버(542)를 상부 작업 챔버(544) 및 하부 작업 챔버(546)으로 나눈다. 밀봉부(532) 피스톤 어셈블리(532) 및 압력관(530) 사이에 배치되어, 하부 작업 챔버(546)로부터 상부 작업 챔버(544)를 밀봉하는 것뿐만 아니라, 과도한 마찰력 없이 압력관(530)에 대한 피스톤 어셈블리(532)의 미끄러짐 이동을 허용한다. 피스톤 로드(534)는 피스톤 어셈블리(532)에 부착되고 상부 작업 챔버(544)를 통해 그리고 압력관(530)의 상단에 인접한 상단 캡(550)을 통해 연장된다. 밀봉 시스템은 상단 캡(550), 압력관(536) 및 피스톤 로드(534) 사이 계면을 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(532)와 마주하는 피스톤 로드(534)의 단부는 자동차(10)의 스프링 상중량에 고정되도록 적용된다. 피스톤 어셈블리(532) 내 밸브는, 압력관(530) 내 피스톤 어셈블리(532)가 이동하는 동안, 상부 작업 챔버(544) 및 하부 작업 챔버(546) 사이 유체의 이동을 제어한다. 피스톤 로드(534)는 상부 작업 챔버(544)로만 연장하고 하부 작업 챔버(546)로는 연장하지 않기 때문에, 압력관(530)에 따른 피스톤 어셈블리(532)의 이동은 상부 작업 챔버(544) 내 유체의 양과 하부 작업 챔버(546) 내 유체 양의 차이를 야기시킨다. 유체 양의 차이는 "로드 볼륨"으로 알려져 있고, 그것은 베이스 밸브 어셈블리(538)를 통해 흐른다.
보관관(536)은 압력관(530)을 감싸고, 관들(530, 536) 사이에 배치된 유체 보관 챔버(552)를 정의한다. 보관관(536)의 하단은, 자동차(10)의 스프링 하중량에 연결되도록 채용된 일 단부 캡(554)에 의해 폐쇄된다. 보관관(536)의 상단은 상단 캡(550)이 부착된다. 베이스 밸브 어셈블리(538)는 하부 작업 챔버(546) 및 보관 챔버(552) 사이에 배치되며, 챔버들(546, 552) 사이에서 유체의 흐름을 제어한다. 충격 흡수 장치(520)가 길이 방향으로 연장할 때, "로드 볼륨" 개념에 기인하여, 유체의 추가적 부피가 하부 작업 챔버(546) 내에 요구된다. 그래서 유체는 보관 챔버(552)로부터 하부 작업 챔버(546)로, 하기에서 상세하게 설명되는 베이스 밸브 어셈블리(538)를 따라 흐를 것이다. 충격 흡수 장치(520)가 길이 방향으로 압축할 때, "로드 볼륨" 개념에 기인하여, 유체의 과잉이 하부 작업 챔버(546)로부터 제거되어야만 한다. 그래서 유체는 하부 작업 챔버(546)로부터 보관 챔버(552)로, 하기에서 상세하게 설명되는 베이스 밸브 어셈블리(552)를 따라 흐를 것이다.
이제 도 12를 참조하면, 피스톤 어셈블리(532)는 밸브 바디(560) 및 밸브 어셈블리(562)를 포함한다. 밸브 어셈블리(562)는 피스톤 로드(534) 상 숄더(66)에 대하여 조립된다. 밸브 바디(560)는 밸브 어셈블리(562)에 대하여 조립된다. 너트(568)는 피스톤 로드(534)에 이러한 소자들을 고정시킨다. 밸브 바디(560)는 다수의 유체 통로(570)를 정의한다.
밸브 어셈블리(562)는 예비 와셔(580), 하나 또는 하나 이상의 스페이서 디스크들(582), 하나 또는 하나 이상의 파일럿 디스크들(pilot discs, 584) 및 하나 또는 하나 이상의 메인 디스크들(main discs, 586)을 포함한다. 예비 와셔(580)는 피스톤 로드(534) 상 숄더(566)에 인접하며, 하나 또는 그 이상의 스페이서 디스크(582)는 예비 와셔(580)에 인접하며, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)는 스페이서 디스크(582)에 인접하며, 하나 또는 그 이상의 메인 디스크(586)는 파일럿 디스크(584)에 인접하며, 밸브 바디(560)는 메인 디스크(586)에 인접하다. 이것은 너트(568) 및 피스톤 로드(534) 사이 숄더(566) 사이 단단한 금속 콘택을 제공하여, 너트(568)의 조임을 용이하게 한다.
밸브 바디(560)와 바로 인접한 파일럿 디스크(584)는 밸브 바디(560) 상에 형성된 피스톤 랜드(590)에 연결된다. 피스톤 랜드(590)에 연결된 파일럿 디스크(584)는, 유체 흐름이 피스톤 랜드(590)를 지나가도록 하는 하나 또는 그 이상의 노치(592)를 정의한다. 밸브 바디(560)에 바로 인접한 메인 디스크(586)는 밸브 바디(560) 상에 형성된 피스톤 랜드(piston land, 594)에 연결된다. 피스톤 랜드(594)에 연결된 메인 디스크(586)는, 유체 흐름이 피스톤 랜드(594)를 지나갈 수 있는 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 정의한다. 도 13a에 도시된 바와 같이 통제된 제한 영역(598)은 파일럿 디스크(584) 및 메인 디스크(586) 사이에 형성된다. 도 13a에 도시된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통해 유체는 축방향 및 방사방향 모두로 흐르도록 허용된다.
충격 흡수 장치(520)의 반동 행정 동안, 상부 작업 챔버(544) 내 유체는 하나 또는 그 이상의 노치(592)를 따라, 축방향 및 방사방향으로, 그리고 하부 작업 챔버(546)로 가는 유체 통로(570)를 따라 흐른다. 초기에, 하나 또는 10개 이상의 파일럿 디스크(584)의 편향은 없고, 통제된 제한 영역(598)은 열려, 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통해 축 및 방사상 흐름을 허용하여 상대적으로 가벼운 제동 부하를 형성한다. 피스톤 어셈블리(532)의 속도 증가에 따라 유체 흐름이 증가할 때, 통제된 제한 영역(598)에서 압력 강하는 증가할 것이고, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584) 상 유체 압력이 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584) 아래의 유체 압력보다 높을 것이다. 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)에 적용되는 합력이, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크들(584)을 편향하기에 필요한 부하를 초과할 때, 도 13b에 도시된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통해 축 방향 통로를 닫기 위하여, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)는 밸브 바디(560) 쪽으로 편향된다. 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)의 이런 편향은, 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통해 축방향 흐름을 제거하고 충격 흡수 장치(520)에 의해 형성된 제동 부하를 증가시키는 방사 방향 흐름만을 남김으로써, 통제된 제한 영역(598)의 크기를 감소시킬 것이다. 그래서, 반동 행정 동안, 피스톤 속도가 증가함에 따라, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)가 점진적으로 아래 방향으로 이동한다. 하나 또는 하나 이상의 메인 디스크들의 두께는 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통과하는 최소 지정 흐름을 결정할 것이다. 또한, 밸브 어셈블리(62)와 유사한 밸브 어셈블리(562)는 도 6에서 도시된 제동 커브를 성취할 수 있다.
도 14를 참조하면, 베이스 밸브 어셈블리(538)는 밸브 바디(620) 및 밸브 어셈블리(622)를 포함한다. 밸브 어셈블리(622)는 밸브 바디(620)와 결합되고, 너트(624)는 상기 두 개의 요소를 고정한다. 밸브 바디(620)는 다수의 유체 통로(628)를 정의한다.
밸브 어셈블리(622)는 예비 볼(640), 하나 또는 그 이상의 스페이서 디스크들(582), 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크들(584) 및 하나 또는 그 이상의 메인 파일럿 디스크들(584)을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 스페이서 디스크(582)는 예비 볼트(640)에 인접하고, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)는 스페이서 디스크(582)에 인접하고, 하나 또는 그 이상의 메인 디스크(586)는 파일럿 디스크(584)에 인접하면, 밸브 바디(620)는 메인 디스크(586)에 인접한다. 이것은 너트(624) 및 예비 볼트(640) 상 헤드(head) 사이에 단단한 금속 콘택을 제공하여, 너트(624)의 조임을 용이하게 한다.
밸브 바디(620)에 바로 인접한 파일럿 디스크(584)는 밸브 바디(620)상에 형성된 피스톤 랜드(660)에 연결된다. 피스톤 랜드(630)에 연결된 파일럿 디스크(584)는, 유체 흐름을 피스톤 랜드(630)로 지나갈 수 있게 하는 하나 또는 그 이상의 노치(632)를 정의한다. 밸브 바디(620)에 바로 인접한 메인 디스크(586)는 밸브 바디(620) 상에 형성된 피스톤 랜드(634)에 연결된다. 피스톤 랜드(634)에 연결된 메인 디스크(586)는, 유체 흐름이 피스톤 랜드(634)를 지나갈 수 있게 하는 하나 또는 그 이상의 노치(636)를 정의한다. 통제된 제한 영역(638)은 파일럿 디스크들(584) 및 메인 디스크들(586) 사이에 형성되며, 도 13a에서 설명된 598의 통제된 제한 영역과 유사하다.
충격 흡수 장치(520)의 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(546) 내 유체는 하나 또는 그 이상의 노치(632)를 통해, 축방향으로 및 방사방향으로 하나 또는 그 이상의 노치들을 통해, 그리고 보관 챔버(552)로 가는 통로(628)를 통해 흐른다. 초기에, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)는 편향아 없으며, 통제된 제한 영역(638)은 열리고, 하나 또는 하나 이상의 노치(636)를 통해 축방향 및 방사방향으로 흐르는 것을 허용하여, 상대적으로 가벼운 제동 부하를 형성한다. 피스톤 어셈블리(532)의 속도 증가에 따라 유체 흐름이 증가할 때, 통제된 제한 영역(638)에서 압력 강하는 증가할 것이고, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584) 상 유체 압력은 하나 또는 하나 이상의 파일럿 디스크(584) 아래 유체 압력보다 높아질 것이다. 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)에 적용되는 합력이 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)를 편향시키는데 요구되는 부하를 초과할 때, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크(584)는 밸브 바디(620) 쪽으로 편향되어, 도 13b에서 도시된 노치(596)와 유사한 하나 또는 그 이상의 노치들(636)을 통해 축방향 통로가 닫힌다. 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크들(584)의 편향은 하나 또는 그 이상의 노치(636)를 통한 축방향 흐름을 제거하고 충격 흡수 장치에 의해 생성된 제동 부하를 증가시키는 방사방향 흐름만을 남김으로써 통제된 제한 영역(638)의 크기를 감소시킬 것이다. 그래서, 압축 행정 동안, 하나 또는 그 이상의 파일럿 디스크들(584)은 피스톤 속도의 증가에 따라 점진적으로 아래 방향으로 이동한다. 하나 또는 그 이상의 메인 디스크의 두께는 하나 또는 그 이상의 노치(596)를 통과하는 최소 지정 흐름을 결정할 것이다. 또한, 62의 밸브 어셈블리와 유사한 밸브 어셈블리(622)는 도 6에서 도시한 제동 커브를 성취할 것이다.
도 11 내지 도 14는 복통식 충격 흡수 장치를 위한 피스톤 어셈블리(532)의 밸브 어셈블리(562) 및 베이스 밸브 어셈블리(538)의 밸브 어셈블리(622)를 도시한다. 도 15 및 도 16은 두 개의 밸브 어셈블리(562)가 이용되는 단통식 충격 흡수 장치 어셈블리(720)를 도시한다. 충격 흡수 장치(720)는 압력관(730), 피스톤 어셈블리(732) 및 피스톤 로드(734)를 포함한다.
압력관(730)은 작업 챔버(742)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(732)는 압력관(730) 내에서 미끄러질 수 있도록 배치되고, 작업 챔버(742)를 상부 작업 챔버(744) 및 하부 작업 챔버로 나눈다. 밀봉부(748)는 피스톤 어셈블리(732) 및 압력관(730) 사이에 배치되어, 하부 작업 챔버(746)로부터 상부 작업 챔버(744)를 밀봉하는 것뿐만 아니라 과도한 마찰력의 생성 없이, 압력관(730)에 대하여 피스톤 어셈블리(732)의 미끄러짐 이동을 허용한다. 피스톤 로드(734)는 피스톤 어셈블리(732)에 부착되고, 상부 작업 챔버(744)를 통해, 그리고 압력관(730)의 상단에 인접한 상단 캡(750)을 통해 연장한다. 밀봉 시스템은 상단 캡(750), 압력관(730) 및 피스톤 로드(734) 사이의 계면을 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(732)에 마주하는 피스톤 로드(734)의 단부는 자동차(10)의 스프링 상중량을 고정시키도록 채용된다. 피스톤 어셈블리(732) 내 밸브는, 압력관(730) 내 피스톤 어셈블리가 이동하는 동안, 상부 작업 챔버(744) 및 하부 작업 챔버(746) 사이에서 유체의 이동을 제어한다. 피스톤 로드(734)가 하부 작업 챔버(746)로는 연장하지 않고, 상부 작업 챔버(744)만 통해 연장하기 때문에, 압력관(730)에 대한 피스톤 어셈블리(732)의 이동은 상부 작업 챔버(744) 내 유체의 양과 하부 작업 챔버(746) 내 유체의 양의 차이를 야기시킨다. "로드 볼륨"으로서 알려져 있는 유체 양의 차이는, 당해 기술에서 잘 알려진 바와 같이, 압력관(730) 내 배치된 제2 피스톤에 의해 수용된다.
도 16에 따르면, 피스톤 어셈블리(732)는 밸브 바디(760) 및 두 개의 밸브 어셈블리(562)를 포함한다. 밸브 바디(760)는 다수의 유체 통로(570)를 정의한다. 밸브 어셈블리(562)는 전술되어서, 여기에서 반복하지 않는다. 밸브 어셈블리(562) 및 밸브 바디(560)에서 반동 행정 동안, 밸브 바디(760) 상에 배치된 밸브 어셈블리(562)의 작동 및 기능은 전술한 것과 동일하다. 밸브 어셈블리(562) 및 밸브 바디(560)에서, 밸브 바디(760) 아래에 배치된 밸브 어셈블리(562)의 작동 및 기능은 전술한 것과 동일하다. 다만, 이 밸브 어셈블리(562)는 밸브 바디(760) 아래에 배치되기 때문에, 전술된 밸브 어셈블리(622)와 유사하게, 밸브 어셈블리(622)는 전술된 반동 행정 동안보다는 압축 행정 동안 작동된다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피스톤 어셈블리(832)를 도시한다. 피스톤 어셈블리(832)는, 리바운드 및 압축 밸브에서 바이어스 멤버(834)가 예비 와셔(580) 및 스페이서 디스크(582) 사이에 배치되는 것을 제외하면, 도 16에 도시된 피스톤 어셈블리(732)와 유사하다. 바이어스 멤버(832)의 추가는 너트(568)의 조임과 유지에 이용된다. 피스톤 어셈블리(832)는 본 명세서에서 기술된 피스톤 어셈블리 중 적어도 하나와 대체될 수 있다.

Claims (24)

  1. 작업 챔버를 형성하는 압력관(pressure tube);
    상기 압력관에 의해 형성된 상기 작업 챔버 내에 배치되며, 상기 작업 챔버를 상부 작업 챔버 및 하부 작업 챔버로 나누고, 상기 상부 작업 챔버 및 상기 하부 작업 챔버 사이로 연장하는 통로를 정의하는 피스톤 바디(piston body);
    상기 피스톤 바디에 부착되며, 상기 압력관의 일 단을 통해 연장하는 피스톤 로드(piston rod); 및
    상기 피스톤 바디에 연결되는 제1 밸브 어셈블리(first valve assembly)를 포함하되,
    상기 제1 밸브 어셈블리는,
    상기 피스톤 바디와 연결되는 제1 바이어스 멤버(first biasing member); 및
    상기 제1 바이어스 멤버와 연결되며, 상기 피스톤 로드에 대하여 축방향으로 이동하는 제1 밸브를 포함하되, 상기 제1 밸브는 상기 바이어스 멤버를 상기 피스톤 바디로부터 멀어지게 하는 충격 흡수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바이어스 멤버는 디스크 스프링(disc spring)인 충격 흡수 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 피스톤 바디 내 통로와 상호작용하는 밸브 오리피스(valve orifice)를 정의하는 충격 흡수 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 피스톤 바디는 통제된 영역을 정의하며, 상기 통제된 영역은 상기 피스톤 바디가 상기 압력관 내에서 축방향으로 이동할 때, 크기가 감소하는 충격 흡수 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 압력관과 밀봉하도록 연결되는 충격 흡수 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 상기 제1 밸브 사이에 배치되는 제1 밸브 가이드(first valve guide)를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 상기 제1 밸브 가이드 사이에 배치되는 제1 바이어스 멤버를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브의 외부 환경은 상기 피스톤 바디에 밀봉되도록 연결되는 충격 흡수 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 충격 흡수 장치는 제2 밸브 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제2 밸브 어셈블리는,
    상기 피스톤 바디에 연결된 제2 바이어스 멤버; 및
    상기 제2 바이어스 멤버와 연결되는 제2 밸브를 더 포함하되, 상기 제2 밸브는 상기 피스톤 로드에 대하여 축방향 이동하며, 상기 제2 바이어스 멤버는 상기 제2 밸브를 상기 피스톤 바디로부터 멀어지게 하는 충격 흡수 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 바이어스 멤버는 디스크 스프링인 충격 흡수 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 밸브 각각은 상기 피스톤 바디에서 상기 통로와 상호작용하는 밸브 오리피스를 정의하는 충격 흡수 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 밸브 각각과 상기 피스톤 바디는 통제된 영역을 정의하며, 각 통제된 영역은, 상기 피스톤 반디가 상기 압력관 내에서 축방향으로 이동할 때, 크기가 감소하는 충격 흡수 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 밸브 각각은 상기 압력관과 밀봉하도록 연결되는 충격 흡수 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 상기 제1 밸브 사이에 배치되는 제1 밸브 가이드; 및
    상기 피스톤 로드 및 상기 제2 밸브 사이에 배치되는 제2 밸브 가이드를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 제1 밸브 가이드 사이에 배치되는 제1 바이어스 멤버; 및
    상기 피스톤 로드 및 상기 제2 밸브 가이드 사이에 배치되는 제2 바이어스 멤버를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 밸브 각각의 외부 환경은 상기 피스톤 바디와 밀봉되도록 연결된 충격 흡수 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 압력관을 둘러싸 보관 챔버를 정의하는 보관관(reserve tube); 및
    상기 작업 챔버와 상기 보관 챔버 사이에 배치되는 베이스 밸브 어셈블리(base valve assembly)를 더 포함하되,
    상기 베이스 밸브 어셈블리는,
    상기 작업 챔버 및 상기 보관 챔버 사이로 연장하는 통로를 정의하는 베이스 밸브 바디;
    상기 베이스 밸브 바디와 연결되는 제2 바이어스 멤버; 및
    상기 제2 바이어스 멤버와 연결되는 제2 밸브를 포함하되, 상기 제2 밸브는 상기 베이스 밸브 바디에 대하여 축방향으로 이동하고, 상기 제2 바이어스 멤버는 상기 제2 밸브를 상기 베이스 밸브 바디로부터 멀어지게 하는 충격 흡수 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 바이어스 멤버는 디스크 스프링인 충격 흡수 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 피스톤 바디 내 상기 통로와 상호작용하는 제1 밸브 오리피스를 정의하고,
    상기 제2 밸브는 상기 베이스 밸브 바디 내 상기 통로와 상호작용하는 제2 밸브 오리피스를 정의하는 충격 흡수 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 피스톤 바디는 제1 통제된 영역을 정의하고, 상기 제1 통제된 영역은 상기 피스톤 바디가 상기 압력관 내에서 축방향으로 이동할 때 크기가 감소하며,
    상기 제2 밸브 빛 상기 베이스 밸브 바디는 제2 통제된 영역을 정의하고, 상기 제2 통제된 영역은 상기 피스톤 바디가 상기 압력관 내에서 축방향으로 이동할 때 크기가 감소하는 충격 흡수 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 밸브 각각은 상기 압력관과 밀봉되도록 연결되는 충격 흡수 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 상기 제1 밸브 사이에 배치되는 제1 밸브 가이드; 및
    상기 베이스 밸브 바디 및 상기 제2 밸브 사이에 배치되는 제2 밸브 가이드를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 피스톤 로드 및 상기 제1 밸브 가이드 사이에 배치되는 제1 바이어스 멤버; 및
    상기 베이스 밸브 바디 및 상기 제2 밸브 가이드 사이에 배치되는 제2 바이어스 멤버를 더 포함하는 충격 흡수 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제1 밸브의 외부 환경은 상기 피스톤 바디와 밀봉되도록 연결되며,
    상기 제2 밸브의 외부 환경은 상기 베이스 밸브 바디와 밀봉되도록 연결되는 충격 흡수 장치.
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