KR20130084456A - 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체 - Google Patents

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KR20130084456A KR1020120005255A KR20120005255A KR20130084456A KR 20130084456 A KR20130084456 A KR 20130084456A KR 1020120005255 A KR1020120005255 A KR 1020120005255A KR 20120005255 A KR20120005255 A KR 20120005255A KR 20130084456 A KR20130084456 A KR 20130084456A
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Abstract

본 발명은 극저속의 유량을 제어할 수 있도록 극저속 제어용 밸브 구조를 가지는 감쇠력 가변밸브 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 고정 오리피스 및 가변 오리피스를 가지며, 가변 오리피스의 유로면적을 조절함으로써 디스크 밸브에 대한 배압을 조절하여 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체에 있어서, 상기 디스크 밸브는 밸브 몸체의 후방에서 상기 밸브 몸체에 형성된 유로를 덮도록 설치되며, 상기 디스크 밸브는, 고정 오리피스의 상류측에 설치되어, 극저속시 감쇠력을 발생시키기 위한 극저속 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체가 제공된다.

Description

쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체{DAMPING FORCE VARIABLE VALVE ASSEMBLY OF A SHOCK ABSORBER}
본 발명은 감쇠력 가변식 쇽업소버에 부착되어 사용되는 감쇠력 가변밸브 조립체에 관한 것으로서, 극저속의 유량을 제어할 수 있도록 극저속 제어용 밸브 구조를 가지는 감쇠력 가변밸브 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.
이러한 쇽업소버는 실린더와, 이 실린더 내에 압축 및 신장가능하게 설치된 피스톤 로드를 포함하며, 이들 실린더와 피스톤 로드가 각각 차체 또는 바퀴나 차축에 설치된다.
상기 쇽업소버 중 감쇠력이 낮게 설정된 쇽업소버는 주행시 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있다. 반면에, 감쇠력이 높게 설정된 쇽업소버는 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다. 따라서, 종래의 차량에는 차량의 사용 목적에 따라 감쇠력 특성이 다르게 설정된 쇽업소버가 적용된다.
한편, 최근에는 쇽업소버의 일측에 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변 밸브를 장착하여, 노면 및 주행상태 등에 따라 승차감이나 조종안정성의 향상을 위해 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 단면도로서, 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버(10)는, 베이스 쉘(12)과, 이 베이스 쉘(12)의 내측에 설치되며 피스톤 로드(24)가 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 인너 튜브(14)를 포함한다. 인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12)의 상단과 하단에는 각각 로드 가이드(26)와 바디 밸브(27)가 설치된다. 또한, 인너 튜브(14)의 내부에서 피스톤 로드(24)의 일단에는 피스톤 밸브(25)가 결합되며, 이 피스톤 밸브(25)는 인너 튜브(14)의 내부 공간을 리바운드 챔버(20)와 컴프레션 챔버(22)로 구획한다. 그리고, 베이스 쉘(12)의 상부와 하부에는 각각 상부 캡(28)과 베이스 캡(29)이 설치된다.
인너 튜브(14)와 베이스 쉘(12) 사이에는 피스톤 로드(24)의 왕복 운동에 따른 인너 튜브(14) 내부의 체적 변화를 보상하는 리저버 챔버(30)가 형성되어 있다. 리저버 챔버(30)와 컴프레션 챔버(22) 사이의 작동유체의 유동은 바디 밸브(27)에 의해 제어된다.
또한, 베이스 쉘(12)의 내측에는 세퍼레이터 튜브(16)가 설치된다. 이 세퍼레이터 튜브(16)에 의해 베이스 쉘(12)의 내부는, 리바운드 챔버(20)에 연결되는 고압실(PH), 그리고 리저버 챔버(30)로서의 저압실(PL)로 구획된다.
고압실(PH)은 인너 튜브(14)의 내부홀(14a)을 통해 리바운드 챔버(20)와 연결된다. 한편, 저압실(PL)은, 바디 밸브(27)의 몸체부와 베이스 쉘(12)(또는 베이스 캡(29)) 사이에 형성되는 하부 유로(32)와, 바디 밸브(27)에 형성된 유로를 통해 컴프레션 챔버(22)에 연결된다.
한편, 종래 기술에 따른 쇽업소버(10)는 감쇠력을 가변하기 위해서 베이스 쉘(12)의 일측에 장착되는 감쇠력 가변밸브 조립체(40)를 포함한다.
감쇠력 가변밸브 조립체(40)에는 베이스 쉘(12) 및 세퍼레이터 튜브(16)에 각각 연결되며 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 각각 연통하는 오일유로가 형성된다. 또한, 감쇠력 가변밸브 조립체(40)에는 액추에이터(42)의 구동에 의해 이동하는 스풀(44)이 설치되며, 상기 스풀(44)의 이동에 의해 상기 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 연통하는 내부 유로가 가변되면서 쇽업소버(10)의 감쇠력을 가변한다.
당해 기술분야에서 감쇠력 가변 밸브 조립체의 성능을 향상시켜 감쇠력 가변 특성이 좋은 쇽업소버를 만들고자하는 많은 노력이 있어왔다. 공개특허 제2010-0023074호, 공개특허 제2010-0007187호 등에는 쇽업소버용으로 근래 개발된 감쇠력 가변 밸브 조립체의 기술이 잘 개시되어 있다.
감쇠력 가변 밸브 조립체의 성능 향상을 위한 많은 노력에도 불구하고, 종래의 쇽업소버는 작동유체의 이동속도가 극저속인 구간에서 감쇠력 특성이 좋지 않았다.
도 2에 도시된 바와 같이, 감쇠력 가변 밸브 조립체(40)에 있어서, 일반적으로 작동유체의 이동속도가 고속인 경우, 즉 유량이 많은 경우에는 밸브 조립체에 적층 설치된 메인 디스크 밸브(53)의 처짐량에 의해 저항이 결정되고, 작동유체의 이동속도가 저속인 경우, 즉 유량이 적은 경우에는 밸브 조립체에 형성된 고정 오리피스(54)의 면적에 의해 저항이 결정된다. 도 2에는 고속에서의 작동유체의 유동이 점선으로 표시되어 있고, 저속 및 극저속에서의 작동유체의 유동이 실선으로 표시되어 있다.
그러나, 노면으로부터의 입력(즉, 충격)이 작아 작동유체의 이동속도가 극저속인 경우에는 쇽업소버의 내부에서 유동하는 작동유체의 유량은 극히 적게 되어, 고정 오리피스에 의한 저항이 형성되지 않을 정도가 되므로, 극저속 구간에서 감쇠력을 발생시키지 못하여 노면으로부터 전달되는 잔진동을 감쇠시키지 못하는 문제가 발생한다.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 고정 오리피스에 의해 감쇠력을 발생시킬 수 없을 정도의 극저속 구간에서 감쇠력을 발생시킬 수 있는 극저속 유량 제어용 밸브 구조를 가지는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 고정 오리피스 및 가변 오리피스를 가지며, 가변 오리피스의 유로면적을 조절함으로써 디스크 밸브에 대한 배압을 조절하여 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체에 있어서, 상기 디스크 밸브는 밸브 몸체의 후방에서 상기 밸브 몸체에 형성된 유로를 덮도록 설치되며, 상기 디스크 밸브는, 고정 오리피스의 상류측에 설치되어, 극저속시 감쇠력을 발생시키기 위한 극저속 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체가 제공된다.
상기 극저속 제어밸브는, 극저속시 작동유체가 통과할 수 있도록 외주 부분에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 슬릿을 갖는 극저디스크-S와, 상기 극저디스크-S의 아래에 중첩되도록 배치되는 극저디스크와, 상기 극저디스크의 아래에 배치되는 리테이너를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디스크 밸브는, 상기 리테이너의 아래에 설치되며 고정 오리피스를 가지는 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크의 아래에 설치되며 외주측에 바이패스 슬릿이 형성되어 있는 바이패스 밸브와, 상기 바이패스 밸브의 아래에 설치되는 메인 디스크 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 극저속 제어밸브를 위한 밸브 안착면을 형성하기 위해서, 상기 밸브 몸체의 하부에는 2단의 안착부가 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 고정 오리피스에 의해 감쇠력을 발생시킬 수 없을 정도의 극저속 구간에서 감쇠력을 발생시킬 수 있는 극저속 유량 제어용 밸브 구조를 가지는 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체가 제공될 수 있다.
그에 따라 본 발명에 따른 쇽업소버에 의하면, 극저속 구간에서 감쇠력 특성을 개선하여 노면으로부터의 잔진동을 효과적으로 감쇠시킴으로써 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 일례를 도시한 단면도,
도 2는 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버에 부착되어 사용되는 감쇠력 가변밸브 조립체의 주요부 확대 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버에 부착되어 사용되는 감쇠력 가변밸브 조립체의 일례를 도시한 단면도,
도 4은 본 발명에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체의 주요부 확대 단면도, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체의 주요부 분해 조립도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 감쇠력 가변밸브 조립체(140)에는 베이스 쉘(12) 및 세퍼레이터 튜브(16)에 각각 연결되며 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 각각 연통하는 오일유로가 형성된다. 또한, 감쇠력 가변밸브 조립체(140)에는 액추에이터(142)의 구동에 의해 이동하는 스풀(144)이 설치되며, 상기 스풀(144)의 이동에 의해 상기 고압실(PH) 및 저압실(PL)과 연통하는 내부 유로가 가변되면서 쇽업소버의 감쇠력을 가변한다.
감쇠력 가변밸브 조립체(140)는 쇽업소버의 감쇠력 가변에 이용되는 디스크 밸브(150)와 배압챔버(160)를 내부에 포함한다. 배압챔버(160)는 디스크 밸브(150)의 배후에서 그 디스크 밸브(150)를 가압하는 배압을 갖도록 마련된다.
디스크 밸브(150)는 밸브 몸체(151)의 후방에서 그 밸브 몸체(151)에 형성된 유로(151a)를 덮도록 설치된다. 한편, 밸브 몸체(151)는 커넥터(140a)에 의해 전술한 쇽업소버의 고압실(PH)과 접속된다. 따라서, 고압실(PH)로부터 커넥터(140a)를 통해 유입된 고압의 유체가 유로(151a)를 통과하여 디스크 밸브(150)를 향해 흐르게 된다.
배압챔버(160)는 솔레노이드(141)의 구동에 따라 자체 압력이 가변되도록 마련된다. 배압챔버(160) 내 압력 변화, 즉, 디스크 밸브(150)에 대한 배압의 변화는 디스크 밸브(150)가 유로(151a)를 통과하는 유체에 대한 대항력을 가변시키고, 이에 따라 쇽업소버에 가변된 감쇠력을 제공할 수 있다.
감쇠력 가변밸브 조립체(140)는 솔레노이드(141)에 인가되는 전류값에 따라 이동하는 거리가 변동하는 액추에이터(142)를 포함한다. 한편, 감쇠력 가변밸브 조립체(140) 내에는 액추에이터(142)와 동일 축선 상에 배치된 채 그 액추에이터(142)와 연동하여 직선운동하는 스풀(144)을 포함한다. 상기 스풀(144)은 스풀 가이드(145)를 따라 이동되는 것으로서, 그 일단은 액추에이터(142)와 접해 있고 그 타단은 압축 스프링(146)에 의해 탄성적으로 지지된다. 따라서, 상기 스풀(144)은 액추에이터(142)의 가압에 의해 전진하고 압축 스프링(146)의 복원력에 의해 후퇴한다.
솔레노이드 구동에 따라 스풀(144)이 이동함으로써, 이 스풀(144)과 스풀 가이드(145)의 상호 작용에 의해, 가변 오리피스가 개폐되거나 유로면적이 조절됨에 따라 디스크 밸브(150) 상류 측으로부터 배압챔버(160)로 이어지는 배압 조절 유로의 개폐 및/또는 개폐 정도가 제어된다.
도 4를 참조하면, 감쇠력 가변 밸브 조립체(140)에 있어서, 종래와 마찬가지로, 작동유체의 이동속도가 고속인 경우, 즉 유량이 많은 경우에는 밸브 조립체에 적층 설치된 메인 디스크 밸브(153)의 처짐량에 의해 저항이 결정되고, 작동유체의 이동속도가 저속인 경우, 즉 유량이 적은 경우에는 밸브 조립체에 형성된 고정 오리피스(154a)의 유로면적에 의해 저항이 결정된다. 도 4에는 고속 및 저속에서의 작동유체의 유동은 표시하지 않았으며, 극저속에서의 작동유체의 유동만이 점선으로 표시되어 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고정 오리피스(154a)의 상류측에, 극저디스크-S(156)와 극저디스크(157)를 포함하는 극저속 제어밸브가 배치되어, 작동유체의 이동속도가 극저속인 경우에도 감쇠력이 발생될 수 있도록 구성된다. 도 4에는 극저디스크(157)가 하나이고 도 5에는 극저디스크(157)가 2개인 것으로 도시하고 있지만, 극저디스크의 개수는 설계시 필요에 따라 변경 가능하다.
극저디스크-S(156)는 외주 부분에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 슬릿(156a)을 갖는다. 극저디스크(157)는 극저디스크-S(156)의 아래에 중첩되도록 배치되고, 극저디스크(157)의 아래에는 리테이너(158)가 배치된다.
리테이너(158)의 아래에는 고정 오리피스(154a)를 가지는 밸브 디스크(154)가 배치되고, 밸브 디스크(154)의 아래에는 바이패스 밸브(155)와 메인 디스크 밸브(153)가 적층 배치된다. 바이패스 밸브(155)는 외주측에 바이패스 슬릿(155a)이 형성되어 있다. 메인 디스크 밸브(153)의 아래쪽 구성, 즉 디스크 밸브(150)에 포함된 나머지 디스크들은 종래와 마찬가지이며, 본 발명을 한정하지 않으므로 상세한 설명은 생략한다.
바이패스 밸브(155)는 고정 오리피스(154a)를 갖는 밸브 디스크(154)와 메인 디스크 밸브(153) 사이에 배치되어, 극저속 제어밸브가 변형되었을 때 고정 오리피스(154a)를 향한 작동유체의 유동이 극저속 제어밸브에 의해 방해되는 것을 방지한다.
한편, 본 발명에 따르면, 극저속 제어밸브를 위한 밸브 안착면을 형성하기 위해서, 밸브 몸체(151)의 하부에 2단의 안착부가 형성된다. 즉, 메인 디스크 밸브(153)가 안착되는 제1 안착부(151b)를 비롯하여 극저디스크-S(156)가 안착되는 제2 안착부(151c)가 형성된다.
도 4에 점선으로 도시된 바와 같이, 작동유체의 이동속도가 극저속인 경우에는 극저디스크-S(156)의 슬릿(156a), 바이패스 밸브(155)의 바이패스 슬릿(155a), 그리고 밸브 디스크(154)의 고정 오리피스(154a)를 순차적으로 통과하여 작동유체가 유동한다.
작동유체의 이동속도가 저속인 경우에는 극저속일 때에 비해 유량이 많아지므로 압력이 증가하여 극저속 제어밸브가 젖혀진다. 이때, 바이패스 밸브(155)가 없다면 변형된 극저디스크(157)가 메인 디스크 밸브(153)와 접촉하면서 고정 오리피스(154a)를 향한 작동유체의 흐름을 방해할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 밸브 디스크(154)와 메인 디스크 밸브(153) 사이에 바이패스 밸브(155)를 개재시킴으로써 작동유체의 원활한 흐름을 보장할 수 있다.
또한, 고정 오리피스(154a)를 통과한 작동유체가 스풀(144)과 스풀 가이드(145) 사이의 유로, 즉 가변 오리피스로 유동하는 것을 방해하지 않도록, 극저디스크-S(156), 극저디스크(157), 및 리테이너(158)의 내경 내주면의 형상을, 도 5에 도시된 바와 같이, 원이 아닌 웨이브 형상으로 하여 유로를 확보할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 극저디스크-S(156), 극저디스크(157), 및 리테이너(158)의 내경 내주면은 볼록부와 오목부가 번갈아 형성되어 그 내주면이 스풀 가이드(145)와 완전히 밀착되지 않도록 한다.
본 발명에 따르면, 고정 오리피스의 상류측에 극저속 제어용 밸브구조가 배치되어 있기 때문에, 극저속 유량에서도 저항이 발생하여 감쇠력이 얻어질 수 있다. 그로 인해 노면으로부터의 잔진동을 감쇠시켜 차량의 승차감이 더욱 향상될 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
150 : 디스크 밸브 151 : 밸브 몸체
151a : 유로 151b : 제1 안착부
151c : 제2 안착부 153 : 메인 디스크 밸브
154 : 밸브 디스크 154a : 고정 오리피스
155 : 바이패스 밸브 155a : 바이패스 슬릿
156 : 극저디스크-S 156a : 슬릿
157 : 극저디스크 158 : 리테이너

Claims (4)

  1. 고정 오리피스 및 가변 오리피스를 가지며, 가변 오리피스의 유로면적을 조절함으로써 디스크 밸브에 대한 배압을 조절하여 쇽업소버의 감쇠력을 조절하는 감쇠력 가변식 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체에 있어서,
    상기 디스크 밸브는 밸브 몸체의 후방에서 상기 밸브 몸체에 형성된 유로를 덮도록 설치되며,
    상기 디스크 밸브는, 고정 오리피스의 상류측에 설치되어, 극저속시 감쇠력을 발생시키기 위한 극저속 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 극저속 제어밸브는, 극저속시 작동유체가 통과할 수 있도록 외주 부분에 일정한 간격으로 형성되는 복수개의 슬릿을 갖는 극저디스크-S와, 상기 극저디스크-S의 아래에 중첩되도록 배치되는 극저디스크와, 상기 극저디스크의 아래에 배치되는 리테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 디스크 밸브는, 상기 리테이너의 아래에 설치되며 고정 오리피스를 가지는 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크의 아래에 설치되며 외주측에 바이패스 슬릿이 형성되어 있는 바이패스 밸브와, 상기 바이패스 밸브의 아래에 설치되는 메인 디스크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 극저속 제어밸브를 위한 밸브 안착면을 형성하기 위해서, 상기 밸브 몸체의 하부에 2단의 안착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
KR1020120005255A 2012-01-17 2012-01-17 쇽업소버의 감쇠력 가변밸브 조립체 KR101337858B1 (ko)

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