KR20130115333A

KR20130115333A - 댐퍼 튜브 보강 슬리브

Info

Publication number: KR20130115333A
Application number: KR1020137019413A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 티. 케일; 벤 스켈러; 크리스토퍼 콘라드; 랙스맨 서브라매니암
Original assignee: 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-10-21
Also published as: JP2014502714A; US8408569B2; KR101497634B1; CN103282688A; DE112011104729T5; WO2012099663A2; BR112013017618A2; US20120181766A1; CN103282688B; WO2012099663A3

Abstract

본 단락은 본 발명의 전체적인 요약을 제공하는 것이며, 본 발명의 전체적인 범위와 모든 특징들의 포괄적인 공개가 아니다.
본 발명은 일정한 두께의 외측 튜브를 갖는 완충기에 관한 것으로, 외측 튜브의 두께는 외측 튜브의 클램핑되지 않은 부분의 하중 요건을 충족시키도록 설계된다. 튜브의 클램핑된 부분에 보강 부재(Reinforcement member)가 제공된다. 보강 부재는 외측 튜브가 클램핑 하중 요건을 견디도록 하기 위해 클램핑된 부분에서 외측 튜브의 강도를 증가시킨다. 이 시스템은 저비용으로 외측 튜브의 클램핑된 부분과 클램핑되지 않는 부분 모두의 하중 요건을 충족하기 위해 최적으로 설계된 저중량의 완충기를 제공할 수 있다.

Description

댐퍼 튜브 보강 슬리브{DAMPER TUBE REINFORCEMENT SLEEVE}

본 발명은 차량의 현가장치 시스템(Suspension System)을 위한 코너 어셈블리(Corner Assembly)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 코너 어셈블리를 위한 완충기(Shock Absorber)에 관한 것으로, 완충기는 코너 어셈블리의 다른 구성들과 접한 영역에 보강된 외측 튜브(Outer Tube)를 포함한다.

본 단락은 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 이 배경 정보가 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

차량 현가장치 시스템을 위한 코너 어셈블리는 자동차 산업 분야에서는 잘 알려진 기술이다. 차량 현가장치 시스템을 위한 코너 어셈블리의 가장 흔한 종류는 스트럿 현가장치 시스템(Strut Suspension System)이다. 스트럿 시스템은 완충기인 텔레스코픽 스트럿(Telescopic Strut) 주위에 집중적으로 배치된 코일 스프링(Coil Spring)을 포함한다. 스트럿 어셈블리(Strut Assembly)의 상단(Upper End)은 차량의 휠 아치(Wheel Arch) 위에 위치하고 차체에 의해 형성된 타워에 장착된 상부 마운트 어셈블리(Upper Mounting Assembly)를 포함한다. 스트럿 어셈블리의 하단(Lower End)은 휠 어셈블리(Wheel Assembly)의 너클(Knuckle)에 부착된다. 일반적으로 너클은 완충기의 외측 튜브를 클램핑시키는 클램핑 장치를 포함한다.

코일 스프링은 완충기 주변에 배치되고, 코일 스프링은 스트럿 어셈블리를 위한 탑 마운트 어셈블리의 일부인 상부 스프링 시트(seat)와 스트럿 어셈블리의 완충기에 일반적으로 용접에 의해 부착된 하부 스프링 시트 사이에 확장된다. 완충기의 외측 튜브는 차량의 너클과 접하기 위한 클램핑 하중(Clamping Load) 요건을 충족시킬 수 있도록 충분히 튼튼하게 설계되어야 한다. 너클과 접한 외측 튜브의 클램핑된 영역(Clamped Area)은 클램핑 하중 요건을 견딜 수 있게 설계되는 것에 비해, 외측 튜브의 나머지 부분 또는 클램핑되지 않은 영역(Unclamped Area)은 이러한 강도 요건을 갖지 않는다. 외측 튜브의 클램핑되지 않은 영역의 강도 요건은 클램핑된 부분의 강도 요건보다 일반적으로 요구되는 정도가 낮다. 일반적으로, 완충기의 외측 튜브는 일정한 두께의 튜브로 설계된다. 외측 튜브의 두께는 클램핑 하중 요건을 충족시키도록 설계되고, 완충기의 클램핑되지 않은 부분은 클램핑된 부분과 같은 강도가 요구되지 않기 때문에, 클램핑되지 않은 부분에서 일정한 두께의 튜브는 과도하게 설계된 것이다. 이것은 자원의 낭비와 과도한 비용을 유발한다. 가변 두께를 갖는 일체형 튜브(single piece tube)가 적용될 수 있지만, 일체형 가변 두께 튜브를 제조함에 있어서의 비용 및 복잡성은 일체형 가변 두께 튜브를 사용할 수 없게 만든다.

다른 종류의 코너 어셈블리는 요크를 포함하는 스트럿 어셈블리를 포함하며, 완충기의 외측 튜브는 하부 컨트롤 암(Lower Control Arm), 너클 또는 코너 어셈블리에 부착된 요크(Yoke)에 의해 클램핑된다. 또 다른 종류의 코너 어셈블리는 요크를 포함하는 이중 컨트롤 암 코너 어셈블리이며, 완충기의 외측 튜브는 하부 컨트롤 암, 너클 또는 코너 어셈블리의 다른 컴포넌트에 부착된 요크에 의해 클램핑된다. 상술한 각각의 코너 어셈블리에서 완충기는 차량의 스프링 상중량(Sprung Mass)에 부착된다. 상술한 코너 어셈블리들은 완충기의 외측 튜브의 클램핑에 관해서 스트럿 어셈블리에 대해 논의된 것과 같은 문제를 갖고 있다.

본 발명은 보강 부재를 포함하는 코너 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 코너 어셈블리는 탑 마운트 어셈블리, 상기 탑 마운트 어셈블리에 부착된 완충기 및 상기 완충기에 부착된 클램핑 부재를 포함하고, 상기 완충기는 외측 튜브 어셈블리를 포함하고, 상기 외측 튜브 어셈블리는 외측 튜브와 보강 부재를 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 보강 부재는 관형 컴포넌트일 수 있다.

실시예에서, 상기 관형 컴포넌트는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 완충기는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분의 상기 클램핑 부재에 부착될 수 있다.

실시예에서, 상기 보강 부재는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 완충기는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분의 상기 클램핑 부재에 부착될 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브는 상기 완충기의 리저브 튜브일 수 있다.

실시예에서, 상기 보강 부재는 상기 외측 튜브 내부에 배치될 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브는 상기 보강 부재 내부에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코너 어셈블리는 외측 튜브, 상기 외측 튜브 내부에 배치되는 피스톤 어셈블리, 상기 피스톤 어셈블리에 부착되고 상기 외측 튜브의 일단을 통해 확장하는 피스톤 로드 및 상기 외측 튜브의 일단에 배치되는 보강 부재를 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브 내부에 배치되는 압력 튜브를 더 포함하고, 상기 피스톤 어셈블리는 상기 압력 튜브의 내부 표면에 미끄러질 수 있게 결합될 수 있다.

실시예에서, 상기 보강 부재는 관형 컴포넌트일 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함하고, 상기 관형 컴포넌트는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 클램핑 부재는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분에서 상기 외측 튜브에 부착될 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함하고, 상기 보강 부재는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 클램핑 부재는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분에서 상기 외측 튜브에 부착될 수 있다.

실시예에서, 상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재 및 상기 피스톤 로드에 부착되는 탑 마운트 어셈블리를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스트럿 어셈블리는 상기 피스톤 로드에 부착되는 탑 마운트 어셈블리를 더 포함하고, 상기 탑 마운트 어셈블리는 상부 스프링 시트, 상기 외측 튜브에 부착되는 로우 스프링 시트 및 상기 상부 스프링 시트 및 상기 하부 스프링 시트 사이에 배치되는 스프링을 포함할 수 있다.

상기 스트럿 어셈블리는 상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 보강 부재를 포함하는 코너 어셈블리를 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 발명의 실시예에 따른 완충기를 사용하는 차량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 완충기를 포함하는 코너 어셈블리의 측면도이다.
도 3은 외측 튜브의 클램핑된 부분에서 외측 튜브의 보강을 포함하는 완충기의 측면 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 완충기의 피스톤 어셈블리의 확대된 측면 부분 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 완충기의 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 측면 부분 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 완충기의 클램핑된 부분의 확대된 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완충기의 클램핑된 부분의 확대된 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 완충기를 포함하는 다른 실시예의 코너 어셈블리의 측면도이다.
상응하는 참조 번호들은 도면들의 몇몇 방향에서의 도면들 전체에서 상응하는 부분들을 가리킨다.

추가적인 적용 분야들은 이 문서에서 제공되는 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 단락에서의 설명과 특정 예들은 오직 설명을 목적으로 의도되었고 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

실시예들은 도면을 참조하여 보다 충분하게 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 코너 어셈블리를 포함하는 현가장치 시스템을 결합시킨 차량이 도시되어 있으며, 상기 차량은 전체적으로 참조 번호 10으로 지정되어 있다. 차량(10)은 후방 현가장치(12), 전방 현가장치(14) 및 차체(16)를 포함한다. 후방 현가장치(12)는 차량(10)의 뒷바퀴(18) 한 쌍을 동작과 관련하여 지지하기에 적합하도록 만들어진 횡으로 확장되어 있는 후방 차축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 후방 차축 어셈블리는 완충기(22) 한 쌍과 나선형 코일스프링(24) 한 쌍을 포함하는 코너 어셈블리(20) 한 쌍에 의하여 차체(16)에 동작 가능하도록 연결되어 있다. 마찬가지로, 전방 현가장치(14)는 차량의 앞바퀴(26) 한 쌍을 동작과 관련하여 지지하기 위하여 횡으로 확장되어 있는 전방 차축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 상기 전방 차축 어셈블리는 완충기(30) 한 쌍과 나선형 코일스프링(32) 한 쌍을 포함하는 코너 어셈블리(28) 한 쌍에 의하여 차체(16)에 동작 가능하도록 연결되어 있다. 완충기(22, 30)는 차량(10)의 스프링 하중량(즉, 전방 현가장치(14) 및 후방 현가장치(16)들 각각)과 스프링 상중량(즉, 차체(16)) 간의 상대 운동을 감쇠시키는(damping) 기능을 한다. 차량(10)이 전방 및 후방 차축 어셈블리를 가지는 승용차로 묘사되어 있지만, 완충기(22, 30)는 다른 종류의 차량들 내지는 독립 전륜 및/또는 독립 후륜 현가장치들을 결합시킨 차량들과 같이 다른 유형의 적용들에 있어서도 사용된다. 나아가, 본 명세서에서 사용된 “완충기”라는 용어는 대게 댐퍼(damper)들을 가리키기 위한 의미이고, 따라서, 스트럿을 포함할 것이다. 또한, 전방 현가장치(14)는 스트럿 한 쌍 또는 완충기(30) 한 쌍을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라 스트럿 한 쌍 또는 완충기 한 쌍(30)이 결합된 후방 현가장치(12) 역시 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

도 2를 참조하면, 차량(10)의 전방 코너 어셈블리(28)가 더욱 상세하게 나타나 있다. 차체(16)는 코일 스프링(32), 탑 마운트 어셈블리(38), 너클(40), 완충기(30) 형태의 텔레스코핑 장치를 포함하는 스트럿 어셈블리(34)가 내부에 장착되는 차량(10)의 판금을 포함하는 쇽 타워(Shock Tower, 34)를 정의한다.

차체(16)는 차량의 판금, 완충기 형상의 텔레스코핑 장치를 포함하고 차량 내부에 장착되는 스트럿 어셈블리(36), 코일 스프링(32), 탑 마운트 어셈블리(38) 및 너클(40)을 포함하는 쇽 타워(34)를 정의한다. 완충기(30), 코일 스프링(32) 및 탑 마운트 어셈블리(38)를 포함하는 스트럿 어셈블리(36)는 쇽 타워(34)를 이용하여 차량에 부착된다. 탑 마운트 어셈블리(38)는 탑 마운트(42), 베어링 어셈블리(44) 및 상부 스프링 시트(46)를 포함한다. 탑 마운트(42)는 일반적으로 스탬핑 강판(stamped steel)에 의해 제작된 일체형 성형체(molded body) 및 강체 부재(rigid body member)를 포함한다. 탑 마운트 어셈블리(38)는 볼트(48)로 쇽 타워(34)에 장착된다. 베어링 어셈블리(44)는 베어링 어셈블리(44)의 일 측이 탑 마운트(42)와 쇽 타워(34)에 대해 고정되도록(fixed) 하기 위해 탑 마운트(42) 내에 배정되어(be seated) 탑 마운트(42)의 성형체 내부에 마찰 결합된다. 베어링 어셈블리(44)의 다른(second) 측은 베어링 어셈블리(44)의 일 면, 탑 마운트(42) 및 쇽 타워(34)에 대해 자유롭게 회전한다.

베어링 어셈블리(44)의 자유회전측은 베어링 어셈블리(44)의 바깥 지름에 헐겁게 끼워 맞춘 상부 스프링 시트(46)를 이동시킨다(carry). 자운스 범퍼(jounce bumper, 50)는 상부 스프링 시트(46)와 완충기(30) 사이에 배치된다. 자운스 범퍼(50)는 플라스틱 이물 실드(plastic dirt shield, 52)에 의해 보호되는 탄성 중합 물질을 포함한다. 범퍼 캡(54)은 자운스 범퍼(50)와 플라스틱 이물 실드(52)가 접하도록 완충기(30)위에 배치된다.

하부 스프링 시트(56)는 완충기(30)에 부착되고, 코일스프링(32)은 차체(16)를 전방 현가장치(14)와 분리하기 위해 상부 스프링 시트(46)와 하부 스프링 시트(56) 사이에 배치된다. 도 2에 완충기(30)가 도시되어 있지만, 완충기(22) 역시 본 명세서에서 설명한 완충기(30)의 특징을 포함하고 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

차량(10) 안으로 스트럿 어셈블리(36)의 조립에 앞서, 스트럿 어셈블리(36)의 1차 조립(pre-assembly)이 수행된다. 범퍼 캡(54), 자운스 범퍼(50) 및 플라스틱 이물 실드(52)는 완충기(30)에 조립된다. 코일 스프링(32)은 완충기(30) 위로 조립되고, 멀티 피스(multi-piece) 하부 스프링 시트(56) 내에 배치된다. 상부 스프링 시트(46)는 완충기(30) 쪽으로 조립되고 코일 스프링(32)에 대해 바르게(correctly) 배치된다. 베어링 어셈블리(44)는 상부 스프링 시트(46)의 상부에 배치되고, 탑 마운트(42)는 베어링 어셈블리(44)의 상부에 배치된다. 이러한 모든 어셈블리는 코일 스프링(32)을 압축하는 조립 기계(assembly machine) 내부에 배치되어서, 완충기의 끝단이 탑 마운트 어셈블리(38) 안에 위치한 보어(bore)를 통해 확장할 수 있게 한다. 리테이닝 너트(58)는 스트럿 어셈블리(36)의 어셈블리를 단단히 고정하기(secure) 위해 완충기(30)의 일단에 나사산으로(threadingly) 받쳐진다.

탑 마운트(42)는 차량의 오른쪽과 왼쪽에 동일한 컴포넌트로 설계되었지만, 차량의 오른쪽 또는 왼쪽에 배치될 때, 관련된 체결 장치(bracketry)와 완충기(30)에 대해 다른 방향(orientation)을 가진다.

이제 도 3을 참조하면, 완충기(30)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 도 3은 완충기(30)만 도시하고 있지만, 완충기(22)는 스트럿 어셈블리의 일부가 될 수 있고, 후술할 강화된 완충기(30) 역시 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 완충기(30)는 압력 튜브(pressure tube, 60), 피스톤 어셈블리(62), 피스톤 로드(64), 리저브 튜브 어셈블리(reserve tube aseembly, 66) 및 베이스 밸브 어셈블리(68)를 포함한다.

압력 튜브(60)는 작업 챔버(72)를 정의한다. 피스톤 어셈블리(62)는 압력 튜브(60) 내부에 미끄러질 수 있게 배치되고, 작업 챔버(72)를 상부 작업 챔버(74)와 하부 작업 챔버(76)로 나눈다. 밀봉체(seal, 78)는 하부 작업 챔버(76)로부터 상부 작업 챔버(74)를 밀봉할 뿐만 아니라, 압력 튜브(60)에 대해 피스톤 어셈블리(62)가 과도한 마찰력을 발생하지 않으면서 미끄러져 이동하도록 하기 위해 피스톤 어셈블리(62)와 압력 튜브(60) 사이에 배치된다. 피스톤 로드(64)는 피스톤 어셈블리(62)에 부착되고, 압력 튜브(60)의 상단을 닫는 상단 캡(upper end cap, 80)과 상부 작업 챔버(74)를 통해 확장한다. 밀봉 시스템은 상단 캡(80), 리저브 튜브 어셈블리(66) 및 피스톤 로드(64) 간의 접점을 밀봉한다. 피스톤 어셈블리(62)와 마주하는 피스톤 로드(64)의 일단은 상술한 바와 같이 탑 마운트 어셈블리(38)와 차량(10)의 스프링 상중량에 단단히 고정되기에(secure) 적합하도록 되어 있다. 피스톤 어셈블리(62) 내부의 밸빙(valving)은 압력 튜브(60) 내부에서 피스톤 어셈블리(62)가 움직이는 동안에 상부 작업 챔버(74)와 하부 작업 챔버(76) 사이에 유체의 흐름을 제어한다. 피스톤 로드(64)는 상부 작업 챔버(74)를 통해서만 확장하고 하부 작업 챔버(76)를 통해서는 확장하지 않기 때문에, 압력 튜브(60)에 대한 피스톤 어셈블리(62)의 움직임은 상부 작업 챔버(74)에 분배된 유체의 양과 하부 작업 챔버(76)에 분배된 유체의 양 간의 차이를 유발한다. 분배된 유체의 양 차이는 “로드볼륨”으로 알려져 있고, 이는 베이스 밸브 어셈블리(68)를 통해 흐른다.

리저브 튜브 어셈블리(66)는 압력 튜브(60)와 리저브 튜브 어셈블리(66) 사이에 위치한 유체 저장 챔버(fluid reservoir chamber, 82)를 정의하기 위해 압력 튜브(60)를 둘러싸고 있다. 리저브 튜브 어셈블리(66)의 하단은 엔드 캡(end cap, 84)에 의해 닫혀있다. 엔드 캡(84)은 따로 떨어져 있는 것으로 도시되어 있지만, 엔드 캡(84)이 리저브 튜브 어셈블리(66)와 일체형으로 된 것 역시 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 리저브 튜브 어셈블리(66)의 상단은 상단 캡(80)에 부착되어 있다. 리저브 튜브 어셈블리(66)의 하단은 너클(40)과 접하는 보강된 부분(reinforced portion, 86)을 정의한다. 리저브 튜브 어셈블리(66)의 나머지 부분(remaining length)은 보강되지 않은 부분(88)을 정의한다. 베이스 밸브 어셈블리(68)는 챔버들(76, 82) 간의 유체 흐름을 제어하기 위해 하부 작업 챔버(76)와 유체 저장 챔버(82) 사이에 배치된다. 완충기(30)가 길이방향으로 확장하면, “로드볼륨” 개념에 의해 하부 작업 챔버(76)에는 추가적인 유체가 필요해진다. 따라서, 유체는 후술할 내용처럼 베이스 밸브 어셈블리(68)를 통해 유체 저장 챔버(82)로부터 하부 작업 챔버(76)로 흐를 것이다. 완충기(30)가 길이방향으로 압축하면, “로드볼륨” 개념에 의해 하부 작업 챔버(76)로부터 초과 유체가 제거되어야 한다. 따라서, 유체는 후술할 것처럼 베이스 밸브 어셈블리(68)를 통해 하부 작업 챔버(76)로부터 유체 저장 챔버(82)로 흐를 것이다.

도 4를 참조하면, 피스톤 어셈블리(62)는 피스톤 몸체(90), 압축 밸브 어셈블리(92) 및 반동 밸브 어셈블리(rebound valve assembly, 94)를 포함한다. 압축 밸브 어셈블리(92)는 피스톤 로드(64)에 있는 쇼울더(shoulder, 96)에 조립되어 있다. 피스톤 몸체(90)는 압축 밸브 어셈블리(92)에 조립되어 있고, 반동 밸브 어셈블리(94)는 피스톤 몸체(90)에 조립되어 있다. 너트(98)는 이러한 구성 요소들을 피스톤 로드(64)에 고정시킨다.

피스톤 몸체(90)는 복수의 압축 통로(compression passages, 100)와 복수의 반동 통로(rebound passage, 102)를 정의한다. 밀봉체(78)는 복수의 고리형 홈(annular grooves, 106)과 짝을 이루는 복수의 리브(ribs, 104)를 포함하는데, 이는 압력 튜브(60) 내에서 미끄러질 때 피스톤 몸체(90)에 대한 상대적인 밀봉체(78)의 미끄러지는 동작을 제한한다.

압축 밸브 어셈블리(92)는 리테이너(retainer, 108), 밸브 판(110) 및 스프링(112)를 포함한다. 리테이너(108)는 일단이 쇼울더(96)에 접하고 타단이 피스톤 몸체(90)에 접한다. 밸브 판(110)은 피스톤 몸체(90)에 접하고, 반동 통로(100)가 열려 있는 동안 압축 통로(100)를 밀폐시킨다. 스프링(112)은 밸브 판(110)을 피스톤 몸체(90)에 대하여 바이어스(bias) 시키기 위하여 리테이너(108)와 밸브 판(110) 사이에 배치된다. 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(76)의 유체에 압력이 가해져 유체 압력으로 하여금 밸브 판(110)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브 판(110)에 대한 유체 압력이 스프링(112)의 바이어스 부하(biasing load)를 극복하게 되면, 밸브 판(110)은 압축 통로(100)를 열어 하부 작업 챔버(76)로부터 유체가 상부 작업 챔버(74)로 흐르도록 하기 위하여 밸브 판(110)이 피스톤 몸체(90)로부터 분리된다. 완충기(30)의 압축 행정 동안 완충기(30)의 감쇠 특성들은 후술할 “로드볼륨” 개념에 의해 하부 작업 챔버(76)로부터 유체 저장 챔버(82)로의 유체의 흐름을 수용하는 베이스 밸브 어셈블리(68)에 의해 제어된다. 반동 행정 동안, 압축 통로(100)는 밸브 판(110)에 의해 차단된다.

반동 밸브 어셈블리(94)는 스페이서(114), 밸브 판(116), 리테이너(118) 및 스프링(120)을 포함한다. 스페이서(114)는 피스톤 로드(64)에 사산으로(threadingly) 받쳐지며, 피스톤 몸체(90)와 너트(98) 사이에 배치된다. 스페이서(114)는 밸브 판(110) 또는 밸브 판(116)을 압축하지 않고 너트(98)를 조이는 동안 피스톤 몸체(90)와 압축 밸브 어셈블리(92)를 지탱한다. 리테이너(108), 피스톤 몸체(90) 및 스페이서(114)는 스페이서(114)로의 너트의 조임 및 고정을 용이하게 하기 위하여, 쇼울더(96)와 너트(98) 사이의 계속적인 견고한 연결을 제공한다. 밸브 판(116)은 스페이서(114)에 미끄러지며 받쳐지고, 압축 통로(100)가 열리는 동안 반동 통로(102)를 차단시키기 위하여 피스톤 몸체(90)에 접한다. 리테이너(118)는 또한 스페이서(114)에 미끄러질 수 있게 받쳐지며 밸브 판(116)에 접한다. 스프링(120)은 스페이서(114)에 조립되고 리테이너(118)와 너트(98) 사이에 배치되며 스페이서(114)에 사산으로 받쳐진다. 스프링(120)은 리테이너(118)를 밸브 판(116)에 대하여 바이어스 시키고, 밸브 판(116)을 피스톤 몸체(90)에 대하여 바이어스 시킨다. 밸브 판(116)은 반동 밸브 어셈블리(94)를 우회하는 유출 유동(bleed flow)을 제한하는 적어도 하나의 슬롯(122)를 포함한다. 유체 압력이 밸브 판(116)들에 가해질 때, 밸브 판들은 반동 밸브 어셈블리(94)를 열기 위하여 외부 주변 가장자리에서 탄력적으로 편향(deflect)될 것이다. 쐐기(shim, 124)는 스프링(120)을 위한 전치부하(preload)를 제어하고, 따라서, 후술할 것처럼 발산 압력(blow off pressure)을 제어하기 위하여 너트(98)와 스프링(120) 사이에 배치된다. 따라서, 반동 밸브 어셈블리(94)의 발산 특성(blow off feature)을 위한 보정은 압축 밸브 어셈블리(92)를 위한 보정과 독립적이다.

반동 행정 동안, 상부 작업 챔버(74)에 있는 유체에 압력이 가해져 유체로 하여금 밸브 판(116)에 대하여 반작용하도록 만든다. 밸브 판(116)에 대해 반작용하는 유체 압력이 밸브 판(86)의 굽힘 하중(bending load)을 극복하면, 밸브 판(116)은 탄력적으로 편향되어 반동 통로(102)를 열고 상부 작업 챔버(74)로부터 하부 작업 챔버(76)로 유체가 흐르도록 한다. 밸브 판(116)의 강도와 반동 통로(102)의 크기는 반동 상태에서 완충기(30)의 감쇠 특성을 결정할 것이다. 밸브 판(116)의 편향(deflection)에 앞서, 조절된 양의 유체는 저속 가변성(low speed tunability)을 제공하기 위하여 슬롯(122)을 통하여 상부 작업 챔버(74)로부터 하부 작업 챔버(76)로 흐른다. 상부 작업 챔버(74) 내의 유체 압력이 예정된 레벨에 도달하면, 유체 압력은 스프링(120)의 바이어스 부하를 극복하여 리테이너(118)와 복수의 밸브 판(116)의 축 이동을 야기할 것이다. 리테이너(118)와 밸브 판(116)의 축 이동은 반동 통로(102)를 완전히 열리게 하고, 따라서 상당한 양의 감쇠 유체를 흐르게 하며 완충기(30) 및/또는 차량(10)에 가해지는 손상을 막는데 필요한 유체 압력의 발산을 만들어 낸다. “로드볼륨” 개념에 의해 하부 작업 챔버(76)에 가해져야 하는 추가적인 유체는 베이스 밸브 어셈블리(68)를 통해 흐를 것이다.

도 5를 참조하면, 베이스 밸브 어셈블리(68)는 밸브 몸체(142), 압축 밸브 어셈블리(144) 및 반동 밸브 어셈블리(146)를 포함한다. 압축 밸브 어셈블리(144) 및 반동 밸브 어셈블리(146)는 볼트(148)와 너트(150)를 이용하여 밸브 몸체(142)에 부착되어 있다. 너트(150)의 조임은 압축 밸브 어셈블리(144)를 밸브 몸체(142)를 향해 바이어스 시킨다. 밸브 몸체(142)는 복수의 압축 통로(152) 및 복수의 반동 통로(154)를 정의한다.

압축 밸브 어셈블리(144) 볼트(148) 및 너트(150)에 의해 밸브 몸체(142)에 대해 바이어스 된 복수의 밸브 판(156)을 포함한다. 압축 행정 동안, 하부 작업 챔버(76) 내부의 유체에 압력이 가해지면, 압축 통로(152) 내부의 유체 압력은 밸브 판(156)의 편향에 의해 압축 밸브 어셈블리(144)를 결국 열게 할 것이다. 피스톤 어셈블리(62)의 압축 밸브 어셈블리(92)는 하부 작업 챔버(76)로부터 상부 작업 챔버(74)로 유체를 흐르게 할 것이고, 단지 “로드볼륨”이 압축 밸브 어셈블리(144)를 통해 흐를 것이다. 완충기(30)의 감쇠 특성은 베이스 밸브 어셈블리(68)의 압축 밸브 어셈블리(144)의 설계에 의해 결정되고, 압축 밸브 어셈블리(92)에 의해서도 결정될 수 있다.

반동 밸브 어셈블리(146)는 밸브 판(158) 및 밸브 스프링(160)을 포함한다. 밸브 판(158)은 밸브 몸체(142)에 접하고, 반동 통로(154)를 밀폐시킨다. 밸브 스프링(160)은 밸브 판(158)을 밸브 몸체(142)에 대해 바이어스 시키기 위해 너트(150) 및 밸브 판(158) 사이에 배치된다. 반동 행정 동안, 하부 작업 챔버(76)에 있는 유체에 압력이 감소하여 유체로 하여금 밸브 판(158)에 대해 반작용하도록 만든다. 밸브 판(158)에 대한 유체 압력이 밸브 스프링(160)의 굽힘 하중을 극복하면, 밸브 판(158)은 반동 통로를 열고 유체 저장 챔버(82)로부터 하부 작업 챔버(76)로 유체를 흐르게 하기 위하여 밸브 몸체(142)로부터 분리된다. 반동 행정 동안 감쇄 특성은 상술한 바와 같이 반동 밸브 어셈블리(94)에 의해 조절되고, 반동 밸브 어셈블리(146)에 의해서도 조절될 수 있다.

도 6을 참조하면, 리저브 튜브 어셈블리(66)가 상세하게 도시되어 있다. 리저브 튜브 어셈블리(66)는 리저브 튜브(170) 및 내부 튜브(internal tube)형태의 보강 부재(172)를 포함한다. 바람직하게는 보강 부재(172)는 강관(steel tube)일 수 있지만, 요구되는 강도를 제공하는 어떤 물질이라도 사용될 수 있다. 리저브 튜브 어셈블리(66)는 유체 저장 챔버(82)를 정의하기 위해 엔드 캡(84)으로부터 상단 캡(80)까지 확장한다. 보강 부재(172)는 유체 저장 챔버(82)에 배치된다. 보강 부재(172)는 리저브 튜브(170)의 일단으로부터 스트럿 어셈블리(36)의 일부분인 너클(도 2의 40)의 클램핑된 부분의 상단 또는 그 부근까지 확장한다. 보강 부재(172)는 리저브 튜브(170)의 덜 보강된 부분(86)의 강도를 증가시켜 너클(40)과 같은 클램핑 부재에서 가해지는 클램핑 하중 및 완충기(30)의 이동에 의해 발생하는 어떠한 굽힘하중도 수용할 수 있게 한다. 보강되지 않은 부분(88)에서 완충기(30)를 위한 하중 요건이 보강된 부분(86)에서 완충기(30)를 위한 하중 요건보다 낮기 때문에 리저브 튜브(170)의 하부의 보강된 부분(86)의 보강은 리저브 튜브(170)의 상부의 보강되지 않은 부분(88)이 보다 얇은 튜브로 설계될 수 있도록 해준다. 보강 부재(172)의 길이 및 두께는 완충기(30)가 견디기 위해 요구되는 클램핑 하중 및 굽힘 하중에 의해 결정될 것이다.

보강 부재(172)가 리저브 튜브(170)의 내부 표면에 위치한 것으로 도시되어 있지만, 도 7에 도시된 것처럼 보강 부재(172)가 리저브 튜브(170)의 위나 바깥 표면에 배치된 것 역시 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 또한, 보강 부재(172)가 이중 완충기와 결합된 것으로 도시되어 있지만, 보강 부재(172)가 단일의 완충기와 함께 사용되는 것 역시 본 발명의 범위에 포함되며, 단일 튜브(monotube) 완충기의 압력 튜브(170’)의 보강된 부분의 강도를 증가시킬 것이다. 단일 튜브 완충기와 함께 사용될 때, 압력 튜브의 보강된 부분 안으로 피스톤이 이동하도록 하기 위해서 압력 튜브의 외부에 보강 부재(172’)를 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 6 및 도 7은 압력 튜브(170’) 및 보강 부재(172’)를 도시하고 있다.

이제 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 코너 어셈블리(220)가 도시되어 있다. 코너 어셈블리(220)은 코너 어셈블리(20) 및 코너 어셈블리(28) 중 어느 하나나 둘 모두를 대체할 수 있다. 코너 어셈블리(220)는 하부 컨트롤 암 어셈블리(222), 상부 컨트롤 암 어셈블리(224), 너클 어셈블리(226) 및 완충기 어셈블리(228)를 포함한다.

하부 컨트롤 암 어셈블리(222)는 일단이 차량(10)의 스프링 상중량에 부착되고, 타단이 완충기 어셈블리(228) 및 너클 어셈블리(226)에 부착된다. 상부 컨트롤 암 어셈블리(224)는 일단이 차량(10)의 스프링 상중량에 부착되고, 타단이 너클 어셈블리(226)에 부착된다. 완충기 어셈블리(228)는 일단이 하부 컨트롤 암 어셈블리(222) 및 너클 어셈블리(226)에 연결되고, 타단이 차량(10)의 스프링 상중량에 의해 정의되는 탑 마운트 어셈블리(230)에 부착된다.

완충기 어셈블리(228)는 요크(232), 완충기(30) 및 코일 스프링(32)을 포함한다. 완충기(30)는 요크(232)내에 배치되고 요크(232)에 의해 클램핑된다. 하부 스프링 시트(56)는 완충기(30)에 부착되고, 코일 스프링(32)은 전방 현가장치(14)로부터 몸체(16)를 분리시키기 위해 탑 마운트 어셈블리(230) 및 하부 스프링 시트(56) 사이에 배치된다. 완충기(30)는 앞서 상세하게 기술되었으므로 여기서 설명하지는 않는다.

리저브 튜브 어셈블리(66)의 보강 부재(172)는 리저브 튜브 어셈블리(66)의 일단 또는 리저브 튜브(170)로부터 요크(232)의 클램핑된 부분의 상단 또는 그 부근까지 확장한다. 보강 부재(172)는 리저브 튜브(170)의 덜 보강된 부분의 강도를 증가시켜 요크(232)와 같은 클램핑 부재로부터의 클램핑 하중과 코너 어셈블리(220)의 이동에 의해 발생하는 굽힘 하중을 수용할 수 있게 한다. 보강된 부분(88)에서 완충기(30)의 하중 요건이 보강되지 않은 부분(86)에서 완충기(30)의 하중 요건보다 낮기 때문에 리저브 튜브(170)의 덜 보강된 부분(86)의 보강은 리저브 튜브(170)의 상부에 보강되지 않은 부분(88)이 보다 얇게 설계될 수 있게 한다. 보강 부재(172)의 길이 및 두께는 완충기(30)가 견디기 위해 요구되는 클램핑 하중 및 굽힘 하중에 의해 결정될 것이다.

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 교체가능하고 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 범위내에 포함되는 의도이다.

10: 차량 12: 후방 현가장치
14: 전방 현가장치 16: 차체
18: 뒷바퀴 20: 코너 어셈블리
22, 30: 완충기 24, 32: 코일 스프링
26: 앞바퀴 28: 전방 코너 어셈블리
34: 쇽 타워 36: 스트럿 어셈블리
38: 탑 마운트 어셈블리 42: 탑 마운트
44: 베어링 어셈블리 46: 상부 스프링 시트
48: 볼트 50: 자운스 범퍼
52: 플라스틱 이물 실드 54: 범퍼 캡
56: 하부 스프링 시트 58: 리네이팅 너트
60: 압력 튜브 62: 피스톤 어셈블리
64: 피스톤 로드 66: 리저브 튜브 어셈블리
68: 베이스 밸브 어셈블리 72: 작업 챔버
74: 상부 작업 챔버 76: 하부 작업 챔버
78: 밀봉체 80: 상단 캡
82: 유체 저장 챔버 84: 엔드 캡
86: 보강된 부분 88: 보강되지 않은 부분
90: 피스톤 몸체 92: 압출 밸브 어셈블리
94: 반동 밸브 어셈블리 96: 쇼울더
98: 너트 100: 압축 통로
102: 반동 통로 104: 리브
106: 고리형 홈 108, 118: 리테이너
110, 116: 밸브 판 112, 120: 스프링
114: 스페이서 122: 슬롯
142: 밸브 몸체 144: 압출 밸브 어셈블리
146: 반동 밸브 어셈블리
148: 볼트 150: 너트
152: 압축 통로 154: 반동 통로
156, 158: 밸브 판 160: 밸브 스프링
170, 170': 리저브 튜브 172, 172': 보강 부재
220: 코너 어셈블리 222: 하부 컨트롤 암 어셈블리
224: 상부 컨트롤 암 어셈블리
226: 너클 어셈블리 228: 완충기 어셈블리
230: 탑 마운트 어셈블리 232: 요크

Claims

탑 마운트 어셈블리;
상기 탑 마운트 어셈블리에 부착된 완충기; 및
상기 완충기에 부착된 클램핑 부재;
를 포함하고,
상기 완충기는 외측 튜브 어셈블리를 포함하고, 상기 외측 튜브 어셈블리는 외측 튜브와 보강 부재를 포함하는 코너 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 보강 부재는 관형 컴포넌트인 코너 어셈블리.
제2항에 있어서,
상기 관형 컴포넌트는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 완충기는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분의 상기 클램핑 부재에 부착되는 코너 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 보강 부재는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 완충기는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분의 상기 클램핑 부재에 부착되는 코너 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 완충기의 리저브 튜브인 코너 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 보강 부재는 상기 외측 튜브 내부에 배치되는 코너 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 보강 부재 내부에 배치되는 코너 어셈블리.
외측 튜브;
상기 외측 튜브 내부에 배치되는 피스톤 어셈블리;
상기 피스톤 어셈블리에 부착되고 상기 외측 튜브의 일단을 통해 확장하는 피스톤 로드; 및
상기 외측 튜브의 일단에 배치되는 보강 부재;
를 포함하는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 외측 튜브 내부에 배치되는 압력 튜브를 더 포함하고, 상기 피스톤 어셈블리는 상기 압력 튜브의 내부 표면에 미끄러질 수 있게 결합되는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 보강 부재는 관형 컴포넌트인 코너 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함하고,
상기 관형 컴포넌트는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 클램핑 부재는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분에서 상기 외측 튜브에 부착되는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함하고,
상기 보강 부재는 상기 외측 튜브의 보강된 부분 내부에 배치되고, 상기 클램핑 부재는 상기 외측 튜브의 상기 보강된 부분에서 상기 외측 튜브에 부착되는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 보강 부재는 상기 외측 튜브 내부에 배치되는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 외측 튜브는 상기 보강 부재 내부에 배치되는 코너 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재; 및
상기 피스톤 로드에 부착되는 탑 마운트 어셈블리;
를 더 포함하는 코너 어셈블리.
제8항에 코너 어셈블리에 있어서,
상기 피스톤 로드에 부착되는 탑 마운트 어셈블리를 더 포함하고,
상기 탑 마운트 어셈블리는
상부 스프링 시트;
상기 외측 튜브에 부착되는 로우 스프링 시트; 및
상기 상부 스프링 시트 및 상기 하부 스프링 시트 사이에 배치되는 스프링;
을 포함하는 스트럿 어셈블리.
제16항에 있어서,
상기 외측 튜브에 부착되는 클램핑 부재를 더 포함하는 스트럿 어셈블리.