KR20150080835A

KR20150080835A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20150080835A
Application number: KR1020140000344A
Authority: KR
Inventors: 유춘성
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2015-07-10
Also published as: KR102152027B1

Abstract

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장 챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이에 형성된 저장실과, 상기 압축챔버의 하부에 바디 밸브가 설치되는 쇽업소버에 있어서, 상기 내튜브의 하부에 형성되어, 상기 바디 밸브의 하부에 위치된 유압챔버와 상기 저장실을 연결하는 연결유로 및, 상기 유압챔버 내에서 상실과 하실로 구분하며, 외부에서 충격이 전달되는 경우 위치를 달리하여, 상기 저장실과 상기 상실을 연결하는 상기 연결유로의 단면적을 가변하는 프리 피스톤을 포함한다.

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량이 주행하는 과정에서 외부로부터 충격이 전달되는 경우에 감쇠력을 즉각적으로 저감시킴으로써, 차량의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버(Shock absorber)는 노면으로부터의 진동을 억제하거나 감쇠하는 역할을 하며, 차체 또는 프레임과 휠 사이에 장착된 상태에서 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수한다.

이와 같은 쇽업소버 중에는, 내부튜브와 외부튜브로 구비되는 실린더와, 상기 내부튜브 내부에 왕복운동을 하는 피스톤 밸브와, 일단이 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 실린더의 외부에 위치되는 피스톤 로드 및, 실린더의 말단에 설치되어 피스톤 밸브와 마주보는 바디 밸브 등으로 구성된다.

종래의 쇽업소버는, 노면의 입력에 일정한 감쇠력을 발휘하고 있으나, 최근 들어서는 솔레노이드(Solenoid Valve)에 전류를 인가하여, 스풀(Spool)의 위치를 조정함으로써, 감쇠력을 조절할 수 있는 방식 등을 사용한다.

그런데, 종래의 감쇠력 제어장치가 적용된 쇽업소버는 일반 쇽업소버에 비해 많은 전자부품(ECU, Sensor 등)이 적용되므로, 구조가 복잡하고 장치의 부피가 크기 때문에 장착의 어려움이 있었다.

본 발명과 관련 선행 문헌으로는 공개특허 제10-1995-0033174호(1995년 12월 22일)가 있으며, 상기 문헌에는 감쇠력 조절형 유압감쇠기가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 차량이 주행하는 과정에서 외부로부터 충격이 전달되는 경우, 프리 피스톤의 하강에 의해 유로의 단면적을 넓혀 줌으로써, 충격 전달시 감쇠력을 즉각적으로 저감시킬 수 있어 차량의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있는 쇽업소버를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장 챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이에 형성된 저장실과, 상기 압축챔버의 하부에 바디 밸브가 설치되는 쇽업소버에 있어서, 상기 내튜브의 하부에 형성되어, 상기 바디 밸브의 하부에 위치된 유압챔버와 상기 저장실을 연결하는 연결유로 및, 상기 유압챔버 내에서 상실과 하실로 구분하며, 외부에서 충격이 전달되는 경우 위치를 달리하여, 상기 저장실과 상기 상실을 연결하는 상기 연결유로의 단면적을 가변하는 프리 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연결유로는 상기 내튜브의 하부에 수평으로 관통형성되어, 상기 상실과 상기 저장실을 연결하는 제1유로 및, 상기 제1유로의 하부에 수평으로 관통형성되어, 상기 피스톤 밸브의 압축 행정시 하강하는 상기 프리 피스톤에 의해 개방되는 제2유로를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2유로는 상기 제1유로보다 작은 단면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프리 피스톤은 상기 피스톤 밸브가 설정된 압축 행정 길이를 벗어나는 경우, 상기 제2유로와 상기 상실을 연결시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유압챔버 내에는 상기 피스톤 밸브의 인장 행정시 상기 프리 피스톤을 원래의 위치로 상승 위치시키기 위한 탄성부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프리 피스톤은 상기 탄성부재에 의해 상기 제1유로와 상기 제2유로의 사이 간격으로 상승 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 상실 내에서 상기 바디 밸브의 하단과 상기 프리 피스톤의 상단에 각각 연결되는 제1스프링 및, 상기 하실 내에서 바닥면과 상기 프리 피스톤의 하단에 각각 연결되는 제2스프링을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하실의 바닥면과 상기 프리 피스톤의 상면에는, 충돌시 충격을 완충하기 위한 완충부재가 각각 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명은 차량이 주행하는 과정에서 외부로부터 충격이 전달되는 경우, 프리 피스톤의 하강에 의해 유로의 단면적을 넓혀 줌으로써, 충격 전달시 감쇠력을 즉각적으로 저감시킬 수 있어 차량의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버에서 설정 값 이상의 충격이 발생했을 때 프리 피스톤이 제2유로를 개방한 상태를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버에서 완충부재를 적용한 상태를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버에서 정상 노면과 충격 발생시의 감쇠력 차이를 보여주기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 정단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더(10)와, 피스톤 밸브(20)와, 피스톤 로드(30)와, 저장실(40)과, 바디 밸브(50)와, 보조챔버(100)와, 프리 피스톤(200)을 포함한다.

먼저, 실린더(10)는 내부에 공간을 형성하는 내튜브(11)와, 상기 내튜브(11)는 외부에 구비되는 외튜브(12)로 구비된다.

상기 내튜브(11)는 내부에 공간을 형성하는 원통 형상을 가질 수 있으며, 상기 내튜브(11)의 내부에는 유체(오일 등)가 충전된다.

그리고, 상기 내튜브(11)의 내부는 후술 될 피스톤 밸브(20)에 의해 상측의 인장챔버(11b)와 하측의 압축챔버(11a)로 분할될 수 있다.

외튜브(12)는, 상기 내튜브(11)의 외경에 더 큰 직경으로 설치되며, 상기 외튜브(12)는 상기 내튜브(11)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.

저장실(40)은, 상기 외튜브(12)와 내튜브(11)의 사이에 일정 간격으로 형성되고, 상기 저장실(40)은 바디 밸브(50)에 의해 압축챔버(11a)와 구분된다.

즉, 후술 될 피스톤 로드(30)가 압축 행정시 압축챔버(11a) 내의 유체가 바디 밸브(50)의 유로를 통해 저장실(40)로 이동될 수 있다.

또한, 외튜브(12)의 일단과 후술 될 피스톤 로드(30)의 일단은 차량의 차체측 또는 차륜측에 각각 연결된 상태에서, 본 발명의 쇽업소버는 압축 및 인장 행정을 할 수 있다.

아울러, 상기 외튜브(12)의 하단에는 차체측 또는 차륜측에 연결하기 위한 별도의 결합부(미도시)가 설치될 수 있다.

피스톤 밸브(20)는, 내튜브(11)의 내부를 상하로 분할하며, 상기 피스톤 밸브(20)는 내튜브(11)의 내부에서 왕복 이동하면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.

예를 들어, 상기 피스톤 밸브(20)가 압축 행정을 하는 경우에는, 상부 인장챔버(11b)에 비해 하부 압축챔버(11a)의 압력이 상승한다.

이때, 상기 압축챔버(11a)의 압력 상승에 의해 상기 압축챔버(11a) 내에 충전된 유체가 피스톤 밸브(20)의 유로를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 인장챔버(11b)로 이동한다.

반대로, 피스톤 밸브(20)가 인장 행정을 하는 경우에는, 상기 인장챔버(11b)내에 충전된 유체가 피스톤 밸브(20)의 유로를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 압축챔버(11a)로 이동한다.

피스톤 로드(30)는, 일단이 상기 피스톤 밸브(20)에 결합되고, 반대되는 타단이 외튜브(12)의 외부로 연장되어 차량의 차체측 또는 차륜측에 연결된다.

바디 밸브(50)는, 압축챔버(11a)의 하단에 설치되며, 상기 바디 밸브(50)의 하부에는 후술 될 프리 피스톤(200)과 탄성부재(300)가 설치되는 유압챔버(11c)가 형성된다.

이때, 상기 바디 밸브(50)의 유로를 통해 유체가 상방 또는 하방으로 이동하는데, 유체가 인장 및 압축 행정 방향으로 이동하는 과정에서의 저항력에 의한 감쇠력이 발생한다.

그리고, 상기 바디 밸브(50)의 상부와 하부에는 유로를 선택된 방향으로 개폐하기 위한 밸브 수단(미도시)이 구비된다.

예를 들어, 피스톤 로드(30)와 피스톤 밸브(20)가 압축 행정(도시한 방향에서 하강)시에는 상기 바디 밸브(50)의 유로를 통해 저장실(40)로 유체가 이동한다.

반대로, 피스톤 로드(30)와 피스톤 밸브(20)가 인장 행정(도시한 방향에서 상승)시에는 상기한 동작과 역으로 동작을 한다.

또한, 상기 바디 밸브(50)의 하부에는 저장실(40)과 후술 될 제1유로(110) 및 제2유로(120)에 의해 연결될 수 있도록 유압챔버(11c)가 형성된다.

상기 유압챔버(11c)는, 피스톤 밸브(20)가 압축 행정을 하는 경우, 압축챔버(11a)의 유체가 바디 밸브(50)의 유로를 통해 유압챔버(11c)로 이동한다.

연결유로(100)는, 후술 될 프리 피스톤(200)의 위치에 따른 단면적 가변을 통해 감쇠력을 가변시키기 위한 유로이다.

이러한 상기 연결유로(100)는, 내튜브(11)의 하부에 형성되어, 바디 밸브(50)의 하부에 위치된 유압챔버(11c)와 저장실(40)을 연결한다.

여기서, 상기 연결유로(100)는 상호 간의 높이를 달리하는 제1유로(110)와 제2유로(120)로 구분될 수 있다.

상기 제1유로(110)는, 내튜브(11)의 하부에 수평으로 관통형성되며, 유압챔버(11c)의 상실과 저장실(40)을 연결한다.

여기서, 상기 제1유로(110)는 저장실(40)과 유압챔버(11c)의 상실이 연결된 상태를 유지하도록 한다.

이와 같은 상기 제1유로(110)는, 차량이 정상적인 노면을 주행할 때 유압챔버(11c)의 상실과 저장실(40)을 연결한다.

제2유로(120)는, 내튜브(11)에 수평으로 관통형성되며, 제1유로(110)의 하방에 이격 위치된다.

여기서, 상기 제2유로(120)의 상부와 상기 제1유로(110)의 하부에 형성된 간격 부위에 후술 될 프리 피스톤(200)이 승강 가능하게 위치된다.

그리고, 상기 제2유로(120)는 제1유로(110)보다 작은 단면적으로 형성시킬 수 있는데, 상기 제2유로(120)의 단면적이 작은 이유는 후술 될 프리 피스톤(200)의 행정 거리를 줄이기 위함이다.

이와 같은, 상기 제2유로(120)는 도 2에서처럼 차량의 중고속 구간에서 충격이 전달되는 경우, 프리 피스톤(200)의 하강에 의해 개방된다.

이때, 상기 제2유로(120)의 개방에 의해 유체의 이동 량이 증가하게 되므로, 도 4에서처럼 충격 전달에 의해 감쇠력이 급격히 높아지는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 차량이 주행(중고속 구간)하는 과정에서 충격이 발생하더라도 감쇠력을 즉각적으로 낮출 수 있어, 차량의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

프리 피스톤(200)은, 유압챔버(11c)의 내부를 상실과 하실로 구분하는 상태에서 승강 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 프리 피스톤(200)은 측면이 유압챔버(11c)의 내주면과 밀착된 상태를 유지한다.

이와 같은 상기 프리 피스톤(200)은, 피스톤 밸브(20)의 압축 행정 강도에 따라 하강된 높이를 달리한다.

예를 들어, 차량의 중고속 구간에서 충격이 발생하는 경우, 피스톤 밸브(20)의 압축 행정 거리가 증가에 따라 프리 피스톤(200)의 하강되는 거리가 증가한다.

이때, 프리 피스톤(200)은 하강과 동시에 제2유로(120)를 개방시키며, 상기 제2유로(120)의 개방에 의해 유체가 이동되는 량이 증가하게 된다.

즉, 유압챔버(11c)의 상실과 제1유로(110)를 통해 저장실(40)로 이동하는 유체는, 제2유로(120)의 개방에 의해 이동 량이 증가하고, 이 같은 유체의 이동 량 증가에 의해 감쇠력이 낮아진다.

다시 말해, 차량의 중고속 구간에서 충격이 전달되는 상황에서만 프리 피스톤(200)이 제2유로(120)를 개방하므로, 급격한 감쇠력 증가에 의한 승차감의 저하를 방지할 수 있다.

이후, 상기 프리 피스톤(200)은 피스톤 밸브(20)가 인장 행정을 하는 경우, 후술 될 탄성부재(300)의 복귀 탄성력에 의해 제1유로(110)와 제2유로(120)의 사이 간격으로 상승 위치된다.

따라서, 상기 프리 피스톤(200)은 피스톤 밸브(20)가 설정된 압축 행정 길이(L)를 벗어나는 경우, 제2유로(120)와 유압챔버(11c)의 상실을 연결시킬 수 있다.

탄성부재(300)는, 유압챔버(11c) 내에 설치되며, 피스톤 밸브(20)의 인장 행정시 프리 피스톤(200)을 원래의 위치로 상승 위치시킨다.

이를 위해, 상기 탄성부재(300)는 제1스프링(310)과, 제2스프링(320)으로 구비될 수 있다.

상기 제1스프링(310)은, 유압챔버(11c)의 상실 내에 설치된 상태에서 바디 밸브(50)의 하단과 프리 피스톤(200)의 상단에 각각 연결된다.

제2스프링(320)은, 유압챔버(11c)의 하실 내에 설치되며, 상기 하실의 바닥면과 프리 피스톤(200)의 하단에 각각 연결된다.

여기서, 상기 제2스프링(320)과 제1스프링(310)은 압축 및 인장 탄성력을 제공하기 위한 코일 스프링 형태를 사용할 수 있다.

한편, 도 3에서처럼 유압챔버(11c)에 형성된 하실의 바닥면과 프리 피스톤(200)의 상면에는, 충돌시 충격을 완충하기 위한 완충부재(400)가 각각 부착될 수 있다.

상기 완충부재(400)는, 일정 넓이로 형성될 수 있으며, 상기 완충부재(400)는 완충력을 갖는 고무, 합성수지 등의 소재를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 완충부재(400)는 그 부착 위치를 한정하지 않고, 프리 피스톤(200)의 상면과 하면에 각각 부착시킬 수도 있다.

또한, 상기 완충부재(400)들에는 제1스프링(310)의 일단이 프리 피스톤(200)과 연결되고, 제2스프링(320)의 일단이 유압챔버(11c)에 형성된 하실의 바닥면에 연결될 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 차량이 주행할 때 외부로부터 충격이 전달되는 경우, 프리 피스톤(200)의 하강에 의해 유로의 단면적을 넓혀 줌으로써, 충격 전달시 감쇠력을 즉각적으로 낮춰줄 수 있어 차량의 승차감이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

지금까지 본 발명의 쇽업소버에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 실린더 11: 내튜브
11a: 압축챔버 11b: 인장챔버
11c: 유압챔버 12: 외튜브
20: 피스톤 밸브 30: 피스톤 로드
40: 저장실 50: 바디 밸브
100: 연결유로 110: 제1유로
120: 제2유로 200: 프리 피스톤
300: 탄성부재 310: 제1스프링
320: 제2스프링 400: 완충부재
L: 압축 행정 길이

Claims

유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장 챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이에 형성된 저장실과, 상기 압축챔버의 하부에 바디 밸브가 설치되는 쇽업소버에 있어서,
상기 내튜브의 하부에 형성되어, 상기 바디 밸브의 하부에 위치된 유압챔버와 상기 저장실을 연결하는 연결유로; 및
상기 유압챔버 내에서 상실과 하실로 구분하며, 외부에서 충격이 전달되는 경우 위치를 달리하여, 상기 저장실과 상기 상실을 연결하는 상기 연결유로의 단면적을 가변하는 프리 피스톤;을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 연결유로는,
상기 내튜브의 하부에 관통형성되어, 상기 상실과 상기 저장실을 상시 연결하는 제1유로 및,
상기 제1유로의 하부에 관통형성되어, 상기 피스톤 밸브의 압축 행정시 상기 프리 피스톤의 상하 이동에 의해 개폐되는 제2유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 제2유로는,
상기 제1유로보다 작은 단면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 프리 피스톤은,
상기 피스톤 밸브가 설정된 압축 행정 길이를 벗어나는 경우, 상기 제2유로와 상기 상실을 연결시키는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 유압챔버 내에는,
상기 피스톤 밸브의 인장 행정시 상기 프리 피스톤을 원래의 위치로 상승 위치시키기 위한 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 5에 있어서,
상기 프리 피스톤은,
상기 탄성부재에 의해 상기 제1유로와 상기 제2유로의 사이 간격으로 상승 위치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 5에 있어서,
상기 탄성부재는,
상기 상실 내에서 상기 바디 밸브의 하단과 상기 프리 피스톤의 상단에 각각 연결되는 제1스프링 및,
상기 하실 내에서 바닥면과 상기 프리 피스톤의 하단에 각각 연결되는 제2스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 하실의 바닥면과 상기 프리 피스톤의 상면에는,
충돌시 충격을 완충하기 위한 완충부재가 각각 부착되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.