KR20150080986A

KR20150080986A - 쇽업소버

Info

Publication number: KR20150080986A
Application number: KR1020140000492A
Authority: KR
Inventors: 김정민
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2014-01-03
Filing date: 2014-01-03
Publication date: 2015-07-13
Also published as: KR102152024B1

Abstract

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 간의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 저장실 내에서 가스챔버와 오일챔버로 구분하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 양 방향으로 이동하는 프리 피스톤 및, 상기 가스챔버 내에서 상기 프리 피스톤을 하방으로 지지하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 상기 프리 피스톤에 반발력을 작용시켜 충격을 흡수하는 완충부를 포함한다.

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 프리 피스톤을 통해 전달되는 충격이 탄성부재의 반발력에 의해 흡수되도록 함으로써, 외부에 별도의 충격 방지 구조를 설치하지 않아도 되므로 부피가 크지 않고, 설치공간 확보가 용이한 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버는 노면으로부터의 진동을 억제하거나 감쇠하는 역할을 하며, 차체 또는 프레임과 휠 사이에 장착된 상태에서 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수한다.

이와 같은 상기 쇽업소버의 형태 중, 복통형 쇽업소버는 내튜브와 외튜브로 구비되는 실린더와, 상기 내튜브 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.

그리고, 종래의 복통형 쇽업소버의 외부에는 차체와 외튜브 간의 충돌 방지를 위해, 별도의 범퍼와 스트라이크 캡(Strike cap) 등이 추가적으로 구성된다.

그런데, 종래의 복통형 쇽업소버는 별도의 범퍼와 스트라이크 캡(Strike cap) 등이 추가적으로 구성되므로, 장치의 부피가 커지기 때문에 장치의 설치공간 확보가 용이하지 않고 장착성이 좋지 않았다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0084702호(2009년 08월 05일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 유체압 완충기가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 프리 피스톤을 통해 전달되는 충격이 탄성부재의 반발력에 의해 흡수되도록 함으로써, 외부에 별도의 충격 방지 구조를 설치하지 않아도 되므로 부피가 크지 않고, 설치공간 확보가 용이한 쇽업소버를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 탄성부재가 프리 피스톤을 탄성 지지하는 상태로 설치되므로, 댐핑 응답 성능도 향상시킬 수 있는 쇽업소버를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 간의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 저장실 내에서 가스챔버와 오일챔버로 구분하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 양 방향으로 이동하는 프리 피스톤 및, 상기 가스챔버 내에서 상기 프리 피스톤을 하방으로 지지하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 상기 프리 피스톤에 반발력을 작용시켜 충격을 흡수하는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 완충부는 상기 가스챔버 내에 고정적으로 설치되는 지지부재 및, 상기 지지부재에 상단이 걸림 위치되며, 하단이 상기 프리 피스톤을 탄성 지지하는 탄성부재를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부재는 수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 압축성 탄성물질을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압축성 탄성물질은 발포 우레탄 계열의 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성부재는 수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 코일 스프링 형태를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 지지부재의 측면은 상기 가스챔버의 내부면과 긴밀하게 밀착 설치되어, 상기 가스챔버 내의 기체와 상기 탄성부재의 접촉을 방지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가스챔버의 내부면에는 상기 지지부재의 측면이 대응되게 삽입 위치되도록 하나 또는 다수의 걸림홈이 오목하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 걸림홈은 상기 가스챔버의 상하 방향을 따라 다수로 형성되며, 상기 지지부재는 상기 걸림홈에 선택적으로 설치하여, 상기 탄성부재의 반발력을 가변적으로 조절 가능하게 할 수 있다.

본 발명은 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 프리 피스톤을 통해 전달되는 충격이 탄성부재의 반발력에 의해 흡수되도록 함으로써, 외부에 별도의 충격 방지 구조를 설치하지 않아도 되므로 부피가 크지 않고, 설치공간 확보가 용이한 효과를 갖는다.

또한, 탄성부재가 프리 피스톤을 탄성 지지하는 상태로 설치되므로, 댐핑 응답 성능도 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버에서 피스톤 밸브의 압축 행정 상태를 보여주기 위한 작동상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버에서 피스톤 밸브의 인장 행정 상태를 보여주기 위한 작동상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버에서 탄성부재를 코일 스프링 형태로 적용한 상태를 보여주기 위한 정면도이다.

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 참조로 하면, 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(100)을 포함한다.

먼저, 상기 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.

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

그리고, 상기 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, 도 1에서처럼 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.

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

또한, 외튜브(12)의 일단과 후술 될 피스톤 로드(30)의 일단은 차량의 차체측 또는 차륜측에 각각 연결되며, 이 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 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)로 구분하며, 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 유로를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 인장챔버(11b)로 이동한다.

반대로, 피스톤 밸브(20)가 인장 행정을 하는 경우에는, 상기한 동작과 역 방향으로 동작한다.

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

바디 밸브(50)는, 압축챔버(11a)의 하단에 설치되어, 상기 압축챔버(11a)와 저장실(40)을 구분한다.

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 역방향으로 동작을 한다.

도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버에서 피스톤 밸브의 압축 행정 상태를 보여주기 위한 작동상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버에서 피스톤 밸브의 인장 행정 상태를 보여주기 위한 작동상태도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 프리 피스톤(100)은 저장실(40) 내에서 유체의 압력에 의해 양 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 프리 피스톤(100)은 저장실(40) 내에서 가스챔버(41)와 오일챔버(42)로 구분하며, 상기 피스톤 밸브(20)의 압축과 인장 행정시 양 방향으로 이동한다.

그리고, 상기 프리 피스톤(100)은 내튜브(11)가 관통 결합될 수 있도록 중앙에 중공이 상하로 관통 형성된다.

또한, 상기 프리 피스톤(100)의 내주면과 외주면은 내튜브(11)의 외주면과 외튜브(12)의 내주면에 긴밀하게 밀착된다.

이러한 상기 프리 피스톤(100)은, 피스톤 밸브(20)가 압축과 인장 행정을 하는 경우, 바디 밸브(50)의 유로와 저장실(40)로 이동하는 유체의 압력에 의해 양 방향으로 진동한다.

완충부(200)는, 가스챔버(41) 내에서 프리 피스톤(100)을 하방으로 지지하며, 피스톤 밸브(20)의 압축과 인장 행정시 프리 피스톤(100)에 반발력을 작용시켜 충격을 완충한다.

이를 위해, 상기 완충부(200)는 저장실(40) 내에 설치되는 지지부재(210)와, 탄성부재(220)로 구비될 수 있다.

상기 지지부재(210)는, 저장실(40)의 가스챔버(41) 내에 고정적으로 설치되며, 상기 지지부재(210)의 측면은 가스챔버(41)의 내주면과 긴밀하게 밀착 설치된다.

이와 같은 상기 지지부재(210)는, 탄성부재(220)를 지지하는 역할 이외에, 가스챔버(41) 내에 충전된 기체와 탄성부재(220)가 접촉하지 않도록 차단하는 역할도 한다.

뿐만 아니라, 전술한 가스챔버(41)의 내주면에는 지지부재(210)의 측면이 대응 삽입되고, 하나 또는 다수의 걸림홈(41a)이 오목하게 형성된다.

상기 걸림홈(41a)은 내튜브(11)의 외주와 외튜브(12)의 내주를 따라 연속적으로 형성시킬 수 있다.

그리고, 지지부재(210)의 측면에는 걸림홈(41a)에 암수로 대응 삽입시키기 위한 걸림돌기(미도시)가 돌출 형성될 수도 있다.

또한, 상기 걸림홈(41a)을 가스챔버(41)의 상하 방향을 따라 다단으로 형성시킬 수도 있다.

이때, 지지부재(210)는 걸림홈(41a)에 선택적으로 설치하여, 이하 설명될 탄성부재(220)의 반발력을 가변적으로 조절할 수 있다.

탄성부재(220)는, 지지부재(210)에 상단이 걸림 위치되며, 하단이 상기 프리 피스톤(100)을 탄성 지지한다.

이때, 상기 탄성부재(220)는 프리 피스톤(100)에 일정한 탄성력을 지속적으로 작용시킬 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(220)와 프리 피스톤(100) 간의 긴밀한 밀착을 통해 댐핑 응답성을 향상시킬 수 있다.

이를 위해, 상기 탄성부재(220)는 수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 압축성 탄성물질을 선택적으로 사용할 수 있다.

여기서, 상기 압축성 탄성물질은 발포 우레탄(urethane foam) 계열의 소재를 사용할 수 있다.

한편, 상기 탄성부재(220)는 도 4에서처럼 수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 코일 스프링 형태를 사용할 수 있다.

즉, 상기 코일 스프링의 압축 및 이완 과정을 통해 프리 피스톤(100)으로부터 전달되는 충격을 완충할 수 있다.

이하, 도 2와 도 3을 참조로 본 발명에 따른 쇽업소버의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 피스톤 밸브(20)가 압축 행정을 하는 경우, 도 2에서처럼 압축챔버(11a) 내의 압력이 상승함에 따라 압축챔버(11a) 내의 일부 유체는 피스톤 밸브(20)의 유로를 통과한다.

이때, 유체는 상기 피스톤 밸브(20)의 유로를 통과하여 인장챔버(11b)로 유동하는 동시에, 바디 밸브(50)의 유로를 통해 저장실(40)로 이동하면서 감쇠력을 발생시킨다.

이 과정에서, 프리 피스톤(100)은 저장실(40)의 오일챔버(42)로 이동하는 유체의 압력에 의해 일정 거리만큼 이동되고, 탄성부재(220)는 프리 피스톤(100)이 미는 압력에 의해 일정 부분 압축이 이루어지면서 충격을 완충한다.

반대로, 피스톤 밸브(20)가 인장 행정을 하는 경우, 도 3에서처럼 인장챔버(11b) 내의 압력이 상승함에 따라 인장챔버(11b) 내의 일부 유체는 피스톤 밸브(20)의 유로를 통과하여 감쇠력을 발생시킨다.

이때, 유체는 상기 피스톤 밸브(20)의 유로를 통과하여 압축챔버(11a)로 유동하는 동시에, 저장실(40) 내의 일부 유체는 바디 밸브(50)의 유로를 통해 압축챔버(11a)로 이동하면서 감쇠력을 발생시킨다.

이 과정에서, 프리 피스톤(100)은 유체의 이동과 탄성부재(220)의 압축 탄성력에 의해 원래의 위치로 이동되고, 탄성부재(220)는 자체 탄성력에 의해 원래의 형태로 복원이 이루어진다.

결과적으로, 본 발명은 피스톤 밸브(20)의 압축과 인장 행정시 프리 피스톤(100)을 통해 전달되는 충격이 탄성부재(220)의 반발력에 의해 흡수되도록 할 수 있다.

이로써, 외부에 별도의 충격 방지 구조를 설치하지 않아도 되므로 부피가 크지 않고, 설치공간 확보가 용이하다.

또한, 탄성부재(220)가 프리 피스톤(100)을 탄성 지지하는 상태로 설치되므로, 댐핑 응답 성능도 향상시킬 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
12: 외튜브 20: 피스톤 밸브
30: 피스톤 로드 40: 저장실
41: 가스챔버 41a: 걸림홈
42: 오일챔버 50: 바디 밸브
100: 프리 피스톤 200: 완충부
210: 지지부재 220: 탄성부재

Claims

유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축챔버와 인장챔버로 구분하며 외력에 의해 압축과 인장 행정을 하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 간의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서,
상기 저장실 내에서 가스챔버와 오일챔버로 구분하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 양 방향으로 이동하는 프리 피스톤; 및
상기 가스챔버 내에서 상기 프리 피스톤을 하방으로 지지하며, 상기 피스톤 밸브의 압축과 인장 행정시 상기 프리 피스톤에 반발력을 작용시켜 충격을 흡수하는 완충부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 1에 있어서,
상기 완충부는,
상기 가스챔버 내에 고정적으로 설치되는 지지부재 및,
상기 지지부재에 상단이 지지되며, 하단이 상기 프리 피스톤을 탄성 지지하는 탄성부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 탄성부재는,
수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 압축성 탄성물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 3에 있어서,
상기 압축성 탄성물질은,
발포 우레탄 계열의 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 탄성부재는,
수축 및 이완을 통해 충격을 흡수하기 위한 코일 스프링 형태를 사용하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 지지부재의 측면은,
상기 가스챔버의 내부면과 긴밀하게 밀착 설치되어, 상기 가스챔버 내의 기체와 상기 탄성부재의 접촉을 방지시키는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 2에 있어서,
상기 가스챔버의 내부면에는,
상기 지지부재의 측면이 대응되게 삽입 위치되도록 하나 또는 다수의 걸림홈이 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
청구항 7에 있어서,
상기 걸림홈은,
상기 가스챔버의 상하 방향을 따라 다수로 형성되며,
상기 지지부재는,
상기 걸림홈에 선택적으로 설치하여, 상기 탄성부재의 반발력을 가변적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 쇽업소버.