KR20150128455A - 감쇠력 가변식 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 유체가 충전되는 실린더와, 상기 실린더 내에 위치된 피스톤 로드의 하단에 결합되어 상기 실린더의 내부를 압축챔버와 인장챔버로 구분하는 피스톤 밸브가 구비되는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서, 상기 피스톤 로드와 상기 피스톤 밸브의 사이에 설치되며, 자기력 발생에 의해 하부 작동실 내에 위치된 플런저를 승강시키는 솔레노이드와, 상기 작동실의 하부에 형성되어, 상기 피스톤 밸브를 통해 상기 압축챔버로 연결되는 제1보조 유로와, 상기 제1보조 유로의 상부와 상기 인장챔버를 연결하며, 상기 피스톤 로드의 압축 및 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버의 유체를 상호 이동시키는 제2보조 유로 및, 상기 제1보조 유로 내에서 상기 솔레노이드 밸브의 구동에 의해 승강되어, 상기 제2보조 유로를 선택적으로 개폐하는 스풀을 포함한다.

Description

감쇠력 가변식 쇽업소버{DAMPING FORCE CONTROLLING SHOCK ABSORBER}

본 발명은 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스풀의 절개홈을 이용해 유로의 단면적을 증가시킴으로써, 전류별 감쇠력의 선형성을 확보할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버는 자동차 등의 이동수단에 설치되며 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.

이러한, 쇽업소버는 실린더의 내부에 압축 및 인장 행정 가능하게 설치된 피스톤 로드와, 이 피스톤 로드에 결합된 상태로 실린더의 내부에 위치되어 감쇠력을 발생시키는 피스톤 밸브 등으로 구성된다.

한편, 쇽업소버는 감쇠력을 낮게 설정시 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있는 반면, 감쇠력이 높게 설정시 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다.

따라서, 종래의 차량에는 차량의 사용 목적에 따라 감쇠력 특성이 다르게 설정된 감쇠력 가변식 쇽업소버가 적용되고 있다.

이와 같은 종래의 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 솔레노이드의 스풀이 보조적인 유로를 폐쇄하여 높은 감쇠력(Hard Mode)을 발생시키고, 반대로 스풀이 보조적인 유로를 개방하여 낮은 감쇠력(Soft Mode)을 발생시키도록 구성될 수 있다.

그런데, 종래의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 유로의 초기 유입 단면적이 일정하여 전류별 감쇠력의 선형성을 확보하기에 어려움이 있었고, 보조 유로의 구조가 복잡하여 제작의 어려움이 있었다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제특1998-0002962호(1998년 03월 30일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 감쇠력 가변식 완충 밸브가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 스풀의 이동을 통해 유로의 단면적을 가변함과 아울러, 스풀의 절개홈을 이용해 유로의 단면적을 증가시킴으로써, 압축 및 인장 행정시 하드한 감쇠력과 소프트한 감쇠력을 동시에 구현할 수 있고, 전류별 감쇠력 선형성을 확보할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는, 유체가 충전되는 실린더와, 상기 실린더 내에 위치된 피스톤 로드의 하단에 결합되어 상기 실린더의 내부를 압축챔버와 인장챔버로 구분하는 피스톤 밸브가 구비되는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서, 상기 피스톤 로드와 상기 피스톤 밸브의 사이에 설치되며, 자기력 발생에 의해 하부 작동실 내에 위치된 플런저를 승강시키는 솔레노이드와, 상기 작동실의 하부에 형성되어, 상기 피스톤 밸브를 통해 상기 압축챔버로 연결되는 제1보조 유로와, 상기 제1보조 유로의 상부와 상기 인장챔버를 연결하며, 상기 피스톤 로드의 압축 및 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버의 유체를 상호 이동시키는 제2보조 유로 및, 상기 제1보조 유로 내에서 상기 솔레노이드 밸브의 구동에 의해 승강되어, 상기 제2보조 유로를 선택적으로 개폐하는 스풀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1보조 유로 내에는 상기 스풀을 상방으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스풀은 상승시 측면이 상기 제2보조 유로를 차단하고, 하강시 측면이 상기 제2보조 유로를 개방시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스풀은 측면이 상기 제1보조 유로의 내주면과 접하는 상태로 승강하며, 내부에 중공이 상하로 관통 형성되는 원통 형상의 몸체와, 상기 몸체의 상단 양측을 연결하는 상태로 상부로 이격 위치되며, 상기 솔레노이드 밸브의 하부 플런저와 밀착 위치되는 접촉돌기 및, 상기 몸체의 상단을 따라 하부로 오목하게 형성되어, 상기 몸체가 개방 위치로 하강시 상기 제2보조 유로와 동일 선상에 위치되는 절개홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 절개홈들은 하단이 상기 몸체의 원주 방향을 따라 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체의 상단은 상기 절개홈들을 경계로 상단이 원주 방향을 따라 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 스풀의 이동을 통해 유로의 단면적을 가변함과 아울러, 스풀의 절개홈을 이용해 유로의 단면적을 증가시킴으로써, 압축 및 인장 행정시 하드한 감쇠력과 소프트한 감쇠력을 동시에 구현할 수 있고, 소프트 모드로 동작시 전류별 감쇠력의 선형성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 스풀이 차단 위치로 상승한 상태를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 스풀이 개방 위치로 하강한 상태를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 스풀을 상세히 보여주기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 절개홈을 다른 형태로 적용한 상태를 보여주기 위한 사시도이다.

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 감쇠력 가변식 쇽업소버의 스풀이 차단 위치로 상승한 상태를 보여주기 위한 정단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버의 스풀이 개방 위치로 하강한 상태를 보여주기 위한 정단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 실린더(10)와, 피스톤 로드(20)와, 피스톤 밸브(30)와, 솔레노이드(Solenoid valve, 40)를 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 제1보조 유로(100)와, 제2보조 유로(200)와, 스풀(300)을 포함한다.

상기한 구성들 중, 실린더(10)는 내부에 공간을 형성하는 원통 형상을 가질 수 있으며, 상기 실린더(10)의 내부에는 작동용 유체(오일 등)가 충전된다.

여기서, 상기 실린더(10)의 내부는 후술 될 피스톤 밸브(30)에 의해 압축챔버(11)와 인장챔버(12)로 구분된다.

이와 같은 상기 실린더(10)의 일단과 후술 될 피스톤 로드(20)의 일단은, 차량의 차체측 또는 차륜측에 각각 연결된 상태에서 압축 및 인장 행정을 할 수 있다.

그리고, 상기 실린더(10)의 하단에는 차체측(미도시) 또는 차륜측(미도시)에 연결하기 위한 별도의 결합부(미도시)가 설치될 수 있다.

이와 같은 상기 실린더(10)는, 내부에 공간을 형성하는 내튜브와, 상기 내튜브는 외부에 외튜브가 설치된 복통식 쇽업소버 형태에 적용될 수 있다.

이 경우, 상기 내튜브는 후술 될 피스톤 밸브(30)에 의해 압축챔버(11)와 인장챔버(12)로 구분될 수 있다.

또한, 상기 내튜브와 상기 외튜브 간의 저장실과 압축챔버(11)를 구분하는 바디 밸브(미도시)가 구비될 수 있다.

피스톤 밸브(30)는, 실린더(10)의 내부를 상하로 분할하며, 실린더(10)의 내부에서 왕복 이동하면서 유체(1)의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.

예를 들어, 상기 피스톤 밸브(30)의 압축 행정시에는 인장챔버(12)에 비해 하부 압축챔버(11)의 압력이 상승한다.

이때, 상기 압축챔버(11)의 압력 상승에 의해 상기 압축챔버(11) 내에 충전된 유체(1)가 메인 유로(31)를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 인장챔버(12)로 이동한다.

반대로, 피스톤 밸브(30)의 인장 행정시에는 압축챔버(11)에 비해 인장챔버(12)의 압력이 상승한다.

이때, 상기 인장챔버(12)의 압력 상승에 의해 상기 인장챔버(12)의 내부 유체(1)가 메인 유로(31)를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 압축챔버(11)로 이동한다.

솔레노이드(40)는, 하드 모드와 소프트 모드를 선택적으로 전환시키기 위함으로, 피스톤로드(20)와 피스톤밸브(30) 사이에 결합된다.

여기서, 상기 솔레노이드(40)는 전원 공급시 자기력을 형성시키는 코일과, 상기 코일의 자기력 형성에 의해 승강하는 플런저(41) 등으로 구성된다.

그리고, 상기 솔레노이드(40)의 하방에는 플런저(41)가 승강 가능하게 위치되는 작동실(42)이 일정 넓이로 형성될 수 있다.

이때, 상기 플런저(41)는 하부에 형성된 작동실(42) 내에서 승강하며, 후술 될 스풀(300)을 하부로 밀거나 상부로 상승하여 스풀(300)이 탄성력에 의해 상승되도록 할 수 있다.

제1보조 유로(100)는, 작동실(42)의 하부에 형성되어, 피스톤 밸브(30)를 통해 압축챔버(11)로 연결된다.

여기서, 상기 제1보조 유로(100)의 내부에는 후술 될 스풀(300)이 내주면에 접하는 상태로 승강된다.

그리고, 상기 제1보조 유로(100)는 피스톤 로드(20)의 압축 및 인장 행정시 유체가 압축챔버(11)와 인장챔버(12)로 상호 이동될 수 있는 통로를 형성한다.

또한, 상기 제1보조 유로(100) 내에는 후술 될 스풀(300)을 상방으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재(400)가 더 구비될 수 있다.

상기 탄성부재(400)는, 상하로 압축력을 작용시키기 위한 코일 스프링 형태로 구비될 수 있다.

즉, 상기 탄성부재(400)는 전술한 플런저(41)가 상승시 후술 될 스풀(300)을 개방 또는 폐쇄 위치로 상승시킨다.

제2보조 유로(200)는, 제1보조 유로(100)의 상부와 인장챔버(12)를 연결하며, 피스톤 로드(20)의 압축 및 인장 행정시 압축챔버(11)와 인장챔버(12)의 유체를 상호 이동시킨다.

여기서, 상기 제2보조 유로(200)는 도 1과 도 2에서처럼 피스톤 밸브(30)의 상부에 위치될 수 있다.

이와 같은 상기 제2보조 유로(200)는 일단이 제1보조 유로(100)에 연결되고, 타단이 인장챔버(12)에 연결될 수 있다.

스풀(300)은, 제1보조 유로(100) 내에서 솔레노이드(40)의 구동에 의해 승강되어 제2보조 유로(100)를 선택적으로 개폐한다.

여기서, 상기 스풀(300)은 상승시 측면이 제2보조 유로(200)를 차단하고, 하강시 측면이 제2보조 유로(200)를 개방시킨다.

이를 위해, 상기 스풀(300)은 몸체(310)와, 접촉돌기(320)와, 절개홈(330)으로 구비될 수 있다.

상기 몸체(310)는, 측면이 상기 제1보조 유로(100)의 내주면과 접하는 상태로 승강하며, 상기 몸체(310)의 내부에 중공(311)이 상하로 관통 형성된다.

여기서, 상기 몸체(310)는 도 3과 도 4에서처럼 원통 형상을 가질 수 있으나, 전술한 제1보조 유로(100)의 내주면과 대응되는 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 몸체(310)의 중공(311)은 압축챔버(11)와 인장챔버(12)의 유체가 제1보조 유로(100) 또는 제2보조 유로(200)로 이동되는 통로의 역할을 한다.

또한, 상기 몸체(310)의 상단에는 경사면(312)이 형성될 수 있는데, 상기 경사면(312)은 상기 몸체(310)의 내주면을 따라 형성된다.

이때, 상기 경사면(312)은 상부로 갈수록 직경이 점진적으로 넓어지는 형태를 가질 수 있다.

이와 같은 상기 경사면(312)은, 제2보조 유로(200)를 통해 상방으로 유입되는 유체를 하부로 안내하는 역할을 한다.

아울러, 상기 몸체(310)의 외주에는 오목한 슬릿이 수평하게 형성될 수 있고, 상기 슬릿은 상하 방향을 따라 다수로 형성될 수 있다.

접촉돌기(320)는, 전술한 플런저(41)와 밀착된 상태로 위치되며, 상기 플런저(41)의 누름 및 누름 해지 동작에 의해 함께 승강한다.

여기서, 상기 접촉돌기(320)는 몸체(310)의 상단과 이격된 상태로 위치되고, 상기 접촉돌기(320)의 양단이 상기 몸체(310)의 상단 양측에 각각 연결된다.

즉, 상기 접촉돌기(320)는 몸체(310)의 상단과 이격 위치되므로, 유체가 중공(311)의 상부로 유입 및 배출될 수 있다.

절개홈(330)은, 오리피스 홀을 형성하는 것으로, 상기 절개홈(330)은 몸체(310)의 상단을 따라 하부로 오목하게 형성된다.

예를 들어, 도 2서처럼 상기 절개홈(330)은 몸체(310)가 개방 위치로 하강시 제2보조 유로(200)와 동일 선상으로 위치된다.

이 상태에서는, 상기 제2보조 유로(200)를 통해 제1보조 유로(100)로 유입되는 유체가 절개홈(330)을 통해 중공(311)으로 유입된다.

이때, 상기 절개홈(330)은 중공(311)의 상부 개방 면적에 추가적인 개방 면적을 제공하므로, 유로의 단면적을 증가시킬 수 있다.

그리고, 상기 절개홈(330)들은 도 3에서처럼 하단이 몸체(310)의 원주 방향을 따라 곡면으로 형성될 수 있다.

이와 다르게, 상기 몸체(310)의 상단은 도 4에서처럼 절개홈(330)들을 경계로 상단이 원주 방향을 따라 곡면으로 형성될 수 있다.

즉, 상기 절개홈(330)은 유로의 초기 단면적을 형성시킬 수 있어 전류별 감쇠력 선형성을 확보할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 도 2에서와 같이 소프트 모드로 구동시, 플런저(41)의 누르는 힘에 의해 스풀(300)이 개방 위치로 하강한다.

이때, 상기 스풀(300)의 절개홈(330)은 제2보조 유로(200)와 동일 선상에 위치하여, 제1보조 유로(100)와 제2보조 유로(200)를 연결시킨다.

이 상태에서, 피스톤 로드(20)의 압축 행정시 압축챔버(11)로부터 제1보조 유로(100)로 유입되는 유체가 스풀(300)의 중공(311)과 절개홈(330)과 제2보조 유로(200)를 통해 인장챔버(12)로 이동한다.

이와 동시에, 압축챔버(11)의 유체가 피스톤 밸브(30)의 메인 유로(31)를 통해 인장챔버(12)로 이동하면서 메인 감쇠력을 발생시킨다.

한편, 피스톤 로드(20)의 인장 행정시 도 2에서처럼 인장챔버(12)로부터 제2보조 유로(200)로 유입되는 유체가 스풀(300)의 절개홈(330)과 중공(311)과 제1보조 유로(100)를 통해 압축챔버(11)로 이동한다.

이와 동시에, 인장챔버(12)의 유체가 피스톤 밸브(30)의 메인 유로(31)를 통해 압축챔버(11)로 이동하면서 메인 감쇠력을 발생시킨다.

즉, 소프트 모드로 구동시에는 메인 유로(31)와 제1보조 유로(100) 및 제2보조 유로(200)가 개방되므로, 유체가 이동하는 유로의 단면적을 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 소프트한 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

이와 반대로, 본 발명의 감쇠력 가변식 쇽업소버는 도 1에서와 같이 하드 모드로 구동시, 플런저(41)가 상승하고, 스풀(300)이 탄성부재(400)의 탄성력에 의햐 함께 상승한다.

이때, 상기 스풀(300)의 절개홈(330)은 제2보조 유로(200)의 상부로 이동 위치되고, 스풀(300)의 측면이 제2보조 유로(200)를 차단한다.

이 상태에서, 피스톤 로드(20)의 압축 및 인장 행정시 제1보조 유로(100)와 제2보조 유로(200)가 차단된 상태로 피스톤 밸브(30)의 메인 유로(31)를 통해 압축챔버(11)와 인장챔버(12)로 이동하면서 메인 감쇠력을 발생시킨다.

즉, 하드 모드로 구동시에는 메인 유로(31)가 단독으로 개방되므로, 유체가 이동하는 유로의 단면적을 좁힐 수 있으며, 이를 통해 하드한 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 스풀(300)의 이동을 통해 유로의 단면적을 가변함과 아울러, 스풀(300)의 절개홈(330)을 이용해 유로의 단면적을 증가시킬 수 있다.

이로써, 압축 및 인장 행정시 하드한 감쇠력과 소프트한 감쇠력을 동시에 구현할 수 있고, 전류별 감쇠력 선형성을 확보할 수 있다.

지금까지 본 발명의 감쇠력 가변식 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: 압축챔버
12: 인장챔버 20: 피스톤 로드
30: 피스톤 밸브 31: 메인 유로
40: 솔레노이드 41: 플런저
42: 작동실 100: 제1보조 유로
200: 제2보조 유로 300: 스풀(Spool)
310: 몸체 311: 중공
312: 경사면 320: 접촉돌기
330: 절개홈 400: 탄성부재

Claims (6)

1. 유체가 충전되는 실린더와, 상기 실린더 내에 위치된 피스톤 로드의 하단에 결합되어 상기 실린더의 내부를 압축챔버와 인장챔버로 구분하는 피스톤 밸브가 구비되는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 있어서,
   상기 피스톤 로드와 상기 피스톤 밸브의 사이에 설치되며, 자기력 발생에 의해 하부 작동실 내에 위치된 플런저를 승강시키는 솔레노이드;
   상기 작동실의 하부에 형성되어, 상기 피스톤 밸브를 통해 상기 압축챔버로 연결되는 제1보조 유로;
   상기 제1보조 유로의 상부와 상기 인장챔버를 연결하며, 상기 피스톤 로드의 압축 및 인장 행정시 상기 압축챔버와 상기 인장챔버의 유체를 상호 이동시키는 제2보조 유로; 및
   상기 제1보조 유로 내에서 상기 솔레노이드 밸브의 구동에 의해 승강되어, 상기 제2보조 유로를 선택적으로 개폐하는 스풀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1보조 유로 내에는,
   상기 스풀을 상방으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스풀은,
   상승시 측면이 상기 제2보조 유로를 차단하고, 하강시 측면이 상기 제2보조 유로를 개방시키는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스풀은,
   측면이 상기 제1보조 유로의 내주면과 접하는 상태로 승강하며, 내부에 중공이 상하로 관통 형성되는 원통 형상의 몸체와,
   상기 몸체의 상단 양측을 연결하는 상태로 상부로 이격 위치되며, 상기 솔레노이드 밸브의 하부 플런저와 밀착 위치되는 접촉돌기 및,
   상기 몸체의 상단을 따라 하부로 오목하게 형성되어, 상기 몸체가 개방 위치로 하강시 상기 제2보조 유로와 동일 선상에 위치되는 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 절개홈들은,
   하단이 상기 몸체의 원주 방향을 따라 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 몸체의 상단은,
   상기 절개홈들을 경계로 상단이 원주 방향을 따라 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.

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