KR20170082940A - 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 댐퍼의 실린더 내에서 왕복 슬라이딩 운동 가능하며, 작동 유체가 유동되는 유로가 형성되며, 상기 유로를 통한 상기 작동 유체의 유동량을 제어하기 위한 밸브가 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체에 있어서, 상기 댐퍼의 피스톤 로드의 말단부에 적층되도록 조립되는 피스톤 바디 및 리테이너를 포함하며, 상기 리테이너와 상기 피스톤 바디의 경계면의 적어도 일 부분에는 씰링층이 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체에 관한 것이다.

Description

댐퍼용 피스톤 밸브 조립체{PISTON VALVE ASSEMBLY FOR USE IN DAMPER}

본 발명은 댐퍼에 사용되는 피스톤 밸브 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피스톤 바디와 리테이너의 결합면의 시일링을 향상시킨 RS 밸브 조립체(retainer type sandwich valve assembly)에 관한 것이다.

일반적으로 댐퍼는, 예를 들어 차량에 사용되어, 차량이 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 완충하고 차량의 조정 안정성을 향상시킨다. 또한, 차량의 진동에 따라, 즉 댐퍼의 작동 속도 등에 따라 감쇠력을 변화시킬 수 있는 가변 댐퍼의 채택이 늘어나고 있다.

가변 댐퍼는 실린더 내부에서 슬라이딩 운동하는 피스톤에 마련된 밸브 조립체를 포함하고, 이 피스톤 밸브 조립체에는 단일 또는 이중의 유로가 형성될 수 있다. 피스톤 밸브 조립체 유로의 개폐가 적절하게 조절됨으로써, 댐퍼로부터 소정의 감쇠력을 얻어질 수 있다. 따라서, 피스톤 밸브 조립체에 형성된 유로에서 누출이 있으면, 감쇠력을 정확하게 조절할 수 없다.

최근 차량에 대해서 채용이 늘어나고 있는, RS 밸브를 포함하는 댐퍼의 경우, 피스톤 밸브 조립체는 피스톤 바디, 리테이너 및 감쇠력을 제어하는 디스크 등을 피스톤 로드에 적층되게 삽입시킨 후, 너트 등의 체결수단을 피스톤 로드 말단에 체결함으로써, 조립된다. 이때, 작동 유체가 유동되는 유로는 피스톤 바디에 형성된 관통 구멍과 리테이너에 형성된 관통 구멍이 서로 연통되도록 함으로써, 구성될 수 있다. 그런데, 피스톤 바디와 리테이너의 경계면을 통한 작동 유체의 누출 개연성이 있어, 감쇠력 산포를 유발하는 문제가 발생될 수 있다.

대한민국 공개특허공보 특2002-0027911호 (2002년 04월 15일) 대한민국 공개특허공보 10-2007-0073213 (2007년 07월 10일) 대한민국 공개특허공보 10-2013-0139491 (2013년 12월 23일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 피스톤 바디와 리테이너의 경계면을 통한 작동 유체의 누출을 방지하여, 댐퍼의 감쇠력 산포을 방지할 수 있는 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체 및 이를 포함하는 댐퍼를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 댐퍼의 실린더 내에서 왕복 슬라이딩 운동 가능하며, 작동 유체가 유동되는 유로가 형성되며, 상기 유로를 통한 상기 작동 유체의 유동량을 제어하기 위한 밸브가 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체에 있어서, 상기 댐퍼의 피스톤 로드의 말단부에 적층되도록 조립되는 피스톤 바디 및 리테이너를 포함하며, 상기 리테이너와 상기 피스톤 바디의 경계면의 적어도 일 부분에는 씰링층이 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체가 제공된다.

상기 리테이너는 2개 마련되어, 각각 상기 피스톤 바디의 상측 및 하측에 배칠 될 수 있다.

상기 피스톤 바디 및 상기 리테이너는 상기 피스톤 로드의 말단에 체결되는 체결 부재에 의해서 서로 밀착되도록 조립될 수 있다.

상기 씰링층의 두께는 1mm 이하로 형성될 수 있다.

상기 씰링층은 상기 피스톤 바디의 축력 지지부 및 파티션부 중 적어도 어느 하나의 표면에 형성될 수 있다.

상기 씰링층은 몰딩에 의해서 상기 피스톤 바디에 형성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 밸브 조립체의 구성이 적용될 수 있는 종래의 피스톤 밸브 조립체의 단면 개념도,
도 2는 종래의 피스톤 밸브 조립체의 피스톤 바디 및 리테이너의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 밸브 조립체의 피스톤 바디의 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 밸브 조립체 구성이 적용될 수 있는 종래의 피스톤 밸브 조립체의 개략적인 단면을 도시한다.

종래의 피스톤 밸브 조립체는 도시된 바와 같이 메인 유로(M)와 파일럿 유로(P)와 바이패스 유로(B)를 포함할 수 있다.

메인 유로(M)는 피스톤 바디(100)에 번갈아 배치되는 압축 유로(102)와 인장 유로(101)를 통해서 유동되는 작동 유체에 의하여 생성될 수 있다.

파일럿 유로(P)는 제1 파일럿 챔버(311)와 제2 파일럿 챔버(322) 각각의 압력이 일정 정도 이상 높아지면, 제1 파일럿 챔버(311) 및 제2 파일럿 챔버(322) 내부의 압력을 일정 정도로 유지토록 제1 파일럿 챔버(311) 및 제2 파일럿 챔버(322)로부터 배출되는 일정량만큼의 작동 유체에 의하여 생성될 수 있다.

제1 파일럿 챔버(311)는 피스톤 바디(100)의 상부에 배치된 압축 리테이너(200)와 압축 리테이너(200)의 상부에 배치된 제1 하우징(310)에 의하여 형성된다.

제2 파일럿 챔버(322)는 피스톤 바디(100)의 하부에 배치된 인장 리테이너(400)와 인장 리테이너(400)의 하부에 배치된 제2 하우징(320)에 의하여 형성된 것이다.

바이패스 유로(B)는 피스톤 바디(100)의 상, 하부에 대칭되게 각각 배치되는 압축 리테이너(200) 및 인장 리테이너(400)와 스풀 로드(500)의 상하 길이 방향을 따라 복수로 가로질러 관통된 홀들(501~506)을 지나는 작동 유체에 의하여 형성된다.

피스톤 로드(700)의 말단부일 수 있는 스풀 로드(500)는 피스톤 바디(100), 압축 리테이너(200), 인장 리테이너(400), 제1 하우징(310) 및 제2 하우징(320)의 중심부를 관통한다.

메인 유로(M)에 대해서 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 인장 행정 시에는, 피스톤 바디(100)에 형성된 관통 구멍인 인장 유로(101)와 피스톤 바디(100)의 하면에 배치된 인장 리테이너(400)에 형성된 관통 구멍인 연통홀(401)에 의해서, 그리고, 압축 행정 시에는, 피스톤 바디(100)에 형성된 관통 구멍인 압축 유로(102)와 피스톤 바디(100)의 상면에 배치된 압축 리테이너(200)에 형성된 관통 구멍인 연통홀(201)에 의해서 메인 유로(M)가 형성될 수 있다.

바이패스 유로(B)에 대해서 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 인장 행정 시에는, 피스톤 바디(100)의 인장 유로(101) 상부로부터 인장 리테이너(400)의 연통홀(401)을 거쳐 가동 스풀(600)의 왕복 방향을 따라 스풀 로드(500)를 관통하고 피스톤 바디(100)의 압축 유로(102)와 인장 리테이너(400)의 상면을 통하여 인장 리테이너(400)의 외측으로 배출되는 작동 유체에 의하여, 그리고 압축 행정 시에는, 피스톤 바디(100)의 압축 유로(102) 하부로부터 압축 리테이너(200)의 연통홀(201)을 거쳐 가동 스풀(600)의 왕복 방향을 따라 스풀 로드(500)를 관통하고 피스톤 바디(100)의 인장 유로(101)와 압축 리테이너(200)의 하면을 통하여 압축 리테이너(200)의 외측으로 배출되는 작동 유체에 의하여 바이패스 유로(B)가 형성될 수 있다.

파일럿 유로(P)에 대해서 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 인장 행정 시에는, 피스톤 바디(100)의 인장 유로(101) 상부로부터 인장 리테이너(400)의 연통홀(401)을 거쳐 가동 스풀(600)의 왕복 방향을 따라 스풀 로드(500)를 관통하고 제2 하우징(320)의 내부 공간인 제2 파일럿 챔버(322)를 통하여 제2 하우징(320)의 하면 외측으로 배출되는 작동 유체에 의하여, 그리고 압축 행정 시에는 피스톤 바디(100)의 압축 유로(102) 하부로부터 압축 리테이너(200)의 연통홀(201)을 거쳐 가동 스풀(600)의 왕복 방향을 따라 스풀 로드(500)를 관통하고 제1 하우징(310)의 내부 공간인 제1 파일럿 챔버(311)를 통하여 제1 하우징(310)의 상면 외측으로 배출되는 작동 유체에 의하여 파일럿 유로(P)가 형성될 수 있다.

여기서, 스풀 로드(500)는 피스톤 로드(700)의 단부에 장착되고, 스풀 로드(500) 내에는 왕복 가능한 가동 스풀(600)이 길이 방향을 따라 내장된다.

피스톤 조립체는 메인 유로(M)와 파일럿 유로(P)와 바이패스 유로(B)를 형성하는 피스톤 바디(100), 압축 리테이너(200) 및 인장 리테이너(400)를 포함한다.

또한, 파일럿 유로(P)의 형성을 위하여 제1, 2 하우징(310, 320)의 제1, 2 파일럿 챔버(311, 322)를 막아서 기밀을 유지하도록 제1 씰링 부재(810)와 제2 씰링 부재(820)를 포함할 수도 있다.

제1 씰링 부재(810)는 압축 리테이너(200)의 상면에 안착되고 제1 하우징(310)의 내부 공간이 제1 파일럿 챔버(311)가 되도록 제1 하우징(310)의 하측 내주면을 씰링하면서 작동 유체의 압력에 의하여 일정 정도의 상하 왕복을 허용하는 것이다.

제2 씰링 부재(820)는 인장 리테이너(400)의 하면에 안착되고 제2 하우징(320)의 내부 공간이 제2 파일럿 챔버(322)가 되도록 제2 하우징(320)의 상측 내주면을 씰링하면서 작동 유체의 압력에 의하여 일정 정도의 상하 왕복을 허용하는 것이다.

도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같은 밸브 조립체에 사용되는 밸브 바디(100)와 압축 리테이너(200)(또는 인장 리테이너(400))의 분리된 사시도가 도시되고, 도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같은 밸브 조립체에 사용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브 바디(100a)의 사시도가 도시된다.

종래의 밸브 조립체에 사용되는 밸브 바디(100)는 스풀 로드(500)가 관통되는 관통공(150)을 둘러싸는 축력 지지부(110), 및 인장 유로(101)와 압축 유로(102)를 구획하는 파티션부(120)를 구비한다. 축력 지지부(110)의 상측 표면 및 파티션부(120)의 상측 표면은 압축 리테이너(200)의 하측 표면과 접촉되고, 축력 지지부(110)의 하측 표면 및 파티션부(120)의 하측 표면은 인장 리테이너(400) 상측 표면과 접촉된다.

그러면, 압축 리테이너(200)의 연통홀(201)과, 파티션부(120)와 축력 지지부(110) 사이의 공간이, 예를 들어 압축 행정 시에 유로(M, B, P)를 형성하고, 인장 리테이너(400)의 연통홀(401)과, 파티션부(120)의 반경방향 외측 공간이, 예를 들어 인장 행정 시에 유로(M, B, P)를 형성할 수 있다.

이와 같이 형성된 유로(M, B, P)를 통해서 유동되는 작동 유체의 유량은 씰링 부재(810, 820)의 디스크 밸브, 하우징(310, 320) 외부에 배치된 디스크 밸브, 및 스풀(600)에 의해서 제어되어, 소정의 감쇠력이 얻어 질 수 있다.

그런데, 만약, 예를 들어, 피스톤 바디(100)와 리테이너(200, 400) 사이의 경계면으로부터의 작동 유체 누출과 같은, 유로(M, B, P)로부터 작동 유체의 누출이 발생되면, 소정의 감쇠력을 얻을 수 없고, 감쇠력 산포가 발생될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤 바디(100a)는, 피스톤 밸브의 조립 시, 피스톤 바디(100a)의 상측에 배치되는 압축 리테이너(200)의 하측 표면, 및 피스톤 바디(100a)의 하측에 배치되는 인장 리테이너(400)의 상측 표면 중 적어도 어느 하나와 접촉되는 축력 지지부(110) 및 파티션부(120) 중 적어도 어느 하나의 부분에 마련된 압축가능한 씰링층(610, 620)을 포함한다.

씰링층(610, 620)은 탄성력이 있는 고무 재료로 형성될 수 있다.

또한, 씰링층(610, 620)의 두께는, 예를 들어 1mm 이하일 수 있다.

또한, 씰링층(610, 620)은 피스톤 바디에 접착제에 의해서 접착되는 몰딩에 의해서 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 밸브 조립체가 피스톤 로드(700)의 말단부에 너트와 같은 체결 부재(900)에 의해서 조립될 때, 피스톤 바디(100a)의 축력 지지부(110)와 리테이너(200, 400)의 축력 지지부(230, 430) 사이에서 발생될 수도 있는 피스톤 바디(100a)의 축력 지지부(110)의 무너짐 또는 눌림 변형(특히, 소결품인 경우 더 많이 발생될 수 있음)이 방지될 수 있어, 피스톤 바디(100a)와 리테이너(200, 400) 사이의 밀착 정밀도가 높아 이를 통한 작동 유체의 누출을 방지할 수 있다.

또한, 피스톤 바디(100a)의 축력 지지부(110) 및 파티션부(120)에 마련되는 씰링층(610, 620)에 의해서, 파티션 바디(100a)와 리테이너(200, 400)의 경계면 또는 접합면 사이의 씰링이 향상되어, 이 접합면을 통한 작동 유체의 유출이 방지될 수 있다.

따라서, 피스톤 바디(100)와 리테이너(200, 400) 사이를 통한 작동 유체의 누출이 억제되어, 감쇠력 산포가 방지되고, 감쇠력이 정확하게 제어될 수 있다.

위의 설명에서, 씰링층(610, 620)이 피스톤 바디(100a)에 마련되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 대안으로 리테이너(200, 400)에, 또는 추가적으로 리테이너(200, 400)에도 마련될 수 있다.

또한, 위의 설명에서, 피스톤 밸브는 리테이너가 피스톤 바디의 상하에 각각 배치되는 구성이나, 이에 한정되지 않고, 피스톤 바디의 상측 또는 하측에만 배치되더라도 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

또한, 위의 설명에서, 피스톤 밸브는 무방향 적층형이나, 방향성이 있는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

또한, 위의 설명에서, 파티션부(120)나 연통홀(201, 401) 등과 같은 각 구성의 모양이나 형상 등은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고, 일 실시예로서 제공되는 것이라는 점이 당업자에게는 자명하다.

아울러, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100; 100a...피스톤 바디
101...인장 유로
102...압축 유로
200...압축 리테이너
201...연통홀
310...제1 하우징
311...제1 파일럿 챔버
320...제2 하우징
322...제2 파일럿 챔버
400...인장 리테이너
401...연통홀
500...스풀 로드
501~506...홀
600...가동 스풀
610; 620...씰링층
700...피스톤 로드
810...제1 씰링 부재
B...바이패스 유로
D...실린더 하실
M...메인 유로
P...파일럿 유로
U...실린더 상실

Claims (6)

1. 댐퍼의 실린더 내에서 왕복 슬라이딩 운동 가능하며, 작동 유체가 유동되는 유로가 형성되며, 상기 유로를 통한 상기 작동 유체의 유동량을 제어하기 위한 밸브가 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체에 있어서,
   상기 댐퍼의 피스톤 로드의 말단부에 적층되도록 조립되는 피스톤 바디 및 리테이너를 포함하며,
   상기 리테이너와 상기 피스톤 바디의 경계면의 적어도 일 부분에는 씰링층이 마련되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 리테이너는 2개 마련되어, 각각 상기 피스톤 바디의 상측 및 하측에 배치되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤 바디 및 상기 리테이너는 상기 피스톤 로드의 말단에 체결되는 체결 부재에 의해서 서로 밀착되도록 조립되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 씰링층의 두께는 1mm 이하로 형성되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 씰링층은 상기 피스톤 바디의 축력 지지부 및 파티션부 중 적어도 어느 하나의 표면에 형성되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 씰링층은 몰딩에 의해서 상기 피스톤 바디에 형성되는, 댐퍼용 피스톤 밸브 조립체.

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