KR20180081737A - 로크아웃 기능을 갖는 점성 댐퍼 조립체 - Google Patents

Abstract

유압 감쇠 조립체는 제1 이동 단부 및 대향 제2 고정 단부를 갖는 하우징을 포함한다. 하우징의 고정 단부에 배치되는 로크아웃 조립체는 댐퍼의 다양한 유압 챔버들을 상호연결하는 적어도 하나의 유체 회로 내로 연장되는 오리피스를 선택적으로 폐색하도록 구성되는 적어도 하나의 로크아웃 핀을 포함한다.

Description

로크아웃 기능을 갖는 점성 댐퍼 조립체

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 그 전체 내용이 참고로 포함되는, 35 USC §119의 관련 부분 하에서, 2015년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/252,834호의 우선권을 주장한다.

기술분야

본 출원의 요지는 일반적으로 하중 감쇠 조립체(load damping assembly)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 선형뿐만 아니라 비선형인 하중에 효과적으로 사용될 수 있는 조절가능 로크아웃 기능(lockout function)을 포함하는 유압 댐퍼 조립체(hydraulic damper assembly)에 관한 것이다.

하중 감쇠 조립체는 본 출원인에 의해 제조된 것과 같이 당업계에 상당히 잘 알려져 있다. 그러한 감쇠 조립체에서, 댐퍼 조립체가 구조적 시스템(structural system), 예를 들어 동조 질량 댐퍼 시스템(tuned mass damper system)의 유지보수의 이유로 의도적으로 불능화되거나 "로크아웃"되어야 하는 상황 또는 필요성이 있다.

배경 기술의 목적을 위해, 로크아웃 기능을 갖는 유압 댐퍼 조립체(10)의 하나의 알려진 형태가 도 1과 도 2에 도시되어 있다. 이러한 댐퍼 조립체(10)는 원통형 하우징(14)에 의해 한정되며, 이러한 하우징은 하우징(14)의 내부에 축방향으로 배치되는 중공 원통형 관(16)을 포함한다. 댐퍼 조립체(10)는 하중(도시되지 않음)에 부착되는 이동 단부(18), 및 지지부(도시되지 않음)에 확실하게 고정되는 대향 단부(22)를 포함한다. 클레비스(clevis)(24, 25)가 조립체(10)의 이동 및 고정 단부(18, 22)들 각각 상에 제공되어, 각각의 클레비스(24, 25)에 제공된 구면 베어링(spherical bearing)(26)을 사용하여 하중 및 지지부 각각에의 부착 능력을 제공한다. 피스톤 조립체(28)가 조립체(10)의 이동 단부(18)에서 원통형 하우징(14)의 경계 내에 이동가능하게 배치되는데, 피스톤 조립체(28)는 하우징(14) 내에 제공되는 한정된 유압 챔버(38), 보다 구체적으로는 중공 원통형 관(16)의 내부를 통해 이동하게 되는 피스톤(34)과 피스톤 로드(30)를 포함한다. 중공 원통형 관(16)의 단부는 감쇠 조립체(10)의 고정 단부(22)에 부착되는 실린더 단부 조립체(44)에 고정되고, 베어링 리테이너(bearing retainer)(52)가 조립체(10)의 이동 단부(18)에서 하우징(14)의 대향 단부에 고정 부착된다.

부여된 하중에 기초한 이동시, 피스톤 조립체(28)가 하우징(14) 내에서 연장되거나(인장 하중을 받음) 후퇴될(압축 하중을 받음) 때 감쇠력이 생성되는데, 여기서 피스톤 로드는 베어링 리테이너(52) 내에 형성되는 밀봉된 중심 개구를 통해 이동하도록 크기 설정된다. 압축시, 유압 유체가 실린더 단부 조립체(44) 내에 형성되는 한 세트의 축방향 오리피스(48)들을 통해 이동된다. 이러한 유체는 중공 원통형 관(16)의 외측 표면과 하우징(14)의 내부 표면 사이에 형성되는 공간(50)으로 지향된다. 폼(foam) 또는 다른 적합한 재료로부터 제조되는 어큐뮬레이터(accumulator)(53)가 한정된 공간 또는 챔버(50) 내에 제공되며, 이때 어큐뮬레이터(53)는 조립체(10)의 축방향 부분에 걸쳐 이어진다. 어큐뮬레이터(53)는 조립체의 충격파관(shock tube) 부분 주위에 감싸지며, 이때 감싸여진 단부(도시되지 않음)들 사이에 간극이 제공된다.

인장시 그리고 피스톤 로드(30)가 연장될 때, 피스톤 헤드(34) 내의 체크 밸브가 폐쇄되고, 유압 유체가 베어링 리테이너(52)의 몸체 내에 형성된 축방향 오리피스(24)를 통해 어큐뮬레이터 챔버(50)로만 이동될 수 있다. 그 결과, 피스톤(34)과 베어링 리테이너(52) 사이의 유체 챔버 내에서 높은 동압(dynamic pressure)이 얻어진다. 한편 그리고 피스톤(34)의 이동으로 인해, 피스톤(34)과 실린더 단부 조립체(44) 사이의 유체 챔버는 유압 유체를 어큐뮬레이터 챔버(50)로부터 실린더 단부 조립체(44) 내의 체크 밸브를 통해 흡인한다. 그 결과, 피스톤(34)과 실린더 단부 조립체(44) 사이의 유체 챔버 내에서 낮은 동압이 얻어진다. 인장시, 오리피스(24)는 밸브의 하류측에 있다. 통상의 작동시, 조절 밸브는 완전히 개방되며, 따라서 오리피스는 원하는 감쇠 특성을 제공한다. 조절 밸브가 폐쇄될 때, 유압 유체는 밸브에서 차단되고, 달리 갈 곳이 없기 때문에, 댐퍼는 본질적으로 강성 스트럿(rigid strut)이 되어, 인장시 로크아웃을 일으킨다.

압축시 그리고 피스톤 로드(30)가 압축될 때, 피스톤 헤드(34) 내의 체크 밸브가 개방되고, 실린더 단부 조립체(44) 내의 체크 밸브가 폐쇄된다. 그 결과, 피스톤(34)과 실린더 단부 조립체(44) 사이의 유압 유체는 오직, 피스톤 헤드 내의 체크 밸브를 통해 피스톤(34)과 베어링 리테이너(52) 사이의 유체 챔버로 그리고 이어서 베어링 리테이너(52)의 몸체 내에 형성되는 축방향 오리피스(24)를 통해 이동될 수 있다. 그 결과, 베어링 리테이너(52)와 피스톤(34) 사이의 유체 챔버들 둘 모두 내에서 높은 동압이 얻어진다. 피스톤의 면적 차이로 인해, 압축 감쇠력이 얻어진다. 조절 밸브가 완전히 개방될 때, 보유된 유압 유체는 폐쇄된 밸브에 의해 차단되고, 달리 갈 곳이 없기 때문에, 댐퍼는 강성 밸브가 되어 압축시 로크아웃을 일으킨다.

이러한 형태에 따르면, 조립체(10)의 이동 단부(18)에 로크아웃 부조립체(sub-assembly)(90)가 제공된다. 이러한 로크아웃 부조립체(90)는 구체적으로, 한정된 축방향 오리피스(도시되지 않음)와의 맞물림 상태로 그리고 그와의 맞물림 상태로부터 벗어나도록 이동될 수 있는, 베어링 리테이너(52)에 부착된 스프링-부하식 플런저(spring-loaded plunger)(94)에 의해 한정된다. 로크아웃 부조립체(90)가 댐퍼 조립체(10)의 이동 단부(18)에 제공되기 때문에, 임의의 조절이 수행하기 어렵고 위험하다. 게다가, 조립체(10)는 감쇠가 동적 (V-제곱) 하중에 대해서만 실현되고 선형으로 부여된 하중에 대해 실현되지 않는다는 점에서 작동 면에서 제한된다.

따라서, 더욱 다용도의 로크아웃 기능을 갖는 감쇠 조립체를 제공하여 이러한 기능이 요구될 때 개선된 접근을 가능하게 하는 것에 대한 보편적인 필요성이 당업계에 존재한다. 다양한 하중 조건 하에서 인장 및 압축에 효과적으로 사용될 수 있는 로크아웃 기능을 갖는 댐퍼를 제공하는 것이 추가의 요구이다.

따라서 그리고 일 태양에 따르면, 유압 조립체가 제공되는데, 유압 조립체는 조립체의 제1 단부에 이동가능하게 부착되는 피스톤 조립체를 갖는 하우징을 포함하고, 조립체는 고정 지지부에 부착되도록 구성된 대향 제2 단부를 갖는다. 피스톤 조립체는 하우징 내에 축방향으로 배치된 중공 원통형 관 내에서 이동되는데, 피스톤 조립체는 유압 유체로 각각 충전되는 인접 챔버들을 한정한다. 피스톤의 축방향 이동시, 유압 유체는 중공 원통형 관 주위에 한정된 유체 회로를 통해 유압 챔버들 사이에서 이동된다. 고정 단부에 한정된 로크아웃 조립체는 유압 유체의 유동을 조정하도록 유체 회로의 유체 통로 내로 조절가능하게 이동가능한 적어도 하나의 핀 부재(pin member)를 포함한다.

다른 태양에 따르면, 내부, 제1 단부 및 대향 제2 단부를 갖는 하우징을 포함하는 유압 댐퍼 조립체가 제공된다. 제1 단부는 고정 지지부에 부착되도록 구성되고, 제2 단부는 하중을 받는 구조체에 부착되도록 구성된다. 중공 원통형 관이 하우징 내부 내에 축방향으로 배치되고, 피스톤 조립체가 중공 실린더의 내부 내에서 축방향으로 이동가능하다. 피스톤 조립체는 피스톤 헤드, 및 하우징의 제2 단부로부터 연장되는 피스톤 로드를 포함한다. 이러한 청구범위에 따르면, 피스톤은 중공 원통형 관 내에 가변 크기의 인접 챔버들을 한정하는데, 각각의 챔버는 유압 유체로 충전된다. 제1 단부 조립체가 하우징의 제1 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지고, 제2 단부 조립체가 하우징의 제2 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지는데, 여기서 제2 단부 조립체는 하중 하에 피스톤 조립체가 병진가능하게 관통 이동하는 밀봉된 개구를 포함한다. 유압 또는 유체 회로는 제1 및 제2 단부 조립체들 각각에 형성된 유체 통로들뿐만 아니라 중공 원통형 관의 외면과 하우징의 내측 표면 사이에 축방향으로 배치되는 관형 부재를 포함한다. 유체 회로는 인접 챔버들 각각을 상호연결하고, 하중 하에 있을 때 피스톤 조립체의 이동에 기초하여 유압 유체가 인접 챔버들 사이에서 이동하게 한다. 댐퍼는 유체 회로의 유체 통로를 선택적으로 폐색하도록 조절가능하게 이동가능한 적어도 하나의 핀을 포함하고 제1 단부 조립체 내에 배치되는 로크아웃 조립체를 추가로 포함한다.

본 명세서에 기술된 감쇠 조립체에 의해 제공되는 하나의 이점은 이러한 설계가 많은 하중 조건에서의 사용을 허용한다는 것이고, 여기서 로크아웃 조절이 사용자에 의해 용이하게 가능하게 된다.

실현되는 다른 이점은 로크아웃 기능이 용이하게 조절될 수 있고, 또한 조립체의 감쇠 상수(damping constant)를 조절하거나 달리 미세-조정하기 위하여 사용될 수 있다는 것이다.

본 명세서에 기술된 감쇠 조립체에 의해 제공되는 또 다른 이점은 이러한 설계가 많은 감쇠 형태(즉, 선형 감쇠 및 비-선형 감쇠)에서의 사용을 허용한다는 것이고, 여기서 로크아웃 조절이 사용자에 의해 용이하게 가능하게 된다.

이들 및 다른 특징과 이점이 첨부 도면과 함께 읽어야 하는 하기의 상세한 설명으로부터 용이하게 명백해질 것이다.

도 1은 종래 기술에 따라 제조된 유압 감쇠 조립체의 사시도.
도 2는 단면으로 도시된, 도 1의 종래 기술의 유압 감쇠 조립체의 측면도.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 유압 댐퍼 조립체의 사시도.
도 4a는 단면으로 취해진, 도 3의 유압 댐퍼 조립체의 측면도.
도 4b는 도 3의 유압 댐퍼 조립체의 단부 부분의 확대 단면도.
도 4c는 도 3 내지 도 4b의 유압 댐퍼 조립체의 대향 단부 부분의 확대 단면도.
도 5a는 댐퍼 조립체의 주축(primary axis)을 중심으로 90도 회전된, 도 4a의 유압 댐퍼 조립체의 측면도.
도 5b는 도 5a의 유압 댐퍼 조립체의 일부분의 확대 단면도.
도 6a는 피스톤 조립체가 압축 작동 모드로 이동된, 도 3의 유압 댐퍼 조립체의 다른 측면도.
도 6b는 도 6a의 유압 댐퍼 조립체의 단부 부분의 확대도.
도 7은 도 5a에 대해 약 45도 회전되고 단면으로 도시된, 유압 댐퍼 조립체의 측면도.
도 8은 도 3 내지 도 7의 유압 감쇠 조립체의 부분 단부도.

하기는 선형 및 비-선형 하중 조건들 둘 모두 하에서 사용하도록 구성될 수 있는 예시적인 유압 댐퍼(전반에 걸쳐 "댐퍼 조립체" 또는 "감쇠 조립체"로 또한 지칭됨)에 관한 것이다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 감쇠 조립체는 종래 형태보다 더 용이한 조절을 허용하는 적어도 하나의 로크아웃 특징부를 포함하며, 여기서 댐퍼 조립체는 장력의 적절한 감쇠뿐만 아니라 동조가능 질량체(tunable mass) 또는 다른 구조체를 위한 압축 작동 모드를 제공하도록 구성된다. 본 명세서에 기술된 조립체 및 관련 방법에 대한 특정 적용이 적합하게 변경될 수 있음이 이해될 것이다. 게다가, 첨부 도면과 관련하여 적합한 기준틀을 제공하기 위해 소정 용어들이 전체에 걸쳐 사용된다. "내측", "외측", "말단(distal)", "기부(proximal)", "내부", "외부" 등을 포함하는 이들 용어는 청구범위를 포함한 본 발명의 전체적인 범주를 좁히는 것으로 의도되지 않으며, 명시적으로 규정되지 않는 한 그렇게 해석되어서는 안된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 임의의 수치 값 또는 범위에 대한 "약" 또는 "대략"이라는 용어는 본 명세서에 기술된 바와 같이, 구성요소들의 집합 또는 부분이 그의 의도된 목적을 위해 기능하게 하는 적합한 치수 허용오차를 나타낸다. 보다 구체적으로, "약" 또는 "대략"은 인용된 값의 ㅁ20% 이상이 아닌 값들의 범위를 나타낼 수 있다. 또한 논의의 과정 전체에 걸쳐, "위" 및 "아래"라는 용어는 절대적 배향에 관하여 제한하는 것이 아니다

첨부 도면이 반드시 축척대로 나타내어진 것은 아니며, 따라서 도시되어진 치수와 관련하여 좁은 해석이 이루어져서는 안된다는 것에 또한 유의하여야 한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an", "the")는 문맥 상 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수의 대상을 더 포함하는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "포함하다", "포함하는"은 추가 요소가 포함될 수 있음을 그리고 이들 용어 중 임의의 것이 관련하여 사용되는 요소들의 세트는 용이하게 확장될 수 있는 최소 개수를 내포함을 의미하는 것으로 의도된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "구비하다", "구비하는"은 위에서 언급된 용어 "포함하다" 및 "포함하는"과 동일한 범주를 포함하는 것으로 의도된다.

도면 및 보다 구체적으로는 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따라 제조된 댐퍼(100)(전반에 걸쳐 "댐퍼 조립체"로 또한 지칭됨)가 도시되어 있다. 댐퍼(100)는 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 복수의 구성요소를 보유하도록 크기 설정되고 구성되는 내부(108)(도 4a)를 갖는 원통형 또는 다른 적합한 형상의 하우징(104)에 의해 한정된다. 조립체(100)는 고정 지지부(도시되지 않음)에 부착되도록 구성되는 제1 단부(112)와, 질량체(도시되지 않음)에 이동가능하게 부착되도록 구성되는 피스톤 조립체(128)를 지지하는 대향 제2 단부(116)에 의해 한정된다. 제1 및 제2 단부(112, 116)들 각각은 하중 하에서 고정 지지부 및 질량체 또는 다른 구조체(각각은 도시되지 않음)에 대한 댐퍼(100)의 부착을 가능하게 하도록 구성되는 클레비스(120, 122)를 추가로 포함한다. 이 실시예에 따른 각각의 클레비스(120, 122)는 클레비스(120, 122)의 횡방향 중심 개구(125) 내에 유지되는 구면 베어링(spherical bearing)(124)을 포함할 수 있다.

도 3과 도 4a를 참조하면, 피스톤 조립체(128)는 댐퍼(100)의 하우징(104)의 내부(108)에서 축방향 이동하도록 구성되는 피스톤(136)과 피스톤 로드(132)를 포함한다. 피스톤 로드(132)는 댐퍼(100)의 제2 단부(116)로부터 연장되어, 클레비스(122)에 확고하게 고정되는 기부 단부(138) 및 피스톤(136)을 보유하는 말단 단부(140)를 포함한다. 피스톤 로드(132)는 베어링 리테이너(144)를 통해 형성되는 밀봉된 중심 개구(145)를 통해 연장되는데, 베어링 리테이너는 하우징(104)의 제2 단부(116)에 확고하게 장착된다. 피스톤 조립체(128)는 유압 유체로 충전되는 하우징(104) 내의 한정된 챔버 내에서 이동가능하도록 크기 설정되는데, 챔버는 하우징(104)의 전체 축방향 범위를 따라 연장되는 동축으로 장착된 중공 충격파관(148)에 의해 한정된다.

폼 또는 다른 적합한 재료로부터 제조되는 어큐뮬레이터(150)가, 충격파관(148)의 원주방향 일부분을 제외하고는 충격파관(148)의 외면의 대부분 주위에 추가로 배치된다. 어큐뮬레이터(150)는 적합한 접착제 또는 다른 고정 수단, 예를 들어 타이 랩(tie wrap)을 사용하여 충격파관(148)의 외면에 부착되고, 원통형 하우징(104)의 내측 표면과 충격파관(148)의 외부 표면 사이에 배치된다. 어큐뮬레이터(150)의 두께는 이들 사이에서 소량의 반경방향 간극을 허용한다. 어큐뮬레이터(150)에 의해 덮이지 않는 충격파관(148)의 원주방향 부분은 유압 유체 루프 회로의 일부분, 보다 구체적으로는 관형 부재(153)의 배치를 가능하게 하는, 댐퍼(100)의 축방향 범위에 걸쳐 연장되는 채널(151)을 한정한다. 채널(151) 및 관형 부재(153) 각각을 도 8을 참조하여 더욱 잘 볼 수 있다. 채널(151)은, 또한 축방향으로 하우징(104)에 걸쳐 이어지는 관형 부재(153)를 수용하도록 크기 설정되고, 유압 유체를 이동시키도록 구성된다.

도 4a와 도 4c를 참조하면, 댐퍼 하우징(104)의 제1 단부(112) 내에 끼워맞추어지는 실린더 단부 조립체(156)는 충격파관(148)의 일 단부뿐만 아니라 어큐뮬레이터(150)의 하나의 에지와 맞물리는 내향(inner facing) 단부(164) 상에 형성된 견부(160)를 포함하는 구조용 재료로부터 제조되는 단일체(unitary body)이다. 클레비스(120)는 이러한 조립체(156)와 일체이거나, 체결구 또는 다른 적합한 수단을 사용하여 조립체의 외향 측(outer facing side)에 확고하게 고정되는 별개의 구성요소일 수 있다.

도 4a와 도 4b를 참조하면, 댐퍼 하우징(104)의 제2 단부(116)에 끼워맞추어지는 베어링 리테이너(144)는, 또한 충격파관(148)의 대향 단부 및 어큐뮬레이터(150)의 에지와 유사하게 맞물리도록 내향 단부(149) 상에 형성된 견부(146)를 포함한다. 탄성중합체 링과 같은 적어도 하나의 밀봉 부재(152)가 베어링 리테이너(144)의 몸체의 외면 상에 형성된 환상 홈 또는 노치 내에 배치된다. 안착될 때, 밀봉 부재(152)의 연장 부분이 하우징(104)의 내부 표면과 압축 접촉하여 배치된다. 충격파관(148)은 제 위치에서의 구성요소의 고정을 가능하게 하기 위한 세트 스크루(set screw)(도시되지 않음) 또는 다른 적합한 수단을 사용하여, 베어링 리테이너(144) 및 실린더 단부 조립체(156)(도 4c) 각각에 제 위치에서 고정될 수 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 피스톤 조립체(128)가 (피스톤(136)과 베어링 리테이너(144) 사이에서) 축방향 방식으로 관통 이동하는 충격파관(148) 내의 하우징(104)의 내부의 부분이 본 명세서에서 "인장 챔버(tension chamber)"(210)로서 지칭되는 반면, 충격파관(148) 내에 형성되는 하우징(104)의 내부(108)의 나머지는 전반에 걸쳐 "압축 챔버(compression chamber)"(218)로서 지칭된다. 인장 챔버(210)와 압축 챔버(218)의 축방향 길이와 체적은 본 명세서에서 논의되는 바와 같이 피스톤 조립체(128)의 이동에 기초하여 가변적인데, 여기서 채용된 명칭은 댐퍼(100)의 작동을 기술하는 목적에 유용하다.

단면도 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 이 실시예에 따른 베어링 리테이너(144) 및 실린더 단부 조립체(156) 각각은 인장 챔버(210)와 압축 챔버(218)로의 유압 유체의 유입과 이들로부터의 유압 유체의 유출을 허용하는 복수의 형성된 통로를 포함한다. 이러한 일련의 형성된 통로는 본 명세서에 기술된 바와 같이 관형 부재(153)와 함께 조합되어 연속 유압 루프 또는 회로를 한정한다.

우선 도 4b를 참조하면, 베어링 리테이너(144)의 내향 측(149)은 베어링 리테이너(144)의 몸체 내로 부분적으로 연장되는 축방향 통로(147)를 포함한다. 이러한 축방향 통로(147)는 본 명세서에서 논의되는 바와 같이 관형 유체 부재(153)의 하나의 단부(155)와 맞물리는데, 단부(155)에는 축방향 통로(147)의 단부와 상호연결되는 측방향 연장 부분이 구성된다. 도시된 바와 같이, 축방향 통로(147)는 인장 챔버(210)에 유동가능하게 결합된다.

도 4c를 참조하면 그리고 조립체(100)의 대향 고정 단부(112)에서, 축방향 통로(170)가 실린더 단부 조립체(156)의 내향 단부(164)로부터 조절가능하게 끼워맞추어진 로크아웃 핀(lockout pin)(180)을 보유하도록 구성되고 크기 설정되는 측방향 통로(176)의 말단 단부까지 내향으로 연장된다. 다른 유사하게 형성된 축방향 통로(184)가 측방향 통로(176)의 중간 부분으로부터 연장된다. 후자의 축방향 통로(184)는 내향 단부(164)를 향해 연장되고, 채널(151) 내에서 충격파관(148)의 외측 표면과 하우징(104)의 내측 표면 사이에 배치되는 관형 부재(153)의 대향 단부(185)와 상호연결된다. 관형 부재(153)의 이러한 단부(185)는 측방향으로 실린더 단부 조립체(156) 내로 그리고 축방향 통로의 중간 부분에서 직접 축방향 통로(184) 내로 연장된다. 축방향 통로(184)가 도시된 바와 같이 실린더 단부 조립체(156)의 내향 단부(164)까지 완전히 연장되지만, 이러한 구성은 통로(184)를 적절히 형성하는 능력에 기초한다. 유체가 조절 없이 압축 챔버(218)로 또는 이로부터 축방향 통로의 단부 내로 직접 이동하는 것을 방지하기 위해, 축방향 통로(184)의 단부는 플러그(187)를 보유하거나, 달리 밀봉된다. 그 결과 그리고 작동시, 축방향 통로(170)만이 압축 챔버(218)에 유동가능하게 결합된다. 한편, 축방향 통로(184)를 통한 압축 챔버(218) 내로의 그리고 이로부터의 유압 유체의 통과가 방지된다.

여전히 도 4c를 참조하면, 이러한 예시적인 실시예에 따른 축방향 유체 통로(184) 위에 있는 조절가능 로크아웃 핀(180)의 상부 부분은 측방향 통로(176)의 상부 축방향 부분의 내면 상에 제공되는 대응하는 나삿니 세트(도시되지 않음)와 맞물리는 나삿니 세트(도시되지 않음)를 포함한다. 조절을 허용하기 위해 로크아웃 핀(180)의 상부(기부) 단부에 육각 헤드(hex head)(181)가 제공된다. 핀(180)의 대향 말단 단부는 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 사용자에 의해 적합하게 조절될 때 축방향 통로(170)에 안착되어 이를 폐색하도록 크기 설정되는 테이퍼형 부분(182)을 포함한다. 한편, 측방향 통로(176)를 따른 조절가능 로크아웃 핀(180)의 외경은 로크아웃 핀(180)의 외경보다 약간 더 작아, 댐퍼 조립체(100)가 작동 중일 때 그리고 아래에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이 유압 유체가 로크아웃 핀(180) 주위로 통과하게 한다. O-링 또는 다른 탄성중합체 밀봉 부재와 같은 밀봉 특징부가 유체 누출을 방지하기 위해 로크아웃 핀(180)의 기부 단부에 있는 나삿니-형성된 부분과 중간 축방향 통로(184) 사이에 제공된다.

언급된 바와 같이, 전술한 구조체는 형성되어 인장 챔버(210)와 압축 챔버(218)에 유동가능하게 결합되는 그리고 피스톤 조립체(128)(도 4a)의 이동에 기초하여 유체가 내부에서 이동되는 연속 유압 루프 또는 회로를 한정한다.

댐퍼(100)의 작동을 논의하기 전에 그리고 도 5a와 도 5b를 참조하면, 특히 실린더 단부 조립체(156)의 추가의 특징부를 더욱 잘 예시하기 위해 댐퍼(100)의 주축(101)을 중심으로 90도 회전된 단면도가 추가로 제공된다. 도 5b에 가장 구체적으로 도시된 바와 같이, 다른 축방향 통로(190)가 실린더 단부 조립체(156)의 내향 단부(164)로부터 클레비스(120)를 향해 연장되고, 조절가능 로크아웃 핀(197)을 보유하는 측방향 연장 통로(194)의 말단 단부에서 종료된다. 내향 측(164)을 향해 연장되는 형성된 중간 축방향 통로(198)까지 연장되고 대략 로크아웃 핀(197)의 축방향 부분의 외면 주위를 포함하는 측방향 연장 통로(194)의 일부분은 유압 유체가 이동하도록 구성된다. 측방향 유체 통로(202)가 중간 축방향 통로(198)로부터, 댐퍼(100)에 걸쳐 원주방향으로 그리고 축방향으로 이어지는 어큐뮬레이터(150)를 포함하는 외측 공간 내로 연장된다. 이러한 예시적인 형태에 따르면, 도시된 바와 같은 축방향 통로(198)가 실린더 단부 조립체(156)의 내향 단부(164)까지 연장되지만, 단부는 플러그(205)를 보유한다. 그 결과, 유압 유체가 축방향 통로(198)를 통해서가 아닌 축방향 통로(190)를 통해 압축 챔버(218)로 그리고 이로부터 이동하게 될 것이다.

이전에 기술된 조절가능 로크아웃 핀(180)과 유사하게, 이 실시예에 따른 조절가능 로크아웃 핀(197)은 측방향 통로(194) 내에 유사하게 형성된 대응하는 나삿니 세트와 맞물리는, 조절가능 로크아웃 핀(197)의 기부 단부에 인접한 나삿니 세트를 포함한다. 게다가, 로크아웃 핀(197)은 나삿니 조절을 허용하기 위해 육각 헤드(199)를 추가로 포함하고, 로크아웃 핀(197)의 말단 단부는 사용자에 의해 적합하게 조절될 때 축방향 통로(190)에 안착되어 이를 폐색하도록 크기 설정되는 테이퍼형 부분(201)을 포함한다. 유압 유체의 누출을 방지하기 위해, O-링 또는 다른 적합한 부재와 같은 밀봉 특징부가 로크아웃 핀(197)의 기부 단부에 있는 나삿니-형성된 부분과 중간 축방향 통로(198) 사이에 제공된다.

조립될 때, 인장 챔버(210), 압축 챔버(218), 및 충격파관(148)과 하우징(104) 사이에 형성된 관형 채널(153) 각각은 충전 플러그(도시되지 않음)를 사용하여 유압 유체로 충전된다. 실린더 단부 조립체(156), 피스톤 조립체(128) 및 베어링 리테이너(144) 각각은 정지 상태에서 또는 작동 동안에 댐퍼(104)로부터의 유체 누출을 방지하는 각자의 시일(seal)을 포함한다.

댐퍼(100)를, 피스톤 조립체(128)가 단부(116)를 향해 이동하는 인장 모드 또는 피스톤 조립체(128)가 축방향으로 조립체(100)의 고정 단부(112)를 향해 이동하는 압축 모드에 두는 하중 조건이 발생할 수 있다. 우선 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 인장 모드에서의 댐퍼 조립체(100)의 작동이 본 명세서에서 기술된다. 언급된 바와 같이, 피스톤 조립체(128), 보다 구체적으로는 피스톤 로드(132)는 피스톤 로드(132)가 베어링 리테이너(144)의 밀봉된 중심 개구(145)를 통해 이동함에 따라 댐퍼 하우징(104)으로부터 외향으로 그리고 축방향으로 연장되게 된다. 이러한 축방향 이동이 일어남에 따라, 인장 챔버(210) 내에 수용된 유압 유체가 힘을 받아 베어링 리테이너(144) 내에 한정된 축방향 통로(147) 내로 배제된다(displaced). 이러한 배제된 유압 유체는 또한, 피스톤 조립체(128)에 의해 생성된 힘을 받아 충격파관(148)과 하우징(104) 사이에 제공된 관형 부재(153)를 통해 그리고 이어서 실린더 단부 조립체(156) 내에 형성된 다양한 통로(185, 184, 176, 170)를 통해 지향된다. 배제된 유압 유체는 통로(176) 내의 조절가능 로크아웃 핀(180)의 외면 주위로 환체(annulus)로서 이동되는데, 여기서 유압 유체는 축방향 통로(170)로부터 압축 챔버(218) 내로 빠져나가며, 이러한 압축 챔버의 체적은 피스톤 조립체(128)의 축방향 운동과 인접 인장 챔버(210)의 감소된 체적의 결과로서 증가된다. 이러한 유체의 이동은 피스톤 조립체(128)가 인장 챔버(210)를 통해 후퇴될 때 적합한 감쇠력을 생성한다.

이제, 피스톤 로드(132)를 포함한 피스톤 조립체(128)가 베어링 리테이너(144)의 밀봉된 중심 개구(145)를 통해 제1 또는 고정 단부(112)를 향해 이동되는 본 명세서에 기술된 댐퍼(100)의 압축 작동 모드에 관한 논의가 이루어진다. 이 실시예에서 그리고 피스톤 로드(132)가 차지하는 체적으로 인해, 압축 챔버(218) 내의 유압 유체는 인접한 인장 챔버(210) 내의 유압 유체보다 더 큰 유효 면적(effective area)을 갖는다. 그 결과, 피스톤(136)에는 관통 연장되는 다수의 축방향 오리피스(220)(도 6b)가 제공되는데, 오리피스(220)(본 명세서에서, "평형 오리피스(balancing orifice)"로 지칭됨)들 각각은 오직 압축 작동 모드에 있을 때 유압 유체의 관통 유동을 허용하도록 구성된 체크 밸브(224)를 구비한다. 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 2개의 동일하게 이격된 오리피스(220)가 제공되지만, 이러한 파라미터는 적합하게 달라질 수 있다. 다시 말해서 그리고 인장 작동 모드에서의 인접 유압 챔버(210, 218)들 사이의 차압(differential pressure)으로 인해, 유압 유체가 압축 챔버(218)로부터 평형 오리피스(220)를 통해 인장 챔버(210) 내로 이동하는 것이 방지된다.

여기에서는 도 6a와 도 6b가 참조된다. 압축 챔버(218) 내의 수용된 유압 유체가 압축 챔버(218) 내의 유압 유체에 작용하는 피스톤 힘으로 인해 배제된다. 그 결과, 이러한 유압 유체의 일부분이 실린더 단부 조립체(156) 내에 형성된 축방향 통로(170) 내로, 보유된 로크아웃 핀(180) 주위로, 그리고 한정된 유압 루프 또는 회로의 상호연결된 관형 부재(153)를 포함한 통로(184, 185)들 각각을 통해 가압된다. 배제된 유압 유체는, 피스톤 조립체(128)가 실린더 단부 조립체(156)를 향해 이동됨에 따라, 축방향 통로(147)로부터 빠져나가 인장 챔버(210)를 충전한다.

도 5a와 도 5b를 참조하면, 배제된 유압 유체의 다른 부분이 축방향 통로(190) 및 밀봉된 실린더 단부 조립체(156)의 다양한 유체 통로를 통해, 즉, 측방향 통로(194)를 통해 그리고 조절가능 로크아웃 핀(197)의 외면 주위로, 중간 축방향 통로(198)를 통해 그리고 측방향 통로(202)를 통해 어큐뮬레이터(150)가 차지하는 원주방향 및 축방향 공간 내로 이동하게 된다. 유압 유체의 이러한 부분은 또한, 보다 큰 크기의 압축 챔버(218)와 인장 챔버(210) 내에 유지되는 연장 피스톤 로드(132)의 체적을 수용하기 위해 이동되어야 한다.

도 7과 도 8을 참조하면 그리고 이러한 특정 실시예에 따르면, 본 명세서에 기술된 댐퍼 조립체(100)의 인장 작동 모드가 재개될 때 어큐뮬레이터(150)로부터의 유압 유체가 다시 압축 챔버(218) 내로 배제될 수 있게 하기 위해 적어도 하나의 세트의 체크 밸브(240)들이 실린더 단부 조립체(156)의 몸체 내에 형성되는 다른 대응하는 세트의 축방향 통로(238)들 내에 추가로 제공된다. 도 8에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 대응하는 체크 밸브(240)를 갖는 총 4개의 축방향 통로(238)가 90도 증분으로 제공된다. 이러한 파라미터는, 예를 들어 축방향 통로(238)의 오리피스의 직경에 따라 적합하게 달라질 수 있다. 체크 밸브(240)는 유압 유체가 압축 작동 모드 동안에 축방향 통로(238)들 중 임의의 것에 들어가는 것을 방지한다.

도 4c, 도 5b, 및 도 6b를 참조하면 그리고 로크아웃을 위해 본 명세서에 기술된 댐퍼(100)를 조절하기 위해서, 조절가능 로크아웃 핀(180)은, 핀(180)의 나사식 이동을 일으키고, 로크아웃 핀(180)의 연장되는 말단 부분, 보다 구체적으로는 테이퍼형 부분(182)이 완전히 전진되어 축방향 통로(170)를 완전히 차단할 수 있게 하는, 육각 헤드(181)의 맞물림에 의해 축방향으로 조절될 수 있다. 유사한 방식으로, 조절가능 로크아웃 핀(197)의 육각 헤드(199)는 적절한 크기의 공구(예컨대, 렌치)를 사용하여 유사하게 맞물려 핀(197)과 테이퍼형 말단 부분(201)을 축방향으로 전진시켜서 축방향 통로(190)를 폐색할 수 있다. 이러한 조절은 유압 유체가 어느 하나의 작동 모드(압축 또는 인장)에서 한정된 유압 유체 회로 내부에서 이동하는 것을 방지한다. 바람직하게는, 둘 모두의 로크아웃 핀(180, 197)은 이러한 후자의 기능을 제공하도록 조절된다.

유사한 조절이, 조절가능 로크아웃 핀(180, 197)을 사용하여 축방향 통로(170, 190)를 부분적으로 폐색하여서 본 명세서에 기술된 댐퍼 조립체(100)의 감쇠 상수를 조절하거나 미세-조정하여 조립체의 전체 성능을 최적화시키기 위해 행해질 수 있다.

본 출원의 하기의 첨부된 청구범위를 포함한, 본 명세서에 기술되는 본 발명의 개념 내에서 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있음이 쉽게 명백하게 될 것이다.

Claims (17)

1. 유압 댐퍼 조립체(hydraulic damper assembly)로서,
   내부, 고정 지지부에 부착되도록 구성되는 제1 단부, 및 하중을 받는 구조체에 부착되도록 구성되는 대향 제2 단부를 갖는 하우징;
   상기 하우징 내부 내에 축방향으로 배치되는 중공 원통형 관;
   상기 중공 실린더의 상기 내부 내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤 조립체로서, 상기 피스톤 조립체는 피스톤 및 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 연장되는 피스톤 로드를 포함하고, 상기 피스톤은 상기 중공 원통형 관 내에 가변 크기의 인접 챔버들을 한정하며, 각각의 챔버는 유압 유체로 충전되는, 상기 피스톤 조립체;
   상기 하우징의 상기 제1 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지는 제1 단부 조립체, 및 상기 피스톤 조립체가 병진가능하게 관통 이동하는 밀봉된 개구를 포함하고 상기 하우징의 상기 제2 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지는 제2 단부 조립체;
   상기 제1 및 제2 단부 조립체들 각각 내에 한정되는 유체 통로들, 및 상기 중공 원통형 관의 외면과 상기 하우징의 내측 표면 사이에 축방향으로 배치되는 관형 부재를 포함하는 유체 회로로서, 상기 유체 회로는 상기 인접 챔버들 각각을 상호연결하고, 하중 하에서의 상기 피스톤 조립체의 이동에 기초하여 상기 챔버들 사이에서 유체를 이동시키도록 구성되는, 상기 유체 회로; 및
   상기 유체 회로의 유체 통로를 선택적으로 폐색하도록 조절가능하게 이동가능한 적어도 하나의 핀 부재(pin member)를 포함하고, 상기 제1 단부 조립체 내에 배치되는 로크아웃(lockout) 조립체
   를 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
2. 제1항에 있어서, 한정된 간격부(defined spacing) 내에서 상기 원통형 관의 외면의 적어도 일부분 주위에 배치되는 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함하는 유압 댐퍼 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀 부재는 상기 핀 부재를 지지하는 통로의 단부 내에 안착되어 상기 유체 통로의 적어도 일부분을 선택적으로 폐색하도록 구성되는 테이퍼형(tapered) 부분을 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀은 상기 핀 부재를 지지하는 통로 내의 대응하는 나삿니(thread)들과 맞물리도록 구성되는 나삿니-형성된(threaded) 부분을 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀 부재는 상기 제1 단부 조립체 내에 한정되는 통로 내에서 조절가능하게 이동가능하고, 상기 통로의 일부분이 상기 유체 회로의 일부인, 유압 댐퍼 조립체.
6. 제5항에 있어서, 유체는 상기 테이퍼형 부분이 안착되지 않을 때 상기 핀 부재의 외면 주위로 유동하도록 구성되는, 유압 댐퍼 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 피스톤은 상기 피스톤을 통해 연장되는 복수의 축방향 오리피스들을 포함하고, 상기 축방향 오리피스들 각각은 상기 인접 챔버들 사이에서의 유동을 제한하도록 구성되는 체크 밸브를 구비하는, 유압 댐퍼 조립체.
8. 제2항에 있어서, 상기 제1 단부 조립체는 상기 유체 회로의 적어도 하나의 유체 통로를 포함하는 제1 세트; 및 유체를 유압 챔버로부터, 상기 어큐뮬레이터를 포함한 간격 개방부(spaced opening)로 그리고 상기 간격 개방부로부터 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 축방향 통로를 포함하는 제2 세트를 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 단부 조립체 내의 상기 제1 및 제2 세트들의 유체 통로들 각각은 유체를 이동시키도록 구성되며, 상기 피스톤 조립체가 하중 하에서 미리 결정된 방향으로 이동될 때, 상기 유압 챔버들 중 하나 내에 수용된 유압 유체의 일부분은 상기 제1 세트를 통해 상기 유체 회로 내로 이동되고, 상기 유압 챔버 내의 유압 유체의 다른 부분은 상기 간격 개방부 내로 이동되는, 유압 댐퍼 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 제1 단부는 상기 하중이 제거될 때 유체가 상기 간격 개방부로부터 상기 유압 챔버로 유동하게 하는 축방향 통로들의 제3 세트를 포함하고, 상기 제3 세트의 축방향 통로들 각각은 유체의 일방향 이동을 허용하기 위한 밸브를 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
11. 제9항에 있어서, 상기 로크아웃 조립체는 상기 유압 회로 내에서의 유동을 선택적으로 폐색하도록 구성되는 제1 조절가능 핀 부재, 및 상기 어큐뮬레이터를 갖는 상기 한정된 간격부에 대한 유동을 선택적으로 폐색하도록 구성되는 제2 조절가능 핀 부재를 포함하는, 유압 댐퍼 조립체.
12. 유압 감쇠 조립체(hydraulic damping assembly)의 제조 방법으로서,
    내부, 고정 지지부에 부착되도록 구성되는 제1 단부, 및 하중을 받는 구조체에 부착되도록 구성되는 대향 제2 단부를 갖는 하우징을 제공하는 단계;
    상기 하우징 내부 내에 중공 원통형 관을 배치하는 단계;
    상기 중공 실린더의 상기 내부 내에 피스톤 조립체를 배치하는 단계로서, 상기 피스톤 조립체는 피스톤 및 상기 하우징의 상기 제2 단부로부터 연장되는 피스톤 로드를 포함하고, 상기 피스톤은 상기 중공 원통형 관 내에 가변 크기의 인접 챔버들을 한정하며, 각각의 챔버는 유압 유체로 충전되는, 상기 피스톤 조립체를 배치하는 단계;
    상기 하우징의 상기 제1 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지는 제1 단부 조립체, 및 상기 피스톤 조립체가 병진가능하게 관통 이동하는 밀봉된 개구를 포함하고 상기 하우징의 상기 제2 단부에 밀봉가능하게 끼워맞추어지는 제2 단부 조립체를 제공하는 단계;
    상기 제1 및 제2 단부 조립체들 각각 내에 한정되는 유체 통로들, 및 상기 중공 원통형 관의 외면과 상기 하우징의 내측 표면 사이에 축방향으로 배치되는 관형 부재를 포함하는 유체 회로를 제공하는 단계로서, 상기 유체 회로는 상기 인접 챔버들 각각을 상호연결하고, 하중 하에서의 상기 피스톤 조립체의 이동에 기초하여 상기 챔버들 사이에서 유체를 이동시키도록 구성되는, 상기 유체 회로를 제공하는 단계; 및
    상기 유체 회로의 유체 통로를 선택적으로 폐색하도록 조절가능하게 이동가능한 적어도 하나의 핀 부재를 포함하고, 상기 제1 단부 조립체 내에 배치되는 로크아웃 조립체를 제공하는 단계
    를 포함하는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.
13. 제12항에 있어서, 한정된 간격부 내에서 상기 원통형 관의 외면의 적어도 일부분 주위에 어큐뮬레이터를 배치하는 단계를 추가로 포함하는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 단부 조립체는 상기 유체 회로의 적어도 하나의 유체 통로를 포함하는 통로들의 제1 세트; 및 유체를 유압 챔버로부터, 상기 어큐뮬레이터를 포함한 간격 개방부로 그리고 상기 간격 개방부로부터 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 축방향 통로를 포함하는 통로들의 제2 세트를 포함하는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 단부 조립체 내의 상기 제1 및 제2 세트들의 유체 통로들 각각은 유체를 이동시키도록 구성되며, 상기 피스톤 조립체가 하중 하에서 미리 결정된 방향으로 이동될 때, 상기 유압 챔버들 중 하나 내에 수용된 유압 유체의 일부분은 상기 제1 세트를 통해 상기 유체 회로 내로 이동되고, 상기 유압 챔버 내의 유압 유체의 다른 부분은 상기 간격 개방부 내로 이동되는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 단부는 상기 하중이 제거될 때 유체가 상기 간격 개방부로부터 상기 유압 챔버로 유동하게 하는 적어도 하나의 축방향 통로를 포함하는 통로들의 제3 세트를 포함하고, 상기 제3 세트의 통로들 각각은 유체의 일방향 이동을 허용하기 위한 밸브를 포함하는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 로크아웃 조립체는 상기 유압 회로 내에서의 유동을 선택적으로 폐색하도록 구성되는 제1 조절가능 핀 부재, 및 상기 어큐뮬레이터를 갖는 상기 한정된 간격부에 대한 유동을 선택적으로 폐색하도록 구성되는 제2 조절가능 핀 부재를 포함하는, 유압 감쇠 조립체의 제조 방법.

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