KR20210048360A - 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버 - Google Patents

감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버 Download PDF

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KR20210048360A
KR20210048360A KR1020190132555A KR20190132555A KR20210048360A KR 20210048360 A KR20210048360 A KR 20210048360A KR 1020190132555 A KR1020190132555 A KR 1020190132555A KR 20190132555 A KR20190132555 A KR 20190132555A KR 20210048360 A KR20210048360 A KR 20210048360A
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김은중
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주식회사 만도
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Abstract

감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따르면 감쇠력 가변식 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변밸브 조립체로서, 일단이 쇽업소버와 연결되고 내부에 연결 유로가 형성되는 포트와, 포트의 타단에 연통 마련되며 내부에 베이스공을 중심으로 구획되는 파일럿 챔버와 포펫 챔버를 구비하는 밸브 하우징과, 밸브 하우징의 파일럿 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 소프트 밸브부와, 밸브 하우징의 파일럿 챔버 내부에 개폐 가능하게 마련되어 메인 유로와 연결되는 메인 밸브부와, 밸브 하우징의 포펫 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 세이프 밸브부와, 밸브 하우징과 결합하여 포펫 챔버의 출구와 연결되는 바이패스 유로를 형성하는 솔레노이드부를 포함한다.

Description

감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버{Damping Force Variable Valve Assembly and Damping Force Variable Shock Absorber having it}
본 발명은 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜닝 성능과 감쇠력 선형성이 향상되며 페일 세이프 모드를 갖는 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버에 관한 것이다.
일반적으로, 쇽업소버는 자동차, 오토바이 등의 이동수단에 설치되며 주행 시 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 흡수 및 완충하여 승차감을 향상시킨다.
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.
감쇠력을 낮게 설정 시 쇽업소버는 노면의 요철에 의한 진동을 흡수하여 승차감을 향상시킬 수 있고, 반대로 감쇠력을 높게 설정 시 쇽업소버는 차체의 자세 변화가 억제되어 조종 안정성이 향상되는 특성이 있다.
최근에는 차량의 사용 목적에 따라 감쇠력의 특성이 다르게 설정할 수 있는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 차량에 적용되고 있다.
감쇠력 가변식 쇽업소버는 외통과, 외통의 내측에 설치되며 피스톤 로드가 길이방향으로 이동 가능하게 설치되는 내통과, 피스톤 로드의 일단에 결합되어 내통을 압축챔버와 인장챔버로 구분하는 피스톤 밸브를 포함한다.
또한, 내통과 외통의 사이에는 피스톤 로드의 왕복 운동에 따른 내통 내부의 체적 변화를 보상하는 리저버 챔버가 형성되고, 리저버 챔버와 압축챔버 사이의 작동 유체의 유동은 바디 밸브에 의해 제어된다.
이러한 감쇠력 가변식 쇽업소버는 감쇠력을 조절하기 위한 감쇠력 가변밸브 조립체를 더 포함하며, 감쇠력 가변밸브 조립체는 솔레노이드의 스풀이 보조적인 유로를 폐쇄하여 높은 감쇠력을 발생시키는 하드 모드(Hard mode)와, 스풀이 보조적인 유로를 개방하여 낮은 감쇠력을 발생시키는 소프트 모드(Soft mode)로 감쇠력을 전환시킬 수 있다.
한국 공개특허 제10-1998-0002962호(1998. 03. 30)
본 발명의 실시 예에 따르면 튜닝 성능과 감쇠력 선형성이 향상되며 페일 세이프 구조를 갖는 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 감쇠력 가변식 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변밸브 조립체로서, 일단이 쇽업소버와 연결되고 내부에 연결 유로가 형성되는 포트와, 포트의 타단에 연통 마련되며 내부에 베이스공을 중심으로 구획되는 파일럿 챔버와 포펫 챔버를 구비하는 밸브 하우징과, 밸브 하우징의 파일럿 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 소프트 밸브부와, 밸브 하우징의 파일럿 챔버 내부에 개폐 가능하게 마련되어 메인 유로와 연결되는 메인 밸브부와, 밸브 하우징의 포펫 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 세이프 밸브부와, 밸브 하우징과 결합하여 포펫 챔버의 출구와 연결되는 바이패스 유로를 형성하는 솔레노이드부를 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체가 제공될 수 있다.
또한, 상기 밸브 하우징은 상기 파일럿 챔버의 내측면에 복수의 단차를 마련하여 상기 소프트 밸브부와 메인 밸브부를 각각 결합할 수 있다.
또한, 상기 메인 밸브부는 상기 파일럿 챔버에 고정 마련되는 링 형상의 밸브 시트와, 상기 파일럿 챔버에 승강 가능하게 마련되어 상기 밸브 시트와 선택적으로 접촉하여 개폐되는 밸브 바디와, 상기 밸브 디스크를 상기 밸브 시트를 향해 가압하는 밸브 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세이프 밸브부는 상기 포펫 챔버의 내부에서 전방의 폐쇄 위치와 후방의 개방 위치로 이동 가능하게 설치되는 포펫과, 포펫을 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 포펫은 포펫 본체와, 포펫 본체에 마련되는 적어도 하나 이상의 보조 유로 및 슬릿 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔레노이드부에 고전류 인가 시 작동 유체는 상기 소프트 밸브부와 메인 밸브부를 통해 파일럿 챔버를 통과하여 메인 유로로 빠져나가며, 상기 솔레노이드부에 저전류 인가 시 작동 유체는 상기 소프트 밸브부와 세이프 밸브부를 통해 포펫 챔버를 통과하여 바이패스 유로로 빠져나갈 수 있다.
또한, 상기 세이프 밸브부는 상기 포펫 챔버의 내부에서 전방의 폐쇄 위치와 후방의 개방 위치로 이동 가능하게 설치되는 포펫과, 포펫을 지지하는 탄성부재를 포함하고, 상기 포펫은 포펫 본체와, 포펫 본체에 마련되는 적어도 하나 이상의 보조 유로 및 슬릿 유로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔레노이드부에 저전류 인가 시 작동 유체는 상기 포펫 챔버에서 세이프 밸브부의 보조 유로와 슬릿 유로를 통과하여 바이패스 유로로 빠져나가고, 상기 솔레노이드부에 전류 미인가 시 작동 유체는 상기 포펫 챔버에서 세이프 밸브부의 슬릿 유로만을 통과하여 바이패스 유로로 빠져나갈 수 있다.
또한, 상기와 같이 마련되는 감쇠력 가변밸브 조립체를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버는 포트를 통과한 유체가 메인 밸브부에 앞서 독립 형태의 소프트 밸브부를 먼저 통과하는 구조이기 때문에 소프트 밸브부의 감쇠력을 최종 요구되는 감쇠력에 상응하도록 자유롭게 튜닝할 수 있으며, 이후 메인 밸브부에서 튜닝된 감쇠력을 선형적으로 미세 조정함으로써 전체 감쇠력의 레인지를 큰 폭으로 확장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버는 소프트 모드에서 저전류를 적용하여 소비전력을 감소시키고, 전류 공급이 차단되는 페일 모드에서 감쇠력을 소프트 모드의 감쇠력보다 높게 발생시킴으로써, 차량의 조종 안정성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체가 하드 모드(Hard Mode)로 행정하는 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체가 소프트 모드(Soft Mode)로 행정하는 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체가 페일 모드(Fail Mode)로 행정하는 상태를 보여주기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 이용한 감쇠력 튜닝을 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 구비하는 감쇠력 가변식 쇽업소버를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 외통(11) 및 내통(12)을 갖는 실린더(10)와, 피스톤 로드(13)와, 피스톤 밸브(14)와, 리저버 챔버(15)와, 세퍼레이터 튜브(16)와, 감쇠력 가변밸브 조립체(100)를 포함한다.
외통(11)은 외측에 감쇠력 가변밸브 조립체(100)가 설치되며, 외통(11)의 내부에는 내통(12)이 일정 간격을 갖도록 설치된다. 또, 외통(11)과 내통(12)의 사이에는 도 1에 도시한 바와 같이 저압실(PL)과 고압실(PH)을 형성하기 위한 리저버 챔버(15)가 형성된다.
피스톤 로드(13)는 일단이 내통(12)의 내부에 위치된 피스톤 밸브(14)에 결합된 상태에서 압축 및 인장 행정 방향으로 왕복 이동된다.
피스톤 밸브(14)는 피스톤 로드(13)의 일단에 결합된 상태에서 내통(12)을 길이방향으로 압축챔버(12a)와 인장챔버(12b)로 구분하며, 이를 통해 실린더(10) 내부에서 압축 및 인장 행정 방향으로 왕복 이동되면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.
리저버 챔버(15)는 외통(11)과 내통(12) 사이의 공간에 마련된다.
세퍼레이터 튜브(16)는 외통(11)과 내통(12) 사이, 구체적으로는 내통(12)의 외측면에 마련되어 내측에는 고압실(PH)을 형성하고 외측에는 저압실(LH)을 형성한다. 즉, 세퍼레이터 튜브(16)는 리저버 챔버(15) 내부를 저압실(PL)과 고압실(PH)로 구획한다.
바디 밸브(17)는 내통(12)의 하단에 설치되어 리저버 챔버(15)와 압축챔버(12a) 사이의 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시킨다.
한편, 고압실(PH)은 내통(12)에 마련되는 내부홀(12c)을 통해 인장챔버(12b)와 연결되고, 저압실(PL)은 바디 밸브(17)와 외통(11) 사이에 형성되는 하부 유로 및 바디 밸브(17)에 형성된 유로(미도시)를 통해 압축챔버(12a)와 연결된다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체(100)는 포트(110)와, 밸브 하우징(120)과, 소프트 밸브부(130)와, 메인 밸브부(140)와, 세이프 밸브부(150)와, 솔레노이드부(160)를 포함할 수 있다.
포트(110)는 전단이 외통(11)과 세퍼레이터 튜브(16)를 통해 고압실(PH)에 연결되며, 내부에는 고압실(PH)로부터 작동 유체가 가변밸브 조립체로 유입될 수 있도록 연결 유로(111)가 전후로 관통 형성된다. 즉, 연결 유로(111)는 입구 부위가 고압실(PH)에 연결되고, 출구는 후술할 밸브 하우징(120)의 파일럿 챔버(123) 및 포펫 챔버(125)로 연결된다. 포트(110)의 외부에는 고정을 위한 와샤(113)가 마련될 수 있다.
밸브 하우징(120)은 원통형의 금속소재로 마련되며, 내부 중공에 소프트 밸브부(130)와 메인 밸브부(140)와 세이프 밸브부(150)가 순차 조립될 수 있다.
밸브 하우징(120)은 도시된 바와 같이 중공의 내부 공간이 판상의 밸브 베이스(121)에 의해 구획될 수 있다. 밸브 하우징(120)은 밸브 베이스(121)를 중심으로 상부에는 파일럿 챔버(123)가 마련되고 하부에는 포펫 챔버(125)가 마련되며, 두 챔버(123,125)는 밸브 베이스(121)에 마련되는 베이스공(122)을 통해 연통될 수 있다. 파일럿 챔버(123)는 포펫 챔버(125)보다 상대적으로 넓은 공간을 형성한다.
파일럿 챔버(123)는 중공 내측면에 길이 방향을 따라 복수의 단차를 형성하며, 각 단차에는 포트측 입구로부터 순차적으로 소프트 밸브부(130)와 메인 밸브부(140)가 마련된다. 메인 밸브부(140)가 위치하는 밸브 하우징(120)의 중간 정도의 높이에는 메인 유로를 형성하기 위한 유로홀(126)이 원주 방향으로 복수개가 마련되어 밸브 하우징(120)의 내부와 외부를 연통시킨다.
포펫 챔버(125)는 파일럿 챔버(123)보다 체적이 작게 마련되며, 내부에 세이프 밸브부(150)가 위치한다.
소프트 밸브부(130)는 포트(110)를 통과한 유체가 밸브 하우징(120)을 우선적으로 통과하도록 포트(110)의 연결 유로(111)에 연통 설치된다. 소프트 밸브부(130)는 소프트 밸브 몸체(131)와, 밸브 디스크(133)와, 밸브 마운트(135)를 포함한다. 소프트 밸브 몸체(131)는 원통형으로 마련되어 중심에는 밸브 마운트(135)가 관통 결합되며, 원주 방향으로는 적어도 하나 이상의 소프트 유로(132)가 관통 마련된다. 밸브 디스크(133)는 판상으로 마련되어 소프트 밸브 몸체(131)의 하단측 예컨대, 포트(110)의 반대편에서 소프트 밸브 몸체에 밀착된 상태로 마련된다. 밸브 디스크(133)는 다수의 디스크를 적층시킨 상태로 설치될 수 있다. 밸브 마운트(135)는 밸브 디스크(133)를 지지하여 소프트 유로(132)를 평상 시 폐쇄하는 상태로 소프트 밸브 몸체(131)에 결합된다. 밸브 마운트(135)는 I자 형상으로 마련되어 소프트 밸브 몸체(131)의 상하에 패킹을 개재하여 빠지지 않도록 결합될 수 있다.
이러한 소프트 밸브부(130)는 밸브 하우징(120)의 입구측 단부에 결합하여 포트(110)와, 파일럿 챔버(123) 사이를 선택적으로 연통시킨다. 특히, 소프트 밸브부(130)는 하나의 독립된 부품 형태를 가지기 때문에, 개별 설계를 통해 요구되는 사양 예를 들면 소프트 모드에서 메인 밸브부의 감쇠력은 최소화하고 저속에서의 감쇠력을 조정하는 등의 튜닝 자유도를 크게 높일 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다.
메인 밸브부(140)는 밸브 하우징(120)의 파일럿 챔버(123)에 수용 마련되는 것으로, 밸브 시트(141)와 밸브 바디(143)와 밸브 스프링(145)을 포함할 수 있다. 밸브 시트(141)는 링 형상으로 마련된다. 또한, 밸브 시트(141)는 외측에 마련되는 단차를 이용하여 밸브 하우징(120)의 내측면에 마련되는 걸림턱(127)에 지지될 수 있다. 밸브 시트(141)의 하단은 밸브 바디(143)의 상단과 선택적으로 접촉하면서 파일럿 챔버(123)와 밸브 하우징 사이의 메인 유로를 연통시킨다.
밸브 바디(143)는 파일럿 챔버(123)에 승강 가능하게 결합한다. 밸브 바디(143)는 원판 형태의 바디 디스크(143a)와, 바디 디스크(143a)의 상측과 하측으로 각각 연장 마련되는 상부 림(143b)와 하부 림(143c)를 포함한다. 바디 디스크(143a)는 중앙에 바디홀(144)을 구비하여 바디 디스크(143a)의 전방과 후방을 연통시킨다. 상부 림(143b)의 상단은 밸브 시트(141)의 하단과 선택적으로 접촉하거나 이격되며, 하부 림(143c)의 하단은 밸브 스프링(145)을 개재하여 포트측으로 탄성 지지된다. 밸브 스프링(145)은 코일 스프링 형태를 가질 수 있다.
세이프 밸브부(150)는 포펫 챔버(125)에 마련되는 것으로, 밸브 하우징(120)과 솔레노이드부(160) 사이에 마련된다.
세이프 밸브부(150)의 설명에 앞서, 솔레노이드부(160)는 외부에서 전달되는 전류에 의해 구동되는 것으로, 전류 공급시 코일의 여자에 의한 전자력을 이용하여 돌출 로드(162)를 전후 방향으로 이동시킨다.
또한, 밸브 하우징(120)과 솔레노이드부(160) 사이에는 바이패스 유로(170)가 마련된다. 바이패스 유로(170)는 포펫 챔버(125)의 내부와 리저버 챔버(15)를 연결한다. 구체적으로, 바이패스 유로(170)는 입구가 포펫 챔버(125)의 내부로 연결되고 출구가 리저버 챔버(15)의 저압실(PL)에 연결되어, 하드 모드(soft mode), 소프트 모드(soft mode), 및 페일 모드(Fail mode)로 구동 시 포펫 챔버(125)의 작동 유체를 저압실(PL)로 이동시킨다.
한편, 세이프 밸브부(150)는 로드(162)의 전단과 결합된 상태로 포펫 챔버(125)의 내부에서 전방의 폐쇄 위치와 후방의 개방 위치로 이동 가능하게 설치되는 포펫(151)과 포펫을 지지하는 탄성부재(155)를 포함한다.
포펫(151)은 포펫 본체(152)와, 포펫 본체(152)에 마련되는 적어도 하나 이상의 보조 유로(153) 및 슬릿 유로(154)을 포함할 수 있다.
포펫 본체(152)는 전방으로 돌출 형성되는 개폐구를 포함하여 도 1에 도시한 바와 같이 솔레노이드부(160)에 고전류가 인가되는 하드 모드(Hard mode)시 개폐 로드(162)와 함께 전방으로 이동되어 베이스공(122)을 차단한다. 즉, 하드 모드(Hard mode)로 구동 시에 개폐구는 베이스공(122)의 폐쇄 위치로 전진하므로 파일럿 챔버(123)와 포펫 챔버(125) 사이의 유체 이동은 단절되며, 이때 유체는 바이패스 유로(170)를 통과하지 못해 저압실(PH)로 유출되지 않으므로, 하드(Hard)한 감쇠력을 발생시킬 수 있다.
포펫 본체(152)의 후면에는 로드(162)의 전단이 결합되고, 전면에는 탄성부재(155)가 개재되어 본체를 후방으로 탄성 지지한다. 또한, 포펫 본체(152)는 포펫 챔버(125)의 내주면과 밀착된 상태로 전후 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 배치되어 포펫 챔버(125)를 전후로 구획한다.
보조 유로(153)는 포펫 본체(152)의 내측에 전후로 관통 형성되는 것으로, 파일럿 챔버(123)의 베이스공(122)을 통해 배출되는 유체를 포펫 챔버(125)의 후방으로 이동시킨다.
보조 유로(153)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 베이스공(122)이 일부 개방될 경우는, 전방으로부터 유입되는 유체를 포펫 챔버(125)의 후방으로 이동시키며, 완전 개방된 경우는 도 5에 도시한 바와 같이 포펫 본체(152)가 후방으로 이동되면서 포펫 챔버(125)의 바닥면에 밀착되면서 차단된다.
슬릿 유로(154)는 포펫 본체(152)의 가장자리에 마련되는 것으로 베이스공(122)을 통해 배출되는 유체를 후방으로 이동시킨다. 특히, 슬릿 유로(154)는 포펫 본체(152)가 후방으로 이동되어 포펫 챔버(125)의 바닥면에 밀착되더라도 전방으로 유입되는 유체를 포펫 챔버(125)의 후방으로 이동시킬 수 있다.
슬릿 유로(154)와 보조 유로(153)가 함께 개방될 경우 유체가 통과되는 단면적은 슬릿 유로(154)만 개방될 때보다 넓게 형성되므로, 쇽업소버가 행정할 때 보다 소프트(Soft)한 감쇠력을 발생시킬 수 있다.
한편, 슬릿 유로(154)는 도 5에 도시된 바와 같이 솔레노이드부(160)에 전류가 미인가되는 페일 모드(Fail mode)로 구동 시 단독으로 개방되며, 이때 슬릿 유로(154)는 바이패스 유로(170)의 입구와 연결된다. 이때는 슬릿 유로(154)이 단독으로 개방되어 단면적이 좁게 형성되므로, 쇽업소버의 행정 시 적정 감쇠력을 확보하여 차량의 조종 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 탄성부재(155)는 포펫 챔버(125) 내에서 포트(110)의 후단과 포펫(151)의 전단을 탄성 지지한다.
따라서, 페일 모드(Fail mode)로 구동 시 솔레노이드부(160)에는 전류가 미인가되므로, 탄성부재(155)의 탄성 지지력에 의해 포펫 몸체(400)는 후방으로 이동될 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 이용한 쇽업소버의 동작을 설명한다.
먼저, 솔레노이드부(160)에 고전류(1.6~1.8A)가 인가되는 하드 모드(Hard mode) 시에는 도 3에 도시된 바와 같이 포펫 본체(152)가 로드(162)에 의해 전진하여 전단의 개폐구가 베이스공(122)을 차단하는 상태가 되므로, 파일럿 챔버(123)로 유입된 유체는 포펫 챔버(125)의 내부로 유입되지 않고 메인 밸브부(140)를 개방한 후 메인 유로(화살표)를 통해 빠져나간다.
즉, 이때는 바이패스 유로(170)를 통해서 유체가 유출되지 않으므로, 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 이용한 쇽업소버는 파일럿 챔버(123)의 압력을 상승시킬 수 있는 하드 모드(Hard mode)로 전환된다. 단, 파일럿 챔버(152)의 압력이 일정 기준보다 높을 경우 유체의 일부는 바이패스 유로(170)를 통해 저압실(LH)로 빠져나갈 수 있다.
한편, 솔레노이드부(160)에 저전류(0.3~0.5A)가 인가되는 소프트 모드(Soft mode) 구동 시에는 도 4에 도시된 바와 같이 포펫 본체(152)가 로드(162)와 함께 일정 길이 후퇴하면서 전단의 개폐구가 베이스공(122)로부터 이격된다.
개방된 베이스공(122)을 통해 파일럿 챔버(123)의 유체는 포펫 챔버(125)의 내부로 유입되고, 포펫 챔버(125)의 전방으로 유입된 유체는 세이프 밸브부(150)의 보조 유로(153)와 슬릿 유로(154)를 통해 포펫 본체(152)의 후방으로 이동한다. 그리고, 포펫 본체(152)의 후방으로 이동된 유체는 바이패스 유로(170)를 따라 저압실(PL)로 바이패스 된다.
모드별로 솔레노이드부(160)에 인가되는 자기력에 따라 포펫(151)에 전달되는 자기력 즉, 포펫(151)이 열리는 하중은 변동될 수 있으며, 이에 따라 파일럿 챔버(123)의 최대 압력(포펫이 열리는 압력)도 변동될 수 있다. 따라서, 경우에 따라 파일럿 챔버의 압력이 높을 경우 유체의 일부는 소프트 모드에서도 메인 밸브부(140)를 개방한 후 메인 유로를 통해서 빠져나갈 수 있다.
다른 한편, 페일 모드(Fail mode) 구동 시에는 도 5에 도시된 바와 같이 솔레노이드부(160)에 전류가 인가되지 않으므로, 세이프 밸브부(150)의 포펫 본체(152)는 탄성부재(155)의 탄성력에 의해 후방으로 이동된다. 이때, 포펫 본체(152)의 후면은 포펫 챔버(125)의 바닥면에 밀착되므로 보조 유로(153)는 차단되고, 슬릿 유로(154)는 바이패스 유로(170)와 연결된다. 이 상태에서는, 베이스공(122)을 통해 유입되는 유체가 슬릿 유로(154)를 통해서만 바이패스 유로(170)로 유입되고, 바이패스 유로(170)를 따라 이동된 유체는 저압실(PL)로 바이패스 된다.
이때는 바이패스 유로(170)를 따라 바이패스되는 유체의 양은 소프트 모드(Soft mode)로 구동 시보다 적은 유량을 가지므로, 쇽업소버가 행정할 때 적정 감쇠력을 확보하여 차량의 조종 안정성을 확보할 수 있다.
이상, 본 실시 예에 따르면 소프트 모드(Soft mode)에서 저전류를 적용하여 소비전력을 감소시키고, 전류 공급이 차단되는 페일 모드(Fail mode)에서의 감쇠력을 소프트 모드의 감쇠력보다 높게 발생시킴으로써, 차량의 조종 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버는 일정 길이를 갖는 스풀을 미 적용함으로써, 감쇠력 제어시 소비 전력을 절감할 수 있고, 나아가 솔레노이드의 작동 소음을 줄일 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시 예에 따른 감쇠력 가변밸브 조립체 및 이를 갖는 감쇠력 가변식 쇽업소버는 포트(110)를 통과한 작동 유체가 메인 밸브부(140)를 통과하기에 앞서 독립 형태의 소프트 밸브부(130)를 먼저 통과하는 구조이기 때문에 소프트 밸브부(130)의 감쇠력(유압 및 유속)을 원하는 최종 감쇠력(F)에 상응하도록 1차적으로 자유롭게 튜닝하고, 이후 메인 밸브부(140)를 이용하여 2차적으로 감쇠력을 선형적으로 미세 조정할 수 있도록 함으로써, 도시된 바와 같이 최종 감쇠력의 조정 레인지를 크게 높일 수 있다.
10..실린더 11..외통
12..내통 13..피스톤 로드
14..피스톤 밸브 15..리저버 챔버
100..감쇠력 가변밸브 조립체
110..포트 120..밸브 하우징
121..밸브 베이스 122..베이스공
123..파일럿 챔버 125..포펫 챔버
130..소프트 밸브부 140..메인 밸브부
150..세이프 밸브부 151..포펫
152..포펫 본체 153..보조 유로
154..슬릿 유로 160..솔레노이드부
162..로드 170..바이패스 유로

Claims (9)

  1. 감쇠력 가변식 쇽업소버에 설치되는 감쇠력 가변밸브 조립체로서,
    일단이 상기 쇽업소버와 연결되고 내부에 연결 유로가 형성되는 포트와,
    상기 포트의 타단에 연통 마련되며, 내부에 베이스공을 중심으로 구획되는 파일럿 챔버와 포펫 챔버를 구비하는 밸브 하우징과,
    상기 밸브 하우징의 파일럿 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 소프트 밸브부와,
    상기 밸브 하우징의 파일럿 챔버 내부에 개폐 가능하게 마련되어 메인 유로와 연결되는 메인 밸브부와,
    상기 밸브 하우징의 포펫 챔버 입구에 개폐 가능하게 마련되는 세이프 밸브부와,
    상기 밸브 하우징과 결합하여 상기 포펫 챔버의 출구와 연결되는 바이패스 유로를 형성하는 솔레노이드부를 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브 하우징은 상기 파일럿 챔버의 내측면에 복수의 단차를 마련하여 상기 소프트 밸브부와 메인 밸브부를 각각 결합하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 밸브부는 상기 파일럿 챔버에 고정 마련되는 링 형상의 밸브 시트와, 상기 파일럿 챔버에 승강 가능하게 마련되어 상기 밸브 시트와 선택적으로 접촉하여 개폐되는 밸브 바디와, 상기 밸브 디스크를 상기 밸브 시트를 향해 가압하는 밸브 스프링을 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세이프 밸브부는 상기 포펫 챔버의 내부에서 전방의 폐쇄 위치와 후방의 개방 위치로 이동 가능하게 설치되는 포펫과, 포펫을 지지하는 탄성부재를 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 포펫은 포펫 본체와, 포펫 본체에 마련되는 적어도 하나 이상의 보조 유로 및 슬릿 유로를 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 솔레노이드부에 고전류 인가 시 작동 유체는 상기 소프트 밸브부와 메인 밸브부를 통해 파일럿 챔버를 통과하여 메인 유로로 빠져나가며,
    상기 솔레노이드부에 저전류 인가 시 작동 유체는 상기 소프트 밸브부와 세이프 밸브부를 통해 포펫 챔버를 통과하여 바이패스 유로로 빠져나가는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세이프 밸브부는 상기 포펫 챔버의 내부에서 전방의 폐쇄 위치와 후방의 개방 위치로 이동 가능하게 설치되는 포펫과, 포펫을 지지하는 탄성부재를 포함하고,
    상기 포펫은 포펫 본체와, 포펫 본체에 마련되는 적어도 하나 이상의 보조 유로 및 슬릿 유로를 포함하는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 솔레노이드부에 저전류 인가 시 작동 유체는 상기 포펫 챔버에서 세이프 밸브부의 보조 유로와 슬릿 유로를 통과하여 바이패스 유로로 빠져나가고,
    상기 솔레노이드부에 전류 미인가 시 작동 유체는 상기 포펫 챔버에서 세이프 밸브부의 슬릿 유로만을 통과하여 바이패스 유로로 빠져나가는 감쇠력 가변밸브 조립체.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 의해 마련되는 감쇠력 가변밸브 조립체를 포함하는 감쇠력 가변식 쇽업소버.
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