KR20230134260A - 쇼크 업소버 - Google Patents

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KR20230134260A
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Abstract

본 발명은 쇼크 업소버에 관한 것으로서, 튜브 내에 유체가 충진되며, 상하 이동하는 피스톤 밸브에 의해 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되는 쇼크 업소버(shock absorber)로서, 제1탄성부재와, 상기 제1탄성부재의 하부에 상하 이동 가능하도록 배치된 중앙 가이드 부재와, 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치된 제2탄성부재와, 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하도록 배치된 하부 가이드 부재를 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 탄성 모듈; 및 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 상부 디스크들과, 상기 상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 디스크 모듈을 포함하고, 상기 상부 디스크들과 상기 하부 디스크들은, 인가되는 유압력이 미리 설정된 유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 바이패스(bypass) 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버에 관한 것이다.

Description

쇼크 업소버{SHOCK ABSORBER}
본 발명은 쇼크 업소버에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유압 챔버 내에서 발생하는 과도한 유압력을 바이패스 경로를 통해 해소할 수 있는 쇼크 업소버에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
쇼크 업소버는 피스톤을 이동시켜 내부에 충진된 유체를 압축함으로써 감쇠력을 발생시킬 수 있는 장치이다.
이러한 쇼크 업소버의 기능을 활용하면 노면으로부터 전달되는 진동을 억제 또는 감쇠시키거나 이 진동의 에너지를 흡수할 수 있으므로, 쇼크 업소버는 차량의 조작 성능을 향상시키거나 승차감을 향상시키기 위해 차량의 현가시스템에 활용된다.
종래의 쇼크 업소버는 일반적으로 유체의 유압만을 이용하여 감쇠력을 발생시키므로, 감쇠력을 증가시키기 위해서는 내부에 충진되는 유체의 양뿐만 아니라 쇼크 업소버를 구성하는 부품들의 크기도 증가시켜야 한다.
즉, 쇼크 업소버가 제공하는 감쇠력을 증가시키기 위해서는 쇼크 업소버 자체의 크기를 증가시켜야 하므로, 쇼크 업소버의 제작 비용이 상승하며, 쇼크 업소버의 설치 자유도가 제한될 수 있다.
한편, 피스톤이 유체를 가압하는 압축행정이 지속되는 경우에는 유압 챔버 내에 과도한 유압력이 발생할 수 있다. 이러한 과도한 유압력이 유로 또는 다른 부품에 인가되면 내부 부품에 기능 저하가 발생하거나 내부 부품이 파손될 수도 있다.
내부 부품의 기능 저하와 파손은 차량의 조작 성능이나 승차감을 저하시킬 수도 있으며, 더 나아가 차량 사고로 이어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 쇼크 업소버의 크기를 유지시키는 동시에 감쇠력을 증진시킬 수 있는 쇼크 업소버를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 유압 챔버 내에서 발생하는 과도한 유압력을 해소할 수 있는 쇼크 업소버를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 튜브 내에 유체가 충진되며, 상하 이동하는 피스톤 밸브에 의해 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되는 쇼크 업소버(shock absorber)로서, 제1탄성부재와, 상기 제1탄성부재의 하부에 상하 이동 가능하도록 배치된 중앙 가이드 부재와, 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치된 제2탄성부재와, 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하도록 배치된 하부 가이드 부재를 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 탄성 모듈; 및 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 상부 디스크들과, 상기 상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 디스크 모듈을 포함하고, 상기 상부 디스크들과 상기 하부 디스크들은, 인가되는 유압력이 미리 설정된 유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 바이패스(bypass) 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버가 제공된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 튜브 내에 유체가 충진되며, 상하 이동하는 피스톤 밸브에 의해 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되는 쇼크 업소버(shock absorber)로서, 제1탄성부재와, 상기 제1탄성부재의 하부에 상하 이동 가능하도록 배치된 중앙 가이드 부재와, 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치된 제2탄성부재와, 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하도록 배치된 하부 가이드 부재를 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 탄성 모듈; 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 제1상부 디스크들과, 상기 제1상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 제1하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 제1디스크 모듈; 및 상기 제1하부 디스크들의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 제2상부 디스크들과, 상기 제2상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 제2하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 제2디스크 모듈을 포함하고, 상기 제1상부 디스크들과 상기 제1하부 디스크들은, 인가되는 유압력이 미리 설정된 제1유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 제1바이패스(bypass) 유로를 형성하며, 상기 제2상부 디스크들과 상기 제2하부 디스크들은, 인가되는 유압력이 미리 설정된 제2유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 제2바이패스(bypass) 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버가 제공된다.
본 발명은 쇼크 업소버의 압축행정이 발생하는 경우에 유체에 의한 감쇠력 뿐만 아니라 탄성부재에 의한 감쇠력까지 제공하도록 구성되므로, 쇼크 업소버의 크기를 유지시키는 동시에 감쇠력을 증진시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 인가되는 유압력이 과도한 경우에 바이패스 경로를 제공할 수 있는 구조를 채용하므로, 내부 부품의 파손이나 쇼크 업소버의 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명은 복수 개의 바이패스 경로를 단계적으로 제공할 수 있는 2단의 구조를 채용하므로, 첫 번째 단이 바이패스 경로를 제공하는 경우에도 일정한 값 이상의 유압력을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 가이드 부재의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바디 밸브의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 가이드 부재의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 가이드 부재의 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 압축행정 과정을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스크 모듈들의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 쇼크 업소버의 바이패스 경로 형성 과정을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼크 업소버(1000)의 단면도이며, 도 2는 쇼크 업소버(1000)의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 모듈(1200)의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 쇼크 업소버(1000)는 튜브(1510), 피스톤 밸브(1400), 탄성 모듈(1100) 및 디스크 모듈(1200)을 포함하여 구성될 수 있다.
튜브(1510)의 내부에는 유체가 충진되며, 튜브(1510)는 쇼크 업소버 바디(1500)의 내측에 배치된다. 튜브(1510)는 쇼크 업소버 바디(1500)의 내면과 이격하여 배치되고, 튜브(1510)와 쇼크 업소버 바디(1500)가 이격하는 공간에 리저브 챔버(1630)가 형성된다.
튜브(1510) 내에는 피스톤 밸브(1400)가 승강 이동 가능하게 배치된다. 피스톤 밸브(1400)의 튜브(1510) 내 위치에 의해 튜브(1510) 내 공간이 컴프레션 챔버(1610)와 리바운드 챔버(1620)로 구획된다. 컴프레션 챔버(1610)는 리바운드 챔버(1620)보다 튜브(1510)의 하부에 배치된다.
탄성 모듈(1100)은 제1탄성부재(1120), 중앙 가이드 부재(1130), 제2탄성부재(1140) 및 하부 가이드 부재(1150)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)는 피스톤 밸브(1400)가 하방으로 이동하는 압축행정 시에 자신의 탄성력을 이용하여 감쇠력을 제공하는 구성에 해당한다.
제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)는 스프링과 같은 탄성체로 구현될 수 있다. 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140) 각각의 탄성계수는 쇼크 업소버(1000)가 설치되는 장치의 종류, 이 장치가 제공해야 하는 감쇠력 및 응답 감도 등을 고려하여 선택적으로 설정될 수 있다.
쇼크 업소버(1000)는 압축행정 시에 제2탄성부재(1140)가 먼저 압축되고 나서 제1탄성부재(1120)가 압축되므로, 이를 고려하여 제1탄성부재(1120)는 제2탄성부재(1140)보다 큰 탄성계수를 가질 수 있다.
제1탄성부재(1120)는 컴프레션 챔버(1610) 내 제1영역(1611)에 배치되며, 제2탄성부재(1140)는 컴프레션 챔버(1610) 내 제2영역(1612)에 배치될 수 있다. 또한, 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)는 감쇠력을 효과적으로 발생시키기 위하여 직렬로 배치될 수 있다.
제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140) 사이에는 중앙 가이드 부재(1130)가 배치되며, 제2탄성부재(1140)의 하부에는 하부 가이드 부재(1150)가 배치된다. 즉, 중앙 가이드 부재(1130)가 제1탄성부재(1120)의 하부에 배치되고, 제2탄성부재(1140)가 중앙 가이드 부재(1130)의 하부에 배치되며, 하부 가이드 부재(1150)가 제2탄성부재(1140)의 하부에 배치된다.
중앙 가이드 부재(1130)는 상하 방향(튜브의 길이 방향 또는 피스톤 밸브의 이동 방향)으로 이동 가능하도록 배치된다. 중앙 가이드 부재(1130)는 제1탄성부재(1120) 및 제2탄성부재(1140) 사이에 배치되며 상하 방향으로 이동 가능하므로, 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140) 간에 압축력과 감쇠력을 전달하는 매개체 기능을 수행한다.
중앙 가이드 부재(1130)의 상하 방향 위치에 의해 제1영역(1611)과 제2영역(1612)이 구획된다. 중앙 가이드 부재(1130)는 피스톤 밸브(1400)의 이동에 의해 상하 방향으로 이동하므로, 이러한 중앙 가이드 부재(1130)의 이동에 의해 제1영역(1611)과 제2영역(1612)의 체적이 가변될 수 있다.
하부 가이드 부재(1150)는 제2탄성부재(1140)의 하부에 배치되어 제2탄성부재(1140)의 하단을 지지한다. 하부 가이드 부재(1150)의 지지에 의해, 제2탄성부재(1140)가 안정적으로 위치를 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 쇼크 업소버(1000)는 탄성 모듈(1100)을 포함하여 구성되므로, 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)가 압축되는 압축행정이 발생하는 경우에 컴프레션 챔버(1610) 내부에 충진되어 있는 유체에 의한 감쇠력 뿐만 아니라, 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)에 의한 감쇠력까지 활용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 쇼크 업소버(1000)는 크기를 유지하면서도 감쇠력을 증진시킬 수 있다.
실시형태에 따라, 탄성 모듈(1100)은 피스톤 링(1160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
피스톤 링(1160)은 중앙 가이드 부재(1130)의 측면을 둘러싸도록 배치되어 중앙 가이드 부재(1130)의 상하 방향 이동을 지지할 수 있다. 따라서, 피스톤 링(1160)은 중앙 가이드 부재(1130)의 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 피스톤 링(1160)의 안정적인 배치를 위해, 중앙 가이드 부재(1130)에는 피스톤 링(1160)을 수용할 수 있는 수용홈이 측면을 따라 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 디스크 모듈(1200)은 상부 리테이너(1210), 하나 이상의 상부 디스크들(1220) 및 하나 이상의 하부 디스크들(1230)을 포함하여 구성될 수 있다.
상부 리테이너(1210)는 중앙 가이드 부재(1130)의 하부에 배치된다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부 리테이너(1210)에는 외주면에 하나 이상의 유로들(상부 리테이너 유로, 1212)이 형성되며, 이 상부 리테이너 유로(1212)를 통해 컴프레션 챔버(1610) 내 유체들이 이동할 수 있다.
상부 리테이너(1210)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(상부 리테이너 관통홀, 1211)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(1310)은 상부 리테이너 관통홀(1211)에 결합되어 상부 리테이너(1210)의 위치를 안정적으로 유지시킬 수 있다.
상부 디스크들(1220)은 상부 리테이너(1210)의 하부에 배치된다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상부 디스크들(1220)의 외주면에는 하나 이상의 유로들(상부 디스크 유로, 1222)이 형성된다. 상부 디스크 유로(1222)는 상부 리테이너 유로(1212)와 연통되어 유체들이 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
상부 디스크들(1220)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(상부 디스크 관통홀, 1221)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(1310)은 상부 디스크 관통홀(1221)에 결합되어 상부 디스크들(1220)의 위치를 안정적으로 지지할 수 있다.
하부 디스크들(1230)은 상부 디스크들(1220)의 하부에 배치된다. 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 하부 디스크들(1230)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(하부 디스크 관통홀, 1231)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(1310)은 하부 디스크 관통홀(1231)에 결합되어 하부 디스크들(1230)의 위치를 안정적으로 지지할 수 있다.
압축행정에 의해 피스톤 밸브(1400)가 하방으로 이동하면 제1영역(1611)에 충진되어 있던 유체들은 중앙 가이드 부재(1130)에 형성되어 있는 관통홀(중앙 가이드 관통홀, 도 6의 1132)을 지나 상부 리테이너 유로(1212) 및 상부 디스크 유로(1222)로 이어지는 경로를 따라 이동한다. 이러한 유체의 이동에 의해 유압력이 발생하게 된다.
압축행정이 지속되어 피스톤 밸브(1400)가 하방으로 추가 이동하면 유체의 이동에 의한 유압력도 상승하게 되는데, 유압력이 한계 유압력(미리 설정된 유압력) 이상이거나 한계 유압력을 초과하는 경우에는 내부 부품에 파손이 발생하거나 내부 부품의 형상이 변경되어 성능 저하가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)은 인가되는 유압력이 한계 유압력 이상이거나 한계 유압력을 초과하는 경우에, 형상이 일시적으로 변형되도록(면 전체 또는 일부가 하방으로 젖혀지도록 또는 만곡되도록) 구성된다.
상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 하방으로 만곡되면, 만곡되기 전에는 존재하지 않던 유체의 새로운 유로(바이패스(bypass) 유로)가 형성되므로, 인가되는 유압력이 한계 유압력 이하나 미만으로 저하되게 된다.
이와 같이, 본 발명의 쇼크 업소버(1000)는 인가되는 유압력의 크기에 따라 형상이 일시적으로 변형될 수 있는 디스크들(디스크 모듈)을 포함하여 구성되므로, 한계 유압력 이상의 유압력이 인가되는 경우에도 내부 부품의 파손이나 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.
상대적으로 큰 유압력이 인가되는 경우에 바이패스 유로가 형성되도록 하기 위해서는 한계 유압력을 증가시켜야 한다. 이와 달리, 상대적으로 작은 유압력이 인가되는 경우에 바이패스 유로가 형성되도록 하기 위해서는 한계 유압력을 감소시켜야 한다.
이러한 한계 유압력은 상부 디스크들(1220)의 개수에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 상부 디스크들(1220)의 개수를 증가시키면 한계 유압력이 크게 설정되며, 상부 디스크들(1220)의 개수를 감소시키면 한계 유압력이 작게 설정된다.
한계 유압력은 하부 디스크들(1230)의 개수에 의해서도 설정될 수 있다. 예를 들어, 하부 디스크들(1230)의 개수를 증가시키면 한계 유압력이 크게 설정되며, 하부 디스크들(1230)의 개수를 감소시키면 한계 유압력이 작게 설정된다.
한계 유압력은 상부 디스크들(1220)의 개수와 하부 디스크들(1230)의 개수 모두에 의해서도 설정될 수 있다. 예를 들어, 상부 디스크들(1220)의 개수와 하부 디스크들(1230)의 개수를 증가시키면 한계 유압력이 크게 설정되며, 상부 디스크들(1220)의 개수와 하부 디스크들(1230)의 개수를 감소시키면 한계 유압력이 작게 설정된다.
한편, 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 하방으로 만곡되도록 하기 위해서는 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 만곡될 수 있는 공간(만곡 공간)이 요구된다. 이 만곡 공간은 하부 디스크들(1230)의 면 중에서 일부(외주면)가 하부 가이드 부재(1150)의 상측 표면으로부터 이격됨으로써 확보될 수 있다.
만곡 공간을 확보하기 위해서 두 가지 구조를 고려할 수 있다.
첫 번째 구조는 하부 가이드 부재(1150)의 상측 표면의 중심부로부터 상방으로 연장 형성되어 하부 디스크 관통홀(1231)의 둘레는 지지하는 구조이다. 두 번째 구조는 하부 디스크들(1230)을 하부 가이드 부재(1150)로부터 이격시키는 별도의 부재(하나 이상의 하부 리테이너들, 1240)이다.
하부 리테이너들(1240)은 하부 디스크들(1230)과 하부 가이드 부재(1150) 사이에 배치되어 하부 디스크들(1230)과 하부 가이드 부재(1150)를 서로 이격시키며, 이러한 하부 리테이너들(1240)을 통해 만곡 공간이 확보될 수 있다.
바이패스 유로의 크기(상부 디스크들과 하부 디스크들이 만곡되는 정도)를 결정하는 만곡 공간의 상하 방향 길이(높이)는 하부 리테이너들(1240)의 개수에 의해 결정된다.
예를 들어, 상대적으로 많은 개수의 하부 리테이너들(1240)을 배치하면 만곡 공간의 높이가 상대적으로 커져 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 크게 만곡될 수 있으므로, 상대적으로 큰 바이패스 유로가 형성될 수 있다.
다른 예로, 상대적으로 적은 개수의 하부 리테이너들(1240)을 배치하면 만곡 공간의 높이가 상대적으로 작아져 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 작게 만곡되므로, 상대적으로 작은 바이패스 유로가 형성될 수 있다.
하부 리테이너들(1240)의 개수는 형성하고자 하는 바이패스 유로의 크기(즉, 만곡 공간의 높이), 쇼크 업소버(1000)의 요구 사이즈, 쇼크 업소버(1000)가 장착되는 장치 내 쇼크 업소버(1000)의 장착을 위한 공간의 크기 등에 따라 가변될 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 하부 가이드 부재(1150), 바디 밸브(1300), 중앙 가이드 부재(1130) 및 상부 가이드 부재(1110)에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하부 가이드 부재(1150)는 하부 가이드 바디(1151) 및 제1하부 가이드 지지부(1152)를 포함하여 구성될 수 있다.
하부 가이드 바디(1151)는 중심부에 상하 방향으로 관통홀(하부 가이드 관통홀, 1155)이 형성되며, 제1하부 가이드 지지부(1152)는 하부 가이드 부재(1150)의 외주면을 따라 상방으로 연장 형성된다. 제1하부 가이드 지지부(1152)는 상부 리테이너(1210)의 하측과 접촉하여 상부 리테이너(1210)를 안정적으로 지지할 수 있다.
하부 가이드 부재(1150)의 상측 중에서 제1하부 가이드 지지부(1152)가 형성되지 않은 부분(중심부)에는 홈부(하부 가이드 홈부, 1153)가 형성된다. 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)은 하부 가이드 홈부(1153)가 형성하는 공간에 실장되어, 위치가 안정적으로 유지될 수 있다.
하부 가이드 홈부(1153)의 외주면에는 하부 가이드 부재(1150)를 상하 방향으로 관통하는 하나 이상의 유로들(하부 가이드 유로들, 1154)이 형성될 수 있다.
하부 가이드 유로(1154)는 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 만곡되지 않은 상태에서 상부 디스크 유로(1222)와 연통되며, 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 만곡된 상태에서는 바이패스 유로와 연통된다.
실시형태에 따라, 하부 가이드 부재(1150)는 하부 가이드 바디(1151)의 측면 방향으로 연장 형성된 제2하부 가이드 지지부(1156)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 제2탄성부재(1140)의 하단이 제2하부 가이드 지지부(1156)에 접촉하므로, 제2하부 가이드 지지부(1156)는 제2탄성부재(1140)의 하단을 지지할 수 있다.
한편, 쇼크 업소버(1000)는 하부 가이드 부재(1150)의 하부에 배치되는 바디 밸브(1300)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 바디 밸브(1300)는 컴프레션 챔버(1610) 내 유체가 리저브 챔버(1630)으로 이동하는 양을 조절하는 기능을 수행한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 바디 밸브(1300)에는 중심부에 관통홀(바디 밸브 관통홀, 1310)이 형성되며, 바디 밸브 관통홀(1310)의 주변을 따라 하나 이상의 유로들(바디 밸브 유로)이 형성된다. 또한, 바디 밸브(1300)에는 외주면을 따라 하방으로 연장된 면에 하나 이상의 토출홈들(바디 밸브 토출홈, 1320)이 형성된다.
바디 밸브 유로와 바디 밸브 토출홈(1320)은 서로 연통되므로, 컴프레션 챔버(1610) 내 유체는 바디 밸브 유로와 바디 밸브 토출홈(1320)을 통해 리저브 챔버(1630)로 이동할 수 있다.
하부 가이드 부재(1150)의 하측에는 하방으로 돌출된 하부 가이드 턱부(1157)가 형성될 수 있는데, 이 하부 가이드 턱부(1157)는 바디 밸브(1300)의 상측과 접촉한다. 이를 통해 바디 밸브(1300)와 하부 가이드 부재(1150) 사이에 별도의 고정 부재 없이도 바디 밸브(1300)와 하부 가이드 부재(1150) 간의 간극이 효과적으로 지지될 수 있다.
한편, 쇼크 업소버(1000)는 바디핀(1310)과 너트(1320)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
바디핀(1310)은 직경이 상대적으로 크게 형성된 헤드 부분이 하부에 형성되며, 직경이 상대적으로 작게 형성된 몸통 부분이 상부에 형성된다. 몸통 부분의 직경은 바디 밸브 관통홀(1310), 하부 가이드 관통홀(1155), 하부 디스크 관통홀(1231), 상부 디스크 관통홀(1221) 및 상부 리테이너 관통홀(1211)에 삽입 가능한 크기를 가진다.
몸통 부분은 바디 밸브 관통홀(1310), 하부 가이드 관통홀(1155), 하부 디스크 관통홀(1231), 상부 디스크 관통홀(1221) 및 상부 리테이너 관통홀(1211)에 순차적으로 관통하고, 몸통 부분의 상측에 형성된 나선에 너트(1320)가 결합하여 바디핀(1310)을 고정한다.
이러한 결합 구조를 통해, 바디 밸브 관통홀(1310), 하부 가이드 관통홀(1155), 하부 디스크 관통홀(1231), 상부 디스크 관통홀(1221) 및 상부 리테이너 관통홀(1211) 동축 상에서 컴팩트하게 결합될 수 있으며, 그 결합이 안정적으로 유지될 수 있다.
실시형태에 따라, 쇼크 업소버(1000)는 너트(1320)와 상부 리테이너(1210) 사이에 배치되는 와셔(washer, 1330)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 와셔는 중앙부에 형성된 관통홀을 통해 바디핀(1310)에 결합되어, 바디핀(1310)과 너트(1320) 간의 결합을 지지하며, 진동으로 인한 풀림 현상을 방지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 중앙 가이드 부재(1130)는 중앙 가이드 바디(1131), 제1중앙 가이드 지지부(1133) 및 제2중앙 가이드 지지부(1134)를 포함하여 구성될 수 있다.
중앙 가이드 바디(1131)에는 상하 방향으로 관통홀(중앙 가이드 관통홀, 1132)이 형성된다. 이 중앙 가이드 관통홀(1132)을 통해 제1영역(1611)과 제2영역(1612) 간 유체의 이동이 이루어질 수 있다.
제1중앙 가이드 지지부(1133)는 중앙 가이드 바디(1131)의 상부 외주면을 따라 오목하게 형성된다. 제1중앙 가이드 지지부(1133)에는 제1탄성부재(1120)의 하부가 실장되어, 제1탄성부재(1120)의 위치가 안정적으로 지지될 수 있다.
제2중앙 가이드 지지부(1134)는 중앙 가이드 바디(1131)의 하부로부터 돌출 형성된다. 제2중앙 가이드 지지부(1134)가 제2탄성부재(1140)의 상측 일부의 내부로 삽입되므로, 제2탄성부재(1140)의 위치가 안정적으로 지지될 수 있다.
탄성 모듈(1100)은 피스톤 밸브(1400)와 제1탄성부재(1120) 사이에 배치되며 피스톤 밸브(1400)의 이동에 의해 상하 방향으로 이동 가능한 상부 가이드 부재(1110)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상부 가이드 부재(1110)는 상부 가이드 바디(1111), 상부 가이드 지지부(1113) 및 하나 이상의 돌기들(상부 가이드 돌기, 1114)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 가이드 바디(1111)에는 상하 방향으로 관통홀(상부 가이드 관통홀, 1112)이 형성되며, 이 상부 가이드 관통홀(1112)에 피스톤 로드(1410)의 하부 중에서 일부가 삽입될 수 있다. 따라서, 피스톤 로드(1410)의 불필요한 좌우 움직임이 제한되어 피스톤 밸브(1400)의 상하 방향 이동이 안정적으로 구현될 수 있다.
상부 가이드 지지부(1113)는 상부 가이드 바디(1111)의 하부 외주면을 따라 돌출 형성된다. 상부 가이드 지지부(1113)가 제1탄성부재(1120)의 상부 일부에 삽입되므로, 제1탄성부재(1120)의 위치가 안정적으로 지지될 수 있다.
상부 가이드 돌기(1114)는 상부 가이드 바디(1111)의 상부 외주면을 따라 서로 이격하여 돌출 형성된다. 상부 가이드 돌기(1114)는 압축행정 시에 피스톤 밸브(1400)와 접촉하고, 이를 통해 피스톤 밸브(1400)의 하방 이동이 피스톤 밸브(1400)의 하방에 위치하는 다른 구성들에 전달된다.
상부 가이드 바디(1111)의 상부 외주면 중에서 상부 가이드 돌기(1114)가 형성되는 않은 위치에는 유로들(상부 가이드 유로, 1115)이 형성된다. 상부 가이드 유로(1115)는 피스톤 밸브(1400)에 형성된 유로(미도시)와 연통된다. 따라서, 제1영역(1611) 내 유체는 상부 가이드 유로(1115)와 피스톤 밸브(1400)에 형성된 유로를 통해 컴프레션 챔버(1610)의 외부, 즉 리바운드 챔버(1620)로 이동할 수 있다.
이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여 압축행정 시에 감쇠력을 제공하는 과정과 바이패스 경로를 형성하는 과정에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 압축행정이 시작되면, 피스톤 밸브(1400)는 제1탄성부재(1120)와 제2탄성부재(1140)를 가압하는 방향(하방)으로 이동하며, 일정한 스트로크 이상이 되면 피스톤 밸브(1400)가 상부 가이드 부재(1110)에 접촉한다.
제1탄성부재(1120)의 탄성계수가 제2탄성부재(1140)의 탄성계수보다 크므로, 피스톤 밸브(1400)가 상부 가이드 부재(1110)에 접촉한 이후에는 제2탄성부재(1140)의 압축이 먼저 시작된다.
이 경우에, 컴프레션 챔버(1610) 내부의 유체는 중앙 가이드 관통홀(1132)을 통과한 후에, '하부 가이드 부재(1150)와 바디 밸브(1300) 사이의 공간을 통과하는 경로'와 '상부 리테이너(1110), 상부 디스크 유로(1222) 및 하부 가이드 유로(1154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 따라 리저브 챔버(1630)로 이동한다.
압축행정이 지속되면, 제1탄성부재(1120)의 압축이 시작된다. 제1탄성부재(1120)의 압축이 진행되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 중앙 가이드 부재(1110)가 상부 리테이너(1110)에 접촉한다.
이 경우에, '하부 가이드 부재(1150)와 바디 밸브(1300) 사이의 공간을 통과하는 경로'는 차단되며, 컴프레션 챔버(1610) 내부의 유체는 중앙 가이드 관통홀(1132)을 통과한 후에 '상부 리테이너(1210), 상부 디스크 유로(1222) 및 하부 가이드 유로(1154)를 순차적으로 통과하는 경로(도 10의 (a) 참조)'를 따라 리저브 챔버(1630)로 이동한다. 유체의 이러한 이동을 통해 유압력이 발생한다.
압축행정이 추가적으로 지속되면, 제1탄성부재(1120)를 중심으로 형성되어 있는 챔버(제1영역) 내 유체가 상부 가이드 유로(1115), 상부 디스크 유로(1222)를 통해 방출되어(도 10의 (a) 참조) 유압력이 발생한다. 이 경우, 제1탄성부재(1120)의 탄성력에 의한 감쇠력이 작용한다.
유압력의 크기가 더 커져서 한계 유압력 이상이 되거나 한계 유압력을 초과하는 경우(인가되는 유압력이 한계 유압력 이상이 되거나, 한계 유압력을 초과하는 경우)에는, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 상부 디스크들(1220)과 하부 디스크들(1230)이 하방으로 만곡되어 바이패스 유로(bypass)가 형성된다.
이 경우에, 유체는 '상부 리테이너(1210), 바이패스 유로 및 하부 가이드 유로(1154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 통해 방출되어, 한계 유압력 이상 또는 이 한계 유압력을 초과하던 유압력이 저하되게 된다.
실시예 2
실시예 2는 하방으로 만곡되는 디스크들을 2단으로 구성하여 첫 단의 디스크들이 하방으로 만곡된 경우에도 일정한 크기의 유압력을 발생시킬 수 있는 쇼크 업소버(2000)에 대한 실시예이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 쇼크 업소버(2000)의 단면도이며, 도 12는 실시예 2에 따른 쇼크 업소버(2000)의 분해 사시도이고, 도 13은 실시예 2에 따른 디스크 모듈(2220)의 사시도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 쇼크 업소버(2000)는 튜브(2510), 피스톤 밸브(2400), 탄성 모듈(2100) 및 디스크 모듈(2200)을 포함하여 구성될 수 있다.
튜브(2510)의 내부에는 유체가 충진되며, 튜브(2510)는 쇼크 업소버 바디(2500)의 내측에 배치된다. 튜브(2510)는 쇼크 업소버 바디(2500)의 내면과 이격하여 배치되고, 튜브(2510)와 쇼크 업소버 바디(2500)가 이격하는 공간에 리저브 챔버(2630)가 형성된다.
튜브(2510) 내에는 피스톤 밸브(2400)가 승강 이동 가능하게 배치된다. 피스톤 밸브(2400)의 튜브(2510) 내 위치에 의해 튜브(2510) 내 공간이 컴프레션 챔버(2610)와 리바운드 챔버(2620)로 구획된다. 컴프레션 챔버(2610)는 리바운드 챔버(2620)보다 튜브(2510)의 하부에 배치된다.
탄성 모듈(2100)은 제1탄성부재(2120), 중앙 가이드 부재(2130), 제2탄성부재(2140) 및 하부 가이드 부재(2150)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)는 피스톤 밸브(2400)가 하방으로 이동하는 압축행정 시에 자신의 탄성력을 이용하여 감쇠력을 제공하는 구성에 해당한다.
제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)는 스프링과 같은 탄성체로 구현될 수 있다. 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140) 각각의 탄성계수는 쇼크 업소버(2000)가 설치되는 장치의 종류, 이 장치가 제공해야 하는 감쇠력 및 응답 감도 등을 고려하여 선택적으로 설정될 수 있다.
쇼크 업소버(2000)는 압축행정 시에 제2탄성부재(2140)가 먼저 압축되고 나서 제1탄성부재(2120)가 압축되므로, 이를 고려하여 제1탄성부재(2120)는 제2탄성부재(2140)보다 큰 탄성계수를 가질 수 있다.
제1탄성부재(2120)는 컴프레션 챔버(2610) 내 제1영역(2611)에 배치되며, 제2탄성부재(2140)는 컴프레션 챔버(2610) 내 제2영역(2612)에 배치될 수 있다. 또한, 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)는 감쇠력을 효과적으로 발생시키기 위하여 직렬로 배치될 수 있다.
제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140) 사이에는 중앙 가이드 부재(2130)가 배치되며, 제2탄성부재(2140)의 하부에는 하부 가이드 부재(2150)가 배치된다. 즉, 중앙 가이드 부재(2130)가 제1탄성부재(2120)의 하부에 배치되고, 제2탄성부재(2140)가 중앙 가이드 부재(2130)의 하부에 배치되며, 하부 가이드 부재(2150)가 제2탄성부재(2140)의 하부에 배치된다.
중앙 가이드 부재(2130)는 상하 방향으로 이동 가능하도록 배치된다. 중앙 가이드 부재(2130)는 제1탄성부재(2120) 및 제2탄성부재(2140) 사이에 배치되며 상하 방향으로 이동 가능하므로, 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140) 간에 압축력과 감쇠력을 전달하는 매개체 기능을 수행한다.
중앙 가이드 부재(2130)의 상하 방향 위치에 의해 제1영역(2611)과 제2영역(2612)이 구획된다. 중앙 가이드 부재(2130)는 피스톤 밸브(2400)의 이동에 의해 상하 방향으로 이동하므로, 이러한 중앙 가이드 부재(2130)의 이동에 의해 제1영역(2611)과 제2영역(2612)의 체적이 가변될 수 있다.
하부 가이드 부재(2150)는 제2탄성부재(2140)의 하부에 배치되어 제2탄성부재(2140)의 하단을 지지한다. 하부 가이드 부재(2150)의 지지에 의해, 제2탄성부재(2140)의 위치가 안정적으로 유지될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 쇼크 업소버(2000)는 탄성 모듈(2100)을 포함하여 구성되므로, 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)가 압축되는 압축행정이 발생하는 경우에 컴프레션 챔버(2610) 내부에 충진되어 있는 유체에 의한 감쇠력 뿐만 아니라, 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)에 의한 감쇠력까지 활용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 쇼크 업소버(2000)는 크기를 유지하면서도 감쇠력을 증진시킬 수 있다.
실시형태에 따라, 탄성 모듈(2100)은 피스톤 링(2160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
피스톤 링(2160)은 중앙 가이드 부재(2130)의 측면을 둘러싸도록 배치되어 중앙 가이드 부재(2130)의 상하 방향 이동을 지지할 수 있다. 따라서, 피스톤 링(2160)은 중앙 가이드 부재(2130)의 형상과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 피스톤 링(2160)의 안정적인 배치를 위해, 중앙 가이드 부재(2130)에는 피스톤 링(2160)을 수용할 수 있는 수용홈이 측면을 따라 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 디스크 모듈(2200)은 제1디스크 모듈(2210) 및 제2디스크 모듈(2220)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 디스크 모듈(2200)은 2단의 디스크들을 포함하여 구성될 수 있다.
제1디스크 모듈(2210)은 상부 리테이너(2221), 하나 이상의 제1상부 디스크들(2212) 및 하나 이상의 제1하부 디스크들(2213)을 포함하여 구성될 수 있다.
상부 리테이너(2211)는 중앙 가이드 부재(2130)의 하부에 배치된다. 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상부 리테이너(2211)에는 외주면에 하나 이상의 유로들(상부 리테이너 유로, 2211-2)이 형성되며, 이 상부 리테이너 유로(2211-2)를 통해 컴프레션 챔버(2610) 내 유체들이 이동할 수 있다.
상부 리테이너(2211)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(상부 리테이너 관통홀, 2211-1)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(2310)은 상부 리테이너 관통홀(2211-1)에 결합되어 상부 리테이너(2211)의 위치를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
제1상부 디스크들(2212)은 상부 리테이너(2211)의 하부에 배치된다. 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1상부 디스크들(2212)의 외주면에는 하나 이상의 유로들(제1상부 디스크 유로, 2212-2)이 형성된다. 제1상부 디스크 유로(2212-2)는 제1상부 리테이너 유로(2211-2)와 연통되어 유체들이 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
제1상부 디스크들(2212)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(제1상부 디스크 관통홀, 2212-1)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(2310)은 제1상부 디스크 관통홀(2212-1)에 결합되어 제1상부 디스크들(2212)의 위치 고정을 안정적으로 지지할 수 있다.
제1하부 디스크들(2213)은 제1상부 디스크들(2212)의 하부에 배치된다. 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1하부 디스크들(2213)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(제1하부 디스크 관통홀, 2213-1)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(2310)은 제1하부 디스크 관통홀(2213-1)에 결합되어 제1하부 디스크들(2213)의 위치 고정을 안정적으로 지지할 수 있다.
제2디스크 모듈(2220)은 하나 이상의 제2상부 디스크들(2221), 하나 이상의 제2하부 디스크들(2222)를 포함하여 구성될 수 있다.
제2상부 디스크들(2221)은 제1하부 디스크들(2213)의 하부에 배치된다. 도 13의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2상부 디스크들(2221)의 외주면에는 하나 이상의 유로들(제2상부 디스크 유로, 2221-2)이 형성된다. 제2상부 디스크 유로(2221-2)는 제1상부 디스크 유로(2212-2)와 연통되어 유체들이 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
제2상부 디스크들(2221)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(제2상부 디스크 관통홀, 2221-1)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(2310)은 제2상부 디스크 관통홀(2221-1)에 결합되어 제2상부 디스크들(2221-1)의 위치를 안정적으로 지지할 수 있다.
제2하부 디스크들(2222)은 제2상부 디스크들(2221)의 하부에 배치된다. 도 13의 (e)에 도시된 바와 같이, 제2하부 디스크들(2222)에는 중앙 부분을 상하 방향으로 관통하는 관통홀(제2하부 디스크 관통홀, 2222-1)이 형성될 수 있으며, 후술되는 바디핀(2310)은 제2하부 디스크 관통홀(2222-1)에 결합되어 제2하부 디스크들(2222)의 위치 고정을 안정적으로 지지할 수 있다.
압축행정에 의해 피스톤 밸브(2400)가 하방으로 이동하면 제1영역(2611)에 충진되어 있던 유체들은 중앙 가이드 부재(2130)에 형성되어 있는 관통홀(중앙 가이드 관통홀)을 지나 상부 리테이너 유로(2211-2)와 제1상부 디스크 유로(2212-2) 및 제2상부 디스크 유로(2221-2)로 이어지는 경로를 따라 이동한다. 이러한 유체의 이동에 의해 유압력이 발생하게 된다.
제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)은 제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)의 둘레(수평 방향 단면적)보다 큰 둘레(수평 방향 단면적)를 가질 수 있다. 이는, 유체들이 상부 리테이너 유로(2211-2)와 제1상부 디스크 유로(2212-2) 및 제2상부 디스크 유로(2221-2)로 이어지는 경로를 따라 이동하면서 유압력을 발생시키도록 하기 위함이다.
압축행정이 지속되어 피스톤 밸브(2400)가 하방으로 추가 이동하면 유체의 이동에 의한 유압력도 상승하게 되는데, 유압력이 한계 유압력(미리 설정된 유압력) 이상이거나 한계 유압력을 초과하는 경우에는 내부 부품에 파손이 발생하거나 내부 부품의 형상이 변경되어 성능 저하가 발생하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, '제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)' 및 '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'은 인가되는 유압력이 한계 유압력 이상이거나 한계 유압력을 초과하는 경우에, 형상이 일시적으로 변형되도록(면 전체 또는 일부가 하방으로 젖혀지도록 또는 만곡되도록) 구성된다.
'제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)' 및 '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'이 하방으로 만곡되면, 만곡되기 전에는 존재하지 않던 유체의 새로운 유로(바이패스 유로)가 형성되므로, 인가되는 유압력이 한계 유압력 이하나 미만으로 저하되게 된다.
이와 같이, 본 발명의 쇼크 업소버(2000)는 인가되는 유압력의 크기에 따라 형상이 일시적으로 변형될 수 있는 디스크들(디스크 모듈들)을 포함하여 구성되므로, 한계 유압력 이상의 유압력이 인가되는 경우에도 내부 부품의 파손이나 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.
실시형태에 따라, '제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)'이 하방으로 만곡되는 한계 유압력(제1한계 유압력 또는, 미리 설정된 제1유압력)과 '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'이 하방으로 만곡되는 한계 유압력(제2한계 유압력 또는, 미리 설정된 제2유압력)은 서로 같거나 다를 수 있다.
제1유압력과 제2유압력의 값이 서로 다른 경우에는 '제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)' 및 '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'이 단계적으로 만곡될 수 있다.
예를 들어, 제1유압력이 제2유압력보다 작다고 가정하면, 인가되는 유압력이 제1유압력과 제2유압력 사이의 값을 가지는 경우에, '제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)'만이 하방으로 만곡되어 바이패스 유로(제1바이패스 유로)를 형성하고, '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'은 만곡되지 않게 된다.
인가되는 유압력이 제2유압력 이상이거나 제2유압력을 초과하는 경우에는, '제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)'도 추가적으로 만곡되어 바이패스 유로(제2바이패스 유로)를 형성하게 된다.
이와 같이, 디스크들이 단계적으로 만곡되는 구조를 적용하면, '제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)'만이 하방으로 만곡되는 경우에도, 제2상부 디스크 유로(2221-2)를 통과하는 유체에 의해 일정한 값 이상의 유압력을 제공할 수 있게 되므로, 더욱 큰 감쇠력을 제공할 수 있다.
제1유압력은 제1상부 디스크들(2212)의 개수 및 제1하부 디스크들(2213)의 개수 중에서 하나 이상에 의해 설정될 수 있다. 또한, 제2유압력은 제2상부 디스크들(2221)의 개수 및 제2하부 디스크들(2222)의 개수 중에서 하나 이상에 의해 설정될 수 있다.
실시형태에 따라, 제1디스크 모듈(2210)은 제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)의 만곡 공간을 확보하기 위하여 제1하부 디스크들(2213)과 제2상부 디스크들(2221) 사이에 배치되는 하나 이상의 제1하부 리테이너들(2214)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제2디스크 모듈(2220)은 제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)의 만곡 공간을 확보하기 위하여 제2하부 디스크들(2222)과 하부 가이드 부재(2150) 사이에 배치되는 하나 이상의 제2하부 리테이너들(2223)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
하부 리테이너들(2214, 2223)의 개수는 형성하고자 하는 바이패스 유로의 크기(즉, 만곡 공간의 높이), 쇼크 업소버(2000)의 요구 사이즈, 쇼크 업소버(2000)가 장착되는 장치 내 쇼크 업소버(2000)의 장착을 위한 공간의 크기 등에 따라 가변될 수 있다.
하부 가이드 부재(2150), 바디 밸브(2300), 중앙 가이드 부재(2130) 및 상부 가이드 부재(2110)의 구체적인 구조와 배치는 도 4 내지 도 5에서 설명한 하부 가이드 부재(1150), 바디 밸브(1300), 중앙 가이드 부재(1130) 및 상부 가이드 부재(1110)의 구조 및 배치와 같다. 따라서, 하부 가이드 부재(2150), 바디 밸브(2300), 중앙 가이드 부재(2130) 및 상부 가이드 부재(2110)에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이하에서는 도 14를 참조하여 쇼크 업소버(2000)의 바이패스 유로 형성 과정을 설명하도록 한다.
압축행정이 시작되면, 피스톤 밸브(2400)는 제1탄성부재(2120)와 제2탄성부재(2140)를 가압하는 방향(하방)으로 이동하며, 일정한 스트로크 이상이 되면 피스톤 밸브(2400)가 상부 가이드 부재(2110)에 접촉한다.
제1탄성부재(2120)의 탄성계수가 제2탄성부재(2140)의 탄성계수보다 크므로, 피스톤 밸브(2400)가 상부 가이드 부재(2110)에 접촉한 이후에는 제2탄성부재(2140)의 압축이 먼저 시작된다.
이 경우에, 컴프레션 챔버(2610) 내부의 유체는 중앙 가이드 부재(2130)에 형성된 관통홀(중앙 가이드 관통홀, 2132)을 통과한 후에, '하부 가이드 부재(2150)와 바디 밸브(2300) 사이의 공간을 통과하는 경로'와 '상부 리테이너(2111), 제1상부 디스크 유로(2212-2), 제2상부 디스크 유로(2221-2) 및 하부 가이드 유로(2154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 따라 리저브 챔버(2630)로 이동한다.
압축행정이 지속되면, 제1탄성부재(2120)의 압축이 시작된다. 제1탄성부재(2120)의 압축이 진행되면, 중앙 가이드 부재(2110)가 상부 리테이너(2110)에 접촉한다.
이 경우에, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, '하부 가이드 부재(2150)와 바디 밸브(2300) 사이의 공간을 통과하는 경로'는 차단되며, 컴프레션 챔버(2610) 내부의 유체는 중앙 가이드 관통홀(2132)을 통과한 후에 '상부 리테이너(2211), 제1상부 디스크 유로(2212-2), 제2상부 디스크 유로(2221-2) 및 하부 가이드 유로(2154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 따라, 리저브 챔버(2630)로 이동한다. 유체의 이러한 이동을 통해 유압력이 발생한다.
압축행정이 추가적으로 지속되면, 제1탄성부재(2120)를 중심으로 형성되어 있는 챔버(제1영역) 내 유체가 상부 가이드 부재(2110)에 형성되어 있는 유로(상부 가이드 유로), 제1상부 디스크 유로(2212-2) 및 제2상부 디스크 유로(2221-2)를 통해 방출되어 유압력이 발생한다. 이 경우, 제1탄성부재(2120)의 탄성력에 의한 감쇠력이 작용한다.
유압력의 크기가 더 커져서 제1유압력 이상이 되거나 제1유압력을 초과하는 경우에는, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1상부 디스크들(2212)과 제1하부 디스크들(2213)이 하방으로 만곡되어 제1바이패스 유로가 형성된다.
이 경우에, 유체는 '상부 리테이너(2211), 제1바이패스 유로(bypass 1) 및 하부 가이드 유로(2154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 통해 방출되어, 제1유압력 이상 또는 이 제1유압력을 초과하던 유압력이 저하되게 된다. 다만, 이 경우에도 제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(2222)은 만곡되지 않으므로, 제2상부 디스크 유로(2221-2)를 통한 유체의 이동에 따른 유압력은 제공된다.
제1바이패스 유로가 형성됨에도 불구하고 압축행정이 지속되는 등의 원인으로 인하여 유압력이 상승하는 경우(인가되는 유압력이 제2유압력 이상이 되거나 제2유압력을 초과하는 경우)에는, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2상부 디스크들(2221)과 제2하부 디스크들(222)도 하방으로 만곡되어 제2바이패스 유로가 형성된다.
이 경우에, 유체는 '상부 리테이너(2211), 제1바이패스 유로, 제2바이패스 유로(bypass 2) 및 하부 가이드 유로(2154)를 순차적으로 통과하는 경로'를 통해 방출되어, 제2유압력 이상 또는 이 제2유압력을 초과하던 유압력이 저하되게 된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000, 2000: 쇼크 업소버
1100, 2100: 탄성 모듈 1110, 2110: 상부 가이드 부재
1111: 상부 가이드 바디 1112: 상부 가이드 관통홀
1113: 상부 가이드 지지부 1114: 상부 가이드 돌기
1115: 상부 가이드 유로 1120, 2120: 제1탄성부재
1130, 2130: 중앙 가이드 부재 1131: 중앙 가이드 바디
1132: 중앙 가이드 관통홀 1133: 제1중앙 가이드 지지부
1134: 제2중앙 가이드 지지부 1140, 2140: 제2탄성부재
1160, 2160: 피스톤 링 1150, 2150: 하부 가이드 부재
1151: 하부 가이드 바디 1152: 제1하부 가이드 지지부
1153: 하부 가이드 홈부 1154: 하부 가이드 유로
1155: 하부 가이드 관통홀 1156: 제2하부 가이드 지지부
1157: 하부 가이드 턱부 1200, 2200: 디스크 모듈
1210, 2211: 상부 리테이너 1211, 2211-1: 상부 리테이너 관통홀
1212, 2212-2: 상부 리테이너 유로 2210: 제1디스크 모듈
2220: 제2디스크 모듈 1220: 상부 디스크들
1221: 상부 디스크 관통홀 1222: 상부 디스크 유로
1230: 하부 디스크들 1231: 하부 디스크 관통홀
2212: 제1상부 디스크들 2212-1: 제1상부 디스크 관통홀
2212-2: 제1상부 디스크 유로 2213: 제1하부 디스크들
2213-1: 제1하부 디스크 관통홀 2214: 제1하부 리테이너
2221: 제2상부 디스크들 2221-1: 제2상부 디스크 관통홀
2221-2: 제2상부 디스크 유로 2222: 제2하부 디스크들
2222-1: 제2하부 디스크 관통홀 2223: 제2하부 리테이너
1300, 2300: 바디 밸브 1310: 바디밸브 관통홀
1320: 바디밸브 토출홈 1310, 2310: 바디핀
1320, 2320: 너트 1330, 2330: 와셔
1400, 2400: 피스톤 밸브 1410, 2410: 피스톤 로드
1420, 2420: 피스톤 너트 1500, 2500: 쇼크 업소버 바디
1510, 2510: 튜브 1610, 2610: 컴프레션 챔버
1611, 2611: 제1영역 1612, 2612: 제2영역
1620, 2620: 리저브 챔버

Claims (22)

  1. 튜브 내에 유체가 충진되며, 상하 이동하는 피스톤 밸브에 의해 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되는 쇼크 업소버(shock absorber)로서,
    제1탄성부재와, 상기 제1탄성부재의 하부에 상하 이동 가능하도록 배치된 중앙 가이드 부재와, 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치된 제2탄성부재와, 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하도록 배치된 하부 가이드 부재를 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 탄성 모듈; 및
    상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 상부 디스크들과, 상기 상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 디스크 모듈을 포함하고,
    상기 상부 디스크들과 상기 하부 디스크들은,
    인가되는 유압력이 미리 설정된 유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 바이패스(bypass) 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 유압력은,
    상기 상부 디스크들의 개수와 상기 하부 디스크들의 개수 중에서 하나 이상의 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 모듈은,
    상기 하부 디스크들과 상기 하부 가이드 부재 사이에 배치되어 상기 상부 디스크들과 상기 하부 디스크들이 하방으로 만곡 가능하도록 하는 공간을 형성하는 하나 이상의 하부 리테이너들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 가이드 부재는,
    하부 가이드 바디; 및
    상기 하부 가이드 바디의 외주면을 따라 상방으로 연장 형성되어 하부 가이드 홈부를 형성하며, 상기 상부 리테이너를 지지하는 제1하부 가이드 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부 가이드 홈부는,
    상기 하부 가이드 부재를 상하 방향으로 관통하는 하나 이상의 하부 가이드 유로들이 외주면을 따라 형성되며,
    상기 하부 가이드 유로들은,
    상기 바이패스 유로와 연통되고,
    상기 상부 디스크들과 상기 하부 디스크들은,
    상기 하부 가이드 홈부에 배치되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 하부 가이드 부재는,
    상기 하부 가이드 바디의 측면 방향으로 연장 형성되며, 상부에 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하는 제2하부 가이드 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  7. 제4항에 있어서,
    중심부에 바디 밸브 관통홀이 형성되며, 상기 바디 밸브 관통홀의 주변을 따라 하나 이상의 바디 밸브 유로들이 형성되고, 외주면을 따라 하방으로 연장된 면에 하나 이상의 바디 밸브 토출홈들이 형성된 바디 밸브를 더 포함하고,
    상기 하부 가이드 부재는,
    상기 하부 가이드 바디의 외주면을 따라 하방으로 연장 형성된 하부 가이드 턱부가 형성되며,
    상기 바디 밸브는,
    상기 하부 가이드 턱부와의 접촉을 통해 상기 하부 가이드 부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 바디 밸브 관통홀, 상기 하부 가이드 부재에 형성된 관통홀, 상기 하부 디스크들에 형성된 관통홀, 상기 상부 디스크들에 형성된 관통홀 및 상기 상부 리테이너에 형성된 관통홀을 관통하는 바디 핀;
    상기 상부 리테이너의 상부에서 상기 바디 핀과 결합하여, 상기 바디 핀을 고정하는 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중앙 가이드 부재는,
    상하 방향으로 관통홀이 형성된 중앙 가이드 바디;
    상기 중앙 가이드 바디의 상부 외주면을 따라 오목하게 형성되며, 상기 제1탄성부재를 지지하는 제1중앙 가이드 지지부; 및
    상기 중앙 가이드 바디의 하부로부터 돌출 형성되며, 상기 제2탄성부재를 지지하는 제2중앙 가이드 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 모듈은,
    상기 피스톤 밸브와 상기 제1탄성부재 사이에 배치되며, 상기 피스톤 밸브의 이동에 의해 상하 이동 가능하도록 배치된 상부 가이드 부재를 더 포함하고,
    상기 상부 가이드 부재는,
    상하 방향으로 관통홀이 형성된 상부 가이드 바디;
    상기 상부 가이드 바디의 하부 외주면을 따라 돌출 형성되어 상기 제1탄성부재를 지지하는 상부 가이드 지지부; 및
    상기 상부 가이드 바디의 상부 외주면을 따라 서로 이격하여 돌출 형성되어 하나 이상의 상부 가이드 유로들을 형성하는 상부 가이드 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성부재는,
    상기 제2탄성부재보다 큰 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성부재는,
    상기 제2탄성부재와 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 모듈은,
    상기 중앙 가이드 부재의 측면을 둘러싸도록 배치되어 상기 중앙 가이드 부재의 상하 이동을 지지하는 피스톤 링을 더 포함하고,
    상기 중앙 가이드 부재는,
    측면에 상기 피스톤 링을 수용하기 위한 수용홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  14. 튜브 내에 유체가 충진되며, 상하 이동하는 피스톤 밸브에 의해 컴프레션 챔버와 리바운드 챔버로 구획되는 쇼크 업소버(shock absorber)로서,
    제1탄성부재와, 상기 제1탄성부재의 하부에 상하 이동 가능하도록 배치된 중앙 가이드 부재와, 상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치된 제2탄성부재와, 상기 제2탄성부재의 하단을 지지하도록 배치된 하부 가이드 부재를 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 탄성 모듈;
    상기 중앙 가이드 부재의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 상부 리테이너와, 상기 상부 리테이너의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 제1상부 디스크들과, 상기 제1상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 제1하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 제1디스크 모듈; 및
    상기 제1하부 디스크들의 하부에 배치되며 외주면에 하나 이상의 유로들이 형성된 하나 이상의 제2상부 디스크들과, 상기 제2상부 디스크들의 하부에 배치된 하나 이상의 제2하부 디스크들을 포함하고, 상기 컴프레션 챔버 내에 배치된 제2디스크 모듈을 포함하고,
    상기 제1상부 디스크들과 상기 제1하부 디스크들은,
    인가되는 유압력이 미리 설정된 제1유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 제1바이패스(bypass) 유로를 형성하며,
    상기 제2상부 디스크들과 상기 제2하부 디스크들은,
    인가되는 유압력이 미리 설정된 제2유압력 이상인 경우에, 하방으로 만곡되어 제2바이패스(bypass) 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1유압력은,
    상기 제1상부 디스크들의 개수와 상기 제1하부 디스크들의 개수 중에서 하나 이상의 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2유압력은,
    상기 제2상부 디스크들의 개수와 상기 제2하부 디스크들의 개수 중에서 하나 이상의 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2유압력은,
    상기 제1상부 디스크들과 상기 제1하부 디스크들이 만곡된 이후에 상기 제2상부 디스크들과 상기 제2하부 디스크들이 만곡되도록, 상기 제1유압력보다 크도록 설정되는 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제2상부 디스크들과 상기 제2하부 디스크들의 둘레는,
    상기 제1상부 디스크들과 상기 제1하부 디스크들의 둘레보다 큰 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1디스크 모듈은,
    상기 제1하부 디스크들과 상기 제2상부 디스크들 사이에 배치되어 상기 제1상부 디스크들과 상기 제1하부 디스크들이 하방으로 만곡 가능하도록 하는 공간을 형성하는 하나 이상의 제1하부 리테이너들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제2디스크 모듈은,
    상기 제2하부 디스크들과 상기 하부 가이드 부재 사이에 배치되어 상기 제2상부 디스크들과 상기 제2하부 디스크들이 하방으로 만곡 가능하도록 하는 공간을 형성하는 하나 이상의 제2하부 리테이너들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 제1탄성부재는,
    상기 제2탄성부재보다 큰 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 제1탄성부재는,
    상기 제2탄성부재와 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 쇼크 업소버.
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