WO2024096238A1 - 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 - Google Patents

디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 Download PDF

Info

Publication number
WO2024096238A1
WO2024096238A1 PCT/KR2023/009091 KR2023009091W WO2024096238A1 WO 2024096238 A1 WO2024096238 A1 WO 2024096238A1 KR 2023009091 W KR2023009091 W KR 2023009091W WO 2024096238 A1 WO2024096238 A1 WO 2024096238A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
passage
generator
valve assembly
impeller
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/009091
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
심도식
Original Assignee
주식회사 인게이지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 인게이지 filed Critical 주식회사 인게이지
Publication of WO2024096238A1 publication Critical patent/WO2024096238A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
    • F16F9/18—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein
    • F16F9/19—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein with a single cylinder and of single-tube type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/346—Throttling passages in the form of slots arranged in cylinder walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/36—Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall

Definitions

  • the present invention relates to a shock absorber, and more specifically, to a generator-built damping force variable valve assembly with a built-in generator so as to independently produce power used to control the valve assembly, and a digitally controlled shock absorber using the same.
  • a shock absorber is a part of a vehicle's suspension system and generally refers to a device installed between the car body and the axle to attenuate shocks applied according to the vehicle's movement. Shock absorbers not only improve the ride comfort of a vehicle, but also maintain safe contact between the road and tires when driving the vehicle, thereby improving braking and steering force and reducing tire wear.
  • Shock absorbers have greater significance in the context of autonomous vehicles. Recently, as vehicles of various autonomous driving levels have been developed, the vehicle's passenger space is gradually changing from a space for controlling the vehicle's driving to a space for resting while the vehicle is driving autonomously. In an autonomous vehicle, the occupants are not directly operating the vehicle and are unlikely to be observing the road conditions while driving, so even if a slight impact is applied to the vehicle, the occupants may experience great discomfort.
  • the shock absorber is required to provide a high damping force, while in order to ensure high riding comfort, the shock absorber is required to provide a high damping force. This is because it is required to provide low damping force.
  • FIG. 1 shows a shock absorber according to the prior art.
  • a shock absorber with variable damping force according to the prior art includes a base shell (12), an inner tube (14), and a separator tube (16), and a piston rod (24) is installed in the inner tube (14) to be movable in the longitudinal direction. do.
  • a body valve 27 is installed at the bottom of the inner tube 14 and the base shell 12, and a piston valve 25 is installed on the piston rod 24.
  • the space within the inner tube 14 is divided into an upper rebound chamber 20 and a lower compression chamber 22 based on the piston valve 25.
  • a low pressure chamber (PL) as the reservoir chamber 30 is formed inside the base shell 12, and a high pressure chamber (PH) is formed inside the separator tube 16.
  • a spool 44 that moves by driving the actuator 42 is installed in the damping force variable valve assembly 40, and the flow path between the high pressure chamber (PH) and the low pressure chamber (PL) is changed by the movement of the spool 44. This allows you to adjust the damping force of the shock absorber.
  • the actuator 42 continues to apply force so that the spool 44 is in a specific position, and when the mode is canceled, the actuator 42 stops applying pressure. And the spool (44) returns to its original position by a spring, etc.
  • the shock absorber includes a complex configuration.
  • cables for supplying power to the damping force variable valve assembly 40 and circuits and wires for supplying sensor signals or control signals are added, the configuration after installation becomes even more complicated. It gets complicated. Even if the damping force variable valve assembly 40 is not connected to an external power source and operates on a battery, the actuator 42 continuously consumes power when operating, so providing a battery with a corresponding capacity does not increase the volume or require charging. Frequent maintenance is required.
  • One aspect of the present invention is a variable damping force built-in generator that can independently produce power for driving the control unit while the control unit communicates with the vehicle control unit by wireless method.
  • the aim is to provide a type valve assembly and a digitally controlled shock absorber.
  • Another aspect of the present invention is a generator that can minimize the size of the generator and battery by minimizing the power consumed in adjusting the damping force of the shock absorber, and thus can keep the overall size of the valve assembly small, making it easy to assemble and install.
  • the aim is to provide a built-in damping force variable valve assembly and digitally controlled shock absorber.
  • Another aspect of the present invention is to provide a generator-built damping force variable valve assembly and a digitally controlled shock absorber with excellent damping force control performance and durability.
  • the generator-built damping force variable valve assembly is a valve assembly for mounting on a shock absorber, defines a valve space and a control space therein, and includes a partition wall dividing the valve space and the control space, , the valve space is a housing configured to be opened on one side by an opening; a main valve body disposed within the valve space to partition a boosting chamber on the other side of the valve space, and having an inflow passage communicating with the boosting chamber, an auxiliary passage, and an outflow passage; a main disc spring configured to be elastically deformable and disposed to cover the inlet passage, but elastically deformed according to a pressure difference between the inlet passage and the boost chamber to open the inlet passage; a boosting chamber body disposed between the main valve body and the partition wall and having a bypass passage communicating with the boosting chamber; A control valve coupled to the power chamber body to control the degree of opening of the bypass passage; A connector body coupled to one side of the main valve body, a portion of which is located in the opening
  • the generator-built damping force variable valve assembly communicates with the outside using wireless communication, does not continuously consume power for its operation, and utilizes the movement of fluid itself obtained when a shock absorber is used.
  • the battery can be charged.
  • the valve assembly and the shock absorber equipped with it occupy only a very small volume and do not need to be connected to the vehicle control unit or sensors at each location of the vehicle, making installation very easy.
  • part of the valve assembly 40 must be welded to the side of the shock absorber and then the remaining parts must be assembled and installed, whereas in one embodiment of the present invention, due to the small size of the valve assembly, assembly of the valve assembly is required. After performing this first, the assembled valve assembly can be combined at a designated location on the shock absorber. This means that the manufacturing and assembly of shock absorbers can be more easily automated, increasing production yield and lowering defect rates.
  • the generator-built damping force variable valve assembly can prevent excessive force from being applied to the generator or piezoelectric element stack, increase the durability of the main valve body, and seal the power chamber. Performance can be increased. This can provide the effect of increasing the lifespan of the valve assembly and the shock absorber equipped with it and lowering maintenance costs.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a shock absorber according to the prior art.
  • Figure 2 is a diagram showing a digitally controlled shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the road guide and oil seal of the digitally controlled shock absorber shown in FIG. 2.
  • Figure 4 is a side view showing the other side of the generator-embedded variable damping force valve assembly according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing a generator-embedded damping force variable valve assembly according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the flow path of the fluid when the control valve in FIG. 5 is closed and when it is opened.
  • FIG. 7 is a diagram showing the control valve of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the control valve shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a view showing a guide of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 5.
  • FIG. 10 is a view showing the impeller of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 5.
  • FIG. 11 is a diagram showing the protection disk and main disk spring of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 5.
  • Figure 12 is a cross-sectional view showing a generator-embedded variable damping force valve assembly according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing the connector body of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 12.
  • Figure 14 is a cross-sectional view showing a generator-embedded variable damping force valve assembly according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of the control valve of the generator-embedded variable damping force valve assembly shown in FIG. 14.
  • Figure 2 is a diagram showing a digitally controlled shock absorber 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (a) is a cross-sectional view of the shock absorber 1000 from the front
  • Figure 2 (b) is a shock absorber 1000.
  • This is an elevation view of the absorber (1000) viewed from the side.
  • FIG. 3 shows the rod guide 100 and oil seal 136 of the digitally controlled shock absorber 1000 shown in FIG. 2.
  • the digitally controlled shock absorber 100 includes an inner tube 114, an intermediate tube 116, a base tube 118, an absorber rod 134, and a piston valve ( 135) and a body valve 137.
  • a piston valve 135 may be mounted on the absorber rod 134.
  • a rod guide 100 and an oil seal 136 may be mounted on the upper part of the inner tube 114, middle tube 116, and base tube 118, and a body valve 137 and lower cap 139 may be installed on the lower part. ) can be installed.
  • the absorber rod 134 and the piston valve 135 are disposed inside the inner tube 114, the inner tube 114 is disposed inside the middle tube 116, and the middle tube 116 is connected to the base tube 118. ) can be placed inside.
  • the space within the inner tube 114 is divided into an upper rebound chamber 20 and a lower compression chamber 50 based on the piston valve 135.
  • a low-pressure chamber 30 may be formed in the space between the base tube 118 and the middle tube 116, and a high-pressure chamber 10 may be formed in the space between the middle tube 116 and the inner tube 114. there is.
  • a generator-built damping force variable valve assembly may be installed on the side of the base tube 118.
  • the base tube 118 which has an overall cylindrical shape
  • at least a portion of the base tube 118 may have a flat shape
  • the coupling flange 138 of the inner cover 518 of the valve assembly may have a flat shape.
  • valve assembly 500 according to the first embodiment of the present invention is depicted as being mounted on the shock absorber 1000, but the valve assembly 500, 800, and 900 according to other embodiments of the present invention are installed.
  • the valve assembly according to another embodiment of the present invention may also include compatible features of the valve assemblies 500, 800, and 900 according to the first to third embodiments.
  • valve assembly 500 according to the first embodiment of the present invention is described below as an example, valve assemblies 800 and 900 according to other embodiments may also be applied.
  • Fluid in the shock absorber 1000 may enter and exit through the inlet 110 and outlet 130 formed on one side of the valve assembly 500.
  • the valve assembly 500 may be installed so that the inlet 110 communicates with the high pressure chamber 10 and the outlet 130 communicates with the low pressure chamber 30.
  • the valve assembly 500 can adjust the damping force of the shock absorber 1000 by adjusting the resistance to the flow of fluid flowing within it. That is, when the shaft 132 at the top of the absorber rod 134 and the coupling portion 150 at the bottom of the lower cap 139 are coupled to the body and axle of the vehicle, the absorber rod 134 moves up and down under fluid resistance. The shock of the vehicle body to the axle is absorbed by the movement, and the valve assembly 500 controls the damping force by controlling the resistance applied to the movement of the absorber rod 134 by controlling the resistance of the fluid.
  • the shock absorber 1000 has a structure that makes it easier to manufacture and assemble the inner tube 114, the middle tube 116, and the base tube 118.
  • a protrusion may be formed on the lower cap 139 to surround the body valve 137, and one or more steps may be formed on the protrusion.
  • two steps are formed in the lower cap 139, the inner tube 114 is disposed on one step, and the middle tube 116 is disposed on the other step.
  • a base tube 118 is coupled to the outer peripheral surface of the lower cap 139.
  • the stepped protrusion on the lower cap 139 seals the lower part of the inner tube 114, seals the lower part of the middle tube 116, and can be configured to allow fluid to flow only through the body valve 137, if necessary. .
  • This structure can provide the necessary sealing for the high pressure chamber 10 and the compression chamber 50 while also facilitating the manufacturing and assembly of the inner tube 114 and the intermediate tube 116.
  • the inner tube ( The lower portions of 114 and the middle tube 116 can maintain a very simple shape, and the inner tube 114 can be formed by simply placing the inner tube 114 and the middle tube 116 on the step of the lower cap 139. ) and the middle tube 116 can be aligned in the correct position.
  • FIG. 3 shows the rod guide 100 and oil seal 136 of the digitally controlled shock absorber 1000 shown in FIG. 2.
  • (a) of FIG. 3 is a cross-sectional view of the rod guide 100
  • (b) of FIG. 3 ) is a bottom view of the rod guide 100
  • Figure 3 (c) is a cross-sectional view showing the oil seal 136 coupled to the rod guide 100.
  • the rod guide 100 includes an upper support portion 128 having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the base tube 118, and a central hole in the center extending downward from the lower rotor and having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the inner tube 114. It may include a lower support portion 123 having a hollow cylindrical shape forming 121) and a step portion 126 formed between the upper support portion 128 and the lower support portion 123. In the example shown in FIG. 3, two steps are formed in the rod guide 100 due to the step portion 126. As shown in (b) of FIG. 3, one or more flow grooves 124 may be formed in the lower support portion 123 and the step portion 126.
  • the inner tube 114 can be coupled to one step, the middle tube 116 can be coupled to another step, and the outer peripheral surface of the rod guide 100
  • the base tube 118 may be coupled to the upper support portion 128 forming the. Since the high pressure chamber 10 must be isolated from the compression chamber 50 formed in the lower part of the inner tube 114, the lower cap 139 seals the lower part of the middle tube 116, while the high pressure chamber 10 is the inner tube 114. It must be in communication with the rebound chamber 20 formed in the upper part of (114). For this purpose, in the prior art, an internal hole 14a was machined into the separator tube 16 as shown in FIG. 1.
  • a guide ring 15 for fixing the upper part of the separator tube 16 to the inner tube 14 and a guide ring 15 for sealing at the corresponding area are used.
  • the process of separately providing and mounting the O-ring 17 can be omitted, and the process of machining the inner hole 14a in the separator tube 16 can also be omitted.
  • a structure is required simply by coupling the upper end of the middle tube 116 in close contact with the outer peripheral surface of the step portion 126 and coupling the upper end of the inner tube 114 in close contact with the outer peripheral surface of the lower support portion 123. It is completed.
  • the inner hole 14a is formed as in the prior art. There is no need for processing, and defects that easily occur in the process of drilling the material can be prevented.
  • Protrusions 127 and 129 may be formed in an annular shape on the upper part of the upper support 128.
  • the protrusions 127 and 129 can increase watertightness in necessary areas by coming into close contact with the oil seal 136 coupled to the upper part of the rod guide 100.
  • the oil seal 136 may be coupled to the upper part of the rod guide 100.
  • the oil seal 136 may include a ring core 140 made of a relatively high-strength material, and the remaining portion may be made of a relatively soft material to provide high sealing force.
  • Protrusions 147 and 149 may protrude downward from the lower portion of the oil seal 136, and these may block the passage of fluid while being in close contact with the protrusions 127 and 129 of the rod guide 100.
  • Sealing sleeves 141 and 142 may protrude from the top and bottom of the oil seal 136.
  • the sealing sleeves (141, 142) are in close contact with the absorber rod (134) passing through the central hole (121) of the rod guide (100) and allow the movement of the absorber rod (134), but the fluid inside the internal piston (114) leaks. You can prevent it from happening.
  • Ring-shaped adhesion rings 143 and 144 may be added to the sealing sleeves 141 and 142 to allow the sealing sleeves 141 and 142 to adhere more strongly to the outer peripheral surface of the absorber rod 134.
  • the shock absorber 1000 includes the inner tube 114, the middle tube 116, and the base tube 118, the body valve 137, the lower cap 139, and the rod guide ( It can be easily assembled by simply combining it with 100) and the oil seal 136.
  • the guiding ring 15 and O-ring 17 required in the prior art can be omitted, and there is no need to machine the inner hole 14a in the middle tube 116, making manufacturing and assembly of the shock absorber 1000 simpler. It can be performed as a process.
  • Figure 4 is a side view showing the other side of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 according to the first embodiment of the present invention, and the outer cover 512 of the housing 510 is shown in a separated state.
  • the side where the inlet 110 of the valve assembly is formed is referred to as “one side” and the opposite direction is referred to as “the other side.”
  • the other side may have different meanings depending on the object and context being explained.
  • a control unit 400 and a generator 480 can be accommodated in the control space 250 (see FIG. 5) of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 according to the first embodiment of the present invention. .
  • the control unit 400 is a part that controls the overall operation of the valve assembly 500 and may include a battery 410, a communication unit 420, a circuit unit 430, and an actuator 450.
  • the battery 410 may be configured to store power required for the operation of the control unit 400, and may be charged by a generator 480, which will be described later. Other components of the control unit 400 may be driven by power stored in the battery 410.
  • the communication unit 420 may correspond to a part that allows the control unit 400 to communicate with another entity outside the valve assembly 500.
  • the communication unit 420 may communicate with an external entity through a wireless method such as Bluetooth or Wi-Fi.
  • the control unit 400 can, for example, control the central processing unit of the vehicle in which the shock absorber 1000 is installed, the navigation device, sensors installed at various locations in the vehicle, the user's smartphone, and a predetermined location on the road (e.g. It can communicate with external devices installed in traffic light accessories, etc.
  • the circuit unit 430 may correspond to the main part of the control unit 400 and may perform calculations related to the operation of the valve assembly 500. For example, after receiving information through the communication unit 420, the circuit unit 430 may determine the damping force required by the shock absorber 1000 based on the received information, and actuator 450 to provide the corresponding damping force. ) can be controlled.
  • the actuator 450 is a part that controls the control valve 570, which will be described later.
  • the valve assembly 500 can adjust the resistance of the fluid applied to the absorber rod 134 of the shock absorber 1000 by adjusting the pressure of the power chamber 300, and the control valve 570 It may serve to regulate the pressure of the power chamber 300.
  • the actuator 450 may serve to manipulate the control valve 570 and, as a result, may change the damping force of the shock absorber 1000.
  • the operation of the actuator 450 and the control valve 570 will be described in more detail later.
  • the generator 480 may provide power to the control unit 400 and, specifically, may charge the battery 410 of the control unit 400.
  • the other end of the shaft 680 coupled to the impeller 600 which will be described later, may be coupled to the generator 480.
  • the shaft 680 coupled to the impeller 600 rotates and operates the generator 480 to produce electricity.
  • the shaft 680 is coupled to the generator 480, meaning that the shaft 680 is coupled to the rotor portion of the generator, and as the shaft 680 rotates, the rotor of the generator 480 rotates and the stator of the generator 480
  • a person skilled in the art will understand that electricity is produced through interaction with . 4 shows a generator 480 that produces electricity by rotation, but in some embodiments, the generator 480 may be implemented in the form of a piezoelectric element stack 485 that produces electricity by pressure. .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a generator-embedded variable damping force valve assembly 500 according to the first embodiment of the present invention.
  • the valve assembly 500 includes a housing 510, a main valve body 530, a protection disk 540, and a main disk spring 550 in addition to the components described in relation to FIG. 4. ), a power chamber body 560, a control valve 570, a connector body 580, a guide 590, an impeller 600, a flow path member 610, and a shaft 680.
  • the housing 510 may form the outer shape of the valve assembly 500 and provide a space for other components to be installed.
  • the housing 510 may be provided with a partition wall 520 on which a through hole 252 is formed, and a valve space may be formed on one side and a control space 250 on the other side based on the partition wall 520.
  • the valve space is not indicated by a separate reference number in the drawing, but in the embodiment of FIG. 5, the space between the inner cover 518 and the partition wall 520 may correspond to the valve space.
  • An opening may be formed on one side of the housing 510, and the valve space may be opened on one side by the opening. Openings in housing 510 may be used to define inlet 110 and outlet 130 for valve assembly 500 .
  • the inner cover 518 is coupled to the opening of the housing 510, and the connector pipe, which is part of the connector body 580, passes through the central hole 380 of the inner cover 518. (585) is inserted.
  • the connector passage 212 inside the connector pipe 585 forms an inlet 110
  • the gap between the outer peripheral surface of the connector pipe 585 and the inner peripheral surface of the central hole 380 of the inner cover 518 is the outlet 130.
  • the shape, location, and size of the inlet 110 and the outlet 130 may be set differently.
  • the main valve body 530 is disposed in the valve space and is spaced apart from the partition wall 520 of the housing 510 to partition the power chamber 300 on the other side of the main valve body 530.
  • the main valve body 530 may be formed with an inflow passage 260, an auxiliary passage, and an outflow passage 360 that communicate one side of the valve space with the other side.
  • a central hole may be formed in the center of the main valve body 530 to allow the shaft 680 to pass through.
  • the gap between the inner peripheral surface of the central hole and the outer peripheral surface of the shaft 680 may serve as an auxiliary passage.
  • the flow path member 610 is mounted in the central hole of the main valve body 530, and the central hole 284 of the flow path member 610 has an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft 680.
  • the gap between the inner peripheral surface of the central hole 284 of the flow path member 610 and the outer peripheral surface of the shaft 680 serves as an auxiliary passage.
  • the inflow passage 260 is implemented in a form that penetrates the main valve body 530, and the outflow passage 360 is formed in the housing 510 by a groove formed on the outer peripheral surface of the main valve body 530. ) is implemented in a form defined together with the inner circumferential surface of ).
  • the shape, location, and size of the inlet passage 260, the auxiliary passage, and the outflow passage 360 may be set differently for each embodiment.
  • the protection disk 540 may be coupled to the other side of the main valve body 530 and serve to reinforce the main valve body 530. To this end, the protection disk 540 may be formed of a material with higher strength than the main valve body 530. In some embodiments, the protection disk 540 may be omitted.
  • the main disk spring 550 may be configured to be elastically deformable at least in part, and may be disposed on the other side of the protective disk 540 to cover the inlet passage 260 of the main valve body 530, or may be disposed on the other side of the protective disk 540 to cover the inlet passage 260 of the main valve body 530. If 540) is omitted, it may be placed on the other side of the main valve body 530.
  • the shock absorber 1000 absorbs shock, the fluid flowing into the valve assembly 500 opens the main disc spring 550 and can pass through it.
  • the main disk spring 550 since the main disk spring 550 is located on the other side of the main valve body 530 and faces the power chamber 300, the fluid opens the main disk spring 550 that closes the inlet passage 260.
  • the force required varies depending on the internal pressure of the power chamber 300.
  • the valve assembly 500 can adjust the damping force of the shock absorber 1000 by adjusting the pressure of the power chamber 300 in this way.
  • the power chamber body 560 may be disposed between the main valve body 530 and the partition wall 520, and a bypass passage 350 communicating with the power chamber 300 may be formed in the power chamber body 560.
  • a control valve 570 may be mounted on the bypass passage 350, and the control valve 570 may control the degree of opening of the bypass passage 350. The operation of the control valve 570 will be described in more detail later.
  • the connector body 580 may be coupled to one side of the main valve body 530.
  • the connector body 530 may form an accommodating space 220 on the inside, and the accommodating space 220 may be open on one side.
  • isolated passages may be formed inside and outside the connector body 530, and these may be used as the inlet 110 and outlet 130 for the valve assembly 500.
  • the connector body 580 includes a connector pipe 585 with a relatively small outer diameter, and the connector pipe 585 is inserted so as to pass through the central hole 380 of the inner cover 518.
  • the connector passage 212 inside the connector pipe 585 forms an inlet 110, and the gap between the outer peripheral surface of the connector pipe 585 and the inner peripheral surface of the central hole 380 of the inner cover 518 is the outlet 130. is achieving.
  • the guide 590 may be placed on one side of the main valve body 530 in the receiving space 220 inside the connector body 580, and may be located among the housing 510, the main valve body 530, and the connector body 580. Can be combined with at least one.
  • the guide 590 may help the fluid entering through the inlet 110 form a spiral flow before passing through the impeller 600. In some embodiments, the guide 590 may be omitted.
  • the impeller 600 may be arranged on one side of the main valve body 530 and rotated by the passing fluid.
  • the impeller 600 may be coupled to the shaft 680, and as the impeller 600 rotates, the shaft 680 may also rotate. As described above, rotation of the shaft 680 can drive the generator 480 disposed in the control space 250 to produce electricity.
  • the flow path member 610 may be mounted on the central hole of the main valve body 530, and may itself have a hollow shape with a central hole 284.
  • the flow path member 610 is mounted in the central hole of the main valve body 530 and can couple the main valve body 530, the protection disk 540, and the main disk spring 550 to each other at the center.
  • the central hole 284 of the flow path member 610 is formed so that the outer diameter of the shaft 680 has a large inner diameter, so that the central hole 284 can serve as an auxiliary passage of the main valve body 530. More specifically, a plurality of flow grooves 282 are formed at one end of the flow path member 610 to communicate the receiving space 220 with the auxiliary passage 284.
  • This structure prevents the auxiliary passage 284 from being blocked even if the protrusion 606 (see FIG. 10) of the impeller 600 contacts the flow path member 610.
  • a separate flow path member 610 may not be used, and in some embodiments, the flow path member 610 is at least one of the main valve body 530, the protection disk 540, and the main disk spring 550. It can be implemented in an integrated form.
  • the shaft 680 is coupled to the impeller 600 and can rotate together when the impeller 600 rotates, and can transmit rotational force to the generator 480 to help the generator 480 produce electricity.
  • the shaft 680 must be coupled to the impeller 600 in the valve space and to the generator 480 in the control space 250.
  • the shaft 680 passes through the central hole 284 of the passage member 610, the through hole of the power chamber body 560, and the through hole 252 of the partition wall 520.
  • the central hole 284 of 610 does not need to be sealed because it is used as an auxiliary passage, but the through hole of the power chamber body 560 and the through hole 252 of the partition wall 520 may require sealing.
  • a sealing member such as an O-ring may be added to the area where the shaft 680 passes through the power chamber body 560 and the contact area between the partition wall 520 and the power chamber body 560, and the power chamber body A portion of 560 may be inserted into the through hole 252 of the partition wall 520.
  • a bearing 562 for rotatably supporting the shaft 680 may be installed in the through hole of the power chamber body 560, and a sealing member such as an O-ring may be installed on the other side of the bearing 562.
  • a bearing 522 rotatably supporting the shaft 680 may also be installed in the through hole 252 of the partition wall 520 of the housing 510.
  • a bearing 592 is provided on the guide 590 to rotatably support the shaft 680.
  • the shaft 680 may be supported on the connector body 580 by a bearing or may be configured to freely rotate without being supported by other components.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the flow path of the fluid when the control valve 570 is closed and opened in Figure 5
  • Figure 7 is a control valve ( 570)
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the control valve 570 shown in FIG. 7.
  • Figure 6(a) shows the fluid flow path when the control valve 570 in the valve assembly 500 is closed
  • Figure 6(b) shows the fluid flow path when the control valve 570 in the valve assembly 500 is opened. It indicates the flow path of the fluid.
  • the main disk spring 550 closes the inflow passage 260 and the power chamber 300 is located on the other side of the main disk spring 550, the main disk spring 550 is moved toward the main valve body 530.
  • the fluid can pass only when it enters with a pressure greater than the pressure of the pressurizing power chamber 300.
  • the auxiliary passage 284 of the main valve body 530 also communicates with the receiving space 220, but the fluid does not enter the auxiliary passage 284, and the control valve 570 completely closes the bypass passage 350. This is because it forms a closed space with no exit. In this way, when the control valve 570 is completely closed, high pressure is created in the power chamber 300, and the valve assembly 500 provides strong fluid resistance. This ultimately makes it difficult for the absorber rod 134 to descend from the shock absorber 1000 and provides high damping force.
  • the fluid that flows into the power chamber 300 by opening the main disk spring 550 can be immediately discharged again through the outflow passage 360.
  • the fluid that has passed through the outlet passage 360 may flow to the outlet 130 through the gap 370 between the outer peripheral surface of the connector body 580 and the inner peripheral surface of the housing 510, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the fluid leaving 130 may return to the low pressure chamber 30 of the shock absorber 1000.
  • the control valve 570 is opening the bypass passage 350
  • the fluid entering the valve assembly 500 through the inlet 110 flows through the guide disposed in the receiving space 220.
  • the shaft 680 can be rotated while passing through (590) and the impeller 600, and the fluid passing through the impeller 600 flows through the inflow passage 260 formed in the main valve body 530 as well as the auxiliary passage 284. You can also pass through . That is, unlike in (a) of FIG. 6, the control valve 570 at least partially opens the bypass passage 350, and it is possible for the fluid in the power chamber 300 to be discharged through the bypass passage 350.
  • a flow path is formed so that the fluid inside the power chamber 300 does not stagnate.
  • the fluid flowing in through the auxiliary passage 284 may pass through the boost chamber 300 and the bypass passage 350 and then flow to the outlet 130 through the outflow passage 360.
  • the pressure inside the power chamber 300 can be lowered depending on the degree of opening of the control valve 570, and the inlet passage 260 of the main valve body 530 ) can also open the main disk spring 550 more easily than when the control valve 570 is blocked.
  • the control valve 570 when the control valve 570 is open, the pressure of the power chamber 300 may be reduced depending on the degree of opening, and the valve assembly 500 may provide relatively weak fluid resistance. Therefore, the absorber rod 134 in the shock absorber 1000 can be lowered relatively more easily, and the shock absorber 1000 can provide a relatively low damping force.
  • Figure 7 shows the control valve 570 of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 shown in Figure 5, where (a) in Figure 7 shows the front of the control valve 570, and (b) in Figure 7 represents the other side of the control valve 570.
  • control valve 570 may include a valve rod 571, a lever 575, and a rotating plate 577.
  • the control valve 570 can adjust the degree to which the bypass passage 350 is opened as the lever 575 is operated by the actuator 450.
  • the valve rod 571 may be mounted in a position facing the bypass passage 350 in the power chamber body 560.
  • a bypass passage 350 and an insertion passage 340 communicating therewith are formed in the power chamber body 560, and the valve rod 571 is formed in the insertion passage 340. It is inserted.
  • the valve rod 571 can completely close the bypass passage 350 or adjust the degree to which the bypass passage 350 is opened according to the operation of the lever 575.
  • the valve rod 571 may have a cylindrical shape extending in a direction parallel to the direction in which the shaft 680 extends.
  • the valve rod 571 may be provided with a flange 573, and the flange 573 may be inserted into a groove formed in the housing 510 through an O-ring or the like.
  • the flange 573 can fix the control valve 570 in place but allow rotation, and can help prevent fluid from leaking from unwanted locations.
  • a valve passage 310 and a valve opening 320 may be formed in the valve rod 571.
  • the valve passage 310 is formed along the longitudinal direction of the valve rod 571 and can communicate with the power chamber 300 on one side, and the valve opening 320 is formed so that the valve passage 310 is positioned at a predetermined position. ) can be formed to be open to the outer peripheral surface of the.
  • a rotating plate 577 with a predetermined diameter may be provided on the other side of the valve rod 571, and a lever 575 may be formed on the rotating plate 577.
  • a magnet 465 may be coupled to the lever 575 for interaction with the actuator 450.
  • the rotating plate 577 allows the lever 575 to be disposed at a position spaced apart from the rotating axis of the valve rod 571.
  • the size of the rotating plate 577 and the position of the lever 575 may be set differently depending on the degree to which the actuator 450 moves the lever 575 and the diameter of the valve rod 571.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating how the actuator 450 controls the control valve 570 shown in FIG. 7.
  • the upper picture shows the actuator 450.
  • the lever 575 are depicted together, and the lower picture depicts the relative position of the valve rod 571 with respect to the bypass passage 350.
  • the actuator 450 may include a first coil 451, a second coil 452, a slide member 460, and a magnet 465.
  • the slide member 460 may be a long extending member arranged to pass through the center of the first coil 451 and the second coil 452, and is connected to the first coil 451 and the second coil by the insulators 453 and 454. 2 It may be configured to move along the longitudinal direction while being electrically insulated from the coil 452.
  • the first coil 451 may be a coil of conductive material wound around one side of the slide member 460.
  • the first coil 451 is configured to apply a current, and the current applied to the first coil 451 will be referred to as the first current.
  • the second coil 452 may be a coil of conductive material wound on the other side of the slide member 460.
  • a current is also configured to be applied to the second coil 452, and the current applied to the second coil 452 will be referred to as the second current.
  • the magnet 465 may be coupled to the slide member 460 at a position between the first coil 451 and the second coil 452.
  • the magnet 465 is a slide member with its N pole facing one of the first coil 451 and the second coil 452 and its S pole facing the other one of the first coil 451 and the second coil 452. It can be coupled to (460).
  • the lever 575 of the control valve 570 may be coupled to the magnet 465, and is coupled in a way to allow slight movement in the direction crossing the longitudinal direction of the slide member 460. The linear motion can be transmitted through the rotational motion of the lever 575 and the rotating plate 577.
  • the magnet 465 coupled to the lever 575 of the control valve 570 may be disposed between the first coil 451 and the second coil 452, and the first coil ( The lever 575 can be operated by moving between the first coil 451 and the second coil 452 according to the first and second currents applied to the first and second coils 451 and 452. That is, when the actuator 450 applies the first current and the second current to the first coil 451 and the second coil 452 under the control of the control unit 400, the first coil 451 and the second coil 452 Due to the magnetic field formed in (452), the magnet 465 can be moved to a desired position, and the valve opening 320 formed in the valve rod 571 according to the position of the magnet 465 and the lever 575 coupled thereto. As the direction changes, the degree to which the control valve 570 is opened may change.
  • FIG. 8 shows an example in which the actuator 450 operates the lever 575 by applying a current between 0 ampere and 2 ampere to each of the first coil 451 and the second coil 452.
  • the actuator 450 applies a current of 2 amperes to the first coil 451 and does not apply a current to the second coil 452 (i.e., the first current As a current, a current of 2 amperes is applied, and as a second current, a current of 0 amperes is applied).
  • the magnet 465 moved the lever 575 to the first position closest to the second coil 452, and the valve rod 571 was moved at an angle corresponding thereto along the rotation axis within the insertion passage 340.
  • valve opening 320 formed in the valve rod 571 is not aligned with the bypass passage 350 and is blocked on the inner peripheral surface of the insertion passage 340 without any overlap.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 570 is completely closed, and since the valve passage 310 is not in communication with the bypass passage 350, the boosting chamber 300 can maintain a high pressure.
  • the actuator 450 applies a current of 2 amperes to the first coil 451 and a current of 2 amperes to the second coil 452 (i.e., A current of 2 amperes is applied as the first current, and a current of 2 amperes is applied as the second current).
  • a current of 2 amperes is applied as the first current
  • a current of 2 amperes is applied as the second current.
  • valve opening 320 formed on the valve rod 571 partially overlapped with the bypass passage 350, so that approximately half of the area of the valve opening 320 communicated with the bypass passage 350.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 570 is partially open, and fluid can pass through the valve passage 310 and the bypass passage 350, allowing the boost chamber 300 to maintain a relatively low pressure. do.
  • the same effect can be obtained by the actuator 450 equally applying a current of 1 ampere or another value to the first and second coils 451 and 452, respectively.
  • the actuator 450 does not apply a current to the first coil 451 and applies a current of 2 amperes to the second coil 452 (i.e., the first current A current of 0 amperes is applied as a current, and a current of 2 amperes is applied as a second current).
  • the magnet 465 moved the lever 575 to the second position closest to the first coil 451, and the valve rod 571 moved at an angle corresponding thereto along the rotation axis within the insertion passage 340. rotated to .
  • valve opening 320 formed on the valve rod 571 is completely aligned with the bypass passage 350, and the overlapping area between the valve opening 320 and the bypass passage 350 is the largest.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 570 is fully open, and the power chamber 300 can maintain the lowest possible pressure in the shock absorber 1000.
  • Actuator 450 does not have to apply only 0 or 2 amperes of current to the first and second coils 451, 452, but can apply any current value between 0 amperes and 2 amperes, and the first coil 451 and the second coil 452 can move the magnet 465 and the slide member 460 correspondingly. Since the degree of opening of the control valve 570 is adjusted according to the applied first and second currents, a type of continuously variable valve can be provided.
  • the actuator 450 temporarily uses power only when operating the control valve 570 and does not normally consume power. This keeps the size of the generator 480 for producing electricity that drives the control unit 400, including the actuator 450, and the battery 410 for storing the produced electricity small, and reduces the overall size of the valve assembly 500. This means that it can be kept small.
  • Figure 9 is a view showing the guide 590 of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 shown in Figure 5.
  • Figure 9 (a) is a cross-sectional view looking at the guide 590 from the front
  • Figure 9 (a) is a cross-sectional view looking at the guide 590 from the front
  • b) is an elevation view of the guide 590 viewed from one side.
  • the guide 590 may be disposed in the receiving space 220 inside the connector body 580, and causes the fluid entering through the inlet 110 to flow spirally before passing through the impeller 600. can be formed.
  • the guide 590 may largely include a disk portion 595, a boss 596, and an outer rim 597.
  • the disk portion 595 may be formed in a disk shape with a size corresponding to the inner diameter of the connector body 580, and a plurality of guide holes 230 arranged in a circular shape may be formed.
  • the guide hole 230 may have a semi-elliptical shape, for example, and each guide hole 230 may be provided with a guide vane 598 that is open in one direction along the circumferential direction.
  • the guide vane 598 protrudes from the straight part of the semi-elliptical guide hole 230 and is opened, and as the degree of protrusion from the arcuate part decreases, the fluid passing through the guide 590 flows through the guide hole ( You can enter the straight part of 230) and proceed by flowing in the direction of the arc part. That is, the fluid entering the guide 590 in (b) of FIG. 9 may proceed while forming a spiral flow rotating counterclockwise due to the configuration of the guide hole 230 and the guide vane 598.
  • the guide hole 230 and the guide vane 598 may be formed at a position corresponding to the impeller hole 240 (see FIG. 11) of the impeller 600, and the impeller hole 240 ) may be formed at a position corresponding to the inflow passage 260 of the main valve body 530.
  • the boss 596 may be implemented in the form of a cylindrical tube protruding from the center of one side of the disk portion 595 to one side.
  • a bearing 592 supporting one end of the shaft 680 may be installed in the through hole 232 inside the disk portion 595.
  • the guide 590 is not a rotating member, so it can stably support the shaft 680 at its end.
  • the outer rim 597 may be implemented in the form of a rim that protrudes from the outer peripheral portion of the other side of the disk portion 595 to the other side.
  • the outer rim 597 protrudes to a length greater than the thickness of the impeller 600 and forms an impeller ( 600), space can be secured.
  • the outer peripheral surface of the outer rim 597 is in close contact with the inner peripheral surface of the connector body 580, so that the fluid passing through the guide 590 can mainly flow through the guide hole 230 of the disk portion 595.
  • a sealing member such as an O-ring may be provided at the area where the outer rim 597 contacts the main valve body 530 and/or the connector body 580.
  • FIG. 10 is a view showing the impeller 600 of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 shown in FIG. 5.
  • FIG. 10 (a) is an elevation view of the impeller 600 viewed from one side
  • FIG. 10 (a) is an elevation view of the impeller 600 from one side
  • b) is an elevation view of the impeller 600 viewed from below
  • (c) in FIG. 10 is a cross-sectional view of the impeller 600 viewed from the front.
  • the impeller 600 may be rotated by the passing fluid to rotate the shaft 680 to drive the generator 480.
  • the impeller 600 may largely include a disk portion 605 and a plurality of impeller vanes 608 formed on the outer periphery thereof.
  • the disk portion 605 of the impeller 600 may serve to fix the impeller vane 608 at a required position.
  • a protrusion 606 may protrude toward the other side, and the protrusion 606 contacts the flow path member 610 and/or the main valve body 530 to maintain the impeller 600. It can prevent you from moving out of position. Due to the protrusion 606, a slight gap may be maintained between the disk portion 605 and the flow path member 610 and/or the main valve body 530, and through this gap, some of the fluid may pass through the auxiliary passage as necessary. You can enter (284).
  • a through hole 242 may be formed in the center of the disk portion 605 for coupling the shaft 680. The shaft 680 inserted into the through hole 242 can be firmly fixed to fully transmit the rotational force of the impeller 600. Of course, the impeller 600 can be firmly fixed to the shaft 680 by a method other than using the through hole 242.
  • a plurality of impeller vanes 608 may be formed at an angle on the outer periphery of the disk portion 605, and an impeller hole 240 may be formed between each adjacent impeller vane 608. As the fluid passes through the impeller hole 240, it pressurizes the impeller vane 608 and causes the impeller 600 and shaft 680 to rotate.
  • the impeller vane 608 and the impeller hole 240 may be formed at a position corresponding to the position where the guide hole 230 of the guide 590 is formed. Accordingly, the fluid that has passed through the guide hole 230 can immediately pass through the impeller hole 240.
  • the inclined direction and angle of the impeller vane 608 can be designed considering the shapes of the guide hole 230 and the guide vane 598.
  • the impeller vane 608 and the impeller hole 240 may also be formed at a position corresponding to the inflow passage 260 of the main valve body 530. Accordingly, most of the fluid that has passed through the impeller hole 240 can pass through the inflow passage 260.
  • the length at which the outer rim 597 of the guide 590 protrudes to the other side may be greater than the overall thickness of the protrusion 606 and the impeller vane 608 of the impeller 600, and thus the impeller 600 It may be located between the disk portion 595 of the guide 590 and the main valve body 530.
  • the friction force that inhibits the rotation of the impeller 600 is minimized by preventing parts other than the protrusion 606 of the impeller 600 from contacting the main valve body 530, and at the same time, the impeller hole 240 and the auxiliary passage 284 ) can prevent the flow path from being blocked.
  • FIG. 11 is a view showing the protection disk 540 and the main disk spring 550 of the generator-embedded damping force variable valve assembly 500 shown in FIG. 5.
  • FIG. 11 (a) shows the protection disk 540 on one side. It is an elevation view as seen from
  • Figure 11 (b) is a cross-sectional view of the protection disk 540 seen from the front.
  • Figure 11 (c) is a cross-sectional view depicting the protective disk 540 and the main disk spring 550 together
  • Figure 11 (d) is a cross-sectional view depicting the main disk spring 550 being opened.
  • the shock absorber 1000 when the shock absorber 1000 is used, fluid may pass through the inflow passage 260 of the main valve body 530 by opening the main disk spring 550.
  • the main disk spring 550 since the main valve body 530 is made of a material such as plastic for the convenience of manufacturing and assembly, the main disk spring 550 repeats opening and closing with great force, so that the other side of the main valve body 530 (Sheet surface) may become crushed. This phenomenon may prevent the main disk spring 550 from watertightly sealing the inlet passage 260, thereby deteriorating the performance of the valve assembly 500 and, by extension, the shock absorber 1000.
  • the valve assembly 500 may further include a protection disk 540 between the main valve body 530 and the main disk spring 550.
  • the protection disk 540 is made of a material with higher strength than the main valve body 530 and can be coupled to the other side (seat surface) of the main valve body 530. Even if the protection disk 540 is made of a high-strength material, its thickness is not large, so the difficulty of combining the flow path member 610, etc. does not increase significantly.
  • the protection disk 540 has the shape of a small disk, with a central hole 292 formed in the center and a plurality of windows 290 formed around it. there is.
  • the central hole 292 of the protective disk 540 may be formed in a position corresponding to the same size as the central hole of the main valve body 530, and the window 290 may be formed in the inflow passage 260 of the main valve body 530. ) can be formed at a location that communicates with.
  • the main disk spring 550 can be coupled to the other side of the protection disk 540, and the central hole 302 of the main disk spring 550 is connected to the protection disk ( It can be aligned and coupled to the central hole 292 of 550).
  • the main disk spring 550 can cover the inlet passage 260 by covering the window 290 of the protective disk 540.
  • the protection disk 540 and the main disk spring 550 can be coupled to each other by the flow path member 610 inserted and mounted in their central holes 292 and 302, and thus the main disk spring 550 is connected to the fluid.
  • the central portion of the main disk spring 550 may be opened in a fixed state while the outer peripheral portion is lifted.
  • the protection disk 540 can remain coupled to the main valve body 530 to protect the other surface of the main valve body 530 from wear.
  • the main disk spring 550 may be provided with a sealing rim 552 on the other side.
  • the sealing rim 552 protrudes toward the power chamber body 560, but has an outer diameter that increases toward the other side, and may be configured to always be in close contact with the inner peripheral surface of the power chamber body 560. Therefore, even if the main disk spring 550, which was closing the inflow passage 260, is lifted by the inflow fluid, the sealing rim 552 of the main disk spring 550 is closed so that the boost chamber 300 is closed by the inflow passage 260 and / Or, communication with the outflow passage 360 can be prevented, and the pressure of the boosting chamber 300 can be prevented from being unintentionally lowered due to loss of fluid in the boosting chamber 300.
  • the sealing rim 552 of the main disc spring 550 or the entire main disc spring 550 may be formed of a soft material to provide high sealing force.
  • the entire main disc spring 550 may be molded using a material such as rubber.
  • an auxiliary passage is formed in the center of the main valve body 530, an outflow passage 360 is formed on the outer periphery, an inflow passage 260 is formed between them, and the main disk
  • the spring 550 is depicted covering the inlet passage 260 of the main valve body 530.
  • the fluid that has passed through the inlet 110 rotates the impeller 600 before entering the inlet passage 260.
  • the present invention is not limited to this, and the positions of the inlet passage 260, the auxiliary passage, and the outflow passage 360 may be set in various ways depending on the embodiment.
  • the impeller 600 does not necessarily have to be rotated before the fluid enters the power chamber 300, and in some embodiments, the impeller 600 may be rotated before the fluid exits the outlet 130 (for example, for example, the space outside the connector pipe 585 may serve as an inlet, and the connector passage 212 inside the connector pipe 585 may serve as an outlet).
  • the configuration of the main valve body 530, protection disk 540, and main disk spring 550 may be modified.
  • the generator-embedded damping force variable valve assembly 800 according to the second embodiment of the present invention has many things in common with the valve assembly 500 according to the above-described first embodiment.
  • the valve assembly according to the second embodiment will be described. The explanation will focus on the differences between (800).
  • Features described in relation to the first embodiment may be applied to the second embodiment, and likewise features described in relation to the second embodiment may be applied to the first embodiment.
  • Some reference numbers mentioned in describing the second embodiment are intended to refer to components corresponding to components to which the corresponding reference numbers are applied in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the generator-built damping force variable valve assembly 800 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a connector body 780 of the generator-built damping force variable valve assembly 800 shown in FIG. 12.
  • the valve assembly 800 largely includes a control unit 400, a piezoelectric element stack 485, a housing 510, a main valve body 530, and a protection disk 540. , it may include a main disk spring 550, a power chamber body 560, a control valve 570, a flow path member 610, a shaft 680, a piston 700, and a connector body 780.
  • valve assembly 500 uses a combination of an impeller 600 and a generator 480
  • valve assembly 800 uses a piston 700 and a piezoelectric A combination of device stacks 485 can be used.
  • the piezoelectric element stack 485 may include one or more piezoelectric elements, and may produce electricity from the pressing force of the shaft 680 by using the characteristics of piezoelectric elements that produce electricity when physical strain is applied.
  • the piezoelectric element stack 485 may be mounted on the pressing unit 710, and the pressing unit 710 may be configured to press the piezoelectric element stack 485 when the shaft 680 moves to the other side. When the shaft 680 pressurizes the pressing portion 710, the piezoelectric element stack 485 generates current, which can be provided to the battery 410 through the wire 487.
  • the piston 700 can be used instead of the impeller 600 of the above-described embodiment, and the shaft 680 and the connector body 780 There may be some differences. Additionally, since the piston 700 does not require a spiral flow to be formed in the incoming fluid, the guide 590 may be omitted.
  • the connector body 780 is coupled to one side of the main valve body 530, and the connector pipe 585 is located in the opening of the housing 510 to connect the opening to the inlet 110 and the outlet 130.
  • the receiving space 220 defined on the inside of the connector body 780 includes a first inner diameter portion 581 having a first inner diameter with the first step 583 and a second inner diameter larger than the first inner diameter. It can be divided into a second inner diameter portion 582.
  • a second step 584 may also be formed in the connector body 780 between the connector passage 212 located inside the connector pipe 585 and the receiving space 220.
  • the guide 590 is omitted and the bearing 592 for supporting one end of the shaft 680 cannot be supported on the guide 590, so the bearing 592 is inserted into the connector passage of the connector body 780 ( 212).
  • one or more flow grooves 214 may be formed in the connector pipe 585 and the second step 584 of the connector body 780. there is.
  • the flow groove 214 may have a greater depth toward the receiving space and may be formed deeper on one side than on the other side.
  • bearing 592 may be omitted and one end of shaft 680 may be unsupported or supported in some other way. In this case, the inner diameter of the connector passage 212 itself may be implemented as increasing toward the other side.
  • An annular groove 587 may be formed on one side of the connector pipe 585, which includes a sealing member such as an O-ring to seal the contact portion between the connector body 780 and the middle tube 116 of the shock absorber 1000. can be inserted.
  • an annular groove 589 may be formed on the other side of the connector body 780, and a sealing member such as an O-ring is inserted into this to seal the contact portion between the connector body 780 and the main valve body 530. It can be.
  • the piston 700 may be positioned within the receiving space 220 while being coupled to the shaft 680.
  • the piston 700 may have an outer diameter smaller than the inner diameter (i.e., second inner diameter) of the second inner diameter portion 582 of the connector body 780, and may be disposed adjacent to the first step 583.
  • the piston 700 has an outer diameter corresponding to the inner diameter (i.e., first inner diameter) of the first inner diameter portion 581 of the connector body 780, and the inner diameter of the first inner diameter portion 581 It is placed in
  • the piston 700 may be configured to move toward the other side as it is pushed by the fluid when it enters.
  • the shaft 680 may include an elastic member 730 disposed on one side of the piston 700.
  • the elastic member 730 may support the piston 700 so that the piston 700 does not contact the second step 584.
  • the fluid When fluid flows in through the inlet 110, the fluid can pressurize the piston 700 to cause the piston 700 and the shaft 680 coupled thereto to move to the other side, and the shaft 680 is connected to the pressurizing portion 710. ) can be pressurized to cause the piezoelectric element stack 485 to produce electricity.
  • the flow groove 214 of the connector body 780 increases to a large depth on the receiving space 220 side, or the inner diameter of the connector passage 212 increases, and the elastic member 730 moves the piston 700 to the second step. Since it is supported at a position spaced apart from 584, the fluid can contact the piston 700 over a large area, and the pressure of the fluid can be effectively transmitted to the piston 700 and shaft 680.
  • the piston 700 When the fluid pressurizes the piston 700, the piston 700 is pushed to the other side, leaving the first inner diameter portion 581 of the connector body 780 and being located inside the second inner diameter portion 582. Since the outer diameter of the piston 700 is smaller than the inner diameter of the second inner diameter portion 582 (i.e., the second inner diameter), fluid can flow in the gap between the piston 700 and the second inner diameter portion 582, It may flow through a path similar to that depicted in Figure 6.
  • a return disk spring 720 may be provided at the other end of the shaft 680.
  • a portion of the return disk spring 720 may be coupled to the shaft 680 and/or the pressing portion 710, and another portion may be coupled to the housing 510 or another component connected to the housing 510.
  • a stopper member 790 may be further provided on the other side of the pressing portion 710. If the fluid enters at a very high flow rate and applies a large pressure to the piston 700, the pressure may act as a force to damage the piston 700 and/or the piezoelectric element stack 485. Therefore, when the hydraulic pressure of the fluid flowing into the inlet 110 exceeds a predetermined threshold, the return disk spring 720 is deformed and the pressurizing portion 710 and/or shaft 680 may contact the stopper member 790. Through this, the stopper member 790 can apply a resistance force that offsets the pressure of the fluid to the shaft 680.
  • the stopper member 790 may be made of a material capable of elastic deformation or a material with high strength. The stopper member 790 does not necessarily have to be located within the control space 250. For example, the stopper member 790 may be disposed between the piston 700 and the main valve body 530 to apply a resistance force to the piston 700.
  • the receiving space 220 of the connector body 780 where the piston 700 is located is connected to the inlet 110 through which fluid enters the valve assembly 800, and the piston 700 is operated by the flowing fluid.
  • the receiving space 220 may be connected to the outlet 130, and the piston 700 may be manipulated by the fluid discharged.
  • the positions of the first inner diameter portion 581 and the second inner diameter portion 582 defining the receiving space 220 may be different.
  • the generator-embedded damping force variable valve assembly 900 according to the third embodiment of the present invention has many things in common with the valve assemblies 500 and 800 according to the first and second embodiments described above. 3 The description will focus on the differences between the valve assembly 900 according to the embodiment. Features described in relation to the first and second embodiments may be applied to the third embodiment, and likewise features described in relation to the third embodiment may be applied to the first and second embodiments. Some reference numbers mentioned in describing the third embodiment are intended to refer to components corresponding to components to which the corresponding reference numbers are applied in the first and/or second embodiment.
  • Figure 14 is a cross-sectional view showing a generator-embedded variable damping force valve assembly 900 according to a third embodiment of the present invention.
  • the valve assembly 900 largely includes a control unit 400, a generator 480, a housing 510, a main valve body 530, a protection disk 540, and a main disk spring ( 550), a power chamber body 560, an impeller 600, a flow path member 610, a shaft 680, a control valve 870, and a connector body 880.
  • the connector body 880 of this embodiment is coupled to one side of the main valve body 530, and the connector pipe 585 is located in the opening of the housing 510, dividing the opening into an inlet 110 and an outlet 130,
  • the receiving space 220 defined inside the connector body 880 includes a first inner diameter portion 581 having a first inner diameter based on the step 583 and a second inner diameter portion having a second inner diameter larger than the first inner diameter. It can be classified as (582).
  • the impeller 600 may be positioned within the receiving space 220 while being coupled to the shaft 680.
  • the impeller 600 may have an outer diameter corresponding to the inner diameter (i.e., first inner diameter) of the first inner diameter portion 581 of the connector body 880, and may be disposed adjacent to the step 583.
  • the impeller 600 may be positioned adjacent to the step 583, and the fluid reaching the impeller 600 may flow only through the impeller hole 240 of the impeller 600. You can.
  • a plurality of flow grooves 216 may be formed in the step 583 of the connector body 880 so that the fluid that has reached the receiving space 220 can easily reach the impeller hole 240.
  • the valve assembly 900 may further include an elastic member 740 that elastically supports the shaft 680 so that the shaft 680 can move relative to the housing 510 along its extension direction.
  • the elastic member 740 may be, for example, a disk spring or other elastically deformable form, and may be coupled to the shaft 680 by a bearing 750.
  • the pressure may act as a force that damages the impeller 600, and the generator 480 may rotate at an excessively high speed. Since the generator 480 can stably produce electricity and maintain a high lifespan when driven at a speed within the design range, it is desirable for the impeller 600 and the shaft 680 coupled thereto to rotate at an excessively high speed. don't do it
  • the elastic member 740 is deformed and the impeller 600, shaft 680, and generator 480 are configured to move a predetermined distance toward the other side. It can be. In another embodiment not shown, only the impeller 600 and shaft 680 may move to the other side and the generator 480 may maintain its position.
  • the impeller 600 When a pressure exceeding a critical value is applied to the impeller 600, the impeller 600 may move to the other side due to the pressure of the fluid, and the impeller 600 may be separated from the step 583 of the connector body 880. . Ultimately, the fluid reaching the impeller 600 not only passes through the impeller hole 240, but a portion of the total flow rate may flow through the gap between the outer peripheral surface of the impeller 600 and the step 583. As part of the fluid flows away from the impeller 600, the fluid does not rotate the impeller 600 at an excessively high speed. Afterwards, when the fluid pressure decreases again, the elastic member 740 can return the impeller 600, shaft 680, and generator 480 (or the impeller 600 and shaft 680) to their original positions.
  • the bearing 592 supported by the guide 590 cannot be used, so the bearing 612 for supporting the shaft 680 is used in the flow path member 610. It can be mounted in the central hole (284).
  • one or more flow grooves 286 may be formed in the passage member 610. there is. The flow groove 286 communicates the accommodation space 220 with the central hole 284 of the flow path member 610, allowing the central hole 284 to function as an auxiliary passage.
  • the valve assembly 900 may include a control valve 870 of a modified structure.
  • the operation of the control valve 870 will be described in more detail with reference to FIGS. 14 and 15.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating how the actuator 450 controls the control valve 870 shown in FIG. 14.
  • the actuator 450 of this embodiment may include a first coil 451, a second coil 452, a slide member, and a magnet 465, and the slide member is a control valve 870.
  • the valve rod is integrated with the valve rod (572). That is, the valve rod 572 also functions as a slide member. This may be viewed as part of the same member being a slide member and part being a valve rod 572.
  • the magnet 465 may be disposed between the first coil 451 and the second coil 452. Under the control of the control unit 400, the actuator 450 controls the position of the magnet 465 by applying the first current and the second current to the first coil 451 and the second coil 452 and valve rod 572 ) can be manipulated.
  • the control valve 870 of the valve assembly 900 may include a valve rod 572, and the position of the magnet 465 coupled to the valve rod 572 is manipulated by the actuator 450. As a result, the degree to which the bypass passage 350 is opened can be adjusted.
  • the valve rod 572 may be mounted in a position facing the bypass passage 350 in the power chamber body 560.
  • an insertion passage 340 is formed in the power chamber body 560, which communicates with the bypass passage 350 but extends in an intersecting direction, and the valve rod 572 is By operating the lever 575, it can be moved along the longitudinal direction within the insertion passage 340.
  • the valve rod 572 may have a cylindrical shape extending in a direction parallel to the extension direction of the shaft 680, and has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the insertion passage 340. ) and can be coupled to be movable along the extending direction of the insertion passage 340.
  • An air passage 332 may be formed inside the valve rod 572 so that the valve rod 572 can easily move within the insertion passage 340.
  • the air passage 332 may penetrate the valve rod 572 along the longitudinal direction. Even if the valve rod 572 is inserted into the narrow insertion passage 340, the same pressure can be created on one side and the other side of the valve rod 572 due to the air passage 332, and the valve rod 572 has a special air resistance. It can be easily moved along the direction of extension of the insertion passage 340.
  • a valve opening passage 330 may be formed at a predetermined position of the valve rod 572.
  • the valve opening passage 330 may be formed to allow flow along the extension direction of the bypass passage 350.
  • the valve opening passage 330 may be implemented in the form of an annular groove formed on the outer peripheral surface of the valve rod 572, which separates the valve opening passage 330 from the air passage 332 formed at the center of the valve rod 572. This is to make it possible.
  • the valve opening passage 330 may be formed to pass through the center of the valve rod 572.
  • the valve opening passage 330 may be implemented as a plurality of annular grooves.
  • FIG. 15 shows an example in which the actuator 450 operates the lever 575 by applying a current between 0 ampere and 2 ampere to each of the first coil 451 and the second coil 452.
  • the actuator 450 applies a current of 2 amperes to the first coil 451 and does not apply a current to the second coil 452 (i.e., the first current As a current, a current of 2 amperes is applied, and as a second current, a current of 0 amperes is applied).
  • the magnet 465 moved to the first position closest to the second coil 452, and the valve rod 572 moved to the corresponding position within the insertion passage 340.
  • valve opening passage 330 formed in the valve rod 572 may be blocked on the inner peripheral surface of the insertion passage 340 without being aligned with the bypass passage 350 and without any overlap.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 870 is completely closed, and since the valve opening passage 330 is not in communication with the bypass passage 350, the boosting chamber 300 can maintain a high pressure.
  • the actuator 450 applies a current of 2 amperes to the first coil 451 and a current of 2 amperes to the second coil 452 (i.e., A current of 2 amperes is applied as the first current, and a current of 2 amperes is applied as the second current).
  • a current of 2 amperes is applied as the first current
  • a current of 2 amperes is applied as the second current.
  • the magnet 465 moved to an intermediate position between the first coil 451 and the second coil 452, and the valve rod 572 moved to a corresponding position within the insertion passage 340.
  • some of the valve opening passages 330 formed on the valve rod 572 may be disposed adjacent to the bypass passage 350, and approximately half of the valve opening passages 330 may communicate with the bypass passage 350. You can.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 570 is partially open, and fluid can pass through the valve opening passage 330 and the bypass passage 350, so that the boost chamber 300 maintains a relatively low pressure. I do it.
  • the same effect can be obtained by the actuator 450 equally applying a current of 1 ampere or another value to the first and second coils 451 and 452, respectively.
  • the actuator 450 does not apply a current to the first coil 451 and applies a current of 2 amperes to the second coil 452 (i.e., the first current A current of 0 amperes is applied as a current, and a current of 2 amperes is applied as a second current).
  • the magnet 465 moved to the second position closest to the first coil 451, and the valve rod 572 moved to the corresponding position within the insertion passage 340.
  • all of the valve opening passages 330 formed on the valve rod 572 can be completely aligned with the bypass passage 350, and the overlapping area between the valve opening passage 330 and the bypass passage 350 is the largest.
  • This state corresponds to a state in which the control valve 570 is fully open, and the power chamber 300 can maintain the lowest possible pressure in the shock absorber 1000.
  • the actuator 450 does not have to apply only 0 or 2 amperes of current to the first and second coils 451, 452, but any current value between 0 amperes and 2 amperes. Either can be applied, and the first coil 451 and the second coil 452 can move the magnet 465 and the slide member (valve rod 572) correspondingly.
  • the opening degree of the control valve 870 can be adjusted according to the applied current, and the number of steps can be adjusted more precisely according to the number of valve opening passages 330 formed in the valve rod 572.
  • the generator-built damping force variable valve assembly (500, 800, 900) communicates with the outside using wireless communication, does not continuously consume power for its operation, and the shock absorber (1000)
  • the battery 410 can be charged using the movement of the fluid itself, which is obtained when used.
  • the valve assemblies (500, 800, 900) and the shock absorber (1000) equipped with them occupy only a very small volume and do not need to be connected to the vehicle's control unit or sensors at each location of the vehicle, making installation very easy.
  • valve assembly 40 In addition, in the prior art, part of the valve assembly 40 must be welded to the side of the shock absorber and then the remaining parts must be assembled and installed, whereas in one embodiment of the present invention, the small size of the valve assembly 500, 800, and 900 is required. Because of this, the valve assembly (500, 800, 900) can be assembled first, and then the assembled valve assembly (500, 800, 900) can be coupled to the designated position of the shock absorber (1000). This means that the manufacturing and assembly of the shock absorber (1000) can be more easily automated, increasing the production yield and lowering the defect rate.
  • the generator-built damping force variable valve assembly (500, 800, 900) can prevent excessive force from being applied to the generator (480) or the piezoelectric element stack (485), and the main valve
  • the durability of the body 530 can be increased, and the sealing performance of the power chamber 300 can be increased. This can provide the effect of increasing the lifespan of the valve assembly (500, 800, 900) and the shock absorber (1000) equipped with it and lowering maintenance costs.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체는 밸브공간과 제어공간을 구획하는 격벽을 포함하는 하우징; 밸브공간의 타측에 배력챔버를 구획하도록 밸브공간 내에 배치되고, 유입통로와, 보조통로와, 유출통로가 형성되어 있는 메인밸브바디; 유입통로를 덮도록 배치되되 유입통로와 상기 배력챔버의 압력차에 따라 탄성적으로 변형되어 유입통로를 개방하도록 구성된 메인 디스크스프링; 배력챔버로 연통하는 우회통로가 형성되어 있는 배력챔버바디; 배력챔버바디에 결합되어 우회통로의 개방 정도를 제어하는 컨트롤밸브; 그 일부가 하우징의 개구부에 위치하여 개구부를 유입구와 유출구로 구획하도록 구성된 커넥터바디; 메인밸브바디의 일측에 배치되어 통과하는 유체에 의해 회전되도록 구성된 임펠러; 임펠러에 연결된 샤프트; 제어공간 내에 배치되고 샤프트의 타측에 결합되어 임펠러의 회전에 의해 전기를 생성하도록 구성된 발전기; 및 컨트롤밸브를 조작하는 액추에이터를 구비한 제어부를 포함할 수 있고, 여기서 제어부는 발전기에 의해 생성된 전력 또는 발전기에 의해 충전되도록 구성된 배터리의 전력으로 구동될 수 있다.

Description

디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체
본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로서, 구체적으로는 밸브조립체의 제어에 이용되는 전력을 자체적으로 생산하도록 발전기가 내장된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체와 이를 이용하는 디지털 제어형 쇽업소버에 관한 것이다.
쇽업소버(shock absorber)는 차량의 현가(suspension)장치의 일부로서, 일반적으로 차체와 차축 사이에 설치되어 차량의 움직임에 따라 가해지는 충격을 감쇠하는 장치를 가리킨다. 쇽업소버는 차량의 승차감을 향상시킬 뿐만 아니라, 차량의 주행시 도로와 타이어 사이에 안전한 접촉을 유지할 수 있게 하여 제동력과 핸들 조향력을 향상시키고, 또한 타이어의 마모를 감소시킬 수 있다.
쇽업소버는 자율주행 차량의 맥락에서 더 큰 의미를 갖는다. 최근 다양한 자율주행 레벨의 차량이 개발되면서 차량의 탑승공간은 점차 차량의 주행을 조작하기 위한 공간에서 차량이 자율적으로 주행하는 동안 휴식을 취하는 공간으로 변모하고 있다. 자율주행 차량에서 탑승자는 차량을 직접 조작하고 있지 않고 주행시의 도로 상황을 살피고 있지 않을 가능성이 높으므로, 차량에 약간의 충격이 가해지더라도 탑승자는 큰 불편을 경험할 수 있다.
한편, 쇽업소버가 제공할 감쇠력을 설계하는 데에는 주의가 필요한데, 일반적으로 주행안전성을 확보하고 제동거리를 단축하기 위해서는 쇽업소버가 높은 감쇠력을 제공할 것이 요구되는 반면 높은 승차감을 확보하기 위해서는 쇽업소버가 낮은 감쇠력을 제공할 것이 요구되기 때문이다.
이런 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 감쇠력 가변식 밸브인데, 이는 쇽업소버가 제공하는 감쇠력을 변경할 수 있도록 구성된 밸브이다. 도 1에는 종래기술에 따른 쇽업소버가 도시되어 있다. 종래 기술에 따른 감쇠력 가변식 쇽업소버는 베이스쉘(12), 인너튜브(14) 및 세퍼레이터튜브(16)를 포함하고, 인너튜브(14)에는 피스톤로드(24)가 길이방향으로 이동가능하게 설치된다. 인너튜브(14)와 베이스쉘(12)의 하단에는 바디밸브(27)가 설치되고, 피스톤로드(24)에는 피스톤밸브(25)가 설치된다. 인너튜브(14) 내의 공간은 피스톤밸브(25)를 기준으로 상부의 리바운드챔버(20)와 하부의 컴프레션챔버(22)로 나뉘어진다. 베이스쉘(12)의 내측에는 리저버챔버(30)로서의 저압실(PL)이 형성되고, 세퍼레이터튜브(16)의 내측에는 고압실(PH)이 형성된다.
피스톤로드(24)에 힘이 가해져 하강하면, 피스톤로드(24)는 인너튜브(14) 내에서 하강하고, 이 때 컴프레션챔버(22) 내의 유체는 피스톤밸브(25)를 통해 리바운드챔버(20)로 유동하고, 인너튜브(14)에 형성된 내부홀(14a)을 통해 리바운드챔버(20)로부터 고압실(PH)로 유동한 후, 베이스 쉘(12)의 일측에 장착된 감쇠력 가변밸브 조립체(40)로 유입된다. 피스톤로드(24)가 다시 상승할 때에는 저압실(PL) 내의 유체가 바디밸브(27)에 형성된 하부유로(32)를 통해 컴프레션챔버(22)에 보충되고, 리바운드챔버(20) 내의 유체는 내부홀(14a)을 통해 고압실(PH)로 유동한 후 감쇠력 가변밸브 조립체(40)로 유입된다.
감쇠력 가변밸브 조립체(40)에는 액추에이터(42)의 구동에 의해 이동하는 스풀(44)이 설치되며, 스풀(44)의 이동에 의해 고압실(PH) 및 저압실(PL) 사이의 유로가 변경되면서 쇽업소버의 감쇠력을 조절할 수 있다. 도 1에 도시된 감쇠력 가변식 쇽업소버가 특정 모드로 작동할 때에는 스풀(44)이 특정 위치에 있도록 액추에이터(42)가 계속 힘을 가하고, 해당 모드를 해지할 때에는 액추에이터(42)가 가압을 중지하고 스풀(44)이 스프링 등에 의해 원위치로 복귀한다.
이와 같이 종래 기술에 따른 쇽업소버는 복잡한 구성을 포함하는데, 감쇠력 가변밸브 조립체(40)에 전원을 공급하기 위한 케이블과 센서신호 또는 제어신호를 공급하기 위한 회로 및 전선이 추가되면서 설치 후의 구성은 더더욱 복잡해진다. 감쇠력 가변밸브 조립체(40)가 외부 전원에 연결되지 않고 배터리로 작동하더라도, 액추에이터(42)가 작동시 지속적으로 전력을 소모하기 때문에 이에 상응하는 용량의 배터리를 구비함으로 인해 부피가 커지거나 충전 등을 위한 잦은 유지보수가 요구된다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 일측면은 제어부가 무선 방식에 의해 차량의 제어부와 통신하는 동시에 제어부의 구동을 위한 전력을 자체적으로 생산할 수 있는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 및 디지털 제어형 쇽업소버를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 일측면은 쇽업소버의 감쇠력을 조절함에 있어 소모되는 전력을 최소화하여 발전기 및 배터리의 크기를 최소화할 수 있고 이에 따라 밸브조립체 전체의 크기를 소형으로 유지할 수 있어 조립 및 설치가 편리한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 및 디지털 제어형 쇽업소버를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 일측면은 감쇠력 제어 성능 및 내구성이 우수한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 및 디지털 제어형 쇽업소버를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체는 쇽업소버에 장착하기 위한 밸브조립체로서, 밸브공간과 제어공간을 내부에 정의하고, 상기 밸브공간과 상기 제어공간을 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 밸브공간은 개구부에 의해 일측으로 개방되도록 구성된 하우징; 상기 밸브공간의 타측에 배력챔버를 구획하도록 상기 밸브공간 내에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 유입통로와, 보조통로와, 유출통로가 형성되어 있는 메인밸브바디; 탄성적으로 변형가능하도록 구성되고 상기 유입통로를 덮도록 배치되되 상기 유입통로와 상기 배력챔버의 압력차에 따라 탄성적으로 변형되어 상기 유입통로를 개방하도록 구성된 메인 디스크스프링; 상기 메인밸브바디와 상기 격벽 사이에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 우회통로가 형성되어 있는 배력챔버바디; 상기 배력챔버바디에 결합되어 상기 우회통로의 개방 정도를 제어하는 컨트롤밸브; 상기 메인밸브바디의 일측에 결합되고, 그 일부가 상기 개구부에 위치하여 상기 개구부를 유입구와 유출구로 구획하며, 상기 유입통로가 상기 유입구와 연통하고 상기 유출통로가 상기 유출구로 연통하도록 구성된 커넥터바디; 상기 메인밸브바디의 일측에 배치되어 통과하는 유체에 의해 회전되도록 구성된 임펠러; 일측이 상기 임펠러에 연결되고, 상기 메인밸브바디에 형성된 중앙홀과 상기 격벽에 형성된 관통홀을 통과하도록 배치된 샤프트; 상기 제어공간 내에 배치되고 상기 샤프트의 타측에 결합되어 상기 임펠러의 회전에 의해 전기를 생성하도록 구성된 발전기; 및 상기 컨트롤밸브를 조작하는 액추에이터를 구비한 제어부를 포함할 수 있고, 여기서 상기 제어부는 상기 발전기에 의해 생성된 전력 또는 상기 발전기에 의해 충전되도록 구성된 배터리의 전력으로 구동될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명은 아래의 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체는 무선 통신을 이용하여 외부와 소통하고, 그 구동에 전력을 지속적으로 소모하지 않으며, 쇽업소버가 사용될 때 얻어지는 유체의 이동 자체를 이용하여 배터리를 충전시킬 수 있다. 결국, 밸브조립체 및 이를 장착한 쇽업소버는 매우 작은 부피만을 차지하고, 차량의 제어부 또는 차량 각 위치의 센서에 연결될 필요가 없어 설치가 매우 용이하다.
또한, 종래기술에서는 밸브조립체(40)의 일부를 쇽업소버의 측면에 용접한 후 나머지 부품들을 조립 및 설치해야 하는 반면, 본 발명의 일실시예에서는 밸브조립체의 소형 크기로 인해 밸브조립체의 조립을 먼저 수행한 후 조립된 밸브조립체를 쇽업소버의 정해진 위치에 결합할 수 있다. 이는 쇽업소버의 제조 및 조립을 더 쉽게 자동화할 수 있음을 의미하며, 생산수율을 늘리고 불량률을 낮출 수 있음을 의미한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체는 발전기 또는 압전소자스택에 과도한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있고, 메인밸브바디의 내구성을 증가시킬 수 있으며, 배력챔버의 밀폐성능을 증가시킬 수 있다. 이는 밸브조립체 및 이를 장착한 쇽업소버의 수명을 증대시키고 유지보수 비용을 낮추는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 쇽업소버를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 제어형 쇽업소버를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 디지털 제어형 쇽업소버의 로드가이드 및 오일씰을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 타측을 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에서 컨트롤밸브를 폐쇄하였을 때와 개방하였을 때 유체의 유동 경로를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 컨트롤밸브를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 컨트롤밸브의 작동을 예시하는 도면이다.
도 9는 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 가이드를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 임펠러를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 보호디스크 및 메인 디스크스프링을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 커넥터바디를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체의 컨트롤밸브의 작동을 예시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 제어형 쇽업소버(1000)를 나타내는 도면으로서, 도 2의 (a)는 쇽업소버(1000)를 정면에서 바라본 단면도이고, 도 2의 (b)는 쇽업소버(1000)를 측면에서 바라본 입면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 디지털 제어형 쇽업소버(1000)의 로드가이드(100) 및 오일씰(136)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디지털 제어형 쇽업소버(100)는 내부튜브(114), 중간튜브(116), 베이스튜브(118), 업소버로드(134), 피스톤밸브(135) 및 바디밸브(137)를 포함할 수 있다. 업소버로드(134)에는 피스톤밸브(135)가 장착될 수 있다. 또한, 내부튜브(114), 중간튜브(116) 및 베이스튜브(118)의 상부에는 로드가이드(100)와 오일씰(136)이 장착될 수 있고, 하부에는 바디밸브(137)와 하부캡(139)이 장착될 수 있다.
업소버로드(134)와 피스톤밸브(135)는 내부튜브(114)의 내부에 배치되고, 내부튜브(114)는 중간튜브(116)의 내부에 배치되며, 중간튜브(116)는 베이스튜브(118)의 내부에 배치될 수 있다. 내부튜브(114) 내의 공간은 피스톤밸브(135)를 기준으로 상부의 리바운드챔버(20)와 하부의 컴프레션챔버(50)로 나뉘어진다. 베이스튜브(118)와 중간튜브(116) 사이의 공간에는 저압챔버(30)가 형성될 수 있고, 중간튜브(116)와 내부튜브(114) 사이의 공간에는 고압챔버(10)가 형성될 수 있다.
베이스튜브(118)의 측면에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체가 장착될 수 있다. 이를 위해, 전체적으로 원통형 형상을 이루는 베이스튜브(118)의 나머지 부분과 달리, 베이스튜브(118)의 적어도 일부는 평평한 형상을 가질 수 있고, 여기에 밸브조립체의 내측커버(518)의 결합플랜지(138)에 결합될 수 있다.
도 2에는 쇽업소버(1000)에 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브조립체(500)가 장착된 것으로 묘사되어 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸브조립체(500, 800, 900)가 장착될 수 있음은 물론이고, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 밸브조립체는 제1 내지 제3 실시예에 따른 밸브조립체(500, 800, 900)의 호환가능한 특징들을 함께 포함할 수도 있다. 이하에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브조립체(500)이 예로서 설명되더라도 다른 실시예에 따른 밸브조립체(800, 900)가 적용될 수도 있다.
쇽업소버(1000)의 유체는 밸브조립체(500)의 일측에 형성된 유입구(110) 및 유출구(130)로 진입 및 출거할 수 있다. 밸브조립체(500)는 유입구(110)가 고압챔버(10)와 연통하고 유출구(130)가 저압챔버(30)와 연통하도록 설치될 수 있다. 밸브조립체(500)는 그 내부에서 유동하는 유체의 유동에 대한 저항을 조절함으로써 쇽업소버(1000)의 감쇠력을 조절할 수 있다. 즉, 업소버로드(134) 상부의 샤프트(132)와 하부캡(139) 하부의 결합부(150)가 차량의 차체와 차축에 결합되면, 유체의 저항을 받으며 상하 이동하는 업소버로드(134)의 운동에 의해 차축에 대한 차체의 충격이 흡수되는 것인데, 밸브조립체(500)는 유체의 저항을 조절함으로써 업소버로드(134)의 운동에 가해지는 저항을 조절함으로써 감쇠력을 조절하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 쇽업소버(1000)는 내부튜브(114), 중간튜브(116) 및 베이스튜브(118)의 제작 및 조립을 더 쉽게 하는 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 하부캡(139)에는 바디밸브(137)를 에워싸도록 돌출하는 돌출부가 형성될 수 있고, 돌출부에는 하나 이상의 단턱이 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서는 하부캡(139)에 2개의 단턱이 형성되어 있고, 내부튜브(114)는 하나의 단턱에, 중간튜브(116)는 다른 하나의 단턱에 배치되어 있다. 한편, 하부캡(139)의 외주면에는 베이스튜브(118)가 결합되어 있다.
하부캡(139)에서 단턱이 형성된 돌출부는 내부튜브(114)의 하부를 밀폐하고 중간튜브(116)의 하부를 밀폐하고 필요에 따라 바디밸브(137)를 통해서만 유체가 유동가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구조는 고압챔버(10)와 컴프레션챔버(50)에 필요한 밀봉을 제공하는 동시에 내부튜브(114)와 중간튜브(116)의 제작과 조립을 용이하게 하는 효과를 제공할 수 있는데, 내부튜브(114)와 중간튜브(116)의 하단부가 매우 단순한 형상을 유지하게 할 수 있고, 단지 내부튜브(114)와 중간튜브(116)를 하부캡(139)의 단턱에 배치하는 것만으로 내부튜브(114)와 중간튜브(116)를 정위치에 정렬시킬 수 있기 때문이다.
도 3은 도 2에 도시된 디지털 제어형 쇽업소버(1000)의 로드가이드(100) 및 오일씰(136)을 나타내는데, 도 3의 (a)는 로드가이드(100)의 단면도이고, 도 3의 (b)는 로드가이드(100)의 저면도이며, 도 3의 (c)는 로드가이드(100)에 오일씰(136)이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
로드가이드(100)에는 베이스튜브(118)의 내경에 대응하는 외경을 가진 상측지지부(128)와, 그 하부로터 하향 연장되되 내부튜브(114)의 내경에 대응하는 외경을 갖고 가운데에 중앙홀(121)을 형성하는 중공 원통형 형상을 가진 하측지지부(123)와, 상측지지부(128)와 하측지지부(123) 사이에 형성된 단턱부(126)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 예에서는 단턱부(126)로 인해 로드가이드(100)에도 2개의 단턱이 형성되어 있다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 하측지지부(123)와 단턱부(126)에는 하나 이상의 유동홈(124)이 형성될 수 있다.
하부캡(139)에서와 유사하게, 로드가이드(100)에서도 내부튜브(114)는 하나의 단턱에, 중간튜브(116)는 다른 하나의 단턱에 결합될 수 있고, 로드가이드(100)의 외주면을 이루는 상측지지부(128)에 베이스튜브(118)가 결합될 수 있다. 고압챔버(10)가 내부튜브(114)의 하부에 형성된 컴프레션챔버(50)와는 격리되어야 하므로 하부캡(139)은 중간튜브(116)의 하단부를 밀폐하는 반면, 고압챔버(10)가 내부튜브(114)의 상부에 형성된 리바운드챔버(20)와는 연통되어야 한다. 이를 위해, 종래기술에서는 도 1에서와 같이 세퍼레이터튜브(16)에 내부홀(14a)이 가공되었다.
본 발명의 일실시예에 따른 로드가이드(100)를 이용하면, 종래기술에서 세퍼레이터튜브(16)의 상부를 인너튜브(14)에 고정하기 위한 가이드링(15) 및 해당 부위에서의 밀봉을 위한 오링(17)을 별도로 구비하여 장착하는 과정을 생략할 수 있고, 또한 세퍼레이터튜브(16)에 내부홀(14a)을 가공하는 공정 역시 생략할 수 있다. 본 발명에 따르면, 중간튜브(116)의 상단부를 단턱부(126)의 외주면에 밀착하여 결합하고 내부튜브(114)의 상단부를 하측지지부(123)의 외주면에 밀착하여 결합하는 것만으로 필요한 구조가 완성된다. 하측지지부(123)와 단턱부(126)에 걸쳐 형성된 유동홈(124)은 자연히 고압챔버(10)와 리바운드챔버(20) 사이에 유로를 형성하기 때문에, 종래기술에서와 같이 내부홀(14a)을 가공할 필요가 없으며, 재료를 천공하는 공정에서 발생하기 쉬운 불량을 예방할 수 있다.
상측지지부(128)의 상부에는 돌출부(127, 129)가 환형 형상으로 형성될 수 있다. 돌출부(127, 129)들은 로드가이드(100)의 상부에 결합되는 오일씰(136)에 밀착되면서 필요한 부위의 수밀성을 증가시킬 수 있다.
도 2의 (a) 및 도 3의 (c)를 참조하면, 오일씰(136)이 로드가이드(100)의 상부에 결합될 수 있다. 오일씰(136)은 비교적 높은 강도의 재질로 구성된 링코어(140)를 포함할 수 있고, 나머지 부분은 비교적 연설의 재질로 구성되어 높은 밀폐력을 제공할 수 있다. 오일씰(136)의 하부에는 돌출부(147, 149)가 아래로 돌출할 수 있고, 이들은 로드가이드(100)의 돌출부(127, 129)에 밀착되면서 유체의 통과를 차단할 수 있다.
오일씰(136)의 상부와 하부에는 씰링슬리브(141, 142)가 돌출될 수 있다. 씰링슬리브(141, 142)는 로드가이드(100)의 중앙홀(121)을 통과하는 업소버로드(134)에 밀착하여 업소버로드(134)의 이동은 허용하되 내부피스톤(114) 내측의 유체는 누출되는 것을 방지할 수 있다. 씰링슬리브(141, 142)에는 환형 형상의 밀착링(143, 144)이 부가되어 씰링슬리브(141, 142)가 업소버로드(134)의 외주면에 더 강하게 밀착되게 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 쇽업소버(1000)는 내부튜브(114), 중간튜브(116) 및 베이스튜브(118)를 바디밸브(137)와 하부캡(139) 그리고 로드가이드(100)와 오일씰(136)에 결합하는 것만으로 쉽게 조립될 수 있다. 종래기술에서 요구되는 가이드링(15)과 오링(17)이 생략될 수 있고, 중간튜브(116)에 내부홀(14a)을 가공할 필요가 없으므로 쇽업소버(1000)의 제작 및 조립이 더 간단한 공정으로 수행될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일부 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체를 더 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 타측을 나타내는 측면도로서, 하우징(510)의 외측커버(512)가 분리된 상태가 도시되어 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 밸브조립체의 유입구(110)가 형성된 쪽을 "일측"으로 지칭하고 그 반대방향을 "타측"으로 지칭한다. 물론, "일측" 및 "타측"은 설명하는 대상 및 맥락에 따라 그 지칭하는 바가 다를 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 제어공간(250; 도 5 참조)에는 제어부(400)와 발전기(480)가 수용될 수 있다.
제어부(400)는 밸브조립체(500)의 전반적인 동작을 제어하는 부분으로서, 배터리(410), 통신부(420), 회로부(430) 및 액추에이터(450)를 포함할 수 있다.
배터리(410)는 제어부(400)의 동작에 필요한 전력을 저장하도록 구성될 수 있고, 후술되는 발전기(480)에 의해 충전될 수 있다. 제어부(400)의 다른 구성요소들은 배터리(410)에 저장된 전력에 의해 구동될 수 있다.
통신부(420)는 제어부(400)가 밸브조립체(500) 외부의 다른 주체와 통신할 수 있게 하는 부분에 해당할 수 있다. 통신부(420)는 예를 들어 블루투스, 와이파이 등의 무선 방식을 통해 외부 주체와 통신할 수 있다. 통신부(420)를 통해 제어부(400)는 예를 들어 쇽업소버(1000)가 설치되는 차량의 중앙처리장치, 네비게이션 장치, 차량의 다양한 위치에 설치된 센서, 사용자의 스마트폰, 도로의 소정 위치(예컨대 신호등 부속장치 등)에 설치된 외부장치 등과 통신할 수 있다.
회로부(430)는 제어부(400)의 주요 부분에 해당할 수 있으며, 밸브조립체(500)의 작동과 연관된 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 회로부(430)는 통신부(420)를 통해 정보를 수신한 후, 수신된 정보를 바탕으로 쇽업소버(1000)에서 요구되는 감쇠력을 판단할 수 있으며, 해당 감쇠력을 제공하도록 액추에이터(450)를 제어할 수 있다.
액추에이터(450)는 후술되는 컨트롤밸브(570)를 제어하는 부분이다. 이후 설명되는 바와 같이, 밸브조립체(500)는 배력챔버(300)의 압력을 조절함으로써 쇽업소버(1000)의 업소버로드(134)에 가해지는 유체의 저항을 조절할 수 있고, 컨트롤밸브(570)는 배력챔버(300)의 압력을 조절하는 역할을 할 수 있다. 액추에이터(450)는 컨트롤밸브(570)를 조작하는 역할을 할 수 있고, 그 결과 쇽업소버(1000)의 감쇠력을 변경시킬 수 있다. 액추에이터(450) 및 컨트롤밸브(570)의 동작에 대해서는 이후 더 자세히 설명하기로 한다.
발전기(480)는 제어부(400)에 전력을 제공할 수 있고, 구체적으로는 제어부(400)의 배터리(410)를 충전시킬 수 있다. 발전기(480)에는 후술되는 임펠러(600)에 결합된 샤프트(680)의 타단이 결합될 수 있다. 밸브조립체(500) 내에서 유체의 이동이 임펠러(600)를 회전시키면, 임펠러(600)에 결합된 샤프트(680)가 회전하면서 발전기(480)를 작동시켜 전기를 생산하게 할 수 있다. 샤프트(680)가 발전기(480)에 결합되었다 함은 샤프트(680)가 발전기의 회전자 부분에 결합되고 샤프트(680)가 회전함에 따라 발전기(480)의 회전자가 회전하면서 발전기(480)의 고정자와의 상호작용을 통해 전기가 생산되는 것임을 통상의 기술자는 이해할 것이다. 도 4에는 회전 방식에 의해 전기를 생산하는 발전기(480)가 도시되어 있으나, 일부 실시예에서는 발전기(480)가 가압 방식에 의해 전기를 생산하는 압전소자스택(485)의 형태로 구현될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)를 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 밸브조립체(500)는 도 4와 관련하여 설명된 구성요소 이외에도 하우징(510), 메인밸브바디(530), 보호디스크(540), 메인 디스크스프링(550), 배력챔버바디(560), 컨트롤밸브(570), 커넥터바디(580), 가이드(590), 임펠러(600), 유로부재(610) 및 샤프트(680)를 더 포함할 수 있다.
하우징(510)은 밸브조립체(500)의 외형을 형성하고 다른 구성요소가 설치되는 공간을 제공할 수 있다. 하우징(510)에는 관통홀(252)이 형성된 격벽(520)이 구비될 수 있고, 격벽(520)을 기준으로 일측에는 밸브공간이, 타측에는 제어공간(250)이 형성될 수 있다. 불필요한 혼동을 피하기 위해 도면에 밸브공간이 별도의 참조번호로 표시되어 있지는 않으나, 도 5의 실시예에서 내측커버(518)와 격벽(520) 사이의 공간이 밸브공간에 해당할 수 있다. 하우징(510)의 일측에는 개구부가 형성될 수 있고, 개구부에 의해 밸브공간이 일측으로 개방될 수 있다. 하우징(510)의 개구부는 밸브조립체(500)에 대한 유입구(110)와 유출구(130)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 예에서는 하우징(510)의 개구부에 내측커버(518)가 결합되어 있고, 내측커버(518)의 중앙홀(380)을 통해 커넥터바디(580)의 일부인 커넥터관(585)이 삽입되어 있다. 여기서, 커넥터관(585) 내측의 커넥터통로(212)는 유입구(110)를 이루고, 커넥터관(585)의 외주면과 내측커버(518) 중앙홀(380)의 내주면 사이의 간격이 유출구(130)를 이루고 있다. 물론, 다른 실시예에서는 유입구(110)와 유출구(130)의 형상, 위치 및 크기가 다르게 설정될 수 있다.
메인밸브바디(530)는 밸브공간 내에 배치되는데, 하우징(510)의 격벽(520)과 간격을 두고 배치되어 메인밸브바디(530)의 타측에 배력챔버(300)를 구획할 수 있다. 메인밸브바디(530)에는 밸브공간의 일측과 타측을 연통시키는 유입통로(260), 보조통로 및 유출통로(360)가 형성될 수 있다.
메인밸브바디(530)의 중앙에는 또한 샤프트(680)가 통과할 수 있도록 중앙홀이 형성될 수 있다. 메인밸브바디(530)의 중앙홀이 샤프트(680)의 외경보다 큰 내경을 갖는 경우, 중앙홀의 내주면과 샤프트(680)의 외주면 사이의 간격이 보조통로 역할을 할 수도 있다. 도 5에 도시된 예에서는 메인밸브바디(530)의 중앙홀에 유로부재(610)가 장착되어 있고, 유로부재(610)의 중앙홀(284)이 샤프트(680)의 외경보다 큰 내경을 가지며, 유로부재(610)의 중앙홀(284)의 내주면과 샤프트(680)의 외주면 사이의 간격이 보조통로 역할을 한다.
도 5에 도시된 예에서는 유입통로(260)가 메인밸브바디(530)를 관통하는 형태로 구현되어 있고, 유출통로(360)는 메인밸브바디(530)의 외주면에 형성된 홈에 의해 하우징(510)의 내주면과 함께 정의되는 형태로 구현되어 있다. 물론, 실시예마다 유입통로(260), 보조통로 및 유출통로(360)의 형상, 위치 및 크기가 다르게 설정될 수 있다.
보호디스크(540)는 메인밸브바디(530)의 타측에 결합되어 메인밸브바디(530)를 보강하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 보호디스크(540)는 메인밸브바디(530)보다 더 높은 강도를 가진 재질로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서는 보호디스크(540)가 생략될 수도 있다.
메인 디스크스프링(550)은 적어도 일부가 탄성적으로 변형가능하도록 구성될 수 있고, 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)를 덮도록 보호디스크(540)의 타측에 배치되거나, 보호디스크(540)가 생략되는 경우에는 메인밸브바디(530)의 타측에 배치될 수 있다. 쇽업소버(1000)가 충격을 흡수할 때마다 밸브조립체(500)에 유입되는 유체는 메인 디스크스프링(550)을 개방하며 통과할 수 있다. 이 때, 메인 디스크스프링(550)이 메인밸브바디(530)의 타측에 위치하여 배력챔버(300)에 면하므로, 유입통로(260)를 폐쇄하고 있는 메인 디스크스프링(550)을 유체가 개방하는 데 요구되는 힘은 배력챔버(300)의 내부 압력에 따라 달라진다. 밸브조립체(500)는 이와 같이 배력챔버(300)의 압력을 조절함으로써 쇽업소버(1000)의 감쇠력을 조절할 수 있다.
배력챔버바디(560)는 메인밸브바디(530)와 격벽(520) 사이에 배치될 수 있고, 배력챔버바디(560)에는 배력챔버(300)로 연통하는 우회통로(350)가 형성될 수 있다. 우회통로(350)에는 컨트롤밸브(570)가 장착될 수 있고, 컨트롤밸브(570)는 우회통로(350)의 개방 정도를 제어할 수 있다. 컨트롤밸브(570)의 작동에 대해서는 이후 더 자세히 설명하기로 한다.
커넥터바디(580)는 메인밸브바디(530)의 일측에 결합될 수 있다. 커넥터바디(530)는 내측에 수용공간(220)을 형성할 수 있고, 수용공간(220)은 일측으로 개방될 수 있다. 결국, 커넥터바디(530)의 내측과 외측에 서로 격리된 통로가 형성될 수 있고, 이들은 밸브조립체(500)에 대한 유입구(110)와 유출구(130)로 이용될 수 있다. 도 5에 도시된 예에서는 커넥터바디(580)가 상대적으로 작은 외경을 가진 커넥터관(585)을 포함하고, 커넥터관(585)이 내측커버(518)의 중앙홀(380)을 통과하도록 삽입되어 있으며, 커넥터관(585) 내측의 커넥터통로(212)는 유입구(110)를 이루고, 커넥터관(585)의 외주면과 내측커버(518) 중앙홀(380)의 내주면 사이의 간격이 유출구(130)를 이루고 있다.
가이드(590)는 커넥터바디(580) 내측의 수용공간(220)에서 메인밸브바디(530)의 일측에 배치될 수 있으며, 하우징(510), 메인밸브바디(530) 및 커넥터바디(580) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 가이드(590)는 유입구(110)를 통해 진입한 유체가 임펠러(600)를 통과하기에 앞서 나선류를 형성하도록 도울 수 있다. 일부 실시예에서는 가이드(590)가 생략될 수도 있다.
임펠러(600)는 메인밸브바디(530)의 일측에 배치되어 통과하는 유체에 의해 회전되도록 구성될 수 있다. 임펠러(600)는 샤프트(680)에 결합될 수 있고, 임펠러(600)가 회전됨에 따라 샤프트(680)도 함께 회전하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 샤프트(680)의 회전은 제어공간(250)에 배치된 발전기(480)를 구동시켜 전기를 생산하게 할 수 있다.
유로부재(610)는 메인밸브바디(530)의 중앙홀에 장착될 수 있고, 그 자체가 중앙홀(284)을 가진 중공 형상을 가질 수 있다. 유로부재(610)는 메인밸브바디(530)의 중앙홀에 장착되어 메인밸브바디(530), 보호디스크(540) 및 메인 디스크스프링(550)을 가운데에서 서로 결합할 수 있다. 또한, 유로부재(610)의 중앙홀(284)은 샤프트(680)의 외경보가 큰 내경을 갖도록 형성되어 중앙홀(284)이 메인밸브바디(530)의 보조통로 역할을 하게 할 수 있다. 더 구체적으로는, 유로부재(610)의 일단에는 복수의 유동홈(282)이 형성되어 수용공간(220)을 보조통로(284)와 연통시킬 수 있다. 이러한 구조는 임펠러(600)의 돌출부(606; 도 10 참조)가 유로부재(610)에 접촉하더라도 보조통로(284)가 막히지 않게 한다. 일부 실시예에서는 별도의 유로부재(610)가 사용되지 않을 수도 있고, 일부 실시예에서는 유로부재(610)가 메인밸브바디(530), 보호디스크(540) 및 메인 디스크스프링(550) 중 적어도 하나와 일체화된 형태로 구현될 수 있다.
샤프트(680)는 임펠러(600)에 결합되어 임펠러(600)가 회전할 때 함께 회전할 수 있고, 회전력을 발전기(480)에 전달하여 발전기(480)가 전기를 생산하도록 도울 수 있다. 샤프트(680)는 이와 같이 밸브공간 내에서는 임펠러(600)에 결합되고 제어공간(250) 내에서는 발전기(480)에 결합되어야 한다. 도 5에 도시된 예에서는 샤프트(680)가 유로부재(610)의 중앙홀(284), 배력챔버바디(560)의 관통홀 및 격벽(520)의 관통홀(252)을 통과하는데, 유로부재(610)의 중앙홀(284)는 보조통로로 이용되므로 밀폐될 필요가 없지만 배력챔버바디(560)의 관통홀 및 격벽(520)의 관통홀(252)에서는 밀폐가 요구될 수 있다. 이를 위해, 샤프트(680)가 배력챔버바디(560)를 통과하는 부위와, 격벽(520)과 배력챔버바디(560) 사이의 접촉 부위에 오링 등의 씰링부재가 추가될 수 있고, 배력챔버바디(560)의 일부가 격벽(520)의 관통홀(252) 안으로 삽입될 수 있다.
배력챔버바디(560)의 관통홀에는 샤프트(680)를 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(562)이 장착될 수 있고, 오링 등의 씰링부재는 베어링(562)의 타측에 설치될 수 있다. 하우징(510)의 격벽(520)의 관통홀(252)에서도 샤프트(680)를 회전가능하게 지지하는 베어링(522)이 설치될 수 있다. 샤프트(680)의 일단에서는 가이드(590)에 베어링(592)이 구비되어 샤프트(680)를 회전가능하게 지지할 수 있다. 가이드(590)가 생략되는 경우에는 샤프트(680)가 베어링에 의해 커넥터바디(580) 상에 지지될 수도 있고, 다른 구성요소에 지지됨 없이 자유회전하도록 구성될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)가 작동하는 방법을 더 자세히 설명하기로 한다. 도 6은 도 5에서 컨트롤밸브(570)를 폐쇄하였을 때와 개방하였을 때 유체의 유동 경로를 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 컨트롤밸브(570)를 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7에 도시된 컨트롤밸브(570)의 작동을 예시하는 도면이다.
도 6의 (a)는 밸브조립체(500)에서 컨트롤밸브(570)가 폐쇄되었을 때 유체의 유동 경로를 나타내고, 도 6의 (b)는 밸브조립체(500)에서 컨트롤밸브(570)가 개방되었을 때 유체의 유동 경로를 나타낸다.
컨트롤밸브(570)가 우회통로(350)를 완전히 폐쇄하고 있는 도 6의 (a)를 참조하면, 쇽업소버(1000)가 작동하면서 고압챔버(10)의 유체는 유입구(110)를 통해 밸브조립체(500)에 진입한다. 유체는 수용공간(220) 내에 배치된 가이드(590)와 임펠러(600)를 거치면서 샤프트(680)를 회전시킬 수 있고, 이는 발전기(480)를 구동시켜 배터리(410)를 충전시킬 수 있다. 임펠러(600)를 통과한 유체는 메인밸브바디(530)에 형성된 유입통로(260)를 통과해야 되는데, 이를 위해 메인밸브바디(530)를 개방할 정도의 압력을 가져야 한다.
즉, 메인 디스크스프링(550)이 유입통로(260)를 폐쇄하고 있고 메인 디스크스프링(550)의 타측에는 배력챔버(300)가 위치하므로, 메인 디스크스프링(550)을 메인밸브바디(530) 측으로 누르고 있는 배력챔버(300)의 압력보다 큰 압력으로 유체가 진입해야 유체가 통과할 수 있다. 한편, 메인밸브바디(530)의 보조통로(284) 역시 수용공간(220)에 연통하지만 유체는 보조통로(284)로 진입하지 않는데, 컨트롤밸브(570)가 우회통로(350)를 완전히 폐쇄하고 있어 출구가 없는 막힌 공간을 형성하기 때문이다. 이와 같이, 컨트롤밸브(570)가 완전히 폐쇄된 상태에서는 배력챔버(300) 내에 높은 압력이 조성되고, 밸브조립체(500)는 강한 유체 저항을 제공한다. 이는 결국 쇽업소버(1000)에서 업소버로드(134)가 하강하는 것을 어렵게 하며, 높은 감쇠력을 제공한다.
메인 디스크스프링(550)을 개방하여 배력챔버(300)로 유입된 유체는 곧바로 다시 유출통로(360)를 통해 배출될 수 있다. 유출통로(360)를 거친 유체는 도 5 및 도 6에서와 같이 커넥터바디(580)의 외주면과 하우징(510)의 내주면 사이의 간격(370)을 통해 유출구(130)로 유동할 수 있고, 유출구(130)에서 출거하는 유체는 쇽업소버(1000)의 저압챔버(30)로 되돌아갈 수 있다.
컨트롤밸브(570)가 우회통로(350)를 개방하고 있는 도 6의 (b)를 참조하면, 유입구(110)를 통해 밸브조립체(500)에 진입한 유체는 수용공간(220) 내에 배치된 가이드(590)와 임펠러(600)를 거치면서 샤프트(680)를 회전시킬 수 있고, 임펠러(600)를 통과한 유체는 메인밸브바디(530)에 형성된 유입통로(260)뿐만 아니라 보조통로(284)를 통해서도 통과할 수 있다. 즉, 도 6의 (a)에서와는 달리 컨트롤밸브(570)가 우회통로(350)를 적어도 부분적으로 개방하고 있고, 배력챔버(300) 내의 유체가 우회통로(350)를 통해 배출되는 것이 가능해지므로, 유동 경로가 형성되어 배력챔버(300) 내부의 유체가 정체되지 않는다. 보조통로(284)를 통해 유입되는 유체는 배력챔버(300)와 우회통로(350)를 거친 후 유출통로(360)를 통해 유출구(130)로 유동할 수 있다.
한편, 배력챔버(300) 내에서 유체가 정체되지 않으므로, 컨트롤밸브(570)의 개방 정도에 따라 배력챔버(300) 내부의 압력이 낮추어질 수 있으며, 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)를 통해 유동하는 유체도 컨트롤밸브(570)가 차단된 경우에 비해 더 쉽게 메인 디스크스프링(550)을 개방할 수 있다. 결국, 컨트롤밸브(570)가 개방된 상태에서는 그 개방 정도에 따라 배력챔버(300)의 압력이 감소될 수 있고, 밸브조립체(500)는 상대적으로 약한 유체 저항을 제공할 수 있다. 따라서 쇽업소버(1000)에서 업소버로드(134)는 상대적으로 더 쉽게 하강할 수 있으며, 쇽업소버(1000)는 상대적으로 낮은 감쇠력을 제공할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 컨트롤밸브(570)를 나타내는데, 도 7의 (a)는 컨트롤밸브(570)의 정면을 나타내고, 도 7의 (b)는 컨트롤밸브(570)의 타측을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤밸브(570)는 밸브로드(571), 레버(575) 및 회전판(577)을 포함할 수 있다. 컨트롤밸브(570)는 액추에이터(450)에 의해 레버(575)가 조작됨에 따라 우회통로(350)를 개방하는 정도를 조절할 수 있다.
밸브로드(571)는 배력챔버바디(560)에서 우회통로(350)에 면하는 위치에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 예에서는 배력챔버바디(560)에 우회통로(350)와 함께 이에 연통하는 삽입통로(340)가 형성되어 있고, 밸브로드(571)는 삽입통로(340)에 삽입되어 있다. 밸브로드(571)는 레버(575)의 조작에 따라 우회통로(350)를 완전히 폐쇄하거나 우회통로(350)의 개방된 정도를 조절할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 밸브로드(571)는 샤프트(680)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 원통형 형상을 가질 수 있다. 밸브로드(571)에는 플랜지(573)가 구비될 수 있고, 플랜지(573)는 오링 등을 개재하여 하우징(510)에 형성된 홈에 삽입될 수 있다. 플랜지(573)는 컨트롤밸브(570)를 정위치에 고정하되 회전을 허용할 수 있고, 원하지 않는 위치에서 유체가 누출되는 것을 방지하는 데 일조할 수 있다.
밸브로드(571)에는 밸브통로(310)와 밸브개구부(320)가 형성될 수 있다. 밸브통로(310)는 밸브로드(571)의 길이 방향을 따라 형성되되 일측에서 배력챔버(300)와 연통할 수 있고, 밸브개구부(320)는 밸브통로(310)가 소정 위치에서 밸브로드(571)의 외주면으로 개방되도록 형성될 수 있다.
밸브로드(571)의 타측에는 소정 직경의 회전판(577)이 구비될 수 있고, 레버(575)는 회전판(577)에 형성될 수 있다. 레버(575)에는 액추에이터(450)와의 상호작용을 위해 자석(465)이 결합될 수 있다. 회전판(577)은 레버(575)가 밸브로드(571)의 회전축으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있게 한다. 회전판(577)의 크기 및 레버(575)의 위치는 액추에이터(450)가 레버(575)를 이동시키는 정도 및 밸브로드(571)의 직경에 따라 다르게 설정될 수 있다.
도 8은 액추에이터(450)가 도 7에 도시된 컨트롤밸브(570)를 제어하는 방식을 예시하는 도면으로서, 도 8의 (a), (b) 및 (c)에서 상측의 그림은 액추에이터(450)와 레버(575)를 함께 묘사하고, 하측의 그림은 우회통로(350)에 대한 밸브로드(571)의 상대적 위치를 묘사한다.
본 실시예에 따르면, 액추에이터(450)는 제1 코일(451), 제2 코일(452), 슬라이드부재(460) 및 자석(465)을 포함할 수 있다. 슬라이드부재(460)는 제1 코일(451)과 제2 코일(452)의 중심을 통과하도록 배치된 길게 연장된 부재일 수 있으며, 절연체(453, 454)에 의해 제1 코일(451)과 제2 코일(452)로부터 전기적으로 절연된 상태로 길이 방향을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
제1 코일(451)은 슬라이드부재(460)의 일측에 권취된 전도성 물질의 코일일 수 있다. 제1 코일(451)에는 전류가 가해지도록 구성되어 있는데, 제1 코일(451)에 가해지는 전류를 제1 전류라 지칭하기로 한다. 한편, 제2 코일(452)은 슬라이드부재(460)의 타측에 권취된 전도성 물질의 코일일 수 있다. 제2 코일(452)에도 전류가 가해지도록 구성되어 있는데, 제2 코일(452)에 가해지는 전류를 제2 전류라 지칭하기로 한다.
자석(465)은 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이의 위치에서 슬라이드부재(460)에 결합될 수 있다. 자석(465)은 N극이 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 중 어느 하나를 향하고 S극이 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 중 다른 하나를 향하도록 슬라이드부재(460)에 결합될 수 있다. 컨트롤밸브(570)의 레버(575)는 자석(465)에 결합될 수 있는데, 슬라이드부재(460)의 길이방향에 교차하는 방향으로 약간의 이동을 허용하는 방식으로 결합되어 슬라이드부재(460)의 직선운동이 레버(575) 및 회전판(577)의 회전운동으로 전달되게 할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 컨트롤밸브(570)의 레버(575)에 결합된 자석(465)은 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 코일(451)과 제2 코일(452)에 가해지는 제1 전류 및 제2 전류에 따라 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이에서 이동함으로써 레버(575)를 조작할 수 있다. 즉, 제어부(400)의 제어에 따라 액추에이터(450)가 제1 코일(451)과 제2 코일(452)에 제1 전류 및 제2 전류를 인가하면, 제1 코일(451)과 제2 코일(452)에 형성되는 자기장으로 인해 자석(465)이 원하는 위치로 이동할 수 있고, 자석(465) 및 이에 결합된 레버(575)의 위치에 따라 밸브로드(571)에 형성된 밸브개구부(320)의 방향이 달라지면서 컨트롤밸브(570)가 개방되는 정도가 변경될 수 있다.
도 8에는 액추에이터(450)가 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 각각에 0 암페어와 2 암페어 사이의 전류를 인가함으로써 레버(575)를 조작하는 예가 도시되어 있다. 도 8의 (a)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에는 2 암페어의 전류를 인가하고 제2 코일(452)에는 전류를 인가하지 않고 있다(즉, 제1 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 0 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)은 레버(575)를 제2 코일(452) 측에 가장 가까운 제1 위치로 이동시켰고, 밸브로드(571)는 삽입통로(340) 내에서 회전축을 따라 이에 대응하는 각도로 회전하였다. 해당 각도에서 밸브로드(571)에 형성된 밸브개구부(320)는 우회통로(350)와 정렬되지 않고 조금도 중첩되지 않은 채 삽입통로(340)의 내주면에 막혀 있다. 이 상태는 컨트롤밸브(570)가 온전히 폐쇄된 상태에 해당하며, 밸브통로(310)가 우회통로(350)와 연통되지 않으므로 배력챔버(300)가 높은 압력을 유지할 수 있다.
도 8의 (b)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에도 2 암페어의 전류를 인가하고 제2 코일(452)에도 2 암페어의 전류를 인가하고 있다(즉, 제1 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)에 결합된 레버(575)는 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이의 중간 위치로 이동하였고, 밸브로드(571)는 삽입통로(340) 내에서 회전축을 따라 이에 대응하는 각도로 회전하였다. 해당 각도에서 밸브로드(571)에 형성된 밸브개구부(320)는 우회통로(350)와 일부 중첩되어 밸브개구부(320)의 면적의 대략 절반이 우회통로(350)와 연통하게 되었다. 이 상태는 컨트롤밸브(570)가 부분적으로 개방된 상태에 해당하며, 밸브통로(310)와 우회통로(350)를 통해 유체가 통과할 수 있어 배력챔버(300)가 상대적으로 낮은 압력을 유지하게 된다. 도 8의 (b)에 도시된 상태에서, 액추에이터(450)가 제1 및 제2 코일(451, 452)에 각각 1 암페어 또는 다른 값의 전류를 동일하게 인가하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 8의 (c)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에는 전류를 인가하지 않고 제2 코일(452)에는 2 암페어의 전류를 인가하고 있다(즉, 제1 전류로서 0 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)은 레버(575)를 제1 코일(451) 측에 가장 가까운 제2 위치로 이동시켰고, 밸브로드(571)는 삽입통로(340) 내에서 회전축을 따라 이에 대응하는 각도로 회전하였다. 해당 각도에서 밸브로드(571)에 형성된 밸브개구부(320)는 우회통로(350)와 온전히 정렬되어 있고, 밸브개구부(320)와 우회통로(350)가 중첩되는 면적이 가장 크다. 이 상태는 컨트롤밸브(570)가 온전히 개방된 상태에 해당하며, 배력챔버(300)가 쇽업소버(1000)에서 가능한 가장 낮은 압력을 유지할 수 있다.
액추에이터(450)가 제1 및 제2 코일(451, 452)에 단지 0 또는 2 암페어의 전류를 인가해야 하는 것은 아니며, 0 암페어와 2 암페어 사이의 어떠한 전류값이든 인가할 수 있고, 제1 코일(451)과 제2 코일(452)은 그에 상응하여 자석(465) 및 슬라이드부재(460)를 이동시킬 수 있다. 인가되는 제1 전류 및 제2 전류에 따라 컨트롤밸브(570)의 개방 정도가 조절되므로, 일종의 무단가변 밸브를 제공할 수 있다.
액추에이터(450)가 필요에 따라 컨트롤밸브(570)를 특정 위치로 이동시킨 후에는 제1 및 제2 코일(451, 452)에 계속 전류를 인가할 필요가 없다. 컨트롤밸브(570)가 도 8의 (a), (b), (c)에 도시된 상태 또는 제1 위치와 제2 위치 사이의 무수히 많은 상태 중 어느 하나로 배치된 후에는, 별도의 힘이 가해지지 않더라도 컨트롤밸브(570)가 해당 위치를 유지할 수 있다. 물론, 컨트롤밸브(570)가 부분적으로 개방된 상태에서는 유체의 압력이 로드밸브(571)에 일부 가해질 수 있지만, 로드밸브(571)를 회전시킬 수 있는 정도의 힘이 가해지지는 않는다.
이와 같이 액추에이터(450)는 컨트롤밸브(570)를 조작할 때에만 일시적으로 전력을 사용하고 평소에는 전력을 소모하지 않는다. 이는 액추에이터(450)를 포함한 제어부(400)를 구동하는 전기를 생산하기 위한 발전기(480) 및 생산된 전기를 저장하기 위한 배터리(410)의 크기를 소형으로 유지하고 밸브조립체(500) 전체의 크기를 소형으로 유지할 수 있음을 의미한다.
도 9는 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 가이드(590)를 나타내는 도면으로서, 도 9의 (a)는 가이드(590)를 정면에서 바라본 단면도이고, 도 9의 (b)는 가이드(590)를 일측에서 바라본 입면도이다. 전술한 바와 같이, 가이드(590)는 커넥터바디(580) 내측의 수용공간(220)에 배치될 수 있고, 유입구(110)를 통해 진입한 유체가 임펠러(600)를 통과하기에 앞서 나선류를 형성하게 할 수 있다.
도 9를 참조하면, 가이드(590)는 크게 원판부(595), 보스(596) 및 외부림(597)을 포함할 수 있다.
원판부(595)는 커넥터바디(580)의 내경에 대응하는 크기를 가진 원판 형상으로 형성될 수 있고, 원형 형상으로 배치된 복수의 가이드홀(230)이 형성될 수 있다. 가이드홀(230)은 예를 들어 반타원형 형상을 가질 수 있고, 각 가이드홀(230)마다 원주 방향을 따라 일방향으로 개방된 가이드베인(598)이 구비될 수 있다.
도시된 바와 같이 가이드베인(598)이 반타원형 형상의 가이드홀(230)의 직선 부분에서 돌출되며 개방되도록 하고 원호 부분에서 돌출 정도가 감소됨에 따라, 가이드(590)를 통과하는 유체는 가이드홀(230)의 직선 부분으로 진입하여 원호 부분 방향으로 유동하며 진행할 수 있다. 즉, 도 9의 (b)에서 가이드(590)를 바라보며 진입하는 유체는 가이드홀(230)과 가이드베인(598)의 구성으로 인해 반시계방향으로 회전하는 나선류를 형성하며 진행할 수 있다. 도 5에 도시된 예에서와 같이, 가이드홀(230)과 가이드베인(598)은 임펠러(600)의 임펠러홀(240; 도 11 참조)에 대응하는 위치에 형성될 수 있고, 임펠러홀(240)은 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
보스(596)는 원판부(595)의 일측 중앙에서 일측으로 돌출하는 원통형 관의 형태로 구현될 수 있다. 원판부(595) 내측의 관통홀(232)에는 샤프트(680)의 일단을 지지하는 베어링(592)이 장착될 수 있다. 가이드(590)는 임펠러(600)와는 달리 회전하는 부재가 아니므로 샤프트(680)를 단부에서 안정적으로 지지할 수 있다.
외부림(597)은 원판부(595)의 타측 외주부에서 타측으로 돌출하는 림의 형태로 구현될 수 있다. 가이드(590)가 메인밸브바디(530)에 결합되는 경우, 외부림(597)은 임펠러(600)의 두께보다 큰 길이로 돌출하여 원판부(595)와 메인밸브바디(530) 사이에 임펠러(600)를 위한 공간이 확보되게 할 수 있다. 바람직한 실시예에서는 외부림(597)의 외주면이 커넥터바디(580)의 내주면에 밀착하여 가이드(590)를 통과하는 유체가 주로 원판부(595)의 가이드홀(230)을 통해 유동하게 할 수 있다. 외부림(597)과 메인밸브바디(530) 및/또는 커넥터바디(580)가 접촉하는 부위에는 도 5에서와 같이 오링 등의 씰링부재가 구비될 수 있다.
도 10은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 임펠러(600)를 나타내는 도면으로서, 도 10의 (a)는 임펠러(600)를 일측에서 바라본 입면도이고, 도 10의 (b)는 임펠러(600)를 하측에서 바라본 입면도이며, 도 10의 (c)는 임펠러(600)를 정면에서 바라본 단면도이다. 전술한 바와 같이, 임펠러(600)는 통과하는 유체에 의해 회전되어 샤프트(680)를 회전시켜 발전기(480)를 구동하는 역할을 할 수 있다.
도 10을 참조하면, 임펠러(600)는 크게 원판부(605)와 그 외주부에 형성된 복수의 임펠러베인(608)을 포함할 수 있다.
임펠러(600)의 원판부(605)는 임펠러베인(608)을 필요한 위치에 고정하는 역할을 할 수 있다. 원판부(605)의 타측 중앙에는 돌출부(606)가 타측을 향해 돌출될 수 있고, 돌출부(606)는 유로부재(610) 및/또는 메인밸브바디(530)에 접촉하여 임펠러(600)가 정위치에서 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 돌출부(606)로 인해 원판부(605)와 유로부재(610) 및/또는 메인밸브바디(530) 사이에 약간의 간격이 유지될 수 있고, 이 간격을 통해 유체 중 일부는 필요에 따라 보조통로(284)로 진입할 수 있게 된다. 원판부(605)의 중앙에는 샤프트(680)의 결합을 위해 관통홀(242)이 형성될 수 있다. 관통홀(242)에 삽입되는 샤프트(680)는 임펠러(600)의 회전력을 온전히 전달할 수 있도록 견고히 고정될 수 있다. 임펠러(600)가 관통홀(242)을 이용하는 방법 이외의 방법으로 샤프트(680)에 견고히 고정될 수 있음은 물론이다.
복수의 임펠러베인(608)은 원판부(605)의 외주부에 경사지게 형성될 수 있으며, 각 인접한 임펠러베인(608) 사이에 임펠러홀(240)을 형성할 수 있다. 유체는 임펠러홀(240)을 통과하면서 임펠러베인(608)을 가압하여 임펠러(600)와 샤프트(680)가 회전하게 한다.
임펠러베인(608) 및 임펠러홀(240)은 가이드(590)의 가이드홀(230)이 형성된 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이로써, 가이드홀(230)을 통과한 유체는 곧바로 임펠러홀(240)을 통과할 수 있다. 임펠러베인(608)의 경사진 방향 및 각도는 가이드홀(230) 및 가이드베인(598)의 형상을 고려하여 설계될 수 있다. 한편, 임펠러베인(608) 및 임펠러홀(240)은 또한 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이로써, 임펠러홀(240)을 통과한 유체는 대부분이 유입통로(260)를 통과할 수 있다.
전술한 바와 같이, 가이드(590)의 외부림(597)이 타측으로 돌출하는 길이는 임펠러(600)의 돌출부(606)와 임펠러베인(608)의 전체적인 두께보다 클 수 있으며, 따라서 임펠러(600)가 가이드(590)의 원판부(595)와 메인밸브바디(530) 사이에 위치할 수 있다. 특히, 임펠러(600)의 돌출부(606) 이외의 부분은 메인밸브바디(530)에 접촉하지 않게 함으로써 임펠러(600)의 회전을 저해하는 마찰력을 최소화하는 동시에 임펠러홀(240)과 보조통로(284) 사이에 유동경로가 막히지 않게 할 수 있다.
도 11은 도 5에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500)의 보호디스크(540) 및 메인 디스크스프링(550)을 나타내는 도면으로서, 도 11의 (a)는 보호디스크(540)를 일측에서 바라본 입면도이고, 도 11의 (b)는 보호디스크(540)를 정면에서 바라본 단면도이다. 도 11의 (c)는 보호디스크(540)와 메인 디스크스프링(550)을 함께 묘사한 단면도이고, 도 11의 (d)는 메인 디스크스프링(550)이 개방되는 모습을 묘사한 단면도이다.
전술한 바와 같이, 쇽업소버(1000)가 사용될 때 유체는 메인 디스크스프링(550)을 개방하여 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)를 통과할 수 있다. 다만, 메인밸브바디(530)는 제작 및 조립의 편의를 위해 플라스틱 등의 재질로 제작되므로, 메인 디스크스프링(550)이 큰 힘으로 개방과 폐쇄를 반복하게 됨에 따라 메인밸브바디(530)의 타측(시트면)이 뭉개지는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 메인 디스크스프링(550)이 유입통로(260)를 수밀하게 밀폐시키지 못하게 하여 밸브조립체(500)와 더 나아가 쇽업소버(1000)의 성능을 저하시킬 수 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 밸브조립체(500)는 메인밸브바디(530)와 메인 디스크스프링(550) 사이에 보호디스크(540)를 더 포함할 수 있다. 보호디스크(540)는 메인밸브바디(530)보다 더 높은 강도를 가진 재질로 형성되어 메인밸브바디(530)의 타측(시트면)에 결합될 수 있다. 보호디스크(540)가 높은 강도의 재질을 갖더라도 그 두께가 크지 않아 유로부재(610) 등을 결합하는 난이도가 크게 증가하지 않는다.
도 11의 (a)와 (b)를 참조하면, 보호디스크(540)는 작은 두께의 원판 형상을 갖되 가운데에 중앙홀(292)이 형성되고 그 주위에 복수의 윈도우(290)가 형성될 수 있다. 보호디스크(540)의 중앙홀(292)은 메인밸브바디(530)의 중앙홀과 동일한 크기로 대응하는 위치에 형성될 수 있고, 윈도우(290)는 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)와 연통하는 위치에 형성될 수 있다.
도 11의 (c)와 (d)를 참조하면, 메인 디스크스프링(550)은 보호디스크(540)의 타측에 결합될 수 있으며, 메인 디스크스프링(550)의 중앙홀(302)이 보호디스크(550)의 중앙홀(292)에 정렬되게 결합될 수 있다. 메인 디스크스프링(550)은 보호디스크(540)의 윈도우(290)를 덮음으로써 유입통로(260)를 덮을 수 있다.
보호디스크(540)와 메인 디스크스프링(550)은 이들의 중앙홀(292, 302)에 삽입되어 장착되는 유로부재(610)에 의해 서로 결합할 수 있고, 따라서 메인 디스크스프링(550)이 유체에 의해 개방될 때에는 메인 디스크스프링(550)의 가운데 부위는 고정된 상태에서 외주부가 들려올리는 방식으로 개방될 수 있다. 이 때 보호디스크(540)는 메인밸브바디(530)에 결합된 상태를 유지하여 메인밸브바디(530)의 타측 표면을 마모로부터 보호할 수 있다.
한편, 메인 디스크스프링(550)은 타측에 밀폐림(552)이 구비될 수 있다. 밀폐림(552)은 배력챔버바디(560)를 향해 돌출하되 타측을 향할수록 증가하는 외경을 가져 배력챔버바디(560)의 내주면에 항상 밀착되도록 구성될 수 있다. 따라서 유입통로(260)를 폐쇄하고 있던 메인 디스크스프링(550)이 유입되는 유체에 의해 들어올려지더라도 메인 디스크스프링(550)의 밀폐림(552)은 배력챔버(300)가 유입통로(260) 및/또는 유출통로(360)와 연통하게 되는 것을 방지할 수 있고, 배력챔버(300) 내의 유체가 손실되어 배력챔버(300)의 압력이 의도치 않게 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
메인 디스크스프링(550)의 밀폐림(552) 또는 메인 디스크스프링(550) 전체는 높은 밀폐력을 제공하도록 연성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 바람직한 일실시예에서는 메인 디스크스프링(550) 전체가 고무 등의 재질을 이용한 몰딩에 의해 성형될 수 있다.
도 2 내지 도 11에 도시된 예에서는 메인밸브바디(530)의 중앙에 보조통로가 형성되고, 외주부에 유출통로(360)가 형성되고, 그 사이에 유입통로(260)가 형성되며, 메인 디스크스프링(550)이 메인밸브바디(530)의 유입통로(260)를 덮는 것으로 묘사되어 있다. 여기서, 유입구(110)를 통과한 유체는 유입통로(260)에 진입하기 전에 임펠러(600)를 회전시킨다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유입통로(260), 보조통로 및 유출통로(360)의 위치는 실시예마다 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 유체가 반드시 배력챔버(300)에 진입하기 전에 임펠러(600)를 회전시켜야 하는 것도 아니며, 일부 실시예에서는 유체가 유출구(130)를 나가기 전에 임펠러(600)를 회전시킬 수도 있다(예를 들어, 커넥터관(585) 외부의 공간이 유입구 역할을 할 수 있고, 커넥터관(585) 내측의 커넥터통로(212)가 유출구 역할을 할 수 있다). 물론, 이를 위해 메인밸브바디(530), 보호디스크(540) 및 메인 디스크스프링(550)의 구성이 수정될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(800)를 더 자세히 설명하기로 한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(800)는 전술한 제1 실시예에 따른 밸브조립체(500)와 다수의 공통점을 가지며, 이하에서는 제2 실시예에 따른 밸브조립체(800)의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 제1 실시예와 관련하여 설명된 특징들이 제2 실시예에 적용될 수 있고, 마찬가지로 제2 실시예와 관련하여 설명된 특징들이 제1 실시예에 적용될 수도 있다. 제2 실시예를 설명함에 있어 언급되는 일부 참조번호는 제1 실시예에 해당 참조번호가 적용된 구성요소에 대응하는 구성요소를 지칭하려는 것이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(800)를 나타내는 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(800)의 커넥터바디(780)를 나타내는 도면이다.
도 12와 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 밸브조립체(800)는 크게 제어부(400), 압전소자스택(485), 하우징(510), 메인밸브바디(530), 보호디스크(540), 메인 디스크스프링(550), 배력챔버바디(560), 컨트롤밸브(570), 유로부재(610), 샤프트(680), 피스톤(700) 및 커넥터바디(780)를 포함할 수 있다.
전술한 제1 실시예에 따른 밸브조립체(500)는 임펠러(600)와 발전기(480)의 조합을 이용하는 반면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 밸브조립체(800)는 피스톤(700)과 압전소자스택(485)의 조합을 이용할 수 있다.
압전소자스택(485)은, 전술한 제1 실시예의 발전기(480)와 유사하게, 제어부(400)에 전력을 제공할 수 있고, 구체적으로는 제어부(400)의 배터리(410)를 충전시킬 수 있다. 압전소자스택(485)은 하나 이상의 압전소자를 포함할 수 있으며, 물리적 변형이 가해질 때 전기를 생산하는 압전소자의 특성을 이용하여 샤프트(680)의 가압력으로부터 전기를 생산할 수 있다. 압전소자스택(485)은 가압부(710)에 장착될 수 있고, 가압부(710)는 샤프트(680)가 타측으로 이동할 때 압전소자스택(485)을 가압하도록 구성될 수 있다. 샤프트(680)가 가압부(710)를 가압하면 압전소자스택(485)은 전류를 발생시키고, 이는 전선(487)을 통해 배터리(410)에 제공될 수 있다.
압전소자스택(485)을 구동시키는 데에는 회전력이 아닌 가압력이 요구되므로, 본 실시예에서는 전술한 실시예의 임펠러(600) 대신 피스톤(700)이 사용될 수 있고, 샤프트(680)와 커넥터바디(780)에 약간의 차이가 있을 수 있다. 또한, 피스톤(700)은 유입되는 유체에 나선류가 형성될 것을 요구하지 않으므로, 가이드(590)가 생략될 수 있다.
도 13을 참조하면, 커넥터바디(780)는 메인밸브바디(530)의 일측에 결합되고 커넥터관(585)이 하우징(510)의 개구부에 위치하여 개구부를 유입구(110)와 유출구(130)로 구획하되, 커넥터바디(780)의 내측에 정의되는 수용공간(220)이 제1 단턱(583)을 기준으로 제1 내경을 가진 제1 내경부(581)와 제1 내경보다 큰 제2 내경을 가진 제2 내경부(582)로 구분될 수 있다. 커넥터바디(780)에는 또한 커넥터관(585)의 내측에 위치하는 커넥터통로(212)와 수용공간(220) 사이에 제2 단턱(584)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 가이드(590)가 생략되어 샤프트(680)의 일단을 지지하기 위한 베어링(592)이 가이드(590)에 지지될 수 없으므로, 베어링(592)이 커넥터바디(780)의 커넥터통로(212)에 지지될 수 있다. 베어링(592)이 커넥터통로(212)를 통한 유체의 유동을 차단하지 않도록, 커넥터바디(780)의 커넥터관(585) 및 제2 단턱(584)에는 하나 이상의 유동홈(214)이 형성될 수 있다. 유동홈(214)은 수용공간을 향할수록 더 큰 깊이를 이루어 일측에서보다 타측에서 더 깊게 형성될 수 있다. 일부 실시예에서는 베어링(592)이 생략될 수 있으며, 샤프트(680)의 일단이 지지되지 않거나 다른 방법으로 지지될 수 있다. 이 경우, 커넥터통로(212) 자체의 내경이 타측을 향할수록 증가하는 형태로 구현될 수 있다.
커넥터관(585)의 일측에는 환형홈(587)이 형성될 수 있고, 여기에는 커넥터바디(780)와 쇽업소버(1000)의 중간튜브(116) 사이의 접촉부를 밀폐하기 위한 오링 등의 씰링부재가 삽입될 수 있다. 이와 유사하게, 커넥터바디(780)의 타측에도 환형홈(589)이 형성될 수 있고, 여기에는 커넥터바디(780)와 메인밸브바디(530)의 접촉부를 밀폐하기 위한 오링 등의 씰링부재가 삽입될 수 있다.
다시 도 12를 참조하면, 피스톤(700)은 샤프트(680)에 결합된 상태로 수용공간(220) 내에 위치할 수 있다. 피스톤(700)은 커넥터바디(780)의 제2 내경부(582)의 내경(즉, 제2 내경)보다 작은 외경을 가질 수 있고, 제1 단턱(583)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 도 12에 도시된 예에서는 피스톤(700)이 커넥터바디(780)의 제1 내경부(581)의 내경(즉, 제1 내경)에 대응하는 외경을 갖고, 제1 내경부(581)의 내측에 배치되어 있다. 피스톤(700)은 유체가 진입할 때 유동에 밀려 타측을 향해 이동하도록 구성될 수 있다.
샤프트(680)는 피스톤(700)의 일측에 배치되는 탄성부재(730)를 포함할 수 있다. 탄성부재(730)는 피스톤(700)이 제2 단턱(584)에 접촉하지 않도록 피스톤(700)을 지지할 수 있다.
유입구(110)를 통해 유체가 유입되면, 유체는 피스톤(700)을 가압하여 피스톤(700) 및 이에 결합된 샤프트(680)가 타측으로 이동하게 할 수 있고, 샤프트(680)는 가압부(710)를 가압하여 압전소자스택(485)이 전기를 생산하게 할 수 있다. 커넥터바디(780)의 유동홈(214)이 수용공간(220) 측에서 큰 깊이로 증가하거나 커넥터통로(212)의 내경이 증가하고, 또한 탄성부재(730)가 피스톤(700)을 제2 단턱(584)에서 이격된 위치에 지지하므로, 유체는 넓은 면적에 걸쳐 피스톤(700)을 접할 수 있고, 유체의 압력이 효과적으로 피스톤(700) 및 샤프트(680)에 전달될 수 있다.
유체가 피스톤(700)을 가압하면, 피스톤(700)은 타측으로 밀리면서 커넥터바디(780)의 제1 내경부(581)를 벗어나 제2 내경부(582) 내측에 위치하게 된다. 피스톤(700)의 외경은 제2 내경부(582)의 내경(즉, 제2 내경)보다 작으므로, 유체는 피스톤(700)과 제2 내경부(582) 사이의 간격으로 유동할 수 있고, 도 6에 묘사된 것과 유사한 경로를 통해 유동할 수 있다.
샤프트(680)의 타단에는 리턴 디스크스프링(720)이 구비될 수 있다. 리턴 디스크스프링(720)은 그 일부는 샤프트(680) 및/또는 가압부(710)에 결합되고 다른 일부는 하우징(510) 또는 하우징(510)에 연결된 다른 구성요소에 결합될 수 있다. 유체가 피스톤(700)을 가압하고 피스톤(700)이 타측으로 밀릴 때, 리턴 디스크스프링(720)에서는 약간의 탄성적 변형이 일어나면서 가해지는 힘을 소량 흡수할 수 있다. 이후 피스톤(700)을 가압하는 유체가 진입하지 않을 때, 피스톤(700)에는 더 이상 압력이 가해지지 않으며, 리턴 디스크스프링(720)은 다시 샤프트(680)를 일측으로 밀어 피스톤(700)이 제1 내경부(581) 내측의 원위치로 되돌아가게 할 수 있다.
한편, 가압부(710)의 타측에는 스토퍼부재(790)가 더 구비될 수 있다. 유체가 매우 큰 유속으로 진입하여 피스톤(700)에 큰 압력을 가하는 경우, 해당 압력은 피스톤(700) 및/또는 압전소자스택(485)을 손상시키는 힘으로 작용할 우려가 있다. 따라서 유입구(110)로 유입되는 유체의 유압이 사전결정된 임계치를 초과하면, 리턴 디스크스프링(720)이 변형되면서 가압부(710) 및/또는 샤프트(680)가 스토퍼부재(790)에 접촉할 수 있고, 이를 통해 스토퍼부재(790)는 유체의 압력을 상쇄하는 저항력을 샤프트(680)에 가할 수 있다. 스토퍼부재(790)는 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수도 있고, 높은 강도를 가진 재질로 형성될 수도 있다. 스토퍼부재(790)가 반드시 제어공간(250) 내에 위치해야 하는 것은 아니다. 스토퍼부재(790)는 예를 들어 피스톤(700)과 메인밸브바디(530) 사이에 배치되어 피스톤(700)에 저항력을 가할 수도 있다.
위에서는 피스톤(700)이 위치한 커넥터바디(780)의 수용공간(220)이 유체가 밸브조립체(800)에 진입하는 유입구(110)와 연결되어 피스톤(700)이 유입되는 유체에 의해 조작되는 경우를 예시적으로 설명하였지만, 전술한 바와 같이 수용공간(220)이 유출구(130)와 연결될 수도 있으며, 피스톤(700)이 출거하는 유체에 의해 조작될 수도 있다. 이 경우 수용공간(220)을 정의하는 제1 내경부(581)와 제2 내경부(582)의 위치가 달라질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(900)를 더 자세히 설명하기로 한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(900)는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 밸브조립체(500, 800)와 다수의 공통점을 가지며, 이하에서는 제3 실시예에 따른 밸브조립체(900)의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다. 제1 및 제2 실시예와 관련하여 설명된 특징들이 제3 실시예에 적용될 수 있고, 마찬가지로 제3 실시예와 관련하여 설명된 특징들이 제1 및 제2 실시예에 적용될 수도 있다. 제3 실시예를 설명함에 있어 언급되는 일부 참조번호는 제1 및/또는 제2 실시예에 해당 참조번호가 적용된 구성요소에 대응하는 구성요소를 지칭하려는 것이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(900)를 나타내는 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 밸브조립체(900)는 크게 제어부(400), 발전기(480), 하우징(510), 메인밸브바디(530), 보호디스크(540), 메인 디스크스프링(550), 배력챔버바디(560), 임펠러(600), 유로부재(610), 샤프트(680), 컨트롤밸브(870) 및 커넥터바디(880)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 커넥터바디(880)는 메인밸브바디(530)의 일측에 결합되고 커넥터관(585)이 하우징(510)의 개구부에 위치하여 개구부를 유입구(110)와 유출구(130)로 구획하되, 커넥터바디(880)의 내측에 정의되는 수용공간(220)이 단턱(583)을 기준으로 제1 내경을 가진 제1 내경부(581)와 제1 내경보다 큰 제2 내경을 가진 제2 내경부(582)로 구분될 수 있다.
임펠러(600)는 샤프트(680)에 결합된 상태로 수용공간(220) 내에 위치할 수 있다. 임펠러(600)는 커넥터바디(880)의 제1 내경부(581)의 내경(즉, 제1 내경)에 대응하는 외경을 가질 수 있고, 단턱(583)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 유체가 사전결정된 임계치를 초과하지 않을 때에는 임펠러(600)가 단턱(583)에 인접하게 위치할 수 있고, 임펠러(600)에 도달하는 유체는 임펠러(600)의 임펠러홀(240)을 통해서만 유동할 수 있다. 수용공간(220)에 도달한 유체가 임펠러홀(240)에 쉽게 도달할 수 있도록, 커넥터바디(880)의 단턱(583)에는 복수의 유동홈(216)이 형성될 수 있다.
밸브조립체(900)는 샤프트(680)가 그 연장 방향을 따라 하우징(510)에 대해 이동가능하도록 샤프트(680)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(740)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(740)는 예를 들어 디스크스프링 또는 기타 탄성 변형이 가능한 형태로 구비될 수 있고, 베어링(750)에 의해 샤프트(680)에 결합될 수 있다.
유체가 매우 큰 유속으로 진입하여 임펠러(600)를 통과하는 경우, 해당 압력은 임펠러(600)를 손상시키는 힘으로 작용할 우려가 있고, 발전기(480)가 과도하게 높은 속도로 회전하게 될 수 있다. 발전기(480)는 설계 범위 이내의 속도로 구동될 때 전기를 안정적으로 생산할 수 있고 높은 수명을 유지할 수 있으므로, 임펠러(600) 및 이에 결합된 샤프트(680)가 과도히 높은 속도로 회전하는 것은 바람직하지 않다.
따라서 유입구(110)로 유입되는 유체의 유압이 사전결정된 임계치를 초과하면, 탄성부재(740)가 변형되면서 임펠러(600), 샤프트(680) 및 발전기(480)가 타측을 향해 소정 거리 이동하도록 구성될 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시예에서는 임펠러(600)와 샤프트(680)만 타측으로 이동하고 발전기(480)는 해당 위치를 유지하게 할 수도 있다.
임펠러(600)에 임계치를 초과하는 압력이 가해지면, 임펠러(600)는 유체의 압력에 의해 타측으로 이동할 수 있고, 임펠러(600)가 커넥터바디(880)의 단턱(583)으로부터 분리될 수 있다. 결국, 임펠러(600)에 도달하는 유체는 임펠러홀(240)을 통과하는 것에 더해 전체 유량의 일부는 임펠러(600)의 외주면과 단턱(583) 사이의 간격을 통해 유동할 수 있다. 유체의 일부가 임펠러(600)를 피해 유동함에 따라 유체가 임펠러(600)를 과도히 높은 속도로 회전시키지 않게 된다. 이후 유체의 압력이 다시 감소하면, 탄성부재(740)는 임펠러(600), 샤프트(680) 및 발전기(480)를(또는 임펠러(600)와 샤프트(680)를) 원위치로 복귀시킬 수 있다.
본 실시예에서와 같이 가이드(590)가 생략되는 경우, 가이드(590)에 지지되는 베어링(592)을 사용할 수 없으므로, 샤프트(680)를 지지하기 위한 베어링(612)을 유로부재(610)의 중앙홀(284)에 장착할 수 있다. 메인밸브바디(530)의 보조통로 역할을 하는 유로부재(610)의 중앙홀(284)이 베어링(612)에 의해 막히지 않도록, 유로부재(610)에는 하나 이상의 유동홈(286)이 형성될 수 있다. 유동홈(286)은 수용공간(220)과 유로부재(610)의 중앙홀(284)을 연통시켜 중앙홀(284)이 보조통로로서 기능할 수 있게 한다.
본 실시예에 따른 밸브조립체(900)는 변형된 구조의 컨트롤밸브(870)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 14와 도 15를 참조하여 컨트롤밸브(870)의 작동을 더 자세히 설명하기로 한다. 도 15는 액추에이터(450)가 도 14에 도시된 컨트롤밸브(870)를 제어하는 방식을 예시하는 도면이다.
전술한 실시예와 유사하게, 본 실시예의 액추에이터(450)는 제1 코일(451), 제2 코일(452), 슬라이드부재 및 자석(465)을 포함할 수 있는데, 슬라이드부재는 컨트롤밸브(870)의 밸브로드(572)와 일체화되어 있다. 즉, 밸브로드(572)가 슬라이드부재의 역할을 겸하고 있다. 이는 같은 부재에서 일부분은 슬라이드부재이고 일부분은 밸브로드(572)인 것으로 볼 수도 있다.
자석(465)은 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이에 배치될 수 있다. 제어부(400)의 제어에 따라 액추에이터(450)는 제1 코일(451)과 제2 코일(452)에 제1 전류 및 제2 전류를 인가함으로써 자석(465)의 위치를 제어하고 밸브로드(572)의 위치를 조작할 수 있다.
본 실시예에 따른 밸브조립체(900)의 컨트롤밸브(870)는 밸브로드(572)를 포함할 수 있고, 액추에이터(450)에 의해 밸브로드(572)에 결합된 자석(465)의 위치가 조작됨에 따라 우회통로(350)를 개방하는 정도를 조절할 수 있다.
밸브로드(572)는 배력챔버바디(560)에서 우회통로(350)에 면하는 위치에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 예에서는 배력챔버바디(560)에 우회통로(350)와 함께 이와 연통하되 교차하는 방향으로 연장되는 삽입통로(340)가 형성되어 있고, 밸브로드(572)는 레버(575)의 조작에 의해 삽입통로(340) 내에서 길이 방향을 따라 이동할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 밸브로드(572)는 샤프트(680)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 원통형 형상을 가질 수 있고, 삽입통로(340)의 내경에 대응하는 외경을 가져 삽입통로(340)에 삽입되어 삽입통로(340)의 연장방향을 따라 이동가능하게 결합될 수 있다.
밸브로드(572)가 삽입통로(340) 내에서 쉽게 이동할 수 있도록, 밸브로드(572)의 내부에는 공기통로(332)가 형성될 수 있다. 공기통로(332)는 밸브로드(572)를 길이 방향을 따라 관통할 수 있다. 밸브로드(572)가 협소한 삽입통로(340) 내에 삽입되더라도 공기통로(332)로 인해 밸브로드(572)의 일측과 타측에 동일한 압력이 조성될 수 있으며, 밸브로드(572)가 특별한 공기 저항 없이 삽입통로(340)의 연장방향을 따라 쉽게 이동할 수 있다.
밸브로드(572)의 소정 위치에는 밸브개구통로(330)가 형성될 수 있다. 밸브개구통로(330)는 우회통로(350)의 연장 방향을 따른 유동을 허용하도록 형성될 수 있다. 밸브개구통로(330)는 밸브로드(572)의 외주면에 형성된 환형 홈의 형태로 구현될 수 있는데, 이는 밸브개구통로(330)가 밸브로드(572)의 중심에 형성된 공기통로(332)와 분리되도록 하기 위함이다. 물론, 공기통로(332)가 밸브로드(572)의 중심에 형성되지 않거나 공기통로(332)가 생략되는 경우, 밸브개구통로(330)가 밸브로드(572)의 가운데를 관통하도록 형성될 수도 있다. 도 15에서와 같이, 밸브개구통로(330)는 다수 개의 환형 홈으로 구현될 수 있다.
도 15에는 액추에이터(450)가 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 각각에 0 암페어와 2 암페어 사이의 전류를 인가함으로써 레버(575)를 조작하는 예가 도시되어 있다. 도 15의 (a)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에는 2 암페어의 전류를 인가하고 제2 코일(452)에는 전류를 인가하지 않고 있다(즉, 제1 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 0 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)은 제2 코일(452) 측에 가장 가까운 제1 위치로 이동하였고, 밸브로드(572)는 삽입통로(340) 내에서 대응하는 위치로 이동하였다. 해당 위치에서 밸브로드(572)에 형성된 밸브개구통로(330)는 우회통로(350)와 정렬되지 않고 조금도 중첩되지 않은 채 삽입통로(340)의 내주면에 막힐 수 있다. 이 상태는 컨트롤밸브(870)가 온전히 폐쇄된 상태에 해당하며, 밸브개구통로(330)가 우회통로(350)와 연통되지 않으므로 배력챔버(300)가 높은 압력을 유지할 수 있다.
도 15의 (b)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에도 2 암페어의 전류를 인가하고 제2 코일(452)에도 2 암페어의 전류를 인가하고 있다(즉, 제1 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)은 제1 코일(451)과 제2 코일(452) 사이의 중간 위치로 이동하였고, 밸브로드(572)는 삽입통로(340) 내에서 대응하는 위치로 이동하였다. 해당 위치에서 밸브로드(572)에 형성된 밸브개구통로(330) 중 일부는 우회통로(350)에 인접하게 배치될 수 있고, 밸브개구통로(330)의 대략 절반이 우회통로(350)와 연통할 수 있다. 이 상태는 컨트롤밸브(570)가 부분적으로 개방된 상태에 해당하며, 밸브개구통로(330)와 우회통로(350)를 통해 유체가 통과할 수 있어 배력챔버(300)가 상대적으로 낮은 압력을 유지하게 된다. 도 15의 (b)에 도시된 상태에서, 액추에이터(450)가 제1 및 제2 코일(451, 452)에 각각 1 암페어 또는 다른 값의 전류를 동일하게 인가하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 15의 (c)에 도시된 상태에서는, 액추에이터(450)가 제1 코일(451)에는 전류를 인가하지 않고 제2 코일(452)에는 2 암페어의 전류를 인가하고 있다(즉, 제1 전류로서 0 암페어의 전류를 인가하고, 제2 전류로서 2 암페어의 전류를 인가하고 있다). 그 결과, 자석(465)은 제1 코일(451) 측에 가장 가까운 제2 위치로 이동하였고, 밸브로드(572)는 삽입통로(340) 내에서 대응하는 위치로 이동하였다. 해당 위치에서는 밸브로드(572)에 형성된 밸브개구통로(330) 모두가 우회통로(350)와 온전히 정렬될 수 있고, 밸브개구통로(330)와 우회통로(350)가 중첩되는 면적이 가장 크다. 이 상태는 컨트롤밸브(570)가 온전히 개방된 상태에 해당하며, 배력챔버(300)가 쇽업소버(1000)에서 가능한 가장 낮은 압력을 유지할 수 있다.
전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 액추에이터(450)가 제1 및 제2 코일(451, 452)에 단지 0 또는 2 암페어의 전류를 인가해야 하는 것은 아니며, 0 암페어와 2 암페어 사이의 어떠한 전류값이든 인가할 수 있고, 제1 코일(451)과 제2 코일(452)은 그에 상응하여 자석(465) 및 슬라이드부재(밸브로드(572))를 이동시킬 수 있다. 인가되는 전류에 따라 컨트롤밸브(870)의 개방 정도가 조절될 수 있고, 밸브로드(572)에 형성된 밸브개구통로(330)의 개수에 따라 더 세밀하게 단수를 조절할 수 있다.
액추에이터(450)가 컨트롤밸브(570)를 특정 위치로 이동시킨 후에는 제1 및 제2 코일(451, 452)에 계속 전류를 인가할 필요가 없다. 컨트롤밸브(870)가 부분적으로 개방된 상태에서도, 유체의 유동 방향은 밸브로드(572)의 연장 방향과 교차하기 때문에 로드밸브(572)를 이동시킬 수 있는 방향으로 힘이 가해지지 않는다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500, 800, 900)는 무선 통신을 이용하여 외부와 소통하고, 그 구동에 전력을 지속적으로 소모하지 않으며, 쇽업소버(1000)가 사용될 때 얻어지는 유체의 이동 자체를 이용하여 배터리(410)를 충전시킬 수 있다. 결국, 밸브조립체(500, 800, 900) 및 이를 장착한 쇽업소버(1000)는 매우 작은 부피만을 차지하고, 차량의 제어부 또는 차량 각 위치의 센서에 연결될 필요가 없어 설치가 매우 용이하다.
또한, 종래기술에서는 밸브조립체(40)의 일부를 쇽업소버의 측면에 용접한 후 나머지 부품들을 조립 및 설치해야 하는 반면, 본 발명의 일실시예에서는 밸브조립체(500, 800, 900)의 소형 크기로 인해 밸브조립체(500, 800, 900)의 조립을 먼저 수행한 후 조립된 밸브조립체(500, 800, 900)를 쇽업소버(1000)의 정해진 위치에 결합할 수 있다. 이는 쇽업소버(1000)의 제조 및 조립을 더 쉽게 자동화할 수 있음을 의미하며, 생산수율을 늘리고 불량률을 낮출 수 있음을 의미한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체(500, 800, 900)는 발전기(480) 또는 압전소자스택(485)에 과도한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있고, 메인밸브바디(530)의 내구성을 증가시킬 수 있으며, 배력챔버(300)의 밀폐성능을 증가시킬 수 있다. 이는 밸브조립체(500, 800, 900) 및 이를 장착한 쇽업소버(1000)의 수명을 증대시키고 유지보수 비용을 낮추는 효과를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 쇽업소버에 장착하기 위한 밸브조립체로서,
    밸브공간과 제어공간을 내부에 정의하고, 상기 밸브공간과 상기 제어공간을 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 밸브공간은 개구부에 의해 일측으로 개방되도록 구성된 하우징;
    상기 밸브공간의 타측에 배력챔버를 구획하도록 상기 밸브공간 내에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 유입통로와 유출통로가 형성되어 있는 메인밸브바디;
    탄성적으로 변형가능하도록 구성되고 상기 유입통로를 덮도록 배치되되 상기 유입통로와 상기 배력챔버의 압력차에 따라 탄성적으로 변형되어 상기 유입통로를 개방하도록 구성된 메인 디스크스프링;
    상기 메인밸브바디와 상기 격벽 사이에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 우회통로가 형성되어 있는 배력챔버바디;
    상기 배력챔버바디에 결합되어 상기 우회통로의 개방 정도를 제어하는 컨트롤밸브;
    상기 메인밸브바디의 일측에 결합되고, 그 일부가 상기 개구부에 위치하여 상기 개구부를 유입구와 유출구로 구획하며, 상기 유입통로가 상기 유입구와 연통하고 상기 유출통로가 상기 유출구로 연통하도록 구성된 커넥터바디;
    상기 메인밸브바디의 일측에 배치되어 통과하는 유체에 의해 회전되도록 구성된 임펠러;
    일측이 상기 임펠러에 연결되고, 상기 메인밸브바디에 형성된 중앙홀과 상기 격벽에 형성된 관통홀을 통과하도록 배치된 샤프트;
    상기 제어공간 내에 배치되고 상기 샤프트의 타측에 결합되어 상기 임펠러의 회전에 의해 전기를 생성하도록 구성된 발전기; 및
    상기 컨트롤밸브를 조작하는 액추에이터를 구비한 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 발전기에 의해 생성된 전력 또는 상기 발전기에 의해 충전되도록 구성된 배터리의 전력으로 구동되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임펠러의 일측에 배치되고, 상기 하우징, 상기 메인밸브바디 및 상기 커넥터바디 중 적어도 하나에 결합되며, 상기 유입구를 통해 유입되는 유체가 나선류를 형성하도록 구성된 가이드를 더 포함하되,
    상기 임펠러는 상기 커넥터바디의 내측에 배치되고, 상기 유입구를 통해 유입되는 유체는 상기 가이드를 통과한 후 상기 임펠러를 통과하면서 상기 임펠러를 회전시키는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 샤프트의 일단은 상기 가이드에 장착된 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인밸브바디와 상기 메인 디스크스프링 사이에서 상기 메인밸브바디의 타측에 결합되고 상기 유입통로와 연통하는 윈도우가 형성된 보호디스크를 더 포함하되,
    상기 메인 디스크스프링은 상기 윈도우를 덮음으로써 상기 유입통로를 덮도록 구성된 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 디스크스프링의 타측에는 상기 배력챔버바디를 향해 돌출된 밀폐림이 형성되어 있고,
    상기 밀폐림은 상기 메인 디스크스프링이 상기 유입통로를 개방한 상태에서도 상기 배력챔버바디와의 접촉을 유지하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인밸브바디의 중앙홀의 내경은 상기 샤프트의 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    길게 연장된 슬라이드부재;
    상기 슬라이드부재의 일측에서 상기 슬라이드부재 주위로 권취되어 있고 제1 전류를 인가받도록 구성된 제1 코일;
    상기 슬라이드부재의 타측에서 상기 슬라이드부재 주위로 권취되어 있고 제2 전류를 인가받도록 구성된 제2 코일; 및
    상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 위치에서 상기 슬라이드부재에 결합되되, N극이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 어느 하나를 향하고 S극이 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 중 다른 하나를 향하도록 결합된 자석을 포함하고,
    상기 컨트롤밸브는 상기 자석이 제1 위치에 있을 때 상기 우회통로를 온전히 폐쇄하고 상기 자석이 제2 위치에 있을 때 상기 우회통로를 온전히 개방하며 상기 자석이 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 있을 때 상기 우회통로를 부분적으로 개방하도록 구성되고,
    상기 제어부는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일 각각에 인가되는 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류를 제어함으로써 상기 컨트롤밸브를 조작하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤밸브는,
    상기 자석에 결합된 레버; 및
    상기 배력챔버로 연통하는 컨트롤밸브통로가 형성되어 중공의 원통형 형상을 가진 밸브로드를 더 포함하되,
    상기 밸브로드의 외주면의 소정 위치에는 상기 컨트롤밸브통로로 연통하는 밸브개구부가 형성되어 있고, 상기 밸브로드는 회전축을 중심으로 회전가능하도록 상기 하우징과 상기 배력챔버바디 중 적어도 하나에 결합되고, 상기 레버는 상기 회전축에서 이격된 위치에 형성되어 상기 자석이 이동함에 따라 상기 밸브로드가 상기 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 자석이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 밸브개구부와 상기 우회통로가 중첩되는 면적이 가장 큰 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 배력챔버바디에는 상기 우회통로와 교차하는 방향으로 연장되는 삽입통로가 형성되어 있고,
    상기 컨트롤밸브는 상기 삽입통로의 내경에 대응하는 외경을 갖고 상기 삽입통로에 삽입되어 상기 삽입통로의 연장방향을 따라 이동가능하게 결합되며 상기 슬라이드부재와 일체화된 밸브로드를 더 포함하며,
    상기 밸브로드의 소정 위치에는 밸브개구통로가 형성되어 있고, 상기 자석이 이동함에 따라 상기 밸브로드가 상기 삽입통로 내에서 함께 이동하고, 상기 자석이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 삽입통로와 상기 우회통로가 중첩되는 면적이 가장 큰 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 밸브개구통로는 상기 밸브로드의 외주면에 형성되어 있고, 상기 밸브로드의 내부에는 상기 밸브로드의 길이 방향을 따라 상기 밸브로드를 관통하는 공기통로가 형성되어 있으며, 상기 공기통로는 상기 밸브개구통로와 연통하지 않는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트가 상기 샤프트의 연장 방향을 따라 상기 하우징에 대해 이동가능하도록 상기 샤프트를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하되,
    상기 유입구로 유입되는 유체의 유압이 사전결정된 임계치를 초과하면 상기 탄성부재가 탄성적으로 변형하여 상기 샤프트가 타측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 커넥터바디의 내측은 단턱을 기준으로 제1 내경을 가진 제1 내경부와 상기 제1 내경보다 큰 제2 내경을 가진 제2 내경부로 구분되고,
    상기 임펠러는 상기 제2 내경보다 작은 외경을 갖고,
    상기 탄성부재의 탄성변형 정도가 사전결정된 임계치를 초과하지 않을 때에는 상기 임펠러가 상기 단턱에 인접하게 위치하고, 상기 탄성부재의 탄성변형 정도가 사전결정된 임계치를 초과할 때에는 상기 임펠러가 상기 단턱으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  13. 쇽업소버에 장착하기 위한 밸브조립체로서,
    밸브공간과 제어공간을 내부에 정의하고, 상기 밸브공간과 상기 제어공간을 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 밸브공간은 개구부에 의해 일측으로 개방되도록 구성된 하우징;
    상기 밸브공간의 타측에 배력챔버를 구획하도록 상기 밸브공간 내에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 유입통로와 유출통로가 형성되어 있는 메인밸브바디;
    탄성적으로 변형가능하도록 구성되고 상기 유입통로를 덮도록 배치되되 상기 유입통로와 상기 배력챔버의 압력차에 따라 탄성적으로 변형되어 상기 유입통로를 개방하도록 구성된 메인 디스크스프링;
    상기 메인밸브바디와 상기 격벽 사이에 배치되고, 상기 배력챔버로 연통하는 우회통로가 형성되어 있는 배력챔버바디;
    상기 배력챔버바디에 결합되어 상기 우회통로의 개방 정도를 제어하는 컨트롤밸브;
    상기 메인밸브바디의 일측에 결합되고, 그 일부가 상기 개구부에 위치하여 상기 개구부를 유입구와 유출구로 구획하며, 상기 유입통로가 상기 유입구와 연통하고 상기 유출통로가 상기 유출구로 연통하도록 구성되고, 내측에 정의되는 수용공간이 제1 단턱을 기준으로 제1 내경을 가진 제1 내경부와 상기 제1 내경보다 큰 제2 내경을 가진 제2 내경부로 구분되도록 구성된 커넥터바디;
    상기 제2 내경보다 작은 외경을 갖고 상기 커넥터바디의 제1 단턱에 인접하게 배치되어 통과하는 유체에 의해 직선을 따라 이동하도록 구성된 피스톤;
    일측이 상기 피스톤에 연결되고, 상기 메인밸브바디에 형성된 중앙홀과 상기 격벽에 형성된 관통홀을 통과하도록 배치된 샤프트;
    상기 제어공간 내에 배치되고 상기 샤프트의 타측에 배치되며 상기 피스톤의 직선운동에 의해 가압되면 전기를 생성하도록 구성된 압전소자스택; 및
    상기 컨트롤밸브를 조작하는 액추에이터를 구비한 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 압전소자스택에 의해 생성된 전력 또는 상기 압전소자스택에 의해 충전되도록 구성된 배터리의 전력으로 구동되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 커넥터바디는 내부에 커넥터통로를 정의하는 커넥터관을 포함하고, 상기 커넥터관은 상기 하우징의 개구부에 삽입되며,
    상기 유입구와 상기 유출구 중 어느 하나는 상기 커넥터통로에 의해 형성되고, 상기 유입구와 상기 유출구 중 다른 하나는 상기 커넥터관의 외주면과 상기 개구부 사이의 간격에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 커넥터바디의 내측은 제2 단턱을 기준으로 상기 수용공간과 상기 커넥터통로로 구분되고,
    상기 피스톤은 상기 제1 내경에 대응하는 외경을 갖고,
    상기 샤프트는 상기 피스톤이 상기 제2 단턱에 접촉하지 않도록 상기 피스톤을 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 커넥터통로의 타측에서 상기 커넥터통로의 내경이 타측을 향할수록 증가하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 커넥터통로에는 상기 샤프트의 일단을 지지하도록 구성된 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 샤프트의 이동을 제한하는 스토퍼부재를 더 포함하되,
    상기 유입구로 유입되는 유체의 유압이 사전결정된 임계치를 초과하면 상기 스토퍼부재가 상기 피스톤과 상기 샤프트 중 적어도 하나에 저항력을 가하는 것을 특징으로 하는 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체를 포함하는 디지털 제어형 쇽업소버.
PCT/KR2023/009091 2022-11-01 2023-06-29 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체 WO2024096238A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0143365 2022-11-01
KR1020220143365A KR102518343B1 (ko) 2022-11-01 2022-11-01 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024096238A1 true WO2024096238A1 (ko) 2024-05-10

Family

ID=85884769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/009091 WO2024096238A1 (ko) 2022-11-01 2023-06-29 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102518343B1 (ko)
CN (1) CN117989263A (ko)
WO (1) WO2024096238A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102518343B1 (ko) * 2022-11-01 2023-04-05 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247055A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 緩衝器およびサスペンション装置
KR20130052788A (ko) * 2011-11-14 2013-05-23 현대자동차주식회사 머플러 내 가변 밸브를 이용한 자가 발전 장치 및 그 방법
US20140190156A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Passive and active suspension with optimization of energy usage
KR20180106202A (ko) * 2017-03-17 2018-10-01 주식회사 만도 차량용 쇽업소버
KR20220104463A (ko) * 2021-01-18 2022-07-26 주식회사 만도 현가 시스템
KR102518343B1 (ko) * 2022-11-01 2023-04-05 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247055A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 緩衝器およびサスペンション装置
KR20130052788A (ko) * 2011-11-14 2013-05-23 현대자동차주식회사 머플러 내 가변 밸브를 이용한 자가 발전 장치 및 그 방법
US20140190156A1 (en) * 2013-01-08 2014-07-10 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Passive and active suspension with optimization of energy usage
KR20180106202A (ko) * 2017-03-17 2018-10-01 주식회사 만도 차량용 쇽업소버
KR20220104463A (ko) * 2021-01-18 2022-07-26 주식회사 만도 현가 시스템
KR102518343B1 (ko) * 2022-11-01 2023-04-05 주식회사 인게이지 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체

Also Published As

Publication number Publication date
CN117989263A (zh) 2024-05-07
KR102518343B1 (ko) 2023-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2024096238A1 (ko) 디지털 제어형 쇽업소버 및 이를 위한 발전기 내장형 감쇠력 가변식 밸브조립체
US7915773B2 (en) Robot with internal pressure explosion-proof structure
WO2012070703A1 (ko) 건설기계용 유량 제어밸브
JP2009101997A (ja) 航空機車輪のタイヤを航空機の気体圧ユニットに接続する装置
EP3683464B1 (en) Active magnetic bearing apparatus
US7348700B2 (en) Automotive alternator having water shield for protecting brushes from water damage
WO2011145754A1 (ko) 건설기계용 유압제어밸브
WO2015149208A1 (zh) 一种转向电机
US5036885A (en) Electromagnetic valve
CN101317031A (zh) 压力补偿方法
WO2018128398A1 (ko) 모터 및 변속기
WO2017047969A1 (ko) 모터 및 이를 포함하는 브레이크 장치
WO2018182105A1 (ko) 고속스위치
WO2014168419A1 (ko) 브레이크 액추에이터
WO2017010694A1 (ko) 전자 비례 감압 밸브
WO2015023010A1 (ko) 건설기계용 유량 제어밸브
WO2011087190A1 (ko) 도어밸브
WO2014098284A1 (ko) 플로팅 기능이 구비된 건설기계
WO2019098804A1 (ko) 가변용량 압축기용 제어밸브
WO2018190465A1 (ko) 충전 동작에 따라 충전기 커버를 제어하는 전주에 설치된 전기차 충전 장치 및 전주에 설치된 전기차 충전 장치 제어 방법
EP1067082B1 (en) Elevator driving device
CN104690738A (zh) 用于机械手的气压式电磁力吸盘装置及其控制方法
JP4494615B2 (ja) 永久磁石式回転電機
WO2021162468A1 (ko) 방폭형 유압 비례밸브
WO2021158032A1 (ko) 전자식 브레이크 시스템 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23885935

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1