KR101239917B1 - 쇽업소버의 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이패스 유로에 의해 고속구간에서의 감쇠력을 감소시켜 승차감을 향상시킬 수 있는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 쇽업소버의 하단에 설치되는 바디 밸브 조립체로서, 상기 쇽업소버의 실린더 말단에 설치되는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체의 중심을 관통하도록 설치되는 핀 볼트 부재와; 상기 밸브 몸체의 내주면과 상기 핀 볼트 부재의 외주면 사이에서 상하방향으로 미끄럼 운동 가능하게 배치되는 슬라이딩 밸브와; 상기 밸브 몸체에 형성된 압축유로와 상기 핀 볼트 부재에 형성된 바이패스 구멍을 폐쇄한 상태를 유지하도록 상기 슬라이딩 밸브를 가압하는 탄성부재; 를 포함하며, 작동유체의 압력 크기에 따라 상기 탄성부재를 가압함으로써 상기 슬라이딩 밸브를 이동시켜 상기 압축유로가 개방되거나 상기 압축유로 및 상기 바이패스 구멍이 함께 개방되어 쇽업소버의 감쇠력이 조절되는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체가 제공된다.

Description

쇽업소버의 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체{BY-PASS TYPE BODY VALVE ASSEMBLY FOR SHOCK ABSORBER}

본 발명은 노면으로부터 차량에 전달되는 진동을 감쇠하는 쇽업소버의 바디 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바이패스 유로에 의해 고속구간에서의 감쇠력을 감소시켜 승차감을 향상시킬 수 있는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행 중 차륜을 통하여 노면으로부터 진동이나 충격을 끊임없이 받기 때문에 차체와 차축 사이에 완충장치를 설치하여 충격이나 진동이 직접 차체에 전달되는 것을 방지하여 승차감을 향상시키고, 또한 차체의 불규칙한 진동을 억제함으로써 주행 안정성을 향상시키게 된다.

이때 현가장치는 이러한 완충장치를 포함한 차체와 차축 사이의 연결장치를 통칭하며, 이 장치는 충격을 완화하는 샤시 스프링, 샤시 스프링의 자유 진동을 제어하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버, 롤링(rolling)을 방지하는 스테빌라이져(stabilizer), 고무 부싱(bushing), 및 컨트롤 암 등으로 구성된다.

현가장치 중에서도 특히 쇽업소버(shock absorber)는 노면으로부터의 진동을 억제, 감쇠하는 역할을 하고 차체 혹은 프레임과 휠 사이에 장착되며, 특히 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수함으로써 진동을 억제하고 승차감을 향상시키고, 적재 화물을 보호하고 차체 각부의 동적 응력을 저감시켜 내구 수명을 증가시키며, 동시에 스프링 아래 질량의 운동을 억제하여 타이어의 접지성을 확보하고 또 관성력에 의한 자세 변화를 억제하여 차량의 운동성능을 향상시킨다.

도 1은 바디 밸브를 가지는 일반적인 쇽업소버를 도시한 단면도이다.

쇽업소버(40)는 작동유체가 충전된 실린더(43)와, 일단은 이 실린더 내부에 위치하고 타단은 실린더 외부에 위치하는 피스톤 로드(46)와, 이 피스톤 로드(46)의 일단에 장착되어 실린더(43) 내에서 왕복운동하는 피스톤 밸브(47)를 포함한다. 실린더(43)는 내부관(41)과 외부관(42)으로 이루어지며 실린더(43) 말단에는 피스톤 밸브(47)와 마주보는 위치에 바디 밸브(48)가 설치되어 있다.

피스톤 로드(46)의 외부면에는 스토퍼(44)가 설치되어 있다. 차량에 큰 충격이 가해져 쇽업소버(40)가 최대길이까지 신장하게 되면, 쇽업소버의 피스톤 로드(46)가 실린더(43)로부터 최대한 빠져나오면서 피스톤 밸브(47)의 상단 표면이 실린더(43) 상부에 설치된 로드 가이드(45)에 충돌할 우려가 있다. 따라서 스토퍼(44)가 완충역할을 수행하게 되어 피스톤 밸브(47)와 로드 가이드(45)가 직접 충돌하는 것을 방지하게 된다.

실린더 내부는, 피스톤 밸브(47)에 의해서 압축챔버(52)와 인장챔버(51)로 구획된다. 피스톤 로드(46)의 말단에 장착된 피스톤 밸브(47)가 유체가 충전된 실린더(43) 내에서 왕복운동 할 때 피스톤 밸브(47)에 설치되어 있는 밸브 수단에 의해 작동유체가 상기 압축챔버(52)와 인장챔버(51) 사이를 통과하게 되며 감쇠력을 발생시킨다.

종래의 쇽업소버(40)에 설치된 바디 밸브(48)는, 적층된 디스크를 작동유체의 압력에 의해서 변형시킴으로써 감쇠력이 발생하는 구조를 가진다. 그러므로 쇽업소버의 작동속도, 즉 피스톤 밸브(47)의 이동속도에 따라서 작동유체의 압력이 커질수록 감쇠력이 상승하는 결과를 초래한다. 이는 차량 주행중 운전자가 고속으로 과속방지턱을 통과하거나 불량노면을 통과할 때 쇽업소버에서 큰 감쇠력이 발생하여 승차감이 악화되는 요인이 되는 문제가 있었다.

이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 노면으로부터 차량에 큰 충격이 전달되는 쇽업소버의 고속 작동구간에서 바이패스 유로를 개방시킴으로써 고속구간에서의 감쇠력을 감소시켜 승차감을 향상시킬 수 있는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 쇽업소버의 하단에 설치되는 바디 밸브 조립체로서, 상기 쇽업소버의 실린더 말단에 설치되는 밸브 몸체와; 상기 밸브 몸체의 중심을 관통하도록 설치되는 핀 볼트 부재와; 상기 밸브 몸체의 내주면과 상기 핀 볼트 부재의 외주면 사이에서 상하방향으로 미끄럼 운동 가능하게 배치되는 슬라이딩 밸브와; 상기 밸브 몸체에 형성된 압축유로와 상기 핀 볼트 부재에 형성된 바이패스 구멍을 폐쇄한 상태를 유지하도록 상기 슬라이딩 밸브를 가압하는 탄성부재; 를 포함하며, 작동유체의 압력 크기에 따라 상기 탄성부재를 가압함으로써 상기 슬라이딩 밸브를 이동시켜 상기 압축유로가 개방되거나 상기 압축유로 및 상기 바이패스 구멍이 함께 개방되어 쇽업소버의 감쇠력이 조절되는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체가 제공된다.

상기 핀 볼트 부재의 내부에는 중심통로가 형성되고 상기 바이패스 구멍은 상기 핀 볼트 부재에 상기 중심통로와 연결되도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 밸브는 상기 밸브 몸체의 하부표면에 밀착되어 상기 압축유로를 폐쇄할 수 있는 지지부를 포함하며, 상기 탄성부재는 상기 핀 볼트 부재의 하단에 형성된 받침부와 상기 슬라이딩 밸브의 하단에 형성된 지지부 사이에 개재되도록 위치되는 것이 바람직하다.

상기 바이패스 구멍은 상기 핀 볼트 부재의 상단에 하나 이상 형성될 수 있고 복수의 바이패스 구멍이 형성될 경우 각각의 바이패스 구멍은 동일평면 상에 형성되거나 서로 높낮이 차이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 노면으로부터 차량에 큰 충격이 전달되는 쇽업소버의 고속 작동구간에서 바이패스 유로를 개방시킴으로써 고속구간에서의 감쇠력을 감소시켜 승차감을 향상시킬 수 있는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체가 제공될 수 있다.

그에 따라 본 발명에 의하면, 차량 주행중 과속방지턱과 같은 불량노면을 지나게 되어 쇽업소버가 고속으로 작동되더라도 바이패스 유로의 개방에 의해 바디 밸브에 추가유로가 형성되어 유로의 면적이 넓어져 감쇠력이 낮아지게 되므로 승차감이 향상될 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 슬라이딩 밸브라는 하나의 부품으로 1차 유로 및 바이패스 유로를 시간차 제어할 수 있어 밸브 조립체의 구성을 단순화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 쇽업소버가 도시된 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버의 바디 밸브 조립체가 작동하지 않은 상태를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 바디 밸브 조립체가 작동한 후의 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쇽업소버의 바이패스 개방향 바디 밸브 조립체를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에서는 도시하지 않았지만, 본 발명의 바디 밸브 조립체는, 도 1에 도시된 바와 같은 쇽업소버에 장착되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 바디 밸브 조립체는, 작동유체가 충전된 원통형 실린더의 내부관 말단에 설치되는 밸브 몸체(11)와, 이 밸브 몸체(11)의 중심을 관통하도록 설치되는 핀 볼트 부재(15)와, 밸브 몸체(11)의 내주면과 핀 볼트 부재(15)의 외주면 사이에서 상하방향으로 미끄럼 운동 가능하게 배치되는 슬라이딩 밸브(21)를 포함한다.

슬라이딩 밸브(21)는 탄성부재(27)에 의해 밸브 몸체(11)에 형성된 압축유로(12)를 폐쇄한 상태를 유지하는 동시에 핀 볼트 부재(15)에 형성된 바이패스 구멍(17)을 폐쇄한 상태를 유지한다. 슬라이딩 밸브(21)의 지지부(22)는 밸브 몸체(11)의 하부표면에 밀착되어 압축유로(12)를 폐쇄할 수 있다.

탄성부재(27)는 핀 볼트 부재(15)의 하단에 형성된 받침부(18)와 슬라이딩 밸브(21)의 하단에 형성된 지지부(22) 사이에 개재되도록 위치된다.

핀 볼트 부재(15)의 내부에는 중심통로(16)가 형성되고, 이 중심통로(16)와 연결되도록 바이패스 구멍(17)이 형성된다. 바이패스 구멍(17)은 핀 볼트 부재(15)의 상단에 하나 이상 형성될 수 있으며, 복수의 바이패스 구멍(17)이 형성될 경우 각각의 바이패스 구멍은 동일평면 상에 형성될 수도 있고 서로 높낮이 차이를 갖도록 형성될 수도 있다. 중심통로(16)와 바이패스 구멍(17)은 바이패스 유로를 형성한다.

핀 볼트 부재(15)의 하단에 반경방향으로 돌출되어 형성된 받침부(18)는, 아래로는 실린더의 외부관 말단(혹은 외부관의 말단을 폐쇄하는 폐쇄부재)에 맞닿으며 위로는 밸브 몸체(11)에 맞닿을 수 있다.

밸브 몸체(11)의 상부표면에는 석션 밸브(25)가 밀착되어 인장유로(13)를 폐쇄할 수 있다. 석션 밸브(25)에 의한 인장유로(13)의 폐쇄 상태를 유지할 수 있도록 석션 밸브(25)는 유지부재(28)에 의해 가압된다. 유지부재(28)는 핀 볼트 부재(15)의 상단에 나사결합된 헤드 부재(23)에 의해 지지될 수 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체의 작동을 설명한다.

도 2에는 본 발명의 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체가 작동하지 않고 있는 상태가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체가 작동한 이후의 상태가 도시되어 있다.

차량이 정지되어 있거나 노면이 평탄하여 쇽업소버가 작동하지 않을 때, 바디 밸브 조립체를 통한 작동유체의 이동이 없으므로, 바디 밸브 조립체는 도 2에 도시된 상태를 유지한다.

쇽업소버이 작동하여 압축될 때, 바디 밸브 조립체 상부의 압력이 증가하여 작동유체는 밸브 몸체(11)의 압축유로(12)를 통해 유동하게 된다. 이때 작동유체의 압력이, 압축유로(12)를 폐쇄하도록 슬라이딩 밸브(21)를 지지하고 있는 탄성부재(27)의 압력보다 커지게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 탄성부재(27)를 압축시키면서 슬라이딩 밸브(21)가 이동함으로써 압축유로(12)가 개방된다.

쇽업소버의 압축행정이 저속인 경우에는 작동유체의 압력이 상대적으로 작아 도 3에 화살표 A로 표시한 1차 유로를 통하여 작동유체가 유동한다. 한편, 쇽업소버의 압축행정이 고속인 경우에는 작동유체의 압력이 상대적으로 커 상기한 1차 유로와 함께 도 3에 화살표 B로 표시한 바이패스 유로를 통하여 작동유체가 유동한다. 그에 따라 쇽업소버가 고속으로 작동할 때 작동유체의 유로면적이 증가하여 감쇠력이 감소될 수 있으며, 승차감을 양호한 상태로 유지할 수 있다.

도 3에는 1차 유로와 바이패스 유로가 모두 개방된 상태가 도시되어 있지만, 핀 볼트 부재(15)에 형성된 바이패스 구멍(17)은 슬라이딩 밸브(21)가 소정거리만큼 아래로 이동한 이후에 개방될 수 있도록 천공위치가 설정되기 때문에, 작동유체의 압력에 따라 1차 유로만이 개방되거나 1차 유로 및 바이패스 유로가 함께 개방될 수 있다.

또한, 바이패스 구멍(17)이 복수개 형성되되 각각의 바이패스 구멍(17)이 서로 높낮이가 상이하도록 천공될 경우, 슬라이딩 밸브(21)의 이동거리에 따라 감쇠력이 조절될 수 있다. 그에 따라 바디 밸브 조립체를 작동유체의 압력이 커질수록 감쇠력이 작아지게 구성하는 것도 가능하다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 쇽업소버의 인장행정시 작동유체가 인장유로(13)를 통해 유동하는 경우에는, 작동유체의 압력이 석션 밸브(25)를 변형시키면서 인장유로(13)를 개방시킴으로써 인장유로(13)를 통한 작동유체의 유동이 가능하게 된다.

석션 밸브(25)가 밸브 몸체(11)의 상부표면에 밀착된 상태를 유지하기 위해 석션 밸브(25)와 헤드 부재(23) 사이에 개재된 유지부재(28)는 코일 스프링일 수도 있고 판 스프링이나 접시 스프링과 같이 탄성을 가지는 다른 부재가 사용될 수도 있다. 또는, 헤드 부재(23)와 석션 밸브(25) 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 바이패스 구멍(17)을 통한 작동유체의 유동을 방해하지 않을 수만 있다면, 유지부재로서는 슬릿이 형성된 원통부재 등과 같이 탄성이 없는 부재가 사용될 수도 있다.

슬라이딩 밸브(21)가 밸브 몸체(11)의 하부표면에 밀착된 상태를 유지하기 위해 슬라이딩 밸브(21)의 지지부(22)와 핀 볼트 부재(15)의 받침부(18) 사이에 개재된 탄성부재(27)는 코일 스프링일 수도 있고 판 스프링이나 접시 스프링과 같이 탄성을 가지는 다른 부재가 사용될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 쇽업소버의 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체를, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 하지만 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

11 : 밸브 몸체 12 : 압축유로
13 : 인장유로 15 : 핀 볼트 부재
16 : 중심통로 17 : 바이패스 구멍
18 : 받침부 21 : 슬라이딩 밸브
22 : 지지부 23 : 헤드 부재
25 : 석션 밸브 27 : 탄성부재
28 : 유지부재

Claims (4)

1. 쇽업소버의 하단에 설치되는 바디 밸브 조립체로서,
   상기 쇽업소버의 실린더 말단에 설치되는 밸브 몸체(11)와;
   상기 밸브 몸체의 중심을 관통하도록 설치되는 핀 볼트 부재(15)와;
   상기 밸브 몸체의 내주면과 상기 핀 볼트 부재의 외주면 사이에서 상하방향으로 미끄럼 운동 가능하게 배치되는 슬라이딩 밸브(21)와;
   상기 밸브 몸체에 형성된 압축유로(12)와 상기 핀 볼트 부재에 형성된 바이패스 구멍(17)을 폐쇄한 상태를 유지하도록 상기 슬라이딩 밸브(21)를 가압하는 탄성부재(27); 를 포함하며,
   작동유체의 압력 크기에 따라 상기 탄성부재(27)를 가압함으로써 상기 슬라이딩 밸브(21)를 이동시켜 상기 압축유로(12)만이 개방되거나 상기 압축유로(12) 및 상기 바이패스 구멍(17)이 함께 개방되어 쇽업소버의 감쇠력이 조절되며,
   상기 슬라이딩 밸브(21)는 상기 밸브 몸체(11)의 하부표면에 밀착되어 상기 압축유로(12)를 폐쇄할 수 있는 지지부(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 핀 볼트 부재(15)의 내부에는 중심통로(16)가 형성되고 상기 바이패스 구멍(17)은 상기 핀 볼트 부재에 상기 중심통로와 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성부재(27)는 상기 핀 볼트 부재(15)의 하단에 형성된 받침부(18)와 상기 슬라이딩 밸브(21)의 하단에 형성된 지지부(22) 사이에 개재되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 바이패스 구멍(17)은 상기 핀 볼트 부재(15)의 상단에 하나 이상 형성될 수 있고 복수의 바이패스 구멍이 형성될 경우 각각의 바이패스 구멍은 동일평면 상에 형성되거나 서로 높낮이 차이를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 바이패스 개방형 바디 밸브 조립체.

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