KR101441526B1 - 디스크 스프링 유입구조 - Google Patents

Abstract

쇽업소바를 위한 디스크 밸브 어셈블리가 밸브 디스크의 축방향 이동에 의하여 개방된다. 밸브 디스크는 밸브 스프링에 의하여 밸브 바디에 대하여 편향되어(Biased) 있다. 밸브 스프링은 밸브 디스크를 밸브 바디에 대하여 편향시키는 원주상 비대칭의 부하를 제공하도록 설계된다. 밸브 디스크 어셈블리는 피스톤 리바운드(Rebound) 밸브 어셈블리, 피스톤 압축 밸브 어셈블리, 베이스 밸브 압축 밸브 어셈블리 또는 베이스 밸브 리바운드 밸브 어셈블리로 사용될 수 있다.

Description

디스크 스프링 유입구조{Disc spring intake}

본 개시는 자동차 쇽업소바(Shock Absorber)에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 쇽업소바의 유체 흐름 특성을 제어하는 밸브 어셈블리(Valve Assembly)에 관한 것이다.

본 섹션(Section)에 기재된 내용은 단지 본 개시와 관련된 배경 정보만을 제공하며, 종래 기술을 구성하지 않는다.

쇽업소바는 서스펜션(Suspension) 시스템의 이동 동안 발생되는 원치 않는 진동을 흡수하기 위하여 자동차 서스펜션 시스템 또는 다른 서스펜션 시스템과 함께 사용된다. 원치 않는 진동을 흡수하기 위하여 자동차 쇽업소바는 일반적으로 차량의 튀는(Sprung) 부분(바디) 및 튀지 않는(Unsprung) 부분(서스펜션/샤시) 사이에 연결된다.

자동차의 가장 공통된 형태의 쇽업소바는 모노-튜브(Mono-tube) 디자인 또는 듀얼-튜브(Dual-tube) 디자인이 될 수 있는 대시포트(Dashpot) 형태이다. 모노-튜브 디자인에서는, 피스톤이 압력 튜브 내부에 위치하고 피스톤 로드(Piston Rod)를 통하여 차량의 튀는 부분에 연결된다. 압력 튜브(Pressure Tube)는 차량의 튀지 않는 부분에 연결된다. 피스톤은 압력 튜브를 상부 작동 챔버(Upper Working Chamber)와 하부 작동 챔버로 분할한다. 피스톤은 압축 스트로크(Compression Stroke) 동안 하부 작동 챔버에서 상부 작동 챔버로의 댐핑 유체의 흐름을 제한하는 압축 밸빙(Valving)과, 리바운드 또는 신장 스트로크(Rebound or Extension Stroke) 동안 상부 작동 챔버에서 하부 작동 챔버로의 댐핑 유체 흐름을 제한하는 리바운드 밸빙(Rebound Valving)을 포함한다. 이러한 압축 밸빙 및 리바운드 밸빙은 댐핑 유체의 흐름을 제한하는 능력을 가지고 있기 때문에, 쇽업소바는 그렇지 않은 경우 튀지 않는 부분에서 튀는 부분으로 전달될 진동에 대항하는 댐핑력(Damping Force)을 발생할 수 있다.

듀얼-튜브 쇽업소바에서는, 압력튜브와 그 압력튜브를 둘러싸도록 배치되는 저장 튜브 사이에 유체 저장소(Reservior)가 형성된다. 베이스 밸브 어셈블리(Base Valve Assembly)가 하부 작동 챔버와 유체 저장소 사이에 배치되어 댐핑 유체의 흐름을 제어한다. 피스톤의 압축 밸빙이 베이스 밸브 어셈블리로 이동하고 압축 체크 밸브 어셈블리로 대체된다. 압축 밸빙에 추가하여, 베이스 밸브 어셈블리는 리바운드 체크 밸브 어셈블리(Rebound Check Valve Assembly)를 포함한다. 베이스 밸브 어셈블리의 압축 밸빙은 압축 스트로크 동안 댐핑력을 발생하며, 피스톤의 리바운드 밸빙은 리바운드 또는 신장 스트로크 동안 댐핑력을 발생한다. 압축 및 리바운드 체크 밸브 어셈블리 모두는 한쪽 방향으로의 유체 흐름을 허용하고, 다른 방향으로의 유체 흐름은 제한한다; 그러나, 압축 및 리바운드 체크 밸브 어셈블리는 댐핑력을 생성하지는 않도록 설계된다.

본 개시는 쇽업소바의 체크 밸브 어셈블리를 위한 완전 이동 디자인 밸빙(Full Displacement Design Valving)을 포함하는 쇽업소바에 관한 것이다. 체크 밸브 어셈블리는 쇽업소바 어셈블리에 필요한 내구성을 여전히 유지하면서도 충분한 유체 흐름을 제공하도록 설계된다.

아래 설명으로부터 추가적인 적용가능성을 가짐이 명확해 질 것이다. 본 설명 및 특정 예시는 본 명세서의 범위를 한정하지 않으며, 단지 예시의 목적으로 이해되어야 할 것이다.

첨부되는 도면은 어떠한 방식으로도 본 명세서의 범위를 한정하지 않으며, 단지 예시의 목적만을 가진다.
도 1은 본 명세서에 의한 특유한 베이스 밸브 어셈블리를 포함하는 일반적인 자동차의 도식도이다.
도 2는 본 명세서에 의한 쇽업소바의 측면도이다.
도 3은 본 명세서에 의한 피스톤 어셈블리의 확대된 단면도이다.
도 4는 본 명세서에 의한 베이스 밸브 어셈블리의 확대된 단면도이다.
도 5는 도 2-4에 도시된 밸브 어셈블리를 위한 인터페이스의 투시도이다.
도 6A-6C는 도 2-4에 도시된 인터페이스 디스크의 다양한 실시예에 대한 투시도이다.

이하의 설명은 단지 자연스러운 예시일 뿐, 본 명세서나 출원 또는 용도를 제한할 의도는 없다.

도면을 참조함에 있어서 전체 도면에 걸쳐서 유사한 참조번호는 유사 또는 대응되는 부분을 지적한다. 도 1에서 본 명세서에 의한 쇽업소바가 구비된 서스펜션 시스템을 포함하는 차량이 일반적으로 도면번호 10으로 표시된다. 차량(10)은 후방 서스펜션(12), 전방 서스펜션(14) 및 바디(16)를 포함한다. 후방 서스펜션(12)은 차량의 한쌍의 후방 휠(18)을 동작가능하게 지지하도록, 가로질러 연장되는 후방 축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 후방 축 어셈블리는 한 쌍의 쇽업소바(20)와 한 쌍의 헬리컬 코일 스프링(22)을 통하여 바디(16)와 동작가능하게 연결된다. 유사하게, 전방 서스펜션(14)은 차량(10)의 한쌍의 전방 휠(24)을 동작가능하게 지지하도록 가로질러 연장되는 전방 축 어셈블리(미도시)를 포함한다. 전방 축 어셈블리는 한 쌍의 제2쇽업소바(26)와 한 쌍의 헬리컬 코일 스프링(28)을 통하여 바디(16)와 동작가능하게 연결된다. 쇽업소바(20, 26)는 튀지 않는(Unsprung) 부분(즉, 각각 전방 및 후방 서스펜션 12 및 14) 및 튀는 부분(즉, 바디 16)의 상대적인 이동을 감쇄시키는 기능을 한다. 차량(10)이 전방 및 후방 축 어셈블리를 가지는 승용차인 경우, 쇽업소바(20, 26)는 다른 타입의 차량과 함께 또는 독립적인 전방 및/또는 후방 서스펜션 시스템을 포함하는 차량과 같은 다른 응용에 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 “쇽업소바(Shock Absorber)"라는 용어는 일반적인 댐퍼(Damper)를 의미하며, 따라서 맥퍼슨 스트럿(McPherson struts)을 포함할 것이다.

도 2에는 쇽업소바 20이 더 상세하게 도시되어 있다. 도 2는 단지 쇽업쇼바 20만을 도시하고 있으나, 쇽업소바 26 역시 쇽업소바 20을 위하여 아래에서 설명될 바와 같은 밸브 어셈블리를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 쇽업소바 26은 차량(10)의 튀는 부분과 튀지 않는 부분에 연결되는 방식에 있어서만 쇽업소바 20과 상이할 뿐이다. 쇽업소바 20은 압력 튜브(30), 피스톤 어셈블리(32), 피스톤 로드(34), 저장 튜브(36) 및 베이스 밸브 어셈블리(38)를 포함한다.

압력 튜브(30)는 작동 챔버(42)를 한정한다. 피스톤 어셈블리(32)는 압력 튜브(30) 내에 슬라이드 가능하게 배치되며, 작동 챔버(42)를 상부 작동 챔버(44)와 하부 작동 챔버(46)로 분할한다. 실(Seal; 48)이 피스톤 어셈블리(32)와 압력 튜브(30) 사이에 배치되어, 과도한 마찰력을 발생하지 않으면서 압력 튜브(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 슬라이딩 이동을 가능하게 할 뿐 아니라, 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)를 실링할 수 있게 한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 어셈블리(32)에 부착되어 상부 작동 챔버(44)를 관통하고, 압력 튜브(30)의 상단부를 밀폐하는 상단 캡(Upper End Cap; 50)을 통하여 연장된다. 실링 시스템은 상단 캡(50), 저장 튜브(36) 및 피스톤 로드(34) 사이의 연결부(Interface)를 밀봉한다. 피스톤 로드(34)의 피스톤 어셈블리(32) 반대쪽 단부는 차량(10)의 튀는 부분에 고정되도록 구성된다. 피스톤 어셈블리(32) 내에서의 밸빙(Valving)은 피스톤 어셈블리(32)가 압력 튜브(30) 내에서 이동하는 동안 상부 작동 챔버(44) 및 하부 작동 챔버(46) 사이의 유체 이동을 제어한다. 피스톤 로드(34)가 단지 상부 작동 챔버(44) 만을 관통하고 하부 작동 챔버(46)는 관통하지 않기 때문에, 압력 튜브(30)에 대한 피스톤 어셈블리(32)의 이동은 하부 작동 챔버(46) 내로 옮겨지는 유체의 양과 상부 작동 챔버(44) 내로 옮겨지는 유체의 양에 차이를 유발하게 된다. 이렇게 옮겨지는 유체의 양에 있어서의 차이는 “로드 부피(Rod Volume)"로 알려져 있으며, 이는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통하여 흐른다.

저장 튜브(Reservoir tube; 36)는 압력튜브(30)를 둘러싸서 튜브 30과 36 사이에 위치하는 유체 저장 챔버(52)를 한정하게 된다. 저장 튜브(36)의 바닥 단부는 단부 캡(54)에 의하여 밀폐되어 있으며, 단부 캡(54)은 차량(10)의 튀지 않는 부분에 연결되도록 설계된다. 저장 튜브(36)의 상단부는 상단 캡(50)에 부착된다. 베이스 밸브 어셈블리(38)는 하부 작동 챔버(46)와 저장 챔버(52) 사이에 배치되어 챔버 46과 52 사이의 유체 흐름을 제어한다. 쇽업소바(26)가 길이방향으로 늘어나면, “로드 부피” 개념에 따라서 하부 작동 챔버(46)에 추가적인 부피의 유체가 필요해진다. 따라서, 아래 설명할 바와 같이, 유체는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통하여 저장 챔버(52)로부터 하부 작동 챔버(46)로 흐를 것이다. 쇽업소바(26)가 길이방향으로 압축되면, “로드 부피” 개념에 따라서 잉여 부피의 유체가 하부 작동 챔버(46)로부터 제거되어야 한다. 따라서, 아래 설명할 바와 같이, 유체는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 통하여 하부 작동 챔버(46)로부터 저장 챔버(52)로 흐를 것이다.

도 3을 참고하면, 피스톤 어셈블리(32)는 제 1 밸브 바디(60), 압축 체크 밸브 어셈블리(Compression Check Valve Assembly; 62) 및 리바운드 밸브 어셈블리(Rebound Valve Assembly; 64)를 포함한다. 압축 체크 밸브 어셈블리(62)는 피스톤 로드(34)상의 쇼울더(Shoulder; 66)에 닿도록 조립된다. 제 1 밸브 바디(60)는 압축 체크 밸브 어셈블리(62)에 닿도록 조립되며, 리바운드 밸브 어셈블리(64)는 제 1 밸브 바디(60)에 닿도록 조립된다. 너트(68)가 이러한 구성요소들을 피스톤 로드(34)에 고정한다. 밸브 바디(60)는 다수의 제 1 압축 경로(Compression Passage; 70) 및 다수의 제 1 리바운드 경로(Rebound Passage; 72)를 한정한다.

압축 체크 밸브 어셈블리(62)는 서포트 와셔(Support Washer; 84), 벤딩 프리로드 디스크(Bending Preload Disc; 86), 하나 또는 그 이상의 밸브 디스크(88), 제 1 인터페이스 디스크(90), 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(Intake Valve Disc; 94) 및 선택적인 오리피스 디스크(96)를 포함한다. 서포트 와셔(84)는 나사방식 또는 슬라이딩 방식으로 피스톤 로드(34)에 수용되며, 제 1 밸브바디(60) 및 쇼울더(66) 사이에 배치된다. 너트(68)는 벤딩 프리로드 디스크(86), 밸브 디스크(88), 제 1 인터페이스 디스크(90), 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(94) 또는 오리피스 디스크(96)를 압축하지 않고 너트(68)를 조일 수 있도록 제 1 밸브 바디(60) 및 압축 체크 밸브 어셈블리(62)를 지지한다. 서포트 와셔(84)는 쇼울더(66)에 닿도록 배치되고, 서포트 와셔(84)와 제 1 밸브 바디(60) 사이에 배치되는 하나 이상의 심(Shim; 98)에 의하여 밸브 디스크(88) 및 제 1 인터페이스 디스크(90)에 특정 양의 프리로드(Preload)가 설정된다. 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)는 서포트 와셔(84) 및 피스톤 로드(34)에 대하여 축방향으로 자유롭게 이동함으로써, 제 1 리바운드 경로(72)를 개방한 상태로 두면서 제 1 압축 경로(70)를 개방 및 폐쇄한다. 제 1 리바운드 경로(72)로의 유체 흐름은 제 1 인터페이스 디스크(90)의 디자인 및/또는 도 5에 도시된 바와 같은 다수의 돌기(Projections; 100)를 포함하는 제 1 인터페이스(92)의 디자인에 의하여 제공된다. 이러한 구성요소들의 축방향 이동으로 인하여 제 1 압축 경로(70)를 개방하기 위하여 이들 구성요소들이 휘어질(Bend) 필요가 없어지고, 따라서 밸브 어셈블리의 완전 이동 밸브 디스크(Full Displacement Valve Disc)를 제공한다.

오리피스 디스크(96)는 제한된 양의 블리드 흐름(Bleed Flow)이 압축 체크 밸브 어셈블리(62)를 바이패스(Bypass)하도록 하는 적어도 하나의 슬롯(Slot; 102)을 포함한다. 압축 체크 밸브 어셈블리(62)가 오리피스 디스크(96)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 오리피스 디스크(96)가 없어서 블리드 흐름이 없거나; 오리피스 디스크(96)가 없고 적어도 하나의 슬롯(102)을 가지는 제 1 밸브 바디(60) 상의 실링 랜드(Sealing Land)를 제공하거나; 오리피스 디스크(96)가 없고 아래에서 설명할 바와 같이 리바운드 밸브 어셈블리(64) 내에서 블리드 흐름을 제공하는 것도 본 발명의 범주에 포함된다. 압축 스트로크 동안 하부 작동 챔버(46)내의 유체는 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)에 대한 반작용을 보이기 위한 유체 압력을 발생하며 가압된다. 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)에 대항하는 유체압력이 제 1 인터페이스 디스크(90)의 편향 부하(Biasing Load)를 넘어서는 경우, 제 1 유입 밸브 디스크(94), 오리피스 디스크(96) 및 제 1 인터페이스(92)가 서포트 와셔(84)에 대하여 축방향으로 이동함으로써 제 1 압축 경로(70)를 개방하고, 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)로의 유체 흐름을 가능하게 할 것이다. 리바운드 스트로크 동안, 제 1 압축 경로(70)는 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)에 의하여 폐쇄된다.

리바운드 밸브 어셈블리(64)는 제 2 인터페이스(108), 다수의 제 2 밸브 디스크(110) 및 스프링(112)을 포함한다. 제 2 밸브 디스크(110)는 제 1 밸브 바디(60)에 접하고, 제 1 압축 경로(70)를 개방된 상태로 유치하면서 제 1 리바운드 경로(72)를 폐쇄한다. 스프링(112)이 제 2 인터페이스(108)와 너트(68) 사이에 배치되어 제 2 밸브 디스크(110)를 제 1 밸브 바디(60)에 대하여 편향시킨다. 도시된 바와 같이, 다수의 제 2 밸브 디스크(110)는 제 1 밸브 바디(60)와 접하는 블리드 밸브 디스크(Bleed Valve Disc; 114)를 포함한다. 블리드 밸브 디스크(114)는 제한된 양의 블리드 흐름이 리바운드 밸브 어셈블리(64)를 바이패스하도록 하는 하나 또는 그 이상의 블리드 슬롯(116)을 포함한다. 리바운드 밸브 어셈블리(64)가 블리드 밸브 디스크(114)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 블리드 밸브 디스크(114)가 없어서 블리드 흐름이 없는 경우와; 블리드 밸브 디스크(114)가 없고 하나 또는 그 이상의 슬롯(116)을 가지는 제 1 밸브 바디(60) 상의 실링 랜드(Sealing Land)를 제공하는 경우와; 블리드 밸브 디스크(116)가 없고 아래 설명할 바와 같이 압축 체크 밸브 어셈블리(62) 내에서 블리드 흐름을 제공하는 경우도 본 발명의 범주에 포함된다. 블리드 흐름이 제공되어야 하는 경우라면, 오리피스 디스크(96) 및 블리드 밸브 디스크(114) 중 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있다. 리바운드 스트로크 동안, 상부 작동 챔버(44)내의 유체는 제 2 밸브 디스크(110)들에 대한 반작용을 보이기 위한 유체 압력을 발생하며 가압된다. 제 2 밸브 디스크(110) 들에 대항하는 유체압력이 밸브 디스크(110)의 벤딩 부하(Bending Load) 및 스프링(112)의 편향 부하(Biasing Load)를 넘어서는 경우, 제 2 밸브 디스크(110)는 제 1 밸브 바디(60)로부터 분리되어 제 1 리바운드 경로(72)를 개방하고, 상부 작동 챔버(46)로부터 하부 작동 챔버(46)로의 유체 흐름을 가능하게 할 것이다. 압축 스트로크 동안, 제 1 리바운드 경로(72)는 제 2 밸브 디스크(110)에 의하여 폐쇄된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 인터페이스(92)는 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 연결되도록 설계된 다수의 돌기(Projections; 100)를 포함한다. 다수의 돌기들은 제 1 유입 밸브 디스크(94)로의 편향 하중이 균일하게 인가되도록 할 뿐 아니라, 제 1 인터페이스(92)와 제 1 유입 밸브 디스크(94) 사이의 유체 흐름이 제 1 압축 경로(70)에 도달할 수 있도록 한다. 도 6A는 환형(Annular) 중앙 부분(104)과 다수의 다리(106) 들을 가지는 제 1 인터페이스 디스크(90)를 도시한다. 다리(106) 들의 개수와 폭은 쇽업소바(20)의 특별한 댐핑 특성을 제공할 수 있도록 선택될 수 있다. 도 6A에 도시한 바와 같이, 다수의 다리(106)는 모두 동일한 폭을 가지고 중앙 부분(104) 주위에 대칭적으로 배치된다. 따라서 다리(106) 들 사이의 유체 흐름이 제 1 압축 경로(70)에 도달할 수 있다. 도 6B는 동일하지 않은 폭을 가지고 중앙 부분(104) 주위로 대칭적으로 배치되지 않은 다수의 다리(106)를 가지는 비대칭 디자인의 인터페이스 디스크(90‘)를 도시한다. 이러한 비대칭 디자인은 쇽업소바(20)의 댐핑 곡선의 튜닝을 위하여 사용될 수 있다. 도 6C는 다리(106)가 없는 환형 완전 디스크(Annular Full Disc)인 인터페이스 디스크(90“)를 도시한다.

도 4를 참고하면, 베이스 밸브 어셈블리(38)는 제 2 밸브 바디(120), 유입 또는 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122), 압축 밸브 어셈블리(124) 유지 볼트(Retaining Bolt; 126) 및 유지 너트(128)를 포함한다. 제 2 밸브 바디(120)는 프레스 피팅(Press Fitting) 또는 다른 공지의 방법에 의하여 압력 튜브(30) 및 단부 캡(54)에 고정된다. 단부 캡(54)은 저장 튜브(36)에 고정되고, 저장 챔버(52)와 베이스 밸브 어셈블리(38) 사이의 연결을 가능하게 하는 다수의 유체 경로(130)를 한정한다. 제 2 밸브 바디(120)는 다수의 유입 또는 리바운드 경로(132), 다수의 압축 유체 경로(134) 및 중앙 구멍(Central Bore; 138)을 한정한다. 유지 볼트(126)는 중앙 구멍(138)을 통하여 연장되고 유지 너트(128)와 나사식으로 결합함으로써, 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)와 압축 밸브 어셈블리(124) 모두를 제 2 밸브 바디(120)에 고정시킨다. 비록 도 4는 유지 볼트(126)와 유지 너트(128)를 도시하지만, 밸브 핀(Valve Pin)과 같지만 그에 한정되지는 않는 다른 유지 구조가 사용될 수 있다.

리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)는 유지 너트(128), 벤딩 프리로드 디스크(Bending Preload Disc; 86), 다수의 밸브 디스크(88), 인터페이스 디스크(90), 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(Intake Valve Disc; 94) 및 오리피스 디스크(96)를 포함한다. 유지 볼트(126)는 벤딩 프리로드 디스크(86), 밸브 디스크(88), 인터페이스 디스크(90), 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(94) 또는 오리피스 디스크(96)를 압축하지 않고 유지 너트(128)를 조일 수 있도록 제 2 밸브 바디(120)와 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)를 지지한다. 유지 너트(128)와 제 2 밸브 바디(120) 사이에 배치되는 하나 이상의 심(Shim; 98)을 이용하여 밸브 디스크(88) 및 인터페이스 디스크(90)에 특정 양의 프리로드(Preload)가 제공된다. 제 1 인터페이스(92), 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)는 유지 너트(128)에 대하여 축방향으로 자유롭게 이동함으로써, 압축 유체 경로(134)를 개방한 상태로 두면서 리바운드 경로(132)를 개방 및 폐쇄한다. 압축 유체 경로(134)로의 유체 흐름은 인터페이스 디스크(90)의 디자인 및/또는 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 돌기(Projections; 100)를 포함하는 제 1 인터페이스(92)의 디자인에 의하여 제공된다. 이러한 구성요소들의 축방향 이동으로 인하여 리바운드 경로(132)를 개방하기 위하여 이들 구성요소들이 휘어질(Bend) 필요가 없어지고, 따라서 밸브 어셈블리에 대한 완전 이동 밸브 디스크(Full Displacement Valve Disc)를 제공한다.

오리피스 디스크(96)는 제한된 양의 블리드 흐름(Bleed Flow)이 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)를 바이패스(Bypass)하도록 하는 적어도 하나의 슬롯(Slot; 102)을 포함한다. 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)가 오리피스 디스크(96)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 오리피스 디스크(96)가 없어서 블리드 흐름이 없거나; 오리피스 디스크(96)가 없고 적어도 하나의 슬롯(102)을 가지는 제 2 밸브 바디(120) 상의 실링 랜드(Sealing Land)를 제공하거나; 오리피스 디스크(96)가 없고 아래에서 설명할 바와 같이 압축 밸브 어셈블리(124) 내에서 블리드를 제공하는 것도 본 발명의 범주에 포함된다.

압축 밸브 어셈블리(124)는 다수의 밸브 디스크(140)와 유지 볼트(126)를 포함한다. 밸브 디스크(140)는 유지 볼트(126)와 유지 너트(128)에 의하여 제 2 밸브 바디(120)의 하부 표면쪽으로 편향된다. 밸브 디스크(140)는 리바운드 경로(132)를 개방한 상태로 두면서 다수의 압축 유체 경로(134)를 폐쇄한다. 도시된 바와 같이, 다수의 밸브 디스크(140)는 제 2 밸브 바디(120)와 맞닿는 블리드 밸브 디스크(142)를 포함한다. 블리드 밸브 디스크(142)는 제한된 양의 블리드 흐름이 압축 밸브 어셈블리(124)를 바이패스하도록 하는 하나 또는 그 이상의 블리드 슬롯(144)을 포함한다. 비록 압축 밸브 어셈블리(124)가 블리드 밸브 디스크(142)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 블리드 밸브 디스크(142)가 없어서 블리드 흐름이 없거나; 블리드 밸브 디스크(142)가 없고 적어도 하나의 블리드 슬롯(144)을 가지는 제 2 밸브 바디(120) 상의 실링 랜드(Sealing Land)를 제공하거나; 블리드 밸브 디스크(142)가 없고 아래에서 설명할 바와 같이 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122) 내에서 블리드 흐름을 제공하는 것도 본 발명의 범주에 포함된다. 만일 블리드 흐름이 제공되어야 하는 경우라면, 오리피스 디스크(96) 및 블리드 밸브 디스크(142) 중 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있다. 쇽업소바(20)의 압축 스트로크 동안, 압축 유체 경로(134) 내부의 유체 압력이 밸브 디스크(140)의 벤딩력(Bending Force)을 넘어설 때까지 하부 작동 챔버(46)내에서 유체 압력이 증가한다. 밸브 디스크(140)에 대항하여 작동하는 유체 압력이 밸브 디스크(140)의 벤딩력을 초과하면, 밸브 디스크(140)가 제 2 밸브 바디(120)로부터 떨어지도록 방향을 바꾸고, 하부 작동 챔버(46)에서부터 저장 챔버(52)로의 유체 흐름이 가능해 진다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 인터페이스(92)는 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 연결되도록 설계된 다수의 돌기(Projections; 100)를 포함한다. 다수의 돌기들은 제 1 유입 밸브 디스크(94)로의 편향 하중이 균일하게 인가되도록 할 뿐 아니라, 제1 인터페이스(92)와 제 1 유입 밸브 디스크(94) 사이의 유체 흐름이 리바운드 경로(132)에 도달할 수 있도록 한다.

압축 스트로크 동안, 하부 작업 챔버(46) 내의 유체는 압축 체크 밸브 어셈블리(62)의 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 오리피스 디스크(96)에 대한 반작용을 보이기 위한 유체 압력을 발생하며 가압된다. 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 오리피스 디스크(96)에 대하여 작용하는 유체압력이 압축 체크 밸브 어셈블리(62)의 인터페이스 디스크(90) 및 밸브 디스크(88)에 의하여 발생되는 편향 부하(Biasing Load)를 넘어서는 경우, 밸브 디스크(88) 및 인터페이스(90)의 방향이 바뀌고 제 1 인터페이스(92), 압축 체크 밸브 어셈블리(62)의 오리피스 디스크(96) 및 제 1 유입 밸브 디스크(94)의 축방향 이동을 가능하게 하여 제 1 압축 경로(70)를 개방함으로써, 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)로의 유체 흐름을 가능하게 한다. 특정 양의 부하를 인가하도록 밸브 디스크(88)와 인터페이스 디스크(90)의 강도 및 제 1 압축 경로(70)의 크기가 설계됨으로써, 유체 흐름이 가능하도록 압축 밸브 어셈블리(62)가 신속하게 개방되면서도, 압축 체크 밸브 어셈블리(62)는 여전히 쇽업소바(20)의 댐핑 특성에 기여하게 된다.

로드 흐름(Rod Flow) 개념으로 인하여, 하부 작동 챔버(46) 내의 유체 압력은 여전히 압축 유체 경로(134) 전체에 걸쳐 밸브 디스크(140)에 대하여 반발(React against) 할 것이다. 유체 압력이 밸브 디스크(140)의 벤딩 부하(Bending Load)를 초과하면, 밸브 디스크(140)는 제 2 밸브 바디(120)로부터 떨어지도록 방향이 바뀌고 하부 작동 챔버(46)에서 저장 챔버(52)로의 유체 흐름이 가능해 진다. 밸브 디스크(140)의 설계 및 압축 유체 경로(134)의 크기는 압축 스트로크 동안의 쇽업소바(20)의 댐핑 특성을 결정할 것이다. 밸브 디스크(140)의 방향이 바뀌기 이전에, 제어된 양의 유체 흐름과 블리드 흐름이 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122) 내의 슬롯(102) 및/또는 압축 밸브 어셈블리(124)내의 블리드 밸브 디스크(142)의 블리드 슬롯(144)을 통하여, 하부 작동 챔버(46)에서 저장 챔버(52)로 흐를 것이다.

리바운드 스트로크 동안, 상부 작업 챔버(44) 내부의 유체는 제 1 리바운드 경로(72)에 걸쳐서 제 2 밸브 디스크(110)에 반작용하는 유체 압력을 생성하면서 가압된다. 유체 압력이 제 2 밸브 디스크(110)의 벤딩 부하(Bending Load) 및 스프링(112)의 편향 부하(Biasing Load)를 넘어서는 경우, 밸브 디스크(140)는 제 1 밸브 바디(60)로부터 떨어지도록 방향이 바뀌고, 상부 작동 챔버(46)로부터 하부 작동 챔버(46)로의 유체 흐름을 가능하게 할 것이다. 제 2 밸브 디스크(110)와 스프링(112)의 설계 및 제 1 리바운드 경로(72)의 크기는 리바운드 스트로크 동안의 쇽업소바(20)의 댐핑 특성을 결정할 것이다. 제 2 밸브 디스크(110)의 방향이 바뀌기 이전에, 제어된 양의 유체 흐름과 블리드 흐름이 압축 체크 밸브 어셈블리(62) 내의 슬롯(102) 및/또는 리바운드 밸브 어셈블리(64)내의 블리드 밸브 디스크(114)의 블리드 슬롯(116)을 통하여, 상부 작동 챔버(44)에서 하부 작동 챔버(46)로 흐를 것이다.

로드 부피(Rod Volume) 개념에 의하여, 추가적인 양의 유체가 하부 작동 챔버(46) 내로 흐를 필요가 있고, 이 유체는 저장 챔버(52)로부터 흐를 것이다. 상부 작동 챔버(44) 내에서의 압력 증가는 하부 작동 챔버(46) 내의 유체에 감소를 유발하고, 저장 챔버(52) 내의 유체 압력이 하부 작동 챔버(46) 내의 유체 압력을 초과할 것이다. 이러한 유체 압력은 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)의 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)에 대하여 반작용을 보일 것이다. 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 오리피스 디스크(96)에 대하여 작용하는 유체 압력이 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)의 유입 인터페이스 디스크(90) 및 밸브 디스크(88)에 의하여 발생하는 편향 부하(Biasing Load)를 넘어서면, 밸브 디스크(88) 및 인터페이스(90)가 방향을 바꾸게 되고, 제 1 인터페이스(92), 리바운드 체크 밸브 디스크(122)의 오리피스 디스크(96) 및 제 1 유입 밸브 디스크(94)의 축방향 이동을 가능하게 하여 리바운드 경로(132)를 개방하고, 저장 챔버(52)에서부터 하부 작동 챔버(46)로의 유체 흐름이 가능해 진다. 특정한 양의 부하가 인가되도록 밸브 디스크(88)와 인터페이스 디스크(90)의 강도 및 리바운드 유체 경로(132)의 크기가 설계됨으로써, 유체 흐름이 가능하도록 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)가 신속하게 개방되면서도, 리바운드 체크 밸브 어셈블리(122)는 여전히 쇽업소바(20)의 댐핑 특성에 기여하게 된다.

Claims (20)

1. 작동 챔버(42)를 형성하는 압력 튜브(30);
   상기 압력 튜브에 의하여 형성되는 작동 챔버 내에 배치되고, 상기 압력 튜브를 상부 작동 챔버(44)와 하부 작동 챔버(46)로 분할하며, 다수의 제1 압축 경로(70)와, 다수의 제1 리바운드 경로(72)를 형성하는 제1 밸브 바디(60);
   상기 제 1 밸브 바디에 부착되는 피스톤 로드(34)로서, 상기 제 1 밸브 바디는 상기 압력 튜브의 일측 단부를 통하여 연장되는 중앙 축을 형성하는 상기 피스톤 로드(34);
   상기 제 1 밸브 바디와 결합(Engaging)되는 압축 체크 밸브 어셈블리(62); 를 포함하며,
   상기 압축 체크 밸브 어셈블리(62)는 :
   상기 피스톤 로드(34) 주위에 배치되며, 상기 다수의 제 1 리바운드 경로(72)는 개방되도록 두면서 상기 다수의 제1 압축 경로를 폐쇄하기 위하여 제 1 밸브바디(60)과 결합(Engaging)되는 제1 유입 밸브 디스크(94)와;
   상기 피스톤 로드(34) 주위에 배치되고, 상기 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 닿는 다수의 돌기(100) - 인접한 상기 돌기들 사이에 유체 흐름 경로가 형성됨 - 가 형성된 제 1 인터페이스(92);
   상기 제 1 인터페이스(92)와 피스톤 로드(34) 사이에 배치되어, 상기 제 1 인터페이스(92)와 제 1 유입 밸브 디스크(94)를 상기 제 1 밸브 바디(60)쪽으로 미는 비대칭 부하를 생성하는 제 1 인터페이스 디스크(90);를 포함하며,
   상기 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 상기 제 1 인터페이스(92)는 상기 다수의 제 1 압축 경로(70)를 개방하도록 중앙 축과 평행하게 이동하며;
   상기 제 1 인터페이스(92)는 상기 제 1 인터페이스 디스크(90)에 의한 비대칭 부하에 반응(React)하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바(Shock Absorber).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제 1 인터페이스 디스크(90)는 환형 중앙 부분(104)와 다수의 다리(106)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 다수의 다리 중 하나의 폭은 다수의 다리 중 다른 하나의 폭과 상이한 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 다수의 다리는 서로에 대하여 원주상 비대칭(Circumferentially Asymmetric)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 쇽업소바는 리바운드 밸브 어셈블리(64)를 추가로 포함하며, 상기 리바운드 밸브 어셈블리는 :
   상기 다수의 제1 리바운드 경로(72)를 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 밸브 바디(60)에 결합되는(Engaging) 제2 밸브 디스크(110);
   상기 제2 밸브 디스크에 결합되는(Engaging) 제2 인터페이스(108); 및,
   상기 제2 인터페이스와 상기 피스톤 로드 사이에 배치되고, 상기 제2 인터페이스와 상기 제2 밸브 디스크를 상기 제 1 밸브 바디 쪽으로 향하게(Urging) 하는 스프링(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 쇽업소바는 상기 압력 튜브를 둘러싸는 저장 튜브(36)로서 상기 저장 튜브와 압력 튜브 사이에 저장 챔버(52)를 형성하는 상기 저장 튜브와, 상기 작동 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 배치되는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 추가로 포함하며,
   상기 베이스 밸브 어셈블리(38)는 :
   제 2 밸브 바디(120);
   상기 제 2 밸브 바디와 결합되는(Engaging) 제 1 유입 밸브 디스크(94);
   상기 제 1 유입 밸브 디스크와 결합되는(Engaging) 제 1 인터페이스(92); 및,
   상기 제 1 인터페이스와 상기 제 2 밸브 바디 사이에 배치되고, 상기 제 1 인터페이스와 상기 제 1 유입 밸브 디스크를 상기 제 2 밸브 바디 쪽으로 향하게(Urging) 하는 제 1 인터페이스 디스크(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제 1 인터페이스 디스크(90)는 환형 중앙 부분(104)과 다수의 다리(106)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 다수의 다리 중 하나의 폭은 다수의 다리 중 다른 하나의 폭과 상이한 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 다수의 다리는 서로에 대하여 원주상 비대칭(Circumferentially Asymmetric)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 다리는 서로에 대해서 원주상 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
    
11. 제6항에 있어서,
    상기 제 1 인터페이스 디스크는 비대칭인 편향 부하(Biasing Load)를 발생하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
    
12. 제6항에 있어서,
    상기 제 2 밸브 바디(120)에는 다수의 압축 유체 경로(134)와, 다수의 리바운드 경로(132)와, 다수의 리바운드 경로(132)를 폐쇄하기 위하여 상기 제 2 밸브 바디에 결합되는 제 1 유입 밸브 디스크(94)가 형성된 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
    
13. 작동 챔버(42)를 형성하는 압력 튜브(30);
    상기 압력 튜브에 의하여 형성되는 상기 작동 챔버 내에 배치되고, 상기 압력 튜브를 상부 작동 챔버(44)와 하부 작동 챔버(46)로 분할하며, 제 1 압축 경로(70)와 제 1 리바운드 경로(72)를 한정하는 제 1 밸브 바디(60);
    상기 제1 밸브 바디에 부착되는 피스톤 로드(34)로서, 상기 제 1 밸브 바디 는 상기 압력 튜브의 일측 단부를 통하여 연장되는 중앙 축을 형성하는 상기 피스톤 로드(34);
    상기 제 1 밸브 바디(60)와 결합(Engaging)되는 압축 체크 밸브 어셈블리(62); 를 포함하며,
    상기 압축 체크 밸브 어셈블리(62)는;
    상기 피스톤 로드 주위에 배치되고 상기 제 1 압축 경로(70)는 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 밸브 바디와 결합되는 제 1 유입 밸브 디스크(94);
    상기 피스톤 로드(34) 주위에 배치되고, 상기 제 1 유입 밸브 디스크(94)와 직접적으로 닿는 다수의 돌기(100) - 인접한 상기 돌기들 사이에 유체 흐름 경로가 형성됨 - 가 형성된 제 1 인터페이스(92);
    상기 제 1 인터페이스(92)와 피스톤 로드(34) 사이에 배치되어, 상기 제 1 인터페이스(92)를 제 1 유입 밸브 디스크(94) 쪽으로, 상기 제 1 유입 밸브 디스크(94)를 상기 제 1 밸브 바디(60)쪽으로 편향시키기 위한 비대칭 부하를 생성하는 제 1 인터페이스 디스크(90);를 포함하며,
    상기 제 1 유입 밸브 디스크(94) 및 상기 제 1 인터페이스(92)는 상기 다수의 제 1 압축 경로(70)를 개방하도록 중앙 축과 평행하게 이동하며;
    상기 제 1 인터페이스(92)는 상기 제 1 인터페이스 디스크(90)에 의한 비대칭 부하에 반응(React)하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바(Shock Absorber).
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 쇽업소바는 리바운드 밸브 어셈블리(64)를 추가로 포함하며, 상기 리바운드 밸브 어셈블리는 :
    상기 다수의 제1 리바운드 경로(72)를 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 밸브 바디(60)에 결합되는(Engaging) 제2 밸브 디스크(110);
    상기 제2 밸브 디스크에 결합되는(Engaging) 제2 인터페이스(108); 및,
    상기 제2 인터페이스와 상기 피스톤 로드 사이에 배치되고, 상기 제2 인터페이스와 상기 제2 밸브 디스크를 상기 제 1 밸브 바디 쪽으로 향하게(Urging) 하는 스프링(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 쇽업소바는 상기 압력 튜브를 둘러싸는 저장 튜브(36)로서 상기 저장 튜브와 압력 튜브 사이에 저장 챔버(52)를 형성하는 상기 저장 튜브와, 상기 작동 챔버와 상기 저장 챔버 사이에 배치되는 베이스 밸브 어셈블리(38)를 추가로 포함하며,
    상기 베이스 밸브 어셈블리(38)는 :
    제 2 밸브 바디(120);
    상기 제 2 밸브 바디와 결합되는(Engaging) 제 1 유입 밸브 디스크(94);
    상기 제 1 유입 밸브 디스크와 결합되는(Engaging) 제 1 인터페이스(92); 및,
    상기 제 1 인터페이스와 상기 제 2 밸브 바디 사이에 배치되고, 상기 제 1 인터페이스와 상기 제 1 유입 밸브 디스크를 상기 제 2 밸브 바디 쪽으로 향하게(Urging) 하는 제 1 인터페이스 디스크(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소바.
    
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