KR101450307B1 - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 내부를 왕복하는 피스톤 로드에 제1 피스톤과 파일럿 밸브와 제2 피스톤과 인장 리테이너가 순차적으로 결합되고, 제2 피스톤의 상측은 제1 피스톤에 내장되는 형태로 배치되며, 제1 피스톤에 형성된 제1 압력 챔버와, 제2 피스톤에 형성된 제2 압력 챔버와, 제1, 2 피스톤 사이에 형성된 제3 압력 챔버와, 인장 리테이너에 형성된 제4 압력 챔버에 의하여 극저속 구간으로부터 고속 구간에 이르기까지 감쇠력 저감을 통한 승차감의 향상이 가능함은 물론, 전체적인 가공부의 길이를 줄여 장치 전체의 컴팩트화 구현 및 원가 절감의 도모가 가능한 쇽업소버에 관한 것이다.

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극저속 구간으로부터 고속 구간에 이르기까지 감쇠력 저감을 통한 승차감의 향상이 가능함은 물론, 전체적인 가공부의 길이를 줄여 장치 전체의 컴팩트화 구현 및 원가 절감의 도모가 가능한 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로 쇽업소버는 차체 중량을 지지함과 동시에 노면으로부터 차체로 전해지는 진동을 억제, 감쇠하는 역할을 하는 것으로 승차감 향상, 적재화물의 보호 및 차량의 각 부품을 보호하는데 기여한다.

일반적으로, 쇽업소버는 작동유체(오일)가 충진된 실린더와, 차체 측에 연결되어 왕복하는 피스톤 로드와, 피스톤 로드의 하단에 결합되어 실린더 내에서 슬라이딩하고 작동유체의 흐름을 제어하는 피스톤 밸브를 구비한다.

이러한 기존의 쇽업소버는 피스톤 밸브에 의하여 실린더 내부에 하나의 유로가 형성되는데, 이러한 구조로는 유로 단면적을 증가시키기 힘들어 고속 구간에서의 감쇠력을 낮추는데는 한계가 있다.

또한, 이러한 기존의 쇽업소버는 블로오프 포인트(blow-off point)에서의 급격한 감쇠력 변화로 인하여 승차감이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 하나의 유로를 형성한 구조의 한계를 극복하기 위하여 두 개의 유로를 형성하는 피스톤 밸브를 채용한 쇽업소버가 공지되어 있다.

그러나, 이러한 두 개의 유로를 형성한 피스톤 밸브가 구비된 쇽업소버는 다수의 부품이 피스톤 밸브에 적층되므로, 가공부의 길이가 길어짐에 따른 장치의 전체적인 높이가 높아지는 문제점이 있다.

그리고, 두 개의 유로를 형성한 피스톤 밸브가 구비된 쇽업소버는 극저속 구간에서의 튜닝 인자가 부족하므로, 튜닝의 여지가 없다.

또한, 두 개의 유로를 형성한 피스톤 밸브가 구비된 쇽업소버는 피스톤 밸브의 압축 및 인장 유로를 형성하는 홀의 직경을 무한정 증대시킬 수 없으므로, 고속에서 디그레시브(degressive)한 특성을 구현하는데에도 한계가 있다.

특허출원 제10-2007-0049256호 특허출원 제10-2007-0067515호 일본공개특허 특개2010-38348

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 극저속 구간으로부터 고속 구간에 이르기까지 감쇠력 저감을 통한 승차감의 향상이 가능함은 물론, 전체적인 가공부의 길이를 줄여 장치 전체의 컴팩트화 구현 및 원가 절감의 도모가 가능한 쇽업소버를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 본 발명은, 실린더 내부를 왕복하는 피스톤 로드의 단부측에 결합되고, 상하로 관통되는 복수의 인장 유로에 의하여 형성되는 제1 압력 챔버를 구비하며, 하부측이 개방되어 상측으로 함몰된 내부 공간을 형성하는 제1 피스톤; 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 인장 유로의 하단부를 선택적으로 개폐하는 파일럿 밸브; 상기 피스톤 로드에 결합되고 상부측이 상기 내부 공간에 수용되어 상기 제1 피스톤의 하부에 배치되며, 복수의 상기 인장 유로와 각각 연결되는 연결 인장 유로가 상하로 관통되고, 상측이 개방되어 상기 내부 공간과 연통되는 제2 압력 챔버를 형성하는 제2 피스톤; 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 제2 피스톤의 하부에 배치되고 상기 연결 인장 유로와 각각 연결되는 연장 인장 유로에 의하여 형성되는 제4 압력 챔버를 구비하는 인장 리테이너; 및 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 인장 리테이너의 하부에 배치되고 상기 연장 인장 유로와 연통하여 형상 변형을 허용하면서 유로를 개폐하는 디스크 밸브 어셈블리;를 포함하고, 상기 제1 피스톤의 상하 방향을 따라 관통되는 복수의 압축 유로와 함께, 상기 내부 공간을 형성하는 상기 제1 피스톤의 내주면과 상기 제2 피스톤의 외주면 사이의 공간이 형성하는 제3 압력 챔버를 구비하며, 상기 제1 피스톤의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로 및 상기 인장 유로와 연통되는 유로를 개폐하는 인테이크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 쇽업소버는, 극저속 및 저속 구간에서 상기 제1 압력 챔버와, 상기 제2 압력 챔버 및 상기 연장 인장 유로를 상호 연결하는 작동 유로를 형성하며, 상기 실린더 내의 작동 유체는 상기 작동 유로를 거쳐 상기 디스크 밸브 어셈블리를 통과하면서 감쇠력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 디스크 밸브 어셈블리는, 가장자리를 따라 상기 연장 인장 유로와 연통되는 슬릿이 형성되어 상기 인장 리테이너의 하부측에 밀착 배치되는 디스크-S와, 상기 디스크-S의 하부측에 복수의 단위 디스크가 적층되어 이루어진 메인 디스크를 포함하며, 상기 쇽업소버는, 중속 및 고속 구간에서 상기 제1 압력 챔버와, 상기 제2 압력 챔버 및 상기 연장 인장 유로를 상호 연결하는 작동 유로를 형성하며, 상기 제1 압력 챔버의 압력이 상기 제2 압력 챔버보다 높아지면 상기 파일럿 밸브는 개방되면서 상기 제3 압력 챔버와 상기 실린더의 내부와 연결되는 바이패스 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 쇽업소버는, 상기 피스톤 로드의 단부측 외주면을 따라 상기 피스톤 로드의 직경보다 작게 단차지게 형성된 단차부와, 상기 단차부에 결합되어 상기 제1 피스톤의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로 및 상기 인장 유로와 연통되는 와셔를 더 포함하며, 상기 인테이크 밸브는 상기 단차부에 결합되어 상기 와셔의 하부와 상기 제1 피스톤의 상측에 배치되고, 상기 와셔와 연통하여 형상 변형을 허용하고, 상기 제1 피스톤과, 상기 파일럿 밸브와, 상기 제2 피스톤과, 상기 인장 리테이너와, 상기 디스크 밸브 어셈블리는 상기 단차부의 상하 방향을 따라 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쇽업소버는, 상기 피스톤 로드의 단부측에 결합되어 상기 제1 피스톤의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로 및 상기 인장 유로와 연통되는 와셔와, 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 와셔와 상기 인테이크 밸브 사이에 배치되고, 상기 인테이크 밸브의 형상 변형이 이루어지는 상하 길이를 제한하면서 상기 와셔와 상기 인테이크 밸브를 상호 이격시키는 스페이서를 더 포함하며, 상기 인테이크 밸브는 상기 피스톤 로드에 결합되어 상기 와셔의 하부와 상기 제1 피스톤의 상측에 배치되고, 상기 와셔와 연통하여 형상 변형을 허용하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 제1 피스톤에 의하여 제1 압력 챔버가 형성되고 파일럿 밸브를 내장한 제2 피스톤에 의하여 제2 압력 챔버가 형성되며, 제1, 2 피스톤 사이에 제3 압력 챔버가 형성되고, 인장 리테이너에 의하여 제4 압력 챔버를 형성함으로써 제1, 2, 3, 4 압력 챔버를 통하여 작동유체가 선택적으로 흐르도록 하여 극저속 구간으로부터 고속 구간에 이르기까지 원활하고 일정한 감쇠력 저감을 통한 승차감의 향상이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명은 제1 피스톤에 상측이 내장되는 형태로 적층된 제2 피스톤과 제1 피스톤 사이에 제3 압력 챔버가 형성되도록 함으로써 전체적인 가공부의 길이를 줄여 장치 전체의 높이가 낮아짐에 따른 장치의 컴팩트화 구현 및 원가 절감의 도모가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 전체적인 구성을 나타낸 단면 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 인장 행정시 극저속 및 저속 구간에서 작동 유체의 흐름을 나타낸 단면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 인장 행정시 중속 및 고속 구간에서 작동 유체의 흐름을 나타낸 단면 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 압축 행정시 작동 유체의 흐름을 나타낸 단면 개념도

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 전체적인 구성을 나타낸 단면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 실린더(800) 내의 피스톤 로드(700)에 제1 피스톤(100)과 파일럿 밸브(300)와 제2 피스톤(200)과 인장 리테이너(400)와 디스크 밸브 어셈블리(500)가 장착된 구조임을 파악할 수 있다.

제1 피스톤(100)은 실린더(800) 내부를 왕복하는 피스톤 로드(700)의 단부측에 결합되고, 상하로 관통되는 복수의 인장 유로(101)에 의하여 형성되는 제1 압력 챔버(C1)를 구비하며, 하부측이 개방되어 상측으로 함몰된 내부 공간을 형성하는 것이다.

파일럿 밸브(300)는 피스톤 로드(700)에 결합되어 내부 공간에 배치되고, 인장 유로(101)의 하단부를 선택적으로 개폐하는 것이다.

제2 피스톤(200)은 피스톤 로드(700)에 결합되고 상부측이 내부 공간에 수용되어 제1 피스톤(100)의 하부에 배치되며, 복수의 인장 유로(101)와 각각 연결되는 연결 인장 유로(201)가 상하로 관통되고, 상측이 개방되어 내부 공간과 연통되는 제2 압력 챔버(C2)를 형성하는 것이다.

여기서, 제3 압력 챔버(C3)는 제1 피스톤(100)의 상하 방향을 따라 관통되는 복수의 압축 유로(102)와 함께, 내부 공간을 형성하는 제1 피스톤(100)의 내주면과 제2 피스톤(200)의 외주면 사이의 공간이 형성하는 것임을 알 수 있다.

인장 리테이너(400)는 피스톤 로드(700)에 결합되어 제2 피스톤(200)의 하부에 배치되고 연결 인장 유로(201)와 각각 연결되는 연장 인장 유로(401)에 의하여 형성되는 제4 압력 챔버(C4)를 구비하는 것이다.

디스크 밸브 어셈블리(500)는 피스톤 로드(700)에 결합되어 인장 리테이너(400)의 하부에 배치되고 연장 인장 유로(401)와 연통하여 형상 변형을 허용하면서 유로를 개폐하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 구성의 실시예를 적용할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

디스크 밸브 어셈블리(500)는 가장자리를 따라 연장 인장 유로(401)와 연통되는 슬릿(511)이 형성되어 인장 리테이너(400)의 하부측에 밀착 배치되는 디스크-S(510)와, 디스크-S(510)의 하부측에 복수의 단위 디스크(521)가 적층되어 이루어진 메인 디스크(520)를 포함한다.

쇽업소버(S)는 피스톤 로드(700)의 단부측 외주면을 따라 피스톤 로드(700)의 직경보다 작게 단차지게 형성된 단차부(701)를 더 구비한다.

그리고, 쇽업소버(S)는 단차부(701)에 결합되어 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 압축 유로(102) 및 인장 유로(101)와 연통되는 와셔(710)를 더 구비한다.

또한, 쇽업소버(S)는 단차부(701)에 결합되어 와셔(710)의 하부와 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 와셔(710)와 연통하여 형상 변형을 허용하면서 압축 유로(102) 및 인장 유로(101)와 연통되는 유로를 개폐하는 인테이크 밸브(720)를 더 포함한다.

여기서, 와셔(710)와, 인테이크 밸브(720)와, 제1 피스톤(100)과, 파일럿 밸브(300)와, 제2 피스톤(200)과, 인장 리테이너(400)와, 디스크 밸브 어셈블리(500)는 단차부(701)의 상하 방향을 따라 순차적으로 결합되는 것이다.

이때, 단차부(701)의 단부는 마감 와셔(740) 및 마감 너트(750)에 의하여 순차적으로 고정 마감된다.

또한, 단차부(701)에는 와셔(710)와 인테이크 밸브(720) 사이에 배치되고, 인테이크 밸브(720)의 형상 변형이 이루어지는 상하 길이를 제한하면서 와셔(710)와 인테이크 밸브(720)를 상호 이격시키는 스페이서(730)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 쇽업소버(S)는 인장 행정시 도 2와 같이 극저속 및 저속 구간에서 제1 압력 챔버(C1)와, 제2 압력 챔버(C2) 및 연장 인장 유로(401)를 상호 연결하는 작동 유로(D)를 형성한다.

따라서, 실린더(800) 내의 작동 유체는 작동 유로(D)를 거쳐 디스크 밸브 어셈블리(500)를 통과하면서 주된 감쇠력을 발생시키는 것이다.

또한, 쇽업소버(S)는 인장 행정시 도 3과 같이 중속 및 고속 구간에서도 도 2와 같은 작동 유로(D)를 형성하되, 제1 압력 챔버(C1)의 압력이 제2 압력 챔버(C2)보다 높아지면 파일럿 밸브(300)는 개방되면서 제3 압력 챔버(C3)와 실린더(800)의 내부와 연결되는 바이패스 유로(B)가 형성되는 것이다.

따라서, 바이패스 유로(B)는 제3 압력 챔버(C3) 중 압축 유로(102) 부분과 연결되면서 급격한 압력 강하를 방지함과 동시에 급격한 감쇠력 변화를 단계적이면서도 완만하게 이루어지도록 함으로써 파일럿 밸브(300)가 급격하게 닫히는 것도 방지할 수 있게 된다.

한편, 쇽업소버(S)는 압축 행정시 도 4와 같이 작동 유체가 제3 압축 챔버(C3)를 통하여 흐르는 압축 제1 작동 유로(F1)와, 제3 압축 챔버(C3)의 하부측으로부터 제1 압축 챔버(C1)를 통하여 흐르는 압축 제2 작동 유로(F2)가 형성됨으로써 극저속으로부터 고속 구간에 이르기까지 원활하고 일정하게 감쇠력을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 극저속 구간으로부터 고속 구간에 이르기까지 감쇠력 저감을 통한 승차감의 향상이 가능함은 물론, 전체적인 가공부의 길이를 줄여 장치 전체의 컴팩트화 구현 및 원가 절감의 도모가 가능한 쇽업소버를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 피스톤
101...인장 유로
102...압축 유로
200...제2 피스톤
201...연결 인장 유로
300...파일럿 밸브
400...인장 리테이너
401...연장 인장 유로
500...디스크 밸브 어셈블리
510...디스크-S
511...슬릿
520...메인 디스크
521...단위 디스크
700...피스톤 로드
701...단차부
710...와셔
720...인테이크 밸브
730...스페이서
740...마감 와셔
750...마감 너트
800...실린더
B...바이패스 유로
C1...제1 압력 챔버
C2...제2 압력 챔버
C3...제3 압력 챔버
C4...제4 압력 챔버
D...작동 유로
F1...압축 제1 작동 유로
F2...압축 제1 작동 유로

Claims (5)

1. 실린더(800) 내부를 왕복하는 피스톤 로드(700)의 단부측에 결합되고, 상하로 관통되는 복수의 인장 유로(101)에 의하여 형성되는 제1 압력 챔버(C1)를 구비하며, 하부측이 개방되어 상측으로 함몰된 내부 공간을 형성하는 제1 피스톤(100);
   상기 피스톤 로드(700)에 결합되어 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 인장 유로(101)의 하단부를 선택적으로 개폐하는 파일럿 밸브(300);
   상기 피스톤 로드(700)에 결합되고 상부측이 상기 내부 공간에 수용되어 상기 제1 피스톤(100)의 하부에 배치되며, 복수의 상기 인장 유로(101)와 각각 연결되는 연결 인장 유로(201)가 상하로 관통되고, 상측이 개방되어 상기 내부 공간과 연통되는 제2 압력 챔버(C2)를 형성하는 제2 피스톤(200);
   상기 피스톤 로드(700)에 결합되어 상기 제2 피스톤(200)의 하부에 배치되고 상기 연결 인장 유로(201)와 각각 연결되는 연장 인장 유로(401)에 의하여 형성되는 제4 압력 챔버(C4)를 구비하는 인장 리테이너(400); 및
   상기 피스톤 로드(700)에 결합되어 상기 인장 리테이너(400)의 하부에 배치되고 상기 연장 인장 유로(401)와 연통하여 형상 변형을 허용하면서 유로를 개폐하는 디스크 밸브 어셈블리(500);를 포함하고,
   상기 제1 피스톤(100)의 상하 방향을 따라 관통되는 복수의 압축 유로(102)와 함께, 상기 내부 공간을 형성하는 상기 제1 피스톤(100)의 내주면과 상기 제2 피스톤(200)의 외주면 사이의 공간이 형성하는 제3 압력 챔버(C3)를 구비하며,
   상기 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로(102) 및 상기 인장 유로(101)와 연통되는 유로를 개폐하는 인테이크 밸브(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 쇽업소버는,
   극저속 및 저속 구간에서 상기 제1 압력 챔버(C1)와, 상기 제2 압력 챔버(C2) 및 상기 연장 인장 유로(401)를 상호 연결하는 작동 유로(D)를 형성하며,
   상기 실린더(800) 내의 작동 유체는 상기 작동 유로(D)를 거쳐 상기 디스크 밸브 어셈블리(500)를 통과하면서 감쇠력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 디스크 밸브 어셈블리(500)는,
   가장자리를 따라 상기 연장 인장 유로(401)와 연통되는 슬릿(511)이 형성되어 상기 인장 리테이너(400)의 하부측에 밀착 배치되는 디스크-S(510)와,
   상기 디스크-S(510)의 하부측에 복수의 단위 디스크(521)가 적층되어 이루어진 메인 디스크(520)를 포함하며,
   상기 쇽업소버는,
   중속 및 고속 구간에서 상기 제1 압력 챔버(C1)와, 상기 제2 압력 챔버(C2) 및 상기 연장 인장 유로(401)를 상호 연결하는 작동 유로(D)를 형성하며,
   상기 제1 압력 챔버(C1)의 압력이 상기 제2 압력 챔버(C2)보다 높아지면 상기 파일럿 밸브(300)는 개방되면서 상기 제3 압력 챔버(C3)와 상기 실린더(800)의 내부와 연결되는 바이패스 유로(B)가 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 쇽업소버는,
   상기 피스톤 로드(700)의 단부측 외주면을 따라 상기 피스톤 로드(700)의 직경보다 작게 단차지게 형성된 단차부(701)와,
   상기 단차부(701)에 결합되어 상기 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로(102) 및 상기 인장 유로(101)와 연통되는 와셔(710)를 더 포함하며,
   상기 인테이크 밸브(720)는 상기 단차부(701)에 결합되어 상기 와셔(710)의 하부와 상기 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 상기 와셔(710)와 연통하여 형상 변형을 허용하고,
   상기 제1 피스톤(100)과, 상기 파일럿 밸브(300)와, 상기 제2 피스톤(200)과, 상기 인장 리테이너(400)와, 상기 디스크 밸브 어셈블리(500)는 상기 단차부(701)의 상하 방향을 따라 순차적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 쇽업소버는,
   상기 피스톤 로드(700)의 단부측에 결합되어 상기 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 상기 압축 유로(102) 및 상기 인장 유로(101)와 연통되는 와셔(710)와,
   상기 피스톤 로드(700)에 결합되어 상기 와셔(710)와 상기 인테이크 밸브(720) 사이에 배치되고, 상기 인테이크 밸브(720)의 형상 변형이 이루어지는 상하 길이를 제한하면서 상기 와셔(710)와 상기 인테이크 밸브(720)를 상호 이격시키는 스페이서(730)를 더 포함하며,
   상기 인테이크 밸브(720)는 상기 피스톤 로드(700)에 결합되어 상기 와셔(710)의 하부와 상기 제1 피스톤(100)의 상측에 배치되고, 상기 와셔(710)와 연통하여 형상 변형을 허용하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
   

Images