KR20150128436A - 쇽업소버 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축과 인장 방향으로 구분하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 내튜브의 외주에 결합되며, 상기 내튜브의 내부로 연통되도록 연결유로가 상하에 각각 형성되는 보조챔버 및, 상기 보조챔버의 내부에서 상기 연결유로들을 분할하며, 상기 피스톤 밸브가 상기 연결유로들 간의 간격 내에서 압축과 인장 행정시 상기 연결유로들을 통해 출입하는 유체에 의해 진동하는 프리 피스톤을 포함한다.

Description

쇽업소버{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤 밸브의 압축 및 인장 행정 거리에 따라 감쇠력을 가변함으로써, 짐을 적재하지 않은 상태로 포장 노면을 주행하는 차량의 승차감 및 안락감을 확보할 수 있는 쇽업소버에 관한 것이다.

일반적으로, 쇽업소버는 노면으로부터의 진동을 억제하거나 감쇠하는 역할을 하며, 차체 또는 프레임과 휠 사이에 장착된 상태에서 차체의 상하방향 진동 에너지를 흡수한다.

이와 같은 쇽업소버 중에는, 내부튜브와 외부튜브로 구비되는 실린더와, 상기 내부튜브 내부에 왕복운동을 하는 피스톤 밸브와, 일단이 피스톤 밸브에 연결되고 타단이 실린더의 외부에 위치되는 피스톤 로드 및, 실린더의 말단에 설치되어 피스톤 밸브와 마주보는 바디 밸브 등으로 구성된다.

종래의 쇽업소버는, 노면의 입력에 일정한 감쇠력을 발휘하고 있으나, 최근 들어서는 작동 위치와 주파수 등에 따른 감쇠력 가변이 가능하도록 감쇠력 제어장치가 적용된 쇽업소버가 제시된 바 있다.

종래의 감쇠력 제어장치는, 솔레노이드(Solenoid Valve)에 전류를 인가하여, 스풀(Spool)의 위치를 조정함으로써, 감쇠력을 조절할 수 있는 방식 등을 사용한다.

그런데, 종래의 감쇠력 제어장치가 적용된 쇽업소버는 일반 쇽업소버에 비해 많은 전자부품(ECU, Sensor 등)이 적용되므로, 구조가 복잡하고 장치의 부피가 크기 때문에 장착의 어려움이 있었다.

본 발명과 관련 선행 문헌으로는 공개특허 제10-1995-0033174호(1995년 12월 22일)가 있으며, 상기 문헌에는 감쇠력 조절형 유압감쇠기가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 피스톤 밸브의 행정 거리에 따라 감쇠력을 가변함으로써, 차량의 승차감과 핸들링 성능을 동시에 확보할 수 있는 쇽업소버를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 보조챔버와 프리 피스톤을 실린더 내에 구성함으로써, 부피가 크지 않아 설치공간 확보와 장착의 용이성을 갖는 쇽업소버를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 쇽업소버는, 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축과 인장 방향으로 구분하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서, 상기 내튜브의 외주에 결합되며, 상기 내튜브의 내부로 연통되도록 연결유로가 상하에 각각 형성되는 보조챔버 및, 상기 보조챔버의 내부에서 상기 연결유로들을 분할하며, 상기 피스톤 밸브가 상기 연결유로들 간의 간격 내에서 압축과 인장 행정시 상기 연결유로들을 통해 출입하는 유체에 의해 진동하는 프리 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보조챔버는 상기 피스톤 밸브가 상기 연결유로들 간의 간격을 벗어나는 경우, 상기 내튜브의 압축 방향 또는 인장 방향에 함께 연통되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조챔버는 상기 저장부 내에서 상기 외튜브의 내주면과 이격 위치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조챔버의 상단과 하단에는 상기 연결유로들을 통해 유체가 원활히 출입할 수 있도록 상기 내튜브 방향으로 경사진 안내면이 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프리 피스톤은 상기 연결유로들이 상기 내튜브의 압축 방향 또는 인장 방향에 함께 연통되는 경우, 상기 연결유로들과 연결된 상기 보조챔버의 상실과 하실의 압력 균등에 의해 진동이 중지되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 보조챔버의 상실과 하실에는 상기 프리 피스톤의 양단을 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 각각 구비될 수 있다.

본 발명은 피스톤 밸브의 압축 및 인장 행정 거리에 따라 감쇠력을 가변함으로써, 짐을 적재하지 않은 상태로 포장 노면을 주행하는 차량의 승차감 및 안락감을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 보조챔버와 프리 피스톤을 실린더 내에 구성함으로써, 부피가 크지 않아 설치공간 확보와 장착이 용이한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 평단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브가 제1작동구간에서 제2작동구간의 압축챔버로 이동한 상태를 보여주기 위한 작동상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브가 제1작동구간에서 제2작동구간의 인장챔버로 이동한 상태를 보여주기 위한 작동상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브의 보조챔버 내에 탄성부재가 적용된 상태를 보여주기 위한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 쇽업소버를 보여주기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 쇽업소버는 실린더(10)와, 피스톤 밸브(20)와, 피스톤 로드(30)와, 저장실(40)과, 바디 밸브(50)와, 보조챔버(100)와, 프리 피스톤(200)을 포함한다.

먼저, 실린더(10)는 내부에 공간을 형성하는 내튜브(11)와, 상기 내튜브(11)는 외부에 구비되는 외튜브(12)로 구비된다.

상기 내튜브(11)는 내부에 공간을 형성하는 원통 형상을 가질 수 있으며, 상기 내튜브(11)의 내부에는 유체(오일 등)가 충전된다.

그리고, 상기 내튜브(11)의 내부는 후술 될 피스톤 밸브(20)에 의해 상측의 인장챔버(11b)와 하측의 압축챔버(11a)로 분할될 수 있다.

특히, 내튜브(11)의 내부에 피스톤 밸브(20)가 좁은 폭으로 행정하는 제1작동구간(A)이 형성된다.

그리고, 피스톤 로드(30)가 상기 제1작동구간(A)을 벗어나는 행정을 하는 제2작동구간(B)과 제3작동구간(C)이 제1작동구간의 양 방향에 형성된다.

상기 제1작동구간(A)은, 짐을 적재하지 않은 차량이 포장 노면을 주행하는 경우, 피스톤 밸브(20)가 좁은 폭으로 압축과 인장 행정을 하는 구간이다.

이처럼, 차량에 짐을 적재하지 않는 상태에서는 피스톤 로드(30)를 통해 피스톤 밸브(20)로 전달되는 충격이 크지 않기 때문에, 제1작동구간(A)을 벗어나지 않는 범위로 빠르게 압축과 인장 행정을 할 수 있다.

즉, 상기 제1작동구간(A)은 충격이 크게 전달되지 않는 포장 노면을 차량이 주행할 때 낮은 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

제2작동구간(B)과 제3작동구간(C)은, 짐을 적재한 차량이 포장 노면을 주행하는 경우에는, 피스톤 밸브(20)가 제1작동구간(A)보다 넓은 폭으로 압축과 인장 행정을 하는 구간이다.

이처럼, 차량에 짐을 적재한 상태에서는 피스톤 로드(30)를 통해 피스톤 밸브(20)로 전달되는 충격이 크기 때문에, 제1작동구간(A)을 벗어나는 범위로 압축과 인장 행정을 할 수 있다.

즉, 상기 제2작동구간(B)과 제3작동구간(C)은 충격이 크게 전달되는 포장 노면을 차량이 주행할 때 높은 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

외튜브(12)는, 상기 내튜브(11)의 외경에 더 큰 직경으로 설치되며, 상기 외튜브(12)는 상기 내튜브(11)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.

저장실(40)은, 상기 외튜브(12)와 내튜브(11)의 사이에 일정 간격으로 형성되고, 상기 저장실(40)은 바디 밸브(50)에 의해 압축챔버(11a)와 구분된다.

즉, 후술 될 피스톤 로드(30)가 압축 행정시 압축챔버(11a) 내의 유체가 바디 밸브(50)의 유로를 통해 저장실(40)로 이동될 수 있다.

또한, 외튜브(12)의 일단과 후술 될 피스톤 로드(30)의 일단은 차량의 차체측 또는 차륜측에 각각 연결되며, 이 상태에서 본 발명의 쇽업소버는 압축 및 인장 행정을 할 수 있다.

아울러, 상기 외튜브(12)의 하단에는 차체측 또는 차륜측에 연결하기 위한 별도의 결합부(미도시)가 설치될 수 있다.

피스톤 밸브(20)는, 내튜브(11)의 내부를 상하로 분할하며, 상기 피스톤 밸브(20)는 내튜브(11)의 내부에서 왕복 이동하면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.

예를 들어, 상기 피스톤 밸브(20)가 압축 행정을 하는 경우에는, 상부 인장챔버(11b)에 비해 하부 압축챔버(11a)의 압력이 상승한다.

이때, 상기 압축챔버(11a)의 압력 상승에 의해 상기 압축챔버(11a) 내에 충전된 유체가 유로를 통해 밸브 수단을 밀어 열면서 인장챔버(11b)로 이동한다.

반대로, 피스톤 밸브(20)가 인장 행정을 하는 경우에는, 상기한 동작과 역 방향으로 동작한다.

피스톤 로드(30)는, 일단이 상기 피스톤 밸브(20)에 결합되고, 타단이 외튜브(12)의 외부로 연장되어 차량의 차체측 또는 차륜측에 연결된다.

바디 밸브(50)는, 압축챔버(11a)의 하단에 설치되어, 상기 압축챔버(11a)와 저장실(40)을 구분한다.

이때, 상기 바디 밸브(50)의 유로를 통해 유체가 상방 또는 하방으로 이동하는데, 유체가 인장 및 압축 행정 방향으로 이동하는 과정에서의 저항력에 의한 감쇠력이 발생한다.

그리고, 상기 바디 밸브(50)의 상부와 하부에는 유로를 선택된 방향으로 개폐하기 위한 밸브 수단(미도시)이 구비된다.

예를 들어, 피스톤 로드(30)와 피스톤 밸브(20)가 압축 행정(도시한 방향에서 하강)시에는 상기 바디 밸브(50)의 유로를 통해 저장실(40)로 유체가 이동한다.

반대로, 피스톤 로드(30)와 피스톤 밸브(20)가 인장 행정(도시한 방향에서 상승)시에는 상기한 동작과 역방향으로 동작을 한다.

보조챔버(100)는, 내튜브(11)의 외주에 결합되며, 상기 내튜브(11)의 내부로 연통되도록 연결유로(110)가 상하에 각각 형성된다.

이때, 상하에 각각 형성된 상기 연결유로(110)들은 피스톤 밸브(20)가 작은 폭으로 진동하는 구간인 제1작동구간(A)의 범위를 결정한다.

여기서, 상기 연결유로(110)들은 보조챔버(100)의 상하게 위치되지만, 실질적으로 내튜브(11)에 형성된다.

즉, 상기 연결유로(110)들은 내튜브(11)의 내부(압축챔버 또는 인장챔버)와 보조챔버의 내부를 통해 유로가 양 방향으로 수 있는 통로의 역할을 한다.

이와 같은 상기 연결유로(110)는, 피스톤 밸브(20)의 위치에 따라 내튜브(10)의 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)에 각각 연결되거나 동시에 연결될 수 있다.

예를 들어, 도 1에서처럼 피스톤 밸브(20)가 연결유로(110)들 간의 간격 부위에 형성된 제1작동구간(A) 내에서 압축과 인장 행정을 하는 경우, 상기 연결유로(110)들은 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)에 각각 연결된다.

이처럼, 상기 연결유로(110)들이 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)에 각각 연결되는 경우, 후술 될 프리 피스톤(200)이 유체의 압력에 의해 압축과 인장 행정 방향으로 진동한다.

반면, 도 3과 도 4에서처럼 피스톤 밸브(20)가 연결유로(110)들 간의 간격을 벗어나는 제2작동구간(B)과 제3작동구간(C)으로 압축과 인장 행정을 하는 경우, 상기 연결유로(110)들은 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)에 동시에 연결된다.

이처럼, 상기 연결유로(110)들이 압축챔버(11a)와 인장챔버(11b)에 동시에 연결되는 경우, 유체의 이동이 상실되므로 후술 될 프리 피스톤(200)이 정지된다.

그리고, 상기 보조챔버(100)는 상기 저장부 내에서 상기 외튜브(12)의 내주면과 이격 위치될 수 있다.

이때, 상기 보조챔버(100)와 외튜브(12)의 내주면과 이루는 간격을 통해 유체가 저장실(40)의 상부로 이동할 수 있다.

또한, 상기 보조챔버(100)는 내튜브(11)의 외주에 원통 형상으로 결합되는 것이 바람직하나, 그 형상은 필요에 따라 다양한 형상으로 적용이 가능하다.

이 상태에서, 상기 보조챔버(100)와 내튜브(11)의 외주 사이에는 후술 될 프리 피스톤(200)에 의해 상실(12a)과 하실(12b)로 구분되는 공간이 형성된다.

아울러, 상기 보조챔버(100)의 상단과 하단에는 상기 내튜브(11) 방향으로 경사진 안내면(130)들이 각각 형성될 수 있다.

상기 안내면(130)들은, 상기 보조챔버(100)의 상실(12a)과 하실(12b)을 통해 유체가 원활히 출입할 수 있도록 이동 방향으로 안내하는 역할을 한다.

그리고, 상기 안내면(130)은 보조챔버(100)의 상부 또는 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 형태를 가질 수 있다.

즉, 상기 안내면(130)은 연결유로(110, 110') 방향으로 형성되므로, 보조챔버(100) 내의 유체가 연결유로(110, 110')로 용이하게 이동할 수 있다.

프리 피스톤(200)은, 보조챔버(100)의 내부에서 상하 방향으로 이동가능하게 설치된다.

여기서, 상기 프리 피스톤(200)은 내튜브(11)의 외주와 밀착된 상태로 결합될 수 있도록 중앙에 중공이 형성된 링 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 프리 피스톤(200)은 보조챔버(100)의 내부 공간을 상실(12a)과 하실(12b)로 구분한다.

이때, 상기 프리 피스톤(200)은 상실(120a)과 하실(120b)로 유입된 유체가 상호 교환되지 않도록 한다.

이를 위해, 상기 프리 피스톤(200)의 외주는 보조챔버(100)의 내주면과 긴밀하게 밀착되고, 상기 프리 피스톤(200)의 내주는 내튜브(11)의 외주와 긴밀하게 밀착된다.

이와 같은 상기 프리 피스톤(200)은, 피스톤 밸브(20)가 상기 제1작동구간(A) 내에서 행정시 연결유로(110, 110')들을 통해 상기 상실(12a)과 하실(12b)로 출입하는 유체의 압력에 의해 양 방향으로 진동한다.

그리고, 상기 프리 피스톤(200)은 상기 연결유로(110, 110')들이 상기 압축챔버(11a) 또는 상기 인장챔버(11b)에 모두 연통되는 경우, 상기 상실(12a)과 상기 하실(12b)의 압력균등에 의해 진동이 중지된다.

한편, 상기 상실(12a)과 상기 하실(12b)에는, 상기 프리 피스톤(200)의 상하를 탄성 지지하기 위한 탄성부재(300)가 각각 구비될 수 있다.

여기서, 상기 탄성부재(300)는 일정 압축 탄성력을 작용시키기 위한 코일 스프링 형태를 사용할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 피스톤 밸브(10)의 압축 및 인장 행정 거리에 따라 감쇠력을 가변함으로써, 짐을 적재하지 않은 상태로 포장 노면을 주행하는 차량의 승차감 및 안락감을 확보할 수 있다.

또한, 전기적인 제어 없이 프리 피스톤(200)의 기계적인 진동 주파수를 이용해 감쇠력을 가변함으로써, 구성이 단순하므로 제작 단가를 줄일 수 있고, 부피가 커지지 않아 설치공간 확보와 장착의 용이성을 갖는다.

지금까지 본 발명의 쇽업소버에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 실린더 11: 내튜브
11a: 압축챔버 11b: 인장챔버
12: 외튜브 20: 피스톤 밸브
30: 피스톤 로드 40: 저장실
50: 바디 밸브 100: 보조챔버
110: 연결유로 120a: 상실
120b: 하실 130: 안내면
200: 프리 피스톤 300: 탄성부재
A: 제1작동구간 B: 제2작동구간
C: 제3작동구간

Claims (6)

1. 유체가 충전되는 내튜브 및 외튜브와, 상기 내튜브 내에서 압축과 인장 방향으로 구분하는 피스톤 밸브와, 상기 내튜브와 상기 외튜브 사이의 저장실과 상기 압축챔버를 구분하는 바디 밸브를 갖는 쇽업소버에 있어서,
   상기 내튜브의 외주에 결합되며, 상기 내튜브의 내부로 연통되도록 연결유로가 상하에 각각 형성되는 보조챔버; 및
   상기 보조챔버의 내부에서 상기 연결유로들을 분할하며, 상기 피스톤 밸브가 상기 연결유로들 간의 간격 내에서 압축과 인장 행정시 상기 연결유로들을 통해 출입하는 유체에 의해 진동하는 프리 피스톤;을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조챔버는,
   상기 피스톤 밸브가 상기 연결유로들 간의 간격을 벗어나는 경우, 상기 내튜브의 압축 방향 또는 인장 방향에 함께 연통되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조챔버는,
   상기 저장부 내에서 상기 외튜브의 내주면과 이격 위치되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조챔버의 상단과 하단에는,
   상기 연결유로들을 통해 유체가 원활히 출입할 수 있도록 상기 내튜브 방향으로 경사진 안내면이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 프리 피스톤은,
   상기 연결유로들이 상기 내튜브의 압축 방향 또는 인장 방향에 함께 연통되는 경우, 상기 연결유로들과 연결된 상기 보조챔버의 상실과 하실의 압력 균등에 의해 진동이 중지되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 보조챔버의 상실과 하실에는,
   상기 프리 피스톤의 양단을 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버.

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