KR20160046798A - 주파수 의존형 수동 밸브를 갖는 쇽 업소버 - Google Patents

주파수 의존형 수동 밸브를 갖는 쇽 업소버 Download PDF

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KR20160046798A
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마크 노바지크
건터 비스만즈
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테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드
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Abstract

쇽 업소버는, 압력 튜브 내에 슬라이드 가능하게 배치되며 피스톤 로드에 부착되는 피스톤 조립체를 갖는 압력 튜브를 갖는다. 피스톤 조립체는 압력 튜브를 상부 작동 챔버 및 하부 작동 챔버로 나눈다. 피스톤 조립체는 스풀 밸브 조립체 및 피스톤 로드에 부착되는 하우징을 정의하는 피스톤 로드에 부착되는 주파수 의존형 밸브 조립체를 포함한다. 스풀 밸브 조립체는 스풀 밸브와, 피스톤 조립체를 우회하는 바이패스 통로를 통과하는 유체 유동을 제어하는 바이패스 밸브 조립체를 포함한다.

Description

주파수 의존형 수동 밸브를 갖는 쇽 업소버{SHOCK ABSORBER WITH FREQUENCY DEPENDENT PASSIVE VALVE}
본 발명은 자동차에 사용되는 장치와 같은 현가 장치에서의 사용에 적당한 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 리바운드 및 압축 스트로크 시 고주파 노면 입력(road input)에 대해 보다 부드러운 댐핑 특성을 제공하는 주파수 의존형 수동 밸브 시스템을 갖는 유압 댐퍼에 관한 것이다.
종래 기술의 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버는 작동 챔버 내에 슬라이드 가능하게 배치되는 피스톤을 갖는 작동 챔버를 정의하는 실린더를 포함하며, 피스톤은 실린더의 내부를 상부 및 하부 작동 챔버로 분리한다. 피스톤 로드는 피스톤에 연결되며 실린더의 일단으로부터 연장된다. 유압 댐퍼의 연장 또는 리바운드 스트로크 중 댐핑력을 발생시키는 제1 밸브 시스템이 포함되고, 유압 댐퍼의 압축 스트로크 중 댐핑력을 발생시키는 제2 밸브 시스템이 포함된다.
차량이 주행하는 노면으로부터의 입력의 주파수에 대하여 원하는 댐핑력을 발생시키기 위해 다양한 타입의 댐핑력 발생 장치가 개발되어 왔다. 이러한 주파수 의존형 선택적 댐핑 장치는 보다 높은 주파수 노면 입력에 대해 보다 부드러운 댐핑 특성을 갖는 능력을 제공한다. 이러한 보다 부드러운 댐핑 특성은 원치 않는 외란으로부터 차체를 보다 효과적으로 격리시킨다. 통상적으로, 이러한 주파수 의존형 댐핑 장치는 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버의 연장 또는 리바운드 이동 중에만 작동한다.
유압 댐퍼의 지속적인 개발은 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버의 연장/리바운드 이동 또는 압축 이동 시의 기능을 향상시키는 주파수 의존형 댐핑 장치의 개발을 포함한다.
본 발명은 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버의 리바운드 또는 압축 스트로크 시 부드러운 댐핑을 제공하는 주파수 의존형 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버를 갖는 기술을 제공한다. 부드러운 댐핑은 유압 댐퍼 또는 쇽 업소버의 연장/리바운드 스트로크 또는 압축 스트로크 시 보다 높은 주파수 노면 입력에 대해 제공된다.
본 발명의 추가적으로 적용 가능한 분야가 이하에서 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 예는, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하지만, 단지 예시를 목적으로 하며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다.
상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 의존형 댐핑 장치를 포함하는 쇽 업소버를 사용하는 자동차의 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 주파수 의존형 댐핑 장치 중 어느 것을 포함하는 모노튜브 쇽 업소버의 측단면도이다.
도 3은 쇽 업소버의 압축 스트로크 중 작동하는 주파수 의존형 댐핑 장치를 포함하는 도 1에 도시된 쇽 업소버의 피스톤 조립체를 도시하는 확대 측단면도이다.
도 4는 쇽 업소버의 연장 스트로크 중 작동하는 주파수 의존형 장치를 포함하는 도 1에 도시된 쇽 업소버의 피스톤 조립체를 도시하는 확대 측단면도이다.
도 5는 쇽 업소버의 연장 스트로크 중 작동하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 의존형 장치를 도시하는 확대 측단면도이다.
후술하는 바람직한 실시예의 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명, 그 적용 또는 용도를 한정하고자 하는 것이 아니다.
이제 복수의 도면에서 동일하거나 대응하는 부분에 동일한 참조 부호가 지정된 도면을 참조하면, 도 1에는, 전반적으로 참조 부호 10으로 지정된 본 발명에 따른 주파수 의존형 쇽 업소버를 갖는 현가 장치를 포함하는 차량이 도시되어 있다. 차량(10)은 후방 현가 장치(12)와, 전방 현가 장치(14)와, 바디(body)(16)를 포함한다. 후방 현가 장치(12)는 차량의 후방 휠(18)을 작동되게 지지하도록 구성되는 횡방향으로 연장되는 후방 차축 조립체(미도시)를 갖는다. 후방 차축 조립체는 한 쌍의 쇽 업소버(20) 및 한 쌍의 나선형 코일 스프링(22)에 의해 바디(16)에 작동되게 연결된다. 마찬가지로, 전방 현가 장치(14)는 차량의 전방 휠(24)을 작동되게 지지하기 위해 횡방향으로 연장되는 전방 차축 조립체(미도시)를 포함한다. 전방 차축 조립체는 제2 한 쌍의 쇽 업소버(26) 및 한 쌍의 나선형 코일 스프링(28)에 의해 바디(16)에 작동되게 연결된다. 쇽 업소버(shock absorber)(20, 26)는 차량(10)의 현가하 부분(즉, 각각의 전방 및 후방 현가 장치(12, 14)) 및 현가상 부분(즉, 바디(16))의 상대 운동을 감쇠하는 역할을 한다. 차량(10)이 전방 및 후방 차축 조립체를 갖는 승용차로서 도시되지만, 쇽 업소버(20, 26)는 다른 타입의 차량과 함께 또는 독립적인 전방 및/또는 독립적인 후방 현가 장치를 포함하는 차량과 같은 다른 타입의 응용처에 사용될 수 있다. 그리고, 본원에 사용되는 "쇽 업소버"라는 용어는 일반적으로 댐퍼를 지칭하는 것으로 여겨지며, 따라서, 맥퍼슨(MacPherson) 스트럿(strut)을 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 쇽 업소버(20)가 더 상세하게 도시된다. 도 2는 쇽 업소버(20)만을 도시하지만, 쇽 업소버(26)는 후술하는 쇽 업소버(20)용 피스톤 조립체도 포함하는 것으로 이해된다. 쇽 업소버(26)는 단지 차량(10)의 현가상 부분(sprung portion) 및 현가하 부분(unsprung portion)에 연결되도록 구성되는 방식에서 쇽 업소버(20)와 차이가 있다. 쇽 업소버(20)는 압력 튜브(30)와, 피스톤 조립체(32)와, 피스톤 로드(34)를 포함한다.
압력 튜브(30)는 유체 챔버(42)를 정의한다. 피스톤 조립체(32)는 압력 튜브(30) 내에 슬라이드 가능하게 배치되며, 유체 챔버(42)를 상부 작동 챔버(44) 및 하부 작동 챔버(46)로 나눈다. 씰(seal)(48)이 피스톤 조립체(32) 및 압력 튜브(30) 사이에 배치되어, 과도한 마찰력을 발생시키지 않고 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)를 밀봉하면서 피스톤 조립체(32)가 압력 튜브(30)에 대하여 슬라이딩 이동하도록 한다. 피스톤 로드(34)는 피스톤 조립체(32)에 부착되며, 상부 작동 챔버(44)를 통과하고 압력 튜브(30)의 상단을 폐쇄하는 상부 엔드 캡(50)을 통과하여 연장된다. 밀봉 시스템(52)이 상부 엔드 캡(50) 및 피스톤 로드(34) 사이의 경계면을 밀봉한다. 피스톤 조립체(32) 맞은편의 피스톤 로드(34)의 끝단은 차량(10)의 현가상 부분에 고정되도록 구성된다. 바람직한 실시예에서, 피스톤 로드(34)는 차량(10)의 바디(16) 또는 현가상 부분에 고정된다. 압력 튜브(30)는 유체로 채워지며, 차량의 현가하 부분으로의 부착을 위한 피팅(fitting)(54)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 피팅(54)은 차량의 현가하 부분에 고정된다. 그러므로, 차량의 현가 장치 이동은 압력 튜브(30)에 대한 피스톤 조립체(32)의 연장 또는 압축 이동을 일으킬 것이다. 피스톤 조립체(32) 내의 밸브는 압력 튜브(30) 내에서의 피스톤 조립체(32)의 이동 중 상부 작동 챔버(44) 및 하부 작동 챔버(46) 사이의 유체의 이동을 제어한다.
이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 피스톤 조립체(32)는 피스톤 로드(34)에 부착되며, 피스톤 바디(60)와, 압축 밸브 조립체(62)와, 연장 또는 리바운드 밸브 조립체(64)와, 도 3에 도시된 주파수 의존형 밸브 조립체(66) 또는 도 4에 도시된 주파수 의존형 밸브 조립체(266)를 포함한다. 피스톤 로드(34)는, 피스톤 조립체(32)의 나머지 부품을 장착하기 위한 숄더(shoulder)(70)를 형성하도록, 압력 튜브(30) 내에 배치된 피스톤 로드(34)의 끝단에 위치된 직경 감소부(68)를 포함한다. 압축 밸브 조립체(62)가 피스톤 바디(60) 및 숄더(70) 사이에 위치되고 리바운드 밸브 조립체(64)가 피스톤 바디(60) 및 피스톤 로드(34)의 나사산이 형성된 끝단(72) 사이에 위치된 상태에서, 피스톤 바디(60)는 직경 감소부(68)에 위치된다. 유지 너트(74)가 피스톤 로드(34)의 나사산이 형성된 끝단(72) 또는 직경 감소부(68)에 나사 수용되거나 슬라이드 이동되게 수용되어, 피스톤 바디(60), 압축 밸브 조립체(62) 및 연장 또는 리바운드 밸브 조립체(64)를 피스톤 로드(34)에 고정한다. 피스톤 바디(60)는 복수의 압축 유동 통로(76) 및 복수의 리바운드 유동 통로(78)를 정의한다.
압축 밸브 조립체(62)는 압축 밸브 플레이트(80)와, 밸브 정지부(valve stop)(82)와, 스프링(84)을 포함한다. 밸브 플레이트(valve plate)(80)는 피스톤 바디(60)에 인접하게 배치되어 복수의 압축 유동 통로(76)를 덮는다. 밸브 정지부(82)는 숄더(70)에 인접하게 배치되며, 스프링(84)은 밸브 플레이트(80) 및 밸브 정지부(82) 사이에 배치되어 피스톤 바디(60)에 대하여 밸브 플레이트(80)를 편향시킨다(bias). 쇽 업소버(20)의 압축 스트로크 중, 압축 유동 통로(76)를 통하여 밸브 플레이트(80)에 작용되는 유체 압력이 스프링(84)에 의해 제공되는 하중을 극복할 때까지, 유체 압력이 하부 작동 챔버(46) 내에 축적된다. 밸브 플레이트(80)가 피스톤 바디(60)로부터 멀어지게 이동하고, 스프링(84)을 압축하여 압축 유동 통로(76)를 개방하여 유체가 도 3의 화살표(86)로 도시된 바와 같이 하부 작동 챔버(46)로부터 상부 작동 챔버(44)로 유동하도록 한다.
리바운드 밸브 조립체(64)는 하나 이상의 밸브 플레이트(88)와, 스프링 시트(90)와, 스프링(92)을 포함한다. 밸브 플레이트(88)는 피스톤 바디(60)에 인접하게 배치되어 복수의 리바운드 유동 통로(78)를 덮는다. 스프링 시트(90)는 밸브 플레이트(88)에 바로 인접하게 배치된다. 스프링(92)은 스프링 시트(90) 및 유지 너트(74) 사이에 배치되어 밸브 플레이트(88)에 대하여 스프링 시트(90)를 편향시키고 피스톤 바디(60)에 대하여 밸브 플레이트(88)를 편향시킨다. 유지 너트(74)는 피스톤 로드(34)의 나사산이 형성된 끝단(72)에서 나사 결합되어, 스프링(92) 및 스프링 시트(90)를 사용하여 리바운드 유동 통로(78)를 폐쇄하기 위해 피스톤 바디(60)에 대하여 밸브 플레이트(88)를 유지한다. 쇽 업소버(20)의 연장 스트로크 중, 리바운드 유동 통로(78)를 통하여 밸브 플레이트(88)에 작용되는 유체 압력이 스프링(92)에 의해 제공되는 하중을 극복할 때까지, 유체 압력이 상부 작동 챔버(44) 내에 축적된다. 밸브 플레이트(88)가 피스톤 바디(60)로부터 멀어지게 이동하고, 스프링(92)을 압축하여 리바운드 유동 통로(78)를 개방하여 유체가 도 4의 화살표(94)로 도시된 바와 같이 상부 작동 챔버(44)로부터 하부 작동 챔버(46)로 유동하도록 한다.
이제 도 3을 참조하면, 주파수 의존형 밸브 조립체(66)가 도시된다. 주파수 의존형 밸브 조립체(66)는 압축 시에만 주파수 의존형 댐핑을 제공한다. 도 4는 리바운드(연장) 시에만 주파수 의존형 댐핑을 제공하는 쇽 업소버(20)용 주파수 의존형 밸브 조립체(266)를 도시한다. 주파수 의존형 밸브 조립체(66)는 하우징 조립체(110)와, 스풀 밸브 조립체(112)를 포함한다. 하우징 조립체(110)는 상부 하우징(114)과, 하부 하우징(116)을 포함한다. 상부 하우징(114)은 피스톤 로드(34)의 끝단에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다. 하부 하우징(116)은 상부 하우징(114)에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다.
스풀 밸브 조립체(112)는 스풀 밸브(120)와, 체크 밸브(122)와, 바이패스 밸브 조립체를 형성하는 경계면(interface)(124) 및 복수의 밸브 디스크(126)와, 유지 너트(128)와, 스프링 시트(130)와, 스프링(132)을 포함한다. 스풀 밸브(120)는 하우징 조립체(110)에 의해 정의되는 유체 캐비티(134) 내에 배치된다. 체크 밸브(122)는 밸브 시트(136) 및 밸브 플레이트(138)를 포함한다. 스풀 밸브(120)는 밸브 시트(136) 및 하우징 조립체(110) 내에 슬라이드 가능하게 배치된다.
경계면(124)이 스풀 밸브(120)에 대항하여 배치된다. 복수의 밸브 디스크(126)는 경계면(124)에 대항하여 배치된다. 유지 너트(128)는 경계면(124)에 나사 수용되거나 다른 방식으로 수용되어 복수의 밸브 디스크(126)를 경계면(124)에 유지한다. 스프링 시트(130)는 복수의 밸브 디스크(126)에 대항하여 배치되고, 스프링(132)은 하우징 조립체(110) 및 스프링 시트(130) 사이에 배치되어, 복수의 밸브 디스크(126)에 대하여 스프링 시트(130)를 편향시키고 경계면(124)에 대하여 복수의 밸브 디스크(126)를 편향시킨다.
도 3은 쇽 업소버(20)의 압축 스트로크 중의 유체 유동을 도시한다. 압축 스트로크 중, 화살표(86)로 도시된 바와 같이 스프링(84)이 압축되고 밸브 플레이트(80)가 피스톤 바디(60)로부터 떨어져 전체적으로 들어올려져 압축 유동 통로(76)를 완전히 개방시키는 지점까지 밸브 플레이트(80)에 작용하는 편향 하중(biasing load)이 증가할 때까지, 하부 작동 챔버(46) 및 압축 유동 통로(76) 내에서 유체 압력이 증가할 것이다. 압축 밸브 조립체(62)는 단단한 댐핑(firm damping) 특성을 갖는 수동 밸브 조립체이다.
압축 스트로크의 개시 시, 압축 밸브 조립체(62)의 개방 전에, 유체는 피스톤 바디(60), 압축 밸브 조립체(62) 및 리바운드 밸브 조립체(64)를 우회하는 화살표(200)로 도시된 바이패스 유로를 통하여 유동할 것이다. 유로(200)는 스풀 밸브(120) 내의 축방향 통로(140)를 통하여 하부 작동 챔버(46)로부터 경계면(124) 및 복수의 밸브 디스크(126)에 의해 정의된 바이패스 챔버(144) 내로 연장된다. 유로(200)는 복수의 밸브 디스크(126) 둘레에서 피스톤 로드(34)를 통하여 연장되는 축방향 유체 통로(146) 및 반경방향 통로(148) 내로 진행한다. 고주파 이동 중, 스풀 밸브(120)는 작은 거리만 이동한다. 이러한 작은 이동으로 인해, 스프링(132)에 의해 생성되는 예하중(preload)이 낮고, 바이패스 챔버(144) 내의 유체 압력이 복수의 밸브 디스크(126)를 쉽게 편향시켜, 피스톤 로드(34)를 통하여 상부 작동 챔버(44) 내로 연장되는 축방향 통로(146) 및 반경방향 통로(148)를 통과하는 유동을 나타내는 화살표(200)로 도시된 유동을 생성한다. 저주파 이동 중, 스풀 밸브(120)는 상당한 거리를 이동할 수 있다. 이러한 보다 큰 이동은 경계면(124)과, 복수의 밸브 디스크(126)와, 스프링 시트(130)를 이동시킬 것이다. 이러한 이동은 스프링(132)을 압축하여, 스프링(132)에 의해 생성되는 예하중과, 복수의 밸브 디스크(126)를 경계면(124)으로부터 분리시키는 데에 요구되는 유체 압력을 증가시킬 것이다. 스프링(132)에 의해 발생되는 하중이 증가됨에 따라, 화살표(200)로 도시된 유동이 감소하여 초기의 부드러운 댐핑 상태로부터 쇽 업소버(20)를 위한 단단한 댐핑 상태로의 매끄러운 천이(smooth transitio)를 제공할 것이다. 스풀 밸브(120)의 이동에 의한 유체 유동(200)의 느린 폐쇄는 매끄러운 천이를 제공할 것이다. 화살표(202)는 압축 스트로크 중 스풀 밸브(120)의 이동 중 유체 캐비티(134)로부터의 유체의 유동을 도시한다. 유체는 유체 캐비티(134)로부터 밸브 시트(136) 내의 조정 가능 오리피스(150)를 통하여 상부 작동 챔버(44)로 이어지는 반경방향 통로(148)로 이어지는 축방향 통로(146) 내로 유동한다. 압축 스트로크 중 스풀 밸브(120)의 이동 중 체크 밸브(122)는 폐쇄된 상태로 남게 되며, 리바운드 스트로크 중 반경방향 통로(148) 및 축방향 통로(146)를 통한 상부 작동 챔버(44)로부터 유체 캐비티(134) 내로의 유체의 복귀를 허용하도록 개방된다.
이제 도 4를 참조하면, 주파수 의존형 밸브 조립체(266)가 도시된다. 주파수 의존형 밸브 조립체(266)는 리바운드 시에만 주파수 의존형 댐핑을 제공한다. 주파수 의존형 밸브 조립체(266)는 하우징 조립체(310)와, 스풀 밸브 조립체(312)를 포함한다. 하우징 조립체(310)는 상부 하우징(314)과, 하부 하우징(316)을 포함한다. 상부 하우징(314)은 피스톤 로드(34)의 끝단에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다. 하부 하우징(316)은 상부 하우징(314)에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다.
스풀 밸브 조립체(312)는 스풀 밸브(320)와, 체크 밸브(322)와, 바이패스 밸브 조립체를 형성하는 경계면(324) 및 복수의 밸브 디스크(326)와, 유지 너트(328)와, 스프링 시트(330)와, 스프링(332)을 포함한다. 스풀 밸브(320)는 하우징 조립체(310)에 의해 정의되는 유체 캐비티(334) 내에 배치된다. 체크 밸브(322)는 밸브 시트(336) 및 밸브 플레이트(338)를 포함한다. 스풀 밸브(320)는 밸브 시트(336) 및 하우징 조립체(310) 내에 슬라이드 가능하게 배치된다. 밸브 시트(336)는 하부 하우징(316)에 의해 상부 하우징(314)에 고정되게 부착된다.
경계면(324)이 스풀 밸브(320)에 대항하여 배치된다. 복수의 밸브 디스크(326)는 경계면(324)에 대항하여 배치된다. 유지 너트(328)는 경계면(324)에 나사 수용되거나 다른 방식으로 수용되어 복수의 밸브 디스크(326)를 경계면(324)에 유지한다. 스프링 시트(330)는 복수의 밸브 디스크(326)에 대항하여 배치되고, 스프링(332)은 하우징 조립체(310) 및 스프링 시트(330) 사이에 배치되어, 복수의 밸브 디스크(326)에 대하여 스프링 시트(330)를 편향시키고 경계면(324)에 대하여 복수의 밸브 디스크(326)를 편향시킨다.
도 4는 쇽 업소버(20)의 리바운드 스트로크 중의 유체 유동을 도시한다. 리바운드 스트로크 중, 화살표(94)로 도시된 바와 같이 스프링(92)이 압축되고 밸브 플레이트(88)가 피스톤 바디(60)로부터 떨어져 전체적으로 들어올려져 리바운드 유동 통로(78)를 완전히 개방시키는 지점까지 밸브 플레이트(88)에 작용하는 편향 하중이 증가할 때까지, 상부 작동 챔버(44) 및 리바운드 유동 통로(78) 내에서 유체 압력이 증가할 것이다. 리바운드 밸브 조립체(64)는 단단한 댐핑 특성을 갖는 수동 밸브 조립체이다.
리바운드 스트로크 개시 시, 리바운드 밸브 조립체(64)의 개방 전에, 유체는 피스톤 바디(60), 압축 밸브 조립체(62) 및 리바운드 밸브 조립체(64)를 우회하는 화살표(300)로 도시된 유로를 통하여 유동할 것이다. 피스톤 로드(34)를 통하여 연장되는 반경방향 통로(148) 및 축방향 통로(146)를 통하여 유로(300)가 상부 작동 챔버(44)로부터 스풀 밸브(320) 내의 축방향 통로(340)를 통하여 경계면(324) 및 복수의 밸브 디스크(326)에 의해 형성되는 바이패스 챔버(344) 내로 연장된다. 유로(300)는 복수의 밸브 디스크(326) 주위에서 하부 하우징(316)의 개구를 통하여 하부 작동 챔버(46) 내로 진행한다. 고주파 이동 중, 스풀 밸브(320)는 작은 거리만 이동한다. 이러한 작은 이동으로 인해, 스프링(332)에 의해 생성되는 예하중이 낮고, 바이패스 챔버(344) 내의 유체 압력이 복수의 밸브 디스크(326)를 쉽게 편향시켜, 하부 하우징(316)을 통하여 연장되는 개구를 통하여 유동하는 화살표(300)로 도시된 유동을 생성한다. 저주파 이동 중, 스풀 밸브(320)는 상당한 거리를 이동할 수 있다. 이러한 보다 큰 이동은 경계면(324)과, 복수의 밸브 디스크(326)와, 스프링 시트(330)를 이동시킬 것이다. 이러한 보다 큰 이동은 스프링(332)을 압축하여, 스프링(332)에 의해 생성되는 예하중과, 복수의 밸브 디스크(326)를 경계면(324)으로부터 분리시키는 데에 요구되는 유체 압력을 증가시킬 것이다. 스프링(332)에 의해 발생되는 하중이 증가됨에 따라, 화살표(300)로 도시된 유동이 감소하여 초기의 부드러운 댐핑 상태로부터 쇽 업소버(20)를 위한 단단한 댐핑 상태로의 매끄러운 천이를 제공할 것이다. 스풀 밸브(320)의 이동에 의한 유체 유동(300)의 느린 폐쇄는 매끄러운 천이를 제공할 것이다. 화살표(302)는 리바운드 스트로크 중 스풀 밸브(320)의 이동 중 유체 캐비티(334)로부터의 유체의 유동을 도시한다. 유체는 유체 캐비티(334)로부터 밸브 시트(336) 내의 조정 가능 오리피스(350)를 통하여 하부 작동 챔버(46) 내로 유동한다. 리바운드 스트로크 중 스풀 밸브(320)의 이러한 이동 중 체크 밸브(322)는 폐쇄된 상태로 남게 되며, 압축 스트로크 중 하부 작동 챔버(46)로부터 유체 캐비티(334) 내로의 유체의 복귀를 허용하도록 개방된다.
이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 의존형 밸브 조립체(366). 주파수 의존형 밸브 조립체(366)는 도 5에 도시된 바와 같이 의존형 밸브 조립체(266)의 직접적인 대체물이다. 주파수 의존형 밸브 조립체(366)는 리바운드/연장 시에만 주파수 의존형 댐핑을 제공한다. 주파수 의존형 밸브 조립체(366)는 하우징 조립체(410)와, 스풀 밸브 조립체(412)를 포함한다. 하우징 조립체(410)는 상부 하우징(414)과, 하부 하우징(416)을 포함한다. 상부 하우징(414)은 피스톤 로드(34)의 끝단에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다. 하부 하우징(416)은 상부 하우징(414)에 나사 부착되거나 다른 방식으로 부착된다.
스풀 밸브 조립체(412)는 스풀 밸브(420)와, 체크 밸브(422)와, 경계면(424)과, 밸브 바디(426)와, 하나 이상의 심(shim) 디스크(428)와, 스프링(432)을 포함한다. 스풀 밸브(420)는 하우징 조립체(410)에 의해 정의되는 유체 캐비티(434) 내에 배치된다. 체크 밸브(422)는 밸브 시트(436) 및 밸브 플레이트(438)를 포함한다. 스풀 밸브(420)는 밸브 시트(436) 및 하우징 조립체(410) 내에 슬라이드 가능하게 배치된다. 밸브 시트(436)는 상부 하우징(414)에 고정되게 부착된다. 경계면(424)이 스풀 밸브(420)에 대항하여 배치된다. 밸브 시트(436)는 경계면(424)에 대항하여 배치된다. 스프링(432)은 하부 하우징(416) 및 밸브 바디(426) 사이에 배치되어 경계면(424)에 대하여 밸브 바디(426)를 편향시킨다. 하나 이상의 심 디스크는 스프링(432)의 편향 하중을 제어한다. 경계면(424), 밸브 바디(426) 및 스프링(432)은 바이패스 밸브 조립체를 형성한다.
도 5는 쇽 업소버(20)의 리바운드 스트로크 중의 유체 유동을 도시한다. 리바운드 스트로크 중, 화살표(94)로 도시된 바와 같이 스프링(92)이 압축되고 밸브 플레이트(88)가 피스톤 바디(60)로부터 떨어져 전체적으로 들어올려져 리바운드 유동 통로(78)를 완전히 개방시키는 지점까지 밸브 플레이트(88)에 작용하는 편향 하중이 증가할 때까지, 상부 작동 챔버(44) 및 리바운드 유동 통로(78) 내에서 유체 압력이 증가할 것이다. 리바운드 밸브 조립체(64)는 단단한 댐핑 특성을 갖는 수동 밸브 조립체이다.
리바운드 스트로크 개시 시, 리바운드 밸브 조립체(64)의 개방 전에, 유체는 피스톤 바디(60), 압축 밸브 조립체(62) 및 리바운드 밸브 조립체(64)를 우회하는 화살표(500)로 도시된 유로를 통하여 유동할 것이다. 피스톤 로드(34)를 통하여 연장되는 반경방향 통로(148) 및 축방향 통로(146)를 통하여 유로(500)가 상부 작동 챔버(44)로부터 스풀 밸브(420) 내의 축방향 통로(440)를 통하여 경계면(424) 및 밸브 바디(426)에 의해 형성되는 바이패스 챔버(444) 내로 연장된다. 유로(500)는 밸브 바디(426) 둘레에서 하부 하우징(416)의 적어도 하나의 개구를 통하여 하부 작동 챔버(46) 내로 진행한다. 고주파 이동 중, 스풀 밸브(420)는 작은 거리만 이동한다. 이러한 작은 이동으로 인해, 스프링(432)에 의해 생성되는 예하중이 낮고, 바이패스 챔버(444) 내의 유체 압력이 밸브 바디(426)를 경계면(424)으로부터 쉽게 분리시켜 하부 하우징(416)을 통하여 연장되는 하나 이상의 개구를 통하여 유동하는 화살표(500)로 도시된 유동을 생성한다. 저주파 이동 중, 스풀 밸브(420)는 상당한 거리를 이동할 수 있다. 이러한 보다 큰 이동은 경계면(424) 및 밸브 바디(426)를 이동시킬 것이다. 이러한 보다 큰 이동은 스프링(432)을 압축하여, 스프링(432)에 의해 생성되는 예하중과, 밸브 바디(426)를 경계면(424)으로부터 분리시키는 데에 요구되는 유체 압력을 증가시킬 것이다. 스프링(432)에 의해 발생되는 하중이 증가됨에 따라, 화살표(500)로 도시된 유동이 감소하여 초기의 부드러운 댐핑 상태로부터 쇽 업소버(20)를 위한 단단한 댐핑 상태로의 매끄러운 천이를 제공할 것이다. 스풀 밸브(420)의 이동에 의한 유체 유동(500)의 느린 폐쇄는 매끄러운 천이를 제공할 것이다. 화살표(502)는 리바운드 스트로크 중 스풀 밸브(420)의 이동 중 유체 캐비티(434)로부터의 유체의 유동을 도시한다. 유체는 유체 캐비티(434)로부터 밸브 플레이트(438) 내의 조정 가능 오리피스(550)를 통하여 하부 작동 챔버(46) 내로 유동한다. 리바운드 스트로크 시 스풀 밸브(420)의 이러한 이동 중 체크 밸브(422)는 폐쇄된 상태로 남게 되며, 압축 스트로크 중 하부 작동 챔버(46)로부터 유체 캐비티(434) 내로의 유체의 복귀를 허용하도록 개방된다.
본 발명의 설명은 본질적으로 단지 예시적이며, 이에 따라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 변형이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 여겨지지 않는다.

Claims (11)

  1. 유체 챔버를 정의하는 압력 튜브;
    상기 압력 튜브 내에 배치되며, 상기 유체 챔버를 상부 작동 챔버 및 하부 작동 챔버로 나누는 피스톤 조립체;
    상기 압력 튜브로부터 돌출되며, 상기 피스톤 조립체가 부착되는 피스톤 로드;
    상기 피스톤 로드에 부착되는 주파수 의존형 밸브 조립체를 포함하고,
    상기 주파수 의존형 밸브 조립체는,
    상기 피스톤 로드에 부착되며, 유체 캐비티를 정의하는 하우징;
    상기 유체 캐비티 내에 배치되며, 스풀 밸브 및 바이패스 밸브 조립체를 포함하는 스풀 밸브 조립체를 포함하며,
    상기 유체 캐비티 내에서의 상기 스풀 밸브의 이동은 상기 바이패스 밸브 조립체를 개방하는 데에 요구되는 유체 압력의 양을 제어하는, 쇽 업소버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 의존형 밸브 조립체는 상기 상부 작동 챔버로부터 상기 하부 작동 챔버로의 유체 유동을 제어하는, 쇽 업소버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 의존형 밸브 조립체는 상기 하부 작동 챔버로부터 상기 상부 작동 챔버로의 유체 유동을 제어하는, 쇽 업소버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 로드는 상기 상부 작동 챔버 및 상기 유체 캐비티 사이에서 연장되는 유체 통로를 정의하는, 쇽 업소버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스풀 밸브는 상기 상부 작동 챔버와 직접 유체 연통되는 유체 통로를 정의하는, 쇽 업소버.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스풀 밸브는 상기 하부 작동 챔버와 직접 유체 연통되는 유체 통로를 정의하는, 쇽 업소버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브 조립체는 경계면 및 밸브 디스크를 포함하며, 상기 주파수 의존형 밸브 조립체는 상기 경계면과 계합하도록 상기 밸브 디스크를 편향시키는 스프링을 더 포함하되, 바이패스 챔버가 상기 경계면 및 상기 밸브 디스크에 의해 정의되는, 쇽 업소버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스풀 밸브는 상기 바이패스 챔버와 유체 연통되는 유체 통로를 정의하는, 쇽 업소버.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스풀 밸브에 의해 정의되는 상기 유체 통로는 상기 하부 작동 챔버와 직접 연통되는, 쇽 업소버.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스풀 밸브에 의해 정의되는 상기 유체 통로는 상기 상부 작동 챔버와 직접 연통되는, 쇽 업소버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스풀 밸브는 상기 바이패스 밸브 조립체와 직접 유체 연통되는 유체 통로를 정의하는, 쇽 업소버.
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