KR101744303B1 - 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리를 개시한다.
본 발명은 고주파 모드 시에 항시 개방되어 있는 개방 유로를 통해서 감쇠력 제어를 구현하고, 저주파 모드 시 압력 쳄버의 압력 상승으로 인해서 가이드 어셈블리가 하방으로 이동하여 개방 유로를 차단하고 메인 유로에서만 감쇠 되도록 구성함으로써, 감쇠력 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리{PISTON VALVE ASSEMBLY OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 압력 및 주파수에 모두 감응하여 감쇠력을 구현함으로써 승차감 향상을 도모할 수 있도록 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저주파 모드 시 압력 쳄버의 압력 상승으로 인해서 가이드 어셈블리가 하방으로 이동하여 개방 유로를 차단하고 메인 유로에서만 감쇠력이 발생하도록 구성함으로써, 감쇠력 저하를 방지할 수 있는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 주행시 차축이 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 완충하여 승차감을 향상시키기 위한 완충장치가 설치되며, 이와 같은 완충장치의 하나로서 쇽업소버가 사용된다.

쇽업소버는 노면 상태에 따른 차량의 진동에 따라 작동하게 되며, 이때 쇽업소버의 작동속도에 따라, 즉 작동속도가 빠르거나 느림에 따라 쇽업소버에서 발생하는 감쇠력이 달라진다.

쇽업소버에서 발생하는 감쇠력 특성을 어떻게 조절하는가에 따라 차량의 승차감과 주행안정성을 제어할 수 있으므로, 차량의 설계시, 쇽업소버의 감쇠력 특성을 조절하는 것은 매우 중요하다.

이러한 점에서 기존의 주파수 감응형 쇽업소버나 압력 감응형 쇽업소버의 경우는 기능적으로 비슷한 작용 효과를 구현하는 밸브 구성을 하고 있지만, 압력 감응을 위한 부품 및 주파수 감응을 위한 부품이 각각 구비되어야 하므로, 부품 수가 그만큼 늘어나게 되고, 이에 따른 생산 원가의 상승은 불가피하다.

특히, 이러한 문제점은 전체적으로 피스톤 밸브 어셈블리 전체의 길이가 길어지게 되는 추가적인 문제점을 안고 있기 때문에 중소형 차량에 적용하기에는 많은 제약이 뒤따르게 되는 것이다.

특허출원 제10-2005-0106961호 특허출원 제10-2011-0087171호

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명은 고주파 모드 시에는 항시 개방되어 있는 개방 유로를 통해서 감쇠력 제어를 구현하고, 저주파 모드 시 압력 쳄버의 압력 상승으로 인해서 가이드 어셈블리가 하방으로 이동하여 개방 유로를 차단하고 메인 유로에서만 감쇠력이 발생하도록 구성함으로써, 감쇠력 저하를 효과적으로 방지할 수 있는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리는 실린더의 내부를 왕복 이동하는 피스톤 로드; 상기 피스톤 로드에 장착되고 복수의 압축 유로 및 인장 유로가 상하로 관통되며, 상기 실린더를 상, 하부 챔버로 구획하는 메인 피스톤; 상기 피스톤 로드에 장착되고 상기 메인 피스톤의 하부에 배치되며, 저면에 상기 피스톤 로드를 중심으로 링 형상의 제1 압력 챔버를 형성하는 압력 밸브; 상기 압력 밸브의 하방에 위치하며, 상면에 제2 압력 챔버를 형성하고, 고주파 모드 시 상기 제2 압력 챔버와 상기 하부 챔버를 연통시키는 개방 유로를 형성하는 하부 리테이너; 상기 피스톤 로드의 외주 면에 상하 길이 방향을 따라 상기 메인 피스톤의 상측으로부터 상기 하부 리테이너의 상측까지 형성되는 바이패스 유로; 및 상기 피스톤 로드에 장착되고 상기 압력 밸브와 상기 하부 리테이너 사이에 배치되어 상기 압력 밸브의 외주면 및 상기 압력 밸브의 저면을 감싸고, 고주파 모드 시 상기 압력 밸브 저면에 밀착되고, 저주파 모드 시 상기 하부 리테이너 측을 향하여 하강하면서 상기 개방 유로를 차단하여 상기 제2 압력 챔버와 상기 하부 챔버의 연통을 차단하는 가이드 어셈블리;를 포함한다.

본 발명의 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리는 바이패스 유로와 상기 제1 압력 챔버를 상호 연통하도록 상기 압력 밸브의 저면에 형성된 제1 오리피스; 및 상기 바이패스 유로와 상기 제2 압력 챔버를 상호 연통하도록 상기 하부 리테이너의 중심부에 형성된 제2 오리피스;를 더 포함한다.

리바운드 행정시(인장 행정시), 저주파 모드 시에 상기 바이패스 유로를 통해서 유입된 유량에 의해서 상기 제1 압력 챔버의 압력 상승하면, 그 압력 상승에 의해서 상기 가이드 어셈블리가 하강하여 상기 개방 유로를 차단하여, 상기 인장 유로에서만 감쇠력이 발생하도록 구성되며, 고주파 모드 시에 열려 있는 상기 개방 유로에서만 감쇠력이 발생하도록 구성된다.

상기 가이드 어셈블리는 상기 피스톤 로드가 중심을 관통하며, 외측 가장자리부는 상기 제1 압력 챔버의 외측 가장자리의 바깥쪽에 밀착되며, 상기 제1 압력 챔버와 상호 연통된 제1 오리피스를 통하여 상기 바이패스 유로로부터 상기 제1 압력 챔버로 유입되는 압력 유체의 유입량에 따라 탄성 변형을 허용하는 제1 디스크; 상기 피스톤 로드가 중심을 관통하며, 상기 제1 디스크와 동일한 형상으로 상기 제1 디스크의 하부에 이격하여 배치되고, 상기 제1 디스크의 탄성 변형에 연동하는 제2 디스크; 상기 피스톤 로드가 중심을 관통하며, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크 사이에 장착되어 상기 제1, 2 디스크를 일정 간격 이격시키는 제1 스페이서; 상기 피스톤 로드가 중심을 관통하며, 상기 제2 디스크 하부에 설치되는 제2 스페이서; 상기 제1 스페이서에 대응하는 두께를 지니고 내측 가장자리가 상기 제1, 2 디스크의 외측 가장자리 사이에 고정되는 링 형상의 링 받침 편; 상기 링 받침 편의 외측 가장자리를 따라 연장되어 상기 압력 밸브의 외주 면과 대면하는 가이드 벽; 및 상기 압력 밸브의 외주 면을 따라 함몰된 링 형상의 안착 홈에 끼움 결합되고, 상기 가이드 벽의 내주 면에 밀착 지지되는 오 링을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고주파 모드 시에 항시 개방되어 있는 개방 유로를 통해서 감쇠력 제어를 구현하고, 저주파 모드 시 압력 쳄버의 압력 상승으로 인해서 가이드 어셈블리가 하방으로 이동하여 개방 유로를 차단하고 메인 유로에서만 감쇠력이 발생하도록 구성함으로써, 감쇠력 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 단면 개념도
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리의 주파수 및 압력에 따른 거동을 나타낸 단면 개념도

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 단면 개념도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리의 주파수 및 압력에 따른 거동을 나타낸 단면 개념도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리는 실린더(700)의 내부를 왕복 이동하는 피스톤 로드(100)를 구비한다.

상기 피스톤 로드(100)에는 메인 피스톤(200)이 설치되는데, 상기 메인 피스톤(200)에는 복수의 압축 유로(201) 및 인장 유로(202)가 상하로 관통되며, 상기 실린더(700)를 상, 하부 챔버(701, 702)로 구획한다.

상기 피스톤 로드(100)에는 압력 밸브(300)가 장착된다. 압력 밸브(300)는 상기 메인 피스톤(200)의 하부에 배치된다. 압력 밸브(300) 저면에는 상기 피스톤 로드(100)를 중심으로 링 형상의 제1 압력 챔버(301)가 형성된다.

상기 피스톤 로드(100)에는 상면이 개방된 하부 리테이너(400)가 장착된다.
상기 하부 리테이너(400)는 상기 압력 밸브(300)의 하방에 배치된다.

상기 하부 리테이너(400)는 상면에 제2 압력 챔버(402)를 형성하고, 고주파 모드 시 상기 제2 압력 챔버(402)와 상기 하부 챔버(702)를 연통시키는 개방 유로(503)를 형성한다.

상기 피스톤 로드(100)의 외주 면에는 바이패스 유로(150)가 상하 길이 방향을 따라 상기 메인 피스톤(200)의 상측으로부터 상기 하부 리테이너(400)의 상측까지 복수로 형성된다.

상기 피스톤 로드(100)에는 가이드 어셈블리(500)가 장착된다. 가이드 어셈블리(500)는 피스톤 로드(100)에 장착되고, 상기 압력 밸브(300)와 상기 하부 리테이너(400) 사이에 배치되며, 상기 압력 밸브(300)의 외주면 및 상기 압력 밸브(300)의 저면을 감싸도록 구성된다.

고주파 모드 시 상기 압력 밸브(300) 저면에 밀착되고, 저주파 모드 시 상기 하부 리테이너 측을 향하여 하강하면서 상기 개방 유로(503)를 차단하여 상기 제2 압력 쳄버(402)와 상기 하부 쳄버(702)의 연통을 차단하도록 구성된다.

상기 바이패스 유로(150)와 상기 제1 압력 챔버(301)를 상호 연통하도록 상기 압력 밸브(300)의 저면에 제1 오리피스(801)가 형성된다.

상기 바이패스 유로(150)와 상기 제2 압력 챔버(402)를 상호 연통하도록 상기 하부 리테이너(400)의 중심부에 제2 오리피스(802)가 형성된다.

고주파 모드 시에는 열려 있는 상기 개방 유로(503)에서 감쇠력이 발생하도록 구성된다. 저주파 모드 시에, 상기 제1 압력 챔버(301)의 압력이 상승하면, 그 압력 상승에 의해서 상기 가이드 어셈블리(500)가 하강하여 상기 제1 오리피스(801)와 상기 개방 유로(503)를 차단하여, 상기 인장 유로(202)에서만 감쇠력이 발생하도록 구성된다.

상기 제2 오리피스(802)의 유로 단면적은 상기 제1 오리피스(801)의 유로 단면적보다 큰 것일 수 있다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 제1 디스크(511)를 구비한다. 상기 제1 디스크(511)는 상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통한다. 상기 제1 디스크(511) 외측 가장자리부는 상기 제1 압력 챔버(301)의 외측 가장자리의 바깥쪽에 밀착된다.

상기 제1 디스크(511)는 상기 제1 압력 챔버(301)와 상호 연통된 제1 오리피스(801)를 통하여 상기 바이패스 유로(150)로부터 상기 제1 압력 챔버(301)로 유입되는 압력 유체의 유입량에 따라 탄성 변형을 허용하도록 구성된다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 제2 디스크(512)를 구비한다. 상기 제2 디스크(512)는 상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통한다.

상기 제2 디스크(512)는 상기 제1 디스크(511)와 동일한 형상으로 상기 제1 디스크(511)의 하부에 이격되어 배치되고, 상기 제1 디스크(511)의 탄성 변형에 연동하도록 구성된다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 제1 스페이서(521)를 구비한다. 상기 제1 스페이서(521)는 상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통한다.

상기 제1 스페이서(521)는 상기 제1 디스크(511)와 상기 제2 디스크(512) 사이에 장착되어 상기 제1, 2 디스크(511, 512)를 일정 간격으로 이격시킨다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 제2 스페이서(522)를 구비한다. 상기 제2 스페이서(522)는 상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통하며, 제 2 디스크(512) 하측에 설치된다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 링 형상의 링 받침 편(530)을 구비한다. 상기 링 형상의 링 받침 편(530)은 상기 제1 스페이서(521)에 대응하는 두께를 지니고 내측 가장자리가 상기 제1, 2 디스크(521,522)의 외측 가장자리 사이에 고정된다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 가이드 벽(540)을 구비한다. 상기 가이드 벽(540)은 상기 링 받침 편(530)의 외측 가장자리를 따라 연장되어 상기 압력 밸브(300)의 외주 면과 대면하도록 설치된다.

상기 가이드 어셈블리(500)는 오 링(550)을 구비한다. 상기 오 링(550)은 상기 압력 밸브(530)의 외주 면을 따라 함몰된 링 형상의 안착 홈(300a)에 끼움 결합되고, 상기 가이드 벽(540)의 내주 면에 밀착 지지된다.

상기 제1 압력 챔버(301)의 체적은 상기 제2 압력 챔버(402)의 체적보다 크거나 같을 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리의 작동에 대하여 설명한다.

우선, 작은 진폭이 지속되는 고주파 모드 시에는, 도 2와 같이 피스톤 로드(100)의 바이패스 유로(150)를 통하여 유입된 압력 유체가 제1 오리피스(801)의 좁은 단면적으로 인하여 유입 저항이 발생하여 제1 압력 챔버(301)로는 유입되지 않아 제1 압력 챔버(301)의 압력 상승은 제한된다.

이후, 압력 유체는 제2 오리피스(801)를 통하여 제2 압력 챔버(402)로 유입되며, 유입된 압력 유체의 양이 증가하면 개방 유로(503)를 통해서 하부 챔버(702)측으로 열리면서 감쇠력을 구현하게 된다.

한편, 큰 진폭이 지속되는 저주파 모드 시에는, 도 3과 같이 제1 압력 챔버(301) 안에 충분한 압력 유체가 유입되면, 유입된 압력 유체의 자중 및 하방으로 작용하는 압력에 의하여 가이드 어셈블리(500)가 하강하게 된다.

이후, 가이드 어셈블리(500)는 하강하여 개방 유로(503)와 하부 챔버(702) 상호 간의 연통을 차단하여 상기 인장 유로(202)에서만 감쇠력을 구현하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고주파 모드 시에 항시 개방되어 있는 개방 유로를 통해서 감쇠력 제어를 구현하고, 저주파 모드 시 압력 쳄버의 압력 상승으로 인해서 가이드 어셈블리가 하방으로 이동하여 개방 유로를 차단하고 메인 유로에서만 감쇠 되도록 구성함으로써, 감쇠력 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

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

100: 피스톤 로드
150: 바이패스 유로
200: 메인 피스톤
201: 압축 유로
202: 인장 유로
300: 압력 밸브
301: 제1 압력 챔버
400: 하부 리테이너
402: 제2 압력 챔버
410: 제1 시트 부
420: 제2 시트 부
500: 가이드 어셈블리
503: 개방 유로
511: 제1 디스크
512: 제2 디스크
521: 제1 스페이서
522: 제2 스페이서
530: 링 받침 편
540: 가이드 벽
550: 오 링
700: 실린더
701, 702: 상, 하부 챔버
801: 제1 오리피스
802: 제2 오리피스

Claims (4)

1. 실린더(700)의 내부를 왕복 이동하는 피스톤 로드(100);
   상기 피스톤 로드(100)에 장착되고 복수의 압축 유로(201) 및 인장 유로(202)가 상하로 관통되며, 상기 실린더(700)를 상, 하부 챔버(701,702)로 구획하는 메인 피스톤(200);
   상기 피스톤 로드(100)에 장착되고 상기 메인 피스톤(200)의 하부에 배치되며, 저면에 상기 피스톤 로드(100)를 중심으로 링 형상의 제1 압력 챔버(301)를 형성하는 압력 밸브(300);
   상기 압력 밸브(300)의 하방에 위치하며, 상면에 제2 압력 챔버(402)를 형성하고, 고주파 모드 시 상기 제2 압력 챔버(402)와 상기 하부 챔버(702)를 연통시키는 개방 유로(503)를 형성하는 하부 리테이너(400);
   상기 피스톤 로드(100)의 외주 면에 상하 길이 방향을 따라 상기 메인 피스톤(200)의 상측으로부터 상기 하부 리테이너(400)의 상측까지 형성되는 바이패스 유로(150); 및
   상기 피스톤 로드(100)에 장착되고 상기 압력 밸브(300)와 상기 하부 리테이너(400) 사이에 배치되어 상기 압력 밸브(300)의 외주면 및 상기 압력 밸브(300)의 저면을 감싸고, 고주파 모드 시 상기 압력 밸브(300) 저면에 밀착되고, 저주파 모드 시 상기 하부 리테이너 측을 향하여 하강하면서 상기 개방 유로(503)를 차단하여 상기 제2 압력 챔버(402)와 상기 하부 챔버(702)의 연통을 차단하는 가이드 어셈블리(500);를 포함하는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 바이패스 유로(150)와 상기 제1 압력 챔버(301)를 상호 연통하도록 상기 압력 밸브(300)의 저면에 형성된 제1 오리피스(801); 및
   상기 바이패스 유로(150)와 상기 제2 압력 챔버(402)를 상호 연통하도록 상기 하부 리테이너(400)의 중심부에 형성된 제2 오리피스(802);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리.
3. 청구항 2에 있어서,
   리바운드 행정시, 저주파 모드 시에 상기 바이패스 유로(150)를 통해서 유입된 유량에 의해서 상기 제1 압력 챔버(301)의 압력 상승하면, 그 압력 상승에 의해서 상기 가이드 어셈블리(500)가 하강하여 상기 개방 유로(503)를 차단하여, 상기 인장 유로(202)에서만 감쇠력이 발생하도록 구성되며, 고주파 모드 시에 열려 있는 상기 개방 유로(503)에서만 감쇠력이 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드 어셈블리(500)는,
   상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통하며, 외측 가장자리부는 상기 제1 압력 챔버(301)의 외측 가장자리의 바깥쪽에 밀착되며, 상기 제1 압력 챔버(301)와 상호 연통된 제1 오리피스(801)를 통하여 상기 바이패스 유로(150)로부터 상기 제1 압력 챔버(301)로 유입되는 압력 유체의 유입량에 따라 탄성 변형을 허용하는 제1 디스크(511);
   상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통하며, 상기 제1 디스크(511)와 동일한 형상으로 상기 제1 디스크(511)의 하부에 이격하여 배치되고, 상기 제1 디스크(511)의 탄성 변형에 연동하는 제2 디스크(512);
   상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통하며, 상기 제1 디스크(511)와 상기 제2 디스크(512) 사이에 장착되어 상기 제1, 2 디스크(511,512)를 일정 간격 이격시키는 제1 스페이서(521);
   상기 피스톤 로드(100)가 중심을 관통하며, 상기 제2 디스크(512) 하측에 설치되는 제2 스페이서(522);
   상기 제1 스페이서(521)에 대응하는 두께를 지니고 내측 가장자리가 상기 제1, 2 디스크(521,522)의 외측 가장자리 사이에 고정되는 링 형상의 링 받침 편(530);
   상기 링 받침 편(530)의 외측 가장자리를 따라 연장되어 상기 압력 밸브(300)의 외주 면과 대면하는 가이드 벽(540); 및
   상기 압력 밸브(300)의 외주 면을 따라 함몰된 링 형상의 안착 홈(300a)에 끼움 결합되고, 상기 가이드 벽(540)의 내주 면에 밀착 지지되는 오 링(550);을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 피스톤 밸브 어셈블리.

Images