KR20120134783A

KR20120134783A - 쇽업소버의 밸브 구조

Info

Publication number: KR20120134783A
Application number: KR1020110053942A
Authority: KR
Inventors: 유춘성
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-12

Abstract

본 발명은 쇽업소버 내의 메인 피스톤 밸브 어셈블리 및 보조 피스톤 밸브 어셈블리가 단계적으로 유로를 개방함으로써 유로를 복수로 나누어 작동유체의 압력이 일정하게 증가되도록 하여 피스톤 로드의 왕복 속도, 특히 저속에서 중속으로 변하는 구간에서 발생되는 블로우 오프를 포함한 승차감 저해 요인을 최소화하여 승차감 및 조정안정성을 향상시키기 위한 구조임을 알 수 있다.

Description

쇽업소버의 밸브 구조{VALVE STRUCTURE OF SHOCK ABSORBER}

본 발명은 쇽업소버의 밸브 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피스톤이 압축과 인장을 반복하는 왕복 속도가 빨라짐에 따라 단계적으로 유로를 개방하여 블로우 오프를 저감하여 승차감과 조정안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 쇽업소버의 밸브 구조에 관한 것이다.

쇽업소버는 일반적으로 노면 상태에 따른 차량의 진동에 따라 작동하며, 쇽업소버의 작동속도가 빠르거나 느림에 따라 쇽업소버에서 발생하는 감쇠력이 달라진다.

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

종래의 쇽업소버에 장착된 피스톤 밸브는 단일 유로를 사용하여 고속, 중속, 및 저속에서 일정한 감쇠특성을 가지도록 설계되어 있으므로, 저속에서의 감쇠력을 낮춤으로써 승차감 개선을 도모하고자 할 경우 중속 및 고속에서의 감쇠력까지 영향을 미칠 수 있다.

특히, 저속에서 중속으로 변하는 경우는 블로우 오프(Blow-off)가 발생하므로, 승차감을 저해하는 요인 중 하나로 작용하는 것이다.

이와 같이 피스톤의 속도 변화에 따라서만 변경되는 감쇠력은 다양한 노면 상태에 따라 동일한 감쇠력을 발생시키므로, 승차감과 조정안정성을 동시에 만족시키는 것은 대단히 어렵다.

따라서, 피스톤의 속도 변화에 따라 감쇠력이 가변하여 블로우 오프와 같은 현상을 저감하면서 차량의 승차감과 조정안정성을 동시에 만족할 수 있는 쇽업소버의 밸브 구조에 대한 연구 개발이 지속적으로 이루어질 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 피스톤이 압축과 인장을 반복하는 왕복 속도가 빨라짐에 따라 단계적으로 유로를 개방하여 블로우 오프를 저감하여 승차감과 조정안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 쇽업소버의 밸브 구조를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 작동유체가 충진된 실린더와 실린더에 내장되어 실린더의 길이 방향을 따라 왕복하는 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버와, 피스톤 로드의 일측에 장착되어 실린더를 상부 챔버 및 하부 챔버로 양분하고 피스톤 로드의 왕복에 연동하면서 피스톤 로드의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 메인 피스톤 밸브 어셈블리와, 메인 피스톤 밸브 어셈블리의 하부에 고정되며 내부 공간이 형성된 하우징의 내부 공간과 상부 챔버 및 하부 챔버와 상호 연통되도록 피스톤 로드의 내부에 형성되는 연결통로를 포함하며, 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 피스톤 로드의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 보조 피스톤 밸브 어셈블리를 포함하며, 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라짐에 따라 보조 피스톤 밸브 어셈블리와 메인 피스톤 밸브 어셈블리가 순차적으로 개방되면서 블로우 오프를 저감시키는 구조에 따른 실시예의 적용이 가능하다.

여기서, 메인 피스톤 밸브 어셈블리는 쇽업소버의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 압축 통로 및 쇽업소버의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 리바운드 통로가 형성된 메인 피스톤 본체와, 메인 피스톤 본체의 상부에 배치되어 메인 압축 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 메인 압축 밸브 수단과, 메인 피스톤 본체의 하부에 배치되어 메인 리바운드 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 메인 리바운드 밸브 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 보조 피스톤 밸브 어셈블리는 메인 피스톤 밸브 어셈블리의 하부에 고정되며 내부 공간이 형성된 하우징과, 하우징의 내부 공간과 상부 챔버 및 하부 챔버와 상호 연통되도록 피스톤 로드의 내부에 형성되는 연결통로를 더 포함하는 실시예의 적용이 가능하다.

그리고, 보조 피스톤 밸브 어셈블리는 구체적으로 쇽업소버의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 압축 통로 및 쇽업소버의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 리바운드 통로가 형성되며 피스톤 로드의 연결 통로를 통하여 하부 챔버와 연통되는 보조 피스톤 본체와, 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되어 보조 압축 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 보조 압축 밸브 수단과, 보조 피스톤 본체의 하부에 배치되어 보조 리바운드 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 보조 리바운드 밸브 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 보조 압축 밸브 수단은 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되고 보조 압축 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와, 슬릿 디스크의 상면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 보조 피스톤 본체의 상부측으로 상승하는 탄성 변형을 허용하는 스프링을 포함하며, 작동유체는 최초에 슬릿을 통과하고, 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 스프링의 가장자리를 보조 피스톤 본체의 상부로 밀어 올리는 실시예의 적용이 가능하다.

이때, 보조 리바운드 밸브 수단은 보조 피스톤 본체의 하부에 배치되고 보조 리바운드 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와, 슬릿 디스크의 하면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 보조 피스톤 본체의 하부측으로 하강하는 탄성 변형을 허용하는 스프링을 포함하며, 작동유체는 최초에 슬릿을 통과하고, 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 스프링의 가장자리를 보조 피스톤 본체의 하부로 밀어 내리는 실시예의 적용이 가능하다.

또한, 보조 압축 밸브 수단은 전술한 실시예 외에도 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되고 보조 압축 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와, 슬릿 디스크의 상면에 장착되어 슬릿 디스크를 보조 피스톤 본체에 밀착되게 지지하고 작동유체의 압력에 의하여 수축하는 탄성 변형을 허용하는 코일 스프링을 포함하며, 작동유체는 최초에 슬릿을 통과하고, 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 슬릿 디스크의 가장자리를 보조 피스톤 본체의 상부로 밀어 올리는 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 실린더 내부에서 왕복하는 피스톤 로드의 왕복 속도가 빨라짐에 따라 보조 피스톤 밸브 어셈블리와 메인 피스톤 밸브 어셈블리가 단계적으로 유로를 개방하면서 저속에서 중속으로 변환될 때 발생할 수 있는 블로우 오프를 최소화할 수 있다.

따라서, 전술한 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조에 의하여 승차감과 조정안정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조를 나타낸 단면 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조로부터 작동 상태를 나타낸 단면 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조에 있어서 주요부인 보조 피스톤 밸브 어셈블리의 구조를 나타낸 부분 단면 개념도

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조를 나타낸 단면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 쇽업소버(100) 내의 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200) 및 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)가 단계적으로 유로를 개방함으로써 유로를 복수로 나누어 작동유체의 압력이 일정하게 증가되도록 하여 피스톤 로드(120)의 왕복 속도, 특히 저속에서 중속으로 변하는 구간에서 발생되는 블로우 오프를 포함한 승차감 저해 요인을 최소화하기 위한 구조임을 알 수 있다.

쇽업소버(100)는 작동유체가 충진된 실린더(110)와, 실린더(110)에 내장되어 실린더(110)의 길이 방향을 따라 왕복하는 피스톤 로드(120)를 포함하는 것이다.

그리고, 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)는 피스톤 로드(120)의 일측에 장착되어 실린더(110)를 상부 챔버(111) 및 하부 챔버(112)로 양분하고, 피스톤 로드(120)의 왕복에 연동하면서 피스톤 로드(120)의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 역할을 수행한다.

또한, 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)는 피스톤 로드(120)의 타단부에 장착되어 피스톤 로드(120)의 왕복에 연동하면서 피스톤 로드(120)의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되어 감쇠력을 변화시키는 역할을 수행한다.

즉, 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)와 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)는 피스톤 로드(120)의 하단부측을 향하여 연달아 장착된다.

여기서, '상단부' 및 '하단부'는 도면의 상부 및 하부를 각각 가리킨다.

피스톤 로드(120)의 상단부는 특별히 도시하지 않았으나, 로드 가이드 및 오일 씰에 미끄럼 운동 가능한 동시에 액밀적으로 관통하여 실린더(110)의 외부로 연장된다.

여기서, 피스톤 로드(120)는 왕복 속도가 점차 빨라짐에 따라 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)와 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)가 순차적으로 개방되면서 블로우 오프 등 승차감을 저해하는 요인을 최소화, 즉 감쇠력의 변화 곡선을 그래프상에 나타낸다고 가정할 때 블로우 오프가 발생하는 시점에서의 심한 상하 편차를 줄여 부드러운 감쇠력 변화 곡선을 그릴 수 있도록 감쇠력을 변화시키는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능하다.

메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)는 전술한 바와 같이 피스톤 로드(120)의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 것으로, 메인 피스톤 본체(210)와 메인 압축 밸브 수단(220)과 메인 리바운드 밸브 수단(230)을 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

메인 피스톤 본체(210)는 쇽업소버(100)의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 압축 통로(212) 및 쇽업소버(100)의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 리바운드 통로(214)가 형성된다.

메인 압축 밸브 수단(220)은 메인 피스톤 본체(210)의 상부에 배치되어 메인 압축 통로(212)를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 역할을 수행하는 것으로, 슬릿 디스크(222)와 스프링(224)을 포함하는 부재이다.

메인 리바운드 밸브 수단(230)은 메인 피스톤 본체(210)의 하부에 배치되어 메인 리바운드 통로(214)를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 것으로, 슬릿 디스크(232)와 스프링(234)을 포함하는 부재이다.

메인 압축 밸브 수단(220)의 슬릿 디스크(222)는 메인 피스톤 본체(210) 상부에 배치되어 메인 압축 통로(212)에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드(120)의 외주면측을 향하여 슬릿(이하 미도시)이 형성된 부재이다.

스프링(224)은 슬릿 디스크(222) 상부에 복수로 적층된 디스크(223)로 이루어져 작동유체의 압력에 대하여 슬릿 디스크(222)와 함께 가장자리를 메인 피스톤 본체(210)의 상부측으로 밀어 올리는 탄성 변형을 허용하는 판 스프링과 같은 역할을 하는 부재이다.

메인 압축 밸브 수단(220)은 피스톤 로드(120)가 저속으로 왕복할 때는 전술한 슬릿 디스크(222)의 슬릿을 통하여 소량의 작동유체가 통과하게 되지만, 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 점차 증가함에 따라 작동유체가 통과하는 유량 또한 증가하게 되고, 이는 슬릿 디스크(222)의 면에 가해지는 압력 증가로 이어지게 된다.

따라서, 메인 압축 밸브 수단(220)은 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 중속 및 고속으로 증가하면 작동유체의 유량 증가에 수반하여 슬릿 디스크(222) 및 스프링(224)의 가장자리가 메인 피스톤 본체(210)의 상부측으로 밀어 올려지는 것이다.

메인 리바운드 밸브 수단(230)의 슬릿 디스크(232)는 메인 피스톤 본체(210) 하부에 배치되어 메인 리바운도 통로(214)에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드(120)의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 부재이다.

스프링(234)은 슬릿 디스크(232) 상부에 복수로 적층된 디스크(233)로 이루어져 작동유체의 압력에 대하여 슬릿 디스크(222)와 함께 가장자리를 메인 피스톤 본체(210)의 하부측으로 밀어 내리는 탄성 변형을 허용하는 판 스프링과 같은 역할을 하는 부재이다.

메인 리바운드 밸브 수단(230)은 피스톤 로드(120)가 저속으로 왕복할 때는 전술한 슬릿 디스크(232)의 슬릿을 통하여 소량의 작동유체가 통과하게 되지만, 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 점차 증가함에 따라 작동유체가 통과하는 유량 또한 증가하게 되고, 이는 슬릿 디스크(232)의 면에 가해지는 압력 증가로 이어지게 된다.

따라서, 메인 리바운드 밸브 수단(230)은 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 중속 및 고속으로 증가하면 작동유체의 유량 증가에 수반하여 슬릿 디스크(232) 및 스프링(234)의 가장자리가 메인 피스톤 본체(210)의 하부측으로 밀려 내려가는 것이다.

한편, 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)는 전술한 바와 같이 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)와 함께 피스톤 로드(120)의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 것으로, 연결통로(320)와 연통된 하우징(310) 내에 장착되는 것임을 파악할 수 있다.

하우징(310)은 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200), 즉 메인 피스톤 본체(210)의 하부에 고정되며 내부 공간(311)이 형성되고, 연결통로(320)는 하우징(310)의 내부 공간(311)과 상부 챔버(111) 및 하부 챔버(112)와 상호 연통되도록 피스톤 로드(120)의 내부에 형성되는 작동유체의 유로이다.

여기서, 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)는 하우징(310)에 장착되는 보조 피스톤 본체(330)의 상, 하부에 각각 보조 압축 밸브 수단(340)과 보조 리바운드 밸브 수단(350)이 장착된 구조임을 파악할 수 있다.

보조 피스톤 본체(330)는 쇽업소버(100)의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 압축 통로(332) 및 쇽업소버(100)의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 리바운드 통로(334)가 형성되며, 피스톤 로드(120)의 연결 통로(320)를 통하여 하부 챔버(112)와 연통되는 것이다.

보조 압축 밸브 수단(340)은 보조 피스톤 본체(330)의 상부에 배치되어 보조 압축 통로(332)를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 것으로, 슬릿 디스크(342)와 스프링(344)을 포함하는 부재이다.

보조 리바운드 밸브 수단(350)은 보조 피스톤 본체(330)의 하부에 배치되어 보조 리바운드 통로(334)를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 것으로, 슬릿 디스크(352)와 스프링(354)을 포함하는 부재이다.

보조 압축 밸브 수단(340)의 슬릿 디스크(342)는 보조 피스톤 본체(330)의 상부에 배치되고 보조 압축 통로(332)에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드(120)의 외주면측을 향하여 슬릿(이하 미도시)이 형성된 부재이다.

스프링(344)은 슬릿 디스크(342)의 상면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크(343)로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 보조 피스톤 본체(320)의 상부측으로 상승하는 탄성 변형을 허용하는 판 스프링과 같은 역할을 하는 부재이다.

보조 압축 밸브 수단(340)은 피스톤 로드(120)가 저속으로 왕복할 때는 전술한 슬릿 디스크(342)의 슬릿을 통하여 소량의 작동유체가 통과하게 되지만, 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 점차 증가함에 따라 작동유체가 통과하는 유량 또한 증가하게 되고, 이는 슬릿 디스크(342)의 면에 가해지는 압력 증가로 이어지게 된다.

따라서, 보조 압축 밸브 수단(340)은 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 중속 및 고속으로 증가하면 작동유체의 유량 증가에 수반하여 슬릿 디스크(342) 및 스프링(344)의 가장자리가 보조 피스톤 본체(330)의 상부측으로 밀어 올려지는 것이다.

여기서, 스프링(344)의 강성은 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224)에 비하여 다소 작게 함으로써 피스톤 로드(120)가 실린더(110) 내부를 왕복하는 과정에서 도 1의 하부측으로 하강하는 압축 행정시, 피스톤 로드(120)의 하강 속도가 점차 빨라지는 시점에서 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224)보다 먼저 탄성 변형을 허용하면서 작동유체의 통과유량을 증가시켜 블로우 오프를 저감한다는 원리이다.

물론, 피스톤 로드(120)가 빠른 속도로 왕복할 때 보조 압축 밸브 수단(340) 및 메인 압축 밸브 수단(220)이 순차적으로 그 유로를 개방하는 것을 육안으로 확인할 수는 없을 만큼 동시에 일어나는 것처럼 보일 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이 스프링(344)과 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224) 강성의 차이를 적절히 조절한 제품을 적용함으로써 다양한 노면 상태 및 운전 환경에 대응하여 차체에 진동 및 충격이 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있을 것이다.

보조 리바운드 밸브 수단(350)의 슬릿 디스크(352)는 보조 피스톤 본체(330)의 하부에 배치되고 보조 리바운드 통로(334)에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드(120)의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 부재이다.

스프링(354)은 슬릿 디스크(352)의 하면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크(353)로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 보조 피스톤 본체(330)의 하부측으로 하강하는 탄성 변형을 허용하는 판 스프링과 같은 역할을 하는 부재이다.

보조 리바운드 밸브 수단(350)은 피스톤 로드(120)가 저속으로 왕복할 때는 전술한 슬릿 디스크(352)의 슬릿을 통하여 소량의 작동유체가 통과하게 되지만, 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 점차 증가함에 따라 작동유체가 통과하는 유량 또한 증가하게 되고, 이는 슬릿 디스크(352)의 면에 가해지는 압력 증가로 이어지게 된다.

따라서, 보조 리바운드 밸브 수단(350)은 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 중속 및 고속으로 증가하면 작동유체의 유량 증가에 수반하여 슬릿 디스크(352) 및 스프링(354)의 가장자리가 보조 피스톤 본체(330)의 하부측으로 밀려 내려가는 것이다.

여기서, 스프링(354)의 강성은 메인 리바운드 밸브 수단(230)의 스프링(234)에 비하여 다소 작게 함으로써 피스톤 로드(120)가 실린더(110) 내부를 왕복하는 과정에서 도 1의 상부측으로 상승하는 리바운드 행정시, 피스톤 로드(120)의 상승 속도가 점차 빨라지는 시점에서 메인 리바운드 밸브 수단(230)의 스프링(234)보다 먼저 탄성 변형을 허용하면서 작동유체의 통과유량을 증가시켜 블로우 오프를 저감한다는 원리이다.

물론, 피스톤 로드(120)가 빠른 속도로 왕복할 때 보조 리바운드 밸브 수단(350) 및 메인 리바운드 밸브 수단(230)이 순차적으로 그 유로를 개방하는 것을 육안으로 확인할 수는 없을 만큼 동시에 일어나는 것처럼 보일 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이 스프링(354)과 메인 리바운드 밸브 수단(230)의 스프링(234) 강성의 차이를 적절히 조절한 제품을 적용함으로써 다양한 노면 상태 및 운전 환경에 대응하여 차체에 진동 및 충격이 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있을 것이다.

한편, 보조 압축 밸브 수단(340)은 도 2와 같이 코일 스프링(346)을 포함하는 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

즉, 보조 피스톤 본체(330) 및 보조 압축 밸브 수단(340)과 보조 리바운드 밸브 수단(350)은 공히 고정핀(390)에 의하여 일체로 고정되어지되, 보조 압축 밸브 수단(340)은 고정핀(390) 상단부의 걸림머리(392)에, 그리고 보조 리바운드 밸브 수단(350)은 고정핀(390) 상단부의 마감편(394)에 각각 고정된 구조임을 알 수 있다.

보조 리바운드 밸브 수단(350)의 구조는 도 1에 도시된 실시예와 동일하므로, 편의상 생략키로 한다.

보조 압축 밸브 수단(340)은 슬릿 디스크(342)와 코일 스프링(346)을 포함하는 구조이며, 슬릿 디스크(342)는 보조 피스톤 본체(330)의 상부에 배치되고 보조 압축 통로(332)에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 피스톤 로드(120)의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 부재이다.

코일 스프링(346)은 슬릿 디스크(342)의 상면에 장착되어 상단부는 걸림머리(392)에 고정되고 하단부는 슬릿 디스크(342)를 보조 피스톤 본체(330)에 밀착되게 지지하고 작동유체의 압력에 의하여 수축하는 탄성 변형을 허용하는 부재이다.

따라서, 보조 압축 밸브 수단(340)은 피스톤 로드(120)의 왕복 속도가 중속 및 고속으로 증가하면 작동유체의 유량 증가에 수반하여 코일 스프링(346)의 탄성 반발력을 초과하는 작동유체의 압력에 따라 수축하면서 슬릿 디스크(342)의 가장자리가 보조 피스톤 본체(330)의 상부측으로 밀어 올려지는 것이다.

여기서, 코일 스프링(346)의 강성은 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224)에 비하여 다소 작게 함으로써 피스톤 로드(120)가 실린더(110) 내부를 왕복하는 과정에서 도 1의 하부측으로 하강하는 압축 행정시, 피스톤 로드(120)의 하강 속도가 점차 빨라지는 시점에서 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224)보다 먼저 수축되는 탄성 변형을 허용하면서 작동유체의 통과유량을 증가시켜 블로우 오프를 저감한다는 원리이다.

그러나, 전술한 바와 같이 코일 스프링(346)과 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224) 강성의 차이를 적절히 조절한 제품을 적용함으로써 다양한 노면 상태 및 운전 환경에 대응하여 차체에 진동 및 충격이 직접적으로 전달되는 것을 방지할 수 있을 것이다.

이하, 도 3을 참고로 하여 간단히 본 발명의 일 실시예에 따른 쇽업소버의 밸브 구조로부터 피스톤 로드(120)의 압축 및 인장 행정을 포함한 왕복 운동에 따른 개폐 동작에 관하여 간단히 설명한다.

참고로, 도 3의 중심선에서 좌측은 피스톤 로드(120)의 왕복 운동중 리바운드 행정, 즉 피스톤 로드(120)가 실린더(110)의 상측으로 상승하는 경우의 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)와 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)의 거동을, 중심선의 우측은 피스톤 로드(120)의 왕복 운동중 압축 행정, 즉 피스톤 로드(120)가 실린더(110)의 하측으로 하강하는 경우의 경우의 메인 피스톤 밸브 어셈블리(200)와 보조 피스톤 밸브 어셈블리(300)의 거동을 각각 나타낸다.

도 3에 표기되지 않은 도면의 부호는 도 1 및 도 2를 참고로 하며, 도면상에서 일점 쇄선으로 표시된 화살표는 압축 행정시 작동유체의 유동 방향(C)을, 이점 쇄선으로 표시된 화살표는 리바운드 행정시 작동유체의 유동 방향(R)을 각각 나타낸다.

우선, 중심선을 기준으로 우측에 도시된 압축 행정에 관하여 설명한다.

피스톤 로드(120)가 저속 구간일 때는 도 1과 같이 보조 압축 밸브 수단(340)의 슬릿 디스크(342) 및 메인 압축 밸브 수단(220)의 슬릿 디스크(222)는 각각 보조 피스톤 본체(330) 및 메인 피스톤 본체(210) 상부측에 밀착된 상태를 유지하며, 메인 압축 통로(212) 및 보조 압축 통로(332)를 통한 작동유체의 유량 또한 소량일 것이다.

따라서, 작동유체는 각 슬릿 디스크(222, 342)의 슬릿을 통하여 상부 챔버(111)로 이동하게 된다.

이후, 피스톤 로드(120)가 중속 및 고속 구간일 때는 도 3과 같이 각 슬릿 디스크(222, 342)에 걸리는 작동유체의 압력이 증가하게 되고 각 슬릿 디스크(222, 342) 상부에 적층된 각 스프링(224, 344)은 탄성 변형을 허용하면서 각 슬릿 디스크(222, 342)와 각 스프링(224, 344)은 상부측으로 밀어 올려지게 된다.

이때, 보조 압축 밸브 수단(340)의 스프링(344)이 먼저 밀어 올려지고, 메인 압축 밸브 수단(220)의 스프링(224)이 뒤이어 밀어 올려지게 됨은 전술한 바와 같다.

한편, 중심선을 기준으로 좌측에 도시된 리바운드 행정에 관하여 설명한다.

피스톤 로드(120)가 저속 구간일 때는 도 1과 같이 보조 리바운드 밸브 수단(350)의 슬릿 디스크(352) 및 메인 리바운드 밸브 수단(230)의 슬릿 디스크(232)는 각각 보조 피스톤 본체(330) 및 메인 피스톤 본체(210) 하부측에 밀착된 상태를 유지하며, 메인 리바운드 통로(214) 및 보조 리바운드 통로(334)를 통한 작동유체의 유량 또한 소량일 것이다.

따라서, 작동유체는 각 슬릿 디스크(232, 352)의 슬릿을 통하여 하부 챔버(112)로 이동하게 된다.

이후, 피스톤 로드(120)가 중속 및 고속 구간일 때는 도 3과 같이 각 슬릿 디스크(232, 352)에 걸리는 작동유체의 압력이 증가하게 되고 각 슬릿 디스크(232, 352) 하부에 적층된 각 스프링(234, 354)은 탄성 변형을 허용하면서 각 슬릿 디스크(232, 352)와 각 스프링(234, 354)은 하부측으로 밀려 내려가게 된다.

이때, 보조 리바운드 밸브 수단(350)의 스프링(354)이 먼저 밀려 내려가고, 메인 리바운드 밸브 수단(230)의 스프링(234)이 뒤이어 밀어 올려지게 됨은 전술한 바와 같다.

이상과 같이 본 발명은 피스톤이 압축과 인장을 반복하는 왕복 속도가 빨라짐에 따라 단계적으로 유로를 개방하여 블로우 오프를 저감하여 승차감과 조정안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 쇽업소버의 밸브 구조를 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...쇽업소버 200...메인 피스톤 밸브 어셈블리
300...보조 피스톤 밸브 어셈블리

Claims

작동유체가 충진된 실린더와, 상기 실린더에 내장되어 상기 실린더의 길이 방향을 따라 왕복하는 피스톤 로드를 포함하는 쇽업소버;
상기 피스톤 로드의 일측에 장착되어 상기 실린더를 상부 챔버 및 하부 챔버로 양분하고, 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하면서 상기 피스톤 로드의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 메인 피스톤 밸브 어셈블리; 및
상기 메인 피스톤 밸브 어셈블리의 하부에 고정되며 내부 공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 상부 챔버 및 상기 하부 챔버와 상호 연통되도록 상기 피스톤 로드의 내부에 형성되는 연결통로를 포함하며 상기 피스톤 로드의 왕복에 연동하여 상기 피스톤 로드의 왕복 속도에 따라 개폐 조작되면서 감쇠력을 변화시키는 보조 피스톤 밸브 어셈블리;를 포함하며,
상기 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라짐에 따라 상기 보조 피스톤 밸브 어셈블리와 상기 메인 피스톤 밸브 어셈블리가 순차적으로 개방되면서 블로우 오프를 저감시키는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 피스톤 밸브 어셈블리는,
상기 쇽업소버의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 압축 통로 및 상기 쇽업소버의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 메인 리바운드 통로가 형성된 메인 피스톤 본체와,
상기 메인 피스톤 본체의 상부에 배치되어 메인 압축 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 메인 압축 밸브 수단과,
상기 메인 피스톤 본체의 하부에 배치되어 메인 리바운드 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 메인 리바운드 밸브 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 피스톤 밸브 어셈블리는,
상기 쇽업소버의 압축시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 압축 통로 및 상기 쇽업소버의 신장시 작동유체가 통과하는 하나 이상의 보조 리바운드 통로가 형성되며, 상기 피스톤 로드의 연결 통로를 통하여 상기 하부 챔버와 연통되는 보조 피스톤 본체와,
상기 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되어 보조 압축 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 보조 압축 밸브 수단과,
상기 보조 피스톤 본체의 하부에 배치되어 보조 리바운드 통로를 통과한 작동유체의 압력에 대항하여 감쇠력을 발생시키는 보조 리바운드 밸브 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 보조 압축 밸브 수단은,
상기 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되고 상기 보조 압축 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 상기 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와,
상기 슬릿 디스크의 상면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 상기 보조 피스톤 본체의 상부측으로 상승하는 탄성 변형을 허용하는 스프링을 포함하며,
작동유체는 최초에 상기 슬릿을 통과하고, 상기 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 상기 스프링의 가장자리를 상기 보조 피스톤 본체의 상부로 밀어 올리는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 보조 리바운드 밸브 수단은,
상기 보조 피스톤 본체의 하부에 배치되고 상기 보조 리바운드 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 상기 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와,
상기 슬릿 디스크의 하면에 순차적으로 적층되는 복수의 디스크로 이루어져 작동유체의 압력에 의하여 가장자리가 상기 보조 피스톤 본체의 하부측으로 하강하는 탄성 변형을 허용하는 스프링을 포함하며,
작동유체는 최초에 상기 슬릿을 통과하고, 상기 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 상기 스프링의 가장자리를 상기 보조 피스톤 본체의 하부로 밀어 내리는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 보조 압축 밸브 수단은,
상기 보조 피스톤 본체의 상부에 배치되고 상기 보조 압축 통로에 대응하는 위치에 각각 가장자리로부터 상기 피스톤 로드의 외주면측을 향하여 슬릿이 형성된 슬릿 디스크와,
상기 슬릿 디스크의 상면에 장착되어 상기 슬릿 디스크를 상기 보조 피스톤 본체에 밀착되게 지지하고 작동유체의 압력에 의하여 수축하는 탄성 변형을 허용하는 코일 스프링을 포함하며,
작동유체는 최초에 상기 슬릿을 통과하고, 상기 피스톤 로드의 왕복 속도가 점차 빨라지면 상기 슬릿 디스크의 가장자리를 상기 보조 피스톤 본체의 상부로 밀어 올리는 것을 특징으로 하는 쇽업소버의 밸브 구조.