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KR102603934B1 - 쇽 업소버 - Google Patents

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KR102603934B1
KR102603934B1 KR1020210149852A KR20210149852A KR102603934B1 KR 102603934 B1 KR102603934 B1 KR 102603934B1 KR 1020210149852 A KR1020210149852 A KR 1020210149852A KR 20210149852 A KR20210149852 A KR 20210149852A KR 102603934 B1 KR102603934 B1 KR 102603934B1
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KR
South Korea
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flow path
shock absorber
cylinder
piston rod
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KR1020210149852A
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English (en)
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KR20230064359A (ko
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백광덕
이승준
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
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Publication date
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Priority to DE102022128829.3A priority patent/DE102022128829A1/de
Priority to CN202211364063.6A priority patent/CN116066502A/zh
Priority to US18/051,877 priority patent/US12540653B2/en
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Abstract

본 발명의 쇽 업소버가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 충전된 실린더와 피스톤로드의 단부에 결합되어 실린더 내부를 인장챔버와 압축챔버로 구획하는 피스톤밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서, 실린더의 단부에 결합되고 연결유로가 마련되는 지지부재; 지지부재와 사이에 제1 가압챔버를 형성하고 상하로 관통 형성되는 제1 유로를 구비하는 제1 가이드부재; 제1 가이드부재와 사이에 제2 가압챔버를 형성하고 제2 가압챔버와 압축챔버를 연통시키는 제2 유로를 구비하는 제2 가이드부재; 피스톤밸브의 하단에 마련되어 피스톤로드의 하강 시 제2 가이드부재를 가압 가능하게 마련되는 개폐부재; 제1 가이드부재와 지지부재 사이에 마련되는 제1 탄성부재; 및 제1 가이드부재와 제2 가이드부재 사이에 마련되는 제2 탄성부재;를 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.

Description

쇽 업소버{SHOCK ABSORBER}
본 발명은 쇽 업소버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축 행정 시 노면으로부터 전달되는 충격량에 따라 단계적인 감쇠력을 구현할 수 있고, 극 저속으로 압축 행정 시 충격을 완충할 수 있어 승차감과 조정 안정성을 향상시킬 수 있는 쇽 업소버에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 주행시 차축이 노면으로부터 받는 충격이나 진동을 완충하여 승차감을 향상시키기 위한 완충장치가 설치되며, 이와 같은 완충장치의 하나로서 쇽 업소버가 사용된다.
쇽 업소버는 노면 상태에 따른 차량의 진동에 따라 작동하게 되며, 이때 쇽 업소버의 작동속도에 따라, 즉 작동속도가 빠르거나 느림에 따라 쇽 업소버에서 발생하는 감쇠력이 달라진다.
쇽 업소버에서 발생하는 감쇠력 특성을 어떻게 조절하는가에 따라 차량의 승차감과 주행안정성을 제어할 수 있으므로, 차량의 설계 시 쇽 업소버의 감쇠력 특성을 조절하는 것은 매우 중요하다.
이러한 쇽 업소버는 통상적으로, 작동유체(오일)가 충진된 실린더와, 차체 측에 연결되어 왕복하는 피스톤 로드와, 피스톤 로드의 하단에 결합되어 실린더 내에서 슬라이딩하고 작동 유체의 흐름을 제어하는 피스톤 밸브를 구비한다.
상기 피스톤 밸브는 단일 유로를 사용하여 고속, 중속 및 저속에서 일정한 감쇠특성을 가지도록 설계되어 있다. 다만, 이러한 피스톤 밸브는 극 저속으로 압축 행정하는 경우에는 감쇠력이 작용하기 어려운 구조를 가지고 있다.
또한, 피스톤 로드가 일정 스트로크 이상으로 압축 행정하는 경우를 위해 실린더를 일정 길이 이상 확보해야 할 필요성이 있고, 이는 쇽 업소버의 길이 및 부피가 과도하게 커지는 단점이 있다.
한국 공개특허 제10-2018-0083725호(2018. 07. 23)
본 실시 예는 일정 스트로크 이상으로 압축 행정 시 추가적인 감쇠력을 부가하여 장치의 길이와 부피가 과도하게 커지는 것을 방지하는 쇽 업소버를 제공하고자 한다.
본 실시 예는 일정 스트로크 이상으로 압축 행정 시 단계적인 감쇠력을 부가하여 차량의 승차감과 조정 안정성을 향상시킬 수 있는 쇽 업소버를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 유체가 충전된 실린더와, 피스톤로드에 결합되어 상기 실린더 내부를 인장챔버와 압축챔버로 구획하는 피스톤밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서, 상기 실린더의 단부에 결합되고 연결유로가 마련되는 지지부재; 상기 지지부재와 사이에 제1 가압챔버를 형성하고 상하로 관통 형성되는 제1 유로를 구비하는 제1 가이드부재; 상기 제1 가이드부재와 사이에 제2 가압챔버를 형성하고 상기 제2 가압챔버와 상기 압축챔버를 연통시키는 제2 유로를 구비하는 제2 가이드부재; 상기 피스톤로드의 단부에 결합되어 상기 피스톤로드의 하강 시 상기 제2 가이드부재를 가압 가능하게 마련되는 개폐부재; 상기 제1 가이드부재와 상기 지지부재 사이에 마련되는 제1 탄성부재; 및 상기 제1 가이드부재와 상기 제2 가이드부재 사이에 마련되는 제2 탄성부재;를 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제1 가이드부재는 외주면이 상기 실린더의 내주면에 밀착되고 중심부분에 상기 제1 유로가 마련되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제1 유로는 상기 제1 가이드부재의 중심부에 축방향으로 관통 형성되는 제1 메인유로와, 상기 제1 가이드부재의 저면에서 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되는 제1 슬릿유로를 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제2 가이드부재는 외주면이 상기 실린더의 내주면에 밀착되고 중심부에 상기 제2 유로가 마련되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제2 유로는 상기 제2 가이드부재의 중심부에 축방향으로 관통 형성되는 제2 메인유로와, 상기 제2 가이드부재의 상면에서 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되는 제2 슬릿유로를 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 개폐부재의 저면의 외경은 상기 제2 수직유로의 내경보다 크게 마련되되, 상기 제2 슬릿유로의 내경보다 작게 마련되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제1 탄성부재는 일측이 상기 제1 가이드부재의 저면에 마련되는 제1 홈부에 삽입되고, 타측이 상기 지지부재의 상면에 마련되는 제2 홈부에 삽입되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제2 탄성부재는 일측이 상기 제1 가이드부재의 상면에 마련되는 제1 돌출부에 결합되고, 타측이 상기 제2 가이드부재의 저면에 마련되는 제2 돌출부에 결합되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 실린더의 외측에 이격 배치되어 상기 실린더와 사이에 리저버 챔버를 구비하는 외튜브;를 더 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 지지부재의 하단에 결합되어 상기 연결유로와 상기 리저버 챔버를 연통시키며 감쇠력을 발생시키는 바디밸브;를 더 포함하는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제1 탄성부재의 탄성계수는 상기 제2 탄성부재의 탄성계수보다 크게 마련되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
상기 제1 탄성부재의 탄성계수는 상기 제2 탄성부재의 탄성계수보다 작게 마련되는 쇽 업소버가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버는 일정 스트로크 이상으로 압축 행정 시 추가적인 감쇠력을 부가하여 장치의 길이와 부피가 과도하게 커지는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버는 일정 스트로크 이상으로 압축 행정 시 단계적인 감쇠력을 부가하여 차량의 승차감과 조정 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버를 확대하여 나타내는 확대단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 일부를 나타내는 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 개폐부재와 제2 가이드부재를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제1 가이드부재의 저면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제1 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제2 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제3 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 9는 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버를 확대하여 나타내는 확대단면도이다.
도 10은 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제1 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 11은 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제2 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 12는 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제3 구간에서 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체의 동작을 나타내는 동작도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버를 확대하여 나타내는 확대단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 일부를 나타내는 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 개폐부재와 제2 가이드부재를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버의 제1 가이드부재의 저면을 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)는 유체가 충전되는 실린더(10) 내부를 왕복 이동하는 피스톤로드(30)와, 피스톤로드(30)에 장착되어 실린더(10) 내부를 인장챔버(11)와 압축챔버(12)로 구획하는 피스톤밸브(31)와, 실린더(10)의 단부에 결합되어 피스톤로드(30)의 변위에 따라 감쇠력을 변화시키는 밸브조립체(100)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)는 실린더(10)의 외측에 마련되어 리저버 챔버(21)가 형성되는 외튜브(20)와, 밸브조립체(100)의 하단에 결합되어 리저버 챔버(21)와 밸브조립체(100)를 연통시키며 감쇠력을 발생시키는 바디밸브(40)를 더 포함할 수 있다.
실린더(10)는 내부에 공간을 형성하는 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 실린더(10)의 내부에는 작동유체(오일)가 충전된다. 또한, 실린더(10)의 내부는 피스톤밸브(31)에 의해 하측의 압축챔버(12)와 상측의 인장챔버(11)로 구획될 수 있다.
피스톤로드(30)는 일단이 실린더(10)의 내부에 위치되고, 타단이 실린더(10)의 외부로 연장되어 차량의 차체(미도시) 또는 차륜 측에 연결된다. 이 때, 피스톤로드(30)의 일단에는 피스톤밸브(31)와 개폐부재(32)가 장착된다.
피스톤밸브(31)는 피스톤로드(30)에 관통 결합된 상태로 피스톤로드(30)와 함께 유체가 충전된 실린더(10)의 내부를 왕복 이동하도록 마련된다. 이 때, 피스톤밸브(31)는 압축 행정 또는 인장 행정 시 유체가 이동 가능하도록 적어도 하나 이상의 압축유로와 인장유로가 각각 상하로 관통 형성된다. 이러한 피스톤밸브(31)는 실린더(10) 내부에서 압축 행정 또는 인장 행정 시 유체를 압축챔버(12) 또는 인장챔버(11)로 유동시키면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.
밸브조립체(100)는 실린더(10)의 단부에 결합되어 피스톤로드(30)의 변위에 따라 감쇠력을 변화시키도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 밸브조립체는 피스톤밸브(31)의 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이에 따라 부가적인 감쇠력을 발생시킬 수 있다. 밸브조립체(100)에 대한 자세한 내용은 후술하도록 한다.
바디밸브(40)는 밸브조립체(100)의 하단에 결합되며 부가적인 감쇠력을 발생시킬 수 있다. 구체적으로, 바디밸브(40)는 밸브조립체(100)와 밸브케이스(50) 사이에 개재되고 상하로 관통 형성되는 적어도 하나 이상의 유로가 형성되는 바디부와, 바디부의 상단과 하단에 각각 마련되어 유로를 통과하는 유체의 흐름을 조절하여 감쇠력을 발생시키는 복수의 디스크와, 복수의 디스크를 바디부에 체결시키는 체결부재를 포함할 수 있다.
외튜브(20)는 내부에 공간을 형성하는 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 실린더(10)보다 내경이 크게 마련되어 내측에 실린더(10)를 수용한다. 이 때, 외튜브(20)의 내측과 실린더(10)의 외측 사이에는 작동유체(오일)가 충전되는 리저버 챔버(21)가 형성된다. 리저버 챔버(21)는 바디밸브(40) 및 밸브조립체(100)를 통해 실린더(10)와 연통 가능하게 마련된다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)의 밸브조립체(100)에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 밸브조립체(100)는 실린더(10)의 단부에 결합되고 연결유로(111)가 마련되는 지지부재(110)와, 지지부재(110)와 사이에 제1 가압챔버(14)를 형성하고 제1 유로(121)가 관통 형성되는 제1 가이드부재(120)와, 제1 가이드부재(120)와 사이에 제2 가압챔버(13)를 형성하고 제2 가압챔버(13)와 압축챔버(12)를 연통시키는 제2 유로(131)가 형성되는 제2 가이드부재(130)와, 피스톤로드(30)의 단부에 결합되어 피스톤로드(30)의 하강 시 제2 가이드부재(130)를 가압 가능하게 마련되는 개폐부재(32)와, 제1 가이드부재(120)와 지지부재(110) 사이에 마련되는 제1 탄성부재(150)와, 제1 가이드부재(120)와 제2 가이드부재(130) 사이에 마련되는 제2 탄성부재(140)를 포함할 수 있다.
밸브조립체(100)는 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이에 따라 감쇠력을 추가적으로 부가할 수 있다. 밸브조립체(100)의 동작에 대한 자세한 설명은 이하 동작에 관한 설명에서 후술한다.
지지부재(110)는 일측이 실린더(10)의 단부에 결합되어 제1 탄성부재(150)의 하단부를 지지하고, 타측에 바디밸브(40)가 결합되도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 지지부재(110)는 실린더(10)의 단부에 압입 결합되는 소경부(110a)와, 소경부(110a)보다 반경이 크게 마련되고 하단에 중공형의 연결챔버(15)가 형성되며 바디밸브(40)가 결합되는 대경부(110b)를 포함할 수 있다.
지지부재(110)는 중심부에 상하로 관통 형성되어 유체가 유동 가능하게 마련되는 연결유로(111)를 구비할 수 있다. 이에 연결유로(111)는 제1 가압챔버(14)와 연결챔버(15)를 연통시킨다.
지지부재(110)는 상면에 제1 탄성부재(150)의 하단부를 수용하여 지지하기 위한 홈(112)이 마련될 수 있다. 예를 들면, 홈(112)은 지지부재(110)의 상면에 원주방향을 따라 함몰 형성되도록 마련될 수 있다.
제1 가이드부재(120)는 지지부재(110)와 제2 가이드부재(130) 사이에 이격 배치되어, 지지부재(110)와 사이에 제1 가압챔버(14)를 형성하고 제2 가이드부재(130)와 사이에 제2 가압챔버(13)를 형성한다.
제1 가이드부재(120)는 제1 가압챔버(14)와 제2 가압챔버(13)를 연통시키는 제1 유로(121)를 구비한다.
구체적으로, 제1 유로(121)는 제1 가이드부재(120)에 상하 방향으로 관통 형성되고 방사상으로 배치되는 복수 개의 원통형 홀 형태로 마련되는 제1 메인유로(121a)와, 제1 메인유로(121a)와 연통되도록 제1 가이드부재(120)의 저면에 함몰 형성되며 제1 가이드부재(120)의 중심부로 슬릿 형태로 연장 형성되는 제1 슬릿유로(121b)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 슬릿유로(121b)는 제1 메인유로(121a) 중 적어도 일부를 서로 연결시키는 형태로 마련될 수 있다.
이에 따라, 제1 가이드부재(120)는 제1 가압챔버(14)와 제2 가압챔버(13)를 연통시키되, 지지부재(110)와 밀착되더라도 제1 슬릿유로(121b)를 통해 유체가 유동 가능하게 하므로 제1 가압챔버(14)에 부압이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제1 가이드부재(120)는 하단부가 제1 탄성부재(150)에 의해 탄성 지지되고, 상단부가 제2 탄성부재(140)에 의해 탄성 지지된다.
제1 탄성부재(150)의 탄성계수는 제2 탄성부재(140)의 탄성계수보다 작게 마련될 수 있다. 이에 따라, 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 단부에 결합되는 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하면, 제2 가이드부재(130)가 하강하면서 제2 탄성부재(140)를 매개로 하여 제1 가이드부재(120)를 가압하고 제1 탄성부재(150)가 압축 탄성 변형될 수 있다.
제1 가이드부재(120)는 저면에 제1 탄성부재(150)의 상단부를 수용하기 위한 홈(122)이 마련될 수 있고, 제1 가이드부재(120)는 상면에 제2 탄성부재(140)의 하단부에 삽입되는 돌출부(123)가 마련될 수 있다.
제2 가이드부재(130)는 제1 가이드부재(120)의 상측에 배치되어, 제1 가이드부재(120)와 사이에 제2 가압챔버(13)를 형성한다.
제2 가이드부재(130)는 압축챔버(12)와 제2 가압챔버(13)를 연통시키는 제2 유로(131)를 구비한다.
구체적으로, 제2 유로(131)는 제2 가이드부재(130)의 중심부에 상하 방향으로 원통형으로 관통 형성되는 제2 메인유로(131a)와, 제2 메인유로(131a)와 연통되도록 제2 가이드부재(130)의 상면에 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되어 방사상으로 연장 형성되는 제2 슬릿유로(131b)를 포함할 수 있다.
이 때, 제2 메인유로(131a)의 내경(r1)은 개폐부재(32)의 저면의 외경(r3)보다 작게 마련되고, 제2 슬릿유로(131b)의 내경(r2)은 개폐부재(32)의 저면의 외경(r3)보다 크게 마련된다. 이에 따라, 제2 가이드부재(130)는 개폐부재(32)가 하강하여 밀착되더라도 제2 슬릿유로(131b)를 통해 압축챔버(12)와 제2 가압챔버(13)를 연통시킬 수 있고, 개폐부재(32)의 복귀 시에 제2 가압챔버(13)에 부압이 발생하는 것을 방지할 수 있다.(도 4 참조)
제2 가이드부재(130)는 저면에 제2 탄성부재(140)의 상단부를 수용하기 위한 돌출부(132)가 마련될 수 있다. 예를 들면, 돌출부(132)은 제2 가이드부재(130)의 저면에 원주방향을 따라 링 형상으로 돌출 형성되어 제2 탄성부재(140)의 상단부에 삽입되도록 마련될 수 있다.
제2 가이드부재(130)는 제1 가이드부재(120)와 이격 배치되어 하단부가 제2 탄성부재(140)에 의해 탄성 지지된다. 압축 행정 시 제2 가이드부재(130)는 개폐부재(32)의 가압에 의해 하강할 수 있고, 제2 탄성부재(140)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀할 수 있다. 제2 가이드부재(130)의 자세한 동작은 후술한다.
개폐부재(32)는 압축챔버(12)에 마련되어 제2 가이드부재(130)와 이격 배치되고 피스톤로드(30)에 의해 가압 가능하게 마련될 수 있다.
개폐부재(32)는 피스톤로드(30)의 단부에 결합되어 피스톤로드(30)와 함께 승강 가능하게 마련되며, 제2 가이드부재(130)를 가압 가능하게 마련된다.
개폐부재(32)는 몸체부(32a)와, 몸체부(32a)에서 반경방향 외측으로 확장 형성되는 플랜지부(32b)와, 몸체부(32a)에 마련되어 피스톤로드(30)의 단부가 삽입 가능하게 마련되는 홀(32c)을 포함할 수 있다.
개폐부재(32)의 플랜지부(32b) 외경(r3)은 제2 메인유로(131a)의 내경(r1)보다 크고, 제2 슬릿유로(131b)의 내경(r2)보다 작게 마련될 수 있다. 이에 따라, 개폐부재(32)의 하강 시 제2 가이드부재(130)와 밀착되어도 제2 슬릿유로(131b)를 통해 압축챔버(12)와 제2 가압챔버(13)를 연통시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)의 압축 행정 시 동작에 대해서 설명한다.
도 6 내지 도 8는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)의 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체(100)의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)는 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이 또는 변위에 따라 다른 감쇠력을 발생시킨다.
쇽 업소버(1)는 피스톤로드(30)가 하강하는 스트로크 길이(변위)에 따라 감쇠력이 증가하도록 작동할 수 있다. 구체적으로, 피스톤로드(30)가 하강함에 따라, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제1 구간과, 제2 가이드부재(130)의 하강에 의해 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제2 구간과, 제2 가이드부재(130)가 제1 가이드부재(120)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제3 구간에서 점차적으로 감쇠력이 증가하도록 작동할 수 있다.
도 6을 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하되, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)에 닿기 전까지의 변위 구간인 제1 구간에서 쇽 업소버(1)의 동작을 설명한다.
쇽 업소버(1)는 제1 구간에서 압축 행정 시 압축챔버(12)에 수용된 유체가 피스톤밸브(31)를 통과하여 인장챔버(11)로 이동하면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다. 이와 동시에, 압축챔버(12)에 수용된 유체 중 일부는 압축되면서 밸브조립체(100)를 통해 바디밸브(40)를 통과하여 리저버 챔버(21)로 이동하여 압축되면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.
이 때, 밸브조립체(100)의 연결유로(111), 제1 유로(121) 및 제2 유로(131)는 완전 개방되어 있는 상태이므로 추가적인 감쇠력을 거의 부가하지 않는다.
즉, 쇽 업소버(1)는 피스톤밸브(31)와 바디밸브(40)에 의한 감쇠력만 작용하고, 밸브조립체(100)에 의한 감쇠력이 거의 작용하지 않는다.
도 7을 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하되, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하고, 제2 가이드부재(130)의 하강에 의해 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제2 구간에서 쇽 업소버(1)의 동작을 설명한다.
제2 구간에서 압축 행정 시 쇽 업소버(1)는 제2 탄성부재(140)의 탄성계수가 제1 탄성부재(150)의 탄성계수보다 크게 마련되기 때문에, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하면 제2 탄성부재(140)가 제1 가이드부재(120)를 가압하고 제1 탄성부재(150)가 압축 탄성 변형하며, 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)에 밀착할 때까지 동작한다.
이 때, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압함에 따라 제1 및 제2 가압챔버(13,14)는 고압상태가 되어 추가적인 감쇠력을 작용할 수 있다.
도 8을 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하되, 제2 가이드부재(130)가 제1 가이드부재(120)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제3 구간에서 쇽 업소버(1)의 동작을 설명한다.
제3 구간에서 쇽 업소버(1)는 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압함에 따라 제2 가이드부재(130)가 제2 탄성부재(140)를 압축시키면서 하강하도록 동작한다.
이 때, 제3 구간에서 제1 가이드부재(120)는 지지부재(110)와 밀착되어 있으므로, 제1 가이드부재(120)를 통과하는 유체의 유로 면적이 축소되어 제1 가이드부재(120)와 지지부재(110) 사이에 추가적인 압력이 작용한다.
구체적으로, 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)와 밀착됨에 따라, 제1 가압챔버(14)가 축소되어 제1 가이드부재(120)를 통과하는 유체는 제1 메인유로(121a)를 통해 제1 슬릿유로(121b)를 통해서만 연결유로(111)로 유동하게 된다.
이에 따라, 쇽 업소버(1)는 제3 구간에서 제1 가이드부재(120)와 지지부재(110)가 밀착되면서 발생하는 유압에 의한 감쇠력이 추가적으로 작용한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)는 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이에 따라 추가적인 감쇠력을 부가하여 가변 감쇠력을 작용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)에 대해서 설명한다.
본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)에 대한 설명 중 앞서 설명한 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(1)와 동일한 내용은 중복을 방지하기 위해 생략한다.
도 9는 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버를 확대하여 나타내는 확대단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 변형 실시 예에 의한 밸브조립체(200)는 실린더(10)의 단부에 결합되고 연결유로(111)가 마련되는 지지부재(110)와, 지지부재(110)와 사이에 제1 가압챔버(14)를 형성하고 제1 유로(121)가 관통 형성되는 제1 가이드부재(120)와, 제1 가이드부재(120)와 사이에 제2 가압챔버(13)를 형성하고 제2 가압챔버(13)와 압축챔버(12)를 연통시키는 제2 유로(131)가 형성되는 제2 가이드부재(130)와, 피스톤로드(30)의 단부에 결합되어 피스톤로드(30)의 하강 시 제2 가이드부재(130)를 가압 가능하게 마련되는 개폐부재(32)와, 제1 가이드부재(120)와 지지부재(110) 사이에 마련되는 제1 탄성부재(250)와, 제1 가이드부재(120)와 제2 가이드부재(130) 사이에 마련되는 제2 탄성부재(240)를 포함할 수 있다.
본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)의 제1 탄성부재(250)의 탄성계수는 제2 탄성부재(240)의 탄성계수보다 크게 마련될 수 있다.
이에 따라, 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 단부에 결합되는 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하면, 제2 가이드부재(130)가 하강하면서 제2 탄성부재(240)가 압축 탄성 변형될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 변형 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)에서는 제1 가이드부재(120)와 지지부재(110)가 밀착되기 이전에 제2 탄성부재(240)의 압축 탄성 변형이 선제적으로 완료될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)의 압축 행정 시 피스톤로드의 스트로크 길이에 따른 밸브조립체(200)의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)는 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이 또는 변위에 따라 다른 감쇠력을 발생시킨다.
쇽 업소버(2)는 피스톤로드(30)가 하강하는 스트로크 길이(변위)에 따라 감쇠력이 증가하도록 작동할 수 있다. 구체적으로, 피스톤로드(30)가 하강함에 따라, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제1 구간과, 제2 가이드부재(130)가 하강하여 제1 가이드부재(120)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제2 구간과, 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제3 구간에서 점차적으로 감쇠력이 증가하도록 작동할 수 있다.
도 10을 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하되, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)에 닿기 전까지의 변위 구간인 제1 구간에서 쇽 업소버(2)의 동작을 설명한다.
쇽 업소버(2)는 제1 구간에서 압축 행정 시 압축챔버(12)에 수용된 유체가 피스톤밸브(31)를 통과하여 인장챔버(11)로 이동하면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다. 이와 동시에, 압축챔버(12)에 수용된 유체 중 일부는 압축되면서 밸브조립체(200)를 통해 바디밸브(40)를 통과하여 리저버 챔버(21)로 이동하여 압축되면서 유체의 저항력에 의한 감쇠력을 발생시킨다.
이 때, 밸브조립체(200)의 연결유로(111), 제1 유로(121) 및 제2 유로(131)는 완전 개방되어 있는 상태이므로 추가적인 감쇠력을 거의 부가하지 않는다.
즉, 쇽 업소버(2)는 피스톤밸브(31)와 바디밸브(40)에 의한 감쇠력만 작용하고, 밸브조립체(200)에 의한 감쇠력이 거의 작용하지 않는다.
도 11을 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하고, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하여 제2 가이드부재(130)가 하강하고 제1 가이드부재(120)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제2 구간에서 쇽 업소버(2)의 동작을 설명한다.
제2 구간에서 압축 행정 시 쇽 업소버(2)는 제2 탄성부재(240)의 탄성계수가 제1 탄성부재(250)의 탄성계수보다 작게 마련되기 때문에, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하면 제2 탄성부재(240)가 압축 탄성 변형되며, 제2 가이드부재(130)가 제1 가이드부재(120)에 밀착할 때까지 동작한다.
이 때, 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압함에 따라 제1 및 제2 가압챔버(13,14)는 고압상태가 되어 추가적인 감쇠력을 작용할 수 있다.
도 12를 참조하면, 압축 행정 시 피스톤로드(30)가 실린더(10) 내에서 하강하되, 제1 가이드부재(120)가 지지부재(110)에 닿기 전까지의 스트로크 구간인 제3 구간에서 쇽 업소버(2)의 동작을 설명한다.
제3 구간에서 쇽 업소버(2)는 개폐부재(32)가 제2 가이드부재(130)를 가압하고, 제2 탄성부재(240)가 탄성변형 완료됨에 따라 제2 탄성부재(240)가 제1 가이드부재(120)를 가압하여 제1 탄성부재(250)를 압축시키면서 하강하도록 동작된다.
이 때, 제3 구간에서 제1 및 제2 가압챔버(13,14)는 고압상태가 되어 추가적인 감쇠력을 부가한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 의한 쇽 업소버(2)는 압축 행정 시 피스톤로드(30)의 스트로크 길이에 따라 추가적인 감쇠력을 부가하여 가변 감쇠력을 작용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1,2: 쇽 업소버 10: 실린더
11: 인장챔버 12: 압축챔버
13: 제2 가압챔버 14: 제1 가압챔버
15: 연결챔버 20: 외튜브
30: 피스톤로드 31: 피스톤밸브
40: 바디밸브 50: 밸브케이스
100,200: 밸브조립체 110: 지지부재
111: 연결유로 120: 제1 가이드부재
121: 제1 유로 130: 제2 가이드부재
131: 제2 유로 140,240: 제2 탄성부재
150,250: 제1 탄성부재

Claims (12)

  1. 유체가 충전된 실린더와, 피스톤로드에 결합되어 상기 실린더 내부를 인장챔버와 압축챔버로 구획하는 피스톤밸브를 포함하는 쇽 업소버에 있어서,
    상기 실린더의 단부에 결합되고 연결유로가 마련되는 지지부재;
    상기 지지부재와 사이에 제1 가압챔버를 형성하고 상하로 관통 형성되는 제1 유로를 구비하는 제1 가이드부재;
    상기 제1 가이드부재와 사이에 제2 가압챔버를 형성하고 상기 제2 가압챔버와 상기 압축챔버를 연통시키는 제2 유로를 구비하는 제2 가이드부재;
    상기 피스톤로드의 단부에 결합되어 상기 피스톤로드의 하강 시 상기 제2 가이드부재를 가압 가능하게 마련되는 개폐부재;
    상기 제1 가이드부재와 상기 지지부재 사이에 마련되는 제1 탄성부재; 및
    상기 제1 가이드부재와 상기 제2 가이드부재 사이에 마련되는 제2 탄성부재;를 포함하고,
    상기 지지부재는
    상기 지지부재와 상기 제1 가이드부재의 밀착 시 상기 제1 유로를 좁히며,
    상기 개폐부재는
    상기 개폐부재와 상기 제2 가이드부재의 밀착 시 상기 제2 유로를 좁히고,
    상기 피스톤로드의 하강 시에는 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 동시에 좁히는 시점이 존재하고,
    상기 제1 유로는
    상기 제1 가이드부재의 중심부에 축방향으로 관통 형성되는 제1 메인유로와, 상기 제1 가이드부재의 저면에서 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되는 제1 슬릿유로를 포함하고,
    상기 제1 메인유로는
    복수로 마련되어 대칭되도록 서로 이격하고,상기 제1 슬릿유로는
    복수의 상기 제1 메인유로 중 적어도 하나로부터 상기 저면에서 상기 제1 가이드부재의 중심부로 슬릿 형태로 연장 형성되고,
    상기 제2 유로는
    상기 제2 가이드부재의 중심부에 축방향으로 관통 형성되는 제2 메인유로와, 상기 제2 가이드부재의 상면에서 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되는 제2 슬릿유로를 포함하고,
    상기 제2 메인유로는
    단수로 마련되어 가상의 대칭축과 동축이고,
    상기 제2 슬릿유로는
    단수의 상기 제2 메인유로로부터 상기 상면에서 축방향에 대해 수직한 방향으로 함몰 형성되어 방사상으로 연장 형성되는 쇽 업소버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가이드부재는
    외주면이 상기 실린더의 내주면에 밀착되고 중심부분에 상기 제1 유로가 마련되는 쇽 업소버.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가이드부재는
    외주면이 상기 실린더의 내주면에 밀착되고 중심부에 상기 제2 유로가 마련되는 쇽 업소버.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 개폐부재의 저면의 외경은
    상기 제2 유로의 내경보다 크게 마련되되, 상기 제2 슬릿유로의 내경보다 작게 마련되는 쇽 업소버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재는
    일측이 상기 제1 가이드부재의 저면에 마련되는 제1 홈부에 삽입되고, 타측이 상기 지지부재의 상면에 마련되는 제2 홈부에 삽입되는 쇽 업소버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 탄성부재는
    일측이 상기 제1 가이드부재의 상면에 마련되는 제1 돌출부에 결합되고, 타측이 상기 제2 가이드부재의 저면에 마련되는 제2 돌출부에 결합되는 쇽 업소버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 실린더의 외측에 이격 배치되어 상기 실린더와 사이에 리저버 챔버를 구비하는 외튜브;를 더 포함하는 쇽 업소버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지부재의 하단에 결합되어 상기 연결유로와 상기 리저버 챔버를 연통시키며 감쇠력을 발생시키는 바디밸브;를 더 포함하는 쇽 업소버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재의 탄성계수는
    상기 제2 탄성부재의 탄성계수보다 크게 마련되는 쇽 업소버.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 탄성부재의 탄성계수는
    상기 제2 탄성부재의 탄성계수보다 작게 마련되는 쇽 업소버.

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