KR200340732Y1

KR200340732Y1 - 리저버실과 오일실이 분리된 가스완충기

Info

Publication number: KR200340732Y1
Application number: KR20-2003-0029973U
Authority: KR
Inventors: 김창길
Original assignee: 주식회사 테크프로
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-02-11
Anticipated expiration: 2013-09-22

Abstract

본 고안은 종래의 가스식 완충기에서, 리저버실을 오일실과 별도로 분리하기 위하여 오일만 봉입되는 제1실린더와, 오일과 가스가 함께 봉입되는 제2실린더가 별도로 분리되고 제1실린더에서 압축작용이 일어나면 이때 압축된 오일이 연결통로를 통해 제2실린더로 유입되어 가스실을 압축하는 구조를 갖는다. 따라서, 종래의 싱글튜브 가스 완충기보다도 작은 공간에 많은 양의 오일을 공급하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

리저버실과 오일실이 분리된 가스완충기 {Gas-type shock absorber in which reservoir chamber and oil chamber are separate}

본 고안은 쇼크업소버(완충기)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 고안은, 리저버실을 오일실로부터 별도로 분리하여, 싱글튜브식 가스 완충기의 장점인 이중 충격흡수 효과를 살리면서 보다 많은 오일량을 실린더 내부에 공급할 수 있는 가스식 완충기에 관한 것이다.

자동차 등에 사용되는 완충기 (일명, "쇼바")는 무거운 차체의 진동을 억제하여 승차감을 향상하고 스프링의 절손을 방지하며 조향성에 도움이 되도록 하는 부품이다. 완충기는 작동방식에 따라 단동식과 복동식이 있으며, 구조에 따라 유압식과 가스식이 있다. 복동식 완충기는 압축 및 신장(compression rebound)이 양방향으로 이루어지는 것이고 단동식 완충기는 압축 및 신장이 한 방향으로만 이루어지는 것이다. 유압식은 오일의 압력에 의해 충격을 흡수하는 방식이고, 가스식은 오일의 압력 뿐만 아니라 가스의 반발력을 함께 이용하여 완충작용을 하는 방식이다.

유압식 완충기는 압축시에 노면의 충격을 그대로 받아들이고 스프링이 다시 펴질 때에만 복원력이 작용하여 급격한 팽창을 억제한다. 따라서, 둔덕을 천천히 넘어가는 정도의 부드러운 충격에는 안락한 승차감을 제공할 수 있다. 유압식 완충기는 대부분의 차량 출고시에 장착되고 있는데, 이는 자동차의 대량생산에 따라 불특정 다수의 취향에 맞도록 하기 위하여 승차감을 우선적으로 고려하였기 때문이다.

가스식 완충기는 자동차 출고시의 순정부품으로 장착되기도 하지만, 내부의 가스압력을 어떻게 설정하느냐에 따라 승차감과 기능성을 동시에 충족시킬 수 있고 고속주행과 급코너링, 다이나믹한 핸들링과 노면의 변화가 심한 환경에서 차량의 피칭과 롤링을 최소화시켜줄 수 있기 때문에, 최근에 튜닝용 완충기로서 오일압력및 가스압력을 높인 제품으로 보급이 확대되고 있다.

종래의 대표적인 튜닝용 가스완충기의 개략적인 구조를 도1에 나타내었다. 도1은 종래의 가스식 완충기(10)의 구성을 개략적으로 나타낸다. 도1에 나타낸 가스식 완충기(10)는 싱글튜브형 가스완충기라고 하는 것으로서 다음과 같이 구성된다.

제1단(F)과 제2단(S)을 가지며, 제1단(F)에 가까운 내부에 오일이 충전되어 있는 오일실(O)과, 제2단(S)에 가까운 내부에 가스가 봉입되어 있는 가스실(G)("리저버실"이라고도 함)을 구비하고 있는 실린더(1); 상기 실린더(1)의 가스실(G)(리저버실)과 오일실(O)을 분리하는 역할을 하며 오일의 압축력 및 가스의 반발력을 상호 전달해주는 프리피스톤(11); 상기 실린더(1)의 제1단(F)으로부터 삽입되어 실린더의 오일실(O) 내에서 왕복 운동을 하는 피스톤(2) 및 이 피스톤과 연결되어 실린더(1)의 제1단(F)을 통해 노출되는 로드(3); 상기 피스톤(2)의 이동에 의해 로드(3)가 왕복운동할 때에 상하 운동방향 이외의 방향으로는 요동하지 않도록 로드(3)의 둘레를 감싸는 형태로 상기 실린더(1)의 제1단(F)을 밀폐하는 가이드(4); 상기 실린더(1)의 제2단(S)에 설치되어 상기 가스실(G)을 밀폐하며 자동차의 마운트에 고정할 수 있도록 나사부가 형성되어 있으며, 가스실(G)에 가스를 주입하는 가스주입구(12)를 포함하고 있는 B/C 볼트(5); 상기 피스톤(2)이 왕복운동하면서 상기 가이드(4)에 접근할 경우에 가이드(4)와의 사이에 일정한 간격을 유지하고 피스톤(2)의 충격이 가이드(4)에 전해지지 않도록 피스톤(2)을 정지시키는 스톱쿠션(6).

상기 B/C볼트(5)의 가스주입구(12)를 통해 가스(질소 등)가 봉입되어 가스실(G)을 이루고, 실린더(1)의 제1단(F)과 프리피스톤(11)이 이루는 공간에는 오일이 주입되어 오일실(O)을 이룬다. 그리고 도면에는 표시하지 않았지만, 상기 오일실(O)을 밀폐하며 로드(3)의 안내 역할을 하는 가이드(4)에는 밀폐용 패킹이 포함되어 있다.

이러한 구성하에서, 완충기에 연결된 기계요소(예를 들어, 자동차의 차축 등)에 의해 피스톤(2)이 밀리면 실린더(1)의 가스실(G)이 프리피스톤(11)에 의해 압축되고, 압축동작이 끝난 후에는 압축되었던 가스의 힘에 의해 가스실이 다시 팽창되며 오일실(O)의 오일을 압축하면서 복원된다. 이 과정에서 피스톤(2)은 압축 및 신장시, 오일의 유량을 제어하는 밸브와 함께 감쇠력을 발생시키는 역할을 한다.

이와 같이, 종래의 싱글튜브 가스 완충기에 있어서는 하나의 실린더에 프리피스톤(11)에 의해 가스실과 오일실을 따로 분리시켜 놓아, 피스톤(2)이 작동시 발생하는 충격을 2중으로 흡수할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이 프리피스톤(11)은 가스층과 오일층을 완벽하게 분리해주는 역할을 하는 것으로, 이때의 감쇠력은 신장이나 압축 모두 피스톤(2)의 밸브(미도시)에서 발생시키고 있다. 따라서, 도1과 같은 가스식 완충기는 기존의 유압식 완충기에 비해 고압가스가 오일과 분리되어 봉입되어 있으므로 안정된 감쇠력 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그러나, 도1과 같은 종래의 가스식 완충기에 있어서는 오일실 및 리저버실(가스실)의 용적이 완충기 실린더의 전체길이에 의해 좌우되기 때문에 완충기가 설치되어야 할 공간을 고려하여 제작하여야 하는 단점이 있다. 즉, 완충기가 설치될 공간이 좁은 차량의 경우에는 리저버실(가스실)의 용적을 넓히기가 곤란하다.

가스식 완충기의 특징상, 유체(오일)와 가스의 체적을 일정한 비율로 유지하여야 하나, 이러한 비율은 싱글튜브의 전체 길이에 의해 또는 조립방법에 의해 달라질 수 있으므로 제품의 제작공정이 복잡해지는 문제가 있다.

본 고안은 종래의 싱글튜브 가스완충기의 상술한 단점을 해결하기 위하여, 리저버실을 오일실로부터 별도로 분리한 것이다. 이로써, 싱글튜브 방식의 장점인 이중 충격흡수 효과를 살리면서 보다 많은 오일량을 실린더 내부에 공급할 수 있다.

도1은 일반적인 가스식 완충기의 구조도.

도2는 본 고안에 따른 가스식 완충기의 구조도.

도3은 본 고안에 따른 가스식 완충기의 다른 실시예도.

<도면부호의 설명>

제1단(F); 제2단(S); 제1단(F'); 제2단(S'); 오일실(O); 가스실(G); 실린더(1); 피스톤(2); 로드(3); 가이드(4); B/C 볼트(5); 스톱쿠션(6); 완충기(10); 프리피스톤(11); 가스주입구(12); 제1실린더(100); 피스톤(102); 오일유출입구(104); 제2실린더(200); 프리피스톤(202); 오일유출입구(204); 보텀캡(206); 가스주입구(208); 오일이동통로(302); 오일이동통로(302')

본 고안은 종래의 가스식 완충기에서, 리저버실을 오일실과 별도로 분리하기 위하여 오일만 봉입되는 제1실린더와, 오일과 가스가 함께 봉입되는 제2실린더가 별도로 분리되고 제1실린더에서 압축작용이 일어나면 이때 압축된 오일이 연결통로를 통해 제2실린더로 유입되어 가스실을 압축하는 구조를 갖는다. 따라서, 종래의 싱글튜브 가스 완충기보다도 작은 공간에 많은 양의 오일을 공급하는 효과를 얻을 수 있다. 이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 도면을 통해 설명한다.

도2,3은 본 고안에 따른 가스식 완충기의 구성을 나타낸다. 도2,3을 참조하여 본 고안의 구체적 실시예를 설명한다.

제1실린더(100) :

제1단(F)과 제2단(S)을 갖는 관체로서, 내부에는 오일이 충전되어 있다. 제1단(F)에 피스톤(102)이 삽입되어 있기 때문에 오일은 제2단(S)쪽으로 압축되며 제2단(S)의 끝에는 오일이 자유롭게 출입할 수 있는 오일유출입구(104)가 형성되어 있다. 오일유출입구(104)는 도2에서와 같이 제1실린더(100)의 제2단(S) 끝의 마구리 부분에 형성될 수도 있고, 도3에서와 같이 제1실린더(100)의 제2단(S) 끝의 측면부에 형성될 수도 있다.

제2실린더(200) :

상기 제1실린더(100)와 분리되어 있는 관체로서, 양단에 제1단(F')과 제2단(S')을 갖는다. 제1단(F')에 가까운 내부에는 가스실(G)을 형성하고 제2단(S')에 가까운 내부에는 오일실(O)을 형성하되 이들 가스실과 오일실의 용적을 가변적으로 분리하는 프리피스톤(202)이 중간에 설치된다. 제2단(S')에는 오일실(O)의 오일이 자유롭게 출입할 수 있는 오일유출입구(204)가 형성되어 있다. 제1단(F')에는 가스주입구(208)가 형성되어 있는 보텀캡(206)이 상기 가스실(G)을 밀폐하고 있다. 보텀캡(206)은 TIG용접으로 실린더에 용접되어 밀봉되며 이후 오일주입후에 가스주입구(208)를 통해 가스를 주입한다. 오일유출입구(204)는 도2에서와 같이 제2실린더(200)의 제2단(S') 끝의 마구리 부분에 형성될 수도 있고, 도3에서와 같이 제2실린더(200)의 제2단(S') 끝의 측면부에 형성될 수도 있다.

오일이동통로(302) :

상기 제1실린더(100)의 오일유출입구(104)와 제2실린더(200)의 오일유출입구(204)를 연결하여 상호 오일이 이동하도록 한다. 즉, 상기 제1실린더(100)의 피스톤(102)이 압축될 때에는 제1실린더(100)의 내부에서 압축된 오일이 오일이동통로(302)를 통해 상기 제2실린더(200)의 오일실(O)로 유입되어 제2실린더(200)의 가스실(G)이 압축되고, 신장시에는 상기 제2실린더(200)의 가스실(G)이 원래의 용적으로 팽창하면서 오일이 오일이동통로(302)를 통해 상기 제1실린더(100)로 되돌아간다. 도2에 나타낸 실시예는 오일이동통로(302)를 유연한 소재의 호스나 튜브로 구현한 예를 나타내고 있고, 도3의 실시예에서는 오일이동통로(302')를 견고한 소재의 관체로 구현하여 제1,2실린더(100)(200) 몸체를 서로 근접해서 고정하는 예를 나타내고 있다.

지금까지 본 고안의 기술적 사상을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였다. 그러나 본 고안의 기술적 사상이 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 기술적범위는 첨부한 등록실용신안에 의해 결정되는 범위로 정해지는 것이다.

본 고안에 따르면, 가스식 완충기의 리저버실을 오일실에서 분리함으로써, 싱글튜브 방식의 장점인 2중 충격흡수 효과를 살리며 보다 많은 오일을 충전할 수 있다. 본 고안에 따르면 하나의 실린더에서 오일압과 가스압이 동시에 작용됨으로써 발생되는 열의 발산을 촉진시켜 장시간 작동시 일정한 감쇠력을 얻을 수 있으며, 보다 많은 양의 오일을 주입할 수 있어서, 고속주행시 요구되는 하드한 특성보다는 승차감위주의 부드러우면서도 안정된 주행성능을 얻을 수 있다.

또한, 제품제작시 불필요한 체적비율을 고려한 필요없이 가스실에 해당하는 체적을 일정비율로 유지할 수 있기 때문에 제품의 안정된 품질을 얻을 수 있다.

또한, 리저버실로 유출입되는 오일의 양을 제어하기가 용이해 오일실에서 감쇠력이 발생하는 하드한 특성과 소프트한 특성을 외부에서 조절가능하다.

Claims

가스식 완충기에 있어서,

제1단과 제2단을 갖는 관체로서, 내부에는 오일이 충전되어 있으며, 제1단에 피스톤이 삽입되어 상기 오일이 제2단 쪽으로 압축되고 있으며 제2단의 끝에는 오일이 자유롭게 출입할 수 있는 오일유출입구가 형성되어 있는 제1실린더와,

상기 제1실린더와 분리되어 있는 관체로서, 양단에 제1단과 제2단을 가지며, 제1단에 가까운 내부에는 가스실을 형성하고 제2단에 가까운 내부에는 오일실을 형성하되 이들 가스실과 오일실의 용적을 가변적으로 분리하는 프리피스톤이 중간에 위치하고, 제2단에는 오일실의 오일이 자유롭게 출입할 수 있는 오일유출입구가 형성되어 있고, 제1단에는 상기 가스실을 밀폐하며 가스 주입구가 형성되어 있는 보텀캡을 포함하는 제2실린더와,

상기 제1실린더의 오일유출입구와 제2실린더의 오일유출입구를 연결하여 상호 오일이 이동하도록 하는 오일이동통로를 포함하는 가스식 완충기로서,

상기 제1실린더의 피스톤이 압축될 때에는 제1실린더 내부에서 압축된 오일이 오일이동통로를 통해 상기 제2실린더의 오일실로 유입되어 제2실린더의 가스실이 압축되고, 신장시에는 상기 제2실린더의 가스실이 원래의 용적으로 팽창하면서 오일이 오일이동통로를 통해 상기 제1실린더로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 가스식 완충기.
제1항에 있어서, 상기 오일이동통로는 유연한 소재의 관체인 것을 특징으로 하는 가스식 완충기.
제1항에 있어서, 상기 오일이동통로는 견고한 소재의 관체인 것을 특징으로 하는 가스식 완충기.