쇽 업소버(SHOCK ABSORBER)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2008년05월26일
(11) 등록번호 10-0832496
(24) 등록일자 2008년05월20일
(51) Int. Cl.

F16F 9/32 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2004-0017560
(22) 출원일자 2004년03월16일
심사청구일자 2006년09월12일
(65) 공개번호 10-2005-0092499
(43) 공개일자 2005년09월22일
(56) 선행기술조사문헌
KR1020020021057 A
KR1020030048171 A
(73) 특허권자
주식회사 만도
경기도 평택시 포승면 만호리 343-1
(72) 발명자
문세진
전라북도익산시영등동한라아파트102-1407
(74) 대리인
윤종섭, 이 성 규, 이수완, 조진태
전체 청구항 수 : 총 4 항 심사관 : 서재엽
(54) 쇽 업소버
(57) 요 약
본 발명은 쇽 업소버에 관한 것으로서, 오일이 채워진 내부관(미도시)에 삽입되어 외부관(110) 외측으로 노출되
는 피스톤로드(120) 상단에 범퍼스톱퍼(130)가 설치되는 쇽 업소버에 있어서, 범퍼스톱퍼(130)의 내부에 수직방
향으로 탄성력을 제공하도록 코일스프링(140)이 설치된다. 따라서, 본 발명은 범퍼스톱퍼 내부에 코일스프링이
수직방향으로 탄성력을 가지도록 몰딩됨으로써 코일스프링의 선경간 접촉시 범퍼스톱퍼가 필요이상으로 압축되지
않고 복원되도록 하여 차량의 승차감을 향상시킴과 아울러 깨지는 현상을 방지하고, 원하는 길이만큼만 압축되도
록 용이하게 설계할 수 있기 때문에 하중에 의해 압축시 원주방향으로 과도하게 팽창되는 것을 방지하여 더스트
커버 내부에 장착할 수 있어 수분이나 오일 등의 외부조건에 노출되는 것을 방지하여 내구성능을 향상시키며, 코
일스프링의 일부분에 대한 자유장, 권선수, 피치, 지름, 형상 등을 변화시켜서 부분마다 코일스프링 상수값을 조
절하여 하중에 따른 변형량의 뛰어난 비선형 특성을 구현할 수 있어 높은 설계 자유도를 가지는 효과를 가지고
있다.
대표도 - 도4
- 1 -
등록특허 10-0832496
특허청구의 범위
청구항 1
피스톤 로드의 상단에 쇽 업소버의 상부에 부딪히며 충격을 흡수하는 범퍼스톱퍼가 설치된 쇽 업소버에 있어서,
상기 범퍼스톱퍼의 내부에 길이방향으로 연장되어 설치된 코일스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 쇽
업소버.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 코일스프링은,
서로 다른 스프링상수를 가지는 복수의 코일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버.
청구항 3
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 코일부중 어느 하나의 코일부는,
지름을 점진적으로 변화시킴으로써 원뿔형상을 가지는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버.
청구항 4
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤로드 선단에 끼워져서 상기 범퍼스톱퍼의 상측에 위치하는 컵에 의해 상기 피스톤로드에 고정되는
더스트커버에 상기 범퍼스톱퍼가 내장되는 것을 특징으로 하는 쇽 업소버.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 쇽 업소버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼스톱퍼 내부에 코일스프링이 수직방향으로 탄성력<14>
을 가지도록 몰딩됨으로써 차량의 승차감 향상과 범퍼스톱퍼의 내구성능 증대 및 높은 설계 자유도를 가지는 쇽
업소버에 관한 것이다.
일반적으로, 쇽 업소버(shock absorber)는 차축과 차체에 연결 설치되어 차량의 주행시 차축이 노면으로부터 받<15>
는 진동 및 충격에너지를 흡수함으로써 승차감을 좋게 하는 방진 및 완충장치로서, 그 내부에는 진동 및 충격에
너지를 열에너지로 전환시킬 수 있도록 피스톤밸브가 마련되며, 감쇠력을 증진시킬 수 있도록 피스톤밸브의 외
측으로 가스 및 오일 등의 충진물이 채워진다.
도 1은 종래의 기술에 따른 쇽 업소버를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 쇽 업소버(10)는 미도시<16>
된 내부관의 내측에 오일이 채워지고, 내부관(미도시) 외측에 외부관(11)이 설치되며, 내부관(미도시) 내측으로
삽입되는 피스톤로드(12)의 상부가 외부관(11) 외측으로 노출되고, 피스톤로드(12)의 선단에 체결구(13)가 설치
되고, 체결구(13)상에 러버부시(14)가 설치되며, 외부관(11)의 상단에 오일의 누설을 방지하기 위하여 오일씰
(미도시)과 캡(15)이 각각 설치되고, 캡(15)과 러버부시(14) 하측에 설치되는 컵(16)사이에 위치하도록 범퍼스
톱퍼(17)가 피스톤로드(12) 상부에 끼워져서 설치되며, 범퍼스톱퍼(17) 하단에 외부관(11) 일부의 외측에 위치
하는 더스트커버(18) 상단이 결합된다.
내부관(미도시)은 하단의 외부관(11)과의 연결부위에 바디밸브(미도시)가 설치되며, 내측에 상.하측의 오일을<17>
유동시키도록 피스톤밸브(미도시)가 피스톤로드(12)에 결합된다.
외부관(11)은 하단에 차축과 연결될 수 있도록 아이(eye; 19)가 결합된다.<18>
- 2 -
등록특허 10-0832496
범퍼스톱퍼(17)는 생산단가를 저렴하게 하기 위하여 일반적으로 러버(rubber) 재질로 형성된다.<19>
그러나, 이러한 종래의 쇽 업소버(10)의 범퍼스톱퍼(17)는 러버 재질로 형성될 경우 도 2에서 나타낸 바와 같이<20>
하중에 따른 변형량이 고가의 우레탄 재질에 비해 거의 선형에 가깝기 때문에 하중에 의해 압축시 도 3에서 나
타낸 바와 같이 과도하게 길이방향으로 축소되어 원주방향으로 팽창하기 때문에 더스트커버(18)에 내장되지 못
하고 외장되게 된다.
그러므로, 범퍼스톱퍼(17)가 더스트커버(18)로부터 외장됨으로써 내구성능에 영향을 줄 수 있는 수분 및 오일<21>
등에 노출되어 내구성이 현저하게 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 범퍼스톱퍼(17)는 러버재질로 제작될 경우 단가가 저렴함에도 불구하고 이러한 재질의 특성으로 인해 일<22>
정 이상의 하중이 가해지면 경화되어 차량의 충격을 제대로 흡수하지 못하여 승차감을 저하시키는 원인이 될 뿐
만 아니라 하중을 견디지 못해 깨지는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 종래의 범퍼스톱퍼(17)는 옆으로 퍼지는 성질로 인해 더스트커버(18) 내측에 조립되지 못하고 외부로 노<23>
출됨으로써 내구성능에 영향을 줄 수 있는 수분 및 기름 등에 노출되어 내구성이 현저하게 저하되는 문제점을
가지고 있었다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 범퍼스톱퍼 내부에 코일스프링이<24>
수직방향으로 탄성력을 가지도록 몰딩됨으로써 코일스프링의 선경간 접촉시 범퍼스톱퍼가 필요이상으로 압축되
지 않고 복원되도록 하여 차량의 승차감을 향상시킴과 아울러 깨지는 현상을 방지하고, 원하는 길이만큼만 압축
되도록 용이하게 설계할 수 있기 때문에 하중에 의해 압축시 원주방향으로 과도하게 팽창되는 것을 방지하여 더
스트커버 내부에 장착할 수 있어 수분이나 오일 등의 외부조건에 노출되는 것을 방지하여 내구성능을 향상시키
며, 코일스프링의 일부분에 대한 자유장, 권선수, 피치, 지름, 형상 등을 변화시켜서 부분마다 코일스프링 상수
값을 조절하여 하중에 따른 변형량의 뛰어난 비선형 특성을 구현할 수 있어 높은 설계 자유도를 가지는 쇽 업소
버를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 피스톤 로드의 상단에 쇽 업소버의 상부에 부딪히며 충격을 흡수하<25>
는 범퍼스톱퍼가 설치된 쇽 업소버에 있어서, 상기 범퍼스톱퍼의 내부에 길이방향으로 연장되어 설치된 코일스
프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
발명의 구성 및 작용
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진<26>
자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버를 도시한 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼의<27>
압축시 모습을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽 업소버(100)는 내부관(미도시)에 삽입
되어 외부관(110) 외측으로 노출되는 피스톤로드(120) 상단에 범퍼스톱퍼(130)가 설치되며, 범퍼스톱퍼(130) 내
부에 코일스프링(140)이 설치된다.
내부관(미도시)은 외측에 외부관(110)이 설치되고, 외부관(110)과의 연결부위인 하단에 바디밸브(미도시)가 설<28>
치되며, 내측에 상.하측의 오일을 유동시키도록 피스톤밸브(미도시)가 피스톤로드(120)에 결합된다.
외부관(110)은 상단에 오일 누설을 방지하기 위하여 오일씰(미도시)과 캡(111)이 각각 설치되며, 하단에 차축과<29>
연결될 수 있도록 아이(eye; 150)가 결합된다.
피스톤로드(120)는 선단에 체결구(121)가 설치되며, 체결구(121)상에 러버부시(160)가 설치된다. <30>
범퍼스톱퍼(130)는 러버(rubber)재질로 형성되나, 이에 한하지 않고 우레탄 등 기타 탄성을 가진 재질로 형성되<31>
고, 외부관(110)의 캡(111)과 러버부시(160)의 하측에 설치되는 컵(170)사이에 위치한 상태로 피스톤로드(120)
의 상부에 끼워져서 설치되며, 내측에 코일스프링(140)이 수직방향으로 탄성력을 제공하도록 설치된다.
코일스프링(140)은 몰딩에 의해 범퍼스톱퍼(130) 내부에 설치되어 범퍼스톱퍼(130)가 필요이상으로 압축되지 않<32>
고 복원되도록 하며, 하중에 따른 변형량의 비선형 특성이 뛰어나도록 하여 설계 자유도를 향상시키기 위하여
자유장, 권선수, 피치, 지름, 형상 등을 변화시켜서 서로 다른 스프링상수를 가지는 복수의 코일부로 이루어진
- 3 -
등록특허 10-0832496
다.
코일스프링(140)은 도 5에서 나타낸 바와 같이, 서로 다른 스프링상수를 가지는 복수의 코일부로 이루어질 수<33>
있으며, 본 발명의 실시예에서 복수의 코일부는 상부 및 하부로 구분되는 상부 및 하부코일부(141,142)로 이루
어질 수 있다. 하부코일부(142)는 범퍼스톱퍼(130)에서 특히 하단이 하중에 따른 변형량이 비선형을 이루도록
하측으로 갈수록 지름이 점진적으로 작도록 변화되는 원뿔형상을 가진다.
한편, 본 발명에 따른 쇽 업소버(100)는 범퍼스톱퍼(130)가 코일스프링(140)으로 인해 하중에 의해 압축시 원주<34>
방향으로 과도하게 팽창되는 것을 제한할 수 있기 때문에 더스트커버(180)에 내장된다.
더스트커버(180)는 상단에 압입되어 결합되는 컵(170)이 피스톤로드(120)의 선단에 끼워져서 범퍼스톱퍼(130)의<35>
상측에 위치함으로써 피스톤로드(120)에 고정되며, 내측에 범퍼스톱퍼(130)를 감싸서 내장한다.
이와 같은 구조로 이루어진 쇽 업소버(100)의 작용은 다음과 같이 이루어진다.<36>
도 6은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼의 하중에 따른 변형량을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이,<37>
곡선 Ⅰ은 종래의 러버(rubber)재질로 형성되는 범퍼스톱퍼(17; 도 1 및 도 3에 도시)의 하중에 따른 변형량을
나타내고, 곡선 Ⅱ는 코일스프링(140)의 하중에 따른 변형량을 나타내며, 곡선 Ⅲ은 본 발명에 따라서 내부에
코일스프링(140)이 설치된 범퍼스톱퍼(130)의 하중에 따른 변형량을 나타낸다. 도시된 바에서 알 수 있듯이 본
발명에 따른 범퍼스톱퍼(130)는 종래의 범퍼스톱퍼(17; 도 1 및 도 3에 도시)에 비해 하중에 따른 변형량이 비
선형적인 특성을 가진다.
그러므로, 내부에 코일스프링(140)이 설치된 범퍼스톱퍼(130)는 도 5에서 나타낸 바와 같이, 코일스프링(140)의<38>
탄성력 또는 선경간 접촉으로 인해 필요이상으로 압축되지 않고 복원되도록 하여 차량의 승차감을 향상시키며,
이로 인해 경화되어 깨지는 현상을 방지하여 내구성능이 증대된다.
또한, 코일스프링(140)을 원하는 길이만큼만 압축되도록 용이하게 설계할 수 있기 때문에 범퍼스톱퍼(130)가 하<39>
중에 의해 압축시 원주방향으로 과도하게 팽창되는 것을 방지하여 도 4에서 나타낸 바와 같이 범퍼스톱퍼(130)
의 재질을 러버(rubber) 재질로 형성하더라도 더스트커버(180) 내부에 장착할 수 있어 수분이나 오일 등의 외부
조건에 노출되는 것을 방지하여 내구성능을 향상시킨다.
그리고, 코일스프링(140)의 일부분, 특히 하부코일부(142)에 대한 자유장, 권선수, 피치, 지름, 형상 등을 변화<40>
시킴으로써 부분마다 스프링 상수를 조절하여 하중에 따른 변형량의 비선형 특성을 뛰어나게 구현하여 높은 설
계 자유도를 가진다.
발명의 효과
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 쇽 업소버는 범퍼스톱퍼 내부에 코일스프링이 수직방향으로 탄성력을 가지도<41>
록 몰딩됨으로써 코일스프링의 선경간 접촉시 범퍼스톱퍼가 필요이상으로 압축되지 않고 복원되도록 하여 차량
의 승차감을 향상시킴과 아울러 깨지는 현상을 방지하고, 원하는 길이만큼만 압축되도록 용이하게 설계할 수 있
기 때문에 하중에 의해 압축시 원주방향으로 과도하게 팽창되는 것을 방지하여 더스트커버 내부에 장착할 수 있
어 수분이나 오일 등의 외부조건에 노출되는 것을 방지하여 내구성능을 향상시키며, 코일스프링의 일부분에 대
한 자유장, 권선수, 피치, 지름, 형상 등을 변화시켜서 부분마다 코일스프링 상수값을 조절하여 하중에 따른 변
형량의 뛰어난 비선형 특성을 구현할 수 있어 높은 설계 자유도를 가지는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 쇽 업소버를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은<42>
상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이
당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발
명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 기술에 따른 쇽 업소버를 도시한 부분 단면도이고,<1>
도 2는 종래의 기술에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼의 하중에 따른 변형량을 나타낸 그래프이고,<2>
도 3은 종래의 기술에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼를 압축시 상태를 도시한 단면도이고,<3>
도 4는 본 발명에 따른 쇽 업소버를 도시한 부분 단면도이고,<4>
- 4 -
등록특허 10-0832496
도 5는 본 발명에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼의 압축시 모습을 도시한 단면도이고,<5>
도 6은 본 발명에 따른 쇽 업소버의 범퍼스톱퍼의 하중에 따른 변형량을 나타낸 그래프이다.<6>
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><7>
110 : 외부관 111 : 캡<8>
120 : 피스톤로드 130 : 범퍼스톱퍼<9>
140 : 코일스프링 141 : 상부코일부<10>
142 : 하부코일부 150 : 아이<11>
160 : 러버부시 170 : 컵<12>
180 : 더스트커버 <13>
도면
도면1
- 5 -
등록특허 10-0832496
도면2
도면3
- 6 -
등록특허 10-0832496
도면4
도면5
- 7 -
등록특허 10-0832496
도면6
- 8 -
등록특허 10-0832496