KR100367510B1

KR100367510B1 - 감쇠력 조정식 유압 완충기

Info

Publication number: KR100367510B1
Application number: KR10-1999-0062559A
Authority: KR
Inventors: 쿠루슈아키노리; 네주타카쉬
Original assignee: 도키코 가부시키 가이샤
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2003-01-14
Also published as: JP2000193014A; DE19963415A1; DE19963415B4; JP3972276B2; US6269918B1; KR20000052576A

Abstract

감쇠력 조정식 유압 완충기에 있어서, 피스톤 속도에 관계없이 감쇠력을 직접 제어하고, 또한, 신장측과 수축측에서 상이한 감쇠력을 동시에 선택할 수 있도록 한다.

실린더(2) 내의 피스톤(5)의 활주 운동에 의해서 생기는 유액의 유동을 디스크 밸브(64) 및 신장측 및 수축측 메인 밸브(40, 49)로 제어하여 감쇠력을 발생시킨다. 비례 솔레노이드 액츄에이터(34)에 의해서 압력 제어 밸브인 디스크 밸브(64)의 신장측 및 수축측의 밸브 시트(62, 63)에 대한 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 피스톤 속도에 관계없이 감쇠력을 직접 제어하는 동시에, 파일럿실(42, 51)의 압력을 변화시켜 신장측 및 수축측 메인 밸브(40, 49)의 밸브 개방 압력을 제어한다. 디스크 밸브(64)를 신장측 및 수축측의 밸브 시트(62, 63) 사이에 배치함으로써 신장측과 수축측에서 상이한 감쇠력을 동시에 선택할 수 있다.

Description

감쇠력 조정식 유압 완충기{HYDRAULIC DAMPER OF DAMPING FORCE ADJUSTING TYPE}

본 발명은, 자동차 등의 차량의 현가(懸架) 장치에 장착되는 감쇠력 조정식 유압 완충기에 관한 것이다.

자동차 등의 차량의 현가 장치에 장착되는 유압 완충기에는 노면 상황, 주행 상황 등에 따라서 승차감과 조종 안정성을 향상시키기 위해서 감쇠력을 적절하게 조정할 수 있도록 한 감쇠력 조정식 유압 완충기가 있다.

감쇠력 조정식 유압 완충기는, 일반적으로 유액을 봉입한 실린더 내에 피스톤 로드에 연결된 피스톤을 활주 운동 가능하게 끼워 장착된 실린더 내부를 2실로 구획하고, 피스톤부에 실린더 내의 2실을 연통시키는 주(主) 유액 통로 및 바이패스 통로를 설치하고, 주 유액 통로에는 오리피스 및 디스크 밸브로 이루어지는 감쇠력 발생 기구를 설치하고, 바이패스 통로에는 그 바이패스 통로 면적을 조정하는 감쇠력 조정 밸브를 설치한 구성으로 되어 있다.

그리고, 감쇠력 조정 밸브에 의해서 바이패스 통로를 개방하여 실린더 내의 2실 사이의 유액의 유통 저항을 작게 함으로써 감쇠력을 작게 하고, 또한, 바이패스 통로를 폐쇄하여 2실 사이의 유통 저항을 크게 함으로써 감쇠력을 크게 한다. 이와 같이, 감쇠력 조정 밸브의 개폐에 의해 감쇠력 특성을 적절하게 조정할 수 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 바이패스 통로의 통로 면적에 의해서 감쇠력을 조정하는 것에서는, 피스톤 속도의 저속 영역에 있어서는, 감쇠력은 유액 통로의 오리피스의 제한에 의존하기 때문에 감쇠력 특성을 크게 변화시킬 수 있지만, 피스톤 속도의 중고속 영역에 있어서는, 감쇠력이 주 유액 통로의 감쇠력 발생 기구(디스크 밸브 등)의 개방도에 의존하기 때문에 감쇠력 특성을 크게 변화시킬 수 없다.

그래서, 예컨대 일본 특허 공개 공보 소62-220728호에 기재되어 있는 바와 같이, 신장측 공통의 주 유액 통로의 감쇠력 발생 기구인 디스크 밸브의 배후에 압력실(파일럿실)을 형성하고, 이 압력실을 고정 오리피스를 통해 디스크 밸브의 상류측의 실린더실에 연통되게 하고, 또한, 가변 오리피스(유량 제어 밸브)를 통해 디스크 밸브의 하류측의 실린더실에 연통되게 한 것이 알려져 있다.

이 감쇠력 조정식 유압 완충기에 따르면, 가변 오리피스를 개폐함으로써 실린더 내의 2실 사이의 연통되게 하는 면적을 조정하는 동시에, 가변 오리피스로 생기는 압력 손실에 의해서 압력실의 압력을 변화시켜 디스크 밸브의 밸브 개방 초기 압력을 변화시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 오리피스 특성(감쇠력이 피스톤 속도의 2승에 거의 비례한다) 및 밸브 특성(감쇠력이 피스톤 속도에 거의 비례한다)을 조정할 수 있고 감쇠력 특성의 조정 범위를 넓게 할 수 있다

그러나, 상기 종래의 감쇠력 조정식 유압 완충기에서는 다음과 같은 문제가 있다.

일본 특허 공개 공보 소62-220728호에 기재된 감쇠력 조정식 유압 완충기에서는 가변 오리피스에 의한 유량 제어에 의해서 감쇠력을 조정하고 있기 때문에, 실제로 발생하는 감쇠력은 피스톤 속도의 크기에 의해서 변화한다. 이 때문에, 노면으로부터의 돌출부 등에 의해서, 급격한 입력이 있을 경우, 피스톤 속도의 상승과 함께 감쇠력이 급격히 증대하여 차체에 충격을 전달하여 승차감을 악화시키는 일이 있다. 또한, 가변 오리피스는 유액의 점도에 의해서 그 유동 저항이 크게 변화하기 때문에, 온도 변화에 의한 감쇠력 특성으로의 영향이 크고 안정된 감쇠력 특성을 얻을 수 없다.

또한, 감쇠력 조정식 유압 완충기에 가속도 센서, 컨트롤러 및 액츄에이터 등을 조합하여 차량 가속도(상하 가속도, 횡 가속도, 전후 가속도 등), 주행 상황 및 노면 상황 등에 따라서 리얼 타임으로 감쇠력을 자동적으로 전환시킴으로써, 승차감 및 조종 안정성을 향상시키도록 하였다. 소위 세미 액티브 서스펜션 제어 장치에 있어서는, 유압 완충기의 감쇠력 특성을 신장측과 수축측에서 크기가 상이한 종류의 조합(예컨대, 신장측이 하드이고 수축측이 소프트, 또는 신장측이 소프트이고 수축측이 하드인 조합)을 설정할 수 있도록 함으로써 신속히 필요한 감쇠력을 얻을 수 있고, 승차감 및 조종 안정성을 효과적으로 향상시킴과 동시에 컨트롤러 및 액츄에이터의 부담을 경감할 수 있는 것이 알려져 있다.

본 발명은, 상기한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 감쇠력 특성의 조정 범위가 넓고, 피스톤 속도에 관계없이 감쇠력을 직접 제어할 수 있으며, 온도 변화에 의한 감쇠력 특성으로의 영향이 작고, 급격한 입력을 적절하게 흡수할 수 있으며, 더욱이, 신장측과 수축측에서 크기가 상이한 종류의 감쇠력 특성의 조합을 설정할 수 있도록 한 감쇠력 조정식 유압 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 감쇠력 조정식 유압 완충기는 유액이 봉입된 실린더와, 그 실린더 내에 활주 운동 가능하게 끼워 장착되고 상기 실린더 내에 실(室)을 구획하는 피스톤과, 일단이 상기 피스톤에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외부로 연장되어 나온 피스톤 로드와, 상기 실린더에 접속되고 상기 피스톤 로드의 신장 행정시의 상기 피스톤의 활주 운동에 의해 상기 실린더 내의 유액이 유통하는 신장측 주(主) 통로와, 그 신장측 주 통로에 설치되고 그 신장측 주 통로내의 유액의 유통을 제한하는 신장측 파일럿형 감쇠 밸브와, 상기 신장측 주 통로내의 상기 신장측 파일럿형 감쇠 밸브보다도 상류측의 유액을 유도하는 신장측 부(副) 통로와, 상기 실린더에 접속되며 상기 피스톤 로드의 수축 행정시의 상기 피스톤의 활주 운동에 의해 상기 실린더내의 유액이 유통하는 수축측 주 통로와, 그 수축측 주 통로에 설치되고 그 수축측 주 통로내의 유액의 유통을 제한하는 수축측 파일럿형 감쇠 밸브와, 상기 수축측 주 통로내의 상기 신장측 파일럿형 감쇠 밸브보다도 상류측의 유액을 유도하는 신장측 부 통로와, 상기 신장측 부 통로 내에 설치된 신장측 고정 오리피스와, 상기 수축측 부 통로 내에 설치된 수축측 고정 오리피스와, 상기 신장측 부 통로의 상기 신장측 고정 오리피스보다도 하류측으로 설치된 신장측 밸브 시트와, 상기 수축측 부 통로의 상기 수축측 고정 오리피스보다도 하류측으로 설치되어 상기 신장측 밸브 시트에 대향하는 수축측 밸브 시트와, 상기 신장측 밸브 시트 및 상기 수축측 밸브 시트 사이에 배치되어 이들에 분리ㆍ착좌(着座)하고, 일측에서 상기 신장측 부 통로 내의 유액의 압력을 받아 개방되고 타측에서 상기 수축측 부 통로 내의 유액의 압력을 받아 개방되는 디스크 밸브와, 상기 디스크 밸브의 개방 압력을 조정하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 신장측 부 통로 내의 상기 신장측 고정 오리피스와 상기 디스크 밸브 사이의 유액의 압력을 상기 신장측 파일럿형 감쇠 밸브의 파일럿 압력으로 하고, 상기 수축측 부 통로 내의 상기 수축측 고정 오리피스와 상기 디스크 밸브 사이의 유액의 압력을 상기 수축측 파일럿형 감쇠 밸브의 파일럿 압력으로 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성함으로써, 액츄에이터의 추진력에 의해서 수축측 및 신장측 밸브 시트에 대한 디스크 밸브의 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 신장측 및 수축측의 감쇠력을 직접 제어하는 동시에, 디스크 밸브에 의한 압력 손실에 의해서 파일럿 압력을 변화시켜 신장측 및 수축측 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 제어한다. 이 때, 디스크 밸브의 휘어짐에 의해서 유액의 압력의 급격한 상승을 릴리프한다. 또한, 디스크 밸브의 신장측 밸브 시트와 수축측 밸브 시트 사이에 배치했기 때문에, 신장측과 수축측에서 크기가 상이한 종류의 감쇠력을 동시에 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 감쇠력 조정식 유압 완충기의 주요부를 도시한 종단면도이며,

도 2는 도 1의 장치의 감쇠력 발생 기구의 확대도이고,

도 3은 도 1의 장치의 디스크 밸브의 확대도이며,

도 4는 도 1의 장치에 있어서, 디스크 밸브를 신장측 밸브 시트로 압압한 상태를 도시한 도면이고,

도 5는 도 1의 장치에 있어서, 디스크 밸브를 수축측 밸브 시트로 압압한 상태를 도시한 도면이며,

도 6은 도 1의 장치의 개략 구성을 도시한 유압 회로도이고,

도 7은 도 1의 장치의 액츄에이터로의 통전과 감쇠력과의 관계를 도시한 그래프이며,

도 8은 도 1의 장치의 신장측 및 수축측의 감쇠력 특성의 관계를 도시한 그래프이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 감쇠력 조정식 유압 완충기

2 : 실린더

5 : 피스톤

6 : 피스톤 로드

34 : 비례 솔레노이드 액츄에이터(액츄에이터)

40 : 메인 밸브(신장측 파일럿형 감쇠 밸브)

43 : 고정 오리피스(신장측 고정 오리피스)

49 : 메인 밸브(수축측 파일럿형 감쇠 밸브)

52 : 고정 오리피스(수축측 고정 오리피스)

62 : 밸브 시트(신장측 밸브 시트)

63 : 밸브 시트(수축측 밸브 시트)

64 : 디스크 밸브

이하, 본 발명의 일실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 감쇠력 조정식 유압 완충기(1)는 실린더(2)의 외주에 외통(3)이 설치된 이중의 통 구조로 되어 있고, 실린더(2)와 외통(3) 사이에 환상의 리저버(reservoir: 4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는 피스톤(5)이 활주 운동 가능하게 끼워 장착되어 있고, 이 피스톤(5)에 의해서 실린더(2) 내부가 실린더 상측실(2a)과 실린더 하측실(2b)의 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)에는 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해 연결되어 있고, 피스톤 로드(6)의 타단측은 실린더 하측실(2b)을 통하고, 실린더(2) 및 외통(3)의 하단부에 장착된 로드 가이드 및 오일 시일(도시 생략)에 삽입 관통되고, 실린더(2)의 외부로 연장되어 나와 있다.

실린더의 상측실 및 하측실(2a, 2b)은 각각 역지 밸브(8, 9)를 통해 리저버(4)에 연통되어 있고, 역지 밸브(8)는 리저버(4)측에서 실린더 상측실(2a)측으로의 유액의 유통만을 허용하고, 역지 밸브(9)는 리저버(4)측으로부터 실린더 하측실(2b)측으로의 유액의 유통만을 허용하고 있다. 그리고, 실린더(2)내에는 유액이 봉입되고, 리저버(4)내에는 유액 및 가스가 봉입되어 있다.

실린더(2)의 외주에는 거의 원통형의 통로 부재(1O)와, 그 양단부에 결합된 상부 튜브(11) 및 하부 튜브(12)가 끼워 맞춰지고, 실린더(2)와 상부 튜브(11) 사이 및 실린더(2)와 하부 튜브(12) 사이에 각각 환상 유로(油路: 13, 14)가 형성되어 있고, 환상 유로(13, 14)는 각각 실린더(2)의 측벽에 설치된 유로(15, 16)를 통해 실린더 상측실 및 하측실(2a, 2b)에 연통되어 있다. 외측 통(3)의 측면부에는 감쇠력 발생 기구(17)가 부착되어 있고, 감쇠력 발생 기구(17)의 케이스(18)에 설치된 4개의 접속 포트(19, 20, 21, 22)가 각각 접속관(23, 24) 및 접속구(25, 26)를 통해 환상 유로(14, 13) 및 리저버(4)에 접속되어 있다.

감쇠력 발생 기구(17)는 도 2에 도시한 바와 같이 슬리브(27)가 삽입 관통되어 너트(28)에 의해서 일체로 결합된 4개의 밸브 본체(29, 30, 31, 32)가 거의 바닥이 있는 원통형의 케이스(18) 안에 삽입되고, 케이스(18)의 개구부에 리테이너 링(33)에 의해 비례 솔레노이드 액츄에이터(34)(이하, 액츄에이터(34)라고 함)가 부착되어 있다. 밸브 본체(30, 32)는 각각 밸브 본체(29, 31)의 원통부 내에 끼워 맞춰져 있고, 슬리브(27)는 액츄에이터(34)에 결합되어 그 내부에 액츄에이터(34)의 플런저(35)의 선단부가 삽입되어 있다.

케이스(18)의 내부는 2개의 밸브 본체(29, 31)에 의해, 3개의 유실(18a, 18b, l8c)로 구획되어 있고, 유실(18a, 18b, 18c)은 각각 접속 포트(19, 20, 22)에 연통되어 있다. 밸브 본체(29, 31)의 원통부 측벽에는 각각 유로(36, 37)가 설치되고 있고, 유로(36)는 접속 포트(21)에 연결되고, 유로(37)는 유실(18c)을 통해 접속 포트(22)에 연통되어 있다.

밸브 본체(29)에는 유실(18a)과 밸브 본체(29)의 원통부의 내부를 연통시키는 유로(38)가 설치되어 있다. 유로(38)에는 유실(18a)측의 유액의 압력을 받아 휘어져 밸브 개방하고, 그 동안 개방도에 따른 감쇠력을 발생시키는 상류측의 서브 밸브(39)(디스크 밸브) 및 하류측의 신장측 파일럿형 감쇠 밸브인 메인 밸브(40)(디스크 밸브)가 설치되어 있다. 메인 밸브(40)에는 디스크형의 복수의 시일 부재(41)가 적층되고, 시일 부재(41) 및 밸브 본체(30)에 의해 메인 밸브(40)의 배면측에 파일럿실(42)이 형성되어 있고, 파일럿실(42)의 내압이 메인 밸브(40)의 밸브 폐쇄 방향으로 작용하도록 되어 있다. 또, 서브 밸브(39)의 밸브 개방 압력은, 메인 밸브(40)의 메인 밸브 압력보다도 충분히 낮게 설정되어 있다. 파일럿실(42)은 시일 부재(41)에 설치된(신장측) 고정 오리피스(43)를 통해 유로(38)에 연결되어 있다. 슬리브(27)는 그 선단부에 플러그(44)가 부착되어 내부에 유로(45)가 형성되어 있고, 슬리브(27)의 측벽에 설치된 유로(46)를 통해 파일럿실(42)과 유로(45)가 서로 연통되어 있다.

또한, 밸브 본체(31)에는 유실(18b)과 밸브 본체(31)의 원통부의 내부를 연통되게 하는 유로(47)가 설치되어 있다. 유로(47)에는 유실(18b)측의 유액의 압력을 받아 휘어져 밸브 개방하고, 그 개방도에 따른 감쇠력을 발생시키는 상류측의 서브 밸브(48)(디스크 밸브) 및 하류측의 수축측 파일럿형 감쇠 밸브인 메인 밸브(49)(디스크 밸브)가 설치되어 있다. 메인 밸브(49)에는 디스크형의 복수의 시일 부재(50)가 적층되고, 시일 부재(50) 및 밸브 본체(32)에 의해 메인 밸브(49)의 배면측에 파일럿실(51)이 형성되어 있고, 파일럿실(51)의 내압이 메인 밸브(49)의 밸브 폐쇄 방향으로 작용하도록 되어 있다. 또, 서브 밸브(48)의 밸브 개방 압력은 메인 밸브(49)의 밸브 개방 압력보다도 충분히 낮게 설정되어 있다. 파일럿실(51)은 시일 부재(50)에 설치된(수축측) 고정 오리피스(52)를 통해 유로(47)에 연통되어 있다. 파일럿실(51)은 밸브 본체(32)에 설치된 유로(53)를 통해 밸브 본체(32)와 슬리브(27)의 기단부에 형성된 대직경부(54) 사이에 형성된 유실(55)에 연통되어 있다.

슬리브(27)의 액츄에이터(34)에 결합된 기단부와 액츄에이터(34) 사이에는 환상의 시트 부재(56)가 설치되고, 대직경부(54)의 기단면과 시트 부재(56) 사이에는 유로(45)에 연통하는 원형의 유실(57)이 형성되어 있다. 시트 부재(56) 내에 플런저(35)가 삽입 관통되고 시트 부재(56)와 플런저(35) 사이에 유실(57)에 연결하는 환상 유로(58)가 형성되어 있다. 환상 유로(58)는 대직경부(54)에 축방향을 따라 설치된 유로(59)를 통해 유실(55)에 연통되어 있다. 또한, 원형의 유실(57)은 대직경부(54)에 직경 방향을 따라 설치된 유로(60) 및 액츄에이터(34)의 케이스에 설치된 유로(61)를 통해 유실(18c)에 연통되어 있다.

슬리브(27)의 기단부의 유로(45)의 개구부 주위에는, 환상의 밸브 시트(62) (신장측 밸브 시트)가 돌출되어 있다. 시트 부재(56)의 환상 유로(58)의 개구부 주위에는, 밸브 시트(62)에 대향하는 환상의 밸브 시트(63)(수축측 밸브 시트)가 돌출되어 있다. 이들의 밸브 시트(62, 63)에 삽입 관통된 플런저(35)의 선단부에는 밸브 시트(62) 및 밸브 시트(63)에 대향하는 원판형의 가요성 디스크 밸브(64)가 부착되어 있다. 디스크 밸브(64)는 도 3에 도시한 바와 같이, 너트(65) 및 복수의 스페이스(66)에 의해 플런저(35)의 선단부에 고정되어 있다. 플런저(35)는 복귀 스프링(67)의 스프링력에 의해서 슬리브(27)측으로 힘이 가해지고 있다. 또한, 플런저(35)에는 플런저(35)의 양단부에 작용하는 유액의 압력을 균형 잡기 위한 유로(68)가 설치되어 있다.

그리고, 디스크 밸브(64)는, 정상시에 복귀 스프링(67)의 스프링력에 의하여 밸브 시트(62)에 압압되어 있고, 액츄에이터(34)로의 통전 전류에 따라 플런저(35)를 복귀 스프링(67)의 스프링력에 대항하여 후퇴시키고자 하는 추진력이 발생하고, 이 추진력과 복귀 스프링(67)의 스프링력과의 밸런스에 의해서 디스크 밸브(64)의 밸브 시트(62) 및 밸브 시트(63)에 대한 밸브 개방 압력, 즉 유로(45) 및 환상 유로(58)에 대한 밸브 개방 압력을 조정할 수 있게 되어 있다.

또, 이러한 구성에 있어서, 유로(16), 환상 유로(14), 접속관(23), 접속 포트(19), 유실(18a), 유로(38), 접속 포트(21) 및 접속구(25)에 의해서 신장측 주 통로를 구성하고, 고정 오리피스(43), 파일럿실(42), 유로(46), 유로(45), 유실(57), 유로(60), 유로(61), 유실(18c), 접속 포트(22) 및 접속구(26)에 의해 신장측 부 통로를 구성하고 있다. 또한, 유로(15), 환상 유로(13), 접속관(24), 접속 포트(20), 유실(18b), 유로(47), 유로(37), 접속 포트(22) 및 접속구(26)에 의해서 수축측 주 통로를 구성하고, 고정 오리피스(52), 파일럿실(51), 유로(53), 유실(55), 유로(59), 환상 유로(58), 유실(57), 유로(60), 유로(61), 유실(18c), 접속 포트(22) 및 접속구(26)에 의해 수축측 부 통로를 구성하고 있다.

도 6에는 감쇠력 유압 완충기(1)의 유압 회로가 도시되어 있다. 또, 도 6은 감쇠력조정식 유압 완충기(1)의 주요부의 접속 관계를 개략적으로 도시하고 있고, 대응하는 요소에 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 6에서는 서브 밸브(39, 48)는 생략되어 있다.

이상과 같이 구성한 본 실시예의 작용에 관해서 다음에 설명한다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정시에는, 피스톤(5)의 이동과 함께 역지 밸브(9)가 폐쇄하여 실린더 하측실(2b)측의 유액이 가압되고, 메인 밸브(40)의 밸브 개방전에 있어서는, 유로(16), 환상 유로(14) 및 접속관(23)을 통해 감쇠력 발생 기구(17)의 접속 포트(19)로 흐르고, 또한, 유실(18a), 유로(38)를 흐르고, 서브 밸브(39)를 개방하고, 고정 오리피스(43), 파일럿실(42), 유로(46), 유로(45)를 흐르고, 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(62)로부터 리프트시키고, 유실(57), 유로(60), 유로(61), 유실(18c), 접속 포트(22) 및 접속구(26)를 통해 리저버(4)측으로 흐른다. 그리고, 실린더 하측실(2b)측의 압력이 메인 밸브(40)의 밸브 개방 압력에 달하면, 메인 밸브(40)가 열리고 유액은 서브 밸브(39)로부터 유로(36), 접속 포트(21) 및 접속구(25)를 통해 리저버(4)로 흐른다. 또, 리저버(4)의 유액은 역지 밸브(8)를 개방하여 실린더 상측실(2a)에 유입한다.

이에 따라, 신장 행정시에는, 피스톤 속도가 낮고 메인 밸브(40)의 밸브 개방전에는 서브 밸브(39), 고정 오리피스(43) 및 디스크 밸브(64)의 유로 면적에 따라서 감쇠력이 발생하고, 피스톤 속도가 높아지고 실린더 하측실(2b)측의 압력이 상승하여 메인 밸브(40)가 개방하면, 그 개방도에 따라서 감쇠력이 발생한다. 그리고, 액츄에이터(34)로의 통전 전류에 따라서 디스크 밸브(64)의 밸브 시트(62)에 대한 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 메인 밸브(40)의 밸브 개방전의 감쇠력을 피스톤 속도에 관계없이 직접 제어함과 동시에, 디스크 밸브(64)에 의한 압력 손실에 의해서 파일럿실(42)의 압력을 변화시켜 메인 밸브(40)의 밸브 개방 압력(피스톤 속도의 고속 영역의 감쇠력)을 제어할 수 있다. 액츄에이터(34)로의 통전 전류와 감쇠력의 관계를 도 7에 도시한다.

또한, 피스톤 로드(6)의 수축 행정시에는 피스톤(5)의 이동과 함께 역지 밸브(8)가 폐쇄하여 실린더 상측실(2a)측의 유액이 가압되고, 메인 밸브(49)의 밸브 개방전에 있어서는, 유로(15), 환상 유로(13) 및 접속관(24)을 통해 감쇠력 발생 기구(17)의 접속 포트(20)로 흐르고, 또한, 유실(18b), 유로(47)를 흐르고, 서브 밸브(48)를 개방하고, 고정 오리피스(52), 파일럿실(51), 유로(53), 유실(55), 유로(59), 환상 유로(58)를 흐르고, 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(63)로부터 리프트시키고, 유실(57), 유로(60), 유로(61), 유실(18c), 접속 포트(22) 및 접속구(26)를 통해 리저버(4)측으로 흐른다. 그리고, 실린더 상측실(2a)측의 압력이 메인 밸브(49)의 밸브 개방 압력에 달하면, 메인 밸브(49)가 열리고 유액은 서브 밸브(48)로부터 유로(37), 유실(18c), 접속 포트(22) 및 접속구(26)를 통하여 리저버(4)로 흐른다. 또, 리저버(4)의 유액은 역지 밸브(9)를 개방하여 실린더 상측실(2b)에 유입한다.

이에 따라, 수축 행정시에는, 피스톤 속도가 낮고 메인 밸브(49)의 밸브 개방전에는 서브 밸브(48), 고정 오리피스(52) 및 디스크 밸브(64)의 유로 면적에 따라 감쇠력이 발생하고, 피스톤 속도가 높아지고 실린더 상측실(2a)측의 압력이 상승하여 메인 밸브(49)가 개방되면, 그 개방도에 따라서 감쇠력이 발생한다. 그리고, 액츄에이터(34)로의 통전 전류에 따라 디스크 밸브(64)의 밸브 시트(63)에 대한 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 메인 밸브(49)의 밸브 개방전의 감쇠력을 피스톤 속도에 관계없이 직접 제어하는 동시에, 디스크 밸브(64)에 의한 압력 손실에 의해 파일럿실(42)의 압력을 변화시켜 메인 밸브(49)의 밸브 개방 압력(피스톤 속도의 고속 영역의 감쇠력)을 제어할 수 있고, 수축측에 관해서도 도 7에 도시한 바와 같은 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.

그리고, 디스크 밸브(64)의 밸브 시트(62) 및 밸브 시트(63)에 대한 밸브 개방 압력은, 한 쪽을 크게 하면 다른 쪽이 작아지기 때문에, 신장측과 수축측의 감쇠력은 크기가 상이한 종류의 감쇠력(예컨대, 신장측이 하드이고 수축측이 소프트, 또는 신장측이 소프트이고 수축측이 하드)으로 할 수 있고, 전술의 세미 액티브 서스펜션 제어 장치에 알맞은 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시한 바와 같이, 액츄에이터(34)의 통전 전류를 작게 하고, 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(62)측으로 압압하고, 밸브 시트(63)측의 유로를 개방함으로써, 신장측의 감쇠력을 하드로 하고, 수축측의 감쇠력을 소프트로 할 수 있다. 이 경우의 감쇠력 특성은 도 8에서 ①로 도시되어 있다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 액츄에이터(34)로의 통전 전류를 크게 하여 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(63)측으로 압압하고, 밸브 시트(62)측의 유로를 개방함으로써, 신장측의 감쇠력을 소프트로 하고, 수축측의 감쇠력을 하드로 할 수 있다. 이 경우의 감쇠력 특성은 도 8에서 ②로 도시되어 있다. 또, 액츄에이터(34)로의 통전 전류를 조정하여 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(62)와 밸브 시트(63)의 중간에 배치하여 양방의 밸브 시트(62, 63)에 대하여 유로(流路)를 개방함으로써, 신장측 및 수축측과 함께 소프트측의 감쇠력을 얻을 수 있다.

압력 제어 밸브인 디스크 밸브(64)에 의해 감쇠력을 조정하고 있기 때문에, 종래의 가변 오리피스(유량 제어 밸브)에 의한 것에 비하여, 유액의 점도의 변화에의한 영향이 작고, 온도 변화에 대하여 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다. 노면으로부터의 돌출부 등에 의한 급격한 입력에 의해, 파일럿실(42, 51)의 압력이 급격히 상승한 경우, 디스크 밸브(64)가 휘어져 그 압력을 적절하게 릴리프하기 때문에 감쇠력이 급격한 상승을 억제할 수 있고, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다. 또한, 액츄에이터(34)로의 통전 전류를 급격히 변화시키고, 디스크 밸브(64)를 밸브 시트(62, 63) 사이에서 급격히 이동시킨 경우라도, 디스크 밸브(64)의 가요성에 의해서 충격을 흡수할 수 있기 때문에, 채터링(chattering) 등의 발생을 방지하여 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 감쇠력 조정식 유압 완충기는 신장측 및 수축측 밸브 시트 사이에 배치한 디스크 밸브의 밸브 개방 압력을 액츄에이터에 의해 제어하도록 함으로써, 신장측 및 수축측의 감쇠력을 직접 제어함과 동시에, 디스크 밸브에 의한 압력 손실에 의해 파일럿 압력을 변화시켜 신장측 및 수축측 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다. 이 때, 디스크 밸브의 휘어짐에 의해서 유액의 압력이 급격한 상승을 릴리프할 수 있기 때문에, 감쇠력의 급격한 상승을 억제할 수 있다. 디스크 밸브를 신장측 밸브 시트와 수축측 밸브 시트 사이에 배치했기 때문에, 신장측과 수축측에서 크기가 상이한 종류의 감쇠력을 동시에 선택할 수 있고, 소위 세미 액티브 서스펜션 제어 장치에 알맞은 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 또한, 디스크 밸브를 신장측 및 수축측 밸브 시트 사이에서 급격히 이동시킨 경우라도, 디스크 밸브의 가요성에 의해서 충격을 흡수할 수 있기 때문에, 채터링 등의 발생을 방지하여 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

Claims

유액이 봉입된 실린더와, 그 실린더 내에 활주 운동 가능하게 끼워 장착되고 상기 실린더 내에 실(室)을 구획하는 피스톤과, 일단이 상기 피스톤에 연결되고 타단이 상기 실린더의 외부로 연장되어 나온 피스톤 로드와, 상기 실린더에 접속되고 상기 피스톤 로드의 신장 행정시의 상기 피스톤의 활주 운동에 의해 상기 실린더 내의 유액이 유통하는 신장측 주(主) 통로와, 그 신장측 주 통로에 설치되고 그 신장측 주 통로내의 유액의 유통을 제한하는 신장측 파일럿형 감쇠 밸브와, 상기 신장측 주 통로내의 상기 신장측 파일럿형 감쇠 밸브보다도 상류측의 유액을 유도하는 신장측 부(副) 통로와, 상기 실린더에 접속되며 상기 피스톤 로드의 수축 행정시의 상기 피스톤의 활주 운동에 의해 상기 실린더내의 유액이 유통하는 수축측 주 통로와, 그 수축측 주 통로에 설치되고 그 수축측 주 통로내의 유액의 유통을 제한하는 수축측 파일럿형 감쇠 밸브와, 상기 수축측 주 통로내의 상기 수축측 파일럿형 감쇠 밸브보다도 상류측의 유액을 유도하는 수축측 부 통로와, 상기 신장측 부 통로 내에 설치된 신장측 고정 오리피스와, 상기 수축측 부 통로 내에 설치된 수축측 고정 오리피스와, 상기 신장측 부 통로의 상기 신장측 고정 오리피스보다도 하류측으로 설치된 신장측 밸브 시트와, 상기 수축측 부 통로의 상기 수축측 고정 오리피스보다도 하류측으로 설치되어 상기 신장측 밸브 시트에 대향하는 수축측 밸브 시트와, 상기 신장측 밸브 시트 및 상기 수축측 밸브 시트 사이에 배치되어 이들에 분리ㆍ착좌(着座)하고, 일측에서 상기 신장측 부 통로 내의 유액의 압력을 받아 개방되고 타측에서 상기 수축측 부 통로 내의 유액의 압력을 받아 개방되는 디스크 밸브와, 상기 디스크 밸브의 개방 압력을 조정하는 액츄에이터를 구비하고, 상기 신장측 부 통로 내의 상기 신장측 고정 오리피스와 상기 디스크 밸브 사이의 유액의 압력을 상기 신장측 파일럿형 감쇠 밸브의 파일럿 압력으로 하고, 상기 수축측 부 통로 내의 상기 수축측 고정 오리피스와 상기 디스크 밸브 사이의 유액의 압력을 상기 수축측 파일럿형 감쇠 밸브의 파일럿 압력으로 하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 유압 완충기.