KR102651283B1 - 완충기 - Google Patents

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KR102651283B1
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오사무 유노
다카오 나카다테
슌스케 모리
šœ스케 모리
유 이시마루
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히다치 아스테모 가부시키가이샤
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Abstract

역행정 시에는, 환형의 시트부(제2 시트부)에 착좌(着座)되는 체크 밸브를 신속히 밸브 개방시킴으로써, 하류측의 실의 작동 유체를 배압실에 신속히 도입할 수 있기 때문에, 체크 밸브가 릴리프 밸브에 달라붙는 것에 의한 감쇠력의 응답 지연을 억제할 수 있다.

Description

완충기
본 발명은 실린더 내부에 감쇠력 발생 기구가 편입된 완충기에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 릴리프 밸브에 설치된 역지 밸브를 밸브 개방시켜 하류측 실의 압력을 배압실에 도입함으로써, 역행정 시에서의 메인 밸브를 밸브 폐쇄 상태로 유지하도록 한 완충기가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-344911호 공보
특허문헌 1에 기재된 완충기는, 릴리프 밸브에 형성된 구멍(통로)이 디스크형의 역지 밸브에 의해 직접 폐색되기 때문에, 역지 밸브가 릴리프 밸브에 달라붙어 밸브 개방되기 어려워지면, 역행정 시에, 하류측 실의 압력을 배압실에 신속히 도입할 수 없게 된다. 그 결과, 역행정 시의 상류측의 실의 압력으로 메인 밸브가 밸브 개방되어 버려, 압력 누설에 의한 감쇠력의 응답 지연이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 완충기는, 메인 밸브 밸브 개방 시의 체적 보장이 이루어지고 있지 않기, 즉 배압실로부터 작동액을 신속히 배출할 수 없기 때문에, 감쇠력이 오버슈트할 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 감쇠력의 응답 지연을 억제한 완충기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의한 완충기는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 실린더 내를 2실로 구획하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤의 일방향으로의 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 발생하는 통로와, 상기 통로의 작동 유체의 상류측의 실로부터 하류측의 실로의 흐름에 저항력을 부여하는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 배압실과, 일단에 개구부를 갖고, 상기 개구부에 상기 메인 밸브가 배치되며, 내부에 상기 배압실이 형성되는, 바닥이 있는 통형의 케이스 부재와, 상기 배압실에 상류측의 실로부터 상기 작동 유체를 도입하는 상류측 배압 도입 통로와, 상기 케이스 부재의 상기 바닥부 바깥쪽에 형성되는 제1 시트부에 착좌(着座)되고, 상기 제1 시트부의 내주측에 상기 배압실과 연통(連通)되는 제1 수압실을 구획하며, 상기 배압실의 압력에 의해 밸브 개방되어 하류측의 실로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는, 서브 밸브를 구비하고, 상기 케이스 부재의 바닥부에 형성되고, 상기 피스톤의 타방향으로의 이동에 의해 발생하는 작동 유체의 흐름에 대해 상류측이 되는 실로부터 작동 유체를 도입하며, 상기 제1 수압실과 격절(隔絶)되는, 하류측 배압 도입 통로와, 상기 케이스 부재의 상기 바닥부 안쪽에 형성되고, 내측에 상기 하류측 배압 도입 통로와 연통되는 제2 수압실을 구획하는, 제2 시트부와, 상기 제2 시트부에 착좌되고, 상기 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방 가능한, 체크 밸브를 더 구비한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 의한 완충기는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 실린더 내를 2실로 구획하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤의 일방향으로의 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 발생하는 통로와, 상기 통로의 작동 유체의 상류측의 실로부터 하류측의 실로의 흐름에 저항력을 부여하는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 배압실과, 일단에 개구부를 갖고, 상기 개구부에 상기 메인 밸브가 배치되며, 내부에 상기 배압실이 형성되는, 바닥이 있는 통형의 케이스 부재와, 상기 배압실에 상류측의 실로부터 상기 작동 유체를 도입하는 상류측 배압 도입 통로와, 상기 케이스 부재의 상기 바닥부 바깥쪽에 형성되는 환형의 제1 시트부에 착좌되고, 상기 제1 시트부의 내주측에 상기 배압실과 연통되는 제1 수압실을 구획하며, 상기 배압실의 압력에 의해 밸브 개방되어 하류측의 실로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는, 서브 밸브와, 신장측 배압실과 수축측 배압실을 연통하는 공통 통로와, 상기 공통 통로에 설치되는 파일럿 제어 밸브를 구비하고, 상기 케이스 부재의 바닥부에 형성되고, 상기 피스톤의 타방향으로의 이동에 의해 발생하는 작동 유체의 흐름에 대해 상류측이 되는 실로부터 작동 유체를 도입하며, 상기 제1 수압실과 격절되는, 하류측 배압 도입 통로와, 상기 케이스 부재의 상기 바닥부 안쪽에 형성되고, 내측에 상기 하류측 배압 도입 통로와 연통되는 제2 수압실을 구획하는, 제2 시트부와, 상기 제2 시트부에 착좌되고, 상기 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방 가능한, 체크 밸브를 더 구비한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 완충기에 의하면, 감쇠력의 응답 지연을 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 완충기의 주요부의 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 우측 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 제1, 제3, 및 제5 실시형태에 이용되는 파일럿 케이스의 제1 시트부의 형상을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 좌측 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 제1 실시형태의 파일럿 밸브의 작동의 설명도이며, 중심선의 우측은 밸브 개방 시의 파일럿 밸브를 도시하고, 중심선의 좌측은 밸브 폐쇄 시의 파일럿 밸브를 도시한다.
도 7은 제2 실시형태의 설명도이며, 도 2에 대응한다.
도 8은 제2 및 제4 실시형태에 이용되는 파일럿 케이스의 제1 시트부의 형상을 도시한 도면이다.
도 9는 제3 실시형태의 설명도이다.
도 10은 제4 실시형태의 설명도이다.
도 11은 제5 실시형태의 설명도이다.
(제1 실시형태)
본 발명의 제1 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 제1 실시형태의 완충기(1)의 주요부의 단면도이다. 이하의 설명에서, 도 1에서의 상방향(상측) 및 하방향(하측)을, 완충기(1)에서의 상방향(상측) 및 하방향(하측)으로 한다. 또한, 제1 실시형태는, 단통형의 감쇠력 조정식 유압 완충기이지만, 리저버를 구비하는 복통형의 감쇠력 조정식 유압 완충기에도 적용 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실린더(2) 내에는, 피스톤(3)이 슬라이딩 가능하게 끼워진다. 피스톤(3)은, 실린더(2) 내를 실린더 상부실(2A)과 실린더 하부실(2B)의 2실로 구획한다. 실린더 상부실(2A) 및 실린더 하부실(2B)에는, 작동 유체로서 오일액이 봉입된다. 또한, 실린더(2) 내에는, 실린더(2) 내를 상하 방향으로 이동할 수 있는 프리 피스톤(도시 생략)이 설치된다. 프리 피스톤은, 실린더(2) 내를 피스톤(3)측(상측)의 실린더 하부실(2B)과 바닥부측(하측)의 가스실(도시 생략)로 구획한다. 또한, 가스실에는, 작동 유체로서 고압 가스가 봉입된다.
피스톤(3)의 축 구멍(3A)에는, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)가 삽입 관통된다. 피스톤 볼트(7)의 대략 원통형의 머리부(9)의 상측 부분에는, 대략 원통형의 솔레노이드 케이스(10)의 하단부가 나사 결합부(11)에 의해 접속된다. 피스톤 볼트(7)에는, 공통 통로(13)가 형성된다. 상기 공통 통로(13)는, 축 방향(상하 방향)을 따라 선단측(하측)으로 연장되고, 상단이 머리부(9)의 바닥면 중앙으로 개구되는, 바닥이 있는 축 구멍이다. 도 2를 참조하면, 공통 통로(13)는, 공통 통로(13)의 상부에 형성되고 상단이 개구되는 축 구멍(14)과, 공통 통로(13)의 하부에 형성되는 축 구멍(15)과, 축 구멍(14, 15) 사이를 연통하는 축 구멍(16)에 의해 구성된다. 또한, 공통 통로(13)의 내경(구멍 직경)은, 축 구멍(15)이 가장 크고, 축 구멍(14), 축 구멍(16)의 순서로 작아진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 케이스(10)의 상단부에는, 피스톤 로드(6)의 하단부가 나사 결합부(12)에 의해 접속된다. 피스톤 로드(6)는, 실린더(2)의 상단부에 장착되는 로드 가이드(도시 생략)에 삽입 관통되고, 상단(타단)이 실린더(2)로부터 외부로 연장된다. 피스톤 로드(6)의 하단부에는 너트(18)가 나사 결합되고, 너트(18)를 솔레노이드 케이스(10)의 상단에 접촉시켜 체결함으로써, 나사 결합부(12)의 헐거워짐이 억제된다. 피스톤 로드(6)의 하단에는, 소직경부(19)가 형성된다. 상기 소직경부(19)의 외주면에 형성되는 환형 홈에는, O-링(20)이 장착된다. 상기 O-링(20)은, 솔레노이드 케이스(10)와 피스톤 로드(6) 사이를 시일한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(3)에는, 일단(상단)이 실린더 상부실(2A) 측으로 개구되는 신장측 통로(21)와, 일단(하단)이 실린더 하부실(2B) 측으로 개구되는 수축측 통로(22)가 형성된다. 피스톤(3)의 하단에는, 신장측 통로(21)의 작동 유체의 흐름을 제어하는 신장측 감쇠 밸브(101)(신장측 메인 밸브 기구)가 설치된다. 한편, 피스톤(3)의 상단에는, 수축측 통로(22)의 작동 유체의 흐름을 제어하는 수축측 감쇠 밸브(201)(수축측 메인 밸브 기구)가 설치된다.
신장측 감쇠 밸브(101)는, 피스톤(3)의 하단부의 외주측에 형성되는 환형의 시트부(102)와, 상기 시트부(102)에 착좌되는 신장측 메인 밸브(103)와, 너트(23)에 의해 피스톤 볼트(7)에 고정되는 파일럿 케이스(104)(케이스 부재)와, 신장측 메인 밸브(103)의 배면과 파일럿 케이스(104) 사이에 형성되는 신장측 배압실(105)을 구비한다. 신장측 배압실(105) 내의 압력은, 신장측 메인 밸브(103)를 밸브 폐쇄시키도록 작용한다.
너트(23)와 파일럿 케이스(104) 사이에는, 하측으로부터 순서대로, 와셔(24), 리테이너(25), 및 복수 매의 디스크를 포함하는 디스크 밸브(106)가 설치된다. 디스크 밸브(106)의 내주부는, 파일럿 케이스(104)의 내주부(114)와 리테이너(25) 사이에서 협지(挾持)된다. 또한, 신장측 메인 밸브(103)는, 탄성체를 포함하는 환형의 시일부(107)(탄성 시일 부재)를 파일럿 케이스(104)의 환형 벽부(108)(통부)의 내주면에 전체 둘레에 걸쳐 접촉시킨 패킹 밸브이다. 또한, 시일부(107)는, 신장측 메인 밸브(103)에 일체로 고착된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(104)의 상단부(바닥부)에는, 환형 벽부(108)를 따르도록 연장되는 환형 오목부(109)가 형성된다. 또한, 파일럿 케이스(104)의 상단부에는, 환형의 시트부(110)(제2 시트부)를 통해 환형 오목부(109)의 내주측에 인접하는, 환형 오목부(111)가 형성된다. 또한, 환형 오목부(109)는, 신장측 메인 밸브(103)의 시일부(107)의 가동 영역을 확보하기 위해서, 환형 오목부(111)보다 깊게 형성된다.
도 2, 도 3, 도 4를 참조하면, 파일럿 케이스(104)와 디스크 밸브(106) 사이에는, 복수 실(제1 실시형태에서는 5실)의 제1 수압실(112)이 형성된다. 제1 수압실(112)은, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)[내주부(114)로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 면, 도 2 참조]에 형성되는 이형(異形)의 시트부(115)(제1 시트부)에 의해 구획된다. 시트부(115)는, 파일럿 케이스(104)의 외주를 따르도록 연장되는 원호부(116)(환형의 시트부)와, 직경 방향으로 연장되고 원호부(116)의 각 단과 내주부(114)를 연결하는 직선부(117)를 포함한다. 이와 같이, 신장측 감쇠 밸브(101)의, 파일럿 케이스(104)와 디스크 밸브(106) 사이에는, 시트부(115)에 의해 부채형으로 구획되는 5개의 제1 수압실(112)이, 둘레 방향으로 등간격으로 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(104)에는, 각 제1 수압실(112)과 환형 오목부(109)를 연통시키는 통로(118)(제1 통로)가 형성된다. 상기 통로(118)의 하단은, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)의, 시트부(115)(제1 시트부)에 의해 둘러싸인 부분으로 개구된다. 파일럿 케이스(104)의 내주부(114)(내주면)에는, 상단이 개구되는 대내경부(大內徑部; 119)가 형성된다. 상기 대내경부(119)와 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 외주면 사이에는, 환형 통로(120)가 형성된다. 상기 환형 통로(120)는, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성되는 복수 개(도 3에 「2개」 표시)의 통로(121)에 의해, 공통 통로(13)의 축 구멍(15)에 연통된다.
파일럿 케이스(104)의 시트부(110)(제2 시트부)에는, 디스크형의 체크 밸브(122)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 체크 밸브(122)는, 실린더 하부실(2B)로부터 신장측 배압실(105)로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브이다. 시트부(110)의 내주측에는, 환형 오목부(111)와 체크 밸브(122)에 의해 구획되는 환형의 제2 수압실(124)이 형성된다. 상기 제2 수압실(124)은, 제1 수압실(112)과 격절되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(104)에 형성되는 복수 개(제1 실시형태에서는 5개)의 통로(125)(도 4 참조)에 의해 실린더 하부실(2B)에 연통된다.
도 5를 참조하면, 수축 행정 시[역행정 시, 피스톤(3)의 타방향으로의 이동 시]에는, 실린더 하부실(2B)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 통로(125), 제2 수압실(124), 및 체크 밸브(122)를 통해 신장측 배압실(105)에 도입하는, 제1 수압실(112)과는 격절되는, 신장측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다. 이와 같이, 수축 행정 시(역행정 시)에 체크 밸브(122)를 밸브 개방시켜, 실린더 하부실(2B)의 압력(작동 유체)을 신장측 배압실(105)에 도입함으로써, 역행정 시에 발생하는 압력에 의해 신장측 메인 밸브(103)가 밸브 개방되는 것에 의한 압력 누설을 억제할 수 있다. 또한, 통로(125)의 하단은, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)의, 인접하는 제1 수압실(112) 사이의 내주측으로 개구된다. 또한, 체크 밸브(122)의 내주부는, 파일럿 케이스(104)의 내주부(114)와, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 감합(嵌合)되는 스페이서(123) 사이에서 유지된다.
체크 밸브(122)에는, 내주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 슬릿(126)(연통 절결)이 형성된다. 이에 의해, 신장측 배압실(105)은, 체크 밸브(122)의 슬릿(126), 파일럿 케이스(104)의 대내경부(119)에 형성된 환형 통로(120), 및 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성된 통로(121)를 통해, 공통 통로(13)의 축 구멍(15)에 연통된다. 이에 의해, 신장 행정 시[순행정 시, 피스톤(3)의 일방향으로의 이동 시]에 신장측 메인 밸브(103)가 밸브 개방될 때의, 신장측 배압실(105)의 체적 보장이 가능하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 피스톤(3)의 하단부에는, 환형의 시트부(127)가 형성된다. 상기 시트부(127)는, 시트부(102)의 내주측에 배치되고, 피스톤(3)의 하면으로부터의 높이(돌출 길이)가, 시트부(102)보다 낮게 되어 있다. 피스톤(3)의 하단부의, 시트부(102)와 시트부(127) 사이의 환형면에는, 신장측 통로(21)의 하단이 개구된다. 시트부(127)에는, 디스크 밸브(128)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 피스톤(3)의 내주부와 시트부(127) 사이에는, 환형 오목부(129)가 형성된다. 피스톤(3)의 하단부에는, 환형 오목부(129)와 디스크 밸브(128)에 의해 구획되는 환형 통로(130)가 형성된다.
피스톤(3)의 축 구멍(3A)에는, 하단이 개구되는 대내경부(131)가 형성된다. 상기 대내경부(131)와 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 외주면 사이에는, 환형 통로(132)가 형성된다. 피스톤(3)의 내주부에는, 환형 통로(130)와 환형 통로(132)를 연통시키는 복수 개의 통로(133)가 형성된다. 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에는, 공통 통로(13)의 축 구멍(15)과 피스톤(3)의 환형 통로(132)를 연통시키는 복수 개(도 3에 「2개」 표시)의 통로(134)가 형성된다. 또한, 디스크 밸브(128)의 내주부는, 피스톤(3)의 내주부와 리테이너(135) 사이에서 유지된다.
그리고, 신장 행정 시(순행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류측의 실)의 작동 유체의 압력을, 신장측 통로(21), 디스크 밸브(128)에 형성되는 오리피스(128A), 환형 통로(130), 통로(133), 환형 통로(132), 통로(134), 축 구멍(15), 통로(121), 환형 통로(120), 및 체크 밸브(122)의 슬릿(126)을 통해 신장측 배압실(105)에 도입하는, 신장측 배압 도입 통로(상류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
다음으로, 수축측 감쇠 밸브(201)를 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수축측 감쇠 밸브(201)는, 피스톤(3)의 상단부의 외주측에 형성되는 환형의 시트부(202)와, 상기 시트부(202)에 착좌되는 수축측 메인 밸브(203)와, 피스톤 볼트(7)에 고정되는 파일럿 케이스(204)(케이스 부재)와, 수축측 메인 밸브(203)의 배면과 파일럿 케이스(204) 사이에 형성되는 수축측 배압실(205)을 구비한다. 수축측 배압실(205) 내의 압력은, 수축측 메인 밸브(203)를 밸브 폐쇄시키도록 작용한다.
와셔(27)와 파일럿 케이스(204) 사이에는, 디스크 밸브(206)가 설치된다. 디스크 밸브(206)의 내주부는, 파일럿 케이스(204)의 내주부(214)와 리테이너(28) 사이에서 협지된다. 또한, 수축측 메인 밸브(203)는, 탄성체를 포함하는 환형의 시일부(207)(탄성 시일 부재)를 파일럿 케이스(204)의 환형 벽부(208)(통부)의 내주면에 전체 둘레에 걸쳐 접촉시킨 패킹 밸브이다. 또한, 시일부(207)는, 수축측 메인 밸브(203)에 일체로 고착된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(204)의 하단부에는, 환형 벽부(208)를 따르도록 연장되는 환형 오목부(209)가 형성된다. 또한, 파일럿 케이스(204)의 하단부(바닥부)에는, 환형의 시트부(210)(제2 시트부)를 통해, 환형 오목부(209)의 내주측에 인접하는 환형 오목부(211)가 형성된다. 또한, 환형 오목부(209)는, 수축측 메인 밸브(203)의 시일부(207)의 가동 영역을 확보하기 위해서, 환형 오목부(211)보다 깊게 형성된다.
도 2, 도 4, 도 5를 참조하면, 파일럿 케이스(204)와 디스크 밸브(206) 사이에는, 복수 실(제1 실시형태에서는 5실)의 제1 수압실(212)이 형성된다. 제1 수압실(212)은, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)[내주부(214)로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 면]에 형성되는 이형의 시트부(215)(제1 시트부)에 의해 구획된다. 시트부(215)는, 파일럿 케이스(204)의 외주를 따르도록 연장되는 원호부(216)(환형의 시트부)와, 직경 방향으로 연장되고 원호부(216)의 각 단과 내주부(214)를 연결하는 직선부(217)를 포함한다. 이와 같이, 수축측 감쇠 밸브(201)의 파일럿 케이스(204)와 디스크 밸브(206) 사이에는, 시트부(215)에 의해 부채형으로 구획되는 5개의 제1 수압실(212)이, 둘레 방향으로 등간격으로 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(204)에는, 각 제1 수압실(212)과 환형 오목부(209)를 연통시키는 통로(218)(제1 통로)가 형성된다. 상기 통로(218)의 상단은, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)의, 시트부(215)(제1 시트부)에 의해 둘러싸인 부분으로 개구된다. 파일럿 케이스(204)의 내주부(214)(내주면)에는, 하단이 개구되는 대내경부(219)가 형성된다. 상기 대내경부(219)와 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 외주면 사이에는, 환형 통로(220)가 형성된다. 상기 환형 통로(220)는, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 외주면에 형성되는, 축 방향으로 연장되는 복수 개(도 5에는 「1개」 표시)의 홈(26), 및 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성된 복수 개(도 5에 「2개」 표시)의 통로(221)를 통해, 공통 통로(13)의 축 구멍(14)에 연통된다.
파일럿 케이스(204)의 시트부(210)(제2 시트부)에는, 디스크형의 체크 밸브(222)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 체크 밸브(222)는, 실린더 하부실(2B)로부터 수축측 배압실(205)로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브이다. 시트부(210)의 내주측에는, 환형 오목부(211)와 체크 밸브(222)에 의해 구획되는 환형의 제2 수압실(224)이 형성된다. 상기 제2 수압실(224)은, 제1 수압실(212)과 격절되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 케이스(204)에 형성되는 복수 개(제1 실시형태에서는 5개)의 통로(225)에 의해 실린더 하부실(2B)에 연통된다.
도 3을 참조하면, 신장 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 통로(225), 제2 수압실(224), 및 체크 밸브(222)를 통해 수축측 배압실(205)에 도입하는, 제1 수압실(212)과는 격절된, 수축측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다. 이와 같이, 신장 행정 시(역행정 시)에 체크 밸브(222)를 밸브 개방시켜, 실린더 상부실(2A)의 압력(작동 유체)을 수축측 배압실(205)에 도입함으로써, 역행정 시에 발생하는 압력에 의해 수축측 메인 밸브(203)가 밸브 개방되는 것에 의한 압력 누설을 억제할 수 있다. 또한, 통로(225)의 상단은, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)의, 인접하는 제1 수압실(212) 사이의 내주측으로 개구된다. 또한, 체크 밸브(222)의 내주부는, 파일럿 케이스(204)의 내주부(214)와, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 감합되는 스페이서(223) 사이에서 유지된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(222)에는, 내주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 슬릿(226)(연통 절결)이 형성된다. 이에 의해, 수축측 배압실(205)은, 체크 밸브(222)의 슬릿(226), 파일럿 케이스(204)의 대내경부(219)에 형성된 환형 통로(220), 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성된 홈(26), 및 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성된 통로(221)를 통해, 공통 통로(13)(신장압 공통 통로)의 축 구멍(14)에 연통된다. 이에 의해, 수축 행정 시(순행정 시)에 수축측 메인 밸브(203)가 밸브 개방될 때의 수축측 배압실(205)의 체적 보장이 가능하다.
한편, 피스톤(3)의 상단부에는, 환형의 시트부(227)가 형성된다. 상기 시트부(227)는, 시트부(202)의 내주측에 배치되고, 피스톤(3)의 상면으로부터의 높이(돌출 길이)가, 시트부(202)보다 낮게 되어 있다. 피스톤(3)의 상단부의, 시트부(202)와 시트부(227) 사이의 환형면에는, 수축측 통로(22)의 상단이 개구된다. 시트부(227)에는, 디스크 밸브(228)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 피스톤(3)의 내주부와 시트부(227) 사이에는, 환형 오목부(229)가 형성된다. 피스톤(3)의 상단부에는, 환형 오목부(229)와 디스크 밸브(228)에 의해 구획되는 환형 통로(230)가 형성된다.
피스톤(3)의 축 구멍(3A)에는, 상단이 개구되는 대내경부(231)가 형성된다. 상기 대내경부(231)와 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 외주면 사이에는, 환형 통로(232)가 형성된다. 피스톤(3)의 내주부에는, 환형 통로(230)와 환형 통로(232)를 연통시키는 복수 개의 통로(233)가 형성된다. 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에는, 공통 통로(13)의 축 구멍(14)과 피스톤(3)의 환형 통로(232)를 연통시키는 복수 개(도 3에 「2개」 표시)의 통로(234)가 형성된다. 또한, 디스크 밸브(228)의 내주부는, 피스톤(3)의 내주부와 리테이너(235) 사이에서 유지된다.
그리고, 수축 행정 시(순행정 시)에는, 실린더 하부실(2B)(상류측의 실)의 작동 유체의 압력을, 수축측 통로(22), 디스크 밸브(228)에 형성되는 오리피스(228A), 환형 통로(230), 통로(233), 환형 통로(232), 통로(234), 축 구멍(14), 통로(221), 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 형성된 홈(26), 환형 통로(220), 및 체크 밸브(222)의 슬릿(226)을 통해 수축측 배압실(205)에 도입하는, 수축측 배압 도입 통로(상류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
피스톤 볼트(7)의 공통 통로(13) 내의 작동 유체의 흐름은, 파일럿 제어 밸브에 의해 제어된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 파일럿 밸브는, 공통 통로(13)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 밸브 스풀(31)(밸브체)을 갖는다. 밸브 스풀(31)은, 중실축(中實軸; solid shaft)을 포함하고, 피스톤 볼트(7)와 함께 파일럿 밸브를 구성한다. 밸브 스풀(31)은, 축 구멍(14)의 상부, 환언하면, 통로(221)보다 상측 부분에 슬라이딩 가능하게 감합되는 기부(基部; 32)와, 축 구멍(14) 내에 위치하고 테이퍼부(33)를 통해 기부(32)에 연속되는 밸브부(34)와, 파일럿 밸브의 밸브 폐쇄 시(도 2 참조)에 축 구멍(15) 내에 위치하는 선단부(35)(감합부)와, 상기 선단부(35)와 밸브부(34) 사이에 설치되는 접속부(36)를 갖는다. 또한, 밸브 스풀(31)의 외경은, 기부(32)가 가장 크고, 밸브부(34), 선단부(35), 접속부(36)의 순서로 작아진다. 또한, 밸브부(34)의 외경은, 축 구멍(16)의 내경보다 크다.
밸브 스풀(31)은, 선단부(35)의 스프링 받침부(37)와 피스톤 볼트(7)의 축 구멍(15)의 바닥부 사이에 개재되는 밸브 스프링(38)에 의해, 피스톤 볼트(7)에 대해 상방향으로 압박된다. 이에 의해, 밸브 스풀(31)의 기부(32)의 단부면이, 밸브 스풀(31)의 이동을 제어하는 액추에이터로서 이용되는 솔레노이드(51)의 로드(52)에 접촉된다(밀어붙여진다). 도 6을 참조하면, 밸브 스풀(31)의 선단부(35)는, 축 직각 평면[밸브 스풀(31)의 축선에 수직인 일 평면)에 의한 단면이, 이면폭(二面幅)의 절결(39)을 갖는, 원형으로 형성된다. 그리고, 솔레노이드(51)에 대한 제어 전류가 0A일 때(페일 시), 밸브 스풀(31)이 밸브 개방 방향(도 6에서의 상방향)으로 스트로크되어, 선단부(35)가 축 구멍(16)에 감합된다. 이에 의해, 선단부(35)와 축 구멍(16) 사이에는, 축 구멍(15, 14) 사이를 연통하는 한 쌍의 오리피스(40)가 형성된다.
축 구멍(16)의 상단[축 구멍(14)측]의 개구 둘레 가장자리부에는, 밸브 스풀(31)의 밸브부(34)가 착좌되는 환형의 시트부(41)가 형성된다. 밸브부(34)의 하단[접속부(36)측]의 외주 가장자리부에는, 테이퍼형으로 형성되는 착좌부(42)가 형성된다. 밸브 스풀(31)의 착좌부(42)가, 피스톤 볼트(7)의 공통 통로(13)에 형성된 시트부(41)에 착좌된 상태, 즉, 파일럿 밸브의 밸브 폐쇄 상태에서는, 밸브 스풀(31)은, 선단부(35)가 대략 원형의 수압면(A)(도 6 참조)에 의해 축 구멍(15)측의 압력을 받고, 테이퍼부(33)가 환형의 수압면(B)(도 6 참조)에 의해 축 구멍(14)측의 압력을 받는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 솔레노이드(51)는, 솔레노이드 케이스(10), 로드(52), 및 코일(53)을 갖고, 로드(52)의 외주면에는, 플런저(54)가 결합된다. 가동 철심이라고도 칭해지는 플런저(54)는, 철계의 자성체에 의해 대략 원통형으로 형성된다. 플런저(54)는, 코일(53)에 통전됨으로써 발생하는 자력에 의해 추력을 발생시킨다. 로드(52)는, 원통형으로 형성된다. 로드(52)의 내부(축 구멍)에는, 로드(52)를 축 방향(상하 방향)으로 관통하여 연장되는 로드 내 통로(55)가 형성된다. 로드(52)는, 스테이터 코어(56)에 편입되는 부시(57)에 의해, 상하 방향(축 방향)으로 이동 가능하게 지지된다.
솔레노이드(51)의 스테이터 코어(58)에는, 스테이터 코어(58)의 축 구멍(59)의 내부에, 스풀 배압실(60)(실)이 형성된다. 밸브 스풀(31)의 상단과 로드(52)의 하단은, 파일럿 밸브의 스풀 배압실(60)에서 접촉된다. 파일럿 밸브의 밸브 폐쇄 시에는, 스풀 배압실(60)은, 상부실측 연통로에 의해 실린더 상부실(2A)에 연통된다. 상부실측 연통로는, 로드(52)의 선단부(하단부)에 형성되는 절결(61), 로드 내 통로(55), 스테이터 코어(56)에 형성되는 로드 배압실(62), 스테이터 코어(56) 내를 직경 방향으로 연장되고 로드 배압실(62)과 스테이터 코어(56)의 외주면을 연통시키는 통로(63), 및 솔레노이드 케이스(10)의 측벽에 형성되는 에어 제거 오리피스(64)에 의해 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)와 파일럿 케이스(204) 사이에는, 상측으로부터 순서대로, 디스크형의 스풀 배압 릴리프 밸브(65)(역지 밸브), 리테이너(66), 와셔(27), 디스크(67), 리테이너(28), 디스크 밸브(206)가 설치된다. 와셔(27)의 외주면은, 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)의 환형 벽부(29)의 하부의 내주면에 감합된다. 와셔(27)의 외주면에는, O-링(68)이 장착되는 환형 홈(69)이 형성된다. O-링(68)은, 와셔(27)와 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)의 환형 벽부(29) 사이, 환언하면, 후술하는 원주홈(70)과 실린더 상부실(2A) 사이를 액밀하게 시일한다.
스풀 배압 릴리프 밸브(65)는, 내주부가 리테이너(66)와 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)의 내주부에 의해 협지되고, 외주 가장자리부가 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)의 하면에 형성되는 환형의 시트부(71)에 착좌된다. 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)와 와셔(27) 사이에는, 스풀 배압 릴리프 밸브(65)를 밸브 개방시키는 가동 영역에 이용되는 전술한 원주홈(70)이 형성된다. 스풀 배압 릴리프 밸브(65)는, 스풀 배압실(60)로부터 원주홈(70)으로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브이다.
스풀 배압실(60)은, 하부실측 연통로(연통로)를 통해 실린더 하부실(2B)에 연통된다. 하부실측 연통로는, 스테이터 코어(58)의 하면의 오목부(72)와 피스톤 볼트(7)의 머리부(9) 사이의, 밸브 스풀(31)[기부(32)]의 주위에 형성되는 원주홈(73)을 갖는다. 하부실측 연통로는, 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)의 상면에 형성되는 환형 홈(74), 스풀 배압 릴리프 밸브(65)에 의해 구획되는 시트부(71)의 내측의 환형 홈(75), 및 피스톤 볼트(7)의 머리부(9)를 상하 방향으로 관통하여 연장되고 환형 홈(74, 75) 사이를 연통하는 통로(76)를 갖는다. 이에 의해, 스풀 배압실(60)은, 원주홈(73), 환형 홈(74), 통로(76), 환형 홈(75), 및 스풀 배압 릴리프 밸브(65)를 통해 원주홈(70)에 연통된다.
하부실측 연통로는, 와셔(27)의 상면에 형성되고 와셔(27)의 내주면으로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되는 홈(77), 와셔(27)의 하면에 형성되고 와셔(27)의 내주면으로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되는 홈(78), 와셔(27)를 상하 방향으로 관통하여 연장되고 홈(77, 78) 사이를 연통시키는 통로(79), 및 홈(78)과 피스톤 볼트(7)의 축부(8)의 통로(221)를 연통시키는 홈(26)을 갖는다. 이에 의해, 원주홈(70)은, 홈(77), 통로(79), 홈(78), 홈(26), 및 통로(221)를 통해, 공통 통로(13)의 축 구멍(14)에 연통된다. 또한, 홈(26)은, 피스톤 볼트(7)의 축부(8)에 이면폭을 가공함으로써 형성된다.
다음으로, 작동 유체의 흐름을 설명한다.
도 5를 참조하면, 피스톤 로드(6)의 수축 행정 시(이하 「수축 행정 시」라고 칭함)에는, 실린더 하부실(2B)의 작동 유체는, 수축측 메인 밸브(203)의 밸브 개방 전, 수축측 통로(22), 오리피스(228A), 환형 통로(230), 통로(233), 환형 통로(232), 통로(234), 축 구멍(14), 통로(221), 홈(26), 환형 통로(220), 슬릿(226)(연통 절결), 수축측 배압실(205), 통로(218), 제1 수압실(212), 및 디스크 밸브(206)의 오리피스(206A)를 지나, 실린더 상부실(2A)로 흐른다.
그리고, 밸브 스풀(31)(밸브체)이 이동하여 밸브부(34)가 시트부(41)로부터 이좌(離座)되면, 즉, 파일럿 밸브가 밸브 개방되면(도 6 참조), 실린더 하부실(2B)의 작동 유체는, 수축측 통로(22), 오리피스(228A), 환형 통로(230), 통로(233), 환형 통로(232), 통로(234), 공통 통로(13), 통로(134), 환형 통로(132), 통로(133), 환형 통로(130), 디스크 밸브(128), 및 신장측 통로(21)를 지나, 실린더 상부실(2A)로 흐른다. 여기서, 솔레노이드(51)의 코일(53)에의 통전 전류를 제어함으로써, 파일럿 밸브의 밸브 개방 압력을 조정할 수 있다. 동시에, 체크 밸브(222)(수축측 배압 도입 밸브)로부터 수축측 배압실(205)에 도입되는 작동 유체의 압력도 조정되기(배압 조정 기구로서의 기능) 때문에, 수축측 메인 밸브(203)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다.
도 3을 참조하면, 피스톤 로드(6)의 신장 행정 시(이하 「신장 행정 시」라고 칭함)에는, 실린더 상부실(2A)의 작동 유체는, 신장측 메인 밸브(103)의 밸브 개방 전, 신장측 통로(21), 오리피스(128A), 환형 통로(130), 통로(133), 환형 통로(132), 통로(134), 축 구멍(15), 통로(121), 환형 통로(120), 슬릿(126)(연통 절결), 신장측 배압실(105), 통로(118), 제1 수압실(112), 및 디스크 밸브(106)의 오리피스(106A)를 지나, 실린더 하부실(2B)로 흐른다.
그리고, 밸브 스풀(31)(밸브체)이 이동하여 밸브부(34)가 시트부(41)로부터 이좌되면, 즉, 파일럿 밸브가 밸브 개방되면(도 6 참조), 실린더 상부실(2A)의 작동 유체는, 신장측 통로(21), 오리피스(128A), 환형 통로(130), 통로(133), 환형 통로(132), 통로(134), 공통 통로(13), 통로(234), 환형 통로(232), 통로(233), 환형 통로(230), 디스크 밸브(228), 및 수축측 통로(22)를 지나, 실린더 하부실(2B)로 흐른다. 여기서, 솔레노이드(51)의 코일(53)에의 통전 전류를 제어함으로써, 파일럿 밸브의 밸브 개방 압력을 조정할 수 있다. 동시에, 체크 밸브(122)(신장측 배압 도입 밸브)로부터 신장측 배압실(105)에 도입되는 작동 유체의 압력도 조정되기(배압 조정 기구로서의 기능) 때문에, 신장측 메인 밸브(103)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다.
한편, 신장 행정 시에는, 실린더 상부실(2A)의 작동 유체는, 상부실측 연통로를 지나 스풀 배압실(60)(실)에 유입된다. 즉, 실린더 상부실(2A)의 작동 유체는, 에어 제거 오리피스(64)에 의해 스로틀되고, 통로(63), 로드 배압실(62), 로드 내 통로(55), 및 로드(52)의 절결(61)을 지나, 스풀 배압실(60)에 유입된다. 또한, 스풀 배압실(60)에 유입된 작동 유체는, 하부실측 연통로(연통로)를 지나 실린더 하부실(2B)로 흐른다. 즉, 스풀 배압실(60)에 유입된 작동 유체는, 원주홈(73), 환형 홈(74), 통로(76), 환형 홈(75), 스풀 배압 릴리프 밸브(65)(역지 밸브), 원주홈(70), 홈(77), 통로(79), 홈(78), 홈(26), 통로(221), 축 구멍(14)[공통 통로(13)], 통로(234), 환형 통로(232), 통로(233), 환형 통로(230), 오리피스(228A), 및 수축측 통로(22)를 지나, 실린더 하부실(2B)로 흐른다.
여기서, 전술한 특허문헌 1에 기재된 완충기(이하 「종래의 완충기」)에서는, 릴리프 밸브에 겹쳐 설치한 체크 밸브에 의해, 배압실과 하류측의 실을 연통하는 통로를 직접 폐색하도록 했기 때문에, 역행정 시에, 체크 밸브가 릴리프 밸브에 달라붙는 것에 의한 체크 밸브의 밸브 개방 지연이 발생하고, 그 결과, 감쇠력의 응답 지연이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 종래의 완충기에서는, 순행정 시에, 메인 밸브 밸브 개방 시의 체적 보장이 이루어지고 있지 않기, 즉, 배압실로부터 작동액을 신속히 배출할 수 없기 때문에, 감쇠력이 오버슈트할 우려가 있었다.
이에 대해, 제1 실시형태는, 배압실(105, 205)에 연통되는 제1 수압실(112, 212)과, 상기 제1 수압실(112, 212)과 격절되고 하류측 배압 도입 통로에 연통되는 제2 수압실(124, 224)을 구비하고, 제2 수압실(124, 224)을 구획하는 시트부(110, 210)(제2 시트부)에, 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방되는 체크 밸브(122, 222)를 착좌시켰다. 환언하면, 역행정 시에, 하류측의 실(2B, 2A)로부터 배압실(105, 205)로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 체크 밸브(122, 222)(하류측 배압 도입 역지 밸브)와, 순행정 시에, 배압실(105, 205)의 압력에 의해 밸브 개방되어 배압실(105, 205)로부터 하류측의 실(2B, 2A)로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는 디스크 밸브(106, 206)(서브 밸브)를 다른 계통으로 하였다.
이에 의해, 역행정 시에는, 환형의 시트부(110, 210)(제2 시트부)에 착좌된 체크 밸브(122, 222)를 신속히 밸브 개방시키는 것이 가능하고, 하류측의 실(2B, 2A)의 작동 유체를 배압실(105, 205)에 신속히 도입할 수 있다. 따라서, 체크 밸브(122, 222)가 릴리프 밸브[디스크 밸브(106, 206)]에 달라붙는 것에 의한, 감쇠력의 응답 지연을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 체크 밸브(122, 222)에 형성된 슬릿(126, 226)(연통 절결)을 통해, 배압실(105, 205)을 축 구멍(15, 14)[공통 통로(13)]에 연통시켰기 때문에, 순행정 시에, 메인 밸브(103, 203)가 밸브 개방될 때의 배압실(105, 205)의 체적 보장이 가능하고, 종래의 완충기에서 문제가 되고 있었던 감쇠력의 오버슈트를 억제할 수 있다.
또한, 종래의 완충기에서는, 상류측 배압 도입 통로를 통해 배압실에 도입된 작동 유체가, 체크 밸브와 디스크 밸브의 단차에 생긴 간극으로부터 유출되는 것에 의한, 순행정 시에서의 배압실의 압력 누설이 문제가 되고 있었으나, 제1 실시형태에서는, 이러한 사태를 억제할 수 있다.
이하에, 제1 실시형태의 작용 효과를 나타낸다.
제1 실시형태는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 실린더 내를 2실로 구획하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고, 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와, (순행정 시) 피스톤의 일방향으로의 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 발생하는 통로와, 상기 통로의 작동 유체의 상류측의 실로부터 하류측의 실로의 흐름에 대해 저항력을 부여하는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 배압실과, 일단에 개구부를 갖는 통부와 바닥부를 포함하고, 상기 개구부에 메인 밸브가 배치되며, 내부에 배압실이 형성되는, 바닥이 있는 통형의 케이스 부재와, 배압실에 상류측의 실로부터 작동 유체를 도입하는 상류측 배압 도입 통로와, 케이스 부재의 바닥부 바깥쪽에 형성되는 환형의 제1 시트부에 착좌되고, 제1 시트부의 내주측에 배압실과 연통되는 제1 수압실을 구획하며, 배압실의 압력에 의해 밸브 개방되어 하류측의 실로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는, 서브 밸브를 구비하는, 완충기에 있어서, 케이스 부재의 바닥부에 형성되고, 피스톤의 타방향으로의 이동에 의해 발생하는 작동 유체의 흐름에 대해 상류측이 되는 실로부터 작동 유체를 도입하며, 제1 수압실과 격절되는, 하류측 배압 도입 통로와, 케이스 부재의 바닥부 안쪽에 형성되고, 내측에 하류측 배압 도입 통로와 연통되는 제2 수압실을 구획하는, 제2 시트부와, 제2 시트부에 착좌되고, 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방 가능한, 체크 밸브를 포함한다.
제1 실시형태에 의하면, 피스톤의 타방향으로의 이동 시(역행정 시)에는, 제2 시트부에 착좌된 체크 밸브를 신속히 밸브 개방시킬 수 있기 때문에, 체크 밸브가 디스크 밸브에 달라붙는 것에 의한, 감쇠력의 응답 지연을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 종래의 완충기에서의, 상류측 배압 도입 통로를 통해 배압실에 도입된 작동 유체가, 체크 밸브와 디스크 밸브의 단차에 생긴 간극으로부터 유출되는 것에 의한, 순행정 시에서의 배압실의 압력 누설을 억제할 수 있다.
제1 실시형태는, 신장측 메인 밸브 기구와, 수축측 메인 밸브 기구를 구비하고, 공통의 제어 밸브에 의해 신장측 배압실과 수축측 배압실의 배압이 조정되는 배압 조정 기구를 가지며, 체크 밸브에는, 배압실과 공통 통로를 연통하는 연통 절결이 형성되기 때문에, 순행정 시에, 메인 밸브가 밸브 개방될 때의 메인 밸브의 체적 보장이 가능하고, 감쇠력의 오버슈트를 억제할 수 있다.
제1 실시형태에서는, 메인 밸브에는, 배압실측이 되는 면의 외주부에 배압실을 시일하는 탄성 시일 부재가 설치되기 때문에, 배압실을 액밀하게 시일할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 탄성 시일 부재는, 메인 밸브에 일체로 고착되기 때문에, 조립성을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시형태)
다음으로, 도 7, 도 8을 참조하여, 제2 실시형태를, 제1 실시형태와의 상위 부분에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시형태와의 공통 부분에 대해서는, 동일한 칭호 및 부호를 이용하고, 중복되는 설명을 생략한다.
제1 실시형태에서는, 이형의 시트부(115, 215)(제1 시트부)에 의해, 파일럿 케이스(104, 204)의 바닥부 단부면[하면(113), 상면(213)]에, 복수 실의 제1 수압실(112, 212)을 구획하였다. 이에 대해, 제2 실시형태에서는, 파일럿 케이스(104, 204)의 바닥부 단부면[하면(113), 상면(213)]에, 디스크 밸브(106, 206)의 외주 가장자리부가 착좌되는 환형의 시트부(141, 241)(제1 시트부)와, 상기 시트부(141, 241)에 대해 내주측에 형성되고 디스크 밸브(106, 206)가 착좌되는 환형의 시트부(142, 242)(제3 시트부)를 형성하고, 시트부(141, 241), 시트부(142, 242), 및 디스크 밸브(106, 206)에 의해, 제1 수압실(112, 212)을 구획하였다.
디스크 밸브(106)의 외주 가장자리부는, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)에 형성된 환형의 시트부(141)(제1 시트부)에 착좌된다. 환언하면, 파일럿 케이스(104)의 바닥부 바깥쪽에는, 환형의 시트부(141)가 형성된다. 또한, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)의, 시트부(141)에 대해 내주측에는, 환형의 시트부(142)가 형성된다. 파일럿 케이스(104)의 시트부(141)와 시트부(142) 사이에는, 디스크 밸브(106)에 의해 구획된 환형의 제1 수압실(112)이 형성된다.
파일럿 케이스(104)의 시트부(142)와 내주부(114) 사이에는, 환형 오목부(143)가 형성된다. 파일럿 케이스(104)의 바닥부 하단에는, 환형 오목부(143)와 디스크 밸브(106)에 의해 구획되는 환형 실(144)이 형성된다. 환언하면, 제1 수압실(112)과 환형 실(144)은, 시트부(142)에 의해 분획된다. 제1 수압실(112)은, 파일럿 케이스(104)의 바닥부를 상하 방향으로 관통하는 복수 개(제2 실시형태에서는 「6개」)의 통로(145)에 의해, 반대측의 환형 오목부(109), 즉 신장측 배압실(105)에 연통된다. 한편, 환형 실(144)은, 파일럿 케이스(104)의 바닥부를 상하 방향으로 관통하는 복수 개(제2 실시형태에서는 「6개」)의 통로(146)에 의해, 반대측의 제2 수압실(124)에 연통된다.
디스크 밸브(106)를 구성하는 복수 매의 디스크 중, 시트부(141, 142)가 직접 접촉하는 최상 위치의 디스크(147)에는, 환형 실(144)에 연통되는 개구부(148)가 형성된다. 또한, 디스크(147)에 인접하는 위로부터 2번째의 디스크(149)에는, 외주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 절결(150)이 형성된다. 이에 의해, 수축 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 하부실(2B)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 디스크(149)의 절결(150), 디스크(147)의 개구부(148), 환형 실(144), 통로(146), 제2 수압실(124), 및 체크 밸브(122)를 통해 신장측 배압실(105)에 도입하는, 제1 수압실(112)과는 격절된 신장측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
한편, 디스크 밸브(206)의 외주 가장자리부는, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)에 형성되는 환형의 시트부(241)(제1 시트부)에 착좌된다. 환언하면, 파일럿 케이스(204)의 바닥부 바깥쪽에는, 환형의 시트부(241)가 형성된다. 또한, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)의, 시트부(241)에 대해 내주측에는, 환형의 시트부(242)가 형성된다. 파일럿 케이스(204)의 시트부(241)와 시트부(242) 사이에는, 디스크 밸브(206)에 의해 구획되는 환형의 제1 수압실(212)이 형성된다.
파일럿 케이스(204)의 시트부(242)와 내주부(214) 사이에는, 환형 오목부(243)가 형성된다. 파일럿 케이스(204)의 바닥부 하단에는, 환형 오목부(243)와 디스크 밸브(206)에 의해 구획되는 환형 실(244)이 형성된다. 환언하면, 제1 수압실(212)과 환형 실(244)은, 시트부(242)에 의해 분획된다. 제1 수압실(212)은, 파일럿 케이스(204)의 바닥부를 상하 방향으로 관통하는 복수 개(제2 실시형태에서는 「6개」)의 통로(245)에 의해, 반대측의 환형 오목부(209), 즉 수축측 배압실(205)에 연통된다. 한편, 환형 실(244)은, 파일럿 케이스(204)의 바닥부를 상하 방향으로 관통하는 복수 개(제2 실시형태에서는 「6개」)의 통로(246)에 의해, 반대측의 제2 수압실(224)에 연통된다.
디스크 밸브(206)를 구성하는 복수 매의 디스크 중, 시트부(241, 242)가 직접 접촉하는 최하 위치의 디스크(247)에는, 환형 실(244)에 연통되는 개구부(248)가 형성된다. 또한, 디스크(247)에 인접하는 아래로부터 2번째의 디스크(249)에는, 외주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 절결(250)이 형성된다. 이에 의해, 신장 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 디스크(249)의 절결(250), 디스크(247)의 개구부(248), 환형 실(244), 통로(246), 제2 수압실(224), 및 체크 밸브(222)를 통해 수축측 배압실(205)에 도입하는, 제1 수압실(212)과는 격절된 수축측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
제2 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(제3 실시형태)
다음으로, 도 9를 참조하여, 제3 실시형태를, 제1 실시형태와의 상위 부분에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시형태와의 공통 부분에 대해서는, 동일한 칭호 및 부호를 이용하고, 중복되는 설명을 생략한다.
제1 실시형태는, 파일럿 제어 밸브를 구비하고, 솔레노이드(51)를 이용하여 피스톤 볼트(7)의 공통 통로(13) 내의 작동 유체의 흐름을 제어함으로써, 감쇠력 특성을 가변시키도록 구성되어 있다. 이에 대해, 제3 실시형태는, 이러한 파일럿 제어 밸브를 구비하지 않는다.
파일럿 케이스(104)와 디스크 밸브(106) 사이에는, 복수 실(제3 실시형태에서는 5실)의 제1 수압실(112)이 형성된다. 제1 수압실(112)은, 파일럿 케이스(104)의 하면(113)에 형성되는 이형의 시트부(115)(제1 시트부)에 의해 구획된다. 신장측 감쇠 밸브(101)의, 파일럿 케이스(104)와 디스크 밸브(106) 사이에는, 시트부(115)에 의해 부채형(도 4 참조)으로 구획되는 5개의 제1 수압실(112)이, 둘레 방향으로 등간격으로 형성된다. 파일럿 케이스(104)에는, 각 제1 수압실(112)과 환형 오목부(109)를 연통시키는 통로(118)가 형성된다.
신장측 메인 밸브(103)와 피스톤(3)의 내주부 사이에는, 복수 매의 디스크가 적층된다. 상기 복수 매의 디스크 중, 신장측 메인 밸브에 인접하는 디스크(162)에는, 외주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 절결(163)이 형성된다. 신장측 메인 밸브(103)의 내주부에는, 디스크(162)의 절결(163)에 연통되는 개구부(161)가 형성된다. 그리고, 신장 행정 시(순행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류측의 실)의 작동 유체의 압력을, 신장측 통로(21), 디스크(162)의 절결(163), 및 신장측 메인 밸브(103)의 개구부(161)를 통해, 신장측 배압실(105)에 도입하는 신장측 배압 도입 통로(상류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
또한, 파일럿 케이스(104)의 시트부(110)(제2 시트부)에는, 디스크형의 체크 밸브(122)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 체크 밸브(122)는, 실린더 하부실(2B)로부터 신장측 배압실(105)로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브이다. 시트부(110)의 내주측에는, 환형 오목부(111)와 체크 밸브(122)에 의해 구획되는 환형의 제2 수압실(124)이 형성된다. 상기 제2 수압실(124)은, 제1 수압실(112)과 격절되고, 파일럿 케이스(104)에 형성되는 복수 개(제3 실시형태에서는 5개)의 통로(125)에 의해 실린더 하부실(2B)에 연통된다.
그리고, 수축 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 하부실(2B)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 통로(125), 제2 수압실(124), 및 체크 밸브(122)를 통해 신장측 배압실(105)에 도입하는, 제1 수압실(112)과는 격절된 신장측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
한편, 파일럿 케이스(204)와 디스크 밸브(206) 사이에는, 복수 실(제3 실시형태에서는 5실)의 제1 수압실(212)이 형성된다. 제1 수압실(212)은, 파일럿 케이스(204)의 상면(213)에 형성되는 이형의 시트부(115)(제1 시트부)에 의해 구획된다. 수축측 감쇠 밸브(201)의, 파일럿 케이스(204)와 디스크 밸브(206) 사이에는, 시트부(215)에 의해 부채형(도 4 참조)으로 구획되는 5개의 제1 수압실(212)이, 둘레 방향으로 등간격으로 형성된다. 파일럿 케이스(204)에는, 각 제1 수압실(212)과 환형 오목부(209)를 연통시키는 통로(218)가 형성된다.
신장측 메인 밸브(203)와 피스톤(3)의 내주부 사이에는, 복수 매의 디스크가 적층된다. 상기 복수 매의 디스크 중, 신장측 메인 밸브에 인접하는 디스크(262)에는, 외주측 단부로부터 직경 방향으로 연장되는 복수 개의 절결(263)이 형성된다. 수축측 메인 밸브(203)의 내주부에는, 디스크(262)의 절결(263)에 연통되는 개구부(261)가 형성된다. 그리고, 수축 행정 시(순행정 시)에는, 실린더 하부실(2B)(상류측의 실)의 작동 유체의 압력을, 수축측 통로(22), 디스크(262)의 절결(263), 및 수축측 메인 밸브(203)의 개구부(261)를 통해, 수축측 배압실(205)에 도입하는 수축측 배압 도입 통로(상류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
또한, 파일럿 케이스(204)의 시트부(210)(제2 시트부)에는, 디스크형의 체크 밸브(222)의 외주 가장자리부가 착좌된다. 체크 밸브(222)는, 실린더 상부실(2A)로부터 수축측 배압실(205)로의 작동 유체의 흐름만을 허용하는 역지 밸브이다. 시트부(210)의 내주측에는, 환형 오목부(211)와 체크 밸브(222)에 의해 구획되는 환형의 제2 수압실(224)이 형성된다. 상기 제2 수압실(224)은, 제1 수압실(212)과 격절되고, 파일럿 케이스(204)에 형성되는 복수 개(제3 실시형태에서는 5개)의 통로(225)에 의해 실린더 상부실(2A)에 연통된다.
그리고, 신장 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 통로(225), 제2 수압실(224), 및 체크 밸브(222)를 통해 수축측 배압실(205)에 도입하는, 제1 수압실(212)과는 격절된 수축측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
제3 실시형태에서는, 전술한 제1 및 제2 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(제4 실시형태)
다음으로, 도 10을 참조하여, 제4 실시형태를, 제3 실시형태와의 상위 부분에 대해 설명한다. 또한, 제1 내지 제3 실시형태와의 공통 부분에 대해서는, 동일한 칭호 및 부호를 이용하고, 중복되는 설명을 생략한다.
제4 실시형태는, 제3 실시형태의 파일럿 제어 밸브를 갖지 않는 완충기에, 제2 실시형태의 특징 부분을 적용한 것이다. 즉, 제4 실시형태에서는, 제3 실시형태에서의 파일럿 케이스(104, 204)의 바닥부 단부면[하면(113), 상면(213)]에, 디스크 밸브(106, 206)의 외주 가장자리부가 착좌되는 환형의 시트부(141, 241)(제1 시트부)와, 상기 시트부(141, 241)에 대해 내주측에 형성되고 디스크 밸브(106, 206)가 착좌되는 환형의 시트부(142, 242)를 형성하고, 시트부(141, 241), 시트부(142, 242), 및 디스크 밸브(106, 206)에 의해, 제1 수압실(112, 212)을 구획하였다.
이에 의해, 수축 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 하부실(2B)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 디스크(149)의 절결(150), 디스크(147)의 개구부(148), 환형 실(144), 통로(146), 제2 수압실(124), 및 체크 밸브(122)를 통해 신장측 배압실(105)에 도입하는, 제1 수압실(112)과는 격절된 신장측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다. 한편, 신장 행정 시(역행정 시)에는, 실린더 상부실(2A)(상류의 실)의 작동 유체의 압력을, 디스크(249)의 절결(250), 디스크(247)의 개구부(248), 환형 실(244), 통로(246), 제2 수압실(224), 및 체크 밸브(222)를 통해 수축측 배압실(205)에 도입하는, 제1 수압실(212)과는 격절된 수축측 배압 유지 통로(하류측 배압 도입 통로)가 형성된다.
제4 실시형태에서는, 전술한 제1 내지 제3 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(제5 실시형태)
다음으로, 도 11을 참조하여, 제5 실시형태를, 제1 실시형태와의 상위 부분에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시형태와의 공통 부분에 대해서는, 동일한 칭호 및 부호를 이용하고, 중복되는 설명을 생략한다.
제1 실시형태에서는, 신장측 감쇠 밸브(101) 및 수축측 감쇠 밸브(201)의 각 메인 밸브(103, 203)는, 탄성체를 포함하는 환형의 시일부(107, 207)(탄성 시일 부재)를 파일럿 케이스(104, 204)의 환형 벽부(108, 208)(통부)의 내주면에 전체 둘레에 걸쳐 접촉시킨 패킹 밸브이고, 시일부(107, 207)는, 메인 밸브(103, 203)에 일체로 고착되어 있었다.
이에 대해, 제5 실시형태에서는, 각 메인 밸브(103, 203)는, 외주 가장자리부가 피스톤(3)의 환형의 시트부(102, 202)에 착좌되는 디스크 밸브(171, 271)와, 환형의 스풀(172, 272)(탄성 시일 부재)이 별체(別體)로 구성되어 있다. 스풀(172, 272)은, 파일럿 케이스(104, 204)의 환형 오목부(109, 209)(바닥부 안쪽)에 설치된 원추 코일 스프링(173, 273)(압박 수단)에 의해, 배압실(105, 205)측이 되는 면, 즉, 파일럿 케이스(104, 204)의 환형 벽부(108, 208)의 내주면, 및 디스크 밸브(171, 271)의 외주 가장자리부의, 시트부(102, 202)와는 반대측의 면에 밀어붙여진다.
제5 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제5 실시형태의, 디스크 밸브(171, 271), 스풀(172, 272)(시일부), 및 원추 코일 스프링(173, 273)(압박 수단)을 포함하는 메인 밸브(103, 203)는, 제2 내지 제4 실시형태에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기한 실시형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시형태의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시형태의 구성의 일부에 대해, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
본원은 2019년 1월 18일자 출원의 일본국 특허 출원 제2019-007104호에 기초한 우선권을 주장한다. 2019년 1월 18일자 출원의 일본국 특허 출원 제2019-007104호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면, 및 요약서를 포함하는 전체 개시 내용은, 참조에 의해 본원에 전체로서 편입된다.
1: 완충기 2: 실린더
2A: 실린더 상부실 2B: 실린더 하부실
3: 피스톤 6: 피스톤 로드
21: 신장측 통로(통로) 22: 수축측 통로(통로)
103, 203: 메인 밸브 105, 205: 배압실
104, 204: 케이스 부재 106, 206: 디스크 밸브(서브 밸브)
110, 210: 시트부(제2 시트부) 115, 215: 시트부(제1 시트부)
112, 212: 제1 수압실 122, 222: 체크 밸브

Claims (9)

  1. 작동 유체가 봉입되는 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 실린더 내를 2실로 구획하는 피스톤과,
    상기 피스톤에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와,
    상기 피스톤의 일방향으로의 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 발생하는 통로와,
    상기 통로의 작동 유체의 상류측의 실로부터 하류측의 실로의 흐름에 대해 저항력을 부여하는 메인 밸브와,
    상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 배압실과,
    일단에 개구부를 갖는 통부와 바닥부를 포함하고, 상기 개구부에 상기 메인 밸브가 배치되며, 내부에 상기 배압실이 형성되는, 바닥이 있는 통형의 케이스 부재와,
    상기 배압실에 상류측의 실로부터 상기 작동 유체를 도입하는 상류측 배압 도입 통로와,
    상기 케이스 부재의 상기 바닥부 바깥쪽에 형성되는 제1 시트부에 착좌(着座)되고, 상기 제1 시트부의 내주측에 상기 배압실과 연통(連通)되는 제1 수압실을 구획하며, 상기 배압실의 압력에 의해 밸브 개방되어 하류측의 실로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는, 서브 밸브
    를 구비하는, 완충기에 있어서,
    상기 케이스 부재의 바닥부에 형성되고, 상기 피스톤의 타방향으로의 이동에 의해 발생하는 작동 유체의 흐름에 대해 상류측이 되는 실로부터 작동 유체를 도입하며, 상기 제1 수압실과 이형(異形) 시트부에 의해 격절(隔絶)되는, 하류측 배압 도입 통로와,
    상기 케이스 부재의 상기 바닥부 안쪽에 형성되고, 내측에 상기 하류측 배압 도입 통로와 연통되는 제2 수압실을 구획하며, 상기 제2 수압실보다 깊은 환형 오목부를 사이에 두고 상기 통부로부터 이격된, 제2 시트부와,
    상기 제2 시트부에 착좌되고, 상기 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방 가능한, 체크 밸브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배압실과 상기 제1 수압실을 연통하는 제1 통로를 갖고,
    상기 하류측 배압 도입 통로는, 제1 통로보다, 상기 피스톤 로드측에 배치되는 것인, 완충기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 케이스 부재의 바닥부에는, 상기 하류측 배압 도입 통로와, 상기 제1 통로가 형성되는 것인, 완충기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 케이스 부재의 바닥부에는, 상기 제1 시트부의 안쪽에 형성되고 상기 서브 밸브에 착좌되는 제3 시트부가 형성되고,
    상기 제1 통로는, 상기 제1 시트부와 상기 제3 시트부 사이에서 개구되는 것을 특징으로 하는 완충기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 밸브에는, 상기 배압실측이 되는 면의 외주부에 설치되어 상기 배압실을 시일하는 탄성 시일 부재가 설치되는 것인, 완충기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄성 시일 부재는, 상기 메인 밸브에 일체로 고착되는 것인, 완충기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 탄성 시일 부재는, 상기 케이스 부재의 상기 바닥부 안쪽에 설치되는 압박 수단에 의해, 상기 메인 밸브의 상기 배압실측이 되는 면을 향해 압박되는 것인, 완충기.
  8. 완충기로서,
    작동 유체가 봉입되는 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되고, 상기 실린더 내를 2실로 구획하는 피스톤과,
    상기 피스톤에 연결되고, 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와,
    상기 피스톤의 일방향으로의 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 발생하는 통로와,
    상기 통로의 작동 유체의 상류측의 실로부터 하류측의 실로의 흐름에 저항력을 부여하는 메인 밸브와,
    상기 메인 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 배압실과,
    일단에 개구부를 갖는 통부와 바닥부를 구비하고, 상기 개구부에 상기 메인 밸브가 배치되며, 내부에 상기 배압실이 형성되는, 바닥이 있는 통형의 케이스 부재와,
    상기 배압실에 상류측의 실로부터 상기 작동 유체를 도입하는 상류측 배압 도입 통로와,
    상기 케이스 부재의 상기 바닥부 바깥쪽에 형성되는 환형의 제1 시트부에 착좌되고, 상기 제1 시트부의 내주측에 상기 배압실과 연통되는 제1 수압실을 구획하며, 상기 배압실의 압력에 의해 밸브 개방되어 하류측의 실로의 작동 유체의 흐름에 저항력을 부여하는, 서브 밸브와,
    신장측 배압실과 수축측 배압실을 연통하는 공통 통로와,
    상기 공통 통로에 설치되는 파일럿 제어 밸브
    를 구비하고,
    상기 케이스 부재의 바닥부에 형성되고, 상기 피스톤의 타방향으로의 이동에 의해 발생하는 작동 유체의 흐름에 대해 상류측이 되는 실로부터 작동 유체를 도입하며, 상기 제1 수압실과 격절되는, 하류측 배압 도입 통로와,
    상기 케이스 부재의 상기 바닥부 안쪽에 형성되고, 내측에 상기 하류측 배압 도입 통로와 연통되는 제2 수압실을 구획하며, 상기 제2 수압실보다 깊은 환형 오목부를 사이에 두고 상기 통부로부터 이격된, 제2 시트부와,
    상기 제2 시트부에 착좌되고, 상기 하류측 배압 도입 통로로부터의 작동 유체에 의해 밸브 개방 가능한, 체크 밸브
    를 더 구비하는 것인, 완충기.
  9. 제8항에 있어서,
    신장측 메인 밸브 기구와, 수축측 메인 밸브 기구를 구비하고,
    공통의 제어 밸브에 의해 상기 신장측 배압실과 상기 수축측 배압실의 배압이 조정되는 배압 조정 기구를 가지며,
    상기 체크 밸브에는, 상기 배압실과 상기 공통 통로를 연통하는 연통 절결이 형성되는 것인, 완충기.
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