KR20080045759A - 완충기 - Google Patents

Abstract

차량의 진동을 억제하기 위한 완충기(100)에 있어서, 작동액이 봉입된 실린더(40) 내를 구획하는 밸브 디스크(1)와, 밸브 디스크(1)로 구획된 압력실(41, 42) 사이를 연통하는 서로 직렬로 배치된 제1 통로(2a), 제2 통로(2b) 및 제3 통로(2c)와, 제1 통로(2a)와 제2 통로(2b)를 선택적으로 밸브 개방하는 밸브체(10)와, 밸브체(10)를 한쪽 압력실(42)의 압력에 대항하여 제1 통로(2a)를 폐색하는 방향으로 압박하는 압박 부재(15)와, 한쪽 압력실(42)의 압력에 따라서 변위되어 제1 통로(2a)를 개방한 밸브체(10)가, 그 이상으로 변위되어 상기 제2 통로(2b)를 폐쇄하였을 때에, 제1 통로(2a)와 제3 통로(2c)를 연통시키는 바이패스 통로(10a)를 구비하고, 바이패스 통로(10a)는 제1 통로(2a)와 제2 통로(2b)가 모두 개방되어 있을 때의 유로 면적보다도 작은 유로 면적으로 설정된다.

완충기, 실린더, 밸브 디스크, 바이패스 통로, 압력실

Description

완충기 {SHOCK ABSORBER}

본 발명은 완충기의 개량에 관한 것이다.

종래의 완충기로서, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더 내를 2개의 유실로 구획하는 피스톤과, 피스톤에 관통하여 설치되어 2개의 유실을 연통 가능한 포트와, 포트의 출구 개구부에 적층된 리프 밸브와, 포트 출구 개구부를 막는 방향으로 리프 밸브를 압박하는 스프링을 구비한 것이 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2004-190716호 공보 참조).

이러한 종류의 완충기에 있어서는, 2개의 유실 사이의 압력차에 의해 리프 밸브가 휘고, 이 리프 밸브의 휨량으로 작동유가 통과하는 유로 면적이 결정된다. 그리고, 이 유로 면적에 의해 완충기가 발생하는 감쇠력이 결정된다.

완충기의 신축 속도가 저속인 경우, 즉 피스톤이 저속으로 이동하는 경우에는 피스톤 속도에 따라서 리프 밸브의 휨량이 변화되므로, 완충기의 감쇠 특성은 피스톤 속도에 따라서 변화된다.

그러나, 완충기의 신축 속도가 빨라져 피스톤이 고속으로 이동하는 경우에는, 리프 밸브가 휘지 않고, 리프 밸브 자체가 축 방향으로 이동해 버리는 경우가 있다.

이와 같이, 피스톤 속도가 빨라지는 경우에는, 도9에 도시한 바와 같이 감쇠력이 부족한 기미가 있어, 진동 억제가 충분히 행해지지 않아, 차량에 있어서의 승차감을 저해시켜 버리는 경우가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 완충기의 신축 속도가 빠른 경우라도 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있는 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 차량의 진동을 억제하기 위한 완충기에 있어서, 작동액이 봉입된 실린더 내를 구획하는 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크에 형성되어 상기 밸브 디스크에 의해 구획된 압력실 사이를 연통하는 서로 직렬로 배치된 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로와, 상기 제1 통로와 상기 제2 통로 사이에 배치되어 이들 제1 통로와 제2 통로를 선택적으로 밸브 개방하는 밸브체와, 상기 밸브체를 상기 한쪽 압력실의 압력에 대항하여 상기 제1 통로를 폐색하는 방향으로 압박하는 압박 부재와, 상기 한쪽 압력실의 압력에 따라서 변위되어 상기 제1 통로를 개방한 밸브체가, 그 이상으로 변위되어 상기 제2 통로를 폐쇄하였을 때에 상기 제1 통로와 상기 제3 통로를 연통시키는 바이패스 통로를 구비하고, 상기 바이패스 통로는 상기 제1 통로와 상기 제2 통로가 모두 개방되어 있을 때의 유로 면적보다도 작은 유로 면적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 완충기의 신축 속도가 빠른 경우에는, 밸브체는 한쪽 압력실의 압력에 따라서 변위되어 제2 통로를 폐쇄한다. 이때, 제1 통로와 제3 통로는 바이패스 통로를 통해 연통된다. 바이패스 통로의 유로 면적은 제1 통로와 제2 통로가 모두 개방되어 있을 때의 유로 면적보다도 작으므로, 밸브체가 제2 통로를 폐쇄함으로써 완충기가 발생하는 감쇠력은 커진다. 따라서, 완충기의 신축 속도가 빠른 경우라도 감쇠력이 부족한 경우가 없어, 진동 억제가 충분히 행해져 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기의 종단면도이다.

도2는 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기의 신축 속도가 저속 영역인 경우의 종단면도이다.

도3은 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기의 신축 속도가 고속 영역인 경우의 종단면도이다.

도4는 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기에 있어서의 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.

도5는 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기의 신축 속도가 중속 영역인 경우의 종단면도이다.

도6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 완충기의 종단면도이다.

도7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 완충기에 있어서의 둑부의 평면도이다.

도8은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 완충기에 있어서의 둑부의 단면도이다.

도9는 종래의 완충기에 있어서의 감쇠 특성을 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

(제1 실시 형태)

우선, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충기(100)에 대해 설명한다.

완충기(100)는 차량에 있어서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 것으로, 도1에 도시한 바와 같이 오일 등의 작동액이 봉입된 실린더(40)와, 실린더(40) 내를 2개의 압력실(41, 42)로 구획하여 실린더(40) 내를 미끄럼 이동 가능하게 이동하는 밸브 디스크로서의 피스톤(1)과, 일단부가 피스톤(1)에 연결되고 타단부가 실린더(40)의 외부로 연장되는 로드(5)를 구비한다. 피스톤(1)에는 압력실(41과 42)을 연통하여 작동액을 유통시키는 제1 통로(2a), 제2 통로(2b) 및 제3 통로(2c)가 직렬로 형성된다. 이들 각 통로(2a, 2b, 2c)에 관해서는 이후에 설명한다.

완충기(100)는 제1 통로(2a)를 개폐 가능한 밸브체로서의 리프 밸브(10)와, 리프 밸브(10)를 압력실(42)의 압력에 대항하여 제1 통로(2a)를 폐색하는 방향으로 압박하는 압박 부재로서의 접시 스프링(15)을 더 구비한다. 리프 밸브(10)는 압력실(42)측의 압력이 압력실(41)측의 압력보다도 소정값 이상의 차를 갖고 커진 경우에 휘어서 밸브 개방하는 것이다.

또한, 실린더(40) 내에는 로드(5)의 실린더(40) 내로의 침입 혹은 실린 더(40) 내로부터의 후퇴에 의한 실린더(40) 내의 용적 변화의 보상을 행하는 가스실(도시 생략)이 설치된다.

도1 내지 도3은 완충기(100)가 압축 동작한 경우에 감쇠력을 발생시키는 구조의 단면을 도시하는 것이다. 완충기(100)가 압축 동작하여 압력실(42)의 압력이 상승하고, 리프 밸브(10)가 개방된 경우에는, 압력실(42) 내의 작동액은 각 통로(2a, 2b, 2c)를 통해 압력실(41)로 유입된다. 작동액이 각 통로(2a, 2b, 2c)를 통과함으로써 작동액에 대해 저항이 부여된다. 이와 같이, 완충기(100)는 신축 동작함으로써 감쇠력을 발생하고, 그 감쇠력은 각 통로(2a, 2b, 2c)를 통과할 때에 발생하는 압력 손실에 의해 결정된다.

이와 같이, 완충기(100)가 압축 동작하는 경우에는 압력실(42)이 상류가 되고, 신장 동작하는 경우에는 압력실(41)이 상류가 된다. 이하에서는 완충기(100)가 압축 동작하는 경우, 즉 압력실(42)이 상류측이 되는 경우에 대해 설명한다.

이하, 완충기(100)의 각 부재에 대해 상세하게 설명한다.

로드(5)는 단부에 소경부(5a)를 갖고, 이에 의해 로드(5)의 외주에는 고리 형상의 단차부(5b)가 형성된다.

피스톤(1)은 단차부(5b)에 걸려 로드(5)의 외주에 끼워 맞추어진 고리 형상의 링체(1b)와, 대략 원통 형상의 부재이고 축심의 관통 구멍(1g)을 로드(5)가 삽입 관통하는 피스톤 본체(1a)를 구비한다.

제1 통로(2a)는 피스톤 본체(1a)를 관통하고, 또한 로드(5)의 축 방향과 평행하게 형성된다. 또한, 피스톤 본체(1a)에는 로드(5)의 축 방향과 평행하게 형성 되어 제1 통로(2a)를 우회하는 초크 통로(1c)도 형성된다. 또한, 제1 통로(2a) 및 초크 통로(1c)는 피스톤 본체(1a)에 복수 형성하도록 해도 좋다. 또한, 제1 통로(2a) 외에, 피스톤 본체(1a)에는, 도시하지 않으나, 완충기(100)가 신장 동작한 경우에 압력실(41)로부터 압력실(42)로 작동액의 흐름을 허용하는 통로도 형성되어 있다.

피스톤 본체(1a)에 있어서의 링체(1b)에 대향하는 단부면(1d)에는 고리 형상의 리프 밸브(10)가 제1 통로(2a)의 개구부(3a)를 폐색하여 배치된다. 이와 같이, 피스톤 본체(1a)의 단부면(1d)과 리프 밸브(10)에 의해 제1 통로(2a)에 있어서의 작동액의 흐름은 차단 가능하고, 피스톤 본체(1a)의 단부면(1d)은 밸브 시트로서 기능하고, 이 단부면(1d)이 제1 시트면에 해당한다. 또한, 리프 밸브(10)는 초크 통로(1c)를 폐색하지 않고 배치된다.

링체(1b)는 로드(5)의 외주에 끼워 맞추어진 통 형상의 스페이서(21)에 의해 리프 밸브(10)와 소정 간격만큼 이격된다. 링체(1b)와 리프 밸브(10) 사이에 구획되는 이 간격이 제2 통로(2b)이다. 리프 밸브(10)가 제1 통로(2a)를 폐색하고 있는 상태에서는, 제2 통로(2b)는 초크 통로(1c)를 통해 압력실(42)과 항상 연통한다.

제3 통로(2c)는 링체(1b)를 관통하고, 또한 로드(5)의 축 방향과 평행하게 형성된다. 이와 같이, 제3 통로(2c)는 압력실(41)과 제2 통로(2b)를 연통시키는 것이다.

이상과 같이, 제1 통로(2a), 제2 통로(2b) 및 제3 통로(2c)는 피스톤(1)에 서로 직렬로 형성되고, 피스톤(1)으로 구획된 압력실(41)과 압력실(42)을 연통시키는 것이다.

링체(1b)와 리프 밸브(10) 사이이고, 또한 스페이서(21)의 외주에는 리프 밸브(10)보다도 소경이고 고리 형상인 필러 피스(filler piece)(22)와 고리 형상의 접시 스프링(15)이 적층된다. 피스톤 본체(1a)는, 후술하는 바와 같이 로드(5)의 외주에 고정되므로, 접시 스프링(15)은 링체(1b)와 리프 밸브(10) 사이에서 압축되어 리프 밸브(10)를 제1 통로(2a)의 개구부(3a)를 폐색하는 방향으로 압박한다. 접시 스프링(15)의 압박력은 필러 피스(22)의 두께 및 매수에 따라서 조정할 수 있다.

로드(5)의 소경부(5a)의 선단부에는 볼트부(5c)가 형성되고, 그 볼트부(5c)에는 각 부재를 로드(5)에 고정하기 위한 너트(4)가 나사 결합된다. 너트(4)는 로드(5)의 볼트부(5c)와 나사 결합하는 암나사가 형성된 본체(4a)와, 본체(4a)의 피스톤(1)측에 형성된 플랜지부(4b)와, 플랜지부(4b)의 외주연으로부터 피스톤(1)을 향해 연장 설치된 통형상부(4c)로 이루어진다.

완충기(100)는, 우선 로드(5)의 선단부로부터 링체(1b)를 삽입하여 로드(5)의 단차부(5b)에 걸고, 그 후, 스페이서(21), 접시 스프링(15), 필러 피스(22), 리프 밸브(10) 및 피스톤 본체(1a)를 차례로 삽입하여 로드(5)의 외주에 끼워 맞춘다. 그리고, 마지막으로 피스톤 본체(1a)로부터 돌출된 로드(5)의 볼트부(5c)에 너트(4)를 나사 결합하여 조인다. 너트(4)를 조임으로써, 너트(4)의 통형상부(4c)의 단부가 피스톤 본체(1a)의 단부면에 접촉하므로, 피스톤(1)은 너트(4)와 로 드(5)의 단차부(5b)와의 사이에서 끼움 지지된다.

이와 같이 하여, 로드(5)의 선단부에는 피스톤(1) 및 그 밖의 각 부재로 구성되는 피스톤 어셈블리(6)가 고정된다. 또한, 너트(4)에 있어서의 통형상부(4c)에는 복수의 개구부(4d)가 형성되어, 이 개구부(4d)를 통해 통형상부(4c) 내와 압력실(42)이 연통된다.

또한, 피스톤 본체(1a)에 있어서의 링체(1b)와 대향하지 않는 단부면(1e)에는 완충기(100)가 신장 동작한 경우에 작동액의 흐름을 허용하는 신장측의 통로(도시 생략)를 개폐 가능한 적층 리프 밸브(50)가 배치되어 있다. 적층 리프 밸브(50)는 접시 스프링(51)에 의해 피스톤 본체(1a)를 향해 압박되어 완충기(100)의 신장 시에 압력실(41)의 압력이 압력실(42)의 압력보다 커지고, 그 차압이 설정된 값에 도달한 경우에는 외주측이 휨으로써 신장측의 통로를 밸브 개방한다. 적층 리프 밸브(50) 및 접시 스프링(51)은 너트(4)의 본체(4a)와 피스톤 본체(1a)에 의해 끼움 지지됨으로써 로드(5)에 고정된다.

피스톤 본체(1a)의 단부면(1e)에는 부분적으로 절결된 홈부(1f)가 형성되고, 제1 통로(2a)의 상류측의 개구부(3b)는 그 홈부(1f)에 연통되어 있다. 따라서, 제1 통로(2a)의 개구부(3b)는 적층 리프 밸브(50)에 의해 폐색되지 않고, 항상 압력실(42)과 연통된 상태로 되어 있다.

링체(1b)의 외주측에는 실린더(40)의 내주에 미끄럼 접촉하는 동시에, 리프 밸브(10)를 향해 돌출 설치되는 고리 형상의 둑부(25)가 설치되어 있다.

둑부(25)는 링체(1b)의 외주에 끼워 맞추어 실린더(40)의 내주에 미끄럼 접 촉하는 끼워 맞춤부(25a)와, 링체(1b)에 있어서의 리프 밸브(10)에 대향하는 면을 따라서 연장 설치되는 플랜지부(25b)와, 리프 밸브(10)를 향해 돌출 설치되는 고리 형상의 돌출 설치부(25c)를 구비한다. 돌출 설치부(25c)는 링체(1b)에 형성된 제3 통로(2c)보다도 외주측에 위치하도록 설치된다.

끼워 맞춤부(25a)의 외주는 실린더(40)의 내주와 미끄럼 접촉한다. 따라서, 둑부(25)는 미끄럼 이동 저항을 저감시키기 위해, 합성 수지로 구성하는 것이 바람직하다.

리프 밸브(10)는, 전술한 바와 같이 접시 스프링(15) 및 필러 피스(22)에 의해 내주측이 지지되어 있다. 그리고, 상류측인 제1 통로(2a)의 압력과 하류측인 제2 통로(2b)의 압력차가 소정값을 초과한 경우에는 외주측이 휘어 피스톤 본체(1a)의 밸브 시트(1d)로부터 이격됨으로서 밸브 개방된다. 즉, 제1 통로(2a)의 개구부(3a)를 개방한다. 또한, 리프 밸브(10)는, 도면에서는 1매로 구성되어 있지만, 복수매를 적층하여 구성해도 좋다.

리프 밸브(10)에는 제1 통로(2a)의 개구부(3a)에 대향하는 위치보다도 외주측에 로드(5)의 축 방향과 평행하게 관통된 연통 구멍(10a)이 형성된다. 연통 구멍(10a)은, 리프 밸브(10)가 밸브 시트(1d)에 착석된 상태에서는 제1 통로(2a)와 연통되지 않고 폐쇄된 상태로 된다. 또한, 연통 구멍(10a)의 개수 및 개구 면적은 완충기에 요구되는 감쇠 특성에 따라서 결정된다.

완충기(100)가 압축 동작하여, 피스톤 어셈블리(6)가 압력실(42)의 용적을 단축하는 방향으로 이동한 경우에, 압력실(42)의 압력이 상승하여 리프 밸브(10)의 상류측과 하류측의 압력차가, 리프 밸브(10)의 밸브 개방압인 소정값을 초과한 경우에는, 도2에 도시하는 바와 같이 리프 밸브(10)의 외주측이 휜다. 이에 의해, 리프 밸브(10)의 외주측은 피스톤 본체(1a)의 밸브 시트(1d)로부터 이격되어 제1 통로(2a)의 개구부(3a)를 개방한다. 또한, 리프 밸브(10)의 연통 구멍(10a)도 개방되게 된다. 이 상태에 있어서, 압력실(42) 내의 작동액은 너트(4)의 개구부(4d)와 제1 통로(2a)를 통해 제1 통로(2a)의 개구부(3a)로부터 리프 밸브(10)와 밸브 시트(1d) 사이로 유입된다. 그리고, 리프 밸브(10)와 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)와의 사이의 고리 형상 간극을 통해 제2 통로(2b)로 유입되는 동시에, 연통 구멍(10a)을 통해서도 제2 통로(2b)로 유입되고, 링체(1b)의 제3 통로(2c)를 통과하여 압력실(41)로 유입된다.

완충기 압축 동작 시의 피스톤 어셈블리(6)의 속도, 즉 완충기(100)의 신축 속도가 소정 속도 이상인 경우에는, 압력실(42)의 압력이 급격하게 상승하므로, 리프 밸브(10)의 상류측과 하류측의 압력차가 상기한 밸브 개방압을 초과하여 더 커진다. 이 경우, 리프 밸브(10)는 전체가 접시 스프링(15)의 압박력에 대항하여 이동하여 피스톤(1)으로부터 이격된다.

리프 밸브(10)의 외경은 적어도 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)의 내경 이상으로 설정되어 있다. 따라서, 리프 밸브(10)는 접시 스프링(15)을 압축하여 이동한 경우, 도3에 도시한 바와 같이 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)의 단부면에 접촉한다. 리프 밸브(10)가 돌출 설치부(25c)의 단부면에 접촉함으로써, 리프 밸브(10)와 돌출 설치부(25c) 사이의 고리 형상 간극은 폐색된다. 즉, 제2 통로(2b)는 폐색되게 된다. 이 돌출 설치부(25c)의 단부면이 제2 시트면에 해당한다.

이와 같이, 리프 밸브(10)는 제1 통로(2a)와 제2 통로(2b) 사이에 배치되고, 이들 제1 통로(2a)와 제2 통로(2b)를 선택적으로 밸브 개방한다.

연통 구멍(10a)은 리프 밸브(10)가 돌출 설치부(25c)에 접촉한 상태라도 돌출 설치부(25c)에 의해 폐색되지 않는 위치에 형성되어 있다. 따라서, 리프 밸브(10)의 이동에 의해 제2 통로(2b)가 폐색된 경우라도 연통 구멍(10a)의 연통 상태는 유지된다. 이에 의해, 압력실(42) 내의 작동액은 리프 밸브(10)의 연통 구멍(10a)을 통과하여 제3 통로(2c)를 통해 압력실(41)로 유입된다. 이와 같이, 연통 구멍(10a)은 압력실(42)의 압력에 따라서 변위된 리프 밸브(10)가 제2 통로(2b)를 폐색하였을 때에 제1 통로(2a)와 제3 통로(2c)를 연통시키는 바이패스 통로이다.

연통 구멍(10a)은 제1 통로(2a)와 제2 통로(2b)가 모두 개방되어 있을 때의 유로 면적보다도 작은 유로 면적으로 설정되므로, 리프 밸브(10)가 제2 통로(2b)를 폐색한 상태에서는, 작동액이 통과하는 유로 면적은 작아진다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 리프 밸브(10)의 연통 구멍(10a)은 리프 밸브(10)에 있어서의 대향하는 양 단부면에 개구부를 갖는 구멍으로 하였다. 그러나, 연통 구멍(10a)의 형상은 구멍으로 한정되는 것이 아니라, 리프 밸브(10)의 외주의 일부를 U자 형상으로 절제한 절결부로 하는 것도 가능하다. 이와 같이 형성해도, 리프 밸브(10)가 둑부(25)에 접촉한 경우에는 제1 통로(2a)와 제3 통로(2c)의 연통을 유지하면서 유로 면적을 제한할 수 있다.

또한, 둑부(25)는 링체(1b)와 일체로 구성해도 좋다. 또한, 링체(1b)의 외주를 직접 실린더(40)의 내주에 미끄럼 접촉하도록 구성하는 동시에, 둑부(25)를 고리 형상의 돌출 설치부(25c)만으로 구성하고, 그 돌출 설치부(25c)를 링체(1b) 또는 리프 밸브(10) 중 어느 한쪽에 설치해도 좋다.

또한, 피스톤 본체(1a)의 밸브 시트(1d)는 도면에서는 평탄하게 도시되어 있으나, 외주를 향해 경사지게 하고, 밸브 시트(1d)에 접촉하여 배치되는 리프 밸브(10)에 초기 휨을 부여하여 밸브 개방압을 조절하도록 해도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는 압박 부재를 접시 스프링(15)으로 하고 있으나, 압박 부재는 리프 밸브(10)에 압박력을 작용시킬 수 있는 것이면 어떤 것이라도 좋다. 예를 들어, 코일 스프링, 리프 스프링, 또는 고무 등의 탄성체로 구성하는 것도 가능하다.

이상과 같이 구성되는 완충기(100)의 작용에 대해 설명한다.

완충기(100)가 압축 동작하여, 피스톤 어셈블리(6)가 압력실(42)의 용적을 단축하는 방향으로 이동하면, 압력실(42)의 압력이 상승하여 압력실(42) 내의 작동액은 압력실(41) 내로 이동하고자 한다.

완충기의 신축 속도가 되는 피스톤 속도가 미저속(微低速) 영역인 경우에는, 압력실(42)과 압력실(41)의 차압, 즉 리프 밸브(10)의 전후 차압은 리프 밸브(10)의 외주측이 휘는 밸브 개방압에 도달하지 않는다. 따라서, 제1 통로(2a)는, 도1에 도시한 바와 같이 리프 밸브(10)에 의해 폐색된 상태이고, 압력실(42) 내의 작동액은 초크 통로(1c)를 통해 제2 통로(2b)로 유입된다. 그리고, 제3 통로(2c)를 통과하여 압력실(41)로 유입된다.

이때의 감쇠 특성(피스톤 속도에 대한 감쇠력의 관계)은, 도4에 도시한 바와 같이 되어, 피스톤 속도에 대한 감쇠력의 증가 비율인 감쇠 계수는 비교적 큰 것이 된다.

완충기(100)는 초크 통로(1c)를 구비하고 있으므로, 피스톤 속도가 극미저속일 때에는 감쇠 계수를 매우 작게 할 수 있고, 이것을 초과하면 감쇠 계수가 커지게 되어, 피스톤 속도의 증가에 수반하여 감쇠력이 빠르게 상승하는 감쇠 특성을 실현할 수 있다. 즉, 극미저속 영역에서는 완충기가 신축하기 시작할 때의 피스톤(1)의 움직임을 원활하게 할 수 있고, 미저속 영역 내이며 극미저속 영역을 초과하는 경우에는, 감쇠력이 커져 확실하게 차체의 진동을 억제할 수 있고, 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 초크 통로(1c) 대신에, 밸브 시트(1d)에 제1 통로(2a)로부터 피스톤 본체(1a)의 외부 모서리까지 신장되는 홈을 형성하여 작동유가 이 홈을 통과하도록 해도 좋다.

다음에, 피스톤 속도가 저속 영역인 경우에는 리프 밸브(10)의 전후 차압이 밸브 개방압에 도달하여, 리프 밸브(10)는, 도2에 도시한 바와 같이 외주측이 휘어 밸브 시트(1d)로부터 이격되어 제1 통로(2a)를 개방한다.

이 경우에는, 제1 통로(2a)로부터 리프 밸브(10)와 밸브 시트(1d) 사이로 유입된 작동액은 리프 밸브(10)와 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)와의 사이의 고리 형 상 간극을 통해 제2 통로(2b)로 유입되는 동시에, 연통 구멍(10a)을 통해서도 제2 통로(2b)로 유입된다.

따라서, 피스톤 속도가 저속 영역인 경우에는, 초크 통로(1c)를 통해 작동액이 이동하는 미저속 영역의 경우보다도 유로 면적이 크고, 리프 밸브(10)의 휨량도 피스톤 속도의 증가에 수반하여 커지기 때문에 유로 면적이 확대된다. 따라서, 피스톤 속도가 저속 영역인 경우의 감쇠 특성은, 도4에 도시한 바와 같이 피스톤 속도의 증가에 수반하여 감쇠력은 커지지만 감쇠 계수는 작아진다.

다음에, 피스톤 속도가 중속 영역인 경우에는, 리프 밸브(10)의 전후 차압이 커져서, 리프 밸브(10)는, 도5에 도시한 바와 같이 접시 스프링(15)의 압박력을 이겨서, 전체가 피스톤 본체(1a)로부터 이격된 방향으로 이동한다. 리프 밸브(10)와 밸브 시트(1d) 사이의 간극은 피스톤 속도에 비례하여 커진다. 그러나, 리프 밸브(10)는 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)에 접촉하는 일이 없어, 리프 밸브(10)와 돌출 설치부(25c) 사이의 고리 형상 간극은 폐색되는 일이 없다. 즉, 제2 통로(2b)가 폐색되는 일이 없다.

따라서, 피스톤 속도가 중속 영역인 경우의 감쇠 특성은, 도4에 도시한 바와 같이 피스톤 속도의 증가에 수반하여 감쇠력은 커지지만 감쇠 계수는 작아진다.

다음에, 피스톤 속도가 소정 속도 이상인 고속 영역의 경우에는, 압력실(42)의 압력이 급격하게 상승하므로, 리프 밸브(10)의 전후 차압이 더 커져서, 리프 밸브(10)는 접시 스프링(15)의 압박력에 대항하여 이동하여 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)에 접촉한다. 이에 의해, 리프 밸브(10)와 돌출 설치부(25c) 사이의 고리 형상 간극은 폐색되어, 제2 통로(2b)는 폐색되므로, 제1 통로(2a)는 연통 구멍(10a)만을 통해 제3 통로(2c)와 연통한다. 따라서, 작동액의 유로 면적은 작아지므로, 작동액이 피스톤(1)을 통과할 때의 압력 손실은 커진다.

따라서, 피스톤 속도가 고속 영역인 경우의 감쇠 특성은, 도4에 도시한 바와 같이 감쇠 계수가 중속 영역의 경우와 비교하여 커진다.

또한, 리프 밸브(10)가 피스톤 본체(1a)로부터 이격되어 둑부(25)에 접촉할 때의 완충기의 신축 속도인 소정 속도는, 접시 스프링(15)의 스프링 상수 및 리프 밸브(10)의 휨 강성에 의해 조절할 수 있다. 본 실시 형태에서는 1 m/s 이상으로 설정된다. 즉, 감쇠 계수가 크게 변화되는 피스톤 속도의 중속 영역과 고속 영역의 경계가 1 m/s 이상으로 설정된다. 또한, 실용성을 감안하면, 이 소정 속도는 1 m/s 이상, 2 m/s 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

이상의 본 실시 형태에 따르면, 피스톤 속도가 소정 속도 이상인 고속 영역에 도달하면, 리프 밸브(10)와 둑부(25)의 접촉에 의해 작동액의 유로 면적이 작아지므로, 중속 영역의 경우보다도 감쇠 계수를 크게 할 수 있다. 따라서, 완충기의 신축 속도가 고속인 경우라도 감쇠력이 부족한 경우가 없어, 진동의 억제가 충분히 행해져 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 감쇠 계수가 커지는 것은 피스톤 속도가 소정 속도 이상인 고속 영역일 때뿐이므로, 피스톤 속도가 저중속 영역 부근인 차량의 통상 운전 시에는 완충기의 감쇠력의 변화는 작다. 따라서, 통상 운전 시에 있어서는, 감쇠력이 지나치게 커지는 것이 방지되어 차량의 승차감을 저해하는 경우가 없다.

또한, 완충기가 가장 신축되는 경우와 같이 진폭이 크고, 또한 완충기의 신축 속도가 고속 영역에 도달하는 상황 하에서도 완충기의 발생 감쇠력을 크게 할 수 있으므로, 완충기의 신축 속도를 빠르게 저감시킬 수 있어, 최고 신축 시의 충격을 완화할 수 있다. 또한, 완충기의 최고 수축 시의 충격을 완화하기 위한 범프 스토퍼 러버의 부담을 경감하여 범프 스토퍼 러버의 장기 수명화에 기여한다.

(제2 실시 형태)

다음에, 도6 내지 도8을 참조하여 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 완충기(200)에 대해 설명한다. 또한, 상기 제1 실시 형태의 완충기(100)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

완충기(200)에 있어서의 상기 제1 실시 형태의 완충기(100)와의 상이점은 리프 밸브(10)의 연통 구멍(10a) 대신에, 둑부(25)의 돌출 설치부(25c)에 홈(30)을 형성한 점이다. 이하에, 그 상이점을 중심으로 설명한다.

홈(30)은, 도7에 도시한 바와 같이 고리 형상의 돌출 설치부(25c)의 일부를 잘라냄으로써 형성된다.

완충기(200)가 압축 동작하여 피스톤 속도가 소정 속도 이상인 고속 영역에 도달한 경우에는, 리프 밸브(10)는 돌출 설치부(25c)에 접촉한다. 이때, 리프 밸브(10)와 돌출 설치부(25c) 사이의 고리 형상 간극은 홈(30)을 남기고 폐색된다. 즉, 제1 통로(2a)로부터의 작동액은 홈(30)만을 통해 제3 통로(2c)와 연통된다. 이와 같이, 작동액의 유로 면적은 작아지므로, 작동액이 피스톤(1)을 통과할 때의 압력 손실은 커진다.

따라서, 본 실시 형태에 있어서도 피스톤 속도가 고속 영역인 경우의 감쇠 특성은 상기 제1 실시 형태와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

또한, 홈(30)의 개수 및 깊이 치수는 완충기에 요구되는 감쇠 특성에 따라서 결정하면 된다.

또한, 홈(30) 대신에, 도8에 도시한 바와 같이 돌출 설치부(25c)의 내외주에 개구부를 갖는 구멍(31)으로 해도 좋다.

이상의 본 실시 형태에 있어서도, 상기 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 즉, 피스톤 속도가 소정 속도 이상인 고속 영역에 도달하면, 리프 밸브(10)와 둑부(25)의 접촉에 의해 작동액의 유로 면적이 작아지므로, 중속 영역의 경우보다도 감쇠 계수를 크게 할 수 있다. 따라서, 완충기의 신축 속도가 고속인 경우라도 감쇠력이 부족하지 않아, 진동의 억제가 충분히 행해져 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명을, 완충기의 압축 동작 시에 감쇠력을 발생하는 압축측의 감쇠 밸브에 적용하는 경우에 대해 나타냈다. 그러나, 완충기의 신장 동작 시에 감쇠력을 발생하는 신장측의 감쇠 밸브에 적용하는 것도 가능하고, 또한 압축측 및 신장측의 양쪽의 감쇠 밸브에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 완충기에 있어서의 베이스 밸브 등의 다른 밸브에도 적용할 수도 있다.

본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되지 않고, 그 기술적인 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변경을 이룰 수 있는 것은 명백하다.

본 발명은 차량에 있어서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되는 완충기에 적용할 수 있다.

Claims (4)

1. 차량의 진동을 억제하기 위한 완충기에 있어서,

   작동액이 봉입된 실린더 내를 구획하는 밸브 디스크와,

   상기 밸브 디스크에 형성되어 상기 밸브 디스크에 의해 구획된 압력실 사이를 연통하는 서로 직렬로 배치된 제1 통로, 제2 통로 및 제3 통로와,

   상기 제1 통로와 상기 제2 통로 사이에 배치되어 이들 제1 통로와 제2 통로를 선택적으로 밸브 개방하는 밸브체와,

   상기 밸브체를 상기 한쪽 압력실의 압력에 대항하여 상기 제1 통로를 폐색하는 방향으로 압박하는 압박 부재와,

   상기 한쪽 압력실의 압력에 따라서 변위되어 상기 제1 통로를 개방한 밸브체가, 그 이상으로 변위되어 상기 제2 통로를 폐쇄하였을 때에 상기 제1 통로와 상기 제3 통로를 연통시키는 바이패스 통로를 구비하고,

   상기 바이패스 통로는 상기 제1 통로와 상기 제2 통로가 모두 개방되어 있을 때의 유로 면적보다도 작은 유로 면적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 완충기.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 디스크는 상기 실린더 내를 침입, 퇴출하는 로드의 일단부에 연결되어 상기 실린더 내를 미끄럼 이동 가능하게 이동하는 피스톤이고,

   상기 피스톤은,

   상기 로드에 걸린 링체와,

   상기 링체와의 사이에서 상기 압박 부재를 압축하는 피스톤 본체를 구비하고,

   상기 제1 통로는 상기 피스톤 본체에 관통하여 형성되고,

   상기 제3 통로는 상기 링체에 관통하여 형성되고,

   상기 밸브체는,

   상기 피스톤 본체에 있어서의 제1 시트면에 접촉함으로써 상기 제1 통로를 폐색하는 동시에,

   상기 링체에 있어서의 제2 시트면에 접촉함으로써 상기 제2 통로를 폐색하는 것을 특징으로 하는 완충기.
3. 제2항에 있어서, 완충기가 상기 한쪽 압력실의 용적을 단축하는 방향으로 이동하고, 그 이동 속도가 소정값 이상인 경우에는, 상기 밸브체는 상기 압박 부재의 압박력에 대항하여 이동하여 상기 링체의 상기 제2 시트면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 완충기.
4. 제2항에 있어서, 상기 링 본체에 상기 제1 통로를 우회하는 초크 통로를 형성한 것을 특징으로 하는 완충기.

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