KR20080045760A - 차량용 단통형 액압 완충기 - Google Patents

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KR20080045760A
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Abstract

차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 차량용 단통형 액압 완충기(100)에 있어서, 실린더(1)와, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더(1) 내를 액실(7)과 가스실(8)로 구획하는 프리 피스톤(2)과, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 액실(7)을 2개의 압력실(7a, 7b)로 구획하는 피스톤(3)과, 일단부에 피스톤(3)이 연결되는 로드(4)와, 가스실(8) 내에 수용 장착되어 프리 피스톤(2)을 액실(7) 방향으로 압박하는 탄성 부재(9)를 구비하고, 탄성 부재(9)는 압축 중에 스프링 상수가 커지도록 설정된다.
실린더, 탄성 부재, 액실, 피스톤, 로드

Description

차량용 단통형 액압 완충기 {SINGLE CYLINDER TYPE HYDRAULIC SHOCK ABSORBER FOR VEHICLE}
본 발명은, 차량용의 단통형 액압 완충기의 개량에 관한 것이다.
차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 종래의 단통형 액압 완충기로서, 로드의 선단부에 실린더 내주면에 미끄럼 접촉하는 피스톤을 고착하는 동시에, 실린더 내에 프리 피스톤을 미끄럼 이동 가능하게 끼워 장착하여 유실(油室)과 가스실을 구획한 것이 알려져 있다(일본 특허 공개평08-159199호 공보 참조).
피스톤에는 피스톤으로 구획된 2개의 유실을 연통하는 통로가 설치되는 동시에, 그 통로에는 통과하는 작동유의 흐름에 저항을 부여하는 오리피스 등이 개재 장착된다. 피스톤이 실린더 내를 미끄럼 이동할 때, 작동유는 통로를 통해 유실간을 왕래한다. 이에 의해, 액압 완충기는 감쇠력을 발생시킨다.
이러한 종류의 액압 완충기에 있어서, 가스실은 로드의 실린더 내로의 침입 혹은 실린더 내로부터의 퇴출에 의한 실린더 내의 용적 변화의 보상을 행하고 있다. 가스실 내에는 가압된 가스가 봉입되어, 가스실은 실린더 내의 작동유를 항상 가압 상태로 유지하고 있다.
종래의 액압 완충기에 있어서는, 압축 행정 시에 피스톤 속도가 빠를 경우에는 가스실 내의 압력 상승이 프리 피스톤에 의해 격리되어진 압축측의 유실 내의 압력 상승에 따라 가지 못하여, 압축측 유실 내 압력이 가스실 내 압력과 동일한 압력 혹은 그 이상이 되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 프리 피스톤이 피스톤과 평행 이동되어 버려 압축측 유실의 용적이 변화되지 않기 때문에, 압축측 유실 내의 작동유는 신장측 유실로 유입되기 어려워, 신장측 유실은 용적만 팽창되어 버린다.
이러한 상황이 되면, 액압 완충기의 감쇠 특성은, 도5에서 실선으로 나타내는 특성으로 되어, 압축측의 감쇠력이 임의의 피스톤 속도를 경계로 그 이상 커지지 않는다. 따라서, 도5에서 파선으로 나타내는 차체의 진동을 억제하기 위해 요구되는 감쇠 특성을 실현할 수 없다.
또한, 신장측 유실로 작동유가 유입하지 않아 용적만 팽창된 경우, 신장측 유실 내의 압력이 외기압보다 낮아져, 로드와 실린더 사이를 밀봉하고 있는 시일 부재와 로드 사이로부터 실린더 내로 외기가 흡인되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 에어레이션이나 단열 압축 등의 원인이 되어 버린다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해서는, 가스실 내의 압력을 미리 높게 설정하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같이 하면 실린더 내의 유실 내 압력이 필요 이상으로 높아지기 때문에, 차량의 승차감을 저해해 버린다. 또한, 시일 부재에 대하여 필요 이상으로 유실 내 압력이 작용하기 때문에, 로드의 원활한 이동이 방해되어, 시일 부재의 수명을 짧게 해버린다.
본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피스톤 속도가 빠를 경우에도 양호한 감쇠 특성을 발휘하여, 차량에서의 승차감을 향상시킬 수 있는 단통형 액압 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 차량용 단통형 액압 완충기에 있어서, 실린더와, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더 내를 액실과 가스실로 구획하는 프리 피스톤과, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 상기 액실을 2개의 압력실로 구획하는 피스톤과, 일단부에 상기 피스톤이 연결되는 로드와, 상기 가스실 내에 수용 장착되어 상기 프리 피스톤을 상기 액실 방향으로 압박하는 탄성 부재를 구비하고, 상기 탄성 부재는, 압축 중에 스프링 상수가 커지도록 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 완충기의 압축 행정 시에는, 가스실 내의 압력 상승뿐만 아니라, 탄성 부재에 의해서도 프리 피스톤이 압박되기 때문에, 액실 내가 크게 가압된다. 이에 의해, 피스톤 속도가 빠른 경우에도 프리 피스톤이 피스톤과 평행 이동하는 사태가 회피된다. 따라서, 압축측의 감쇠력이 한정되어 버리는 것이 방지되어, 차체의 진동을 충분히 억제하여 차량에서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 프리 피스톤이 피스톤과 평행 이동하는 사태가 회피됨으로써, 신장측의 압력실 내의 압력이 외기압보다 낮아지는 것이 방지된다. 이에 의해, 시일 부재와 로드 사이로부터 실린더 내로 외기가 흡인되는 것이 방지되어, 에어레이션이나 단열 압축 등의 우려가 없다.
또한, 탄성 부재는 압축 중에 스프링 상수가 커지기 때문에, 가스실 내의 압력에 의한 프리 피스톤을 압박하는 압박력을 부가하도록 동작한다. 따라서, 가스실 내의 압력을 미리 높게 설정할 필요가 없기 때문에, 차량의 승차감을 저해하는 일이 없다.
도1은 본 발명의 실시 형태에 따른 차량용 단통형 액압 완충기의 종단면도이다.
도2는 본 발명의 실시 형태에 따른 차량용 단통형 액압 완충기에서의 탄성 부재의 스프링 상수의 작은 부위가 최압축 상태로 된 상태를 도시하는 도면이다.
도3은 본 발명의 실시 형태에 따른 차량용 단통형 액압 완충기의 감쇠 특성을 도시하는 그래프이다.
도4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 차량용 단통형 액압 완충기의 종단면도이다.
도5는 종래의 차량용 단통형 액압 완충기의 감쇠 특성을 도시하는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 도1 내지 도3을 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 차량용 단통형 액압 완충기(100)에 대하여 설명한다.
차량용 단통형 액압 완충기(이하, 「완충기」라고 적는다)(100)는, 차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 것이며, 도1에 도시한 바와 같이 실린더(1)와, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더(1) 내를 액실(7)과 가스실(8)로 구획하는 프리 피스톤(2)과, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 액실(7)을 2개의 압력실(7a, 7b)로 구획하는 피스톤(3)과, 일단부에 피스톤(3)이 연결되고 타단부에 실린더(1)의 외부로 연장되는 로드(4)를 구비한다.
신장측의 압력실(7a) 내와 압축측의 압력실(7b) 내에는 작동유 등의 액체가 충전되어 있다. 또한, 가스실(8) 내에는, 가압된 기체가 봉입되는 동시에, 프리 피스톤(2)을 액실(7) 방향으로 압박하는 탄성 부재로서의 코일 스프링(9)이 수용 장착되어 있다.
완충기(100)는, 로드(4)의 상단과 실린더(1)의 하단에 설치된 설치 브래킷 (도시 생략)을 통해 차체와 차축 사이에 개재 장착된다.
피스톤(3)에는, 압력실(7a)과 압력실(7b)을 연통하는 통로(도시 생략)가 설치되는 동시에, 그 통로에는 통과하는 액체의 흐름에 저항을 부여하는 감쇠력 발생 요소(도시 생략)가 개재 장착된다. 피스톤(3)이 실린더(1) 내를 미끄럼 이동할 때, 액체는 통로를 통해 압력실(7a, 7b) 사이를 왕래하기 때문에, 이 때 감쇠력 발생 요소에 의해 유체의 흐름에 저항이 부여된다. 이와 같이, 완충기(100)는 신축 동작함으로써 감쇠력을 발생시켜, 그 감쇠력은 감쇠력 발생 요소에서 발생하는 압 력 손실에 의해 결정된다.
이 감쇠력 발생 요소는, 액체가 통로를 통과할 때에 액체의 흐름에 저항을 부여하여 소정의 압력 손실을 발생시키는 것이면 되는데, 예를 들어 오리피스나 리프 밸브 등의 감쇠 밸브를 채용할 수 있다.
로드(4)는, 실린더(1)의 개구단에 설치되어 실린더(1) 내를 밀봉하는 고리 형상의 헤드 부재(5)에서의 시일 부재(6)를 삽입 관통하여 실린더(1)와 동축 상에 실린더(1)의 외부로 연장되어 있다.
기실(8)은, 실린더(1)의 저부측, 즉 로드(4)의 역단부측에 구획된다. 가스실(8)은 로드(4)의 실린더(1) 내로의 침입 혹은 실린더(1) 내로부터의 퇴출에 의한 실린더(1) 내의 용적 변화의 보상을 행한다. 구체적으로는, 완충기(100)가 신축할 때에, 프리 피스톤(2)이 이동하여 가스실(8)의 용적이 팽축됨으로써 행해진다.
코일 스프링(9)은, 스프링 상수가 작은 부위(10)와, 스프링 상수가 큰 부위(11)를 구비하고, 완충기(100)가 최신장 상태로 되어 가스실(8)의 용적이 최대로 되는 경우에도 프리 피스톤(2)의 단부면에 접하는 길이로 설정된다.
코일 스프링(9)의 길이를 이렇게 설정함으로써, 완충기(100)의 신축량에 관계없이, 프리 피스톤(2)과 코일 스프링(9)은 반드시 접촉 상태를 유지한다. 즉, 코일 스프링(9)은, 항상 프리 피스톤(2)과 실린더(1) 단부 사이에서 끼움 지지된다. 따라서, 완충기(100)의 신축 시에, 프리 피스톤(2)과 코일 스프링(9)이 급격하게 충돌하거나, 코일 스프링(9)이 실린더(1) 내에서 마구 움직이거나 하는 사태가 회피되어, 소음의 발생이 방지된다.
코일 스프링(9)은, 상하 방향으로부터 압축되면, 스프링 상수가 큰 부위(11)가 끝까지 휘어 인접하는 라인끼리 접촉하는 최압축 상태로 되기 전에, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태로 되도록 구성되어 있다(도2 참조). 이와 같이, 코일 스프링(9)은 스프링 상수가 가변되도록 구성되어 있다.
완충기(100)가 신축되어 피스톤(3)이 실린더(1)에 대하여 변위되면, 프리 피스톤(2)도 로드(4)의 침입 체적 혹은 퇴출 체적을 피스톤(3)의 수압 면적으로 나눈 양만큼 변위된다.
이 프리 피스톤(2)의 변위에 대하여, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태가 안될 경우에는, 코일 스프링(9)은 작은 스프링 상수의 스프링과 큰 스프링 상수의 스프링을 직렬로 배치했을 때와 동일한 합성 스프링 상수로 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다.
한편, 프리 피스톤(2)의 변위에 대하여, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태로 될 경우에는, 코일 스프링(9)은 큰 스프링 상수로 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다. 이와 같이, 코일 스프링(9)은 압축 중에 스프링 상수가 커지도록 설정되어 있다.
본 실시 형태의 경우, 스프링 상수가 작은 부위(10)는 실린더(1)에 대한 피스톤(3)의 스트로크 위치가 소정 위치인 경우에, 인접하는 라인끼리 접촉하여 최압축 상태로 되도록 설정된다. 소정 위치란, 구체적으로는 피스톤(3)의 스트로크 중심인 중립 위치를 의미한다.
다음에, 이상과 같이 구성되는 완충기(100)의 작용에 대하여 설명한다.
실린더(1)에 대한 피스톤(3)의 스트로크 위치가 전술하는 중립 위치이며, 코일 스프링(9)이 도2에 도시한 바와 같이 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태일 경우에는, 액실(7)은 가스실(8) 내의 기체 압력과 코일 스프링(9)의 스프링 반력으로 가압되어 있는 상태로 된다.
이 상태로부터 완충기(100)가 압축될 경우에 대하여 생각한다. 압축 행정 시에는 로드(4)가 실린더(1) 내로 침입하는 체적분의 액체가 과잉으로 되기 때문에, 프리 피스톤(2)은 가스실(8)의 용적을 단축하는 방향으로 코일 스프링(9)을 압축하면서 변위한다.
이 때, 코일 스프링(9)은 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태이기 때문에, 프리 피스톤(2)의 변위에 대해서는 스프링 상수가 큰 부위(11)의 휨량에 비례한 스프링 반력을 작용시킨다.
여기서, 완충기(100)에서의 압축량이 작을 경우에는, 일반적으로 피스톤 속도는 느려 저속 영역으로 된다. 이 경우에는, 로드 침입 체적이 작고, 스프링 상수가 큰 부위(11)의 휨량도 충분히 작기 때문에, 액실(7)은 프리 피스톤(2)에 의해 크게 가압되는 일이 없다. 따라서, 저속 영역에서의 완충기(100)의 감쇠 특성은, 도3에 도시한 바와 같이 감쇠력이 지나치게 커지는 일이 없어, 차량의 승차감을 유지하는 것이 가능하다.
또한, 완충기(100)에서의 압축량이 클 경우에는, 일반적으로 피스톤 속도는 빨라 고속 영역으로 된다. 이 경우에는, 로드 침입 체적이 크고, 스프링 상수가 큰 부위(11)의 휨량도 크기 때문에, 프리 피스톤(2)은 가스실(8) 내의 압력에 더하 여 코일 스프링(9)의 휨량에 비례하여 커지는 스프링 반력에 의해서도 압박된다. 이와 같이, 고속 영역에서는 액실(7)은 프리 피스톤(2)으로부터 종래 완충기와 비교하여 큰 압력을 받는다.
따라서, 압축 행정 시에 피스톤 속도가 빨라져도, 프리 피스톤(2)이 피스톤(3)과 평행 이동하는 사태가 회피된다. 따라서, 고속 영역에서의 감쇠 특성은, 도3에 도시한 바와 같이 감쇠력이 한정되는 것이 방지되어, 차체의 진동을 충분히 억제하여 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 프리 피스톤(2)이 피스톤(3)과 평행 이동하는 사태가 회피됨으로써, 신장측의 압력실(7a) 내의 압력이 외기압보다 낮아지는 것이 방지된다. 이에 의해, 로드(4)와 시일 부재(6) 사이로부터 실린더(1) 내로 외기가 흡인되는 것이 방지되어, 에어레이션이나 단열 압축 등의 걱정이 없다.
또한, 코일 스프링(9)은 압축 중에 스프링 상수가 커지는 것으로서, 그 반력에 의해 가스실(8) 내의 기체 압력에 의한 프리 피스톤(2)으로의 압박력을 부가하도록 작용한다. 따라서, 가스실(8) 내 압력을 높게 설정할 경우에 발생하는 액실(7) 내 압력이 필요 이상으로 높아지는 현상을 야기시키는 일이 없기 때문에, 차량의 승차감을 저해하는 일이 없다. 또한, 시일 부재(6)에 필요 이상으로 액실(7) 내 압력이 작용할 일도 없기 때문에, 로드(4)의 원활한 이동을 방해하는 것이나, 시일 부재(6)의 수명이 짧아지는 일이 없다.
완충기(100)가 신장할 경우에는, 프리 피스톤(2)은 가스실(8)의 용적을 넓히는 방향으로 변위된다. 이때, 코일 스프링(9)의 스프링 반력은, 작은 스프링 상수 와 큰 스프링 상수의 합성 스프링 상수에 의한 것으로 되기 때문에 충분히 약해진다. 따라서, 신장 행정 시에 압축되는 압력실(7a) 내의 압력은, 종래의 완충기와 동등하게 할 수 있어, 그 감쇠 특성은 도3에 도시한 바와 같이 되어, 차체의 진동을 억제하여 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 코일 스프링(9)의 스프링 상수가 커지는 피스톤(3)의 스트로크 위치를 중립 위치로 설정함으로써, 중립 위치 근방에서의 피스톤 속도가 저속이 되는 소진동에 대하여, 액실(7) 내의 압력이 높아지는 것이 효과적으로 방지된다. 따라서, 완충기(100)에서의 감쇠 특성이 지나치게 커지는 것이 방지되어, 차량의 승차감을 저해하는 일이 없다. 또한, 시일 부재(6)에 필요 이상으로 액실(7) 내의 압력이 작용하는 것이 더한층 효과적으로 억제된다.
또한，이상에서는 스프링 상수가 작은 부위(10)는, 피스톤(3)의 스트로크 위치가 중립 위치인 경우에, 최압축 상태로 되도록 설정된다고 했다. 그러나, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 최압축 상태로 되는 피스톤(3)의 스트로크 위치에 대해서는 차량의 사용 용도 등에 맞춰 적절하게 설정 변경하면 된다.
예를 들어, 피스톤(3)의 스트로크 위치가 중립 위치에서, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 신축 가능한 상태로 되도록 설정하여도 된다. 이 경우에는, 차량의 통상 운전 중에서는, 스프링 상수가 작은 부위(10)가 신축됨으로써 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다. 한편, 차량이 큰 단차를 통과하거나 하는 것에 의해 크게 진동했을 때에는 스프링 상수가 작은 부위(10)는 최압축 상태로 되고, 스프링 상수가 큰 부위(11)가 신축됨으로써 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다. 이렇게 설정한 경우에도, 완충기(100)의 압축 행정 시에 있어서 피스톤 속도가 빨라져도, 프리 피스톤(2)이 피스톤(3)과 평행 이동하는 사태가 회피되어, 고속 영역에서의 감쇠력이 한정되는 것이 방지된다.
또한, 본 실시 형태에서의 탄성 부재는, 하나의 스프링 상수가 작은 부위(10)와, 하나의 스프링 상수가 큰 부위(11)를 직렬로 배치하여 구성했다. 그러나, 예를 들어 탄성 부재를 복수의 스프링 상수가 작은 부위와, 복수의 스프링 상수가 큰 부위를 직렬로 배치하도록 구성하여도 된다. 또한, 스프링 상수의 작은 부위와, 그 외주 또는 내주에 병렬로 배치한 스프링 상수의 큰 부위로 구성하고, 스프링 상수의 작은 부위를 항상 프리 피스톤(2)과 실린더(1) 단부에 의해 끼움 지지시켜, 프리 피스톤(2)이 가스실(8)을 단축하는 방향으로 변위된 경우에 스프링 상수의 큰 부위가 프리 피스톤(2)에 접촉하도록 하여도 된다.
(제2 실시 형태)
다음에, 도4를 참조하면서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 단통형 액압 완충기(200)에 대하여 설명한다. 또한, 상기 제1 실시 형태의 완충기(100)와 마찬가지의 부재에 대해서는, 마찬가지의 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
완충기(200)에서의 상기 제1 실시 형태의 완충기(100)와의 차이는 탄성 부재의 구성이 서로 다른 점이다. 이하로, 그 상이점을 중심으로 설명한다.
완충기(200)에서의 탄성 부재(12)는 합성 수지제로서, 도4에 도시한 바와 같이 실린더(1) 내주에 끼워 맞추는 기초부(15)와, 기초부(15)로부터 기립하여 프리 피스톤(2)의 단부에 접촉되는 압박부(16)를 구비한다.
압박부(16)는 선단측의 스프링 상수가 작은 부위(16a)와, 기단측의 스프링 상수가 큰 부위(16b)를 구비한다. 본 실시 형태에서도, 실린더(1)에 대한 피스톤(3)의 스트로크 위치가 중립 위치인 경우에 스프링 상수가 작은 부위(16a)가 최압축 상태로 되도록 설정된다.
기초부(15)의 외경은, 실린더(1)의 내경과 동일한 직경이거나 약간 커지도록 설정되어, 실린더(1) 단부에 기초부(15)를 끼워 맞추게 함으로써 탄성 부재(12)는 실린더(1)에 위치 결정된다. 또한, 탄성 부재(12)는 완충기(200)가 최신장 상태로 되어 가스실(8)의 용적이 최대로 되는 경우에도, 압박부(16)가 프리 피스톤(2)의 단부면에 접하는 길이로 설정된다. 따라서, 완충기(200)의 신축 시에, 프리 피스톤(2)과 탄성 부재(12)가 급격하게 충돌되거나, 탄성 부재(12)가 실린더(1) 내로 마구 움직이거나 하는 사태가 회피되어, 소음의 발생이 방지된다.
또한, 기초부(15)에는, 그 상하를 관통하는 관통 구멍(15a)이 형성되어 있다. 실린더(1) 단부에 기초부(15)를 끼워 맞추게 하는 탄성 부재(12)를 가스실(8) 내에 수용 장착한 상태에서 관통 구멍(15a)을 통하여 가스실(8) 내로 기체의 봉입 작업을 행할 수 있게 되어 있다.
탄성 부재(12)는, 상하 방향으로부터 압축되면, 스프링 상수가 큰 부위(16b)가 끝까지 휘어 최압축 상태로 되기 전에, 스프링 상수가 작은 부위(16a)가 최압축 상태로 되도록 구성되어 있다. 이와 같이, 탄성 부재(12)는 스프링 상수가 가변되도록 구성되어 있다.
완충기(200)가 신축되어 피스톤(3)이 실린더(1)에 대하여 변위되면, 프리 피 스톤(2)도 로드(4)의 침입 체적 혹은 퇴출 체적을 피스톤(3)의 수압 면적으로 나눈 양만큼 변위된다.
이 프리 피스톤(2)의 변위에 대하여, 스프링 상수가 작은 부위(16a)가 최압축 상태가 안될 경우에는, 탄성 부재(12)는 작은 스프링 상수의 스프링과 큰 스프링 상수의 스프링을 직렬로 배치했을 때와 동일한 합성 스프링 상수로 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다.
한편, 프리 피스톤(2)의 변위에 대하여, 스프링 상수가 작은 부위(16a)가 최압축 상태로 될 경우에는, 탄성 부재(12)는 큰 스프링 상수로 프리 피스톤(2)에 대하여 스프링 반력을 작용시킨다. 이와 같이, 탄성 부재(12)는, 압축 중에 스프링 상수가 커지도록 설정되어 있다.
이상과 같이 구성되는 완충기(200)도, 이하에 기재한 바와 같이 상기 제1 실시 형태에서의 완충기(100)와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
프리 피스톤(2)은 가스실(8) 내의 압력 외에 탄성 부재(12)의 휨량에 비례하여 커지는 스프링 반력에 의해서도 압박된다. 따라서, 압축 행정 시에 피스톤 속도가 빨라져도, 프리 피스톤(2)이 피스톤(3)과 평행 이동하는 사태가 회피된다. 따라서, 고속 영역에서의 감쇠 특성은, 도3에 도시한 바와 같이 감쇠력이 한정되는 것이 방지된다.
또한, 프리 피스톤(2)이 피스톤(3)과 평행 이동하는 사태가 회피됨으로써, 신장측의 압력실(7a) 내의 압력이 외기압보다 낮아지는 것이 방지된다. 이에 의해, 로드(4)와 시일 부재(6) 사이로부터 실린더(1) 내로 외기가 흡인되는 것이 방 지되어, 에어레이션이나 단열 압축 등의 걱정이 없다.
또한, 탄성 부재(12)는, 압축 중에 스프링 상수가 커지는 것으로서, 그 반력에 의해 가스실(8) 내의 기체 압력에 의한 프리 피스톤(2)으로의 압박력을 부가하도록 작용한다. 따라서, 가스실(8) 내 압력을 높게 설정할 경우에 발생하는 액실(7) 내 압력이 필요 이상으로 높아지는 현상을 야기시키는 일이 없기 때문에, 차량의 승차감을 저해하는 일이 없다. 또한, 시일 부재(6)에 필요 이상으로 액실(7) 내 압력이 작용하는 일이 없기 때문에, 로드(4)의 원활한 이동을 방해하는 일이나, 시일 부재(6)의 수명이 짧아지는 일이 없다.
완충기(200)가 신장될 경우에는, 프리 피스톤(2)은 가스실(8)의 용적을 넓히는 방향으로 변위된다. 이때, 탄성 부재(12)의 스프링 반력은, 작은 스프링 상수와 큰 스프링 상수의 합성 스프링 상수에 의한 것으로 되기 때문에 충분히 약해진다. 따라서, 신장 행정 시에 압축되는 압력실(7a) 내의 압력은, 종래의 완충기와 동등하게 할 수 있어, 그 감쇠 특성은 도3에 도시한 바와 같이 되어, 차체의 진동을 억제하여 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 탄성 부재(12)의 스프링 상수가 커지는 피스톤(3)의 스트로크 위치를 중립 위치로 설정함으로써, 중립 위치 근방에 있어서의 피스톤 속도가 저속이 되는 소진동에 대하여, 액실(7) 내의 압력이 높아지는 것이 효과적으로 방지된다. 따라서, 완충기(200)에서의 감쇠 특성이 지나치게 커지는 것이 방지되어, 차량의 승차감을 저해하는 일이 없다. 또한, 시일 부재(6)에 필요 이상으로 액실(7) 내의 압력이 작용하는 것이 더한층 효과적으로 억제된다.
또한, 탄성 부재(12)는 합성 수지제로서 코일 스프링 등의 탄성 부재와 비교하여 경량이기 때문에, 완충기(200)의 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 기초부 (15)를 실린더(1)의 하단에 끼워 맞추게 할 수 있기 때문에, 완충기(200)의 부착 가공 시에서의 탄성 부재(12)의 실린더(1)에 대한 위치 맞춤이 매우 용이하다.
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적인 사상의 범위 내에서 다양한 변경을 이룰 수 있는 것은 명백하다.
본 발명은, 차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되는 완충기에 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 차량에서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되어 차체의 진동을 억제하는 차량용 단통형 액압 완충기에 있어서,
    실린더와,
    상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더 내를 액실과 가스실로 구획하는 프리 피스톤과,
    상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 상기 액실을 2개의 압력실로 구획하는 피스톤과,
    일단부에 상기 피스톤이 연결되는 로드와,
    상기 가스실 내에 수용 장착되어 상기 프리 피스톤을 상기 액실 방향으로 압박하는 탄성 부재를 구비하고,
    상기 탄성 부재는, 압축 중에 스프링 상수가 커지도록 설정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 스프링 상수가 작은 부위와 스프링 상수가 큰 부위를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스프링 상수가 작은 부위는, 상기 실린더에 대한 상기 피스톤의 스트로크 위치가 소정 위치의 경우에 최압축 상태로 되는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 소정 위치란, 상기 피스톤의 스트로크 위치가 중립 위치인 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스프링 상수가 작은 부위는, 상기 피스톤의 스트로크 위치가 중립 위치에서 신축 가능한 상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 항상 상기 프리 피스톤과 상기 실린더 단부에 의해 끼움 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  7. 제2항에 있어서, 상기 탄성 부재는, 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 합성 수지제로서,
    실린더 내주에 끼워 맞추는 기초부와, 당해 기초부로부터 기립하여 프리 피스톤의 단부에 접촉되는 압박부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 단통형 액압 완충기.
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