KR20090099479A

KR20090099479A - 감쇠 밸브

Info

Publication number: KR20090099479A
Application number: KR1020090022051A
Authority: KR
Inventors: 다쯔야 마사무라; 료오스께 가마꾸라
Original assignee: 카야바 고교 가부시기가이샤
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2009-09-22
Also published as: EP2103835A1; EP2103835B1; JP2009222136A; JP5308695B2; KR101078532B1

Abstract

본 발명에 따른 감쇠 밸브에서는 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)가 작동 유체의 유로(P)에 직렬로 배치된다. 전류의 공급에 따라서 자력을 발생시키는 솔레노이드(S)가 구비되고, 구동 기구(13b, 16, 20, 20b, 24-27)는 솔레노이드(S)에 의해 발생되는 자력을 사용하여 통상 상태 작동 밸브(1)의 유동 저항과 비상 상태 작동 밸브(4)의 유동 저항을 개별적으로 변화시킴으로써, 통상의 동작 상태에서 넓은 범위의 감쇠력의 조정을 가능하게 하면서, 비상 상태에서 기대되는 감쇠력의 발생을 확보할 수 있다.

감쇠 밸브, 통상 상태 작동 밸브, 비상 상태 작동 밸브, 솔레노이드, 구동 기구

Description

감쇠 밸브{DAMPING VALVE}

본 발명은, 완충기의 수축/신장에 따라서 실린더로부터 리저버로 배출되는 유체의 유동에 저항을 부여함으로써 감쇠력을 발생시키려는 목적으로, 상기 완충기에 구비되는 감쇠 밸브에 관한 것이다.

리니어 동작형의 완충기는, 완충기의 동작에 따라서 실린더로부터 리저버로 배출되는 유체의 유동에 저항을 부여함으로써 감쇠력을 발생시키는 감쇠 밸브를 포함하고 있다.

일본특허 제3064964호는 이러한 목적의 감쇠 밸브를 제안하고 있다.

이 종래 기술에 따른 감쇠 밸브는, 2개의 측벽으로 형성된 환 형상 홈을 그 외주에 갖는 로드와, 환 형상 홈의 폭보다 얇은 두께를 가지며 환 형상 홈을 둘러싸는 구멍을 구비한 플레이트와, 여자되었을 때 로드를 일방향으로 편향시키는 솔레노이드와, 솔레노이드에 의해 가해지는 추력에 대항하여 로드를 편향시키는 스프링을 포함하고 있다. 실린더로부터 리저버로 배출되는 유체는 환 형상 홈과 플레이트 사이의 공간을 통과한다.

솔레노이드가 여자되면, 로드는 스프링에 대항해서 일 방향으로 변위하고 환 형상 홈의 한 측벽이 플레이트에 접근하여, 이들의 사이에 형성되는 제1 간극의 폭을 좁힌다. 그 결과, 감쇠 밸브는 이 제l 간극의 유동 저항에 근거하여 감쇠력을 발생시킨다. 솔레노이드가 여자되지 않을 경우에는, 로드는 스프링의 편향력에 의해서 반대 방향으로 변위하고, 환 형상 홈의 다른 측벽이 플레이트에 접근하여, 이들의 사이에 형성되는 제2 간극의 폭을 좁힌다. 그 결과, 감쇠 밸브는 이 제2 간극의 유동 저항에 근거하여 감쇠력을 발생시킨다.

완충기가 정상적으로 동작하고 있을 경우에는, 전류원으로부터 솔레노이드에 전류가 항상 공급되고, 제l 간극에서 감쇠력이 발생된다. 전류를 변화시킴으로써, 간극의 폭이 변화된다. 이에 의하여, 여러가지 감쇠 특성의 설정이 가능하게 된다. 제1 간극이 감쇠력을 발생시키는 감쇠 밸브의 동작 위치를 통상 밸브 위치라고 부른다.

한편, 예를 들어 전류원에 있어서의 문제로 인해 솔레노이드로 전류가 공급되지 않으면, 스프링에 의해 편향된 로드는, 당해 로드가 스토퍼에 접촉함으로써 당해 로드의 더 이상의 변위가 저지될 때까지 변위하여 제2 간극을 좁힌다. 이 상태에서는 감쇠력은 제2 간극에서 발생된다. 제2 간극의 폭은 스토퍼에 의해 결정된다. 스토퍼는 나사 이송 기구에 의해 지지되고 있으므로, 스토퍼의 위치는 임의로 조정될 수 있다. 제2 간극이 감쇠력을 발생시키는 감쇠 밸브의 동작 위치를 비상 밸브 위치라고 부른다.

종래 기술에 따른 감쇠 밸브에 있어서는, 제2 간극이 제l 간극보다 큰 상태이도록 스토퍼가 위치되는 상황이 발생될 수 있다. 이 경우에는, 솔레노이드가 여자되지 않고 있는 사실에도 불구하고, 감쇠력은 제1 간극에서 발생하고, 따라서 비상 밸브 위치는 적절하게 기능하지 않는다. 또한, 통상 밸브 위치에 있어서의 제1 간극의 유로 단면적의 조정 범위도 스토퍼에 의해 좁혀지므로, 통상 밸브 위치에 있어서 최적의 감쇠력을 얻을 수 없게 될 가능성이 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 감쇠 밸브의 비상 동작 중 기대되는 감쇠력을 확실하게 발생시키는 한편, 감쇠 밸브의 통상 동작 중 감쇠력의 광범위한 조정을 가능하게 하는 것이다.

이상의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유체의 유로와, 유로에 배치된 통상 상태 작동 밸브와, 유로에서 통상 상태 작동 밸브의 하류에 배치된 비상 상태 작동 밸브와, 전류의 공급에 따라서 자력을 발생시키는 솔레노이드와, 솔레노이드에 의해 발생된 자력을 사용해서 통상 상태 작동 밸브의 유동 저항과 비상 상태 작동 밸브의 유동 저항을 개별적으로 변화시키는 구동 기구(機構)를 포함하는 감쇠 밸브를 제공한다.

본 발명의 상세한 점들을, 그 다른 특징 및 이점과 함께, 본 명세서의 나머지 부분에 개시하고 또한 첨부 도면에 도시한다.

본 발명에 따르면 감쇠 밸브의 비상 동작 중 기대되는 감쇠력을 확실하게 발생시키는 한편, 감쇠 밸브의 통상 동작 중 감쇠력의 광범위한 조정을 가능하게 하는 감쇠 밸브가 제공된다.

도면 중에서 도1을 참조하면, 리니어 동작형의 완충기(D)는, 실린더(5)와, 이 실린더에 축방향으로 미끄럼 이동가능하도록 수용된 피스톤(6)과, 피스톤(6)에 고정되어 실린더(5)로부터 축방향으로 돌출하는 피스톤 로드(7)와, 실린더(5)를 둘러싸는 인너 튜브(11)와, 인너 튜브(11)를 둘러싸는 아우터 튜브(13)를 포함한다.

실린더(5)의 내부는 피스톤(6)에 의해, 로드측 챔버(8)와 피스톤측 챔버(9)로 나뉜다. 이들 챔버(8, 9)는 작동 유체로 채워진다. 오일 또는 임의의 비압축성 유체가 작동 유체의 역할을 할 수 있다. 로드측 챔버(8)는, 실린더(5)의 선단부에 형성된 연통 구멍(5a)을 통해, 실린더(5)와 인너 튜브(11) 사이의 환 형상 공간을 지나는 배출 통로(l0)에 연통한다. 인너 튜브(1l)와 아우터 튜브(l3) 사이에 형성된 환 형상 공간은 작동 유체가 가스와 함께 축적되는 리저버(12)의 역할을 한다. 배출 통로(10)는 감쇠 밸브(V1)를 통해서 리저버(12)에 접속된다.

피스톤측 챔버(9)와 리저버(12)는 실린더(5)의 저부에 설치된 체크 밸브(14)를 통해서 연결된다. 체크 밸브(14)는 리저버(12)로부터 피스톤측 챔버(9)로의 작동 유체의 흐름을 허용하는 한편, 역방향으로의 작동 유체의 흐름을 방지한다.

로드측 챔버(8)와 피스톤측 챔버(9)는 피스톤(6)에 설치된 체크 밸브(15)를 통해서 연결된다. 체크 밸브(15)는 피스톤(6)을 거쳐서 피스톤측 챔버(9)로부터 로드측 챔버(8)로의 작동 유체의 흐름을 허용하는 한편, 역방향으로의 작동 유체의 흐름을 방지한다.

이 완충기(D)는, 피스톤 스트로크의 방향에 상관없이, 작동 유체가 항상 한쪽 방향으로 순환되는 소위 유니플로우형의 완충기이다.

구체적으로는, 피스톤(6)이 수축 스트로크를 행할 경우, 즉 피스톤(6)이 도면의 하방으로 스트로크 할 경우에는, 피스톤측 챔버(9)가 축소되고 로드측 챔버(8)가 확대된다. 피스톤측 챔버(9)의 작동 유체는 체크 밸브(15)를 거쳐서 로드측 챔버(8)로 유입한다. 로드측 챔버(8)는 확대되지만, 로드측 챔버(8)와 피스톤측 챔버(9)의 합계 용적은, 피스톤(6)의 수축 스트로크 중에 실린더(5)로 들어오는 피스톤 로드(7)의 체적만큼 감소한다. 실린더(5)의 이 용적에 있어서의 변동은 로드측 챔버(8)의 유체의 일부를 배출 통로(10)와 감쇠 밸브(Vl)를 거쳐서 리저버(12)로 배출되도록 한다. 감쇠 밸브(Vl)를 지나는 작동 유체가 수축 감쇠력을 발생시킨다.

피스톤(6)이 신장 스트로크를 행할 경우, 즉 피스톤(6)이 도면의 상방으로 스트로크 할 경우에는, 피스톤측 챔버(9)가 확대되고 로드측 챔버(8)가 축소된다. 이에 따라, 리저버(12)에 있는 작동 유체가 체크 밸브(l4)를 거쳐 피스톤측 챔버(9)에 유입하고, 로드측 챔버(8)에 있는 작동 유체가 배출 통로(l0)와 감쇠 밸브(V1)를 거쳐 리저버(l2)로 배출된다. 감쇠 밸브(V1)를 지나는 작동 유체가 신축 감쇠력을 발생시킨다.

이상과 같이, 완충기(D)가 작동할 때는, 피스톤(6)의 스트로크 방향에 상관없이, 로드측 챔버(8)의 작동 유체의 일부가 감쇠 밸브(V1)를 거쳐서 항상 리저버(12)로 배출되고, 감쇠력을 발생시킨다. 피스톤 로드(7)의 단면적을 실린더(5)의 단면적의 절반과 같도록 설정함으로써, 수축 감쇠력의 크기와 신축 감쇠력의 크기를 같게 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 감쇠 밸브(V1)는 배출 통로(10)와 리저버(l2)를 연결하는 유로(P)에 배치된다. 감쇠 밸브(V1)는 케이스(20)에 설치된 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)를 포함한다.

통상 상태 작동 밸브(1)는 밸브 하우징(16)에 끼워맞춤되는 밸브 바디(2)와, 밸브 하우징(16)의 일부로서 형성된 환 형상의 밸브 시트(18)와, 밸브 바디(2)에 밸브 시트(18)를 향한 추진력을 부여하는 솔레노이드(S)와, 밸브 바디(2)를 솔레노이드(S)의 추진력에 저항하여, 즉 밸브 바디(2)와 밸브 시트(18) 사이의 유로 단면적을 증가시키는 방향으로 편향시키는 스프링(3)을 포함한다.

인너 튜브(11)는 슬리브(1la) 형태의 측방향의 개구부를 갖는다. 밸브 하우징(16)은 슬리브(1la)에 끼워맞춤되는 원통 형상의 단부를 구비한다. 작동 유체가 인너 튜브(11)의 외측으로 누출되는 것을 방지하도록, 슬리브(1la)와 밸브 하우징(16)의 원통 형상의 단부 사이에는 시일 부재(19)가 배치된다.

횡방향 구멍(16a)과 종방향 구멍(16b)이 밸브 하우징(16)을 관통해서 형성된다. 이들 구멍(16a, 16b)이 유로(P)를 구성한다. 횡방향 구멍(16a)의 일단부는 배출 통로(10)로 개방하고, 횡방향 구멍(16a)의 타단부는 밸브 바디(2)를 수용하도 록 밸브 하우징(16)의 반대측면에 개방부를 갖는다. 횡방향 구멍(16a)은 밸브 시트(18)로서 기능하는 소 내경부(16c)를 구비한다.

밸브 바디(2)는 횡방향 구멍(16a)에 끼워맞춤되는 대경부(2a)와, 대경부(2a)의 선단부로부터 밸브 시트(l8)를 향해서 돌출하는 소경부(2b)와, 소경부(2b)의 선단부에 형성되며 밸브 시트(18)에 착석하는 원추형의 밸브 헤드(2c)를 포함한다.

소경부(2b)는 횡방향 구멍(16a) 내에 환 형상 공간을 형성한다. 종방향 구멍(16b)은 이 환 형상 공간에 면해서 개방한다. 종방향 구멍(l6b)은 밸브 하우징(16)의 외측상에도 개구부를 갖는다.

스프링(3)은, 환 형상 공간에 있어서, 밸브 보디(2)의 대경부(2a)와 소경부(2b) 사이에 형성된 스텝과, 밸브 하우징(16)의 소경부(16c)에 의해 형성된 스텝 사이에 배치된다.

솔레노이드(S)는 케이스(20)에 끼워맞춤되는 보빈(22)과, 보빈(22)에 감긴 코일(21)을 포함한다. 보빈(22)은 케이스(20)의 내주상에 형성되며 내측으로 돌출하는 플랜지(20c)에 의해 위치결정된다. 보빈(22)은 원통 형상으로 형성된다. 제1 고정 철심(24)과 제2 고정 철심(25)이 보빈(22)의 내주에 끼워맞춤된다.

비자성재로 만들어진 스페이서(26)가 제1 고정 철심(24)과 제2 고정 철심(25) 사이에 끼워진다. 제1 고정 철심(24)은 바닥을 갖는 원통 형상으로 형성된다. 제2 고정 철심(25)과 스페이서(26)는 각각 양단부에 개구부를 갖는 원통 형상으로 형성된다.

제1 고정 철심(24)과, 스페이서(26)와, 제2 고정 철심(25)의 원통 형상 벽은 동일한 두께를 갖도록 만들어지고, 이들 부재(24-26)는 보빈(22)의 내주에 끼워맞춤되는 1개의 연속한 원통을 형성한다.

케이스(20)는 2개의 개방 단부를 갖는 원통 형상으로 형성되고, 한쪽의 개방 단부는 케이스(20)의 에지를 내측으로 스테이킹(staking)함으로써 고정되는 덮개(20b)에 의해 폐쇄된다. 보빈(22)의 일단부와 제1 고정 철심(24)의 저부는 덮개(20b)에 의해 지지된다.

아우터 튜브(13)는 슬리브(11a)를 둘러싸는 개구부(13a)를 갖는다. 개구부(13a)에는 튜브(13b)가 용접에 의해 고정된다. 튜브(13b)는 케이스(20)와 밸브 하우징(16)에 구조적 서포트를 제공한다. 케이스(20)의 다른 개방 단부는 튜브(l3b)의 외주에 나사결합된다. 가동 철심(27)이 제1 고정 철심(24)과, 스페이서(26)와, 제2 고정 철심(25)에 의해 구성되는 연속한 원통에 축방향으로 미끄럼 이동가능하도록 끼워맞춤된다. 밸브 바디(2)의 대경부(2a)의 후단부도 밸브 하우징(16)으로부터 이 연속한 원통안으로 돌출한다. 가동 철심(27)은 밸브 바디(2)의 대경부(2a)의 후단부와 제1 고정 철심(24)의 저부와의 사이에 배치된다. 가동 철심(27)과 제1 고정 철심(24)의 저부와의 사이에는 비자성재로 만들어진 와셔(29)가 개재된다. 밸브 바디(2)와 밸브 시트(18) 사이 간극의 유로 단면적을 증대시키는 방향으로 밸브 바디(2)를 편향시키는 스프링(3)에 의해, 밸브 바디(2)는 가동 철심(27)을 제1 고정 철심(24)의 저부를 향해서 편향시킨다.

가동 철심(27)은, 스프링(17)과 스프링력 조정 나사(30)의 일부를 수용하도록 제1 고정 철심(24)의 저부를 향한 개방부를 갖는 오목부를 구비한다. 스프링력 조정 나사(30)는 제1 고정 철심(24)의 저부를 관통해서 형성된 나사 구멍에 나사결합되어 오목부의 내측으로 돌출한다. 스프링력 조정 나사(30)는 그 외주연에 오목부 안에 스프링(17)의 일단부를 지지하기 위한 플랜지(30a)를 구비한다. 스프링(17)의 다른 일단부는 가동 철심(27)의 오목부의 저부에 접촉한다.

가동 철심(27)의 이상의 지지 구조에 따르면, 케이스(20)에 덮개(20b)를 고정하기 전에 스프링력 조정 나사(30)를 외부에서 회전 조작함으로써 가동 철심(27)에 가해지는 스프링(17)의 초기 스프링 하중을 임의로 설정할 수 있다. 덮개(20b)를 케이스(20)로부터 제거할 수 있게 만들면, 스프링력 조정 나사(30)는 언제나 조작 가능하게 된다. 스프링(3)과 스프링(l7)이 직렬로 배치되어 있기 때문에, 스프링력 조정 나사(30)의 회전 조작은 스프링(17)의 초기 스프링 하중 뿐만아니라, 스프링(3)의 초기 스프링 하중도 조정한다.

가동 철심(27)은 그 가동 철심(27)의 양단부에 작용하는 유체 압력을 동일하게 하기 위한 관통 구멍(27a)을 구비한다.

가동 철심(27)은 스프링(17)의 편향력에 의해 제1 고정 철심(24)에 대해 편향되고, 솔레노이드(S)가 여자되지 않은 때에는 와셔(29)와 접촉하는 후퇴 위치에 머무른다. 스페이서(26)의 길이는, 후퇴 위치에 있어서의 가동 철심(27)의 선단부가 제2 고정 철심(25)과 접촉하거나 또는 제2 고정 철심(25)의 근방에 머무르도록 설정된다. 또한, 가동 철심(27)과 스페이서(26)의 접촉면은 솔레노이드(S)에 의해 형성된 자속이 가동 철심(27)의 접촉면의 내측에 집중하도록 원추 형상으로 형성된다.

가동 철심(27)은 밸브 바디(2)를 밸브 시트(18)를 향해서 편향시키면서 밸브 바디(l6)를 향해서 변위가능하다. 이 변위는, 가동 철심(27)이 비자성재로 구성되어 밸브 바디(16)의 외주에 끼워맞춤된 스토퍼(31)와 접촉하게 됨으로써 규제된다.

와셔(29)와 스토퍼(31)는, 가동 철심(27)이 그들 와셔(29) 및 스토퍼(31)와 접촉하게 될 때 발생되는 소음을 억제하는 견지에서 바람직하게는 합성 수지로 만들어진다.

밸브 하우징(16)은 그 외주상에서 종방향 구멍(16b)의 양측에 플랜지(l6d)와 대경부(16e)를 포함한다. 플랜지(16d)는 당해 플랜지(16d)의 외주 일부가 개구부(13a) 가까이의 튜브(13b)의 일단부에 형성된 스텝(13c)과 접촉하도록 튜브(13b) 내에 끼워맞춤된다. 플랜지(l6d)는 종방향 구멍(16b)과 리저버(12)를 연결하기 위한 관통 구멍(16f)을 갖는다.

플랜지(16d)와 케이스(20)의 플랜지(20c)와의 사이에는 비자성재로 만들어진 스페이서(23)가 개재된다. 케이스(20)를 튜브(13b)의 외주에 나사결합시킴으로써, 플랜지(16d)는 스페이서(23)를 통해서 스텝(13c)과 플랜지(20c) 사이에 붙들림된다.

스페이서(23)는 원통형으로 형성되고 내측으로 돌출하는 일단부에 플랜지(23a)를 갖는다. 스페이서(23)는 튜브(13b)의 내주에 끼워맞춤되고, 유로(P)의 작동 유체가 튜브(13b)의 외측으로 누출되는 것을 방지하도록, 스페이서(23)와 튜브(13b)와의 사이에 시일 부재(32)가 적용된다.

제2 고정 철심(25)의 선단부는 보빈(22)으로부터 돌출하고 플랜지(23a)의 내 주에 끼워맞춤되게 된다.

비상 상태 작동 밸브(4)는 스페이서(23) 내에 배치된다. 비상 상태 작동 밸브(4)는 밸브 바디(28)와 스프링(33)을 포함한다.

밸브 바디(28)는 자성재로 구성되며, 또 다른 가동 철심으로서 기능한다. 밸브 바디(28)는 원통형으로 형성되고, 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 밸브 하우징(16)의 대경부(16e)의 외주에 결합된다.

밸브 바디(28)는, 밸브 하우징(16)의 플랜지(16d)에 대면하는 선단부에 플랜지부(28a)를 갖는다. 플랜지부(28a)에는 플랜지(16d)를 향해서 돌출하는 환 형상 돌기(28b)가 형성된다. 스프링(33)은 플랜지부(28a)와 스페이서(23)의 플랜지(23a)와의 사이에 개재된다. 밸브 바디(28)는 스프링(33)에 의해 플랜지(16d)를 향해서 편향된다. 그러므로, 솔레노이드(S)가 여자되지 않은 때에는, 밸브 바디(28)는 환 형상 돌기(28b)가 밸브 하우징(16)의 플랜지(16d)에 접촉하는 전진 위치에 유지된다.

밸브 바디(28)는 당해 밸브 바디(28)의 내측의 공간과 외측의 공간을 연결하는 오리피스(28c)를 갖는다. 제1 고정 철심(24), 스페이서(26) 및 제2 고정 철심(25)에 의해 구성되는 연속한 원통 내에서 밸브 바디(28)에 의해 구성되는 공간은, 밸브 바디(28)에 축방향으로 형성된 관통 구멍(28d)을 거쳐서 오리피스(28c)에 연결된다. 밸브 바디(28)가 전진 위치에 있을 경우에, 종방향 구멍(16b)과 리저버(12)는 오리피스(28c)만을 통해서 연결된다. 한편, 밸브 바디(28)가, 당해 밸브 바디(28)가 제2 고정 철심(25)에 접촉하게 되는 후퇴 위치에 있을 경우에는, 환 형 상 돌기(28b)와 플랜지(l6d) 사이에 형성되는 간극이, 높은 저항을 부여함이 없이, 작동 유체가 종방향 구멍(16b)과 리저버(12)와의 사이에서 유동하도록 허용한다.

도 3을 참조하면, 밸브 하우징(16), 튜브(13b), 케이스(20), 덮개(20b), 제1 고정 철심(24), 가동 철심(27), 제2 고정 철심(25) 및 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)는 자성재로 만들어지며, 솔레노이드(S)가 여자되었을 때, 도면의 화살표로 나타낸 바와 같이, 이들 부재를 통과해서 자로(磁路)가 형성된다.

그 결과, 가동 철심(27)과 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)가 제2 고정 철심(25)에 의해 끌어 당겨진다. 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값을 초과하면, 밸브 바디(28)에 작용하는 자력이 스프링(33)의 편향력보다도 커지고, 따라서 밸브 바디(28)는 당해 밸브 바디(28)가 제2 고정 철심(25)에 접촉하게 되는 후퇴 위치로 변위된다. 밸브 바디(28)가 후퇴 위치에 있을 경우에는, 환 형상 돌기(28b)와 플랜지(l6d) 사이의 간극이 최대에 도달한다. 이 상태에서, 비상 상태 작동 밸브(4)는 작동 유체가 감쇠력을 발생시키지 않고 상기 간극을 통과하도록 허용한다.

가동 철심(27)은 스프링(3)에 의해 제1 고정 철심(24)의 저부를 향해서 편향된다. 가동 철심(27)은 또한 스프링(17)에 의해 역방향으로 편향된다. 스프링(3)의 편향력은 스프링(l7)의 편향력보다 크게 설정되며, 가동 철심(27)에 자력이 작용하고 있지 않을 때에는, 가동 철심(27)은 전술한 후퇴 위치에 유지된다.

솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 증대되면, 가동 철심(27)에 작용하는 자력이 스프링(3)과 스프링(l7)의 편향력 사이의 차보다 커지게 된다. 그러면, 가동 철심(27)은 통상 상태 작동 밸브(1)의 밸브 바디(2)를 밸브 시트(18)를 향해서 편향시키면서, 밸브 하우징(16)을 향해서 이동한다.

그 결과, 밸브 시트(18)와 밸브 바디(2)의 밸브 헤드(2c) 사이의 간극을 통과하는 유로(P)가 좁혀지고, 이 간극을 작동 유체가 통과할 때 감쇠력이 발생된다. 발생되는 감쇠력의 크기는 이 간극의 폭에 의존하는데, 바꿔 말하면, 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 의존한다.

도 4를 참조하면, 완충기(D)의 통상 동작에 있어서는, 값(I2)과 값(I3) 사이의 전류가 솔레노이드(S)에 공급된다. 여기서, 전술의 미리 정해진 값은 값(I2) 및 값(I3)보다 작은 값(I1)으로 설정된다. 값(I2)과 값(I3) 사이의 전류가 솔레노이드(S)에 공급되면, 비상 상태 작동 밸브(4)는 밸브 바디(28)를 후퇴 위치에 유지하고, 비상 상태 작동 밸브(4)를 통과하는 작동 유체에는 저항이 가해지지 않는다.

한편, 가동 철심(27)은 밸브 하우징(16)을 향해서 구동되어, 통상 상태 작동 밸브(l)의 밸브 시트(18)와 밸브 헤드(2c) 사이의 간극을 좁게 한다. 따라서 통상 상태 작동 밸브(1)는 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 따른 감쇠력을 발생시킨다. 전류가 증가함에 따라서, 도면에 도시한 바와 같이 발생되는 감쇠력은 증대된다.

한편, 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)보다 작다면, 가동 철심(27)에 작용하는 자력이 당해 가동 철심(27)을 후퇴 위치로부터 구동시키는데 충분하지 않고, 그러므로 밸브 시트(18)와 밸브 헤드(2c) 사이의 간극은 최대인 상태로 유지되어, 통상 상태 작동 밸브(1)는 감쇠력을 발생시키지 않는다.

비상 상태 작동 밸브(4)에 있어서는, 밸브 바디(28)에 작용하는 자력이, 밸브 바디(28)를 스프링(33)의 편향력에 저항해서 후퇴 위치에 유지하는데 충분하지 않고, 밸브 바디(28)는 환 형상 돌기(28b)가 플랜지(16d)와 접촉하게 되는 전진 위치로 변위된다. 이 상태에서는, 오리피스(28c)가 종방향 구멍(16b)과 리저버(l2) 사이에 유일한 연결로를 형성한다. 오리피스(28c)의 제한된 유로 단면적으로 인해, 비상 상태 작동 밸브(4)는 작동 유체가 오리피스(28c)를 통과함에 따라 큰 감쇠력을 발생시킨다. 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)보다 작은 한, 완충기(D)의 감쇠력 특성은 도면에 도시한 바와 같이 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 관계없이 일정하다.

밸브 바디(28)가 후퇴 위치에 있을 경우라도, 관통 구멍(28d)은 제2 고정 철심(25)에 의해 블로킹 되지 않고, 제2 고정 철심(25) 내의 공간과 유로(P) 사이의 연통이 유지된다. 그러므로, 관통 구멍(28d)은 이 공간의 작동 유체가 가동 철심(27)의 변위를 블로킹 하는 것을 방지한다.

상기의 상황은, 솔레노이드(S)에 전혀 전류가 공급되지 않는 상태에서도 일어난다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감쇠 밸브(V1)에 있어서는, 통상 상태 작동 밸브(1)에서 발생된 감쇠력과, 비상 상태 작동 밸브(4)에서 발생된 감쇠력을 단일의 솔레노이드(S)를 사용해서 개별적으로 제어한다. 따라서, 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4) 사이의 절환이 틀림없이 수행된다.

그 결과, 감쇠 밸브(V1)는 비상 동작 중에는 기대되는 감쇠력을 확실하게 발 생시키는 한편, 통상 동작 중에는 감쇠력을 폭넓게 조정할 수 있다.

통상 상태 작동 밸브(1)의 밸브 바디(2)에 작용하는 초기 하중은, 스프링력 조정 나사(30)를 회전 조작함으로써, 비상 상태 작동 밸브(4)의 작동 특성에 영향을 미치지 않고서, 폭넓게 변화시킬 수 있다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태를 설명한다.

이 실시형태에 따른 감쇠 밸브(V2)는 메인 밸브(40)를 더 포함한다. 감쇠 밸브(V2)는 제l 실시형태에서와 동일한 구성을 갖는 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)를 포함하지만, 감쇠 밸브(V2)의 통상 상태 작동 밸브(1)는 감쇠력을 발생시키기 위해서가 아니라, 감쇠 밸브(V2)가 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 의해 정상적으로 동작할 경우에 메인 밸브(40)에 가해지는 배압을 조정하기 위해 제공된다. 감쇠 밸브(V2)의 비상 상태 작동 밸브(4)는 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 적을 경우 또는 전류가 전혀 공급되지 않는 비상 상태에 있어서, 메인 밸브(40)에 가해지는 배압을 조정하는 기능을 갖는다.

메인 밸브(40)는 어댑터(41)를 포함한다. 어댑터(41)는 슬리브(11a) 내에 끼워맞춤되는 기부(4la)와, 밸브 하우징(16)의 선단부를 나사결합시키는 축부(41b)를 포함한다. 슬리브(11a)와 기부(41a)와의 사이에는 슬리브(11a)의 외측으로 작동 유체가 누출하는 것을 방지하기 위해 시일 부재(45)가 적용된다. 축부(41b)에는 밸브 하우징(16)의 횡방향 구멍(l6a)에 연결되는 횡방향 구멍(41c)이 형성된다. 축부(41b)의 외주에는 리프 형상의 밸브 바디(46)가 결합된다. 밸브 바디(46)의 내주부는 어댑터(41)와 밸브 하우징(16)의 선단부 사이에 붙들림 된다.

배출 통로(10)로부터의 작동 유체를 밸브 바디(46)로 유도하는 메인 통로(43)가 어댑터(41)를 관통해서 형성된다. 어댑터(41)는 밸브 바디(46)의 외주부를 착석시키는 밸브 시트(44)를 포함한다. 밸브 바디(46)의 외주부는 당해 외주부에 가해지는 힘의 밸런스에 따라서 밸브 시트(44)로부터 상승된다. 밸브 시트(44)로부터 밸브 바디(46)의 외주부가 상승되면, 메인 통로(43)의 작동 유체는 통상 상태 작동 밸브(1) 또는 비상 상태 작동 밸브(4)를 통과하지 않고, 직접 리저버(12)로 유동한다.

또한, 어댑터(41)는 배출 통로(10)를 횡방향 구멍(4lc)에 연결시키기 위해 입구 오리피스(42)를 그 중심부에 갖는다. 입구 오리피스(42)는 초크에 의해 대체될 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 유로(P)는 입구 오리피스(42), 횡방향 구멍(41c), 횡방향 구멍(16a), 통상 상태 작동 밸브(1), 종방향 구멍(16b) 및 비상 상태 작동 밸브(4)로 구성된다. 메인 밸브(40)는 유로(P)를 바이패스하여 배출 통로(10)를 직접 리저버(12)에 연결한다.

밸브 하우징(16)의 선단부의 외주에는 플랜지(47a)를 갖는 슬라이더(47)가 축방향으로 미끄럼 이동가능하게 끼워맞춤된다. 플랜지(47a)와 밸브 하우징(16)의 플랜지(16d)와의 사이에는 슬라이더(47)를 밸브 바디(46)의 외주부를 향해서 편향시키도록 스프링(48)이 붙들림된다.

밸브 하우징(16)은, 그 선단부의 외주부에, 슬라이더(47)의 내측에 배압실(49)을 형성하기 위한 절결부를 갖는다. 배압실(49)은 밸브 바디(46)에 배압을 가한다. 슬라이더(47)에 요구되는 기능은 외부로부터 배압실(49)을 차단하는 것이 다. 스프링(48)의 스프링력은 슬라이더(47)와 밸브 바디(46)와의 사이에 접촉이 유지되는 최소값 또는 그 최소값의 근방으로 설정되어야 한다.

배압실(49)은 밸브 하우징(16)의 선단부를 횡단방향으로 관통하는 관통 구멍(16h)과, 어댑터(41)의 축부(41b)를 횡단방향으로 관통하는 관통 구멍(41d)을 거쳐서 횡방향 구멍(4lc)에 연결된다.

감쇠 밸브(V2)가 통상적으로 동작하는 경우에는, 값(I2)과 값(I3) 사이의 전류가 솔레노이드(S)에 공급된다. 가동 철심(27)은 밸브 헤드(2c)가 밸브 시트(18)에 착석되도록 밸브 바디(2)를 밸브 시트(l8)를 향해 구동한다. 피스톤(6)이 수축 스트로크 또는 신장 스트로크를 행함에 따라서, 배출 통로(10)의 유체압이 상승하고, 상기 유체압이 밸브 바디(2)에 개방압으로서 가해져서 밸브 시트(18)로부터 밸브 헤드(2c)를 상승시킨다.

밸브 바디(2)가 밸브 시트(18)로부터 상승되면, 배출 통로(l0)의 작동 유체의 일부가 오리피스(42)와, 밸브 시트(l8)와 밸브 헤드(2c) 사이의 간극을 통해서 리저버(l2) 내로 유동한다. 이 상태에서, 측방향 구멍(41c)의 압력이 배압으로서 관통 구멍(41d)과 관통 구멍(16h)을 통해서 배압실(49) 내로 도입된다.

오리피스(42)에서의 압력 손실의 결과로, 배압은 배출 통로(10)에서의 유체 압력보다 낮으며 밸브 시트(44)로부터 밸브 바디(46)를 상승시키도록 차압이 밸브 바디(46)에 작용한다.

배출 통로(10)에서의 유체 압력이 증가함에 따라서, 차압이 밸브 바디(46)의 개방압보다 커지고 밸브 바디(46)가 밸브 시트(44)로부터 상승된다.

이어서, 배출 통로(10)에서의 작동 유체는 메인 밸브(40)를 통해서 리저버(12)로 배출되고 밸브 바디(46)와 밸브 시트(44) 사이에 형성된 간극을 통과할 때에 감쇠력을 발생시킨다. 감쇠력의 크기는 밸브 바디(46)에 작용하는 차압에 의존한다. 차압은 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 따라 작동하는 통상 상태 작동 밸브(1)에 의해 조정된다. 따라서, 메인 밸브(40)에서 발생되는 감쇠력은 솔레노이드(S)에 공급되는 전류를 변화시킴으로써 조정될 수 있다.

구체적으로는, 솔레노이드(S)에 공급되는 전류를 증가시킴으로써, 통상 상태 작동 밸브(1)에서의 압력 손실이 증가되고 배압실(49)에서의 배압이 증가된다. 그에 따라서, 메인 밸브(40)에서 발생되는 감쇠력이 증가된다. 솔레노이드(S)에 공급되는 전류를 감소시킴으로써, 통상 상태 작동 밸브(1)에서의 압력 손실이 감소하고 배압실(49)에서의 배압이 감소된다. 그에 따라서, 메인 밸브(40)에서 발생되는 감쇠력은 감소된다.

이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 밸브 바디(46)에 작용하는 배압은 메인 밸브(40)의 유량에 의해 영향을 받지 않고서 통상 상태 작동 밸브(1)에 의해 제어된다. 따라서, 감쇠 밸브(V2)가 정상적 동작을 계속하는 한, 솔레노이드(S)에 공급되는 전류를 변화시킴으로써 감쇠력을 고정밀도로 제어가능하고, 그러므로 발생되는 감쇠력과 솔레노이드(S)에 공급되는 전류 사이의 관계는, 피스톤(6)의 스트로크 속도가 낮더라도 도 4에 도시한 바와 같이 완전히 선형적이다.

또한, 이 감쇠 밸브(V2)의 발생 감쇠력을 제어하기 위해 솔레노이드(S)의 자력을 사용해서 배압이 제어되므로, 감쇠력의 변동을 억제할 수 있다.

한편, 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)보다 작아지거나 또는 제로에 도달하는 경우에는, 가동 철심(27)과 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)에는 유효한 자력이 작용하지 않는다.

그 결과로, 통상 상태 작동 밸브(1)의 밸브 바디(2)는 스프링(3)의 편향력에 따라서 후퇴 위치로 변위되고, 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)는 스프링(33)의 편향력에 따라서 전진 위치로 변위된다.

밸브 바디(2)의 후퇴 위치에 있어서는, 밸브 시트(18)와 밸브 헤드(2c) 사이의 간극이 최대에 도달하고 작동 유체가 거의 압력 손실을 발생하는 일 없이 이 간극을 통과한다. 밸브 바디(28)의 전진 위치에 있어서는, 플랜지(16d)와 환 형상 돌기(28b) 사이의 간극이 폐쇄되고 종방향 구멍(16b)의 작동 유체는 리저버(12)에 도달하기 위해 오리피스(28c)를 통과해야 한다.

이 상태에서, 배압실(49)의 배압은 오리피스(42)의 유동 저항과 오리피스(28c)의 유동 저항에 의해 결정된다. 구체적으로는, 오리피스(42)의 유동 저항이 오리피스(28c)의 유동 저항에 비하여 상대적으로 클 경우에는, 배압실(49)의 배압은 비교적 낮아진다. 오리피스(42)의 유동 저항이 오리피스(28c)의 유동 저항에 비하여 상대적으로 작을 경우에는, 배압실(49)의 배압은 비교적 높아진다.

비상 상태에서의 메인 밸브(40)의 감쇠력 특성은 오리피스(42)의 치수에 따라서 미리 임의로 설정할 수 있다.

이 감쇠 밸브(V2)에 있어서, 메인 밸브(40)의 배압은 통상 상태에 있어서는 솔레노이드(S)에 공급되는 전류에 따라서 통상 상태 작동 밸브(1)에 의해 제어되 고, 비상 상태에 있어서는 비상 상태 작동 밸브(4)에 의해 미리 정해진 압력으로 제어된다.

상기 제어를 통해 얻어지는 감쇠력 특성은 메인 밸브(40)의 유량에 의해 영향을 받지 않으므로, 감쇠 밸브(V2)의 발생 감쇠력은 피스톤(6)의 스트로크 속도에 관계없이 정확하게 제어될 수 있다.

이상 설명된 실시형태에 있어서, 튜브(13b), 밸브 하우징(16), 케이스(20), 덮개(20b), 제1 고정 철심(24), 제2 고정 철심(25), 가동 철심(27), 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)은 자로 형성 부재를 구성한다. 이 자로 형성 부재와 스페이서(26)는 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)의 구동 기구(機構)를 구성한다.

2008년 3월 17일을 출원일로 하는 일본에 있어서의 일본 특허출원 제2008-067353호의 내용은 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.

이상, 본 발명을 몇 개의 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태들로 한정되는 것이 아니다. 당업자에 있어서는, 특허청구의 범위내에서 이들 실시형태에 수정 또는 변경을 가할 수 있다.

예를 들어, 이상의 실시형태들에 있어서, 밸브 바디(2)는 포펫 밸브의 형상을 갖는다. 그러나, 밸브 바디(2)는 솔레노이드(S)에 의해 구동될 수 있는 한, 스풀 형상을 포함하는 임의의 형상으로 형성될 수 있다.

통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)의 구동 기구에 관련하여서, 솔레노이드(S)의 자력을 사용해서 밸브 바디(2)와 밸브 바디(29)를 개별적으로 구동가능한 한, 여러가지 변경이 가능하다.

제2 실시형태에 있어서, 메인 밸브(40)의 밸브 바디(46)는 리프 밸브의 형태로 제공된다. 이 밸브 바디 형태는 감쇠 밸브(V2)의 사이즈가 증가하는 것을 억제하는데 도움을 주지만, 밸브 바디(46)의 형태는 리프 밸브로 한정되지 않는다. 밸브 바디(46)는 스풀 밸브 또는 포펫 밸브의 형상으로 형성될 수도 있다.

배타적 성질 또는 특권을 주장하는 본 발명의 실시형태는 다음의 특허청구범위와 같이 규정된다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇠 밸브가 설치된 쇽 업쇼버의 개략 종단면도.

도 2는 감쇠 밸브의 종단면도.

도 3은 도 2에 유사하지만, 솔레노이드에 의해 감쇠 밸브에 형성된 자로를 도시하는 도면.

도 4는 감쇠 밸브의 감쇠력과 솔레노이드에 공급되는 전류 사이의 관계를 나타내는 다이어그램.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 감쇠 밸브의 종단면도.

Claims

감쇠 밸브(V1, V2)이며,

유체의 유로(P)와,

유로(P)에 배치된 통상 상태 작동 밸브(1)와,

유로(P)에서 통상 상태 작동 밸브(1)의 하류에 배치된 비상 상태 작동 밸브(4)와,

전류의 공급에 따라서 자력을 발생시키는 솔레노이드(S)와,

솔레노이드(S)에 의해 발생된 자력을 사용해서 통상 상태 작동 밸브(1)의 유동 저항과 비상 상태 작동 밸브(4)의 유동 저항을 개별적으로 변화시키는 구동 기구(13b, 16, 20, 20b, 24-28)를 포함하는, 감쇠 밸브.
제1항에 있어서,

통상 상태 작동 밸브(l)는 솔레노이드(S)에 공급된 전류가 증대됨에 따라서 유로(P)의 유로 단면적을 좁히도록 구동 기구(13b, l6, 20, 20b, 24-28)에 의해 구동되는 밸브 바디(2)를 포함하는, 감쇠 밸브.
제2항에 있어서,

비상 상태 작동 밸브(4)는 솔레노이드(S)에 공급된 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과할 경우에는 유로(P)의 유로 단면적을 좁히지 않고, 솔레노이드(S)에 공급된 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과하지 않을 경우에는 유로(P)의 유로 단면적을 감소시키도록, 구동 기구(13b, 16, 20, 20b, 24-28)에 의해 구동되는 밸브 바디(28)를 포함하는, 감쇠 밸브.
제3항에 있어서,

구동 기구(13b, 16, 20, 20b, 24-28)는, 솔레노이드(S)로의 전류의 공급에 따라서 솔레노이드(S) 주위에 자로(磁路)를 형성하는 자로 형성 부재(13b, 16, 20, 20b, 24, 25, 27, 28)를 포함하고, 통상 상태 작동 밸브(l)의 밸브 바디(2)는 자로가 형성되었을 때 유로(P)를 폐쇄하는 방향으로 구동되고, 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)는 자로가 형성되었을 때 유로(P)를 개방하는 방향으로 구동되는, 감쇠 밸브.
제4항에 있어서,

자로 형성 부재(13b, 16, 20, 20b, 24, 25, 27, 28)는 자로를 형성하기 위해서 이동하여 통상 상태 작동 밸브(l)의 밸브 바디(2)를 유로(P)를 폐쇄하는 방향으로 구동하는 가동 철심(27)을 포함하는, 감쇠 밸브.
제4항에 있어서,

통상 상태 작동 밸브(1)는 유로(P)를 개방하는 방향으로 통상 상태 작동 밸브(1)의 밸브 바디(2)를 편향시키는 스프링(3)을 더 포함하고, 비상 상태 작동 밸 브(4)는 유로(P)를 폐쇄하는 방향으로 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)를 편향시키는 스프링(33)을 더 포함하는, 감쇠 밸브.
제6항에 있어서,

비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)는 비상 상태 작동 밸브(4)의 밸브 바디(28)의 상류측과 하류측을 연결하는 오리피스(28c)를 포함하는, 감쇠 밸브.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

통상 상태 작동 밸브(1)는 솔레노이드(S)에 대해 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과할 경우에는 유로(P)의 유체 유동에 따른 감쇠력을 발생시키고, 비상 상태 작동 밸브(4)는 솔레노이드(S)에 대해 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과하지 않을 경우에는 유로(P)의 유체 유동에 따른 감쇠력을 발생시키는, 감쇠 밸브.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

유체가 통상 상태 작동 밸브(1)와 비상 상태 작동 밸브(4)를 바이패스하도록 허용하는 밸브 바디(46)를 구비하면서, 밸브 바디(46)에 작용하는 개방압과 배압 사이의 차압에 따른 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브(40)를 더 포함하고, 통상 상태 작동 밸브(1)는 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과하는 경우에 메인 밸브(40)의 밸브 바디(46)에 작용하는 배압을 조정하고, 비상 상태 작 동 밸브(4)는 솔레노이드(S)에 공급되는 전류가 미리 정해진 값(I1)을 초과하지 않는 경우에 메인 밸브(40)의 밸브 바디(46)에 작용하는 배압을 조정하는, 감쇠 밸브.
제9항에 있어서,

유로(P)는 통상 상태 작동 밸브(l)의 상류에 입구 오리피스(42)를 포함하고, 메인 밸브(40)의 밸브 바디(46)에 작용하는 배압은 입구 오리피스(42)와 통상 상태 작동 밸브(1) 사이의 유로(P)로부터 공급되는, 감쇠 밸브.
제9항에 있어서,

메인 밸브(40)의 밸브 바디(46)가 리프(leaf) 형상으로 형성된, 감쇠 밸브.
제1항에 있어서,

감쇠 밸브(Vl, V2)는 완충기(D)의 신장 및 수축에 따라서 완충기(D)의 실린더(5)로부터 리저버(12)로 유체를 배출하는 유로(P)에 설치되는, 감쇠 밸브.