KR20110073234A

KR20110073234A - 완충기

Info

Publication number: KR20110073234A
Application number: KR1020100094445A
Authority: KR
Inventors: 히로시 무라카미
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-06-29
Also published as: CN102102729B; JP2011132995A; CN102102729A; US20110147147A1; US8413774B2; KR101756471B1; DE102010063897A1; JP5365804B2; DE102010063897B4

Abstract

본 발명은, 파일럿형 메인 밸브를 갖는 감쇠력 조정식 완충기에 있어서, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
실린더(2) 내의 피스톤의 미끄럼 이동에 의해서 생기는 오일액의 흐름을 파일럿형 메인 밸브(27) 및 파일럿 밸브(28)에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시키고, 파일럿 밸브(28)에 의해 파일럿실(51)의 내압을 조정하여 메인 밸브(27)의 밸브 개방을 제어한다. 파일럿실(51)에 대하여, 가요성 디스크 부재(53)에 의해 체적 보상실(83)을 구획하여, 체적 보상실(83)을 연통로(87)에 의해서 리저버(4)측으로 연통시킨다. 메인 밸브(27)의 밸브 개방시에, 파일럿실(51)의 용적 감소에 대하여, 가요성 디스크 부재(53)가 체적 보상실(83)측으로 휨으로써, 파일럿실(51) 내의 압력의 과도한 상승을 억제하여, 파일럿 밸브(28) 및 메인 밸브(27)의 작동이 불안정하게 되는 것을 방지하여 안정된 감쇠력을 얻는다.

Description

완충기{DAMPER}

본 발명은, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 유체의 흐름을 제어함으로써, 감쇠력을 발생시키는 유압 완충기 등의 완충기에 관한 것이다.

자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 완충기는, 일반적으로 유체가 봉입된 실린더 내에 피스톤 로드가 연결된 피스톤을 미끄럼 이동 가능하게 끼워져, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 실린더 내의 피스톤의 미끄럼 이동에 의해서 생기는 유체의 흐름을 오리피스(orifice), 디스크 밸브 등으로 이루어지는 감쇠력 조정 기구에 의해서 제어하여 감쇠력을 발생시키도록 되어 있다.

또한, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 유압 완충기에서는, 감쇠력 발생 기구인 메인 디스크 밸브의 배후에 배압실(파일럿실)을 형성하여, 유체 흐름의 일부를 배압실로 도입하고, 메인 디스크 밸브에 대하여, 배압실의 내압을 밸브 폐쇄 방향으로 작용시켜, 파일럿 밸브에 의해서 배압실의 내압을 조정함으로써, 메인 디스크 밸브의 밸브 개방을 제어하도록 하고 있다. 이로써, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높일 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-10069호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-243634호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 것과 같이, 배압실의 내압에 의해서 메인 밸브의 밸브 개방을 제어하는 완충기에는 다음과 같은 문제가 있다. 이러한 완충기에서는, 구조상 메인 밸브의 밸브 개방에 의해 배압실의 용적이 감소하기 때문에, 메인 밸브의 밸브 개방시에 배압실의 내압이 과도하게 상승하기 쉬워, 원하는 감쇠 특성을 얻을 수 없다고 하는 문제를 일으킨다.

본 발명은, 원하는 감쇠력을 얻을 수 있도록 한 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 유체가 봉입된 실린더와, 이 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼워진 피스톤과, 이 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 뻗어 나온 피스톤 로드와, 상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해서 생기는 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 이 메인 밸브에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 파일럿실과, 이 파일럿실에 유체를 도입하는 도입 통로와, 상기 파일럿실과 상기 메인 밸브의 하류측을 연통하는 파일럿 통로와, 이 파일럿 통로에 설치되어 상기 파일럿실의 유체를 배출하는 파일럿 밸브를 구비한 완충기에 있어서, 상기 파일럿실에 대하여 격벽 부재에 의해서 구획된 체적 보상실을 형성하고, 이 체적 보상실을 상기 메인 밸브의 하류측에 연통시킨 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 완충기에 따르면, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부인 감쇠력 발생 기구를 확대하여 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 감쇠력 발생 기구의 파일럿실을 확대하여 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시하는 감쇠력 발생 기구의 노치를 지닌 디스크의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시하는 감쇠력 발생 기구의 플레인 디스크의 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시하는 감쇠력 발생 기구의 긴 구멍을 지닌 디스크의 평면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기인 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 실린더(2)의 외측에 외통(3)을 설치한 복통(複筒) 구조로 되어 있으며, 실린더(2)와 외통(3) 사이에 리저버(reservoir)(4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 있고, 이 피스톤(5)에 의해서 실린더(2) 안이 실린더 상부실(2A)과 실린더 하부실(2B)인 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)은 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해서 연결되어 있고, 피스톤 로드(6)의 타단측은 실린더 상부실(2A)을 지나, 실린더(2) 및 외통(3)의 상단부에 장착된 로드 가이드(8) 및 오일 시일(9)에 삽입 관통되어, 실린더(2)의 외부로 뻗어 나와 있다. 실린더(2)의 하단부에는 실린더 하부실(2B)과 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 형성되어 있다.

피스톤(5)에는 실린더 상하부실(2A, 2B) 사이를 연통시키는 통로(11, 12)가 형성되어 있다. 그리고, 통로(12)에는 실린더 하부실(2B)측에서 실린더 상부실(2A)측으로의 유체의 유통만을 허용하는 역지 밸브(13)가 설치되고, 또한, 통로(11)에는, 실린더 상부실(2A)측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하여, 이것을 실린더 하부실(2B)측으로 릴리프(relief)하도록 하는 디스크 밸브(14)가 설치되어 있다.

베이스 밸브(10)에는 실린더 하부실(2B)과 리저버(4)를 연통시키는 통로(15, 16)가 형성되어 있다. 그리고, 통로(15)에는, 리저버(4)측에서 실린더 하부실(2B)측으로의 유체의 유통만을 허용하는 역지 밸브(17)가 설치되고, 또한, 통로(16)에는, 실린더 하부실(2B)측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하여, 이것을 리저버(4)측으로 릴리프하도록 하는 디스크 밸브(18)가 설치되어 있다. 작동 유체로서, 실린더(2) 내에는 오일액이 봉입되고, 리저버(4) 내에는 오일액 및 가스가 봉입되어 있다.

실린더(2)에는, 상하 양단부에 시일 부재(19)를 통해 세퍼레이터 튜브(20)가 바깥끼우기되어 있고, 실린더(2)와 세퍼레이터 튜브(20) 사이에 환상(環狀) 통로(21)가 형성되어 있다. 환상 통로(21)는, 실린더(2)의 상단부 부근의 측벽에 형성된 통로(22)에 의해서 실린더 상부실(2A)에 연통되어 있다. 세퍼레이터 튜브(20)의 하부에는, 측방으로 돌출되어 개구되는 원통형의 접속 부재(23)가 부착되어 있다. 또한, 외통(3)의 측벽에는, 접속 부재(23)와 대략 동심으로 대(大)직경의 개구(24)가 형성되고, 외통(3) 측벽의 개구(24)에 감쇠력 발생 기구(25)가 부착되어 있다.

이어서, 감쇠력 발생 기구(25)에 관해서 주로 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 감쇠력 발생 기구(25)는, 외통의 개구(24)에 부착된 원통형 케이스(26) 내에, 파일럿형(배압형) 메인 밸브(27) 및 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어하는 솔레노이드(solenoid) 구동의 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(28)가 설치되고, 또한, 파일럿 밸브(28)의 하류측에, 페일(fail)시에 작동하는 페일 밸브(29)가 설치되어 있다.

케이스(26) 내에는, 개구(24)측에서부터 순서대로, 환상 통로 플레이트(plate)(30), 볼록 형상의 통로 부재(31), 환상 메인 밸브 부재(32), 볼록 형상의 오리피스 통로 부재(33), 중간부에 바닥부를 갖는 원통형 파일럿 밸브 부재(34), 환상 유지 부재(35) 및 원통형 솔레노이드 케이스(36)가 삽입되고, 이들은 서로 접촉되어 있으며, 솔레노이드 케이스(36)를 너트(37)에 의해서 케이스(26)에 결합함으로써 고정되어 있다.

통로 플레이트(30)는, 케이스(26)의 단부에 형성된 내측 플랜지(26A)에 접촉하여 고정되어 있다. 통로 플레이트(30)에는, 리저버(4)와 케이스(26) 내의 실(室)(26B)을 연통하는 복수의 통로(38)가 축 방향을 따라서 관통되어 있다. 통로 부재(31)는, 소(小)직경의 선단부가 통로 플레이트(30)를 관통하고, 대(大)직경부의 견부(肩部)가 통로 플레이트(30)에 접촉하여 고정되어 있다. 통로 부재(31)의 선단부는, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속 부재(23)에 끼워 맞춰지고, 이들 끼워맞춤부가 시일 부재(39)에 의해서 시일되어, 통로 부재(31)를 축 방향으로 관통하는 통로(40)가 환상 통로(21)에 연통되어 있다.

메인 밸브 부재(32)는 일단부가 통로 부재(31)의 대직경부에 접촉되어 고정되고, 메인 밸브 부재(32)와 통로 부재(31)의 접촉부는 시일 부재(43)에 의해서 시일되어 있다. 메인 밸브 부재(32)에는 축 방향으로 관통하는 통로(44)가 원주 방향을 따라서 복수 형성된다. 통로(44)는, 메인 밸브 부재(32)의 일단부에 형성된 환상(環狀) 오목부(41)를 통해 통로 부재(31)의 통로(40)에 연통하고 있다. 메인 밸브 부재(32)의 타단부에는, 복수의 통로(44)의 개구부의 외주측에 환상 시트부(45)가 돌출되어 있고, 내주측에 환상(環狀) 클램프부(46)가 돌출되어 있다.

메인 밸브 부재(32)의 시트부(45)에는 메인 밸브(27)를 구성하는 디스크 밸브(47)의 외주부가 착좌(着座)되어 있다. 디스크 밸브(47)의 내주부는 클램프부(46)와 오리피스 통로 부재(33)의 대직경부의 견부에 의해 클램프되어 있다. 디스크 밸브(47)의 배면측 외주부에는 환상 미끄럼 이동 시일 부재(48)가 고착되어 있다. 볼록 형상의 오리피스 통로 부재(33)는, 소직경부가 메인 밸브 부재(32)의 중앙의 개구부에 삽입되어 있고, 대직경부의 견부가 디스크 밸브(47)에 접촉하여 고정되어 있다. 오리피스 통로 부재(33)에는 축 방향을 따라서 통로(49)가 관통하고 있고, 통로(49)는 소직경부의 선단부에 형성된 고정 오리피스(50)를 통해 통로 부재(31)의 통로(40)에 연통되어 있다.

파일럿 밸브 부재(34)는, 중간부에 바닥부(34A)를 갖는 대략 원통형으로, 바닥부(34A)의 일단측이 오리피스 통로 부재(33)에 접촉하여 고정되어 있다. 파일럿 밸브 부재(34)의 일단측의 원통부의 내주면에 디스크 밸브(47)의 미끄럼 이동 시일 부재(48)가 미끄럼 이동 가능하고 또 액밀적(液密的)으로 끼워 맞춰져, 디스크 밸브(47)의 배부(背部)에 파일럿실(51)을 형성하고 있다. 디스크 밸브(47)는, 통로(44)측의 압력을 받아 개방되어, 통로(44)를 하류측의 케이스(26) 내의 실(26B)에 연통시킨다. 파일럿실(51)의 내압은, 디스크 밸브(47)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 작용한다. 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A)의 중앙부에 포트(52)가 관통하고 있으며, 포트(52)는 오리피스 통로 부재(33)의 통로(49)에 연통되어 있다.

오리피스 통로 부재(33)와 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A) 사이에는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 후에 상세히 설명하는 적층된 3장의 환상(環狀) 시트 부재(53A, 53B, 53C)로 이루어지는 가요성 디스크 부재(53)가 클램프되어 있다. 파일럿실(51)은, 오리피스 통로 부재(33)에 접촉하는 시트 부재(53C)에 형성된 직경 방향의 긴 구멍(80)(도 6도 참조)에 의해서 오리피스 통로 부재(33)의 통로(49)에 연통되어 있으며, 이 긴 구멍(80)이 파일럿실(51)에 오일액을 도입하는 도입 통로를 구성하고 있다.

유지 부재(35)는, 그 일단부가 파일럿 밸브 부재(34)의 타단측의 원통부의 단부에 접촉하여 고정되어 있고, 파일럿 밸브 부재(34)의 원통부의 내부에 밸브실(54)을 형성하고 있다. 파일럿 밸브 부재(34) 및 유지 부재(35)는, 케이스(26) 내에 끼워 맞춰진 솔레노이드 케이스(36)의 원통부가 외주부에 끼워 맞춰져 직경 방향으로 위치 결정되어 있다. 밸브실(54)은, 유지 부재(35)를 축 방향으로 관통하는 통로(55) 및 유지 부재(35)의 외주부에 형성된 절결부(56) 및 파일럿 밸브 부재(34)의 외주부에 형성된 절결부(57)를 통해 케이스(26) 내의 실(26B)에 연통되어 있다. 밸브실(54) 내에는 파일럿실(51)을 메인 밸브(47)의 하류측에 연통시키는 파일럿 통로를 구성하는 포트(52)를 개폐하는 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(28)의 밸브체(58)가 마련되어 있다.

솔레노이드 케이스(36)에는, 코일(59)과, 코일(59) 내에 삽입된 코어(60, 61)와, 코어(60, 61)에 안내된 플런저(plunger)(62)와, 플런저(62)에 연결된 중공(中空)의 작동 로드(63)가 셋팅되어 있고, 이들은 솔레노이드 케이스(36)의 후단부에 코킹(caulking)에 의해서 부착된 환상(環狀) 스페이서(73) 및 컵 형상의 커버(74)에 의해서 고정되어 있다. 코일(59), 코어(60, 61), 플런저(62) 및 작동 로드(63)에 의해서 솔레노이드 액츄에이터(S)를 구성하고, 작동 로드(63)의 선단부가 유지 부재(35)를 관통하여 밸브실(54) 내의 밸브체(58)에 연결되어 있다. 그리고, 리드선(75)을 통해 코일(59)에 통전함으로써, 통전 전류에 따라서 플런저(62)에 축 방향의 추진력을 발생시키도록 되어 있다.

밸브체(58)는 파일럿 밸브 부재(34)의 포트(52)에 대향하는 테이퍼형 선단부에 환상(環狀) 시트부(65)가 형성되고, 시트부(65)가 포트(52) 주위의 시트면(66)에 이착좌(離着座; unseating/seating)됨으로써 포트(52)를 개폐하도록 되어 있다. 그리고, 밸브체(58)는, 밸브체(58)와 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A) 사이에 개재된 압박 수단인 밸브 스프링(67)(압축 코일 용수철)의 스프링력에 의해서 압박되며, 통상은, 유지 부재(35)측의 후퇴 위치에 있어 밸브 개방 상태로 되고 있고, 코일(59)에의 통전에 의한 플런저(62)의 추진력에 의해서 밸브 스프링(67)의 스프링력에 대항하여 전진하고, 시트부(65)가 시트면(66)에 착좌하여 포트(52)를 닫고, 플런저(62)의 추진력, 즉 코일(59)에의 통전 전류에 의해서 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 포트(52) 즉 파일럿실(51)의 내압을 제어한다.

밸브체(58)에는 중공의 작동 로드(63)가 관통하고 있어, 밸브 폐쇄시, 즉 시트부(65)가 시트면(66)에 착좌했을 때, 작동 로드(63) 내의 통로(63A)를 포트(52) 내에서 개구시켜, 통로(63A)에 의해서 포트(52)와 코어(61) 내의 작동 로드(63)의 배후의 실(61A)을 연통함으로써, 포트(52)에 대한 밸브체(58)의 수압 면적을 작게 하여, 솔레노이드 액츄에이터(S)의 부하를 작게 하고 있다.

이어서, 페일 밸브(29)에 관해서 설명한다. 밸브체(58)의 후단면의 외주부에는 환상 시트부(58A)가 돌출되어 있다. 시트부(58A)에는 1장 또는 복수 적층된 환상 시트 디스크(68)가 접촉하고, 시트 디스크(68)는 내주부가 작동 로드(63)에 부착된 멈춤 링(stop ring)(69)에 접촉하여 밸브체(58)에 고정되어 있다. 유지 부재(35)와 파일럿 밸브 부재(34)에 의해서 형성된 내주홈(72)에 환상 페일 디스크(70)의 외주부가 삽입되어 축 방향으로 일정 거리만큼 이동 가능하게 부동(浮動) 지지되고 있다. 그리고, 페일 디스크(70)의 내주 가장자리에, 밸브체(58)에 고정된 시트 디스크(68)의 외주 가장자리가 이착좌함으로써, 밸브실(54) 내에 있어서, 포트(52)와 통로(55) 사이의 유로를 개폐하도록 되어 있다.

시트 디스크(68)의 외주 가장자리, 또는 페일 디스크(70)의 내주 가장자리에는 포트(52)와 통로(55)를 항상 연통시키는 오리피스(68A)(노치)가 형성되어 있다. 유지 부재(35)에는 시트 디스크(68)에 접촉하여, 밸브체(58)의 후퇴 위치를 제한하는 스토퍼(71)가 돌출되어 있다. 한편, 밸브체(58)의 후퇴 위치를 제한하는 스토퍼는 형성하지 않더라도 좋고, 다른 부위에 형성하더라도 좋다. 또한, 밸브체(58)의 후퇴 위치의 제한은 플런저(62)와 코어(61)의 접촉하는 위치에서 규제하더라도 좋다.

그리고, 코일(59)의 비통전(非通電)시에는, 밸브체(58)는 밸브 스프링(67)의 스프링력에 의해서 후퇴되고, 시트 디스크(68)가 페일 디스크(70)에 접촉하여, 밸브실(54) 내에 있어서, 포트(52)와 통로(55) 사이의 유로를 폐쇄한다. 이 상태에 있어서, 밸브실(54) 내의 포트(52)측의 유체의 압력이 상승하여 소정 압력에 달하면, 페일 디스크(70)는 휘어, 밸브체(58)의 후퇴 위치가 스토퍼(71)에 의해서 제한된 후, 시트 디스크(68)로부터 이격되어 포트(52)와 통로(55) 사이의 유로를 연다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 코일(59)에 통전하여, 솔레노이드 액츄에이터(S)의 추진력에 의해, 밸브 스프링(67)의 스프링력에 대항하여 밸브체(58)의 시트부(65)를 시트면(66)에 착좌시킨 파일럿 밸브(28)에 의한 압력 제어 상태에서는, 시트 디스크(68)가 페일 디스크(70)로부터 이격되어, 밸브실(54) 내의 포트(52)와 통로(55) 사이의 유로가 연통 상태가 된다.

이어서, 주로 도 3을 참조하여, 파일럿실(51)의 구조에 관해서 더욱 상세히 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 파일럿실(51)을 형성하는 바닥을 지닌 원통형 케이스 부재인 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A)에는, 그 외주부측에 환상 시트부(81)가 돌출되어 있고, 내주부에 시트부인 환상 클램프부(82)가 돌출되어 있다. 그리고, 격벽 부재인 환상 가요성 디스크 부재(53)의 내주부가 내주부측의 시트부로서의 클램프부(82)와 오리피스 통로 부재(33) 사이에서 클램프되고, 가요성 디스크 부재(53)의 외주부가 시트부(81)에 착좌되어 있다. 외주측의 시트부(81)는, 내주측의 클램프부(82)보다도 돌출 높이가 높게 되어 있고, 가요성 디스크 부재(53)는 일정한 셋트 하중을 가지고서 시트부(81)에 착좌되어 있다. 이로써, 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A)와 가요성 디스크 부재(53) 사이에, 환상(環狀) 체적 보상실(83)이 형성된다. 즉, 체적 보상실(83)은, 격벽 부재인 가요성 디스크 부재(53)에 의해서 파일럿실(51)에 대하여 구획되어 있다. 한편, 클램프부(82)의 외주에 환상 시트부를 더 형성하더라도 좋다.

가요성 디스크 부재(53)는, 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A)와의 간격(H)에 의해 그 휘어짐량이 제한되고 있고, 바닥부(34A)가 스토퍼가 되어 과도한 휨에 의한 손상을 방지하고 있다. 한편, 바닥부(34A)에 스토퍼로서 돌기를 형성하여, 이 돌기가 가요성 디스크 부재(53)에 접촉함으로써, 그 휘어짐량을 제한하도록 하더라도 좋다.

가요성 디스크 부재(53)는 적층된 3장의 시트 부재(53A, 53B, 53C)로 이루어지며, 이들 시트 부재(53A, 53B, 53C)에는 각각 외주부에 등간격으로 배치된 3개의 돌기부(84A, 84B, 84C)가 형성되어 있다. 그리고, 시트 부재(53A, 53B, 53C)는, 돌기부(84A, 84B, 84C)에 의해, 파일럿실(51) 내의 원통부 내에서 직경 방향으로 위치 결정되어, 가요성 디스크 부재(53)와 파일럿실(51)의 내주면 사이에 원호형의 간극(85)을 형성하고 있다.

시트부(81)에 접촉하는 시트 부재(53A)의 외주부에는 노치(86)가 형성되어, 원호형 간극(85) 및 노치(86)를 통해 파일럿실(51)과 체적 보상실(83)이 연통되는 배기 유로를 형성하고 있다. 이 배기 유로는, 여기서, 노치(86)는 간극(85)과 체적 보상실(83) 사이의 유로 면적이 충분히 작아지도록 매우 작게 해 둔다. 체적 보상실(83)은, 파일럿 밸브 부재(34)의 바닥부(34A)를 축 방향을 따라서 관통하는 연통로(87)에 의해서 밸브실(54)에 연통되어 있다. 오리피스 통로 부재(33)에 접촉하는 시트 부재(53C)에는, 중앙부의 개구로 이어지는 직경 방향으로 뻗는 긴 구멍(80)이 형성되고, 이 긴 구멍(80)에 의해서 오리피스 통로 부재(33)의 통로(49)와 파일럿실(51)이 연통되어 있다. 한편, 이 배기 유로는 형성하는 것이 바람직하지만, 필수적인 구성은 아니다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 작용에 관해서 이어서 설명한다. 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 차량의 서스펜션 장치의 스프링 위 스프링 아래 사이에 장착되고, 리드선(75)이 차재(車載) 컨트롤러 등에 접속되어, 통상의 작동 상태에서는, 코일(59)에 통전하여, 밸브체(58)의 시트부(65)를 시트면(66)에 착좌시켜, 파일럿 밸브(28)에 의한 압력 제어를 실행한다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정(行程)시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 역지 밸브(13)가 닫히고, 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 전에는 실린더 상부실(2A)측의 유체가 가압되어, 통로(22) 및 환상 통로(21)를 지나, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속 부재(23)로부터 감쇠력 발생 기구(25)의 통로 부재(31)의 통로(40)에 유입한다.

이 때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 유체가 리저버(4)로부터 베이스 밸브(10)의 역지 밸브(17)를 열어 실린더 하부실(2B)에 유입한다. 한편, 실린더 상부실(2A)의 압력이 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(14)가 열려, 실린더 상부실(2A)의 압력을 실린더 하부실(2B)로 릴리프하도록 함으로써, 실린더 상부실(2A)의 과도한 압력 상승을 방지한다.

감쇠력 발생 기구(25)에서는, 통로 부재(31)의 통로(40)로부터 유입된 유체가, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(47)의 밸브 개방 전(피스톤 속도 저속 영역)에서는, 오리피스 통로 부재(33)의 고정 오리피스(50), 통로(49) 및 파일럿 밸브 부재(34)의 포트(52)를 지나, 파일럿 밸브(28)의 밸브체(58)를 밀어 열어 밸브실(54) 내에 유입된다. 더욱이, 페일 디스크(70)의 개구를 지나, 유지 부재(35)의 통로(55), 절결부(56), 파일럿 밸브 부재(34)의 절결부(57), 케이스(26) 내의 실(26B) 및 통로 플레이트(30)의 통로(38)를 지나 리저버(4)로 흐른다. 그리고, 피스톤 속도가 상승하여 실린더 상부실(2A)측의 압력이 디스크 밸브(47)의 밸브 개방 압력에 달하면, 통로(40)에 유입된 유체는, 환상 오목부(41) 및 통로(44)를 지나, 디스크 밸브(47)를 밀어 열어 케이스(26) 내의 실(26B)로 직접 흐른다.

피스톤 로드(6)의 축소 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 역지 밸브(13)가 열리고, 베이스 밸브(10)의 통로(15)의 역지 밸브(17)가 닫히며, 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 전에는, 피스톤 하부실(2B)의 유체가 실린더 상부실(2A)로 유입되어, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 내에 침입한 만큼의 유체가 실린더 상부실(2A)로부터 상기 신장 행정시와 같은 경로를 지나 리저버(4)로 흐른다. 한편, 실린더 하부실(2B) 내의 압력이 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(18)가 열려, 실린더 하부실(2B)의 압력을 리저버(4)로 릴리프하도록 함으로써, 실린더 하부실(2B)의 과도한 압력 상승을 방지한다.

이로써, 피스톤 로드(6)의 신축 행정시 모두, 감쇠력 발생 기구(25)에 있어서, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(47)의 밸브 개방 전(피스톤 속도 저속 영역)에 있어서는, 고정 오리피스(50) 및 파일럿 밸브(28)의 밸브체(58)의 밸브 개방 압력에 의해서 감쇠력이 발생하고, 디스크 밸브(47)의 밸브 개방 후(피스톤 속도 고속 영역)에 있어서는, 그 개방도에 따라서 감쇠력이 발생한다. 그리고, 코일(59)에의 통전 전류에 의해서 파일럿 밸브(28)의 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 피스톤 속도에 관계없이 감쇠력을 직접 제어할 수 있다. 이 때, 파일럿 밸브(28)의 밸브 개방 압력에 의해서, 그 상류측의 통로(49)에 연통하는 파일럿실(51)의 내압이 변화되어, 파일럿실(51)의 내압은 디스크 밸브(47)의 밸브 폐쇄 방향으로 작용하기 때문에, 파일럿 밸브(28)의 밸브 개방 압력을 제어함으로써, 디스크 밸브(47)의 밸브 개방 압력을 동시에 조정할 수 있고, 이로써, 감쇠력 특성의 조정 범위를 넓게 할 수 있다.

또한, 코일(59)에의 통전 전류를 작게 하여 플런저(62)의 추진력을 작게 하면, 파일럿 밸브(28)의 밸브 개방 압력이 저하하여, 소프트측의 감쇠력이 발생하고, 통전 전류를 크게 하여 플런저(62)의 추진력을 크게 하면, 파일럿 밸브(28)의 밸브 개방 압력이 상승하여, 하드측의 감쇠력이 발생하기 때문에, 일반적으로 사용 빈도가 높은 소프트측의 감쇠력을 저전류로 발생시킬 수 있어, 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

코일(59)의 단선, 차재 컨트롤러의 고장 등에 의한 페일의 발생에 의해, 플런저(62)의 추진력을 잃어버린 경우에는, 밸브 스프링(67)의 스프링력에 의해서 밸브체(58)가 후퇴하고, 포트(52)가 열려, 밸브체(58)의 시트 디스크(68)가 페일 디스크(70)에 접촉하여, 밸브실(54) 내의 포트(52)와 통로(55) 사이의 유로를 닫는다. 이 상태에서는, 밸브실(54) 내에 있어서의 포트(52)에서 통로(55)로의 유체의 흐름은, 페일 밸브(29), 즉 오리피스(68A) 및 페일 디스크(70)에 의해서 제어되게 되기 때문에, 오리피스(68A)의 유로 면적 및 페일 디스크(70)의 밸브 개방 압력의 설정에 의해서 원하는 감쇠력을 발생시키고, 파일럿실(51)의 내압, 즉 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 조정할 수 있다. 그 결과, 페일일 때라도 적절한 감쇠력을 얻을 수 있다.

이와 같이, 통전시의 유체 통로와 페일시의 유체 통로를 공통화(직렬화)하고 있기 때문에, 구조를 간단하게 할 수 있고, 또한 스페이스 효율을 높일 수 있다. 더욱이, 페일 디스크(70)가 디스크 밸브이기 때문에, 예컨대 볼 밸브를 이용한 구성과 비교하여, 디스크 밸브와 밸브체의 끝에 의해 페일시의 통로를 개폐하고 있기 때문에, 생산성, 조립성을 높일 수 있다. 또한, 코일(59)에의 저전류의 통전에 의해, 일반적으로 사용 빈도가 높은 소프트측의 감쇠력을 얻을 수 있기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있고, 또한, 비통전시에는, 페일 밸브(29)에 의해서 소프트측보다도 큰 적절한 감쇠력을 얻을 수 있기 때문에, 차량의 조종 안정성을 확보하여, 페일 세이프를 실현할 수 있고, 또한, 하드측 고정에 의한 차체에의 진동 입력의 증대 등의 폐해를 방지할 수 있다.

이어서, 파일럿실(51)에 마련된 가요성 디스크 부재(53) 및 체적 보상실(83)의 작용에 관해서 설명한다. 디스크 밸브(47)가 밸브 개방했을 때, 파일럿실(51)의 용적 감소에 대하여, 가요성 디스크 부재(53)가 체적 보상실(83)측으로 휘어 파일럿실(51)의 용적을 보상함으로써, 파일럿실(51) 내의 압력의 과도한 상승을 억제한다. 이 때, 체적 보상실(83)의 용적이 감소한 만큼의 오일액이 연통로(87)를 지나 밸브실(54)측으로 배출된다. 파일럿실(51) 내의 압력의 과도한 상승은 파일럿 밸브(28)의 작동에 영향을 줘 파일럿 밸브(28)의 작동을 불안정하게 하고, 또한, 파일럿 밸브(28)의 작동 불안정은, 파일럿실(51)의 압력 불안정 즉 디스크 밸브(47)의 불안정으로 연결되기 때문에, 파일럿실(51) 내의 압력의 과도한 상승을 억제함으로써, 이들 악영향의 상호 작용을 억제할 수 있어, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

가요성 디스크 부재(53)는 시트 부재(53A, 53B, 53C)를 겹친 적층 구조로 되어 있기 때문에, 그 휨에 대하여, 시트 부재(53A, 53B, 53C) 사이의 마찰에 의한 감쇠력이 작용하기 때문에, 이상(異常) 진동을 억제하여 작동의 안정화를 도모할 수 있다.

파일럿실(51) 안은 오일액의 흐름이 생기지 않기 때문에, 기포가 체류하기 쉽게 되어 있다. 일반적으로, 완충기에서는, 기포가 체류하기 쉬운 부분에 대하여, 그 케이싱의 상부에 오리피스 통로를 형성하여, 기포를 리저버로 배출하는 구조가 채용되어 있다(예컨대 특허문헌 2 참조). 이에 대하여, 본 실시형태에서는, 디스크 밸브(47)의 개폐시에, 파일럿실(51)과 체적 보상실(83) 사이에 약간의 오일액의 흐름이 생기고, 이로써, 파일럿실(51) 내의 기포를 가요성 디스크 부재(53)의 시트 부재(53A)의 노치(86)를 통해 체적 보상실(83)로 이동시켜, 연통로(87)를 통해 밸브실(54)측으로 배출할 수 있다. 이로써, 파일럿 밸브 부재(34)에 구멍을 뚫는 가공을 하지 않고, 시트 부재(53A)에 노치(86)를 형성하는 것만으로, 파일럿실(51)로부터 기포를 배출할 수 있다.

한편, 시트 부재(53A)의 노치(86)를 생략하거나 혹은 시트 부재(53A)를 생략하여, 가요성 디스크 부재(53)와 시트부(81)와의 접촉부를 통해서 파일럿실(51)에서 체적 보상실(83)로 기포를 이동시키도록 하더라도 좋다[가요성 디스크 부재(53)와 시트부(81)와의 접촉부는, 액체에 대해서는 충분한 시일성을 갖지만, 기체에 대해서는 어느 정도의 투과성을 갖는 배기 유로로 됨].

상기 실시형태에서는, 파일럿실(51)의 내압을 제어하는 파일럿 밸브(28)는, 솔레노이드 액츄에이터(S)에 의해서 내압을 제어하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 파일럿 유로의 유로 면적을 액츄에이터에 의해 제어하는 제어 밸브라도 좋으며, 또한, 단순히 액츄에이터를 두지 않고, 디스크 밸브 등의 스프링 수단에 의해서 소정 압력으로 밸브 개방하는 제어 밸브라도 좋다.

또한, 상기 실시형태는, 감쇠력 발생 기구(25)를 실린더(2)의 측부에 배치한 예를 나타내고 있지만, 감쇠력 발생 기구는, 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 오일액의 흐름이 생기는 유로라면 다른 부위에 배치할 수도 있으며, 예컨대 피스톤부에 설치하더라도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는, 격벽 부재를 가요성 디스크 부재(53)로 한 예를 나타냈지만, 이에 한하지 않고, 휘지 않는 환상 디스크를 배면에서 스프링이나 고무로 누르는 구성이라도 좋다. 또한, 디스크 밸브(47)도 휘지 않는 밸브로 하고, 코일 스프링으로 압박하는 구성이라도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 상기 체적 보상실(83)을 연통로(87)를 통해 리저버(4)와 접속한 예를 나타냈만, 이에 한하지 않고, 가요성 디스크 부재(53)의 배면을 직접, 리저버나 하류측의 실(室)에 개방하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 상기 실시형태에서는 유압 완충기의 예를 나타냈지만, 유체는 오일에 한하지 않고, 물 등이라도 좋다.

1 : 감쇠력 조정식 완충기 2 : 실린더
5 : 피스톤 6 : 피스톤 로드
27 : 메인 밸브 28 : 파일럿 밸브
51 : 파일럿실 52 : 포트(파일럿 통로)
53 : 가요성 디스크 부재(격벽 부재) 55 : 통로
80 : 긴 구멍(도입 통로) 83 : 체적 보상실

Claims

유체가 봉입된 실린더와, 이 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼워진 피스톤과, 이 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 뻗어 나온 피스톤 로드와, 상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해서 생기는 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 이 메인 밸브에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 파일럿실과, 이 파일럿실에 유체를 도입하는 도입 통로와, 상기 파일럿실과 상기 메인 밸브의 하류측을 연통하는 파일럿 통로와, 이 파일럿 통로에 형성되어 상기 파일럿실의 유체를 배출하는 파일럿 밸브를 구비한 완충기에 있어서,
상기 파일럿실에 대하여 격벽 부재에 의해서 구획된 체적 보상실을 형성하고, 이 체적 보상실을 상기 메인 밸브의 하류측에 연통시킨 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 파일럿 밸브는, 솔레노이드 액츄에이터에 의해서 작동하는 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파일럿실은, 바닥을 지닌 원통형 케이스 부재에 의해서 형성되고, 상기 체적 보상실은, 상기 케이스 부재의 바닥부의 내주측 및 외주측으로 돌출된 적어도 2개의 환상(環狀) 시트부에 착좌하는 상기 격벽 부재인 가요성 디스크 부재에 의해서 구획되어, 상기 케이스 부재의 바닥부에 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제3항에 있어서, 상기 가요성 디스크 부재는, 내주측이 상기 내주측의 시트부에 의해서 클램프되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제3항에 있어서, 상기 가요성 디스크 부재의 휘어짐량을 제한하는 스토퍼가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제4항에 있어서, 상기 가요성 디스크 부재의 휘어짐량을 제한하는 스토퍼가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제3항에 있어서, 상기 파일럿실 내에 체류하는 기포를 상기 가요성 디스크 부재와 상기 외주측 시트부 사이를 통과시켜 상기 체적 보상실로 이동시키는 배기 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제4항에 있어서, 상기 파일럿실 내에 체류하는 기포를 상기 가요성 디스크 부재와 상기 외주측 시트부 사이를 통과시켜 상기 체적 보상실로 이동시키는 배기 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제5항에 있어서, 상기 파일럿실 내에 체류하는 기포를 상기 가요성 디스크 부재와 상기 외주측 시트부 사이를 통과시켜 상기 체적 보상실로 이동시키는 배기 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.