KR20110098630A

KR20110098630A - 완충기

Info

Publication number: KR20110098630A
Application number: KR1020110014599A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 아시바
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-09-01
Also published as: US20110209957A1; CN102168735A; JP2011179550A; DE102011004739A1

Abstract

본 발명은 완충기에 있어서, 감쇠력을 다단계로 하여 감쇠력 특성의 설정 자유도를 높이는 것을 목적으로 한다.
작동액을 봉입한 실린더에, 피스톤 로드(4)가 연결된 피스톤(3)을 삽입한다. 피스톤(3)의 하단면에 대략 원형의 외측 시트(14), 내측 시트(15), 디스크 지지부(16) 및 노치(31)를 갖는 중간 시트(30)를 돌출시킨다. 디스크 지지부(16)의 돌출 높이를 외측 시트(14)보다 낮게 하고, 내측 시트(15)의 돌출 높이 이상으로 하며, 중간 시트의 돌출 높이를 외측 시트(14)보다 낮게 하고, 디스크 지지부(16) 이상으로 하며, 이들에 디스크 밸브(17)를 착좌시켜 내측 시트(14)로 클램프한다. 디스크 밸브(17)가 개방할 때, 대직경 디스크(17A)는, 제1 중직경 디스크(17B)를 지점으로 하여 외주측이 휘며, 계속해서, 제2 중직경 디스크(17C)를 지점으로 하여 휘고, 또한 소직경 디스크(17D)를 지점으로 하여 휘기 때문에, 다단계로 유로가 증대되어, 감쇠력 특성을 다단계로 변화시킬 수 있다.

Description

완충기{BUFFER}

본 발명은 유체압을 이용하는 완충기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 등의 차량의 현가 장치에 장착되는 통형의 유압 완충기는, 작동액이 봉입된 실린더 안에 피스톤 로드가 연결된 피스톤이 미끄럼 이동할 수 있게 설치되고, 피스톤부에 오리피스 및 디스크 밸브 등으로 이루어지는 감쇠력 발생 기구가 설치된 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 피스톤 로드의 신축에 수반하는 실린더 안의 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 생기는 작동액의 흐름을 오리피스 및 디스크 밸브에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시킨다.

그리고, 피스톤 속도 저속 영역에서는, 오리피스에 의해, 감쇠력이 피스톤 속도의 2승에 대략 비례하는 오리피스 특성의 감쇠력을 발생시키고, 피스톤 속도 고속 영역에서는, 디스크 밸브가 휘어 개방됨으로써, 감쇠력이 피스톤 속도에 대략 비례하는 밸브 특성의 감쇠력을 발생시킨다. 종래의 이 종류의 유압 완충기에서는, 피스톤 속도 저속 영역에 대해서는 오리피스 면적에 의해, 디스크 밸브 개방 후의 중속 영역에 대해서는 디스크 밸브 개방 후의 휨 강성에 의해, 또한 고속 영역에 대해서는, 디스크 밸브 개방 후의 유로 면적에 의해, 감쇠력 특성을 설정할 수 있다.

또한, 특허문헌 1에는, 피스톤의 단부면에 돌출시킨 내외 2중의 환상 시트부에 디스크 밸브를 착좌시키고, 피스톤을 관통하는 통로를 내측의 환상 시트부의 내주측에 개구시키며, 내측의 환상 시트에 노치를 형성한 구조의 유압 완충기가 기재되어 있다. 이 유압 완충기에서는, 피스톤 속도 저속 영역에서는, 디스크 밸브가 외측의 환상 시트부로부터 리프트되어 내측의 환상 시트부의 노치의 유로 면적에 의해 감쇠력을 발생시키고, 피스톤 속도가 상승하면 디스크 밸브가 더 내측의 시트부로부터 리프트되어 유로를 확대하여 감쇠력을 발생시키는 것에 의해, 감쇠력 특성을 다단계로 변화시킬 수 있다.

특허문헌 1: 일본 실용 공개 평2-136831호 공보

이와 같이, 완충기에서는, 오리피스, 디스크 밸브를 적절하게 조합하여 다단계로 감쇠력을 발생시키는 등, 감쇠력 특성의 설정 자유도를 높여 원하는 감쇠력 특성이 얻어지도록 하는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은, 다단계로 감쇠력 특성을 변화시키는 것에 의해, 감쇠력 특성의 설정 자유도를 높이도록 한 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 완충기는, 작동 유체가 봉입된 실린더와, 상기 실린더에 미끄럼 이동할 수 있게 삽입되고 상기 실린더의 내부를 2실로 구획하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 외부에 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 작동 유체가 흐르는 통로와, 상기 통로의 일부에 설치되고 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구를 포함하고, 상기 감쇠력 발생 기구는, 상기 통로가 그 내부를 관통하는 밸브 본체와, 상기 밸브 본체에 상기 통로의 개구부를 둘러싸도록 돌출된 대략 원형의 외측 시트와, 상기 외측 시트의 내측에 돌출되고, 상기 외측 시트보다 돌출 높이가 낮은 내측 시트와, 상기 외측 시트와 상기 내측 시트 사이에 돌출되며, 그 돌출 높이가 상기 외측 시트보다 낮고, 상기 내측 시트 이상인 디스크 지지부와, 상기 외측 시트와 상기 디스크 지지부 사이에 설치되고 상기 통로의 개구부를 둘러싸도록 돌출되며, 그 돌출 높이가 상기 외측 시트보다 낮고, 상기 디스크 지지부 이상인 대략 원형의 중간 시트와, 상기 중간 시트에 형성된 노치와, 상기 내측 시트에 클램프되고 상기 외측 시트 및 상기 중간 시트에 착좌되고 상기 디스크 지지부에 접촉하는 제1 디스크와, 상기 제1 디스크 위에 적층되고 상기 외측 시트보다 소직경이고 상기 중간 시트보다 대직경인 제2 디스크와, 상기 제2 디스크 위에 적층되고 상기 중간 시트보다 소직경인 제3 디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 완충기에 의하면, 다단계로 감쇠력 특성을 변화시킬 수 있어, 감쇠력 특성의 설정 자유도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 완충기의 주요부인 피스톤부를 확대하여 도시하는 종단면도.
도 2는 도 1에 도시하는 완충기의 피스톤의 하면도.
도 3은 도 1에 도시하는 완충기의 종단면도.
도 4는 도 1에 도시하는 완충기의 피스톤의 디스크 지지부를 확대하여 도시하는 종단면도.
도 5는 도 1에 도시하는 완충기의 감쇠력 특성을 도시하는 그래프도.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 본 실시형태에 따른 완충기의 전체 도면을 도 3에 도시하고, 그 주요부인 피스톤부를 도 1에 확대하여 도시한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기(1)는, 자동차의 서스펜션 장치에 장착되는 단통식의 유압 완충기로서, 작동 유체로서 작동액이 봉입된 실린더(2) 안에 본 발명에 이용하는 밸브 본체로서 기능하는 피스톤(3)이 미끄럼 이동할 수 있게 설치되어 있다. 피스톤 로드(4)는 실린더(2)의 단부에 설치된 로드 가이드(6) 및 오일 시일(7)을 포함하는 밀봉 수단을 관통하여 외부에 연장되어 있고, 피스톤 로드(4)의 일단은 실린더(2)의 외부에서 차체에 연결된다. 한편, 피스톤 로드(4)의 타단에는, 실린더(2)의 내부에서 피스톤(3)이 너트(5)에 의해 연결되어 있다. 실린더(2)의 내부는, 피스톤(3)에 의해 실린더 상부실(2A)과 실린더 하부실(2B)의 2실로 나뉘어져 있다. 실린더(2)의 바닥부측에는, 프리 피스톤(8)이 미끄럼 이동할 수 있게 설치되어 가스실(9)이 형성되어 있고, 가스실(9) 안에 봉입된 고압 가스의 압축 팽창에 의해 피스톤 로드(4)의 신축에 수반하는 실린더 상부실 및 하부실(2A, 2B) 안의 용적 변화를 허용한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 피스톤(3)은, 축방향을 따라 복수개로 분할되어 있고, 본 실시형태에서는 2개로 분할된 분할 구조로 되어 있다. 분할 구조의 피스톤(3)의 한 쪽은 피스톤 절반체(3A)이고, 다른 쪽은 피스톤 절반체(3B)이다. 이들의 피스톤 절반체들(3A, 3B)을 일체로 결합한 피스톤(3)에는, 실린더 상부실 및 하부실(2A, 2B) 사이를 연통시키기 위한 신장측 통로(10) 및 수축측 통로(11)가 축방향으로 관통되어 있다. 신장측 통로(10)는, 피스톤(3)의 상단면의 외주부에 개구하는 복수의 개구부(10A)를 갖고 있다. 이 개구부(10A)는, 본 실시형태에서는, 후술하는 도 2에 도시하는 개구부(11A)와 대략 동일한 직사각형이고, 원주 방향을 따라 대략 등간격으로 5개 배치되어 있다. 신장측 통로(10)는, 피스톤(3)의 하단면에, 개구부(10A) 및 후술하는 수축측 통로(11)의 개구부(11A)에 대하여 반경 방향에서 중앙으로부터의 부위에 개구하는 복수의 개구부(10B)를 갖고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 개구부(10B)는 원형이고, 원주 방향을 따라 대략 등간격으로 5개 배치되어 있다.

또한, 수축측 통로(11)는, 피스톤(3)의 하단면의 외주부에 개구되는 복수의 개구부(11A)를 갖고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 개구부(11A)는 직사각형이고, 원주 방향을 따라 등간격으로 5개 배치되어 있다. 수축측 통로(11)는, 피스톤(3)의 상단면에, 개구부(11A) 및 신장측 통로(10)의 개구부(10A)에 대하여 반경 방향에서 중앙으로부터의 부위에 개구하는 복수의 개구부(11B)를 갖고 있다. 이 개구부(11B)는, 본 실시형태에서는, 도 2에 도시하는 개구부(10B)와 같이, 원형이고, 원주 방향을 따라 대략 등간격으로 5개 배치되어 있다. 또한, 개구부(10A 및 11A)는 원호형으로 하여도 좋다.

피스톤(3)의 하단부 및 상단부에는, 실린더(2) 안의 피스톤(3)의 미끄럼 이동에 의해 신장측 통로(10) 및 수축측 통로(11)에 생기는 작동액의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 신장측 감쇠력 발생 기구(12) 및 수축측 감쇠력 발생 기구(13)가 설치되어 있다. 그리고, 밸브 본체인 피스톤(3)과 신장측 및 수축측 감쇠력 발생 기구(12, 13)에 의해, 작동액의 유로 면적을 조정하여 작동액의 흐름을 제어함으로써 감쇠력을 발생시킨다.

신장측 감쇠력 발생 기구(12)에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 피스톤(3)의 하단면에는, 수축측 통로(11)의 개구부(11A)의 내주측에 인접하여, 신장측 통로(10)의 개구부(10B)를 둘러싸도록 대략 원형의 외측 시트(14)가 도 1에서의 아래쪽으로 돌출되어 있다. 여기서, 「대략 원형」이란, 후술하는 디스크 밸브(17)가 클램프된 상태로 외측 시트(14)의 전체 둘레에 걸쳐 착좌할 수 있는, 원 또는 원에 가까운 형상을 말하고, 예컨대 이심률이 작은 타원이어도 좋다. 신장측 통로(10)의 개구부(10B)의 내주측에는, 외측 시트(14)와 동심인 대략 원형의 내측 시트(15)가 도 1에서의 아래쪽으로 돌출되어 있다. 내측 시트(15)는, 피스톤 로드(4) 선단의 소직경부(4A)가 삽입되는 피스톤(3)의 중앙 개구(3C) 주위에 형성되어 있다. 또한, 외측 시트(14)와 내측 시트(15) 사이에는, 디스크 지지부(16)가 도 1에서의 아래쪽으로 돌출되어 있다. 그리고, 외측 시트(14), 내측 시트(15) 및 디스크 지지부(16)의 돌출 높이는, 외측 시트(14)는 디스크 지지부(16)보다 높고, 내측 시트(15)는 디스크 지지부(16)의 돌출 높이 이하로 되어 있다.

본 실시형태에서는, 디스크 지지부(16)는, 신장측 통로(10)의 개구부(10B) 사이에, 복수, 즉 개구부(10B)와 같은 수인 5개가 대략 등간격으로 방사상으로 배치되고, 그 내주부가 내측 시트(15)와 연속되도록 일체로 형성되어 있다. 디스크 지지부(16)는, 대략 동일한 폭으로 복수의 개구부(10B)보다 피스톤(3)의 직경 방향 외측까지 연장되어 있다.

피스톤(3)의 직경 방향에서 디스크 지지부(16)와 외측 시트(14) 사이에, 신장측 통로(10)의 5개의 개구부(10B)를 둘러싸도록, 대략 원형의 중간 시트(30)가 도 1에서의 아래쪽으로 돌출되어 있다. 중간 시트(30)의 돌출 높이는, 외측 시트(14)의 돌출 높이보다 낮고, 내측 시트(15)의 돌출 높이 이상으로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 중간 시트(30)는 방사상으로 연장되는 디스크 지지부(16)의 직경 방향 외측의 단부와 연속되도록 일체로 형성되어 있다.

중간 시트(30)에는 노치(31)가 형성되고, 중간 시트(30)에 후술의 디스크 밸브(17)가 착좌된 상태로, 외측 시트(14)와 중간 시트(30) 사이에 형성되는 환상의 실과, 신장측 통로(10)의 개구부(10B)가 노치(31)를 통해 정해진 유로 면적을 가지며 연통하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는, 노치(31)는, 신장측 통로(10)의 개구부(10B)와 동일한 원주 방향 위치에 5개 설치되어 있다. 노치(31)의 위치, 수, 크기, 형상은 원하는 유로 면적에 따라 적절하게 설정할 수 있다.

디스크 지지부(16)의 돌출 높이는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 내측 시트(15)에 연속되는 내주부가 내측 시트(15)와 동일한 높이로, 외주측의 부위가 서서히 높아지고, 중간 시트(30)에 연속되는 외주측 단부가 중간 시트(30)와 동일한 높이가 되도록 테이퍼형으로 형성되어 있다. 또한, 이 테이퍼형이란, 도 4에 도시하는 예에서는, 오목면으로 되어 있지만, 단면이 직선이 되는 원뿔면으로 하여도 좋다. 볼록면으로 할 수도 있지만, 그 경우는, 후술하는 디스크 밸브(17)의 외주측이 볼록면으로부터 뜨기 쉬워지기(잘 접촉되지 않기) 때문에, 원뿔면보다 효과가 낮아진다.

외측 시트(14), 내측 시트(15), 디스크 지지부(16) 및 중간 시트(30)에는, 복수 적층된 원판형의 디스크로 이루어지는 디스크 밸브(17)가 접촉, 착좌되어 있고, 디스크 밸브(17)의 내주부는, 너트(5)의 체결에 의해 리테이너(18) 및 스페이서(19)를 통해 내측 시트(15)에 압박되어 클램프되어 있다. 이 때, 디스크 밸브(17)는, 외측 시트(14), 내측 시트(15), 디스크 지지부(16) 및 중간 시트(30)와의 접촉부의 돌출 높이의 차에 의해 초기 휨으로, 이들에 압박되어 있다.

디스크 밸브(17)는, 외측 시트(14), 내측 시트(15), 디스크 지지부(16) 및 중간 시트(30)에 접촉, 착좌하는 대직경 디스크(17A)(제1 디스크)와, 그 위에 적층되고, 외측 시트(14)보다 소직경이고, 중간 시트(30)보다 대직경인 제1 중직경 디스크(17B)(제2 디스크)와, 제1 중직경 디스크(17B) 위에 적층되며, 중간 시트(30)보다 소직경인 제2 중직경 디스크(17C)(제3 디스크)와, 제2 중직경 디스크(17C) 위에 적층되고, 이보다 소직경인 소직경 디스크(17D)(제4 디스크)로 구성되어 있다. 리테이너(18)는, 소직경 디스크(17D)보다 소직경으로 되어 있다. 외측 시트(14)에 착좌되는 대직경 디스크(17A)의 외주부에는, 신장측 통로(10)와 실린더 하부실(2B)을 항상 연통시키는 오리피스(17E)를 구성하는 노치가 형성되어 있다. 오리피스(17E)의 유로 면적은, 노치(31)의 유로 면적보다 작다. 오리피스(17E)를 형성하는 노치는 대직경 디스크(17A) 대신에 외측 시트(14)에 코이닝 등의 수단에 의해 설치하여도 좋다.

수축측 감쇠력 발생 기구(13)는, 전술한 신장측 감쇠력 발생 기구(12)와 같이, 피스톤(3)의 상단면에, 대략 원형의 외측 시트(20), 내측 시트(21), 방사상의 디스크 지지부(22) 및 중간 시트(32)가 돌출되고, 이들에 대직경 디스크(23A)(제1 디스크), 대직경 디스크(23A)보다 소직경이고 중간 시트(32)보다 대직경인 제1 중직경 디스크(23B)(제2 디스크), 제1 중직경 디스크(23B) 위에 적층되고 중간 시트(32)보다 소직경인 제2 중직경 디스크(23C)(제3 디스크) 및 제2 중직경 디스크(23C)보다 소직경인 소직경 디스크(23D)(제4 디스크)를 적층한 디스크 밸브(23)가 접촉, 착좌되며, 그 내주부가 너트(5)의 체결에 의해, 리테이너(24) 및 스페이서(25)를 통해 내측 시트(21)에 압박되어 클램프되어 있다. 리테이너(24)는, 소직경 디스크(23D)보다 소직경으로 되어 있다. 중간 시트(32)에는, 노치(33)가 형성되어 있다. 그리고, 디스크 밸브(23)는, 외측 시트(20), 내측 시트(21), 디스크 지지부(22) 및 중간 시트(32)의 돌출 높이의 차(외측 시트>중간 시트≥디스크 지지부≥내측 시트)에 의해 초기 휨으로, 이들에 압박되어 있다. 외측 시트(20)에 착좌되는 대직경 디스크(23A)의 외주부에는, 수축측 통로(11)와 실린더 상부실(2A)을 항상 연통시키는 오리피스(23E)를 구성하는 노치가 형성되어 있다. 오리피스(23E)의 유로 면적은, 노치(33)의 유로 면적보다 작다. 오리피스(23E)를 형성하는 노치는 대직경 디스크(23A) 대신에 외측 시트(20)에 설치하여도 좋다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 작용에 대해서 다음에 설명한다. 피스톤 로드(4)의 신장 스트로크(stroke) 시에는, 실린더(2) 안의 피스톤(3)의 미끄럼 이동에 의해, 실린더 상부실(2A)측의 작동액이 가압되고, 주로 신장측 통로(10)를 통과하여 실린더 하부실(2B)측에 흐르며, 신장측 감쇠력 발생 기구(12)에 의해 감쇠력이 발생한다.

그리고, 피스톤 속도 저속 영역에서는, 디스크 밸브(17)의 오리피스(17E)에 의해 오리피스 특성의 감쇠력이 발생한다. 이 때, 가압된 실린더 상부실(2A)측의 작동액의 압력은, 디스크 밸브(17)의 개방 압력에 도달해 있지 않고, 디스크 밸브(17)는 개방되지 않는다. 오리피스(17E)에 의한 감쇠력 특성을 도 5중에 곡선 B로 도시한다.

피스톤 속도가 상승하여 중속 영역으로 이행하면, 가압된 실린더 상부실(2A)측의 작동액의 압력이 디스크 밸브(17)의 개방압에 도달하고, 디스크 밸브(17)가 개방되어 밸브 특성의 감쇠력이 발생한다. 이 때, 대직경 디스크(17A)는, 내주측으로부터 외주측에 걸쳐 서서히 돌출 높이가 커지는 디스크 지지부(16), 중간 시트(30) 및 가장 돌출 높이가 높은 외측 시트부(14)에, 대직경 디스크(17A) 자체의 스프링력에 추가로, 제1, 제2 중직경 디스크(17B, 17C), 소직경 디스크(17D)의 스프링력에 의해 초기 휨으로 압박되어 있고, 외주측이 내주측보다 휘기 쉽게 되어 있다.

이것에 의해, 대직경 디스크(17A)는, 실린더 상부실(2A)측의 압력의 상승에 따라, 우선 제1 중직경 디스크(17B)의 외주부를 지점으로 하여, 중간 시트(30)에 착좌된 상태로 그 외주측이 휘어 외측 시트(14)로부터 분리된다. 이 상태에서는, 작동 유체는 중간 시트(30)의 노치(31)를 통해 흐르고, 그 유로 면적에 따른 유통 저항을 받는다. 또한, 피스톤 속도가 상승하여 중간 시트(30)의 내주측의 압력이 더 높아지면, 제2 중직경 디스크(17C)의 외주부를 지점으로 하여, 제1 중직경 디스크(17B)와 함께 더 휘어 중간 시트(30)로부터 분리되고, 계속해서, 소직경 디스크(17D)의 외주부를 지점으로 하여, 제1 및 제2 중직경 디스크(17B, 17C)와 함께 휘며, 또한 스페이서(18)를 지점으로 하여 제1, 제2 중직경 디스크(17B, 17C) 및 소직경 디스크(17D)와 함께 휘어 개방한다.

그 결과, 신장측 통로(10)로부터 실린더 하부실(2B)로의 유로 면적이 다단계로 증대되어, 도 5중에 실선으로 도시하는 바와 같은 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 도 5중 곡선 B는, 오리피스 특성을 나타내고, 곡선 C1, C2, C3 및 C4는 각각, 대직경 디스크(17A)가 제1 중직경 디스크(17B), 제2 중직경 디스크(17C), 소직경 디스크(17D) 및 스페이서(18)를 지점으로서 휘었을 때의 밸브 특성을 나타내고 있다. 이와 같이, 오리피스 특성(곡선)으로부터 밸브 특성(곡선 C1∼C4)으로의 이행을 순조롭게 행할 수 있어, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다. 또한, 도 5중 파선은, 상기 실시형태에 있어서, 중간 시트(30)를 설치하지 않는 경우의 감쇠력 특성을 나타내고 있고, 중간 시트(30)를 설치하는 것에 의해, 오리피스 특성으로부터 밸브 특성으로의 이행이 매끄럽고, 명확해져 있는 것을 알 수 있다.

한편, 피스톤 로드(4)의 수축 스트로크 시에는, 실린더(2) 안의 피스톤(3)의 미끄럼 이동에 의해, 실린더 하부실(2B)측의 작동액이 가압되고, 주로 수축측 통로(11)를 통과하여 실린더 상부실(2A)측에 흐르며, 수축측 감쇠력 발생 기구(13)에 의해 감쇠력이 발생한다.

그리고, 전술한 신장 스트로크 시의 경우와 같이, 피스톤 속도 저속 영역에서는, 디스크 밸브(23)의 오리피스(23E)에 의해 오리피스 특성의 감쇠력이 발생하고, 피스톤 속도가 중속 영역으로 이행되어 실린더 하부실(2A)측의 작동액의 압력이 디스크 밸브(23)의 개방 압력에 도달하면, 디스크 밸브(23)가 휘어 개방되어 밸브 특성의 감쇠력이 발생한다.

이 때, 외측 시트(20), 내측 시트(21), 중간 시트(32) 및 디스크 지지부(22)의 돌출 높이의 차, 및 대직경 디스크(23A), 제1 중직경 디스크(23B), 제2 중직경 디스크(23C) 및 소직경 디스크(23D)를 적층한 디스크 밸브(23)에 의해, 수축측 통로(11)로부터 실린더 상부실(2A)로의 유로 면적이 다단계로 증대되기 때문에, 전술한 신장 스트로크와 같이, 오리피스 특성으로부터 밸브 특성으로의 이행을 매끄럽고, 명확하게 행할 수 있어, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는, 외측 시트(14, 20)를 대략 원형으로 하고 있기 때문에, 오리피스(17E, 23E)를 형성하는 대직경 디스크(17A, 23A)의 노치는, 원주 방향의 어느 위치에 배치하여도 좋기 때문에, 대직경 디스크(17A, 23A)의 피스톤(3)에의 조립시에 원주 방향의 위치 맞춤이 불필요하며, 조립성에 우수하다.

또한, 본 실시형태에서는 디스크 지지부를 테이퍼형(직경 방향 외측으로 감에 따라 경사지는 오목 곡면)으로 하고 있기 때문에, 내측 시트, 디스크 지지부, 중간 시트, 외측 시트 사이에서 단차를 발생시키지 않고, 단차와 디스크 밸브의 간극으로부터 유체가 새는 것에 의해 감쇠력을 원하는 특성으로 하기 어렵다라는 문제를 잘 발생시키지 않는다.

또한, 본 실시형태에서는, 디스크 밸브(23)는 외측 시트(20), 내측 시트(21), 디스크 지지부(22) 및 중간 시트(32)의 돌출 높이의 차(외측 시트>중간 시트≥디스크 지지부≥내측 시트)에 의해 초기 휨으로, 이들에 압박되어 있다. 이 초기 휨에 의해 디스크 밸브에 세트 하중을 부여하고 있기 때문에, 디스크 밸브를 몇개 중첩하여 디스크 밸브의 개방 감쇠를 높이지 않아도 좋다. 이것에 의해, 부품 개수를 줄일 수 있게 되어, 제작성, 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 디스크 밸브(17, 23)는, 대직경 디스크(17A, 23A), 제1 중직경 디스크(17B, 23B), 제2 중직경 디스크(17C, 23C) 및 소직경 디스크(17D, 23D)의 직경이 상이한 4조의 디스크로 구성되어 있지만, 이것에 한하지 않고, 내주측과 외주측의 휨 강성의 상위에 의해 개방시의 휘어짐량을 다단계로 변화시킬 수 있도록, 본 발명에 이용하는 제1 디스크, 제2 디스크 및 제3 디스크를 포함하는 3조 이상이면 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 디스크 지지부(16, 22)는 방사상으로 형성되고, 내측 시트(15, 21) 및 중간 시트(30, 32)에 연속되어 있지만, 중간 시트(30, 32)와 내측 시트(15, 21) 사이에 배치되며, 돌출 높이가, 중간 시트(30, 32)의 돌출 높이 이하이고, 내측 시트(15, 21)의 돌출 높이 이상으로서, 디스크 밸브(17, 23)를 지지하여 전술과 같이 단계적으로 개방시키는 것이면, 다른 형상이어도 좋다. 예컨대 분할되어 복수 배치된 것, 방사상으로 외주측의 폭이 좁은, 끝이 가늘어지는 형상 또는 내주측의 폭이 좁은 것으로 하여도 좋다. 또한, 디스크 지지부(16, 22)의 디스크 밸브(17, 23)와의 접촉부의 면적에 의해, 디스크 밸브(17, 23)의 통로(10, 11)에 대한 수압(受壓) 면적을 조정할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 실린더(2) 안에 프리 피스톤(8)에 의해 형성된 가스실(9)을 갖는 단통식의 완충기에 있어서, 피스톤(3)을 밸브 본체로 한 경우에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명은, 이것에 한하지 않고, 실린더의 바닥부에 베이스 밸브를 설치하고, 실린더실을 베이스 밸브를 통해 리저버에 접속한 복통식의 완충기에 있어서, 베이스 밸브를 밸브 본체로서 적용하여도 좋다. 또한 실린더 외부에 감쇠력 발생 기구를 배치한 완충기에서, 실린더 외부에 배치한 감쇠력 발생 기구에 밸브 본체를 설치하여도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 작동액의 흐름을 제어함으로써 감쇠력을 발생시키는 유압 완충기에 대해 설명하고 있지만, 본 발명은, 이것에 한하지 않고, 가스 등의 다른 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 완충기에도 적용할 수 있다. 또한, 감쇠력 특성의 안정성의 관점에서 작동 유체는, 작동액인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 외측 시트, 내측 시트, 디스크 지지부 및 중간 시트 등의 돌출부를 형 성형이나 절삭 등의 수단에 의해 일체로 형성하는 예를 나타냈지만, 예컨대 와셔 등을 적절하게 적층하여 돌출부를 형성하여도 좋다.

1: 완충기, 2: 실린더, 3: 피스톤(밸브 본체), 4: 피스톤 로드, 10: 신장측 통로(통로), 12: 신장측 감쇠력 발생 기구(감쇠력 발생 기구), 10B: 개구부, 14: 외측 시트, 15: 내측 시트, 16: 디스크 지지부, 17A: 대직경 디스크(제1 디스크), 17B: 제1 중직경 디스크(제2 디스크), 17C: 제2 중직경 디스크(제3 디스크), 30: 중간 시트, 31: 노치

Claims

작동 유체가 봉입된 실린더와,
상기 실린더에 미끄럼 이동할 수 있게 삽입되고 상기 실린더의 내부를 2실로 구획하는 피스톤과,
상기 피스톤에 연결되고, 상기 실린더의 외부에 연장되는 피스톤 로드와,
상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 작동 유체가 흐르는 통로와,
상기 통로의 일부에 설치되고, 작동 유체의 흐름을 규제하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구
를 포함하고,
상기 감쇠력 발생 기구는,
상기 통로가 그 내부를 관통하는 밸브 본체와, 상기 밸브 본체에 상기 통로의 개구부를 둘러싸도록 돌출된 원형의 외측 시트와,
상기 외측 시트의 내측에 돌출되고, 상기 외측 시트보다 돌출 높이가 낮은 내측 시트와,
상기 외측 시트와 상기 내측 시트 사이에 돌출되고, 그 돌출 높이가 상기 외측 시트보다 낮으며, 상기 내측 시트 이상인 디스크 지지부와,
상기 외측 시트와 상기 디스크 지지부 사이에 설치되고, 상기 통로의 개구부를 둘러싸도록 돌출되고, 그 돌출 높이가 상기 외측 시트보다 낮으며, 상기 디스크 지지부 이상인 원형의 중간 시트와,
상기 중간 시트에 형성된 노치와,
상기 내측 시트에 클램프되고, 상기 외측 시트 및 상기 중간 시트에 착좌되며, 상기 디스크 지지부에 접촉하는 제1 디스크와,
상기 제1 디스크 위에 적층되고, 상기 외측 시트보다 소직경이며, 상기 중간 시트보다 대직경인 제2 디스크와,
상기 제2 디스크 위에 적층되고, 상기 중간 시트보다 소직경인 제3 디스크
를 포함하는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 외측 시트 또는 상기 제1 디스크에 고정 오리피스가 마련되고, 상기 노치의 유로 면적은 상기 고정 오리피스의 유로 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 중간 시트와 상기 디스크 지지부와 상기 내측 시트는, 일체(一體)로 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 디스크 지지부는, 상기 내측 시트측으로부터 상기 외측 시트측을 향해 돌출 높이가 서서히 높아지는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제4항에 있어서, 상기 디스크 지지부는 오목 곡면인 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 제3 디스크는, 상기 내측 시트에 클램프되고, 상기 제3 디스크 위에 상기 제3 디스크보다 소직경인 제4 디스크가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제6항에 있어서, 상기 제4 디스크 위에 상기 제4 디스크보다 소직경인 리테이너가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 디스크 지지부는 방사상으로 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 외측 시트와, 상기 내측 시트와, 상기 디스크 지지부와, 상기 중간 시트는 형 성형에 의해 상기 밸브 본체에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 밸브 본체는 상기 피스톤인 것을 특징으로 하는 완충기.