KR20150113885A - 감쇠력 조정식 완충기 - Google Patents

감쇠력 조정식 완충기 Download PDF

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KR20150113885A
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슌스케 모리
?스케 모리
미키오 야마시타
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히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 작동 유체가 봉입되는 실린더(2)와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 피스톤(3)과, 상기 피스톤에 연결되는 피스톤 로드(4, 5)와, 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 발생되는 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구(9)를 포함하며, 상기 감쇠력 발생 기구는 파일럿형 감쇠 밸브(11)를 포함하고, 상기 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브체(18) 및 상기 파일럿실(22)을 형성하는 부재(14)를 포함하는 복수의 환형 부재(18, 14, 3)는 상기 복수의 환형 부재에 삽입 관통된 축형 부재(5)에 고정되고, 상기 환형 부재(18, 14, 3) 중 하나와 상기 축형 부재(5)의 사이에 공간(C)이 형성되며, 필터(35)와 고정 오리피스(36) 중 적어도 하나가 상기 공간 내에 배치되는 것인 감쇠력 조정식 완충기에 관한 것이다.

Description

감쇠력 조정식 완충기{DAMPING FORCE ADJUSTABLE DAMPER}
본 발명은, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여 유체의 유동을 제어함으로써 감쇠력을 발생시키고, 그 감쇠력을 조정 가능한 감쇠력 조정식 완충기에 관한 것이다.
자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 완충기는, 일반적으로 유체가 봉입된 실린더 내에 피스톤 로드가 연결된 피스톤을 슬라이딩 가능하게 끼우고, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 실린더 내의 피스톤의 슬라이딩에 의해 발생되는 유체의 유동을 오리피스, 디스크 밸브 등을 포함하는 감쇠력 발생 기구에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시키도록 되어 있다.
또한, 예컨대 2009-281584호 공보에 기재된 유압 완충기에서는, 감쇠력 발생 기구인 메인 디스크 밸브의 배후부에 배압실(파일럿실)을 형성하고, 유체를 고정 오리피스를 통해 배압실에 도입하여, 메인디스크 밸브에 대하여 배압실의 내압을 밸브 폐쇄 방향으로 작용시키고, 솔레노이드 밸브(파일럿 밸브)에 의해 배압실의 내압을 조정함으로써, 메인 디스크 밸브의 개방을 제어하도록 하고 있다. 이에 따라, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높일 수 있다.
상기와 같은 파일럿형의 감쇠력 조정식 완충기에서는, 고정 오리피스의 유로 면적이 상당히 작기 때문에, 오일액 중의 이물질을 포착하는 필터를 설치하여 고정 오리피스가 막히는 것을 방지하는 것이 요구된다. 이 경우, 필터를 배치하는 장소가 문제가 된다. 예컨대, 피스톤 로드의 외주부에 필터를 배치하고, 필터의 외주부에 피스톤 및 디스크 밸브를 배치한 경우, 디스크 밸브의 내경이 커지기 때문에, 디스크 밸브의 강성이 높아져 소프트측의 감쇠력이 높아져 버린다. 또한 강성을 낮추기 위해 디스크 밸브의 외경을 크게 하면, 감쇠력 조정식 완충기가 대형화하게 된다.
본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 파일럿형의 감쇠력 발생 기구를 구비한 감쇠력 조정식 완충기에 있어서, 필요한 감쇠력 특성의 조정 범위를 유지하고, 또한, 대형화하지 않으며, 파일럿실에 유체를 도입하는 고정 오리피스가 막히는 것을 방지하기 위한 필터를 배치할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 감쇠력 조정식 완충기는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 실린더 내에서의 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 발생되는 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구를 포함하고,
상기 감쇠력 발생 기구는 작동 유체의 압력을 받아 밸브를 개방하여 감쇠력을 발생시키고, 작동 유체를 파일럿실에 도입하여 상기 파일럿실의 내압에 의해 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿형 감쇠 밸브를 포함하며,
상기 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브체 및 상기 파일럿실을 형성하는 부재를 포함하는 복수의 환형 부재는 상기 복수의 환형 부재에 삽입 관통된 축형 부재에 고정되고, 상기 환형 부재 중 하나와 상기 축형 부재의 사이에 공간이 형성되며, 필터와 고정 오리피스 중 적어도 하나가 상기 공간 내에 배치되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부의 종단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 감쇠력 조정식 완충기의 주요부를 확대하여 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부를 확대하여 나타내는 종단면도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
본 발명의 제1 실시형태에 관해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 자동차의 서스펜션 장치에 장착되는 통형의 완충기로서, 작동 유체로서 오일액이 봉입된 실린더(2)와, 실린더(2) 내에 슬라이딩 가능하게 삽입되어 실린더(2) 내를 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B)의 2실로 구획하는 피스톤(3)과, 일단부가 피스톤(3)에 연결되고 타단부가 실린더(2)의 외부로 연장되는 피스톤 로드(4, 5)를 구비하고, 피스톤 로드(4, 5)의 신축, 즉 스트로크에 대하여 감쇠력을 발생시킨다. 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 실린더(2) 내에 프리피스톤(도시하지 않음)에 의해 가스실을 형성하거나, 혹은, 실린더(2)에 리저버(도시하지 않음)를 접속하여, 피스톤 로드(4, 5)의 스트로크에 따르는 실린더(2) 내의 용적 변화를 보상하고 있다.
피스톤 로드 본체(4)는, 소직경부(5A), 대직경부(5B) 및 소직경부(5A)보다 직경이 작은 선단부(5C)를 갖는 단차가 있는 원통형의 피스톤 볼트(5)를 통해 피스톤(3)에 결합되어 있다. 피스톤 볼트(5)는, 소직경부(5A)를 환형 부재인 피스톤(3)에 삽입하고, 그 선단부(5C)에 너트(6)를 나사 결합함으로써, 피스톤(3)에 고정되어 있다. 피스톤 로드 본체(4)는, 피스톤 볼트(5)의 대직경부(5B)에 나사 조임되어 피스톤 볼트(5)에 고정되어 있다. 피스톤 볼트(5)는, 피스톤 로드(4, 5)의 일부를 구성하는 축형 부재로 되어 있다.
피스톤(3)에는, 실린더 상하실(2A, 2B) 사이를 연통하는 복수의 통로(7, 8)(각 하나만이 도시되어 있음)가 관통하고 있다. 또한, 피스톤(3)에는, 피스톤 로드(4, 5)의 신장 행정시에 주로 통로(7)의 오일액의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 신장측 감쇠력 발생 기구(9), 및, 축소 행정시에 주로 통로(8)의 오일액의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 축소측 감쇠력 발생 기구(10)가 설치되어 있다.
신장측 감쇠력 발생 기구(9)는, 통로(7)의 오일액의 유동을 제어하는 파일럿형의 감쇠 밸브인 메인 밸브(11)와, 메인 밸브(11)의 개방을 제어하는 파일럿형의 제어 밸브(12)와, 제어 밸브(12)의 개방을 제어하는 솔레노이드 구동의 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(13)를 구비하고 있고, 피스톤(3), 피스톤 볼트(5)와 함께 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)에 부착된 메인 보디(14) 및 제어 보디(15)에 삽입되어 있다. 메인 보디(14) 및 제어 보디(15)는, 환형 부재이며, 피스톤(3)의 일단부(도 1에 있어서 하단부)에, 이 순서로 겹쳐서, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A) 및 선단부(5C)가 삽입 관통되어 너트(6)에 의해 피스톤 볼트(5)에 고정되어 있다.
피스톤(3)의 일단부에는, 복수의 통로(7)의 개구부의 외주측에 환형의 시트부(16)가 돌출되고, 내주측에 환형의 클램프부(17)가 돌출되어 있다. 시트부(16)에는, 메인 밸브(11)를 구성하는 디스크 밸브(18)의 외주부가 시팅되어 있다. 디스크 밸브(18)의 내주부는, 환형의 리테이너(19)와 함께, 클램프부(17)와 메인 보디(14) 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(18)의 배면측의 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어진 환형의 탄성 시일 부재(20)가 가황 접착 등의 고착 수단에 의해 고착되어 있다. 디스크 밸브(18)의 외주부에는, 절결에 의해 오리피스(18A)가 형성되어 있다. 디스크 밸브(18)는, 원하는 변형 특성을 얻을 수 있도록 적절하게 적층해도 좋다.
메인 보디(14)의 일단측에는 환형의 오목부(21)가 형성되고, 이 오목부(21) 내에 디스크 밸브(18)에 고착된 탄성 시일 부재(20)의 외주부가 슬라이딩 가능하게 또한 액체가 밀폐되도록 감합되어, 오목부(21) 내에 파일럿실(22)이 형성되어 있다. 디스크 밸브(18)는, 통로(7)측의 오일액의 압력을 받아 시트부(16)로부터 리프트되어 개방되어, 통로(7)를 실린더 하실(2B)에 직접 연통시킨다. 파일럿실(22)의 내압은, 디스크 밸브(18)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 작용한다. 파일럿실(22)은, 디스크 밸브(18)에 설치된 고정 오리피스(23)를 통해 통로(7)에 연통해 있다.
메인 보디(14)에는, 축방향으로 관통하여 일단이 파일럿실(22)에 연통하는 통로(24)가 원주 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 메인 보디(14)의 타단부에는, 복수의 통로(24)의 개구부의 외주측에 환형의 내측 시트부(25)가 돌출되고, 내측 시트부(25)의 외주측에 외측 시트부(26)가 돌출되고, 또한 복수의 통로(25)의 내주측에 환형의 클램프부(27)가 돌출되어 있다. 내측 및 외측 시트부(25, 26)에는, 제어 밸브(12)를 구성하는 디스크 밸브(28)가 시팅되어 있다. 디스크 밸브(28)의 내주부는, 와셔(29)와 함께, 클램프부(27)와 제어 보디(15) 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(28)의 배면측 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어진 환형의 탄성 시일 부재(30)가 가황 접착 등의 고착 수단에 의해 고착되어 있다. 디스크 밸브(28)는, 원하는 변형 특성을 얻을 수 있도록 가요성의 디스크형 밸브체가 적절하게 적층되어 있다.
제어 보디(15)에는 환형의 오목부(31)가 형성되고, 이 오목부(31) 내에 디스크 밸브(28)에 고착된 탄성 시일 부재(30)의 외주부가 슬라이딩 가능하게 또한 액체가 밀폐되도록 감합되어, 오목부(31) 내에 파일럿실(32)이 형성되어 있다. 디스크 밸브(28)는, 메인 밸브(11)의 파일럿실(22)에 연통하는 통로(24)측의 오일액의 압력을 받아 외측 및 내측 시트부(26, 25)로부터 순차적으로 리프트되어 개방되어, 통로(24)를 실린더 하실(2B)에 직접 연통시킨다. 파일럿실(32)의 내압은, 디스크 밸브(28)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 작용한다. 파일럿실(32)은, 와셔(29)에 설치된 절결(29A) 및 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 측벽에 설치된 통로(33)를 통해 소직경부(5A) 및 선단부(5C)의 통로(34)에 연통해 있다.
도 2를 참조하여, 소직경부(5A)가 삽입된 메인 보디(14)의 내주부와, 소직경부(5A)보다 직경이 작은 선단부(5C)의 외주부 사이에 환형의 공간(C)이 형성되어 있다. 제어 보디(15)는 선단부(5C)에 감합되고, 너트(6)는 선단부(5C)에 나사 결합되어 있다. 환형의 공간(C)에는, 소직경부(5A)측으로부터 순서대로, 환형의 필터 부재(35), 오리피스 부재(36), 스페이서(37) 및 시일 부재(38)가 감합되어 있다. 이들 필터 부재(35), 오리피스 부재(36), 스페이서(37) 및 시일 부재(38)는, 소직경부(5A)와 선단부(5C) 사이의 단차부와, 메인 보디(14)의 클램프부(27)로 클램프된 디스크 밸브(28)의 내주부 사이에서 축방향으로 고정되어 있다.
또한, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)의 외주면과 메인 보디(14)의 내주면 사이에는, 이들의 감합에 의해 간극이 형성되고, 이 간극에 의해 오일액의 통로(39)가 형성되어 있다. 또, 통로(39)는, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)의 외주면 및 메인 보디(14)의 내주면의 적어도 한쪽에 축방향의 홈을 형성하는 것에 의해 형성해도 좋다. 이 통로(39), 디스크 밸브(18) 및 리테이너(19)의 내주부에 형성된 절결(18B, 19A)에 의해, 피스톤(3)의 통로(7)와 공간(C)이 연통해 있다. 공간(C)은, 스페이서(37)에 대향하여 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 측벽을 관통하는 통로(40)에 의해 피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)에 연통해 있다.
오리피스 부재(36)에는 고정 오리피스(36A)가 설치되어 있다. 스페이서(37)에는, 고정 오리피스(36A)로부터 통로(40)에 오일액을 흘리기 위한 절결(37A)이 형성되어 있다. 필터(35)는, 통로(39)로부터 고정 오리피스(36A)로 흐르는 오일액 중의 이물질을 포착하여, 상당히 직경이 작은 고정 오리피스(36A)가 막히는 것을 방지하기 위한 것이다. 시일 부재(38)는, 메인 보디(14)의 내주면과, 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 외주면 사이를 시일하여, 통로(39, 40) 사이의 오일액의 유로를 형성하고 있다.
도 1을 참조하여, 솔레노이드 밸브인 파일럿 밸브(13)는, 피스톤 볼트(5)의 대직경부(5B)의 내부에 삽입되고, 피스톤 로드 본체(4)가 피스톤 볼트(5)에 나사 조임됨으로써 고정되어 있다. 파일럿 밸브(13)는, 단차가 있는 원통형으로 형성된 가이드 부재(41)를 구비하고, 가이드 부재(41)는, 일단측에 직경이 작은 포트 압입부(41A)를 가지며, 타단측에 직경이 작은 플런저 안내부(41B)를 가지며, 중간부에 대직경부(41C)를 갖는다. 가이드 부재(41)의 포트 압입부(41A) 내에는, 대략 원통형의 포트 부재(42)가 압입되어 고정되어 있다. 포트 압입부(41A)의 선단부에는, 환형의 리테이너(43) 및 O링(44)이 설치되고, O링(44)에 의해, 피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)와, 통로(34) 내에 삽입된 포트 부재(42)의 사이를 시일하고 있다. 포트 부재(42) 내의 통로(45)는, 피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)에 연통해 있다.
포트 부재(42)의 가이드 부재(41) 내에 압입된 단부에는, 통로(45)의 내경을 축소한 포트(46)가 형성되고, 포트(36)는, 가이드 부재(41) 내에 형성된 밸브 체스트(47) 내에 개구되어 있다. 밸브 체스트(47)는, 가이드 부재(41)의 포트 압입부(41A) 내에 형성된 축방향 홈(48), 스페이서(43)에 형성된 통로(43A), 피스톤 볼트(5)의 대직경부(5B)의 내주부와 가이드 부재(41)의 포트 압입부(41A)의 외주면 사이에 형성된 환형실(49), 환형실(49)로부터 피스톤 볼트(5)의 대직경부(5B)의 단부로 축방향을 따라서 연장되는 통로(50), 축소측 감쇠력 발생 기구(10)를 구성하는 디스크 밸브(51) 및 디스크 밸브(51)를 유지하는 리테이너(52)의 내주부에 형성된 절결(51A, 52A), 및 피스톤(3)의 통로(8)를 통해 실린더 하실(2B)에 연통해 있다.
가이드 부재(41)의 플런저 가이드부(41B) 내에는 플런저(53)가 삽입되고, 축방향을 따라서 슬라이딩 가능하게 안내되어 있다. 플런저(53)의 선단부에는, 끝이 뾰족한 형상의 밸브체(54)가 설치되고, 밸브체(54)는, 가이드 부재(41)의 밸브 체스트(47)에 삽입되어, 포트 부재(42)의 단부의 시트부(46A)와 분리 접촉하여 포트(46)를 개폐한다. 플런저(53)의 기단부에는 직경이 큰 전기자(55)가 설치되고, 전기자(55)는 플런저 가이드부(41B)의 외부에 배치되어 있다. 플런저 가이드부(41B)에는, 전기자(55)를 덮는 대략 바닥이 있는 원통형의 커버(56)가 부착되어 있고, 커버(56)는, 전기자(55)를 축방향을 따라서 이동 가능하게 안내하고 있다.
플런저 가이드부(41B) 및 커버(56)의 주위에는 코일(57)이 배치되어 있다. 코일(57)에 결선된 리드선(도시하지 않음)은, 중공의 피스톤 로드 본체(4) 내를 통과하여 피스톤 로드 본체(4)의 선단부로부터 외부로 연장되어 있다. 플런저(53)는, 포트 부재(42)와의 사이에 설치된 복귀 스프링(58)의 스프링력에 의해, 밸브체(54)가 시트부(46A)로부터 이격되어 포트(46)를 개방하는 밸브 개방 방향으로 압박되고 있고, 코일(57)에 대한 통전에 의해 추진력이 발생하여, 복귀 스프링(58)의 스프링력에 대항하여, 밸브체(54)가 시트부(46A)에 시팅하여 포트(46)를 폐쇄하는 밸브 폐쇄 방향으로 이동한다.
파일럿 밸브(13)는, 코일(57)과 함께 몰드되어 일체화된 플레이트(59)를, 피스톤 볼트(5)와, 피스톤 볼트(5)에 나사 조임된 피스톤 로드 본체(4) 사이에 끼워 지지함으로써 고정되어 있다.
축소측 감쇠력 발생 기구(10)는, 피스톤(4)의 실린더 상실(2A)측의 단부에 설치된 디스크 밸브(51) 및 디스크 밸브(51)에 설치된 오리피스(51B)를 포함하며, 디스크 밸브(51)는 통로(8)의 오일액의 압력을 받아 개방된다.
이상과 같이 구성한 본 실시형태의 작용에 관해 다음에 설명한다.
감쇠력 조정식 완충기(1)는, 차량의 서스펜션 장치의 스프링 위, 스프링 아래 사이에 장착되며, 차재 컨트롤러 등으로부터의 지령에 의해, 신장측 감쇠력 발생 기구(9)의 코일(57)에 통전하여 플런저(53)에 추진력을 발생시켜, 밸브체(54)를 시트부(46A)에 시팅시켜 파일럿 밸브(13)에 의한 압력 제어를 실행한다.
피스톤 로드(4, 5)의 신장 행정시에는, 피스톤(3)의 이동에 따라, 유액이 실린더 상실(2A)측으로부터 피스톤(3)의 통로(7)를 통과하고, 또한 신장측 감쇠력 발생 기구(9)를 통과하여 실린더 하실(2B)측으로 흘러, 신장측 감쇠력 발생 기구(9)에 의해 감쇠력이 발생한다. 또한, 축소 행정시에는, 오일액이 실린더 하실(2B)측으로부터 피스톤(3)의 통로(8)를 통과하고, 또한 축소측 감쇠력 발생 기구(10)를 통과하여 실린더 상실(2A)측으로 흘러, 축소측 감쇠력 발생 기구(10)에 의해 감쇠력이 발생한다.
신장측 감쇠력 발생 기구(9)에서는, 실린더 상실(2A)측으로부터 피스톤(3)의 통로(7)를 통과하는 오일액은, 주로 다음 3개의 유로를 통과하여 실린더 하실(2B)측으로 흐른다.
(1) 메인 유로
실린더 상실(2A)측의 오일액은, 피스톤(3)의 유로(7)로부터 메인 밸브(11)의 오리피스(18A)를 흐르거나, 또는 디스크 밸브(18)를 개방하여 직접 실린더 하실(2B)측으로 흐른다.
(2) 제어 유로
실린더 상실(2A)측의 오일액은, 피스톤(3)의 유로(7)로부터 디스크 밸브(18)의 고정 오리피스(23)를 통과하여 파일럿실(22)로 흐르고, 또한 파일럿실(22)로부터 메인 보디(14)의 통로(24)를 통과하고, 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(28)를 개방하여 실린더 하실(2B)측으로 흐른다.
(3) 파일럿 유로
실린더 상실(2A)측의 오일액은, 피스톤(3)의 유로(7)로부터 디스크 밸브(18) 및 리테이너(19)의 내주부의 절결(18B, 19A), 및 메인 보디(18)와 피스톤 볼트(5) 사이의 통로(39)를 통과하고, 공간(C) 내의 필터(35), 오리피스 부재(36)의 고정 오리피스(36A), 스페이서(37)의 절결(37A), 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 측벽의 통로(40)를 통과하여 피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)에 유입된다. 피스톤 볼트(5)의 통로(34) 내의 오일액은, 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 측벽의 통로(33) 및 와셔(29)의 절결(29A)을 통과하여 파일럿실(32)에 도입된다.
피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)에 유입된 오일액은, 또한 파일럿 밸브(13)의 포트 부재(46)의 통로(45) 및 포트(46)로 흐르고, 밸브체(54)를 개방하여 밸브 체스트(47)로 흐른다. 그리고, 밸브 체스트(47)로부터, 축방향 홈(48), 통로(43A), 환형실(49), 통로(50), 축소측 감쇠력 발생 기구(10)의 디스크 밸브(51) 및 리테이너(52)의 절결(51A, 52A), 및 피스톤(8)의 통로(8)를 통과하여 실린더 하실(2B)로 흐른다.
이에 따라, 피스톤 로드(4, 5)의 신장 행정시에는, 신장측 감쇠력 발생 기구(9)의 메인 밸브(11), 제어 밸브(12) 및 파일럿 밸브(13)에 의해 감쇠력이 발생한다. 이 때, 메인 밸브(11)의 디스크 밸브(18)는 통로(7)측의 압력을 받아 개방되고, 배면측에 설치된 파일럿실(22)의 내압이 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는, 즉, 통로(7)측과 파일럿실(22)측의 차압에 의해 밸브가 개방되기 때문에, 파일럿실(22)의 내압에 따라서, 내압이 낮으면 밸브 개방 압력이 낮고, 내압이 높으면 밸브 개방 압력이 높아진다.
또한, 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(28)는 통로(24)측의 압력을 받아 개방되고, 배면측에 설치된 파일럿실(32)의 내압이 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는, 즉, 통로(24)측과 파일럿실(32)측의 차압에 의해 밸브가 개방되기 때문에, 파일럿실(32)의 내압에 따라서, 내압이 낮으면 밸브 개방 압력이 낮고, 내압이 높으면 밸브 개방 압력이 높아진다.
피스톤 속도가 저속 영역에 있을 때, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)가 폐쇄되고, 오일액은, 실린더 상실(2A)측으로부터 주로 전술한 (3)의 파일럿 유로를 통과하여 실린더 하실(2B)측으로 흐르고, 파일럿 밸브(13)에 의해 감쇠력이 발생한다. 그리고, 피스톤 속도의 상승에 따라, 파일럿 밸브(13)의 상류측의 압력이 상승한다. 이 때, 파일럿 밸브(13)의 상류측에 위치하는 파일럿실(22, 32)의 내압은 파일럿 밸브(13)에 의해 제어되고, 파일럿 밸브(13)의 개방에 의해 파일럿실(22, 32)의 내압이 저하된다. 이에 따라, 우선 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(28)가 개방되어, 오일액이 전술한 (3)의 파일럿 유로에 더하여 (2)의 제어 유로를 통과하여 리저버로 흘러, 피스톤 속도의 상승에 의한 감쇠력의 증대를 억제한다.
제어 밸브(12)의 디스크 밸브(28)가 개방되면, 파일럿실(22)의 내압이 더 저하된다. 파일럿실(22)의 내압의 저하에 의해, 메인 밸브(11)의 디스크 밸브(18)가 개방되어, 실린더 상실(2A)측의 오일액이 전술한 (3)의 파일럿 유로 및 (2)의 제어 유로에 더하여, (1)의 메인 유로를 통과하여 실린더 하실(2B)측으로 흘러, 피스톤 속도의 상승에 의한 감쇠력의 증대를 억제한다.
이와 같이 하여, 피스톤 속도의 상승에 의한 감쇠력의 증대를 2단계로 억제함으로써, 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 코일(57)에 대한 통전에 의해, 파일럿 밸브(13)의 제어 압력을 조정함으로써, 제어 밸브(12)의 파일럿실(32)의 내압, 즉, 디스크 밸브(28)의 밸브 개방 압력을 제어하고, 또한 디스크 밸브(28)의 밸브 개방 압력에 의해, 메인 밸브(11)의 파일럿실(22)의 내압, 즉 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다.
이에 따라, 메인 밸브(11)의 밸브 폐쇄 영역(피스톤 속도 저속 영역)에 있어서, 파일럿 밸브(13)에 더하여 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(28)가 개방됨으로써, 충분한 오일액의 유량을 얻을 수 있기 때문에, 파일럿 밸브(13)의 유량(따라서, 포트(46)의 유로 면적)을 작게 할 수 있어, 파일럿 밸브(13)(솔레노이드 밸브)의 소형화 및 코일(57)의 전력 절약화가 가능해진다. 또한, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)에 의해 감쇠력을 2단계로 조정할 수 있기 때문에, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높여 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.
고정 오리피스(36A)는, 전술한 바와 같이 파일럿 밸브(13)의 유량이 작기 때문에, 그 유로 면적을 충분히 작게 할 필요가 있고, 필터(35)에 의해 오일액 중의 이물질을 제거하여 막히는 것을 방지하는 것이 요구된다. 전술한 (3)의 파일럿 유로에 있어서, 고정 오리피스(36A)의 상류측에 배치한 필터(35)에 의해 오일액 중의 이물질을 포착함으로써, 고정 오리피스(36A)가 막히는 것을 방지하여 안정된 감쇠력을 발생시킬 수 있다.
필터(35) 및 고정 오리피스(36A)(오리피스 부재(36))는, 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)를 소직경화하여 선단부(5C)와 메인 보디(14) 사이의 환형의 공간(C)을 형성하여, 이 환형의 공간(C)에 배치되어 있다. 이에 따라, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(18, 28)의 내경, 외경 및 실린더(2)의 직경을 크게 하지 않고, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)를 배치할 수 있다.
또, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(18, 28)의 내경을 크게 하면, 디스크 밸브(18, 28)의 강성이 높아지고, 소프트측의 감쇠력이 커지기 때문에, 적절한 감쇠력을 얻기 어려워진다. 또한, 디스크 밸브(18, 28)의 외경을 크게 하면, 감쇠력 조정식 완충기(1)가 대형화하게 된다.
다음으로 본 발명의 제2 실시형태에 관해, 도 3을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 제1 실시형태에 대하여, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 이용하고, 상이한 부분에 관해서만 도시하여 상세히 설명한다.
본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)가 메인 보디의 단부(도 3의 하측의 단부)까지 연장되고, 메인 보디(14)의 내주부에 대직경부(14A)가 형성되어, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)와 메인 보디(14)의 대직경부(14A) 사이에 환형의 간극 C이 형성되어 있다. 그리고, 이 환형의 간극에, 필터(35), 오리피스 부재(36), 스페이서(37) 및 시일 부재(38)가 감합되어 있다. 또한, 피스톤 볼트(5)의 소직경부(5A)의 외주부와 메인 보디(14)의 내주부 사이의 통로(39)는, 메인 보디(14)의 내주면에 축방향을 따라서 연장되는 홈(39A)을 형성하는 것에 의해 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(18, 28)의 내경, 외경 및 실린더(2)의 직경을 크게 하지 않고, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)를 배치함과 함께, 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있고, 장치가 대형화하는 것도 억제된다.
다음으로 본 발명의 제3 실시형태에 관해, 도 4를 참조하여 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기 제1 실시형태에 대하여, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 이용하고, 상이한 부분에 관해서만 도시하여 상세히 설명한다.
본 실시형태에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 필터(35), 오리피스 부재(36), 스페이서(37) 및 시일 부재(38)는, 피스톤 볼트(5)와 피스톤(3) 사이에 배치되어 있다. 피스톤 볼트(5)의 소직경화된 선단부(5C)는, 피스톤(3)의 축방향의 대략 중앙 위치로부터 연장되고, 메인 보디(14) 및 제어 보디(15)는, 선단부(5C)에 감합되어 있다. 그리고, 피스톤 볼트(5)의 선단부(5C)의 외주면과, 환형 부재인 피스톤(3)의 내주면 사이에 환형의 공간(C)이 형성되고, 이 환형의 공간(C)에 필터(35), 오리피스 부재(36), 스페이서(37) 및 시일 부재(38)가 감합되어 있다. 이들은, 피스톤 볼트(5)의 대직경부(5B)측으로부터 시일 부재(38), 스페이서(37), 오리피스 부재(36), 필터(35)의 순으로 배치되어 있다.
환형의 공간(C)은, 메인 밸브(11)의 디스크 밸브(18)의 절결(18B)에 직접 연통해 있고, 피스톤 볼트(5)와 메인 보디(14) 사이는 시일되어, 이들 사이에 통로(39)(간극)는 설치되어 있지 않다. 이에 따라, 전술한 (3)의 파일럿 유로에 있어서, 오일액은, 통로(7)로부터 디스크 밸브(18)의 절결(18)을 통과하여 환형의 공간(C)에 들어가고, 필터(35), 고정 오리피스(36A), 스페이서(37)의 절결(37A) 및 통로(40)를 통과하여 피스톤 볼트(5) 내의 통로(34)에 흐른다.
이와 같이 구성한 것에 의해, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 메인 밸브(11) 및 제어 밸브(12)의 디스크 밸브(18, 28)의 내경, 외경 및 실린더(2)의 직경을 크게 하지 않고, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)를 배치함과 함께, 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있고, 장치가 대형화하는 것도 억제된다.
또, 상기 제1 내지 제3 실시형태에서는, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)(오리피스 부재(36))는, 축형 부재로서의 피스톤 로드(4, 5)의 일부인 피스톤 볼트(5)와, 환형 부재인 메인 보디(14) 또는 피스톤(3)과의 사이에 형성한 환형의 공간(C) 내에 배치되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 축형 부재와 환형 부재 사이에 배치해도 좋다.
또한, 제어 밸브(12)를 설치하지 않는 경우에는, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)를 통과한 작동 유체를 메인 밸브(11)의 파일럿실(22)에 도입하도록 해도 좋다. 예컨대, 오리피스(36A)의 출구측과 파일럿실(22) 또는 통로(24)가 연통하도록, 메인 보디(14) 내에 통로를 형성하여, 필터(35) 및 고정 오리피스(36A)를 통과한 작동 유체를 파일럿실(22)에 도입할 수 있다. 이 경우, 파일럿 밸브(13)에 의해 통로(34) 내, 나아가서는 파일럿실(22) 내의 액압이 조정된다.
본 발명의 일실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드와, 상기 실린더 내에서의 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 발생되는 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구를 포함하고,
상기 감쇠력 발생 기구는 작동 유체의 압력을 받아 밸브를 개방하여 감쇠력을 발생시키고, 작동 유체를 파일럿실에 도입하여 상기 파일럿실의 내압에 의해 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿형 감쇠 밸브를 포함하며,
상기 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브체 및 상기 파일럿실을 형성하는 부재를 포함하는 복수의 환형 부재는 상기 복수의 환형 부재에 삽입 관통된 축형 부재에 고정되고, 상기 환형 부재 중 하나와 상기 축형 부재의 사이에 공간이 형성되며, 필터와 고정 오리피스 중 적어도 하나가 상기 공간 내에 배치되고, 상기 필터 및 상기 고정 오리피스를 통해 작동 유체를 상기 파일럿실에 도입한다.
상기 공간은 환형이고, 환형의 상기 필터가 상기 공간 내에 설치되며, 상기 고정 오리피스가 형성된 환형의 오리피스 부재가 상기 필터의 하류측에 설치되는 구성으로 해도 좋다.
상기 축형 부재는 상기 피스톤 로드인 구성으로 해도 좋다.
상기 감쇠력 발생 기구는 상기 파일럿형 감쇠 밸브의 상기 파일럿실의 내압을 제어하는 파일럿형의 제어 밸브와, 상기 제어 밸브의 파일럿실의 내압을 제어하는 솔레노이드 밸브를 갖는 구성으로 해도 좋다.
상기 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기에 의하면, 필요한 감쇠력 특성의 조정 범위를 유지하고, 또한, 대형화하지 않으며, 파일럿실에 유체를 도입하는 고정 오리피스가 막히는 것을 방지하는 필터를 배치할 수 있다.
앞에서 본 발명의 예시적인 실시예 몇몇을 상세히 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시사항 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않고서도, 상기 예시적인 실시예에 대하여 많은 변형을 실시할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.　 따라서, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.
본 출원은 파리 조약에 의거 2014년 3월 31일자로 출원된 일본 특허 출원 제2014-072022호를 우선권으로 주장한다.
2014년 3월 31일자로 출원된 일본 특허 출원 제2014-072022호의 상세한 설명, 청구범위, 도면 및 요약서를 비롯한 모든 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용되어 있다.
일본 특허 출원 공보 제2009-281584호의 상세한 설명, 청구범위, 도면 및 요약서를 비롯한 모든 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용되어 있다.

Claims (5)

  1. 감쇠력 조정식 완충기로서,
    작동 유체가 봉입되는 실린더(2)와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 피스톤(3)과,
    상기 피스톤에 연결되고 상기 실린더의 외부로 연장되는 피스톤 로드(4, 5)와,
    상기 실린더 내에서의 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 발생되는 작동 유체의 유동을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구(9)를 포함하고,
    상기 감쇠력 발생 기구는 작동 유체의 압력을 받아 밸브를 개방하여 감쇠력을 발생시키고, 작동 유체를 파일럿실(22)에 도입하여 상기 파일럿실의 내압에 의해 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿형 감쇠 밸브(11)를 포함하며,
    상기 파일럿형 감쇠 밸브의 밸브체(18) 및 상기 파일럿실(22)을 형성하는 부재(14)를 포함하는 복수의 환형 부재(18, 14, 3)는 상기 복수의 환형 부재에 삽입 관통된 축형 부재(5)에 고정되고, 상기 환형 부재(18, 14, 3) 중 하나와 상기 축형 부재(5)의 사이에 공간(C)이 형성되며, 필터(35)와 고정 오리피스(36) 중 적어도 하나가 상기 공간 내에 배치되는 것인 감쇠력 조정식 완충기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공간(C)은 환형이고, 환형의 상기 필터(35)가 상기 공간 내에 설치되며, 상기 고정 오리피스가 형성된 환형의 오리피스 부재가 상기 필터의 하류측에 설치되는 것인 감쇠력 조정식 완충기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축형 부재는 상기 피스톤 로드인 것인 감쇠력 조정식 완충기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감쇠력 발생 기구(9)는 상기 파일럿형 감쇠 밸브의 상기 파일럿실(22)의 내압을 제어하는 파일럿형의 제어 밸브(12)와, 상기 제어 밸브(12)의 파일럿실(32)의 내압을 제어하는 솔레노이드 밸브(13)를 가지며,
    상기 필터(35) 및 상기 고정 오리피스(36)를 통해 상기 작동 유체가 상기 제어 밸브(12)의 파일럿실(32)에 도입되는 것인 감쇠력 조정식 완충기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 및 상기 고정 오리피스를 통해 상기 작동 유체를 상기 파일럿형 감쇠 밸브의 파일럿실에 도입하는 것인 감쇠력 조정식 완충기.
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