KR20150121085A - 완충 장치 - Google Patents

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다츠야 마사무라
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Abstract

완충 장치는, 리저버(R)로부터 압축측실(R2)로의 흐름만이 허용되는 흡입 통로(3)와, 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로의 흐름만이 허용되는 정류 통로(4)와, 신장측실(R1)로부터 리저버(R)로의 흐름만이 허용되는 가변 밸브(V)를 구비한다. 완충 장치의 내부에, 하우징으로서의 보텀 부재(11) 내를 미끄럼 이동하는 프리 피스톤(5)을 끼워, 압축측실(R2)과 연통되는 압축측 압력실로서의 대실(16)과, 신장측실(R1)과 연통되는 신장측 압력실로서의 외주실(17)을 설치한다. 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)을 신장측 수압 면적(B1)보다 크게 하였으므로, 피스톤(2)이 하강하는 수축 작동시에, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)이 등압으로 되는 유니 플로우형 완충 장치라도, 프리 피스톤(5)이 하강하므로, 고주파 입력시의 감쇠력을 낮출 수 있다.

Description

완충 장치 {SHOCK ABSORBER}
본 발명은, 완충 장치에 관한 것이다.
종래의 완충 장치로서, 실린더와, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 피스톤과, 실린더 내에 삽입되어 피스톤에 연결되는 피스톤 로드와, 실린더 내의 피스톤에 의해 구획된 신장측실 및 압축측실과, 실린더의 외주를 덮어 실린더와의 사이에 배출 통로를 형성하는 중간통과, 중간통의 외주를 덮어 중간통과의 사이에 리저버를 형성하는 외통과, 리저버로부터 압축측실로 향하는 작동유의 흐름만을 허용하는 흡입 통로와, 피스톤에 설치되고 압축측실로부터 신장측실로 향하는 작동유의 흐름만을 허용하는 정류 통로와, 배출 통로와 리저버 사이에 설치한 감쇠력 가변 밸브를 구비하는 것이 있다.
이 완충 장치에서는, 신장되거나, 수축되어도, 정류 통로와 흡입 통로의 작용에 의해 실린더 내로부터 배출 통로를 통해 작동유가 리저버로 유출되도록 되어 있고, 감쇠력 가변 밸브에 의해 작동유의 흐름에 부여하는 저항을 조절함으로써, 완충 장치가 발휘하는 감쇠력이 조절된다(JP2009-222136A 참조).
이러한 완충 장치에서는, 감쇠력을 조절할 수 있으므로, 차체의 진동에 최적의 감쇠력을 발휘하여 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다. 또한, 감쇠력 가변 밸브가 실린더 외부에 설치되므로, 완충 장치의 스트로크 길이를 희생시키는 일 없이, 피스톤에 감쇠력 가변 밸브를 설치하는 타입의 완충 장치와 비교하여 차량에의 탑재성을 손상시키는 일이 없다고 하는 이점을 갖는다.
JP2009-222136A에 개시된 완충 장치에서는, 감쇠력 가변 밸브에 의해 감쇠력을 조절하는 데에는 솔레노이드를 이용하고 있다. 솔레노이드가 감쇠력 가변 밸브의 개방압을 컨트롤하는 파일럿 밸브체에 부여하는 추력을 조절함으로써, 감쇠력 가변 밸브가 작동유의 흐름에 부여하는 저항이 조절된다.
또한, 차량의 진동의 억제에 최적의 감쇠력을 발생시키기 위해서는, ECU(Electronic Control Unit)가 각종 센서에 의해 검지한 차체의 진동 정보로부터 최적의 감쇠력을 연산하고, 그 연산 결과에 기초하여 솔레노이드의 구동을 제어함으로써 행해진다.
그로 인해, 완충 장치가 감쇠력을 조정하여 제진 가능한 차체 진동의 주파수의 상한은, 현재, 감쇠력 가변 밸브의 응답성과 ECU의 연산 처리 속도에 의해 수 Hz 정도로 제한되어 있어, 그 이상의 주파수의 진동을 억제하는 것은 어렵다.
그러나, 차량에 있어서의 승차감을 좌우하는 차체 진동의 주파수는 상기한 제진 가능한 주파수대보다도 고주파수이며, 종래의 완충 장치에서는 이러한 고주파수의 진동을 억제할 수 없다.
본 발명은, 차량에 있어서의 승차감을 향상시키는 것이 가능한 완충 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 완충 장치는, 액체가 봉입된 실린더와, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고 상기 실린더 내를 신장측실과 압축측실로 구획하는 피스톤과, 일단부가 상기 피스톤에 연결되고, 타단부가 상기 실린더의 외부로 돌출되는 피스톤 로드와, 상기 실린더에 대한 상기 피스톤 로드의 진입 및 퇴출에 수반되는 상기 실린더 내의 용적 변화의 보상을 행하는 리저버와, 상기 리저버로부터 상기 압축측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로와, 상기 압축측실로부터 상기 신장측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로와, 상기 신장측실로부터 상기 리저버로 향하는 액체의 흐름만을 허용함과 함께 액체의 흐름에 부여하는 저항을 변경 가능한 감쇠력 조정부와, 내부에 압력실을 갖는 하우징과, 상기 압력실 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고, 상기 압력실 내에 신장측 압력실과 압축측 압력실을 형성하는 프리 피스톤과, 상기 프리 피스톤을 상기 압력실 내에서 중립 위치로 위치 결정함과 함께 상기 프리 피스톤의 중립 위치로부터의 변위를 억제하는 가압력을 발휘하는 스프링 요소를 구비하고, 상기 프리 피스톤을 미끄럼 이동 방향의 한쪽으로 압박하도록 상기 신장측 압력실에 상기 신장측실이 연통됨과 함께, 상기 프리 피스톤을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽으로 압박하도록 상기 압축측 압력실에 상기 압축측실이 연통되고, 상기 압축측 압력실의 압력이 작용하는 상기 프리 피스톤의 수압 면적은, 상기 신장측 압력실의 압력이 작용하는 상기 프리 피스톤의 수압 면적보다도 크다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충 장치의 감쇠 특성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충 장치에 있어서의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 완충 장치에 있어서의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 완충 장치에 있어서의 일 실시예의 단면도이다.
도 7은 쿠션 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 8은 쿠션 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 9는 쿠션 부재의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 완충 장치의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 완충 장치에 있어서의 일 실시예의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 완충 장치의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 완충 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 완충 장치에 있어서의 일 실시예의 부분 확대 단면도이다.
도 15는 액압 쿠션 기구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 16은 액압 쿠션 기구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 17은 액압 쿠션 기구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 18은 액압 쿠션 기구의 변형예를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
<제1 실시 형태>
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 완충 장치(D1)에 대해 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 완충 장치(D1)는, 통 형상의 실린더(1)와, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고 실린더(1) 내를 2개의 신장측실(R1)과 압축측실(R2)로 구획하는 피스톤(2)과, 리저버(R)와, 리저버(R)로부터 압축측실(R2)로 향하는 작동유의 흐름만을 허용하는 흡입 통로(3)와, 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로 향하는 작동유의 흐름만을 허용하는 정류 통로(4)와, 신장측실(R1)로부터 리저버(R)로 향하는 작동유의 흐름만을 허용함과 함께 작동유의 흐름에 부여하는 저항을 변경 가능한 감쇠력 조정부로서의 감쇠력 가변 밸브(V)와, 내부에 압력실(14)을 갖는 하우징으로서의 보텀 부재(11)와, 압력실(14) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 프리 피스톤(5)과, 프리 피스톤(5)을 압력실(14) 내에서 중립 위치로 위치 결정함과 함께 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위를 억제하는 가압력을 발휘하는 스프링 요소(6)와, 보텀 부재(11)에의 프리 피스톤(5)의 충돌을 방지하는 쿠션 부재로서의 압축측 쿠션(5e) 및 신장측 쿠션(5f)을 구비한다.
프리 피스톤(5)은, 판 형상의 기부(5a)와, 압력실(14)의 소단면적부(14a) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 소피스톤부(5b)와, 압력실(14)의 대단면적부(14b) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 대피스톤부(5c)를 구비한다.
압력실(14)에는, 소단면적부(14a) 내에 소피스톤부(5b)에 의해 소실(15)이 구획되고, 대단면적부(14b) 내이며 소피스톤부(5b)의 외주에 외주실(17)이 구획되고, 대단면적부(14b) 내에 대피스톤부(5c)에 의해 대실(16)이 구획된다.
프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽으로 압박하도록 외주실(17)에 신장측실(R1)이 연통됨과 함께, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽으로 압박하도록 대실(16)에 압축측실(R2)이 연통되어 있다. 이와 같이, 프리 피스톤(5)에는, 일측에 신장측실(R1) 유래의 압력이 작용하고, 타측에 압축측실(R2) 유래의 압력이 작용하고 있다. 본 실시 형태에서는, 외주실(17)이 청구범위에 기재된 「신장측 압력실」에 해당되고, 대실(16)이 청구범위에 기재된 「압축측 압력실」에 해당된다.
완충 장치(D1)는, 일단부(21a)가 피스톤(1)에 연결되고 타단부(도 1 중 상단부측)가 실린더(1)의 외부로 돌출되는 피스톤 로드(21)를 더 구비한다. 피스톤 로드(21)는, 실린더(1)의 상단부를 밀봉하는 환 형상의 로드 가이드(8)에 의해 미끄럼 이동 가능하게 지지된다.
완충 장치(D1)는, 실린더(1)의 외주를 덮어 실린더(1)와의 사이에 신장측실(R1)과 리저버(R)를 연통하는 배출 통로(7)를 형성하는 중간통(9)과, 중간통(9)의 외주를 덮어 중간통(9)과의 사이에 리저버(R)를 형성하는 바닥이 있는 통 형상의 외통(10)을 구비한다. 감쇠력 가변 밸브(V)는, 배출 통로(7)와 리저버(R) 사이에 설치된다. 실린더(1) 및 중간통(9)의 하단부는, 보텀 부재(11)에 의해 밀봉된다. 보텀 부재(11)에는, 압력실(14)과 흡입 통로(3)가 설치된다.
신장측실(R1), 압축측실(R2) 및 압력실(14) 내에는 작동유가 봉입되고, 리저버(R) 내에는 작동유와 함께 기체가 봉입되어 있다. 작동유 이외에도, 예를 들어 물, 수용액과 같은 액체를 사용해도 된다.
리저버(R)는, 실린더(1)에 대한 피스톤 로드(21)의 진입 및 퇴출에 수반되는 실린더(1) 내의 용적 변화의 보상을 행한다.
이하, 완충 장치(D1)의 각 부에 대해 상세하게 설명한다.
피스톤 로드(21)와 로드 가이드(8) 사이는, 시일 부재(12)에 의해 시일되고, 실린더(1) 내는 액밀 상태로 유지되어 있다. 로드 가이드(8)는, 외주가 단차 형상으로 형성되어 중간통(9) 및 외통(10)에 끼워 맞추어져 있고, 실린더(1), 중간통(9) 및 외통(10)의 도 1 중 상단부 개구를 폐색하고 있다.
실린더(1)의 도 1 중 하단부에는, 보텀 부재(11)가 끼워 맞추어져 있다. 보텀 부재(11)는, 실린더(1) 내에 끼워 맞추어지는 소직경부(11a)와, 소직경부(11a)보다도 외경이 큰 중간통(9) 내에 끼워 맞추어지는 중간 직경부(11b)와, 중간 직경부(11b)의 도 1 중 하단부측에 설치되고 중간 직경부(11b)보다도 외경이 큰 대직경부(11c)와, 대직경부(11c)의 도 1 중 하단부측에 설치된 통부(11d)와, 통부(11d)에 형성된 복수의 절결(11e)을 구비한다.
외통(10) 내에, 보텀 부재(11), 실린더(1), 중간통(9), 로드 가이드(8) 및 시일 부재(12)를 수용하고, 외통(10)의 도 1 중 상단부를 코킹함으로써, 외통(10)의 코킹부(10a)와 외통(10)의 저부(10b) 사이에서, 보텀 부재(11), 실린더(1), 중간통(9), 로드 가이드(8) 및 시일 부재(12)가 끼움 삽입되고, 이들이 외통(10)에 고정된다. 외통(10)의 개구 단부를 코킹하는 대신에, 외통(10)에 나사 장착되는 캡과 저부(10b) 사이에서 보텀 부재(11), 실린더(1), 중간통(9), 로드 가이드(8) 및 시일 부재(12)를 끼워 넣도록 해도 된다.
흡입 통로(3)는, 보텀 부재(11)에 설치되고 리저버(R)와 압축측실(R2)을 연통하는 통로(3a)와, 통로(3a)에 설치된 체크 밸브(3b)를 구비한다. 통로(3a)는, 보텀 부재(11)의 소직경부(11a)로부터 대직경부(11c)에 걸쳐 형성되고, 절결(11e)을 통해 리저버(R)에 연통되어 있다. 체크 밸브(3b)는, 리저버(R)로부터 압축측실(R2)로의 작동유의 흐름만을 허용하고, 역방향으로의 흐름은 저지하는 일방 통행으로 설정된다.
피스톤(2)에는, 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로 향하는 작동유의 흐름만을 허용하는 정류 통로(4)가 설치된다. 구체적으로는, 정류 통로(4)는, 피스톤(2)에 설치되고 압축측실(R2)과 신장측실(R1)을 연통하는 통로(4a)와, 통로(4a)에 설치된 체크 밸브(4b)를 구비한다. 체크 밸브(4b)는, 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로의 작동유의 흐름만을 허용하고, 역방향으로의 흐름은 저지하는 일방 통행으로 설정된다.
실린더(1)의 도 1 중 상단부 근방에는, 신장측실(R1)에 연통되는 투과 구멍(1a)이 형성되고, 신장측실(R1)은 투과 구멍(1a)을 통해 실린더(1)와 중간통(9) 사이에 형성된 환 형상 간극에 연통되어 있다. 실린더(1)와 중간통(9) 사이의 환 형상 간극은, 신장측실(R1)과 리저버(R)를 연통하는 배출 통로(7)를 형성하고 있다.
감쇠력 가변 밸브(V)는, 외통(10)과 중간통(9)에 걸쳐져 고정되는 밸브 블록(13)에 설치된다. 감쇠력 가변 밸브(V)는, 배출 통로(7)와 리저버(R)를 접속하는 유로(13a)와, 유로(13a)에 설치된 밸브체(13b)와, 밸브체(13b)보다 상류측인 신장측실(R1)의 압력을 밸브체(13b)에 작용시켜 밸브체(13b)를 밸브 개방 방향으로 압박하는 파일럿 통로(13c)와, 밸브체(13b)를 밸브 폐쇄 방향으로 압박하는 압박력을 발휘함과 함께 그 압박력을 변경 가능한 압박 장치(13d)를 구비한다.
압박 장치(13d)는, 솔레노이드에 의해 밸브체(13b)를 밸브 폐쇄 방향으로 압박하는 압력을 제어 가능하고, 외부로부터 솔레노이드로 공급되는 전류량에 따라서 상기 압력이 제어된다. 이 대신에, 압박 장치(13d)는, 솔레노이드 등의 액추에이터만으로 밸브체(13b)를 압박하는 것이어도 되고, 또한 공급되는 전류량이나 전압량에 따라서 압박력이 제어되는 것이어도 된다.
작동유가 자기 점성 유체인 경우에는, 감쇠력 가변 밸브(V) 대신에, 배출 통로(7)와 리저버(R)를 연통하는 유로(13a)에 자계를 작용시킬 수 있는 것, 예를 들어 코일 등을 사용해도 된다. 그 경우에는, 외부부터 코일에 공급되는 전류량에 의해 자계의 크기가 조정되고, 유로(13a)를 통과하는 자기 점성 유체의 흐름에 부여되는 저항이 조정된다. 또한, 작동유가 전기 점성 유체인 경우에는, 감쇠력 가변 밸브(V) 대신에, 배출 통로(7)와 리저버(R)를 연통하는 유로(13a)에 전계를 작용시킬 수 있는 것이어도 된다. 그 경우에는, 외부로부터 부여되는 전압에 의해 전계의 크기가 조정되고, 유로(13a)를 통과하는 전기 점성 유체의 흐름에 부여되는 저항이 조정된다.
완충 장치(D1)가 수축 작동할 때에는, 피스톤(2)이 도 1 중 하방으로 이동하여 압축측실(R2)이 압축되고, 압축측실(R2) 내의 작동유가 정류 통로(4)를 통해 신장측실(R1)로 흐른다. 이 수축 작동시에는, 피스톤 로드(21)가 실린더(1) 내에 진입하므로 실린더(1) 내에서 로드 침입 체적분의 작동유가 과잉으로 되고, 과잉분의 작동유가 실린더(1)로부터 압출되어 배출 통로(7)를 통해 리저버(R)로 배출된다. 완충 장치(D1)는, 배출 통로(7)를 통과하여 리저버(R)로 흐르는 작동유에 대해 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해 저항을 부여함으로써, 실린더(1) 내의 압력을 상승시켜 압축측 감쇠력을 발휘한다.
완충 장치(D1)가 신장 작동할 때에는, 피스톤(2)이 도 1 중 상방으로 이동하여 신장측실(R1)이 압축되고, 신장측실(R1) 내의 작동유가 배출 통로(7)를 통해 리저버(R)로 배출된다. 이 신장 작동시에는, 피스톤(2)이 상방으로 이동하여 압축측실(R2)의 용적이 확대되지만, 이 확대분에 상당하는 작동유가 흡입 통로(3)를 통해 리저버(R)로부터 공급된다. 그리고, 완충 장치(D1)는, 배출 통로(7)를 통과하여 리저버(R)로 흐르는 작동유에 대해 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해 저항을 부여함으로써, 신장측실(R1) 내의 압력을 상승시켜 신장측 감쇠력을 발휘한다.
이와 같이, 완충 장치(D1)는, 신축 작동되면, 반드시 실린더(1) 내의 작동유가 배출 통로(7)를 통해 리저버(R)로 배출되고, 작동유가 압축측실(R2), 신장측실(R1), 리저버(R)의 순으로 일방 통행으로 순환하는 유니 플로우형 완충 장치이며, 신장 압축 양측의 감쇠력을 단일의 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해 발생시킨다. 피스톤 로드(21)의 단면적을 피스톤(2)의 단면적의 2분의 1로 설정하면, 동일 진폭이면 실린더(1)로부터 배출되는 작동유량을 신장 압축 양측에서 동등하게 설정할 수 있으므로, 신장 압축 양측에서 감쇠력 가변 밸브(V)가 작동유의 흐름에 부여하는 저항을 동일하게 하면, 신장측과 압축측의 감쇠력을 동등하게 할 수 있다.
압력실(14)은, 보텀 부재(11)에 설치한 중공부에 의해 형성되고, 도 1 중 상하 방향에 대해 수직하게 자른 내벽 단면에 의해 구획되는 면적이 도중에서 다르다. 압력실(14)은, 도 1 중 하방측의 내벽 단면에 의해 구획한 면적이 작은 소단면적부(14a)와, 도 1 중 상방측의 내벽 단면에 의해 구획한 면적이 큰 대단면적부(14b)와, 소단면적부(14a)와 대단면적부(14b)의 도중에 설치된 단차부(14c)를 구비한다. 소단면적부(14a)와 대단면적부(14b)는, 프리 피스톤(5)의 미끄럼 이동 방향을 따라 형성된다.
프리 피스톤(5)은 단차 형상으로 형성된다. 프리 피스톤(5)의 소피스톤부(5b)는, 기부(5a)의 도 1 중 하단부로부터 기립 설치되어 통 형상으로 형성되고 소단면적부(14a) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입된다. 대피스톤부(5c)는, 기부(5a)의 도 1 중 상단부의 외주로부터 기립 설치되어 통 형상으로 형성되고 대단면적부(14b) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입된다. 프리 피스톤(5)은, 압력실(14) 내를 완충 장치(D1)의 축방향으로 이동한다.
압력실(14)의 소실(15)은 소피스톤부(5b)에 의해 구획되고, 대실(16)은 대피스톤부(5c)에 의해 구획되고, 외주실(17)은 대단면적부(14b) 내의 기부(5a)와 단차부(14c) 사이이며 소피스톤부(5b)의 외주에 구획된다.
프리 피스톤(5)의 대피스톤부(5c)의 외주에는, 대단면적부(14b)의 내주에 미끄럼 접촉하는 시일 링(5d)이 장착되어, 대실(16)과 외주실(17)이 프리 피스톤(5)의 외주를 통해 연통되는 것이 방지된다. 소피스톤부(5b)의 외주에도 외주실(17)과 소실(15)의 연통을 방지하는 시일 링을 설치하도록 해도 된다.
프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 대실(16)에 면하는 면에는, 압축측 쿠션(5e)이 설치되고, 기부(5a)의 외주실(17)에 면하는 면에는, 신장측 쿠션(5f)이 설치된다. 압축측 쿠션(5e) 및 신장측 쿠션(5f)은 프리 피스톤(5)에 용착, 융착, 접착 등에 의해 고정된다.
소실(15)은, 보텀 부재(11)에 형성된 통로(18)와 절결(11e)을 통해 리저버(R)에 연통되고, 소실(15)에는 리저버(R)에서 유래되는 압력이 작용한다. 대실(16)은, 보텀 부재(11)의 소직경부(11a)에 형성된 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통되고, 대실(16)에는 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용한다. 이와 같이, 대실(16)은, 압축측실(R2)에 연통되는 압축측 압력실로서 기능한다.
외주실(17)은, 보텀 부재(11)에 형성된 신장측 통로로서의 오리피스 통로(20)와, 오리피스 통로(20)에 대향하여 실린더(1)의 하단부 근방에 형성된 투과 구멍(1b)을 통해 배출 통로(7)에 연통된다. 배출 통로(7)는, 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 외주실(17)은 배출 통로(7)를 통해 신장측실(R1)에 연통되고, 외주실(17)에는 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용한다. 이와 같이, 외주실(17)은 신장측실(R1)에 연통되는 신장측 압력실로서 기능한다.
외주실(17)은, 완충 장치(D1)를 유니 플로우 구조로 하기 위해 설치한 배출 통로(7)를 이용하여 신장측실(R1)에 연통된다. 그로 인해, 외주실(17)과 신장측실(R1)을 연통하는 통로를 별개로 설치할 필요가 없으므로, 완충 장치(D1)의 비용 경감 및 경량화가 도모된다.
대실(16) 내의 압력은, 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 및 대피스톤부(5c)에 있어서의 대실(16)에 면하는 단부면을 수압 면적[압축측 수압 면적(A1)]으로 하여 작용하고, 소실(15) 및 외주실(17)을 압축하는 방향(도 1 중 하방)으로 프리 피스톤(5)을 압박하고 있다.
한편, 외주실(17) 내의 압력은, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)에 있어서의 외주실(17)에 면하는 단부면을 수압 면적[신장측 수압 면적(B1)]으로 하여 작용하고, 대실(16)을 압축하는 방향(도 1 중 상방)으로 프리 피스톤(5)을 압박하고 있다.
이와 같이, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽(도 1 중 상방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용함과 함께, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽(도 1 중 하방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용한다. 그리고, 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)은, 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B1)보다도 크게 설정된다. 본 실시 형태에서는, 압축측 압력실로서 기능하는 대실(16)의 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)은, 신장측 압력실로서 기능하는 외주실(17)의 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B1)보다도 크게 설정된다.
소실(15) 내의 압력은, 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 및 소피스톤부(5b)에 있어서의 소실(15)에 면하는 단부면을 수압 면적(C1)으로 하여 작용하고, 대실(16)을 압축하는 방향(도 1 중 상방)으로 프리 피스톤(5)을 압박하고 있다. 이와 같이, 소실(15)에는 리저버(R)에서 유래되는 압력이 작용한다.
스프링 요소(6)는, 압력실(14) 내에서의 프리 피스톤(5)의 변위를 억제하는 가압력을 발휘한다. 스프링 요소(6)는, 대실(16) 내이며 대단면적부(14b)의 정상면과 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 사이에 압축 상태에서 개재 장착되는 압축측 스프링(6a)과, 소실(15) 내이며 소단면적부(14a)의 저면과 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 사이에 압축 상태에서 개재 장착되는 신장측 스프링(6b)을 구비한다. 압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)은, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 변위되면, 프리 피스톤(5)을 중립 위치로 복귀시키려고 하는 가압력을 발휘한다. 이와 같이, 프리 피스톤(5)은 압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)에 의해 상하 양측으로부터 끼움 지지되어, 압력실(14) 내의 소정의 중립 위치로 위치 결정된다. 중립 위치라 함은, 압력실(14)의 축방향의 중앙을 가리키는 것이 아니라, 프리 피스톤(5)이 스프링 요소(6)에 의해 위치 결정되는 위치를 말한다.
스프링 요소(6)로서는, 프리 피스톤(5)을 중립 위치로 위치 결정함과 함께, 가압력을 발휘할 수 있으면 되므로, 코일 스프링 이외의 것을 사용해도 된다. 예를 들어, 접시 스프링 등의 탄성체를 사용하여 프리 피스톤(5)을 탄성 지지하도록 해도 된다. 또한, 일단부가 프리 피스톤(5)에 연결되고, 타단부가 대단면적부(14b)의 정상면 또는 소단면적부(14a)의 저면에 연결되는 단일의 스프링 요소를 사용하도록 해도 된다.
본 실시 형태에서는, 스프링 요소(6)로서 압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)을 사용하고, 또한 프리 피스톤(5)으로서 기부(5a)의 양측에 통 형상의 소피스톤부(5b)와 대피스톤부(5c)를 설치한 형상이므로, 압축측 스프링(6a)을 대피스톤부(5c) 내에, 신장측 스프링(6b)을 소피스톤부(5b) 내에 수용할 수 있다. 이에 의해, 압축측 스프링(6a) 및 신장측 스프링(6b)의 신축 스페이스가 확보되어 프리 피스톤(5)의 스트로크 길이를 충분히 확보하면서 압력실(14)의 전체 길이를 단축화할 수 있다. 완충 장치(D1)의 전체 길이나 스트로크 길이에 제약이 없어, 압력실(14)의 전체 길이를 충분히 확보할 수 있는 경우에는, 소피스톤부(5b) 및 대피스톤부(5c)를 중실 원기둥 형상으로 하는 것도 가능하다.
완충 장치(D1)는, 이상과 같이 구성되고, 압력실(14)이 프리 피스톤(5)에 의해 신장측 압력실로서의 외주실(17)과 압축측 압력실로서의 대실(16)로 구획되고, 프리 피스톤(5)이 이동하면 대실(16)과 외주실(17)의 용적이 변화된다.
완충 장치(D1)가 신장 작동하면, 피스톤(2)이 도 1 중 상방으로 이동하므로, 압축되는 신장측실(R1)로부터는 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 통해 리저버(R)로 배출되고, 확대되는 압축측실(R2)에는 흡입 통로(3)를 통해 리저버(R)로부터 작동유가 공급된다. 따라서, 신장측실(R1)의 압력은 상승하고, 압축측실(R2)의 압력은 리저버(R)와 거의 동등해진다.
대실(16)은, 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 압축측실(R2)에서 유래된 압력으로 되어, 리저버(R)와 거의 동등한 압력으로 된다. 또한, 소실(15)도 리저버(R)에 연통되어 있으므로, 소실(15)의 압력도 리저버(R)와 거의 동등한 압력으로 된다. 한편, 외주실(17)은 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 외주실(17)의 압력은 신장측실(R1)에서 유래된 압력으로 된다.
따라서, 완충 장치(D1)가 신장 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)과 수압 면적(C1)에는 리저버(R)의 압력과 거의 동등한 압력이 작용하고, 신장측 수압 면적(B1)에는 리저버(R)의 압력보다도 높은 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하므로, 프리 피스톤(5)은 도 1 중 상방측으로 이동한다. 프리 피스톤(5)이 이동하면, 프리 피스톤(5)의 이동량에 따라서 외주실(17)로 작동유가 유입되고, 대실(16)로부터 압축측실(R2)로 작동유가 배출되므로, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 작동유가 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 흐르게 된다. 외주실(17)과 신장측실(R1)은 오리피스 통로(20)를 통해 연통되어 있으므로, 프리 피스톤(5)의 급한 변위가 억제된다.
프리 피스톤(5)이 상방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 압축측 쿠션(5e)이 대단면적부(14b)의 정상면에 접촉하여 압축되고, 프리 피스톤(5)의 그 이상의 변위가 억제되어 변위 속도가 감속된다. 이와 같이, 프리 피스톤(5)이 보텀 부재(11)와 격렬하게 충돌하는 것이 방지되어, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 접촉에 의한 타음을 저감시킬 수 있다.
완충 장치(D1)가 수축 작동하면, 피스톤(2)이 도 1 중 하방으로 이동하므로, 압축되는 압축측실(R2)과 확대되는 신장측실(R1)이 정류 통로(4)를 통해 연통되고, 실린더(1)로부터 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 통해 리저버(R)로 배출된다. 따라서, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)의 압력은, 거의 동등하게 모두 상승한다.
대실(16)은, 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 압축측실(R2)에서 유래된 압력으로 된다. 압축측실(R2)은, 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 신장측실(R1)과 거의 동등한 압력으로 된다. 한편, 외주실(17)도 오리피스 통로(20)를 통해 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 외주실(17)의 압력은 신장측실(R1)에서 유래된 압력으로 된다.
따라서, 완충 장치(D1)가 수축 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)과 신장측 수압 면적(B1)에는 신장측실(R1)의 압력과 거의 동등한 압력이 작용하고, 수압 면적(C1)에는 리저버(R)의 압력이 작용하므로, 프리 피스톤(5)은 도 1 중 하방측으로 이동한다. 프리 피스톤(5)이 이동하면, 외주실(17)로부터 배출 통로(7)로 작동유가 배출되지만 대실(16)에 압축측실(R2)로부터 작동유가 유입되고, 소실(15)로부터 작동유가 리저버(R)로 배출되므로, 대실(16)의 용적 확대량으로부터 외주실(17)의 용적 감소량을 차감한 양의 작동유가 실린더(1)로부터 리저버(R)로 이동한다. 이와 같이, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 상기 양의 작동유가 실린더(1)로부터 리저버(R)로 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 흐르게 된다.
프리 피스톤(5)이 하방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 신장측 쿠션(5f)이 보텀 부재(11)의 단차부(14c)에 접촉하여 압축되고, 프리 피스톤(5)의 그 이상의 변위가 억제되어 변위 속도가 감속된다. 이와 같이, 프리 피스톤(5)이 보텀 부재(11)와 격렬하게 충돌하는 것이 방지되어, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 접촉에 의한 타음을 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽(도 1 중 상방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 신장측실(R1)에서 유래되는 압력을 작용시킴과 함께, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽(도 1 중 하방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 압축측실(R2)에서 유래되는 압력을 작용시키고, 또한 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1)을, 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B1)보다도 크게 설정하였으므로, 수축 작동시에 신장측실(R1)과 압축측실(R2)이 구조상 등압으로 되는 유니 플로우형의 완충 장치라도, 프리 피스톤(5)을 작동시켜 압력실(14)을 외관상의 유로로서 기능시킬 수 있다.
여기서, 완충 장치(D1)에 입력되는 진동 주파수가 낮은 경우와 높은 경우에서, 피스톤 속도가 동일하다고 하는 조건에서 생각하면, 입력 주파수가 낮은 경우에는, 입력되는 진동의 진폭이 커져, 프리 피스톤(5)의 진폭이 커진다. 이 경우, 스트로크량이 커져 실린더(1)로부터 리저버(R)로 배출되는 작동유의 유량이 많아짐과 함께, 프리 피스톤(5)의 진폭이 커져 스프링 요소(6)의 가압력이 커진다. 그로 인해, 프리 피스톤(5)의 그 이상의 이동을 하기 어려워지므로, 외관상의 통로로서 기능하는 압력실(14)을 통한 신장측실(R1)과 압축측실(R2)의 작동유의 드나듦이 적어져, 감쇠력 가변 밸브(V)를 통과하는 유량이 많아진다. 따라서, 완충 장치(D1)가 발생하는 감쇠력이 높은 상태로 유지된다.
이에 대해, 완충 장치(D1)에의 입력 주파수가 높은 경우에는, 입력되는 진동의 진폭이 작아지고, 피스톤(2)의 진폭도 작다. 이 경우, 실린더(1)로부터 리저버(R)로 배출되는 유량이 적고, 프리 피스톤(5)의 진폭도 작아지므로, 프리 피스톤(5)이 스프링 요소(6)로부터 받는 가압력이 작아진다. 그로 인해, 완충 장치(D1)가 신장 행정이거나, 수축 행정이라도, 감쇠력 가변 밸브(V)를 통과하는 유량에 대해 외관상의 유로로서 기능하는 압력실(14)을 통과하는 유량의 비율이 저주파 진동시보다도 많아진다. 따라서, 완충 장치(D1)가 발생하는 감쇠력이 저감된다.
완충 장치(D1)의 신축 속도가 어느 정도 높아지면, 오리피스 통로(20)가 작동유의 흐름에 대해 큰 저항을 나타내게 되어, 프리 피스톤(5)이 움직이기 어려워지므로, 감쇠력 저감 효과가 거의 발휘되지 않게 된다. 그로 인해, 완충 장치(D1)의 감쇠 특성은, 도 2에 나타내는 바와 같이 추이되게 된다. 도 2 중의 각 실선은 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해 완충 장치(D1)의 신장측 및 압축측의 감쇠력을 소프트, 미디엄, 하드로 한 경우에 대해 감쇠 특성을 나타내고 있고, 파선은, 소프트, 미디엄, 하드의 감쇠 특성으로 설정되는 상황에 있어서, 완충 장치(D1)에 고주파 진동이 입력되어, 감쇠력이 저감된 경우의 특성을 나타내고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 완충 장치(D1)에서는, 감쇠력의 변화를 입력 진동 주파수에 의존시킬 수 있어, 차량의 스프링 상부재의 공진 주파수대의 저주파 진동의 입력에 대해서는 높은 감쇠력을 발생시킴으로써 차체(스프링 상부재)의 자세를 안정시켜, 차량 선회시에 탑승자에게 불안을 느끼게 하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 차량의 스프링 하부재의 공진 주파수대의 고주파 진동이 입력되면 반드시 낮은 감쇠력을 발생시켜 차륜측(스프링 하부재측)의 진동의 차체측(스프링 상부재측)으로의 전달을 절연하여, 차량에 있어서의 승차감을 양호한 것으로 할 수 있다.
완충 장치(D1)는, 감쇠력 가변 밸브(V)가 작동유의 흐름에 부여하는 저항을 조정함으로써, 감쇠력을 조절할 수 있다. 즉, 완충 장치(D1)에서는, 감쇠력 가변 밸브(V)에 의한 감쇠력 조정을 행하면서도, 고주파수의 진동에 대해서는, 감쇠력을 저감시킬 수 있다.
따라서, 완충 장치(D1)에서는, 비교적 낮은 주파수대의 진동에 대해서는, 감쇠력 가변 밸브(V)의 컨트롤에 의해 감쇠력 조정함으로써 차체 진동을 제진할 수 있을 뿐만 아니라, 감쇠력 가변 밸브(V)의 컨트롤에 의해서는 억제할 수 없는 고주파 진동에 대해서는 메커니컬하게 저감쇠력을 발휘할 수 있어, 차륜측으로부터의 진동을 절연하여 차체 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 압축측 쿠션(5e)과 신장측 쿠션(5f)이 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D1)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
따라서, 완충 장치(D1)에 의하면, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
감쇠력을 저감시키는 주파수대는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1), 신장측 수압 면적(B1) 및 수압 면적(C1)과, 통로(18), 압축측 통로(19) 및 오리피스 통로(20)의 유로 저항과, 스프링 요소(6)의 스프링 상수[압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)의 합성 스프링 상수]의 설정에 의해 임의로 결정할 수 있다. 따라서, 오리피스 통로(20) 대신에, 혹은 오리피스 통로(20)에 추가하여, 통로(18) 및 압축측 통로(19) 중 한쪽 또는 양쪽을 오리피스 통로로 해도 되고, 오리피스 통로를 설치할 필요가 없으면, 모든 통로(18, 19, 20)에 오리피스를 설치하지 않도록 해도 된다. 또한, 통로(18, 19, 20)에 설치하는 것은, 오리피스가 아니라 초크 스로틀 밸브여도 된다.
또한, 프리 피스톤(5)은 스프링 요소(6)의 가압력에 의해 중립 위치로 위치 결정되어 중립 위치로 복귀되므로, 프리 피스톤(5)이 스트로크 엔드에서 정지해 버려, 완충 장치(D1)가 고주파 진동 입력시에 감쇠력 저감 효과를 발휘하지 않는 것과 같은 사태의 발생이 방지된다. 프리 피스톤(5)의 외주의 단면 형상과 압력실(14)의 내벽의 단면 형상은, 원형 이외의 형상이어도 된다.
본 실시 형태에서는, 소실(15)은 리저버(R)에 연통되어 설치된다. 이 대신에, 소실(15)을 완충 장치(D1)의 외부로 연통시켜 대기 개방하거나, 저압의 기체를 봉입하여 소실(15)을 기실로 하도록 해도 된다. 그와 같이 해도, 완충 장치(D1)가 신장 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)이 도 1 중 상방측으로 이동하여, 프리 피스톤(5)의 이동량에 따라서 외주실(17)로 작동유가 유입되고, 대실(16)로부터 압축측실(R2)로 작동유가 배출되어, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 이동하게 된다. 한편, 완충 장치(D1)가 수축 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)이 도 1 중 하방측으로 이동하여, 외주실(17)과 대실(16)의 합계 용적이 확대되는 만큼, 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 실린더(1)로부터 리저버(R)로 이동하므로, 감쇠력 가변 밸브(V)를 통과하는 작동유의 유량이 감소한다. 따라서, 완충 장치(D1)는, 소실(15)을 리저버(R)로 연통시킨 경우와 마찬가지로, 고주파 진동에 대해 감쇠력을 저감시키는 효과를 발휘할 수 있다.
소실(15) 내를 기실로 하는 경우에는, 신장측 스프링(6b)을 기체 스프링으로 하는 것도 가능하다. 또한, 소실(15)을 대기 개방 또는 기실로 하는 경우에는, 소실(15)을 리저버(R)로 연통시킬 필요가 없어지므로, 압력실(14)을 형성하는 보텀 부재(11)를 피스톤 로드(21)에 고정하거나, 피스톤 로드(21) 내에 설치하는 것도 가능하다. 단, 소실(15)을 리저버(R)로 연통시킴으로써, 압력실(14)을 완전히 완충 장치(D1) 내에 수용함과 함께, 소실(15)로부터 외주실(17) 또는 대실(16)로의 기체의 혼입을 방지할 수 있는 장점이 있다.
프리 피스톤(5)은, 도 1 중 하방으로 이동할 때에는, 소실(15) 및 외주실(17)을 압축하므로, 신장측 쿠션(5f)을 외주실(17) 내에 배치하는 것이 아니라, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 하단부면에 설치하여 소피스톤부(5b) 내에 배치해도 되고, 소피스톤부(5b)의 하단부면에 설치하여 소실(15) 내에 배치하도록 해도 된다. 또한, 압축측 쿠션(5e) 및 신장측 쿠션(5f)을 프리 피스톤(5)이 아니라 보텀 부재(11)에 설치하여, 프리 피스톤(5)이 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 압축측 쿠션(5e) 및 신장측 쿠션(5f)이 프리 피스톤(5)에 접촉하도록 해도 된다.
또한, 쿠션 부재로서, 대실(16)이 압축될 때, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 격렬한 충돌을 억제하는 압축측 쿠션(5e)만으로 구성해도 되고, 소실(15)이 압축될 때, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 격렬한 충돌을 억제하는 신장측 쿠션(5f)만으로 구성해도 된다.
이상에서는, 보텀 부재(11)에 대해 개략적으로 설명하였다. 보텀 부재(11)를 구체적으로 완충 장치에 적용하기 위해서는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 보텀 부재(11)를 프리 피스톤(5)이 삽입되는 중공부(22a)를 갖는 케이스 부재(22)와, 케이스 부재(22)의 중공부(22a)를 폐색하는 원판 형상의 덮개 부재(23)로 구성할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
케이스 부재(22)는, 내부에 중공부(22a)를 갖는 대략 원기둥 형상 부재이며, 외주에 3개의 단차부를 갖는다. 3개의 단차부는 도 3 중 상방을 향해 단계적으로 직경 축소되어 형성된다. 1단째의 외주는 실린더(1)의 내주면에 끼워 맞추어지고, 3단째의 외주는 중간통(9)의 내주면에 끼워 맞추어지고, 하단부의 외경은 중간통(9)의 내경보다도 크다. 3단째의 외주면에는 시일 링(24)이 장착되고, 시일 링(24)은 케이스 부재(22)의 외주를 통해 배출 통로(7)와 리저버(R)가 연통되는 것을 방지하고 있다. 케이스 부재(22)의 하단부는 통 형상으로 형성되고, 그 하단부에는 내외를 연통하는 복수의 절결(22b)이 형성된다.
케이스 부재(22)는, 도 3 중 상단부에 개구되는 중공부(22a)를 구비하고, 중공부(22a)는 덮개 부재(23)에 의해 폐색되어 압력실(25)을 형성한다. 또한, 중공부(22a)의 내주면에는 단차부(25c)가 형성되고, 중공부(22a)의 선단측에는 소단면적부(25a)가 형성되고, 기단부측에는 소단면적부(25a)보다도 대직경인 대단면적부(25b)가 형성된다.
케이스 부재(22)는, 내외주를 관통하여 단차부(25c)의 근방으로 통하는 투과 구멍(22c)와, 케이스 부재(22)의 하단부면에 개구되어 중공부(22a)에 연통되는 통로(22d)와, 케이스 부재(22)의 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되고 축방향으로 관통하는 통로(22e)를 구비한다.
덮개 부재(23)는, 중심축을 따라 형성된 볼트 삽입 관통 구멍(23a)과, 도 3 중 하단부에 형성된 통 형상의 소켓(23b)과, 덮개 부재(23)의 중심으로부터 벗어난 위치에 형성되고 축방향으로 관통하는 포트(23c)를 구비한다. 덮개 부재(23)의 소켓(23b) 내에 케이스 부재(22)의 선단면이 삽입 끼워 맞춤됨으로써, 중공부(22a)가 폐색되어 압력실(25)이 형성된다.
볼트 삽입 관통 구멍(23a)에는 볼트(26)가 삽입 관통된다. 볼트(26)는, 선단에 나사부를 갖는 축부(26a)와, 축부(26a)와 비교하여 대직경인 헤드부(26b)를 구비한다. 볼트(26)의 축부(26a)의 외주에는, 디스크 형상의 체크 밸브(27)가 장착된다. 체크 밸브(27)는, 볼트(26)의 축부(26a)에 형성된 나사부에 나사 장착되는 너트(28)에 의해 덮개 부재(23)에 고정되고, 포트(23c)를 개폐한다.
볼트(26)에는, 중심축을 따라 관통하는 통로(26d)가 형성되고, 통로(26d)는 헤드부(26b)의 선단 표면에 형성된 홈(26c)에 연통된다. 압력실(25)과 압축측실(R2)은 통로(26d)를 통해 연통된다. 압축측 쿠션(5e)이 볼트(26)의 헤드부(26b)의 도 3 중 하면에 충합함으로써, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 방지된다. 그로 인해, 압축측 쿠션(5e)이 헤드부(26b)와 충합할 때, 통로(26d)를 폐색하지 않도록 홈(26c)을 형성하고 있다. 통로(26d)의 폐색을 피하기 위해서는, 홈(26c)을 형성하는 이외의 방법으로서, 예를 들어 압축측 쿠션(5e)이 접촉하지 않는 부위에, 통로(26d)를 개구하여 형성하도록 해도 된다.
케이스 부재(22)의 중공부(22a) 내에는, 프리 피스톤(5), 압축측 스프링(6a) 및 신장측 스프링(6b)이 수용된다. 덮개 부재(23)의 소켓(23b) 내에 케이스 부재(22)의 선단면이 삽입 끼워 맞춤됨으로써, 압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)이 압축되어 프리 피스톤(5)이 중립 위치로 위치 결정된다.
압력실(25) 내는, 프리 피스톤(5)에 의해, 소실(15), 대실(16) 및 외주실(17)로 구획된다. 소실(15)은, 케이스 부재(22)의 통로(22d)를 통해 리저버(R)에 연통되고, 대실(16)은, 볼트(26)의 홈(26c), 통로(26d)를 통해 압축측실(R2)에 연통되고, 외주실(17)은 투과 구멍(22c)을 통해 배출 통로(7)에 연통된다. 투과 구멍(22c)은 단차부(25c)에 면하여 개구되므로, 프리 피스톤(5)이 단차부(25c)에 완전히 밀착될 때까지는 외주실(17)과 배출 통로(7)의 연통이 끊어지지 않는다.
덮개 부재(23)에 케이스 부재(22)를 끼워 맞추어 일체화하면, 포트(23c)는 통로(22e)를 통해 리저버(R)에 연통된다. 체크 밸브(27)는, 완충 장치(D1)의 신장 작동시에 압축측실(R2) 내가 감압되면 외주측이 휘어 개방된다. 이에 의해, 포트(23c) 및 통로(22e)를 통해 리저버(R)가 압축측실(R2)에 연통된다. 체크 밸브(27), 포트(23c) 및 통로(22e)에 의해 흡입 통로(3)가 구성된다.
보텀 부재(11)를 실린더(1)의 하단부에 끼워 맞추면, 덮개 부재(23)의 소켓(23b)의 도 3 중 상단부가 실린더(1)의 하단부에 접촉한다. 외통(10)의 코킹부(10a)와 외통(10)의 저부(10b)에 의해, 보텀 부재(11)와 실린더(1)를 끼워 넣으면, 보텀 부재(11)에 축력이 작용하여 케이스 부재(22)와 덮개 부재(23)가 압박되어, 양자는 분리되는 일 없이 일체화된다.
외통(10)과 중간통(9)의 양자에는, 감쇠력 가변 밸브(V)가 설치된 밸브 블록(13)이 걸쳐져 고정된다. 그로 인해, 중간통(9)은 로드 가이드(8)와 보텀 부재(11)에 의해 상하로부터 끼워 넣지 않고, 로드 가이드(8) 및 보텀 부재(11)에 대한 상하 방향으로의 이동이 허용되도록 구성된다. 중간통(9)의 상하 방향의 이동을 허용함으로써, 중간통(9)에 대한 감쇠력 가변 밸브(V)의 장착 위치에 어느 정도의 오차가 발생해도, 완충 장치(D1)를 조립 장착할 수 있다.
신장측실(R1)과 배출 통로(7)는, 로드 가이드(8)에 형성된 절결(8a)을 통해 연통된다. 이 대신에, 실린더(1)에 형성되는 구멍을 통해 신장측실(R1)과 배출 통로(7)를 연통하도록 해도 된다.
케이스 부재(22)에 있어서의 최소 직경부인 최선단의 외주에는, 시일 링(29)이 장착된다. 이에 의해, 덮개 부재(23)와 케이스 부재(22) 사이가 시일되어, 배출 통로(7)와 대실(16)이 직접 연통되는 것이 방지된다.
이상과 같이 보텀 부재(11)를 구성함으로써, 보텀 부재(11)를 완충 장치(D1)에 무리 없이 조립할 수 있어, 완충 장치(D1)를 실현할 수 있다.
도 4에 제1 실시 형태의 변형예를 도시한다. 도 4에 도시하는 변형예에서는, 덮개 부재(23)에 케이스 부재(22)의 선단의 통 형상부의 내주가 압입됨과 함께, 덮개 부재(23)에 포트(23c)로 통하는 환 형상 홈(23d)이 형성된다. 이에 의해, 환 형상 홈(23d)의 내주면에, 케이스 부재(22)의 통 형상부의 내주가 간극 없이 압입되므로, 대실(16)과 흡입 통로(3)의 연통이 저지되어, 안정된 감쇠력 저감 효과가 얻어진다. 소켓(23b)의 내주면에, 케이스 부재(22)의 통 형상부의 외주에 밀착되는 시일 링(29)을 장착하도록 해도 된다.
<제2 실시 형태>
도 5에 제2 실시 형태에 관한 완충 장치(D2)를 도시한다.
완충 장치(D2)에서는, 외주실(17)에 리저버(R)가 연통되고, 소실(15)에 오리피스 통로(30)를 통해 신장측실(R1)이 연통된다. 완충 장치(D2)는, 이 점에 있어서 완충 장치(D1)와 다르고, 그 외에는 모두 완충 장치(D1)와 마찬가지의 구성이다. 이하에서는, 완충 장치(D1)와 마찬가지의 구성에는, 도면 중에 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.
소실(15)은, 오리피스 통로(30), 실린더(1)에 형성된 투과 구멍(1b) 및 배출 통로(7)를 통해 신장측실(R1)에 연통된다. 외주실(17)은, 보텀 부재(11)에 형성된 통로(31)를 통해 리저버(R)에 연통된다. 대실(16)은, 완충 장치(D1)와 마찬가지로, 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통된다.
이와 같이 구성해도, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽(도 5 중 상방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용함과 함께, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽(도 5 중 하방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용한다. 그리고, 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2)은, 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B2)보다도 크게 설정된다. 본 실시 형태에서는, 압축측 압력실로서 기능하는 대실(16)의 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2)은, 신장측 압력실로서 기능하는 소실(15)의 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B2)보다도 크게 설정된다.
리저버(R)에서 유래된 압력은, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽으로 압박하도록 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하는 신장측 수압 면적(B2) 이외의 부위에 작용한다. 즉, 프리 피스톤(5)의 외주실(17)에 면하는 단부면을 수압 면적(C2)으로 하여 작용한다.
완충 장치(D2)는, 이상과 같이 구성되고, 압력실(14)이 프리 피스톤(5)에 의해 신장측 압력실로서의 소실(15)과 압축측 압력실로서의 대실(16)로 구획되고, 프리 피스톤(5)이 이동하면 소실(15)과 대실(16)의 용적이 변화된다.
완충 장치(D2)가 신장 작동하면, 피스톤(2)이 도 5 중 상방으로 이동하므로, 압축되는 신장측실(R1)로부터는 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 통해 리저버(R)로 배출되고, 확대되는 압축측실(R2)로는 흡입 통로(3)를 통해 리저버(R)로부터 작동유가 공급된다. 따라서, 신장측실(R1)의 압력은 상승하고, 압축측실(R2)의 압력은 리저버(R)와 거의 동등해진다.
대실(16)은, 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 압축측실(R2)에서 유래된 압력으로 되어, 리저버(R)와 거의 동등한 압력으로 된다. 또한, 외주실(17)도 리저버(R)에 연통되어 있으므로, 외주실(17)의 압력도 리저버(R)와 거의 동등한 압력으로 된다. 한편, 소실(15)은 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 소실(15)의 압력은 신장측실(R1)에서 유래된 압력으로 된다.
따라서, 완충 장치(D2)가 신장 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2)과 수압 면적(C2)에는 리저버(R)의 압력과 거의 동등한 압력이 작용하고, 신장측 수압 면적(B2)에는 리저버(R)의 압력보다도 높은 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하므로, 프리 피스톤(5)은 도 5 중 상방측으로 이동한다. 프리 피스톤(5)이 이동하면, 프리 피스톤(5)의 이동량에 따라서 소실(15)로 작동유가 유입되고, 대실(16)로부터 압축측실(R2)로 작동유가 배출되므로, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 작동유가 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 흐르게 된다. 소실(15)과 신장측실(R1)은 오리피스 통로(30)를 통해 연통되어 있으므로, 프리 피스톤(5)의 급한 변위가 억제된다.
완충 장치(D2)가 수축 작동하면, 피스톤(2)이 도 5 중 하방으로 이동하므로, 압축되는 압축측실(R2)과 확대되는 신장측실(R1)이 정류 통로(4)를 통해 연통되고, 실린더(1)로부터 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 통해 리저버(R)로 배출된다. 따라서, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)의 압력은, 거의 동등하게 모두 상승한다.
대실(16)은, 압축측 통로(19)를 통해 압축측실(R2)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 압축측실(R2)에서 유래된 압력으로 된다. 압축측실(R2)은 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 대실(16)의 압력은 신장측실(R1)과 거의 동등한 압력으로 된다. 한편, 소실(15)도 오리피스 통로(30)를 통해 신장측실(R1)에 연통되어 있으므로, 소실(15)의 압력은 신장측실(R1)에서 유래된 압력으로 된다.
따라서, 완충 장치(D2)가 수축 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2)과 신장측 수압 면적(B2)에는 신장측실(R1)의 압력과 거의 동등한 압력이 작용하고, 수압 면적(C2)에는 리저버(R)의 압력이 작용하므로, 프리 피스톤(5)은 도 5 중 하방으로 이동한다. 프리 피스톤(5)이 이동하면, 소실(15)로부터 배출 통로(7)로 작동유가 배출되지만 대실(16)로 압축측실(R2)로부터 작동유가 유입되고, 외주실(17)로부터 작동유가 리저버(R)로 배출되므로, 대실(16)의 용적 확대량으로부터 소실(15)의 용적 감소량을 차감한 양의 작동유가 실린더(1)로부터 리저버(R)로 이동한다. 이와 같이, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 상기 양의 작동유가 실린더(1)로부터 리저버(R)로 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 흐른다.
이와 같이, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 한쪽(도 5 중 상방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 신장측실(R1)에서 유래되는 압력을 작용시킴과 함께, 프리 피스톤(5)을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽(도 5 중 하방)으로 압박하도록 프리 피스톤(5)에 압축측실(R2)에서 유래되는 압력을 작용시키고, 또한 압축측실(R2)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2)을, 신장측실(R1)에서 유래되는 압력이 작용하는 프리 피스톤(5)의 신장측 수압 면적(B2)보다도 크게 설정하였으므로, 수축 작동시에 신장측실(R1)과 압축측실(R2)이 구조상 등압으로 되는 유니 플로우형의 완충 장치라도, 프리 피스톤(5)을 작동시켜 압력실(14)을 외관상의 유로로서 기능시킬 수 있다.
따라서, 완충 장치(D2)라도, 감쇠력의 변화를 입력 진동 주파수에 의존시킬 수 있어, 차량의 스프링 상부재의 공진 주파수대의 저주파 진동의 입력에 대해서는 높은 감쇠력을 발생시킴으로써 차체(스프링 상부재)의 자세를 안정시켜, 차량 선회시에 탑승자에게 불안을 느끼게 하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 차량의 스프링 하부재의 공진 주파수대의 고주파 진동이 입력되면 반드시 낮은 감쇠력을 발생시켜 차륜측(스프링 하부재측)의 진동의 차체측(스프링 상부재측)으로의 전달을 절연하여, 차량에 있어서의 승차감을 양호한 것으로 할 수 있다.
완충 장치(D2)는, 감쇠력 가변 밸브(V)가 작동유의 흐름에 부여하는 저항을 조정함으로써, 감쇠력을 조절할 수 있다. 즉, 완충 장치(D2)에서는, 감쇠력 가변 밸브(V)에 의한 감쇠력 조정을 행하면서도, 고주파수의 진동에 대해서는, 감쇠력을 저감시킬 수 있다.
따라서, 완충 장치(D2)라도, 비교적 낮은 주파수대의 진동에 대해서는, 감쇠력 가변 밸브(V)의 컨트롤에 의해 감쇠력 조정함으로써 차체 진동을 제진할 수 있을 뿐만 아니라, 감쇠력 가변 밸브(V)의 컨트롤에 의해서는 억제할 수 없는 고주파 진동에 대해서는 메커니컬하게 저감쇠력을 발휘할 수 있어, 차륜측으로부터의 진동을 절연하여 차체 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 압축측 쿠션(5e)과 신장측 쿠션(5f)이 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D2)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
따라서, 완충 장치(D2)에 의해서도, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
감쇠력을 저감시키는 주파수대는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2), 신장측 수압 면적(B2) 및 수압 면적(C2)과, 압축측 통로(19), 통로(31) 및 오리피스 통로(30)의 유로 저항과, 스프링 요소(6)의 스프링 상수[압측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)의 합성 스프링 상수]의 설정에 의해 임의로 결정할 수 있다. 따라서, 오리피스 통로(30) 대신에, 혹은 오리피스 통로(20)에 추가로, 압축측 통로(19) 및 통로(31) 중 한쪽 또는 양쪽을 오리피스 통로로 해도 되고, 오리피스 통로를 설치할 필요가 없으면, 모든 통로(19, 30, 31)에 오리피스를 설치하지 않도록 해도 된다. 또한, 통로(19, 30, 31)에 설치하는 것은, 오리피스가 아니라 초크 스로틀 밸브여도 된다.
본 실시 형태에서는, 외주실(17)은 리저버(R)에 연통되어 설치된다. 이 대신에, 외주실(17)을 완충 장치(D2)의 외부로 연통시켜 대기 개방하거나, 저압의 기체를 봉입하여 외주실을 기실로 하도록 해도 된다. 그와 같이 해도, 완충 장치(D2)가 신장 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)이 도 5 중 상방측으로 이동하여, 프리 피스톤(5)의 이동량에 따라서 소실(15)에 작동유가 유입되고, 대실(16)로부터 압축측실(R2)으로 액체가 배출되어, 압력실(14)이 외관상의 유로로서 기능하여, 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 이동하게 된다. 한편, 완충 장치(D2)가 수축 작동하는 경우에는, 프리 피스톤(5)이 도 5 중 하방측으로 이동하여, 외주실(17)과 대실(16)의 합계 용적이 확대되는 만큼, 작동유가 감쇠력 가변 밸브(V)를 우회하여 실린더(1)로부터 리저버(R)로 이동하므로, 감쇠력 가변 밸브(V)를 통과하는 작동유의 유량이 감소한다. 따라서, 완충 장치(D2)는, 외주실(17)을 리저버(R)로 연통시킨 경우와 마찬가지로, 고주파 진동에 대해 감쇠력을 저감시키는 효과를 발휘할 수 있다.
외주실(17)을 기실로 하는 경우에는, 신장측 스프링(6b)을 기체 스프링으로 하는 것도 가능하다. 또한, 외주실(17)을 대기 개방 또는 기실로 하는 경우에는, 외주실(17)을 리저버(R)로 연통시킬 필요가 없어지므로, 압력실(14)을 형성하는 보텀 부재(11)를 피스톤 로드(21)에 고정하거나, 피스톤 로드(21) 내에 설치하는 것도 가능하다. 단, 외주실(17)을 리저버(R)로 연통시킴으로써, 압력실(14)을 완전히 완충 장치(D2) 내에 수용함과 함께, 외주실(17)로부터 소실(15) 혹은 대실(16)로의 기체의 혼입을 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는, 보텀 부재(11)에 대해 개략적으로 설명하였다. 보텀 부재(11)를 구체적으로 완충 장치에 적용하기 위해서는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 보텀 부재(11)를 프리 피스톤(5)이 삽입되는 중공부(32a)를 갖는 대략 바닥이 있는 통 형상의 케이스 부재(32)와, 케이스 부재(32)의 중공부(32a)를 폐색하는 대략 정상부가 있는 통 형상의 덮개 부재(33)로 구성할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
케이스 부재(32)는, 내주에 단차부(32b)를 갖는 중공부(32a)와, 외주에 형성된 환 형상 홈(32c)과, 환 형상 홈(32c)으로부터 중공부(32a)로 통하는 오리피스 통로(34)와, 저부로부터 단차부(32b)로 빠져 중공부(32a)로 통하는 관통 구멍(35)과, 도 6 중 하단부 외주에 형성된 나사부(32d)를 구비한다.
중공부(32a)는, 덮개 부재(33)에 의해 폐색되어 압력실(36)을 형성한다. 중공부(32a)의 선단측에는 소단면적부(36a)가 형성되고, 기단부측에는 소단면적부(36a)보다도 대직경의 대단면적부(36b)가 형성된다.
오리피스 통로(34)는 소단면적부(36a)에 연통되고, 관통 구멍(35)은 외주실(17)에 연통되어 있다. 오리피스 통로(34)는, 프리 피스톤(5)이 소실(15)을 최압축해도 폐색되지 않도록 형성된다. 구체적으로는, 오리피스 통로(34)는 중공부(32a)의 저면으로부터 도 6 중 하방으로 연장되어 형성되는 세로 구멍(34a)과, 세로 구멍(34a)과 환 형상 홈(32c)을 연통하여 오리피스로서 기능하는 가로 구멍(34b)을 구비한다.
덮개 부재(33)는, 통부(33a)의 도 6 중 하단부로부터 정상부(33b)의 도 6 중 상단부로 빠지는 포트(33c)와, 정상부(33b)의 중심축을 따라 형성된 볼트 삽입 관통 구멍(33d)과, 통부(33a)의 내주에 형성된 나사부(33e)와, 통부(33a)의 외주에 형성된 3개의 단차부(33f, 33g, 33h)와, 통부(33a)의 단차부(33f)와 단차부(33g) 사이에 개구되어 환 형상 홈(32c)에 연통되는 관통 구멍(33i)을 구비한다. 통부(33a)의 하단부에는 절결(33j)이 형성되고, 통부(33a)의 내외가 절결(33j)을 통해 연통된다.
덮개 부재(33)의 단차부(33f)에는, 실린더(1)의 도 6 중 하단부가 접촉하고, 덮개 부재(33)의 단차부(33f)보다 선단측(도 6 중 상방측)이 실린더(1) 내에 끼워 맞추어진다. 또한, 통부(33a)의 외주이며 단차부(33g)로부터 단차부(33h)에는, 중간통(9)이 끼워 맞추어진다. 따라서, 통부(33a)의 외주이며 단차부(33f)로부터 단차부(33g)까지의 부위와 중간통(9) 사이에는, 배출 통로(7)를 형성하는 환 형상 간극이 형성된다. 중간통(9)에 끼워 맞추어지는 통부(33a)의 외주에는, 시일 링(37)이 장착되어, 배출 통로(7)와 리저버(R)가 덮개 부재(33)와 중간통(9) 사이의 간극을 통해 연통되는 것이 방지된다. 덮개 부재(33)의 통부(33a) 내에 케이스 부재(32)를 삽입하여 나사부(32d)를 나사부(33e)에 나사 장착하면, 덮개 부재(33)에 케이스 부재(32)가 고정됨과 함께 중공부(32a)가 폐색되어 압력실(36)이 형성된다.
볼트 삽입 관통 구멍(33d)에는 볼트(38)가 삽입 관통된다. 볼트(38)는, 선단에 나사부를 갖는 축부(38a)와, 축부(38a)와 비교하여 대직경인 헤드부(38b)를 구비한다. 볼트(38)의 축부(38a)의 외주에는, 디스크 형상의 체크 밸브(39)가 장착된다. 체크 밸브(39)는, 볼트(38)와 축부(38a)에 형성된 나사부에 나사 장착되는 너트(40)에 의해 덮개 부재(33)에 고정되고, 포트(33c)를 개폐한다.
볼트(38)에는, 중심축을 따라 관통하는 통로(38d)가 형성되고, 통로(38d)는 헤드부(38b)의 표면에 형성된 홈(38c)에 연통된다. 압력실(36)과 압축측실(R2)은 통로(38d)를 통해 연통된다. 압축측 쿠션(5e)이 볼트(38)의 헤드부(38b)의 도 6 중 하면에 충합함으로써, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 방지된다. 그로 인해, 압축측 쿠션(5e)이 헤드부(38b)와 충합할 때, 통로(38d)를 폐색하지 않도록 홈(38c)을 형성하고 있다. 통로(38d)의 폐색을 피하기 위해서는, 홈(38c)을 형성하는 이외의 방법으로서, 예를 들어 압축측 쿠션(5e)이 접촉하지 않는 부위에, 통로(38d)를 개구하여 형성하도록 해도 된다.
케이스 부재(32)의 중공부(32a) 내에는, 프리 피스톤(5), 압축측 스프링(6a) 및 신장측 스프링(6b)이 수용된다. 덮개 부재(33)에 케이스 부재(32)를 고정하면, 압축측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)이 압축되어 프리 피스톤(5)이 중립 위치로 위치 결정된다.
압력실(36) 내는, 프리 피스톤(5)에 의해, 소실(15), 대실(16) 및 외주실(17)로 구획된다. 소실(15)은, 오리피스 통로(34), 관통 구멍(33i) 및 배출 통로(7)를 통해 신장측실(R1)에 연통되고, 대실(16)은, 볼트(38)의 홈(38c), 통로(38d)를 통해 압축측실(R2)에 연통되고, 외주실(17)은, 관통 구멍(35) 및 절결(33j)을 통해 리저버(R)에 연통된다. 관통 구멍(35)은 단차부(32b)에 개구되므로, 프리 피스톤(5)이 단차부(32b)에 완전히 밀착될 때까지는, 외주실(17)과 리저버(R)의 연통이 끊어지지 않는다.
덮개 부재(33)의 포트(33c)는, 절결(33j)을 통해 리저버(R)에 연통된다. 체크 밸브(39)는, 완충 장치(D2)의 신장 작동시에 압축측실(R2) 내가 감압되면 외주측이 휘어 개방된다. 이에 의해, 포트(33c)를 통해 리저버(R)가 압축측실(R2)로 연통된다. 체크 밸브(39) 및 포트(33c)에 의해 흡입 통로(3)가 구성된다.
보텀 부재(11)를 실린더(1)의 하단부에 끼워 맞추면, 덮개 부재(33)의 단차부(33f)에 실린더(1)의 하단부가 접촉한다. 외통(10)의 코킹부(10a)와 외통(10)의 저부(10b)에 의해, 보텀 부재(11)와 실린더(1)를 끼워 넣음으로써, 보텀 부재(11)와 실린더(1)는 외통(10)에 대해 부동으로 고정된다.
외통(10)과 중간통(9)의 양자에는, 감쇠력 가변 밸브(V)가 설치된 밸브 블록(13)이 걸쳐져 고정된다. 그로 인해, 중간통(9)은 로드 가이드(8)와 보텀 부재(11)에 의해 상하로부터 끼워 넣지 않고, 로드 가이드(8) 및 보텀 부재(11)에 대한 상하 방향으로의 이동이 허용되도록 구성된다.
이상과 같이 보텀 부재(11)를 구성함으로써, 보텀 부재(11)를 완충 장치(D2)에 무리 없이 조립할 수 있어, 완충 장치(D2)를 실현할 수 있다.
완충 장치(D2)에서는, 도 6 중에서 압력실(14)의 하방에 배치되는 소실(15)을, 하단부가 소실(15)의 하단부보다도 상방측에 배치되는 배출 통로(7)에 연통시킬 필요가 있다. 또한, 오리피스 통로(34)가 프리 피스톤(5)에 의해 폐색되지 않도록 하기 위해, 오리피스 통로(34), 환 형상 홈(32c) 및 관통 구멍(33i)으로 이루어지는 복잡한 통로를 설치할 필요가 있다. 따라서, 완충 장치(D1)와 같이 소실(15)보다도 상방측에 배치되는 외주실(17)을 배출 통로(7)에 연통시키도록 하면, 통로 형상이 간단하여 가공이 용이해진다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 압력실(14, 25, 36)은, 프리 피스톤(5)이 도면 중 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성된다. 이 대신에, 압력실(14, 25, 36)을, 프리 피스톤(5)이 도면 중 상하 방향이 아니라, 가로 방향이나 경사 방향으로 이동 가능하도록 형성하는 것도 가능하고, 프리 피스톤(5)이 완충 장치(D1, D2)에 입력되는 상하 방향의 진동의 영향을 받기 어렵게 할 수도 있다. 그러나, 압력실(14, 25, 36)을 프리 피스톤(5)이 도면 중 상하 방향으로 이동 가능하도록 형성함으로써, 프리 피스톤(5)의 스트로크량을 확보하기 쉬워, 대형의 프리 피스톤(5)을 채용할 수 있다.
다음으로, 쿠션 부재의 변형예에 대해 설명한다.
도 7에 도시하는 변형예에 관한 쿠션 부재는, 신장측 스프링(6b)과 보텀 부재(11) 사이에 개재 장착되는 신장측 쿠션(50)과, 압축측 스프링(6a)과 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 사이에 개재 장착되는 압축측 쿠션(51)으로 구성된다. 이하에, 신장측 쿠션(50) 및 압축측 쿠션(51)에 대해 상세하게 설명한다.
신장측 쿠션(50)은, 보텀 부재(11)에 있어서의 압력실(25)의 저면에 적층되는 환 형상의 플레이트(50a)와, 플레이트(50a)의 내주로부터 기립 설치되어 형성되고 내외를 연통하는 구멍을 갖는 보유 지지통(50b)과, 보유 지지통(50b)의 프리 피스톤측 단부의 내주에 고정되고 고무 등의 탄성체로 이루어지는 쿠션체(50c)를 구비한다. 플레이트(50a)는, 신장측 스프링(6b)과 보텀 부재(11)에 의해 끼움 지지되어 보텀 부재(11)의 중공부의 저면에 고정된다. 보유 지지통(50b)은 구멍을 구비하고 있으므로, 통로(22d)를 차단하지 않도록 되어 있다. 쿠션체(50c)는, 선단이 보유 지지통(50b)으로부터 프리 피스톤측을 향해 돌출되는 볼록 형상으로 형성된다.
프리 피스톤(5)이 도 7 중 하방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 쿠션체(50c)는 프리 피스톤(5)의 기부(5a)와 충합하여 프리 피스톤(5)의 변위에 의해 압축된다. 쿠션체(50c)는, 압축 정도에 따라서 반력을 발휘하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 서서히 감속시키고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하여 타음의 발생을 저지한다.
상기 구성 대신에, 신장측 쿠션(50)을, 신장측 스프링(6b)과 프리 피스톤(5)의 기부(5a) 사이에 개재 장착하여 프리 피스톤(5)측에 고정하도록 해도 된다. 즉, 신장측 쿠션(50)은, 신장측 스프링(6b)에 의해 프리 피스톤(5) 및 보텀 부재(11) 중 한쪽에 고정된다. 이와 같이, 신장측 쿠션(50)은 신장측 스프링(6b)을 이용하여 고정되므로, 용착이나 접착에 의한 고정이 불필요해진다고 하는 이점이 있다.
압축측 쿠션(51)은, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)에 적층되는 환 형상의 플레이트(51a)와, 플레이트(51a)의 내주로부터 기립 설치되어 형성된 보유 지지통(51b)과, 보유 지지통(51b)의 내주에 고정되고 고무 등의 탄성체로 이루어지는 쿠션체(51c)를 구비한다. 플레이트(51a)는, 압축측 스프링(6a)과 프리 피스톤(5)에 의해 끼움 지지되어 프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 대실측면에 고정된다. 압축측 쿠션(51)은, 프리 피스톤(5)의 대피스톤부(5c) 내에 삽입되고, 직경 방향으로의 덜걱거림이 없이 수용된다. 쿠션체(51c)는, 선단이 보유 지지통(51b)으로부터 볼트측으로 향해 돌출되는 볼록 형상으로 형성된다.
프리 피스톤(5)이 도 7 중 상방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 쿠션체(51c)는, 볼트(26)의 헤드부(26b)와 충합하여 프리 피스톤(5)의 변위에 의해 압축된다. 쿠션체(51c)는, 압축 정도에 따라서 반력을 발휘하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 서서히 감속시키고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)를 구성하는 덮개 부재(23)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하여 타음의 발생을 저지한다.
상기 구성 대신에, 압축측 쿠션(51)을, 압축측 스프링(6a)과 덮개 부재(23) 사이에 개재 장착하여 보텀 부재(11)에 고정하도록 해도 된다. 즉, 압축측 쿠션(51)은 압축측 스프링(6a)에 의해 프리 피스톤(5) 및 보텀 부재(11) 중 한쪽에 고정된다. 이와 같이, 압축측 쿠션(51)은 압축측 스프링(6a)을 이용하여 고정되므로, 용착이나 접착에 의한 고정이 불필요해진다고 하는 이점이 있다.
도 7에 도시하는 변형예에서는, 통로(26d)가 헤드부(26b)의 측방에 개구되어 형성되고, 도 3 및 도 4에 도시하는 홈(26c)이 폐지되어 도 7 중 하면은 평활면으로 형성된다. 이에 의해, 압축측 쿠션(51)과 헤드부(26b)의 충합에 의한 압축측 쿠션(51)의 열화를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 신장측 쿠션(50)과 압축측 쿠션(51)을 구비하는 완충 장치에 있어서도, 완충 장치(D1)와 마찬가지로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌을 방지함으로써 양자의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다. 신장측 쿠션(50)과 압축측 쿠션(51)은, 완충 장치(D2)에도 당연히 적용 가능하다.
도 8에 도시하는 변형예에 관한 쿠션 부재(60)는, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)를 관통하는 고무 부재이다. 이하에, 쿠션 부재(60)에 대해 상세하게 설명한다.
프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 중앙부에는, 쿠션 부재(60)를 보유 지지하는 보유 지지통(5g)이 형성된다. 보유 지지통(5g)은, 기부(5a)로부터 소실(15)측으로 돌출되어 형성되고, 보유 지지통(5g) 내에 막대 형상의 쿠션 부재(60)가 삽입되어 고정된다. 쿠션 부재(60)는, 도 8 중 상단부(60a)와 도 8 중 하단부(60b)가 보유 지지통(5g)의 외부로 돌출되고, 몸통부(60c)가 보유 지지통(5g)에 의해 보유 지지된다. 보유 지지통(5g)에의 쿠션 부재(60)의 고정 방법은, 접착, 융착, 압입 등과 같은 다양한 방법을 채용할 수 있다.
쿠션 부재(60)의 상단부(60a)는, 반구 형상이며 대실(16)측으로 돌출되어 볼트(26)의 헤드부(26b)의 하면에 대향하여 설치되고, 압축측 쿠션을 구성한다. 쿠션 부재(60)의 하단부(60b)는, 반구 형상이며 소실(15)측으로 돌출되어 압력실(25)의 저부에 대향하여 설치되고, 신장측 쿠션을 구성한다.
프리 피스톤(5)이 도 8 중 상방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 쿠션 부재(60)의 상단부(60a)가 볼트(26)의 헤드부(26b)에 충합하여 프리 피스톤(5)의 변위를 억제한다. 한편, 프리 피스톤(5)이 도 8 중 하방으로 이동하여 스트로크 엔드 근방까지 변위되면, 쿠션 부재(60)의 하단부(60b)가 보텀 부재(11)에 설치한 압력실(25)의 저부에 충합하여 프리 피스톤(5)의 변위를 억제한다.
이상과 같이, 쿠션 부재(60)를 구비하는 완충 장치에 있어서도, 완충 장치(D1)와 마찬가지로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌을 방지함으로써 양자의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다. 쿠션 부재(60)는, 완충 장치(D2)에도 당연히 적용 가능하다.
또한, 쿠션 부재(60)는 고무 부재이므로, 프리 피스톤(5)을 관통하여 설치되어도 소실(15)과 대실(16)을 연통해 버리는 일이 없다. 그로 인해, 시일로 배려할 필요가 없다. 또한, 도 1 및 도 4의 완충 장치(D1)나 도 5 및 도 6의 완충 장치(D2)에 있어서의 쿠션 부재와 비교하여, 부품 개수가 적고, 또한 조립 공정수를 필요로 하지 않는다. 이와 같이, 쿠션 부재(60)의 설치 비용은 저비용이다.
도 9에 도시하는 변형예에 관한 쿠션 부재는, 보텀 부재(11)에 설치되는 제1 탄성체로서의 환 형상의 신장측 쿠션(70)과, 보텀 부재(11)에 설치되는 제2 탄성체로서의 환 형상의 압축측 쿠션(71)을 구비한다. 이하에, 신장측 쿠션(70) 및 압축측 쿠션(71)에 대해 상세하게 설명한다.
신장측 쿠션(70)은, 케이스 부재(22)에 형성된 소단면적부(25a)에 끼워 맞추어져 고정되어 소단면적부(25a)의 저면에 적층되고, 프리 피스톤(5)의 소실측면인 소피스톤부(5b)의 소실(15)에 면하는 단부면(도 8 중 하단부면)에 대향한다. 압축측 쿠션(71)은, 케이스 부재(22)의 중공부의 개구 단부에 형성된 환 형상 오목부(25d) 내에 끼워 맞추어져 고정되고, 프리 피스톤(5)의 대실측면인 대피스톤부(5c)의 대실(16)에 면하는 단부면(도 8 중 상단부면)에 대향한다.
신장측 쿠션(70)과 압축측 쿠션(71)은, 예를 들어 고무 등의 수지제의 고무 링이어도 되고, 웨이브 와셔여도 된다. 또한, 신장측 쿠션(70) 및 압축측 쿠션(71) 중 어느 한쪽을 웨이브 와셔로 하고, 다른 쪽을 고무 링으로 해도 된다. 또한, 신장측 쿠션(70)과 압축측 쿠션(71)의 단면 형상은 임의이고, 각진 링이나 O링 외에도 다양한 형상을 채용할 수 있다.
신장측 쿠션(70) 및 압축측 쿠션(71)은, 프리 피스톤(5)이 충합하면 프리 피스톤(5)의 그 이상의 스트로크 엔드측으로의 이동을 억제함과 함께, 프리 피스톤(5)의 스트로크 엔드측으로의 이동에 의해 압축이 진행되면 압축량에 따른 반발력을 발휘하여 프리 피스톤(5)의 속도를 서서히 감속시켜, 프리 피스톤(5)과 케이스 부재(22) 또는 덮개 부재(23)와의 충돌을 방지한다.
이상과 같이, 신장측 쿠션(70)과 압축측 쿠션(71)을 구비한 완충 장치에 있어서도, 완충 장치(D1)와 마찬가지로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌을 방지함으로써 양자의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다. 신장측 쿠션(70)과 압축측 쿠션(71)은 완충 장치(D2)에도 당연히 적용 가능하다.
이상의 제1 및 제2 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 효과를 발휘한다.
본 실시 형태에 관한 완충 장치에 의하면, 비교적 낮은 주파수대의 진동에 대해서는, 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해 감쇠력 조정함으로써 차체 진동을 제진할 수 있을 뿐만 아니라, 감쇠력 가변 밸브(V)에 의해서는 억제할 수 없는 고주파 진동에 대해서는 메커니컬하게 저감쇠력을 발휘할 수 있어, 차륜측으로부터의 진동을 절연하여 차체 진동을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 차량에 있어서의 승차감을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 쿠션 부재가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
따라서, 본 실시 형태에 관한 완충 장치에 의하면, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
<제3 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 완충 장치(D3)에 대해 설명한다. 이하에서는, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지의 구성에는 도면 중에 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략하고, 제1 및 제2 실시 형태와 다른 점을 중심으로 설명한다.
제3 실시 형태에 관한 완충 장치(D3)는, 쿠션 부재를 설치하는 대신에, 보텀 부재(11)에의 프리 피스톤(5)의 충돌을 억제하는 액압 쿠션 기구(L)를 구비하는 점에서, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 다르다.
도 10을 참조하여, 완충 장치(D3)에 대해 설명한다. 이하에서는, 도 1에 도시하는 완충 장치(D1)와 다른 점을 중심으로 설명한다.
액압 쿠션 기구(L)는, 가변 스로틀 밸브이며, 신장측 통로로서의 오리피스 통로(20)의 도중에 설치되고, 프리 피스톤(5)이 압력실(14) 내에서 중립 위치로부터 소정량 변위되면 유로 면적을 감소시키고, 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량에 따라서 유로 면적을 감소시킨다. 액압 쿠션 기구(L)는, 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량이 많아질수록 유로 면적을 감소시키는 것이어도 되고, 유로 면적에 하한을 설정하여 유로 면적을 하한 이하로는 감소시키지 않는 것이어도 된다. 또한, 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키기 시작하는 프리 피스톤(5)의 변위량은, 프리 피스톤(5)이 스트로크 엔드에 도달하지 않는 범위에서 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 0으로 설정하여 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 변위되면 즉시 유로 면적을 감소시키도록 해도 되고, 또한 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키기 시작하는 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량을, 프리 피스톤(5)의 이동 방향의 양측에서 다르도록 설정해도 된다.
완충 장치(D3)가 신장 작동하는 경우에는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 프리 피스톤(5)은 도 10 중 상방으로 이동한다. 이때, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 소정량 이상 변위되면, 액압 쿠션 기구(L)로서의 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키므로, 외주실(17) 내로 작동유가 유입되기 어려워져, 프리 피스톤(5)의 이동 속도가 감속되고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 억제되어, 양자가 접촉할 때의 타음을 저감시킬 수 있다.
한편, 완충 장치(D3)가 수축 작동하는 경우에는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 프리 피스톤(5)은 도 10 중 하방으로 이동한다. 이때, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 소정량 이상 변위되면, 액압 쿠션 기구(L)로서의 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키므로, 외주실(17) 내로부터 작동유가 배출되기 어려워져, 프리 피스톤(5)의 이동 속도가 감속되고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 억제되어, 양자가 접촉할 때의 타음을 저감시킬 수 있다.
도 10에 도시하는 완충 장치(D3)에 의하면, 액압 쿠션 기구(L)가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 억제하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D3)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
따라서, 완충 장치(D3)에 의하면, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
감쇠력을 저감시키는 주파수대는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A1), 신장측 수압 면적(B1) 및 수압 면적(C1)과, 통로(18), 압축측 통로(19), 액압 쿠션 기구(L)로서의 가변 스로틀 밸브의 유로 저항과, 스프링 요소(6)의 스프링 상수[압측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)의 합성 스프링 상수]의 설정에 의해 임의로 결정할 수 있다. 따라서, 액압 쿠션 기구(L) 대신에, 혹은 액압 쿠션 기구(L)에 추가하여, 통로(18) 및 압축측 통로(19) 중 한쪽 또는 양쪽에 가변 스로틀 밸브를 설치하도록 해도 된다.
다음으로, 도 10에 도시하는 완충 장치(D3)의 구체적인 구성에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다. 이하에서는, 도 3에 도시하는 완충 장치(D1)와 다른 점을 중심으로 설명한다.
오리피스 통로(20)는, 케이스 부재(22)의 선단측으로부터 2단째의 외주에 개구되어 대단면적부(25b)의 내주의 단차부(25c)의 근방으로 통하는 제1 오리피스 통로(20a)와, 케이스 부재(22)의 선단측으로부터 2단째의 외주에 개구되어 대단면적부(25b)의 내주로 통하는 제2 오리피스 통로(20b)를 구비한다.
프리 피스톤(5)은, 대피스톤부(5c)의 외주에 형성된 환 형상 홈(5h)과, 기부(5a)에 있어서의 소피스톤부(5b)보다도 외주측에 형성되어 외주실(17)과 환 형상 홈(5h)을 연통하는 구멍(5i)을 구비한다.
프리 피스톤(5)이 스프링 요소(6)에 의해 중립 위치로 위치 결정된 상태에서는, 대피스톤부(5c)의 환 형상 홈(5h)이 제2 오리피스 통로(20b)에 대향하여 연통된다. 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 도 11 중 상하 방향으로 소정량 이상 변위되면, 환 형상 홈(5h)과 제2 오리피스 통로(20b)의 연통 면적이 감소하고, 환 형상 홈(5h)이 제2 오리피스 통로(20b)에 대향하지 않게 되면, 대피스톤부(5c)에 의해 제2 오리피스 통로(20b)가 폐색된다.
소실(15)은, 케이스 부재(22)의 통로(22d)를 통해 리저버(R)에 연통되고, 대실(16)은, 볼트(26)의 통로(26d)를 통해 압축측실(R2)에 연통된다. 외주실(17)은, 제1 오리피스 통로(20a) 및 배출 통로(7)를 통해 신장측실(R1)에 연통됨과 함께, 환 형상 홈(5h)이 제2 오리피스 통로(20b)에 대향하고 있는 상태에서는 구멍(5i), 환 형상 홈(5h), 제2 오리피스 통로(20b) 및 배출 통로(7)를 통해서도 신장측실(R1)에 연통된다. 따라서, 도 11에 도시하는 완충 장치(D3)에서는, 신장측 통로로서의 오리피스 통로(20)는, 제1 오리피스 통로(20a), 구멍(5i), 환 형상 홈(5h), 제2 오리피스 통로(20b) 및 배출 통로(7)에 의해 구성되고, 프리 피스톤(5)의 변위에 의해 제2 오리피스 통로(20b)의 유로 면적이 변화된다. 액압 쿠션 기구(L)로서의 가변 스로틀 밸브는, 프리 피스톤(5)과 케이스 부재(22)에 의해 구성된다.
도 11에 도시하는 완충 장치(D3)에서는, 액압 쿠션 기구(L)가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 억제하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D3)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
또한, 액압 쿠션 기구(L)를 프리 피스톤(5)과 케이스 부재(22)로 구성함으로써, 간단한 구조로 가변 스로틀 밸브를 오리피스 통로(20)에 설치할 수 있고, 부품 개수도 증가하는 일이 없다.
도 12에 제3 실시 형태의 변형예를 도시한다. 도 12에 도시하는 변형예에서는, 덮개 부재(23)에 케이스 부재(22)의 선단의 통 형상부의 내주가 압입됨과 함께, 덮개 부재(23)에 포트(23c)로 통하는 환 형상 홈(23d)이 형성된다. 이에 의해, 환 형상 홈(23d)의 내주면에, 케이스 부재(22)의 통 형상부의 내주가 간극 없이 압입되므로, 대실(16)과 흡입 통로(3)의 연통이 저지되어, 안정된 감쇠력 저감 효과가 얻어진다. 소켓(23b)의 내주면에, 케이스 부재(22)의 통 형상부의 외주에 밀착되는 시일 링(29)을 장착하도록 해도 된다.
<제4 실시 형태>
도 13에 제4 실시 형태에 관한 완충 장치(D4)를 도시한다.
완충 장치(D4)에서는, 외주실(17)에 리저버(R)가 연통되고, 액압 쿠션 기구(L1)로서의 가변 스로틀 밸브가 도중에 설치된 오리피스 통로(30)를 통해 소실(15)에 신장측실(R1)이 연통된다. 완충 장치(D4)는, 이 점에 있어서 도 10에 도시하는 완충 장치(D3)와 다르고, 그 외에는 모두 도 10에 도시하는 완충 장치(D3)와 마찬가지의 구성이다. 또한, 완충 장치(D4)는, 쿠션 부재를 설치하는 대신에, 보텀 부재(11)에의 프리 피스톤(5)의 충돌을 억제하는 액압 쿠션 기구(L1)를 구비하는 점에서, 도 5에 도시하는 완충 장치(D2)와 다르다. 이하에서는, 완충 장치(D3) 및 완충 장치(D2)와 마찬가지의 구성에는, 도면 중에 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 생략한다.
액압 쿠션 기구(L1)는, 가변 스로틀 밸브이며, 신장측 통로로서의 오리피스 통로(30)의 도중에 설치되고, 프리 피스톤(5)이 압력실(14) 내에서 중립 위치로부터 소정량 변위되면 유로 면적을 감소시키고, 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량에 따라서 유로 면적을 감소시킨다. 액압 쿠션 기구(L1)는, 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량이 많아질수록 유로 면적을 감소시키는 것이어도 되고, 유로 면적에 하한을 설정하여 유로 면적을 하한 이하로는 감소시키지 않는 것이어도 된다. 또한, 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키기 시작하는 프리 피스톤(5)의 변위량은, 프리 피스톤(5)이 스트로크 엔드에 도달하지 않는 범위에서 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 0으로 설정하여 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 변위되면 즉시 유로 면적을 감소시키도록 해도 되고, 또한 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키기 시작하는 프리 피스톤(5)의 중립 위치로부터의 변위량을, 프리 피스톤(5)의 이동 방향의 양측에서 다르도록 설정해도 된다.
프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상방으로 소정량 이상 변위되면, 액압 쿠션 기구(L1)로서의 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키므로, 소실(15) 내로 작동유가 유입되기 어려워져, 프리 피스톤(5)의 이동 속도가 감속되고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 억제되어, 양자가 접촉할 때의 타음을 저감시킬 수 있다.
한편, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 하방으로 소정량 이상 변위되면, 액압 쿠션 기구(L1)로서의 가변 스로틀 밸브가 유로 면적을 감소시키므로, 소실(15) 내로부터 작동유가 배출되기 어려워져, 프리 피스톤(5)의 이동 속도가 감속되고, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것이 억제되어, 양자가 접촉할 때의 타음을 저감시킬 수 있다.
도 13에 도시하는 완충 장치(D4)에 의하면, 액압 쿠션 기구(L1)가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 억제하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D4)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
따라서, 완충 장치(D4)에 의하면, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
또한, 감쇠력을 저감시키는 주파수대는, 프리 피스톤(5)의 압축측 수압 면적(A2), 신장측 수압 면적(B2) 및 수압 면적(C2)과, 압축측 통로(19), 통로(31) 및 액압 쿠션 기구(L1)로서의 가변 스로틀 밸브의 유로 저항과, 스프링 요소(6)의 스프링 상수[압측 스프링(6a)과 신장측 스프링(6b)의 합성 스프링 상수]의 설정에 의해 임의로 결정할 수 있다. 따라서, 액압 쿠션 기구(L1) 대신에, 혹은 액압 쿠션 기구(L1)에 추가하여, 압축측 통로(19) 및 통로(31) 중 한쪽 또는 양쪽에 가변 스로틀 밸브를 설치할 수도 있다.
다음으로, 도 14에 도시하는 완충 장치(D4)의 구체적인 구성에 대해, 도 14를 참조하여 설명한다. 이하에서는, 도 6에 도시하는 완충 장치(D2)와 다른 점을 중심으로 설명한다.
케이스 부재(32)는, 외주에 형성된 환 형상 홈(32c)과 중공부(32a)를 연통시키는 제1 오리피스 통로(42) 및 제2 오리피스 통로(43)를 구비한다.
제1 오리피스 통로(42) 및 제2 오리피스 통로(43)는, 소단면적부(36a)에 연통되어 있다. 제1 오리피스 통로(42)는, 프리 피스톤(5)이 소실(15)을 최압축해도 폐색되지 않도록 형성된다. 구체적으로는, 제1 오리피스 통로(42)는 중공부(32a)의 저면으로부터 도 14 중 하방으로 연장되어 형성되는 세로 구멍(34a)과, 세로 구멍(34a)과 환 형상 홈(32c)을 연통하여 오리피스로서 기능하는 가로 구멍(34b)을 구비한다. 제2 오리피스 통로(43)는, 환 형상 홈(32c)에 개구됨과 함께 소단면적부(36a)의 내주에 개구된다.
도 11에 도시하는 완충 장치(D3)는, 프리 피스톤(5)에 형성된 환 형상 홈(5h)과 구멍(5i)을 구비하는 구성이었다. 이 대신에, 완충 장치(D4)는, 프리 피스톤(5)의 소피스톤부(5b)의 외주에 환 형상으로 형성된 환 형상 홈(5j)과, 소피스톤부(5b)의 내주에 개구되어 형성되고 소실(15)과 환 형상 홈(5j)을 연통하는 구멍(5k)을 구비한다.
대실(16)은, 볼트(38)에 형성된 통로(38d)를 통해 압축측실(R2)에 연통된다. 통로(38d)는, 도 13에 도시하는 압축측 통로(19)에 상당한다. 외주실(17)은, 관통 구멍(35) 및 절결(33j)을 통해 리저버(R)에 연통된다. 관통 구멍(35)은, 케이스 부재(32)의 단차부(32b)에 개구되므로, 프리 피스톤(5)이 단차부(32b)에 완전히 밀착될 때까지는 외주실(17)과 리저버(R)의 연통이 끊어지지 않는다.
프리 피스톤(5)은, 스프링 요소(6)에 의해 중립 위치로 위치 결정되면, 소피스톤부(5b)의 외주에 형성된 환 형상 홈(5j)이 제2 오리피스 통로(43)에 대향하여 연통된다. 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 도 14 중 상하 방향으로 소정량 이상 변위되면, 환 형상 홈(5j)과 제2 오리피스 통로(43)의 연통 면적이 감소하고, 환 형상 홈(5j)이 제2 오리피스 통로(43)에 대향하지 않게 되면, 소피스톤부(5b)에 의해 제2 오리피스 통로(43)가 폐색된다.
소실(15)은, 제1 오리피스 통로(42), 환 형상 홈(32c), 관통 구멍(33i) 및 배출 통로(7)를 통해 신장측실(R1)에 연통됨과 함께, 환 형상 홈(5j)이 제2 오리피스 통로(43)에 대향하고 있는 상태에서는 구멍(5k), 환 형상 홈(5j), 제2 오리피스 통로(43) 및 배출 통로(7)를 통해서도 신장측실(R1)에 연통된다. 따라서, 도 14에 도시하는 완충 장치(D4)에서는, 신장측 통로는, 제1 오리피스 통로(42), 환 형상 홈(32c), 관통 구멍(33i), 구멍(5k), 환 형상 홈(5j), 제2 오리피스 통로(43) 및 배출 통로(7)에 의해 구성되고, 프리 피스톤(5)의 변위에 의해 제2 오리피스 통로(43)의 유로 면적이 변화된다. 액압 쿠션 기구(L1)로서의 가변 스로틀 밸브는, 프리 피스톤(5)과 케이스 부재(32)에 의해 구성된다.
도 14에 도시하는 완충 장치(D4)에서는, 액압 쿠션 기구(L1)가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 억제하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D4)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다.
또한, 액압 쿠션 기구(L1)를 프리 피스톤(5)과 케이스 부재(32)로 구성함으로써, 간단한 구조로 가변 스로틀 밸브를 신장측 통로에 설치할 수 있어, 부품 개수도 증가하는 일이 없다.
다음으로, 액압 쿠션 기구의 변형예에 대해 설명한다.
액압 쿠션 기구를, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 대실(16)을 압축하는 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 압축측 통로의 유로 면적을 제한하는 압축측 통로 제한부와, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 소실(15)을 압축하는 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 신장측 통로의 유로 면적을 제한하는 신장측 통로 제한부로 구성해도 된다.
도 15를 참조하여, 도 15에 압축측 통로 제한부 및 신장측 통로 제한부를 적용한 완충 장치(D5)에 대해 설명한다. 완충 장치(D5)는, 도 14에 도시한 완충 장치(D4)의 액압 쿠션 기구(L1)를, 압축측 통로 제한부와 신장측 통로 제한부로 이루어지는 액압 쿠션 기구(L2)로 치환한 구성이다. 완충 장치(D5)에 있어서의 다른 구성은, 완충 장치(D4)와 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.
대실(16)은, 볼트(47)에 형성된 통로(47a)를 통해 압축측실(R2)에 연통된다. 통로(47a)가 압축측 통로로서 기능한다. 통로(47a)는, 완충 장치(D4)의 볼트(38)의 통로(38d)와 비교하여 대실(16)에의 개구 직경이 크다.
소실(15)은, 압력실(36)의 저면에 개구되는 세로 구멍(48)과, 세로 구멍(48)에 연통되는 가로 구멍(49)과, 케이스 부재(32)의 외주에 형성된 환 형상 홈(32c)과, 덮개 부재(33)에 형성된 관통 구멍(33i)을 통해 신장측실(R1)에 연통된다. 가로 구멍(49)에는 오리피스가 설치되지 않는다. 완충 장치(D4)에서는, 소실(15)은 제2 오리피스 통로(43)도 통해 신장측실(R1)에 연통되는 구성이었지만, 완충 장치(D5)에서는, 제2 오리피스 통로(43)는 폐지되어 있다. 따라서, 완충 장치(D5)에서는, 신장측 통로는, 세로 구멍(48), 가로 구멍(49), 환 형상 홈(32c), 관통 구멍(33i) 및 배출 통로(7)에 의해 구성된다.
프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 도 15 중 상단부 중앙부에는 막대 형상의 압축측 플런저(80)가 설치되고, 기부(5a)의 도 15 중 하단부 중앙부에는 막대 형상의 신장측 플런저(81)가 설치된다. 완충 장치(D4)에 있어서 프리 피스톤(5)에 설치되어 있었던 환 형상 홈(5j) 및 구멍(5k)은, 완충 장치(D5)에서는 폐지되어 있다.
프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 대실(16)을 압축하는 압축 방향(도 15 중 상부 방향)으로 변위되면, 압축측 플런저(80)가 통로(47a) 내에 진입하여, 압축측 통로인 통로(47a)의 유로 면적을 감소시킨다. 한편, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 소실(15)을 압축하는 신장 방향(도 15 중 하부 방향)으로 변위되면, 신장측 플런저(81)가 세로 구멍(48) 내에 진입하여, 신장측 통로에 있어서의 세로 구멍(48) 및 가로 구멍(49)의 유로 면적을 감소시킨다.
이와 같이, 완충 장치(D5)에서는, 압축측 통로 제한부는 압축측 플런저(80)에 의해 구성되고, 신장측 통로 제한부는 신장측 플런저(81)에 의해 구성된다.
액압 쿠션 기구(L2)는, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면, 압축측 통로의 유로 면적을 감소시켜 작동유의 통과에 대한 저항을 크게 하므로, 프리 피스톤(5)의 상기 압축 방향으로의 변위를 억제하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시키는 한편, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면, 신장측 통로의 유로 면적을 감소시켜 작동유의 통과에 대한 저항을 크게 하므로, 프리 피스톤(5)의 상기 신장 방향으로의 변위를 억제하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시킨다.
상기 압축 방향으로의 소정량은, 압축측 플런저(80)가 통로(47a) 내에 진입하기 시작하는 위치에서 설정할 수 있으므로, 볼트(47) 또는 압축측 플런저(80)의 길이를 조절함으로써 임의로 설정할 수 있다. 상기 신장 방향으로의 소정량은, 신장측 플런저(81)가 세로 구멍(48) 내에 진입하기 시작하는 위치에서 설정할 수 있으므로, 신장측 플런저(81)의 길이를 조절함으로써 임의로 설정할 수 있다. 상기 압축 방향으로의 소정량과 상기 신장 방향으로의 소정량은 달라도 된다.
완충 장치(D5)에서도, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 압축 방향 또는 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면, 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시킬 수 있어, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지할 수 있으므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D5)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다. 압축측 통로 제한부와 신장측 통로 제한부는, 어느 한쪽에서 액압 쿠션 기구(L2)를 구성할 수도 있고, 또한 액압 쿠션 기구(L1)와 병용할 수도 있다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 압축측 플런저(82)가 통로(47a)의 개구 단부를 완전히 폐색하도록 형성되는 경우에는, 볼트(47)의 측방으로부터 통로(47a)에 연통되는 오리피스 구멍(47b)을 형성하는 것도 가능하다.
도 17에 도시하는 완충 장치(D6)과 같이, 압축측 통로 제한부로서, 압축측 플런저(82) 대신에, 덮개 부재(33)에 형성되고 대실(16)에 면하는 환 형상 벽(53)과, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)에 형성되고 내부로의 환 형상 벽(53)의 진입을 허용하는 환 형상 돌기(54)로 구성하도록 해도 된다.
환 형상 벽(53)은 중공 볼트(55)가 나사 장착되는 나사부를 내주에 갖고, 중공 볼트(55)에 형성된 통로(55a)를 통해 대실(16)과 압축측실(R2)이 연통되어 있다. 따라서, 통로(55a)는 압축측 통로에 상당한다. 또한, 환 형상 벽(53)에는, 환 형상 벽(53)의 내외주를 관통하는 오리피스 구멍(53a)이 형성된다. 환 형상 돌기(54)는, 그 내경이 내주로의 환 형상 벽(53)의 진입이 가능하도록 형성된다. 또한, 환 형상 돌기(54)는 내주에 환 형상 벽(53)이 진입하여 환 형상 벽(53)의 선단이 프리 피스톤(5)의 기부(5a)에 접촉해도 오리피스 구멍(53a)을 폐색하지 않는 길이로 형성된다.
프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 대실(16)을 압축하는 압축 방향(도 17 중 상부 방향)으로 변위되면, 환 형상 벽(53)이 환 형상 돌기(54) 내에 진입하여 통로(55a)의 유로 면적이 감소한다.
도 17에 도시하는 액압 쿠션 기구(L3)는, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면, 압축측 통로의 유로 면적을 감소시켜 작동유의 통과에 대한 저항을 크게 하므로, 프리 피스톤(5)의 상기 압축 방향으로의 변위를 억제하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시키는 한편, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면, 신장측 통로의 유로 면적을 감소시켜 작동유의 통과에 대한 저항을 크게 하므로, 프리 피스톤(5)의 상기 신장 방향으로의 변위를 억제하여 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시킨다.
상기 압축측으로의 소정량은, 환 형상 벽(53)이 환 형상 돌기(54) 내에 진입하기 시작하는 위치에서 설정할 수 있으므로, 환 형상 벽(53) 또는 환 형상 돌기(54)의 길이를 조절함으로써 임의로 설정할 수 있다. 상기 압축 방향으로의 소정량과 상기 신장 방향으로의 소정량은 달라도 된다.
완충 장치(D6)에서도, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 압축 방향 또는 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면, 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시킬 수 있어, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지할 수 있으므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D6)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다. 완충 장치(D6)의 압축측 통로 제한부는, 완충 장치(D5)의 신장측 통로 제한부 및 액압 쿠션 기구(L, L1)와 병용할 수도 있다.
도 18에 도시하는 완충 장치(D7)에 대해 설명한다. 완충 장치(D7)는, 도 14에 도시한 완충 장치(D4)의 액압 쿠션 기구(L1)를, 액압 쿠션 기구(L4)로 치환한 구성이다. 완충 장치(D7)에 있어서의 다른 구성은, 도 14에 도시하는 완충 장치(D4)와 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.
액압 쿠션 기구(L4)는, 프리 피스톤(5)이 압력실(36) 내에서 중립 위치로부터 대실(16)을 압축하는 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 프리 피스톤(5)에 의해 폐쇄되어 프리 피스톤(5)의 그 이상 변위를 억제하는 압축측 쿠션실(90)과, 프리 피스톤(5)이 압력실(36) 내에서 중립 위치로부터 소실(15)을 압축하는 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 프리 피스톤(5)에 의해 폐쇄되어 프리 피스톤(5)의 그 이상의 변위를 억제하는 신장측 쿠션실(91)을 구비한다.
구체적으로는, 압축측 쿠션실(90)은, 프리 피스톤(5)의 대피스톤부(5c)의 도 18 중 상단부 외주에 환 형상 오목부로서 형성된다. 신장측 쿠션실(91)은, 프리 피스톤(5)의 소피스톤부(5b)의 도 18 중 하단부 외주에 환 형상 오목부로서 형성된다.
덮개 부재(33)의 대실(16)에 면하는 단부에는, 대실(16)측으로 돌출되는 환 형상 볼록부(92)가 형성되고, 케이스 부재(32)의 중공부(32a)의 저면, 즉, 소단면적부(36a)의 내주 하단부에는 환 형상 볼록부(93)가 형성된다.
환 형상 볼록부(92)는, 그 내경이 압축측 쿠션실(90)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 진입 가능하도록 형성되고, 환 형상 볼록부(93)는, 그 내경이 신장측 쿠션실(91)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 진입 가능하도록 형성된다.
프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 대실(16)을 압축하는 압축 방향(도 18 중 상부 방향)으로 소정량 이상 변위되면, 압축측 쿠션실(90)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 환 형상 볼록부(92)가 진입하여, 압축측 쿠션실(90)이 폐쇄된다. 이에 의해, 프리 피스톤(5)이 그 이상 상기 압축 방향으로 이동하려고 해도 압축측 쿠션실(90)의 압력이 상승하여 프리 피스톤(5)의 그 이상의 이동이 제한된다. 한편, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 소실(15)을 압축하는 신장 방향(도 18 중 하부 방향)으로 소정량 이상 변위되면, 신장측 쿠션실(91)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 환 형상 볼록부(93)가 진입하여, 신장측 쿠션실(91)이 폐쇄된다. 이에 의해, 프리 피스톤(5)이 그 이상 상기 신장 방향으로 이동하려고 해도 신장측 쿠션실(91)의 압력이 상승하여 프리 피스톤(5)의 그 이상의 이동이 제한된다.
상기 압축 방향으로의 소정량은, 압축측 쿠션실(90)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 환 형상 볼록부(92)가 진입하기 시작하는 위치에서 설정할 수 있으므로, 압축측 쿠션실(90)을 형성하는 환 형상 오목부의 길이 또는 환 형상 볼록부(92)의 위치 및 길이를 조절함으로써 임의로 설정할 수 있다. 상기 신장 방향으로의 소정량은, 신장측 쿠션실(91)을 형성하는 환 형상 오목부 내에 환 형상 볼록부(93)가 진입하기 시작하는 위치에서 설정할 수 있으므로, 신장측 쿠션실(91)을 형성하는 환 형상 오목부의 길이 또는 환 형상 볼록부(93)의 위치 및 길이를 조절함으로써 임의로 설정할 수 있다. 상기 압축 방향으로의 소정량과 상기 신장 방향으로의 소정량은 달라도 된다.
완충 장치(D7)에서도, 프리 피스톤(5)이 중립 위치로부터 상기 압축 방향 또는 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면, 프리 피스톤(5)의 이동 속도를 저하시킬 수 있어, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지할 수 있으므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤(5)이 급격하게 정지하는 일이 없으므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치(D7)가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없다. 압축측 쿠션실(90) 및 신장측 쿠션실(91) 중 어느 한쪽에서 액압 쿠션 기구(L4)를 구성할 수도 있고, 또한 액압 쿠션 기구(L, L1)와 병용할 수도 있다.
액압 쿠션 기구(L4)는, 도 10 및 도 11에 도시하는 완충 장치(D3)의 구조에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 신장측 쿠션실(91)은, 프리 피스톤(5)의 기부(5a)의 외주에 환 형상 오목부를 형성함과 함께, 압력실(25, 36)의 대단면적부(25b, 36b)의 내주 하단부에 환 형상 볼록부를 형성하도록 하면, 외주실(17) 내에 신장측 쿠션실(91)을 설치하는 것이 가능하다.
또한, 압축측 쿠션실(90) 및 신장측 쿠션실(91)은, 이상의 구조 이외에 의해 형성해도 되고, 압축측 쿠션실(90)은 프리 피스톤(5)이 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 프리 피스톤(5)에 의해 폐쇄되고, 신장측 쿠션실(91)은 프리 피스톤(5)이 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 프리 피스톤(5)에 의해 폐쇄되도록 구성하면 어떠한 구조여도 된다.
이상의 제3 및 제4 실시 형태에 따르면, 이하에 나타내는 효과를 발휘한다.
액압 쿠션 기구가 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)가 격렬하게 충돌하는 것을 방지하므로, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 충돌에 의한 타음이 저감되어 차량 탑승자에게 위화감이나 불안감을 주지 않는다. 또한, 프리 피스톤이 급격하게 정지하는 일이 없어지므로, 급격하게 감쇠력 저감 효과가 소실되어 완충 장치가 발생하는 감쇠력이 급변하는 일도 없어진다.
따라서, 제3 및 제4 실시 형태에 관한 완충 장치에 의하면, 프리 피스톤(5)과 보텀 부재(11)의 타음의 발생을 억제할 수 있음과 함께 감쇠력의 급변을 방지할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
본원은 2013년 3월 22일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-60600호, 일본 특허 출원 제2013-60601호 및 일본 특허 출원 제2013-60602호에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (18)

  1. 완충 장치이며,
    액체가 봉입된 실린더와,
    상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고 상기 실린더 내를 신장측실과 압축측실로 구획하는 피스톤과,
    일단부가 상기 피스톤에 연결되고, 타단부가 상기 실린더의 외부로 돌출되는 피스톤 로드와,
    상기 실린더에 대한 상기 피스톤 로드의 진입 및 퇴출에 수반되는 상기 실린더 내의 용적 변화의 보상을 행하는 리저버와,
    상기 리저버로부터 상기 압축측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 흡입 통로와,
    상기 압축측실로부터 상기 신장측실로 향하는 액체의 흐름만을 허용하는 정류 통로와,
    상기 신장측실로부터 상기 리저버로 향하는 액체의 흐름만을 허용함과 함께 액체의 흐름에 부여하는 저항을 변경 가능한 감쇠력 조정부와,
    내부에 압력실을 갖는 하우징과,
    상기 압력실 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고, 상기 압력실 내에 신장측 압력실과 압축측 압력실을 형성하는 프리 피스톤과,
    상기 프리 피스톤을 상기 압력실 내에서 중립 위치로 위치 결정함과 함께 상기 프리 피스톤의 중립 위치로부터의 변위를 억제하는 가압력을 발휘하는 스프링 요소를 구비하고,
    상기 프리 피스톤을 미끄럼 이동 방향의 한쪽으로 압박하도록 상기 신장측 압력실에 상기 신장측실이 연통됨과 함께, 상기 프리 피스톤을 미끄럼 이동 방향의 다른 쪽으로 압박하도록 상기 압축측 압력실에 상기 압축측실이 연통되고,
    상기 압축측 압력실의 압력이 작용하는 상기 프리 피스톤의 수압 면적은, 상기 신장측 압력실의 압력이 작용하는 상기 프리 피스톤의 수압 면적보다도 큰, 완충 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리 피스톤은, 상기 압력실의 소단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 소피스톤부와, 상기 압력실의 대단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 대피스톤부를 구비하고,
    상기 소단면적부 내에 상기 소피스톤부에 의해 소실이 구획되고, 상기 대단면적부 내이며 상기 소피스톤부의 외주에 외주실이 구획되고, 상기 대단면적부 내에 상기 대피스톤부에 의해 대실이 구획되고,
    상기 소실 및 상기 외주실 중 한쪽이 상기 신장측 압력실이고, 상기 대실이 상기 압축측 압력실인, 완충 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소실 및 상기 외주실 중 다른 쪽은 상기 리저버에 연통되는, 완충 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실린더의 외측에 설치된 외통과,
    상기 실린더와 상기 외통 사이에 설치된 중간통과,
    상기 실린더와 상기 중간통 사이에 형성되고, 상기 신장측실과 상기 리저버를 연통하는 배출 통로를 더 구비하고,
    상기 하우징은, 상기 실린더와 상기 중간통의 단부에 끼워 맞추어져 설치되고,
    상기 리저버는, 상기 중간통과 상기 외통 사이에 형성되고,
    상기 감쇠력 조정부는, 상기 배출 통로와 상기 리저버 사이에 설치되고,
    상기 신장측실은, 상기 배출 통로를 통해 상기 신장측 압력실에 연통되는, 완충 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 프리 피스톤이 상하 방향으로 이동 가능하게 삽입되는 중공부를 갖는 케이스 부재와,
    상기 케이스 부재의 상기 중공부를 폐색하여 상기 압력실을 형성하는 덮개 부재를 구비하는, 완충 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에의 상기 프리 피스톤의 충돌을 방지하는 쿠션 부재를 더 구비하는, 완충 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프리 피스톤은, 상기 압력실의 소단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 소피스톤부와, 상기 압력실의 대단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 대피스톤부를 구비하고,
    상기 소단면적부 내에 상기 소피스톤부에 의해 소실이 구획되고, 상기 대단면적부 내이며 상기 소피스톤부의 외주에 외주실이 구획되고, 상기 대단면적부 내에 상기 대피스톤부에 의해 대실이 구획되고,
    상기 소실 및 상기 외주실 중 한쪽이 상기 신장측 압력실이고, 상기 대실이 상기 압축측 압력실이고,
    상기 쿠션 부재는,
    상기 프리 피스톤이 상기 소실을 압축하는 방향으로 이동할 때에 있어서의 상기 프리 피스톤의 상기 하우징에의 충돌을 방지하는 신장측 쿠션과,
    상기 프리 피스톤이 상기 대실을 압축하는 방향으로 이동할 때에 있어서의 상기 프리 피스톤의 상기 하우징에의 충돌을 방지하는 압축측 쿠션을 구비하는, 완충 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스프링 요소는, 상기 소실 내에 수용되어 상기 프리 피스톤과 상기 하우징 사이에 개재 장착되는 신장측 스프링과, 상기 대실 내에 수용되어 상기 프리 피스톤과 상기 하우징 사이에 개재 장착되는 압축측 스프링을 구비하고,
    상기 신장측 쿠션은, 상기 신장측 스프링에 의해 상기 프리 피스톤 및 상기 하우징 중 한쪽에 고정되고, 상기 압축측 쿠션은, 상기 압축측 스프링에 의해 상기 프리 피스톤 및 상기 하우징 중 한쪽에 고정되는, 완충 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 프리 피스톤을 관통하는 고무 부재를 더 구비하고,
    상기 고무 부재의 소실측 단부가 상기 신장측 쿠션이고, 상기 고무 부재의 대실측 단부가 상기 압축측 쿠션인, 완충 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 신장측 쿠션은, 상기 하우징에 고정되어 상기 프리 피스톤의 상기 소실측면에 대향하는 환 형상의 제1 탄성체이고,
    상기 압축측 쿠션은, 상기 하우징에 고정되어 상기 프리 피스톤의 상기 대실측면에 대향하는 환 형상의 제2 탄성체인, 완충 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체는, 웨이브 와셔 또는 고무 링인, 완충 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에의 상기 프리 피스톤의 충돌을 억제하는 액압 쿠션 기구를 더 구비하는, 완충 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프리 피스톤은, 상기 압력실의 소단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 소피스톤부와, 상기 압력실의 대단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 대피스톤부를 구비하고,
    상기 소단면적부 내에 상기 소피스톤부에 의해 소실이 구획되고, 상기 대단면적부 내이며 상기 소피스톤부의 외주에 외주실이 구획되고, 상기 대단면적부 내에 상기 대피스톤부에 의해 대실이 구획되고,
    상기 소실 및 상기 외주실 중 한쪽이 상기 신장측 압력실이고, 상기 대실이 상기 압축측 압력실이고,
    상기 신장측 압력실과 상기 신장측실을 연통하는 신장측 통로와,
    상기 압축측 압력실과 상기 압축측실을 연통하는 압축측 통로를 더 구비하고,
    상기 액압 쿠션 기구는, 상기 프리 피스톤의 변위에 의해 상기 신장측 통로 및 상기 압축측 통로 중 한쪽 또는 양쪽의 유로 면적을 감소시키는 가변 스로틀 밸브인, 완충 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프리 피스톤은, 상기 압력실의 소단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 소피스톤부와, 상기 압력실의 대단면적부 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되는 대피스톤부를 구비하고,
    상기 소단면적부 내에 상기 소피스톤부에 의해 소실이 구획되고, 상기 대단면적부 내이며 상기 소피스톤부의 외주에 외주실이 구획되고, 상기 대단면적부 내에 상기 대피스톤부에 의해 대실이 구획되고,
    상기 소실 및 상기 외주실 중 한쪽이 상기 신장측 압력실이고, 상기 대실이 상기 압축측 압력실이고,
    상기 신장측 압력실과 상기 신장측실을 연통하는 신장측 통로와,
    상기 압축측 압력실과 상기 압축측실을 연통하는 압축측 통로를 더 구비하고,
    상기 액압 쿠션 기구는, 상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 대실을 압축하는 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 압축측 통로의 유로 면적을 감소시키는 압축측 통로 제한부와, 상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 소실을 압축하는 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 신장측 통로의 유로 면적을 감소시키는 신장측 통로 제한부를 구비하는, 완충 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 신장측 통로 제한부는, 상기 프리 피스톤에 설치되어 상기 신장측 통로 내에 진입 가능한 신장측 플런저를 구비하고, 상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 신장측 플런저가 상기 신장측 통로에 진입하여 상기 신장측 통로의 유로 면적을 감소시키는, 완충 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압축측 통로 제한부는, 상기 프리 피스톤에 설치되어 상기 압축측 통로 내에 진입 가능한 압축측 플런저를 구비하고, 상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 압축측 플런저가 상기 압축측 통로로 진입하여 상기 압축측 통로의 유로 면적을 감소시키는, 완충 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 대실에 면하는 환 형상 벽을 구비하고,
    상기 압축측 통로는, 상기 환 형상 벽 내를 통해 상기 압축측실로 연통되고,
    상기 압축측 통로 제한부는, 상기 프리 피스톤의 상기 대실측에 형성되고 내부로의 상기 환 형상 벽의 진입을 허용하는 환 형상 돌기를 구비하고,
    상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 대실을 압축하는 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 환 형상 벽이 상기 환 형상 돌기 내에 진입하여 상기 압축측 통로의 유로 면적을 감소시키는, 완충 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 액압 쿠션 기구는, 상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 대실을 압축하는 압축 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 프리 피스톤에 의해 폐쇄되어 상기 프리 피스톤의 그 이상의 변위를 억제하는 압축측 쿠션실과,
    상기 프리 피스톤이 중립 위치로부터 상기 소실을 압축하는 신장 방향으로 소정량 이상 변위되면 상기 프리 피스톤에 의해 폐쇄되어 상기 프리 피스톤의 그 이상 변위를 억제하는 신장측 쿠션실을 구비하는, 완충 장치.
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