KR20160026730A

KR20160026730A - 완충기

Info

Publication number: KR20160026730A
Application number: KR1020150119578A
Authority: KR
Inventors: 미키오 야마시타
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-03-09
Also published as: CN105387119A; JP2016050612A; DE102015216397A1; KR102140353B1; US20160061283A1; US9500252B2; JP6351443B2; DE102015216397B4; CN105387119B

Abstract

디스크 밸브의 배면측에 고착한 탄성 시일 부재를 파일럿 보디의 오목부에 끼워 맞추어 파일럿실을 형성하고, 파일럿실의 내압에 의해서 디스크 밸브의 밸브 개방을 제어한다. 탄성 시일 부재를 두꺼운 베이스부 및 박육의 립부로 구성하고, 립부의 외주부에 돌출하는 시일부를 파일럿 보디의 외측 원통부의 내주부에 슬라이딩 접속시킨다. 박육(薄肉)의 립부의 휨에 의해, 시일부의 시일성을 확보하면서 슬라이딩 이동 저항을 저감시킬 수 있다.

Description

완충기{SHOCK ABSORBER}

본 발명은 피스톤 로드의 스트로크에 대하여 감쇠력을 발생시키는 완충기에 관한 것이다.

자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 통형의 유압 완충기는, 일반적으로, 유체가 봉입된 실린더 내에 피스톤 로드가 연결된 피스톤을 슬라이딩 이동 가능하게 끼워 장착하고, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 실린더 내의 피스톤의 슬라이딩 이동에 의해서 생기는 유체의 흐름을 오리피스, 디스크 밸브 등으로 이루어지는 감쇠력 조정 기구에 의해서 제어하여 감쇠력을 발생시키는 구조로 되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2006-38097호 공보에 기재된 유압 완충기에서는, 감쇠력 발생 기구인 디스크 밸브의 등부에 배압실(파일럿실)을 형성하고, 유체의 흐름의 일부를 배압실에 도입하며, 배압실의 내압을 디스크 밸브의 밸브 폐쇄 방향으로 작용시켜, 배압실의 내압을 조정함으로써, 디스크 밸브의 밸브 개방을 제어하도록 하고 있다. 이에 따라, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높일 수 있다.

일본 특허 공개 제2006-38097호 공보에 기재된 완충기에서는, 디스크 밸브의 배면 외주부에, 고무 등의 탄성체로 이루어지는 링 형상의 시일 부재를 가류, 접착 등에 의해 고착하고, 이 시일 부재를 디스크 밸브의 등부에 배치된 바닥이 있는 원통 형상의 부재의 원통부에 슬라이딩 이동 가능하고 그리고 액밀적으로 끼워 맞춤으로써, 배압실을 형성하고 있다.

이러한 일측에 링 형상의 시일 부재를 고착한 구조의 디스크 밸브는, 시일 부재의 시일성을 확보하기 위해서, 슬라이딩 이동부로의 압박력을 충분히 크게 할 필요가 있다. 그러나, 압박력을 크게 하면, 그만큼 슬라이딩 이동 저항도 커진다. 이 슬라이딩 이동 저항에 의해 디스크 밸브가 밸브 폐쇄하기 어려워지는 것을 방지하기 위해서, 디스크 밸브에 세트 하중(프리 로드)을 부여하여, 밸브 폐쇄시에는 디스크 밸브가 확실하게 시트부에 착석하여 밸브 폐쇄하도록 하고 있다.

그러나, 최근, 자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 감쇠력 조정식 완충기에 있어서는, 감쇠력 특성을 소프트측으로 전환했을 때, 피스톤 속도 저속 영역의 감쇠력을 충분히 작게 하는 것이 요구되고 있고, 디스크 밸브에 세트 하중을 부여하는 것은 이 요구에 반하는 것이 된다.

본 발명은, 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 디스크 밸브에 고착되어 파일럿실을 형성하는 탄성 시일 부재의 시일성을 확보하면서 슬라이딩 이동 저항을 저감하도록 한 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 작동액이 봉입된 실린더와,

상기 실린더 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된 피스톤과,

상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와,

상기 피스톤의 슬라이딩 이동에 의해서 생기는 작동액의 흐름에 대하여 밸브 시트에 이착좌(離着座)하여 상기 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 디스크 밸브와,

상기 디스크 밸브에 대향하여 개구하는 바닥이 있는 원통 형상의 파일럿 보디와,

상기 디스크 밸브의 외주부에 고착되고, 상기 파일럿 보디의 내주부에 슬라이딩 이동 가능하고 그리고 액밀적으로 끼워 맞추어 상기 디스크 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 파일럿실을 형성하는 고리 형상의 탄성 시일 부재를 구비한 완충기에 있어서,

상기 탄성 시일 부재는, 상기 디스크 밸브에 고착되는 고리 형상의 베이스부와, 상기 베이스부로부터 상기 파일럿 보디의 바닥부측으로 연장되어 상기 베이스부보다도 직경 방향으로 박육이고 내주측에, 상기 베이스부와의 사이에 단부(段部)를 형성하는 고리 형상의 립부와, 상기 립부의 외주부로부터 돌출하여 상기 파일럿 보디의 내주부에 슬라이딩 접속하는 고리 형상의 시일부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 디스크 밸브에 고착되어 파일럿실을 형성하는 탄성 시일 부재의 시일성을 확보하면서 슬라이딩 이동 저항을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 종단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 감쇠력 조정식 완충기의 감쇠력 발생 기구를 확대하여 나타내는 종단면도.
도 3은 도 1에 나타내는 감쇠력 조정식 완충기의 액압 회로도.
도 4는 도 2에 나타내는 감쇠력 발생 기구의 디스크 밸브 부분을 확대하여 나타내는 종단면도.
도 5는 도 4에 나타내는 디스크 밸브의 탄성 시일 부재의 부분의 종단면도.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 실린더(2)의 외측에 외통(3)을 설치한 복통 구조로 되어 있고, 실린더(2)와 외통(3)과의 사이에 리저버(4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는, 피스톤(5)이 슬라이딩 이동 가능하게 끼워져 장착되어 있고, 이 피스톤(5)에 의해서 실린더(2) 내가 실린더 상부실(2A)와 실린더 하부실(2B)의 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)에는, 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해서 연결되어 있고, 피스톤 로드(6)의 타단측은 실린더 상부실(2A)을 통과하며, 실린더(2) 및 외통(3)의 상단부에 장착된 로드 가이드(8) 및 오일 시일(9)에 삽입 관통되어 실린더(2)의 외부로 연장되어 있다. 실린더(2)의 하단부에는 실린더 하부실(2B)과 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 설치되어 있다.

피스톤(5)에는, 실린더 상하부실(2A, 2B) 사이를 연통시키는 통로(11, 12)가 설치되어 있다. 그리고, 통로(12)에는, 실린더 하부실(2B)측으로부터 실린더 상부실(2A)측으로의 유체의 유통만을 허용하고, 피스톤 로드(6)의 신장 행정으로부터 축소 행정으로 전환한 순간에 밸브 개방하는 정도의 세트 하중의 충분히 작은 체크 밸브(13)가 설치되고, 또한 통로(11)에는, 신장 행정 시에 실린더 상부실(2A)측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하여, 이것을 실린더 하부실(2B)측으로 릴리프하는 디스크 밸브(14)가 설치되어 있다. 이 디스크 밸브(14)의 밸브 개방압은 상당히 높고, 통상 노면 주행시는 밸브 개방하지 않을 정도의 밸브 개방압으로 설정되어 있으며, 디스크 밸브(14)에는 실린더 상하부실(2A, 2B) 사이를 항상 접속하는 오리피스(14A)(도 3 참조)가 설치되어 있다.

베이스 밸브(10)에는, 실린더 하부실(2B)와 리저버(4)를 연통시키는 통로(15, 16)가 설치되어 있다. 그리고, 통로(15)에는, 리저버(4)측으로부터 실린더 하부실(2B)측으로의 유체의 유통만을 허용하고, 피스톤 로드(6)의 축소 행정으로부터 신장 행정으로 전환하는 순간에 밸브 개방하는 정도의 세트 하중의 충분히 작은 체크 밸브(17)가 설치되고, 또한, 통로(16)에는, 실린더 하부실(2B)측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하고, 이것을 리저버(4)측으로 릴리프하는 디스크 밸브(18)가 설치되어 있다. 이 디스크 밸브(18)의 밸브 개방압은 상당히 높게, 통상 노면 주행시에는 밸브 개방하지 않을 정도의 밸브 개방압으로 설정되어 있고, 디스크 밸브(18)에는, 실린더 하부실(2B)과 리저버(4)와의 사이를 항상 접속하는 오리피스(18A)(도 3 참조)가 설치되어 있다. 작동액으로서, 실린더(2) 내에는 유액이 봉입되고, 리저버(4) 내에는 유액 및 가스가 봉입되어 있다.

실린더(2)에는, 상하 양단부에 시일 부재(19)를 개재하여 세퍼레이터 튜브(20)가 외부에 끼워져 있고, 실린더(2)와 세퍼레이터 튜브(20)와의 사이에 고리 형상 통로(21)가 형성되어 있다. 고리 형상 통로(21)는, 실린더(2)의 상단부 부근의 측벽에 설치된 통로(22)에 의해서 실린더 상부실(2A)에 연통되어 있다. 또, 통로(22)는, 사양에 따라서 둘레 방향으로 복수 설치해도 좋다. 세퍼레이터 튜브(20)의 하부에는, 옆쪽으로 돌출하여 개구하는 원통 형상의 접속구(23)가 형성되어 있다. 또한, 외통(3)의 측벽에는, 접속구(23)와 동심이고 접속구보다도 대직경인 개구(24)가 설치되고, 이 개구(24)를 둘러싸도록 원통 형상의 케이스(25)가 용접 등에 의해서 결합되어 있다. 그리고, 케이스(25)에 감쇠력 발생 기구(26)가 부착되어 있다.

다음으로, 감쇠력 발생 기구(26)에 관해서, 주로 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

감쇠력 발생 기구(26)는, 파일럿형의 밸브 기구인 메인 밸브(27) 및 제어 밸브(28)와, 솔레노이드 구동의 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(29)를 구비하고 있다.

메인 밸브(27)는 실린더 상부실(2A)측의 유체의 압력을 받아 밸브 개방하여, 그 유체를 리저버(4)측으로 유통시키는 디스크 밸브(30) 및, 이 디스크 밸브(30)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 파일럿실(31)을 갖고 있다. 파일럿실(31)은, 고정 오리피스(32)를 개재하여 실린더 상부실(2A)측에 접속되고, 또한 제어 밸브(28)를 개재하여 리저버(4)측에 접속되어 있다. 디스크 밸브(30)에는, 실린더 상부실(2A)측과 리저버(4)측을 항상 접속하는 오리피스(30A)가 설치되어 있다.

제어 밸브(28)는, 파일럿실(31)측의 유체의 압력을 받아 밸브 개방하여, 그 유체를 리저버(4)측으로 유통시키는 디스크 밸브(33) 및, 이 디스크 밸브(33)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 내압을 작용시키는 파일럿실(34)을 갖고 있다. 파일럿실(34)은, 고정 오리피스(35)를 개재하여 실린더 상부실(2A)측에 접속되고, 또한, 파일럿 밸브(29)를 개재하여 리저버(4)측에 접속되어 있다. 디스크 밸브(33)에는, 파일럿실(31)측과 리저버(4)측을 항상 접속시키는 오리피스(33A)가 설치되어 있다.

파일럿 밸브(29)는, 소직경의 포트(36)에 의해서 유로를 조이고, 이 포트(36)를 솔레노이드(37)에 의해서 구동되는 밸브체(38)에 의해서 개폐함으로써, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34)의 내압을 조정하도록 되어 있다. 또, 포트(36)를 소직경으로 한 것에 의해 수압 면적을 작게 할 수 있고, 최대 전류에서의 파일럿 밸브(29)의 밸브 폐쇄시의 압력을 크게 취할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 전류의 대소에서의 차압이 커져, 감쇠력 특성의 가변폭을 크게 하는 것이 가능해지고 있다.

다음으로, 감쇠력 발생 기구(26)의 구체적인 구조에 관해서, 주로 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

메인 밸브(27), 제어 밸브(28) 및 파일럿 밸브(29)가 내장되는 메인 보디(39), 제어 보디(40) 및 파일럿 보디(41)가 통로 부재(42)와 함께 케이스(25) 내에 배치되고, 솔레노이드 케이스(43)를 너트(44)에 의해서 케이스(25)의 개구 단부에 부착함으로써, 케이스(25) 내를 밀폐하고, 이들을 케이스(25)에 고정하고 있다. 솔레노이드 케이스(43)는 내부가 중간벽(43A)에 의해서 축방향으로 구획된 대략 원통 형상으로, 일단부가 케이스(25) 내에 삽입, 끼워 맞춰지고, 타단부가 케이스(25)로부터 그 외부로 돌출한 상태로 너트(44)에 의해서 케이스(25)에 고정되어 있다. 중간벽(43A)에는, 그 중앙부를 관통하는 개구(43B) 및 개구(43B)의 일단측의 주위에 형성된 고리 형상의 오목부(43C)가 형성되어 있다.

통로 부재(42)는, 일단부 외주에 플랜지부(42A)를 갖는 원통 형상으로, 플랜지부(42A)가 케이스(25)의 내측 플랜지부(25A)에 맞닿고, 원통부가 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)에 액밀적으로 삽입되어 고리 형상 통로(21)에 접속하고 있다. 케이스(25)의 내측 플랜지부(25A)에는, 직경 방향으로 연장되는 복수의 통로 홈(25B)이 형성되고, 이 통로 홈(25B) 및 외통(3)의 개구(24)를 개재하여 리저버(4)와 케이스(25) 내의 실(25C)이 연통되어 있다.

메인 보디(39) 및 제어 보디(40)는 고리 형상이며, 파일럿 보디(41)는 중간부에 대직경부(41A)를 갖는 단차식의 원통 형상이다. 파일럿 보디(41)의 일단측의 원통부(41B)가 메인 보디(39) 및 제어 보디(40)에 삽입되고, 타단측의 원통부(41C)가 솔레노이드 케이스(43)의 중간벽(43A)의 오목부(43C)에 끼워 맞춰져 이들이 서로 동심 상에 위치 결정되어 있다.

메인 보디(39)에는, 축방향으로 관통하는 통로(39A)가 원주 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 통로(39A)는, 메인 보디(39)의 일단부에 형성된 고리 형상 오목부(45)를 개재하여 통로 부재(42)에 연통한다. 메인 보디(39)의 타단부에는, 복수의 통로(39A)의 개구부의 외주측에 고리 형상의 시트부(46)가 돌출하고, 내주측에 고리 형상의 클램프부(47)가 돌출하고 있다. 메인 보디(39)의 시트부(46)에는, 메인 밸브(27)를 구성하는 디스크 밸브(30)의 외주부가 착좌하고 있다. 디스크 밸브(31)의 내주부는, 고리 형상의 리테이너(48) 및 와셔(49)와 함께, 클램프부(47)와 제어 보디(40)와의 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(30)의 배면측의 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어지는 고리 형상의 탄성 시일 부재(50)가 가류 접착 등의 고착 수법에 의해서 고착되어 있다. 디스크 밸브(30)는, 원하는 휨 특성이 얻어지도록 가요성의 디스크 형상의 밸브체가 적절하게 적층되고, 또한 외주부에 통로(39A)측과 리저버실(25C)측을 항상 연통시키는 오리피스(30A)를 구성하는 절결부가 형성되어 있다.

제어 보디(40)의 일단측에는 고리 형상의 오목부(51)가 형성되고, 이 오목부(51) 내에 디스크 밸브(30)에 고착된 탄성 시일 부재(50)의 외주부가 슬라이딩 이동 가능하고 그리고 액밀적으로 끼워 맞춰져, 오목부(51) 내에 파일럿실(31)이 형성되어 있다. 디스크 밸브(30)는, 통로(39A)측의 압력을 받아 시트부(46)로부터 리프트하여 밸브 개방하여, 통로(39A)를 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통시킨다. 파일럿실(31)의 내압은, 디스크 밸브(30)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 작용한다. 파일럿실(31)은 리테이너(48)의 측벽에 설치된 고정 오리피스(32) 및 파일럿 보디(41)의 원통부(41B)의 측벽에 설치된 통로(52)를 개재하여 원통부(41B) 내에 연통하고, 다시 통로 부재(42)에 연통하고 있다. 또한, 제어 보디(40)의 고리 형상의 오목부(51)를 형성하는 바닥부는, 중심측, 즉 파일럿 보디(41)측을 향하여 두께가 늘어나도록 형성된다. 이것은, 중심측, 즉 파일럿 보디(41)측은, 축력이 가해지기 때문에 강성이 필요하므로 바닥부의 두께를 확보하고 있음에 대하여, 외주측은 파일럿실(31)의 볼륨을 확보하기 위해서 중심측에 비하여 바닥부를 얇게 형성한 것에 따른다.

제어 보디(40)에는, 축방향으로 관통하여 일단이 파일럿실(31)에 연통하는 통로(53)가 원주 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 제어 보디(40)의 타단부에는 복수의 통로(53)의 개구부의 외주측에 밸브 시트로서 고리 형상의 내측 시트부(54)가 돌출하고, 내측 시트부(54)의 외주측에 외측 시트부(55)가 돌출하며, 또한 복수의 통로(53)의 내주측에 고리 형상의 클램프부(56)가 돌출하고 있다. 내측 및 외측 시트부(54, 55)에는, 제어 밸브(28)를 구성하는 디스크 밸브(33)가 착좌하고 있다. 디스크 밸브(33)의 내주부는, 와셔(57)와 함께, 클램프부(56)와 파일럿 보디(41)의 대직경부(41A)와의 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(33)의 배면측 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어지는 고리 형상의 탄성 시일 부재(58)가 가류 접착 등의 고착 방법에 의해서 고착되어 있다. 디스크 밸브(33)는, 원하는 휨 특성이 얻어지도록 가요성의 디스크 형상의 밸브체가 적절하게 적층되어 있다. 디스크 밸브(33)의 한층 더한 상세에 관해서는 후술한다.

파일럿 보디(41)의 대직경부(41A)의 일단측에는, 파일럿실(34)을 형성하는 파일럿 케이스가 되는 고리 형상의 오목부(59)가 형성되고, 이 오목부(59) 내에, 디스크 밸브(33)에 고착된 탄성 시일 부재(58)의 외주부가 슬라이딩 이동 가능하고 그리고 액밀적으로 끼워 맞춰져, 오목부(59) 내에 파일럿실(34)이 형성되어 있다. 디스크 밸브(33)는 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)에 연통하는 통로(53)측의 압력을 받아 외측 및 내측 시트부(55, 54)로부터 순차 리프트하여 밸브 개방하고, 통로(53)를 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통시킨다. 파일럿실(34)의 내압은, 디스크 밸브(33)에 대하여 밸브 폐쇄 방향으로 작용한다. 파일럿실(34)은, 파일럿 보디(41)의 측벽에 설치된 통로(60)를 개재하여 원통부(41B) 내의 통로(41D)에 연통하고, 또한 원통부(41B) 내에 설치된 고정 오리피스(35) 및 필터(61)를 개재하여 통로 부재(42) 내에 연통하고 있다. 고정 오리피스(35) 및 필터(61)는, 원통부의 선단부에 나사 삽입된 원통 형상의 리테이너(62) 및 스페이서(63)에 의해서 원통부(41B) 내의 단부(64)에 고정되어 있다. 스페이서(63)의 측벽에는, 고정 오리피스(30)를 원통부(41B) 내의 통로(41D)에 연통시키기 위한 절결(63A)가 설치되어 있다.

파일럿 보디(41)의 타단의 원통부(41C), 솔레노이드 케이스(43)의 개구(43B) 및 오목부(43C)에는 가이드 부재(65)가 삽입되어 있다. 가이드 부재(65)는, 일단측에 소직경의 포트 압입부(65A)를 갖고, 타단측에 소직경의 플런저 안내부(65B)를 가지며, 중간부에 대직경부(65C)를 갖는 단차식의 원통 형상으로 형성되어 있다. 가이드 부재(65)는, 포트 압입부(65A)가 파일럿 보디(41)의 원통부(41C) 내에 간극을 갖고 삽입되고, 플런저 안내부(65B)가 솔레노이드 케이스(43)의 개구(43B)에 삽입 관통되어, 솔레노이드 케이스(43)의 타단측의 내부에 돌출하며, 대직경부(65C)가 솔레노이드 케이스(43)의 오목부(43C) 내에 끼워 맞추고, 오목부(43C)에 삽입, 끼워 맞춰진 파일럿 보디(41)의 원통부(41C)에 맞닿아 고정되어 있다.

가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A) 내에는, 대략 원통 형상의 포트 부재(67)가 압입되어 고정되어 있다. 포트 압입부(65A)의 선단부에는, 고리 형상의 리테이너(66)가 부착되어 있다. 포트 부재(65)의 외주면과 파일럿 보디(41)의 원통부(41C)의 내주면과의 사이는, O 링(70)에 의해서 시일되고, 포트 부재(67) 내의 통로(68)는 파일럿 부재(41) 내의 통로(41D)에 연통하고 있다.

포트 부재(67)의 가이드 부재(65) 내에 압입된 단부에는, 통로(68)의 내부 직경을 좁힌 포트(36)가 형성되고, 포트(36)는, 가이드 부재(65) 내에 형성된 밸브실(73) 내에 개구하고 있다. 밸브실(73)은 가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A) 내에 형성된 축방향 홈(74), 포트 압입부(65A)의 개구의 내주 가장자리에 형성된 고리 형상 오목부(69), 리테이너(66)에 형성된 직경 방향 통로(75), 가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A)와 파일럿 보디(41)의 원통부(41C)와의 사이의 고리 형상의 간극(76) 및 원통부(41C)의 측벽을 관통하는 통로(77)를 개재하여 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통하고 있다. 포트 부재(67)내의 통로(68)는, 통로(60)를 개재하여 파일럿실(34)에 연통하고, 고정 오리피스(35) 및 필터(61)를 개재하여 통로 부재(42) 내에 연통하고 있다.

가이드 부재(65)의 플런저 가이드부(65B) 내에는, 플런저(78)가 삽입되고, 축방향을 따라서 슬라이딩 이동 가능하게 안내되어 있다. 플런저(78)의 선단부에는, 끝이 가는 형상의 밸브체(38)가 설치되고, 밸브체(38)는 가이드 부재(65) 내의 밸브실(73)에 삽입되어, 포트 부재(67)의 단부의 시트부(36A)에 이착하여 포트(36)를 개폐한다. 플런저(78)의 기단부에는, 대직경의 전기자(79)가 설치되고, 전기자(79)는 플런저 가이드부(65B)의 외부에 배치되어 있다. 플런저 가이드부(65B)에는, 전기자(79)를 덮는 대략 바닥이 있는 원통 형상의 커버(80)가 부착되어 있고, 커버(80)는, 전기자(79)를 축방향을 따라서 이동 가능하게 안내하고 있다.

솔레노이드 케이스(43) 내에는, 그 중간벽(43A)으로부터 돌출한 플런저 가이드부(65B) 및 커버(80)의 주위에 솔레노이드(37)가 배치되고, 솔레노이드(37)는, 솔레노이드 케이스(43)의 개구부에 부착된 폐지 부재(81)에 의해서 고정되어 있다. 솔레노이드(37)에 결선된 리드선(도시하지 않음)은, 폐지 부재(81)의 절결(81A)를 통하여 외부에 연장되고 있다. 플런저(78)는, 포트 부재(67)와의 사이에 설치된 복귀 스프링(84)의 스프링력에 의해, 밸브체(38)가 시트부(36A)로부터 이격되어 포트(36)를 개방하는 밸브 개방 방향으로 가압되어 있고, 솔레노이드(37)로의 통전에 의해, 추진력을 발생하고, 복귀 스프링(84)의 스프링력에 대항하여 밸브체(38)가 시트부(36A)에 착좌하여 포트(36)를 폐쇄하는 밸브 폐쇄 방향으로 이동한다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)에 관해서, 더욱 상세하게 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 디스크 밸브(33)는, 금속제의 디스크 본체(90)의 일면측, 즉, 배면측(파일럿실(34)측)의 외주부에 고무 등의 탄성체로 이루어지는 고리 형상의 탄성 시일 부재(58)를 고착한 것이다. 탄성 시일 부재(58)는, 본 실시형태에서는, 고무제이며, 가류 접착에 의해 디스크 본체(90)에 고착되어 있지만, 고착 수단으로서 다른 방법을 이용해도 좋다. 디스크 밸브(33)의 타면측, 즉 표면측(내측 및 외측 시트부(54, 55)측)에는, 디스크 형상의 스페이서(91) 및 시트 디스크(92)가 중첩되어 있다.

탄성 시일 부재(58)의 단면 형상은, 외주측이 직경 방향 내측으로 경사지고, 내주측이 직경 방향 외측으로 경사진 대략 사다리꼴의 선단 내주부를 절결하고, 직경 방향으로 두꺼운 베이스부(58A)와 직경 방향으로 베이스부(58A)보다도 박육인 립부(58B)로 이루어지고, 이들의 사이에 단부(58C)를 갖는 단차식 형상으로 되어 있다. 베이스부(58A) 및 립부(58B)의 내주부는, 파일럿 보디(41)의 오목부(59)의 바닥부를 향하여 직경 확장하도록 경사져 있고, 베이스부(58A) 및 립부(58B)의 내주측의 경사 각도는, 서로 거의 동일하게, 이러한 외주측의 경사 각도보다도 커지고 있다. 베이스부(58A)와 립부(58B)와의 사이의 단부(58C)는, 디스크 본체(90)와 대략 평행하게 되어 있다. 베이스부(58A)의 디스크 본체(90)와의 결합부에는, 플랜지부(58D)가 직경 방향 외측으로 돌출하고 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 탄성 시일 부재(58)의 립부(58B)의 외주부의 축방향 중앙부에는, 파일럿 보디(41)의 오목부(59)를 형성하는 외측 원통부(41E)의 내주면에 슬라이딩 접속하는 단면 대략 삼각형상의 시일부(58E)가 직경 방향 외측으로 돌출하고 있다. 시일부(58E)의 베이스부측(58A)측의 경사부에는, 단면 대략 반원형의 시일 돌기(58F)가 경사를 따라서 복수(도시의 예에서는 2개)가 돌출하고 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 탄성 시일 부재(58)가 파일럿 보디(41)의 오목부(59)에 끼워 맞춰졌을 때, 립부(58B)가 단부(58C)를 지점으로 하여 내주측으로 휘고, 시일부(58E)가 오목부(59)의 내주 통형상면(59A)에 가압되어 변형하며, 오목부(59)의 내주 통형상면(59A)에 밀착한다. 즉, 파일럿 보디(41) 내에 부착된 상태에 있어서, 부착하기 전의 형상으로부터, 립부(58B) 내주의 베이스부(58A)와의 접속 개소인 단부(58C)를 지점(支点)으로 하여, 립부(58B)가 파일럿 보디(41)의 직경 방향 내측의 내주 통형상면(59A)을 향하여 절곡하도록 변형한다. 이 상태로, 립부(58B)의 시일부(58E) 이외의 부분과 오목부(59)의 내주 통형상면(59A)과의 사이에는 간극이 형성되어 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 디스크 밸브(33)가 내측 시트부(54) 및 외측 시트부(55)에 착좌한 상태로, 탄성 시일 부재(58)의 단부(58C)와 디스크 본체(90)와의 거리(L1)는, 파일럿 보디(41)의 탄성 시일 부재(58)가 슬라이딩 접속하는 오목부(59)를 형성하는 외측 원통부(41E)의 선단부와 디스크 본체(90)와의 거리(L2)보다도 커져 있다.

시트 디스크(92)에는, 내측 및 외측 시트부(54, 55)에 각각 대향하는 위치에 오리피스 구멍(92A, 92B)이 설치되어 있고, 오리피스 구멍(92A, 92B)에 의해서 파일럿실(31)과 실(25C)을 항상 연통시키는 오리피스(33A)를 형성하고 있다. 디스크 밸브(33)의 디스크 본체(90)의 외부 직경은, 파일럿 보디(41)의 외측 원통부(41E)의 내부 직경보다도 크고, 디스크 본체(90)의 외주부와 외측 원통부(41E)의 선단부는, 간극(L2)을 갖고 대향하고 있다.

디스크 밸브(33), 스페이서(91) 및 시트 디스크(92)는 평판 형상이며, 제어 보디(40)의 클램프(56), 내측 시트부(54) 및 외측 시트부(55)의 돌출 높이는, 거의 동일하게 되어 있다. 이에 따라, 디스크 밸브(33)(시트 디스크(92), 스페이서(91) 및 디스크 본체(90))는, 세트 하중(프리 로드)이 충분히 작아(거의 0), 즉 휘지 않고 내측 시트부(54) 및 외측 시트부(55)에 착좌하고 있다.

또, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)의 탄성 시일 부재(50)는, 본 실시형태에서는, 전술의 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)의 탄성 시일 부재(58)와 동일한 구조로 되어 있지만, 종래의 구조로 해도 좋다.

이상과 같이 구성한 감쇠력 조정식 완충기(1)의 작용에 관해서 다음에 설명한다.

감쇠력 조정식 완충기(1)는, 차량의 서스펜션 장치의 스프링 위, 스프링 아래 사이에 장착되고, 차재 컨트롤러 등으로부터의 지령에 의해, 통상의 작동 상태에서는 솔레노이드(37)에 통전하여 플런저(78)에 추진력을 발생시키고, 밸브체(38)를 시트부(36A)에 착좌시켜 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어를 실행한다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 폐쇄되고, 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 전에는, 상류실이 되는 실린더 상부실(2A)측의 유체가 가압되어 통로(22) 및 고리 형상 통로(21)를 통과하며, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)로부터 감쇠력 발생 기구(26)의 통로 부재(42)에 유입된다.

이때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 유액이 리저버(4)로부터 베이스 밸브(10)의 체크 밸브(17)를 개방하여 실린더 하부실(2B)로 유입된다. 또, 실린더 상부실(2A)의 압력이 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(14)가 개방되어 실린더 상부실(2A)의 압력을 실린더 하부실(2B)로 릴리프함으로써, 실린더 상부실(2A)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

피스톤 로드(6)의 축소 행정 시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 개방되고, 베이스 밸브(10)의 통로(15)의 체크 밸브(17)가 폐쇄되어, 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 전에는 피스톤 하부실(2B)의 유체가 실린더 상부실(2A)로 유입되고, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 내에 침입한 만큼의 유체가 상류실이 되는 실린더 상부실(2A)로부터, 상기 신장 행정시와 동일한 경로를 통과하여 리저버(4)로 흐른다. 또, 실린더 하부실(2B) 내의 압력이 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(18)가 개방되어 실린더 하부실(2B)의 압력을 리저버(4)로 릴리프함으로써, 실린더 하부실(2B)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

감쇠력 발생 기구(26)에서는, 통로 부재(42)로부터 유입된 유액은, 주로 다음 3가지의 유로를 통과하여 하류실이 되는 리저버(4)로 흐른다. (1) 메인 유로 통로 부재(42)로부터 유입된 유액은, 메인 보디(39)의 통로(39A)를 통과하고, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)를 개방하여 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르며, 통로 홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

(2) 제어 유로 통로 부재(42)에 유입된 유액은, 파일럿 보디(41)의 원통부(41B)에 부착된 리테이너(62) 및 스페이서(63)의 내부, 스페이서(63)의 절결(63A), 원통부(41B)의 측벽의 통로(52) 및 고정 오리피스(32)를 통과하여 파일럿실(31)로 흐르고, 다시 파일럿실(31)로부터 제어 보디(40)의 통로(53)를 통과하며, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)를 개방하여 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르고, 통로 홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

(3) 파일럿 유로 통로 부재(42)에 유입된 유액은, 파일럿 보디(41)의 원통부(41B)에 부착된 리테이너(62) 및 스페이서(63)의 내부, 필터(61), 고정 오리피스(35), 통로(41D)를 통과하고, 다시 포트 부재(67)의 통로(68), 포트(36)를 통과하여 파일럿 밸브(29)의 밸브체(38)를 개방하여 밸브실(73)로 흐르고, 축방향 홈(74), 고리 형상 오목부(69), 직경 방향 통로(75), 간극(76), 통로(77)를 통과하여 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르며, 통로 홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

이에 따라, 피스톤 로드(6)의 신축 행정 시와 함께, 감쇠력 발생 기구(26)의 메인 밸브(27), 제어 밸브(28) 및 파일럿 밸브(29)에 의해서 감쇠력이 발생한다. 이때, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)는, 통로(39)측의 압력을 받아 밸브 개방하고, 배면측에 설치된 파일럿실(31)의 내압이 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는, 즉 통로(39)측과 파일럿실(31)측과의 차압에 의해서 밸브 개방하기 때문에, 파일럿실(31)의 내압에 따라서, 내압이 낮으면 밸브 개방 압력이 낮고, 내압이 높으면 밸브 개방 압력이 높아진다.

또한, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)는, 통로(53)측의 압력을 받아 밸브 개방하고, 배면측에 설치된 파일럿실(34)의 내압이 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는, 즉, 통로(53)측과 파일럿실(34)측과의 차압에 의해서 밸브 개방하기 때문에, 파일럿실(34)의 내압에 따라서, 내압이 낮으면 밸브 개방 압력이 낮고, 내압이 높으면 밸브 개방 압력이 높아진다.

피스톤 속도가 저속 영역에 있을 때, 메인 밸브(27) 및 제어 밸브(28)가 밸브 폐쇄하고, 유액은, 주로 전술의 (3)의 파일럿 유로 및 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)에 설치된 오리피스 구멍(92A, 92B)(오리피스(33A))을 통과하여 리저버(4)로 흐르고, 파일럿 밸브(29) 및 오리피스(33A)에 의해서 감쇠력이 발생한다. 그리고, 피스톤 속도가 상승하면, 파일럿 밸브(29)의 상류측의 압력이 상승한다. 이 때, 파일럿 밸브(29)의 상류측의 파일럿실(31, 34)의 내압은, 파일럿 밸브(29)에 의해서 제어되고, 파일럿 밸브(29)의 밸브 개방에 의해, 파일럿실(31, 34)의 내압이 저하한다. 이에 따라, 우선, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)가 밸브 개방하여, 유액이 전술의 (3)의 파일럿 유로에 더하여 (2)의 제어 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐름으로써, 피스톤 속도의 상승에 따른 감쇠력의 증대가 억제된다.

제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)가 밸브 개방하면, 파일럿실(31)의 내압이 저하된다. 파일럿실(31)의 내압의 저하에 의해, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)가 밸브 개방하여, 유액이 전술의 (3)의 파일럿 유로 및 (2)의 제어 유로에 더하여 (1)의 메인 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐름으로써, 피스톤 속도의 상승에 따른 감쇠력의 증대가 억제된다.

이와 같이 하여, 피스톤 속도의 상승에 따른 감쇠력의 증대를 2단계로 억제함으로써, 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 솔레노이드(37)로의 통전에 의해, 파일럿 밸브(29)의 제어 압력을 조정함으로써, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34)의 내압, 즉, 디스크 밸브(33)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있고, 또한 디스크 밸브(33)의 밸브 개방 압력에 의해 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)의 내압, 즉 디스크 밸브(30)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다.

이에 따라, 메인 밸브(27)의 밸브 폐쇄 영역에 있어서, 파일럿 밸브(29)에 더하여 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)가 밸브 개방함으로써, 충분한 유액의 유량을 얻을 수 있기 때문에, 파일럿 밸브(29)의 유량(포트(36)의 유로 면적)을 작게 할 수 있고, 파일럿 밸브(29)(솔레노이드 밸브)의 소형화 및 솔레노이드(37)의 전력 절약화가 가능해진다. 또한, 메인 밸브(27) 및 제어 밸브(28)에 의해, 감쇠력을 2단계로 변화시킬 수 있기 때문에, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높여 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.

이때, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)는, 세트 하중(프리 로드)이 충분히 작고, 또한 슬라이딩 이동 저항을 종래보다 작게 함으로써 밸브 개방 압력이 작게 설정되어 있기 때문에, 피스톤 속도의 극저속 영역에 있어서, 밸브 개방이 가능하고, 감쇠력의 상승 시에 있어서 안정적으로 작은 감쇠력을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)의 탄성 시일 부재(58)는, 립부(58B)를 베이스부(58A)에 대하여 직경 방향으로 박육으로 한 것에 의해, 립부(58B)가 단부(58C)를 지점으로 하여 직경 방향 내측으로 휘기 쉬워지고, 시일부(58E)의 내주 통형상면(59A)으로의 압박력을 적절히 작게 하여, 슬라이딩 이동 저항을 경감하고 있다. 이에 따라, 슬라이딩 이동 저항에 따른 디스크 밸브(33) 밸브 개방 후의 내측 및 외측 시트부(54, 55)로의 복귀 어려움이나, 디스크 밸브(33)의 휨을 저감시킴으로써, 디스크 밸브(33)의 세트 하중을 작게 설정한 경우, 혹은, 세트 하중을 설정하지 않는 경우에도, 디스크 밸브(33)(시트 디스크(92))의 내측 및 외측 시트부(54, 55)와의 밀착성을 확보할 수 있어, 피스톤 속도 극저속 영역에 있어서도 안정된 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 디스크 밸브(33)의 밸브 개방 압력을 충분히 낮게 할 수 있어, 소프트 시에 보다 작은 감쇠력을 설정하는 것이 가능해진다. 또, 립부(58B)는, 파일럿실(34)의 내압에 의해, 외측 원통부(41E)의 내주면으로 가압되기 때문에, 파일럿실(34)의 내압이 상승해도 시일성을 확보할 수 있다.

특히, 본 실시형태와 같이, 파일럿형의 메인 밸브(29)의 밸브 개방을 파일럿형의 제어 밸브(28)에 의해서 제어하는 경우, 제어 밸브(28)의 밸브 개방 압력을 낮게 설정함으로써, 피스톤 속도 극저속 영역의 감쇠력을 순조롭게 상승시킬 수 있고, 차량의 서스펜션 장치에 있어서 이상적인 감쇠력 특성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 시일부(58E)는, 복수의 시일 돌기(58F) 사이에 유액을 유지함으로써, 시일성을 높이면서 슬라이딩 이동 저항을 경감시킬 수 있다.

탄성 시일 부재(58)는, 베이스부(58A)를 립부(58B)보다 직경 방향으로 두껍게 한 것에 의해, 파일럿실(34)의 고압에 대한 내압성을 높이고, 또한 탄성 시일 부재(58)가 디스크 본체(90)로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 베이스부(58A)의 외주부의 플랜지부(58D)와 시일부(58E)와의 사이에 외주 오목부(58G)를 설치함으로써, 파일럿실(34) 내의 압력이 상당히 높아진 경우에도, 탄성 시일 부재(58)가 파일럿 보디(41)의 외측 원통부(41E)의 외측으로 비어져 나오는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은, 감쇠력 조정 기구를 상기 실시형태와 같이 실린더의 측부에 배치한 것 외에, 피스톤부에 감쇠력 조정 기구를 배치한 것에도 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서는, 감쇠력 조정식 완충기에 관해서 설명하고 있지만, 본 발명은, 이것에 한정되지 않고, 탄성 시일 부재를 고착한 디스크 밸브를 이용한 파일럿형 감쇠 밸브를 구비한 것이면, 감쇠력을 조정하지 않는 완충기에도 동일하게 적용할 수 있다.

1 : 감쇠력 조정식 완충기(완충기)
2 : 실린더
5 : 피스톤
6 : 피스톤 로드
33 : 디스크 밸브
34 : 파일럿실
54 : 내측 시트부(밸브 시트)
55 : 외측 시트부(밸브 시트)
58 : 탄성 시일 부재
58A : 베이스부
58B : 립부
58C : 단부
58E : 시일부

Claims

작동액이 봉입된 실린더와,
상기 실린더 내에 슬라이딩 이동 가능하게 삽입된 피스톤과,
상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와,
상기 피스톤의 슬라이딩 이동에 의해서 생기는 작동액의 흐름에 대하여 밸브 시트에 이착좌(離着座)하여 해당 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 디스크 밸브와,
상기 디스크 밸브에 대향하여 개구하는 바닥이 있는 원통 형상의 파일럿 보디와,
상기 디스크 밸브의 일면측 외주부에 고착되고, 상기 파일럿 보디의 내주부에 슬라이딩 이동 가능하고 그리고 액밀적으로 끼워 맞춰져, 상기 디스크 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 파일럿실을 형성하는 고리 형상의 탄성 시일 부재를 구비한 완충기에 있어서,
상기 탄성 시일 부재는,
상기 디스크 밸브에 고착되는 고리 형상의 베이스부와,
해당 베이스부로부터 상기 파일럿 보디의 바닥부측으로 연장되어 상기 베이스부보다도 직경 방향으로 박육(薄肉)이고, 내주측에 상기 베이스부와의 사이에 단부를 형성하는 고리 형상의 립부와,
상기 립부의 외주부로부터 돌출하여 상기 파일럿 보디의 내주부에 슬라이딩 접속하는 고리 형상의 시일부를 갖는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 디스크 밸브의 외부 직경은, 상기 파일럿 보디의 상기 탄성 시일 부재가 끼워 맞춰지는 내주부의 내경보다도 크고, 상기 디스크 밸브의 상기 외주부와 상기 파일럿 보디의 일단부는 간극을 갖고 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 디스크 밸브가 상기 밸브 시트에 착좌한 상태에 있어서, 상기 디스크 밸브와 상기 단부 사이의 거리는, 상기 디스크 밸브(33)와 상기 파일럿 보디의 일단부 사이의 거리보다도 큰 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 시일 부재의 베이스부 및 립부의 내주부는, 상기 디스크 밸브측으로부터 상기 파일럿 보디의 바닥부측을 향하여 직경 확장하고 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 시일 부재는, 상기 파일럿 보디 내에 끼워 맞춰진 상태로, 상기 립부가 상기 단부를 지점(支点)으로 하여 직경 방향 내측으로 휘어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.
제2항에 있어서, 상기 탄성 시일 부재의 상기 디스크 밸브에 고착된 외주부에는, 상기 파일럿 보디의 일단부에 대향하도록 연장된 플랜지부가 형성되고,
상기 플랜지부와 상기 시일부의 사이에 외주 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.