KR20160040559A

KR20160040559A - 감쇠력 조정식 완충기

Info

Publication number: KR20160040559A
Application number: KR1020167003146A
Authority: KR
Inventors: 슌스케 모리; ?스케 모리; 후미유키 야마오카; 미키오 야마시타
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-04-14
Also published as: JPWO2015020227A1; US9810281B2; JP6000462B2; DE112014003689T5; CN105473887B; CN105473887A; WO2015020227A1; US20160195152A1; KR102224607B1; DE112014003689B4

Abstract

감쇠력 조정식 완충기에 있어서, 솔레노이드 밸브의 밸브체의 스트로크에 의존하지 않고, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 얻을 수 있도록 한다.
오일액이 봉입된 실린더(2) 내에, 피스톤 로드(6)가 연결된 피스톤(5)을 삽입하고, 피스톤(5)의 이동에 의해 생기는 오일액의 흐름을 감쇠력 발생 기구(26)에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시킨다. 감쇠력 발생 기구(26)에서는, 파일럿형의 메인 밸브(27) 및 솔레노이드 밸브인 상시 개방 파일럿 밸브(28)에 의해 감쇠력을 발생시키고, 코일(37)에 대한 통전에 의해 감쇠력을 조정한다. 파일럿 밸브(28)의 하류측에 페일 밸브(100)를 설치한다. 페일 밸브(100)는, 정상시에는, 파일럿 밸브(28)의 코일(37)의 여자에 의해 유로를 개방하고, 페일시에는, 여자의 소실에 의해, 유로를 좁혀 작동 불능의 파일럿 밸브(28) 대신에 적절한 감쇠력을 발생시킨다.

Description

감쇠력 조정식 완충기{DAMPING FORCE ADJUSTABLE SHOCK ABSORBER}

본 발명은, 피스톤 로드의 스트로크에 대하여 유체의 흐름을 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 생기는 유체의 흐름을 오리피스, 디스크 밸브 등으로 이루어진 감쇠력 발생 기구에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시키도록 되어 있다.

예컨대 특허문헌 1에 기재된 파일럿형의 유압 완충기에서는, 감쇠력 발생 기구인 메인 디스크 밸브의 배후에 배압실(파일럿실)을 형성하고, 유체를 배압실에 도입하여, 메인 디스크 밸브에 대하여 배압실의 내압을 밸브 폐쇄 방향으로 작용시키고, 솔레노이드 밸브(파일럿 밸브)에 의해 배압실의 내압을 조정함으로써, 메인 디스크 밸브의 밸브 개방을 제어하도록 하고 있다. 이에 따라, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높일 수 있다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 것에서는, 만일 솔레노이드 밸브에 대한 통전이 불가능해진 경우, 밸브 스프링의 스프링력에 의해, 솔레노이드 밸브의 밸브체가 페일(fail) 위치까지 이동하여 페일 밸브에 접촉하고, 솔레노이드 밸브 대신에 페일 밸브에 의해 기계적으로 유로 면적을 조정하도록 되어 있다. 이에 따라, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 얻을 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-75060호 공보

상기 특허문헌 1에 기재된 것과 같이, 솔레노이드 밸브의 밸브체의 이동에 의해 페일 밸브의 개폐를 행하는 것에서는, 솔레노이드 밸브의 밸브체의 스트로크를 어느 정도 길게 할 필요가 있기 때문에 스페이스상의 제약이 크다.

본 발명은, 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 솔레노이드 밸브의 밸브체의 스트로크에 의존하지 않고, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 얻을 수 있도록 한 파일럿형의 감쇠력 조정식 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 감쇠력 조정식 완충기는, 작동 유체가 봉입된 실린더와, 이 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워진 피스톤과, 이 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내의 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 생기는 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구를 포함하고,

상기 감쇠력 발생 기구는, 코일에 대한 통전에 의해 작동하여 작동 유체의 흐름을 제어하는 상시 개방 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브의 상류 또는 하류에 설치된 페일 밸브를 포함하고,

상기 페일 밸브는, 상기 작동 유체의 유로를 개방하는 정상 위치와, 상기 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 페일 위치 사이를 이동 가능한 밸브체와, 그 밸브체가 이격·안착하는 시트부와, 상기 밸브체를 이동 가능하게 안내하는 안내부와, 상기 밸브체를 페일 위치로 압박하는 압박 수단과, 상기 코일의 자계에 의해 상기 밸브체를 흡착하여 정상 위치로 이동시키는 흡착부를 구비하며,

상기 시트부 및 상기 안내부는 상기 코일의 자계에 의해 자로를 구성하지 않는 비자성체로 이루어지고, 상기 밸브체 및 상기 흡착부는 상기 코일의 자계에 의해 자로를 형성하는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감쇠력 조정식 완충기에 의하면, 솔레노이드 밸브의 밸브체의 스트로크에 의존하지 않고, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 감쇠력 조정식 완충기의 주요부인 감쇠력 발생 기구를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 감쇠력 발생 기구의 페일 밸브를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부인 감쇠력 발생 기구를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부인 감쇠력 발생 기구를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 감쇠력 발생 기구의 페일 밸브를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 주요부인 감쇠력 발생 기구를 확대하여 나타내는 종단면도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 감쇠력 발생 기구의 페일 밸브를 확대하여 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기(1)는, 실린더(2)의 외측에 외통(3)을 설치한 복통 구조로 되어 있고, 실린더(2)와 외통(3) 사이에 리저버(4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는 피스톤(5)이 슬라이딩 가능하게 끼워져 있고, 이 피스톤(5)에 의해 실린더(2) 내가 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B)의 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)에는, 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해 연결되어 있고, 피스톤 로드(6)의 타단측은, 실린더 상실(2A)을 통과하고, 실린더(2) 및 외통(3)의 상단부에 장착된 로드 가이드(8) 및 오일 시일(9)에 삽입 관통되어, 실린더(2)의 외부로 연장되어 나와 있다. 실린더(2)의 하단부에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 설치되어 있다.

피스톤(5)에는, 실린더 상하실(2A, 2B) 사이를 연통시키는 통로(11, 12)가 설치되어 있다. 통로(12)에는, 실린더 하실(2B)측으로부터 실린더 상실(2A)측으로의 유체의 유통만을 허용하고, 피스톤 로드(6)의 신장 행정으로부터 축소 행정으로 전환한 순간에 밸브 개방할 정도의 셋트 하중이 작은 역지 밸브(13)가 설치되어 있다. 통로(11)에는, 신장 행정시에 실린더 상실(2A)측의 유체의 압력이 소정 압력에 도달했을 때에 밸브 개방하여, 이것을 실린더 하실(2B)측에 릴리프하는 디스크 밸브(14)가 설치되어 있다. 이 디스크 밸브(14)의 밸브 개방압은 상당히 높으며, 통상 노면 주행시에는 밸브 개방하지 않을 정도로 설정되어 있다. 또한, 디스크 밸브(14)에는, 실린더 상하실(2A, 2B) 사이를 항상 연통하는 오리피스(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

베이스 밸브(10)에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 연통시키는 통로(15, 16)가 설치되어 있다. 통로(15)에는, 리저버(4)측으로부터 실린더 하실(2B)측으로의 유체의 유통만을 허용하고, 피스톤 로드(6)의 축소 행정으로부터 신장 행정으로 전환한 순간에 밸브 개방할 정도의 셋트 하중이 작은 역지 밸브(17)가 설치되어 있다. 통로(16)에는, 실린더 하실(2B)측의 유체의 압력이 소정 압력에 도달했을 때에 밸브 개방하여, 이것을 리저버(4)측에 릴리프하는 디스크 밸브(18)가 설치되어 있다. 이 디스크 밸브(18)의 밸브 개방압은 상당히 높으며, 통상 노면 주행시에는 밸브 개방하지 않을 정도로 설정되어 있다. 또한, 디스크 밸브(18)에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4) 사이를 항상 연통하는 오리피스(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 실린더(2) 내에는 작동 유체로서 오일액이 봉입되고, 리저버(4) 내에는 오일액 및 가스가 봉입되어 있다.

실린더(2)에는, 상하 양단부에 시일 부재(19)를 통해 세퍼레이터 튜브(20)가 바깥쪽에 끼워져, 실린더(2)와 세퍼레이터 튜브(20) 사이에 환형 통로(21)가 형성되어 있다. 환형 통로(21)는, 실린더(2)의 상단부 부근의 측벽에 설치된 통로(22)에 의해 실린더 상실(2A)에 연통해 있다. 또, 통로(22)는, 사양에 따라서 둘레 방향으로, 또는 축방향으로 위치를 다르게 하여 복수 설치해도 좋다. 세퍼레이터 튜브(20)의 하부에는, 측방으로 돌출되어 개구된 원통형의 접속구(23)가 형성되어 있다. 외통(3)의 측벽에는, 접속구(23)와 동심이며 접속구보다 대직경인 개구(24)가 형성되고, 이 개구(24)를 둘러싸도록 원통형의 케이스(25)가 용접 등에 의해 결합되어 있다. 그리고, 케이스(25)에 감쇠력 발생 기구(26)가 부착되어 있다.

다음으로, 감쇠력 발생 기구(26)에 관해, 주로 도 2를 참조하여 설명한다.

감쇠력 발생 기구(26)는, 파일럿형의 메인 밸브(27) 및 제어 밸브(28)와, 솔레노이드 밸브인 파일럿 밸브(29)와, 페일 밸브(100)를 구비하고 있다.

메인 밸브(27)는, 실린더 상실(2A)측의 오일액의 압력을 받아 밸브 개방하여, 그 오일액을 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 통해 실린더 상실(2A)측에 접속되고, 또한 제어 밸브(28)를 통해 리저버(4)측에 접속되어 있다. 디스크 밸브(30)에는, 실린더 상실(2A)측과 리저버(4)측을 항상 접속하는 오리피스(30A)가 설치되어 있다.

제어 밸브(28)는, 파일럿실(31)측의 오일액의 압력을 받아 밸브 개방하여, 그 오일액을 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(61)를 통해 실린더 상실(2A)측에 접속되고, 또한 파일럿 밸브(29)를 통해 리저버(4)측에 접속되어 있다.

파일럿 밸브(29)는, 상시 개방 압력 제어 밸브이며, 소직경의 포트(36)에 의해 유로를 좁히고, 이 포트(36)를 코일(37)에 의해 가이드 부재(65)의 흡착부(65D)에 흡착되도록 구동되는 가동자로서의 전기자(79)에 연결된 밸브체(38)에 의해 개폐함으로써, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34)의 내압을 조정하도록 되어 있다. 또, 포트(36)를 소직경으로 한 것에 의해 수압 면적을 작게 함으로써, 최대 전류에서의 파일럿 밸브(29)의 밸브 폐쇄시의 압력을 크게 취할 수 있고, 이에 따라 전류의 크기에 따른 차압이 커져, 감쇠력 특성의 가변폭을 크게 하는 것이 가능하게 되어 있다.

페일 밸브(100)는, 파일럿 밸브(29)의 하류측, 즉 파일럿 밸브(29)와 리저버(4) 사이에 배치되며, 코일(37)에 대한 통전에 의한 여자에 의해 작동한다. 페일 밸브(100)는, 코일(37)에 대한 통전시(정상시)에는, 코일(37)의 여자에 의해, 압박 수단인 페일 스프링(101)의 스프링력에 대항하여, 도 2의 중심선(C)의 하측에 나타내는 정상 위치로 이동하여 리저버(4)측으로의 유로를 개방하고, 비통전시(페일시)에는, 페일 스프링(101)의 스프링력에 의해, 도 2의 중심선(C)의 상측에 나타내는 페일 위치로 이동하여 페일 오리피스(102)에 의해 리저버(4)측으로의 유로를 좁히도록 되어 있다.

다음으로, 감쇠력 발생 기구(26)의 구체적인 구조에 관해 더욱 상세히 설명한다.

메인 밸브(27), 제어 밸브(28), 파일럿 밸브(29) 및 페일 밸브(100)가 조립된 메인 바디(39), 제어 바디(40), 파일럿실 부재(41), 페일 바디(103), 절연 부재(104), 파일럿 부재(105) 및 고정자로서의 가이드 부재(65)가 통로 부재(42)와 함께 케이스(25) 내에 배치되고, 솔레노이드 케이스(43)를 너트(44)에 의해 케이스(25)의 개구 단부에 부착함으로써, 케이스(25) 내를 밀폐하고, 이들을 케이스(25)에 고정하고 있다.

통로 부재(42)는, 일단부 외주에 플랜지부(42A)를 갖는 원통형이며, 플랜지부(42A)가 케이스(25)의 내측 플랜지부(25A)에 접촉하고, 원통부(42B)가 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)에 액체 밀폐되게 삽입되어 환형 통로(21)에 접속하고 있다. 케이스(25)의 내측 플랜지부(25A)에는 반경 방향으로 연장되는 통로홈(25B)이 형성되고, 이 통로홈(25B) 및 외통(3)의 개구(24)를 통해 리저버(4)와 케이스(25) 내의 실(25C)이 연통해 있다.

메인 바디(39) 및 제어 바디(40), 파일럿실 부재(41), 페일 바디(103) 및 절연 부재(104)는 대략 환형으로 형성되어 있다. 파일럿 부재(105)는, 소직경부(105A) 및 대직경부(105B)를 갖는 단차식의 대략 원통형으로 형성되어 있다. 가이드 부재(65)는, 일단측에 소직경의 포트 압입부(65A)를 가지며, 타단측에 소직경의 플런저 안내부(65B)를 가지며, 중간부에 대직경부(65C)를 갖는 단차식의 원통형으로 형성되어 있다. 파일럿 부재(105)의 소직경부(105A)는 메인 바디(39) 및 제어 바디(40)에 감합되고, 대직경부(105B)는 파일럿실 부재(41) 및 페일 바디(103)에 감합되어 있다. 페일 바디(103)의 외주부는 솔레노이드 케이스(43) 내에 감합되어 있다. 가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A)는 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B) 내에 감합되고, 대직경부(65C)는 절연 부재(104) 내에 감합되고, 대직경부(65C)의 단부가 절연 부재(104)의 내측 플랜지부(104A)에 접촉하고, 플런저 안내부(65B)는 내측 플랜지부(104A)를 관통하고 있다. 절연 부재(104)의 외주부는 솔레노이드 케이스(43) 내에 감합되고, 절연 부재(104)의 단부는 솔레노이드 케이스(43)의 플랜지부(43A)에 접촉하고 있다. 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)와 가이드 부재(65)의 대직경부(65C)의 단부 사이에는, 가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A)가 감합되는 환형의 앵커(106)가 개재되어 있다.

메인 바디(39)에는, 축방향으로 관통하는 통로(39A)가 원주 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 통로(39A)는, 메인 바디(39)의 일단부에 형성된 오목부(45)를 통해 통로 부재(42)에 연통한다. 메인 바디(39)의 타단부에는, 복수의 통로(39A)의 개구부의 외주측에 환형의 시트부(46)가 돌출되고, 내주측에 환형의 클램프부(47)가 돌출되어 있다. 메인 바디(39)의 시트부(46)에는, 메인 밸브(27)를 구성하는 디스크 밸브(30)의 외주부가 안착되어 있다. 디스크 밸브(30)의 내주부는, 환형의 리테이너(48) 및 와셔(49)와 함께, 클램프부(47)와 제어 바디(40) 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(30)의 배면측의 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어진 환형의 탄성 시일 부재(50)가 가황 접착 등의 고착 수단에 의해 고착되어 있다. 디스크 밸브(30)는, 외주부에 통로(39A)측과 케이스(25) 내의 실(25C)을 항상 연통시키는 오리피스(30A)를 구성하는 노치가 형성되어 있다. 디스크 밸브(30)는, 원하는 휨 특성을 얻을 수 있도록 가요성의 디스크형 밸브체를 적절하게 적층해도 좋다. 또한, 디스크 밸브(30)에 노치를 형성하여 오리피스(30A)를 구성하는 대신에, 시트부(46)측을 코이닝하여 오리피스를 형성해도 좋다.

제어 바디(40)의 일단측에는 환형의 오목부(51)가 형성되고, 이 오목부(51) 내에 디스크 밸브(30)에 고착된 탄성 시일 부재(50)의 외주부가 슬라이딩 가능하고 또한 액체 밀폐되도록 감합되어, 오목부(51) 내에 파일럿실(31)이 형성되어 있다. 디스크 밸브(30)는, 통로(39A)측의 압력을 받아 시트부(46)로부터 리프트되어 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, 디스크 밸브(30)에 설치된 고정 오리피스(32)를 통해 통로(39A)에 연통하고, 또한 통로 부재(42)에 연통해 있다.

제어 바디(40)에는, 축방향으로 관통하여 일단이 파일럿실(31)에 연통하는 통로(53)가 원주 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 제어 바디(40)의 타단부에는, 복수의 통로(53)의 개구부의 외주측에 환형의 시트부(54)가 돌출되고, 내주측에 환형의 클램프부(56)가 돌출되어 있다. 시트부(54)에는, 제어 밸브(28)를 구성하는 디스크 밸브(33)가 안착되어 있다. 디스크 밸브(33)의 내주부는, 복수의 와셔(57)와 함께, 클램프부(56)와 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B) 사이에서 클램프되어 있다. 디스크 밸브(33)의 배면측 외주부에는, 고무 등의 탄성체로 이루어진 환형의 탄성 시일 부재(58)가 가황 접착 등의 고착 수단에 의해 고착되어 있다. 디스크 밸브(33)는, 원하는 휨 특성을 얻을 수 있도록 가요성의 디스크형 밸브체를 적절하게 적층해도 좋다.

파일럿실 부재(41)의 일단측에는 환형의 오목부(59)가 형성되고, 이 오목부(59) 내에 디스크 밸브(33)에 고착된 탄성 시일 부재(58)의 외주부가 슬라이딩 가능하고 또한 액체 밀폐되도록 감합되어, 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 시트부(54)로부터 리프트되어 밸브 개방하여, 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 부재(105)의 소직경부(105A)의 측벽에 설치된 통로(60) 및 와셔(57)에 설치된 통로(57A)를 통해 파일럿 부재(105)의 내부의 통로(105C)에 연통해 있다. 통로(105C) 내에는, 고정 오리피스(61) 및 필터(35)가 설치되어 있다. 고정 오리피스(61) 및 필터(35)는, 파일럿 부재(105)의 선단부에 나사 체결된 리테이너(62)에 의해 소직경부(105) 내의 단부(64)에 고정되어 있다. 파일럿 부재(105)의 소직경부(105A) 내의 통로(105C)의 고정 오리피스(61)의 상류측은, 소직경부(105A)의 측벽에 설치된 통로(52), 및, 디스크 밸브(30) 및 와셔(49)의 내주부에 설치된 통로(49A)를 통해 메인 바디(39)의 통로(39A)에 연통해 있다.

가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A) 내에는, 대략 원통형의 포트 부재(67)가 압입되어 고정되어 있다. 포트 압입부(65A)의 선단부에는, 환형의 리테이너(66)가 부착되어 있다. 포트 부재(67)의 외주면과 파일럿 부재(105)의 내주면 사이는 O링(70)에 의해 시일되고, 포트 부재(67) 내의 통로(68)는 파일럿 부재(105) 내의 통로(105C)에 연통해 있다. 포트 부재(67)의 가이드 부재(65) 내에 압입된 단부에는 통로(68)의 내경을 좁히는 포트(36)가 형성되고, 포트(36)는 가이드 부재(65) 내에 형성된 밸브실(73) 내에 개구되어 있다.

가이드 부재(65)의 플런저 가이드부(65B) 내에는 플런저(78)가 삽입되고, 축방향을 따라서 슬라이딩 가능하게 안내되어 있다. 플런저(78)의 선단부에는 끝이 가늘어지는 형상의 밸브체(38)가 설치되고, 밸브체(38)는 가이드 부재(65) 내의 밸브실(73)에 삽입되어, 포트 부재(67)의 단부의 시트부(36A)에 이격·안착하여 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 원통형의 비자성체로 이루어진 커버(80)가 부착되어 있고, 커버(80)는 전기자(79)를 축방향을 따라서 이동 가능하게 안내하고 있다.

솔레노이드 케이스(43) 내에는, 절연 부재(104)의 내측 플랜지부(104A)로부터 돌출된 플런저 가이드부(65B) 및 커버(80)의 주위에 코일(37)이 배치되어 있다. 코일(37)은, 절연 부재(104)에 축방향으로 인접하고, 솔레노이드 케이스(43)의 개구부를 밀봉하는 오버몰드(107)에 인서트된 자성체로 이루어진 환형의 폐지(閉止) 부재(81)에 의해 고정되어 있다. 코일(37)에 결선된 리드선(도시하지 않음)은, 폐지 부재(81)의 노치 및 오버몰드(107)를 통해서 외부로 연장되어 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 압박되어 있고, 코일(37)에 대한 통전에 의해 추진력을 발생시키고, 복귀 스프링(84)의 스프링력에 대항하여, 밸브체(38)가 시트부(36A)에 안착되어 포트(36)를 폐쇄하는 밸브 폐쇄 방향으로 이동한다.

다음으로, 페일 밸브(100)에 관해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

페일 바디(103)는, 비자성체로 이루어지며, 솔레노이드 케이스(43)와 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B) 사이에 액체 밀폐되도록 감합되어, 절연 부재(104)측에 실(108)을 형성하고 있다. 페일 바디(103)에는, 외주 근처의 부위에 축방향으로 관통하여, 케이스(25) 내의 실(25C)과 실(108)을 연통하는 통로(109)가 설치되어 있다. 페일 바디(103)의 실(108)측의 단부면에는, 통로(109)의 내주측 및 외주측에 환형의 시트부(110, 111)가 돌출되어 있다. 실(108) 내에는, 시트부(110, 111)에 이격·안착하는 자성체로 이루어진 원환형의 밸브체인 페일 밸브(112)가 설치되어 있다. 가동자로서의 페일 밸브(112)는, 내주부가 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)를 안내부로 하여 축방향을 따라서 슬라이딩 가능하게 안내되고, 외주부가 솔레노이드 케이스(43)의 내주면에 대하여 적당한 간극을 두고 배치되고, 시트부(110, 111)에 안착되는 페일 위치(도 2의 중심선(C)의 상측 참조)와, 흡착부가 되는 앵커(106)의 단부에 접촉하는 정상 위치(도 2의 중심선(C)의 하측 참조) 사이에서 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 페일 밸브(112)는, 페일 스프링(101)의 스프링력에 의해, 스프링 받침(113)을 통해 페일 위치로 압박되어 있다. 페일 밸브(112)에는, 내주측의 시트부(110)에 대한 안착부의 내주측에, 축방향으로 관통하는 통로(114)가 설치되어 있다. 시트부(110)에는, 페일 밸브(112)가 안착되었을 때, 통로(109)와 실(108) 사이를 연통하는 페일 오리피스(102)를 형성하는 노치가 형성되어 있다. 페일 밸브(112)는, 페일 위치에 있을 때 통로(114) 및 페일 오리피스(102)를 통해 실(108)과 통로(109)를 연통하고, 정상 위치에 있을 때, 통로(114)를 통해 실(108)과 통로(109)를 연통한다.

밸브실(73)과 실(108)은, 가이드 부재(65)와 포트 부재(67) 사이에 형성된 축방향홈(74), 리테이너(66)에 형성된 반경 방향 통로(75), 파일럿 부재(105)와 가이드 부재(65)의 포트 압입부(65A) 사이의 환형의 간극(76), 및, 앵커(106)의 내주부 및 양단부에 형성된 홈(115)에 의해 연통되어 있다.

코일(37)의 주변에 배치된 부재 중, 전기자(79), 가이드 부재(65), 앵커(106), 페일 밸브(112), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)는 자성체로 이루어지고, 또한 도 3 중에 있어서 크로스 해칭된 절연 부재(104), 파일럿 부재(105) 및 페일 바디(103)는 비자성체로 이루어져 있고, 통전에 의해 코일(37)이 여자되었을 때, 전술한 자성체로 이루어진 부재에 의해 도 3 중에 가상선으로 나타낸 바와 같이 자로(M)를 형성한다.

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

감쇠력 조정식 완충기(1)는, 차량의 서스펜션 장치의 스프링 위, 스프링 아래 사이에 장착되며, 차재 컨트롤러 등으로부터의 지령에 의해, 통상의 작동 상태(정상시)에는, 코일(37)에 통전하여 플런저(78)에 추진력을 발생시켜, 밸브체(38)를 시트부(36A)에 안착시켜 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어를 실행한다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해 피스톤(5)의 역지 밸브(13)가 폐쇄되고, 디스크 밸브(14)의 밸브 개방전에는, 상류실이 되는 실린더 상실(2A)측의 유체가 가압되어 통로(22) 및 환형 통로(21)를 통과하고, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)로부터 감쇠력 발생 기구(26)의 통로 부재(42)에 유입된다.

이 때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 오일액이 리저버(4)로부터 베이스 밸브(10)의 역지 밸브(17)를 개방하여 실린더 하실(2B)에 유입된다. 또, 실린더 상실(2A)의 압력이 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 압력에 도달하면, 디스크 밸브(14)가 개방되어 실린더 상실(2A)의 압력을 실린더 하실(2B)에 릴리프함으로써, 실린더 상실(2A)의 과도한 압력 상승을 방지한다.

피스톤 로드(6)의 축소 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해 피스톤(5)의 역지 밸브(13)가 개방되고, 베이스 밸브(10)의 통로(15)의 역지 밸브(17)가 폐쇄되어, 디스크 밸브(18)의 밸브 개방전에는 피스톤 하실(2B)의 유체가 실린더 상실(2A)에 유입되고, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 내에 침입한 만큼의 유체가 상류실이 되는 실린더 상실(2A)로부터 상기 신장 행정시와 동일한 경로를 통과하여 리저버(4)로 흐른다. 또, 실린더 하실(2B) 내의 압력이 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력에 도달하면, 디스크 밸브(18)가 개방되어 실린더 하실(2B)의 압력을 리저버(4)에 릴리프함으로써, 실린더 하실(2B)의 과도한 압력 상승을 방지한다.

감쇠력 발생 기구(26)에서는, 통로 부재(42)로부터 유입된 오일액은, 주로 다음 3개의 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

(1) 메인 유로

통로 부재(42)로부터 유입된 오일액은, 메인 바디(39)의 통로(39A)를 통과하고, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)를 개방하여 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르고, 통로홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

(2) 제어 유로

통로 부재(42)에 유입된 오일액은, 메인 바디(39)의 통로(39A)를 통과하고, 디스크 밸브(30)의 고정 오리피스(32)를 통과하여 파일럿실(31)로 흐르고, 또한 파일럿실(31)로부터 제어 바디(40)의 통로(53)를 통과하고, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)를 개방하여 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르고, 통로홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

(3) 파일럿 유로

통로 부재(42)에 유입된 오일액은, 메인 바디(39)의 통로(39A)를 통과하고, 디스크 밸브(30) 및 와셔(49)의 내주부에 설치된 통로(49A), 및, 소직경부(105A)의 측벽의 통로(52)를 통해 파일럿 부재(105) 내에 유입되고, 필터(35) 및 고정 오리피스(61)를 통과하여 포트 부재(67) 내의 통로(68)로 흐른다. 이 오일액의 압력은, 통로(60) 및 통로(57A)를 통해 파일럿실(34)에 도입된다. 포트 부재(67) 내의 통로(68)에 유입된 오일액은, 포트(36)를 통과하고, 파일럿 밸브(29)의 밸브체(38)를 개방하여 밸브실(73)로 흐르고, 축방향홈(74), 반경 방향 통로(75), 간극(76) 및 홈(115)을 통과하여 실(108)로 흐른다. 실(108)로 흐른 오일액은, 페일 밸브(100)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐르고, 통로홈(25B) 및 개구(24)를 통과하여 리저버(4)로 흐른다.

이 때, 페일 밸브(100)에서는, 코일(37)에 대한 통전에 의해 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어가 실행되는 정상시에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 앵커(106), 페일 밸브(112), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)에 의해 자로(M)가 형성되고, 페일 밸브(112)가 앵커(106)에 흡착되고, 페일 스프링(101)의 스프링력에 대항하여 정상 위치로 이동한다. 이 상태에서는, 실(108)은, 통로(114)를 및 통로(109)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C), 즉 리저버(4)에 연통한다.

이에 따라, 정상시에 있어서는, 피스톤 로드(6)의 신축 행정시와 함께, 감쇠력 발생 기구(26)의 메인 밸브(27), 제어 밸브(28) 및 파일럿 밸브(29)에 의해 감쇠력이 발생한다. 이 때, 메인 밸브(27)의 디스크 밸브(30)는, 통로(39A)측의 압력을 받아 밸브 개방하고, 배면측에 설치된 파일럿실(31)의 내압이 밸브 폐쇄 방향으로 작용하는, 즉, 통로(39A)측과 파일럿실(31)측의 차압에 의해 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)측의 차압에 의해 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, 오일액은, 주로 전술한 (3)의 파일럿 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐르고, 파일럿 밸브(29)에 의해 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 의해 제어되고, 파일럿 밸브(29)의 밸브 개방에 의해 파일럿실(31, 34)의 내압이 저하된다. 이에 따라, 우선, 제어 밸브(28)의 디스크 밸브(33)가 밸브 개방하여, 오일액이 전술한 (3)의 파일럿 유로에 더하여 (2)의 제어 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐름으로써, 피스톤 속도의 상승에 의한 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, 오일액이 전술한 (3)의 파일럿 유로 및 (2)의 제어 유로에 더하여 (1)의 메인 유로를 통과하여 리저버(4)로 흐름으로써, 피스톤 속도의 상승에 의한 감쇠력의 증대가 억제된다.

이와 같이 하여, 피스톤 속도의 상승에 의한 감쇠력의 증대를 2단계로 억제함으로써, 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 코일(37)에 대한 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 개방됨으로써, 충분한 오일액의 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 코일(37)의 전력 절약이 가능해진다. 또한, 메인 밸브(27) 및 제어 밸브(28)에 의해 감쇠력을 2단계로 조정할 수 있기 때문에, 감쇠력 특성의 조정의 자유도를 높여 적절한 감쇠력 특성을 얻을 수 있다.

만일, 컨트롤러의 고장, 단선 등에 의해 코일(37)에 대한 통전이 불가능해진 경우(페일시), 페일 밸브(100)에서는, 코일(37)에 의한 자계의 소실에 의해 페일 밸브(112)는 앵커(106)에 의한 흡착으로부터 해방되고, 페일 스프링(101)의 스프링력에 의해 도 2의 중심선(C)의 상측에 나타내는 페일 위치로 이동한다. 이 상태에서는, 실(108)은, 페일 오리피스(102) 및 통로(109)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C), 즉 리저버(4)에 연통한다. 이에 따라, 작동 불가능해진 파일럿 밸브(29) 대신에 페일 밸브(112)에 의해 감쇠력을 발생시킴과 함께, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34) 및 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)의 내압을 조정하여 제어 밸브(28) 및 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다. 이와 같이 하여, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 발생시키는 것이 가능해진다.

페일 밸브(100)에 있어서, 페일 밸브(112)는, 비자성체인 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)에 의해 내주부가 슬라이딩 안내되기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하지 않아 원활하게 이동할 수 있다. 한편, 페일 밸브(112)의 외주부는, 자성체인 솔레노이드 케이스(43)의 내주면과의 사이에 간극이 형성되어 있기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하더라도 원활한 이동이 방해되지는 않는다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 정상시에는, 페일 밸브(112)는 앵커(106)에 흡착되어 이들 사이의 자기 갭이 제로가 되기 때문에, 흡착력이 최대가 되어 안정적으로 정상 위치에 자기 유지(self-holding)되게 된다. 또한, 페일시에는, 통로(114)에 의해 페일 밸브(112)의 양단부에 작용하는 오일액의 압력은 동일한 압력이 되지만, 페일 밸브(112)의 수압 면적은 시트부(110, 111)에 대한 안착에 의해 실(108)측이 커지기 때문에, 오일액의 압력에 의해 페일 밸브(112)를 안정적으로 페일 위치에 유지할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2 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.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 감쇠력 발생 기구(200)에서는, 페일 밸브(201)는 파일럿 밸브(29)의 상류측에 설치되어 있다. 고정 오리피스(61)는, 리테이너(62)에 설치된 통로(62A)에 의해 통로 부재(42)에 연통해 있고, 이에 따라, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34) 및 파일럿 밸브(29)에는, 통로 부재(42)로부터 고정 오리피스(61)를 통해 오일액이 도입된다. 또한, 파일럿 밸브(29)의 밸브실(73)은, 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)의 측벽에 설치된 통로(105D)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통해 있다.

페일 밸브(201)는, 포트 부재(67)의 선단부와 제어 바디(40)의 단부 사이에 배치되어 포트 부재(67)의 선단부에 이격·안착하여 통로(68)를 개폐하는 대략 바닥이 있는 원통형의 페일 밸브(202)와, 이 페일 밸브(202)와 파일럿 부재(105) 내에 고정된 필터(35) 사이에 개재된 압축 코일 스프링인 페일 스프링(203)을 구비하고 있다. 페일 밸브(202)는, 시트부가 되는 포트 부재(67)의 선단부와, 흡착부, 즉 앵커가 되는 제어 바디(40)의 단부 사이에 배치되어 있다. 페일 밸브(202)는, 그 외주부가 파일럿 부재(105)(비자성체)의 소직경부(105A)에 의해 슬라이딩 가능하게 안내되어 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 페일 밸브(202)에는, 측벽에 통로(202A)가 설치되고, 포트 부재(67)의 선단부에 이격·안착하는 바닥부에 오리피스홈(202B)이 형성되어 있다. 이에 따라, 페일 밸브(202)는, 포트 부재(67)의 선단부로부터 떨어진 정상 위치에 있을 때(도 4 중의 중심선(C1)의 하측 참조), 통로(202A)를 통해 포트 부재(67)의 통로(68)에 대한 유로를 개방한다. 또한, 포트 부재(67)의 선단부에 안착된 페일 위치에 있을 때(도 4 중의 중심선(C1)의 상측 참조), 오리피스홈(202B)에 의해 포트 부재(67)의 통로(68)에 대한 유로를 좁힌다. 페일 스프링(203)은, 그 스프링력에 의해 페일 밸브(202)를 페일 위치로 압박한다.

코일(37)의 주변에 배치된 부재 중, 전기자(79), 가이드 부재(65), 포트 부재(67), 페일 밸브(202), 제어 바디(40), 메인 바디(39), 케이스(25), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)는 자성체로 이루어지고, 또한 도 4 중에 있어서 크로스 해칭된 절연 부재(104) 및 파일럿 부재(105)는 비자성체로 이루어지며, 통전에 의해 코일(37)이 여자되었을 때, 자성체로 이루어진 부재에 의해 도 4 중에 가상선으로 나타낸 바와 같이 자로(M1)를 형성한다.

이와 같이 구성함으로써, 상기 제1 실시형태와 동일하게 감쇠력을 발생시켜 코일(37)에 대한 통전에 의해 감쇠력을 조정할 수 있다. 이 때, 코일(37)에 대한 통전에 의해 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어가 실행 가능한 정상시에는, 페일 밸브(201)는 코일(37)에 대한 통전에 의해, 도 4 중의 중심선(C1)의 하측에 나타낸 바와 같이, 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 포트 부재(67), 페일 밸브(202), 제어 바디(40), 메인 바디(39), 케이스(25), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)에 의해 자로(M1)가 형성되고, 페일 밸브(202)가 제어 바디(40)에 흡착되고, 페일 스프링(203)의 스프링력에 대항하여 정상 위치로 이동한다. 이 상태에서는, 포트 부재(67)의 통로(68)에 대한 유로가 개방되어, 파일럿 밸브(29)에 의해 감쇠력이 발생한다.

만일, 컨트롤러의 고장, 단선 등에 의해 코일(37)에 대한 통전이 불가능해진 경우(페일시), 페일 밸브(201)에서는, 코일(37)의 자계의 소실에 의해 페일 밸브(202)는 제어 바디(40)에 의한 흡착으로부터 해방되고, 페일 스프링(203)의 스프링력에 의해 도 4의 중심선(C)의 상측에 나타내는 페일 위치로 이동한다. 이 상태에서는, 페일 밸브(202)의 오리피스홈(202B)에 의해, 포트 부재(67)의 통로(68)에 대한 유로가 좁아진다. 이에 따라, 작동 불가능해진 파일럿 밸브(29) 대신에 페일 밸브(202)의 오리피스홈(202B)에 의해 감쇠력을 발생시킴과 함께, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34) 및 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)의 내압을 조정하여 제어 밸브(28) 및 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다. 이와 같이 하여, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 발생시키는 것이 가능해진다.

페일 밸브(201)에 있어서, 페일 밸브(202)는, 비자성체인 파일럿 부재(105)의 소직경부(105A)의 내주부에 의해 슬라이딩 안내되기 때문에, 자력에 의한 횡력이 작용하지 않아 원활하게 이동할 수 있다. 한편, 페일 밸브(202)의 내주부는, 자성체인 포트 부재(67)의 외주면과의 사이에 간극이 형성되어 있기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하더라도 원활한 이동이 방해되지는 않는다.

상기 제1 및 제2 실시형태에 있어서, 페일 밸브는, 페일시에 오리피스의 유로를 좁히는 것에 의해 감쇠력을 발생시키는 것 외에, 디스크 밸브 등의 다른 형식의 밸브 기구에 의해 감쇠력을 발생시키는 것으로 해도 좋다. 예컨대 페일 스프링의 스프링력에 의해 페일 밸브의 개방도를 조정해도 좋다. 이 경우, 정상시에는, 페일 밸브를 페일 스프링의 스프링력에 대항하여 정상 위치로 이동시킬 필요가 있기 때문에, 솔레노이드 코일에 의한 흡착력을 상당히 크게 할 필요가 있다.

상기 제1 및 제2 실시형태에 있어서, 파일럿 밸브를 스풀 타입 등의 유량 제어 밸브로 하여, 리저버로 흐르는 오일액의 유량을 조정함으로써 감쇠력을 발생시킴과 함께, 메인 밸브 및 제어 밸브의 파일럿실의 내압을 제어하도록 해도 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시형태에서는, 감쇠력 발생 기구를 실린더 상실과 리저버 사이에 설치한 예를 나타냈지만, 이 외에, 감쇠력 발생 기구의 배치는 이것에 한정되지 않고, 실린더 내의 피스톤의 슬라이딩에 의해 오일액의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시킬 수 있다면 어느 부위에 배치해도 좋다. 또한, 신장측과 축소측에서 상이한 부위에 배치해도 좋다.

또한, 예컨대 일본 특허 공개 제2008-267489호 공보에 개시된 바와 같이, 감쇠력 발생 기구를 피스톤부에 설치한 것에 본 발명을 적용해도 좋다. 이 경우, 실린더 상실로부터 실린더 하실로의 흐름과, 실린더 하실로부터 실린더 상실로의 흐름에 대하여, 각각 감쇠력 발생 기구에 해당하는 기구를 설치해도 좋다. 이 경우, 단통식의 완충기에 적용하는 것도 가능해진다.

또한, 상기 실시형태는, 파일럿형의 감쇠력 발생 기구에 페일 밸브를 조립한 경우에 관해 설명하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 형식의 감쇠력 발생 기구에 페일 밸브를 조립한 것에도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 관해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

또, 이하의 설명에 있어서, 상기 제1 실시형태에 대하여, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 이용하고, 상이한 부분에 관해서만 도시하여 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기의 감쇠력 발생 기구(300)에서는, 파일럿 부재(105)의 선단부는 개방되어 있고, 내부의 통로(105C)는, 고정 오리피스(61) 및 필터(35)를 통해 통로 부재(42)에 연통해 있다. 메인 바디(39), 제어 바디(40) 및 파일럿실 부재(41)는, 파일럿 부재(105)의 선단 외주부에 나사 체결된 너트(301)에 의해 파일럿 부재(105)에 고정되어 있다. 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)의 단부와 가이드 부재(65)의 단부 사이에, 자성체인 단차식 원통형의 앵커(106)가 설치되어 있다. 또한, 파일럿실(34)에는 가요성의 디스크 부재(310)에 의해 체적 탄성이 부여되어 있어, 제어 밸브(28)의 밸브 개방 특성의 안정화를 도모하고 있다. 또, 디스크 부재(310)와 파일럿실 부재(41) 사이를 통해 파일럿실(34) 내에 혼입된 에어를, 파일럿실 부재(41)에 형성한 복수의 연통로(380)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)에 유출시킬 수 있다.

또한, 감쇠력 발생 기구(300)에서는, 페일 밸브(302)의 페일 바디(303)는, 일단부가 가이드 부재(65)의 대직경부(65C)측에 접촉하고, 페일 바디(303)와 절연 부재(104) 사이에 실(304)이 형성되어 있다. 이 실(304)은, 페일 바디(303)의 내주부 및 앵커(106)와 가이드 부재(65) 사이의 간극(305), 및, 가이드 부재(65)와 포트 부재(67) 사이에 형성된 축방향홈(74)을 통해 밸브실(73)에 연통해 있다. 페일 바디(303)에는, 실(304)과 케이스(25) 내의 실(25C)을 연통하는 통로(306)가 설치되어 있다. 또한, 페일 바디(303)의 타단부에는, 페일 밸브(302)의 밸브체인 페일 밸브(307)가 이격·안착하여 통로(306)를 개폐하는 내주측 시트부(308) 및 외주측 시트부(350)가 형성되어 있다.

페일 밸브(307)는, 자성체로 이루어진 원환형의 밸브체이며, 페일 바디(303)의 시트부(308)에 안착하는 페일 위치(도 6의 중심선의 하측 참조)와, 시트부(308)로부터 이격되어 앵커(106)의 대직경부의 단부에 접촉하는 정상 위치(도 6의 중심선의 상측 참조) 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 페일 밸브(307)는, 파일럿실 부재(41)와의 사이에 개재된 압축 코일 스프링인 페일 스프링(309)의 스프링력에 의해 통로(306)를 폐쇄하는 페일 위치로 압박되어 있다. 페일 밸브(307)는, 페일 위치에서는 통로(306)를 폐쇄하여, 내주측의 시트부(308)에 형성된 노치(308A) 및 페일 밸브(307)의 내주부를 관통하는 오리피스(307A)를 통해 통로(306)로부터 케이스(25) 내의 실(25C)에 오일액을 유통시킨다.

코일(37)의 주변에 배치된 부재 중, 전기자(79), 가이드 부재(65), 앵커(106), 페일 밸브(307), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)는 자성체로 이루어지고, 또한 도 5 중에 있어서 크로스 해칭된 절연 부재(104), 페일 바디(303) 및 페일 스프링(309)은 비자성체로 이루어진다. 또, 이와 같이 페일 스프링(309)을 비자성체로 함으로써, 페일 밸브(307)가 앵커(106)에 흡착되기 전에 페일 스프링(309)을 통해 자속이 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 통전에 의해 코일(37)이 여자되었을 때, 전술한 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 앵커(106), 페일 밸브(307), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)에 의해 자로(M3)를 형성한다.

페일 바디(303)에는, 솔레노이드 케이스(43)와의 사이에 시일 부재로서 O링(390)을 설치하고 있다. 이에 따라, 페일시에, 페일 밸브(307)를 통하지 않고, 페일 바디(303)와 솔레노이드 케이스(43) 사이의 간극으로부터 케이스(25) 내의 실(25C)에 작동 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 소직경의 포트(36)에 의해 파일럿 유량을 억제하고 있는 본 구조에 있어서, O링(390)을 설치함으로써 작동 유체의 누설을 방지하여 파일럿실(31, 34)의 압력을 원하는 설정 압력으로 유지할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 상기 제1 실시형태와 동일하게 감쇠력을 발생시켜 코일(37)에 대한 통전에 의해 감쇠력을 조정할 수 있다. 이 때, 코일(37)에 대한 통전에 의해 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어가 실행 가능한 정상시에는, 페일 밸브(302)에서는, 코일(37)의 여자에 의해, 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 앵커(106), 페일 밸브(307), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)에 의해 자로(M3)가 형성된다. 이에 따라, 페일 밸브(307)는 앵커(106)에 자기 흡착되고, 페일 스프링(309)의 스프링력에 대항하여, 파일럿 밸브(29)의 밸브체(38)와 동일한 방향으로 이동하여 정상 위치(도 6의 중심선의 하측 참조)에 배치된다. 이 상태에서는, 페일 바디(303)의 통로(306)로부터 케이스(25) 내의 실(25C)로의 유로가 개방되어, 파일럿 밸브(29)에 의해 감쇠력이 발생한다.

만일, 컨트롤러의 고장, 단선 등에 의해 코일(37)에 대한 통전이 불가능해진 경우(페일시), 페일 밸브(302)에서는, 코일(37)의 자계의 소실에 의해 페일 밸브(307)는 앵커(106)에 의한 흡착으로부터 해방되고, 페일 스프링(309)의 스프링력에 의해 내주측 시트부(308), 외주측 시트부(350)에 안착하는 페일 위치(도 6의 중심선의 하측 참조)로 이동한다. 이 상태에서는, 페일 밸브(307)는 통로(306)를 폐쇄하여, 내주측 시트부(308)의 노치(308A) 및 페일 밸브(307)의 오리피스(307A)를 통해 통로(306)로부터 케이스(25) 내의 실(25C)로 오일액을 유통시킨다. 이에 따라, 작동 불가능해진 파일럿 밸브(29) 대신에 페일 밸브(302)에 의해 감쇠력을 발생시킴과 함께, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34) 및 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)의 내압을 조정하여 제어 밸브(28) 및 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다. 이와 같이 하여, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 발생시키는 것이 가능해진다.

페일 밸브(302)에 있어서, 페일 밸브(307)는, 비자성체인 페일 바디(303)에 의해 내주부가 슬라이딩 안내되기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하지 않아 원활하게 이동할 수 있다. 한편, 페일 밸브(307)의 외주부는, 자성체인 솔레노이드 케이스(43)의 내주면과의 사이에 간극이 형성되어 있기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하더라도 원활한 이동이 방해되지는 않는다. 또한, 정상시에는, 페일 밸브(307)는 앵커(106)에 흡착되어 이들 사이의 자기 갭이 제로가 되기 때문에, 흡착력이 최대가 되어 안정적으로 정상 위치에 자기 유지되게 된다.

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태에 관해 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

또, 이하의 설명에 있어서, 상기 제3 실시형태에 대하여, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 이용하고, 다른 부분에 관해서만 도시하여 상세히 설명한다.

도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기의 감쇠력 발생 기구(400)의 페일 밸브(402)에서는, 솔레노이드 케이스(43)의 내주부에 원통형의 유지 부재(401)가 감합되어 있다. 유지 부재(401)의 일단부는 절연 부재(104)에 접촉하고 있다. 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)의 단부는 가이드 부재(65)의 대직경부(65C)에 접촉하고 있다. 유지 부재(401)와 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B) 사이에 환형의 통로(405)가 형성되어 있다. 유지 부재(401) 및 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)와 절연 부재(104) 사이에 밸브실(406)이 형성되어 있다. 유지 부재(401)의 내주부와 파일럿 부재(105)의 외주부 사이에 페일 바디(404)가 감합되어 있다. 페일 바디(404)는, 메인 바디(39), 제어 바디(40) 및 파일럿실 부재(41)와 함께 너트(301)에 의해 파일럿 부재(105)에 고정되어 있다. 페일 바디(404)에는, 통로(405)에 연통하는 통로(407)가 축방향을 따라서 관통되어 있다.

밸브실(406)은, 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)의 단부에 접촉하는 가이드 부재(65)의 대직경부(65C)에 형성된 홈부(408), 파일럿 부재(105)의 대직경부(105B)의 내주부와 가이드 부재(65)의 외주부 사이의 간극(409), 및, 가이드 부재(65)와 포트 부재(67) 사이에 형성된 축방향홈(74)을 통해 밸브실(73)에 연통해 있다. 또한, 밸브실(406)은, 통로(405) 및 페일 바디(404)의 통로(411)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통해 있다. 또한, 밸브실(406)은, 절연 부재(104)의 외주부에 형성된 반경 방향 통로(450), 및, 솔레노이드 케이스(43)에 감합되는 유지 부재(401)의 외주부에 형성된 축방향홈(410)을 통해 케이스(25) 내의 실(25C)에 연통해 있다.

페일 바디(404)의 일단부에는, 그 통로(407)로부터 케이스(25) 내의 실(25C)로의 오일액의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 오리피스 및 디스크 밸브로 이루어진 페일 밸브(411)가 설치되어 있다. 밸브실(406) 내에는, 페일 밸브(402)의 밸브체인 원환형의 자성체로 이루어진 페일 전환 밸브(412)가 설치되어 있다. 절연 부재(104)의 단부면에는, 페일 전환 밸브(412)의 외주측에 대향하여 페일 전환 밸브(412)가 이격·안착하는 환형의 시트부(413)가 돌출되어 있다. 그리고, 페일 전환 밸브(412)의 시트부(413)에 대한 이격·안착에 의해 밸브실(406)과 반경 방향 통로(450) 사이의 유로를 개폐한다. 페일 전환 밸브(412)는, 외주부가 절연 부재(104)의 내주부에 의해 축방향을 따라서 안내되고, 유지 부재(401)의 단부면에 접촉하는 정상 위치(도 8의 중심선의 상측 참조)와, 절연 부재(104)의 시트부(413)에 안착하는 페일 위치(도 8의 중심선의 하측 참조) 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 페일 전환 밸브(412)는, 외주부가 유지 부재(401)의 단부의 단차부에 지지되어 반경 방향 내측으로 방사형으로 연장되는 밸브 스프링(414)(판스프링)에 접촉하고, 이 밸브 스프링(414)의 스프링력에 의해 페일 위치로 압박되어 있다.

코일(37)의 주변에 배치된 부재 중, 전기자(79), 가이드 부재(65), 페일 전환 밸브(412), 유지 부재(401), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)(도 8에는 도시하지 않음)는 자성체로 이루어진다. 또한, 도 7, 8 중에 있어서 크로스 해칭된 절연 부재(104) 및 파일럿 부재(105)는 비자성체로 이루어진다. 이에 따라, 통전에 의해 코일(37)이 여자되었을 때, 전술한 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 페일 전환 밸브(412), 유지 부재(401), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)(도 8에는 도시하지 않음)에 의해 자로(M4)를 형성한다.

페일 바디(404)에는, 유지 부재(401)와의 사이에 시일 부재로서 O링(490)을 설치하고 있다. 이에 따라, 페일시에, 페일 밸브(411)를 통하지 않고, 페일 바디(404)와 유지 부재(401) 사이의 간극으로부터 케이스(25) 내의 실(25C)에 작동 유체가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 소직경의 포트(36)에 의해 파일럿 유량을 억제하고 있는 본 구조에 있어서, O링(490)을 설치함으로써 작동 유체의 누설을 방지하여 파일럿실(31, 34)의 압력을 원하는 설정 압력으로 유지할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 상기 제3 실시형태와 동일하게 감쇠력을 발생시켜 코일(37)에 대한 통전에 의해 감쇠력을 조정할 수 있다. 이 때, 코일(37)에 대한 통전에 의해 파일럿 밸브(29)에 의한 압력 제어가 실행 가능한 정상시에는, 페일 밸브(402)에서는 코일(37)의 여자에 의해, 자성체로 이루어진 전기자(79), 가이드 부재(65), 페일 전환 밸브(412), 유지 부재(401), 솔레노이드 케이스(43) 및 폐지 부재(81)(도 8에는 도시하지 않음)에 의해 자로(M4)가 형성되고, 페일 전환 밸브(412)는 유지 부재(401)에 자기 흡착되고, 페일 스프링(414)의 스프링력에 대항하여 파일럿 밸브(29)의 밸브체(38)와 동일한 방향으로 이동하여 정상 위치(도 8의 중심선의 상측 참조)에 배치된다. 이 상태에서는, 페일 전환 밸브(412)가 시트부(413)로부터 이격되어, 밸브실(406)로부터 반경 방향 통로(450)로의 유로가 개방된다. 이에 따라, 파일럿 밸브(29)의 하류측의 밸브실(73)로부터 케이스(25) 내의 실(25C)로의 유로가 개방되어, 파일럿 밸브(29)에 의해 감쇠력이 발생한다.

만일, 컨트롤러의 고장, 단선 등에 의해 코일(37)에 대한 통전이 불가능해진 경우(페일시), 페일 밸브(402)에서는, 코일(37)의 자계의 소실에 의해 페일 전환 밸브(412)는 유지 부재(401)에 의한 흡착으로부터 해방되고, 페일 스프링(414)의 스프링력에 의해 시트부(413)에 안착하는 페일 위치(도 8의 중심선의 하측 참조)로 이동하여 반경 방향 통로(450)를 폐쇄한다. 이에 따라, 파일럿 밸브(29)의 하류측의 오일액은, 밸브실(406)로부터 유로(405) 및 유로(407)를 통과하고, 페일 밸브(411)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)로 흐른다. 이에 따라, 작동 불가능해진 파일럿 밸브(29) 대신에 페일 밸브(411)에 의해 감쇠력을 발생시킴과 함께, 제어 밸브(28)의 파일럿실(34) 및 메인 밸브(27)의 파일럿실(31)의 내압을 조정하여 제어 밸브(28) 및 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어할 수 있다. 이와 같이 하여, 페일시에 있어서도 적절한 감쇠력을 발생시키는 것이 가능해진다.

페일 밸브(402)에 있어서, 페일 전환 밸브(412)는, 비자성체인 절연 부재(104)에 의해 외주부가 슬라이딩 안내되기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하지 않아 원활하게 이동할 수 있다. 한편, 페일 전환 밸브(412)의 내주부는, 자성체인 가이드 부재(65)와의 사이에 간극이 형성되어 있기 때문에, 자력에 의한 횡력이 발생하더라도 원활한 이동이 방해되지는 않는다. 또한, 정상시에는, 페일 전환 밸브(412)는, 유지 부재(401) 및 가이드 부재(65)의 홈부(408)에 자기 흡착되어 이들 사이의 자기 갭이 제로가 되기 때문에, 흡착력이 최대가 되어 안정적으로 정상 위치에 자기 유지되게 된다.

또, 어느 실시형태도, 페일 밸브는 앵커에 흡착되고, 전기자는 가이드 부재에 흡착된다. 즉, 가동자인 페일 밸브, 전기자는, 자로를 형성하는 상이한 고정자(앵커, 가이드 부재)에 각각 흡착되는 구성으로 했다. 이에 따라, 정밀도가 필요한 흡착면을 1개의 부재의 1면에만 형성하면 되기 때문에, 1개의 고정자에 2개의 가동자를 흡착하는 구성에 비하여 생산성이 우수한 구성으로 할 수 있다.

또, 제3 실시형태에서는, 디스크 부재(310)와 파일럿실 부재(41) 사이를 통해 파일럿실(34) 내에 혼입된 에어를, 파일럿실 부재(41)에 형성한 복수의 연통로(380)를 통해 케이스(25) 내의 실(25C)에 유출시키는 것을 나타냈다. 그 밖의 실시형태의 파일럿실 부재(41)도 동일한 구성을 취함으로써, 파일럿실(34) 내에 혼입된 에어를 케이스(25) 내의 실(25C)에 유출시킬 수 있다. 또한, 어느 실시형태에 있어서도, 파일럿실(34)을 형성하는 파일럿실 부재(41)를 소결에 의해 미세 간극을 갖는 소결 부품으로서 제조함으로써, 작동 유체는 누출되지 않고, 파일럿실에 혼입된 에어만을 소결 부품의 미세 간극을 통해 배출할 수 있다. 또한, 소결로 형성함으로써, 절삭이나 단조로 형성하는 경우에 비하여 제조 비용도 억제할 수 있다.

1: 감쇠력 조정식 완충기, 2: 실린더, 5: 피스톤, 6: 피스톤 로드, 26: 감쇠력 발생 기구, 29: 파일럿 밸브(솔레노이드 밸브), 37: 코일, 100: 페일 밸브, 101: 페일 스프링(압박 수단), 105B: 대직경부(안내부), 106: 앵커(흡착부), 112: 페일 밸브(밸브체), 110, 111: 시트부.

Claims

감쇠력 조정식 완충기로서:
작동 유체가 봉입된 실린더와, 이 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 끼워진 피스톤과, 이 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와, 상기 실린더 내의 상기 피스톤의 슬라이딩에 의해 생기는 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 감쇠력 발생 기구를 포함하며,
상기 감쇠력 발생 기구는, 코일에 대한 통전에 의해 작동하여 작동 유체의 흐름을 제어하는 상시 개방 솔레노이드 밸브와, 상기 솔레노이드 밸브의 상류 또는 하류에 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브와는 독립하여 이동 가능한 페일 밸브를 포함하고,
상기 페일 밸브는, 상기 작동 유체의 유로를 개방하는 정상 위치와, 상기 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 페일 위치 사이를 이동 가능한 밸브체와, 그 밸브체가 이격·안착하는 시트부와, 상기 밸브체를 이동 가능하게 안내하는 안내부와, 상기 밸브체를 페일 위치로 압박하는 압박 수단과, 상기 코일의 자계에 의해 상기 밸브체를 흡착하여 정상 위치로 이동시키는 흡착부를 구비하며,
상기 시트부 및 상기 안내부는 상기 코일의 자계에 의해 자로를 구성하지 않는 비자성체로 이루어지고, 상기 밸브체 및 상기 흡착부는 상기 코일의 자계에 의해 자로를 형성하는 자성체로 이루어진 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항에 있어서, 상기 코일에 대한 통전에 의해, 상기 솔레노이드 밸브의 밸브체는 상기 페일 밸브의 밸브체와 동일한 방향으로 이동하여 정상 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브와 상기 페일 밸브는 상이한 부재에 흡착되어 구동되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.