KR800000011B1 - 자동 평형유지 완충기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동 평형유지 완충기

제1도는 거의 완전히 압축된 상태의 위치에 있는 부품들을 나타내는, 본 발명의 자동 평형유지 완충기 및 그에 수용 결합된 유체스프링 보조 장치의 수직 단면도.

제2도는 거의 완전히 압축된 상태에 있는 부품들의 위치를 나타내는 부분 확대 수직 단면도.

제3도는 제2도의 선 3-3에 따른 단면도.

제4도는 제2도의 선 4-4에 따른 단면도.

본 발명은 완충기와 유체스프링 장치의 결합된 장치에 관한 것으로, 특히 현존하는 종래의 완충기 대신 설치하여 보조 장치로써 작용할 수 있도록 적용되고, 설치시 광범위한 정하중(靜荷重) 변동에 걸쳐서 대체로 일정한 동작 수준에 자동차를 유지하도록 작용하는 형태의 장치에 관한 것이다.

보통 승용차에 이용되는 종래의 강철 스프링식 현가(懸架) 장치는 대개 승객에게 만족스런 최적감을 제공한다. 그러나 예를들어 후미의 트렁크부분이 무거운 물건으로 가득채워지고 트레일러가 후미범퍼에 지지되어 견인 될 때와 같이 그 승용차가 과도하게 하중을 받을 때 그 현가 장치가 최하 위치에 도달하여 그 승용차의 후단이 너무 내려앉는 경향이 있다는 것이 인식되어 왔다. 더우기 그런 무거운 정하중에 의해 자동차가 수평이 아니고 전단이 들린 형태를 취하게 되어 야간에 정면에서 오는 차량의 운전사의 눈에 헤드라이트가 비치게 되어 위험의 원인이 된다.

이러한 사태는 통상의 강철 스프링식 현가 장치의 고유특성 때문에 발생한다. 대부분의 통상의 강철스프링식 현가 장치의 전행정(全行程) 또는 스프링 지지 상부 몸체와 하부몸체 사이의 상대 운동의 범위는 약25.4cm정도된다. 스프링지지하부 몸체에 대한 스프링지지 상부 몸체의 상대 위치는 이러한 전행정이란 개념으르 두개의 숫자로서 편리하게 표현 될 수 있다. 첫째 숫자는 전행정내에서 스프링 지지 상하부몸체가 공히 같은 한 방향으로 움직일 수 있는 상대 운동량을 말하고 둘째 숫자는 다른 방향으르 분리될 때의 상대 운동량을 말한다. 종래의 강철 스프링 현가장치의 한가지 특징은 어느 위치에서든 이 현가 장치는 스프링 지지상부 몸체를 예정된 스프링 힘으로 지지하고 있다는 것이다. 이러한 예정된 스프링 힘은 위치가 10-0에서 0-10으로 변할 때 증가한다. 상대 운동전역에 걸친 스프링 힘의 변동치는 2가지 고려 사항을 염두에 두고 선택되어야만 한다. 첫째 정하중의 변동하에서도 스프링 지지상부 몸체를 어느 위치에서 유지시킬 것인가, 둘째 여하한 정하중의 경우에도 동적인 작용으로 인하여 일어날 수 있는 운동 범위를 어느 정도로 잡을 것인가 하는 두 가지 고려 사항이 있다.

일반적으로 말할 수 있는 것은 종래의 강철 스프링 현가장치의 스프링힘은 예정된 변동량 만큼씩 변하기 때문에 임의로 선정된 정하중 조건전반에 걸쳐 가장 잘 알맞는 동적인 작용을 기대할 수는 없는 것이다. 따라서 가장 흔한 정하중 조건하에서 최적동적작용을 할 수 있도록 스프링힘의 변동치를 선정하였다. 이와같은 정하중 조건은 예를들어 운전사 하중과 연료하중 뿐인 최소하중 그리고 최대하중 보다는 가벼운 중하중(重荷重)을 내포하고 있다. 최대하중은 보통 승객하중과 트렁크 하중등을 포함한다. 스프링 지지상부 몸체의 정하중 위치의 변동은 전형적으로 최소하중시 6-4 위치로부터 중하중시 4-6위치까지 변한다. 예를들어 범퍼에 트레일러를 달았을 때의 과도한 하중으로 말미암아 자동차의 스프링지지 상부몸체는 상술한 후단부가 내려앉고 헤드라이트가 위로 비치기 시작하는 4-6 위치 이하로 띨어지게 된다.

별로 흔하지 않지만 보통 과도한 하중이 걸릴때 잘일어나는 이러한 문제점들을 경감시키기 위하여 하중지탱보조 장치들이 사용되어 왔다. 전형적으로 이러한 보조장치들은 종래의 완충기와 결합된 코일스프링을 포함하고 있다. 종래의 완충기의 감쇠 특성은 보조 장치의 코일 스프링을 결합한 종래의 현가 장치의 가변 스프링 힘에 알맞도록 수정되어 있다. 이러한 보조 장치들은 종래의 후미 완충기 대신에 자동차내에 장치되어 있다.

과도한 정하중 조건하에서 이러한 보조 장치는 스프링 지지상부몸체를 4-6 위치 이상으로 유지시켜 주는 역할을 하므로 이러한 극단의 상황속에서도 후단부가 내려 앉거나 헤드라이트의 불빛이 위로 향하는 폐단을 미연에 방지할 수가 있다. 반면에, 이런 종류의 상업용 코일스프링 보조 장치들은 최대신장시 응력을 받는 코일 스프링을 사용하고 있으므로 최소하중 조건(과도 하중 조건 보다는 더욱 빈번하게 직면할수있는 가능성이 많은 조건) 하에서는 스프링지지 상부몸체가 종래의 현가 장치의 위치(예를들어 6-3/4-3-1/4위치) 이상의 위치에 유지될 것이다. 따라서 코일스프링 보조 장치는 과도하중의 문제점을 경감시켜주는 역할을 하는 반면에 최소하중 조건하에서는 자동차의 성능에 불리한 영향을 준다.

코일스프링 보조 장치 이외에도, 공기스프링 보조 장치들이 상용되어 왔으며 긍정적으로 받아들여졌다. 이러한 장치들은 수정된 감쇠 특성을 지니고 있는 종래의 완충기와 밀봉기가 달린 공기 스프링등을 포함하고 있다. 이 공기 스프링은, 완충기의 외부 관형 부재와 피스톤 로드의 외단에 의해 지탱되는 관형부재 사이에 중첩된 회전성 밀봉기에 의하여 설치되어 있다. 공기 스프링 보조 장치의 장점은 그 장치의 어느 위치에서든지 스프링힘이 공기 스프링내의 공기압력을 변동시켜 줌으로서 변동될 수 있다는 것이다. 과도한 하중조건하에서 공기 스프링보조장치를 조작하여 종래의 현가장치에 의하여 유지되었던 위치보다 상당히 높은 위치(예를들어 5-5위치)까지 스프링 지지 상부몸체를 지지할 수가 있다. 이와같은 보조 능력은, 예를들어 차량이 보우트 트레일러나 또는 다른 트레일러를 견인할 때 가끔 과도 하중이 걸리는 수가 있는데 이러한 때 아주 요긴한 것이다. 이러한 상황하에서 공기 스프링을 공기로 충진시켜 아주 만족스럽게 승차할 수 있게 된다. 과도한 하중 조건이 제거되었을 때, 스프링 지지상부 몸체는 비교적 높은 위치로 움직이게 될 것이다. 그러나 공기 스프링내의 압력을 적당히 뻬어줌으로서 보다 낮은 동작위치를 최소 정하중 하에서 얻을 수 있게 된다.

그러나 지금까지 알려진 상용되는 모든 공기 스프링 보조 장치들은, 그 장치가 최대 신장에 도달하였을때를 포함한 상시에 스프링 내의 최소기압을 유지시켜 주어야 하는 동작특성을 가지고 있다. 이러한 동작특성은 이와 비견할 만한 코일스프링 장치의 동작 특성과 마찬 가지로 최하 하중 조건하에서 종래의 현가장치의 수준(예를들어 6-3/4∼3-1/4) 이상으로 스프링 지지 상부 몸체를 유지시켜 준다는 것을 의미하는 것이다. 바로 이러한 점에서 공기 스프링 보조 장치는 코일스프링 보조 장치와 똑같은 단점을 갖는다. 더우기 코일스프링 보조장치보다 스프링힘을 변동시킬 수 있다는 면에서 양호한 공기 스프링보조 창치의 장점도 약간의 불편없이는 얻을 수 없는 것이다. 자동차내의 그 보조장치의 위치 때문에 바로 동작시켜 간편하게 공기 압력을 변동시킬수도 없다. 보통 공기 배관장치를 하여 손이 닿을 수 있는 가까운 위치로 이 보조 장치들을 연결시켜 동작시키면 좋지만, 실제로 이러한 배관시설을 하는데는 문제점들이 뒤따르게 된다.

오래전부터 이러한 불편을 제거할 수 있는 방안으로 결합 완충기와 유체 스프링 보조 장치를 제안하였다.

이 유체스프링 보조 장치는 정하중 조건의 변동에 대응하여 자동적으로 스프링힘을 조절할 수 있는 능력을 지니고 있다. 자동 레벨유지 장치를 포함하고 있는 결합 완충기와 유체스프링 장치들이 과거 50년에 걸쳐 특히 문헌에 제안되어 왔다. 지난 12년동안만 하더라도 40여종 이상의 특허에서 이런 형태의 장치들이 발표되었다. 보조 장치로서 사용될 수 있는 능력을 갖춘 이런 형태의 장치들을 위한 시장이 많이 있음에도 불구하고, 현재 사용되는 것은 하나도 없다.

시판되어온 이러 종류의 장치들 뿐만 아니라 대부분의 특허문헌의 장치들까지도 1차 현가 장치로서 동작하게끔 설계 되었고 보조 장치가 특수한 크기를 요할뿐만 아니라 동작시에도 특수한 조건을 요하기 때문에 이러한 목적을 달성하기 위해서는 적합하지가 못하다. 크기 요구 조건에 있어서는, 그 장치가 1차 현가 장치로서 사용될 때 스프링과 완충기에 의해 보통 차지하는 범위 이내에 설치될 수 있지만 보조 장치로 사용된다면 단지 완충기 자리에만 들어갈 수 있으므로 보다 작게 조립되어 자동차의 종래 스프링과 간섭되지 않도록 하여야 한다.

동작시 요구 조건에 있어서는, 1차 현가 장치는 스프링지지 상부 몸체의 할당량과 임의로 부가된 정하중을 합한 하중을 지탱하는 반면에, 스프링지지 상부 몸체는 종래의 현가 장치가 지탱하고 있는 보조 장치는 단지 부가된 정하중만을 지탱하도록 설계되어 있다는 근본적인 차이점이 양자간에 존재하는 것이다. 자동 평형 유지가 그 장치에 적용되었을 경우에, 이러한 차이점의 특수한 중요성을 가장 잘 이해하려면,우선 이 장치를 1차 현가형으로 사용해 보고 다음에 보조 형으로 사용해 보면 알 수 있다. 예를들어 그 장치가 5-5 위치에 평형되도륵 유지되어 있다고 하면 이것이 의미하는 것은 5-5 이상의 수준에서 정하중의 변화가 동작을 일으킬 때는 하중 지탱스프링실 밖으로 유체가 흘러나오게 된다. 1차 현가형으로 사용될 경우에, 이와 같이 유체가 하중지탱 스프링 실로 유입 및 유출하게 되면 그 실내압이 최소치와 최대치 사이를 상승 및 하강하게 된다. 이때 최소치는 그 장치의 스프링 지지상부 몸체의 할당몫과 같고 최대치는 스프링 지지상부몸체에 부가된 최대하중과 스프링지지상부 몸체를 합한 하중과 같다. 1차 현가형으로 사용될 경우 이 장치는 부가된 정하중이 하나도 없을때 까지도 항상 스프링지지상부 몸체에 의해 하중을 받으므로 하중지탱 스프링실은 항상 압력을 받고 있는 상태를 지속하게 되고 최대압과 최소압 사이의 차이는 최소압과 비교할때 별로 문제가 되지 않는다.

이 장치가 보조형으로 사용될 때, 종래의 현가 장치는 이 장치가 부담하는 하중을 변동시키므로 말미암아 이 장치의 하중지탱스프링 압력이 변동하게 된다. 따라서 이러한 변동은 그 장치의 평형 유지 위치에 막대한 영향을 주게된다. 이와같이 종래의 현가 장치가 스프링지지상부몸체와 최소정하중을 합한 하중을 보통 6-4 위치에서 지탱할 경우에, 종래의 현가 장치의 작용에 대항하여 스프링지지상부 몸체를 실제로 끌어 내릴 수 있는 5-5 위치에 그 장치의 수준을 고정시킬 필요성이 있을 것이다. 이렇게 하려면 하중지탱스프링실에 부(負) 압력을 넣어 주어야 한다. 이 방법외에 다른 한가지 방법은 최소 정하중(예 6-3/4∼3-1/4)시, 스프링지지 상부몸체를 지탱하는 위치 이상으로 그 장치의 평형 유지 위치를 취하면 스프링 지지상부몸체를 5-5수준까지 끌어 내리는데 충분한 정하중이 부가되어질 때 까지 이 장치를 항상 압력을 받는 상태로 만들어 동작을 못하게 하는 방법이 있다. 첫째 방법은 가장 알맞는 수준으로 평형 유지시킬수가 없으며 둘째 방법은 부의 압력이 아니더라도 적어도 대기압으로는 동작시켜 주어야 하는 까다로운 동작 조건이 붙어있다. 이리하여 한 자동평형 유지 장치가 보조형으로 작동되었을 경우 최적 평형을 유지하려면 하중지탱 스프링실을 대기압 내지 그 이하로 동작시킬 수 있는 장치를 갖출 수 있어야만 한다. 지금까지 발표된 특허들은 1차 현가형으르 사용될 경우 이러한 능력을 갖추고 있지 못하므로 보조형으로 사용될 경우에도 전혀 적합하지가 못한 것이다.

따라서, 상술한 크기에 관한 요구 조건을 충족시키고 최저정하중 조건하에서의 무하중동작을 포함하는 최소에서 과다에 걸친 광범위한 정하중 조건하에서도 효율적인 동작을 능히 할수 있는 자동 평형유지장치를 내포하고 있는 완충기와 유체 스프링보조 장치를 제공하는 것이 본 발명의 한가지 목적이다. 본 발명의 원리에 따라 종래의 완충용수압 유체를 스프링 매체로서 사용하고, 또한 그 장치의 피스톤로드 보다 더작고 이와 분리 되어있는 부품을 하중 지탱 스프링실을 위한 대치 부재로 사용함으로써 이러한 목적을 이를 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 대치된 완충기에 의해 제공된 감쇠작용을 할 수 있고 그 장치의 하중 지탱스프링실 속의 압력 조건과 무관하게 동작할 수 있는 형의 장치를 고안하는 데 있다.

공지된 자동평형 유지 장치에 장치된 평형 유지 장치는 보통 정(正)변위펌프 기구와 블리드(bleed)장치를 구체적으로 잘 나타내 주고 있다. 이들 장치는 장치의 신축자재의 운동에 응하여 동작한다. 하중 지탱스프링실 내의 유체압력은 주어진 여하한 운동위치를 막론하고 스프링 힘을 결정지어 준다. 변위 부재 위에 설치된 인양 영역을 통하여 스프링 힘은 자동차의 스프링 지지상부몸체로 전달되며, 변위 부재는 하중지탱스프링실의 부피를 증감시키므로 스프링 실속의 압력도 장치의 신축운동에 대응하여 증감한다. 스프링힘은 압력하의 유체를 하중 지탱스프링실속으로 변위시키는 펌프 기구에 의하여 변동되며 또한 본 장치의 신축 운동시 압력하의 유체를 하중 지탱스프링 실로부터 공급실 까지 배출시켜주는 블리드 장치에 의하여 스프링 힘은 변동된다.

대부분의 경우 펌프 메커니즘 뿐만 아니라 블리드 장치도 위치반응을 나타내도록 제작된다. 위치 반응을 나타내는 펌프 매커니즘은 행정의 1/2기간 동안만 동작하므로 아주 좋지 않은 동작 특성을 나타내게 된다. 펌프 메커니즘은 하중 압력과 일반적으로 다른 공급압력에서 반드시 유체를 빨아들여 이를 하중 압력에서 하중체임버내로 변위시켜야만 하기 때문에 펌프 메커니즘 속안의 압력이 하중 압력인 기간 동안에 펌프메커니즘의 요소들은 자신의 인양 영역을 지니고 있는 하중지탱 요소가 된다. 펌프 장치에 의하여 마련된 인양영역은 하중지탱 스프링 실의 변위 부재의 인양 영역에 작용하는 압력에 대한 가변압력을 지니고 있기 때문에, 본 장치의 스프링힘은 펌프 장치내의 압력 변화에 따라 변할 것이다. 펌프 장치들이 위치반응 할 수 있게 되어 있고 이들의 인양 영역이 받는 압력 변화가 행정의 중간 위치 기간중에 일어날때, 스프링 힘의 급격한 변화가 일어나게 될 것이며, 따라서 자동차의 가장 알맞는 작동수준에서 고르지 못한 스프링 힘을 받게 되는 결과를 초래하게 될 것이다.

하중 지탱실로부터 유체를 배출시키기 위하여 종래의 장치들이 갖추고 있는 일반적인 장치는 위치 감지 블리드 장치이다. 전형적으로 사용되는 블리드 오리피스는 중앙 위치를 지나쳐 장치의 수축운등이 진행되는 기간중에는 폐쇄되고 중앙위치를 지나쳐 신장되는 동안에는 공급실로 개방하는 하중지탱스프링실로 부터 연결된 오리피스다. 이런 형의 장치는 명확한 동작상의 춰약점들을 지니고 있다. 예를들어, 자동차가 클로버 잎새와 같은 연장된 커브를 주행할때 자동차의 내측 장치들은 원심력 때문에 비교적 장 시간 동안 연장된 위치에 있게 되므로 이 기간중에 과도한 블리딩이 일어날 수 있다. 이러한 상황하에서, 자동차가 이 클로버 잎새 모양의 커브에서 비로서 빠져 나올때 자동차의 평행은 내측장치보다 낮은 위치 때문에 기울어 지게 될 것이다. 이러한 종래의 블리드 장치의 약점을 보완시키기 위하여 여러가지 장치를 제안했다. 한마디로 이들을 요약해 보면 일종의 지연 장치를 설치하는 장치를 제안한 것이었다. 이러한 지연장치는 승객의 하중이 없이, 자동차만 정차하고 있을 때와 같이 장시간 머무르는 정지 상태하에서 자동차를 하강하도록 블리드 장치를 작동시키는 반면에 단시간 움직일때에는 이를 작동시키지 않는 구실을 한다. 이렇게하면 상술한 블리드 장치의 동작시 약점은 경감된다고 하더라도 유니트의 "헌팅(hunting)" 특성을 증가시키는 단점 같은 것이 발생한다.

콜메로어의 1968년 4윌 30일자 미국특허 제3,380,247호는 조정 및 역전가능한 출력을 내는 피스톤 펌프를 포함하는 수압장치를 기술하고 있다. 제4도에 나타나 있듯이 이 장치는 자동 평형유지 현가 장치내에 포함되어 있다. 이 특허의 수압장치는 그 장치의 수축방향으로의 운동이 중앙 위치를 초과하는 동안에는 유체를 공급실로부터 하중 지탱 스프링실 속으로 펌프질 해주고, 장치의 운동이 신장방향으로 중앙위치를초과하는 동안에는 수압유체를 하중 지탱 스프링실 로부터 공급실 속으로 펌프질 해준다. 신축 운동의 1 완전주기동안에 하중 지탱스프링 실로 유압된 수압 유체량과 동일량이 되도록 양펌핑작용을 할 수 있게 하기 위하여 동일한 펌프실과 펌프장치들을 사용한다.

수압 유체가 정의변위펌프에 의하여 하중 지탱 스프링실로부터 제거된 수압 장치를 설치함으로서 종래의 블리드 장치의 동작상의 약점이 제거됨과 동시에 부수적으로 야기된 장치의 "헌팅" 특성 증가 현상도 나타나지 않게 된다. 그러나 콜메로어의 단일 펌프실내의 압력 변동은 과도한 정하중 조건하에서는 분리된 인양영역 상에 작용하여 그 장치가 중앙 위치를 통과할때 급격한 스프링력의 변동이 일어나게 된다.

본 발명의 목적은 1차 현가 장치 뿐만 아니라 보조 장치에서도 유용한 계량식 평형 유지장치가 설치되어 있는 유체스프링장치를 결합한 자동 평형 유지 완충기를 제공하는데 있다. 이러한 장치를 제작하려면 장치의 신축운동 어느 경우를 막론하고 유체의 운동이 공급실로부터 하중 지탱 실로 이루어지게 하는 정의 변위 펌프 장치가 있어서 중앙위치 통과시 급격한 스프링력의 변동을 제거할 수 있어야 하는 데 본 발명의 장치는 이를 능히 할 수 있다. 그뿐 아니라 하중지탱 스프링 실로부터 유체가 위치에 대응하는 운동을 할 수 있도록 하는 정의 변위 펌프장치, 신축 운동의 1완전주기 동안에 하중 지탱 스프링실로 유입되는 액체량과 유출되는 량이 동일하게끔 서로 상관된 상이한 동작행정들과 동작 변위들을 갖는 분리된 펌프장치들이 본 장치에는 존재한다.

본 발명의 다른 목적은 하중 지탱스프링 실로부터 수압 유체를 움직이게 하는 위치 감지펌프 장치가 장치의 중앙위치 통과시 급격한 스프링력의 변동을 받는 것을 최소로 경감시켜 주는 역할을 하는 하중 압력 대응출구 밸브를 갖는 개량식 평형유지 장치를 지닌 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수압 유체가 하중지탱 스프링실 속으로 움직이게 하는 폄프 장치를 포함하고 있는 평형유지장치를 갖는 스프링장치를 결합한 자동 펑형유지 완충기를 제공하는데 있다. 이 펌프장치는 개량식 체크 밸브 장치를 지니고 있으며 이 장치는 단단한 관형단벽부의 외부 원통형면과 맞물려 있는 슬리브 밸브 부분을 가지고 있는 탄성부재를 포함하고 있다. 밸브 슬리브 부로부터 방사형으로 내측으로 연장된 완전밀봉부와 연장영역에 걸쳐서 탄성 부재의 외부는 하중 지탱스프링 실속의 고압 유체와 계속적으로 연통하여 있고, 탄성부재의 내부는 이러한 고압 연락으로 말미암아 압출되는 것을 방지하기 위하여 고형 역 압출부재에 의하여 기계적으로 지지되어 있고, 하중압력이 과도할때 펌프 압력의 형성에 대응하여 움직이도록 운전할 수 있는 펌프실로부터 밸브슬리브부와 그와 접촉되어 있는 원통형면 사이의 하중실까지 유체가 흐르도록 하며, 연장면적으로 인한 접촉은 이들간의 역류를 방지해 줌으로 서로 접촉된면 사이에 이 물질이 낀다 하더라도 상관 없게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은 탄성부재와 역 압출부재의 밀봉부가 펌프로드의 외주연에 접동 밀봉 구실을 하는 개량식 체크 밸브장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 구조가 간단하고 능률적으로 작동하며 제작이 경제적인 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 이러한 여러가지 목적은 다음의 상세한 설명 및 청구의 범위에서 더욱 확실히 알게 될 것이다. 본 발명은 첨부 도면에 의해 상세히 이해될 것이며 이하 첨부도면에 의해 본 발명을 설명한다.

제1도에서 본 발명의 원리를 실시하는 자동평형유지 완충기와 유체스프링 보조기가 결합된 장치가 10으로 표시되어 있다. 그 장치 10은 일반적으로 12와 14로 표시된 1조의 상부및 하부의 관형(管形) 구조로 이루어져 있는대 이들은 신축자재한 관계를 가지고 상호 연관되어 종방향 운동을 하도록 설치되어 있다.

도시된 실시예에 있어서 관형 구조물 14는 18로 표시된 베이스밸브 부재를 가지고 있고 그의 하단에 고정된 실린더형 관형 부재 16을 포함하고 있다. 그 베이스 밸브 부재 18은 하부관형 구조물의 외측단을 형성하는 하단캡부재 20속에 고정되어 있다. 하부관형 구조물의 하단을 자동차의 스프링지지 하부에 몸체에 부착시키는 적당한 장치가 제공되어 있다. 도시된 바와 같은 부착부재는 링 연결부재 22와 같은 형태이지만 필요에 따라 스터드(stud)연결부재등과 같은 다른 통상 타입의 연결부재를 사용할 수 있다.

외부 관형 부재 24의 하단은 용접에 의하여 하단 캡부재 20의 상부 외주연에 부착되어 있다. 관형 부재 16 및 24의 상단은 26으로 표시된 환상의 밀봉부재에 의하여 상호 연결되어 있다. 상부관형구조물 12는 환상의 밀봉부재 26과 활동가능하게 밀봉 교합하는 실린더형의 주연을 가지는 긴 관형 부재 28을 내포하고 있다.

관형부재 28의 상단은 도시된 바와같이 관형 부재 28의 필수부분을 형성하고 있는 단부 캡부분 30에 의하여 폐쇄되어 있다. 단부 캡 30은 상부 관형 구조물 12의 외단을 형성하고 자동차의 스프링 지지상부몸체와 연결시키기 위한 적당한 부재로써 제공된다. 도시된 바와같이 연결부재는 통상의 링 연결부재 32의 형태로 되어 있는데 전술한 바와같이 스터드 연결부재와 같은 통상의 다른 부착 부재를 사용할 수 있다.

관형 부재 28의 하단은 34로 표시된 피스톤 부재를 가지고 있는데 그 피스톤 부재 34는 부재 28에 고정되어 연결되어 있으며 하부 관형 구조물 14의 관형 부재 16내에서 활동가능하게 취부되어 있다. 관형 부재 16의 실린더형 내부면은 피스톤 부재 34에 의하여 하부 실 36과 상부실 38로 구분된 실린더를 형성한다. 하부실 36의 하단은 베이스밸브부재 18과 접해 있다. 상부실 38은 관형 부재 28의 실린더형 외주연에 의하여 그의 내부가 결정되고 밀봉부재 26에 의하여 그의 상단이 결정되는데 그 관형 부재 28은 중공 관형피스톤로드구실을 한다.

상하부 실 36과 38은 종래의 혼합물로 이루어진 수압 유체로 충만되어 있으며 관형 구조물이 신축 운동을 하고 있는 동안에 공급실 즉 저장실 40으로 유입 유출하는 수압 유체의 운동에 의하여 그 충만된 상태가 유지된다. 공급실 40은 관형 부재 16의 외주연, 관형 부재 24의 내주연, 밀봉부재 26, 단부캡부재 20 및 베이스 밸브 부재 18에 의하여 결정된다. 3개의 실 36,38 및 40은 관형 구조들이 신축 운동을 하고 있는 동안에 수압 유체가 유동하는 감쇄실 구실을 하게 된다.

이러한 관점에서 볼때 이 장치의 압축행정에 해당하는 수축 관계를 가지고 신축 구조물들이 동작하는 동안에 상부실의 부피가 증가하는 반면에 하부실 36의 부피는 감소하는데 그 증감비율은 서로 다른 비율이다. 따라서 압축행정 동안에, 압축 감쇄실 구실을 하는 하부실 36으로부터 수압 유채는 유출되어 상부실 38과 공급실 40속으로 유입된다. 베이스 밸브부재 18의 일부를 형성하는 압축밸브부재 42와 피스톤 부재 34에 의해 지탱되는 환상의 밸브 부재 44에 의하여 압축감쇄를 위한 유동 억제 및 제어가 성립된다. 이 장치의 반동 행정에 해당하는 신장 관계를 가지고 운동하는 관형 구조물들의 상대운동 기간 동안에 하부실의 부피가 더욱 빠른 속도로 증가하는 반면 상부실 38의 부피는 감소한다. 반동 행정 동안에 수압유체는 반동 감쇄 실을 구성하는 상부실 38에서 유출되어 하부실 36속으로 유입된다. 피스톤 부재 34에 달린 밸브 부재 46은 유동억제 및 제어 구실을 한다. 또한 반동 행정동안에 공급실 40으로 부터 나온 수압유체는 하부실 36속으로 밀려 들어가 유체충만 상태를 유지하며 이러한 흐름은 베이스밸브부재 18의 일부를 형성하는 보충 밸브부재 48에 의하여 제어된다.

베이스밸브 부재 18내에 있는 유동억제 및 제어 밸브 부재 42 및 48은 종래의 완충기에서 사용된 적당한 구조물을 사용할 수도 있다는 것을 알게 될 것이다. 본 발명의 실시예에서 압축밸브 42는 환상의 디스크형태를 취하고 있는데 이 디스크는 베이스부재 52의 내측 환상부 안에 형성된 1조의 동심원 하향면 환상밸브 시트(seat)50위에서 상부로 접촉되어 있다. 내측 환상부는 하향면 홈을 내포하고 있는데 이 홈의 하단은 환상시트 50사이에 연장되어 있다. 이 환상홈의 방사형 개구 54를 거쳐 하부실 36과 통한다. 환상시트 50은 필요에 따라 종래의 완충기와 같이 노치(notch) 시킬수도 있다. 본 실시예에는 이러한 노치가 없으며 압축밸브 42는 코인스프링 56에 의하여 압력을 받아서 환상시트에 탄성적으로 접촉된다. 이 코일 스프링 56의 상단은 압축밸브 42의 하부면과 접촉되어 있고 그의 하단은 중앙에 구멍이 형성된 디스크 58의 상부면과 접촉되어 있는데 이 디스크 58은 스웨징(swaging)등과 같은 적당한 방법으로 베이스부재 52의 하단속에 설치된다.

보충밸브 48은 베이스 부재 52의 외관부에 형성되어 있는 1조의 상향면 동심원 환상 밸브시트 60과 접촉하도록 설치되어 있다. 이러한 밸브시트들은 환상홈의 상단과 통하고 하단은 베이스 부재 52의 인접부 안에 형성되어 있는 방사형 통로 62와 통한다. 보충밸브 48은 나선형코일스프링 64에 의하여 밸브시트 60과 접촉하여 탄성적으로 유지되어 있는데 그 나선형 코일스프링의 하단은 밸브 부재 48의 상부면과 접촉되어 있고 상단은 스웨징 등에 의하여 베이스 부재 52의 내곽부에 고정되어 있다.

피스톤 부재에 설치된 유동억제 및 제어 밸브들은 종래의 완충기에서 사용한 적당한 구조로 되어 있어도 상관없다. 제2도에 도시된 실시예에서 알 수 있듯이 밸브부재 44는 상부 외관귀와 아주 인접한 지점까지 상부 내곽귀가 잘리워진 장방형 단면을 가진 쪼개진형 모양을 하고 있다. 쪼개진 링은 피스톤 장치의 주위를 횡단하여 흐르는 유체의 흐름을 제어하는 역할을 하고, 이러한 목적 때문에 피스톤장치는 원주를 따라 간격을 두고 수직축상으로 연장된 다수의 홈 68로써 형성된 외곽을 지니고 있는 피스톤 부재 66을 내포하고 있다. 피스톤의 상단은 피스톤로드를 구성하는 관형 부재 28의 하단과 접촉 교합하여 배치되어있다. 튜우브형 부재 28의 하부 내면은 피스톤 부재와 피스톤 코드 28을 단단하계 상호 연결시키는 역할을 하는 외부에 나사돌기가 형성된 플러그(pIug)부재 70을 수용하도륵 피스톤부재의 해당보어를 따라서 속안으로 나사돌기가 형성되어 있다. 플러그 부재 70의 상부의 곽과 피스톤 로드 28의 인접 내곽사이에 환상의 밀봉부재 72가 제공되는 것이 바람직하다.

유동억제 및 제어부재 44는 피스톤 부재의 외곽부에 형성된 환상홈 74속에 설치되어 있으며, 그 환상홈은 밸브부재 44의 높이보다 큰 높이를 갖는다. 압축행정시, 밸브부재 44는 홈 74속에서 위로 동각하여 축상의 홈 68의 하부로 부터 환상홈 74속으로 제어되고 억제된 방사형 흐름이 있게하고 다음에 외향 방사형으로 밸브부재 44의 잘리워진 상부내측 귀들을 거쳐서 축상의 홈 68의 상부를 통과한 다음에 상부실 38속으로 흘러들어 가게한다. 반등 행정중에는, 밸브부재 44가 환상홈 74속에서 하향 이동하여 그 밸브부재의 하부 하향대면하는 평면이 환상흠 74의 상향대연하는 평면과 접촉하계 되어 피스톤 부재의 주위를 횡단하는 유동을 방지하는 밀봉 구실을 하게 된다. 따라서 밸브부재 44는 전술한 유동이 반동 감쇠밸브 46에 의하여 제어됨을 보장해 주고 있다. 도시된 바와 같이 상부실 38로 부터 하부실 36에 이르는 유동로안 방사형 통로 76은 피스톤 부재의 외곽으로부터 피스톤 부재의 상부내측에 형성된 나사돌기의 내측으로 연장되어 있다. 내측에 나사돌기가 형성된 보어도 역시 피스톤 부재 66의 축에서 외향 방사형으로 분리된 축을 갖는 보어 78과 통한다. 보어 78의 하단은 80으로 표시된 바와갈이 보어 78에 대응하는 보어가 형성되어 있으므르 반동 제어 밸브부가 46과 접촉 되어 있는 하향대면하는 환상시트 82를 형성하게 된다. 여기서 다시 종래의 실시예에 따라 밸브시트를 노치시킬 수 있지만 도면에는 노치를 하지 않았다. 밸브 부재 46은 솔리드 디스크형인에 외주면이 평평하게 되어 있어서 이에 의하여 유체가 흐른다. 그뿐 아니라 밸브부재는 코일스프링 84에 의하여 시트 82와 탄성적으로 접촉되어 있다. 코일스프링의 상단은 밸브부재와 접촉되어 있고 하단은 스웨징 등에 의하여 대응보어 80의 하단속에 적당히 고정된 와셔 86에 접촉되어 있다.

밀봉부재 26은 종래의 완충기에서 사용된 구조와 동일하여도 좋다. 제2도에 도시된 바와같이 밀봉부재는 환상플러그 부재 88을 내포하고 있는데 이 플러그 부재의 재로는 소결된 금속과 같은 다공성 물질로 되어있는 것이 적당하다. 환상플러그 부재 88은 관형부재 16의 상단에 단단히 고정되어 안으로 교합되어 있는 내측 환상부를 포함하고 있다. 플러그부재의 내부의 외곽은 피스톤 로드 28의 외곽과 접동할 수 있도록 접촉되어 있으며 환상밀봉 부재 92가 접촉되어 있는 상부면내에는 환상홈 90이 있다. 이 밀봉은 플러그부재 88의 상부면내에 형성된 환상 홈내에 자리잡고 있는 와셔 94에 의하여 환상홈내에 유지되어 있다. 환상 와이퍼(wiper) 밀봉 96이 와셔 94위에 설치되어 있고 상부 절두 원추형 외곽은 환상캡부재 98과 접촉되어 있다. 이 캡부재는 종래와 마찬가지로 외부관형 부재 24의 상단이 회전해 나간 플러그 부재의 상부면과 접촉되어 있는 외향 방사형의 돌연부를 내포하고 있다. 환상 와이퍼 밀봉 96의 하부 절두원추형 외곽은 지지와셔 100과 접촉되어 있는데 이 지지와셔 100은 와셔 94위에 놓여 있는 벨빌레(Bellville)스프링와셔 102에 의하여 와이퍼 밀봉과 탄성적으로 접촉되어 있다.

와셔 94의 외곽과 플러그 부재 88의 인접부에는 수압 유채귀환통로 104가 형성되어 있는데 이 통로 104를 거쳐서 실 92를 통과할 수 있고 와이퍼 밀봉기 96에 의하여 대치될 수 있는 피스톤 로드의 외곽상의 어떤 수압 유체라도 모두 공급실 40속으로 되돌아 흘러 들어가게 된다. 공급실 속에서 공기와 수압유체의 혼합을 최소화하기 위하여 종래의 나선형 조절판 106이 밀봉장치 40속에 설치되어 있다.

본 발명의 원리에 따라서, 본 장치 10은 도면에 나타난 바와같이 피스톤 로드를 형성하고 있는 관형 부재 28의 내부속에 형성된 하중 지탱유체스프링실 108을 포함하고 있다. 도면에 도시된 바와같이 이 스프링실 108은 감쇄실에서 사용되는 수압 유체와 동일한 유체로 채워져 있다. 하중지탱 유체스프링실 108의 부피는 하부 관형구조물이 지니고 있는 변위 부재 110에 의하여 상호 신축 관계를 지니고 있는 관형 구조물들 사이의 상대운동에 대응하여 증감한다. 도면에 도시된 바와같이, 변위 부재 110은 가늘고 긴 중공관의 형태를 취하고 있다. 이 관의 하단은 굽힘응력이 관으로 전달되어지는 것을 방지하기 위한 수단으로서 베이스 부재 52에 수직으로 고정되어 있다. 도면에 도시된 바와같이 이와같이 고정시키는 장치로서 사용되는 장치의 형태는 관형 고정자 112로서 부재 110의 하단속에 나사로 조여 물려있다. 관형 고정자의 하단은 캡 20의 위로 향하여 있는 중앙면과 맞물려 있으며 공급실 40을 고정자의 내부로 통하게 하는 역할을 하는 방사형 연장홈 114를 내포하고 있다. 고정자는 와셔 58의 중앙 개무를 거친 다음에 베이스 부재 52에 형성된 상향으르 테이퍼된 중앙 개구를 통과하여 뻗혀있다. 고정자의 하단은 벨빌레 스프링 와셔 116에 의하여 캡 20과 탄성적으로 맞물려져 있다. 벨빌레스프링 와셔 116상부주연부는 와셔 58과 맞닿아 있고 하부 내측 주연부는 스냅링 118과 맞닿아 있다. 스냅링 118은 관형 고정자 112의 하부에 새겨진 외곽홈 속에 물려있다. 부재 110 내곽과 맞물려 있는 관형 고정자 122의 상단위에 설치되어진 것은 입구체크 밸브부재 122를 위한 환형 밸브시트를 형성해 주는 0-링밀봉부재 120이다. 입구체크 밸브부재 122는 종래의 보지 장치가 과도한 상향운동을 하지 못하도록 부재 110속에 보유되어 있다.

관형부재 110은 변위부재 역할뿐만 아니라 평형 유지장치의 펌프부재로써의 동작도 한다. 이 목적을 달성하기 위하여, 관 110은 피스톤 부재 66의 중앙 개구를 통하여 연장되어 있으며 적당한 밀봉재료로 이루어진 밀봉기 124가 피스튼 부재 66과 플러그부재 70사이에 장치되어 있다. 플러그부재 70은 관형 부재 110의 원통형 외곽을 접동 가능하고 밀봉적으로 교합하고 있다. 밀봉기 124는 플러그부재 70의 하단 중앙부속에 스웨징등으로 고정된 보유장치 125에 의하여 그의 동작위치를 유지되어 있으며, 그의 상부에는 역압출 와셔가 있다.

관형 부재 110의 상단은 그 위에 장치된 환형 펌프 밀봉기와 체크밸브부재 126을 지니고 있다. 제2도에 보인바와 같이 예를 들어 폴리우레탄 등과 같은 적당한 밀봉 쟤료로 되는 것이 바람직한 부재 126은 관형부재 110의 상단위에 고정된 밸브슬리브를 포함하고 있다. 부재 126의 밸브슬리브부의 하단과 맞물려 있는 크림프링 127과 같은 적당한 부재를 사용하여 부재 126의 하단을 관형 부재 110의 상단에 고정시키고환으며, 관형 부재 110의 외과에 형성된 적당한 환형 홈 속에 보유되어 있다. 부재 126은 밸브슬리브부의 상단으로부터 내측으로 연장된 밀봉링부를 또한 포함하고 있다. 이는 역 압출와셔 128에 의하여 관형 부재 110의 끝까지 간격을 가지고 유지되어 있다. 부재 126의 밀봉 링부및 연합된 역 압출와셔 128은 펌프로드 130과 같은 형태를 가진 공동 펌프 장치의 외곽을 접동 가능하고 밀봉적으로 교합하고 있다. 펌프로드 130의 상단은 131로 나타낸 볼 및 소켓트 연결자에 의하여 캡부분 30속에 부착되어 있다. 볼 및 소켓트 연결자 131은 상대적 각 운동은 제한 하지만 비교적 수직으로 확실히 고정시킨다. 펌프롯드 130은 부재 126의 밀봉 링부와 와셔 128을 통하여 관형부재 110의 내부로 연장된다. 와셔 128과 입구 체크밸브122사이의 내부는 각각 수축 및 신장하는 관계의 관형 구조물들의 상호, 운동에 응하여 부피가 증감하는 펌프실 132의 외곽 구실을 한다.

펌프롯드 130의 외경은 전장을 걸쳐 일정한 크기를 갖고 있는데 다만 하단부 134만이 외경이 줄어들고 길이도 짧다. 줄어든 부분 134의 목적은 펌프실 132에 수압유체를 처음 유입시킬때 공기를 제거하기 위한 작업을 보장하는데 있다. 본 장치를 가능한 한 최대한도로 신장시켰을 때, 줄어든 부분 134는 펌프실 및 체그밸브부재 126과 와셔 128 사이에 있게 되어 펌프실내에 있는 공기는 모두 제거된다. 만약에 134가 없다면 펌프실내의 공기는 그대로 그 속에 갇혀 있게 될 것이다.

본 장치의 반동 행정기간중, 펌프로드 130은 펌프실 132밖으로 움직여 펌프실 속의 부피를 증가시킨다. 이와 같이 증가하는 부피를 채워주는 수압 유체는 공급실 40으로부터 고정자 112를 통하여 입구체크 밸브 122를 지나쳐 들어온다. 압축 행정기간중, 펌프로드 130은 펌프실 132속에서 움직여 펌프실의 부피를 감소시키므로서 그 안에 있는 수압 유치를 압축시킨다. 이외같이 압축된 유체는 크림프링 127보다 약간 떨어진 위치에서 부재 126의 밸브슬리브에 형성된 방사형 출구개구 136을 통하여 하중 지탱 유체 스프링실 108내로 흘러들어 간다. 환상홈 138은 개구부 136을 통하여 수압유체가 용이하게 흐르도록 관형 부재 110의 인접 주위에 형성되어 있다. 펌프실 132속에 있는 수압유체는 관형부재 110의 끝 사이에서는 방사형으로 외부로 밀려 나와 다시 관형 부재 110의 단부와 와셔 128사이에서 방사형으로 외측으로 나오고 다음 관형부재 110의 외부와 부재 126의 밸브 슬리브 부의 내부 사이에서는 축을 따라 올라가 드디어 환상 홈 138에 도달하게 된다 . 따라서 부재 126의 밸브 슬리브 부는 수압 유체가 유체 스프링실 108로부터 펌프실132 내로 역방향으로 인입되는 것을 방지할 수 있는 효과적인 체크 밸브 구실을 하게 된다.

관형부재 110은 압력을 받고 있는 수압 유체를 하중지탱 스프링실 108 속으로 유입시키는테 이용되는 펌프장치가 있는 펌프실의 외곽 구실을 할 뿐만 아니라 환상 밀봉기와 같은 형태의 펌프부재를 포함하고 있다. 환상 밀봉기 142는 관형부재 110상의 외부 홈 속에 설치되어 있는데 그 위치는 수압 유체를 하중지탱 스프링실 밖으로 변위시키기 위한 펌프기구의 일부분을 형성하는 크림프링 127의 하단부에 있다. 펌프부재 142의 외곽은 플러그부재 70이 형성된 중앙 개구 속에 고정되어 있는 하단과 단부 캡부 30의 바로 아래에 있는 상단을 가지고 있는 관형부재 형태의 펌프관 144와 공동 보조를 취하도록 되어 있다. 펌프관 144의 하부는 펌프실 142와 접동 가능하게 교합하도록 내경을 가지고 있는 반면에, 상부는 더 큰 내경으로 되어 있다. 이들 상하부는 146으로 나타낸 중앙절두 원추형부에 의하여 상호 연결되어 있다. 펌프관 144의 하부 작동부의 중방향 범위는, 자동차의 스프링 지지 상부 몸체가 유지될 수 있는(예를들어 5-5위치) 소망의 증앙 위치에 관형 구조물이 위치하고 있을 때 절두원추형부 146 내에 펌프부재 142가 교합하도록 하고 있다.

이러한 상황하에서 공동보조란 있을 수 없으며 따라서 관형 구조물들 사이에서 이 중앙 위치를 지나쳐 수축하는 방향 즉 압축하는 행정의 방향으로서 상호 운동이 있는 동안에는 펌핑 작용이 없다는 것을 알수 있을 것이다. 반면에, 펌프부재 142는 관형 구조물들이 중앙 위치를 넘어서 신장하는 방향 즉 반동 행정의 방향으로 상호 운동을 하는 동안에 펌프관 144와 공동 관계로서 동작하게 한 것이다.

본 발명의 원리에 따라, 148로 나타낸 하중 압력 응답밸브 기구는 펌핑 작용을 효율적으로 수행하기 위하여 설치되어 있다. 펌프부재 142와 펌프관 144가 공동 보조로서 움직이는 동안에 가늘고 긴 환상실 150은 펌프관의 내곽, 관형부재 110의 외곽, 펌프부재 142, 환상밀봉 124 및 밸브기구 148 등에 의하여 형성된다.

밸브기구 148은 축을 갖는 상쇄관계로 플러그부재 70에 형성된 통로 154를 통하여 수직으로 연장되어 있는 관형 구조를 한 밸브부재 152를 포함하고 있다. 밸브부재 152는 통로 154의 상부 외곽의 환상 홈에 장착된 O-링 밀봉기 166을 가지고 있는 상부 피스톤부를 포함하고 있다. 구형 볼 밸브장치 158이 밸브부재 152의 하단 속에 밀착상태로 장치되어 밸브시트부재 160과 공동 보조를 취한다. 도면에 보인 바와따이, 밸브 시트부재 160은 통로 154의 줄어든 부분 속에 장치된 삽입물과 같은 형태로서 펌프실 150용출구 구실을 하는 제한통로를 포함하고 있다. 이 출구는 볼 밸브장치 158과 시트장치 160과의 접촉 상태에 따라서 개폐하게 된다. 밸브장치 158을 밸브시트 160과 접촉시키는 방향으로 탄성적으로 밸브부재 152이 탄력적으로 편향되어 있는 것이 바람직하여 도면에 보인 바와 같이 이러한 편향을 통로 154의 상단 내에 설치된 코일스프링 162에 의하여 이루어진다. 통로 154에 설치된 코일스프링 162의 하단은 밸브부재 152와 접촉되어 있고 상단은 스웨징 등에 의하여 통로 154의 상단 내에 고정된 관형 삽입물 164상이 형성된 중앙 원주 돌연부와 접촉되어 있다.

밸브부재 152 또한 펌프실을 위한 입구를 지니고 있다. 도면에서 보인 바와 같이 입구는 상부 피스톤의 아래인 밸브 부재의 중앙에 제공된 다수의 방사상으로 뻗어 나간 통로들의 형태를 취하고 있다. 입구장치는 도면에 보인 바와 같이 탄성재료로 된 O-링 밸브부재 166의 형태를 취하고 있는 체크 밸브에 의하여 제어된다. 밸브부재 166은 밸브부재 152의 외곽상에 설치된 밸브로서 이 안에 있는 입구들과는 교차 관계를 가지고 있다.

밸브부재 152의 상부면은 이 위에 항상 작용하고 있는 하중지탱 스프링실 108 내의 수압 유체의 하중응력을 받고 있다. 밸브 시트 160에 있는 제한 출구는 밸브부재 152의 상향면의 면적보다 비교적 적은 면적을 지니고 있으므로 밸브부재 152상에서 상향으로 작용하는 펌프실 150 내의 수압 유체의 압력이 하중압력보다 약간 높아지기만 하면 하중압력과 비교적 가벼운 스프링 162의 압력을 결합한 힘을 극복할 수있게 된다. 이와같이, 밸브 시트부재 160의 출구 개구를 통하여 배출된 수압 유체는 항상 하증압력보다 약간 큰 압력상태로 유지된다. 이와같은 배출은 펌프부재 142가 펌프실 150의 부피를 감소시키면서 펌프관 144 속에서 아래로 움직일 때 중앙 위치를 지나쳐 본 장치가 반동 행정을 하고 있는 기간 중에 일어날 것이다. 중앙 위치를 지나는 압축 행정 중이 펌프부재 142는 펌프실 150의 부피를 증가시키며 위로 움직임으로써 이 안에 있는 유체의 압력을 감소시키게 되며 하중압력과 스프링 162의 압력을 결합한 힘을 받는 밸브 시트부재 160의 출구 개구를 밸브장치 158이 폐쇄하는 지점까지 밸브부재 152가 아래로 이동하게 된다. 펌프실 압력이 하중압력치 이하로 감소되는 이러한 이동 중에 O-링 체크 밸브부재 166을 지나치는 유체의 흐름이 발생하여 펌프실 150을 충진시키게 된다.

또한 본 장치 10은 168으로 나타낸 압력 안전밸브기구를 지니고 있는데, 이 장치는 하중지탱 유체 스프링실 108 내에서 발생될 수 있는 최대압력을 제한하는 구실을 한다. 압력 안전밸브기구 168은 안전특성을 지니고 있고 본 장치의 정상동작시에는 불필요하다. 밸브기구의 구조를 적당히 취하여 도면에 도시된 실시예와 같이 압력 안전밸브기구가 피스톤장치 34의 플러그부재 70속에 장치된다. 도면과 같이 플러그부재 70은 이를 통하여 축까지 상쇄관계로 연장된 수직통로 170과 함께 이루어졌다. 통로 170의 상단에 장치된것은 관형 밸브부재 172로서 이 장치의 하단은 볼 밸브부재 174와 접촉시키기 위한 밸브시트릍 지니고 있다. 특정한 최대압력이 스프링실 108 내에 도달하였을때 소정의 방출을 수행하기 위하여 볼 밸브부재 174가 탄성을 갖노록 적당한 장치로 편향시켜 밸브시트와 접촉시킬 수 있을 것이다. 도면과 같이 이러한 장치는 통로 170 내에 위치한 코일스프링 176을 포함하는데 이 코일스프링의 상단은 적당한 와셔에 의하여 볼 밸브부재 174와 연결되어 있그 하단은 스웨징 등에 의함으로써 통로의 하단 내의 고정된 개구가 형성된 와셔 178에 의하여 플러그부재에 부착되어 있다.

동작 중에 장치를 보호하기 위하여 상부 관형 구조물은 하부 관형 구조물의 외부 관형부재 24를 밀접하게 포위하는 크기의 외곽 더스트 튜우브 182를 내포하고 있다. 더스트 튜우브의 상단은 안으로 좁아들고 스냅링 184 등과 같은 적당한 장치에 의하여 캠부의 외부 주위이 부착되어 있다.

본 장치를 제작하는 방법 및 다량의 종래의 수압 유체를 충진하는 방식 등은 모두 종래의 방법을 사용하므로 이들에 대하여 다시 설명할 필요가 없을 것이다. 수압 유체로 충진되어 제작된 장치는 종래의 현가장치의 완충기 대신에 종래의 현가장치를 지니고 있는 자동차의 스프링지지 상부 몸체와 스프링지지 하부 몸체 사이에 연결시키는데 적합하게 되어 있다. 따라서 이러한 2개의 장치가 보통 자동차의 2개의 후단부 완충기 대신에 설치된다. 본 발명의 장치 10에 의하여 달성된 동작방식과 동작 잇점 등을 가장 잘 이해하려면 스프링기능, 감쇄기능, 평형유지기능 등을 분리하여 고려해 보아야 할 것이다.

우선 스프링기능에 관하여 설명한다면 장치의 스프링기능은 변위부재 110에 의하여 실의체적 변화가 생기므로 하중지탱 유체스프링실 108 내에서 수압 유체가 압축되어 생기게 된다. 이것은 비교걱 작은 공간내에서 높은 스프링 에너지가 필요한 경우이 유리하다. 특히 보조장치의 경우 공간 문제가 중요성을 띄게된다. 예를들면, 한 장치가 현존하는 현가장치의 충분히 넓은 범위에 적용할 수 있는 능력을 갖추기 위하여는 일반적으로 보조장치는 약 7.62cm의 직경을 초과할 수 없으며 장치는 약 25.4cm의 행정을 가져야하고, 사장(死長)은 약 7.62cm를 초과해서는 안된다. 보조장치가 지녀야 할 동작상의 요구조건은 자동차에 실릴 수 있는 추가 정하 중의 범위에 관한 부대적 제한도 내포하고 있다. 예를들어, 한 장치가 이러한 동작 특성을 지니려면 일반적으로 인정된 추가 정하 중의 범위는 0로부터 장치당 약 226.8kg이다.

이러한 동작상의 요구조건은 크기 요구조건과 관련하여 생각할 때 특허된 이전기술에 의한 장치에 사용되는 유체스프링 매개체로서 공기를 이용하는 것을 사실상 배제하고 있다. 하중기탱 능력의 최대 범위를 얻는데 필요한 하중지탱 실 내의 체적 변화량은 하중지탱 스프링실이 규격 제한을 단순히 초과하는데 충분한 인양영역이 있는 변위부재와 체적을 지니고 있는 것을 요한다. 공기가 유체스프링 매개체로서 사용되는 경우에 가장 큰 체적을 요구할 때는 하중 범위의 무하중인 때이다. 이러한 무하중 즉 공기가 수압유체와 상면하고 있는 무하중 압력능력을 달성하기 위하여, 분명히 과도한 체적이 있어야만 한다. 공기가 수압유체와 함께 하중지탱 유체스프링실 내에 갇혀 있는 경우 공기가 수압유체와 접해 있는 동안에 대기압에 도달할 때까지 공기를 가두고 있는 장치가 충분히 팽창하여야만 하기 때문에 똑같은 상황이 되어 버린다. 대기압보다 상당히 높은 예정된 저항치에 공기가 도달할 때 공기 밀봉장치의 팽창을 제한할 수 있는 장치를 마련할 수만 있다면 공간 필요 조건에 합당하는 공기를 이용할 수 있는 가능성도 존재한다. 이와같이 하기 위하여 본 발명과 더불어 연구는 해 보았지만, 동작상의 문제들이 대두되기 때문에 바람직하지 않으며 실제로 하중 범위의 상한에서 나타나게 될 매우 높은 압력하에서 공기를 밀봉시키는 곤난한 점들이 역시 대두된다. 이러한 경우에 한는지 가능한 방법은 예를들면 피스톤 로드의 내면과, 구리 등과 같은 매우 높은 탄성 특성을 지닌 재료로 형성된 슬리브장치에 의하여 형성된 실 108 내에 환상 공기실을 설치하는 방법을 들 수 있다. 이렇게 하면 액체 스프링 효과가 좋기는 하지만, 본 발명은 상술한 형태의 공기 및 액체 혼합스프링 장치를 생각해 보았다. 그러나 이전기술에 의한 수입장치와 같다고 생각해서는 안되며 근본적으로 다른 것이다. 지금까지 알려진 몇몇 장치들은 수입 유체만이 스프링 매개체라고 생각들 해왔다. 본 발명에 의하여 스프링 효과가 이루어지는 방식은 종래의 방식보다 확실히 개량된 것이다. 이들의 예를들자면 오오드의 미국 특허 제2,987,310호(1961년 6월 6일), 라쉬의 미국 특허 제3,074,708호(1963년 1윌 22일), 코텔의 미국 특허 제3,076,643호(1963년 2윌 5일), 지웰 등의 미국 특허 제3,480,269호(1969년 11월 25일) 등등이 있다.

이러한 모든 종래의 장치에서는 액체 스프링실용 변위부재는 장치의 피스톤 로드의 구실을 한다. 피스톤 로드가 변위부재로서 사용되는 경우에, 강도 요구조건은 변위부재에 의하여 제공될 수 있는 최초인양영역을 제한한다.

이와같이 고려해 볼 때 즉 주위해야 할 점은 피스톤 로드의 구조상의 완전성을 보증하는데 필요한 강도는 압축하는 힘들보다 오히려 피스톤 로드상에 가해지는 만곡력 등에 의하여 더욱 큰 영향을 받게 된다. 종래의 완충기는, 흔들리는 배 안에서 움직일 때 기준으로 사용되는 수직선과 각을 이루는 위치에 자동차의 스프링지지 상부 몸체와 스프링지지 하부 몸체 사이에 설치된다. 이와같이 각을 이루게 설치하면 피봇트 운동 성분을 초래하게 되며 이로 말미암아 이 성분은 만곡모멘트를 장치로 전달하는 원심력을 초래하게 된다. 이런 타입의 장치의 부가중량 때문에 이러한 원심력들이 종래의 완충기에는 나타나지 않는 제한 인자가 된다. 따라서 피스톤 로드는 종래의 완충기의 직경 크기보다 더 큰 직경을 가지고 있어야만 한다. 이와같이 피스톤 로드의 최소 직경의 크기와 피스톤 로드 면적이 변위를 결정지어 주는 동작시 요구조건 등이 주어진다면, 비교적 탄성율이 높은 수압 유체를 다룰 때 하중지탱 스프링실의 부피를 증가시킬 필요가 있게 되므로 보조장치의 패키지 요구조건을 초과하게 된다.

본 발명의 장치에서 변위부재는 피스톤 로드와 분리되어 있다는 것을 알 수 있다. 본 구조의 피스톤 로드는 오히려 크게 만들어질 수 있으며 실제로 이렇게 큰 크기가 동작상으로는 요구된다. 더구나 피스톤로드는 비교적 큰 벽 두께를 가질 수 있다. 피스톤장치와 함께 있는 피스톤 로드, 피스톤장치가 왕복운동하는 실린더, 피스톤 로드와 접동 가능하고 밀봉적으로 교합하여 있는 밀봉장치 26 등은 동작 중 장치상에 인가되는 초과굽힘력들에 저항하는 구실들을 하고 있다. 강도 특성에 띠른 이러한 요소들의 크기는 분리된 부재에 의하여 제공된 변위 요구조건과 무관하다. 변위부재는 다만 수직강도만을 지닐 필요가 있고, 실제로 본 구도물에서는 이 강도가 장치 내에 장치되어 있으므로 굽힘응력들이 그쪽으로 전달될 수 없게 된다. 분리된 변위부재를 제공하므로서, 변위와 인양 영역의 량이 최소한으로 줄어들 수 있으므로 보조장치의 크기 요구조건하의 범의 내에서 종래의 수압유체를 사용하여 액체스프링 효과를 얻을 수 있게 되고, 따라서 보다 낮은 탄성율을 지닌 특수한 유체를 이용할 필요도 없게 되고 또한 상술한 공기 포켓트장치도 필요없게 된다. 본 발명에 의한 구조물에서는, 변위부재가 신축자재하게 피스톤 로드와 배치되어 있지만 도시된 바와 같이 본 발명의 취지의 한계를 벗어나지 못하는 것으로 피스톤 로드와 수직 공동 신장 관계를 가지고 설치된 분리된 변위부재들을 들 수 있고 또한 피스톤 로드보다 작은 직경 또는 단면적 등을 들수 있다.

비교적 작은 변위 및 인양 영역을 지닌 액체스프링을 이용한다는 사실은 보조장치의 무하중 요구조건이란 관점에서 볼 때 더욱 유리하다. 이리하여 최소 하중조건하의 자동평형 유지장치와 최소 하증조건하의 주 현가장치의 상이한 요구조건들을 이해한다는 것은 중요한 것이다. 본 장치가 주 현가장치로 사용되는 경우에 본 장치는 이러한 최소 하중의 분담량을 지니고 있고 자동펑형 유지가 일어나는 위치가 예를들어 5-5 위치와 같이 가장 알맞는 높이로 선택될 수가 있다. 본 장치가 최소 하중 조건하에서 총 스프링력을 제공하여야만 하므로 하중지탱 스프링실은 본 장치가 원하는 수준으로 유지될 때의 하중압력을 가지게 될것이고 완전히 신장되었을 경우에도 이 압력은 대기압 이하치로는 감소하지 않을 것이다. 한편, 본 장치가 보조장치로 사용되는 경우에, 종래의 현가장치의 스프링들은 예를들어 6-4 위치와 같이 보통 가장 바람직한 중앙 위치보다 약간 위에 있는 예정된 위치에 최소 하중을 지탱해 주고 있는 스프링 힘을 담당하고 있다. 이와같이 만약에 보조장치가 최소 조건하에서 스프링 힘을 제공한다면 이 장치는 하중의 일부를 지탱하는 부담을 지니지 않으면 안되고, 예를들어

위치와 같이 종래의 스프링보다 더 높은 위치에 스프링지지 상부 몸체를 유지시켜 줌으로써만이 이것이 성취될 수 있다. 그런데, 이 위치는 부가정하중분으로서 본 장치의 자동평형 유지가 형성되는 위치가 될 것이다. 이러한 동작 특성을 갖는 장치는 전하중의 범위에 걸쳐 최소 하중시 코일스프링과 공기스프링 보조장치를 지녀야 하는 단점들을 내포한채 제작될 것이며, 공기실로부터 공기를 흡인하고 배출하는 불편을 제거할 수 있는 장점만을 가지고 있다. 물론 자동차의 후단을 비교적 높은 수준에 유지시킬 수 있다는 사실은 이것을 바람직한 결과라고 일반적으로 인식되어진다. 그러나 이러한 결과를 필요로 하지 않을 경우에, 보조장치는 무하중 조건하에서 동작할 수 있는 능력을 가지고 있어야만 한다.

본 장치에서는 자동평형 유지가 일어나는 위치를 5-5 위치로 잡고 있다. 대부분 종래의 현가장치들은 최소 하중 조건하에서 이보다 높은 위치에 유지되고 있으므로, 본 발명의 보조장치는 종래의 현가장치를 5-5 위치까지 응력을 가하는데 충분한 정하중이 부가될 때까지는 하중의 일부를 담당하기 시작하지 않을 것이다. 전 범위 중 이 최소 부분 내에서 본 장치는 정하중 위치에서 하중을 담당하지 않는다. 하중지탱 스프링실 내의 무하중 상태는 실내압이 대기압보다 높지 않다는 것을 실제로 의미하고 있다. 그러나 나중에 좀더 자세히 설명하겠지만, 본 장치는 하중지탱 스프링실 내의 부압력과도 잘 동작하고 있다. 그러나 부압력의 범위는 액체의 증기압을 초과하지 않는다. 이와같이 제한된 부압력을 장치에 생성된 부의 스프링 압력 단위로 환산한다면 최대가 6.8kg 정도이므로 스프링 작용에 관한한 실제로는 무시되어도 괜찮다.

감쇄특성에 대하여 생각할 때 이 장치가 보조장치로 사용되는 경우에 하중지탱 스프링 실내압이 부(負)인 까닭에 초래하는 무하중 특성이 감쇄특성에 임계지탱을 부여한다. 이전기술에 의한 장치의 감쇄작용은 액체스프링장치를 총망라하여 하중지탱 스프링실 내의 유동제어 요소들에 의하여 얻어졌다.

이러한 상황하에서 감쇄발브장치를 통하여 일어나는 유동은 유체의 압력에 의한 압축 또는 반동 행정기간 중에만 이루어졌으므로 무하중 상황하에서 수압유체의 압력이 대기압 그 이하로 감소될 때 감쇄기능은 없어지게 된다. 전동작 범위의 조그만 부분에 지나지 않더라도 잠시나마 감쇄기능이 상실된다는 것은 심각한 문제가 될 수 있다. 특히 최소 하중조건이 아주 빈번히 생기게 되기 때문이다. 이러한 문제가 크게 대두되는 경우는 종래의 완충기가 담당하던 감쇄기능을 대신하여 담당하는 보조장치의 구실을 하게 될 경우이다.

본 장치는 감쇄작용과 하중지탱 스프링실을 각각 분리시킴으로서 이러한 단점들을 미연에 방지하고 있다. 본 장치의 경우 감쇄기능은 하중지탱 스프링실 내압과 상관없이 얻어지고 실제로 수압유체 결함이 이 실내에서 발생한다 할지라도 이 장치는 여전히 종래의 완충기를 제거함으로써 없어진 감쇄작용을 계속하고 있게 된다. 하중 지탱 스프링실 내압에 상관없이 압축 및 반동 전행정에 걸쳐 정 감쇄기능을 마련할 수있다는 것이 본 발명의 원리와 부합하는 보조장치의 근본적인 특성이다. 그뿐 아니라 이러한 근본적인 특징은 하중지탱 스프링실과 상관없이 감쇄기능을 얻음으로서 얻을 수 있다. 그러나 본 발명의 사고 범위에 속하는 한도는 이러한 근본적인 특성을 달성하기 위하여 그러한 분리시키는 작업을 하지 않고도 감쇄기능을 얻는데 있다. 이와같은 감쇄기능을 얻기 위하여 생각해 낸 것이 신축 자재한 형식으로 설치된 견고한 벽 사이에 채워 유채의 흐름을 제어되고 제한되게 하여 유체의 압력에 무관한 유동을 얻는 방식이다.

본 발명이 지닌 평형유지 능력과 같은 장점들은 보조장치 뿐만 아니라 주 현가장치들에도 적용시킬 수가 있다. 따라서 이러한 장점들은 스프링 효과가 액체와 공기를 공히 매개물로 사용하는 혼합방식인 경우에도 마찬가지로 똑같이 적용될 수 있다. 본 발명의 평형유지 능력은 두가지의 아주 흘륭한 장점들을 성립시킨다. 첫째, 압축행정이건 반동행정이건 상관없이 언제나 이 장치가 중앙위치를 통과할 때 일어나는 스프링 힘의 갑작스러운 변동을 제거해 준다. 둘째, 펑형유지 장치는 하중지탱 스프링실로부터의 수압유체의 정변위 이용할 뿐반 아니라 마찬가지로 스프링실로 들어가는 수압유체의 정변위도 이용하고 있다. 블리드장치에 잠재하고 있는 단점들이 제게되고 이 장치의 "헌팅" 특성들이 안에 설치된 지연장치들을 지니고 있는 유체장치들고 비교해서 현저히 최소로 감소되었을 경우에 수압유체의 유입 및 배출을 정확히 제어할 수 있게 된다.

이러한 결과들을 얻으려면 펌프-업(pump-up)장치를 설치하면 된다. 이 펌프-업 장치의 압력행정은 본장치의 압축행정 또는 반동행정 또는 이들 모두에 해당된다. 본 실시예에서 펌프-업장치의 압력행정은 본 장치의 압측행정기간 중에 일어난다. 펌프-업장치의 펌프실, 32 내의 수압유체가 압력행정기간 중에 하중실로 이동되었으므로 펌프실 내압이 하중압과 동일하게 되며, 펌프부재들은 변위부재 및 하중지탱 스프링실에 의하여 제공된 스프링 힘을 격중시키는 역할을 하게 되는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명에서 압축행정기간 중에 펌프실 132 내의 하중압력을 받고 있는 수압유체는 펌프로드 130에 마련된 양정영역에 작용한다. 다시 말하면 인양 영역의 단면적상에 작용한다. 그러나 반동행정기간 중에 펌프실 내압이 변하여 내압 즉 대기압을 공급하게 될 때는 이 격증하는 스프링 힘이 이상 더 펌프로르의 인양영역상에 적용하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나 펌프실 내압의 변동으로 인한 인양력의 변화는 이 장치의 신축운동의 방향이 전환할 때 일어난다는 것도 알 수 있을 것이며 결과적으로 인양력의 변화가 갑작스럽게 일어나는 사실을 승객이 감지할 수 없게 되는 것이다. 본 장치의 수축운동이 중앙위치를 통과하는 동안에만 동작하는 펌프-업 장치도 지금까지 제안된 수많은 장치들로 그렇듯이 필연적으로 압축행정이건 반동행정이건 항상 중앙위치를 그 장치가 통과할 때 일어나는 급작스러운 변동을 초래하지 않으면 안되게 되어 있다. 따라서 이러한 급작스러운 변동을 승객이 느낄 수 있다면 이는 근본적으로 불량한 동작특성의 원인이 되는 것이다.

본 발명의 펌프-업 장치는 압축행정 전 기간을 걸쳐 동작시킬 수 있다. 왜냐하면 분리된 펌프-다운(pump-down)장치가 별도로 마련되어 있어 본 장치가 신장하는 방향으로 중앙위치를 지나쳐 움직일 때에만 동작하고 있기 때문이다. 따라서 이 장치는 위치반응기이다.

펌프-다운장치의 하중압력 응답밸브기구 148은 중앙위치 통과시 스프링력의 급작스러운 변동을 최소한으로 감소시키는 역할을 하고 있다는 것도 알 수 있을 것이다. 펌프-다운실의 배출압을 하중압과 동일하게 유지시켜 줌으로서, 펌프-다운장치의 펌프장치들 위에 작용하는 압력조건들이 압축행정이나 반동행정기간 중 특히 펌프장치들이 동작하게 되는 중간부를 통과할 때 항상 급작스러운 변동을 유발하는 격증 스프링력을 만들어내지 못하게 될 것이다.

상이한 행정과 상이한 변위를 각각 지니고 있는 분리된 펌프장치를 마련함으르서, 자동평형유지를 쉽게 얻을 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 펌프-업 장치의 변위는 펌프-다운장치의 약 ½이지만 행정은 약 두배다. 따라서, 이 장치가 1완전동작 주기를 거치는 동안에 동량의 수압유체가 하중지탱 스프링 속으로 들어갔다가 나온다. 여기서 1완전동작 주기란 압축행정도중의 중앙위치로부터 시적하여 계속 압축되어 한계점에 도달한 후 반동행정으로 들어가 중앙위치를 통과한 다음에 한계점에 도달하여 다시 압축행정으로 들어가 원점으로 되돌아 올 때까지의 주기를 말한다. 이와같이 자동차의 스프링지지 상부 몸체가 지니고 있는 정하중이 예를들어 5-5 위치로 설계된 평형유지 위치에 이 장치와 함께 정적으로 유지되어 있을때는 항상 동적인 동작은 평균 동작 수준으로서 스프링지지 상부 몸체와 정하중의 위치를 5-5 위치에서 유지시켜 주는 역할을 하게 될 것이다.

정하중이 증가되면, 그 변동된 정하중을 정적으로 5-5 위치 밑(예를들어 4-6)으로 유지시키기 위하여 이 장치가 동작할 것이다. 이 위치가 동적인 동작이 시작될 때의 최초 평균 동작수준이 될 것이다. 그러나 5-5 위치 이하의 수준으로 시작해서 끝나버리는 동작주기는 펌프-다운장치의 동작행정이 펌프-업장치의 동작행정의 ½보다 작으므로 수압유체가 하중지탱 스프링실 속으로 유입되기만 하는 결과를 초래하게 될 것이다. 예를들어, 4-6부터 3-7로 다음에 5-5, 4-6순으로 이동하는 주기에서, 펌프-업 장치는 4-6부터 3-7까지의 압축행정기간 그리고 5-5부터 4-6까지의 압축행정기간 중에 실내로 펌프질하겠지만, 실밖으로의 펌프질은 펌프-다운장치가 5-5 위치 이상에서만 동작하기 때문에 전혀 일어나지 않게 될 것이다. 이러한 동작주기는 각각 수압유체를 하중지탱 스프링실 속으로 유입되게 하는 순수 이동을 초래하므로 동적인 동작의 짧은 기간 후에도 평균 동작수준은 예를들어 5-5 위치와 같은 설계상의 수준에 도달하게 될 것이다.

정하중이 감소되었을 때 주 현가장치 방식으로 사용되었다고 가정된 장치는 예를들어 6-4와 같은 5-5위치 위에 있는 수준으로 스프링지지 상부 몸체를 정적으로 유지해 주는 역할로 들어가게 될 것이다. 즉 이 수준이 동적인 동작이 시작되는 최초 평균동작 수준이 될 것이다. 5-5 위치 이상의 수준에서 시작하여 내압 즉 끝나는 동작 주기는 펌프-다운장치의 동작행정이 펌프-업장치의 동작행정의 ½보다 크게 되므로 하중지탱 스프링실로부터 수압유체를 흘러나오게 하는 순수 이동을 초래하게 될 것이다. 예를들어 6-4에서 5-5, 7-3, 6-4순으로 이동하는 주기에서 펌프업장치는 6-4에서 5-5로 가는 압축행정기간과 7-3에서, 6-4로 가는 압축행정기 중에 실내로 펌프질할 것이다. 그러나 실외로 펌프질하는 동작은 5-5부터 7-3까지의 전반동 행정기간 중에 일어나므로 결과적으로 밖으로 퍼낸 유체의 두배에 해당하는 유량이 펌프-다운장치의 두배의 변위로 인하여 속으로 펌프질해 넣게 될 것이다. 이러한 동작 주기가 각각 하중지탱 스프링실 밖으로 수압유체를 퍼내는 순수 이동을 초래하므로 동적인 동작이 잠간 있는 이하에 평균 동작 수준이 예를들어 5-5 위치와 같은 설계된 수준으로 도달하게 될 것이다.

자동차의 스프링지지 상부 몸체가 종래의 현가장치에 의하여 정상적으로 유지되는 수준보다 낮게 설계된 수준으로 장치가 보조방식으로 사용되고 있을 때 이 장치의 펌프-다운 동작이 다르다는 사실을 주목하는 것이 중요하다. 그리고 정하중의 감소는 스프링지지 상부 몸체를 정적으로 이 장치의 설계된 수준으로 이동시키지 못하는 값으로 정하중을 끌어내린다는 사실도 중요하다. 근본적으로, 이러한 상황하에서는 종래의 현가장치가 동작하여 이 장치의 동작이 얻으려는 5-5 위치로 스프링지지 상부 몸체가 움직이지 못하도록 방해한다는 것이 주지될 것이다. 종래의 현가장치가 정상적으르 새로 감소된 정하중을 6-4라는새로운 수준으루 유지한다고 가정한다면(감소된 정하중의 결과로서 이 장치가 도달한 새로운 수준), 동적인 동작의 시작이 스프링실로부터 수압유체가 흘러나오는 결과를 낳게 된다. 그러나 종래의 현가장치가 스프링지지 상부 몸체를 6-4 위치에 유지시켜 주고 있으므로, 유체가 밖으로 흘러나온다 할지라도 주 현가 형식의 경우와 같이 평균 동작 수준이 낮아지는 결과를 초래하지는 않는다. 그 대신에 평균 동작 수준은 항상 6-4 위치에 머물러 있고, 하중지탱 스프링실 내압이 점차적으로 감소되어 결국 수압유체의 증기압과 동일한 위치에 도달하게 된다. 한번 이 압력치에 도달하면, 실내의 수압유체가 전혀 남지 않고 비우게 될 때까지 압력의 감소는 이상 더 일어나지 않게 될 것이다.

본 발명의 원리에 따라서 이러한 상황하에서 실 108에서 수압유체가 흘러나가 비어 버리게 되는 범위를 제한하도록 펌프 다운 장치를 설계한다. 실 108로부터 추출될 수 있는 수압 유체량을 제한함으로서, 정하중의 증가에 좀더 신속한 반응을 보일 수 있게 되는 것이다.

이러한 동작상의 장점들을 쉽게 알려면 전형적인 보조장치의 형식으로 사용될 경우를 생각해 보면 될 것이다. 이 보조장치의 형식의 대표적인 예로서 직장에 출퇴근하는 운전수 한 사람이 타는 평일의 경우와 전 가족이 다 함께 트레일러를 달고 주말여행을 떠날 경우를 비교할때 어떻게 이 보조장치가 쓰여지는가를 쉽게 알 수 있다. 따라서 이 경우에 평일의 정하중은 종래의 현가장치에 의하여 6-4 스프링 상부의 위치를 보통 유지하고 주말의 경우는 3-7 위치를 유지한다고 가정해 보자 그리고 본 발명의 보조장치를 설치했을 때 5-5 위치로 이 자동차가 평형된다고 하자, 편리하게 하기 위하여, 트레일러가 떼어지고 정하중이 제거되는 주말을 이러한 동작주기 중에서 택해서 설명한다. 주말의 정하중이 제거되자마자, 실 108내에 수압유체는 압력을 받으므로 자동차의 스프링지지 상부 몸체를 위로 치켜 올리게 되어 결국 스프링지지 상부 몸체의 하중 중에 충분한 할당량을 담당하게 되어 정평형 위치에 도달하게 된다(예를들면

) 동적인 평형 동작이 시작될 때 수압유체는 점차적으로 실 108로부터 펌프질하여 빼내지므로 6-4라는 정하중 위치에서 수압의 압력이 대기압과 동일하게 될때까지 실내압이 감소되고 정평형의 위치가 점진적으로 낮아지게 된다. 이 지점에서 종래의 현가장치는 모든 스프링 위 질량하중을 무하중 상태에 있는 장치와 더불어 6-4 위치로 유지시켜 주고 있다. 이 장치는 스프링지지 상부 몸체 6-4 위치 이하로 동적으로 아래로 이동할 때 하중과 정실내압 상태가 되고 스프링지지 상부 몸체가 6-4 위치 이상으로 동적으로 위로 이동할 때 부실내압 상태가 된다. 이와같은 동적인 동작이 계속될 때 실 108 내의 압력 상태의 범위는 상술한 펑균 동작 수준을 부수적으로 낮추어 주는 일이 없이 더욱 잘 감소한다. 이와같이 낮아진 압력 범위는 수압유체의 증기압과 동일한 최소압을 신속히 함유하게 될 것이다. 이와같은 최소압에 일단 도달하면, 수압유체가 계속 제거되어도 부수적인 압력감소가 수반되지 않은채 실내에 존재하는 기화유체(또는 갇혀진 공기)의 량이 점점 더 많아지는 결과를 초래하게 될 것이다. 실 108 내의 수압유체압이 펌프-다운장치의 흡입행정기간 중에(즉 본 장치의 압축운동이 중앙 위치상에 있는 경우) 유체의 중기압을 유지하고 있을 때는 항상 실 108로부터 밸브 106을 거쳐 펌프실 150으로 유입되는 유체의 흐름은 보다 낮은 압력이 펌프실 내에 생성될 때까지는 일어나지 않을 것이다. 그러나 펌프실 150의 부피가 팽창할 때, 기화하는데 필요한 충분한 수압유체가 존재하고 있는한, 펌프실의 압력은 증기압을 그대로 유지할 것이며 흡입행정은 펌프실 142 밑에 있는 펌프관 144 속에 증기 포겟트를 발생시키는 결과를 초래할 것이다.

이 장치가 적당한 번도로 5-5 위치를 지나쳐 압축되고 있는 동적인 동작을 가정한다면, 펌프관 144에 생성된 증기 포겟트는 밀봉기가 부분 146에 도달하자마자 밀봉기 142 위에 있는 펌프관 144 내의 액체와 통하게 될 것이다. 이러한 액제는 144를 통하여 증기 포겟트를 위로 변위시켜 효과적으로 펌프실 150을 보충시켜 줌으로서 결국 펌핑행정기간 중에 유체는 펌프질되어 밖으로 버려지게 될 것이다. 펌프-다운관 144의 액체수준이 어느정도 부분 146 이하로 떨어져 밖으로 펌프질 된 유체량(증기 포켓트가 액체로 변한이후)이 안으로 펌프질 된 유체량과 똑같게 되어 실 108으로부터의 유체 이동이 이상 더 없게 될 때까지 상술한 작용은 계속 일어날 것이다. 따라서 동적인 평일 작용의 짧은 기간이 지난 이후에 본 장치는 근본적으로 일정한 무하 중 스프링 힘(감쇠기능은 영향을 받지 않음) 특성과 스프링 실 108로부터 제거될 수있는 수압유체량에 명확한 한계성을 부여하는 특성을 모두 지니고 있는 펌프-다운 방식으로 계속해서 동작할 수 있다. 그런데 정하중이 부가되었을 때 스프링지지 상부 몸체는 3-7 정위치로 하강하여 동적인 동작이 시작되자마자 몇 주기도 안되서(약 7주기) 충분한 유체가 실 108 속으로 펌프질 되어 들어가 관 144와 실 108 내의 비교적 작은 증기 포켓트를 보충하게 되고 설계된 5-5 수준에 도달할 때까지 급격히 증가하는 스프링 힘을 그 속에 이룩하게 될 것이다.

이와같이 본 발명의 여러가지 목적들이 충분하고도 효과적으로 달성되었다는 것을 알 수 있게 될 것이다. 그러나 여기서 상기 주의하여야 할 점은 지금까지 설명한 장치의 특성은 어디까지나 본 발명의 기능 및 구조상의 원리들을 알기 쉽게 설명하기 위하여 채택된 것이므로 이 원리에서 벗어나지 않는 한도 내에시 약간 변형할 수 있다는 점이다.

Claims (1)

1. 자동차에 종래의 완충기 대신 설치하는데 적합한 유체스프링 보조장치를 결합한 자동평형유지 완충기에있어서, 상기 완충기가, 신축자재하게 서로에 대해 수직운동을 하도록 장착된 1조의 관형 구조물(12,14), 상기 수직운동에 응하여 관형구조물(12,14)가 신축 운동하도록 자동차의 스프링지지 상하 몸체 사이에 연결시키기 위한 상기 관형구조물 외단부상의 부재(20,30), 다량의 수압유동체를 가지고 있는 상기 하나의 관형구조물 내측에 형성된 공급 감쇠실(40), 관형구조물(12,14)의 신축 운동에 따라 압축 감쇠실(36)의 외측으로 그리고 반동감쇠실(38) 및 공급감쇠실(40) 내로 또는 그 역으르의 수압유동체의 흐름을 제어하기 위한 제어부재(44,46,48), 피스톤 로드를 형성하는 관형부재(28)의 내측에 형정되고 상기 수압유동제의 일부를 함유하는 하중지탱 스프링실(108), 관형구조물(12,14)가 자동차의 스프링 지지상부 몸체에 의해 지탱되는 정하중에 따라 변화하는 예정된 중앙의 상대 신축 위치에 있을 때 하중지탱력을 제공하기에 충분한 상기 하중지탱 스프링실(108) 내 수압유체의 가변량을 유지하도록 최소한 하나의 감쇠실 내 함유된 유동체의 하중지탱 스프링실(108)의 내외로의 이동을 달성하며 관형구조물(12,14)의 신축 운동에 따라 작동가능한 관형구조물 내 위치 감응부재(148)로 구성되고, 여기서, 상기 관형구조물의 하나는 실린더로 구성되고, 다른 하나는 상기 실린더 내에 접동자재하게 장착된 피스톤부재(34)과 그에 연결된 피스톤 로드부재(28)을 가지고 있으며 그의 단부를 지나 실린더 외측으로 연장하며, 상기 피스톤부재(34)은 상기 관형구조물의 신축 운동에 응하여 체적이 증감하는 반동 감쇠실(38)과 압축 감쇠실(36)로 상기 실린더를 양분하며, 또한 상기 관형구조물은 상기 피스톤 로드(28)과 신축자재하게 변위부재(110)에 배치된 환상벽부재와 떨어져 있는 긴 변위부재(110)을 갖는 하중지탱 스프링실(108)을 형성하는 상기 감쇠실과 분리된 부재(142)를 가지고 있어 상기 하중지탱 스프링실이 관형구조물의 신축 운동에 따라 상기 변위부재(110)에 의해 수축시 체적이 감소하고 신장시 증가하도록 하며, 상기 하중지탱 스프링실 내 유동체의 압력은 관형구조물(12,14)의 신축 운동에 따라 수축시 증가하고 신장시 감소하여 상기 관형구조물의 운동의 상대위치와 상기 하중지탱 스프링실 내 수압 유동체의 양에 따라 변하는 상기 변위부재(110)의 유효면적에 작용하는 하중 지탱력을 부여하도록 구성된 자동평형 유지 완충기.

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