KR101662472B1

KR101662472B1 - 완충기

Info

Publication number: KR101662472B1
Application number: KR1020157016798A
Authority: KR
Inventors: 다카시 데라오카
Original assignee: 케이와이비 가부시키가이샤
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2016-10-04
Also published as: US20160195153A1; WO2014103821A1; EP2940344B1; JP2014126092A; CN104903612A; CN104903612B; EP2940344A4; KR20150087417A; US9476477B2; JP5936128B2; EP2940344A1

Abstract

완충기는, 실린더와, 피스톤과, 피스톤 로드와, 감쇠 통로와, 바이패스로와, 셔터와, 가압 부재와, 일단부가 실린더에 고정되고 타단부가 셔터에 대향하는 컨트롤 스프링을 구비하고, 피스톤이 실린더에 대해 소정 위치를 넘어 압축측실측으로 변위되면, 셔터가 컨트롤 스프링에 압박되어 바이패스로를 폐쇄하고, 컨트롤 스프링은, 타단부측을 소직경으로 한 원뿔 코일 스프링이며, 컨트롤 스프링의 소직경측 단부에, 실린더의 내주에 미끄럼 접촉하는 가이드 링이 장착된다.

Description

완충기 {SHOCK ABSORBER}

본 발명은, 완충기에 관한 것이다.

밴이나 트럭과 같은 사람이나 화물의 운반을 목적으로 하는 차량에 있어서는, 짐의 다소나 중량에 따라 적재 하중이 변화된다. 이러한 차량에서는, 서스펜션에 조립되는 완충기의 감쇠 특성이 일정하면, 적재 하중의 경중에 따라 차량에 있어서의 승차감이 변화되어 버린다. 예를 들어, 완충기의 감쇠 특성을 적재 하중이 무거운 경우에 최적으로 되도록 설정하는 경우는, 적재 하중이 가벼우면 감쇠력 과다로 되어 차량에 있어서의 승차감을 악화시키게 된다. 반대로, 완충기의 감쇠 특성을 적재 하중이 가벼운 경우에 최적으로 되도록 설정하는 경우는, 적재 하중이 무거우면 감쇠력 과소로 되어 차량에 있어서의 승차감을 악화시키게 된다.

따라서, 적재 하중에 감응하여 감쇠 특성을 자동적으로 변화시키는 완충기가 개발되어 있다. 이러한 완충기는, 예를 들어 실린더와, 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더 내를 신장측실과 압축측실로 구획하는 피스톤과, 실린더 내에 이동 가능하게 삽입 관통됨과 함께 피스톤에 연결되는 피스톤 로드와, 피스톤에 설치한 신장측 포트와 압축측 포트와, 신장측 포트를 개폐하는 신장측 리프 밸브와, 압축측 포트를 개폐하는 압축측 리프 밸브와, 피스톤 로드의 선단에 장착되는 피스톤 너트와, 피스톤 너트의 측방으로부터 개구되어 피스톤 로드 내를 통해 신장측실과 압축측실을 연통하는 바이패스로와, 피스톤 너트의 외주에 미끄럼 이동 가능하게 장착되어 바이패스로를 개폐하는 셔터와, 바이패스로를 개방하는 방향으로 셔터를 가압하는 스프링과, 일단부가 실린더에 고정되고 타단부가 셔터에 대향하는 컨트롤 스프링을 구비하여 구성된다.

상기한 완충기에 있어서는, 적재 하중이 가벼운 경우는, 셔터가 컨트롤 스프링에 충합하지 않고, 바이패스로가 개방된 상태로 되므로, 완충기는 낮은 감쇠력을 출력한다. 반대로, 적재 하중이 무거운 경우는, 피스톤의 위치가 하방으로 깊이 들어가, 컨트롤 스프링이 셔터를 압박하여 바이패스로가 폐색되므로, 완충기는 높은 감쇠력을 출력한다. 이와 같이, 상기한 완충기는, 적재 하중에 적합하도록 자동적으로 감쇠 특성을 조절할 수 있다(예를 들어, JP2000-225823A 참조).

상기한 완충기는, 차량에 적재되는 짐의 하중에 따라서 최적의 감쇠 특성을 실현할 수 있고, 적재 하중을 기계적으로 검지하는 구조로서, 컨트롤 스프링을 사용하고 있다. 그러나, 컨트롤 스프링은 통 형상의 코일 스프링이며, 실린더의 내주에 간섭하면, 실린더의 내면을 손상시켜 버리는 것이 생각된다.

피스톤의 미끄럼 이동면인 실린더 내면이 손상되면, 실린더에 생긴 흠집에 의해 피스톤의 외주를 우회하여 신장측실과 압축측실이 연통되게 된다. 이 경우는, 완충기가 목적대로의 감쇠 특성을 발휘할 수 없게 되어, 차량에 있어서의 승차감을 악화시켜 버릴 가능성이 있다.

본 발명은, 상기한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 목적대로의 감쇠 특성을 유지할 수 있고, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있는 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 완충기이며, 실린더와, 상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 상기 실린더 내를 신장측실과 압축측실로 구획하는 피스톤과, 상기 실린더 내에 이동 가능하게 삽입 관통됨과 함께 상기 피스톤에 연결되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤에 설치되어 상기 신장측실과 상기 압축측실을 연통하는 감쇠 통로와, 상기 감쇠 통로를 우회함과 함께 상기 피스톤 로드 내를 통해 상기 신장측실과 상기 압축측실을 연통하는 바이패스로와, 상기 피스톤 로드에 축방향으로 이동 가능하게 장착되어 상기 바이패스로를 개폐하는 셔터와, 상기 바이패스로를 개방하는 방향으로 상기 셔터를 가압하는 가압 부재와, 일단부가 상기 실린더에 고정되고 타단부가 상기 셔터에 대향하는 컨트롤 스프링을 구비하고, 상기 피스톤이 상기 실린더에 대해 소정 위치를 넘어 상기 압축측실측으로 변위되면, 상기 셔터가 상기 컨트롤 스프링에 압박되어 상기 바이패스로를 폐쇄하고, 상기 컨트롤 스프링은, 상기 타단부측을 소직경으로 한 원뿔 코일 스프링이며, 상기 컨트롤 스프링의 상기 소직경측 단부에, 상기 실린더의 내주에 미끄럼 접촉하는 가이드 링이 장착되는 완충기가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 완충기의 단면도이다.
도 2는 완충기의 변형예를 도시하는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 완충기의 다른 변형예를 도시하는 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

본 발명의 완충기(S)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더(1)와, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 실린더(1) 내를 신장측실(R1)과 압축측실(R2)로 구획하는 피스톤(2)과, 실린더(1) 내에 이동 가능하게 삽입 관통됨과 함께 피스톤(2)에 연결되는 피스톤 로드(3)와, 피스톤(2)에 설치되어 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 연통하는 감쇠 통로로서의 신장측 피스톤 통로(2a) 및 압축측 피스톤 통로(2b)와, 신장측 피스톤 통로(2a) 및 압축측 피스톤 통로(2b)를 우회함과 함께 피스톤 로드(3) 내를 통해 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 연통하는 바이패스로(B)와, 피스톤 로드(3)에 축방향으로 이동 가능하게 장착되어 바이패스로(B)를 개폐하는 셔터(4)와, 바이패스로(B)를 개방하는 방향으로 셔터(4)를 가압하는 가압 부재로서의 코일 스프링(5)과, 일단부가 실린더(1)에 고정되는 원뿔 코일 스프링인 컨트롤 스프링(6)과, 실린더(1) 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입됨과 함께 컨트롤 스프링(6)의 소직경측 단부에 장착되어 셔터(4)의 도 1에 있어서의 하단부에 대향하는 가이드 링(7)을 구비하여 구성된다. 완충기(S)는, 예를 들어 차량(도시하지 않음)에 있어서의 차체와 차축 사이에 개재 장착되고, 감쇠력을 발생시켜 차체의 진동을 억제하는 것이다. 신장측실(R1)은, 차체와 차축이 이격되어 완충기(S)가 신장 작동할 때에 압축되는 실이고, 압축측실(R2)은, 차체와 차축이 접근하여 완충기(S)가 수축 작동할 때에 압축되는 실이다.

또한, 완충기(S)는, 실린더(1)의 외주를 덮는 바닥이 있는 통 형상의 외통(10)을 구비한다. 실린더(1) 및 외통(10)의 도 1에 있어서의 상단부의 개구 단부에는 환 형상의 헤드 부재(11)가 장착되고, 실린더(1)의 하단부는 밸브 케이스(12)에 의해 폐색되어 있다. 그리고, 외통(10)과 실린더(1) 사이의 환 형상 간극에 리저버(R)가 형성되어 있다. 신장측실(R1) 및 압축측실(R2) 내에는, 작동유 등의 액체가 충전되고, 리저버(R) 내에는, 상기 액체와 기체가 봉입되어 있다.

피스톤 로드(3)의 도 1에 있어서의 상단부는, 헤드 부재(11)에 의해 미끄럼 이동 가능하게 축지지되어 실린더(1) 밖으로 돌출되어 있고, 완충기(S)는, 이른바 편 로드 복통의 완충기로 된다. 피스톤 로드(3)와 외통(10) 사이는, 헤드 부재(11)에 적층된 환 형상의 시일 부재(13)에 의해 밀하게 시일되어 있다.

완충기(S)가 이른바 편 로드의 완충기로 되므로, 완충기(S)의 신축에 수반하여 실린더(1) 내에 드나드는 피스톤 로드(3)의 체적은, 리저버(R)로부터 실린더(1) 내로 액체를 공급, 혹은 실린더(1)로부터 리저버(R)로 액체를 배출함으로써 보상된다.

이로 인해, 실린더(1)의 도 1에 있어서의 하단부를 폐색하는 밸브 케이스(12)에는, 실린더(1)로부터 리저버(R)로의 액체의 배출을 가능하게 하는 배출 통로(12a)와, 리저버(R)로부터 실린더(1) 내로의 액체의 공급을 가능하게 하는 흡입 통로(12b)가 설치되어 있다.

배출 통로(12a)에는, 실린더(1)로부터 리저버(R)를 향하는 액체의 흐름만을 허용하고, 이 액체의 흐름에 저항을 부여하여 완충기(S)의 수축 작동시에 실린더(1) 내의 압력을 상승하게 하는 베이스 밸브(14)가 설치된다. 흡입 통로(12b)에는, 리저버(R)로부터 실린더(1) 내를 향하는 액체의 흐름만을 허용하고, 완충기(S)의 신장 작동시에 개방되어 실린더(1)에 의한 액체의 흡입을 가능하게 하는 역지 밸브(15)가 설치되어 있다.

리저버(R)는, 외통(10)과 실린더(1) 사이에 설치하는 것 외에, 실린더(1)와는 별개로 탱크를 설치하여 형성하도록 해도 된다. 또한, 신장측실(R1), 압축측실(R2) 및 리저버(R) 내에 충전되는 액체는, 작동유 이외에도, 예를 들어 물, 수용액과 같은 액체를 사용할 수도 있다. 또한, 완충기(S)는, 편 로드가 아닌, 양 로드로 설정되어도 된다.

피스톤 로드(3)는, 도 1에 있어서의 하단부측에 소직경부(3a)가 형성되고, 소직경부(3a)의 선단 외주에는 나사부(3b)가 형성되어 있다. 또한, 피스톤 로드(3)에는, 소직경부(3a)의 선단에 개구되어 피스톤 로드(3)의 축방향으로 형성된 세로 구멍(3c)과, 소직경부(3a)의 외주에 개구되어 세로 구멍(3c)으로 통하는 제1 가로 구멍(3d) 및 제2 가로 구멍(3e)이 형성되어 있다.

피스톤(2)은, 환 형상으로 형성됨과 함께, 내주측에 피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)가 삽입되어 있다. 또한, 피스톤(2)에는, 상술한 바와 같이, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 연통하는 감쇠 통로로서, 신장측 피스톤 통로(2a)와 압축측 피스톤 통로(2b)가 설치되어 있다. 신장측 피스톤 통로(2a)는, 피스톤(2)의 도 1에 있어서의 하면에 적층되는 신장측 리프 밸브(16)에 의해 개폐되도록 되어 있다. 압축측 피스톤 통로(2b)는, 피스톤(2)의 도 1에 있어서의 상면에 적층되는 압축측 리프 밸브(17)에 의해 개폐되도록 되어 있다.

신장측 리프 밸브(16)는, 환 형상으로 형성되고, 내주가 피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)에 고정되어 외주측의 휨이 허용된다. 신장측 리프 밸브(16)는, 휜 상태로 되면 신장측 피스톤 통로(2a)를 개방한다. 압축측 리프 밸브(17)는, 환 형상으로 형성되고, 내주가 피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)에 고정되어 외주측의 휨이 허용된다. 압축측 리프 밸브(17)는, 휜 상태로 되면 압축측 피스톤 통로(2b)를 개방한다.

신장측 리프 밸브(16)는, 완충기(S)의 신장 작동시에는, 상승하는 신장측실(R1)의 압력에 의해 휘어 밸브 개방되고, 신장측 피스톤 통로(2a)를 개방하여 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 이동하는 액체의 흐름에 저항을 부여한다. 또한, 완충기(S)의 수축 작동시에는, 신장측 피스톤 통로(2a)를 폐색한다. 압축측 리프 밸브(17)는, 신장측 리프 밸브(16)와는 반대로, 완충기(S)의 수축 작동시에는, 압축측 피스톤 통로(2b)를 개방하여 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로 이동하는 액체의 흐름에 저항을 부여한다. 또한, 신장 작동시에는, 압축측 피스톤 통로(2b)를 폐색한다.

즉, 신장측 리프 밸브(16)는, 완충기(S)의 신장 작동시에 신장측 감쇠력을 발생하는 감쇠력 발생 요소이고, 압축측 리프 밸브(17)는 완충기(S)의 수축 작동시에 압축측 감쇠력을 발생하는 감쇠력 발생 요소이다.

또한, 신장측 리프 밸브(16) 및 압축측 리프 밸브(17)가, 각각 신장측 피스톤 통로(2a) 및 압축측 피스톤 통로(2b)를 폐쇄한 상태에 있어도, 도시하지 않은 주지의 오리피스나 초크에 의해, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)이 연통되도록 되어 있다. 오리피스나 초크는, 예를 들어 신장측 리프 밸브(16) 및 압축측 리프 밸브(17)의 외주에 절결을 설치함으로써 형성되거나, 피스톤(2)에 설치된다.

피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)의 외주이며, 신장측 리프 밸브(16)의 도 1에 있어서의 하방에는, 신장측 리프 밸브(16)의 휨량을 규제하는 환 형상의 밸브 스토퍼(29)가 적층된다. 또한, 피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)의 외주이며, 압축측 리프 밸브(17)의 도 1에 있어서의 상방에는, 압축측 리프 밸브(17)의 휨량을 규제하는 환 형상의 밸브 스토퍼(18)가 적층된다.

피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)에는, 도 1에 있어서의 밸브 스토퍼(18)의 상방에, 밸브 스토퍼(18)측으로부터 차례로, 저부에 소직경부(3a)가 삽입 관통되는 바닥이 있는 통 형상의 케이스(19)와, 통 형상이며 소직경부(3a)의 외주에 장착되는 환 형상의 스페이서(20)와, 신장측 감쇠 밸브(21)와, 소직경부(3a)의 외주에 장착됨과 함께 케이스(19)의 개구 단부에 끼워 맞추어지는 환 형상의 구획 부재(22)와, 압축측 감쇠 밸브(23)가 적층되어 조립 장착되어 있다.

스페이서(20)는, 도 1에 있어서의 상단부의 내주에 설치되고 소직경부(3a)의 외주에 끼워 맞추어지는 플랜지(20a)와, 내주측과 외주측을 연통하는 관통 구멍(20b)을 구비하고 있다. 케이스(19)의 저부에 스페이서(20)를 적층하여, 케이스(19)와 스페이서(20)를 소직경부(3a)에 고정하면, 스페이서(20)가 피스톤 로드(3)에 형성된 제1 가로 구멍(3d)에 대향하고, 관통 구멍(20b)을 통해 세로 구멍(3c)과 케이스(19) 내가 연통되도록 되어 있다.

구획 부재(22)는, 환 형상이며, 소직경부(3a)의 외주에 끼워 맞추어짐과 함께, 외주의 도 1에 있어서의 하단부가 케이스(19)의 개구 단부에 끼워 맞추어지도록 되어 있고, 케이스(19) 내와 신장측실(R1)을 구획하고 있다. 또한, 구획 부재(22)는 신장측 포트(22a)와 압축측 포트(22b)를 구비하고, 신장측 포트(22a)와 압축측 포트(22b)에 의해 케이스(19) 내와 신장측실(R1)이 연통된다.

신장측 감쇠 밸브(21)는, 환 형상의 리프 밸브이며, 구획 부재(22)의 도 1에 있어서의 하면에 적층되고, 내주가 소직경부(3a)의 외주에 고정된다. 신장측 감쇠 밸브(21)는, 신장측 포트(22a)의 도 1에 있어서의 하단부를 폐쇄하고 있고, 외주측이 휨으로써 신장측 포트(22a)를 개방하도록 되어 있다. 즉, 신장측 감쇠 밸브(21)는 신장측실(R1)로부터 케이스(19) 내를 향하는 액체의 흐름만을 허용하고, 이 액체의 흐름에 저항을 부여하도록 되어 있다.

압축측 감쇠 밸브(23)는, 환 형상의 리프 밸브이며, 구획 부재(22)의 도 1에 있어서의 상면에 적층되고, 내주가 소직경부(3a)의 외주에 고정된다. 압축측 감쇠 밸브(23)는, 압축측 포트(22b)의 도 1에 있어서의 상단부를 폐쇄하고 있고, 외주측이 휨으로써 압축측 포트(22b)를 개방하도록 되어 있다. 즉, 압축측 감쇠 밸브(23)는 케이스(19) 내로부터 신장측실(R1)을 향하는 액체의 흐름만을 허용하고, 이 액체의 흐름에 저항을 부여하도록 되어 있다.

피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)의 외주에는, 나사부(3b)에 나사 장착되는 피스톤 너트(24)에 의해, 압축측 감쇠 밸브(23), 구획 부재(22), 신장측 감쇠 밸브(21), 스페이서(20), 케이스(19), 밸브 스토퍼(18), 압축측 리프 밸브(17), 피스톤(2), 신장측 리프 밸브(16), 밸브 스토퍼(29) 및 환 형상의 스토퍼(33)가, 차례로 조립 장착된 후에 고정된다.

피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)에는, 완충기(S)의 신장 한계 위치를 규제하는 쿠션(30)을 지지하는 환 형상의 쿠션 스토퍼(31)가 도 1에 있어서의 압축측 감쇠 밸브(23)의 상방에 장착되어 있다. 본 실시 형태에서는, 쿠션 스토퍼(31)도, 상기 각 부재와 함께 피스톤 너트(24)에 의해 고정할 수 있으므로, 쿠션 스토퍼(31)를 용접 등의 수고를 요하는 가공을 필요로 하지 않고 피스톤 로드(3)에 고정할 수 있도록 되어 있다.

피스톤 너트(24)는, 바닥이 있는 통 형상이며, 통부(24a)와 저부(24b)를 구비하고 있고, 셔터 보유 지지 부재로서 기능한다. 피스톤 너트(24)는, 통부(24a)의 내주에 설치되고 피스톤 로드(3)의 소직경부(3a)의 외주에 설치한 나사부(3b)에 나사 장착하는 나사부(24c)와, 통부(24a)의 도 1에 있어서의 하방의 외주에 설치한 플랜지(24d)와, 통부(24a)의 나사부(24c)보다도 도 1에 있어서의 상방에 설치되고 통부(24a)의 내주측과 외주측을 연통하는 투과 구멍(24e)을 구비하여 구성되어 있다.

투과 구멍(24e)은, 피스톤 너트(24)를 피스톤 로드(3)의 나사부(3b)에 나사 장착하여 피스톤 로드(3)에 조립 장착되는 상기 각 부재를 피스톤 로드(3)에 고정한 상태에서, 피스톤 로드(3)의 제2 가로 구멍(3e)에 대향하고, 투과 구멍(24e)을 통해 세로 구멍(3c)과 압축측실(R2)이 연통하도록 되어 있다. 피스톤 너트(24)는 저부(24b)를 갖고 있으므로, 피스톤 로드(3)의 도 1에 있어서의 하단부로부터 개구되는 세로 구멍(3c)이, 투과 구멍(24e) 이외를 통해 직접 압축측실(R2)과 연통하지 않도록 되어 있다.

상기한 바와 같이, 피스톤 로드(3)에 형성한 세로 구멍(3c)은 케이스(19) 내, 신장측 포트(22a) 및 압축측 포트(22b)를 거쳐서 신장측실(R1)로 통하고, 투과 구멍(24e)을 거쳐서 압축측실(R2)로 통하고 있다. 즉, 신장측 포트(22a), 압축측 포트(22b), 케이스(19) 내, 제1 가로 구멍(3d), 세로 구멍(3c), 제2 가로 구멍(3e) 및 투과 구멍(24e)은, 감쇠 통로로서의 신장측 피스톤 통로(2a) 및 압축측 피스톤 통로(2b)를 우회하여 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 연통하는 바이패스로(B)를 형성하고 있다. 투과 구멍(24e)은 바이패스로(B)의 출구 단부를 형성하고 있다.

피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 외주에는, 셔터(4)가, 피스톤 로드(3)의 축방향인 도 1에 있어서의 상하 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 장착되어 있다. 즉, 셔터(4)는 피스톤 너트(24)를 통해 피스톤 로드(3)에 장착되어 있다.

셔터(4)는 통 형상이며, 도 1에 있어서의 상단부측의 소직경 통부(4a)와, 하단부측의 대직경 통부(4b)와, 소직경 통부(4a)의 내주측과 외주측을 연통하는 교축 통로(4c)를 구비하여 구성되어 있다. 셔터(4)는, 소직경 통부(4a)를, 피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 외주이며 플랜지(24d)보다도 도 1에 있어서의 상방으로 미끄럼 접촉시킴과 함께, 대직경 통부(4b)를 플랜지(24d)의 외주에 미끄럼 접촉시킴으로써, 피스톤 너트(24)의 외주에 장착되어 있다.

셔터(4)는, 소직경 통부(4a)를 피스톤 너트(24)의 플랜지(24d)보다도 도 1에 있어서의 상방에 배치하여 피스톤 너트(24)에 장착되므로, 셔터(4)의 도 1에 있어서의 하방으로의 이동 한계가 플랜지(24d)와 소직경 통부(4a)의 내주 하단부의 충합에 의해 규제되어, 피스톤 너트(24)로부터 탈락하는 일이 없도록 되어 있다. 또한, 셔터(4)는, 밸브 스토퍼(29)의 도 1에 있어서의 하방에 적층되고 피스톤 너트(24)에 의해 피스톤 로드(3)에 고정되는 환 형상의 스토퍼(33)의 도 1에 있어서의 하면에 충합될 때까지 이동하면, 피스톤 너트(24)에 대해 그 이상의 도 1에 있어서의 상방으로의 이동이 규제되도록 되어 있다. 스토퍼(33)는, 피스톤(2)에 적층하는 신장측 리프 밸브(16) 및 압축측 리프 밸브(17)와, 구획 부재(22)에 적층하는 신장측 감쇠 밸브(21) 및 압축측 감쇠 밸브(23)의 적층 매수에 따라 변화되어 버리는 피스톤 로드(3)에 대한 피스톤 너트(24)의 축방향의 위치의 조절에 이용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 스토퍼(33)를 설치하고 있지만, 셔터(4)의 도 1에 있어서의 상방으로의 이동 한계의 규제에 대해서는, 스토퍼(33)를 생략하고, 밸브 스토퍼(29)에 의해 행하도록 해도 된다.

셔터(4)는, 피스톤 너트(24)에 대해 축방향으로 이동하여, 소직경 통부(4a)로 피스톤 너트(24)에 형성한 투과 구멍(24e)을 완전히 덮으면, 바이패스로(B)를 폐쇄한다. 또한, 소직경 통부(4a)가 투과 구멍(24e)보다도 도 1에 있어서의 하방에 위치하는 상태에서는, 투과 구멍(24e)과 압축측실(R2)을 연통시켜, 바이패스로(B)를 개방한다.

또한, 셔터(4)의 내주와 피스톤 너트(24)의 외주 사이에는, 소직경 통부(4a)의 내주의 도 1에 있어서의 하단부와 피스톤 너트(24)의 플랜지(24d)의 도 1에 있어서의 상면이 원근함으로써 용적이 확장 축소되는 오일 저류실(C)이 형성되어 있다. 오일 저류실(C)은, 셔터(4)의 소직경 통부(4a)의 내주와 피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 미끄럼 이동 간극과, 교축 통로(4c)를 통해 압축측실(R2) 내에 연통된다. 교축 통로(4c)는, 투과 구멍(24e)과는 직접 대향하지 않는 위치에 설치되어 있다.

셔터(4)는, 가압 부재로서의 코일 스프링(5)에 의해, 도 1에 있어서의 하방으로 가압되어 있다. 구체적으로는, 코일 스프링(5)은 셔터(4)의 대직경 통부(4b)의 외주의 도 1에 있어서의 상단부와 밸브 스토퍼(29) 사이에 압축 상태로 개재 장착되어 있고, 셔터(4)를 항상 도 1에 있어서의 하방으로 가압하고 있다.

셔터(4)는, 후술하는 컨트롤 스프링(6)에 접촉하지 않는 상태에서는, 피스톤 너트(24)의 플랜지(24d)와 소직경 통부(4a)의 내주의 도 1에 있어서의 하단부가 충합되어, 그 이상 피스톤 너트(24)에 대해 도 1에 있어서의 하방으로 이동할 수 없는 최하방에 위치 결정된다. 이와 같이, 셔터(4)가 오일 저류실(C)을 최압축하는 상태에서는, 셔터(4)는 투과 구멍(24e)에 대향하지 않고, 바이패스로(B)를 개방한다.

바이패스로(B)의 출구 단부를 피스톤 너트(24)에 설치하고 있으므로, 셔터(4)를, 피스톤 너트(24)를 통해 피스톤 로드(3)에 장착하도록 하고 있지만, 피스톤 너트(24)를 필요로 하지 않고, 피스톤 로드(3)에 바이패스로(B)의 출구 단부를 설치하는 경우에는, 셔터(4)를, 피스톤 로드(3)의 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게, 피스톤 로드(3)에 직접 장착하도록 하는 것도 가능하다.

컨트롤 스프링(6)은, 일단부인 도 1에 있어서의 하단부가 직경 확장된 원뿔 코일 스프링이며, 이 일단부가 실린더(1)의 내주에 압입되어, 실린더(1)의 하단부에 고정되어 있다. 컨트롤 스프링(6)의 타단부인 도 1에 있어서의 상단부의 내주에는, 가이드 링(7)이 장착되어 있다.

가이드 링(7)은, 합성 수지로 형성되어 있고, 컨트롤 스프링(6)의 도 1에 있어서의 상단부의 내주에 압입되는 통 형상의 압입부(7a)와, 압입부(7a)의 일단부로부터 외측에 향해 돌출되어 실린더(1)의 내주에 미끄럼 접촉함과 함께 컨트롤 스프링(6)의 소직경측 단부인 도 1에 있어서의 상단부에 지지되는 가이드부(7b)와, 가이드부(7b)에 주위 방향으로 등간격을 두고 설치된 복수의 절결(7c)을 구비하여 구성되어 있다.

가이드 링(7)의 압입부(7a)의 내경은, 피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 도 1에 있어서의 하단부의 외경보다도 큰 직경으로 설정되어 있어, 가이드 링(7)이 피스톤 너트(24)와 간섭하지 않도록 배려되어 있다. 또한, 가이드 링(7)의 가이드부(7b)의 도 1에 있어서의 상단부가, 셔터(4)의 대직경 통부(4b)의 도 1에 있어서의 하단부에 대향하고 있다. 가이드부(7b)에 절결(7c)을 설치하고 있는 것은, 가이드부(7b)와 셔터(4)의 충합시에, 가이드부(7b)와 셔터(4)에 의해 압축측실(R2)의 도 1에 있어서의 하방에 폐쇄 공간이 형성되어, 완충기(S)의 작동에 지장을 초래하는 것을 방지하기 위함이다.

따라서, 가이드 링(7)의 가이드부(7b)가 셔터(4)의 대직경 통부(4b)에 충합될 때까지 완충기(S)가 수축되고, 또한 컨트롤 스프링(6)이 셔터(4)를 피스톤 너트(24)에 대해 도 1에 있어서의 상방으로 밀어올려, 셔터(4)의 소직경 통부(4a)가 투과 구멍(24e)을 덮게 되면, 바이패스로(B)가 차단되게 된다.

피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 소정 위치를 초과하여 압축측실(R2)측으로 변위되면, 셔터(4)가 가이드 링(7)에 접촉하도록 되어 있다. 소정 위치는, 컨트롤 스프링(6)의 길이와 셔터(4)의 길이에 따라 조절할 수 있다. 반대로, 가이드 링(7)이 셔터(4)에 접촉하지 않는 경우는, 컨트롤 스프링(6)에 의해 셔터(4)가 압박되는 일이 없으므로, 상기한 바와 같이 코일 스프링(5)이 셔터(4)를 도 1에 있어서의 하방으로 밀어 내린 상태가 유지되어, 바이패스로(B)가 개방된다.

가이드 링(7)은, 실린더(1)의 내주에 미끄럼 접촉하고 있고, 컨트롤 스프링(6)의 도 1에 있어서의 상단부를, 실린더(1) 내에서 직경 방향으로 위치 결정한다. 이에 의해, 완충기(S)에 진동 등이 입력되어도, 컨트롤 스프링(6)의 상단부가 요동하는 일이 없어, 컨트롤 스프링(6)이 실린더(1)의 내주에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가이드부(7b)의 형상은, 환 형상으로 되지 않아도 되고, 실린더(1)에 대해 컨트롤 스프링(6)의 상단부를 직경 방향으로 위치 결정할 수 있는 형상이면 된다.

계속해서, 완충기(S)의 작동에 대해 설명한다.

우선, 가이드 링(7)이 셔터(4)에 접촉하지 않는 상태, 즉, 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 압축측실(R2)측으로 소정 위치까지의 범위 내에서 스트로크하는 경우는, 셔터(4)가 컨트롤 스프링(6)에 의해 압박되지 않으므로, 바이패스로(B)는 항상 개방 상태로 된다.

완충기(S)의 신축에 수반하여, 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 액체가 오고 간다. 이 경우는, 바이패스로(B)가 개방 상태로 유지되므로, 신장 작동시에는, 액체는, 신장측 리프 밸브(16)를 개방하여 감쇠 통로로서의 신장측 피스톤 통로(2a)를 통과할 뿐만 아니라, 신장측 감쇠 밸브(21)도 개방하여 바이패스로(B)를 통해서도 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 이동한다.

반대로, 수축 작동시에는, 액체는, 압축측 리프 밸브(17)를 개방하여 감쇠 통로로서의 압축측 피스톤 통로(2b)를 통과할 뿐만 아니라, 압축측 감쇠 밸브(23)도 개방하여 바이패스로(B)를 통해서도 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로 이동한다.

이와 같이, 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 압축측실(R2)측으로 소정 위치까지의 범위 내에서 스트로크하는 경우는, 완충기(S)는, 감쇠 통로로서의 신장측 피스톤 통로(2a), 압축측 피스톤 통로(2b)뿐만 아니라, 바이패스로(B)를 통해서도 액체를 신장측실(R1)과 압축측실(R2)을 오고 가게 하므로, 낮은 감쇠력을 발휘할 수 있다.

완충기(S)가 적용된 차량에 많은 짐을 실어 적재 하중이 커져, 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 소정 위치를 넘어 압축측실(R2)측으로 변위되게 되면, 컨트롤 스프링(6)이 셔터(4)를 밀어올려, 바이패스로(B)가 폐색된다.

이 경우는, 완충기(S)의 신장 작동시에는, 액체는, 신장측 리프 밸브(16)를 개방하여 감쇠 통로로서의 신장측 피스톤 통로(2a)만을 통과하여 신장측실(R1)로부터 압축측실(R2)로 이동한다. 또한, 수축 작동시에는, 액체는, 압축측 리프 밸브(17)를 개방하여 감쇠 통로로서의 압축측 피스톤 통로(2b)만을 통과하여 압축측실(R2)로부터 신장측실(R1)로 이동하게 된다. 따라서, 완충기(S)는, 바이패스로(B)가 개방되어 있는 상태에서 출력하는 감쇠력보다도 높은 감쇠력을 발휘하게 된다. 즉, 완충기(S)는, 적재 하중이 커지면 자동적으로 감쇠력을 크게 할 수 있어, 자동적으로 감쇠 특성을 조절할 수 있다.

또한, 완충기(S)가 신축할 때에 특히, 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 도 1에 있어서의 상방으로 이동하는 신장 작동시에 있어서는 컨트롤 스프링(6)이 셔터(4)로부터 이격되어 셔터(4)를 압박하지 않고, 수축 작동시에 있어서는 컨트롤 스프링(6)이 셔터(4)를 압박하는 상황에서는, 셔터(4)가 컨트롤 스프링(6)에 의해 도 1에 있어서의 상방으로 압박되는 상태와, 코일 스프링(5)에 의해 도 1에 있어서의 하방으로 압박되는 상태가 반복된다. 따라서, 셔터(4)와 피스톤 너트(24) 사이에 형성되는 오일 저류실(C)이 신축을 반복한다.

오일 저류실(C)이, 셔터(4)의 소직경 통부(4a)의 내주와 피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 미끄럼 이동 간극과, 교축 통로(4c)를 통해 압축측실(R2) 내에 연통되어 있으므로, 미끄럼 이동 간극과 교축 통로(4c)가 액체의 급준한 흐름을 억제한다. 이에 의해, 오일 저류실(C)의 신축이 억제되어, 피스톤 너트(24)에 대한 셔터(4)의 급준한 변위도 억제된다.

따라서, 적재 하중에 의해 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 소정 위치를 넘어 압축측실(R2)측으로 변위되었을 때의 피스톤 위치를 중심으로 하여, 완충기(S)가 진동하는 경우는, 바이패스로(B)가 셔터(4)에 의해 폐색되는 것이 정상적인 상태로 된다. 즉, 완충기(S)의 신장 작동에 의해 셔터(4)가 코일 스프링(5)에 압박되어도, 셔터(4)의 변위가 완만해지므로, 바이패스로(B)가 개방되어 버리는 것을 억제할 수 있어, 감쇠 특성이 전환되어 감쇠력이 낮아지는 것이 억제된다.

또한, 적재 하중이 가볍고, 피스톤(2)이 실린더(1)에 대해 소정 위치보다도 신장측실(R1)측의 범위에 있고, 그 피스톤 위치를 중심으로 하여 완충기(S)가 진동하는 경우는, 바이패스로(B)가 개방되는 것이 정상적인 상태로 된다. 즉, 완충기(S)의 수축 작동에 의해 셔터(4)가 컨트롤 스프링(6)에 압박되어도, 셔터(4)의 변위가 완만해지므로, 바이패스로(B)가 폐색되어 버리는 것을 억제할 수 있어, 감쇠 특성이 전환되어 감쇠력이 높아지는 것이 억제된다.

완충기(S)에 의하면, 컨트롤 스프링(6)이, 타단부측을 소직경으로 한 원뿔 코일 스프링이므로, 압축시에 직경 팽창되어도 실린더(1)에 간섭하지 않는다. 또한, 컨트롤 스프링(6)의 소직경측 단부에 실린더(1)의 내주에 미끄럼 접촉하는 가이드 링(7)을 장착하고 있으므로, 컨트롤 스프링(6)이 요동하여 그 외주가 실린더(1)의 내주에 간섭하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 완충기(S)에 있어서는, 피스톤(2)이 미끄럼 이동하는 미끄럼 이동면인 실린더(1)의 내주를 손상시키는 일이 없으므로, 실린더(1)의 내주에 생긴 흠집에 의해 피스톤(2)을 넘어 신장측실(R1)과 압축측실(R2)이 연통하는 일 없이, 장기간에 걸쳐 목적대로의 감쇠력을 안정적으로 발휘할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 양호한 것으로 할 수 있다.

또한, 가이드 링(7)이 합성 수지제이며, 컨트롤 스프링(6)이 가이드 링(7)을 통해 셔터(4)를 압박하므로, 컨트롤 스프링(6)과 셔터(4)의 직접적인 충합을 피할 수 있어, 접촉음을 경감시킬 수 있다. 접촉음의 경감을 필요로 하지 않는 경우는, 실린더(1)와의 간섭을 피하도록 가이드 링(7)을 컨트롤 스프링(6)에 장착하면 충분하므로, 컨트롤 스프링(6)으로 셔터(4)를 직접 압박하는 것도 가능하다.

또한, 바이패스로(B)에 신장측 감쇠 밸브(21)와 압축측 감쇠 밸브(23)를 설치하였으므로, 적재 하중이 가벼운 상태에서 바이패스로(B)가 개방되어 완충기(S)가 낮은 감쇠력을 발휘하는 상태에 있어서, 신장 작동시의 감쇠 특성과 수축 작동시의 감쇠 특성을 별개 독립하여 설정할 수 있다. 따라서, 보다 차량에 적합한 감쇠 특성을 실현할 수 있어, 차량에 있어서의 승차감을 향상시킬 수 있다.

또한, 셔터 보유 지지 부재를 피스톤 너트(24)로 함으로써, 신장측 리프 밸브(16) 및 압축측 리프 밸브(17)를 피스톤 로드(3)에 피스톤 너트(24)로 고정할 때, 셔터(4)도 동시에 피스톤 로드(3)에 조립 부착할 수 있어, 세트 가공이 매우 간단해진다.

또한, 가이드 링(71)의 구조는, 도 2에 도시하는 완충기(S1)와 같이 해도 된다. 가이드 링(71) 이외의 부재는, 완충기(S)와 동일한 부재를 사용하고 있고, 설명이 중복되므로 동일한 부호를 부여하는 것으로서 상세한 설명을 생략한다.

가이드 링(71)은, 컨트롤 스프링(6) 내에 삽입되는 통 형상의 연계부(71a)와, 연계부(71a)의 일단부로부터 외측을 향해 돌출되어 실린더(1)의 내주에 미끄럼 접촉함과 함께 컨트롤 스프링(6)의 소직경측 단부에 지지되는 가이드부(71b)와, 연계부(71a)의 타단부로부터 내측을 향해 돌출되어 셔터(4)의 도 2에 있어서의 하단부에 대향하는 충합부(71c)를 구비하여 구성되어 있다.

충합부(71c)는 환 형상이며, 내경은 피스톤 너트(24)의 도 2에 있어서의 하단부의 외경보다도 큰 직경으로 설정되어, 가이드 링(71)과 피스톤 너트(24)가 간섭하지 않도록 되어 있다.

또한, 가이드부(71b)에는 절결(71d)이 설치되어 있다. 이것은, 가이드부(71b)와 셔터(4)의 충합시에, 가이드부(71b)와 셔터(4)에 의해 압축측실(R2)의 도 2에 있어서의 하방에 폐쇄 공간이 형성되어, 완충기(S1)의 작동에 지장을 초래하는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이 함으로써, 완충기(S)보다도, 컨트롤 스프링(6)을 실린더(1)에 대해 도 2에 있어서의 상방에 배치할 수 있게 된다. 따라서, 실린더(1)의 도 2에 있어서의 하방측을 짧게 할 수 있어, 동일한 스트로크 길이를 확보하는 것이면, 완충기(S1)의 전체 길이를, 완충기(S)의 전체 길이보다도 짧게 할 수 있다.

또한, 셔터(41)의 구조는, 도 3에 도시하는 완충기(S2)와 같이 해도 된다. 셔터(41) 이외의 부재는, 완충기(S)와 동일한 부재를 사용하고 있고, 설명이 중복되므로 동일한 부호를 부여하는 것으로서 상세한 설명을 생략한다.

셔터(41)는 통 형상이며, 중간부의 외주에 외측으로 돌출되는 플랜지부(41a)를 구비하고 있다. 보다 상세하게는, 셔터(41)는 도 3에 있어서의 상단부측의 소직경 통부(41b)와, 소직경 통부(41b)에 연속되는 도 3에 있어서의 하방측의 대직경 통부(41c)와, 대직경 통부(41c)의 도 3에 있어서의 상단부의 외주로부터 외측으로 돌출되는 플랜지부(41a)와, 소직경 통부(41b)의 내주측과 외주측을 연통하는 교축 통로(41d)를 구비하여 구성된다.

셔터(41)는, 소직경 통부(41b)를, 피스톤 너트(24)의 통부(24a)의 외주이며 플랜지(24d)보다도 도 3에 있어서의 상방으로 미끄럼 접촉시킴과 함께, 대직경 통부(41c)를 플랜지(24d)의 외주에 미끄럼 접촉시킴으로써, 피스톤 너트(24)의 외주에 장착된다.

이와 같이, 완충기(S2)에서는, 셔터(41)의 중간부의 외주에 플랜지부(41a)를 설치하여, 가이드 링(7)의 가이드부(7b)를 충합시키도록 하고 있다. 보다 상세하게는, 압입부(7a)의 내주를 대직경 통부(41c)의 외주에 미끄럼 접촉시키거나, 압입부(7a)의 내경을 대직경 통부(41c)의 외경보다도 큰 직경으로 설정함으로써, 가이드 링(7)이 플랜지부(41a)에 충합되는 것을 가능하게 하고 있다.

이와 같이 함으로써, 완충기(S)보다도, 컨트롤 스프링(6)을 실린더(1)에 대해 도 3에 있어서의 상방에 배치할 수 있게 된다. 따라서, 실린더(1)의 도 3에 있어서의 하방측을 짧게 할 수 있어, 동일한 스트로크 길이를 확보하는 것이면, 완충기(S2)의 전체 길이를, 완충기(S)의 전체 길이보다도 짧게 할 수 있다.

코일 스프링(5)을, 대직경 통부(41c)와 소직경 통부(41b) 사이의 단차부(41e)와 밸브 스토퍼(29) 사이에 개재 장착하고 있으므로, 플랜지부(41a)를 대직경 통부(41c)의 외주에 설치하고 있지만, 가압 부재를 소직경 통부(41b)의 도 3에 있어서의 상단부와 밸브 스토퍼(29) 사이에 개재 장착하는 접시 스프링 등으로 하는 경우에는, 소직경 통부(41b)의 외주에 플랜지부(41a)를 설치하는 것도 가능하다.

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 2012년 12월 26일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원2012-281971에 기초하는 우선권을 주장하고, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims

완충기이며,
실린더와,
상기 실린더 내에 미끄럼 이동 가능하게 삽입되어 상기 실린더 내를 신장측실과 압축측실로 구획하는 피스톤과,
상기 실린더 내에 이동 가능하게 삽입 관통됨과 함께 상기 피스톤에 연결되는 피스톤 로드와,
상기 피스톤에 설치되어 상기 신장측실과 상기 압축측실을 연통하는 감쇠 통로와,
상기 감쇠 통로를 우회함과 함께 상기 피스톤 로드 내를 통해 상기 신장측실과 상기 압축측실을 연통하는 바이패스로와,
상기 피스톤 로드에 축방향으로 이동 가능하게 장착되어 상기 바이패스로를 개폐하는 셔터와,
상기 바이패스로를 개방하는 방향으로 상기 셔터를 가압하는 가압 부재와,
일단부가 상기 실린더에 고정되고 타단부가 상기 셔터에 대향하는 컨트롤 스프링을 구비하고,
상기 피스톤이 상기 실린더에 대해 소정 위치를 넘어 상기 압축측실측로 변위되면, 상기 셔터가 상기 컨트롤 스프링에 압박되어 상기 바이패스로를 폐쇄하고,
상기 컨트롤 스프링은, 상기 타단부측을 소직경으로 한 원뿔 코일 스프링이며,
상기 컨트롤 스프링의 상기 소직경측 단부에, 상기 실린더의 내주에 미끄럼 접촉하는 가이드 링이 장착되는, 완충기.
제1항에 있어서,
상기 가이드 링은, 합성 수지제이며,
상기 컨트롤 스프링이 상기 가이드 링을 통해 상기 셔터를 압박하는, 완충기.
제1항에 있어서,
상기 바이패스로에 신장측 감쇠 밸브와 압축측 감쇠 밸브를 더 설치한, 완충기.
제1항에 있어서,
상기 가이드 링은,
상기 컨트롤 스프링 내에 삽입되는 통 형상의 연계부와,
상기 연계부의 일단부로부터 외측을 향해 돌출되어 상기 실린더의 내주에 미끄럼 접촉함과 함께 상기 컨트롤 스프링의 소직경측 단부에 지지되는 가이드부와,
상기 연계부의 타단부로부터 내측을 향해 돌출되어 상기 셔터의 단부에 대향하는 충합부를 구비한, 완충기.
제1항에 있어서,
상기 셔터는, 통 형상이며, 중간부의 외주에 외측으로 돌출되는 플랜지부를 구비하고,
상기 컨트롤 스프링은, 상기 가이드 링을 상기 플랜지부에 충합시켜 상기 셔터를 압박하는, 완충기.
제1항에 있어서,
상기 피스톤 로드의 선단에 설치된 바닥이 있는 통 형상의 셔터 보유 지지 부재를 더 구비하고,
상기 셔터 보유 지지 부재의 통부에 상기 바이패스로의 출구 단부를 설치하고,
상기 셔터 보유 지지 부재의 외주에 상기 바이패스로의 상기 출구 단부를 개폐하는 상기 셔터를 미끄럼 이동 가능하게 장착하여, 상기 셔터와 상기 셔터 보유 지지 부재 사이에 상기 셔터와 상기 셔터 보유 지지 부재의 축방향의 상대 이동에 의해 용적이 확장 축소되는 오일 저류실을 설치하고,
상기 셔터에, 상기 오일 저류실과 상기 압축측실을 연통하는 교축 통로를 설치한, 완충기.
제6항에 있어서,
상기 감쇠 통로는, 상기 피스톤에 설치된 신장측 피스톤 통로와 압축측 피스톤 통로이며,
상기 피스톤에 적층됨과 함께 상기 피스톤 로드의 외주에 장착되어 상기 신장측 피스톤 통로의 출구 단부를 개폐하는 신장측 리프 밸브와,
상기 피스톤에 적층됨과 함께 상기 피스톤 로드의 외주에 장착되어 상기 압축측 피스톤 통로의 출구 단부를 개폐하는 압축측 리프 밸브를 더 구비하고,
상기 셔터 보유 지지 부재에 의해, 상기 압축측 리프 밸브, 상기 피스톤 및 상기 신장측 리프 밸브를, 상기 피스톤 로드에 고정하는, 완충기.