KR20240026243A

KR20240026243A - 감쇠력 조정식 완충기, 감쇠 밸브 및 솔레노이드

Info

Publication number: KR20240026243A
Application number: KR1020247004071A
Authority: KR
Inventors: 고스케 가도쿠라
Original assignee: 히다치 아스테모 가부시키가이샤
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-02-27
Also published as: CN117980624A; WO2023084896A1; JPWO2023084896A1

Abstract

본 발명에 따르면, 파일럿 밸브가 동작하여 밸브체가 고정된 작동 로드가 축방향으로 이동하면, 작동 로드가 밸브체 배압실로 진입/후퇴한 체적만큼의 작동액이, 파일럿실과 밸브체 배압실(로드실) 사이를 오리피스를 통해 이동한다(체적 보상). 이때, 작동액이 오리피스를 통과함에 따라 생긴 감쇠가 밸브체에 작용함으로써, 파일럿 밸브의 자려진동(채터링)을 억지할 수 있다.

Description

감쇠력 조정식 완충기, 감쇠 밸브 및 솔레노이드

본 발명은, 피스톤 로드의 스트로크에 의해 생기는 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 조정하는 감쇠력 조정식 완충기, 이 감쇠력 조정식 완충기에 이용되는 감쇠 밸브 및 상기 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 밸브 시트부(26E)(시트면)에 착좌되는 밸브체(32)와, 밸브체(32)의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드(33)와, 밸브체(32)를 밸브 시트부(26E) 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 배압실(47)(밸브체 배압실)을 갖는 전자식 감쇠력 조정 장치(17)(압력 제어 밸브)를 구비한 완충기(1)(이하, 「종래의 감쇠력 조정식 완충기」라고 함)가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 2017-211062호 공보

종래의 감쇠력 조정식 완충기에서는, 파일럿실의 압력이 일정한 압력(밸브 개방 압력)에 달하여 파일럿 밸브가 개방되면, 작동액이 파일럿실로부터 밸브 기구부 외주의 유로를 경유하여 리저버로 흐른다. 그러나, 파일럿실로부터 흘러 나오는 작동액의 유량이 증가하면, 파일럿 밸브가 자려진동(自勵振動)(유체 여기 진동)하는 경우가 있다. 이러한 파일럿 밸브의 자려진동(채터링)은, 감쇠력 조정식 완충기가 발생하는 이음(異音)의 원인이 되기 때문에 억지할 필요가 있다.

본 발명은, 파일럿 밸브의 자려진동에 기인하는 이음의 발생을 억지한 감쇠력 조정식 완충기, 이 감쇠력 조정식 완충기에 이용되는 감쇠 밸브 및 이 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 감쇠력 조정식 완충기는, 작동 유체가 봉입된 실린더와, 상기 실린더 안에 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 장착된 피스톤과, 상기 실린더 내의 상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 생기는 유로와, 상기 유로에 설치되어, 솔레노이드가 발생하는 추력에 의해 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력이 조정되는 압력 제어 밸브를 구비한 감쇠력 조정식 완충기로서, 상기 감쇠 밸브는, 상기 유로를 흐르는 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과, 시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브를 구비하고, 상기 솔레노이드는, 상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와, 상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와, 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고, 상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 감쇠 밸브는, 솔레노이드가 발생하는 추력에 의해 밸브 개방 압력이 조정되는 감쇠 밸브로서, 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과, 시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브를 구비하고, 상기 솔레노이드는, 상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와, 상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와, 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고, 상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 솔레노이드는, 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드로서, 상기 감쇠 밸브는, 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과, 시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브를 구비하고, 상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와, 상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와, 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고, 상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기, 감쇠 밸브 및 솔레노이드에 의하면, 파일럿 밸브의 자려진동에 기인하는 이음의 발생을 억지할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 감쇠력 조정식 완충기의 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 감쇠력 조정 기구의 확대도이다.
도 3은 제2 실시형태의 설명도이다.
도 4는 제3 실시형태의 설명도이다.

본 발명의 제1 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 감쇠력 조정 기구(31)가 아우터 튜브(3)의 측부에 가로로 붙여진, 소위 제어 밸브 가로 부착 타입의 감쇠력 조정식 유압 완충기(1)(이하 「완충기(1)」라고 함)의 단면도이다. 편의상, 도 1에서의 상하 방향을 「상하 방향」이라고 한다.

완충기(1)는, 아우터 튜브(3)의 내측에 실린더(2)가 마련된 복통 구조를 이루고, 실린더(2)와 아우터 튜브(3)의 사이에는 리저버(4)가 형성된다. 실린더(2) 안에는, 실린더(2) 내부를 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B)의 2개의 실로 구획하는 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 장착된다. 완충기(1)는, 하단부(일단부)가 피스톤(5)에 연결되고, 상단부(타단부)가 실린더 상실(2A)을 통과하여 아우터 튜브(3)의 개구로부터 외부로 돌출된 피스톤 로드(6)를 구비한다. 피스톤 로드(6)는 실린더(2)의 상단부에 마련된 로드 가이드(7)에 삽입 관통된다. 실린더 상실(2A)과 외부는 와셔(8)에 부착된 오일 시일(9)에 의해 시일된다. 또한, 아우터 튜브(3)의 외주 측에는 스프링 시트(60)가 마련된다.

피스톤(5)에는, 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B)을 연통하는 신장측 통로(11) 및 축소측 통로(12)가 형성된다. 신장측 통로(11)에는, 실린더 상실(2A) 측의 압력이 설정 압력에 달했을 때에 밸브를 개방하여 실린더 상실(2A) 측의 압력을 실린더 하실(2B) 측으로 놓아주는 디스크 밸브(13)(릴리프 밸브)가 설치된다. 다른 한편, 축소측 통로(12)에는, 실린더 하실(2B)로부터 실린더 상실(2A)로의 작동 유체의 유통을 허용하는 디스크 밸브(14)(역지 밸브)가 설치된다.

실린더(2)의 하단부에는, 실린더 하실(2B)와 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 설치된다. 베이스 밸브(10)에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 연통하는 신장측 통로(15) 및 축소측 통로(16)가 형성된다. 신장측 통로(15)에는, 리저버(4) 측으로부터 실린더 하실(2B) 측으로의 작동 유체의 유통을 허용하는 디스크 밸브(17)(역지 밸브)가 설치된다. 다른 한편, 축소측 통로(16)에는, 실린더 하실(2B) 측의 압력이 설정 압력에 달했을 때에 밸브를 개방하여 실린더 하실(2B) 측의 압력을 리저버(4) 측으로 놓아주는 디스크 밸브(18)(릴리프 밸브)가 설치된다. 또한, 작동 유체로서 실린더(2) 안에는 오일액이 봉입되고, 리저버(4) 안에는 오일액 및 가스가 봉입된다.

실린더(2)의 외주에는, 상하 한 쌍의 시일 부재(19, 19)를 통해 세퍼레이터 튜브(20)가 부착된다. 실린더(2)와 세퍼레이터 튜브(20)의 사이에는 환형 유로(21)가 형성된다. 실린더(2)의 상부 측벽에는, 환형 유로(21)와 실린더 상실(2A)을 연통하는 통로(22)가 형성된다. 세퍼레이터 튜브(20)의 하부 측벽에는, 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)으로 돌출하는 원통형의 접속구(23)가 형성된다. 아우터 튜브(3)의 측벽에는, 접속구(23)와 동축의 부착 구멍(24)이 형성된다. 또한, 아우터 튜브(3)의 측벽에는, 부착 구멍(24)을 둘러싸는 원통형의 케이스(25)가 마련된다.

도 2에 도시하는 것과 같이, 케이스(25)에는 감쇠력 조정 기구(31)(압력 제어 밸브)가 수용된다. 감쇠력 조정 기구(31)는, 밸브 부품이 일체화된 밸브 기구부(33)(감쇠 밸브)와, 파일럿 밸브(61)(밸브체(81))의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드(101)를 구비한다. 밸브 기구부(33)는, 배압형의 메인 밸브(41)와, 메인 밸브(41)의 밸브 개방 압력을 제어하는 파일럿 밸브(61)와, 파일럿 밸브(61)의 하류에 설치된 페일 세이프 밸브(91)를 갖는다.

아우터 튜브(3)의 부착 구멍(24)에는 조인트 부재(28)가 삽입 관통된다. 조인트 부재(28)는, 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부가 접속구(23)에 삽입되는 원통형의 통부(29)와, 통부(29)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 개구 둘레 가장자리에 형성되어 케이스(25) 안에 수용되는 플랜지부(30)를 갖는다. 통부(29) 및 플랜지부(30)는 시일재에 의해 피복된다. 플랜지부(30)는, 도 2에서의 좌측의 단부면이 케이스(25)의 내향 플랜지부(26)의 도 2에서의 우측의 단부면에 맞닿고, 도 2에서의 우측의 단부면이 메인 바디(42)의 도 2에서의 좌측의 환형 단부면에 맞닿는다. 또한, 밸브 기구부(33) 외주의 유로(35)와 리저버(4)는, 케이스(25)의 내향 플랜지부(26)에 형성된 복수 라인의 통로(27)(홈)에 의해 연통된다.

밸브 기구부(33)는, 환형의 메인 바디(42)와, 환형의 파일럿 바디(62)와, 메인 바디(42)와 파일럿 바디(62)를 결합시키는 파일럿 핀(63)을 구비한다. 메인 바디(42)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부면의 외주 가장자리부에는 환형의 시트부(43)가 형성된다. 시트부(43)에는, 메인 디스크(44)의 외주 가장자리부가 이착좌(離着座) 가능하게 맞닿는다. 메인 디스크(44)의 내주부는, 메인 바디(42)의 내주부와 파일럿 핀(63)의 대직경부(64)의 사이에서 클램프된다.

메인 디스크(44)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부면의 외주부에는 환형의 패킹(46)이 마련된다. 메인 바디(42)의 도 2에서의 우측의 단부면에는 환형 오목부(47)가 형성된다. 메인 디스크(44)가 시트부(43)에 착좌함으로써, 메인 바디(42)와 메인 디스크(44)의 사이에 환형 통로(48)가 형성된다. 환형 통로(48)는, 메인 디스크(44)에 형성된 오리피스(부호 생략)를 통해 메인 바디(42) 외주의 유로(35)에 연통된다. 메인 바디(42)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부면의 중앙에는 오목부(49)가 형성된다. 오목부(49)와 도 2에서의 우측의 단부면의 환형 오목부(47)(환형 통로(48))는, 메인 바디(42)에 형성된 복수 라인(도 2에 「2 라인」만 표시)의 통로(50)에 의해 연통된다.

파일럿 핀(63)은, 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부면이 개구되는 바닥을 가진 원통형으로 형성된다. 파일럿 핀(63)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 바닥부에는 도입 오리피스(65)(제2 오리피스)가 형성된다. 파일럿 핀(63)의 도 2에서의 좌측의 단부는 메인 바디(42)의 축 구멍(51)에 압입된다. 파일럿 핀(63)의 도 2에서의 우측의 단부는 파일럿 바디(62)의 도 2에서의 좌측의 단부면에 형성된 오목부(66)에 압입된다. 파일럿 핀(63)의 도 2에서의 우측 단부의 외주면에는, 축선 방향(도 2에서의 「좌우 방향」)으로 연장되는 복수 라인(도 2에 「1 라인」만 표시)의 통로(67)(홈)가 형성된다.

파일럿 바디(62)는, 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)이 개구된 대략 바닥을 가진 원통형으로 형성된다. 파일럿 바디(62)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부면에는, 파일럿 바디(62)의 내주부와 파일럿 핀(63)의 대직경부(64)에 의해 클램프되는 가요성 디스크(69)가 마련된다. 파일럿 바디(62)의 도 2에서의 좌측 단부의 외주부에는, 파일럿 바디(62)와 동축의 원통부(70)가 형성된다. 원통부(70)의 내주면에는, 메인 밸브(41)의 패킹(46)이 미끄럼 이동 가능하게 맞닿게 된다. 이에 따라, 메인 디스크(44)의 배면에는 메인 배압실(45)이 형성된다. 메인 배압실(45)의 내압은, 메인 디스크(44)에 대하여 밸브 폐쇄 방향(시트부(43)에 밀어 붙이는 방향)으로 작용한다.

파일럿 바디(62)의 바닥부에는, 축방향으로 연장되는 복수 라인(도 2에 「2 라인」만 표시)의 통로(72)가 둘레 방향으로 등간격으로 형성된다. 파일럿 바디(62)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부면에 형성된 환형의 시트부(73)에 가요성 디스크(69)가 착좌함으로써, 시트부(73)의 내측(내주)에는 환형 통로(부호 생략)가 형성된다. 이 환형 통로에는, 통로(72)의 도 2에서의 좌측 끝이 개구된다. 가요성 디스크(69)가 메인 배압실(45)의 내압을 받아 휨으로써, 메인 배압실(45)에 체적 탄성이 부여된다.

가요성 디스크(69)는 여러 장의 디스크를 적층하여 구성된다. 가요성 디스크(69)의 내주부에는 절결(75)이 형성된다. 절결(75)은, 디스크 연통로(78)(제3 오리피스)를 통해 통로(67)와 메인 배압실(45)을 연통한다. 이에 따라, 환형 유로(21)의 오일액은, 조인트 부재(28)의 유로(36)(축 구멍)를 통해 감쇠력 조정 기구(31)에 도입되고, 도입 오리피스(65)(제2 오리피스), 파일럿실(71)을 통해 메인 배압실(45)에 도입된다. 여기서, 파일럿실(71)은, 파일럿 핀(63)의 내부 통로(축 구멍), 파일럿 바디(62)의 바닥부 및 밸브체(81)에 의해 획정되는 공간이며, 통로(67) 및 가요성 디스크(69)의 내주부에 형성된 절결(75)(통로)을 포함한다.

파일럿 바디(62)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부면에는 오목부(77)가 개구된다. 오목부(77)의 바닥부 중앙에는, 밸브체(81)가 이착좌할 수 있게 맞닿는 환형의 시트면(80)(밸브 시트)이 마련된다. 시트면(80)은, 작동 유체가 통과하는 파일럿 바디(62)의, 바닥부 중앙의 개구 둘레 가장자리에 마련된다. 밸브체(81)는 대략 원통형으로 형성되며, 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부가 테이퍼형으로 형성된다. 밸브체(81)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부에는, 외향 플랜지형의 스프링 받이부(82)가 마련된다. 밸브체(81)는, 파일럿 스프링(68)에 의해 밸브 개방 방향(시트면(80)으로부터 멀어지는 방향, 도 2에서의 우측 방향)으로 편향된다.

파일럿 바디(62)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부에는 원통부(74)가 형성된다. 원통부(74)에는, 도 2에서의 좌측에서부터 순차 파일럿 스프링(68), 스페이서(93), 페일 세이프 디스크(94), 리테이너(95), 스페이서(96) 및 와셔(97)가 적층된다. 적층된 부품은 원통부(74)의 외주에 끼워져 부착된 캡(98)에 의해 고정된다. 캡(98)에는, 오목부(77)(밸브실)와 밸브 기구부(33) 외주의 유로(35)를 연통하는 통로(99)(절결)가 형성된다.

감쇠력 조정 기구(31)의 감쇠력 가변 액추에이터로서 기능하는 솔레노이드(101)는 코일(102), 플런저(103)(가동 철심), 코어(104)(고정 철심), 오버몰드(117), 작동 로드(106)(축부), 한 쌍의 부시(107, 108), 배압실 형성 부재(87), 밸브체 배압실(88), 캡 부재(131) 등에 의해 구성된다. 솔레노이드(101)는 예컨대 비례 솔레노이드이다.

솔레노이드 케이스(110)는, 작동 로드(106)의 축선(솔레노이드(101)의 축선, 이하, 「축선」이라고 함)과 동축의 원통형으로 형성된다. 솔레노이드 케이스(110)는, 자성체(자성 재료)에 의해 대략 원통형의 요크 부재로서 형성되고, 통전 시에 자로를 형성한다. 솔레노이드 케이스(110)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측) 단부의 외주에는 케이스(25)가 감합된다. 솔레노이드 케이스(110)와 케이스(25)의 사이는 시일 링(111)에 의해 액밀하게 시일된다. 솔레노이드(110)와 케이스(25)는, 코킹 지그(도시 생략)를 이용하여 형성된 여러 개(도 2에 「2개」만 표시)의 코킹부(114)에 의해 결합된다.

솔레노이드 케이스(110)의 원통부(112)에는 오버몰드(117)가 장착 삽입된다. 원통부(112)의 개구부와 오버몰드(117)의 사이는 시일 링(113)에 의해 액밀하게 시일된다. 솔레노이드 케이스(110)의 내향 플랜지부(115)에는 캡 부재(131)의 대직경부(132)가 감합된다. 내향 플랜지부(115)와 캡 부재(131)의 사이는 시일 링(116)에 의해 액밀하게 시일된다.

코일(102)을 덮는 보빈(105)은 캡 부재(131)의 외주 측에 마련된다. 보빈(105)은 열경화성 수지 등의 수지 부재에 의해 형성되며, 코일(102)의 내주 측을 몰드 성형에 의해 피복한다. 보빈(105)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 개구 단부에는, 캡 부재(131)의 소직경부(134)가 감합된다. 보빈(105)의 내주 측에는 인서트 코어(118)가 매설된다. 여기서, 보빈(105)의 내경 및 인서트 코어(118)의 내경은 대략 동일하며 또한 캡 부재(131)의 중간 직경부(133)의 외경보다 약간 크게 설정된다.

플런저(103)는, 작동 로드(106)(축부)에 일체적으로 고정되고, 캡 부재(131)의 내주 측을 축방향으로 이동할 수 있게 설치된다. 플런저(103)는 소위 아마추어이며, 예컨대 철계 자성체에 의해 바닥을 가진 원통형으로 형성된다. 플런저(103)는, 코일(102)의 통전에 의해 자력을 발생했을 때, 코어(104)에 흡인되어 추력을 발생한다. 플런저(103)의 외경은, 캡 부재(131) 내에서 축방향으로 이동할 수 있도록 캡 부재(131)의 중간 직경부(133)의 내경보다 약간 작게 형성된다.

코어(104)는 소위 앵커이며, 캡 부재(131)의 내주 측에 배치된다. 코어(104)는, 내측에 작동 로드(106)가 삽입 관통되는 보스부(119)와, 이 보스부(119)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부에 형성된 플랜지부(120)를 갖는다. 코어(104)는, 코일(102)의 통전에 의해 자력을 발생함으로써, 플런저(103)를 도 2에서의 좌측 방향(밸브체(81)의 밸브 폐쇄 방향)으로 흡인한다.

보스부(119)의 도 2에서의 우측(실린더 직경 방향 외측)의 단부면에는, 코어(104)에 흡인된 플런저(103)가 들어가는 오목부(121)가 형성된다. 또한, 코어(104)의 내주 측에는 부시 감합부(122)가 형성된다. 부시 감합부(122)에는, 작동 로드(106)를 지지하는 부시(108)가 끼워져 부착된다. 또한, 코어(104)의 도 2에서의 우측 단부에는, 플런저(103) 측으로 향하여 직경이 줄어드는 테이퍼면 형상의 원뿔형부(123)가 형성된다. 원뿔형부(123)는, 코어(104)와 플런저(103) 사이의 자기 특성을 리니어(직선적)로 하도록 기능한다.

작동 로드(106)는, 플런저(103), 코어(104) 및 배압실 형성 부재(87)의 내주 측에 배치된다. 작동 로드(106)의 도 2에서의 우측(밸브체(81)가 부착되는 측과는 반대측이며 밸브체 배압실(88) 측)의 단부는, 배압실 형성 부재(87)에 압입된 부시(107)에 의해 축방향으로 이동할 수 있게 지지된다. 작동 로드(106)에는, 작동 로드(106)를 축방향으로 관통하고, 밸브체(81)와 배압실 형성 부재(87)를 연통하는 연통로(124)가 형성된다. 이에 따라, 연통로(124)에 의해 획정된 로드실(125)을 통해 파일럿실(71)과 밸브체 배압실(88)이 연통된다.

작동 로드(106)의 도 2에서의 좌측(실린더 직경 방향 내측)의 단부는 코어(104)로부터 돌출하고, 그 돌출 끝에 밸브 기구부(33)의 밸브체(81)가 고정된다. 이에 따라, 밸브체(81)는 플런저(103) 및 작동 로드(106)와 일체적으로 이동(변위)한다. 바꿔 말하면, 밸브체(81)의 개방도 및 밸브 개방 압력은, 코일(102)에의 통전에 의해 조정되는 플런저(103)의 추력에 대응한다. 즉, 밸브 기구부(33)(감쇠 밸브)에 있어서의 파일럿 밸브(61)의 개폐는, 플런저(103)의 축방향으로의 이동에 의해 이루어진다.

배압실 형성 부재(87)는, 비자성체(비자성 재료)에 의해 구성되고, 축선에 수직인 평면에 의한 단면이 동심원을 형성한다. 배압실 형성 부재(87)는, 작동 로드(106)의 연통로(124)(로드실(125))를 통해 유입된 작동 유체가 밸브체 배압실(88)에 충전된 상태에서, 밸브체(81)에 작용하는 압력을 상대적으로 저감시킨다. 밸브체 배압실(88)은, 배압실 형성 부재(87), 작동 로드(106) 및 부시(107)에 의해 획정된다. 밸브체 배압실(88)의 수압(受壓) 면적은, 밸브체(81)가 시트면(80)과의 사이에서 유압력을 받을 때의 수압 면적보다 작게 설정된다.

밸브체(81)의 바닥부(83)의 중앙에는, 파일럿실(71)과 로드실(125)을 연통하는 오리피스(84)(제1 오리피스)가 마련된다. 이에 따라, 오리피스(84) 및 로드실(125)을 통해, 파일럿실(71)과 밸브체 배압실(88)의 사이에서 압력 전파가 이루어진다. 오리피스(84)의 면적(개구 면적)은, 디스크 연통로(78)(제3 오리피스)의 면적과 동등하거나 혹은 작게 설정된다(제1 오리피스(84)의 면적)≤(제3 오리피스(78)의 면적).

여기서, 오리피스(84)(제1 오리피스)의 면적을 디스크 연통로(78)(제3 오리피스)의 면적과 동일하게 설정한 경우라도, 밸브체 배압실(88)의 용적은 메인 배압실(45) 용적의 1/10 정도이기 때문에, 파일럿실(71)로부터 오리피스(84), 로드실(125)을 경유하여 밸브체 배압실(88)에 전파되는 압력의 속도(이하, 「로드 전파 속도」라고 함)가, 파일럿실(71)로부터 디스크 연통로(78)를 경유하여 메인 배압실(45)에 전파되는 압력의 속도(이하, 「메인 전파 속도」라고 함)보다 늦어지는 일은 없다.

이어서, 제1 실시형태의 작용을 설명한다.

코일(102)에의 비통전 시에는, 밸브체(81)가 파일럿 스프링(68)에 의해 도 2에서의 우측 방향(밸브 개방 방향)으로 편향되어, 밸브체(81)의 스프링 받이부(82)가 페일 세이프 디스크(94)에 맞닿는다(착좌된다). 다른 한편, 코일(102)에의 통전 시에는, 플런저(103)에 도 2에서의 좌측 방향(밸브체(81)의 밸브 폐쇄 방향)으로의 추력이 발생한다. 이에 따라, 작동 로드(106)(축부)가 파일럿 스프링(68)의 편향력에 대항하여 도 2에서의 좌측 방향으로 이동한다.

코일(102)에의 통전의 전류치가 작은 소프트 모드에서는, 파일럿 밸브(61)는, 파일럿 스프링(68)의 편향력과 플런저(103)의 추력이 평형을 이룸으로써, 일정한 밸브 개방량(소프트 특성일 때 밸브 개방량)으로 밸브가 개방된다. 이때, 밸브체 배압실(88)의 압력, 즉 오리피스(84) 및 로드실(125)을 통해 전파된 파일럿실(71)의 압력을, 작동 로드(106)의 단부면(109)으로 받음으로써, 플런저(103)의 추력을 어시스트하는 어시스트 추력이 발생한다. 이 어시스트 추력에 의해, 플런저(103)가 발생하는 추력이 작더라도 파일럿 밸브(61)의 밸브 개방 압력을 증대, 즉 코일(102)에 통전하는 전류치를 작게 할 수 있어, 감쇠력 조정 기구(31)를 저전력화할 수 있다.

신장 행정 시에는, 실린더 상실(2A) 내부의 압력 상승에 의해 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)가 폐쇄되고, 디스크 밸브(13)의 밸브 개방 전에는 실린더 상실(2A) 측의 작동액이 가압된다. 가압된 작동액은, 통로(22), 환형 유로(21), 접속구(23) 및 조인트 부재(28)를 경유하여 감쇠력 조정 기구(압력 조정 밸브)(31)에 도입된다. 이때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 작동액은, 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(17)를 개방시킴으로써 리저버(4)로부터 실린더 하실(2B)로 흐른다. 또한, 실린더 상실(2A)의 압력이 피스톤(5)의 디스크 밸브(13)의 밸브 개방 압력에 달하여 디스크 밸브(13)가 개방되면, 실린더 상실(2A)의 압력이 실린더 하실(2B)로 릴리프된다. 이에 따라, 실린더 상실(2A)의 과도한 압력 상승을 피하게 된다.

축소 행정 시에는, 실린더 하실(2B) 내부의 압력 상승에 의해 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)가 개방되고, 베이스 밸브(10)의 신장측 통로(15)의 디스크 밸브(17)가 폐쇄된다. 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 전에는, 피스톤 하실(2B)의 작동액이 실린더 상실(2A)로 유입하여, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 안에 침입한 체적만큼의 작동액이, 실린더 상실(2A)로부터 통로(22), 환형 유로(21), 접속구(23) 및 유로(36)를 경유하여 감쇠력 조정 기구(31)에 도입된다. 또한, 실린더 하실(2B)의 압력이 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력에 달하여 디스크 밸브(18)가 개방되면, 실린더 하실(2B)의 압력이 리저버(4)에 릴리프된다. 이에 따라, 실린더 하실(2B)의 과도한 압력 상승을 피하게 된다.

감쇠력 조정 기구(31)에 도입된 작동액은, 도입 오리피스(65), 파일럿실(71), 오목부(77) 및 통로(72)를 경유하여 가요성 디스크(69)를 밸브 개방시켜, 메인 배압실(45)에 도입된다. 메인 밸브(41)의 밸브 개방 전(피스톤 속도가 저속 영역일 때)에는, 오목부(77)에 유입된 작동액은, 파일럿 스프링(68), 페일 세이프 디스크(94), 와셔(97), 캡(98)에 형성된 통로(99), 밸브 기구부(33) 외주의 유로(35) 및 케이스(25)의 내향 플랜지부(26)에 형성된 복수 라인의 통로(27)를 지나 리저버(4)에 유통된다.

피스톤 속도의 상승에 의해, 환형 유로(21), 유로(36) 및 통로(50)를 경유하여 환형 통로(48)에 도입된 작동액의 압력이 일정한 압력(밸브 개방 압력)에 달하여 메인 밸브(41)가 개방되면, 환형 통로(48)에 도입된 작동액은, 밸브 기구부(33) 외주의 유로(35) 및 케이스(25)의 내향 플랜지부(26)에 형성된 복수 라인의 통로(27)를 경유하여 리저버(4)에 유통된다.

이와 같이, 감쇠력 조정 기구(31)는, 피스톤 로드(6)의 신장 행정 및 축소 행정의 양 행정에 있어서, 메인 밸브(41)의 밸브 개방 전(피스톤 속도가 저속 영역일 때)에는, 작동액이 도입 오리피스(65) 및 파일럿 밸브(61)를 통과함에 따른 감쇠력을 발생한다. 또한, 메인 밸브(41)의 밸브 개방 후(피스톤 속도가 중속 영역 일 때)에는, 메인 밸브(41)의 개방도에 따른 감쇠력을 발생한다. 이때, 솔레노이드(101)의 코일(102)에의 통전을 제어하여 파일럿 밸브(61)의 밸브 개방 압력을 조정함으로써, 감쇠력 조정 기구(31)가 발생하는 감쇠력을 직접 제어할 수 있다.

또한, 코일(102)의 단선이나 차량 탑재 컨트롤러의 고장 등과 같은 페일의 발생 시에 플런저(103)의 추력을 잃게 된 경우, 파일럿 스프링(68)(페일 세이프 스프링을 겸한다)의 편향력에 의해 밸브체(81)를 도 2에서의 우측 방향(밸브체(81)의 밸브 개방 방향)으로 이동시켜, 파일럿 밸브(61)를 개방시킨다. 또한, 밸브체(81)의 스프링 받이부(82)를 페일 세이프 디스크(94)에 맞닿게 함으로써, 밸브 기구부(33) 내측의 유로(부호 생략)와 밸브 기구부(33) 외측의 유로(35)의 연통을 차단한다.

이에 따라, 페일 세이프 밸브(91)의 밸브 개방 압력을 조정하여, 환형 유로(21)로부터 조인트 부재(28)의 유로(36), 파일럿 핀(63)의 도입 오리피스(65), 파일럿실(71), 파일럿 바디(62)의 오목부(77), 와셔(97)의 축 구멍, 캡(98)에 형성된 통로(99)(절결), 밸브 기구부(33) 외주의 유로(35) 및 케이스(25)의 내향 플랜지부(26)에 형성된 복수 라인의 통로(27)를 경유하여 리저버(4)에 유통되는 작동액의 흐름을 제어함으로써, 페일의 발생 시에도 일정한 감쇠력을 발생시킬 수 있다. 동시에, 메인 배압실(45)의 내압, 나아가서는 메인 밸브(41)의 밸브 개방 압력을 조정할 수 있고, 페일의 발생 시에도 일정한 감쇠력을 얻을 수 있다.

여기서, 종래의 감쇠력 조정식 완충기에서는, 파일럿실의 압력이 일정한 압력(밸브 개방 압력)에 달하여 파일럿 밸브가 개방되면, 작동액이 파일럿실로부터 밸브 기구부 외주의 유로를 경유하여 리저버로 흐르지만, 파일럿실로부터 흘러 나오는 작동액의 유량이 증가하면, 파일럿 밸브가 자려진동(유체 여기 진동)하는 경우가 있다. 이러한 파일럿 밸브의 자려진동(채터링)은 감쇠력 조정식 완충기가 발생하는 이음의 원인이 된다.

이에 대하여, 제1 실시형태에서는 밸브체(81)의 바닥부(83)에 오리피스(84)(제1 오리피스)를 마련하여, 이 오리피스(84)를 통해 파일럿실(71)과 밸브체 배압실(88)(로드실(125))의 사이에서 작동액을 주고 받도록 구성했다.

제1 실시형태에 의하면, 파일럿 밸브(61)가 동작함으로써, 밸브체(81)와 일체의 작동 로드(106)(축부)가 축방향으로 이동하면, 작동 로드(106)가 밸브체 배압실(88)로 진입/후퇴한 체적만큼의 작동액이, 파일럿실(71)과 밸브체 배압실(88)(로드실(125)) 사이를 오리피스(84)를 통해 이동한다(체적 보상). 이때, 작동액이 오리피스(84)를 통과함에 따라 생긴 감쇠가 밸브체(81)에 작용함으로써, 파일럿 밸브(61)의 자려진동(채터링)이 억지된다.

또한, 제1 실시형태에서는, 밸브체 배압실(88)이 오리피스(84)(제1 오리피스) 및 로드실(125)을 통해 파일럿실(71)에 연통되어 있기 때문에, 로드실(125)은 파일럿 밸브(61)의 하류 압력(파일럿 바디(62)의 오목부(77)의 압력)에 대하여 고압으로 된다.

그 결과, 파일럿 밸브(61) 하류 측의 유로에 생긴 기포가 오리피스(84)로부터 로드실(125) 안으로 들어가는 일이 없고, 로드실(125)에 연통되는 밸브체 배압실(88)에 에어 포켓이 발생하는 것이 억지된다. 이에 따라, 상기 에어 포켓에 기인하는 작동액의 체적 탄성 계수의 저하를 억제할 수 있고, 체적 보상에 있어서의 작동액의 부족이나 응답성의 저하를 억지할 수 있다.

(제2 실시형태)

이어서, 도 3을 참조하여 제2 실시형태를 설명한다. 여기서는, 제1 실시형태와 상이한 부분을 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통된 부분에 관해서는 동일한 칭호 및 부호를 이용하며 또한 중복되는 설명을 생략한다.

제1 실시형태에서는, 밸브체(81)의 바닥부(83)의 중앙에 오리피스(84)(제1 오리피스)를 마련하여, 이 오리피스(84)를 통해 파일럿실(71)과 로드실(125)의 사이에서 작동액을 주고 받도록 구성했다.

이에 대하여, 제2 실시형태에서는, 밸브체(81)의 바닥부(83)와 작동 로드(106)(축부)의 사이에 와셔(85)를 개재 장착하고, 와셔(85)의 중앙에 오리피스(84)(제1 오리피스)를 설치했다.

제2 실시형태에 의하면, 상술한 제1 실시형태와 동등한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제2 실시형태에서는, 밸브체(81)에 오리피스(84)(제1 오리피스)를 가공할 필요가 없기 때문에, 밸브체(81)의 가공을 용이하게 할 수 있다.

더구나, 제2 실시형태에서는, 오리피스(84)(제1 오리피스)의 면적이 다른 사양이라도, 동일 형태의 밸브체(81)로 대응할 수 있어, 부품 관리가 용이하며 또한 제조 비용을 절감할 수 있다.

(제3 실시형태)

이어서, 도 4를 참조하여 제3 실시형태를 설명한다. 여기서는, 제1 실시형태와 상이한 부분을 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통된 부분에 관해서는 동일한 칭호 및 부호를 이용하며 또한 중복되는 설명을 생략한다.

이에 대하여, 제3 실시형태에서는, 작동 로드(106)의 밸브체 배압실(88) 측(밸브체(81)가 부착되는 측과는 반대측)의 단부에 오리피스(84)(제1 오리피스)를 마련하여, 이 오리피스(84)를 통해 로드실(125)과 밸브체 배압실(88)의 사이에서 작동액을 주도 받도록 구성했다.

도 4에 도시하는 것과 같이, 밸브체(81)의 바닥부(83)에는, 종래의 감쇠력 조정식 완충기의 밸브체와 같은 연통로(86), 즉 연통로(124)와 대략 동일 직경의 연통로(86)가 형성된다. 이에 따라, 로드실(125)의 내압은 파일럿실(71)의 내압과 동등하게 된다.

제3 실시형태에서는, 파일럿 밸브(61)가 동작하여 밸브체(81)가 고정된 작동 로드(106)가 축방향으로 이동하면, 작동 로드(106)가 밸브체 배압실(88)에 진입/후퇴한 체적만큼의 작동액이, 로드실(125)(파일럿실(71))과 밸브체 배압실(88) 사이를 오리피스(84)를 통해 이동한다(체적 보상). 이때, 작동액이 오리피스(84)를 통과함에 따라 생긴 감쇠가 밸브체(81)에 작용함으로써, 파일럿 밸브(61)의 자려진동(채터링)이 억지된다.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예컨대 상기한 실시형태는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해서 상세히 설명한 것으로, 반드시 설명한 모든 구성을 갖추는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어떤 실시형태의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환할 수 있고, 또한 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더할 수도 있다. 또한, 각 실시형태의 구성의 일부에 관해서 다른 구성을 추가·삭제·치환할 수 있다.

본원은 2021년 11월 10일자 출원인 일본국 특허출원 제2021-183426호에 기초한 우선권을 주장한다. 2021년 11월 10일자 출원인 일본국 특허출원 제2021-183426호의 명세서, 청구범위, 도면 및 요약서를 포함하는 전체 개시 내용은 참조에 의해 본원에 전체적으로 들어간다.

1: 감쇠력 조정식 완충기 2: 실린더
5: 피스톤 31: 감쇠력 조정 기구(압력 제어 밸브)
41: 메인 밸브 45: 메인 배압실
80: 시트면 81: 밸브체
84: 오리피스(제1 오리피스) 88: 밸브체 배압실
101: 솔레노이드 106: 작동 로드(축부)

Claims

감쇠력 조정식 완충기로서,
작동 유체가 봉입된 실린더와,
상기 실린더 안에 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 장착된 피스톤과,
상기 실린더 내의 상기 피스톤의 미끄럼 이동에 의해 작동 유체의 흐름이 생기는 유로와
상기 유로에 설치되어, 솔레노이드가 발생하는 추력에 의해 감쇠 밸브의 밸브 개방 압력이 조정되는 압력 제어 밸브
를 포함하고,
상기 감쇠 밸브는,
상기 유로를 흐르는 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와,
상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과,
시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브를 구비하고,
상기 솔레노이드는,
상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와,
상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와,
상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고,
상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항에 있어서, 상기 감쇠력 조정식 완충기는,
상기 메인 밸브의 상류 측으로부터 상기 메인 배압실 측으로 유체를 도입하는 제2 오리피스와,
상기 제2 오리피스의 하류 측에 마련되어, 유체의 흐름의 일부를 상기 메인 배압실에 도입하는 제3 오리피스를 구비하고,
(상기 제1 오리피스의 면적)≤(상기 제3 오리피스의 면적)인 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 오리피스는 상기 밸브체의 바닥부에 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 오리피스는 상기 밸브체의 바닥부와 상기 축부의 사이에 개재 장착된 와셔에 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 오리피스는 상기 축부의 상기 밸브체 배압실 측의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 조정식 완충기.
솔레노이드가 발생하는 추력에 의해 밸브 개방 압력이 조정되는 감쇠 밸브로서,
작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와,
상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과,
시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브
를 포함하고,
상기 솔레노이드는,
상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와,
상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와,
상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고,
상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 하는 감쇠 밸브.
감쇠 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 솔레노이드로서,
상기 감쇠 밸브는, 작동 유체의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키는 메인 밸브와, 상기 메인 밸브에 밸브 폐쇄 방향의 내압을 작용시키는 메인 배압실과, 시트면에 착좌되는 밸브체를 갖고, 상기 메인 밸브의 밸브 개방 압력을 조정하는 파일럿 밸브를 포함하고,
상기 솔레노이드는,
상기 밸브체에 마련되며, 내부에 축방향으로 연장되는 연통로가 형성된 축부와,
상기 축부가 삽입되고, 코일에의 통전에 의해 상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 추력을 발생하는 플런저와,
상기 밸브체를 상기 시트면 측으로 편향시키는 방향의 내압을 작용시키는 밸브체 배압실을 구비하고,
상기 밸브체 배압실과 상기 밸브체의 사이에 제1 오리피스가 마련되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드.