KR101776323B1

KR101776323B1 - 완충기

Info

Publication number: KR101776323B1
Application number: KR1020110097042A
Authority: KR
Inventors: 마코토 니시무라; 진 야마사키; 신이치 가가와; 데츠오 요시다
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: US8469162B2; US20120073918A1; CN102434618A; KR20120033253A; DE102011083607B4; CN102434618B; DE102011083607A1

Abstract

본 발명의 완충기는, 오일액이 봉입된 실린더 내에, 피스톤 로드(6)가 연결된 피스톤(5)을 삽입하고, 피스톤(5)의 이동에 의해 생기는 오일액의 흐름을 감쇠력 발생 기구(25)에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시킨다. 실린더(2)의 외주에 세퍼레이터 튜브(20)를 마련하고, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽에 일체로 형성된 지관(45)을 통해 감쇠력 발생 기구(25)에 오일액을 유통시킨다. 지관(45)의 외주부를 끝이 가는 테이퍼면으로 하는 것에 의해, 지관(45)을 드로잉 가공할 때, 지관(45)과 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부의 판 두께의 감소가 억제된다. 그 결과, 세퍼레이터 튜브(20)의 내압성을 높여, 박육화에 의한 경량화가 가능하게 된다.

Description

완충기{DAMPER}

피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 실린더 내의 작동 유체의 흐름을 제어하는 것에 의해 감쇠력을 발생시키는 완충기에 관한 것이다.

예컨대 일본 특허 공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 통형의 완충기에 있어서, 실린더 외주에 원통형 부재를 배치하여 이들 사이에 환형의 통로를 형성하고, 또한 원통형 부재의 측벽을 직경방향 외측으로 원통형으로 돌출시켜 환형의 통로에 연통하는 지관(枝管)을 일체로 형성하도록 한 것이 있다.

상기 일본 특허 공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 원통형 부재의 측벽에 지관을 일체로 형성하여 작동 유체의 통로로 하는 완충기에서는, 원통형 부재 및 지관은, 고압이 되는 작동 유체에 대하여 충분한 내압성을 확보해야 하고, 경량화를 위해 판 두께를 얇게 하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 실린더 외주에 마련되어, 상기 실린더의 측벽과의 사이에 작동 유체가 유통하는 환형 통로를 형성하는 원통형의 측벽 및 이 측벽으로부터 직경방향 외측으로 돌출하는 지관을 갖는 세퍼레이터 튜브의 내압성을 높여, 그 박육화를 가능하게 하는 완충기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 상대 이동 가능한 두 부재 사이에 부착되는 완충기로서,

작동 유체가 봉입된 실린더와,

상기 실린더 내에 삽입된 피스톤과,

상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와,

상기 실린더 외주에 마련된 외통과,

상기 실린더 외주 둘레에 마련되고, 상기 실린더 안과 연통하는 환형 통로를 상기 실린더와의 사이에 형성하는 원통형의 측벽을 갖는 세퍼레이터 튜브와,

상기 실린더와 상기 외통 사이의 상기 세퍼레이터 튜브의 외측에 형성되고 작동 유체 및 가스가 봉입된 리저버와,

상기 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 일체로 형성되고, 직경방향 외측으로 대략 원통형으로 돌출되어 상기 환형 통로에 연통하는 통로를 형성하는 지관과,

상기 외통의 외부에 배치되는 감쇠력 발생 기구와,

상기 감쇠력 발생 기구로부터 연장되고, 외주에 환형 시일이 마련되어 상기 지관 내에 끼워 맞춰지는 연결관을 구비하며,

상기 지관은, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 드로잉 가공에 의해 형성되고,

기단에 형성되며 내주 및 외주가 만곡된 만곡부와,

상기 만곡부와 연속하여 선단측을 향해 형성되며 내경이 동일 직경으로 된 통부를 가지며,

상기 통부의 외경을 기단측으로부터 선단측을 향하는 방향으로 작게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 완충기용 세퍼레이터 튜브로서,

상기 세퍼레이터 튜브는,

작동 유체가 봉입되는 실린더 외주 둘레에 마련되고,

상기 실린더 안과 연통하는 환형 통로를 상기 실린더와의 사이에 형성하는 원통형 측벽과,

지관을 갖고 있으며,

상기 지관은, 상기 원통형 측벽에 일체로 형성되고, 직경방향 외측으로 대략 원통형으로 돌출되어 상기 환형 통로에 연통하는 통로를 형성하고 있고,

상기 지관은, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 드로잉 가공에 의해 형성되며,

기단에 형성되며 내주 및 외주가 만곡된 만곡부(51)와,

상기 만곡부와 연속하여 선단측을 향해 형성되며 내경이 동일 직경으로 된 통부(52)를 가지며,

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 완충기의 종단면도.
도 2는 도 1의 완충기의 배플 플레이트가 부착된 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 확대하여 도시하는 종단면도.
도 3은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분의 정면도.
도 4는 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 더 확대하여 도시하는 종단면도.
도 5는 지관에 삽입되는 연결관의 변형예를 도시하는 지관 부분의 종단면도.

이하에 설명하는 실시형태는, 전술한 발명이 해결하고자 하는 과제의 란이나 발명의 효과의 란에 기재한 내용에 머물지 않고 그 외에도 여러 가지의 과제를 해결하여, 효과를 나타내고 있다. 이하의 실시형태가 해결하는 과제의 주된 내용을, 전술한 란에 기재한 내용도 포함하여, 다음에 열거한다.

〔감쇠력의 증대〕

최근, 완충기에는 한층 더 감쇠력의 증대가 요구되고 있다. 이것은, 롤이나 피칭(상하 요동) 등 차체가 한쪽으로 기우는 거동을 했을 때, 감쇠력을 크게 하는 것에 의해 차체의 거동을 억제하여, 안정된 주행을 실현할 수 있기 때문이다. 그러나, 감쇠력을 증대시키면, 실린더 내압이 높아져, 리저버 내의 압력과 실린더 내의 압력의 차압이 커지기 때문에, 원통형 부재와 지관의 이음매에 응력이 집중되어, 내압성이 내려간다고 하는 문제가 있다.

〔특성 개선〕

앞에 나타낸 일본 특허 공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 리저버 내에는 오일액 및 가스가 봉입되어 있고, 감쇠력 발생 기구로부터 리저버에 유입되는 오일액의 분류(噴流)에 의해 리저버 내의 오일액의 액면 부근에 소용돌이나 기포가 발생하며, 에어레이션이 발생한다고 하는 문제가 있다. 에어레이션이 발생하면 안정적인 감쇠력을 얻을 수 없기 때문에, 그 문제를 해결하여, 감쇠 특성을 개선하는 것이 요구되고 있다. 그래서, 감쇠력 발생 기구로부터 리저버에 유입되는 유입구 부근에, 배플 플레이트를 배치하여, 분류의 발생을 억제하는 것을 고려할 수 있지만, 배플 플레이트의 고정은, 조립성 향상, 오염의 방지를 위해 용접을 이용하지 않는 것이 요구되고 있다. 그래서, 지관을 이용하여, 배플 플레이트를 구속하는 것을 고려했지만, 이를 위해서는 지관의 축 길이를 더 연장해야 한다.

〔경량화〕

자동차에 부착되는 부품은, 연비 향상 등을 위해, 조금이라도 경량화하는 것이 요구된다. 그래서, 실린더나 세퍼레이터 튜브, 외통은 내압성을 확보하면서, 두께를 얇게 해야 한다. 두께가 얇은 부재에 지관을 형성하면, 지관 부분의 두께는 더 얇아져, 내압성을 확보하기가 곤란하다. 두께를 얇게 하면서, 내압성을 확보한 지관을 형성한다고 하는 트레이드 오프를 해결하는 것은 큰 과제이다.

이하, 본 발명에 따른 각 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기(1)는, 통형의 감쇠력 조정식 유압 완충기로서, 실린더(2)의 외측에 외통(3)을 마련한 복통 구조이며, 실린더(2)와 외통(3)의 사이에 환형의 리저버(4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는, 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 있고, 이 피스톤(5)에 의해 실린더(2) 안이 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B)의 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)에는, 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해 연결되어 있다. 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) 외부로 연장되어 있다. 실린더(2)의 하단부에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 설치되어 있다.

피스톤(5)에는, 실린더 상실(2A)과 실린더 하실(2B) 사이를 연통시키는 통로(11, 12)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(12)에는, 실린더 하실(2B)측으로부터 실린더 상실(2A)측으로의 유체의 유통만을 허용하는 체크 밸브(13)가 설치되어 있다. 또한 통로(11)에는, 실린더 상실(2A)측의 유체의 압력이 소정 압력에 도달했을 때 밸브를 개방하여, 이 압력을 실린더 하실(2B)측으로 릴리프하는 디스크 밸브(14)가 설치되어 있다.

베이스 밸브(10)에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 연통시키는 통로(15, 16)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(15)에는, 리저버(4)측으로부터 실린더 하실(2B)측으로의 유체의 유통만을 허용하는 체크 밸브(17)가 설치되어 있다. 또한, 통로(16)에는, 실린더 하실(2B)측의 유체의 압력이 소정 압력에 도달했을 때 밸브를 개방하여, 이 압력을 리저버(4)측으로 릴리프하는 디스크 밸브(18)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 개재하여 세퍼레이터 튜브(20)가 외측에 끼워져 있고, 실린더(2)의 측벽과 그 외주에 마련된 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽 사이에 환형 통로(21)가 형성되어 있다. 환형 통로(21)는, 실린더(2)의 상단부 부근의 측벽에 마련된 통로(22)에 의해 실린더 상실(2A)에 연통되어 있다. 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽 하부에는, 환형 통로(21)에 연통하는 통로인 접속구(23)를 갖는 소직경의 대략 원통형인 지관(45)이 돌출되어 있다. 또한, 외통(3)의 측벽에는, 지관(45)과 대략 동심으로 대직경의 유입구(24)가 개구되고, 외통(3) 측벽의 유입구(24)에 감쇠력 발생 기구(25)가 부착되어 있다.

감쇠력 발생 기구(25)는, 외통의 유입구(24)에 부착된 원통형의 케이스(26) 내에, 파일럿형(배압형)의 메인 밸브(27)와, 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어하는 솔레노이드 구동의 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(28)가 설치되어 있다. 또한 파일럿 밸브(28)의 하류측에, 페일시에 작동하는 페일 밸브(29)가 설치되어 있다. 그리고, 지관(45)의 접속구(23)에, 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이, 액밀하게 삽입되어 있다. 오일액이, 접속구(23)로부터 연결관(30)에 도입되어, 메인 밸브(27), 파일럿 밸브(28) 및 페일 밸브(29)를 통해, 케이스(26)로 둘러싸인 실(26A)에 유통된다. 실(26A) 내의 오일액은, 케이스(26) 단부의 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 통해, 리저버(4)에 유입된다.

이때, 메인 밸브(27)의 개방 전에는, 파일럿 밸브(28)에 의해 오일액의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생시키고, 메인 밸브(27)의 개방시에는, 주로 메인 밸브(27)에 의해 감쇠력을 발생시킨다. 또한, 파일럿 밸브(28) 상류측의 오일액의 일부를 메인 밸브(27)의 배부(背部)의 배압실(32)에 도입하여, 그 내압을 메인 밸브(27)의 폐쇄 방향으로 작용시킨다. 리드선(41)을 통해 솔레노이드(40)에 통전하는 전류에 의해 파일럿 밸브(28)의 제어 압력을 조정함으로써, 감쇠력을 조정할 수 있고, 그 결과, 배압실의 내압이 변화되어 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력 및 개방도를 조정할 수 있다. 또한, 페일 밸브(29)는, 신호 대기로 차를 정지시키고 있을 때나, 만일 솔레노이드(40)에의 통전이 차단되었을 때 밸브 폐쇄되어, 상시(常時) 개방으로 된 파일럿 밸브(27) 대신에 오일액의 흐름을 제한함으로써, 감쇠력의 과도한 저하를 방지하여 적절한 감쇠력을 유지하도록 되어 있다.

리저버(4) 내에는, 격벽 부재로서의 배플 플레이트(33)가 설치되어 있다. 배플 플레이트(33)는, 세퍼레이터 튜브(20)의 외주면에서, 외통(3)의 유입구(24)에 대향하는 부위에 부착되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 배플 플레이트(33)는, 세퍼레이터 튜브(20)의 외주면을 따라 만곡된 판형 부재로 되어 있다. 또한, 배플 플레이트(33)는, 정면측(도 3측)에서 봤을 때, 반원형의 상부와, 그 상부로부터 아래쪽으로 연장되는 직사각형의 하부를 구비하고 있다.

배플 플레이트(33)에는, 구속부로서의 개구부(36)가 마련되어 있다. 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)은, 배플 플레이트(33)의 개구부(36)에 삽입된다. 배플 플레이트(33)의 개구부(36)에 삽입한 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)에, 이붙이 와셔(44)를 끼워 넣는 것에 의해, 배플 플레이트(33)는, 세퍼레이터 튜브(20)에 고정되어 부착되어 있다. 이붙이 와셔(44)는, 환형의 스프링 부재의 내주부에, 방사상으로 연장되는 복수의 클로부(44A)를 일체로 형성한 것이다. 방사상의 클로부(44A)가 휨으로써 지관(45)을 이붙이 와셔(44)에 압입할 수 있고, 일단 압입된 후는, 쐐기 효과에 의해 빠지기 어려워지도록 되어 있다. 배플 플레이트(33)에는, 그 상부 및 측부의 둘레 가장자리부를 따라 대략 U자형으로 배치된 탄성 시일 부재인 고무제의 격벽 부재(43)가 베이킹에 의해 고착되어 있다. 격벽 부재(43)는, 단면 형상이 대략 삼각형이며, 삼각형의 밑변이 배플 플레이트(33)의 본체에 고착되고, 정상부가 외통(3)의 내주면에 압박되어, 배플 플레이트(33)와 외통(3) 사이의 시일성을 높이며, 소음의 발생을 억제하고 있다.

다음에, 도 4를 참조하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)이 형성된 부분의 형상에 대해서 상세히 설명한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽에는, 대략 원통형의 지관(45)이 일체로 형성되어 있고, 대략 원통형의 지관(45)은 직경방향 외측으로 돌출되어 있다. 이것에 의해, 환형 통로(21)에 연통하는 접속구(23)가 되는 원형의 개구가, 대략 원통형인 지관(45) 내에 형성되어 있다. 지관(45)은, 외주부가 끝이 가는 테이퍼면(45A)으로 되어 있다. 테이퍼면(45A)의 테이퍼각(θ1)은, 16˚ 전후로 되어 있다. 또한, 지관(45)을 드로잉 가공 등의 소성 변형에 의해 형성한 경우, 이 테이퍼면(45A)에서의 축방향 단면의 외경 부분은, 엄밀하게는 약간의 오목 곡면으로 되어있다.

지관(45)의 테이퍼면(45A)과 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 외주부는, 반경(R1)의 라운드부가 형성되어 매끄럽게 만곡되어 있다.

결합부(46)의 외주부의 라운드부의 반경(R1)은, 세퍼레이터 튜브(20)의 직경이 40 ㎜∼45 ㎜ 정도이고, 접속구(23)의 내경(D)이 12 ㎜ 정도일 때, 1.5 ㎜ 정도로 하면 좋다. 또한, 결합부(46)의 내주부도 라운드부가 형성되어 매끄럽게 만곡되고, 그 판 두께(T1)가 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 판 두께(T0)와 대략 같게 되어 있다.

본 발명에서, 이 지관(45)의 축방향에서, 내주 및 외주가 만곡되어 있는 부분을 만곡부(51)로 정의한다. 또한, 이 지관(45)의 축방향에서, 만곡부(51)로부터 선단까지를 통부(52)로 정의한다.

지관(45)의 선단의 외주부는, 테이퍼가 형성되어 있지 않은, 즉 축방향을 따라 외경이 일정한 원통부(45B)로 되어 있다.

따라서, 통부(52)에서, 기단측의 외주부가 테이퍼면(45A)으로 되어 있는 부분의 외경이 작아지는 비율보다, 선단측의 원통부(45B)에서의 외경이 작아지는 비율[원통부(45B)에서는 0이 됨.]은 작게 되어 있다. 또한, 이 원통부(45B)에 기단측보다 외경이 작아지는 비율이 작은 테이퍼를 형성하여도 좋다.

접속구(23)를 형성하는 지관(45) 중 통부(52)의 내주면은, 테이퍼가 형성되어 있지 않은, 즉 축방향을 따라 내경이 일정한 원통면(45C)으로 되어 있고, 이 원통면의 축방향 길이는 3.5 ㎜∼4 ㎜ 정도로 되어 있다. 지관(45)의 선단의 내주연부에는, 테이퍼각(θ2)으로 테이퍼형으로 모따기된 모따기부(47)가 형성되어 있다. 지관(45)의 선단면(48)은, 평탄면으로 되어 있다.

또한, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과 원통부(45B)가 이루는 각(θ3)은, 배플 플레이트(33)의 개구부(36)를 지관(45)에 삽입할 때의 조립성의 향상, 더 나아가서는 빠짐 방지를 위해 90˚로 하고 있다.

다음에, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통면에 드로잉 가공에 의해 지관(45)을 일체로 형성하는 방법에 대해서 설명한다.

세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽에, 하부 구멍으로서 축방향이 대직경, 둘레 방향이 소직경이 되는 타원의 구멍을 절삭 또는 펀치 등에 의해 형성한다. 세퍼레이터 튜브(20)의 외주측에 있어서, 타원 구멍의 주위에 외형(外型)을 배치하고, 세퍼레이터 튜브(20)의 내주측으로부터 타원 구멍에 펀치를 대며, 그 후, 외형을 가압하는 것에 의해 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽에, 외주측을 향해 연장되는 지관(45)을 형성한다. 이때, 펀치의 형상이나 외형의 형상, 가압 타이밍을 적절하게 설정하는 것에 의해, 테이퍼면(45A), 원통부(45B), 원통면(45C)을 원하는 형상으로 형성한다. 세퍼레이터 튜브(20)의 두께를 유효하게 이용하여 지관(45)을 형성하기 때문에, 실린더(2) 내의 액압에 의해 생기는 응력을 가장 잘 받는 결합부(46)의 두께는 충분히 확보하도록, 결합부(46)의 내주 및 외주는 만곡된 만곡부(51)로 하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 두께(T0)와 대략 같은 두께(T1)로 한다. 결합부(46)로부터는, 연속하여, 내주측은 원통형의 원통면(45C), 외주측은 테이퍼면(45A)을 형성한다. 테이퍼면(45A) 부분은, 결합부(46)의 두께보다 작게 되어 있다.

그리고, 지관(45)은, 선단측을 향함에 따라, 두께를 더 감소시켜 간다. 즉, 지관(45)의 외경은, 기단측인 결합부(46)로부터 선단측을 향하는 방향으로 작아진다. 지관(45)의 내경은, 기단측으로부터 선단측을 향해 동일 직경으로 되어 있다. 그리고, 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이 접속구(23)에 삽입되면, 연결관(30)의 외주에 마련된 환형 시일인 시일 부재(50)가, 통부(52)의 내주와 접촉하여, 이들 사이를 시일하는 것에 의해, 실린더(2)측으로부터 선단측을 향해 압력 구배가 생긴다. 이것에 의해, 통부(52)의 시일부의 지관(45)의 선단측에는 높은 액압이 작용하지 않고, 액압에 의해 생기는 응력이 저감되기 때문에, 통부(52)의 두께는 얇아도 좋다. 요컨대 결합부(46)의 두께는, 액압에 의해 생기는 응력에 견디는 두께여야 하고, 통부(52)의 시일 부재(50)의 외측은, 연결관(30)을 유지하기 위한 두께이면 좋다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 작용에 대해서 다음에 설명한다.

완충기(1)는, 피스톤 로드(6)측을 위쪽, 베이스 밸브(10)측을 아래쪽으로 하여 차량의 서스펜션 장치의 스프링 상측(차체측), 스프링 하측(차륜측) 사이 등의 상대 이동 가능한 부재 사이에 장착되고, 리드선(41)이 제어 장치에 접속된다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 폐쇄되고, 디스크 밸브(14)의 개방 전에는, 실린더 상실(2A)측의 유체가 가압되어, 통로(22) 및 환형 통로(21)를 통과하고, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)로부터 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로(30)에 유입된다. 그리고, 입구 통로(30)로부터 유입된 유체는, 메인 밸브(27), 파일럿 밸브(28) 및 페일 밸브(29)를 통해 케이스(26)로 둘러싸인 실(26A)로 흐르고, 또한 케이스(26)의 단부의 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 통해 리저버(4)에 유입된다.

이때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 유체가 리저버(4)로부터 베이스 밸브(10)의 체크 밸브(17)를 개방하여 실린더 하실(2B)에 유입된다. 또한, 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 릴리프하는 것에 의해, 실린더 상실(2A)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

피스톤 로드(6)의 수축 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 개방되고, 베이스 밸브(10)의 통로(15)의 체크 밸브(17)가 폐쇄되어, 디스크 밸브(18)의 개방 전에는, 피스톤 하실(2B)의 유체가 실린더 상실(2A)에 유입되며, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 내에 침입한 만큼의 유체가 실린더 상실(2A)로부터, 상기 신장 행정시와 같은 경로를 통해 리저버(4)로 흐른다. 또한, 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 릴리프하는 것에 의해, 실린더 하실(2B)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

이것에 의해, 피스톤 로드(6)의 신축(伸縮) 행정시 모두, 감쇠력 발생 기구(25)에 있어서, 메인 밸브(27)의 개방 전(피스톤 속도 저속 영역)에는, 파일럿 밸브(28)에 의해 감쇠력이 발생하고, 메인 밸브(27)의 개방 후(피스톤 속도 고속 영역)에는, 그 개방도에 따라 감쇠력이 발생한다. 그리고, 솔레노이드(40)에의 통전 전류에 의해 파일럿 밸브(28)의 제어 압력을 조정함으로써, 감쇠력을 조정할 수 있고, 그 결과, 배압실(32)의 내압이 변화되어 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력 및 개방도를 조정할 수 있다. 또한, 차가 신호로 정차했을 때나, 만일 솔레노이드(40)에의 통전이 차단된 경우에는, 페일 밸브(29)가 폐쇄되어, 상시 개방으로 된 파일럿 밸브 대신에 오일액의 흐름을 제한함으로써, 감쇠력의 과도한 저하를 방지하여 적절한 감쇠력을 유지할 수 있다.

배플 플레이트(33)를 마련함으로써, 감쇠력 발생 기구(25)로부터 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 통해, 리저버(4) 내에 오일액이 유입되는 부위가, 배플 플레이트(33)의 격벽 부재(43)에 의해 리저버(4) 내의 오일액의 액면(S)으로부터 격리된다. 이것에 의해, 감쇠력 발생 기구(25)로부터 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 통해 리저버(4) 내에 유입되는 오일액 중, 사용 상태에서 리저버(4) 내측 상방으로의 오일액의 흐름을 규제한다. 따라서, 유입구(24)를 통해 리저버(4) 내에 유입되는 오일액의 분류에 의해 액면(S) 부근에 소용돌이 및 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 리저버(4) 내의 가스의 오일액중에의 용해를 억제하며, 에어레이션 및 캐비테이션이 발생하기 어렵게 하여, 안정적인 감쇠력을 얻을 수 있다.

또한, 배플 플레이트(33)에 의해, 감쇠력 발생 기구(25)로부터 리저버(4) 내에 유입되는 오일액의 유로 면적의 급격한 확대가 완화되기 때문에, 리저버(4)에의 유입에 의한 오일액의 유속의 급격한 상승을 완화하여 소용돌이의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 소용돌이의 발생에 따르는 기포의 발생 및 오일액중에의 가스의 용해를 억제하고, 에어레이션 및 캐비테이션이 발생하기 어렵게 하여, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)를 형성하는 지관(45)은, 외주부에 테이퍼면(45A)이 형성되고, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 외주부 및 내주부가 매끄럽게 만곡되어, 결합부(46)의 판 두께(T1)가, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 판 두께(T0)와 대략 동일하게 되어 있다. 이 때문에, 결합부(46)의 강도가 높아지고, 환형 통로(21)와 리저버(4)의 차압에 의해 결합부(46)에 생기는 응력이 저감된다. 그 결과, 작동액에 대한 내압성을 높일 수 있고, 세퍼레이터 튜브(20)의 박육화에 의한 경량화가 가능해진다.

접속구(23)를 형성하는 지관(45)의 내주면은, 테이퍼가 형성되어 있지 않은 원통면(45C)으로 되어 있기 때문에, 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이 삽입되었을 때, 필요한 시일성을 확보하여 오일액의 누설을 방지할 수 있다. 지관(45) 선단의 내주연부에 모따기부(47)를 형성함으로써, 조립 시에 연결관(30)을 용이하게 삽입할 수 있다. 지관(45)의 선단 외주부에 테이퍼가 형성되어 있지 않은 원통부(45B)를 형성함으로써, 배플 플레이트(33)를 이붙이 와셔(44)에 의해 지관(45)에 부착할 때, 이붙이 와셔(44)의 클로부(44A)가 원통부(45B)에 결합하는 것에 의해, 충분한 유지력을 얻을 수 있다.

또한, 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 지관을 일체로 형성하는 경우, 세퍼레이터 튜브의 측벽에 평탄부를 형성하고, 평탄부에 원형의 하부 구멍을 천공하여 버링 가공을 행하는 기술이 종래에 알려져 있다. 이것에 의해, 하부 구멍이 원형이어도 좋고, 가공시의 힘을 원주 방향으로 균일하게 할 수 있기 때문에, 가공성을 높일 수 있지만, 이 경우, 지관과 평탄부와의 결합부에 응력이 집중되기 쉬워져, 내압성이 저하된다고 하는 문제가 생긴다.

이에 비하여, 본 실시형태에서는, 지관(45)의 외주부를 끝이 가는 테이퍼면(45A)으로 하는 것에 의해, 드로잉 가공시 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 판 두께(T1)의 감소를 억제할 수 있고, 판 두께(T1)를 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 판 두께(T0)와 대략 동일하게 할 수 있다. 이때, 지관(45)의 선단부의 판 두께는 얇아지지만, 이 부분은, 감쇠력 발생 기구(25)의 연결관(30)이 접속구(23)에 삽입되고, 이들의 접합부가 시일 부재(50)에 의해 시일되는 것에 의해, 시일 부재(50)의 실린더측 접촉점으로부터 지관(45)의 선단측의 접촉점을 향해 압력 구배를 가지며, 작용하는 압력이 작아지고, 선단측의 시일과 접촉하지 않는 부분은, 높은 액압이 작용하지 않기 때문에, 중량을 증가시키지 않고도, 고압에 견딜 수 있는 세퍼레이터 튜브(20)를 얻을 수 있다.

또한, 세퍼레이터 튜브의 내압성을 확보하면서, 두께를 얇게 한다고 하는 트레이드 오프를 더 확보하는 방책으로서, 전술한 실시형태에 의해 세퍼레이터 튜브에 지관을 형성한 후에, 질화 처리를 실시하여도 좋다.

이하, 세퍼레이터 튜브에 질화 처리를 실시하는 실시형태에 대해서 설명한다.

실린더(2)와, 실린더(2) 외주에 마련된 외통(3)과, 실린더 외주 둘레에 마련되며, 실린더 안과 연통하는 환형 통로를 형성하는 원통형의 측벽을 갖는 세퍼레이터 튜브(20)를 포함하는 완충기는, 통체가 3중으로 중첩되는 구조이기 때문에, 모노 튜브식이나 트윈 튜브식의 완충기와 비교하면, 중량이 무거워진다고 하는 문제가 있다.

그래서, 경량화의 검토를 진행하고 있지만, 실린더(2)나 외통(3)에는, 피스톤 로드(6)를 통해 횡력이 작용하기 때문에 강도가 필요하고, 두께를 얇게 하는 것이 어렵다는 것을 알았다. 검토를 더 진행한 결과, 횡력이 직접 작용하지 않는 세퍼레이터 튜브(20)이면, 두께를 얇게 하는 것이 가능할 것으로 고려됐지만, 세퍼레이터 튜브 안은 신장 행정, 수축 행정으로 행정이 반전될 때마다 압력이 변동되기 때문에, 피로 강도를 확보하면서, 두께를 얇게 하는 검토가 필요한 것을 알았다.

그래서, 두께를 얇게 하여 경량화를 도모하면서, 피로 강도를 확보하는 방책으로서, 세퍼레이터 튜브의 표면을 경화하는 질화 처리를 행하는 것을 검토하였다. 질화 처리로서는, 가스 연질화 처리나, 그 외 질화 처리를, 세퍼레이터 튜브의 재료나 처리 시간 등에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 본 실시형태에서는 가스 연질화 처리를 행하고, 세퍼레이터 튜브의 모재의 표층 자체를 경화층으로 함으로써, 세퍼레이터 튜브의 두께를 얇게 하여 경량화를 도모하면서, 피로 강도를 확보하고, 내압성을 유지할 수 있었다. 또한, 세퍼레이터 튜브의 두께를 얇게 함으로써, 지관을 형성할 때에 세퍼레이터 튜브의 측벽에 하부 구멍을 개구하는 작업이나, 그 하부 구멍을 펀치에 의해 압박하는 작업이 용이해져, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 통부(52)의 외측 테이퍼면(45A)을 하나의 테이퍼면으로 했지만, 지관(45)의 축선 방향의 길이를 길게 하는 경우, 시일의 압력 구배를 고려하여, 선단측의 외경이 작아지는 비율을 작게 하도록 복수의 테이퍼면으로 하여도 좋고, 더 나아가서는, 이들 복수의 테이퍼면을 완만하게 이은 곡면으로 하여도 좋다.

또한, 지관(45)의 축 길이가 짧아도 되는 경우는, 선단의 원통부(45B)는 마련하지 않아도 된다.

또한, 본 실시형태에서는 시일 부재(50)는 연결관(30)의 외주를 모두 덮는 구성으로 하고 있지만, 예컨대 도 5에 도시하는 바와 같이, 연결관(30)에 형성된 외주 홈에 시일 부재(60)를 설치하여도 좋다. 이와 같이 구성한 경우라도, 고압이 작용하는 시일 부재(60)보다 기단측은 두께가 두꺼워져 있기 때문에, 내압성을 확보할 수 있다.

상기 실시형태에 따른 완충기에 의하면, 지관이 일체로 형성된 세퍼레이터 튜브의 내압성을 높일 수 있어, 그 박육화가 가능해진다.

앞에서 본 발명의 예시적인 실시예 몇몇을 상세히 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시사항 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않고서도, 상기 예시적인 실시예에 대하여 많은 변형을 실시할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.

본 출원은 35 U.S.C. 119조에 의거 2010년 9월 29일자로 출원된 일본 특허 출원 제2010-218961호와 2011년 3월 31일자로 출원된 일본 특허 출원 제2011-079152호를 우선권으로 주장한다.

2010년 9월 29일자로 출원된 일본 특허 출원 제2010-218961호와 2011년 3월 31일자로 출원된 제2011-079152호의 상세한 설명, 청구범위, 도면 및 요약서를 비롯한 모든 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용되어 있다.

Claims

상대 이동 가능한 두 부재 사이에 부착되는 완충기로서,
작동 유체가 봉입된 실린더와,
상기 실린더 내에 삽입된 피스톤과,
상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 연장된 피스톤 로드와,
상기 실린더의 외주에 마련된 외통과,
상기 실린더의 외주 둘레에 마련되고, 상기 실린더 안과 연통하는 환형 통로를 상기 실린더와의 사이에 형성하는 원통형의 측벽을 갖는 세퍼레이터 튜브와,
상기 실린더와 상기 외통 사이의 상기 세퍼레이터 튜브의 외측에 형성되며 작동 유체 및 가스가 봉입된 리저버와,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 일체로 형성되고, 직경방향 외측으로 원통형으로 돌출되어 상기 환형 통로에 연통하는 통로를 형성하는 지관(枝管)과,
상기 외통의 외부에 배치되고, 상기 외통의 측벽에 개구된 유입구(24)에 부착되는 감쇠력 발생 기구와,
상기 감쇠력 발생 기구로부터 연장되고, 외주에 환형 시일이 마련되어 상기 지관 내에 끼워 맞춰지는 연결관
을 구비하며, 상기 지관은, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형 측벽에 드로잉 가공에 의해 형성되고,
기단에 형성되며 내주 및 외주가 만곡된 만곡부와,
상기 만곡부와 연속하여 선단측을 향해 형성되며 내경이 동일 직경으로 된 통부를 가지며,
상기 통부의 외경을 기단측으로부터 선단측을 향하는 방향으로 작게 하고,
상기 두 부재 사이에 부착된 상태에서, 상기 감쇠력 발생 기구로부터 상기 유입구를 통하여 상기 리저버 안 위쪽으로의 작동 유체의 흐름을 규제하는 격벽을 갖는 격벽 부재가 상기 리저버 내에 마련되며,
상기 격벽 부재는, 상기 지관의 외주에 삽입되는 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항에 있어서, 상기 지관의 만곡부의 두께(T1)를 상기 세퍼레이터 튜브의 두께(T0)와 동일하게 한 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지관의 상기 통부의 선단측에는, 기단측보다 외경이 작아지는 비율이 작은 부분을 마련한 것을 특징으로 하는 완충기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지관의 상기 통부의 선단측에는, 축방향을 따라 외경이 일정한 원통부를 마련한 것을 특징으로 하는 완충기.
제4항에 있어서, 상기 격벽 부재는, 와셔에 의해 상기 지관의 외주에 구속되고, 상기 와셔는, 방사상으로 연장되어 상기 원통부에 결합되는 복수의 클로부를 갖는 것을 특징으로 하는 완충기.