CN101024370A - 用于车辆的轮悬置装置 - Google Patents

Abstract

在用于诸如摩托车之类车辆的可操纵轮那样的轮子中的悬置单元的实施例中，轮子相对侧处的阻尼器各分别仅阻尼一压缩或延伸的行程。这提供了较大的控制和简化了结构。

Description

用于车辆的轮悬置装置

技术领域

本发明涉及一用于车辆的悬置系统，具体来说，涉及一用于操纵轮的悬置结构，举例来说，用于诸如机动车型的车辆中的转向轮，但正如本技术领域内的技术人员将会容易地认识到的，本发明的应用不局限于此。

背景技术

传统上，摩托车的前轮可操纵地支承在一前叉上，前叉由一对左和右前叉构件组成，各个叉构件双重作用，以阻尼因地面崎岖不平引起的车体的运动姿势。例如，这样一前叉揭示在日本出版的申请Hei10-119868中，如图所示，在图1中，其包括一传统的普通前叉11。一对对称的左和右前叉阻尼构件12a和12b通过一支架13互连到转向轴14的下端。把手(未示出)以已知的方式连接到转向轴14，其合适地支承以使车体的前部(未示出)可操纵地运动。一前轮(未示出)支承为通过一轮轴(未示出)可自由地转动，该轮轴固定到形成在前叉阻尼构件12a和12b的下端处的支架15。因此，如在本技术领域内所公知的，使用把手前轮通过转向轴14和前叉11转向。

在此传统的现有技术的结构中，各个前叉阻尼构件12a和12b是相同的结构，其包括同心的外和内圆柱16和17，各配置和构造成双重作用。内圆柱16、17的内部被一相应的活塞18分为一上部的压缩侧的油腔室C和一下部膨胀侧的油腔室D。活塞18借助于对应的活塞杆19以任何合适的方式相对于转向轴14保持在一固定的轴向位置内。

压缩侧的油腔室C在压缩行程中经历压缩作用，而膨胀侧的油腔室D在膨胀行程中接受压缩作用。各活塞18具有一用来产生阻尼力的机构，而一具有一用来产生阻尼力的结构的底部阀21设置在与其对应活塞18同轴的对应内圆柱16和17的下端处。

现将参照图2A和2B来描述现有技术结构的阻尼作用，所述附图是图1所示活塞18的局部放大视图。正如已经指出的，左和右阻尼构件12a和12b的阻尼作用是相同的。箭头显示油流动方向。图2A显示压缩行程，而图2B显示膨胀行程过程中的流动。

各活塞18形成一第一通道22和一第二通道23，以在一对应的压缩侧的油腔室C和一对应的膨胀侧的油腔室D之间提供流体连通。在各个第一通道22的膨胀腔室侧开口处设置一对应的压缩阀24，其能在活塞杆19的压缩行程过程中打开，而在第二通道23的压缩腔室侧开口处设置一对应的膨胀阀25，其能在膨胀行程过程中打开。

如图2A和2B中清楚地所示，各个活塞杆19的下端部分形成一轴向的轴内的通道26，其与压缩侧的油腔室C流体地连通，而一上通道27在轴内的通道26和膨胀侧的油腔室D之间形成流体地连通。因此，压缩侧的油腔室C和膨胀侧的油腔室D通过轴内的通道26、27流体地连通。

再者，一对应的阻尼力调整阀28定位在对应活塞杆18的内部，以便作轴向运动。在阻尼力调整阀28的下端处一锥形针29定位在轴内的通道26内。针29的前后运动可调整流过轴内的通道26的油量，以便在膨胀行程过程中尤其是低速范围内调整阻尼力。

如图2A所示，在一压缩行程中，膨胀侧的油腔室D内的压力随着活塞18下推而下降。因此，压缩侧的油腔室C内的压力油推动压缩阀24打开，从而油流过第一通道22进入膨胀侧的油腔室D内，同时，移动通过轴内的通道26和通道27进入到膨胀侧的油腔室D内。这里，由于阻力很小，产生小的阻尼力。

此时，当活塞杆19插入到内圆柱17内时，全圆柱内部的压力对应于活塞杆19插入体积而增加。因此，从压缩侧的油腔室C流向膨胀侧的油腔室D的油量对应于从内圆柱17的横截面面积减去活塞杆19的横截面面积之差导出的油量。

如图2B所示，在一膨胀行程过程中，当活塞18上拉时，膨胀侧的油腔室D的压力上升，而压缩侧的油腔室C的压力下降。因此，膨胀侧的油腔室D内的油推动打开膨胀阀25以移动通过第二通道23进入压缩侧的油腔室C内，并还从通道27移动通过轴内的通道26进入到压缩侧的油腔室C内，该阻力产生膨胀的阻尼力。

再者，此时，由于膨胀侧的油腔室D内压力下降，从膨胀侧的油腔室D流向压缩侧的油腔室C的油量等于内圆柱17的横截面面积减去活塞杆18的横截面面积之差。

现参照图3A和3B，它们显示底部阀21的作用和用箭头表示的流动方向。图3A示出压缩行程，而图3B示出膨胀行程。因此，这些图对应于图2A和2B。

正如已经指出的，底部阀21设置在对应内圆柱17的下端部分。根据发生的是压缩还是膨胀，来接受该流体或排出该流体，由此它们起到容纳因活塞杆19的横截面面积排出的流体的功能。

在各个这些底部阀21中，形成一第三通道31和一第四通道32，以在对应的压缩侧的油腔室C和对应的外圆柱16之间通过一设置在对应内圆柱17内的孔33提供流体地连通。一压缩阀34设置在各个第三通道31的下部开口处，其在压缩行程过程中打开。同样地，第四通道32的压缩开口设置有一膨胀阀35，在膨胀行程过程中其打开。

还有一轴内的通道36轴向地形成在各个底部阀21内，以在压缩侧的油腔室C和对应的内圆柱17的前端之间提供流体地连通，还形成一对应通道37，以在轴内的通道36和对应的外圆柱16之间提供流体地连通。进入到各个这些通道37内，一对应的锥形针38可移动地支承以便调整阻尼力。通过前后地移动针38的位置，通过针38流过通道37的油量被调整以便调整阻尼力。

如图3A所示，在压缩行程中，对应于插入的活塞杆18的体积不流入图2A内的膨胀侧的油腔室D内的过多的油流入轴内的通道36内，并也推开设置在第三通道31内的压缩阀34。已经通过而流入到轴内的通道36内的油从针38通过通道37流入外圆柱16内。从压缩阀34流过的油流过内圆柱17的孔33进入到外圆柱16。通过该阻力，可产生压缩阻尼力。

如图3B所示，在膨胀行程过程中，对应于活塞杆18排出体积的油从外圆柱16流过内圆柱17的孔33，同时推开膨胀阀35进入到压缩侧的油腔室C内。这里，阻力很小，没有产生显著的阻尼力。

其结果，当活塞因路面的崎岖不平沿轴向在内圆柱17内移动时，在膨胀和压缩过程中产生阻尼力。设定阻尼力特征，以便获得匹配路面条件的阻尼力，以实现使用者所希望的操作性和乘坐的舒适性。

因此，对于现有技术，在各个左和右前叉构件中可获得液压的阻尼机构，在各个前叉构件中可产生和调整压缩侧阻尼力和膨胀侧阻尼力。即，传统的左和右前叉构件在结构和操作上相同。基本上，在压缩和膨胀上的阻尼力在两侧上对应地调整到相同。换句话说，各个左和右前叉构件是双重作用的。

这种方式一直在实践着，因为通常总认为不这样做的话由于阻尼力左和右不平衡会不利地影响操纵性。因此，传统的前叉构件一直是一对结构上相同的双作用的装置。

然而，在各个左和右前叉构件上分别提供和调整相同的压缩侧和膨胀侧阻尼力，使得对应的前叉构件复杂和昂贵。这导致过度地添加结构。即，在一单一前叉的左和右前叉构件上分别对压缩侧和膨胀侧提供产生阻尼力的机构不是最有效或有用。有时产生过度的阻尼力，导致产生效率低的阻尼力。

此外，在上述传统的液压阻尼机构中，提供压缩侧阻尼力的油作用仅用于对应于活塞杆18的横截面面积的量，因此，流量很小，相对于全部内圆柱17的横截面面积不提供足够的压缩侧阻尼力。因此，压缩侧的阻尼力不足够。

此外，诸如跑车型的重量轻和高输出的最近的车辆需要有高稳定的操纵性。这可通过增加压缩阻尼力来实现，同时，在膨胀侧阻尼中提高响应性。此外还要求在压缩行程和膨胀行程中获得阻尼力，同时快速地响应于这些行程之间的切换。使用基于传统的双作用的液压阻尼机构的前叉难于满足这样的高特性的要求。

发明内容

本发明的发明人揭示出使用相同的成对双作用的液压机构的先前所确信的理论，对于稳定性不是真正需要的。事实上，特性和稳定性可通过使用位于前叉相对侧上的成对的相对作用的单一液压机构就可获得。

因此，本发明的主要目的是提供一用于车辆的轮悬置装置，该车辆具有设置在轮转动轴相对侧上的阻尼器，其中一个仅用作阻尼压缩上的运动，而其中另一个仅操作来阻尼膨胀上的运动。

根据本发明其它的特征，该悬置轮被支承用来操纵运动。

附图说明

图1是用于摩托车的一传统的现有技术前轮悬置装置的前视图，其中部分地作剖切。

图2A和2B是放大视图，示出在一压缩行程和其后的膨胀行程过程中通过各减震器的活塞阀的流动。

图3A和3B是放大视图，示出在一压缩行程和其后的膨胀行程过程中通过各减震器的底部阀的流动。

图4是一前视图，其中部分作剖切，局部类似于图1，但示出本发明的一实施例。

图5A和5B是放大视图，局部类似于图2A和2B，但分别示出在一压缩行程过程中该实施例的左和右减震器内的流动。

图6A和6B是放大视图，局部类似于图2A和2B，但示出在一膨胀行程过程中左和右减震器内的流动。

图7是局部类似于图2A和2B以及3A和3B，但示出一不同的实施例。

具体实施方式

现详细地参照本发明所示的实施例，首先参照图4，类似于现有技术的结构，前轮(未示出)可操纵地支承，以便通过一支承把手(未示出)的转向轴14实现转向运动，所述把手设置在一相关车体(未示出)的前部。在前叉51的前端处，一前轮(未示出)通过一轮轴(未示出)可转动地支承。因此，使用把手通过转向轴14和前叉51，可转向前轮。

与现有技术不同，悬置装置包括左和右阻尼器单元，它们各用对应标号52和53表示。各个阻尼器单元52和53包括同轴的外圆柱54和内圆柱55。

各个阻尼器单元52和53还包括一在其内圆柱55内轴向地移动的活塞杆56。一活塞57固定到各活塞杆56的下端并将内圆柱55的内部分成位于活塞57下侧上的压缩侧的油腔室C和位于活塞57背面侧上膨胀侧的油腔室D。压缩侧的油腔室C在压缩行程中接受压缩作用，而膨胀侧的油腔室D在膨胀行程中接受压缩作用。

现将描述阻尼器单元52和53之间的差异。在左面的阻尼器单元52中，一孔58形成在朝向外圆柱54敞开的内圆柱55内。这在内圆柱55的内部和内圆柱55的活塞57的背面侧上的两个圆柱54和55之间的环形空间之间提供连通。另一方面，朝向外圆柱54敞开的一孔59(以在内圆柱55的内部和两个圆柱54和55之间的环形空间之间形成连通)形成在侧面的部分内，位于另一(图中右侧)前叉构件53的内圆柱55的活塞57的前面侧上。

图5A和5B是左阻尼器构件52的局部放大图，其利用孔58产生收缩侧的阻尼力，所述孔58形成在活塞57的背面侧上的内圆柱55的部分内并朝向外圆柱54敞开。箭头表示油流动方向。图5A示出收缩行程，而图5B示出延伸行程。

继续参照这些图(5A和5B)，一第一通道61和一第二通道62形成通过活塞57以在压缩侧的油腔室C和膨胀侧的油腔室D之间提供流体连通。在面向第一通道61的膨胀侧的油腔室D的开口处，设置一收缩阀63，其在活塞杆56的收缩行程中打开。同样地，在面向第二通道62的压缩侧的油腔室C的开口处，设置一膨胀阀64，其在活塞杆56的延伸行程中打开。收缩阀63和膨胀阀64例如是单一的或多个的板阀，其由环形的薄板弹簧制成以便利用油的流动而被推开。此外，一允许流体与压缩侧的油腔室C连通的轴内通道65沿着活塞57的中心轴线方向形成。

插入一阻尼力调整阀66以便沿活塞杆56的轴线可轴向地移动。一锥形针67形成在阻尼力调整阀66的前端。该针67放置成可在一完全地关闭轴内通道65的底部端侧开口的位置和一完全地打开它的位置之间前后地移动。在收缩行程过程中已经进入轴内通道65内的油用针67进行控制，并流入膨胀侧的油腔室D内。通过调整针67的位置，可控制油的流量并调整阻尼力。调整针67的位置来控制流量可利用设置在阻尼力调整阀66的底部(上部)端上的一调整部分(未示出)进行。

正如已经指出的，在活塞57的背面侧上的内圆柱55的部分内，形成一通向外圆柱54的孔58。当活塞杆56沿压缩方向(图中向下)插入时，响应于碰撞一突起块或诸如此类的突起，对应于活塞杆56的插入部分的油量流过孔58进入到形成在外圆柱54和内圆柱55之间的空间内，如流动箭头所示。

考虑该状态，现将主要参照图5A详细地描述前叉构件52产生收缩侧阻尼力的机理。当前叉构件52随着轮子因路面上的突起上推而进入压缩状态时，两个圆柱54、55朝向底端(图中向上)移动。其结果，活塞57相对地下推。此时，压缩侧的油腔室C内的压力增加。因此，油在图中向上流动，而收缩阀63下推。当收缩阀63打开时，油通过第一通道61流入膨胀侧的油腔室D内。此时，由于收缩阀63的通道阻力产生阻尼力。此外，当压缩侧的油腔室C内的压力增加时，部分的油从轴内通道65通过针67和通道孔68流入膨胀侧的油腔室D内。在正常的和低速驱动中，油流过轴内通道65进入膨胀侧的油腔室D内。当驱动速度增加时，油推开收缩阀63，这样，产生增加的或较大的阻尼力。

此外，在收缩行程过程中，当活塞杆56插入到内圆柱55内时，对应于活塞杆56的插入体积的膨胀侧的油腔室D内的油量变得过多。该过多的油流过孔58进入外圆柱54内。因此，阻止膨胀侧的油腔室D内的压力上升，使得油流过收缩阀63很顺利，这样，在收缩过程中产生足够的阻尼力。因此，压缩侧的油腔室C内的油其对应于内圆柱55的全部横截面面积的油量(图中S1)有利于在收缩过程中产生阻尼力，这样，在收缩过程中可有效地获得足够的阻尼力。

继续参照左阻尼器52的动作，在延伸行程过程中，当活塞57沿图5B所示的相对方向移动时，压缩侧的油腔室C内的压力下降。在此期间，油在该图中向下流动，推开膨胀阀64，并流过第二通道62进入压缩侧的油腔室C内。膨胀阀64的阻力很小而没有阻尼力产生。此时，对应于活塞杆56拉出体积(该体积对应于图中的S2)的不足油量，通过孔58从外圆柱供应到内圆柱55内。

现将参照图6A和6B分别地描述在与图5A和5B相同条件下的右阻尼器53的操作。这些图6A和6B是位于产生延伸侧阻尼力侧上的前叉构件53的放大图。活塞杆56和活塞57的结构与另一前叉阻尼构件52的结构相同。

在收缩行程过程中，当活塞57在图中下推时，膨胀侧的油腔室D内的压力下降。因此，如图6A所示，油在图中向上流动，推开收缩阀69，并流过第一通道61进入膨胀侧的油腔室D内。在此期间中，收缩阀69的阻力很小，于是不产生阻尼力。

此时，由于活塞57的压缩动作，压缩侧的油腔室C内的过度油量流过内圆柱55前端附近的孔59进入外圆柱54内。

在延伸行程过程中，当膨胀侧的油腔室D内的压力上升时，油如图6B所示地流动并推开一膨胀阀71，流过第二通道62进入压缩侧的油腔室C内。在此期间中，随着膨胀阀71的通道阻力产生阻尼力。此外，当膨胀侧的油腔室D内压力上升时，部分油流过通道孔68、针67和轴内通道65进入压缩侧的油腔室C内。

在延伸行程过程中，当活塞57拉出时，压缩侧的油腔室C的体积增加，于是，需要补足油。对于需要的短缺量，外圆柱54和内圆柱55之间的空间内积聚起来的油流过孔59进入内圆柱55内。这防止流入压缩侧的油腔室C内的油短缺和压力下降。此外，由于不存在类似于传统构成中的那些阀，油可容易地和顺畅地流动，于是在延伸过程中产生足够的阻尼力。

因此，通过合适地调整阀门和左和右前叉构件52、53的针以分别在收缩过程中用一个构件产生阻尼力，在延伸过程中用另一个构件产生阻尼力，这样，两个前叉构件52、53在结构上变得简单。由此，由于油的流动得到简化，油可顺畅地和有效地产生合适的阻尼力，于是提供顺畅的操作性。

此外，由于为产生阻尼力不需要提供底部阀之类，前叉阻尼构件52和53的前端部分的长度可以缩短。因此，通过使内圆柱55部分形成足够长度能提供足够的行程。

图7示出不同于图5A和6A所示结构的可采用的不同的压缩阻尼器元件。除非有所指明之外该单元标识为标号52a，该单元与上述实施例相同。为此，具有基本上相同结构和操作的那些部件用相同的标号表示。

本质上，前叉构件包括一设置在内圆柱55的前端部分处的单向阀81，其在延伸行程过程中向上打开。

在收缩行程过程中由于压缩侧的油腔室C内的内压，该单向阀81保持在关闭状态。然而，单向阀81在延伸行程过程中打开以便对压缩侧的油腔室C添加一供油通道，以补偿延伸行程过程中的低压，因此能防止在收缩行程过程中油作用短缺，避免减小并进一步提高阻尼力的响应性。

因此，从以上的描述中应容易地明白到，以上的描述叙述了使用单独构造的阻尼器用于对应的压缩和延伸的阻尼的实施例，而不是使用相同构造的阻尼器，它们各用来阻尼沿两个方向的运动，具有费用低和作用较佳的阻尼结构的结果，且不牺牲操作或特性。当然，本技术领域内的技术人员将会容易地理解到，上述描述只是可接受的结构的示范，在不脱离如附后权利要求书所定义的本发明的精神和范围的前提下，可作出各种变化和修改。

Claims (6)

1.一用于车辆的轮悬置装置，该车辆具有设置在悬置轮的转动轴线相对侧上的阻尼器，所述阻尼器中的一个仅主要在压缩时用作阻尼所述轮的运动，而所述阻尼器中另一个仅操作来主要阻尼在膨胀时的运动。

2.如权利要求1所述的轮悬置装置，其特征在于，轮子由可操纵的前叉组件可操纵地支承，使阻尼器定位在可操纵轴线的对应侧上。

3.如权利要求2所述的轮悬置装置，其特征在于，阻尼器用作叉构件。

4.如权利要求3所述的轮悬置装置，其特征在于，各个阻尼器包括外圆柱和内圆柱，一活塞附连在插入到内圆柱内的一活塞杆的上端，以将内圆柱的内部分成一在收缩行程中压缩的压缩侧的油腔室和一在延伸行程中压缩的膨胀侧的油腔室，所述阻尼器构件之一用作为一阻尼机构，一朝向外圆柱敞开的孔形成在膨胀侧的油腔室的内圆柱内，所述阻尼器中的另一个用作为一阻尼机构，一朝向外圆柱敞开的孔形成在压缩侧的油腔室的内圆柱内。

5.如权利要求4所述的轮悬置装置，其特征在于，各个阻尼器的活塞形成有一第一通道和一第二通道，以互连在活塞内形成的压缩侧的油腔室和膨胀侧的油腔室之间；一能在收缩行程过程中打开的收缩阀设置在通向第一通道的膨胀侧的油腔室的一开口处，而一能在收缩行程过程中打开的膨胀阀设置在通向第二通道的压缩侧的油腔室的一开口处。

6.如权利要求5所述的轮悬置装置，其特征在于，设置有第一阻尼机构的前叉构件的压缩侧的油腔室，通过一在延伸行程过程中打开的单向阀与外圆柱流体地连通。

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