CN101131193B

CN101131193B - 气缸装置

Info

Publication number: CN101131193B
Application number: CN2007101476138A
Authority: CN
Inventors: 森雅稔; 山本五月
Original assignee: Hitachi Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2007-08-24
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: JP2008051247A; CN101131193A; JP5000235B2; US8191692B2; US20080088070A1

Abstract

本发明公开了一种减振器形式的气缸装置，在该气缸装置中，弹簧座安装在气缸内并以第一侧隙与活塞杆进行间隙配合，以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动。所述弹簧座的一个纵向端部包括纵向延伸部分，在所述纵向延伸部分与所述活塞杆之间限定有空间。回跳弹簧安装在所述活塞杆的周围并位于所述气缸内。所述回跳弹簧的一个纵向端部固定于所述弹簧座的另一个纵向端部。弹性部件保持在由所述弹簧座的所述纵向延伸部分所限定的空间内，并以第二侧隙与所述活塞杆进行间隙配合以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动，其中所述第二侧隙小于所述第一侧隙。

Description

气缸装置

技术领域

本发明涉及一种气缸装置，该气缸装置包括：气缸；活塞，其安装在气缸内以沿着气缸的纵向滑动；活塞杆，其与活塞连接并布置成延伸穿过气缸的一个纵向端部；以及弹簧，其安装在活塞杆的周围并位于气缸内。

背景技术

日本实用新型No.6-12848公开了一种减振器，该减振器包括：气缸；活塞，其安装在气缸内并沿着气缸的纵向滑动；活塞杆，其与活塞连接并布置成延伸穿过气缸的一个纵向端部；以及弹簧，其安装在活塞杆的周围并位于气缸内。所述弹簧称为回跳弹簧，该弹簧的两个纵向端部分别压配合到由树脂制成的弹簧座中。这些弹簧座被支撑以在气缸的纵向上沿着活塞杆移动。称为回跳橡胶的环形弹性部件安装在每个弹簧座的背面(与回跳弹簧相对)。当应用有减振器的车轮回弹以使活塞杆沿着压缩回跳弹簧的方向行进时，其中一个弹簧座通过回跳橡胶与气缸的一端(回跳座和杆导向装置)相接触。这将防止弹簧座与气缸的端部相碰撞，从而防止由此产生的噪声。

发明内容

根据日本实用新型No.6-12848所公开的减振器，可以减少由弹簧座与气缸的端部之间的碰撞产生的噪声。然而，如下所述，有可能会引起由弹簧座与活塞杆之间的碰撞产生的噪声。在所述减振器中，活塞杆延伸穿过弹簧座的中心孔。弹簧座的内侧圆周表面与活塞杆的外侧圆周表面以特定的间隙进行间隙配合，从而弹簧座可以在气缸的纵向上沿着活塞杆移动。当回跳弹簧振动时，弹簧座可能会沿横向移动并与活塞杆碰撞以致引起噪声。

因此，令人期望的是将由这种弹簧座与这种活塞杆之间的接触而产生的这种噪声减少到最小。

根据本发明的一个方面，提供一种气缸装置，该气缸装置包括：气缸；活塞，其安装在所述气缸内以沿着所述气缸的纵向滑动；活塞杆，其与所述活塞连接，并布置成延伸穿过所述气缸的一个纵向端部；弹簧座，其安装在所述气缸内并以第一侧隙与活塞杆进行间隙配合，以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动，所述弹簧座的一个纵向端部包括纵向延伸部分，在所述纵向延伸部分与所述活塞杆之间限定有空间；弹簧，其安装在所述活塞杆的周围并位于所述气缸内，所述弹簧的一个纵向端部固定于所述弹簧座的另一个纵向端部；以及弹性部件，其保持在由所述弹簧座的所述纵向延伸部分所限定的空间内，并以第二侧隙与所述活塞杆进行间隙配合以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动，其中所述第二侧隙小于所述第一侧隙。

附图说明

图1为根据本发明实施例的气缸装置的纵向剖视图；

图2为根据本发明实施例的气缸装置的局部放大的纵向剖视图；

以及

图3为从根据本发明实施例的气缸装置上分离出的止动橡胶的俯视图。

具体实施方式

下面将参照图1至3说明根据本发明实施例的表现为机动车辆减振器形式的气缸装置。为了便于理解，在下面的说明中使用了多种诸如左、右、上、下、向右等类似的方向术语。然而，要参照显示有对应零件或部分的附图来理解这些术语。该减振器是双筒型的。具体而言，气缸1包括圆柱形的内筒1a以及围绕着该内筒1a的圆柱形的外筒1b。气缸1的下端通过托架2安装在诸如转向节或悬架臂等的非弹簧支撑部分的部件21上。圆柱形的活塞3安装在内筒1a的内部并沿着内筒1a的纵向滑动，并将内筒1a的内部空间分隔成上腔室13和下腔室14。圆柱形的活塞杆4的下端与活塞3连接。活塞杆4延伸穿过上腔室13和气缸1的上端部分(包括杆导向装置9)并延伸到气缸1的外部。活塞杆4的上端安装在诸如车身车架等的弹簧支撑部分的部件20上。

称为回跳弹簧的圆柱螺旋弹簧5安装在上腔室13内并沿着气缸1的纵向延伸。回跳弹簧5安装在活塞杆4的周围。活塞杆4沿纵向延伸穿过回跳弹簧5的内圆柱形空间。在本实施例中，回跳弹簧5的下端固定在活塞杆4上，并且回跳弹簧5的上端被可移动地支撑。回跳弹簧5的下端压配合到固定在活塞杆4上的固定弹簧座6中。回跳弹簧5的上端与自由弹簧座7进行压配合，该自由弹簧座7安装在气缸1内并被支撑以至少可以在气缸1的纵向上沿着活塞杆4滑动。

下面将参照图2详细说明回跳弹簧5的自由上端的结构。自由弹簧座7为环形并由树脂制成。自由弹簧座7包括基座部分10、插入部分11和外圆周纵向延伸部分12。基座部分10、插入部分11和外圆周纵向延伸部分12彼此形成为一体从而形成自由弹簧座7。基座部分10表现为筒形形式。表现为筒形形式的插入部分11从基座部分10的下端的内侧圆周向下延伸。表现为筒形形式的外圆周纵向延伸部分12从基座部分10的上端的外侧圆周向上延伸。插入部分11插入在回跳弹簧5的内圆柱形空间内，并与回跳弹簧5的内侧面配合，从而使回跳弹簧5固定在自由弹簧座7上。

自由弹簧座7的基座部分10和插入部分11具有共同的内侧圆周面，该内侧圆周面与活塞杆4的外侧表面4a以第一侧隙(横向间隙)δA进行间隙配合。在自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12的内侧圆周表面与活塞杆4的外侧表面4a之间限定有筒状空间。自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12的上纵向端部包括内侧斜切边缘12a。具体而言，内侧斜切边缘12a是圆形的。因此，所限定的筒状空间的外径顺着向上的方向而增加。

由诸如橡胶等的弹性材料制成的环状弹性部件8(称为止动橡胶)被插入自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12内部所限定的筒状空间，并与外圆周纵向延伸部分12的内圆周面以预定紧固余量进行压配合，其中止动橡胶8的外侧圆周的直径大于外圆周纵向延伸部分12的内侧圆周的直径，这两者直径的差值即为该预定紧固余量。止动橡胶8被布置在活塞杆4的外侧表面4a的周围以至少可在气缸1的纵向上沿着活塞杆4移动。止动橡胶8的内径小于自由弹簧座7的基座部分10的内径。具体而言，自由弹簧座7的基座部分10与活塞杆4的外侧表面4a以第一侧隙5A进行间隙配合，而止动橡胶8与活塞杆4的外侧表面4a以第二侧隙δB进行间隙配合，其中第二侧隙δB小于第一侧隙δA。例如，第一侧隙δA等于1.8mm，而第二侧隙δB等于0.2mm。

止动橡胶8在其外侧圆周的纵向中心包括横向凸出部8a。横向凸出部8a沿着止动橡胶8的外侧圆周沿周向延伸。换句话说，止动橡胶8的外侧圆周在其上下纵向端部具有斜切边缘。在止动橡胶8脱离自由弹簧座7的条件下，该止动橡胶8的外侧圆周的横向凸出部8a的直径略大于外圆周纵向延伸部分12的内侧表面的直径。例如，横向凸出部8a相对于自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12的内侧表面具有0.1至0.7mm的紧固余量。止动橡胶8的外侧圆周的上下斜面的直径小于外圆周纵向延伸部分12的内侧表面的直径，以使该上下斜面不接触外圆周纵向延伸部分12。因此，止动橡胶8与自由弹簧座7以如下方式进行压配合：即，只有横向凸出部8a与自由弹簧座7的内侧表面相接触。

如图2和图3所示，止动橡胶8在其顶部包括三个纵向凸出部8b以及在其底部包括三个纵向凸出部8c。图2显示了止动橡胶8沿着由图3中的线II-II所示平面的纵剖面。各纵向凸出部8b沿周向布置并均匀间隔隔开，与自由弹簧座7相对。各纵向凸出部8c以相似方式布置，并面向自由弹簧座7。在止动橡胶8的各纵向凸出部8c与自由弹簧座7的基座部分10的顶面相接触的条件下，各纵向凸出部8b位于自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12末端的上方。换句话说，止动橡胶8的纵向长度大于自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12的纵向长度。当汽车静止不动以使关联车轮处于其中立位置时，止动橡胶8相对于杆导向装置9以预定间隙被定位。

下面说明上述的根据本实施例的气缸装置的操作与效果。当关联车轮回弹以使减振器扩张时，活塞3在气缸1内部向上移动。于是，自由弹簧座7向上移动以通过止动橡胶8与杆导向装置9相接触。当关联车轮被进一步回弹以使活塞3进一步向上移动时，回跳弹簧5被压缩以产生弹簧力。止动橡胶8起到减小由于自由弹簧座7与杆导向装置9之间的接触而产生的噪声的作用。

当减振器处于其中立位置或回缩时，回跳弹簧5的上端是不固定的并可沿着活塞杆4移动。当回跳弹簧5由于关联车轮的振动而沿横向振动时，存在这样的可能性：即，自由弹簧座7沿横向振动并与活塞杆4碰撞。然而，根据本实施例，止动橡胶8与活塞杆4的外侧表面4a之间的第二侧隙δB小于自由弹簧座7与活塞杆4的外侧表面4a之间的第一侧隙δA，这样的结构有效地吸收了所产生的振动，这是因为下述缘故：即，在自由弹簧座7碰撞活塞杆4之前，由弹性材料制成的止动橡胶8与活塞杆4相接触并产生弹性变形。因此，可以将回跳弹簧5的振动减少到最小，并可防止由于自由弹簧座7与活塞杆4之间的接触而产生的噪声。即使止动橡胶8极度变形以致自由弹簧座7与活塞杆4碰撞，这样柔和的碰撞也只产生不大的噪声。

如果自由弹簧座7反复碰撞活塞杆4，则由于自由弹簧座7是由具有特定硬度和特定质量的树脂制成的，因而这样的碰撞会引起活塞杆4振动。这样的振动可通过上托架和车身传导至汽车的内部空间，以致给乘客带来异常的声音。当集中研究自由弹簧座7和活塞杆4时，由于自由弹簧座7是由具有小质量的树脂制成的，因而在碰撞过程中自由弹簧座7与活塞杆4之间的力被认为相对小。然而，考虑到回跳弹簧5，如果回跳弹簧5很长以致于该回跳弹簧5的上端以相对高的加速度振动，或者当回跳弹簧5具有大质量时，在碰撞过程中自由弹簧座7与活塞杆4之间的力被认为相对大。特别是当回跳弹簧5很长或很重时，根据本实施例的自由弹簧座7和止动橡胶8具有显著的优势。

如上所述，自由弹簧座7包括外圆周纵向延伸部分12，止动橡胶8从该外圆周纵向延伸部分12的上方压配合到该纵向延伸部分中。与止动橡胶8被粘结到自由弹簧座7上的情况相比，这易于将止动橡胶8安装到自由弹簧座7上。

如上所述，止动橡胶8在其外侧圆周包括横向凸出部8a。这使得进一步易于将止动橡胶8安装到自由弹簧座7上。与止动橡胶8包括厚的外侧圆周的情况相比，这种形状还可以减少止动橡胶8的质量，从而可以降低止动橡胶8的材料成本。止动橡胶8关于它的中心横向平面是对称的。这使得无需在装配之前对止动橡胶8的顶部和底部进行检查。由于止动橡胶8在其与基座部分10之间具有空间的状态下通过纵向凸出部8c与自由弹簧座7的基座部分10的顶面相接触，因而止动橡胶8的纵向凸出部8c的设置可有效地用于减少止动橡胶8的质量。

外圆周纵向延伸部分12的圆形内侧斜切边缘12a的设置易于将止动橡胶8引导至由外圆周纵向延伸部分12限定的内空间中的位置。

认为存在这样的可能性：即，当减振器扩张或回缩时止动橡胶8会从自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12上掉下来。在这种情况下，当关联车轮回弹以使减振器扩张时，自由弹簧座7向上移动至与止动橡胶8再次接触，并进一步向上移动以使止动橡胶8的下部被插入并定位在外圆周纵向延伸部分12的内空间中。然后，自由弹簧座7向上移动止动橡胶8以使止动橡胶8与杆导向装置9相接触。最后，止动橡胶8在自由弹簧座7与杆导向装置9之间受到挤压以使止动橡胶8再次压配合到自由弹簧座7的外圆周纵向延伸部分12中。

在本实施例中，自由弹簧座7的基座部分10与外圆周纵向延伸部分12彼此形成为一体。作为另一种选择，基座部分10也可与外圆周纵向延伸部分12分开而单独设置。例如，外圆周纵向延伸部分12为筒状，基座部分10向上插入并压配合到外圆周纵向延伸部分12的中心孔以形成自由弹簧座7。然而，基座部分10与外圆周纵向延伸部分12一体形成可以减少部件数量，从而易于以低装配误差对自由弹簧座7与活塞杆4及回跳弹簧5进行装配。

在本实施例中，回跳弹簧5的上端被可移动地支撑。作为另一种选择，回跳弹簧5的下端也可以被可移动地支撑，并且其上端被固定。此外，回跳弹簧5也可在上端和下端同时被可移动地支撑。在这些可选择的情况下，根据本实施例的自由弹簧座7和止动橡胶8可应用于每个自由端。特别是当回跳弹簧5在一端被可移动地支撑且在另一端被固定时，根据本实施例的结构更为有效，这是因为这种结构可以导致回跳弹簧5中更多的拉紧振动的缘故。

尽管在本实施例中所述的气缸装置表现为轮式车辆减振器的形式，但本发明并不局限于这种结构。本发明可应用于任何相似的带有回跳弹簧的气缸装置。

本申请以2006年8月25日提交的在先日本专利申请No.2006-229115为基础。该日本专利申请No.2006-229115的全部内容以引用的方式并入本文。

尽管以上参照本发明特定的实施例说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施例。本领域的技术人员根据以上的教导将想到上述实施例的变型和变更。本发明的范围由以下权利要求书限定。

Claims

1.一种气缸装置，包括：

气缸；

活塞，其安装在所述气缸内以沿着所述气缸的纵向滑动；

活塞杆，其与所述活塞连接，并布置成延伸穿过所述气缸的一个纵向端部；

弹簧座，其安装在所述气缸内并以第一侧隙与所述活塞杆进行间隙配合，以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动，所述弹簧座的一个纵向端部包括纵向延伸部分，在所述纵向延伸部分与所述活塞杆之间限定有空间；

弹簧，其安装在所述活塞杆的周围并位于所述气缸内，所述弹簧的一个纵向端部固定于所述弹簧座的另一个纵向端部；以及

弹性部件，其保持在由所述弹簧座的所述纵向延伸部分所限定的空间内，并以第二侧隙与所述活塞杆进行间隙配合以在所述气缸的纵向上沿着所述活塞杆移动，其中所述第二侧隙小于所述第一侧隙。

2.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件包括外侧圆周，在所述弹性部件脱离所述弹簧座的条件下，所述弹性部件的外侧圆周的直径大于所述弹簧座的所述纵向延伸部分的内侧圆周的直径。

3.根据权利要求2所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件的所述外侧圆周包括与所述弹簧座的所述纵向延伸部分接触的横向凸出部，其中所述弹性部件中除所述横向凸出部之外不与所述弹簧座的所述纵向延伸部分接触。

4.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹簧座是一体形成的。

5.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹簧座的所述纵向延伸部分在其纵向端部包括内侧斜切边缘。

6.根据权利要求5所述的气缸装置，其中，

所述弹簧座的所述纵向延伸部分的所述内侧斜切边缘是圆形的。

7.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述活塞杆包括与车身连接的一个纵向端部，以使所述气缸装置形成减振器。

8.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件设置在所述弹簧座与所述气缸的所述一个纵向端部之间。

9.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹簧座由树脂制成。

10.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹簧座是环形的并围绕所述活塞杆延伸。

11.根据权利要求10所述的气缸装置，其中，

所述纵向延伸部分是环形的并沿着所述弹簧座的外侧圆周沿周向延伸。

12.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件是环形的并围绕所述活塞杆沿周向延伸。

13.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件关于其中心横向平面对称。

14.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件由橡胶制成。

15.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件包括与所述弹簧座相背对地突出的纵向凸出部。

16.根据权利要求15所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件包括另外两个与所述弹簧座相背对地突出的纵向凸出部，其中所述三个纵向凸出部沿着周向布置并均匀间隔隔开。

17.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件包括面向所述弹簧座的纵向凸出部。

18.根据权利要求17所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件包括另外两个面向所述弹簧座的纵向凸出部，其中所述三个纵向凸出部沿着周向布置并均匀间隔隔开。

19.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件压配合到所述弹簧座中。

20.根据权利要求1所述的气缸装置，其中，

所述弹性部件的纵向长度大于所述弹簧座的所述纵向延伸部分的纵向长度。