CN101418841B - 液压减震器用止回密封结构 - Google Patents

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Abstract

一种液压减震器用止回密封结构。止回密封(53)用于将由油唇口(52b)从活塞杆(3)刮到液压减震器的油池(A)中的工作油排出到布置在油池(A)的外侧的储油器(R)中。该止回密封(53)包括环状座表面(4d)和弹性地坐落在座表面(4d)上的环状唇口(53a)。环状座表面(4d)包括环状主肋(11)和环状内侧肋(12)，环状主肋(11)和环状内侧肋(12)都朝向环状唇口(53a)突出，使得环状槽(21)形成在主肋(11)和内侧肋(12)之间。通过设置用于将内侧肋(12)的内部的压力导入到环状槽(21)的压力导入通路(12a)，止回密封(53)显示出高的工作油排出性能和高的工作油密封性能。

Description

液压减震器用止回密封结构
技术领域
本发明涉及一种用于将由油唇口(1ip)从活塞杆刮去的工作油排出到双筒型液压减震器的储油器的止回密封。
背景技术
日本特许厅在1997年公开的日本特开平09-317914号公报公开了布置在车辆用双筒型液压减震器的杆引导件和外筒之间的密封组件。
双筒型液压减震器包括液压缸、容纳在液压缸中的活塞以及连接到活塞且从液压缸轴向突出的活塞杆。外筒被设置在液压缸的外侧。杆引导件支撑活塞杆，使得当闭塞液压缸和外筒的开口时，活塞杆可以自由地轴向滑动。
密封组件由橡胶构件构成，在该橡胶构件中，灰尘唇口、油唇口和止回密封形成为一体。
灰尘唇口在活塞杆上滑动，从而防止当活塞杆相对于液压缸缩回时灰尘被带入液压缸中。油唇口在活塞杆上滑动，从而当活塞杆相对于液压缸伸长时从活塞杆刮去工作油。从活塞杆刮去的工作油被暂时储存在围绕活塞杆形成的油池中。止回密封被设置在环绕油池的位置并且将油池中的工作油排出到设置在外筒和液压缸之间的储油器中，同时防止该工作油沿相反方向流动。
止回密封包括向外倾斜延伸且弹性地坐落在环状座表面上的环状唇口，该环状座表面从上方形成在杆引导件上。止回密封外侧的空间经由贯通杆引导件的排出口与储油器连接。
止回密封的唇口根据油池中的压力从座表面升起，并且使油池中的工作油通过排出口和形成在唇口和座表面之间的间隙流入储油器中。当储油器中的压力高于油池中的压力时，止回密封通过利用储油器中的压力使唇口与座表面保持接触来防止储油器中的工作油侵入到油池中。
现有技术提出了以多个同心圆的形式在唇口和座表面之间的接触面中形成舌部和槽部，从而舌部和槽部的接合使唇口和座表面之间的接触面积增加，由此使抵抗工作油从储油器侵入到油池中的密封性能增加。
发明内容
然而，唇口和座表面之间的接触面积的增大也使唇口从座表面升起所需的初始压力增大。因此，当唇口和座表面之间的接触面积增大时，止回密封不打开直到油池中的压力大大增加。
油唇口作用于活塞杆的摩擦力取决于油池中的压力。因此，当油池中的压力大大增加时，油唇口作用于活塞杆的摩擦力大大增加。一旦止回密封打开，油池中的高压将迅速释放到储油器，油池中的压力迅速减小，因此，油唇口作用于活塞杆的摩擦力迅速减小。作用于活塞杆的摩擦力的这种大的变化对液压减震器的阻尼力特性和车辆的乘坐舒适性产生不利影响。
因此，本发明的目的是提高止回密封结构的沿一个方向的工作油排出性能和沿相反方向的工作油密封性能。
为了实现上述目的，本发明提供一种液压减震器用止回密封结构，该止回密封结构用于将油池中的工作油排出到位于油池的外侧的储油器中，同时防止工作油从储油器侵入油池中，其中，该油池用于暂时储存从活塞杆刮去的工作油。该止回密封结构包括：环状座表面，其形成在油池的外侧；环状唇口，其在环状唇口的前端指向外的状态下弹性地坐落在座表面上；主肋，其具有环形形状且从座表面朝向环状唇口突出；内侧肋，其被设置在主肋的内侧且从座表面朝向环状唇口突出，使得主肋和内侧肋形成环状槽；以及切口，其形成在所述内侧肋上，用于将油池中的压力导入环状槽中。
在说明书的其它部分中阐述了本发明的细节以及其它特征和优点，并且在附图中示出了本发明的细节以及其它特征和优点。
附图说明
图1是应用根据本发明的止回密封结构的液压减震器的主要部件的纵剖视图。
图2是止回密封结构的放大纵剖视图。
图3是沿着图2中的线III-III观察的杆引导件的座表面的放大平面图。
图4是根据本发明的肋的示意性平面图。
具体实施方式
参照图1，车辆用双筒型液压减震器包括外筒2和同轴地布置在外筒2中的液压缸1。活塞杆3被连接到收容在液压缸1中的活塞，并且该活塞杆3从液压缸1和外筒2轴向突出。
收容工作油的油室R1形成在围绕活塞杆3的液压缸1中。收容工作油和气体的储油器R形成在外筒2和液压缸1之间的具有环形截面的空间中。
杆引导件4被固定到液压缸1和外筒2的上端，从而封闭外筒2和液压缸1的上端并且支撑活塞杆3。杆引导件4包括内侧引导部4a、外侧引导部4b以及连接内侧引导部4a和外侧引导部4b的顶部4c。
内侧引导部4a形成为筒状且被布置在液压缸1的内周和活塞杆3之间。内侧引导部4a的外周与液压缸1的内周配合。筒状轴衬41被装配到内侧引导部4a的内周，从而可以用作活塞杆3的轴承。由于活塞杆3被储油器R中的工作油润滑，因此在活塞杆3的外周上形成油膜。该油膜使得活塞杆3通过轴衬41平滑地滑动。
外侧引导部4b被装配到外筒2的内周中。在外侧引导部4b的上端上形成锥状倾斜面。
密封面4d经由台阶形成在杆引导件4的位于内侧引导部4a附近的顶部4c上。液压缸1的上端抵靠顶部4c的背面。杆引导件4由被弯曲成特定形状的钢板制成。排出口4e贯通密封面4d外侧的顶部4c。
根据上述构造，杆引导件4分别闭塞油室R1和储油器R，并且通过经由轴衬41支撑活塞杆3而允许活塞杆3从液压缸1和外筒2突出，从而使活塞杆3能自由滑动。
在该液压减震器中，液压缸1和外筒2与车辆的车轴接合，而活塞杆3与车身接合。液压缸1和外筒2的各自下端被闭塞。与形成在活塞上方的油室R1一起在活塞下方的液压缸1中形成另一个油室。形成在活塞上方的油室R1和形成在活塞下方的油室经由安装在活塞中的阻尼阀彼此连通。储油器R和形成在活塞下方的油室经由安装在液压缸1的底部中的阻尼阀彼此连通。如氮气等惰性气体与工作油一起被收容在储油器R中。
密封组件5被设置在杆引导件4的上方。密封组件5被装配到环状金属插入件51上。金属插入件51沿上下方向被夹在外筒2的通过弯边(caulking)而向内弯曲的上端和杆引导件4的顶部4c之间。
密封组件5包括：内侧密封52，其从金属插入件51的内周进一步向内突出；止回密封53，其朝向位于金属插入件51下方的座表面4d突出；楔形外侧密封54，其从金属插入件51的外周向下突出且填充杆引导件4的外侧引导部4b的锥状倾斜面和外筒2之间的空间；以及薄膜部55，其覆盖在金属插入件51的下表面上，从而与内侧密封52、止回密封53和外侧密封54连接。密封组件5由橡胶材料构成。
内侧密封52包括灰尘唇口52a和油唇口52b，该灰尘唇口52a在比金属插入件51高的部位与活塞杆3接触，该油唇口52b在比金属插入件51低的部位与活塞杆3接触。灰尘唇口52a具有防止附着到活塞杆3的灰尘在活塞杆3的缩回行程中被带入液压缸1中的辊(roll)。油唇口52b具有用于刮去附着到活塞杆3的工作油从而当活塞杆3进行伸长行程时工作油不会被带到液压缸1的外部的辊。环状螺旋弹簧52c被装配到油唇口52b的外周上，对于油唇口52b施加向内的力以在油唇口52b和活塞杆3之间产生接触力。
当组装液压减震器时，首先组装活塞杆3、活塞、液压缸1、外筒2和杆引导件4，然后将装配了密封组件5的金属插入件51布置在杆引导件4上。最后通过弯边使外筒2的上端向内弯曲，使得外筒2的上端和杆引导件4的顶部4c沿上下方向夹着金属插入件51。
在如此装配到液压减震器的密封组件5中，外侧密封54挤在杆引导件4的外侧引导部4b的锥状倾斜面和外筒2之间，从而防止储油器R中的工作油从外筒2和杆引导件4的外侧引导部4b之间的接触部泄漏到外部。
密封组件5还使止回密封53坐落在座表面4d上并且使灰尘唇口52a和油唇口52b分别与活塞杆3接触。结果，由杆引导件4的内侧引导部4a、油唇口52b和止回密封53环绕活塞杆3形成具有环形截面的油池。油池A还可以起到油唇口52b用动作空间的功能。由杆引导件4的顶部4c、顶部4c中的台阶、座表面4d和薄膜部55形成空间B，使该空间B在与储油器R相反的一侧面对排出口4c。
设置在油池A和空间B之间的止回密封53包括环状唇口53a，该环状唇口53a在环状唇口53a的前端指向外的状态下从上方弹性地坐落在杆引导件4的座表面4d上。储油器R中的气压对空间B中的环状唇口53a施加向下的力。
根据该构造，当油池A中的压力变高时，止回密封53起到允许工作油从油池A流向空间B，同时防止工作油从空间B流到油池A中的作用。
在活塞杆3的伸长行程中，当活塞杆3从液压缸1和外筒2轴向向外突出时，由油唇口52b刮去附着到活塞杆3的外周的油膜形式的工作油且该工作油积聚在油池A中。
当油池A中的工作油的储量增加时，油池A中的压力增大。结果，止回密封53的环状唇口53a从座表面4d升起，使得油池A通过形成在环状唇口53a和座表面4d之间的间隙与空间B连接。然后，储存在油池A中的工作油经由空间B和排出口4e被排出到储油器R中。通过止回密封53的逆流防止功能来防止排出到储油器R中的工作油返回到油池A。
接着，将参照图2至图4说明形成在杆引导件4的顶部4c上的座表面4d的形状，止回密封53的环状唇口53a坐落在该座表面4d上。
采用同心圆的形式且向上突出的五个肋11-15形成在座表面4d上以与止回密封53的环状唇口53a相接触。
参照图4，位于五个肋11-15的中间的主肋11被连续形成以覆盖座表面4d的整个圆周。因此，止回密封53的环状唇口53a在其整个圆周上与主肋11接触。内侧肋12和13被布置在主肋11的内侧，外侧肋14和15被布置在主肋11的外侧。环状槽22形成在内侧肋12和13之间，环状槽21形成在主肋11和内侧肋12之间，环状槽23形成在主肋11和外侧肋14之间，环状槽24形成在外侧肋14和15之间。
参照图3，切口12a和切口14a分别形成在内侧肋12和外侧肋14中的同一角位置(angular position)处。
再次参照图4，切口13a和15a分别形成在内侧肋13和外侧肋15中的与切口12a和14a相反的一侧。
根据上述构造，切口12a和13a起到压力导入通路的功能，以从内部对环状唇口53a施加油池A中的压力。具体地，在止回密封53的环状唇口53a坐落在座表面4d上的状态下，切口13a起到将油池A中的压力导入到环状槽22中的作用，而切口12a起到将环状槽22中的压力导入到环状槽21中的作用。
在止回密封53的环状唇口53a坐落在座表面4d上的状态下，当油池A中的压力增加时，增加的压力经由切口13a和12a被导入到环状槽22和环状槽21中。由于仅座表面4d的主肋11在整个圆周上与环状唇口53a接触，因此，环状唇口53a和座表面4d之间的接触是所谓的线接触。结果，油池A中的压力向上作用在环状唇口53a的位于主肋11的内侧的大面积上。因此，止回密封53响应油池A中的压力增加而升起。
另一方面，当止回密封53的环状唇口53a从主肋11升起时，切口14a和15a起到压力释放通路的功能，以将主肋11的内侧的压力释放到空间B。具体地，切口14a将环状槽23中的压力释放到环状槽24中。切口15a将环状槽24中的压力释放到空间B。当环状唇口53a将要从主肋11升起时，压力释放通路立即将油池A中的压力释放到空间B，从而使环状唇口53a从主肋11加速升起。
如上所述，通过在座表面4d中形成压力导入通路和压力释放通路，提高了止回密封53对油池A中的压力增加的响应，其中，止回密封53的环状唇口53a坐落在该座表面4d上。此外，由于油池A中的压力被迅速释放，因此，油池A中的压力变化被抑制的小，且油唇口52b施加到活塞杆3上的摩擦力变化也被抑制的小。结果，液压减震器显示出平稳的行程。
另一方面，当止回密封53的环状唇口53a坐落在座表面4d上时，环状唇口53a与主肋11线接触，且环状唇口53a与主肋11之间的接触压力高于环状唇口53a的整个表面与座表面4d接触的情况中的接触压力，换句话说，环状唇口53a与主肋11处于完全接触。结果，防止工作油从空间B到油池A的反向流动的性能也增强。
2007年10月24日在日本提交的Tokugan2007-276085的内容通过引用包含于此。
尽管已经参照某些实施例说明了本发明，但本发明并不限于上述实施例。在权利要求书的范围内，本领域的技术人员可以对本发明进行变型和修改。
在上述实施例中，压力导入通路和压力释放通路二者都形成在座表面4d中。然而，仅设置压力释放通路也能获得很好的效果。
压力导入通路和压力释放通路的形式不限于切口。例如，可以通过使肋12-15的高度略低于主肋11的高度来实现压力导入通路和压力释放通路。
本发明的肋的数量不受限制。例如，可在内侧仅设置一个肋。类似地，可在主肋11的外侧仅设置一个肋。切口的数量和部位也不限于上述实施例且可任意设定。
除了弯曲钢板之外，还可通过铸造或锻造来形成杆引导件4。
由所附权利要求书限定要求排他性或独占权的本发明的实施例。

Claims (8)

1.一种止回密封结构，其用于液压减震器且用于将油池(A)中的工作油排出到位于所述油池(A)的外侧的储油器(R)中，同时防止所述工作油从所述储油器(R)流入到所述油池(A)中，其中，所述油池(A)用于暂时储存从活塞杆(3)刮去的工作油，所述止回密封结构包括：
环状座表面(4d)，其形成在所述油池(A)的外侧；
环状唇口(53a)，其在所述环状唇口(53a)的前端指向外的状态下弹性地坐落在所述座表面(4d)上；
主肋(11)，其具有环形形状且从所述座表面(4d)朝向所述环状唇口(53a)突出；
内侧肋(12)，其被设置在所述主肋(11)的内侧且从所述座表面(4d)朝向所述环状唇口(53a)突出，在所述主肋(11)和所述内侧肋(12)之间形成环状槽(21)；以及
切口(12a)，其形成在所述内侧肋(12)上，用于将所述油池(A)中的压力导入所述环状槽(21)中。
2.根据权利要求1所述的止回密封结构，其特征在于，所述止回密封结构还包括位于所述内侧肋(12)的内侧的另一内侧肋(13)，在所述内侧肋(12)和所述另一内侧肋(13)之间形成另一环状槽(22)。
3.根据权利要求2所述的止回密封结构，其特征在于，在所述另一内侧肋(13)中设置另一切口(13a)，所述切口(12a)和所述另一切口(13a)位于不同的角位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的止回密封结构，其特征在于，所述止回密封结构还包括外侧肋(14)和压力释放切口(14a)，所述外侧肋(14)设置在所述主肋(11)的外侧且从所述座表面(4d)朝向所述环状唇口(53a)突出，在所述主肋(11)和所述外侧肋(14)之间形成环状槽(23)，所述压力释放切口(14a)将所述主肋(11)和所述外侧肋(14)之间的所述环状槽(23)中的压力释放到所述外侧肋(14)的外侧。
5.根据权利要求4所述的止回密封结构，其特征在于，所述止回密封结构还包括位于所述外侧肋(14)的外侧的另一外侧肋(15)，在所述外侧肋(14)和所述另一外侧肋(15)之间形成另一环状槽(24)。
6.根据权利要求5所述的止回密封结构，其特征在于，在所述另一外侧肋(15)中设置另一压力释放切口(15a)，且所述压力释放切口(14a)和所述另一压力释放切口(15a)位于不同的角位置。
7.根据权利要求1所述的止回密封结构，其特征在于，所述液压减震器包括：液压缸(1)，所述活塞杆(3)从所述液压缸(1)突出；杆引导件(4)，其在所述液压缸(1)的开口端处支撑所述活塞杆(3)使得所述活塞杆(3)在轴向上自由滑动；油唇口(52b)，随着所述活塞杆(3)从所述液压缸(1)突出，所述油唇口(52b)从所述活塞杆(3)刮去工作油；以及外筒(2)，其与所述液压缸(1)同轴地设置在所述液压缸(1)的外侧，其中，所述油池(A)形成在所述液压缸(1)中，而所述储油器(R)形成在所述外筒(2)和所述液压缸(1)之间。
8.根据权利要求7所述的止回密封结构，其特征在于，贯通所述杆引导件(4)形成与所述储油器(R)连通的排出口(4e)，所述环状座表面(4d)形成在所述杆引导件(4)上，所述环状唇口(53a)与所述油唇口(52b)形成为一体且被装配到由向内弯曲的外筒(2)的前端和所述杆引导件(4)夹持的金属插入件(51)上，并且所述环状唇口(53a)坐落在所述油池(A)和所述排出口(4e)之间的所述环状座表面(4d)上。
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