CN101857035A - 铁道车辆用线性减震器 - Google Patents

Abstract

本发明提供铁道车辆用线性减震器(1)，其包括：在缸(3)内被活塞(5)划分在活塞杆(4)周围的油室(6)；在使油室(6)的工作油向工作油油箱(10)流出的同时产生阻尼力的阻尼阀(22)。阻尼阀(22)包括：具有用于引导来自油室(6)的工作油的孔部(24b)的阀座(24)；被弹簧(25)施力，具有伸入到孔部(24b)中的圆柱状的突出部(23b)的阀芯(23)。在突出部(23b)的外周沿轴向形成槽(23c)，该槽(23c)具有圆弧状的底面(23d)，从而线性减震器(1)的阻尼力随着伸缩速度的上升呈线性增大。

Description

铁道车辆用线性减震器

技术领域

本发明涉及一种夹设于铁道车辆的车体与底盘之间、用于抑制车体与底盘的相对振动的线性减震器的阻尼阀的结构。

背景技术

为了抑制铁道车辆的车体与底盘的相对振动，夹设于车体与底盘之间的液压式线性减震器具有用于相对于伸缩产生阻尼力的阻尼阀。

作为这样的阻尼阀的一个例子，日本国特许厅1991年发行的JPH03-069836A公开了一种设于减震器的活塞上的叶片阀。

叶片阀呈圆盘状，配置成覆盖贯穿活塞而将活塞两侧的油室连通的孔的出口。当孔的压力上升时，圆盘状的叶片阀的外缘向远离孔的出口的方向发生弹性变形，打开孔的出口。叶片阀给从孔的出口流出的工作油带来与出口的开口面积相对应的流通阻力。该流通阻力产生相对于减震器的伸缩的阻尼力。

圆盘状的叶片阀随着变形在中心部产生较大的弯曲应力。为了避免因该弯曲应力损伤叶片阀，以往的技术是与叶片阀的背面相对地设置用于限制叶片阀规定以上的变形的阀制动器。

阀制动器在提高叶片阀的耐久性方面有益，但是由于限制叶片阀的规定以上的变形，又附加限制了孔的开口面积的增加。

因此，活塞的所有行程速度都未必能获得优选的阻尼力特性。特别是难以使产生阻尼力相对于活塞的行程速度呈线性增加。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供使产生阻尼力相对于伸缩速度呈线性变化的铁道车辆用线性减震器。

为了达到上述目的，本发明的铁道车辆用线性减震器包括：缸；活塞，其可自由位移地收容于缸内；油室，其在缸内被活塞划分而成；外套筒，其覆盖缸的外侧；工作油油箱，其构成在缸和外套筒所划分的环状间隙中；阻尼阀，其在根据活塞的速度使工作油从油室向工作油油箱流出的同时产生阻尼力；压力控制阀，其根据油室内压力上升到规定以上的压力而使工作油从油室向工作油油箱流出。阻尼阀包括：阀座，其具有用于引导来自油室的工作油的孔部；阀芯，其具有伸入到孔部中的圆柱状的突出部；槽，其沿轴向形成在突出部的外周，具有圆弧状的底面；弹簧，其对阀芯向使突出部向孔部内伸入的方向施力。

本发明的详细内容及其它特征、优点在说明书中的下述记载中进行说明，如添附的附图所示。

附图说明

图1是本发明的具有阻尼阀的铁道车辆用线性减震器的纵剖视图。

图2是沿图1的II-II线剖切的线性减震器的横剖视图。

图3是阻尼阀的放大纵剖视图。

图4是从前端方向看阻尼阀的主视图。

图5是表示线性减震器的阻尼力特性的图。

具体实施方式

参照图1，铁道车辆用线性减震器1为了衰减铁道车辆的车体与底盘之间的振动而夹设于车体与底盘之间。

线性减震器1包括：一端与环构件11相结合的外套筒2、与外套筒2同轴地收容于外套筒2内侧的缸3、在与环构件11相反的一侧沿轴向伸入到外套筒2及缸3中的活塞杆4。在活塞杆4的基端固定有另一个环构件12。线性减震器1借助环构件11和12与车体和底盘相连接。

在伸入到缸3内侧的活塞杆4的顶端固定有活塞5。缸3的内侧被活塞5划分成活塞杆4侧的第1油室6和与活塞杆4相反侧的第2油室7。油室6和7中填充有工作油。

位于与环构件11相反的一侧的、外套筒2和缸3的开口部被导块8密闭。活塞杆4能在导块8中自由滑动地贯穿于导块8中。外套筒2外侧的活塞杆4被固定于环构件12上的圆筒形的罩9覆盖。

缸3和外套筒2之间的环状间隙作为封入了工作油和气体的工作油油箱10使用。

在活塞5上设有单向阀30，该单向阀30用于使工作油从第2油室7毫无阻力地向第1油室6中流入，而阻止反向的工作油流动。

第2油室7通过设于缸3底部的单向阀31与工作油油箱10相连接。单向阀31在第2油室7的压力为比工作油油箱10内的压力低的压力时打开，将工作油从工作油油箱10毫无阻力地导入到第2油室7中，另一方面，在第2油室7为高压时，阻止工作油从第2油室7向工作油油箱10流出。

参照图2，第1油室6借助内置于导块8中的阻尼阀22和压力控制阀40与工作油油箱10相连接。

阻尼阀22随着第1油室6的压力上升而打开，在使工作油从第1油室6向工作油油箱10中流出的同时产生阻尼力。压力控制阀40与阻尼阀22并列设置，在第1油室6成为规定以上的高压时压力控制阀40打开，使工作油从第1油室6向工作油油箱10流出。在此，规定以上的高压是线性减震器1的通常的伸缩动作所不能达到的高压。压力控制阀40起到在第1油室6为异常高压时为了防止构件的损伤而使工作油从第1油室6向工作油油箱10流出的作用。

采用以上结构，在活塞杆4向收缩方向动作、活塞5在缸3内向使第2油室7收缩的方向滑动时，第2油室7的压力上升，第2油室7的工作油经由单向阀30流入到第1油室6中。第1油室6因活塞5的位移而容积扩大，就缸3整体来说，剩余有相当于活塞杆4的伸入体积的量的工作油。剩余工作油推开阻尼阀22而从第1油室6向工作油油箱10流出，利用阻尼阀22的流通阻力产生压侧阻尼力。

在活塞杆4向伸长方向动作、活塞5在缸3内向使第1油室6收缩的方向滑动时，第1油室6的压力上升，第1油室6的工作油推开阻尼阀22而流出到工作油油箱10中，利用阻尼阀22的流通阻力而产生伸侧阻尼力。另一方面，第2油室7的容积扩大，随着容积的扩大，工作油油箱10的工作油经由单向阀31被供给到第2油室7中。

即，在该线性减震器1中，活塞杆4向收缩方向和伸长方向的任一方向动作时，工作油都是从第1油室6通过阻尼阀22向工作油油箱10中流出。该类型的线性减震器被称为单向流动式减震器。

接着，参照图3-图5说明阻尼阀22的结构。

阻尼阀22包括阀芯23、供阀芯23座落的阀座24、对阀芯23朝向阀座24施力的弹簧25。

阀座24由与阀芯23相对地形成于导块8上的平面部24a和贯穿平面部24a直至第1油室6中的孔部24b构成。

阀芯23由凸缘部23a和从凸缘部23a突出的圆柱状的突出部23b构成。在突出部23b和凸缘部23a上以180度间隔形成有两个沿轴向延伸的槽23c。槽23c的底面23d具有槽23c的深度越往前端去越深那样的圆弧状的纵截面形状。底面23d通过凸缘部23a和突出部23d的交点23e。槽23c的宽度恒定。

图3表示阀芯23座落于阀座24上的状态。图3上方的空间与工作油油箱10相连通，孔部24b与第1油室6相连通。阀芯23通过使突出部23b与阀座24的孔部24b相嵌合、凸缘部23a与阀座24的平面部24a相抵接而座落于阀座24上。在该状态下，槽23c的底面23d与形成于平面部24a上的孔部24b的开口部在交点23e处相接触，阻尼阀22关闭。

当活塞5在缸3内向任一方向滑动时，第1油室6的压力上升，作用于阀芯23上的上升压力压缩弹簧25而使阀芯23从阀座24上升。

当阀芯23开始从阀座24上升时，交点23e从形成于平面部24a上的孔部24b的开口部向上方位移，在槽23c内、在底面23d与孔部24b的开口部之间产生间隙。第1油室6的工作油通过该间隙流出到工作油油箱10中，利用间隙的阻力产生阻尼力。

随着活塞5的行程速度Vp上升，阀芯23从阀座24上升较大，随之槽23c的底面23d与孔部24b的开口部之间的间隙也变大。在阻尼阀22中，由于突出部23b与孔部24b相嵌合，因此工作油的流通仅通过槽23c进行。因此，伴随阀座24上升的槽23c的截面变化决定阻尼阀22的产生阻尼力。

参照图5，通过将底面23d形成为圆弧状，从而使阻尼阀22的产生阻尼力F相对于活塞5的行程速度Vp的上升呈线性增加。另外，若圆弧为2次曲线，则阻尼阀22的产生阻尼力F为完全的直线，通过使底面23d为近似于2次曲线的圆弧状，能够获得实用上充分接近直线的速度依存型的阻尼力特性。

当活塞5的行程速度Vp达到规定速度Vo时，压力控制阀40打开，第1油室6的工作油经由阻尼阀22和压力控制阀40流出到工作油油箱10中。其结果表示活塞5的行程速度Vp在规定速度Vo以上的区域的产生阻尼力F相对于活塞5的行程速度Vp的上升平缓的变化。规定速度Vo是相当于前述的第1油室6的规定以上的高压的活塞5的行程速度，是线性减震器1的通常的伸缩动作所不能达到的活塞5的行程速度。

如上所述，具有阻尼阀22的线性减震器1进行伸长和收缩任一动作都使产生阻尼力相对于动作速度的增加呈线性增加，因此，作为铁道车辆用线性减震器发挥理想的阻尼力特性。

以上，通过特定的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施例。对本领域技术人员来说，在权利要求的技术范围内能对这些实施例附加各种各样的修改或变更。

例如，本发明不依赖于压力控制阀40的形式，压力控制阀40能应用各种各样的形式。

在以上的实施例中，在阀芯23上以180度间隔形成有两个槽23c，但本发明并不限制槽23c的数量。本发明可通过在阀芯上设置具有圆弧状底面的至少一个槽实施。

本发明的实施例所包括的排他性或特长如权利要求所述。

Claims (6)

1.一种铁道车辆用线性减震器(1)，其包括：

缸(3)；

活塞(5)，其可自由位移地收容于缸(3)内；

油室(6)，其在缸(3)内被活塞(5)划分而成；

外套筒(2)，其覆盖缸(3)的外侧；

工作油油箱(10)，其构成在缸(3)和外套筒(2)所划分的环状间隙中；

阻尼阀(22)，其在根据活塞(5)的速度使工作油从油室(6)向工作油油箱(10)流出的同时产生阻尼力；

压力控制阀(40)，其相应与油室(6)内压力上升到规定以上的压力而使工作油从油室(6)向工作油油箱(10)流出，

阻尼阀(22)包括：

阀座(24)，其具有用于引导来自油室(6)的工作油的孔部(24b)；

阀芯(23)，其具有伸入到孔部(24b)中的圆柱状的突出部(23b)；

槽(23c)，其沿轴向形成在突出部(23b)的外周，具有圆弧状的底面(23d)；

弹簧(25)，其对阀芯(23)向使突出部(23b)向孔部(24b)内伸入的方向施力。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆用线性减震器(1)，阀芯(23)在突出部(23b)的基端具有大径的凸缘部(23a)，阀座(24)具有与凸缘部(23a)相对的平面部(24a)，底面(23d)形成为通过突出部(23b)的外周与凸缘部(23a)的平面部(24a)的接触面的交点(23e)。

3.根据权利要求1所述的铁道车辆用线性减震器(1)，槽(23c)以180度间隔形成在两处。

4.根据权利要求1所述的铁道车辆用线性减震器(1)，槽(23c)的宽度恒定。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的铁道车辆用线性减震器(1)，该铁道车辆用线性减震器(1)还包括：

活塞杆(4)，其与活塞(5)相结合沿轴向从缸(3)伸出；

导块(8)，其密闭缸(3)与外套筒(2)的开口部，且使活塞杆(4)能自由滑动地支承活塞杆(4)，

油室(6)在缸(3)内被活塞(5)划分在活塞杆(4)的周围，阻尼阀(22)与压力控制阀(40)配置在导块(8)的内侧。

6.根据权利要求5所述的铁道车辆用线性减震器(1)，无论活塞(5)的位移方向如何，都构成为油室(6)的工作油通过阻尼阀(22)向工作油油箱(10)流出。

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