CN101857039B - 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)，其水平配置。包括：在缸(3)内被固定于活塞杆(4)上的活塞(5)划分成的油室(6，7)；封入有工作油和空气的工作油油箱(10)；用于将工作油从工作油油箱(10)供给到油室(6，7)中的单向阀(21，36)。在缸(3)外侧形成有绕缸(3)一周的排气通路(8b，35b)，通过设置节流孔(3a，3b)和通孔(42，46)来除去混入到油室(6，7)内的工作油中的气泡，上述节流孔(3a，3b)贯穿缸(3)的顶部将油室(6，7)与排气通路(8b，35b)连通，上述通孔(42，46)在缸(3)的下侧将排气通路(8b，35b)与工作油油箱(10)连通。

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间、用于衰减车体间的平摆方向的相对位移的线性减震器。

背景技术

日本国特许厅2005年发行的JP2005-081890A公开了一种为了衰减铁道车辆的车体间的平摆方向的相对位移，以将连接着的两台车辆的端部间相互连结那样的形式与行驶方向平行地夹设于车体的左右的线性减震器。以这样的目的使用的线性减震器例如为如下构成。

即，线性减震器包括用于收容活塞的缸和固定于活塞上且沿轴向从缸突出的活塞杆。缸的内侧被活塞划分成活塞杆侧的第1油室和与活塞杆侧相反侧的第2油室。缸被收容于外套筒中，缸和外套筒之间的间隙被利用为工作油油箱。

当活塞向活塞杆进入缸中的方向、即线性减震器的收缩方向进行滑动时，第2油室收缩，第1油室扩大。第2油室的工作油借助设于缸底部的阻尼阀流出到工作油油箱中，在该过程中产生压侧阻尼力。工作油借助单向阀从工作油油箱毫无阻力地流入到第1油室中。

当活塞向活塞杆从缸中伸出的方向、即减震器的伸长方向进行滑动时，第1油室收缩，第2油室扩大。第1油室的工作油借助设于缸入口的导块上的阻尼阀流出到工作油油箱中，在该过程中产生伸侧阻尼力。工作油借助设于基阀部件上的单向阀从工作油油箱毫无阻力地流入到第2油室中。

在工作油油箱中与工作油一起封入有空气。在线性减震器进行收缩时，活塞杆向缸内进入，因此，缸内的两个油室的总计容积减少了相当于活塞杆的进入体积的量。与这些油室相连通的工作油油箱中的油量也因而随着线性减震器的伸缩而发生变化。被封入到工作油油箱中的空气起到补充该油量变动的作用。

被封入到工作油油箱中的空气会因例如车辆的摆动等而作为气泡混入到工作油中。当混入了气泡的工作油经由单向阀被吸入到第1油室、第2油室中时，在这些油室受到压力时气泡会收缩。其结果从油室中流出的工作油的流量会减少相当于气泡所收缩的体积的量，结果阻尼阀产生的阻尼力变小。即，当缸内的油室中混入有气泡时，线性减震器不能产生所期待的阻尼力。

发明内容

因此，本发明的目的在于使铁道车辆用线性减震器具有除去混入到缸中的气泡的功能。

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，其被沿水平方向配置；活塞杆，其从缸的一端沿水平方向进入到缸中；活塞，其在缸内被固定于活塞杆上，能自由滑动地收纳于缸内；油室，其在缸内被活塞划分而成；工作油油箱，其配置在缸的外侧，与油室相连通，且封入有气体和工作油；排气通路，其形成在缸的外侧，绕缸一周；节流孔，其在缸的顶部将油室与排气通路连通；通孔，其在缸的下侧将排气通路与工作油油箱连通。

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3A和图3B是线性减震器的主要部分的放大纵剖视图。

图4是沿图3A的IV-IV线剖切的线性减震器的横剖视图。

具体实施方式

参照图1，铁道车辆用的线性减震器1包括：一端与环构件11相结合的外套筒2、与外套筒2同轴地构成于外套筒2内侧的缸3、在与环构件11相反的一侧沿轴向进入到外套筒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以将铁道车辆的连接着的两台车辆的端部间相互连结的形式借助环构件11和12与行驶方向平行地沿水平方向夹设于车体的左右。

在进入到缸3内侧的活塞杆4的顶端连接有活塞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空气的工作油油箱10使用。

第1油室6借助内置于导块8中的、图2所示的第1单向阀21和伸侧阻尼阀22与工作油油箱10相连接。

参照图2，第1单向阀21包括阀芯21a和复位弹簧21b，该阀芯21a与空隙23相面对，座落于阀座21c上；该复位弹簧21b对阀芯21a朝向阀座21c施力。借助图1所示的流入用管24总是从工作油油箱10的中央部附近向空隙23内导入工作油。另外，通过流入用管24将间隙23和工作油油箱10的中央部连接起来是为了防止空气混入到被从工作油油箱10导入到空隙23内的工作油中。

在第1油室6的压力变得比工作油油箱10内的压力低时，阀芯21a从阀座21c上升，将工作油油箱10的工作油通过空隙23毫无阻力地导入到第1油室6中。另一方面，在第1油室6为高压的情况下，阀芯21a座落于阀座21c上，隔断工作油从第1油室6向工作油油箱10的移动。

伸侧阻尼阀22包括阀芯22a和弹簧22b，该阀芯22a与空隙25相面对，座落于阀座22c上；该弹簧22b对阀芯22a朝向阀座22c施力。空隙25通过形成于导块8内的通路26总是与第1油室6相连通。弹簧22b在阀芯22a上升后根据阀芯22a的上升量对阀芯22a向闭阀方向增加作用力。在上述结构的基础上，伸侧阻尼阀22在与第1油室6相连通的空隙25的压力上升时打开，产生与其压力相对应的阻尼力，且使工作油通过空隙23和排出用管从第1油室6流出到工作油油箱10中。

伸侧阻尼阀22优选构成为产生与活塞5向伸侧的动作速度成比例的伸侧阻尼力的比例阀。通过设计阀芯22a的形状，能够设定阀芯22a的上升量和开口面积的关系，以使伸侧阻尼阀22具有作为比例阀的特性。

再参照图1，在缸3的底部设有基阀部件35。在基阀部件35上并列设有第2单向阀36和压侧阻尼阀37，该第2单向阀36使工作油毫无阻力地从工作油油箱10流入到第2油室7中，而隔断反向的工作油流通；该压侧阻尼阀37在第2油室7的压力上升时，在使工作油从第2油室7向工作油油箱10流出的同时产生与该压力相对应的阻尼力。

第2单向阀36的结构与第1单向阀21相同。压侧阻尼阀37的结构与伸侧阻尼阀22相同。因此，在此省略对第2单向阀36和压侧阻尼阀37的详细说明。

在活塞5上并列设有在第1油室6异常高压时打开而使第1油室6的工作油流出到第2油室7中的伸侧溢流阀31、在第2油室7异常高压时打开而使第2油室7的工作油流出到第1油室6中的压侧溢流阀32。设置这些溢流阀31和32是为了防止在活塞杆4上作用有过大的收缩方向或伸长方向的速度输入时产生过大的阻尼力，避免线性减震器1的破损。因此，在车体与底盘之间的平摆方向的相对位移处于通常范围时，溢流阀31和32保持闭锁状态。

以上构成的线性减震器1在向收缩方向动作时，第2油室7的工作油通过压侧阻尼阀37产生压侧阻尼力的同时流出到工作油油箱10中。工作油油箱10的工作油通过第1单向阀21毫无阻力地被供给到第1油室6中。另外，线性减震器1在向伸长方向动作时，第1油室的工作油通过伸侧阻尼阀22产生伸侧阻尼力的同时流入到工作油油箱10中。工作油油箱10的工作油通过第2单向阀36毫无阻力地流入到第2油室7中。

因此，线性减震器1使工作油的流通相对于收缩方向为一方向，相对于伸长方向为另一方向，即线性减震器1作为所谓的双向流动式的线性减震器发挥功能。

被封入到工作油油箱10中的空气例如因车辆的平摆等作为气泡混入到工作油中。当混入了气泡的工作油通过单向阀21、36被吸入到第1油室6、第2油室7中时，在这些油室6或7受到压力时气泡会收缩。其结果油室6或7中的工作油流出量会减少相当于气泡所收缩的体积的量，结果伸侧阻尼阀22、压侧阻尼阀37产生的阻尼力变小。即，当缸3内的油室6或7中混入有气泡时，线性减震器1无法产生期待的阻尼力。

本发明的线性减震器1具有解决上述问题的排气机构。

参照图3A和图4，导块8具有与缸3的前端外周面相嵌合的圆筒形状的凹部8a。

在凹部8a与缸3的前端外周面之间沿轴向空开间隔的两处配置有O型密封圈41。在两个O型密封圈41之间的、凹部8a的内周面上形成有作为排气通路的槽8b。在缸3的顶部形成有用于连通第1油室6和槽8b的节流孔3a。与绕凹部8a一周的槽8b的最低位置相面对地在导块8上形成有用于将槽8b与流入用管24连通的通孔42。以上的节流孔3a、槽8b及通孔42构成第1油室6的排气机构。

参照图3B，在缸3的相反侧的端部、即基阀部件35与缸3之间设有第2油室7的排气机构。基阀部件35具有与缸3的基端外周面相嵌合的圆筒形状的凹部35a。

在凹部35a与缸3的基端外周之间沿轴向空开间隔的两处配置有O型密封圈45。在两个O型密封圈45之间的、凹部35a的内周面上形成有作为排气通路的槽35b。在缸3的顶部形成有用于连通第2油室7和槽35b的节流孔3b。与绕凹部35a一周的槽35b的最低位置相面对地在基阀部件35上形成有用于将槽35b与工作油油箱10连通的通孔46。以上的节流孔3b、槽35b及通孔46构成第2油室7的排气机构。

在上述具有排气机构的线性减震器1中，例如混入到第1油室6中的气泡聚积到第1油室6的上部，通过形成在缸3的顶部的节流孔3a向第1油室6上方的槽8b流出。流出到槽8b中的气泡沿槽8b在绕缸3的周围大致180度后从通孔42通过流入用管24流入到工作油油箱10中。

在活塞5使第1油室6收缩时，成为高压的第1油室6的工作油的极少一部分通过节流孔3a、槽8b、通孔42及流入用管24流出到工作油油箱10中。但是，通过将节流孔3a的截面积预先设定得相对于伸侧阻尼阀22的流通截面积足够小，能避免影响伸侧阻尼阀22产生的阻尼力。

另外，通过节流孔3a、槽8b、通孔42及流入用管24流入到工作油油箱10中的工作油起到将滞留在中途的气泡向工作油油箱10挤出的作用。另外，该工作油的流动起到将残留于第1油室6内的气泡从节流孔3a向槽8b吸出的作用。

因此，即使在第1油室6中混入有气泡的情况下，滞留于第1油室6中的气泡也会通过排气机构迅速地向工作油油箱10排出。

混入到第2油室7中的气泡聚积到第2油室7的上部，通过形成于缸3的顶部的节流孔3b流出到第2油室7上方的槽35b中。流出到槽35b中的气泡沿槽35b绕缸3的周围大致180度之后从通孔46流入到工作油油箱10中。

在活塞5使第2油室7收缩时，达到高压的第2油室7的工作油的极少一部分通过节流孔3b、槽35b及通孔46流出到工作油油箱10中。但是，通过将节流孔3b的截面积预先设定得相对于压侧阻尼阀37的流通截面积足够小，能避免影响压侧阻尼阀37产生的阻尼力。

另外，通过节流孔3b、槽35b及通孔46流入到工作油油箱10中的工作油起到将滞留在中途的气泡向工作油油箱10挤出的作用。另外，该工作油的流动起到将残留于第2油室7内的气泡从节流孔3b向槽35b吸出的作用。

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，以上说明的实施例是在下述所谓的双向流动式线性减震器中应用了本发明的实施例，即，在线性减震器1向伸长方向动作时，第1油室6的工作油通过伸侧阻尼阀22流出到工作油油箱10中，在线性减震器1向收缩方向动作时，第2油室7的工作油通过压侧阻尼阀37流出到工作油油箱10中。但是，在伸长方向和收缩方向的任一动作都是第1油室6的工作油通过阻尼阀流出到工作油油箱10中的所谓的单向流动式的线性减震器中也能应用本发明。在单向流动式的线性减震器中，也可以是排气机构仅设于第1油室6中，而省略第2油室7的排气机构。

在以上说明的实施例中，将槽8b形成在导块8的凹部8a的内周面上，将槽35b形成在基阀部件35的凹部35a的内周面上。但是，槽8b也可以形成在与凹部8a相面对的缸3的外周面上。另外，槽35b也可以形成在与凹部35a相面对的缸3的外周面上。

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)，其沿水平方向配置；

活塞杆(4)，其从缸(3)的一端沿水平方向进入到缸(3)中；

活塞(5)，其在缸(3)内被固定于活塞杆(4)上，能自由滑动地收纳于缸(3)内；

油室(6，7)，其被活塞(5)在缸内划分而成；

工作油油箱(10)，其配置在缸(3)的外侧，与油室(6，7)相连通，且封入有气体和工作油；

排气通路(8b，35b)，其形成在缸(3)的外侧，绕缸(3)一周；

节流孔(3a，3b)，其在缸(3)的顶部将油室(6，7)与排气通路(8b，35b)连通；

通孔(42，46)，其在缸(3)的下侧将排气通路(8b，35b)与工作油油箱(10)连通。

2.根据权利要求1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)还包括导块(8)，该导块(8)封闭缸(3)的开口部，且该导块(8)以使活塞杆(4)能自由滑动的方式引导活塞杆(4)，导块(8)具有与缸(3)的外周面相嵌合的凹部(8a)，排气通路(8b，35b)包括与缸(3)的外周面相面对地以环状形成在凹部(8a)上的槽(8b)，节流孔(3a，3b)包括贯穿缸(3)的顶部的壁面在槽(8b)上开口的节流孔(3a)。

3.根据权利要求2所述的铁道车辆用线性减震器(1)，油室(6，7)包括被活塞(5)划分在缸(3)内的活塞杆(4)侧的第1油室(6)，线性减震器(1)还包括单向阀(21)和将单向阀(21)与工作油油箱(10)连接起来的流入用管(24)，该单向阀(21)用于在第1油室(6)的压力为比工作油油箱(10)内的压力低的压力时，将工作油毫无阻力地从工作油油箱(10)供给到第1油室(6)中，通孔(42，46)包括用于连接槽(8b)和流入用管(24)的通孔(42)。

4.根据权利要求3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)还包括与单向阀(21)并列配置的伸侧阻尼阀(22)，该伸侧阻尼阀(22)根据第1油室(6)的高压在使工作油从第1油室(6)向工作油油箱(10)流出的同时产生阻尼力。

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)，油室(6，7)包括被活塞(5)划分在缸(3)内的与活塞杆(4)相反侧的第2油室(7)，线性减震器(1)还包括设有单向阀(36)的基阀部件(35)，该单向阀(36)在第2油室(7)的压力为比工作油油箱(10)的压力低的压力时，将工作油毫无阻力地从工作油油箱(10)供给到第2油室(7)中，基阀部件(35)具有与缸(3)的外周面相嵌合的凹部(35a)，排气通路(8b，35b)包括与缸(3)的外周面相面对地以环状形成在凹部(35a)上的槽(35b)，节流孔(3a，3b)包括贯穿缸(3)的顶部的壁面在槽(35b)上开口的节流孔(3b)。

6.根据权利要求5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)还包括与单向阀(36)并列配置在基阀部件(35)上的压侧阻尼阀(37)，该压侧阻尼阀(37)根据第2油室(7)的高压在使工作油从第2油室(7)向工作油油箱(10)流出的同时产生阻尼力。

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