CN101857040A - 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)，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，具有伸入孔部(24b)中的突出部(23b)的阀芯(23)。在通常动作时，具有形成于突出部(23b)上的圆弧状底面(23d)的槽(23c)在产生阻尼力的同时使工作油流通，而在阀芯(23)上升较大时，槽(23c)顶端的狭缝(23f)露出孔部(24b)外，工作油的流通面积急增，阻尼阀(22)起到溢流阀的功能。

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，当活塞以规定速度以上的高速进行行程时，由于限制孔出口的开口面积，有阻尼力变得过大的倾向。过大的阻尼力很可能导致构件损伤。

为了防止产生过大的阻尼力，与阻尼阀并列地设置在规定的高压下打开的溢流阀即可。但是，这样需要阻尼阀和溢流阀这两个独立的阀。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能用简单的结构实现兼具阻尼力产生功能和溢流阀功能的铁道车辆用线性减震器所用的阻尼阀。

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。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突出部；槽，其具有沿轴向形成在突出部的外周的圆弧状的底面；狭缝，其与槽连续地形成在突出部的顶端；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是本发明的具有阀结构的铁道车辆用线性减震器的纵剖视图。

图2是本发明的阻尼阀的纵剖视图。

图3是从前端方向看阻尼阀的主视图。

图4是表示阻尼阀的阻尼力特性的图。

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相对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，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。

第1油室6借助内置于导块8中的阻尼阀22与工作油油箱10相连接。阻尼阀22在第1油室6的压力上升到规定以上时打开，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。

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，多余有相当于活塞杆4的伸入体积的量的工作油。多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2-图4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的深度越往顶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的内侧。槽23c的宽度恒定。

在突出部23b的顶端形成有与槽23c相连通的狭缝23f。狭缝23f形成为从突出部23b的顶端朝向凸缘部23a切入、具有通过突出部23b的中心的一样的横截面形状的深槽。狭缝23f与突出部23b顶端的两个槽23c相连通，朝突出部23b的顶端方向和侧面方向开口。狭缝23f的宽度恒定，其宽度与槽23c的宽度相同或设定得较宽。

图2表示阀芯23座落于阀座24上的状态。图中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。槽23c的底面23d通过凸缘部23a和突出部23b的内侧，因此，阻尼阀22具有规定的开口面积，该规定的开口面积即使在阀芯23座落于阀座24上的状态下也容许少量的工作油通过槽23c流通。

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，由槽23c与孔部24b的开口部形成的开口面积随着槽23c的深度变深而增大。在狭缝23f埋没于孔部24b中的状态下，工作油的流通通过槽23c进行。因此，伴随阀座24上升的槽23c的流通截面积的变化决定阻尼阀22的产生阻尼力。

当阀芯23从阀座24进一步上升时，狭缝23f露出到孔部24b的外侧。当狭缝23f露出到孔部24b的外侧时，工作油的流通截面积急剧增大。

参照图4，即使在阀芯23座落于阀座24上的状态下，阻尼阀22也不完全闭锁，活塞5的行程速度Vp以接近于零的低速不产生阻尼力。在活塞5的行程速度Vp变得稍大于零之前，产生阻尼力F与行程速度的平方成正比地从零开始增大。

以后，随着活塞5的行程速度Vp上升，阻尼力增大，在达到预先设定的阻尼力时阀芯23开始上升。距离阀座24的上升量增加，通过槽23c的阻尼阀22的流通截面积增加，同时产生阻尼力F也增大。在该阻尼阀22中，将槽23c的底面23d形成为圆弧状，因此，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，狭缝23f露出到孔部24b的开口部的上方，以后随着活塞5的行程速Vp的上升，工作油的流通截面积大幅度地扩大。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。

综上所述，阻尼阀22在活塞5的滑动速度Vp达到规定速度Vo之前使产生阻尼力F与滑动速度Vp成正比地增大，在滑动速度Vp超过规定速度Vo时，阻尼阀22发挥溢流阀的功能，相对于滑动速度Vp的进一步上升，一边抑制产生阻尼力一边使大量的工作油从第1油室6向工作油油箱10流出。利用狭缝23f的溢流功能，即使活塞5以高速进行行程，也能避免第1油室6的过大的压力上升，能防止过大的压力上升导致损伤构件。

因此，通过使用阻尼阀22能省略溢流阀，能简化线性减震器1的结构。

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，在以上的实施例中，将阻尼阀22的槽23c的底面23d形成为通过凸缘部23a和突出部23b的交点23e的内侧的圆弧状纵截面形状，但也可以将槽23c的底面23d形成为通过凸缘部23a和突出部23b的交点23e。在该情况下，阻尼阀22在阀芯23座落于阀座24上的状态下闭锁，在活塞5开始上升的同时与滑动速度成正比地产生阻尼力。

在以上的实施例中，将阻尼阀22设置在导块8上，当也可以将阻尼阀22设置在缸3的底部。

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和狭缝来实施。

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 (7)

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；

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)；

狭缝(23f)，其与槽(23c)相连通地形成在突出部(23b)的顶端；

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)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)的内侧。

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所述的铁道车辆用线性减震器(1)，狭缝(23f)由在突出部(23b)的顶端和两侧面开口的具有一样的横截面形状的深槽构成。

6.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)配置在导块(8)的内侧。

7.根据权利要求6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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