CN101893054A

CN101893054A - 阻尼机构

Info

Publication number: CN101893054A
Application number: CN2010101725433A
Authority: CN
Inventors: 森田雄二
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-05-11
Also published as: JP5192441B2; US8016088B2; DE102010029086A1; JP2010270815A; US20100294604A1; CN101893054B; DE102010029086B4

Abstract

一种阻尼机构(1)，其响应第一液室(R1)和第二液室(R2)之间的液体流动而产生阻尼力，该阻尼机构(1)包括：隔开第一液室(R1)和第二液室(R2)的分隔构件(2)，以及形成在分隔构件(2)中以连通第一液室(R1)和第二液室(R2)的流路(P)。流路(P)包括贯通分隔构件(2)且串联连接的3以上的奇数个通孔(10-14)。由于流路长度长，在流路(P)中产生大量的摩擦能量损失并使阻尼机构(1)产生足够的阻尼力。

Description

阻尼机构

技术领域

本发明涉及一种液压减震器等的阻尼机构。

背景技术

日本特许厅2006年公布的特开2006-194335号公报提出了一种液压减震器的阻尼机构，该阻尼机构包括叶片阀(leafvalve)和沿轴向支撑叶片阀的特定部位的支撑构件，其中，该叶片阀由堆积在贯通活塞而形成的通路孔(port)的出口构成。叶片阀的中心部被固定到活塞，并且随着通路孔中的压力增大而导致叶片阀的外周部升起(lift)，从而打开该通路孔。

当活塞沿与叶片阀的升起方向相反的方向行进(stroke)时，叶片阀的外周部响应于经由通路孔作用于叶片阀上的液压而从活塞升起。随着通路孔的打开，工作流体流过该通路孔。叶片阀基于施加到工作流体的流阻而产生阻尼力。

支撑构件使叶片阀的特定叶片根据开口的压力在恒定位置弯曲以产生具有较好特性的阻尼力。

发明内容

在该阻尼机构中，当活塞高速行进时，由叶片阀的流阻和工作流体经过通路孔时归因于摩擦的能量损失来产生阻尼力。相反，当活塞低速行进时，通路孔中的归因于摩擦的能量损失小，根据叶片阀的流阻而产生阻尼力。

因此，在活塞低速行进时，需要大量叶片以产生足够的阻尼力。

结果，采用叶片阀的阻尼机构的尺寸固有得大，并且其制造成本趋于高。

因此，本发明的目的是提供一种在保持简单结构的同时能够产生具有较好特性的阻尼力的阻尼机构。

为了实现上述目的，本发明提供一种阻尼机构，其响应形成在第一液室和第二液室之间的液体流动而产生阻尼力，该阻尼机构包括：分隔构件，其隔开第一液室和第二液室；以及流路，其形成在分隔构件中以连通第一液室和第二液室，该流路包括贯通分隔构件并且串联连通的3以上的奇数个通孔。

优选的是，通孔包括：第一通孔，其贯通分隔构件；第二通孔，其与第一通孔并列地贯通分隔构件；以及一个中间通孔或奇数个中间通孔，其与第一通孔和第二通孔并列地贯通分隔构件。阻尼机构还包括：第一连通槽，其形成于分隔构件的面对第一液室的面，以将第一通孔和所述一个中间通孔或所述奇数个中间通孔中的一个中间通孔相连通；第二连通槽，其形成于分隔构件的面对第二液室的面，以将第二通孔和所述一个中间通孔或所述奇数个中间通孔中的一个中间通孔相连通；第一闭合构件，其遮断第一连通槽与第一液室的连通；以及第二闭合构件，其遮断第二连通槽与第二液室的连通。

本发明的细节以及其它特征和优点在说明书的其余部分阐述并由附图示出。

附图说明

图1是包括根据本发明的实施方式的阻尼机构的液压减震器的主要部分的纵向剖视图。

图2是根据本发明的实施方式的活塞的从上方看时的平面图。

图3是活塞的从下方看时的平面图。

图4是根据本发明的实施方式的叶片的从活塞上方的部位看时的平面图。

图5是根据本发明的实施方式的另一叶片的从活塞下方的部位看时的平面图。

图6是示出液压减震器的阻尼力特性的图。

具体实施方式

参考附图的图1，根据本发明的阻尼机构1适用于液压减震器的活塞2。活塞2是以自由滑动的方式被容纳在填充有工作流体的缸(cylinder)5中的圆盘状构件。活塞杆6的一端被固定到活塞2，活塞杆6的另一端沿轴向从缸5突出。活塞2将缸5分隔成绕活塞杆6的第一液室R1和位于活塞2的与活塞杆6侧相反的一侧的第二液室R2。因此，活塞2用作将第一液室R1和第二液室R2分开的分隔构件。

环状槽2a形成在活塞2的外周。活塞环7被装配在环状槽2a中，以与缸5的内周接触。如果活塞2由如树脂等适于在缸5的内周上滑动的材料形成，则可以省略环状槽2a和活塞环7，使得活塞2的外周直接与缸5的内周接触。

液压减震器根据沿轴向施加到活塞杆6和缸5的负荷而伸缩。活塞2伴随液压减震器的伸缩而在缸5内行进。阻尼机构1通过对响应活塞2的行进而在第一液室R1和第二液室R2之间流动的工作流体施加流阻而产生抵抗液压减震器的伸缩的阻尼力。

阻尼机构1包括：连通第一液室R1和第二液室R2的五个流路P，位于活塞2的面对第一液室R1的端面的叶片(leaf)3以及位于活塞2的面对第二液室R2的另一端面的第二叶片4。

五个流路P以相等的角度间隔配置在活塞2的中心的周围。

各流路P均包括：沿轴向分别贯通活塞2的第一通孔10和第二通孔14，以及与通孔10、14并列地贯通活塞2的三个中间通孔11-13。各流路P均通过用连通槽16-19串联连接的五个通孔10-14而构成。

在五个通孔10-14中，第一通孔10在径向最外侧位置贯通活塞2。第二通孔14在径向最内侧位置贯通活塞2。三个中间通孔11-13在位于沿第一通孔10和第二通孔14之间的圆的位置贯通活塞2。

参考图2，连通第一通孔10和中间通孔11的第一连通槽16形成在活塞2的面对第一液室R1的端面。另外，连通中间通孔12和13的连通槽17形成于相同的端面。

参考图3，连通第二通孔14和中间通孔13的第二连通槽19形成在活塞2的面对第二液室R2的另一端面。另外，连通中间通孔11和12的连通槽18形成于相同的另一端面。

需要注意的是，图1所示的活塞2对应于活塞2的沿着图2和图3中的线I-I截取的纵向剖视图。

参考图4，形成于活塞2的面对第一液室R1的端面的连通槽16和17被叶片3闭合。叶片3由圆板形成，叶片3的中心部被固定到活塞2。叶片3用作遮断连通槽16和17与第一液室R1的连通的第一闭合构件。

参考图5，形成于活塞2的面对第二液室R2的另一端面的连通槽18和19被叶片4闭合。叶片4由圆板形成，叶片4的中心部被固定到活塞2。叶片4用作遮断连通槽18和19与第二液室R2的连通的第二闭合构件。

再参考图1，活塞杆6包括直径较小的顶端部6a。顶端部6a贯通叶片3、活塞2和叶片4。通过将螺母8紧固到贯通上述这些构件的顶端部6a上，活塞2被固定到活塞杆6的顶端。同时，叶片3的中心部被活塞杆6和活塞2夹持，叶片4的中心部被活塞2和螺母8夹持。

流路P中的液压经由连通槽16和17作用在叶片3上，作为升降方向(lifting direction)上的打开压力。流路P中的液压经由连通槽18和19作用在叶片4上，作为升降方向上的打开压力。

第一通孔10朝向第二液室R2的开口位于叶片4的径向外侧，以永久地连通第一通孔10和第二液室R2。结果，叶片4形成为直径比叶片3的直径小。

第二通孔14朝向第一液室R1的开口位于环状槽15的内侧，该环状槽15形成于活塞2的面对第一液室R1的端面。叶片3具有用于永久地连通环状槽15和第一液室R1的十个孔部3a。孔部3a以相等的角度间隔形成。孔部3a的数量和截面积被设定成使得孔部3a的总流路面积大于流路P的总横截面积。

根据上述结构，第二液室R2和第一液室R1经由五个流路P相互连通，各流路P均由第一通孔10、第一连通槽16、中间通孔11、连通槽18、中间通孔12、连通槽17、中间通孔13、第二连通槽19和第二通孔14构成。

根据上述结构，流路P在活塞2的端面中偏转四次，从而具有足够长度以归因于流过流路P的工作流体的摩擦而产生大量能量损失。因此，即使当活塞2低速行进时，阻尼机构1也产生足够的阻尼力，以吸收减震器的振动。

参考图6，由于在该阻尼机构1中，由流路P中的摩擦阻力产生阻尼力，因此，如图中的实线所示，阻尼力相对于活塞2的行进速度的增大以线性的方式增大。

因此，根据该阻尼机构1，无需像现有技术的阻尼机构那样使用大量的堆积叶片，利用简单的结构即能获得较好的阻尼力特性。结果，可以使包括阻尼机构1的活塞2的轴向尺寸最小化。就确保液压减震器的行进长度相对于液压减震器的整体长度较长而言，具有较小轴向长度的活塞是优选的。

所有通孔10-14沿轴向相互并列地贯通活塞2。所有连通槽16-19被布置在活塞2的任一端面上。不必应用特殊的制造工艺以形成倾斜地贯通活塞2的通孔等，即可形成流路P。在活塞2由金属材料形成的情况下，可通过铸造或烧结以使得通孔10-14和连通槽16-19通过铸造和烧结处理预先形成在活塞2中的方式来制造活塞2。另一方面，当活塞由树脂形成时，通孔10-14和连通槽16-19可通过注射成型处理预先形成。

在该阻尼机构1中，通过改变中间通孔的数量可任意设定流路P的流路长度。假设通孔的总数是3以上的奇数N，则形成在活塞2的任一端面的连通槽的数量限定为(N-1)/2。可以由多个通孔连通连通槽。在这种情况下，这些通孔就被认为是通孔组，并且通孔组的数量计为N。

通过以该方式设定流路P的流路长度，可实现较好的阻尼力特性。也可以通过改变流路P的流路横截面积来改变阻尼机构1的阻尼力特性。

根据本实施方式，叶片3用作用于遮断连通槽16和17与第一液室R1的连通的第一闭合构件，叶片4用作用于遮断连通槽18和19与第二液室R2的连通的第二闭合构件。换句话说，当液压减震器伸缩时，不考虑叶片3和4的升降。因此，流路P是阻尼机构1中的唯一的阻尼力产生元件。然而，也优选使用叶片3和4与流路P一起作为阻尼力产生元件。

特别地，叶片3可被构造成使得，当第二液室R2中的压力比第一液室R1中的压力大预定值以上时，叶片3的外周部从活塞2升起(与活塞2分离)，以允许工作流体从第二液室R2经由第一通孔10直接流到第一液室R1。叶片4可被构造成使得，当第一液室R1中的压力比第二液室R2中的压力大预定值以上时，叶片4的外周部从活塞2升起(与活塞2分离)，以允许工作流体从第一液室R1经由第二通孔14直接流到第二液室R2。

在该阻尼机构1中，连通槽16位于比连通槽17靠径向外侧的位置。当叶片3的外周部从活塞2升起时，比连通槽17靠径向外侧的连通槽16首先开口到第一液室R1，使得第一通孔10与第一液室R1连通。然后，当叶片3的外周部进一步升起时，连通槽17开口到第一液室R1，使得中间通孔12与第一液室R1连通。因此，在这种情况下，如图6的虚线所示，在液压减震器收缩期间，阻尼系数以两阶段的方式(in two steps)减小。

关于液压减震器的伸长(elongation)，由于叶片4升起而导致连通槽18和19同时与第二液室R2连通，因此，伸长阻尼系数以一阶的方式(in one step)减小。

因此，当叶片3和4用作阻尼力产生元件时，通过改变连通槽16-19的位置以及叶片3和4的抵抗弯曲的刚性或初始弯曲量，能够以各种方式广泛地改变阻尼机构1的阻尼力特性。

在布置于车体和车辆的轮轴之间的液压减震器中，通常需要减震器在伸长时产生的阻尼力比其收缩时产生的阻尼力大。在该阻尼机构1中，在通孔10-14中，第一通孔10被布置在活塞2的最外侧位置处，而第二通孔14被布置在活塞2的最内侧位置处。

使叶片3的直径大于叶片4的直径，该叶片3闭合连通槽16，第一通孔10在该连通槽16中具有开口。为了使减震器在伸长期间产生的阻尼力大于减震器在收缩期间产生的阻尼力，由于叶片4在减震器伸长时升起而叶片3在减震器收缩时升起，因此叶片4抵抗弯曲的刚性必须比叶片3抵抗弯曲的刚性大。

根据该阻尼机构1，由于叶片4的直径小于叶片3的直径，所以使用相同材料就可以满足叶片3抵抗弯曲的刚性与叶片4抵抗弯曲的刚性之间的所需关系。因此，该阻尼机构1在用于车辆液压减震器时获得了较好的特性。

在此，在日本提交的申请日为2009年5月20日的特愿2009-122030的内容通过引用包含于此。

尽管上面已参考本发明的一些实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于上述实施方式。在权利要求书的范围内，本领域技术人员可对上述实施方式进行变形和修改。

例如，在上述实施方式中，阻尼机构1被安装在液压减震器的活塞2中。然而，该阻尼机构1可应用于所谓的基部阀(basevalve)，该基部阀被设置在液压减震器的缸5的底部，以通过向在第二液室R2和设置在缸外侧的储液器之间流动的流体施加流阻来产生阻尼力。

更普遍地，根据本发明的阻尼机构可以应用于响应于工作流体在由如活塞和缸底等分隔构件隔开的两个液室之间流动而产生阻尼力的任何阻尼机构。

此外，当叶片3和4不被用作阻尼力产生元件时，或者换句话说，当不需要升起叶片3和4时，叶片3和4可被直接固定到活塞2，而不是由活塞杆6和活塞2或由螺母8和活塞2来夹持叶片3和4的中心部。遮断连通槽16和17与第一液室R1的连通的第一闭合构件可由不同于由板材构成的叶片3的各种形状的构件构成。遮断连通槽18和19与第二液室R2的连通的第二闭合构件可由不同于由板材构成的叶片4的各种形状的构件构成。

本发明的实施方式所要求保护的排他性权利或权益由所附的权利要求书限定。

Claims

1.一种阻尼机构(1)，其响应形成在第一液室(R1)和第二液室(R2)之间的液体流动而产生阻尼力，所述阻尼机构(1)包括：

分隔构件(2)，其隔开所述第一液室(R1)和所述第二液室(R2)；

第一通孔(10)，其贯通所述分隔构件(2)；

第二通孔(14)，其与所述第一通孔(10)并列地贯通所述分隔构件(2)；

一个中间通孔或三个以上的奇数个中间通孔(11、12、13)，其与所述第一通孔(10)和所述第二通孔(14)并列地贯通所述分隔构件(2)；

第一连通槽(16)，其形成于所述分隔构件(2)的面对所述第一液室(R1)的面，以将所述一个中间通孔或所述奇数个中间通孔(11、12、13)中的一个与所述第一通孔(10)相连通；

第二连通槽(19)，其形成于所述分隔构件(2)的面对所述第二液室(R2)的面，以将所述一个中间通孔或所述奇数个中间通孔(11、12、13)中的一个与所述第二通孔(14)相连通；

第一闭合构件(3)，其遮断所述第一连通槽(16)与所述第一液室(R1)的连通；以及

第二闭合构件(4)，其遮断所述第二连通槽(19)与所述第二液室(R2)的连通。

2.根据权利要求1所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述奇数个中间通孔(11、12、13)的数量是3以上的奇数个，所述阻尼机构(1)还包括：一个第一中间连通槽(17)或多个第一中间连通槽，所述一个第一中间连通槽(17)或所述多个第一中间连通槽以面对所述第一液室(R1)的方式形成于所述分隔构件(2)，以连接所述奇数个中间通孔(11、12、13)中的两个中间通孔，由所述第一闭合构件(3)遮断所述一个第一中间连通槽(17)或所述多个第一中间连通槽与所述第一液室(R1)的连通；以及一个第二中间连通槽(18)或多个第二中间连通槽，所述一个第二中间连通槽(18)或所述多个第二中间连通槽以面对所述第二液室(R2)的方式形成于所述分隔构件(2)，以连接所述奇数个中间通孔(11、12、13)中的两个中间通孔，由所述第二闭合构件(4)遮断所述一个第二中间连通槽(18)或所述多个第二中间连通槽与所述第二液室(R2)的连通，所述中间通孔(11、12、13)经由所述第一中间连通槽(17)和所述第二中间连通槽(18)串联连接。

3.根据权利要求2所述的阻尼机构(1)，其特征在于，形成于所述分隔构件(2)的任一端面的所述第一连通槽(16)、所述第二连通槽(19)与所述一个中间连通槽或所述多个中间连通槽(17、18)的总数限定为(N-1)/2，其中，所述第一通孔(10)、所述第二通孔(14)和所述中间通孔(11、12、13)的总数为N。

4.根据权利要求1所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述第一闭合构件(3)包括叶片阀，随着所述第二液室(R2)中的压力相对于所述第一液室(R1)中的压力的增大，所述叶片阀允许面对所述第一液室(R1)的一个连通槽或多个连通槽(16、17)与所述第一液室(R1)连通。

5.根据权利要求1所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述第二闭合构件(4)包括叶片阀，随着所述第一液室(R1)中的压力相对于所述第二液室(R2)中的压力的增大，所述叶片阀允许面对所述第二液室(R2)的一个连通槽或多个连通槽(18、19)与所述第二液室(R2)连通。

6.根据权利要求1所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述阻尼机构(1)包括多个流路(P)，每一流路(P)均包括所述第一通孔(10)、所述第一连通槽(16)、所述一个中间通孔或所述奇数个中间通孔(11、12、13)、所述第二连通槽(19)和所述第二通孔(14)，以将所述第一液室(R1)和所述第二液室(R2)相连通。

7.根据权利要求6所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述分隔构件(2)具有面对所述第一液室(R1)并且与所述第二通孔(14)相连通的环状槽(15)，所述第一闭合构件(3)具有连接所述环状槽(15)和所述第一液室(R1)的孔部(3a)。

8.根据权利要求6所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述分隔构件(2)的截面为具有中心的圆形截面，所述第二通孔(14)位于比所述第一通孔(10)靠近所述分隔构件(2)的所述中心的位置，所述第二闭合构件(4)形成为与所述分隔构件(2)同心的圆形并且具有外缘，所述第一通孔(10)具有在所述第二闭合构件(4)的外缘的外侧朝向所述第二液室(R2)的开口。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的阻尼机构(1)，其特征在于，所述分隔构件(2)包括以能沿液压减震器的缸(5)的轴向在所述缸(5)中滑动的方式容纳在所述液压减震器的所述缸(5)中的活塞，所有的通孔(10-14)与所述缸的轴向并列地形成于所述分隔构件(2)中。