CN101936356B

CN101936356B - 液压缸

Info

Publication number: CN101936356B
Application number: CN201010155882.0A
Authority: CN
Inventors: 畑秀树
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: CN101936356A; JP5246509B2; JP2011012702A; DE102010012283A1; US20100326267A1; DE102010012283B4; US8495947B2

Abstract

本发明提供一种液压缸，目的在于减轻因工作液的压力而在收纳阻尼阀的壳体的焊接部中产生的应力。在封入有工作液的缸体(2，3)内，可滑动地插入连接有活塞杆(6)的活塞(5)，在缸体的外筒(3)侧壁上安装连接件(17)。通过利用收纳于连接件(17)的阻尼力产生机构(19)控制因活塞在缸体内滑动而产生的工作液的流动，来产生阻尼力。在连接件(17)的阀壳(18)中缩小与外筒(3)焊接的接合部(23)的直径，以使该直径小于收纳在阀壳(18)内的阻尼力产生机构(19)的直径。通过缩小焊接部的接合部(23)的直径，可以减轻因工作液的液压而在接合部(23)产生的应力，因此可以提高焊接部相对于液压的强度。

Description

液压缸

技术领域

本发明涉及在缸体部的侧部设有阻尼力产生机构的液压缸。

背景技术

作为安装于机动车等的悬挂装置的筒型减震器，例如有如日本特开2008-45738号公报(特别是图9)所述那样的减震器，该减震器构成为将连接有活塞杆的活塞可滑动地插入在封入有工作液的缸体内，在缸体的侧部设置了内部具有由盘阀和节流孔等构成的阻尼阀的通路。在日本特开2008-45738号公报所记载的减震器中，将圆筒状的缸体沿轴向分割成三个筒体，前述通路与分割后的缸体中的中间缸体一体成型。

因此，以前的缸体由于被分割为三个而存在多个连接部，所以存在生产率差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高生产率的液压缸。

为了解决上述课题，本发明的液压缸具有：缸体，其封入有工作液；活塞杆，其一端向所述缸体的外部延伸；连接件，其一端固定在所述缸体的外表面，另一端与使所述缸体内的工作液向外部流通的配管连接；以及阻尼力产生机构，其设于所述连接件的内部，通过控制因所述活塞杆的行程而产生的工作液的流动来产生阻尼力；所述阻尼力产生机构由阀座部件和圆形的盘阀构成，该阀座部件被收纳在所述连接件内且具有使所述工作液流动的通路和阀座，该盘阀安装在设置于所述阀座部件的阀座上；所述连接件和所述缸体的固定部通过焊接被固定，所述固定部的内径面积比所述盘阀的外径面积小。

根据本发明的液压缸，不仅能够得到所需的耐久性，还能够提高生产率。

附图说明

图1是将本发明第一实施方式的液压缸的主要部分即阻尼力产生机构向外筒安装的安装部放大表示的纵剖面图；

图2是图1所示的液压缸的纵剖面图；

图3是将图1所示的液压缸的变形例的主要部分即阻尼力产生机构的安装部放大表示的纵剖面图；

图4是将图1所示的液压缸的其他变形例的主要部分即阻尼力产生机构的安装部放大表示的纵剖面图；

图5是本发明第二实施方式的液压缸的纵剖面图。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。

参照图1及图2说明本发明的第一实施方式。

本实施方式的液压缸1被搭载于悬挂装置，并被安装于机动车的前后、左右的各车轮，通过管路并经由外部的液压回路将它们相互连接，该液压缸1用于进行如下操作，即通过利用外部液压回路的储液器(アキュムレ一タ)和阻尼阀等来控制因车体的姿势变化等而产生的液压缸之间的工作液的流动，从而控制车体的振动和姿势。关于如上所述的悬挂装置、外部的液压回路等，公开在例如上述日本特开2008-45738号公报中。

如图1及图2所示，液压缸1构成为在圆筒状内筒2的外周设有圆筒状外筒3并在它们之间形成有环状通路4的双筒结构。在内筒2内可滑动地插入有活塞5，该活塞5将内筒2的内部分隔为缸室2A和缸室2B两个缸室。活塞杆6的一端部通过螺母7与活塞5连接，活塞杆6的另一端侧可滑动且液密地插入在安装于内筒2和外筒3的下端部的导杆8和油封9中，并向外部突出。导杆8和油封9利用保持器10，11固定，该保持器10，11嵌合在外筒3内部并通过敛缝(かしめ)而固定。缸室2A和环状通路4通过设于导杆8的切口12连通。

内筒2和外筒3通过将拉拔管、接合管等通常使用的圆筒管切断而分别由一根管形成。由此，相比通过由铸造等制成的管和两根圆筒管来构成外筒的上述日本特开2008-45738号公报所述的结构，根据本实施方式的结构，成本低廉且部件数量也少，从而能够得到轻量化的缸体。另外，所述内筒2和外筒3构成本发明的缸体。

在内筒2的上端部安装有作为第二阻尼力产生机构的阻尼力产生机构13。阻尼力产生机构13在通过焊接固定于外筒3上端部的通路部件14的内部嵌合而固定。在通路部件14中，作为第二连接口的连接口15沿轴向贯通，缸室2B经由阻尼力产生机构13与连接口15连通，环状通路4的上端部由阻尼力产生机构13和通路部件14封闭。在阻尼力产生机构13上设有容许工作液自连接口15侧向缸室2B侧流动的单向阀及由控制工作液自缸室2B侧向连接口15侧的流动并产生阻尼力的节流孔(オリフイス)、盘阀等构成的阻尼机构。该结构与后述的阻尼力产生机构19的结构相同。

另外，上述通路部件14在外周设有螺纹，构成用于安装到车体的安装部。

在外筒3侧壁的中间部设有圆形开口16，在开口16连接有将阻尼力产生机构19收纳于内部的连接件17。连接件17包含：一端部被缩小直径的圆筒状阀壳18、被收纳于阀壳18内的阻尼力产生机构19、以及利用螺母20安装于阀壳18大径侧的开口端部的连接部件21。另外，在连接部件21设有作为与阀壳18内部连通的第一连接口的连接口27，在该连接口27的外侧周围形成有多个螺钉孔21A，与未图示的外部液压回路连接的连接配管的前端利用螺钉连接。

在阀壳18的直径缩小的一端侧的开口部22周围，环状接合部23突出。通过使接合部23与外筒3的开口16周围的外周面抵接，并将接合部23与外筒3侧壁焊接，使阀壳18与外筒3接合。接合部23和外筒3通过扩散接合特别是通过电容式焊接而连接在一起。电容式焊接能够在短时间进行焊接，可以缩短制造时间，因此是最优选的，但只要是能够将阀壳18与管接合的手段，也可以利用其他的摩擦接合等进行接合。

阻尼力产生机构19具有：有底圆筒状的外侧阀部件24、利用销25与外侧阀部件24底部的内侧一体结合的内侧阀部件26。阻尼力产生机构19将外侧阀部件24与阀壳18内部嵌合，利用螺母20的紧固，通过连接部件21使外侧阀部件24外周的台阶部24A与阀壳18内周的台阶部抵接而固定。

在阻尼力产生机构19设有用于将阀壳18的开口部22与连接部件21的连接口27连通的延伸侧通路28及收缩侧通路29。延伸侧通路28由彼此连通的设于外侧阀部件24底部的内周侧的通路28A和设于内侧阀部件26的通路28B构成。收缩侧通路29设于外侧阀部件24底部的外周侧。在内侧阀部件26的阀座26A上，受到延伸侧通路28的工作液的压力而打开并产生阻尼力的圆形阻尼阀30安装于阀座26A而被设置。在阻尼阀30上，设有将延伸侧通路28始终与连接口27连通的节流孔30A。另外，在外侧阀部件24上，设有仅容许工作液自收缩侧通路29的连接口27侧向开口22侧流动的盘状单向阀31。在此，阻尼阀30和单向阀31构成本发明的盘阀，外侧阀部件24和内侧阀部件26构成阀座部件。

阀壳18的接合部23的直径d(在外筒3和阀壳18的连接面上内压作用的部分的直径，该连接部构成本发明的固定部)设定为，比阀壳18的开口部22侧内径的直径D(阀壳18内的通过阻尼力产生机构19施加压力且比阻尼力产生机构19更靠近缸体侧的部分的最大内径)小，且开口部22相对于阻尼力产生机构19的延伸侧通路28和收缩侧通路29具有足够的流路面积。

接着说明如上所述构成的本实施方式的作用。液压缸1的通路部件14和活塞杆6分别与机动车的各车轮的弹簧上侧及弹簧下侧连接，另外，构成悬挂装置的外部液压回路分别与通路部件14的连接口15和连接部件21的连接口27连接。

在活塞杆6的伸出行程过程中，利用活塞5在内筒2内的滑动，缸室2A侧的工作液被加压，该工作液通过切口12、环状通路4、开口16、开口部22、延伸侧通路28及连接口27流向外部的液压回路。另一方面，在利用活塞5在内筒2内的滑动而被减压的缸室2B中，工作液自与通路部件14的连接口15连接的外部液压回路，通过阻尼力产生机构13的单向阀流入该缸室2B内。由此，相对于活塞杆6的行程，由阻尼力产生机构19的节流孔30A和阻尼阀30产生阻尼力，另外，由外部的液压回路产生的阻力作用。

另外，在活塞杆6的收缩行程过程中，利用活塞5在内筒2内的滑动，缸室2B侧的工作液被加压，该工作液通过阻尼力产生机构13，流向与通路部件14的连接口15连接的外部液压回路。另一方面，在利用活塞5在内筒2内的滑动而被减压的缸室2A中，工作液自与连接口27连接的外部液压回路，通过收缩侧通路29、单向阀31、开口部22、开口16、环状油路4及切口12流入该缸室2A内。由此，相对于活塞杆6的行程，由阻尼力产生机构13的阻尼机构产生阻尼力，另外，外部液压回路的阻力作用。

此时，例如在安装于左右车轮的液压缸1之间，将连接件17的连接口27，15与具有储液器的外部液压回路连接，并将缸室2A和缸室2B彼此连接，由此，相对于左右车轮的液压缸1的同方向(同相)的行程，由储液器产生的反作用力减小，相对于不同方向(反相)的行程，由储液器产生的反作用力增大，因此，可以作为抑制车体旋转时的姿势变化的稳定器发挥作用。

在通常的考虑中，若减小接合部23的直径d，则因未图示的连接配管等的重量而导致弯曲方向的应力作用于连接部23，故不会想到减小直径d。但是，在本发明中特别考虑20MPa以上的高压作用于连接部23的液压缸，使阀壳18的一端部缩小直径，并使与外筒3接合的焊接部即接合部23的直径d比阻尼力产生机构19的直径D小，由此，可以减小因由活塞5加压的工作液的压力而在焊接部即接合部23产生的圆周方向的应力(周向应力)及纵向应力。其结果，可以提高焊接部相对于工作液的压力的强度，总体可以提高液压缸的耐久性。特别是，在液压缸1中，由于在活塞杆6的伸出行程过程中被加压的缸室2A内的高液压直接作用于接合部23，因此，提高接合部23抗液压的强度显得重要。

在此，内压p作用于薄壁(壁厚t)的圆筒(直径d)时的圆周方向应力σ(周向应力)为：

σ＝dp/2t (1)

另外，纵向应力τ为：

τ＝dp/4t (2)。

由式(1)及式(2)可知，在开口部22相对于阻尼力产生机构19的延伸侧通路28和收缩侧通路29得到足够的流路面积的范围内，通过充分减小作为焊接部的接合部23的直径d，因工作液的压力而在接合部23产生的圆周方向应力σ和纵向应力τ减小，因此，可以提高接合部23相对于工作液的压力的强度。

如上述日本特开2008-45738号公报所记载的现有例那样，接合部23的直径d与阻尼力产生机构19的直径D相同，该直径为D＝35mm，如果求出接合部23的壁厚为t1＝1.5mm时的圆周方向应力σ1和纵向应力τ1，以及在本实施方式中接合部23的直径为d＝13mm、接合部23的壁厚为t2＝2.5mm时的圆周方向应力σ2和纵向应力τ2之间的应力比σ2/σ1及τ2/τ1，则成为：

σ2/σ1＝τ2/τ1＝t1·d/t2·D＝0.22。

因此，此时，根据本实施方式，与现有例相比，可以将因工作液的内压而在接合部23产生的圆周方向应力σ和纵向应力τ降低78％。

另外，通过减小接合部23的直径d，减小由圆筒表面的曲率产生的影响，由此，容易使接合部23与连接部不平坦的圆筒表面即外筒3的外表面抵接，因此，即便接合部的前端面为平面，也能进行焊接，可以提高生产率。

并且，在现有技术中，与本发明的连接件相当的阀凸起(弁ボス)连接的是与缸体相比压力、压力变动都小的储液箱，与此相对，在本第一实施方式所示的液压缸中，连接件与压力、压力变动都大的压力室即外筒3连接。因此，虽然因压力、压力变动而产生的疲劳较大地作用于接合部23，但通过采用本发明的结构，可以提高接合部23相对于工作液的压力变动的强度。

另外，上述阻尼力产生机构19的直径D依赖于设于内部的阻尼阀30和单向阀31等盘阀所需的直径。即，直径D比该盘阀的直径稍大。这样，由于在一体形成的外筒3上形成开口16，并通过焊接将连接件17连接，因此，与将现有技术所示的缸体沿轴向分割为三个筒体的结构相比，可以减少制造工时、部件数量，从而可以提高生产率。

接着，参照图3及图4说明上述第一实施方式的变形例。另外，对于与图1和图2所示的第一实施方式同样的部分，使用同样的附图标记，下面仅对不同部分详细说明。

在图3所示的变形例中，阀壳18的接合部23倾斜，连接件17以朝下方倾斜的状态安装于外筒3。另外，在图4所示的变形例中，增大阀壳18的接合部23的突出高度，另外，使外筒3的开口16周围向外侧突出，并使其前端部倾斜，由此，连接件17以朝下方倾斜的状态安装于外筒3。由此，可以防止阻尼力产生机构17和配置于其周边的部件产生干涉，另外，可以调整与连接部件21的连接口27连接的外部液压回路的管路的连接角度。在该变形例的情况下，需要对阀壳18或外筒3进行变形加工，但由于开口16的内径小，故可以采用塑性加工，因此，与上述日本特开2008-45738号公报所记载的铸造部件相比，可以实现成本廉价且轻量化。

接着，参照图5说明本发明的第二实施方式。对于与图1和图2所示的第一实施方式同样的部分，使用同样的附图标记，仅对不同的部分详细说明。

如图5所示，在本实施方式的液压缸1′中省略了外筒3，内筒2兼作外筒，在内筒2下部的侧壁设有开口16′，连接件17的阀壳18的接合部23焊接在内筒2的侧壁，开口部22通过开口16′与缸室2A直接连通。因此，以使活塞5不干涉开口16′的方式，在活塞杆6上设有限制其伸长方向的行程的回弹止动器32。另外，通路部件14利用螺母33安装于内筒2的上端部。由此，与上述第一实施方式的结构相比，可以简化结构。在本实施方式中，内筒2构成本发明的缸体。

另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中说明了阀壳18为圆筒形状的例子，但是，只要是圆筒，则也可以通过对圆管进行拉深加工来成形，由此，可以廉价地制造且实现轻量化，但并不限于此，在因空间限制等导致作为阀壳18的截面形状不能适用圆形时，也可以为椭圆、方形等。

另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中说明了开口16、开口部22、连接部23都为圆形的情况，但并不限于此，也可以是椭圆、方形。特别是，通过将连接部23构成为缸体轴向成为长径的椭圆，可以增大焊接面积。

另外，在上述实施方式的周向应力的说明中，由于作为固定部的接合部23为圆形，故使用“直径”这一用语进行了说明。在本发明中，也存在固定部不是圆形的情况，另外，阻尼力产生机构19可以具有各种形状，因此，以固定部的内压作用的部分的面积(内径面积)为比较对象，并且，以盘阀外侧形状的面积(外径面积)为比较对象，固定部的内径面积比盘阀的外径面积小。

另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，举例说明了活塞杆6处于弹簧下侧即所谓的倒立型的结构。其理由是，使连接部23处于振动小的车体侧(弹簧上侧)将施加于连接部23的振动所产生的应力更小，故可以使固定部的内径面积更小，另外，也考虑了向外部液压回路进行配管，但本发明并不限于此。

以上详细地论述了本发明的一些具体实施方式，但本领域技术人员基于本发明的教导和特征可对上述具体实施方式进行各种变更。因此，所有这些变形都包含在本发明的范围内。

Claims

1.一种液压缸，其特征在于，具有：

缸体，其封入有工作液；

活塞杆，其一端向所述缸体的外部延伸；

连接件，其一端固定在所述缸体的外表面，另一端与使所述缸体内的工作液向外部流通的配管连接；以及

阻尼力产生机构，其设于所述连接件的内部，通过控制因所述活塞杆的行程而产生的工作液的流动来产生阻尼力；

所述阻尼力产生机构由阀座部件和圆形的盘阀构成，该阀座部件被收纳在所述连接件内且具有使所述工作液流动的通路和阀座，该盘阀安装在设置于所述阀座部件的阀座上；

所述连接件在其固定部通过焊接被固定；

所述固定部的内压作用的部分面积比所述圆形的盘阀的外径面积小。

2.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于，设有：

第一连接口，其用于经由所述阻尼力产生机构将所述缸体内的一侧缸室与外部的液压回路连接；

第二连接口，其用于经由第二阻尼力产生机构将所述缸体内的另一侧缸室与外部的液压回路连接。

3.如权利要求1或2所述的液压缸，其特征在于，所述连接件的所述固定部与所述缸体的外表面扩散接合。

4.如权利要求3所述的液压缸，其特征在于，由圆筒管构成所述缸体，在该圆筒管的外表面设置圆形的孔，在该孔的周围接合所述连接件。