CN101988553A - 缓冲器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缓冲器,在根据活塞杆的行程频率来调节衰减力的缓冲器中,能够改善响应性并得到稳定的衰减力特性。在缸体(2)中插入连结有活塞杆(6)的活塞(5)。利用衰减力调节机构(19)调节将缸体上下室(2A、2B)之间连通的旁路通路(20)的流路面积。利用板簧呈弹性地保持遮挡部件,根据遮挡部件的移动来调节伸展及收缩侧可变流路的开度,利用其收缩而产生的流体力使遮挡部件移动。根据由遮挡部件和板簧构成的振动系统的特性,对遮挡部件的移动施加阻力并根据活塞杆的行程频率来调节衰减力。由于不将缸体上下室之间的差压作为遮挡部件的推力,因此,可以将无效行程抑制在最小限度,并可以迅速提升所期待的衰减力。
Description
技术领域
本发明涉及一种衰减力调节式缓冲器。
背景技术
例如在安装于机动车的悬架装置的缓冲器中已知有如下的缓冲器,其可以调节衰减力特性,根据车辆的行驶状态来适当切换衰减力特性,从而可以提高操纵稳定性及乘坐舒适性。
而且,在专利文献1中,记载有如下的缓冲器,其根据活塞杆的行程频率,相对于基于悬架装置的簧下振动(バネ下振動)的高频行程而减小衰减力,相对于基于簧上振动(バネ上振動)的低频行程而增大衰减力,从而可以吸收路面的凹凸不平,并且可以在加速或减速时及转弯时抑制车体的姿势变化,提高乘坐舒适性及操纵稳定性。
专利文献1:日本特开平5-302639号公报
但是,在上述专利文献1记载的缓冲器中,存在如下的问题。在该缓冲器中,利用由活塞分隔的缸体内部的两个室的差压使衰减力调节机构的阀体移动,在阀体移动至规定位置时,使工作流体的通路开度变化,从而根据活塞杆的行程频率来调节衰减力。因此,在活塞杆的行程初期,因缸体内活塞的滑动而产生的工作流体的流动消耗在用于使阀体移动上,不会产生所期待的衰减力。因此,活塞杆处于高频微振幅行程时的衰减力不足,而且在处于低频行程时,提升衰减力时产生滞后而导致衰减力不稳定。
发明内容
本发明的目的在于,在根据活塞杆的行程频率来调节衰减力的缓冲器中,可以改善响应性并得到稳定的衰减力特性。
为了解决上述课题,本发明的缓冲器,其特征在于,具有:封入有工作流体的缸体、能够滑动地插入该缸体内并将所述缸体内部分隔为两个室的活塞、与该活塞连结并向所述缸体的外部突出的活塞杆、将所述缸体内的两个室之间连通的旁路通路、调节该旁路通路的流路面积的衰减力调节机构,所述衰减力调节机构包含:设置于所述活塞杆的遮挡部件导向件、被该遮挡部件导向件引导而能够移动的遮挡部件、将所述遮挡部件呈弹性地保持在初始位置的弹性部件,利用所述遮挡部件和所述遮挡部件导向件形成可变流路,该可变流路根据所述遮挡部件的移动使开度变化来调节所述旁路通路的流路面积,所述遮挡部件不会受到所述缸体内的两个室之间的差压而移动,在其处于所述初始位置时,所述可变流路以规定的开度打开,所述遮挡部件利用由于该可变流路的工作流体的流动而产生的流体力,抵抗所述弹性部件的弹力并朝关闭所述可变流路的方向移动。
根据本发明,在根据活塞杆的行程频率来调节衰减力的缓冲器中,可以改善响应性并得到稳定的衰减力特性。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的缓冲器的主要部分即衰减力调节机构的纵剖面图。
图2是图1所示的缓冲器的纵剖面图。
图3(A)、(B)、(C)是表示图1所示的衰减力调节机构的工作状态的图。
图4是表示本发明第二实施方式的缓冲器的主要部分即衰减力调节机构的纵剖面图。
图5是表示本发明第三实施方式的缓冲器的主要部分即衰减力调节机构的基于图6(B)的C-C线的纵剖面图。
图6(A)、(B)是基于图5的A-A线及B-B线的横剖面图。
图7是表示图1所示的缓冲器的衰减力特性的曲线图。
图8是表示图1所示的缓冲器的频率特性的伯德曲线图。
附图标记说明
1 缓冲器 2 缸体 5 活塞 6 活塞杆 19 衰减力调节机构
20 旁路通路 21 遮挡部件导向件 22 遮挡部件(シヤツタ)
23、24 板簧(弹性部件) 32A 伸展侧可变流路(可变流路)
33A 收缩侧可变流路(可变流路)
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至图3对本发明的第一实施方式进行说明。如图1及图2所示,本实施方式的缓冲器1是所谓的双筒式缓冲器,其构成如下的双重筒结构,即在缸体2的外周设置有外筒3,在缸体2和外筒3之间形成有环状贮存室4。在缸体2内可滑动地插入活塞5,通过该活塞5,将缸体2内部分隔为缸体上室2A和缸体下室2B这两个缸室。在活塞5上利用螺母7连结活塞杆6的一端部,活塞杆6的另一端侧可滑动且液体密封地贯通在缸体2及外筒3的上端部设置的导杆8及油封9并向外部突出。在缸体2的下端部设置有将缸体下室2B和贮存室4划分的基体阀10,在缸体2内,作为工作流体而封入有工作液,在贮存室4内封入有工作液及气体。
在活塞5上设置有将缸体上下室2A、2B之间连通的伸展侧通路11及收缩侧通路12。在伸展侧通路11设置有伸展侧圆盘阀13,该伸展侧圆盘阀13控制工作流体自缸体上室2A侧向缸体下室2B侧的流动并产生衰减力;在收缩侧通路12设置有收缩侧圆盘阀14,该收缩侧圆盘阀14控制工作流体自缸体下室2B侧向缸体上室2A侧的流动并产生衰减力。
而且,在基体阀10设置有将缸体下室2B和贮存室4连通的伸展侧通路15及收缩侧通路16。在伸展侧通路15设置有仅容许工作流体自贮存室4侧向缸体下室2B侧流动的单向阀17,在收缩侧通路16设置有收缩侧圆盘阀18,该收缩侧圆盘阀18控制工作流体自缸体下室2B侧向贮存室4侧的流动并产生衰减力。
在缸体上室2A内的活塞杆6的端部,与活塞5邻接地设置有衰减力调节机构19。对于衰减力调节机构19,参照图1进行说明。如图1所示,在贯通活塞5的活塞杆6的端部内部,沿其轴心设置有旁路通路20。旁路通路20的一端部在活塞杆6的端面朝缸体下室2B内开口,另一端部沿径向延伸并朝活塞杆6侧面的缸体上室2A侧开口,从而绕过活塞5的伸展侧及收缩侧通路11、12将缸体上下室2A、2B之间连通。
在缸体上室2A内的活塞杆6的外周部,与活塞5邻接地嵌合并固定有圆筒状遮挡部件导向件21。在遮挡部件导向件21的外周部,可滑动地嵌合有圆筒状遮挡部件22,遮挡部件22利用固定于遮挡部件导向件21两端部的弹性部件即盘状板簧23、24呈弹性地被保持。遮挡部件导向件21及其两端部的板簧23、24,它们的一端侧利用嵌合于活塞杆6的外周槽25的止动环26并隔着垫圈27及保持器28沿轴向被定位,另一端侧利用螺母29将垫圈30及保持器31拧入活塞杆6外周的螺纹部,从而沿轴向被定位而固定。另外,遮挡部件导向件21及其两端部的板簧23、24也可以省略螺母29及垫圈30而利用螺母7与活塞5一并进行固定。
在遮挡部件导向件21上形成有作为外周槽的伸展侧导向槽32及收缩侧导向槽33,收缩侧导向槽33利用贯通遮挡部件导向件21侧壁的通路34,与旁路通路20的活塞杆6侧面的开口部连通。另外,通路34和旁路通路20连接的连接部,利用在活塞杆6和遮挡部件导向件21之间设置的O型环35并通过将螺母29紧固,从而自缸体上室2A被密封。
在遮挡部件22上形成有作为内周槽的遮挡部件槽36。遮挡部件槽36的轴向宽度,比遮挡部件导向件21的伸展侧导向槽32和收缩侧导向槽33之间的宽度宽,在遮挡部件22位于图1所示的初始位置时,遮挡部件槽36构成将伸展侧及收缩侧导向槽32、33两者连通的全开换向阀(オ一プンセンタ)。而且,遮挡部件22如图3(B)所示,通过向下方移动,使在伸展侧导向槽32和遮挡部件槽36之间形成的伸展侧可变流路32A缩小来调节其流路面积,此时,在收缩侧导向槽33和遮挡部件槽36之间形成的收缩侧可变流路33A打开。而且,遮挡部件22如图3(C)所示,通过向上方移动,使在收缩侧导向槽33和遮挡部件槽36之间形成的收缩侧可变流路33A缩小来调节其流路面积,此时,伸展侧可变流路32A打开。在伸展侧及收缩侧导向槽32、33的缘部,形成有用于调节伸展侧及收缩侧可变流路32A、33A的流路面积相对于遮挡部件22的行程的变化量的缺口32B、33B。在遮挡部件导向件21及遮挡部件22的伸展侧导向槽32侧的端部,设置有用于将伸展侧导向槽32总是与缸体上室2A连通的槽37、38。
板簧23、24将直径不同的多个盘层叠而构成,与在遮挡部件22的两端部形成的环状凸部抵接,将遮挡部件22呈弹性地保持在图1所示的初始位置,该遮挡部件22抵抗该弹簧力而能够移动,而且,兼用作根据层叠的盘之间的摩擦,相对于遮挡部件22的移动使衰减力作用的衰减机构。另外,板簧23、24在初始状态下挠曲,以规定的设定载荷呈弹性地保持遮挡部件22。而且,根据遮挡部件22的质量、板簧23、24的弹簧力及摩擦力而构成单自由度振动系统的质量、弹簧及减振器的各要素。
接着对如上所述构成的本实施方式的作用进行说明。在活塞杆6处于伸展行程时,通过缸体2内的活塞5的滑动,缸体上室2A侧的工作流体被加压,并通过衰减力调节机构19的缺口37、38、伸展侧导向槽32、遮挡部件槽36、收缩侧导向槽33、收缩侧通路34及旁路通路20朝缸体下室2B侧流动。此时,根据伸展侧导向槽32和遮挡部件槽36之间的伸展侧可变流路32A的流路面积,产生节流孔特性的衰减力。而且,活塞速度上升,在缸体上室2A侧的工作流体的压力达到活塞5的伸展侧圆盘阀13的开阀压力时,将伸展侧圆盘阀13打开,缸体上室2A的工作流体通过伸展侧通路11朝缸体下室2B流动,根据伸展侧圆盘阀13的开度而产生阀特性的衰减力。此时,基体阀10的单向阀17被打开,体积与活塞杆6自缸体2内退出的量相应的工作流体,自贮存室4通过伸展侧通路15流入缸体下室2B。
而且,在活塞杆6处于收缩行程时,通过缸体2内的活塞5的滑动,缸体下室2B侧的工作流体被加压,并通过衰减力调节机构19的旁路通路20、通路34、收缩侧导向槽33、遮挡部件槽36、伸展侧导向槽32及缺口37、38朝缸体上室2A侧流动。此时,根据收缩侧导向槽33和遮挡部件槽36之间的收缩侧可变流路33A的流路面积,产生节流孔特性的衰减力。而且,活塞速度上升,当缸体下室2B侧的工作流体的压力达到活塞5的收缩侧圆盘阀14的开阀压力时,将收缩侧圆盘阀14打开,缸体下室2B侧的工作流体通过收缩侧通路12向缸体上室2A流动,根据收缩侧圆盘阀14的开度而产生阀特性的衰减力。此时,体积与活塞杆6进入缸体2内的量相应的工作流体自缸体下室2B打开基体阀10的收缩侧圆盘阀18,通过伸展侧通路16向贮存室4流动并压缩贮存室4内的气体。
对于衰减力调节机构19而言,在初始状态下,遮挡部件22利用板簧23、24呈弹性地被保持在图3(A)所示的初始位置。在活塞杆6处于伸展行程时,当工作流体自伸展侧导向槽32通过遮挡部件槽36向收缩侧导向槽33流动时,在伸展侧导向槽32和遮挡部件槽36之间的伸展侧可变流路32A、及遮挡部件槽36和收缩侧导向槽33之间的收缩侧可变流路33A,流路面积缩小,流速提高而产生喷流。这些喷流产生欲使遮挡部件22沿关闭该流路的方向移动的流体力,但在伸展行程时,根据工作流体的流向,在伸展侧可变流路32A产生的流体力比在收缩侧可变流路33A产生的流体力大。其结果是,根据该流体力的差,遮挡部件22抵抗板簧23、24的弹簧力,如图3(B)所示向下方移动,并关闭伸展侧可变流路32A。
此时,作用于遮挡部件22的流体力F可以用下式表示。F=-ρ·Q·V·cosθ±ρ·L1·Q-mf·X″...(1)。在此,ρ:工作流体密度、Q:流量、V:流速、θ:喷流角度、L1:自流入点或流出点到喷流间的长度(在本实施方式中,在伸展行程中为流出点33A和喷流的距离、在收缩行程中为流出点32A和喷流的距离)、mf:遮挡部件槽内的工作流体的质量、X″:遮挡部件的位移。在(1)式中,第一项表示稳定流体力。根据伯努利定理可知,因流速的增大而导致的压力下降在遮挡部件22表面的各部位伴随着压力的高低而分布,稳定流体力因根据该压力分布而产生的可动方向的力的不平衡而产生。而且,稳定流体力与在收缩部流动的工作流体的质量流量和喷流速度的切线方向成分之积成比例。第二项表示非稳定流体力。另外,在自遮挡部件槽36流出时符号为“正”,在流入时为“负”。而且,第三项表示工作流体的惯性力。第二项及第三项根据工作流体的流动及收缩部的开度变动而产生,由于与第一项的稳定流体力相比足够小,因此,可以忽略。
稳定流体力总是沿关闭流路的方向作用于遮挡部件22,由于遮挡部件22在初始状态下利用板簧23、24的弹簧力呈弹性地被保持在初始位置,因此,当产生流体力时,遮挡部件22沿关闭流路的方向移动至稳定流体力与板簧23、24的弹簧力平衡的位置。根据(1)式,稳定流体力与工作流体的流速成比例、即与活塞杆6的行程速度成比例。
另一方面,由于单自由度振动系统的质量、构成弹簧及减振器的遮挡部件22及板簧23、24的特性(遮挡部件22的质量、板簧23、24的弹簧常数、板簧23、24的衰减系数)影响遮挡部件22的移动,因此,通过适当设定这些特性,可以根据活塞杆6的行程频率来控制遮挡部件22的移动。在本实施方式中,设定遮挡部件22的质量、板簧23、24的弹簧常数及衰减力,以便在活塞杆6的行程频率处于悬架装置的簧上共振(バネ上共振)频率ω1附近的低频区域,使相对于遮挡部件22移动的阻力减小,在处于簧下共振(バネ下共振)频率ω2附近的高频区域,使阻力增大。
由此,当活塞杆6自静止状态以簧上共振频率ω1附近的低频开始行程时,开始产生由遮挡部件22的初始位置处的伸展侧导向槽32和遮挡部件槽36之间的伸展侧流路32A的流路面积所确定的节流孔特性的低衰减力,随着行程速度上升,作用于遮挡部件22的流体力增大,遮挡部件22朝关闭伸展侧可变流路32A的方向移动,节流孔特性的衰减力增大。此时,在低频行程区域,由遮挡部件22的质量、板簧23、24的弹簧常数及衰减力产生的阻力小,因此,如图7中实线所示,衰减力迅速上升,因活塞速度上升,缸体上室2A的压力达到伸展侧圆盘阀13的开阀压力。在活塞杆6的行程速度达到最大速度后下降时,工作流体的流速降低,流体力减小,由此,遮挡部件22打开流路,衰减力平滑地减小并收敛,因此,不会导致车体的动作变得不稳定。
而且,在活塞杆6以簧下共振频率ω2附近的高频进行移动时,在行程开始时刻,开始产生由遮挡部件22的初始位置处的伸展侧导向槽32和遮挡部件槽36之间的伸展侧可变流路32A的流路面积所确定的节流孔特性的低衰减力。接着,活塞速度在短时间内上升,作用于遮挡部件22的流体力也上升,但在高频行程区域,由遮挡部件22的质量、板簧23、24的弹簧常数及衰减力产生的阻力增大,因此,遮挡部件22的移动变小,如图7中虚线所示,衰减力缓慢上升,可以充分吸收簧下振动。在此,斜度变化的程度由缺口32B、33B的面积(形状、宽度、深度、数量)和弹簧特性23、24确定。
此时,遮挡部件22在缸体上室2A内,作用于其两端部的压力总是平衡,不会将缸体上下室2A、2B间的差压作为推力,因此,相对于活塞杆6的行程,不会产生为了使遮挡部件22移动而不产生衰减力的无效行程,可以迅速提升所期待的衰减力,可以抑制响应滞后或衰减力的不足并得到稳定的衰减力。
图8表示缓冲器1的活塞杆6速度一定时相对于行程频率(输入)的衰减力(输出)的传递函数的伯德曲线图。在簧上共振频率ω1以下的区域,成为高增益GLF,随着频率的增加,增益逐渐降低,在簧下共振频率ω2,大致成为低增益GHF。相位特性在簧上共振频率ω1和簧下共振频率ω2之间呈现滞后。这是因为,在活塞杆6的行程的后半,遮挡部件22沿关闭方向移动,衰减力增大。在簧下共振频率ω2以上的区域,相位滞后回到零。
该频率特性的增益曲线可以利用由遮挡部件22的质量和板簧23、24的弹簧常数所确定的固有振动频率及板簧23、24的衰减比来进行调节。此时,由于遮挡部件22构成二阶滞后系统,因此,通过将固有振动频率设定在车辆的共振频率附近、进而较小地设定衰减比,由此,在车辆的共振频率附近可以提高增益。阀特性的衰减力的上限由伸展侧圆盘阀13确定,虽然不会超过图7中实线所示的值,但若节流孔特性的斜度增大,则吸收的能量也增多,因此,可以提高衰减效果。
而且,在衰减力调节机构19中,在活塞杆6处于收缩行程时,当工作流体自收缩侧导向槽33通过遮挡部件槽36向伸展侧遮挡部件槽32流动时,在收缩侧导向槽33和遮挡部件槽36之间的收缩侧可变流路33A、及遮挡部件槽36和伸展侧导向槽32之间的伸展侧可变流路32A,流路缩小,流速提高而产生喷流。根据这些喷流,产生欲使遮挡部件22沿关闭该流路的方向移动的流体力。而且,在收缩侧可变流路33A产生的流体力,比在伸展侧可变流路32A产生的流体力大,利用该流体力之差,遮挡部件22抵抗板簧23、24的弹簧力,如图3(C)所示,向上方移动,从而关闭收缩侧可变流路33A。由此,与上述伸展行程时的情况同样地,可以根据活塞杆6的行程频率来调节衰减力。
如上所述,在衰减力调节机构19中,根据自遮挡部件槽36通向伸展侧导向槽32的伸展侧可变流路32A的收缩,调节活塞杆6处于伸展行程时的衰减力,并根据自遮挡部件槽36通向收缩侧导向槽33的收缩侧可变流路33A的收缩,调节活塞杆6处于收缩行程时的衰减力,因此,在伸展侧和收缩侧可以独立地设定衰减力特性。
接着,参照图4对本发明第二实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,相对于图1及图2所示的第一实施方式,对于同样的部分使用同一附图标记,仅详细说明不同部分。
图4是表示本实施方式的缓冲器的主要部分即活塞部。如图4所示,在本实施方式中,在贯通活塞5的活塞杆6的小直径的前端部安装有衰减力调节机构39。衰减力调节机构39在圆筒状遮挡部件导向件40内可滑动地嵌合有遮挡部件41,遮挡部件导向件40两端的开口部利用螺母部件42及盖部件43封闭。螺母部件42及盖部件43嵌合于遮挡部件导向件40内的对遮挡部件41进行引导的导向部40A两侧的扩径部,并与导向部40A的端部抵接,通过将扩径部的端部铆接而被固定。而且,螺母部件42与活塞杆6的前端部螺合而连接,遮挡部件导向件40的内部与活塞杆6的旁路通路20连通。
在遮挡部件导向件40的内周部形成有沿着周向的导向槽44,导向槽44利用设置于遮挡部件导向件40侧壁的通路45与缸体下室2B连通。在遮挡部件41的外周部,与导向槽44相对地形成有沿着周向的遮挡部件槽46。在遮挡部件41上,形成有沿轴向贯通其中心部的轴向通路47,轴向通路47利用径向通路48与遮挡部件槽46连通。在轴向通路47上,在相对于径向通路48的开口而位于盖部件43侧的部位,作为使衰减力作用于遮挡部件41的移动的衰减机构而设置有阻尼孔148。
遮挡部件41利用板簧49、50呈弹性地被保持在图4所示的初始位置。一侧的板簧49,其外周部被夹在遮挡部件导向件40的导向部40A的一端部和螺母部件42之间,内周部与遮挡部件41的一端部抵接。而且,另一侧的板簧50,其外周部被夹在遮挡部件导向件40的导向部40A的另一端部和盖部件43之间,内周部与遮挡部件41的另一端部抵接。板簧49、50以具有初始挠曲的方式与遮挡部件41抵接,并以规定的设定载荷呈弹性地保持遮挡部件41。在遮挡部件41被保持在上述初始位置的状态下,遮挡部件槽46和导向槽44重叠,在它们之间形成的可变流路46A打开,由此,衰减力调节机构39构成全开换向阀,通过使遮挡部件41朝图4的上方移动,将该流路关闭。如上述第一实施方式那样,也可以在导向槽44或者遮挡部件槽46的缘部设置缺口来调节它们之间的流路特性。
通过如上所述构成,在活塞杆6处于伸展行程时,在伸展侧圆盘阀13打开之前,缸体上室2A侧的工作流体通过旁路通路20流到遮挡部件导向件40内,进而通过轴向通路47、径向通路48、遮挡部件槽46、导向槽44及通路45朝缸体下室2B侧流动。此时,根据自遮挡部件槽46通向导向槽44的可变流路46A的收缩,产生节流孔特性的衰减力。
而且,在活塞杆处于收缩行程时,缸体下室2B侧的工作流体通过通路45、导向槽44、遮挡部件槽46、径向通路48、轴向通路47、遮挡部件室40B及旁路通路20朝缸体上室2A侧流动。此时,根据自导向槽44通向遮挡部件槽46的可变流路46A的收缩,产生衰减力。
而且,当在导向槽44和遮挡部件槽46之间的可变流路46A产生工作流体的流动时,该流动因流路的缩小而成为喷流并产生流体力,该流体力抵抗板簧49、50的弹簧力以使遮挡部件41朝关闭流路的方向(图4中的上方)移动。此时,在本实施方式中,在活塞杆6处于伸展行程时,由工作流体自遮挡部件槽46向导向槽44的流动而产生的流体力,或者在处于收缩行程时,由工作流体自导向槽44向遮挡部件槽46的流动而产生的流体力,直接作用于遮挡部件41以使遮挡部件41移动。
另一方面,遮挡部件41的惯性力(质量)、板簧49、50的弹簧力以及相对于工作流体的流动的阻尼孔148的收缩而引起的衰减力作用于遮挡部件41的移动,该工作流体的流动伴随着遮挡部件41的移动而在轴向通路47产生。这些质量、弹簧力及衰减力与上述第一实施方式同样地构成单自由度振动系统,因此通过适当设定它们的特性,可以根据活塞杆6的行程频率来控制遮挡部件22的移动。
遮挡部件导向件40内的遮挡部件41两端部的遮挡部件室40B、40C,利用轴向通路47彼此连通,遮挡部件室40B利用旁路通路20与缸体上室2A连通,因此,遮挡部件室40B、40C具有相同压力,该压力与缸体上室2A的压力相等。因此,遮挡部件41中,作用于其两端部的压力总是平衡,不会将缸体上下室2A、2B间的差压作为推力,因此,相对于活塞杆6的行程,不会产生因遮挡部件41的移动而不产生衰减力的无效行程,可以迅速提升衰减力,可以抑制响应滞后或衰减力不足并得到稳定的衰减力。
接着,参照图5及图6对本发明的第三实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,相对于图1及图2所示的第一实施方式,对于同样的部分使用同一附图标记,仅对不同部分进行详细说明。
图5示出本实施方式的缓冲器的主要部分即活塞部。如图5及图6所示,在本实施方式中,在活塞5上经由活塞螺栓51连结有活塞杆6,在活塞杆6的内部设置有旋转式衰减力调节机构52。活塞螺栓51贯通活塞5,并利用螺母7固定于活塞5,而且,该活塞螺栓51拧入活塞杆6的端部并固定。
衰减力调节机构52具有:沿活塞杆6的轴心设置的导向件内孔53、可滑动旋转地嵌合于导向件内孔53内的有底圆筒状旋转遮挡部件54、将旋转遮挡部件54呈弹性地保持的作为弹性部件的扭簧56、使衰减力作用于旋转遮挡部件54的旋转的作为衰减装置的衰减机构57。
导向件内孔53与活塞螺栓51拧入的螺纹部一体地形成,并与沿轴向贯通活塞螺栓51的旁路通路20连通。在导向件内孔53的侧壁设置有导向件端口58。在旋转遮挡部件54的侧壁,与导向件端口58相对地设置有遮挡部件端口59,根据遮挡部件54的旋转位置,调节在导向件端口58和遮挡部件端口59之间形成的可变流路59A的流路面积。导向件端口58及遮挡部件端口59沿圆周方向在对称位置配置多个,使作用于旋转遮挡部件54的工作流体的压力取得平衡即可。
旋转遮挡部件54利用安装于其底部和导向件内孔53的底部之间的推力轴承60被支承,以使其能够旋转。扭簧56的导向件内孔53侧的一端部沿旋转方向固定地连结于旋转遮挡部件54的底部,另一端部沿旋转方向固定地连结于活塞杆6,由此,扭簧56将旋转遮挡部件54呈弹性地保持在图5及图6所示的初始位置。而且,在旋转遮挡部件54位于由扭簧56保持的初始位置时,导向件端口58与遮挡部件端口59重叠,从而构成在它们之间形成有规定开度的节流流路的全开换向阀。
如图6(B)中清楚表示的那样,衰减机构57构成为在突出到旋转遮挡部件54的底部外侧的轴部61和压入并固定于导向件内孔53底部的环状减振板62之间形成环状室,利用一对大致扇形的分隔部63和一对大致扇形的分隔部64将该室分隔为四个大致扇形的室,其中,所述一对分隔部63自轴部61的外周部沿直径方向延伸至减振板62内周面的最靠近位置,所述一对分隔部64自减振板62的内周部延伸至轴部61外周面的最靠近位置。这四个扇形的室经由分隔部63、64和减振板62、轴部61的间隙彼此连通,在这些室内充满工作流体。由此,相对于旋转遮挡部件54的旋转,工作流体经由间隙在四个扇形室之间流通,根据间隙的流通阻力,衰减力进行作用。
通过如上所述构成,在活塞杆6处于伸展行程时,在伸展侧圆盘阀13打开之前,缸体上室2A侧的工作流体通过导向件端口58、遮挡部件端口59、旋转遮挡部件54的内部及旁路通路20向缸体下室2B侧流动。此时,根据自导向件端口58通向遮挡部件端口59的可变流路59A的收缩,产生衰减力。
而且,在活塞杆处于收缩行程时,缸体下室2B侧的工作流体通过旁路通路20、旋转遮挡部件54的内部、遮挡部件端口59及导向件端口58向缸体上室2A侧流动。此时,根据自遮挡部件端口59通向导向件端口58的可变流路59A的收缩,产生衰减力。
而且,当在导向件端口58和遮挡部件端口59之间的可变流路59A产生工作流体的流动时,该流动因流路的缩小而成为喷流并产生流体力,该流体力抵抗扭簧56的弹簧力以使旋转遮挡部件54朝关闭流路的方向(图6(A)中的右旋转方向)旋转。此时,在本实施方式中,在活塞杆6处于伸展行程时,由工作流体自导向件端口58向遮挡部件端口59的流动而产生的流体力,或者在处于收缩行程时,由工作流体自遮挡部件端口59向导向件端口58的流动而产生的流体力,直接作用于旋转遮挡部件54以使旋转遮挡部件54旋转。
另一方面,由旋转遮挡部件54的质量产生的惯性矩、扭簧56的弹簧力及由衰减机构57产生的衰减力,作用于旋转遮挡部件54的旋转。这些质量、弹簧力及衰减力与上述第一实施方式同样地,构成单自由度振动系统,因此,通过适当设定它们的特性,可以根据活塞杆6的行程频率来控制旋转遮挡部件54的移动。
由于旋转遮挡部件54的旋转不会将缸体上下室2A、2B间的差压作为推力,因此,相对于活塞杆6的行程,不会产生因旋转遮挡部件54的旋转而不作用衰减力的无效行程,可以迅速提升衰减力,可以抑制响应滞后或衰减力的不足并得到稳定的衰减力。
另外,在上述第一实施方式中,由板簧23、24的层叠的盘之间的摩擦而产生的衰减力,在第二实施方式中,由阻尼孔148产生的衰减力,另外在第三实施方式中,由衰减机构57产生的衰减力,使上述衰减力作用于遮挡部件,但即便在省略这些衰减机构而仅由质量及弹簧要素来构成包含遮挡部件的单自由度振动系统的情况下,遮挡部件的移动成为一阶滞后,也可以根据活塞杆6的行程频率控制衰减力。
在上述第一至第三实施方式中,对将本发明应用于具有贮存室4的双筒式缓冲器的情况进行了说明,但本发明并不限于此,也可以适用于在缸体内利用自由活塞形成气体室的单筒式缓冲器。而且,工作流体并不限于工作液,也可以是气体,此时,不需要贮存室4、基体阀10及自由活塞等。另外,虽然作为弹性部件的板簧上下夹持遮挡部件,但也可以在上下任一方用板簧夹持遮挡部件。
Claims (10)
1.一种缓冲器,其特征在于,具有:封入有工作流体的缸体、能够滑动地插入该缸体内并将所述缸体内部分隔为两个室的活塞、与该活塞连结并向所述缸体的外部突出的活塞杆、将所述缸体内的两个室之间连通的旁路通路、调节该旁路通路的流路面积的衰减力调节机构,
所述衰减力调节机构包含:设置于所述活塞杆的遮挡部件导向件、被该遮挡部件导向件引导而能够移动的遮挡部件、将所述遮挡部件呈弹性地保持在初始位置的弹性部件,
利用所述遮挡部件和所述遮挡部件导向件形成可变流路,该可变流路根据所述遮挡部件的移动使开度变化来调节所述旁路通路的流路面积,所述遮挡部件不会受到所述缸体内的两个室之间的差压而移动,在其处于所述初始位置时,所述可变流路以规定的开度打开,所述遮挡部件利用由于该可变流路的工作流体的流动而产生的流体力,抵抗所述弹性部件的弹力并朝关闭所述可变流路的方向移动。
2.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,
所述遮挡部件导向件设置于所述活塞杆的外周部,所述遮挡部件是嵌合于所述遮挡部件导向件外周的圆筒状部件。
3.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述可变流路由形成于所述遮挡部件导向件及所述遮挡部件的至少一方的周向的槽形成。
4.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述弹性部件是配置于所述遮挡部件的两端部且层叠有多个的盘状板簧。
5.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述旁路通路配置于所述活塞杆内。
6.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述遮挡部件导向件是固定于所述活塞杆端部的筒状部件,在所述遮挡部件导向件内能够移动地引导所述遮挡部件。
7.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述遮挡部件沿所述遮挡部件导向件的轴向移动。
8.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,所述遮挡部件相对于所述遮挡部件导向件进行旋转。
9.如权利要求1所述的缓冲器,其特征在于,设置有使衰减力作用于所述遮挡部件的移动的衰减机构。
10.一种缓冲器,其特征在于,具有:封入有工作流体的缸体、能够滑动地插入该缸体内并将所述缸体内部分隔为两个室的活塞、与该活塞连结并向所述缸体的外部突出的活塞杆、将所述缸体内的两个室之间连通的旁路通路、调节该旁路通路的流路面积的衰减力调节机构,
所述衰减力调节机构具有通过移动来开闭所述旁路通路的流路的遮挡部件,所述遮挡部件不自外部被控制,并且不会受到所述缸体内的两个室之间的差压而移动,所述遮挡部件由于流体力而移动,该流体力由于该工作流体的流动而产生。
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