CN102203454A - 阻尼机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阻尼机构(1)，其对液压缓冲器的第一流体室(R1)和第二流体室(R2)之间的流体的移动产生阻尼力。阻尼机构(1)包括：隔壁构件(2)，其用于划分第一流体室(R1)和第二流体室(R2)；多个并列设置的节流口(4)，其贯穿隔壁构件(2)，用于将第一流体室(R1)和第二流体室(R2)连通。优选在节流口(4)的开口部设有仅由单一的叶片构成阀体的叶片阀(8、9)。节流口(4)产生与通过的流体的速度大致成正比的阻尼力，从而阻尼机构(1)在具有简易且小型的结构的同时发挥直线性的阻尼力特性。

Description

阻尼机构
技术领域
本发明涉及在车辆用的油压缓冲器等液压缓冲器中所包括的阻尼机构。
背景技术
在日本专利局2006年发行的JP2006-194335A中公开了：作为在车辆用的油压缓冲器中所包括的阻尼机构，采用包括阀体的阻尼阀，该阻尼阀设在孔(port)的出口处，该孔设在活塞上，该阀体由多个层叠的叶片构成。
在油压缓冲器的缸体的内侧，由活塞划分出第一油室和第二油室。在活塞上设有多个孔，在一部分的孔的与第一油室面对的开口部处设置第一阻尼阀，在剩下的孔的与第二油室面对的开口部处设置第二阻尼阀。
当活塞朝使第一油室缩小的方向位移时，第一油室的工作油按压并打开第二阻尼阀而流入第二油室。当活塞朝使第二油室缩小的方向位移时，第二油室的工作油按压并打开第一阻尼阀而流入第一油室。
第一阻尼阀和第二阻尼阀通过向通过的工作油施加流通阻力来产生阻尼力。为了即使在油压缓冲器的工作速度很低的情况下也能获得充分的阻尼力，而将用于构成阀体的叶片沿轴向多层层叠。
通过用沿轴向层叠的多个叶片构成阀体会使阀的轴向尺寸增大，并且会使阻尼机构的结构变得复杂。
但是，若减少叶片的层叠数，则油压缓冲器的低速工作区域的阻尼力不足，成为影响车辆的乘坐舒适感的主要原因。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种利用简易的结构来实现能够获得优良的阻尼特性的阻尼机构。
为了达成上述目的，本发明提供一种阻尼机构，其用于针对第一流体室和第二流体室之间的流体的移动而产生阻尼力，包括：隔壁构件，其用于划分第一流体室和第二流体室；多个并列设置的节流口(choke)，该多个并列设置的节流口贯穿隔壁构件而用于将第一流体室和第二流体室连通，节流口产生与通过的流体的速度大致成正比的阻尼力。
本发明的详细内容及其它特征、优点在说明书的下述记载中进行说明，并且用附图来表示。
附图说明
图1是本发明的阻尼阀的纵剖视图。
图2是本发明的活塞的俯视图。
图3是本发明的第一叶片阀的俯视图。
图4是表示阻尼阀的阻尼特性的图解。
图5是表示本发明的第二实施例的阻尼阀的阻尼特性的图解。
图6是活塞的俯视图，用于说明本发明的第二实施例的第一和第二叶片阀与节流口之间的位置关系。
具体实施方式
参照图1，在油压缓冲器的缸体5的内侧可滑动地收装有活塞2。在活塞2上固定有自轴向进入到缸体5中的活塞杆6。缸体5内的空间被活塞2划分成活塞杆6侧的第一油室R1和相反一侧的第二油室R2。
油压缓冲器例如是为了防止车辆的车轮的碰撞、振动传递到车体上而夹装在车体和车轮之间的。即，例如将活塞杆6卡定在车体上，将缸体5卡定在车轮上。当活塞杆6随着车轮的碰撞、振动而相对于缸体5伸缩时，固定在活塞杆6上的活塞2在缸体5内位移。在活塞2上设有用于使工作油在第一油室R1和第二油室R2之间流通的阻尼机构1。阻尼机构1随着活塞2在缸体5内的位移，使工作油在第一油室R1和第二油室R2之间流通，并且利用流通阻力来产生阻尼力。
本发明的阻尼机构1具有贯穿活塞2而用于将第一油室R1和第二油室R2连通的多个节流口4。
活塞2是盘状的构件，其固定在活塞杆6的前端，且活塞2的外周滑动连接于缸体5的内周。在活塞2的外周上遍及整周地形成有用于安装活塞环的槽7。
在活塞杆6上隔着台阶6b而形成有贯穿活塞2的中心的小径部6a。在小径部6a的前端形成有外螺纹，通过将螺母10拧紧在外螺纹上而将活塞2固定在活塞杆6的前端。
节流口4形成为长度大于直径的圆筒形，圆筒的壁面对通过的工作油施加基于工作油的粘性的摩擦阻力。节流口4的截面并不限定为圆形，也可以是椭圆形等。另外，全部的节流口4也未必非要具有相同截面。
优选节流口4的直径小到这一程度：即使在缓冲器以低速工作的情况下，节流口4也能对工作油的流动施加摩擦阻力。在本实施例中，将节流口4的直径设定为1毫米(mm)以下。
参照图2，在活塞2的中心周围的直径各不相同的7个同心圆上以规定的角度间隔配置有节流口4。在活塞2上，自最内侧的圆向最外侧的圆，分别以规定的角度间隔在7个同心圆上形成18个、36个、36个、20个、36个、36个、18个节流口4。形成在活塞2上的上述节流口4合计为200个。
在配置节流口4时，以使邻接圆上的两个节流口4不会在自活塞2的中心延伸的径向线上并列的方式进行配置。由此，能够在活塞2的有限的面积上密集地配置较多数量的节流口4。
在活塞2的面对第一油室R1的面上形成有环状的凹部2b。节流口4中的配置在自内侧至第二个圆上的节流口4在凹部2b的内侧开口。配置在自内侧开始第三～第七个圆上的节流口4在凹部2b的外侧开口。
在活塞2的面对第一油室R1的面上层叠有第一叶片阀8。在活塞2的面对第二油室R2的面上层叠有第二叶片阀9。
参照图3，第一叶片阀8由一张圆形的板材构成，在其中心具有用于使活塞杆6的小径部6a贯穿的孔，在孔的外侧的与凹部2b相对应的位置具有以相等的角度间隔在圆上排列的8个孔部8a。孔部8a的直径与节流口4的直径相比足够大。
第一叶片阀8形成为其直径比配置有最外侧的节流口4的圆的直径大。第一叶片阀8在与活塞2相接触的状态下，将配置在自内侧开始第三～第七个圆上的节流口4的开口部封闭，且不封闭配置在自内侧至第二个圆上的节流口4的开口部。
第二叶片阀9也与第一叶片阀8相同地由一张圆形的板材构成，在其中心具有用于使活塞杆6的小径部6a贯穿的孔，第二叶片阀9的直径小于第一叶片阀8的直径。第二叶片阀9在与活塞2相接触的状态下，将配置在自内侧至第二个圆上的节流口4的开口部封闭，且不封闭配置在自内侧开始第三～第七个圆上的节流口4的开口部。
在以下的说明中，将被第一叶片阀8封闭的节流口4称为第一组3b的节流口4，将被第二叶片阀9封闭的节流口4称为第二组3a的节流口4。
再次参照图1，在活塞2与活塞杆6的台阶6b之间夹持有盘状的衬垫13、垫圈11和第一叶片阀8。在第一叶片阀8上作用有第二油室R2的经由第一组3b的节流口4被引导来的压力。在第二油室R2的压力较低的情况下，第一叶片阀8的包括外周在内的整体抵接于活塞2而将第一组3b的节流口4的开口部封闭。当第二油室R2的压力上升时，第一叶片阀8将与垫圈11的外周相当的位置作为支点而使其外周以朝向第一油室R1翘起的方式变形，从而第一叶片阀8自第一组3b的节流口4的开口部上升，使第二油室R2的工作油经由第一组3b的节流口4流入第一油室R1。
在活塞2与螺母10之间夹持有第二叶片阀9和垫圈12。在第二叶片阀9上作用有第一油室R1的经由第二组3a的节流口4被引导来的压力。在第一油室R1的压力较低的情况下，第二叶片阀9的包括外周在内的整体抵接于活塞2而将第二组3a的节流口4的开口部封闭。当第一油室R1的压力上升时，第二叶片阀9将与垫圈12的外周相当的位置为支点而使其外周朝向第二油室R2翘起，从而第二叶片阀9自第二组3a的节流口4的开口部上升，使第一油室R1的工作油经由第一叶片阀8的孔部8a和第二组3a的节流口4流入第二油室R2。
在装配阻尼机构1时，在活塞杆6的小径部6a的外周上按照衬垫13、垫圈11、第一叶片阀8、活塞2、第二叶片阀9、垫圈12的顺序进行安装，且将螺母10拧紧到小径部6a的前端。由于叶片阀8和9分别由一张板材构成，因此不占空间，与采用由多个叶片层叠而成的叶片阀的情况相比，能够将阻尼机构1的轴向尺寸抑制为较小。
利用上述结构，第一组3b的节流口4仅用于供工作油自第二油室R2向第一油室R1流入。该方向的工作油的流动是伴随油压缓冲器的收缩动作而形成的。
第二组3a的节流口4仅用于供工作油自第一油室R1向第二油室R2流入。该方向的工作油的流动是伴随油压缓冲器的伸长动作而形成的。
在油压缓冲器的伸长动作中，活塞2向图的上方位移，工作油经由第二组3a的节流口4自缩小的第一油室R1向扩大的第二油室R2移动。节流口4针对工作油的该流动而对工作油施加基于工作油的粘性的摩擦阻力，并且，基于第二叶片阀9的闭阀力的阻力对工作油的流动施加阻力。但是，在该阻尼机构1中，由1张板材构成的第二叶片阀9的开阀阻力小，阻尼力主要依存于节流口4的摩擦阻力。
在此，对节流口和节流孔(orifice)进行比较，利用流路的暂时性的截面缩小来产生阻尼力的节流孔与工作油的粘性无关，相对于流量，即活塞2的行程速度的增加而使上下游的压力差，即阻尼力以二次曲线状增大。
与之相对，利用基于工作油的粘性的摩擦阻力来产生阻尼力的节流口4是相对于流量，即活塞2的行程速度的增加而在一定速度以下的范围内使阻尼力以直线状增大。
参照图4，利用节流口4的该特性，在油压缓冲器的伸长动作和收缩动作时，均使阻尼机构1产生的阻尼力相对于活塞2的行程速度以大致线性地增大。在车辆用油压缓冲器中，该阻尼力特性兼有用于吸收小的振动的功能和用于缓和大的碰撞的功能，因此优选。
在图中，伸长时产生的阻尼力相对于活塞2的行程速度的增长率比收缩时产生的阻尼力相对于活塞2的行程速度的增长率大，理由如下。
在该阻尼机构1中，第一组3b的节流口4的数量设定为146个，第二组3a的节流口4的数量设定为54个。由于该数量的差异，用于在油压缓冲器伸长时使工作油流通的第一组3b的节流口4整体产生的阻尼力比用于在油压缓冲器收缩时使工作油流通的第二组3a的节流口4整体产生的阻尼力大。通过这样地改变第一组3b的节流口4的数量和第二组3a的节流口4的数量，能够使油压缓冲器在伸长时的阻尼力特性和在收缩时的阻尼力特性任意地不同。
第一组3b的节流口4的数量和第二组3a的节流口4的数量并不限定为上述数量，可以根据期望的阻尼特性来决定。但是，若节流口4的数量极其少，则相对于活塞速度的上升，节流口4带来的流路截面面积，即节流口4的合计截面面积会不足，结果，节流口4显示出与节流孔相同的流量特性。在用于普通汽车的一般的缓冲器上，在将节流口4的直径设定为1mm的情况下，优选将第一组3b的节流口4的数量和第二组3a的节流口4的数量分别设为50个以上。
另外，在该油压缓冲器中，为了对出入缸体5的活塞杆6的体积部分的工作油进行补偿，将第二油室R2连接在油箱上。因此，与活塞2的油压缓冲器伸长方向的行程相对应地经由第二组3a的节流口4流通的工作油的流量同与活塞2的油压缓冲器收缩方向的行程相对应地经由第一组3b的节流口4流通的工作油的流量大致相等。
通过改变第一叶片阀8和第二叶片阀9的材质、厚度来提高开阀压，能够使阻尼机构1的阻尼力特性如图中虚线所示地相对于活塞2的全部的行程速度向增大侧偏移。此外，通过将第一叶片阀8和第二叶片阀9的开阀压设定为不同值，能够彼此独立地调整伸长时和收缩时的阻尼力特性。
如上所述，本发明的阻尼机构1主要通过节流口4来产生阻尼力，因此，能够在活塞2的较宽行程速度范围内获得优选的阻尼力，并且能够简化第一叶片阀8和第二叶片阀9的构造。结果，能够实现阻尼机构1的小型化和低成本化。
参照图5和图6来说明本发明的第二实施例。
在第一实施例中将全部节流口4设定为单向通行，但在本实施例中，一部分节流口4构成为允许双方向的工作油的流通。
参照图6，第二叶片阀9如图中虚线所示形成为比第一实施例小的直径，并且第二叶片阀9仅覆盖配置于自内侧开始数第1个圆上的18个节流口4的开口部。这些节流口4构成第二组3a的节流口4。
第一叶片阀8与第一实施例相同地用于覆盖配置在自内侧开始第三～第七个圆上的146个节流口4的开口部。这些节流口4与第一实施例相同地构成第一组3b的节流口4。
因此，配置在自内侧开始第二个圆上的36个节流口4的开口部既不受到第一叶片阀8的影响也不受到第二叶片阀9的影响，因而既容许工作油自第一油室R1向第二油室R2流通，也容许工作油自第二油室R2向第一油室R1流通。将这些节流口4称为第三组3c的节流口4。
在这种情况下，无论在油压缓冲器伸长时还是缩短时，在活塞2的行程速度达到规定速度之前，工作油仅经由第三组3c的节流口4流通，产生依存于第三组3c的节流口4的阻尼力。当活塞2的行程速度超过规定速度时，上下游的压力差会大于第一叶片阀8或者第二叶片阀9的开阀压，从而第一叶片阀8或者第二叶片阀9打开。
参照图5，第一叶片阀8或者第二叶片阀9打开之前，本实施例的阻尼机构1产生的阻尼力以较大的增长率增大，在第一叶片阀8或者第二叶片阀9打开以后，本实施例的阻尼机构1产生的阻尼力缓慢地增加。因此，利用本实施例能够比第一实施例扩大阻尼力特性的设定自由度。
在本实施例中，第一叶片阀8和第二叶片阀9均不覆盖第三组3c的节流口4，但例如以使第二叶片阀9的外周部覆盖自内侧开始第二个圆上的节流口4的一部分的方式来设定第二叶片阀9也能够获得同样的作用。
在本实施例中，优选以如下方式设定节流口4。
即，在用于普通汽车上的一般的缓冲器中，在将节流口4的直径设定为1mm的情况下，优选将第一组3b的节流口4和第三组3c的节流口4的合计的个数设为50个以上，将第二组3a的节流口4和第三组3c的节流口4的合计的个数设定为50个以上。
关于以上的说明，以引用的方式将申请日为2008年12月24日的日本专利申请2008-326959号的内容纳入本说明书。
以上，通过几个指定的实施例说明了本发明，但本发明并不限定于上述各实施例。作为本领域技术人员，能够在权利要求的技术范围内对上述实施例进行各种修改或改变。
例如，在以上说明的各实施例中将阻尼机构1设在活塞2上，但本发明的阻尼机构1也可以应用于设在缸体5的底部的座阀，该座阀用于连通缸体5的外侧的油箱和第二油室。在这种情况下，以贯穿盘状的底座构件的方式设置节流口4，该盘装的底座构件固定在缸体底部，用于阻断第二油室和油箱。
考虑到本发明的阻尼机构1的适用范围，在本申请中将活塞2和底座构件统称为隔壁构件。
在以上所说明的实施例中，叶片阀8和9均形成为圆形，但叶片阀8和9并不限定为圆形，还可以是各种各样的形状。
以上所说明的实施例是将本发明应用于双向型的阻尼机构1上，但本发明也可以应用于单向型的阻尼机构。在这种情况下，设置节流口和用于覆盖节流口的一方的开口部的叶片阀，且与节流口并列地设置单向阀即可，该单向阀用于仅不加阻力地容许与叶片阀所容许的工作油的流动反方向的流动。
在这种情况下，阻尼机构仅仅针对向油压缓冲器的一个方向的动作而产生阻尼力。
工业应用性
如上所述，本发明的阻尼机构在应用于车辆用油压缓冲器上时尤其能获得优选的效果，但也可以应用于车辆用油压缓冲器之外的各种阻尼器。
本发明的实施例所包含的排他性质和特长如以下权利要求书所述。

Claims (9)

1.一种阻尼机构(1)，该阻尼机构(1)针对液压缓冲器的第一流体室(R1)和第二流体室(R2)之间的流体的移动产生阻尼力，其特征在于，该阻尼机构(1)包括：
隔壁构件(2)，其用于划分第一流体室(R1)和第二流体室(R2)；
多个并列设置的节流口(4)，其贯穿隔壁构件(2)，用于将第一流体室(R1)和第二流体室(R2)连通，节流口(4)产生与通过的流体的速度大致成正比的阻尼力。
2.根据权利要求1所述的阻尼机构(1)，其中，
还具有用于封闭至少一部分的节流口(4)的出口的叶片阀(8、9)，该叶片阀(8、9)仅由单一的叶片构成阀体。
3.根据权利要求2所述的阻尼机构(1)，其中，
多个节流口(4)包括第一组(3b)的节流口(4)和第二组(3a)的节流口(4)，叶片阀(8、9)包括第一叶片阀(8)和第二叶片阀(9)，该第一叶片阀(8)用于封闭第一组(3b)的节流口(4)的在隔壁构件(2)的一端开口的开口部，该第二叶片阀(9)用于封闭第二组(3a)的节流口(4)的在隔壁构件(2)的相反侧的一端开口的开口部。
4.根据权利要求3所述的阻尼机构(1)，其中，
还包括贯穿隔壁构件(2)、第一叶片阀(8)、第二叶片阀(9)各自的中心的、具有台阶(6b)的杆(6a)和用于与杆(6a)的前端螺纹结合的螺母(10)，第一叶片阀(8)和第二叶片阀(9)中的一者被夹持在螺母(10)与隔壁构件(2)之间，第一叶片阀(8)和第二叶片阀(9)中的另一者被夹持在隔壁构件(2)与台阶(6b)之间。
5.根据权利要求4所述的阻尼机构(1)，其中，
隔壁构件(2)由可滑动地收装在缸体(5)中的活塞(2)构成，杆(6a)固定在活塞(2)上且构成自缸体(5)沿轴向突出的活塞杆(6)的一部分。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的阻尼机构(1)，其中，
第一组(3b)的节流口(4)配置在自隔壁构件(2)的中心离开一定距离以上的区域中，第二组(3a)的节流口(4)配置在比第一组(3b)的节流口(4)距隔壁构件(2)的中心近的区域中，第一叶片阀(8)是用于封闭第一组(3b)的节流口(4)的与第一流体室(R1)面对的开口部的阀，第二叶片阀(9)是用于封闭第二组(3a)的节流口(4)的与第二流体室(R2)面对的开口部的阀，第一叶片阀(8)包括用于连通第二组(3a)的节流口和第一油室(R1)的孔部(8a)。
7.根据权利要求6所述的阻尼机构(1)，其中，
节流口(4)具有直径1mm以下的圆形的横截面，第一组(3b)的节流口(4)的数量设定为50个以上，第二组(3a)的节流口(4)的数量设定为50个以上。
8.根据权利要求6所述的阻尼机构(1)，其中，
还包括第三组(3c)的节流口(4)，该第三组(3c)的节流口(4)配置在配置第一组(3b)的节流口(4)的区域和配置第二组(3c)的节流口(4)的区域之间，且该第三组(3c)的节流口(4)的开口部不被任何叶片阀(8、9)封闭。
9.根据权利要求8所述的阻尼机构(1)，其中，
节流口(4)具有直径1mm以下的圆形的横截面，第一组(3b)和第三组(3c)的节流口(4)的合计数量设定为50个以上，第二组(3a)和第三组(3c)的节流口(4)的合计数量设定为50个以上。
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