CN103671680B - 液压缓冲器 - Google Patents

Abstract

一种液压缓冲器，使安全阀开闭时的振动降低。通过将螺旋部件（22）的轴部（28）能够滑动地嵌合于阀体（19）的节流通路（35），在安全阀（14）中形成缓冲室（36）。利用该缓冲室（36）构成以使安全阀（14）延迟响应的方式发挥作用的缓冲装置，因此，不会损害节流特性，能够有效抑制从安全阀（14）产生的振动（异常噪音）。

Description

液压缓冲器

技术领域

本发明涉及一种液压缓冲器。

背景技术

作为组装于铁路车辆的悬架装置的液压缓冲器，在利用活塞杆的伸缩而产生工作油从液压缸内的油室向储油室的流动的流路中设置安全阀的液压缓冲器是众所周知的（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：（日本）特开2003－74614号公报

但是，在铁路车辆中，由于近年来车身的轻量化，振动易于传递到车身，因此即使在液压缓冲器中，也具有安全阀开闭时的振动所引起的异常噪音传递到车身的问题。这种异常噪音的产生有如下等原因：（1）由于在安全特性下使用，因此，开阀时的工作油的流动为喷流；（2）由于使用设定载荷大且弹簧系数低的阀弹簧，因此，弹簧的固有振动数低；（3）阀弹簧易于倾斜地收缩，从而对阀体作用偏负荷；（4）由于开阀时的流路面积急剧变化，因此，过度容易响应。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种降低安全阀开闭时的振动的液压缓冲器。

为了解决所述课题，本发明的液压缓冲器包括：被封有工作油的液压缸、插入所述液压缸内而将所述液压缸内划分成杆侧油室和杆相反侧油室的活塞、与所述活塞连结并向所述液压缸的外部延伸的活塞杆、通过所述活塞杆的伸缩而产生工作油的流动的流路、设于所述流路且通过所述杆侧油室或所述杆相反侧油室的压力上升并达到预定的压力而开阀的安全阀，该液压缓冲器的特征在于，所述安全阀包括：具有节流通路的阀体、收纳所述阀体的阀体室、使工作油流入所述阀体室内的流入通路、使工作油流向所述阀体室外的流出通路、开设与所述流入通路连通的流入口并供所述阀体落座的座面、向所述座面推压所述阀体的阀弹簧、与所述阀体配置于同轴上且一端部与所述阀体能够滑动地卡合的轴部件、形成于所述阀体和所述轴部件之间并与所述节流通路连通的缓冲室。

利用本发明，能够降低液压缓冲器的安全阀开闭时的振动。

附图说明

图1是第一实施方式的单流式液压缓冲器的一轴平面的剖面图；

图2是第一实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图；

图3是在安全阀的轴线上与图2的轴平面正交的轴平面的剖面图；

图4是与图3同一轴平面的剖面图，特别是表示开阀时的状态的图；

图5是第二实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图；

图6是图5中的A－A剖面图；

图7是与图5同一轴平面的剖面图，特别是表示开阀时的状态的图；

图8是第三实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图；

图9是第四实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图；

图10是第五实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图；

图11是第六实施方式的安全阀的一轴平面的剖面图，特别是表示闭阀时的状态的图。

符号说明

1液压缓冲器；2液压缸；2A杆侧油室；2B杆相反侧油室；9活塞杆；10活塞；13流路；14安全阀；15流入口；16流入通路；18流出通路；19阀体；20阀体室；22螺旋部件（轴部件）；25阀弹簧；29座面；35节流通路；36缓冲室。

具体实施方式

（第一实施方式）

参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。在此，对纵向配置的单流式液压缓冲器1进行说明。需要说明的是，以下说明中的上方向（上侧）及下方向（下侧）与图1的上方向（上侧）及下方向（下侧）一致。

如图1所示，液压缓冲器1为在液压缸2的外侧设置有外筒3的多重缸结构，在液压缸2与外筒3之间形成有环状的储油室4。液压缸2及外筒3的两端部的开口被上侧堵塞部件5及下侧堵塞部件6堵塞。另外，下侧堵塞部件6可分割成堵塞外筒3下侧端部的开口的第一盖部件7和堵塞液压缸2下侧端部的开口的第二盖部件8。

固定于活塞杆9的下端部的活塞10能够滑动地嵌插于液压缸2的内侧。液压缸2的内侧空间被活塞10划分成杆侧油室2A和杆相反侧油室2B。在活塞10上设置有仅允许工作油从杆相反侧油室2B向杆侧油室2A流动的单向阀11。另外，在第二盖部件8上设置有仅允许工作油从储油室4向杆相反侧油室2B流动的单向阀12。另外，活塞杆9的上端部侧插通于上侧堵塞部件5（导杆）并延伸到液压缸2的外部。

在上侧堵塞部件5中设置有利用活塞杆9的伸缩使工作油从杆侧油室2A向储油室4流动的流路13。在流路13中设置有以预定的压力开阀且开阀面积根据活塞10的移动速度而变化的安全阀14。流路13包括连通杆侧油室2A与安全阀14的流入口15的流入通路16及连通安全阀14的流出口17和储油室4的流出通路18。另外，在储油室4中封入气体和工作油，流出通路18的储油室4侧向贮存于储油室4的工作油内开口。

如图2所示，安全阀14具有孔（ボーア）形的阀体室20，该阀体室20收纳阀体19且从上侧堵塞部件5的外周面5A起向朝向上侧堵塞部件5的轴线的方向（图2的左方向）具有深度。在阀体室20的底面20A上形成有在中央开口有流入口15并供阀体19落座的座面29。另外，在阀体室20的内周面20B的下侧部分开设流出口17。需要说明的是，流出口17的开口面积被设定为比流入口15的开口面积大。

阀体室20具有形成于内周面20B的开口侧端部的阴螺纹21。在阴螺纹21上螺装有与阀体19同轴配置的螺旋部件22（轴部件）。螺旋部件22具有在外周面形成与阴螺纹21螺合的阳螺纹23且顶住阀弹簧25的一端部的近似圆板形的弹簧承受部26、插入阀弹簧25的一端部内侧的凸台部27、从凸台部27的端面中央延伸的轴部28。另外，在阀体室20的开口周缘部形成锪孔24。

阀体19包括：插入阀弹簧25的另一端部内侧且在底面形成落座面30的第一轴部31、从落座面30的中央延伸并能够滑动地插入流入通路16的第二轴部32、形成于第一轴部31的第二轴部32侧的端部并顶住阀弹簧25的另一端部的凸缘形的弹簧承受部33。另外，图3中也有图示，在阀体19中形成向径向（图2的上下方向）贯通第二轴部32的切口部34。切口部34包括配置于夹持阀体19的轴线的两侧（图3的上下方向两侧）的一对对向面34B,34C和连接两个对向面34B,34C的底面34A。

阀体19具有设于阀体19的轴线上且向轴线方向（图2的左右方向）贯通阀体19的节流通路35。节流通路35具有向第一轴部31的端面开口且能够滑动地嵌合有螺旋部件22的轴部28的前端部分的大径部35A和连通大径部35A和切口部34的底面34A且位于工作油的流动的上游侧的小径部35B。螺旋部件22的轴部28的前端部能够滑动地插入节流通路35的大径部35A。由此，在阀体19的内部形成被节流通路35的大径部35A和螺旋部件22的轴部28隔出的缓冲室36。需要说明的是，缓冲室36与储油室4的储油部连接，由此，缓冲室36的内部总是被工作油填满。

阀体19具有向径向贯通第一轴部31且流路面积比小径部35B的流路面积大地形成的至少一个通路37。安全阀14构成为在阀体19的落座面30落座于图3所示的座面29的状态下，即在闭阀时，通路37的缓冲室36侧的开口不被螺旋部件22的轴部28堵塞。由此，缓冲室36和阀体室20的阀体19外侧的空间（以下称为阀体室20）经由通路37连通。另一方面，安全阀14在图4所示的开阀时，通路37的缓冲室36侧的开口被螺旋部件22的轴部28堵塞，由此隔断缓冲室36相对于阀体室20的连通。另外，通路37的流路面积被设定为比节流通路35的大径部35A的流路面积小且比小径部35B的流路面积大。

接着，对第一实施方式的液压缓冲器1的作用进行说明。

在活塞杆9的伸出行程中，杆侧油室2A的工作油的压力上升，并且在流入通路16侧的压力达到预定的压力时，安全阀14抵抗阀弹簧25的弹簧力开阀（参照图4）。由此，工作油从杆侧油室2A流向储油室4，在工作油通过安全阀14时，产生与活塞10的移动速度相应的伸出侧的衰减力。需要说明的是，在伸出侧行程中，活塞杆9从液压缸2退出的量的工作油从储油室4经由单向阀12向杆相反侧油室2B补给。

另一方面，在活塞杆9的收缩行程中，杆相反侧油室2B的工作油的压力上升，工作油从杆相反侧油室2B经由活塞10的单向阀11流向杆侧油室2A。由此，杆侧油室2A内的工作油的压力和杆相反侧油室2B内的工作油的压力得到平衡。另外，活塞杆9进入液压缸2内的量的工作油从杆侧油室2A经由开阀的安全阀14流向储油室4。由此，产生与活塞10的移动速度相应的收缩侧的衰减力。

在此，如果活塞10向轴线方向的移动距离相同，则将相同量的工作油排出到液压缸2外，此时，从液压缸2排出的工作油在伸出侧行程时和收缩侧行程时通过同一安全阀14流向储油室4。这样，在单流式液压缓冲器1中，能够使工作油在杆侧油室2A、储油室4、杆相反侧油室2B中只朝一个方向流动循环，能够将伸出侧行程时的衰减力特性和收缩侧行程时的衰减力特性设定为相同。

而且，在图3所示的活塞10的移动速度的低速区域（安全阀14开阀之前的状态），工作油从杆侧油室2A经由流入通路16、流入口15、小径部35B、缓冲室36、通路37、阀体室20、流出口17、流出通路18流向储油室4，由此，能够得到节流特性的衰减力。另外，在活塞10的移动速度的中速区域，除了上述节流特性的衰减力，还能够得到与活塞10的移动速度即安全阀14的开度相应的衰减力。另外，在图4所示的活塞10的移动速度的高速区域，通路37的缓冲室36侧的开口被螺旋部件22的轴部28堵塞，能够得到与安全阀14的开度相应的较高的衰减力。

根据第一实施方式，螺旋部件22的轴部28能够滑动地嵌合于阀体19的节流通路35，在阀体19和螺旋部件22之间的阀体19内的空间形成缓冲室36。缓冲室36利用通路37与阀体室20连通，包含缓冲室36的阀体室20通过与储油室4的储油部连接而被工作油填满。

这样，利用通路37连通缓冲室36和阀体室20而形成以延迟响应（开闭阀时的阀体19的动作）的方式发挥作用的缓冲装置，因此，不会损害节流特性，能够有效抑制从安全阀14产生的振动（异常噪音）。

另外，例如，在安全阀14开阀时，即使在安全阀14的开度急剧增大之类的情况下，也能够利用螺旋部件22的轴部28堵塞通路37的缓冲室36侧的开口，隔断缓冲室36和阀体室20的连通，从而得到更大的衰减力，因此，能够可靠地抑制从安全阀14产生的振动（异常噪音）。另外，对于纵向配置的液压缓冲器的情况，如果在储油室4的储油部侧配置阀体19，则有时难以供给工作油，但是由于在工作油的流路中配置有安全阀14，因此能够在阀体19内的空间填满工作油，能够稳定地抑制从安全阀14产生的振动（异常噪音）。

（第二实施方式）

参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是，对与第一实施方式相同或相当的结构部件标注相同的名称及符号并省略详细的说明。

在上述第一实施方式中，安全阀14利用沿径向贯通阀体19的第一轴部31的通路37将缓冲室36和阀体室20连通。与之相对，如图5及图6所示，在第二实施方式中，安全阀14A利用形成于节流通路35的大径部35A的内周面的一对槽41将缓冲室36和阀体室20连通。

在图5所示的安全阀14A闭阀时，利用一对槽41将缓冲室36和阀体室20连通。另一方面，在图7所示的安全阀14A开阀时，利用螺旋部件22的轴部28隔断利用一对槽41的缓冲室36和阀体室20的连通。另外，槽41的数量、截面形状等为从业人员的设计事项，可以适当设定。

利用第二实施方式，能够得到与上述第一实施方式同等的作用效果。

（第三实施方式）

参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。需要说明的是，对与第一实施方式相同或相当的结构部件标注相同的名称及符号并省略详细的说明。

在上述第一实施方式中，安全阀14利用沿径向贯通阀体19的第一轴部31的通路37将缓冲室36和阀体室20连通。与之相对，如图8所示，在第三实施方式中，安全阀14B利用在阀体19的节流通路35和螺旋部件22的轴部28之间形成的以阀体19的轴线为中心的环状通路42将缓冲室36和阀体室20连通。

通路42通过使形成于阀体19侧的锥形孔42A和形成于螺旋部件22侧的锥形轴42B相对而构成。锥形孔42A设于节流通路35的大径部35A的开口侧（图8的右侧）端部并向阀体19的第一轴部31的端面开口，具有向节流通路35的小径部35B缩径的内截头圆锥面形状。另一方面，锥形轴42B具有设于轴部28的前端部的外截头圆锥面形状。

安全阀14B在图8所示的闭阀的状态下，锥形孔42A的底部（与大径部35A的分界位置）和锥形轴42B的前端部（轴部28的端面位置）在轴线上的位置（图8的左右方向的位置）大致一致。在该状态下，通路42的流路面积最大，阀体19抵抗阀弹簧25的弹簧力相对于螺旋部件22向开阀方向（图8的右方向）移动，随之，通路42的流路面积递减。

利用第三实施方式，能够得到与第一实施方式同等的作用效果。另外，能够与安全阀14B的开度对应地使通路42的流路面积变化。由此，能够与安全阀14B的开度对应地调节作为抑制安全阀14B的振动的缓冲装置的衰减力。

（第四实施方式）

参照附图对本发明的第四实施方式进行说明。另外，对与第一实施方式相同或相当的结构部件标注相同的名称及符号并省略详细的说明。

在上述第一～第三实施方式中，安全阀14、14A、14B通过使螺旋部件22的轴部28能够滑动地嵌合于阀体19的节流通路35的大径部35A形成缓冲室36。与之相对，如图9所示，在第四实施方式中，安全阀14C通过将阀体19的第一轴部31的前端部插入螺旋部件22的孔部43形成缓冲室36。

节流通路35具有向阀体19的第二轴部32的端面开口且延伸到第一轴部31的前端部附近位置的大径部35A和一端向大径部35A开口且另一端向缓冲室36开口的两个小径部35B。换言之，大径部35A和缓冲室36通过两个小径部35B连通。各小径部35B相对于阀体19的轴线以例如45°（在第四实施方式中为45°，但是也可以为30°，50°或其他角度）的倾斜角度倾斜，从阀体19的第一轴部31的前端部的被C倒角的面向阀体19的轴线上的一点延伸。需要说明的是，也可以使各小径部35B不倾斜，只要使孔部43与大径部35A连通即可。

螺旋部件22具有直径与第一实施方式的安全阀14的螺旋部件22的凸台部27的直径相同的轴部28。在该轴部28的端面开设具有预定的深度的孔部43。在螺旋部件22的孔部43和阀体14的第一轴部31之间形成的通路44的流路面积以如下方式设定：不阻碍安全阀14C开阀之前的节流特性，并且在开阀之后工作油通过通路44，由此得到缓冲装置的效果（衰减力）。

利用第四实施方式，能够得到与第一实施方式同等的作用效果。另外，通过设置多个（在第四实施方式中为两个，但是也可以为三个，四个或者更多个）节流通路35的小径部35B，能够利用通过节流通路35的工作油抑制成为打乱阀体19的动作的原因的喷流产生，从而有效地抑制安全阀14C的振动（异常噪音）。

（第五实施方式）

参照附图对本发明的第五实施方式进行说明。需要说明的是，对与第一实施方式相同或相当的构成要素标注相同的名称及符号并省略详细的说明。

在上述第一～第三实施方式中，安全阀14、14A、14B通过使螺旋部件22的轴部28能够滑动地嵌合于阀体19的节流通路35的大径部35A而形成缓冲室36。如图10所示，在第五实施方式中，安全阀14D与上述第四实施方式的安全阀14C相同，通过将阀体19的第一轴部31的前端部插入螺旋部件22的孔部43形成缓冲室36。

如上所述，第四实施方式的安全阀14C以不阻碍安全阀14C开阀之前的节流特性的方式，在螺旋部件22的孔部43和阀体14的第一轴部31之间设置具有预定的流路面积的通路44。与之相对，第五实施方式的安全阀14D构成为适用于不需要上述节流特性的情况且工作油不从螺旋部件22的孔部43和阀体14的第一轴部31之间泄漏。

根据第五实施方式，在安全阀14D开阀时，能够得到与第一实施方式同等的缓冲装置效果。

（第六实施方式）

参照附图11对本发明的第六实施方式进行说明。另外，对与第一实施方式相同或相当的结构部件标注相同的名称及符号并省略详细的说明。

在上述第一实施方式中，安全阀14利用沿径向贯通阀体19的第一轴部31的通路37将缓冲室36和阀体室20连通。与之相对，如图11所示，在第六实施方式中，在安全阀14E中，螺旋部件22的轴部50的大径部50A的外周相对于节流通路35的大径部35A的内周面具有间隙，换言之，将轴部50的大径部50A相对于大径部35A松缓地嵌合。利用该节流通路35的大径部35A和轴部50的大径部50A之间的间隙将缓冲室36和阀体室20连通。

螺旋部件22的轴部50在插入阀体19的第一轴部31内周的一侧端部设置有大径部50A，在从大径部50A的一端到弹簧承受部26之间形成小径部50B。

安全阀14E在图11所示的闭阀的状态下，大径部50A嵌合于阀体19的第一轴部31的内周，阀体19抵抗阀弹簧25的弹簧力相对于螺旋部件22向开阀方向（图11的右方向）移动，随之，也与小径部50B的一部分嵌合。

阀体19的第一轴部31的内周和轴部50的大径部50A之间的间隙越小，阀体19相对于轴部50的晃动越小，因此，阀体19的制振效果明显。但是，另一方面，与节流通路35的小径部35B的流路面积相比，如果第一轴部31的内周和轴部50的大径部50A之间的间隙形成的流路面积小，则节流特性变化，另外，在活塞10的移动速度较快时，利用间隙产生的节流限制工作油可移动的量，因此，有可能导致阀体19的开阀延迟，衰减力过度变大。因此，由阀体19的第一轴部31的内周和轴部50的大径部50A之间的间隙形成的流路面积被设定为比轴部50的小径部50B的流路面积大。

利用第六实施方式，能够得到与第一实施方式同等的作用效果。另外，阀体19的第一轴部31的内周和轴部50的大径部50A之间的间隙为通路。此时，如果轴部50例如与第一实施方式的轴部28一样地构成为外周具有一定直径，则有可能流路阻力对节流特性带来影响。但是，利用本实施方式，通过在轴部50上设置大径部50A和小径部50B，能够缩短形成最小间隙的轴向距离，因此，能够防止流路阻力对节流特性带来影响。并且，即使阀体19在开阀时振动，由于第一轴部31的开口端和小径部50B之间的间隙比大径部50A大，因此，也能够防止第一轴部31和轴部50抵接。

需要说明的是，在第六实施方式中，将阀体19的第一轴部31的内周和轴部50的大径部50A之间的间隙设为流路，但是不限于此，也可以设定阀体19的第一轴部31的内周与轴部50的大径部50A能够滑动的程度的间隙，并且在大径部50A的外周围形成沿轴向延伸的槽。

Claims (8)

1.一种液压缓冲器，包括：

被封有工作油的液压缸、

插入所述液压缸内而将所述液压缸内划分成杆侧油室和杆相反侧油室的活塞、

与所述活塞连结并向所述液压缸的外部延伸的活塞杆、

通过所述活塞杆的伸缩而产生工作油的流动的流路、

设于所述流路且通过所述杆侧油室或所述杆相反侧油室的压力上升并达到预定的压力而开阀的安全阀，

该液压缓冲器的特征在于，所述安全阀包括：

具有节流通路的阀体、

收纳所述阀体的阀体室、

使工作油流入所述阀体室内的流入通路、

使工作油流向所述阀体室外的流出通路、

开设有与所述流入通路连通的流入口并供所述阀体落座的座面、

向所述座面推压所述阀体的阀弹簧、

与所述阀体配置于同轴上且一端部与所述阀体能够滑动地卡合的轴部件、

在所述阀体的内部或所述轴部件的孔部的内部形成于所述阀体和所述轴部件之间并与所述节流通路连通的缓冲室、

通路或槽，该通路或槽在所述阀体落座于所述座面上而闭阀时，连通所述缓冲室和所述阀体室，在所述阀体抵抗所述阀弹簧移动而开阀时，隔断或限制从所述缓冲室向所述阀体室的流动，以延迟所述阀体的动作的方式发挥作用。

2.如权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于，所述缓冲室通过将所述轴部件的一端部能够滑动地插入向所述阀体的一端面开口的所述节流通路而形成。

3.如权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于，所述缓冲室通过将所述阀体的轴部能够滑动地插入向所述轴部件的一端面开口的孔部而形成。

4.如权利要求2所述的液压缓冲器，其特征在于，所述轴部件由大径部和小径部构成，所述大径部侧插入所述节流通路。

5.如权利要求2所述的液压缓冲器，其特征在于，

所述阀体包括：

形成有落座于所述座面的落座面，所述轴部件的一端部能够滑动地插入的第一轴部、

从所述落座面延伸且能够滑动地插入所述流入通路的第二轴部，

利用沿径向贯通所述第一轴部的通路，连通所述缓冲室和所述阀体室。

6.如权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于，

所述节流通路具有：

大径部，向形成有在所述座面上落座的落座面的所述阀体的第一轴部的端面开口，供所述轴部件的一端部能够滑动地插入；

小径部，与所述大径部连通；

利用形成于所述大径部的内周面的槽连通所述缓冲室和所述阀体。

7.如权利要求3所述的液压缓冲器，其特征在于，

所述节流通路具有：

大径部，向形成有在所述座面上落座的落座面的所述阀体的所述轴部的端面开口；

小径部，与所述大径部连通，

所述小径部以与所述孔部连通的方式设置。

8.如权利要求1所述的液压缓冲器，其特征在于，

具备外筒，在该外筒与所述液压缸之间形成储油室，

所述流路在所述杆侧油室和所述储油室之间产生所述工作油的流动，

所述安全阀的所述流出通路使所述工作油向所述储油室流出。