CN106662194A - 活塞以及减震器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种活塞以及减震器。活塞具备：活塞主体(12)，其为圆盘状；环状阀座(14)，其从活塞主体的一端于轴向上突出；以及一个或多个端口，其是活塞主体的一端，并从环状阀座的内周侧沿着轴向与另一端连通，端口的截面形状为圆角长方形且中途没有变化，并且，所述端口的截面形状的两端为处于同一圆周(C)上的圆弧。

Description

活塞以及减震器

技术领域

本发明涉及一种活塞以及减震器。

背景技术

例如，以自由滑动的方式被插入到减震器缸内的活塞将缸内划分成两个压力室，并且具有在减震器拉伸时使工作油通过的伸侧端口和在减震器收缩时使工作油通过的压侧端口。在这种活塞的上下层压有簧片阀。伸侧端口和压侧端口的出口端通过这些簧片阀而被开闭。在减震器伸缩时，由于簧片阀向通过伸侧端口以及压侧端口的工作油的流动施加阻力而产生衰减力。

近年来，对于在被安装在车辆车身与车轮之间并被组装在悬架装置中的减震器，从提高车辆的乘坐舒适性的观点出发，尤其是关于伸侧的衰减力特性，要求在活塞速度处于低速区时衰减力迅速提升而在活塞速度达到高速区时衰减力相对于活塞速度的上升比例变小的特性。

通过实现这种衰减力特性，减震器能够在活塞速度处于低速区时可靠抑制车身振动，并且能够在活塞速度处于高速区时抑制衰减力变得过大。其结果，能够提高车辆的乘坐舒适性。

为了实现前述的衰减力特性，要求尽可能地增加簧片阀的受压面积、增大簧片阀所就坐的阀座直径、以及增大端口的截面积等。

通过增大簧片阀的受压面积，能够利用较小的压力来使较大的力作用在簧片阀上。此外，由于通过增大阀座直径延长了从簧片阀的内周支承部到阀座的长度，因此能够减小簧片阀的扭曲刚性。此外，通过增大端口截面积，能够减小工作油通过端口时的阻力。在日本JP2013-190044A中公开了一种具有这些结构的减震器。在该减震器中，当簧片阀变得容易扭曲并且与阀座分离了时，由阀座与簧片阀形成的间隙变大。此外，在该减震器中，由于端口的阻力较小，因此在活塞速度处于高速区时向工作油的流动所施加的阻力减少。如此，该减震器能够实现前述的衰减力特性。

如上文所述，优选为端口的截面积较大。然而，由于在采用圆形端口的情况下，需要将端口形成在簧片阀所落座的阀座与固定了簧片阀的内周侧的薄片部之间，因此端口截面积的扩大存在界限。

另一方面，还存在通过将端口的截面形状设置为圆弧状而实现端口截面积扩大的方式。在将圆弧状的端口设置在活塞上的情况下，虽然能够通过开孔加工来实施，但会耗费加工时间并使成本上升。此外，普遍的情况是通过烧结加工来制造活塞，因此在将这样的端口形成在活塞上的情况下，通过模来形成端口。

具体而言，通过将端口形成用的模插入到烧结模中制造活塞。在端口为圆弧状的情况下，形成端口的模的截面形状也为圆弧状。因此，制造模的成本将会上升。

发明内容

本发明的目的在于降低活塞以及减震器的制造成本。

根据本发明的某种方式，提供一种活塞，具备：活塞主体，其为圆盘状；环状阀座，其从所述活塞主体的一端于轴向上突出；一个或多个端口，其是所述活塞主体的一端，并从所述环状阀座的内周侧沿着轴向与另一端连通，所述端口的截面形状为圆角长方形且中途没有变化，并且所述端口的截面形状的两端为处于同一圆周上的圆弧。

根据本发明的另一个方式，提供了一种减震器，具备：缸；和活塞，其以自由滑动的方式被插入到所述缸内并将所述缸内划分为伸侧室和压侧室，所述活塞具有：活塞主体，其为圆盘状；环状阀座，其从所述活塞主体的一端于轴向上突出；以及一个或多个端口，其是所述活塞主体的一端，并从所述环状阀座的内周侧沿轴向与另一端连通，所述端口的截面形状为圆角长方形且中途没有变化，并且所述端口的截面形状的两端为处于同一圆周上的圆弧。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本发明的实施方式所涉及的减震器的纵剖视图。

图2示出本发明的实施方式所涉及的减震器的活塞的放大纵剖视图。

图3示出活塞主体的仰视图。

图4示出活塞主体的俯视图。

图5示出形成活塞的模的剖视图。

图6A示出表示填充金属粉末材料之前的准备状态的模的图。

图6B示出表示填充了金属粉末材料的模的图。

图6C示出表示在模内对金属粉末材料进行加压的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的减震器进行说明。另外，在以下的说明中，将图1、图2以及图5的上设为“上(上方、上端、上面等)”，并将图1、图2以及图5的下设为“下(下方、下端等)”进行说明。

如图1所示，减震器D具备：缸1；活塞2，其以自由滑动的方式被插入在缸1内，将缸1内划分为伸侧室R1和压侧室R2；活塞杆3，其一端与活塞2连结而另一端向缸1外突出；滑动隔壁7，其与缸1的内周滑接，对压侧室R2与气体室G进行划分。

伸侧室R1以及压侧室R2内充满工作油等液体。另外，作为伸侧室R1以及压侧室R2内所填充的液体，除了工作油以外，例如，也可以使用水、水溶液之类的液体。在气体室G内填充有氮等惰性气体(译者注，请注意，氮不是惰性气体，但是日语的含义是惰性气体，应该是错误的)。作为气体室G内填充的气体，也可以填充惰性气体以外的气体。

缸1的下端被底盖4封闭。在缸1的上端安装有对活塞杆3以自由滑动的方式进行轴支承的环状的导杆5。此外，在缸1的上端与导杆5的上表面之间，夹有与活塞杆3的外周滑接的密封部件6。密封部件6对活塞杆3的外周进行密封，从而阻止缸1内的液体泄漏。

如图1至图3所示，活塞2具有：圆盘状的活塞主体12，其具有在中央处供活塞杆3穿插的孔13；环状阀座14，其从作为活塞主体12的一端的下端向沿轴向突出；环状的内周密封部15，其从活塞主体12的一端的与环状阀座14相比靠内周侧起，朝向轴向突出；伸侧端口16，其作为多个端口，在活塞主体12的一端，且在环状阀座14的内周侧从内周密封部15的外周侧起沿着轴向，穿过作为另一端的上端；环状槽17，其被设置在活塞主体12的外周；压侧端口18，其开口于活塞主体12的另一端，并与环状槽17连通；花瓣状的阀座19，其被设置在活塞主体12的另一端且以避开伸侧端口16的方式，仅包围压侧端口18。在活塞主体12的外周，安装有合成树脂制的圆筒状的活塞环20。

活塞主体12被设定为，与环状槽17相比靠下方侧的一端的直径比另一端的直径小。

环状阀座14被设置为，从活塞主体12的下端的外周缘附近向下方突出。内周密封部15被设置为环状且从活塞主体12的一端向下方突出，包围孔13的开口部。

如图3所示，伸侧端口16的通过与轴向垂直的面切开的截面的形状为具有带有圆的短边的圆角长方形。具体而言，形成圆角长方形的两端的边成为处于图3中由虚线所表示的假想圆C的圆周上的圆弧。也就是说，伸侧端口16的截面形状成为通过平行的线对假想圆C进行切削后得到的形状。此外，伸侧端口16的截面形状为从活塞主体12的一端一直到另一端中途没有变化的同一形状。伸侧端口16在活塞主体12的作为一端的下端开口于环状阀座14与内周密封部15之间，并在轴向上延伸穿过作为活塞主体12的另一端的上端。如图3所示，伸侧端口16在圆周方向上隔开间隔地被均等配置在四个位置处。伸侧端口16的数量并不限定于此，也可以是一个，也可以是除了四个以外的多个。

压侧端口18开口于作为活塞主体12的另一端的上端并向环状槽17连通。由于活塞主体12的与环状槽17相比靠下端的一侧直径较小，因此即使将活塞2插入到缸1内，环状槽17也不会被缸1封闭。因此，通过压侧端口18而确保伸侧室R1与压侧室R2的连通。

如图4所示，花瓣状的阀座19以朝向上方突出的方式而被设置在活塞主体12的作为另一端的上端。压侧端口18的活塞主体12的另一端侧的开口部被阀座19包围。此外，阀座19以避开伸侧端口16在活塞主体12的另一端侧的开口部的方式而设置。如图4所示，压侧端口18在圆周方向上隔开间隔地均等配置在四个位置处。压侧端口18的数量并不限定于此，也可以是一个，也可以是除了四个以外的多个。

在活塞2的面对伸侧室R1的另一端即上端处，层压有落座于阀座19上的环状的压侧簧片阀V1。在活塞2的面对压侧室R2的一端即下端处，层压有落座于环状阀座14上的环状的伸侧簧片阀V2。

压侧簧片阀V1以及伸侧簧片阀V2以层压在活塞2上的状态被组装在设置于活塞杆3的顶端的直径较小的活塞安装部3a的外周。具体而言，在将层压到活塞2上的压侧簧片阀V1以及伸侧簧片阀V2与活塞2一起组装到活塞安装部3a的外周之后，将活塞螺母8拧紧到活塞安装部3a的顶端的螺纹部3b上。由此，活塞2、压侧簧片阀V1以及伸侧簧片阀V2被固定在活塞杆3上。

如此，当活塞2、压侧簧片阀V1以及伸侧簧片阀V2被固定到活塞杆3上时，压侧簧片阀V1以及伸侧簧片阀V2在允许外周翘曲的同时，内周被固定在活塞杆3上。

压侧簧片阀V1在落座到阀座19上的状态下，将压侧端口18封闭，且在外周侧向上方翘曲时将压侧端口18开放。由于阀座19避开伸侧端口16而仅包围压侧端口18，因此即便使压侧簧片阀V1落座在阀座19上，也不会将伸侧端口16关闭。伸侧簧片阀V2在落座到环状阀座14上的状态下将伸侧端口16关闭，而在外周侧向下方翘曲时将伸侧端口16开放。压侧端口18与环状槽17连通并始终与压侧室R2连通。由于只要在与环状槽17相比靠下方侧的活塞主体12的外周与缸1之间设置有间隙，就会使环状槽17穿过该间隙而与压侧室R2连通，因此在减震器D的收缩行程中能够实现液体从压侧室R2穿过压侧端口18向伸侧室R1的移动。由此，能够将包围伸侧端口16的环状阀座14的形状设为环状并且能够将环状阀座14的直径以接近缸1的内径的方式而设置为较大直径。其结果为，能够增大伸侧簧片阀V2的受压面积。

接下来，对减震器D的动作进行说明。

在活塞2于缸1内向下方移动从而使减震器D收缩的情况下，伸侧簧片阀V2通过被压缩而压力上升的压侧室R2的压力，被压向活塞2侧，从而将伸侧端口16关闭。另一方面，通过压侧端口18而受到压侧室R2的压力的压侧簧片阀V1发生翘曲从而与阀座19分离进而将压侧端口18开放。此时，由于通过压侧簧片阀V1向通过压侧端口18从压侧室R2向伸侧室R1移动的液体的流动施加阻力，因此减震器D产生防止收缩的压侧衰减力。

与此相反，在活塞2于缸1内向上方移动从而使减震器D拉伸的情况下，压侧簧片阀V1通过被压缩而压力上升的伸侧室R1的压力而被压向活塞2侧，从而将压侧端口18关闭。另一方面，通过伸侧端口16接收伸侧室R1的压力的伸侧簧片阀V2发生翘曲从而与环状阀座14分离，进而将伸侧端口16开放。此时，由于利用伸侧簧片阀V2向通过伸侧端口16从伸侧室R1向压侧室R2移动的液体的流动施加阻力，因此减震器D产生防止拉伸的伸侧衰减力。

如前文所述，能够将包围伸侧端口16的环状阀座14的形状设为环状且将环状阀座14的直径以接近缸1的内径的方式而设置得较大。因此，能够增大接受伸侧室R1的压力的伸侧簧片阀V2的受压面积，并且能够增大伸侧簧片阀V2的朝向环状阀座14落座的部位的直径。

如此，由于能够增大伸侧簧片阀V2的受压面积，因此即使利用较小的压力也能够增大使伸侧簧片阀V2翘曲的力。此外，由于还能够增大伸侧簧片阀V2的朝向环状阀座14落座的部位的直径，因此能够降低伸侧簧片阀V2的翘曲刚性。并且，由于伸侧端口16的截面为圆角长方形，因此能够不强行地将伸侧端口16设置在环状阀座14与内周密封部15之间，并且能够增大截面积。由此，能够利用较小的压力使伸侧簧片阀V2大幅度地翘曲，从而在当减震器D的拉伸行程时的活塞速度达到高速区的情况下，伸侧簧片阀V2大幅度翘曲，从而将截面积被扩大的伸侧端口16开放。因此，在本实施方式所涉及的减震器D中，能够实现如下特性，即，在拉伸行程时，当活塞速度处于低速区时，衰减力迅速上升，当活塞速度达到了高速区时，衰减力相对于活塞速度的上升比例变小。活塞杆3出入缸1内的体积通过利用滑动隔壁7在缸1内进行移动来使气体室G压缩或膨胀而被吸收。该减震器D虽然被构成为单缸型减震器，但也可以被构成为在缸1的下端设置基本阀(base valve)并在缸外设置储液器(reservoir)的所谓的多缸型减震器。

接下来，对制造活塞2的工序进行说明。活塞2通过烧结加工而形成。如图5所示，形成活塞2的模具备：圆筒状的模套31，其是内部投入有金属粉末的外模；作为下模的下方穿孔机32，其能够以自由滑动的方式插入到模套31内；圆柱状的中央芯33，其在轴向上以自由滑动的方式贯穿下方穿孔机32的中央，且在活塞2上形成供活塞杆3穿插的孔13；第一侧芯34，其在轴向上以自由滑动的方式贯穿下方穿孔机32，并在活塞2上形成伸侧端口16；第二侧芯35，其在轴向上以自由滑动的方式贯穿下方穿孔机32，并在活塞2上形成压侧端口18；作为上模的上方穿孔机36，其能够以自由滑动的方式插入到模套31内，且具有供中央芯33以及第一侧芯34能够以自由滑动的方式插入的孔36a、36b。

下方穿孔机32以自由滑动的方式被插入到模套31内，并能够在模套31内移动。而且，下方穿孔机32具有：插入孔32a，其被设置在中央并允许中央芯33的插入；孔32b、32c，其被设置在形成伸侧端口16以及压侧端口18的位置，并允许第一侧芯34以及第二侧芯35的插入。此外，在下方穿孔机32的上端设置有用于在活塞2上形成阀座19的凹凸。

上方穿孔机36以自由滑动的方式被插入到模套31内，并能够在模套31内移动。而且，上方穿孔机36具有：孔36a，其被设置在中央，并允许中央芯33的插入；以及孔36b，其被设置在形成伸侧端口16的位置，并允许第一侧芯34的插入。此外，在上方穿孔机36的下端，设置有用于在活塞2上形成环状阀座14以及内周密封部15的凹凸。

中央芯33是圆柱状部材，能够自由滑动地穿插在下方穿孔机32以及上方穿孔机36的孔32a、36a中。第一侧芯34能够自由地穿插在下方穿孔机32以及上方穿孔机36的孔32b、36b中。第一侧芯34的横截面形状的、与图3所示的伸侧端口16的截面形状相同的两端为圆弧状的圆角长方形。第一侧芯34通过实施以形成与圆棒侧面平行的两个面的方式进行切削的加工而制成。因此，廉价且简单地制成第一侧芯34。

第二侧芯35能够自由滑动地穿插在下方穿孔机32的孔32c中。第二侧芯35的横截面形状为与图4所示的压侧端口18的截面形状相同的圆弧状。另外，第二侧芯35的横截面形状也可以被设置为与第一侧芯34同样为两端呈圆弧状的圆角长方形。在该情况下，也廉价且简单地制成第二侧芯35。

为了通过上述结构的模形成活塞2，如图6A所示，首先，将下方穿孔机32插入到模套31内，并将中央芯33、第一侧芯34以及第二侧芯35插入到将下方穿孔机32内，之后再将这些部件配置到模套31中。另外，由于压侧端口18并不贯穿活塞2的另一端，因此用于形成压侧端口18的第二侧芯35以上端不到达上方穿孔机36的方式而设计。

接着，如图6B所示，在维持图6A所示的状态下，向模套31内填充金属粉末材料P。之后，如图6C所示，对金属粉末材料P进行加热并从上方将上方穿孔机36压入模套31内，从而使金属粉末材料P被加压。在模套31内，金属粉末材料P通过下方穿孔机32和上方穿孔机36，被加压并固定为如模那样的形状，从而形成活塞2。另外，上述的模的结构仅为一个示例，可以结合活塞2的形状进行适当变更。烧结加工结束后，通过切削等在从模拆下的活塞2上形成环状槽17，从而完成活塞2。

如此，伸侧端口16的截面形状被设置为，两端成为处于同一圆周上的圆弧的圆角长方形。因此，能够廉价且容易地制造出在对活塞2进行烧结加工时被使用的形成伸侧端口16的模。由于模变得较为廉价，因此能够降低制造活塞2以及减震器D的成本。

此外，虽然在本实施方式中，仅伸侧端口16的截面形状被设为圆角长方形，但也可以将压侧端口18的截面形状设为与伸侧端口16的截面形状相同或相似的圆角长方形。在该情况下，由于能够更加廉价地制造形成活塞2的模，因此能够以更低的成本制造活塞2以及减震器D。

另外，只要将至少一个以上的端口的形状设为前述的圆角长方形，就能够发挥本发明的效果。此外，关于活塞2的形状，并不限定于上述的实施方式的形状。

虽然以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过表示了本发明的应用例的一部分，并不是以将本发明的技术上的范围限定为上述实施方式的具体的结构为主旨。

本申请主张基于2014年7月23日向日本专利局提出的专利申请日本特愿2014-149354的优先权，该申请的全部内容以参照的方式而援引到本说明书中。

Claims (2)

1.一种活塞，具备：

活塞主体，其为圆盘状；

环状阀座，其从所述活塞主体的一端于轴向上突出；以及

一个或多个端口，其为所述活塞主体的一端且从所述环状阀座的内周侧沿着轴向与另一端连通，

所述端口的截面形状为圆角长方形且中途没有变化，并且，所述端口的截面形状的两端为处于同一圆周上的圆弧。

2.一种减震器，具备：

缸；和

活塞，其以自由滑动的方式被插入到所述缸内并将所述缸内划分为伸侧室和压侧室，

所述活塞具有：活塞主体，其为圆盘状；环状阀座，其从所述活塞主体的一端于轴向上突出；以及一个或多个端口，其是所述活塞主体的一端，且从所述环状阀座的内周侧沿着轴向与另一端连通，

所述端口的截面形状为圆角长方形且中途没有变化，并且，所述端口的截面形状的两端为处于同一圆周上的圆弧。