CN110131354B - 减震器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高刚性且使衰减力稳定的减震器装置。在具有自由活塞(40)的单缸式正立构造的减震器装置(1)中，设有：隔壁(11)，其在活塞(30)与自由活塞(40)之间固定在缸体(10)内，沿筒轴线方向对缸体(10)内进行划分；隔壁节流孔(12)，其由贯穿隔壁(11)的节流孔构成；活塞节流孔(31)，其由贯穿活塞(30)的节流孔构成；隔壁侧可变流量构造(13)，其对经过隔壁节流孔(12)的粘性流体(LQ)的流量进行调节；活塞侧可变流量构造(32)，其对经过活塞节流孔(31)的粘性流体(LQ)的流量进行调节；以及控制机构(50)，其对隔壁侧可变流量构造(13)及活塞侧可变流量构造(32)进行控制。

Description

减震器装置
技术领域
本发明涉及使振动及碰撞衰减并吸收的减震器装置。
背景技术
以往作为使振动及碰撞衰减并吸收的技术，广泛采用专利文献1所示的使固定于活塞杆的活塞在缸体内往复移动形式的减震器。
专利文献1的减震器装置除了活塞杆及活塞以外，配置有在缸体内划分出填充磁流变液的液室和填充高压气体的气体室的自由活塞。
采用这种构造，在使活塞杆大径化并提高减震器刚性的情况下，在减震器收缩时，通过自由活塞对气体室进行压缩来消除进入缸体内的活塞杆的体积增加的部分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-187176号公报
发明内容
但是，专利文献1的减震器装置在由于连续使用等变为高温的情况下，气体膨胀而使得气体室内的压力过高，存在衰减力不稳定的问题。
另外，与向气体室填充高压气体相伴，必须提高液室的密闭性。因此，活塞杆与密封材料间的滑动阻力增大，还存在妨碍减震器装置顺畅伸缩的问题。
本发明是鉴于前述问题提出的，目的在于提供一种能够提高刚性且使衰减力稳定并能够进行顺畅伸缩的减震器装置。
为了实现所述目的，本发明的减震器装置包括：缸体，其具有筒形状，使两个筒端封闭；活塞，其设置在贯穿所述缸体的一侧筒端的活塞杆的轴端，以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式配置在所述缸体内；自由活塞，其以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式配置在所述缸体内的另一侧筒端与所述活塞之间；隔壁，其在所述活塞与所述自由活塞之间固定在所述缸体内，沿筒轴线方向对所述缸体内进行划分；隔壁节流孔，其由贯穿所述隔壁的节流孔构成；活塞节流孔，其由贯穿所述活塞的节流孔构成；粘性流体，其填充在所述缸体内的与所述自由活塞相比形成在一侧筒端侧的液室内；压缩性气体，其填充在所述缸体内的与所述自由活塞相比形成在另一侧筒端侧的气体室内；隔壁侧可变流量构造，其对经过所述隔壁节流孔的所述粘性流体的流量进行调节；活塞侧可变流量构造，其对经过所述活塞节流孔的所述粘性流体的流量进行调节；控制机构，其对所述隔壁侧可变流量构造及所述活塞侧可变流量构造进行控制。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够提高刚性且使衰减力稳定并能够进行顺畅伸缩的减震器装置。
附图说明
图1是示意性地表示第1实施方式的减震器装置的构成的剖视图，(a)表示静止状态(平衡状态)，(b)表示收缩状态(缓冲状态)，(c)表示伸长状态(回升状态)。
图2是示意性地表示第2实施方式的减震器装置的构成的剖视图，(a)表示静止状态(平衡状态)，(b)表示收缩状态(缓冲状态)，(c)表示伸长状态(回升状态)。
附图标记说明
1 减震器装置
10 缸体
11 隔壁
12 隔壁节流孔
13 隔壁线圈(隔壁侧可变流量构造)
20 活塞杆
30 活塞
31 活塞节流孔
32 活塞线圈(活塞侧可变流量构造)
40 自由活塞
50 控制机构
GS 压缩性气体
LQ 磁流变液(粘性流体)
具体实施方式
参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。并且，在说明中对同一要素标注同一附图标记，省略重复的说明。
<第1实施方式>
如图1所示，本实施方式的减震器装置1包括缸体10、活塞杆20、活塞30、自由活塞40及控制机构50。
另外，本实施方式的减震器装置1构成四轮汽车的悬架(未图示)，图1中的下端部与车轮侧(未图示)连结，上端部与车身侧(未图示)连结。
缸体10如图1所示，构成减震器装置1的下方部，其下筒端与车轮侧连结。另外，缸体10是径向具有单层的圆筒形状而两筒端封闭的密闭容器。并且，缸体10在其内部设有隔壁11。
隔壁11在缸体10内的活塞30与自由活塞40之间，由与筒轴线正交且固定的圆板构成，将缸体10的内部在筒轴线方向上划分为两部分。并且，隔壁11包括由贯穿板面的节流孔构成的隔壁节流孔12和由电磁线圈构成的隔壁线圈13。
隔壁线圈13构成隔壁侧可变流量构造，其对经过隔壁节流孔12的磁流变液LQ的流量进行控制。
磁流变液(MRF：Magneto-Rheological Fluid)LQ是均匀地含有由磁性体构成的微小粒子的粘性流体。另外，磁流变液LQ由于所含有的强磁性微粒子而带有磁性。并且，磁流变液LQ作为减震器装置1的工作流体而填充到在缸体10内形成的液室RL中。
隔壁线圈13通过通电而在隔壁节流孔12中产生磁场。所产生的磁场作用于经过隔壁节流孔12的磁流变液LQ，磁流变液LQ含有的强磁性微粒子形成链状的簇(cluster)。通过形成的簇，从隔壁节流孔12内经过的磁流变液LQ的表观粘度增大，从隔壁节流孔12内经过的磁流变液LQ的流量减少。
接下来，对活塞杆20及活塞30进行说明(参照图1)。
活塞杆20由棒状部件构成。另外，活塞杆20构成减震器装置1的上方部，该上端部与车身侧连结。
并且，活塞杆20的下端部以能够沿轴向往复移动的方式贯穿缸体10的上侧筒端(一侧筒端)10a，被无间隙地密闭。
活塞30由以板面相对于筒轴线正交的方式配置的圆板状部件构成。另外，活塞30设置在活塞杆20的下侧轴端，以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式配置于缸体10的筒内周壁。
并且，活塞30包括由贯穿板面的节流孔构成的活塞节流孔31和由电磁线圈构成的活塞线圈32。
活塞节流孔31的孔径设定为与隔壁节流孔12相同。
活塞线圈32构成能够对经过活塞节流孔31的磁流变液LQ的流量进行调节的活塞侧可变流量构造。活塞线圈32通过通电而进行与前述的隔壁线圈13同样的动作，从而对经过活塞节流孔31的磁流变液LQ的流量进行调节。
接下来，对自由活塞40进行说明(参照图1)。
自由活塞40由以板面相对于筒轴线正交的方式配置的圆板状部件构成。另外，自由活塞40在缸体10内的下侧筒端(另一侧筒端)10b与活塞30之间，以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式配置于缸体10的筒内周壁。
自由活塞40在与上侧筒端10a之间形成液室RL，在与下侧筒端10b之间形成气体室RG。
在液室RL中填充有前述的磁流变液LQ，在气体室RG中填充有空气或氮气等压缩性气体GS。
液室RL利用隔壁11及活塞30在筒轴线方向上划分为三部分。
并且，将上侧筒端10a与活塞30之间称为第1液室RL1，将活塞30与隔壁11之间称为第2液室RL2，将隔壁11与自由活塞40之间称为第3液室RL3。
接下来，对控制机构50进行说明(参照图1的(a))。
控制机构50具有ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)51。
ECU51对应于减震器装置1的收缩速度及伸长速度，对向活塞线圈32及隔壁线圈13施加的电压及电流进行控制。并且，控制机构50使磁流变液LQ的表观粘度变化，对经过活塞节流孔31及隔壁节流孔12的磁流变液LQ的流量进行调节。
并且，在本实施方式中，ECU51以使得经过活塞节流孔31的磁流变液LQ的流量比经过隔壁节流孔12的磁流变液LQ的流量多的方式进行控制。
接下来，对减震器装置1的动作进行说明(参照图1)。
在减震器收缩时，如图1的(b)所示，液室RL内的压力过渡性地成为第2液室压力＞第3液室压力＞第1液室压力。
并且，磁流变液LQ经过活塞节流孔31及隔壁节流孔12，从第2液室RL2分别向第1液室RL1及第3液室RL3移动。此时，对应于移动的流量产生衰减力。
例如，与从第2液室RL2向第1液室RL1移动的磁流变液LQ的流量相比，若从第2液室RL2向第3液室RL3移动的流量较多，则所产生的衰减力取决于气体室RG内压力。
因此，为了获得充分的衰减力，必须提高气体室RG内压力。
因此，在连续使用减震器而减震器装置1及磁流变液LQ温度上升的情况下，气体室RG内的气体及磁流变液LQ的体积增大。由此，存在气体室RG内压力过高而对衰减力造成影响的可能。
与此相对，与从第2液室RL2向第1液室RL1移动的磁流变液LQ的流量相比，若从第2液室RL2向第3液室RL3移动的流量较少，则所产生的衰减力取决于从第2液室RL2向第1液室RL1移动的磁流变液LQ的流量(粘度)。
因此，无论气体室RG内的气压如何，均能够利用活塞节流孔31产生衰减力，因此能够将气体室RG内的气压设定得更低。
并且，即使在连续使用减震器装置1而温度上升的情况下，气体室RG内压力也不会上升至对衰减力造成影响的程度。
也就是说，能够获得稳定的衰减力。
在减震器伸长时，如图1的(c)所示，经过各节流孔的磁流变液LQ的流动与减震器收缩时的方向相反，但流量的比例相同。也就是说，以经过活塞节流孔31的磁流变液LQ的流量比经过隔壁节流孔12的磁流变液LQ的流量多的方式进行控制。
并且，在减震器伸长时，也可以以针对减震器速度使衰减力降低的方式，对经过各节流孔的磁流变液LQ的流量进行控制。在按照这种方式进行控制的情况下，减震器的伸长速度提高，车轮(未图示)的路面追随性进一步提高。
接下来，对本实施方式的减震器装置1的作用效果进行说明。
在本实施方式的减震器装置1中，具有活塞线圈32的(活塞侧可变流量构造)、隔壁线圈13(隔壁侧可变流量构造)以及对活塞线圈32和隔壁线圈13进行控制控制机构50。
通过采用这种构成，能够抑制自由活塞40在缸体10内过量移动。
因此，能够使气体室RG内的压力降低并利用活塞节流孔31获得衰减力。
由此，通过使活塞杆20大径化，即使在减震器收缩时进入缸体10内的活塞杆20的体积增大，也能够通过使气体室RG收缩进行对应。
此外，即使在由于连续使用而减震器装置1及磁流变液LQ变为高温，气体室RG内的气体及磁流变液LQ的体积增大的情况下，也能够抑制气体室RG变为过高压力，获得稳定的衰减力。
因此，能够实现基于活塞杆20大径化的减震器装置1的高刚性化，并获得稳定的衰减力。
另外，能够通过使气体室RG低压化，使液室的密闭性缓和。密闭性高的密封材料与活塞杆间的滑动阻力大，但通过使密闭性缓和，能够采用滑动阻力较小的密封材料。
由此，能够使减震器装置1更加顺畅地伸缩。
在本实施方式中，作为粘性流体采用磁流变液LQ，且作为隔壁侧可变流量构造(隔壁线圈13)及活塞侧可变流量构造(活塞线圈32)采用电磁线圈。
由此，能够利用较为简单的构造，对经过节流孔的粘性流体的流量进行调节。
需要说明的是，填充在液室RL中的粘性流体并不限定于磁流变液LQ。
例如，作为粘性流体，能够采用填充在通常的减震器中的工作油(减震器流体)。
在该情况下，作为可变流量构造，采用将圆锥状的针(needle)以能够插拔的方式配置在活塞节流孔31及隔壁节流孔12的节流孔中，使节流孔的开口面积变化而使流量变化。
在本实施方式中，在减震器装置1伸缩时，以使经过活塞节流孔31的磁流变液LQ(粘性流体)的流量比经过隔壁节流孔12的磁流变液LQ的流量多的方式，由控制机构50对隔壁线圈13(隔壁侧可变流量构造)和活塞线圈32的(活塞侧可变流量构造)进行控制。
由此，由于实现气体室RG的低压化，因此能够获得更加稳定的衰减力。
本实施方式的减震器装置1具有使活塞杆20的上端部与车身侧连结，使缸体10的下筒端与车轮侧连结的所谓单缸式正立构造。
通过采用这种构成，与多缸式、倒立构造等相比，能够以较少部件数量且简单的构造构成减震器装置1。
由此，能够以低成本制造高刚性、散热性优异且产生稳定衰减力的减震器装置1。
<第2实施方式>
接下来，参照附图对减震器装置1的第2实施方式进行说明。对与前述减震器装置1同样的构造标注同一附图标记，省略重复的说明。
如图2所示，与前述第1实施方式的最大区别在于控制机构50的构成及控制方法。
本实施方式的控制机构50除了ECU51以外，还具有减震器行程传感器52和计算部53(参照图2的(a))。
减震器行程传感器52计测减震器装置1伸缩时的行程量。
计算部53以计测的行程量与活塞杆20的轴径的乘积，计算进出缸体10的活塞杆20的体积V。
ECU51以使计算出的体积V以下的量的磁流变液LQ经过隔壁节流孔12的方式，对活塞线圈32和隔壁线圈13进行控制。
并且，在与计算出的体积V同量的磁流变液LQ经过隔壁节流孔12的情况下，能够通过气体室RG胀缩吸收在减震器伸缩时在缸体10内进退的活塞杆20的体积。
另外，在计算出的体积V以下的磁流变液LQ经过隔壁节流孔12的情况下，能够吸收进退的活塞杆20的体积，并由隔壁节流孔12产生衰减力。
接下来，对本实施方式的减震器装置1的作用效果进行说明。
在本实施方式的减震器装置1中，能够获得与前述的第1实施方式同样的作用效果。
另外，在本实施方式的减震器装置1中，计算在减震器伸缩时在缸体10内进退的活塞杆20的体积。并且，以使计算出的体积V以下的量的磁流变液LQ经过隔壁节流孔12的方式对活塞线圈32和隔壁线圈13进行控制。
由此，能够将气体室RG内的气压设定得更低，因此能够使衰减力更加稳定。

Claims (3)

1.一种减震器装置，其特征在于，包括：
缸体，其具有筒形状，使两个筒端封闭；
活塞，其设置在贯穿所述缸体的一侧筒端的活塞杆的轴端，以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式配置在所述缸体内；
自由活塞，其以无间隙且能够沿筒轴线方向往复移动的方式，配置在所述缸体内的另一侧筒端与所述活塞之间；
隔壁，其在所述活塞与所述自由活塞之间固定在所述缸体内，沿筒轴线方向对所述缸体内进行划分；
隔壁节流孔，其由贯穿所述隔壁的节流孔构成；
活塞节流孔，其由贯穿所述活塞的节流孔构成；
粘性流体，其填充在所述缸体内的与所述自由活塞相比形成在一侧筒端侧的液室内；
压缩性气体，其填充在所述缸体内的与所述自由活塞相比形成在另一侧筒端侧的气体室内；
隔壁侧可变流量构造，其对经过所述隔壁节流孔的所述粘性流体的流量进行调节；
活塞侧可变流量构造，其对经过所述活塞节流孔的所述粘性流体的流量进行调节；以及
控制机构，其对所述隔壁侧可变流量构造及所述活塞侧可变流量构造进行控制，
所述粘性流体为磁流变液，
所述隔壁侧可变流量构造及所述活塞侧可变流量构造均由电磁线圈构成，
所述活塞包括由所述电磁线圈构成的活塞线圈，
所述隔壁包括由所述电磁线圈构成的隔壁线圈，
所述控制机构对应于所述减震器装置的收缩速度及伸长速度，以使经过所述活塞节流孔的所述磁流变液的流量比经过所述隔壁节流孔的所述磁流变液的流量多的方式对向所述活塞线圈及所述隔壁线圈施加的电压及电流进行控制，
在减震器伸长时以设为与减震器收缩时相同的流量的比例，且针对减震器速度使衰减力降低的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的减震器装置，其特征在于，
所述控制机构将减震器收缩时经过所述隔壁节流孔的所述粘性流体的体积控制为向所述缸体内进入的所述活塞杆的体积以下。
3.根据权利要求1或2所述的减震器装置，其特征在于，
所述缸体具有径向上为单层的圆筒形状，且其另一侧筒端在与所述活塞杆相比的下方被支承，
所述活塞节流孔和所述隔壁节流孔沿所述活塞杆的轴向串联配置，且设定为同一孔径的节流孔。
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