TW201600758A

TW201600758A - 避震器

Info

Publication number: TW201600758A
Application number: TW104119616A
Authority: TW
Inventors: 藤原俊介
Original assignee: 小金井股份有限公司
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-01-01
Also published as: EP2957791A1; EP2957791B1; CN204805421U; JP2016003710A; JP6259722B2; TWI644030B; US20150362040A1; US9551395B2

Abstract

一種避震器，能夠輕易地調整其衰減量的小型化的避震器。避震器10包括有外管11與內管15，活塞桿14從外管11的前端部突出。旋轉操作部19，設置於內管15，並從外管11的基端部突出。液體收容室16，藉由環狀活塞27被區分成衝擊吸收室28及蓄積室29。外管11的流量調整孔48，由接觸面51與偏心面52所構成，偏心面52與內管15之間，形成有與連通孔49連通的分流通路53。

Description

避震器

本發明係關於一種衰減移動構件的動能的避震器。

將移動構件停止在預定位置時，為了衰減移動構件的動能並緩和施加於移動構件的衝擊力，會使用緩衝器，也就是避震器。避震器的類型中，有一種包括有內管和外管的雙重管結構的避震器。

該雙重管結構類型的避震器，在內管設置有液體收容室，液體注入液體收容室。液體收容室藉由設置於內管的連通孔連通內管與外管間的空間。在液體收容室內沿軸向移動的活塞，設置於活塞桿的基端部。移動構件對活塞桿施加衝擊力，活塞藉由液體收容室內的液體通過連通孔流出到內管的外部時的流動阻力，衰減移動構件的動能。藉由改變連通孔的開放程度來改變連通孔內流動的液體的流動阻力，以調整衰減量。

專利文獻1中記載一種油壓緩衝器，包括有組成活塞桿的汽缸，即內管，與裝設在汽缸外側的可旋轉的殼本體，即外管。調整環與蓄積構件等安裝於殼體，調整環與蓄積構件並配置於汽缸與殼體間以圓筒形結構形成的液體室內。藉由旋轉調整環來改變孔口(orifice)，即連通孔，與調整環間的距離，使液體的流動阻力改變。

專利文獻2中記載了一種緩衝器，內汽缸與漂浮活塞等在汽缸上同軸組成。內汽缸，以可旋轉的方式內置在汽缸內，內汽缸的突出端部從汽缸的一端部突出，活塞桿從內汽缸的突出端部突出。在內汽缸與漂浮活塞間形成的流體室，藉由貫通孔與內汽缸內部的液體收容室相連通，且汽缸內面設置有與貫通孔連通的偏心V槽。

專利文獻3的第4圖中記載了一種流體壓式緩衝裝置，其中包括有計量管(metering tube)與以可旋轉的方式內置在計量管中的壓力管。壓力管的外面形成有偏心槽，在壓力管上形成有對偏心槽開口的穴，孔口設置於計量管。壓力管內的液體通過穴、偏心槽及孔口流出到計量管外部。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本發明專利昭和第54-38270號公報

【專利文獻2】日本實用新型專利昭和第61-66235號公開公報

【專利文獻3】日本實用新型專利平成第6-28377號公開公報

專利文獻1中記載的油壓緩衝器，其液體室在汽缸與殼體間以圓筒形狀形成，且調整環與蓄積構件配置於液體室的油壓緩衝器，使殼體的外徑增加，緩衝器無法達到小型化。又，調整環藉由滾珠螺桿(ball screw)組裝於殼體的結構，對小型的緩衝器而言，無法增加調整環與殼體間的連接強度，難以適用於小型的緩衝器。

關於專利文獻2中記載的汽缸內以內汽缸與漂浮活塞組合成的型態，緩衝器無法達到小型化。且，調整流量的內汽缸的突出端必須與活塞桿的突出端部設置在同一側。即，流量的調整機制因為工件與活塞桿有碰撞側，衰減量的調整不能容易地進行。

此外，如專利文獻3所記載，對在外側的計量管設置有孔口的型態而言，因為計量管的外側還必須要設置有管，而無法達成緩衝器的小型化。

本發明的目的在於，達成避震器的小型化。

本發明的另一目的在於，使避震器的衰減量的調整能夠容易地進行。

本發明所述的避震器，包括：外管，裝設有在軸向上自由往復移動的活塞桿，該活塞桿的突出端部從該外管的前端部突出；內管，以可旋轉的方式裝設在該外管內，與該外管共同形成供液體注入的液體收容室；旋轉操作部，設置於該內管，從該外管的基端部突出；彈簧構件，配置於衝擊吸收室的內部，對該活塞桿施加突出方向的彈簧力；連通孔，在該內管上沿徑向貫通設置；以及流量調整孔，設置於該外管的內周面，該流量調整孔由與該內管的外周面接觸的接觸面及相對該內管的旋轉中心軸在徑向上偏心的偏心面構成，且該偏心面與該內管的外周面之間形成連通於該連通孔的分流通路；其中該避震器依據該內管的旋轉來變化該分流通路與該連通孔間的連通開放程度。

本發明所述的避震器，具有內管及外管的內外雙重構造，活塞桿的突出端部從避震器的前端部突出，活塞桿被施加來自外部的衝擊力。因為衝擊吸收室及蓄積室在軸方向相鄰設置，避震器的外徑不會增加，而能夠達成避震器的小型化。

外管，包括有：與內管的外周面接觸的接觸面及與內管的外周面之間形成有分流通路的偏心面構成。設置於內管的連通孔，藉由分流通路使液體能在衝擊吸收室及蓄積室之間流動。當變化連通孔內流動液體的流動阻力來調整衝擊力的減衰量時，使內管旋轉。此時，因為藉由從外管的基端部側突出的旋轉操作部來旋轉內管，避震器可以多次動作並同時調整衰減量。

10‧‧‧避震器

11‧‧‧外管

12‧‧‧公螺紋

13‧‧‧螺帽

14‧‧‧活塞桿

14a‧‧‧活塞桿的突出端部

14b‧‧‧活塞桿的基端部

15‧‧‧內管

16‧‧‧液體收容室

17‧‧‧內管的開口

18‧‧‧閉塞部

19‧‧‧旋轉操作部

20‧‧‧貫通孔

21‧‧‧液體注入孔

22‧‧‧止擋螺絲

23‧‧‧安裝孔

24‧‧‧密封構件

25‧‧‧調整鈕

26‧‧‧空心銷軸

27‧‧‧環狀活塞

28‧‧‧衝擊吸收室

29‧‧‧蓄積室

30‧‧‧間隙

31‧‧‧凸緣

32‧‧‧彈簧承受構件

32a‧‧‧彈簧承受構件的凸緣部

33‧‧‧線圈彈簧

34‧‧‧間隙

35‧‧‧槽

36‧‧‧桿蓋

37‧‧‧貫通孔

38、39‧‧‧密封構件

41‧‧‧端板

42‧‧‧收容槽

43‧‧‧蓄積構件

45、46‧‧‧嵌合孔

47‧‧‧密封構件

48‧‧‧流量調整孔

49‧‧‧連通孔

51‧‧‧接觸面

52‧‧‧偏心面

53‧‧‧分流通路

e‧‧‧偏心量

P‧‧‧旋轉中心軸

Q‧‧‧偏心中心軸

R_p‧‧‧旋轉半徑

R_q‧‧‧半徑

第1圖為本發明的避震器的一實施例的縱剖面圖；第2圖 (A)為第1圖沿2A-2A線的剖面圖，(B)為內管從(A)旋轉90°的狀態下沿2A-2A線的剖面圖，(C)為內管從(A)旋轉180°的狀態下沿2A-2A線的剖面圖；第3圖 (A)為外管的縱剖面圖，(B)為(A)沿3B-3B線的剖面圖；以及第4圖 (A)為內管的旋轉中心到外周面的半徑及外管的偏心面的半徑的示意圖，(B)為在外管形成的接觸面以實線表示的示意圖，(C)為在外管形成的接觸面與偏心面以實線表示的示意圖，(D)為接觸面與偏心面所構成的流量調整孔與內管的關係示意圖。

以下，根據圖式說明本發明實施例。如第1圖所示，避震器10包括有一外側筒，即外管11。外管11的外周面形成有公螺紋12，螺帽13與公螺紋12螺鎖連結。藉由螺帽13將外管11與未圖示的構件連結。

活塞桿14以能在軸向上自由往復移動的方式裝設於外管11中，活塞桿14的突出端部14a從外管11的前端部突出。內管15以可旋轉的方式裝設在外管11內。如此，避震器10具有內外雙重的管。

液體收容室16跨越設置在內管15的內部及內管15與外管11之間的空間。閉塞部18設置於內管15的基端部側，在閉塞部18上設置有圓筒狀的旋轉操作部19。旋轉操作部19貫穿設置於外管11的基端部的貫通孔20，在軸向上朝外方突出。

在本說明書中，外管11之中，活塞桿14突出的一端作為前端部，相對側的另一端部作為基端部。同樣地，活塞桿14的突出端部14a是活塞桿14的前端部，相對側的端部是基端部14b。

為了在避震器10內填充液體，閉塞部18設置有液體注入孔21，液體注入孔21開口於液體收容室16的基端部側的底面。止擋螺絲22在液體注入孔21螺合栓緊。當止擋螺絲22栓緊液體注入孔21時，止擋螺絲22從設置於旋轉操作部19的安裝孔23插入。液體注入避震器10內後，液體注入孔21藉由止擋螺絲22關閉。為了密封液體注入孔21，止擋螺絲22上裝設有密封構件24。旋轉操作部19上安裝有環狀的調整鈕25。為了將環狀的調整鈕25安裝於旋轉操作部19上，調整鈕25上安裝有空心銷軸26，空心銷軸26貫通旋轉操作部19。操作者藉由旋轉調整鈕25來調整內管15。為了固定內管15，並調整內管15的旋轉，調整鈕25裝設有未圖示的固定螺絲構件。

環狀活塞27設置於活塞桿14的基端部14b。環狀活塞27配置於內管15內。液體收容室16藉由環狀活塞27區分成位於內管15的基端部側的衝擊吸收室28及相對側的蓄積室29。環狀活塞27的外周面與內管15的內周面之間設置有間隙30。凸緣31設置於活塞桿14的基端部，彈簧承受構件32安裝於活塞桿14的基端部。環狀活塞27係在軸向上以可移動的方式設置在凸緣31與彈簧承受構件32的凸緣部32a之間的基端部14b。為了對活塞桿14施加突出方向的彈簧力，彈簧構件即線圈彈簧33配置於液體收容室16的內部。線圈彈簧33的一端與彈簧承受構件32頂接，另一端與閉塞部18頂接。

間隙34設置於環狀活塞27的內周面與活塞桿14的外周面之間。間隙34比間隙30大。環狀活塞27的端面設置有多個與彈簧承受構件32對向的槽35。未圖示的移動構件碰撞活塞桿14使活塞桿14後退移動時，環狀活塞27與凸緣31頂接，阻斷間隙34與蓄積室29的連通。然，衝擊吸收室28內的液體，通過環狀活塞27與內管15的內周面之間的間隙30向蓄積室29流動。另一方面，活塞桿14藉由線圈彈簧33的彈簧力突出移動時，環狀活塞27會頂接於彈簧承受構件32的凸緣部32a。因此，除了在環狀活塞27與內管15的內周面之間的間隙30流動，液體也通過間隙34與槽35，從蓄積室29流向衝擊吸收室內。藉此，活塞桿14的突出移動比後退移動時的液體流動阻力小，活塞桿14的突出移動能夠迅速進行。如此一來，環狀活塞27具有逆止閥的功能，施加於活塞桿14的流動阻力在活塞桿14後退移動增加，在活塞桿14的突出移動時小。

桿蓋36裝設於外管11的前端部。桿蓋36上設置有貫通孔37，活塞桿14貫通貫通孔37並從外管11的前端部向外方突出。桿蓋36的內周槽設置有密封構件38，密封構件38密封活塞桿14與桿蓋36間。桿蓋36的外周槽設置有密封構件39，密封構件39密封桿蓋36與外管11之間。端板41裝設於外管11的前端部，端板41頂接於桿蓋36，桿蓋36透過端板41被固定在外管11。

圓筒形狀的收容槽42設置於桿蓋36的外周部，收容槽42與內管15的開口17側的蓄積室29相連通。收容槽42裝設有圓筒形狀的蓄積構件43。蓄積構件43係由，例如閉孔型的海棉等所形成。活塞桿14的後退移動時，藉由從衝擊吸收室28流入蓄積室29的液體，收縮蓄積構件43。相反的，活塞桿14的突出移動時，蓄積構件43回復原狀，從蓄積室29對衝擊吸收室28供給液體。

如此，蓄積構件43設置於在軸向上引導活塞桿14的桿蓋36上。在該位置，由於蓄積構件43會收縮復原，避震器10的外徑不會增加，可以達成避震器10小型化。

如第3圖所示，第一嵌合孔45設置於外管11的基端部。由於第一嵌合孔45的中心軸係與內管15的旋轉中心軸P同軸，內管15的基端部在嵌合孔45上以可旋轉的方式被支持。第二嵌合孔46設置於外管11的前端部，桿蓋36固定在第二嵌合孔46上。第二嵌合孔46的中心軸也與旋轉中心軸P同軸。第一嵌合孔45的內周面全部與內管15的基端部的外周面接觸，並以使內管15可旋轉的方式支持內管15。如此，藉由合適的軸加工構造，內管15能維持軸心並平順地旋轉。

如第1圖所示，密封構件47裝設在環狀槽上，該環狀槽設置於內管15的閉塞部18的外周面，密封構件47密封內管15與嵌合孔45之間。

流量調整孔48位在兩嵌合孔45、46之間而設置於外管11上。第一嵌合孔45的長度為L1，流量調整孔48的長度為L2，第二嵌合孔46的長度為L3。如第1圖所示，連通孔49在內管15上徑向貫通設置。連通孔49，設置於流量調整孔48中且在軸向上靠近第一嵌合孔45側的位置。

流量調整孔48的軸向的一端部與第一嵌合孔45連結，另一端部與第二嵌合孔46連結。如第2圖及第3圖所示，流量調整孔48由與內管的外周面接觸的接觸面51及偏心面52所構成。偏心面52為圓弧面，且該圓弧面以偏心中心軸Q為中心，該偏心中心軸Q相對於第一嵌合孔45與第二嵌合孔46的旋轉中心軸P以偏心量e偏心。分流通路53在偏心面52與內管15的外周面之間形成。分流通路53與連通孔49連通，在活塞桿14軸向移動時，液體通過分流通路53在衝擊吸收室28及蓄積室29間流動。如第3(B)圖所示，分流通路53的厚度尺寸在偏心面52的圓周方向的中央部最厚，圓周方向往兩側部逐漸減少。

如第2圖所示，連通孔49在圓周方向錯開設置有5個。5個連通孔49，以旋轉中心軸P為中心在圓周方向設置。連通孔49的數量，並不限於5個，1個或2個以上的任何複數皆可，但以複數設置為優選。多個連通孔49在圓周方向錯開設置，可以大範圍地調整流經連通孔49的液體的流動阻力。

當內管15的外周面的旋轉半徑為R_p時，接觸面51的半徑比R_p略大。而偏心面52的半徑為R_q時，半徑R_q設定為比旋轉半徑R_p大。偏心量e，設定為比半徑R_q與旋轉半徑R_p的半徑差△R=R_q-R_p大。即設定為e>△R。

如此，偏心量e設定為比半徑差△R大，形成外管11的內周面與內管15的外周面接觸的接觸面51。

第4(A)圖為內管15的旋轉半徑R_p及外管11的偏心面52的半徑R_q的關係的示意圖，旋轉半徑R_p的圓以虛線表示，半徑R_q的圓以雙點劃線表示。由於偏心量e設定為比半徑差△R大，旋轉半徑R_p的圓比半徑R_q的圓在更外側滑動。

以下舉例對外管11的孔加工步驟。首先，對所有貫通孔20進行孔加工。接著，如第3圖所示，第一嵌合孔45以旋轉半徑R_p作為內徑，以深度為L1+L2+L3加工。接著，將第二嵌合孔46以L1的深度加工。最後，如第3圖及第4(C)圖所示，以從前述的加工中心位置移動偏心量e的偏心中心軸Q為中心，將半徑為R_q的偏心孔以L2的深度加工。根據該最後的加工，如第3圖及第4(C)圖所示，將與接觸面51連接的偏心面52以L2的長度形成。

如第4(D)圖所示，外管11內裝設有內管15，外管11的偏心面52與內管15的外周面之間，形成有與連通孔49連通的分流通路53。

第2(A)圖表示5個連通孔49與分流通路53連通的狀態。在此狀態下，分流通路53與連通孔49間的連通開放程度為最大，透過所有連通孔49連通分流通路53與衝擊吸收室28，使液體的流動阻力為最小。第2(A)圖表示圓周方向中央部的連通孔49定位在偏心面52的圓周方向中心部的狀態，所有連通孔49的開口面與偏心面52之間的厚度的尺寸為最大值。

第2(B)圖表示內管15從第2(A)圖向逆時針方向旋轉90°後的狀態。此狀態下，兩個連通孔49被接觸面51關閉，三個連通孔49與分流通路53連通。因此，分流通路53與連通孔49的連通開放程度，比第2(A)圖所示的狀態還小。連通的三個連通孔49的開口面與偏心面52之間的厚度尺寸比第2(A)圖所示的狀態還小。

第2(C)圖表示內管15從第2(A)圖的狀態旋轉180°後的狀態。此狀態下，所有連通孔49藉由接觸面51被關閉，液體幾乎不能流過連通孔49。如此，內管15被旋轉時，分流通路53及多個連通孔49的各連通開放程度可以從無階段地從全開位置變化成全閉位置。

以下針對避震器10的衝擊吸收動作加以說明。移動構件未頂接於活塞桿14的突出端部14a的狀態下，藉由線圈彈簧33的彈簧力，活塞桿14到達突出限制位置。此狀態下，未圖示的移動構件與活塞桿14碰撞時，活塞桿14往後退方向，即對突出端部14a施加往外管11內進入方向的衝擊力。

藉此，環狀活塞27在液體收容室16內後退移動，衝擊吸收室28內的液體，通過環狀活塞27的外周面與內管15的內周面之間的間隙向蓄積室29流動，同時，也經過連通孔49向分流通路53流出，往蓄積室29流動。流入蓄積室29的液體使蓄積構件43收縮。此時，因為從衝擊吸收室28流向蓄積室29的液體流動阻力增加，移動構件的動能會減弱。藉此，緩和施加於移動構件衝擊力。移動構件頂接於端板41之後，移動構件的移動即停止。移動構件與端板41頂接時，能夠緩和對移動構件施加的衝擊力。

而當移動構件離開活塞桿14時，藉由線圈彈簧33將活塞桿14往突出方向驅動。此時，從蓄積構件43供給的液體，除了從環狀活塞27與內管15的內周面之間的間隙30、連通孔49之外，也從間隙34與槽35向衝擊吸收室28流入。藉此，活塞桿14被迅速地朝突出限制位置驅動。

變化內管15的旋轉角度時，連通孔49的連通開放程度可以無階段地變化。調整內管15的旋轉角度時，將設置於調整鈕25的未圖示的固定螺絲構件放鬆使內管15旋轉。此時，由於調整鈕25從外管11的基端部側突出設置，在外管11的基端部側能夠容易地進行內管15的旋轉操作。且，因為在外管11的基端部操作調整鈕25可以調整內管15的旋轉角度，當避震器10被設置於構件上的狀態下時，確認移動構件對活塞桿14碰撞的移動構件的衝擊力的同時，可以藉由調整鈕25變化連通孔49的連通開放程度。

前述避震器10，因為僅有內管11及外管15兩零件，且可以調整避震器10的衰減量，能夠減少構成零件的數量，縮減軸向及徑向的尺寸，達成避震器10小型化。因為支持內管15旋轉的第一嵌合孔45在軸向延伸，內管15的軸不會晃動。且，因為內管15的外周面與嵌合孔45嵌合，其加工精度容易地提高，內管15旋轉時內管的軸也不會晃動，可以高精度地調整連通孔49從全開到全閉的衰減量。

本發明不限於前述實施的型態，還包括不脫離本發明要旨的各種改變的可能型態。例如，旋轉半徑與半徑為同徑，即△R=0也可以。本發明之避震器10的使用型態，不僅適用於移動構件與活塞桿14碰撞使端板41與移動構件頂接的情況，對於震動構件安裝在活塞桿14的前端部，吸收震動構件的衝擊的情況，也適用本發明之避震器10。