TWI437170B - 流體壓力避震器 - Google Patents

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TWI437170B
TWI437170B TW099135894A TW99135894A TWI437170B TW I437170 B TWI437170 B TW I437170B TW 099135894 A TW099135894 A TW 099135894A TW 99135894 A TW99135894 A TW 99135894A TW I437170 B TWI437170 B TW I437170B
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Takahiko Jinnouchi
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Kayaba Industry Co Ltd
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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    • F16F9/3207—Constructional features
    • F16F9/3235—Constructional features of cylinders
    • F16F9/3242—Constructional features of cylinders of cylinder ends, e.g. caps
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Description

流體壓力避震器
本發明相關於一種汽缸之頂端的支撐結構，該汽缸係配置在流體壓力避震器的管件之中。
用於支撐機車前輪的前叉包含有，舉例來說，流體壓力避震器，該流體壓力避震器包含有一個外管、一個安裝於該外管之中的內管、一個配置在該內管之中的汽缸以及一個容納在該汽缸之中且透過一個要自由地在該汽缸之中滑移的活塞桿而被該外管所支撐的活塞。
日本專利局在2008年所授予專利的JP2008-69830A提出了一種流體壓力避震器，在其中支撐著要自由滑移的活塞桿的頭部構件係被螺在汽缸的頂端上。頭部構件的外部周圍係接觸內管的內部周圍，並且因此，該頭部構件係作用以保持汽缸與內管之內的同心關係。
為了要將頭部構件螺在汽缸的頂端上，必須要增加汽缸頂端的厚度，一個螺絲部分係在該厚度之中形成。在汽缸的頂端之中形成螺絲部分使得汽缸的製造工序變得複雜。此外，將頭部構件螺在汽缸上用掉時間。
因此，本發明的一項目的是要改良配置在汽缸之頂端與一個內管之間之頭部構件的支撐結構。
為了達成以上目的，一個根據本發明的流體壓力避震器包含有一個管件；一個汽缸，其配置在該管件之中且具有一個頂端以及一個由該管件所支撐的基部；一個頭部構件，其係被支撐在該汽缸的一個頂端上；一個洞孔，其形成在該管件之中且具有一個面對該頭部構件的開口；一個環形擋止構件，其係螺在該頭部構件的外部周圍上；以及一個銷構件，其係徑向地通過該擋止構件。銷構件包含有一個由該頭部構件所徑向而向外地支撐的基部以及一個穿過該洞孔的頂端。
本發明的細節以及其他特點及優點係在本說明書的其他部分中提出且顯示在隨附圖式之中。
參照圖式的圖1，配置在機車前輪二側上以形成一個前叉的液壓避震器包含有一個外部管件1以及一個內部管件2。
對應於圖式中相同圖式之上端的外部管件1的基部係透過一個上方托架而固定到車輛主體，並且對應於圖式中相同圖式之下端的內部管件2的基部則支撐著前輪子。
內部管件2的一個頂端係插入外部管件1之中，而可以自由地避震器的中心軸線滑移。內部管件2的一個基部係透過一個底部構件21而被接附到前輪的一個輪子軸桿。該底部構件21係形成為具有一個底部的圓柱形形狀。內部管件2之基部的一個外部周圍係螺入底部構件21的內部周圍。
支撐著內部管件2而可以自由地在軸向方向中沿著中心軸線滑移的軸承11以及12係固定到外部管件1的內部周圍。
潤滑空隙A係在軸承11與12之間形成於外部管件1與內部管件2之間。將工作油料供應給潤滑空隙A，該工作油料係從內部管件2的內部透過一個形成在內部管件2之中的連通洞孔2a而被引導，以便於確保外部管件1相對於內部管件2的平順滑移。
外部管件1的基部係由一個罩蓋構件15所封閉。一個油封13以及一個灰塵密封件14係配置在與軸承12相連之外部管件1之頂端的一個開口的內部周圍上。該油封13的一項功能是緊密地閉合避震器。灰塵密封件14的一項功能是刮除黏附於內部管件2之外部周圍的灰塵，藉此防止灰塵接觸油封13以及保留該油封13的密封性能。
該液壓避震器容納了一個緩衝器，其包含有一個汽缸3、一個活塞5以及一個在該內部管件2之中的活塞桿4。
該汽缸3係配置在內部管件2之中而與該內部管件2同軸。活塞桿4的一個基部係被固定到外部管件1。一個固定到活塞桿4的頂端的活塞5係被插入到該汽缸3之中。該活塞5係回應於避震器的伸長及縮回而在軸向方相中於汽缸3之中滑移。此處，避震器的伸長及縮回表示外部管件1以及內部管件2的伸長及縮回：該汽缸3係以工作油料充填。汽缸3內部被活塞5分成坐落在活塞桿4一側上的油料容室R1以及坐落在活塞5相對於活塞桿4之相對側上的油料容室R2。
一個儲油槽R係形成在汽缸3與內部管件2之間。一個充滿氣體的氣體容室G係形成在儲油槽R中的油料表面O上方。當將壓縮氣體的彈性作用力作用在外部管件1以及內部管件2上、或是換句話說作用如同氣體彈簧時，該氣體容室G係回應於液壓避震器的伸長及縮回而膨脹及收縮。使用一種惰性氣體用於填滿於氣體容室G的氣體。也有可能的是用空氣來填充氣體容室G。
罩蓋構件15可以設有氣體壓力調整機構，像是空氣閥。無論液壓避震器是伸長還是縮回，連通洞孔2a應該是形成在面對在油料表面O之下之工作油料的位置之中。
一個縮回緩衝閥6係設在汽缸3的底部之中。隨著液壓避震器縮回，該縮回緩衝閥6係容許在汽缸3中的過剩的工作油料可以在預定流動阻力的影響下從油料容室R3流到儲油槽R。一個凸緣61係形成在該縮回緩衝閥6的外部周圍上。該凸緣61係被汽缸3以及底部構件21所夾持。縮回緩衝閥6設有一個止回閥，當防止工作油料在相反方向中流動時，隨著液壓避震器遭受到伸長，該止回閥容許工作油料可以從儲油槽R流到油料容室R2。
一個伸長緩衝閥51係設在活塞5之中，用以容許工作油料可以在預定流動阻力的影響下從隨著液壓避震器伸長而收縮的油料容室R1流到油料容室R2。該活塞5進一步設有一個縮回止回閥52，，其係容許工作油料可以在沒有阻力的情況下從油料容室R1流到隨著液壓避震器縮回而擴大的油料容室R2之中。
一個引導構件22係固定於底部構件21的內部周圍。汽缸3的一個基部3a係安裝於引導構件22之中，藉以該引導構件22係作用以確保介於汽缸3與內部管件2之間的同心性。取代提供引導構件22，有可能的是在底部構件21的內部周圍上形成指向底部構件21中心的複數的突伸部，用以保持住汽缸3的基部3a。
藉著實現上文所描述的支撐結構，比起當汽缸3係使用例如螺栓而被固定到底部構件21時，汽缸3係可以更加容易地被支撐在底部構件21。
一個頭部構件31係被支撐在該汽缸3的一個頂端。具體地說，頭部構件31之基部的外部周圍係被安裝到汽缸3頂端的內部周圍之中。相較於螺絲的作用，這種安裝結構並不需要要形成在頭部構件31以及汽缸3之中的螺絲部分，並且因此可以更加容易地將頭部構件31安裝到汽缸3上。
一個伸長限制彈簧S1係被一個與在油料容室R1中之活塞桿4平行的活塞5所支撐著。當液壓避震器伸長到最常狀態附近時，伸長限制彈簧S1藉著接觸頭部構件31的基部而被壓縮，藉此防止活塞5與頭部構件31相撞。
一個懸吊彈簧S係被夾在頭部構件31的頂端與固定到外部管件1之基部的彈簧座16之間。該彈簧座16透過一個安裝件17被支撐在罩蓋構件15之突伸部分15a的外部周圍上。該安裝件17係安裝於突伸部分15a的外部周圍並且回應於設在罩蓋構件15外側上的一個外部調整器18的旋轉操作而在軸向方向中位移，藉軸向地此移動懸吊彈簧S的支撐位置。藉著軸向地移動懸吊彈簧S的支撐位置，作用在外部管件1以及汽缸3上的懸吊彈簧S的彈簧負載可以改變。
該罩蓋構件15包含有一個在外部調整器18內側上的內部調整器19。一個旁通通道係形成在活塞5之中，用以旁通該伸長緩衝閥51。內部調整器19設置成用於操作一個設在旁通通道之中的針閥。避震器的伸長緩衝作用力可以藉著操作內部調整器19而調整。
該頭部構件31係形成為圓柱形形狀，並且一個套管構件32係固定於頭部構件31的內部周圍，以便於支撐活塞桿4使其可以自由滑移。
參照圖2A以及圖2B，一個油料鎖定機構7包含有一個油料鎖定件71，並且一個固持器72係設在頭部構件31的內側上。該固持器72係固定於活塞桿4之外部周圍的構件並且設有一個徑向地向外開放的環部凹槽。在相對於環部凹槽的軸向方向以及徑向方向之中，該油料鎖定件71係被固持在位於一個小空隙處之環形構件的環部凹槽之中。形成在該環部凹槽的底部與油料鎖定件71之間的一個空隙係被稱為空隙A1。油料鎖定件71的外部周圍係在頭部構件31的內部周圍上滑移。
油料鎖定件71以及形成環部凹槽之固持器72的軸向頂端部位係視油料鎖定件71在軸向方向中的位置而定而變成接觸的。當活塞桿4在伸長方向之中從圖2A所示的位置處位移時，油料鎖定件71係接觸固持器72對應於在圖中固持器72之下方頂端的一個頂端部位。固持器72的這個頂端部位具有一個切口，舉例來說，即使在油料鎖定件71係與該頂端部位相接處的狀態之中，其係永久地將形成在油料鎖定件71下方的一個空間連接到該空隙A1。
同時，一個空隙係形成在位於此位置中的油料鎖定件71與固持器72對應於在圖中固持器72之上方頂端的另一個頂端部位之間。
當活塞桿4在伸長方向之中位移時，工作油料係因此經由空隙A1流動於在油料鎖定件71二側上的空間之間，以便於不會中斷活塞桿4在伸長方向之中的位移。
另一方面，當活塞桿4大約要在縮回方向之中從圖中所示的位置處位移時，油料鎖定件71係接觸對應於在圖中固持器72的上方頂端的頂端部位。不同於對應於在圖中油料鎖定件71的下方頂端的頂端部位，對應於在圖中之固持器72之上方頂端的頂端部位並不具有切口。
藉著接觸油料鎖定件71，對應於在圖中之固持器72上方頂端的頂端部位係因此會中斷在圖中之油料鎖定件71上方的空間與空隙A1之間的工作油料的流動。結果，在圖中之油料鎖定件71下方之頭部構件31中空間之中的油料無法流出，藉此鎖定活塞桿4在縮回方向中從如圖2A所示之位置處的位移。
如圖2A所示之油料鎖定件71的位置係對應於避震器的最縮回的位置。在避震器之油料鎖定件71係坐落在頭部構件31外側的其他操作位置之中，活塞桿4的位移不會被油料鎖定件71所中斷。只有當液壓避震器達到最縮回位置附近時，油料鎖定機構7變成活動的。
藉著因此導致油料鎖定件71侵入頭部構件31，在運用緩衝效果的同時，油料鎖定機構7係進一步鎖住避震器縮回最縮回位置之外。
再次參照圖1，在儲油槽R中之油料表面O係被預先設定，以便於不會中斷以上油料鎖定機構7的操作。具體地說，油料表面O係設定成確保當油料鎖定機構7開始操作時，在圖1中之油料鎖定件71下方頭部構件31之中的空間係用工作油料填滿。
再次參照圖2A以及圖2B，頭部構件31係透過一個由複數對的擋止構件101以及銷構件102所構成的連接機構10接附到內部管件2。該連接機構10確保了介於汽缸3與內部管件2之間的同心性，容許根據下文所述之結構之汽缸3在軸向方向上相對於內部管件2的微小位移。
擋止構件101係螺在頭部構件31基部之外部周圍上的環形形狀構件螺絲，為了這個目的，一個公螺絲31a係形成在頭部構件31基部的外部周圍上，並且一個母螺絲101a係形成在擋止構件101之一個基部的內部周圍上。擋止構件101的外部周圍係與內部管件2的內部周圍接觸。
一個空隙係形成於擋止構件101對應於在圖2B中其一個上方部分的一個頂端與內部管件2的外部周圍之間。複數個洞孔101b係形成為在相等的角度間隔處於徑向方向中通過擋止構件101的頂端。銷構件102的一個頂端部位102c係穿過洞孔101b。一個凸緣部位102a係形成在銷構件102的一個基部處。該凸緣部位102a具有比頂端部位102c還要大的直徑。該凸緣部位102a係被固持在介於擋止構件101的頂端與內部管件2的外部周圍之間的空隙之中。
面對內部管件2的凹槽102b係在周圍方向中形成在凸緣部位102a之中。一個具有稍微比內部管件2外徑還要大的內徑的卡扣環103係被安裝於每個銷構件102的凹槽102b之中。每個銷構件102係被卡扣環103徑向地向外偏壓。
應該注意的是，擋止構件101的形狀並不限於環形形狀。只要母螺絲101a可以形成在擋止構件101基部的內部周圍上以及銷構件102的基部可以如上所述地被固持著，擋止構件101可以用任何形狀形成。
內部管件2具有與銷構件102相同數目的洞孔2b。該等洞孔2b係在徑向方向形成，以便於容許銷構件102的頂端部位102c穿過。每個洞孔2b都具有比每個頂端部位102c的外徑稍微大的直徑。這種洞孔2b直徑的設定容許銷構件102可以容易地穿過洞孔2b，藉此省去了洞孔2b以及銷構件102之嚴格的尺寸控制的需要。
連接機構10較佳地是由複數對的銷構件102以及洞孔2b所構成，但是至少單一對的銷構件102以及洞孔2b可以構成該連接機構10。
透過連接機構10將頭部構件31接附到內部管件2的一項處理程序係如以下所述地進行。
具體地說，銷構件102係被插入擋止構件101的洞孔101b之中。卡扣環103係被安裝於每個銷構件102之凸緣部位102a的凹槽102b之中，藉此將銷構件102徑向地向外偏壓。
結果，每個銷構件102的頂端部位102c係在徑向方向中從擋止構件101的外部周圍突伸出。在這樣的狀態下，擋止構件101係安裝於內部管件2的內部周圍。在此處理程序中，銷構件102係藉著接觸內部管件2的內部周圍而暫時地被推回到洞孔101b之中。銷構件102的頂端部位102c較佳地形成為具有一個圓形頂面，以便於能夠容易地在內部管件2的內部周圍上滑移。
擋止構件101從而在軸向方向及在徑向方向中於內部管件2之內移動，直到銷構件102的頂端部位102c穿過洞孔2b為止。
當擋止構件101到達在內部管件2中的正確位置之中時，由於卡扣環103的偏壓作用力，銷構件102的頂端部位102c係自動地穿過洞孔2b。可以用這種方式容易地進行將擋止構件101接附到內部管件2。
在擋止構件101正確地接附到內部管件2的狀態中，係導致卡扣環103侵入以頂端部位102c穿過洞孔2b之每個銷構件102之凸緣部位102a的凹槽102b。據此，卡扣環103並不會落到凹槽102b之外。
接下來，頭部構件31係被固定到已經接附到內部管件2的擋止構件101。汽缸3之頂端的內部周圍係預先地安裝到頭部構件31基部的外部周圍上。該頭部構件31係與汽缸3一起被插入內部管件2的內部之中，並且在頭部構件31基部之外部周圍上的公螺絲31係被螺入在擋止構件101基部之內部周圍的母螺絲101a之中。這是針對固定汽缸3所需要的唯一螺接操作。
在以這種方式將頭部構件31螺接到擋止構件101之後，底部構件21係被螺接於內部管件2基部的外部周圍上，同時將縮回緩衝閥6的凸緣61夾持在汽缸3的基部與底部構件21之間。縮回緩衝閥6係藉此在沒有使用像是螺栓的固定用構件的情況下固定於汽缸3的底部。
當底部構件21被螺接到內部管件2基部的外部周圍上時，由於銷構件102之頂端部位102c的直徑與洞孔2b直徑之間的差異，連接機構10中的鬆弛係被抵銷掉。具體地說，當底部構件21穩固地螺接到內部管件2基部的外部周圍上時，汽缸3的一個下方頂端係被底部構件21所推動，使得該頂端係相對於內部管件2在軸向方向中移動，也就是在圖1中向上移動。
在連接機構10之中，銷構件102係被洞孔101b的一個框緣在與汽缸3之位移相同的方向中推動，直到所述銷構件102變成與洞孔2b的框緣接觸為止。結果，每個銷構件102的頂端部位102c係在軸向方向中被洞孔2b的框緣與洞孔101b的框緣所夾持。介於頂端部位102c與洞孔2b之間以及介於頂端部位102c與洞孔101a之間的鬆弛係藉著這種方式被抵消掉。
藉著將底部構件21穩固地螺在內部管件2基部的外部周圍上，內部管件2以及汽缸3係被整合在一起。
藉著將頭部構件31固定到擋止構件101，每個銷構件102之凸緣部位102a的凹槽102b係由頭部構件31的外部周圍所關閉，該頭部構件31的外部周圍亦作用以防止卡扣環103掉落出凹槽102b之外。
如上文所描述的，在此液壓避震器之中，因為頭部構件31是簡單地插入汽缸3之中，介於頭部構件31與汽缸3之間的連接結構係被簡化了。改變汽缸3的頂端厚度或是在汽缸3頂端形成螺絲部分在這種液壓避震器之中是不需要的。
介於頭部構件31與擋止構件101之間以及介於內部管件2與底部構件21之間的二個螺絲連接抵銷掉介於內部管件2與擋止構件101之間之連接的鬆弛狀況。結果，內部管件2以及汽缸3係透過簡單的組裝處理程序而緊密地整合在一起。
2009年10月27日在日本提出申請之Tokugan之2009-246705的內容係以參考的方式加入本文之中。
雖然本發明在上文之中已經參照某些實例而描述過了，本發明並不受限於上文所描述的實例。在申請專利範圍的範圍之內，所屬技術領域中具有通常知識者將會產生上文所描述的實例的修改以及變化。
舉例來說，在上文所描述的實例之中，本發明係運用於一種外部管件1係固定於車輛主體而內部管件2係接附到一個輪軸的避震器之中。然而，本發明可以被運用於一種內部管件係被固定到車輛主體而外部管件係接附到輪軸的避震器。
在上文所描述的實例之中，汽缸3以及底部構件21係配置成用以捉住收縮緩衝閥6。然而，本發明可以被應用於其中汽缸以及底部構件係直接接觸彼此而不會握持著收縮緩衝閥的避震器。
其中界定了排他性質或特權的本發明實例係在下文中界定。
1．．．外部管件
2．．．內部管件
2a．．．連通洞孔
2b．．．洞孔
3．．．汽缸
3a．．．汽缸基部
4．．．活塞桿
5．．．活塞
6．．．收縮緩衝閥
7．．．油料鎖定機構
10．．．連接機構
11，12．．．軸承
13．．．油封
14．．．灰塵密封件
15．．．罩蓋構件
15a．．．罩蓋構件的突伸部分
16．．．彈簧座
17．．．安裝件
18．．．外部調整器
19．．．內部調整器
21．．．底部構件
22．．．引導構件
31．．．頭部構件
31a．．．公螺絲
32．．．套管構件
51．．．伸長緩衝閥
52．．．縮回止回閥
61‧‧‧凸緣
71‧‧‧油料鎖定件
72‧‧‧固持器
101‧‧‧擋止構件
101a‧‧‧母螺絲
101b‧‧‧洞孔
102‧‧‧銷構件
102a‧‧‧凸緣部位
102b‧‧‧凹槽
102c‧‧‧頂端部位
103‧‧‧卡扣環
A‧‧‧潤滑空隙
A1‧‧‧形成於環部凹槽底部與油料鎖 定件之間的空隙
G‧‧‧氣體容室
O‧‧‧油料表面
R‧‧‧儲油槽
R1‧‧‧油料容室
R2‧‧‧油料容室
R3‧‧‧油料容室
S‧‧‧懸吊彈簧
S1‧‧‧伸長限制彈簧
圖1係包括根據本發明實例之液壓避震器之部分側視圖的縱向剖面視圖。
圖2A以及圖2B係設在液壓避震器中的頭部構件的縱向剖面視圖以及將頭部構件連接到液壓避震器之內部管件之銷構件的放大縱向剖面視圖。
1．．．外部管件
2．．．內部管件
2a．．．連通洞孔
2b．．．洞孔
3．．．汽缸
3a．．．汽缸基部
4．．．活塞桿
10．．．連接機構
31．．．頭部構件
31a．．．公螺絲
32．．．套管構件
71．．．油料鎖定件
72．．．固持器
101．．．擋止構件
101a．．．母螺絲
101b．．．洞孔
102．．．銷構件
102a．．．凸緣部位
102b．．．凹槽
102c．．．頂端部位
103．．．卡扣環
A．．．潤滑空隙
A1．．．形成於環部凹槽底部與油料鎖定件之間的空隙
R．．．儲油槽
R1．．．油料容室
S．．．懸吊彈簧

Claims (10)

  1. 一種流體壓力避震器包含有：一個管件(2)；一個汽缸(3)，其配置在該管件(2)之中以及具有一個頂端以及一個被該管件(2)所支撐的基部；一個頭部構件(31)，其被支撐在該汽缸(3)的頂端上；一個洞孔(2b)，其係形成在該管件(2)之中以及具有一個面對該頭部構件(31)的開口；一個環形形狀的擋止構件(101)，其係螺接於該頭部構件(31)的外部周圍上；以及一個銷構件(102)，其係徑向地通過該擋止構件(101)，該銷構件(102)包含有一個被該頭部構件(31)所徑向而向外地支撐的基部以及一個穿過該洞孔(2b)的頂端部位(102c)。
  2. 如申請專利範圍第1項的流體壓力避震器，其中該頭部構件(31)係安裝於該汽缸(3)頂端的外部周圍。
  3. 如申請專利範圍第1項的流體壓力避震器，其中該銷構件(102)的頂端部位(102c)係穿過該洞孔(2b)而在其之間係有一個空隙。
  4. 如申請專利範圍第1項的流體壓力避震器，其中該銷構件(102)的基部係被該頭部構件(31)所支撐，而可以沿著該汽缸(3)的中心軸移動。
  5. 如申請專利範圍第4項的流體壓力避震器，其中該銷 構件(102)的基部包含有一個凸緣部位(102a)，其係被固持在一個形成在擋止構件(101)與頭部構件(31)之間的空隙之中，以及該頂端部位(102c)係通過該擋止構件(101)而在其之間有一個空隙。
  6. 如申請專利範圍第1項的流體壓力避震器，其進一步包含有一個底部構件(22)，其係被螺接於該管件(2)上以及支撐著該汽缸(3)的基部。
  7. 如申請專利範圍第6項的流體壓力避震器，其進一步包含有一個形成在該汽缸(3)之中的流體容室(R2)、一個形成在該管件(2)與該汽缸(3)之間用以儲存工作流體的流體儲存槽(R)以及一個緩衝閥(6)，該緩衝閥(6)係被夾持在該底部構件(21)與該汽缸(3)之間，用以容許流體流動於該流體容室(R1)與該流體儲存槽(R)之間。
  8. 如申請專利範圍第1到7項其中任一項的流體壓力避震器，其進一步包含有一個安裝於該管件(2)上而可以自由滑移的外部管件(1)、一個由該外部管件(1)所支撐及穿過該頭部構件(31)而可以自由滑移的活塞桿(4)、以及一個被連接到該活塞桿(4)以及被容納於該汽缸(3)之中而可以自由滑移的活塞(5)。
  9. 如申請專利範圍第8項的流體壓力避震器，其進一步包含有一個配置在該頭部構件(31)與該外部管件(1)之間的彈簧(S)。
  10. 如申請專利範圍第8項的流體壓力避震器，其進一步包含有一個油料鎖定件(71)，其係安裝於該活塞桿(4) 的外部周圍上以及當活塞(5)位移到某一個在該汽缸(3)之中的位置時侵入該頭部構件(31)，該頭部構件(31)、該油料鎖定件(71)以及該活塞桿(4)形成一個油料鎖定空間，當該油料鎖定件侵入該頭部構件(31)之中時，該油料鎖定空間係鎖住該活塞(5)的進一步位移。
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