TWI599731B - 阻尼裝置 - Google Patents

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TWI599731B
TWI599731B TW103136444A TW103136444A TWI599731B TW I599731 B TWI599731 B TW I599731B TW 103136444 A TW103136444 A TW 103136444A TW 103136444 A TW103136444 A TW 103136444A TW I599731 B TWI599731 B TW I599731B
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佐佐木勝美
後藤修
松井敏明
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Psc股份有限公司
新日鐵住金股份有限公司
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Description

阻尼裝置
本發明係有關阻尼裝置，關於具有藉由活塞分成兩個氣體室之汽缸，且兩個氣體室對於活塞之移動發揮作為阻尼器的功能之阻尼裝置。
阻尼器，係為了衰減振動廣泛地被使用。例如，在專利文獻1敘述著：作為鐵道車輛之振動抑制裝置，以往，在車體與台車之間介裝由空氣彈簧或者線圈彈簧所構成之彈簧，以吸收車體從台車受到的衝擊。藉此衝擊會被吸收，而乘坐感會提昇，但由於空氣彈簧本身的振動會產生而使車體振動，會給乘客帶來不快感，因此為了使該空氣彈簧之橫方向振動衰減，使用左右動阻尼器。
又，在專利文獻2敘述有：藉由增壓裝置增壓後之高壓氣體來作動之阻尼裝置。敘述著：藉此可實現阻尼裝置之小型化，並且活塞之對於軸方向移位之剛性變高，因此可改善阻尼特性之響應性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開平9-301164號公報
專利文獻2：日本特開2013-067259號公報
由於藉由活塞汽缸機構所分隔之兩個氣體室，係在某一方配置活塞桿件，因此活塞之面向兩個氣體室之受壓面積會產生差異。在使用活塞汽缸機構於阻尼器之情況下，即使兩個氣體室之壓力為相同，依據受壓面積之差異，會產生使活塞朝任一方向移動之多餘的推力。於活塞產生多餘的推力時，作為阻尼器之性能就會降低。尤其，以高壓氣體來作動的阻尼器之情況下，其多餘的推力會變大，作為阻尼器其功能則會不足。
本發明之目的，係提供一種可抑制由活塞汽缸機構所分隔之兩個氣體室的受壓面積之差異之阻尼裝置。
本發明之阻尼裝置，其特徵為：具備有汽缸部、活塞部以及導引軸，該汽缸部，係包含具有滑動內壁面的內部空間；該活塞部，係具有：具有沿汽缸部的滑動內壁面滑動之外徑部且將汽缸部之內部空間分成第1氣體室和第2氣體室之活塞頭、從活塞頭的第2氣體室側之端部延伸之桿件、及開口於活塞頭之第1氣體室側且往第2氣體室側 之方向經由桿件之內部而延伸之有底孔；該導引軸，係具備有：固定在汽缸部的第1氣體室側之基部、從基部朝向活塞部側而與活塞部之滑動中心軸同軸地延伸之軸部、及設置在軸部之前端且具有沿活塞部的有底孔之內壁面滑動的外周面之前端部，活塞部，其有底孔沿著導引軸之外周面被導引，且外徑部藉由汽缸部之滑動內壁面導引而沿著滑動中心軸移動，藉此，第1氣體室和第2氣體室對於活塞部之移動發揮作為阻尼器之功能。
又，在本發明之阻尼裝置中，活塞頭，係具有圓形形狀之外徑部及圓孔形狀之有底孔，桿件，係具有圓形形狀之外形，第1氣體室側的活塞頭之受壓面積，係以{(活塞頭之外徑)2-(有底孔之內徑)2}×常數來表示，而第2氣體室側的活塞頭之受壓面積，係以{(活塞頭之外徑)2-(桿件之外徑)2}×常數來表示，當第1氣體室之壓力與第2氣體室之壓力相同時，起因於受壓面積之差異而產生的活塞部之軸方向推力，係與{(桿件之外徑)2-(有底孔之內徑)2}成正比，較為理想。
又，在本發明之阻尼裝置中，將從供給壓增壓後的高壓之氣體，供給於第1氣體室和第2氣體室，較為理想。
又，在本發明之阻尼裝置中，透過按照外部之加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接，較為理想。
又，在本發明之阻尼裝置中，為了抑制車輛之台車部與車體部之間的相對振動而裝載於車輛時，係透過按照車 輛之橫方向加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接，較為理想。
上述結構之阻尼裝置，係在具有活塞部及汽缸部之機構中，在活塞部之活塞頭，設置有從與桿件延伸之面之相反側經由桿件之內部而延伸之有底孔，且設置有導引軸該導引軸具備有：具有沿該有底孔之內壁面滑動的外周面之前端部。而且，活塞部，係有底孔沿著導引軸之外周面被導引，且外徑部藉由汽缸部之滑動內壁面導引而沿著滑動中心軸移動，藉此，第1氣體室和第2氣體室對於活塞部之移動發揮作為阻尼器之功能。此時，活塞頭的兩側之受壓面積，係以由活塞頭之外徑所決定之面積作為基準，在桿件延伸之面，只減少由桿件之外徑決定之面積，而在與桿件延伸之面之相反側之面，只減少有底孔之開口面積。因此，藉由將桿件之外徑與有底孔之內徑的差異，即壁厚變薄，可抑制受壓面積之差異。
又，在本發明之阻尼裝置中，由於受壓面積之差異，係與{(桿件之外徑)2-(有底孔之內徑)2}成正比，因此藉由將桿件之外徑與有底孔之內徑的差異，即壁厚變薄，可抑制受壓面積之差異。
又，在本發明之阻尼裝置中，由於將從供給壓增壓後的高壓之氣體，供給於第1氣體室和第2氣體室，因此在以高壓氣體來作動之情況下，可抑制於活塞部因受壓面積 之差異產生之多餘的推力。
又，在本發明之阻尼裝置中，透過按照外部之加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接。藉此，可作成半主動型之阻尼器。
又，在本發明之阻尼裝置中，於車輛裝載阻尼裝置時，係以移動方向成相互地相反之方式將阻尼裝置分別配置於車輛之前方車輪側和後方車輪側。因而，於阻尼裝置之活塞部產生多餘的推力時，由於在車輛之前方車輪側和後方車輪側推力之方向成相反，使車輛產生對於前後方向之扭曲。尤其在以高壓氣體來作動之情況下，其扭曲則會變大。根據抑制受壓面積的差異之結構，可抑制如此般的車輛之扭曲。
10‧‧‧阻尼系統
20、20a、20b‧‧‧阻尼裝置
22‧‧‧汽缸部
23‧‧‧桿件支撐部
24‧‧‧滑動內壁面
26‧‧‧活塞部
28‧‧‧活塞頭
30‧‧‧外徑部
32‧‧‧(附帶有底孔)桿件
34‧‧‧有底孔
36‧‧‧內部空間
38‧‧‧第1氣體室
40‧‧‧第2氣體室
42‧‧‧導引軸
43‧‧‧桿件支撐部
44‧‧‧基部
46‧‧‧軸部
48‧‧‧前端部
54、56‧‧‧安裝部
58‧‧‧蛇腹部
60‧‧‧可變節流裝置
62‧‧‧(殼體)套筒
64‧‧‧心軸
66、68‧‧‧島部
70‧‧‧桿部
72‧‧‧致動器
74‧‧‧第1輸入出部
75‧‧‧第1埠
76‧‧‧第2輸入出部
77‧‧‧第2埠
78、136、138‧‧‧節流裝置
80‧‧‧控制裝置
82‧‧‧橫方向之加速度(α)
90‧‧‧增壓裝置
92‧‧‧殼體
94‧‧‧驅動室
96‧‧‧增壓室
98‧‧‧驅動活塞
100‧‧‧增壓活塞
102‧‧‧連動軸
104‧‧‧切換部
110‧‧‧A驅動室
112‧‧‧B驅動室
114‧‧‧A增壓室
116‧‧‧B增壓室
120‧‧‧供給源
122、124、126、128‧‧‧止回閥
130‧‧‧緩衝筒
132‧‧‧增壓止回閥
134‧‧‧開放止回閥
140‧‧‧路面
142‧‧‧軌道
150‧‧‧鐵道車輛
152‧‧‧車體
154、155‧‧‧台車
156、157‧‧‧擺梁
158‧‧‧空氣彈簧
160‧‧‧車輪
162‧‧‧線圈彈簧
第1圖，係使用本發明之實施形態的阻尼裝置之高壓作動的半主動型阻尼系統之結構圖。
第2圖，係顯示本發明之實施形態的阻尼裝置之剖面圖。
第3(a)~(c)圖，係顯示將本發明之實施形態的阻尼裝置裝載於鐵道車輛時之作用效果之圖。
以下，參照圖式詳細地說明關於本發明之實施形態。以下，作為使用阻尼裝置之阻尼系統，雖說明將可變節流 裝置設置於阻尼裝置之半主動型阻尼系統，但亦可為不設可變節流裝置之被動型阻尼系統。又，以下，作為使用阻尼裝置之阻尼系統，雖說明將來自增壓裝置之高壓氣體供給於阻尼裝置者，但亦可為不設增壓裝置之阻尼系統。
又，作為阻尼系統，雖敘述裝載於鐵道車輛，而抑制車輛之振動者，但此為用以說明之例示，只要是使用具有藉由活塞分成兩個氣體室之汽缸部，且兩個氣體室對於活塞之移動發揮作為阻尼器的功能之阻尼裝置者，亦可使用於鐵道車輛裝載以外者。
又，在將阻尼裝置裝載於鐵道車輛之情況下，雖作成將汽缸部之殼體安裝於台車側，而將活塞部之桿件安裝於車體側者，但此為用以說明之例示，相反地，亦可作成將汽缸部之殼體安裝於車體側，而將活塞部之桿件安裝於台車側者。
又，鐵道車輛，雖作為車體透過空氣彈簧而被支撐於擺梁之擺式車輛來敘述，但此為用以說明之例示。擺式車輛之情況，係將桿件安裝於擺梁，但不用擺梁的鐵道車輛之情況，可作成將桿件直接地安裝於車體者。
以下，作為適用於阻尼系統之氣體雖是說明空氣，但在此所說之空氣係為廣義者，除大氣以外，亦可使用具有以大氣為標準之成分組成之氣體，例如乾燥空氣、氮氣等者。
以下敘述之尺寸、數值等係為用以說明之例示，而根據阻尼裝置或阻尼系統等之規格，可作適當地變更。以 下，在所有的圖式中對於同樣之要件賦予同一之符號，且省略重複之說明。
第1圖，係顯示使用阻尼裝置20之阻尼系統10的結構之圖。阻尼系統10，係包含阻尼裝置20、及與阻尼裝置20並列地配置之可變節流裝置60、以及增壓供給壓而供給於阻尼裝置20之增壓裝置90所構成之以高壓氣體作動之半主動型阻尼系統。阻尼系統10，係可裝載於鐵道車輛，而可變節流裝置60，係可按照車輛受到的橫方向之加速度(α)82而改變節流量。又，第1圖中，將阻尼裝置20之軸方向、可變節流裝置60之軸方向、增壓裝置90之軸方向均以X方向表示。
首先說明構成阻尼系統10之阻尼裝置20，之後，再說明可變節流裝置60、增壓裝置90及連接該等之配管等，以及阻尼系統10之整體的作用。
第2圖，係阻尼裝置20之詳細剖面圖。阻尼裝置20，係具有汽缸部22及活塞部26，且利用汽缸部22內的氣體之流動阻力，而使與對於汽缸部22之活塞部26的移動速度大致成正比之衰減力產生之裝置。阻尼裝置20，係配置在鐵道車輛之台車側與車體側之間，且具有抑制台車側與車體側之間的振動之功能。在此，為了抑制活塞部26之藉由在活塞頭28之兩面的受壓面積之差異而產生之多餘的推力，於活塞部26設置有底孔34，且將具有沿其有底孔34之內壁面滑動的外周面之導引軸42固定設置於汽缸部22。
汽缸部22，係具有內部空間36(具有滑動內壁面24)之圓筒狀之構件，且以該滑動內壁面24支撐活塞部26之軸方向的移動。又，汽缸部22，也是阻尼裝置20的整體之殼體。設在汽缸部22之安裝部54，係可旋轉自如地安裝在鐵道車輛之台車154(參照第3圖)的安裝軸。
活塞部26，係包含活塞頭28、桿件32、及經由桿件32之內部而延伸之有底孔34所構成。
活塞頭28，係具有沿汽缸部22的滑動內壁面24滑動之外徑部30之圓板狀的部分。在外徑部30與汽缸部22的滑動內壁面24之間，為了保持氣密性設置適當的密封環等較為理想。作為密封環，係可使用金屬製之活塞環、O型環等。第2圖中，係將活塞頭28的外徑部30之直徑以D表示。汽缸部22的滑動內壁面24之內徑，係根據阻尼裝置20之規格，例如，設定為比D更大數μm。
藉由活塞頭28，汽缸部22之內部空間36被區劃成兩個氣體室。將-X側，亦即安裝部54側的氣體室稱為第1氣體室38，而隔著活塞頭28將第1氣體室38之相反側的氣體室稱為第2氣體室40。
桿件32，係從活塞頭28之第2氣體室40側之端部延伸之具有圓形外形之棒狀部分。第2圖中，係將桿件32之直徑以d2表示。桿件32之外徑d2，係考慮在鐵道車輛之橫方向振動等，能承受施加在台車側與車體側之間的力量之強度而設定。舉一例為d2≧35mm。若為35mm以下之更小的外徑時，作為鐵道車輛用之強度可能不足。
桿件32，係藉由汽缸部22之桿件支撐部23滑動自如地被保持。在桿件32之外周面與桿件支撐部23的滑動內壁面之間，為了保持氣密性設置適當的密封環等較為理想。作為密封環，可使用金屬製之活塞環、O型環等。桿件支撐部43的滑動內壁面之直徑，係根據阻尼裝置20之規格，例如，設定為比桿件32之外徑d2更大數μm。
設置在桿件32之+X方向的前端部之安裝部56，係旋轉自如地安裝在鐵道車輛之車體側的擺梁156(參照第3圖)之安裝軸。設置在桿件支撐部23與安裝部56之間的蛇腹部58，係防止塵埃等之異物侵入於桿件32與桿件支撐部23的滑動內壁面之間之伸縮自如的保護罩。
有底孔34，係開口於活塞頭28之第1氣體室38側且往第2氣體室40側之方向經由桿件32之內部而延伸之有底的圓孔。該有底孔34，係為了抑制藉由在活塞頭28之兩面的受壓面積之差異而產生之多餘的推力所設計。第2圖中，係將有底孔34之內徑以d1表示。
導引軸42係細長的固定軸且具備有：固定於汽缸部22的第1氣體室38側之基部44、從基部44朝向活塞部26側而與活塞部26之滑動中心軸同軸地延伸之軸部46、及設置在軸部46之前端且具有沿活塞部26的有底孔34之內壁面滑動的外周面之前端部48。貫通基部44及軸部46以及前端部48的中心之孔，係用以釋放前端部48的前方之有底孔34的壓力之大氣連通孔。大氣連通孔，係從設有基部44之汽缸部22之適當的部位連通於外部之大 氣。
導引軸42，係具有將活塞部26沿著有底孔34進行滑動導引之功能。在導引軸42之前端部的外周面與有底孔34的滑動內壁面之間，為了保持氣密性設置適當的密封環等較為理想。作為密封環，係可使用金屬製之活塞環、O環等。前端部48的外周面之直徑，係根據阻尼裝置20之規格，例如，設定為比有底孔34的滑動內壁面之內徑d1更小數μm。
在第2圖之上方，顯示活塞頭28之第1氣體室38側的受壓面積A1、及第2氣體室40側的受壓面積A2之情況。如在此所示，第1氣體室38側的活塞頭28之受壓面積A1，係以{(活塞頭28之外徑D)2-(有底孔之內徑d1)2}×(π/4)來表示，而第2氣體室40側的活塞頭28之受壓面積A2，係以{(活塞頭28之外徑D)2-(桿件32之外徑d2)2}×(π/4)來表示。
因此，當第1氣體室38之壓力與第2氣體室40之壓力相同時，起因於受壓面積之差異而產生的活塞部26之軸方向推力，係與{(桿件32之外徑d2)2-(有底孔之內徑d1)2}成正比。即，相當於桿件32之外徑d2與有底孔34之內徑d1之差異的附帶有底孔桿件32之壁厚t=(d2-d1)/2，為了抑制在活塞部26產生之多餘的推力，在強度容許之範圍越薄越理想。
以下顯示計算之一例。以D=80mm、d2=35mm，且不設有底孔34之以往例中，將活塞頭28之第1氣體室38 側的受壓面積設為A0時，則A0=(活塞頭28之外徑D)2×(π/4)=802×(π/4)=5,024mm2，而活塞頭28之第2氣體室40側的受壓面積A2，係成為A2={(活塞頭28之外徑D)2-(桿件32之外徑d2)2}×(π/4)=(802-352)×(π/4)=4,062mm2。如此地，習知例之受壓面積差，係為(桿件32之外徑d2)2×(π/4)=1,225×(π/4)=962mm2，成為A0之19%。
相對於此，設置圓孔之有底孔34，且將其內徑設為d2=30mm時，活塞頭28之第1氣體室38側的受壓面積A1，則成為A1={(活塞頭28之外徑D)2-(有底孔之內徑d1)2}×(π/4)=(802-302)×(π/4)=4,318mm2。活塞頭28之第2氣體室40側的受壓面積A2係與習知技術相同，A2={(活塞頭28之外徑D)2-(桿件32之外徑d2)2}×(π/4)=(802-352)×(π/4)=4,062mm2。因此，設置圓孔之有底孔34時之受壓面積差，係為{(桿件32之外徑d2)2-(有底孔之內徑d1)2}×(π/4)=(352-302)×(π/4)=256mm2，只不過是A1之6%。
如此地，阻尼裝置20，係藉由在活塞部26設置有底孔34，可大幅地抑制在活塞頭28之兩面的受壓面積之差異。藉此，阻尼裝置20，係一邊抑制由受壓面積之差異產生之多餘的推力，一邊使活塞部26之有底孔34沿著導引軸42的前端部48之外周面被導引，且外徑部30藉由汽缸部22之滑動內壁面24被導引而可沿著滑動中心軸移動，使第1氣體室38和第2氣體室40對於活塞部26之移動發揮作為阻尼器之功能。
以上為阻尼裝置20之說明。再回到第1圖，進行作為阻尼系統10之其他的構成要件之可變節流裝置60、增壓裝置90等之說明。
可變節流裝置60，係與阻尼裝置20並列地設置之節流裝置，而將第1氣體室38與第2氣體室40之間的氣體之連通量，亦即，氣體之易流動度藉由節流來調整之裝置。藉由調整氣體之易流動度，可使阻尼裝置20之動作變慢，並且，相反地可使其變快。
可變節流裝置60，係包含：作為殼體之套筒62、心軸64、以及將心軸64朝作為軸方向之X方向移動驅動之致動器72而構成。在套筒62之內壁面，分別朝向心軸64設置有：與連接於第1氣體室38之第1輸入出部74連通之第1埠75、及與連接於第2氣體室40之第2輸入出部76連通之第2埠77。心軸64，係包含大徑之島部66、68及連接其間的小徑之桿部70。致動器72，係以連接於心軸64之可動線圈及設在殼體之磁鐵所構成之力馬達，且藉由控制裝置80來控制流動於可動線圈之驅動電流。控制裝置80，係按照車輛之橫方向加速度α之方向及大小，而控制驅動電流之方向及大小。
車輛之橫方向加速度α比事先決定的臨限值更小時，致動器72不會被驅動，且藉由未圖示之中立維持彈簧將心軸64之對於套筒62之位置維持中立狀態。在中立狀態下，藉由島部66使第1埠75成為半開狀態，且藉由島部68使第2埠77成為半開狀態。因此，第1氣體室38及 第2氣體室40，係在該半開狀態之下相連通著。
可變節流裝置60在中立狀態下，車輛藉由空氣彈簧等受到小的振動時，台車側與車體側之間的位置關係會改變，但藉此使阻尼裝置20之安裝部54、56之間的間隔改變。安裝部54、56之間的間隔之變化，係成為阻尼裝置20之活塞部26相對於汽缸部22之移動，其移動速度，係由第1氣體室38與第2氣體室40之間的氣體之易流動度來決定。在可變節流裝置60之中立狀態下，係成為以第1埠75及第2埠77之半開狀態來決定之易流動度。在該易流動度之下，使阻尼裝置20之活塞部26相對於汽缸部22移動，而使車輛之振動衰減為慢慢地。此為可變節流裝置60在中立狀態下之阻尼裝置20的振動抑制作用。
若車輛之橫方向加速度α超過臨限值而變大時，控制裝置80，係按照α之大小使心軸64朝軸方向移動，而限縮第1埠75與第2埠77之連通狀態。根據加速度α之方向，可變更心軸64之沿著軸方向之移動方向，且加速度α之絕對值愈大，心軸64之移動量愈變大。心軸64之移動量愈變大，第1埠75與第2埠77之間的氣體之流動愈被限縮而不易流動，且阻尼裝置20之活塞部26相對於汽缸部22之移動則變成慢慢地。藉此，即使車輛受到大的橫方向加速度α，亦可使車輛之振動變為慢慢地，可改善乘客之乘坐感。
又，作為可變節流裝置60，只要連接在第1氣體室38與第2氣體室40之間，且按照外部之加速度α而可改 變節流量者的話，亦可為上述結構以外者。
固定節流裝置78，係與阻尼裝置20及可變節流裝置60並列地設置之節流裝置，具有保證第1氣體室38與第2氣體室40之間的氣體之連通量的最小值之功能。
增壓裝置90，為了使阻尼裝置20之動作能在高壓氣體之下進行，係將從供給源120所供給的氣體之供給壓PS予以增壓，而分別供給至阻尼裝置20的第1氣體室38及第2氣體室40之高壓氣體供給裝置。
增壓裝置90，係包含：殼體92、設置在殼體92內之驅動室94及增壓室96、配置在驅動室94之驅動活塞98、配置在增壓室96之增壓活塞100、使驅動活塞98與增壓活塞100連動之連動軸102、以及橫跨驅動室94與增壓室96而設置之切換部104。於此，驅動活塞98之直徑，係設定成比增壓活塞100之直徑更大。驅動活塞98，係用以使連動軸102往復驅動之驅動手段，增壓活塞100，係藉由驅動活塞98而被往復驅動而用以將供給壓PS逐漸地予以增壓之增壓手段。
驅動活塞98，係沿著驅動室94之內壁面朝軸方向滑動移動之活塞。藉由驅動活塞98，驅動室94係被分成兩個氣體室。將驅動活塞98之-X側的氣體室作為A驅動室110，並將+X側的氣體室作為B驅動室112。
同樣地，增壓活塞100，係沿著增壓室96之內壁面朝軸方向滑動移動之活塞。藉由增壓活塞100，增壓室96係被分成兩個氣體室。將增壓活塞100之+X側的氣體室 稱為A增壓室114，並將-X側的氣體室稱為B增壓室116。
在供給源120與A增壓室114之間設置有止回閥122，而使A增壓室114最少成為供給壓PS；且在供給源120與B增壓室116之間設置有止回閥124，而使B增壓室116不會超過供給壓PS。
切換部104，係將來自供給源120之氣體供給至A驅動室110或供給至B驅動室112予以切換之切換閥。藉由切換，將來自供給源120之氣體供給至A驅動室110，並將B驅動室112設定為大氣開放時，驅動活塞98及增壓活塞100會朝-X方向移動。朝-X方向最高限度地移動時，增壓活塞100會與切換部104之切換端子接觸。藉此，切換部104切換成，使來自供給源120之氣體供給至B驅動室112，並使A驅動室110成為大氣開放。藉由該切換，驅動活塞98及增壓活塞100會朝+X方向移動。朝+X方向最高限度地移動時，驅動活塞98會與切換部104之切換端子接觸。藉此，切換部104切換成，使來自供給源120之氣體供給至A驅動室110，並使B驅動室112成為大氣開放。如此地，藉由切換部104之功能，驅動活塞98及增壓活塞100係朝±X方向反覆往復移動。
在A增壓室114與阻尼裝置20之間設置有止回閥126，當A增壓室114之壓力比阻尼裝置20之壓力更高時，可使其高壓氣體供給到阻尼裝置20。並且，在B增壓室116與阻尼裝置20之間設置有止回閥128，使B增 壓室96之壓力不會比阻尼裝置20之壓力更低。
由於驅動活塞98之直徑比增壓活塞100之直徑更大，因此在增壓室96中增壓活塞100反覆往復移動時，藉由該直徑差異，A增壓室114之壓力就會從供給壓PS逐漸地變高。如此地，將供給壓PS予以增壓，且透過止回閥126供給至阻尼裝置20。
又，作為增壓裝置90，只要為將從供給壓增壓後的高壓之氣體供給至第1氣體室38及第2氣體室40者的話，亦可為上述以外之結構。
緩衝筒130，係設置在阻尼裝置20與增壓裝置90之間的氣體筒。由於阻尼裝置20為活塞汽缸機構，雖是些微但有氣體之漏出，故需要補充其漏出。緩衝筒130，為了補充其漏出而具有：將藉由增壓裝置90之作用所增壓的氣體暫時地儲存，且供給至阻尼裝置20的第1氣體室38及第2氣體室40之功能。
串列地配置在緩衝筒130與阻尼裝置20之間的增壓止回閥132，係用以僅將增壓到預先設定的高壓以上之氣體供給至阻尼裝置20者。舉一例，可將供給壓PS設為0.8MPa，而將增壓止回閥132之增壓止回壓設為約3~5MPa。即，對於阻尼裝置20，供給將供給壓PS增壓至約4~6倍之高壓氣體。藉此，可謀求阻尼裝置20之小型化。
設置在增壓止回閥132與大氣(PO)之間的開放止回閥134，係為使增壓後的高壓不致超過阻尼裝置20的耐壓之 安全閥。開放止回閥134之開放止回壓，係根據阻尼裝置20之耐壓規格，例如可設為約15MPa。
固定節流裝置136、138，係限制增壓後的高壓氣體之供給速度之節流裝置。藉此，以適當的供給速度，將增壓後的高壓氣體供給至阻尼裝置20之第1氣體室38及第2氣體室40，使阻尼裝置20可在高壓氣體之下作動。
第3圖，係說明將兩個阻尼裝置20a、20b裝載於一輛鐵道車輛150時的作用效果之圖。第3(a)圖，係鐵道車輛150之俯視圖，並顯示前後方向。於此，紙面之左側為前方側，右側為後方側。第3(b)圖，係從鐵道車輛150之前方側觀看之圖，而第3(c)圖，係從鐵道車輛150之後方側觀看之圖，分別顯示橫方向及高度方向。
阻尼裝置20a，係設置於鐵道車輛150之前方側，而阻尼裝置20b，係設置於鐵道車輛150之後方側。第3(b)圖，係在鐵道車輛150之前方側的阻尼裝置20a之配置圖，而第3(c)圖，係在鐵道車輛150之後方側的阻尼裝置20b之配置圖。
如第3(b)圖所示，鐵道車輛150係具備有：車體152、台車154、藉由適當的輥子被支撐在台車154的上面之擺梁156、以及設置在擺梁156與車體152之間之空氣彈簧158。並且，鐵道車輛150係具備有：支撐車輪160之前方側車軸、及設置在車軸與台車154之間之線圈彈簧162，車輪160可行駛於鋪設在路面140上之軌道142上。
阻尼裝置20a，係將汽缸部22之安裝部54旋轉自如地安裝在設置於台車154之安裝軸，且將活塞部26的桿件32之安裝部56旋轉自如地安裝在設置於擺梁156之安裝軸。阻尼裝置20a係配置成使X方向成為鐵道車輛150之度，且汽缸部22之安裝部54配置在度之右側，而桿件32之安裝部56配置在度之左側。
第3(c)圖，係從後方側觀看鐵道車輛150之圖。此處，為了與前方側作區別而改變符號，顯示台車155及擺梁157。與阻尼裝置20a同樣地，阻尼裝置20b，係將汽缸部22之安裝部54旋轉自如地安裝在設置於台車155之安裝軸，且將活塞部26的桿件32之安裝部56旋轉自如地安裝在設置於擺梁157之安裝軸。阻尼裝置20b係配置成使X方向成為鐵道車輛150之度，其配置方向係與阻尼裝置20a對稱，將汽缸部22之安裝部54配置在度之左側，而將桿件32之安裝部56配置在度之右側。
如此地，使配置在鐵道車輛150的前方側之阻尼裝置20a與配置在後方側之阻尼裝置20b的配置之方向相互地對稱，係為了使阻尼裝置20a、20b之動作對於鐵道車輛150以整體的方式相抵消。
如此般在鐵道車輛150的前方側與後方側之阻尼裝置20a、20b之對稱配置，在中立狀態下阻尼裝置20a、20b都靜止時沒有問題。但是，在中立狀態下於阻尼裝置20a、20b產生多餘的推力時，其推力之方向會沿著度相互地成為相反方向，因此會產生沿著前後方向扭曲鐵道車 輛150之力矩。第3圖中，係以空心箭頭表示多餘的推力之產生。
如第2圖說明，習知例中，在活塞頭28的兩面之受壓面積的差異有962mm2。由於供給至第1氣體室38、第2氣體室40之高壓氣體的壓力為3~5MPa，因此多餘地產生之推力，係成為(3~5MPa)×9.62cm2=約3000~5000N。將鐵道車輛150的前後方向之長度設為Lm時，鐵道車輛150則會受到約(3000L~5000L)Nm之扭曲力矩。
第2圖之實施例中，在活塞頭28的兩面之受壓面積的差異為256mm2，為習知例之26.6%。因此，作為相同高壓氣體之壓力，鐵道車輛150受到的扭曲力矩之大小，係大幅度地降低為約(800L~1330L)Nm。
20‧‧‧阻尼裝置
22‧‧‧汽缸部
23‧‧‧桿件支撐部
24‧‧‧滑動內壁面
26‧‧‧活塞部
28‧‧‧活塞頭
30‧‧‧外徑部
32‧‧‧(附帶有底孔)桿件
34‧‧‧有底孔
36‧‧‧內部空間
38‧‧‧第1氣體室
40‧‧‧第2氣體室
42‧‧‧導引軸
44‧‧‧基部
46‧‧‧軸部
48‧‧‧前端部
54‧‧‧安裝部
56‧‧‧安裝部
58‧‧‧蛇腹部
154‧‧‧台車
156‧‧‧擺梁

Claims (8)

  1. 一種阻尼裝置，其特徵為：具備有汽缸部、活塞部以及導引軸，該汽缸部，係包含具有滑動內壁面的內部空間；該活塞部，係具有：具有沿汽缸部的滑動內壁面滑動之外徑部且將汽缸部之內部空間分成第1氣體室和第2氣體室之活塞頭、從活塞頭的第2氣體室側之端部延伸之桿件、及開口於活塞頭之第1氣體室側且往第2氣體室側之方向經由桿件之內部而延伸之有底孔；該導引軸，係具備有：固定在汽缸部的第1氣體室側之基部、從基部朝向活塞部側而與活塞部之滑動中心軸同軸地延伸之軸部、設置在軸部之前端且具有沿活塞部的有底孔之內壁面滑動且較軸部更大直徑的外周面之前端部、以及設置在前端部的外周面的密封環，活塞部，其有底孔沿著導引軸的前端部之外周面被導引，且外徑部藉由汽缸部之滑動內壁面導引而沿著滑動中心軸移動，藉此，第1氣體室和第2氣體室對於活塞部之移動發揮作為阻尼器之功能。
  2. 如申請專利範圍第1項之阻尼裝置，其中，活塞頭，係具有圓形形狀之外徑部及圓孔形狀之有底孔，桿件，係具有圓形形狀之外形，第1氣體室側的活塞頭之受壓面積，係以{(活塞頭之外徑)2-(有底孔之內徑)2}×常數來表示，而第2氣體室側 的活塞頭之受壓面積，係以{(活塞頭之外徑)2-(桿件之外徑)2}×常數來表示，當第1氣體室之壓力與第2氣體室之壓力相同時，起因於受壓面積之差異而產生的活塞部之軸方向推力，係與{(桿件之外徑)2-(有底孔之內徑)2}成正比。
  3. 如申請專利範圍第1項之阻尼裝置，其中，將由供給壓增壓後的高壓之氣體，供給至第1氣體室和第2氣體室。
  4. 如申請專利範圍第2項之阻尼裝置，其中，將由供給壓增壓後的高壓之氣體，供給至第1氣體室和第2氣體室。
  5. 如申請專利範圍第3項之阻尼裝置，其中，透過按照外部之加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接。
  6. 如申請專利範圍第4項之阻尼裝置，其中，透過按照外部之加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接。
  7. 如申請專利範圍第5項之阻尼裝置，其中，為了抑制車輛之台車部與車體部之間的相對振動而裝載於車輛時，係透過按照車輛之橫方向加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接。
  8. 如申請專利範圍第6項之阻尼裝置，其中，為了抑制車輛之台車部與車體部之間的相對振動而裝 載於車輛時，係透過按照車輛之橫方向加速度而可改變節流量之可變節流器，將第1氣體室和第2氣體室予以連接。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110469226B (zh) * 2018-05-11 2024-07-02 无锡商业职业技术学院 一种汽车用关门阻尼装置
CN113670548B (zh) * 2021-09-03 2022-09-20 苏州韦博试验仪器有限公司 长冲程振动试验台的承载装置
CN114738426B (zh) * 2022-05-16 2025-06-03 上海琦天汽车零部件有限公司 一种无空行程的液压阻尼装置
CN116951037B (zh) * 2023-05-08 2025-09-16 东莞市比高德智能科技有限公司 一种气压阻尼减震装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR957851A (zh) * 1946-04-29 1950-02-28
DE3414258A1 (de) * 1984-04-14 1985-10-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zum steuern der federhaerte eines fahrzeugs i
GB8420623D0 (en) * 1984-08-14 1984-09-19 Patrick J C Adjustable supporting column
DE3432465A1 (de) * 1984-09-04 1986-03-13 Boge Gmbh, 5208 Eitorf Regelbares daempfungsventil fuer einen hydraulischen schwingungsdaempfer
US4736931A (en) * 1986-10-03 1988-04-12 Christopherson Rollin F Dampening shock absorber
JPS63111332A (ja) * 1986-10-30 1988-05-16 Atsugi Motor Parts Co Ltd 減衰力可変型液圧緩衝器
NL8800882A (nl) * 1988-04-06 1989-11-01 Koni Bv Tweepijpsschokdemper.
JPH01266332A (ja) * 1988-04-15 1989-10-24 Kayaba Ind Co Ltd アクティブサスペンション用油圧シリンダ
US5152547A (en) * 1990-11-02 1992-10-06 Davis Leo W Dual piston strut
US5396973A (en) * 1991-11-15 1995-03-14 Lord Corporation Variable shock absorber with integrated controller, actuator and sensors
US6305673B1 (en) * 1994-07-26 2001-10-23 Liquidspring Technologies, Inc. Vibration control system
JPH08303521A (ja) * 1995-05-10 1996-11-19 Toyota Motor Corp セルフポンピング式ショックアブソーバ
JP3828198B2 (ja) 1996-05-10 2006-10-04 東海旅客鉄道株式会社 振動抑制装置
US6659240B2 (en) * 1999-08-10 2003-12-09 Lars Dernebo Arrangement for a piston and cylinder device
US6491313B1 (en) * 2000-10-24 2002-12-10 Ford Global Technologies, Inc. Variable damper assembly
DE10122729B4 (de) * 2001-05-10 2006-04-20 Dt Swiss Ag Feder-Dämpfersystem für Fahrräder
US7128192B2 (en) * 2001-08-30 2006-10-31 Fox Factory, Inc. Inertia valve shock absorber
JP4948328B2 (ja) * 2006-09-14 2012-06-06 カヤバ工業株式会社 空圧緩衝器
US8894050B2 (en) * 2008-03-19 2014-11-25 Fox Factory, Inc. Methods and apparatus for suspending vehicles
JP5798421B2 (ja) * 2011-09-22 2015-10-21 ピー・エス・シー株式会社 ダンパシステム
CN202418394U (zh) * 2011-11-22 2012-09-05 广东机电职业技术学院 双气室连通型实体阀式减振器
GB201303400D0 (en) * 2013-02-26 2013-04-10 Mclaren Automotive Ltd Damper unit

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KR20160075670A (ko) 2016-06-29

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