液壓緩沖器的制造方法
【專利摘要】一種液壓緩沖器，使安全閥開閉時的振動降低。通過將螺旋部件（22）的軸部（28）能夠滑動地嵌合于閥體（19）的節流通路（35），在安全閥（14）中形成緩沖室（36）。利用該緩沖室（36）構成以使安全閥（14）延遲響應的方式發揮作用的緩沖裝置，因此，不會損害節流特性，能夠有效抑制從安全閥（14）產生的振動（異常噪音）。
【專利說明】液壓緩沖器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓緩沖器。
【背景技術】
[0002]作為組裝于鐵路車輛的懸架裝置的液壓緩沖器，在利用活塞桿的伸縮而產生工作油從液壓缸內的油室向儲油室的流動的流路中設置安全閥的液壓緩沖器是眾所周知的(例如，參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:(日本)特開2003 - 74614號公報
[0004]但是，在鐵路車輛中，由于近年來車身的輕量化，振動易于傳遞到車身，因此即使在液壓緩沖器中，也具有安全閥開閉時的振動所引起的異常噪音傳遞到車身的問題。這種異常噪音的產生有如下等原因:(1)由于在安全特性下使用，因此，開閥時的工作油的流動為噴流；(2)由于使用設定載荷大且彈簧系數低的閥彈簧，因此，彈簧的固有振動數低；(3)閥彈簧易于傾斜地收縮，從而對閥體作用偏負荷；(4)由于開閥時的流路面積急劇變化，因此，過度容易響應。
【發明內容】
[0005]因此，本發明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種降低安全閥開閉時的振動的液壓緩沖器。
[0006]為了解決所述課題，本發明的液壓緩沖器包括:被封有工作油的液壓缸、插入所述液壓缸內而將所述液壓缸內劃分成桿側油室和桿相反側油室的活塞、與所述活塞連結并向所述液壓缸的外部延伸的活塞桿、通過所述活塞桿的伸縮而產生工作油的流動的流路、設于所述流路且通過所述桿側油室或所述桿相反側油室的壓力上升并達到預定的壓力而開閥的安全閥，該液壓緩沖器的特征在于，所述安全閥包括:具有節流通路的閥體、收納所述閥體的閥體室、使工作油流入所述閥體室內的流入通路、使工作油流向所述閥體室外的流出通路、開設與所述流入通路連通的流入口并供所述閥體落座的座面、向所述座面推壓所述閥體的閥彈簧、與所述閥體配置于同軸上且一端部與所述閥體能夠滑動地卡合的軸部件、形成于所述閥體和所述軸部件之間并與所述節流通路連通的緩沖室。
[0007]利用本發明，能夠降低液壓緩沖器的安全閥開閉時的振動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是第一實施方式的單流式液壓緩沖器的一軸平面的剖面圖；
[0009]圖2是第一實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖；
[0010]圖3是在安全閥的軸線上與圖2的軸平面正交的軸平面的剖面圖；
[0011]圖4是與圖3同一軸平面的剖面圖，特別是表示開閥時的狀態的圖；
[0012]圖5是第二實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖；
[0013]圖6是圖5中的A —A剖面圖；
[0014]圖7是與圖5同一軸平面的剖面圖，特別是表示開閥時的狀態的圖；
[0015]圖8是第三實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖；
[0016]圖9是第四實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖；
[0017]圖10是第五實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖；
[0018]圖11是第六實施方式的安全閥的一軸平面的剖面圖，特別是表示閉閥時的狀態的圖。
[0019]符號說明
[0020]I液壓緩沖器；2液壓缸；2A桿側油室；2B桿相反側油室；9活塞桿；10活塞；13流路；14安全閥；15流入口；16流入通路；18流出通路；19閥體；20閥體室；22螺旋部件(軸部件);25閥彈簧；29座面；35節流通路；36緩沖室。
【具體實施方式】
[0021](第一實施方式)
[0022]參照附圖對本發明的第一實施方式進行說明。在此，對縱向配置的單流式液壓緩沖器I進行說明。需要說明的是，以下說明中的上方向(上側)及下方向(下側)與圖1的上方向(上側)及下方向(下側)一致。
[0023]如圖1所示，液壓緩沖器I為在液壓缸2的外側設置有外筒3的多重缸結構，在液壓缸2與外筒3之間形成有環狀的儲油室4。液壓缸2及外筒3的兩端部的開口被上側堵塞部件5及下側堵塞部件6堵塞。另外，下側堵塞部件6可分割成堵塞外筒3下側端部的開口的第一蓋部件7和堵塞液壓缸2下側端部的開口的第二蓋部件8。
[0024]固定于活塞桿9的下端部的活塞10能夠滑動地嵌插于液壓缸2的內側。液壓缸2的內側空間被活塞10劃分成桿側油室2A和桿相反側油室2B。在活塞10上設置有僅允許工作油從桿相反側油室2B向桿側油室2A流動的單向閥11。另外，在第二蓋部件8上設置有僅允許工作油從儲油室4向桿相反側油室2B流動的單向閥12。另外，活塞桿9的上端部側插通于上側堵塞部件5 (導桿)并延伸到液壓缸2的外部。
[0025]在上側堵塞部件5中設置有利用活塞桿9的伸縮使工作油從桿側油室2A向儲油室4流動的流路13。在流路13中設置有以預定的壓力開閥且開閥面積根據活塞10的移動速度而變化的安全閥14。流路13包括連通桿側油室2A與安全閥14的流入口 15的流入通路16及連通安全閥14的流出口 17和儲油室4的流出通路18。另外，在儲油室4中封入氣體和工作油，流出通路18的儲油室4側向貯存于儲油室4的工作油內開口。
[0026]如圖2所示，安全閥14具有孔(*' 一飛)形的閥體室20，該閥體室20收納閥體19且從上側堵塞部件5的外周面5A起向朝向上側堵塞部件5的軸線的方向(圖2的左方向)具有深度。在閥體室20的底面20A上形成有在中央開口有流入口 15并供閥體19落座的座面29。另外，在閥體室20的內周面20B的下側部分開設流出口 17。需要說明的是，流出口 17的開口面積被設定為比流入口 15的開口面積大。
[0027]閥體室20具有形成于內周面20B的開口側端部的陰螺紋21。在陰螺紋21上螺裝有與閥體19同軸配置的螺旋部件22 (軸部件)。螺旋部件22具有在外周面形成與陰螺紋21螺合的陽螺紋23且頂住閥彈簧25的一端部的近似圓板形的彈簧承受部26、插入閥彈簧25的一端部內側的凸臺部27、從凸臺部27的端面中央延伸的軸部28。另外，在閥體室20的開口周緣部形成锪孔24。
[0028]閥體19包括:插入閥彈簧25的另一端部內側且在底面形成落座面30的第一軸部31、從落座面30的中央延伸并能夠滑動地插入流入通路16的第二軸部32、形成于第一軸部31的第二軸部32側的端部并頂住閥彈簧25的另一端部的凸緣形的彈簧承受部33。另夕卜，圖3中也有圖示，在閥體19中形成向徑向(圖2的上下方向)貫通第二軸部32的切口部34。切口部34包括配置于夾持閥體19的軸線的兩側(圖3的上下方向兩側)的一對對向面34B, 34C和連接兩個對向面34B，34C的底面34A。
[0029]閥體19具有設于閥體19的軸線上且向軸線方向(圖2的左右方向)貫通閥體19的節流通路35。節流通路35具有向第一軸部31的端面開口且能夠滑動地嵌合有螺旋部件22的軸部28的前端部分的大徑部35A和連通大徑部35A和切口部34的底面34A且位于工作油的流動的上游側的小徑部35B。螺旋部件22的軸部28的前端部能夠滑動地插入節流通路35的大徑部35A。由此，在閥體19的內部形成被節流通路35的大徑部35A和螺旋部件22的軸部28隔出的緩沖室36。需要說明的是，緩沖室36與儲油室4的儲油部連接，由此，緩沖室36的內部總是被工作油填滿。
[0030]閥體19具有向徑向貫通第一軸部31且流路面積比小徑部35B的流路面積大地形成的至少一個通路37。安全閥14構成為在閥體19的落座面30落座于圖3所示的座面29的狀態下，即在閉閥時，通路37的緩沖室36側的開口不被螺旋部件22的軸部28堵塞。由此，緩沖室36和閥體室20的閥體19外側的空間(以下稱為閥體室20)經由通路37連通。另一方面，安全閥14在圖4所示的開閥時，通路37的緩沖室36側的開口被螺旋部件22的軸部28堵塞，由此隔斷緩沖室36相對于閥體室20的連通。另外，通路37的流路面積被設定為比節流通路35的大徑部35A的流路面積小且比小徑部35B的流路面積大。
[0031]接著，對第一實施方式的液壓緩沖器I的作用進行說明。
[0032]在活塞桿9的伸出行程中，桿側油室2A的工作油的壓力上升，并且在流入通路16側的壓力達到預定的壓力時，安全閥14抵抗閥彈簧25的彈簧力開閥(參照圖4)。由此，工作油從桿側油室2A流向儲油室4，在工作油通過安全閥14時，產生與活塞10的移動速度相應的伸出側的衰減力。需要說明的是，在伸出側行程中，活塞桿9從液壓缸2退出的量的工作油從儲油室4經由單向閥12向桿相反側油室2B補給。
[0033]另一方面，在活塞桿9的收縮行程中，桿相反側油室2B的工作油的壓力上升，工作油從桿相反側油室2B經由活塞10的單向閥11流向桿側油室2A。由此，桿側油室2A內的工作油的壓力和桿相反側油室2B內的工作油的壓力得到平衡。另外，活塞桿9進入液壓缸2內的量的工作油從桿側油室2A經由開閥的安全閥14流向儲油室4。由此，產生與活塞10的移動速度相應的收縮側的衰減力。
[0034]在此，如果活塞10向軸線方向的移動距離相同，則將相同量的工作油排出到液壓缸2外，此時，從液壓缸2排出的工作油在伸出側行程時和收縮側行程時通過同一安全閥14流向儲油室4。這樣，在單流式液壓緩沖器I中，能夠使工作油在桿側油室2A、儲油室4、桿相反側油室2B中只朝一個方向流動循環，能夠將伸出側行程時的衰減力特性和收縮側行程時的衰減力特性設定為相同。
[0035]而且，在圖3所示的活塞10的移動速度的低速區域(安全閥14開閥之前的狀態)，工作油從桿側油室2A經由流入通路16、流入口 15、小徑部35B、緩沖室36、通路37、閥體室20、流出口 17、流出通路18流向儲油室4，由此，能夠得到節流特性的衰減力。另外，在活塞10的移動速度的中速區域，除了上述節流特性的衰減力，還能夠得到與活塞10的移動速度即安全閥14的開度相應的衰減力。另外，在圖4所示的活塞10的移動速度的高速區域，通路37的緩沖室36側的開口被螺旋部件22的軸部28堵塞，能夠得到與安全閥14的開度相應的較高的衰減力。
[0036]根據第一實施方式，螺旋部件22的軸部28能夠滑動地嵌合于閥體19的節流通路35，在閥體19和螺旋部件22之間的閥體19內的空間形成緩沖室36。緩沖室36利用通路37與閥體室20連通，包含緩沖室36的閥體室20通過與儲油室4的儲油部連接而被工作油填滿。
[0037]這樣，利用通路37連通緩沖室36和閥體室20而形成以延遲響應(開閉閥時的閥體19的動作)的方式發揮作用的緩沖裝置，因此，不會損害節流特性，能夠有效抑制從安全閥14產生的振動(異常噪音)。
[0038]另外，例如，在安全閥14開閥時，即使在安全閥14的開度急劇增大之類的情況下，也能夠利用螺旋部件22的軸部28堵塞通路37的緩沖室36側的開口，隔斷緩沖室36和閥體室20的連通，從而得到更大的衰減力，因此，能夠可靠地抑制從安全閥14產生的振動(異常噪音)。另外，對于縱向配置的液壓緩沖器的情況，如果在儲油室4的儲油部側配置閥體19，則有時難以供給工作油，但是由于在工作油的流路中配置有安全閥14，因此能夠在閥體19內的空間填滿工作油，能夠穩定地抑制從安全閥14產生的振動(異常噪音)。
[0039](第二實施方式)
[0040]參照附圖對本發明的第二實施方式進行說明。需要說明的是，對與第一實施方式相同或相當的結構部件標注相同的名稱及符號并省略詳細的說明。
[0041]在上述第一實施方式中，安全閥14利用沿徑向貫通閥體19的第一軸部31的通路37將緩沖室36和閥體室20連通。與之相對，如圖5及圖6所示，在第二實施方式中，安全閥14A利用形成于節流通路35的大徑部35A的內周面的一對槽41將緩沖室36和閥體室20連通。
[0042]在圖5所示的安全閥14A閉閥時，利用一對槽41將緩沖室36和閥體室20連通。另一方面，在圖7所示的安全閥14A開閥時，利用螺旋部件22的軸部28隔斷利用一對槽41的緩沖室36和閥體室20的連通。另外，槽41的數量、截面形狀等為從業人員的設計事項，可以適當設定。
[0043]利用第二實施方式，能夠得到與上述第一實施方式同等的作用效果。
[0044](第三實施方式)
[0045]參照附圖對本發明的第三實施方式進行說明。需要說明的是，對與第一實施方式相同或相當的結構部件標注相同的名稱及符號并省略詳細的說明。
[0046]在上述第一實施方式中，安全閥14利用沿徑向貫通閥體19的第一軸部31的通路37將緩沖室36和閥體室20連通。與之相對，如圖8所示，在第三實施方式中，安全閥14B利用在閥體19的節流通路35和螺旋部件22的軸部28之間形成的以閥體19的軸線為中心的環狀通路42將緩沖室36和閥體室20連通。
[0047]通路42通過使形成于閥體19側的錐形孔42A和形成于螺旋部件22側的錐形軸42B相對而構成。錐形孔42A設于節流通路35的大徑部35A的開口側(圖8的右側)端部并向閥體19的第一軸部31的端面開口，具有向節流通路35的小徑部35B縮徑的內截頭圓錐面形狀。另一方面，錐形軸42B具有設于軸部28的前端部的外截頭圓錐面形狀。
[0048]安全閥14B在圖8所示的閉閥的狀態下，錐形孔42A的底部(與大徑部35A的分界位置)和錐形軸42B的前端部(軸部28的端面位置)在軸線上的位置(圖8的左右方向的位置)大致一致。在該狀態下，通路42的流路面積最大，閥體19抵抗閥彈簧25的彈簧力相對于螺旋部件22向開閥方向(圖8的右方向)移動，隨之，通路42的流路面積遞減。
[0049]利用第三實施方式，能夠得到與第一實施方式同等的作用效果。另外，能夠與安全閥14B的開度對應地使通路42的流路面積變化。由此，能夠與安全閥14B的開度對應地調節作為抑制安全閥14B的振動的緩沖裝置的衰減力。
[0050](第四實施方式)
[0051]參照附圖對本發明的第四實施方式進行說明。另外，對與第一實施方式相同或相當的結構部件標注相同的名稱及符號并省略詳細的說明。
[0052]在上述第一?第三實施方式中，安全閥14、14A、14B通過使螺旋部件22的軸部28能夠滑動地嵌合于閥體19的節流通路35的大徑部35A形成緩沖室36。與之相對，如圖9所示，在第四實施方式中，安全閥14C通過將閥體19的第一軸部31的前端部插入螺旋部件22的孔部43形成緩沖室36。
[0053]節流通路35具有向閥體19的第二軸部32的端面開口且延伸到第一軸部31的前端部附近位置的大徑部35A和一端向大徑部35A開口且另一端向緩沖室36開口的兩個小徑部35B。換言之，大徑部35A和緩沖室36通過兩個小徑部35B連通。各小徑部35B相對于閥體19的軸線以例如45° (在第四實施方式中為45°，但是也可以為30°，50°或其他角度)的傾斜角度傾斜，從閥體19的第一軸部31的前端部的被C倒角的面向閥體19的軸線上的一點延伸。需要說明的是，也可以使各小徑部35B不傾斜，只要使孔部43與大徑部35A連通即可。
[0054]螺旋部件22具有直徑與第一實施方式的安全閥14的螺旋部件22的凸臺部27的直徑相同的軸部28。在該軸部28的端面開設具有預定的深度的孔部43。在螺旋部件22的孔部43和閥體14的第一軸部31之間形成的通路44的流路面積以如下方式設定:不阻礙安全閥14C開閥之前的節流特性，并且在開閥之后工作油通過通路44，由此得到緩沖裝置的效果(衰減力)。
[0055]利用第四實施方式，能夠得到與第一實施方式同等的作用效果。另外，通過設置多個(在第四實施方式中為兩個，但是也可以為三個，四個或者更多個)節流通路35的小徑部35B，能夠利用通過節流通路35的工作油抑制成為打亂閥體19的動作的原因的噴流產生，從而有效地抑制安全閥14C的振動(異常噪音)。
[0056](第五實施方式)
[0057]參照附圖對本發明的第五實施方式進行說明。需要說明的是，對與第一實施方式相同或相當的構成要素標注相同的名稱及符號并省略詳細的說明。
[0058]在上述第一?第三實施方式中，安全閥14、14A、14B通過使螺旋部件22的軸部28能夠滑動地嵌合于閥體19的節流通路35的大徑部35A而形成緩沖室36。如圖10所示，在第五實施方式中，安全閥14D與上述第四實施方式的安全閥14C相同，通過將閥體19的第一軸部31的前端部插入螺旋部件22的孔部43形成緩沖室36。
[0059]如上所述，第四實施方式的安全閥14C以不阻礙安全閥14C開閥之前的節流特性的方式，在螺旋部件22的孔部43和閥體14的第一軸部31之間設置具有預定的流路面積的通路44。與之相對，第五實施方式的安全閥14D構成為適用于不需要上述節流特性的情況且工作油不從螺旋部件22的孔部43和閥體14的第一軸部31之間泄漏。
[0060]根據第五實施方式，在安全閥14D開閥時，能夠得到與第一實施方式同等的緩沖裝直效果。
[0061](第六實施方式)
[0062]參照附圖11對本發明的第六實施方式進行說明。另外，對與第一實施方式相同或相當的結構部件標注相同的名稱及符號并省略詳細的說明。
[0063]在上述第一實施方式中，安全閥14利用沿徑向貫通閥體19的第一軸部31的通路37將緩沖室36和閥體室20連通。與之相對，如圖11所示，在第六實施方式中，在安全閥14E中，螺旋部件22的軸部50的大徑部50A的外周相對于節流通路35的大徑部35A的內周面具有間隙，換言之，將軸部50的大徑部50A相對于大徑部35A松緩地嵌合。利用該節流通路35的大徑部35A和軸部50的大徑部50A之間的間隙將緩沖室36和閥體室20連通。
[0064]螺旋部件22的軸部50在插入閥體19的第一軸部31內周的一側端部設置有大徑部50A，在從大徑部50A的一端到彈簧承受部26之間形成小徑部50B。
[0065]安全閥14E在圖11所示的閉閥的狀態下，大徑部50A嵌合于閥體19的第一軸部31的內周，閥體19抵抗閥彈簧25的彈簧力相對于螺旋部件22向開閥方向(圖11的右方向)移動，隨之，也與小徑部50B的一部分嵌合。
[0066]閥體19的第一軸部31的內周和軸部50的大徑部50A之間的間隙越小，閥體19相對于軸部50的晃動越小，因此，閥體19的制振效果明顯。但是，另一方面，與節流通路35的小徑部35B的流路面積相比，如果第一軸部31的內周和軸部50的大徑部50A之間的間隙形成的流路面積小，則節流特性變化，另外，在活塞10的移動速度較快時，利用間隙產生的節流限制工作油可移動的量，因此，有可能導致閥體19的開閥延遲，衰減力過度變大。因此，由閥體19的第一軸部31的內周和軸部50的大徑部50A之間的間隙形成的流路面積被設定為比軸部50的小徑部50B的流路面積大。
[0067]利用第六實施方式，能夠得到與第一實施方式同等的作用效果。另外，閥體19的第一軸部31的內周和軸部50的大徑部50A之間的間隙為通路。此時，如果軸部50例如與第一實施方式的軸部28 —樣地構成為外周具有一定直徑，則有可能流路阻力對節流特性帶來影響。但是，利用本實施方式，通過在軸部50上設置大徑部50A和小徑部50B，能夠縮短形成最小間隙的軸向距離，因此，能夠防止流路阻力對節流特性帶來影響。并且，即使閥體19在開閥時振動，由于第一軸部31的開口端和小徑部50B之間的間隙比大徑部50A大，因此，也能夠防止第一軸部31和軸部50抵接。
[0068]需要說明的是，在第六實施方式中，將閥體19的第一軸部31的內周和軸部50的大徑部50A之間的間隙設為流路，但是不限于此，也可以設定閥體19的第一軸部31的內周與軸部50的大徑部50A能夠滑動的程度的間隙，并且在大徑部50A的外周圍形成沿軸向延伸的槽。
【權利要求】
1.一種液壓緩沖器，包括:
被封有工作油的液壓缸、 插入所述液壓缸內而將所述液壓缸內劃分成桿側油室和桿相反側油室的活塞、 與所述活塞連結并向所述液壓缸的外部延伸的活塞桿、 通過所述活塞桿的伸縮而產生工作油的流動的流路、 設于所述流路且通過所述桿側油室或所述桿相反側油室的壓力上升并達到預定的壓力而開閥的安全閥， 該液壓緩沖器的特征在于，所述安全閥包括: 具有節流通路的閥體、 收納所述閥體的閥體室、 使工作油流入所述閥體室內的流入通路、 使工作油流向所述閥體室外的流出通路、 開設有與所述流入通路連通的流入口并供所述閥體落座的座面、 向所述座面推壓所述閥體的閥彈簧、 與所述閥體配置于同軸上且一端部與所述閥體能夠滑動地卡合的軸部件、 形成于所述閥體和所述軸部件之間并與所述節流通路連通的緩沖室。
2.如權利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于，所述緩沖室通過將所述軸部件的一端部能夠滑動地插入向所述閥體的一端面開口的所述節流通路而形成。
3.如權利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于，所述緩沖室通過將所述閥體的軸部能夠滑動地插入向所述軸部件的一端面開口的孔部而形成。
4.如權利要求2所述的液壓緩沖器，其特征在于，所述軸部由大徑部和小徑部構成，所述大徑部側插入所述節流通路。
5.如權利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于， 所述閥體包括: 形成有落座于所述座面的落座面的第一軸部、 從所述落座面延伸且能夠滑動地插入所述流入通路的第二軸部， 利用沿徑向貫通所述第一軸部的通路，連通所述緩沖室和所述閥體室。
6.如權利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于， 所述節流通路具有: 大徑部，向形成有在所述閥體的所述座面上落座的落座面的第一軸部的端面開口，供所述軸部件的一端部能夠滑動地插入； 小徑部，與所述大徑部連通； 利用形成于所述大徑部的內周面的一對槽連通所述緩沖室和所述閥體。
7.如權利要求3所述的液壓緩沖器，其特征在于， 所述節流通路具有: 大徑部，向形成有在所述閥體的所述座面上落座的落座面的第一軸部的端面開口，供所述軸部件的一端部能夠滑動地插入； 小徑部，與所述大徑部連通， 所述小徑部以與所述孔部連通的方式設置。
8.如權利要求3所述的液壓緩沖器，其特征在于，工作油不從所述孔部與所述閥體的軸部之間 泄露。
【文檔編號】F16F9/34GK103671680SQ201310386131
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2012年8月31日
【發明者】柴原和晶 申請人:日立汽車系統株式會社