缓冲器

文档序号:74250 发布日期:2021-10-01 浏览:53次 >En<

阅读说明:本技术 缓冲器 (Buffer device ) 是由 岛内壮大 粟野宏一郎 植村将史 于 2020-02-28 设计创作,主要内容包括:缓冲器(A)具备:硬质侧阻尼元件(FH),其对在伸长侧腔室(L1)和压缩侧腔室(L2)之间移动的液体的流动施加阻力;电磁阀(V),其可以对绕过硬质侧阻尼元件与伸长侧腔室(L1)和压缩侧腔室(L2)连通的旁路通道(B)的开口面积进行变更;软质侧阻尼元件(FS),其与电磁阀(V)串联地设置在旁路通道(B)上;以及储液罐(T),其连接压缩侧腔室(L2);其中,硬质侧阻尼元件(FH)构成为具有节流孔(22)以及与其并列的硬质叶片阀(20,21),软质侧阻尼元件(FS)构成为具有开口面积比节流孔(22)大的节流孔(52)。(A buffer (A) is provided with: a hard side damping element (FH) that applies resistance to the flow of liquid moving between the expansion side chamber (L1) and the compression side chamber (L2); a solenoid valve (V) capable of changing the opening area of a bypass passage (B) that bypasses the hard-side damping element and communicates with the expansion-side chamber (L1) and the compression-side chamber (L2); a soft side damping element (FS) provided on the bypass passage (B) in series with the solenoid valve (V); and a reservoir tank (T) connected to the compression-side chamber (L2); wherein the hard side damping element (FH) is configured to have an orifice (22) and hard leaf valves (20, 21) arranged in parallel therewith, and the soft side damping element (FS) is configured to have an orifice (52) having a larger opening area than the orifice (22).)

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式所涉及的缓冲器进行说明。在多个附图中,用相同的附图符号表示相同的部件或对应的部件。此外,本发明的实施方式所涉及的缓冲器用于悬架跨乘式车辆的后轮的后缓冲装置。在下面的说明中,除非另外说明,将缓冲器安装在车辆上的状态时的上下简称为“上”、“下”。

如图1所示,本发明的一实施方式所涉及的缓冲器A具备:可伸缩的缓冲器主体D,其具有外壳10和进出该外壳10的活塞杆3;悬架弹簧S,其设置在该缓冲器主体D的外周上;阻尼力调整部E,其与缓冲器主体D一体设置;储液罐T,其通过软管与该阻尼力调整部E连接。

此外,缓冲器A为倒置型,并且活塞杆3从外壳10向下方突出。在该活塞杆3的下端设有车轴侧托架30。该托架30与摆动臂相连结,该摆动臂可摆动自如地连结在车身上。由于后轮可旋转自如地支撑在该摆动臂上,因此可以说活塞杆3与后轮的车轴相连结。

另一方面,在外壳10的上端外周上螺合有有顶筒状的端盖11。在该端盖11的顶部设有车身侧托架12,外壳10通过该托架12与车身相连结。

这样,缓冲器主体D插装在车辆车身和后轮车轴之间。而且,当车辆在凹凸不平的路面上行驶等并且后轮相对于车身上下振动时,活塞杆3进出外壳10,并且缓冲器主体D进行伸缩。这样,缓冲器主体D的伸缩也称为缓冲器A的伸缩。

此外,在本实施方式中,悬架弹簧S是螺旋弹簧。该悬架弹簧S的上端由安装在外壳10的外周上的上侧弹簧支架13支撑。另一方面,悬架弹簧S的下端由安装在车轴侧托架30上的下侧弹簧支架31支撑。由于车轴侧托架30与活塞杆3相连结,因此可以说悬架弹簧S的一端由外壳10支撑,另一端由活塞杆3支撑。

而且,当缓冲器A收缩并且活塞杆3进入外壳10内时,悬架弹簧S被压缩并发挥弹力,以使缓冲器A向伸长方向施力。这样,悬架弹簧S根据压缩量发挥弹力,并弹性支撑车身。

另外,安装缓冲器A的方向并不限定于图示,例如也可以是使图1中的上下颠倒的方向。此外,缓冲器A的安装对象并不限定于车辆,可以适当变更。进一步地,当然,悬架弹簧S也可以是空气弹簧等除螺旋弹簧以外的弹簧,并且根据缓冲器A的安装对象也可以省略悬架弹簧S。

接下来,缓冲器主体D为多筒型,在外壳10的内侧设有作为内筒的气缸1。活塞2可滑动自如地插入在该气缸1内。该活塞2通过螺母32与活塞杆3的上端外周相连结。而且,当缓冲器A进行伸缩时,活塞杆3进出气缸1,并且活塞2在气缸1内上下(轴向)移动。

此外,如前所述,在外壳10的上端外周上螺合有有顶筒状的端盖11,并且利用该端盖11封闭外壳10的上端。另一方面,在外壳10的下端安装有可滑动自如地支撑活塞杆3的环状杆件引导件14。在该杆件引导件14上安装有密封件15、16、17,并且分别密封活塞杆3的外周和外壳10的内周。

如此,外壳10内成为密闭空间,防止容纳在包含气缸1内的外壳10内的液体向外部泄漏。而且,在气缸1内形成有用于填充液压油等液体的工作室L,该工作室L由活塞2划分为下侧伸长侧腔室L1和上侧压缩侧腔室L2。

这里所说的伸长侧腔室L1是由活塞2划分的两个腔室中,在缓冲器A伸长时被活塞2压缩的腔室。另一方面,压缩侧腔室L2是由活塞2划分的两个腔室中,在缓冲器A压缩时被活塞2压缩的腔室。

在活塞2上形成有用于连通伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2的伸长侧通道2a和压缩侧通道2b的同时,安装有硬质侧阻尼元件FH,该硬质侧阻尼元件对流经伸长侧通道2a或者压缩侧通道2b后在伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2之间移动的液体的流动施加阻力。该硬质侧阻尼元件FH构成为具有:伸长侧硬质叶片阀20,其为用于开关伸长侧通道2a的叶片阀;压缩侧硬质叶片阀21,其为用于开关压缩侧通道2b的叶片阀;以及节流孔22(图3)。

伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20分别是由金属等形成的薄的环状板,或者是层叠该环状板的层叠体,并具有弹性。伸长侧硬质叶片阀20在允许其外周侧弯曲的状态下安装在活塞2的上侧,并且伸长侧腔室L1的压力朝着使外周部向上侧弯曲的方向作用于伸长侧硬质叶片阀20上。压缩侧硬质叶片阀21在允许其外周侧弯曲的状态下层叠在活塞2的下侧,并且压缩侧腔室L2的压力朝着使外周部向下侧弯曲的方向作用于压缩侧硬质叶片阀21上。

节流孔22通过设置在离座或落座于活塞2的阀座的伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20、21中的一方或这两者的外周部上的切口、或设置在上述阀座的刻印等来形成。因此,可以说节流孔22与伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20、21一起并列设置在伸长侧通道2a和压缩侧通道2b中的一方或这两者上。

伸长侧腔室L1在缓冲器A伸长时被活塞2压缩,其内压升高,并且比压缩侧腔室L2的压力高。另一方面,压缩侧腔室L2在缓冲器A收缩时被活塞2压缩,其内压升高,并且比伸长侧腔室L1的压力高。这样,当缓冲器A进行伸缩时,伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2之间产生差压。而且,当缓冲器A进行伸缩时,活塞速度处于低速范围,上述差压小于伸缩侧硬质叶片阀及压缩侧硬质叶片阀20、21的开阀压力的情况下,液体流经节流孔22后在伸长时从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2、在收缩时从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1。而且,通过节流孔22对该液体的流动施加阻力。

此外,在缓冲器A伸长时活塞速度提高并处于中高速范围,当上述差压增大并大于等于伸长侧硬质叶片阀20的开阀压力时,伸长侧硬质叶片阀20的外周部向上弯曲并在该外周部和活塞2之间形成间隙,液体流经该间隙后从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2,并且对该液体的流动施加阻力。

此外,在缓冲器A收缩时活塞速度提高并处于中高速范围,当上述差压增大并大于等于压缩侧硬质叶片阀21的开阀压力时,压缩侧硬质叶片阀21的外周部向下弯曲并在该外周部和活塞2之间形成间隙,液体流经该间隙后从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1,并且对该液体的流动施加阻力。

由上可知,硬质侧阻尼元件FH的节流孔22和伸长侧硬质叶片阀20作为伸长侧的第一阻尼元件发挥作用,其在缓冲器A伸长时,对从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动施加阻力。此外,硬质侧阻尼元件FH的节流孔22和压缩侧硬质叶片阀21作为压缩侧的第一阻尼元件发挥作用,其在缓冲器A收缩时,对从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1的液体的流动施加阻力。而且,这些第一阻尼元件的阻力在活塞速度处于低速范围时因节流孔22引起,在处于中高速范围时因伸长侧硬质叶片阀或压缩侧硬质叶片阀20、21引起。

接下来,在气缸1与外壳10之间形成有筒状间隙C1。该间隙C1经由形成于气缸1的下端部的孔1a始终与伸长侧腔室L1相连通。进一步地,该间隙C1通过形成于外壳10的上端部的孔10a和形成于端盖11的伸长侧开口11a与阻尼力调整部E相连通。此外,在端盖11上形成有压缩侧开口11b,压缩侧腔室L2通过该压缩侧开口11b与阻尼力调整部E相连通。

如图2所示,阻尼力调整部E具备:筒状的壳体4;盖40,其用于封闭该壳体4的一端;底部部件41,其用于封闭壳体4的另一端;阀壳体5,其用于保持在该底部部件41上并固定在壳体4内;以及电磁阀V,其设置在壳体4内的阀壳体5的盖40侧。

此外,在本实施方式中,将穿过壳体4的中心的阻尼力调整部E的中心轴Y,沿着直线Z进行配置,该直线Z与穿过图1所示的活塞杆3的中心的缓冲器主体D的中心轴X正交。下面,为了便于说明,将阻尼力调整部E的图2中左右简称为“左”、“右”,但是安装阻尼力调整部E的方向可以适当地变更。例如,阻尼力调整部E可以配置成中心轴Y向车辆车宽(左右)方向延伸,也可以配置成向前后方向延伸。

此外,在本实施方式中,阻尼力调整部E的壳体4与用于封闭外壳10的上端的端盖11和车身侧的托架12一体成形。这里所说的一体成形是指,将多个部件成形的同时进行接合以使其成为一体,而并非是将单独成形的多个部件粘接或接合。

接下来,如图2所示,壳体4包括:辅助气缸部4a,其用于在其内部容纳阀壳体5;以及壳体部4b,其用于容纳电磁阀V。而且,辅助气缸部4a内通过阀壳体5分隔为左侧(盖40侧)的第一腔室L3和右侧(盖相反侧)的第二腔室L4。在该阀壳体5上形成有用于连通第一腔室L3和第二腔室L4的伸长侧软质通道5a和压缩侧软质通道5b的同时,安装有软质侧阻尼元件FS,该软质侧阻尼元件对流经伸长侧软质通道5a或压缩侧软质通道5b后在第一腔室L3和第二腔室L4之间移动的液体的流动施加阻力。

此外,在壳体部4b和电磁阀V之间形成有间隙C2,并利用电磁阀V开关用于连接该间隙C2和第一腔室L3的部分。进一步地,在壳体部4b上形成有通孔(未图示),该通孔在该间隙C2开口并且与伸长侧开口11a连通。如前所述,伸长侧开口11a经由气缸1和外壳10之间的间隙C1与伸长侧腔室L1连通。

另一方面,在辅助气缸部4a的阀壳体5的右侧形成有通孔(未图示),该通孔与压缩侧开口11b(图1)连通。如前所述,压缩侧开口11b与压缩侧腔室L2连通,第二腔室L4始终与压缩侧腔室L2连通。进一步地,在该第二腔室L4上连接有储液罐T,从而压缩侧腔室L2始终与储液罐T连通。

如图1所示,该储液罐T内由自由活塞18分隔为液体室L5和气体室G。在该气体室G中封入有高压气体,利用气体室G的压力对液体室L5加压,该压力作用于气缸1内。而且,压缩侧腔室L2的压力始终与储液罐T内的压力大致相同(储液罐压力)。

即是,在本实施方式中,在前述气缸1和外壳10之间具有所形成的筒状间隙C1、壳体部4b内的间隙C2、第一腔室L3及第二腔室L4,并形成绕过硬质侧阻尼元件FH用于连通伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2的旁路通道B。而且,在该旁路通道B上连接有储液罐T的同时,在旁路通道B中与储液罐T的连接部的伸长侧腔室L1侧串联地设置有电磁阀V和软质侧阻尼元件FS。软质侧阻尼元件FS构成为具有:伸长侧软质叶片阀50,其为用于开关伸长侧软质通道5a的叶片阀;压缩侧软质叶片阀51,其为用于开关压缩侧软质通道5b的叶片阀;以及节流孔52(图3)。

伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51分别是由金属等形成的薄的环状板,或者是层叠该环状板的层叠体,并具有弹性。伸长侧软质叶片阀50在允许其外周侧弯曲的状态下安装在阀壳体5的右侧,并且第一腔室L3的压力朝着使外周部向右侧弯曲的方向作用于伸长侧软质叶片阀50上。压缩侧软质叶片阀51在允许其外周侧弯曲的状态下层叠在阀壳体5的左侧,并且第二腔室L4的压力朝着使外周部向左侧弯曲的方向作用于压缩侧软质叶片阀51上。

节流孔52通过设置在离座或落座于阀壳体5的阀座的伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51的外周部上的切口、或设置在上述阀座的刻印等来形成。因此,可以说节流孔52与伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51一起并列设置在伸长侧软质通道5a和压缩侧软质通道5b中的一方或两者上。

当缓冲器A伸长并且当电磁阀V打开时,第一腔室L3的压力在承受伸长侧腔室L1的压力后上升,并且比第二腔室L4的压力高。另一方面,当缓冲器A收缩并且当电磁阀V打开时,第二腔室L4的压力在承受压缩侧腔室L2的压力(储液罐压力)后上升,并且比第一腔室L3的压力高。这样,当缓冲器A伸缩时,在打开电磁阀V的情况下,在第一腔室L3和第二腔室L4之间产生差压。

而且,当缓冲器A进行伸缩并打开电磁阀V时,活塞速度处于低速范围,上述差压小于伸缩侧软质叶片阀及压缩侧软质叶片阀50、51的开阀压力的情况下,液体流经节流孔52后在伸长时从第一腔室L3流向第二腔室L4、即是,从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2,在收缩时从第二腔室L4流向第一腔室L3、即是,从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1,并对该液体的流动施加阻力。

此外,当缓冲器A伸长并且电磁阀V打开时,活塞速度提高并处于中高速范围,当上述差压增大并大于等于伸长侧软质叶片阀50的开阀压力时,伸长侧软质叶片阀50的外周部弯曲并在其外周部和阀壳体5之间形成间隙,液体流经该间隙从第一腔室L3流向第二腔室L4、即从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2,并对该液体的流动施加阻力。

此外,当缓冲器收缩并且电磁阀V打开时,活塞速度提高并处于中高速范围,当上述差压增大并大于等于压缩侧软质叶片阀51的开阀压力时,压缩侧软质叶片阀51的外周部弯曲并在其外周部和阀壳体5之间形成间隙,液体流经该间隙从第二腔室L4流向第一腔室L3、即从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1,并对该液体的流动施加阻力。

由上可知,软质侧阻尼元件FS的节流孔52和伸长侧软质叶片阀50作为伸长侧的第二阻尼元件发挥作用,其在缓冲器A伸长时,对在旁路通道B从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动施加阻力。此外,软质侧阻尼元件FS的节流孔52和压缩侧软质叶片阀51作为压缩侧的第二阻尼元件发挥作用,其在缓冲器A收缩时,对在旁路通道B从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1的液体的流动施加阻力。而且,这些第一、第二阻尼元件的阻力在活塞速度处于低速范围时因节流孔52引起,在处于中高速范围时因伸长侧软质叶片阀或压缩侧软质叶片阀50、51引起。

此外,软质侧阻尼元件FS的伸长侧软质叶片阀50是阀门刚性比硬质侧阻尼元件FH的伸长侧硬质叶片阀20低(容易弯曲)的阀门,在流量相同的情况下,对液体的流动施加的阻力(压力损失)小。同样地,软质侧阻尼元件FS的压缩侧软质叶片阀51是阀门刚性比硬质侧阻尼元件FH的压缩侧硬质叶片阀21低(容易弯曲)的阀门,在流量相同的情况下,对液体的流动施加的阻力(压力损失)小。换言之,在同一条件下,与硬质叶片阀20、21相比,液体更容易流经软质叶片阀50、51。进一步地,软质侧阻尼元件FS的节流孔52是大径节流孔,其开口面积比硬质侧阻尼元件FH的节流孔22大,在流量相同的情况下,对液体的流动施加的阻力(压力损失)小。

接下来,电磁阀V构成为具有:筒状支架6,其固定在壳体4内;阀芯7,其可往复地插入该支架6内;施力弹簧8,其朝着其移动方向的一方对该阀芯7施力;以及螺线管9,其对阀芯7施加与该施力弹簧8的作用力相反方向的推力。而且,通过变更支架6内的阀芯7位置,对电磁阀V的开度进行大小调节。

更具体而言,支架6在壳体4内使轴向一端朝向左侧(盖40侧)、另一端朝向右侧(阀壳体5侧)的状态下,沿壳体4的中心轴Y进行配置。进一步地,在支架6上形成有沿径向贯穿其壁厚的一个以上的端口6a。该端口6a经由间隙C2与伸长侧腔室L1连通,并通过阀芯7进行开关。

该阀芯7为筒状,可滑动自如地插入支架6内。在该阀芯7的左端层叠有板70,螺线管9的后述柱塞9a与该板70抵接。另一方面,施力弹簧8与阀芯7的右端抵接,通过该施力弹簧8对阀芯7向左侧(螺线管9侧)施力。

此外,形成于阀芯7的中心部的中心孔7a经由阀芯7的右端开口与第一腔室L3连通。进一步地,在阀芯7上沿着其外周的周向形成有环状槽7b,并且形成有用于连通该环状槽7b的内侧和中心孔7a的一个以上的侧孔7c。由此,环状槽7b的内侧经由侧孔7c和中心孔7a与第一腔室L3连通。

根据上述结构,在环状槽7b与支架6的端口6a相对的位置处存在阀芯7的情况下,允许伸长侧腔室L1与第一腔室L3的连通。这里所说的环状槽7b与端口6a相对的状态是指从径向来看环状槽7b与端口6a重合的状态,并且旁路通道B的开口面积根据其重叠量而发生变化。

例如,当环状槽7b与端口6a之间的重叠量增加并且电磁阀V的开度增大时,旁路通道B的开口面积增大。相反地,当环状槽7b与端口6a之间的重叠量减少并且电磁阀V的开度减小时,旁路通道B的开口面积减小。进一步地,当阀芯7移动到环状槽7b与端口6a没有完全重叠的位置并关闭电磁阀V时,切断旁路通道B的连通。

此外,虽然省略了详细的图示,但电磁阀V的螺线管9具有:筒状定子,其包括线圈;筒状可动铁心,其可移动自如地插入该定子内;以及柱塞9a,其安装在该可动铁心的内周并且其前端与板70抵接。向该螺线管9供电的线束90从盖40向外方突出,并与电源连接。

而且,当通过该线束90向螺线管9通电时,向右侧拉近可动铁心,柱塞9a向右方移动,阀芯7克服施力弹簧8的作用力向右移动。于是,环状槽7b与端口6a相对,并且电磁阀V打开。该电磁阀V的开度和螺线管9的通电量之间的关系为具有正比例常数的比例关系,越增大通电量则开度越大。进一步地,当切断对螺线管9的通电时,电磁阀V关闭。

这样,本实施方式的电磁阀V为常闭型,通过施力弹簧8对作为该阀体的阀芯7向关闭方向施力,并且通过螺线管9对阀芯7向开启方向施加推力。此外,开度与电磁阀V的通电量成比例地增加,随着该开度的增加,旁路通道B的开口面积变大。因此,可以说旁路通道B的开口面积与电磁阀V的通电量成比例地增大。

综上所述,如图3所示,本实施方式所涉及的缓冲器A具备:气缸1;活塞2,其可移动自如地插入气缸1内并将气缸1内划分为伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2;活塞杆3,其前端与活塞2相连结的同时,末端向气缸1外突出;以及储液罐T,其连接气缸1内的压缩侧腔室L2;压缩侧腔室L2的压力为储液罐压力。进一步地,在缓冲器A中,作为用于连通伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2的通道,设有伸长侧通道2a、压缩侧通道2b以及旁路通道B。

而且,在伸长侧通道2a和压缩侧通道2b上分别设有用于开关这些通道的伸长侧硬质叶片阀20和压缩侧硬质叶片阀21,并在伸长侧通道2a和压缩侧通道2b中的一方或双方上设有节流孔22,该节流孔与伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20、21并列地设置。而且,硬质侧阻尼元件FH构成为具有伸长侧硬质叶片阀20、压缩侧硬质叶片阀21以及节流孔22,并对液体的流动施加阻力。

另一方面,在旁路通道B上连接有储液罐T的同时,在旁路通道B中与储液罐T的连接部的伸长侧腔室L1侧分支为伸长侧软质通道5a和压缩侧软质通道5b。而且,在伸长侧软质通道5a和压缩侧软质通道5b上分别设有用于开关它们的伸长侧软质叶片阀50和压缩侧软质叶片阀51,并在伸长侧软质通道5a和压缩侧软质通道5b中的一方或双方上,与伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51并列地设有节流孔52。

该节流孔52是开口面积比节流孔22大的大径节流孔。此外,软质叶片阀50、51是阀门刚性比硬质叶片阀20、21低的叶片阀。而且,软质侧阻尼元件FS构成为具有伸长侧软质叶片阀50、压缩侧软质叶片阀51以及节流孔52,并减小对液体的流动施加的阻力。

进一步地,在旁路通道B中比储液罐T的连接部靠近伸长侧腔室L1侧,与软质侧阻尼元件FS串联地设置有电磁阀V,通过调节对该电磁阀V的通电量,能够变更旁路通道B的开口面积。而且,电磁阀V为常闭型,并将其设定为与通电量成比例地增大旁路通道B的开口面积。

下面,对本发明的一实施方式所涉及的缓冲器A的动作进行说明。

当缓冲器A伸长时,活塞杆3从气缸1退出,并且活塞2压缩伸长侧腔室L1。于是,伸长侧腔室L1中的液体流经硬质侧阻尼元件FH或旁路通道B的软质侧阻尼元件FS向压缩侧腔室L2移动的同时,从气缸1退出的活塞杆3的体积量的液体从储液罐T供给到压缩侧腔室L2中。对于从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动,通过硬质侧阻尼元件FH或软质侧阻尼元件FS施加阻力,产生由该阻力引起的伸长侧阻尼力。而且,当该缓冲器A伸长时流经硬质侧阻尼元件FH和软质侧阻尼元件FS的液体的分配比根据向电磁阀V的通电量而发生变化。

具体而言,当缓冲器A伸长时,液体流经用于构成硬质侧阻尼元件FH的伸长侧的第一阻尼元件的伸长侧硬质叶片阀20或节流孔22、或者用于构成软质侧阻尼元件FS的伸长侧的第二阻尼元件的伸长侧软质叶片阀50或节流孔52。这样,伸长侧的第一阻尼元件、第二阻尼元件构成为,分别具有节流孔22、52、以及与其并列的且作为叶片阀的硬质叶片阀20或软质叶片阀50。因此,当活塞速度处于低速范围时,伸长侧的阻尼力特性为与节流孔特有的活塞速度的平方成比例的节流孔特性;当活塞速度处于中高速范围时,其为与叶片阀特有的活塞速度成比例的阀门特性。

而且,当增加向电磁阀V供给的电流量而增大开度时,旁路通道B的流量增大,流经软质侧阻尼元件FS的伸长侧的阻尼元件的液体的比例增加,并且流经硬质侧阻尼元件FH的伸长侧的阻尼元件的液体的比例减小。由于作为软质侧阻尼元件FS的伸长侧的阻尼元件的节流孔52是大径节流孔,其开口面积比作为硬质侧阻尼元件FH的伸长侧的阻尼元件的节流孔22大,因此,当流向软质侧阻尼元件FS侧的液体的比例增大时,阻尼系数在低速范围和中高速范围这两者中增大,并相对于活塞速度产生的伸长侧阻尼力减小。而且,在将向电磁阀V供给的电流量设为最大时,电磁阀V全开。于是,阻尼系数为最小值,相对于活塞速度产生的伸长侧阻尼力为最小值。

此外,与此相反,当减小向电磁阀V供给的电流量而减小开度时,旁路通道B的流量减小,流经软质侧阻尼元件FS的伸长侧的阻尼元件的液体的比例减小,并且流经硬质侧阻尼元件FH的伸长侧的阻尼元件的液体的比例增大。于是,阻尼系数在低速范围和中高速范围这两者中都增大,相对于活塞速度产生的伸长侧阻尼力增大。而且,当切断对电磁阀V的通电时,电磁阀V关闭,整个流量流经硬质侧阻尼元件FH的伸长侧阻尼元件。于是,阻尼系数为最大值,相对于活塞速度产生的伸长侧阻尼力为最大值。

这样,当通过电磁阀V改变液体流经硬质侧阻尼元件FH和软质侧阻尼元件FS的伸长侧的第一阻尼元件、第二阻尼元件的分配比时,阻尼系数发生大小变化,如图4所示,用于表示伸长侧的阻尼力特性的特性曲线的斜率发生变化。而且,在硬质模式和软质模式之间调节伸长侧阻尼力,该硬质模式将该特性曲线的斜率设为最大并增大产生的阻尼力,该软质模式将斜率设为最小并减小产生的阻尼力。

此外,在软质模式下,用于表示阻尼力特性的特性曲线的斜率在低速范围和中高速范围这两者中都减小的同时,在硬质模式下,用于表示阻尼力特性的特性曲线的斜率在低速范围和中高速范围这两者中都增大。因此,无论在哪个模式下,阻尼力特性从节流孔特性变为阀门特性时的变化都很平缓。

进一步地,软质侧阻尼元件FS的伸长侧的阻尼元件具有软质叶片阀50,该软质叶片阀与节流孔52并列,并且其为阀门刚性低的叶片阀。因此,作为用于构成硬质侧阻尼元件FH的伸长侧的阻尼元件的叶片阀,采用阀门刚性高、开阀压力高的硬质叶片阀,即使增大用于提高伸长侧阻尼力的方向的调整幅度,软质模式下的阻尼力也不会过大。

相反,当缓冲器A收缩时,活塞杆3进入气缸1内,并且活塞2对压缩侧腔室L2进行压缩。于是,压缩侧腔室L2中的液体流经硬质侧阻尼元件FH或旁路通道B的软质侧阻尼元件FS向伸长侧腔室L1移动的同时,进入气缸1的活塞杆3的体积量的液体从压缩侧腔室L2排出到储液罐T中。对于从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1的液体的流动,通过硬质侧阻尼元件FH或软质侧阻尼元件FS施加阻力,产生由该阻力引起的压缩侧阻尼力。而且,当该缓冲器A收缩时流经硬质侧阻尼元件FH和软质侧阻尼元件FS的液体的分配比根据电磁阀V的通电量而发生变化。

具体而言,当缓冲器A收缩时,液体流经用于构成硬质侧阻尼元件FH的压缩侧的第一阻尼元件的压缩侧硬质叶片阀21或节流孔22、或者流经用于构成软质侧阻尼元件FS的压缩侧的第二阻尼元件的压缩侧软质叶片阀51或节流孔52。这样,压缩侧的第一阻尼元件、第二阻尼元件构成为,分别具有节流孔22、52、以及与其并列的且作为叶片阀的硬质叶片阀21或软质叶片阀51。因此,当活塞速度处于低速范围时,压缩侧的阻尼力特性为与节流孔特有的活塞速度的平方成比例的节流孔特性;当活塞速度处于中高速范围时,其为与叶片阀特有的活塞速度成比例的阀门特性。

而且,在缓冲器A收缩时,改变液体流经硬质侧阻尼元件FH和软质侧阻尼元件的压缩侧的第一阻尼元件、第二阻尼元件的分配比时,阻尼系数发生大小变化,和伸长侧阻尼力相同,用于表示压缩侧的阻尼力特性的特性曲线的斜率发生变化。而且,即使在缓冲器A收缩时,也与伸长时相同,在硬质模式与软质模式之间调整压缩侧阻尼力,该硬质模式将上述特性曲线的斜率设为最大并增大产生的阻尼力,该软质模式将斜率设为最小并减小产生的阻尼力的。

此外,与伸长时相同,即使在收缩时,在软质模式下,用于表示阻尼力特性的特性曲线的斜率在低速范围和中高速范围这两者中都减小,在硬质模式下,其在低速范围和中高速范围这两者中都增大,因此无论在哪个模式下,阻尼力特性从节流孔特性变为阀门特性时的变化都很平缓。进一步地,由于软质侧阻尼元件FS的压缩侧阻尼元件也具有软质叶片阀51,该软质叶片阀与节流孔52并列,并且其为阀门刚性低的叶片阀,因此作为用于构成硬质侧阻尼元件FH的压缩侧阻尼元件的叶片阀,即使采用阀门刚性高、开阀压力高的硬质叶片阀,也不会使软质模式下的阻尼力过大。

下面,对本发明的一实施方式所涉及的缓冲器A的作用效果进行说明。

本实施方式所涉及的缓冲器A具备:气缸1;活塞2,其沿轴向可移动地插入该气缸1内并将气缸1内划分为伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2;活塞杆3,其与该活塞2相连结的同时,一端向气缸1外突出;以及储液罐T,其与压缩侧腔室L2连接并向气缸1内加压。

进一步地,上述缓冲器A具备:硬质侧阻尼元件FH,其对在伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2之间移动的液体的流动施加阻力;电磁阀V,其可以对绕过硬质侧阻尼元件FH与伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2连通的旁路通道B的开口面积进行变更;以及软质侧阻尼元件FS,其与电磁阀V串联地设置在旁路通道B上。而且,硬质侧阻尼元件FH构成为具有节流孔22以及与其并列设置的且作为叶片阀的伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20、21。另一方面,软质侧阻尼元件FS构成为具有开口面积比节流孔22大的节流孔(大径节流孔)52。

根据上述结构,由于利用储液罐T对气缸1内进行加压,因此能够良好地保持阻尼力的产生响应性。进一步地,缓冲器A伸缩时所产生的阻尼力的特性为,当活塞速度处于低速范围时,其为节流孔特有的节流孔特性,当活塞速度处于中高速范围时,其为叶片阀特有的阀门特性。而且,如果通过电磁阀V变更旁路通道B的开口面积,则缓冲器A伸缩时在伸长侧腔室L1和压缩侧腔室L2之间移动的液体中,流经硬质侧阻尼元件FH和软质侧阻尼元件FS的液体流量的分配比发生变化,因此能够自由地设定活塞速度处于低速范围时的阻尼系数和处于中高速范围时的阻尼系数这两者,并且能够增大活塞速度处于中高速范围时的阻尼力的调整幅度。

进一步地,在变更旁路通道B的开口面积并增大流向软质侧阻尼元件FS的液体的分配比的软质模式中,活塞速度处于低速范围时的阻尼系数和处于中高速范围时的阻尼系数这两者都减小。另一方面,在减小流向软质侧阻尼元件FS的液体的分配比的硬质模式中,活塞速度处于低速范围时的阻尼系数和处于中高速范围时的阻尼系数这两者都增大。因此,当阻尼力特性从处于低速范围的节流孔特性变为中高速范围的阀门特性时,无论在哪个模式下,其特性曲线的斜率变化都很平缓。由此,在将本实施方式所涉及的缓冲器A搭载于车辆的情况下,能够减轻因上述斜率的变化所引起的不适感,并保持良好的车辆乘坐舒适性。

此外,在本实施方式的缓冲器A中,软质侧阻尼元件构成为具有上述节流孔(大径节流孔)52、和与该节流孔52并列设置的且作为叶片阀的伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51。这样,当在软质侧阻尼元件FS中也设置叶片阀时,即使将作为硬质侧阻尼元件FH的叶片阀的硬质叶片阀20、21设为阀门刚性高、开阀压力高的阀门,软质模式下的阻尼力也不会过大。即是,根据上述结构,能够采用阀门刚性高的阀门以用作硬质侧阻尼元件的叶片阀的硬质叶片阀20、21。而且,如此一来,由于阻尼力的调整幅度向增大阻尼力的方向变大,因此能够进一步增大活塞速度处于中高速范围时的阻尼力的调整幅度。

此外,在本实施方式中,作为硬质侧阻尼元件FH的叶片阀,可以设置有:伸长侧硬质叶片阀20,其对从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动施加阻力;以及压缩侧硬质叶片阀21,其对从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1的液体的流动施加阻力。进一步地,作为软质侧阻尼元件FS的叶片阀,可以设置有:伸长侧软质叶片阀50,其对在旁路通道B中从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动施加阻力;以及压缩侧软质叶片阀51,其对在旁路通道B中从压缩侧腔室L2流向伸长侧腔室L1的液体的流动施加阻力。由此,在缓冲器A的伸长时和收缩时这两者中,阻尼力的调整幅度向增大阻尼力的方向变大,因此能够进一步增大活塞速度处于中高速范围时的伸长侧和压缩侧这两侧的阻尼力的调整幅度。

然而,在本实施方式的缓冲器A中,由于压缩侧腔室L2上连接有储液罐T,压缩侧腔室L2的压力不会达到储液罐压力以上,因此无法将压缩侧阻尼力的调整幅度设为与伸长侧阻尼力的调整幅度那样大。因此,也可以如图5所示的缓冲器A1那样,可以取消软质侧阻尼元件FS的压缩侧软质叶片阀51,而仅仅设置节流孔52作为软质侧阻尼元件FS的压缩侧阻尼元件。换言之,作为软质侧阻尼元件FS的叶片阀,可以仅设置伸长侧软质叶片阀50,其对在旁路通道B中从伸长侧腔室L1流向压缩侧腔室L2的液体的流动施加阻力。

进一步地,在本实施方式的储液罐T内形成有用于封入高压气体的气体室G,利用该气体室G的压力对气缸1内进行加压。但是,储液罐T的结构可以适当变更。例如,在本实施方式中,通过自由活塞18分隔气体室G和液体室L5,但是也可以使用气囊,波纹管等来代替该自由活塞18。此外,也可以在储液罐T内设置将自由活塞18向液体室L5侧施力的螺旋弹簧等金属制弹簧,利用其作用力对气缸1内进行加压。

此外,在本实施方式中,将电磁阀V设定为开度与通电量成比例地变化。根据该结构,能够无级变更旁路通道B的开口面积。

此外,在本实施方式中,电磁阀V具有:筒状支架6,其形成有与旁路通道B连接的端口6a;阀芯7,其可移动地插入该支架6内,并可开关端口6a;施力弹簧8,其朝着该阀芯7的移动方向的一方对阀芯7施力;以及螺线管9,其对阀芯7施加与该施力弹簧8的作用力相反方向的推力。

在此,例如,如JP2010-7758A中记载的电磁阀那样,作为阀体具有可往复运动的针阀,在通过对该针阀的尖端与阀座之间形成的间隙进行大小调节来变更开度的情况下,为了增大开度的调整幅度,需要增大阀体的行程量,但是有时无法做到。

具体而言,当增大针阀的行程量时,该针阀的可动空间增大,难以确保容纳空间。此外,为了增大针阀的行程量,当想要增大螺线管的柱塞的行程量时,需要变更螺线管的设计,非常复杂。进一步地,当在不变更螺线管的设计的情况下增大针阀的行程量时,需要用于增大相对于柱塞移动量的针阀移动量的部件,部件数量增加,并且难以确保容纳空间。

与此相对,在本实施方式的电磁阀V中,通过可往复地插入筒状支架6内的阀芯7,开关形成在支架6上的端口6a,从而开关电磁阀V。因此,如果将多个端口6a形成于支架6的周向上、或者将其在周向上设为较长的形状,则即使未增大作为电磁阀V阀体的阀芯7的行程量,也能够增大电磁阀V的开度。因此,能够增大电磁阀V的开度的调整幅度,并很容易地增大阻尼力的调整幅度。

进一步地,根据上述结构,能够很容易地变更电磁阀V的开度与通电量之间的关系。例如,在将电磁阀V的开度与通电量之间的关系设为具有负比例常数的负比例关系、并希望通电量越大而开度越小的情况下,只需在非通电时最大限度地打开端口6a的位置处配置端口6a、或者用于打开该端口6a的环状槽7b即可。

此外,也可以设置与伸长侧软质通道连通的伸长侧端口和与压缩侧软质通道连通的压缩侧端口,并将它们分别开启或关闭。这样,电磁阀V的结构以及电磁阀V的开度与通电量之间的关系能够自由变更。

进一步地,在图1、5所示的缓冲器A、A1中,能够发挥伸长侧和压缩侧这两侧的阻尼力的同时,能够利用电磁阀V来调节伸长侧和压缩侧这两侧的阻尼力。但是,也可以省略硬质侧阻尼元件FH的伸长侧硬质叶片阀和压缩侧硬质叶片阀20、21中的一个和软质侧阻尼元件FS的伸长侧软质叶片阀和压缩侧软质叶片阀50、51中的一个或两个,也可以将缓冲器A、A1设为仅在伸长时和收缩时的任一种情况下发挥阻尼力的单向缓冲器,或者利用电磁阀仅仅调节伸长侧或压缩侧中的任一侧的阻尼力。

此外,在本实施方式中,阀芯7沿着有底筒状的壳体4的中心轴Y移动。壳体4的中心轴Y沿着直线Z(图1)进行配置,该直线Z与穿过活塞杆3中心的中心轴X正交,因此也可以说阀芯7沿着该直线Z移动。

根据上述结构,阀芯7向与缓冲器A的伸缩方向正交的方向移动,并且其移动方向与车辆的振动方向不一致。因此,不会因车辆行驶时的振动而使阀芯7向其移动方向激振。但是,阀芯7的移动方向并不一定限于此。例如,阀芯7可以相对于穿过活塞杆3的中心的中心轴X倾斜地移动,也可以沿着中心轴X移动。

此外,本实施方式的缓冲器A具备:电磁阀V;以及壳体4,其容纳软质侧阻尼元件FS,并在该壳体4与气缸1一体成形。这里所说的气缸1和壳体4一体成形的状态,是指在以单体使用缓冲器A时,壳体4相对于气缸1以无法自由移动的方式进行固定,能够将这些如一个(一体)部件那样进行使用的状态。

根据上述结构,利用端盖11等壳体4和气缸1相连结的部分上所形成的孔,能够使壳体4内和气缸1内连通。因此,由于无需用软管连接壳体4和气缸1,因此能够防止因液体流经软管时的阻力而产生意外的阻尼力。进一步地,由于能够省略软管,因此能够降低成本。

但是,包含壳体4在内的阻尼力调整部E的安装方法可以适当变更。例如,也可以用软管连接壳体4和气缸1。此外,在本实施方式中,用软管连接壳体4和储液罐T,但是也可以将储液罐T与壳体4一体成形。而且,在这种情况下,也可以将壳体4、端盖11、车身侧的托架12以及储液罐T一体成形。

上面已经详细说明了本发明的优选实施例,但只要不脱离权利要求的范围,就可以进行改造、变形及变更。本申请要求基于2019年3月4日向日本专利局提交的日本专利申请特愿2019-038131号的优先权,此申请的全部内容通过引用并入本说明书。

符号说明

A,A1 缓冲器

B 旁路通道

L1 伸长侧腔室

L2 压缩侧腔室

FH 硬质侧阻尼元件

FS 软质侧阻尼元件

T 储液罐

V 电磁阀

X 中心线

Z 直线

1 气缸

2 活塞

3 活塞杆

4 壳体

6 支架

6a 端口

7 阀芯

8 施力弹簧

9 螺线管

20 伸长侧硬质叶片阀(叶片阀)

21 压缩侧硬质叶片阀(叶片阀)

22 节流孔

50 伸长侧软质叶片阀(叶片阀)

51 压缩侧软质叶片阀(叶片阀)

52 节流孔(大径节流孔)

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