專利名稱：減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的減震器。
背景技術(shù)：
美國專利商標(biāo)局2005年公布的US2005/0011712A1、日本專利局1995年公布的JPH07/019642U1以及日本專利局2000年公布的JP2000-356237A1中分別披露了一種減震器。這些減震器中的每個(gè)都包括缸體、將缸體分成兩個(gè)工作腔的主活塞、設(shè)置在主活塞內(nèi)并連接兩個(gè)工作腔的通道以及由自由活塞分隔并分別與兩個(gè)工作腔相連通的兩個(gè)壓力腔。
由于工作油響應(yīng)自由活塞的位移而在壓力腔和工作腔之間移動，這種小幅振動使這些減震器產(chǎn)生相對較小的衰減力。相反，大幅振動導(dǎo)致自由活塞移動到行程的末端，因此工作油不能在各工作腔和對應(yīng)的壓力腔之間移動。在這種情況下，工作油穿過通道直接在兩個(gè)工作腔之間移動，該通道穿過主活塞設(shè)置。在通道內(nèi)如葉片閥等阻力元件的設(shè)置產(chǎn)生了較大的衰減力。
因此，當(dāng)自由活塞到達(dá)行程的末端時(shí)減震器使衰減力迅速提高?，F(xiàn)有技術(shù)的減震器設(shè)置有在自由活塞的位移方向上突出的緩沖器以緩解衰減力的急劇變化。當(dāng)自由活塞幾乎已經(jīng)到達(dá)行程末端時(shí)，緩沖器與壓力腔的壁部抵接。因此逐漸阻止了自由活塞的位移并使衰減力得到逐漸提高。

發(fā)明內(nèi)容
需要一種用于車輛的減震器，以通過相對于輸入到減震器的相對低頻振動產(chǎn)生較大的衰減力來防止當(dāng)車輛在彎路上行駛時(shí)車輛的搖擺。另一方面，需要通過相對于由車輛越過路面的起伏部分導(dǎo)致的相對高頻振動產(chǎn)生小的衰減力來抑制對作為相對于車輛懸掛系統(tǒng)的簧下重量的車體的振動傳遞。
現(xiàn)有技術(shù)的減震器通過響應(yīng)輸入振動的振幅改變衰減力基本上滿足了上述要求。但響應(yīng)振幅產(chǎn)生衰減力的減震器不能應(yīng)付例如需要相對于具有小的振幅的輸入振動產(chǎn)生大的衰減力的情況。
因此，本發(fā)明的目的是響應(yīng)振動的頻率而改變衰減力并使減震器適于應(yīng)付上述振動的特性。
此外，在US2005/0011712A1中，自由活塞的中立位置不總是與主活塞的中立位置對應(yīng)。因此，難以精確地控制衰減力急劇變化發(fā)生的時(shí)刻。通常，用于車輛的減震器在膨脹和壓縮行程的過程中，在一個(gè)工作腔和另一個(gè)工作腔之間產(chǎn)生幾兆帕的壓差。為了利用安裝在自由活塞上的緩沖器抑制衰減力的急劇變化，必需將緩沖器的彈簧常數(shù)設(shè)定為高的值。因此，難以設(shè)計(jì)出具有所需耐用性能的緩沖器。
因此本發(fā)明的另一目的是提供一種通過簡化設(shè)計(jì)而降低制造成本并精確地抑制衰減力的急劇變化的減震器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種與懸架彈簧并列地介于車輛的車輪和車體之間的減震器。該減震器包括缸體、將缸體分成第一工作腔和第二工作腔的主活塞、將第一工作腔和第二工作腔在第一流動阻力下相連通的第一連接機(jī)構(gòu)、由具有預(yù)定的受壓面積的自由活塞分隔的兩個(gè)壓力腔、將第一工作腔與兩個(gè)壓力腔中的一個(gè)在第二流動阻力下相連通的第二連接機(jī)構(gòu)、將第二工作腔與兩個(gè)壓力腔中的另一個(gè)在第三流動阻力下相連通的第三連接機(jī)構(gòu)、以及具有預(yù)定彈簧常數(shù)并將自由活塞彈性地支撐在預(yù)定的中立位置的彈簧。
本發(fā)明的細(xì)節(jié)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)在說明書的其它部分給出并在附圖中示出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的減震器的示意圖。
圖2是示出在減震器的膨脹行程過程中工作油的流動的圖。
圖3是示出減震器中振動頻率F和傳輸增益之間關(guān)系的曲線圖。
圖4是示出減震器中振動頻率F、位移相位φ以及衰減特性的頻率傳遞函數(shù)G(j·ω)之間關(guān)系的曲線圖。
圖5是包括減震器的局部剖視的側(cè)視圖。
圖6是減震器的主要部件的放大橫截面圖。
圖7與圖6類似，但示出殼體的一個(gè)變化。
圖8與圖6類似，但示出殼體的另一個(gè)變化。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的減震器的主要部件的放大橫截面圖。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的減震器在膨脹行程過程中工作油的流動的圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的減震器的主要部件的放大橫截面圖。
圖12A-12C是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的節(jié)流孔的截面形狀的平面圖。
圖13與圖11類似，但示出通孔的一個(gè)變化。
圖14與圖11類似，但示出節(jié)流孔和環(huán)狀槽的布置的一個(gè)變化。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的減震器的主要部件的放大橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
要求專有權(quán)或特權(quán)的本發(fā)明的實(shí)施方式限定如下。
參照附圖中的圖1，用于車輛的減震器包括缸體1、在缸體1內(nèi)滑動并將缸體1分成兩個(gè)工作腔的主活塞2、以及從缸體1向外伸出并連接到主活塞2上的活塞桿8。兩個(gè)工作腔被設(shè)計(jì)成是在主活塞2以上的上工作腔R1和在主活塞2以下的下工作腔R2。
上工作腔R1和下工作腔R2通過設(shè)置在主活塞2中的第一通道3相連通。
圓柱形壓力腔R3設(shè)置在主活塞2中并且自由活塞5收容在其中。壓力腔R3由自由活塞5分成上壓力腔R3A和下壓力腔R3B。工作油填充上工作腔R1、下工作腔R2、上壓力腔R3A和下壓力腔R3B。
通過彈簧S將自由活塞5彈性地支撐在中立位置(neutralposition)。
上壓力腔R3A和上工作腔R1被設(shè)置成通過設(shè)有節(jié)流孔11的第二通道4a連通。下壓力腔R3B和下工作腔R2被設(shè)置成通過設(shè)有節(jié)流孔12的第三通道4b連通。盡管由于分隔通道4a、4b的自由活塞5而使通道4a、4b相互不連通，但與自由活塞5的移動速度相對應(yīng)的等量的工作油同時(shí)在這些通道4a、4b內(nèi)流動。
氣腔G由缸體1的主活塞2下方的自由活塞7分隔。氣腔G充滿氣體。因此，氣腔G能夠緩沖由活塞桿8的進(jìn)入而引起的缸體1的工作容量(displacement volume)的變化。介于缸體1和活塞桿8之間的密封構(gòu)件保持缸體1的油密封性能。
當(dāng)沿軸向的力作用在活塞桿8上或缸體1上或這兩個(gè)部件上時(shí)，活塞桿8相對于缸體1移動。該相對位移導(dǎo)致主活塞2沿如圖所示的垂直方向在缸體1內(nèi)移動。
包括節(jié)流孔或葉片閥的衰減力產(chǎn)生構(gòu)件10沿第一通道3設(shè)置，以對工作油的流動施加阻力。
當(dāng)減震器經(jīng)受膨脹行程時(shí)，換句話說，當(dāng)活塞桿8從缸體1中伸出時(shí)，主活塞2壓縮上工作腔R1并使下工作腔R2擴(kuò)大。因此，上工作腔R1內(nèi)的壓力提高而下工作腔R2內(nèi)的壓力降低。
上工作腔R1內(nèi)的壓力提高使工作油穿過第二通道4a移動到上壓力腔R3A。結(jié)果，抵抗彈簧S的彈性力壓下自由活塞5。自由活塞5的壓下使工作油從處于壓縮狀態(tài)的下壓力腔R3B穿過第三通道4b移動到具有更低相對壓力的下工作腔R2。當(dāng)減震器進(jìn)一步膨脹時(shí)，工作油從上工作腔R1穿過第一通道3流向下工作腔R2。
當(dāng)減震器經(jīng)受壓縮時(shí)，換句話說，當(dāng)活塞桿8進(jìn)入缸體1時(shí)，主活塞2壓縮下工作腔R2并使上工作腔R1擴(kuò)大。因此，上工作腔R1內(nèi)的壓力降低而下工作腔R2內(nèi)的壓力提高。
工作油從壓力被提高的下工作腔R2穿過第三通道4b流向下壓力腔R3B并將自由活塞5與彈簧S一起向上壓。自由活塞5的向上移動使工作油從具有壓縮的容積的上壓力腔R3A穿過第二通道4a移動到具有降低的壓力的上工作腔R1。當(dāng)減震器經(jīng)受進(jìn)一步壓縮時(shí)，工作油穿過第一通道3從下工作腔R2流向上工作腔R1。
活塞桿8在缸體1內(nèi)占用的容積隨著如上所述的減震器的壓縮和膨脹而變化。由活塞桿8占用的容積的變化所引起的缸體1內(nèi)工作油體積的波動通過利用自由活塞7的氣腔G的膨脹和壓縮來補(bǔ)充。
接著，將參照圖2對減震器的衰減力特性進(jìn)行說明。
以下對主活塞2向上移動時(shí)，換句話說是減震器經(jīng)受膨脹行程時(shí)的工作油的流動進(jìn)行考慮。
上工作腔R1和下工作腔R2之間的壓差被定義為P。
當(dāng)來自上工作腔R1的工作油的流量被記為Q，穿過第一通道3的工作油的流量是Q1，以及流過第二通道4a的工作油的流量是Q2時(shí)，得到以下公式(1)。
Q＝Q1+Q2(1)
由于壓差P和第一通道3的流量Q1得到由以下公式(2)表達(dá)的關(guān)系。
P＝C1·Q1(2)其中，C1＝流量系數(shù)。
當(dāng)上壓力腔R3A中的壓力被記為P1時(shí)，得到以下公式(3)。
P＝P1+C2·Q2 (3)其中，C2＝流量系數(shù)。
當(dāng)下壓力腔R3B中的壓力是P2，自由活塞5的受壓面積是A，自由活塞5的位移量是X，以及彈簧S的彈簧常數(shù)是K時(shí)，得到以下公式(4)。
P1·A＝P2·A+K·X(4)工作油從下壓力腔R3B穿過第三通道4b流向下工作腔R2的流量等于第二通道4a的流量Q2。因此，得到與下壓力腔R3B中的壓力P2有關(guān)的公式(5)。
P2＝C3·Q2(5)其中，C3＝流量系數(shù)。
工作油的移動量由公式(6)給出。
A·X＝∫Q2·dt(6)當(dāng)對公式(1)-(6)進(jìn)行拉普拉斯變換以計(jì)算壓差P相對于流量Q的傳遞函數(shù)時(shí)，得到公式(7)。
G(s)=P(s)Q(s)=C1·{1+A2·(C2+C3)·sK}1+A2·(C1+C2+C3)·sK----(7)]]>其中，s＝拉普拉斯算子。
通過將j·ω指定為公式(7)的傳遞函數(shù)中的拉普拉斯算子s，以計(jì)算頻率傳遞函數(shù)G(j·ω)絕對值來得到公式(8)。
|G(j·ω)|=C1K2+A4·(C1+C2+C3)2·ω2·]]>[K4+K2·A4·{2·(C2+C3)·(C1+C2+C3)+C12}·ω2+----(8)]]>A8·(C2+C3)2·(C1+C2+C3)2·ω4]12]]>頻率傳遞函數(shù)的相位φ由公式(9)給出。
φ=Tan-1{-C1·K·A2·ωK2+A4·(C2+C3)·(C1+C2+C3)·ω2}----(9)]]>頻率F通過在公式(9)中用2π除角頻率ω給出。
現(xiàn)在參照圖3，頻率傳遞函數(shù)G(j·ω)相對于振動頻率F的增益特性表現(xiàn)出兩個(gè)拐點(diǎn)頻率Fa=K2·π·A2·(C1+C2+C3)]]>和Fb=K2·π·A2·(C2+C3).]]>在該圖中，傳輸增益在f＜Fa的區(qū)域基本上等于C1。在Fa≤F≤Fb的區(qū)域，傳輸增益從C1逐漸降低到 在F＞Fb的區(qū)域，傳輸增益是 通過以上方式獲得的頻率傳遞函數(shù)G(J·ω)的增益特性通過將主活塞2的受壓面積B的平方乘以|G(j·ω)|而被轉(zhuǎn)化成衰減系數(shù) 在該方式下，可以獲得如圖4所示的頻率F、相位φ和頻率傳遞函數(shù)G(j·ω)的衰減特性之間的關(guān)系。
換句話說，該減震器在頻率F低于拐點(diǎn)頻率Fa時(shí)產(chǎn)生大的衰減力而在頻率F高于拐點(diǎn)頻率Fb時(shí)產(chǎn)生小的衰減力。在頻率F高于拐點(diǎn)頻率Fa并低于拐點(diǎn)頻率Fb的區(qū)域，衰減力隨著頻率F的提高而逐漸降低。
因此，可利用流量系數(shù)C1、流量系數(shù)C2、流量系數(shù)C3、活塞5的受壓面積A以及彈簧S的彈簧常數(shù)K確定拐點(diǎn)頻率Fa和Fb。利用公式(2)計(jì)算流量系數(shù)C1，流量系數(shù)C1表示壓差P和穿過第一通道3的工作油的流量Q1之間的關(guān)系。利用公式(3)計(jì)算流量系數(shù)C2，流量系數(shù)C2表示上壓力腔R3A中的壓力P1和穿過第二通道4a的工作油的流量Q2之間的關(guān)系。利用公式(5)計(jì)算流量系數(shù)C3，流量系數(shù)C3表示下壓力腔R3B中的壓力P2和穿過第三通道4b的工作油的流量Q2之間的關(guān)系。
利用流量系數(shù)C1、C2、C3以及活塞2的受壓面積B計(jì)算衰減系數(shù) 如果需要，可利用流量系數(shù)C1、C2、C3、自由活塞5的受壓面積A以及彈簧S的彈簧常數(shù)K確定減震器的衰減特性。
流量系數(shù)C1是由第一通道3內(nèi)的衰減力產(chǎn)生構(gòu)件10對工作油的流動施加的阻力確定的值。流量系數(shù)C2是由設(shè)置在第二通道4a內(nèi)的節(jié)流孔11對工作油的流動產(chǎn)生的阻力確定的值。流量系數(shù)C3是由第三通道4b內(nèi)的節(jié)流孔12對工作油的流動產(chǎn)生的阻力確定的值。
能夠以對流量系數(shù)C1、C2、C3、自由活塞5的受壓面積A、以及彈簧S的彈簧常數(shù)K給出設(shè)定為基礎(chǔ)，對圖4中示出的拐點(diǎn)頻率Fa和Fb、以及相對于輸入振動頻率F的衰減系數(shù) 的變化量進(jìn)行簡單地調(diào)節(jié)。
換句話說，與響應(yīng)振幅大小改變衰減力特性的常規(guī)減震器形成對比，該減震器可以相對于輸入振動頻率改變衰減力特性。該減震器還便于衰減力的調(diào)節(jié)。結(jié)果，可以相對于由車輛經(jīng)過路面的起伏部分引起的高頻輸入振動產(chǎn)生小的衰減力。此外，可以相對于由車輛轉(zhuǎn)向時(shí)減震器上的載荷變化引起的低頻輸入振動產(chǎn)生大的衰減力。
由于該減震器便于衰減特性的調(diào)節(jié)，因此當(dāng)減震器應(yīng)用在各種規(guī)格的車輛上時(shí)，無需進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)節(jié)就可以產(chǎn)生與車輛匹配的衰減力特性。此外，還便于設(shè)計(jì)和調(diào)整。
當(dāng)兩個(gè)拐點(diǎn)頻率Fa和Fb中的拐點(diǎn)頻率Fb被設(shè)定成小于車輛未安裝彈簧的共振頻率的值時(shí)，則在未安裝彈簧的共振頻率的振動輸入車輛時(shí)，如圖4所示，減震器總是產(chǎn)生較小的衰減力。因此，這些特性維持了最佳的車輛工作特性。
在輸入振動頻率F超出拐點(diǎn)頻率Fb的區(qū)域，衰減系數(shù) 的相位延遲表現(xiàn)出減小的趨勢，并且相對于輸入振動沒有延遲地產(chǎn)生衰減力。因此，這些特性維持了最佳的車輛工作特性。
通過將較小的拐點(diǎn)頻率Fa設(shè)定成小于車輛未安裝彈簧的共振頻率并大于安裝彈簧的共振頻率的值來確保通過減震器相對于大于安裝彈簧的共振頻率的輸入振動產(chǎn)生大的衰減力。在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)，這些特性穩(wěn)定了車輛的方向并維持了穩(wěn)定性，使得乘客不會感到不安全。在小于拐點(diǎn)頻率Fa的頻率區(qū)域，衰減系數(shù) 的相位延遲趨于減小并且相對于輸入振動沒有延遲地產(chǎn)生衰減力。因此，這些特性還產(chǎn)生了使乘客感到安全的最佳工作特性。
流量系數(shù)C2和C3的設(shè)定使得節(jié)流孔11和12中的任意一個(gè)可以被省去。還可以設(shè)定通道4a和4b的橫截面面積在不使用節(jié)流孔11和12的情況下滿足流量系數(shù)C2和C3。
接著，參照圖5和6對減震器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖5示出了減震器的總體結(jié)構(gòu)。如該圖所示，收容自由活塞5的壓力腔R3設(shè)置在殼體30中，該殼體30在主活塞2的下方與主活塞2結(jié)合成一體。在減震器中的活塞桿8的上端上的支架60與車體相連，在缸體1的下端上的支架61與車輛輪軸相連。
參照圖6，小半徑段8a設(shè)置在活塞桿8的下端。外螺紋部分8b形成在小半徑段8a的頂端。第二通道4a穿過小半徑段8a形成在活塞桿8的內(nèi)側(cè)。第二通道4a的一端與上工作腔R1相連，而另一端從活塞桿8的下端向下打開。節(jié)流孔11沿第二通道4a形成并具有比第二通道4a小的內(nèi)部半徑。代替在該圖所示的位置設(shè)置節(jié)流孔11，可以通過封閉小半徑段8a的頂端上的開口的橫截面面積或第二通道4a與上工作腔R1之間的連接部分來形成節(jié)流孔11。
活塞2包括具有中空心部的環(huán)狀構(gòu)件?；钊麠U8的小半徑段8a穿過該中空心部。一對第一通道3穿過活塞2并連接上工作腔R1和下工作腔R2。在第一通道3的一個(gè)上端、面對上工作腔R1的開口由作為衰減力產(chǎn)生構(gòu)件10的層疊的葉片閥V1封閉。在第一通道3的另一個(gè)下端、面對下工作腔R2的開口也由作為衰減力產(chǎn)生構(gòu)件10的層疊的葉片閥V2封閉。
層疊的葉片閥V1和V2分別形成為環(huán)狀，并且其內(nèi)周與活塞桿8的小半徑段8a的外周接合。層疊的葉片閥V1和V2層疊在活塞2上。層疊的葉片閥V1和V2的彎曲量分別由裝配在小半徑段8a的外周上的環(huán)形閥制動件28和29限制。
小半徑段8a依次穿過制動件28、層疊葉片閥V1、主活塞2、層疊葉片閥V2、以及制動件29。形成在殼體30上的內(nèi)螺紋部分31a與形成在頂端的外螺紋部分8b螺紋連接。由此，制動件28、層疊葉片閥V1、主活塞3、層疊壓片閥V2、以及制動件29被固定到活塞桿8。
在減震器的壓縮行程過程中，層疊葉片閥V1通過響應(yīng)下工作腔R2和上工作腔R1之間的壓差彎曲而被打開，使工作油從下工作腔R2穿過具有固定阻力的第一通道3流向上工作腔R1。當(dāng)減震器經(jīng)受膨脹行程時(shí)，面對層疊葉片閥V1的第一通道3被封閉。
在減震器的膨脹行程過程中，層疊葉片閥V2通過響應(yīng)下工作腔R2和上工作腔R1之間的壓差彎曲而被打開，使工作油從上工作腔R1穿過具有固定阻力的第一通道3流向下工作腔R2。當(dāng)減震器經(jīng)受壓縮行程時(shí)，面對層疊葉片閥V2的第一通道3被封閉。換句話說，層疊葉片閥V1相對于減震器的壓縮行程產(chǎn)生衰減力，層疊葉片閥V2相對于減震器的膨脹行程產(chǎn)生衰減力。
層疊葉片閥V1和V2產(chǎn)生的衰減力被設(shè)定成比通道4a和4b產(chǎn)生的衰減力大。
殼體30包括圓筒形外筒33、從下面抵接到制動件29上的凸緣32、形成與活塞桿8的外螺紋部分8b螺紋連接的內(nèi)螺紋部分31a的內(nèi)筒31、以及封閉外筒33下端的蓋34。內(nèi)筒31沿軸向從凸緣32的內(nèi)周向下伸出到外筒33的內(nèi)側(cè)。內(nèi)筒31、凸緣32以及外筒33以一體結(jié)構(gòu)形成。蓋34通過彎邊(caulking)固定到外筒33的下端。
自由活塞5被收容在殼體30的內(nèi)側(cè)，并且殼體30內(nèi)的壓力腔R3由自由活塞5分成上壓力腔R3A和下壓力腔R3B。
上壓力腔R3A通過在活塞桿8的小半徑段8a的下端開口的第二通道4a與上工作腔R1連通。
外筒33的外周的截面形狀是具有凹陷部分的圓形。該形狀適于利用與該外周接合的工具將內(nèi)筒31固定到活塞桿8的小半徑段8a。然而，能夠進(jìn)行以上操作的外筒33的外周的截面形狀還可以是非正圓或者可以是例如六邊形。外筒33的外周的截面形狀被選定為便于在殼體30的活塞桿8上的固定操作。
蓋34是包括設(shè)有凸緣的具有封閉端的圓筒形的構(gòu)件。凸緣的外周通過彎邊固定到外筒33的下端。連接下工作腔R2和下壓力腔R3B的第三通道4b形成在蓋34的底部上。通過使第三通道4b的橫截面面積具有小的值，第三通道4b本身起到節(jié)流孔12的作用。
自由活塞5包括在外筒33的內(nèi)周上滑動的圓筒形部分51和封閉圓筒形部分51的下端的底部52。底部52包括在中央面向下的突出部分53。
卷簧6設(shè)置在下壓力腔R3B的內(nèi)側(cè)。卷簧6介于蓋34和自由活塞5的底部52之間。卷簧6沿突出部分53的外周布置并且其沿徑向的位移由突出部分53和蓋34限制。
卷簧56設(shè)置在上壓力腔R3A的內(nèi)側(cè)。卷簧56沿與彈簧6相反的方向?qū)ψ杂苫钊?施力，并且卷簧56介于凸緣32和自由活塞5的底部52之間。卷簧56沿圓筒形部分51的內(nèi)周布置并且其沿徑向z的位移由圓筒形部分51限制。
在垂直方向上自由活塞5由卷簧6和56彈性地支撐。當(dāng)下壓力腔R3B內(nèi)的壓力等于上壓力腔R3A內(nèi)的壓力時(shí)，將自由活塞5穩(wěn)定地保持在固定的中立位置。卷簧6和56對應(yīng)于圖1和2中的彈簧S。
這些彈簧6和56防止自由活塞5的中心軸線與外筒33的中心軸線的相對位移、以及兩軸線之間的相對傾斜，由此抑制自由活塞5的滑動阻力不符合要求地提高。
自由活塞5的圓筒形部分51的內(nèi)部半徑沿向上的方向增大。該半徑的增大為在卷簧56壓縮時(shí)線圈半徑的增大保持了空間。當(dāng)卷簧56的線圈半徑在壓縮過程中擴(kuò)大時(shí)，卷簧56與圓筒形部分51的內(nèi)周抵接。此時(shí)，當(dāng)自由活塞5沿軸向移動時(shí)，存在著工作油由于活塞5和彈簧56之間的磨損而被污染的可能。圓筒形部分51的內(nèi)部半徑沿向上方向的擴(kuò)大對于防止這種形式的工作油污染有效。
自由活塞5使圓筒形部分51在外筒33的內(nèi)周上滑動。因此，可以對滑動部分保持足夠大的軸向長度。自由活塞5的這種支撐結(jié)構(gòu)對于防止自由活塞5的中心軸線與外筒33的中心軸線的相對位移、以及對于防止兩軸線之間的相對傾斜是優(yōu)選的。
再次參照圖5，分隔下工作腔R2和氣腔G的自由活塞7設(shè)有沿向上方向開口的凹陷部分。在減震器的最大壓縮期間，殼體30的蓋34容納在該凹陷部分內(nèi)。通常，在單管減震器的活塞桿8的頂端設(shè)置殼體30從保持行程距離的角度來說是不利的。然而，在自由活塞7上形成上述形式的凹陷部分使得行程距離可以得到某些延長。
如上所述構(gòu)造的減震器的衰減特性由自由活塞5的受壓面積A、如上所述的各個(gè)流量系數(shù)C1、C2、C3以及彈簧S的彈簧常數(shù)K確定。彈簧的彈簧常數(shù)K代表卷簧6和56的總彈簧常數(shù)。
流量系數(shù)C1取決于層疊葉片閥V1和V2的流動阻力。流量系數(shù)C2取決于節(jié)流孔11的流動阻力。流量系數(shù)C3取決于起節(jié)流孔12作用的第三通道4b的流動阻力。
因此，以上構(gòu)件的流動阻力、自由活塞5的受壓面積A以及彈簧S的彈簧常數(shù)K的設(shè)定使得拐點(diǎn)頻率Fa和Fb可以任意方式設(shè)定。衰減系數(shù) 相對于輸入振動頻率F的變化量也可以任意方式設(shè)定。因此，該減震器便于響應(yīng)輸入振動頻率的衰減特性而任意設(shè)定。
根據(jù)流量系數(shù)C3，只要自由活塞5和卷簧6不與殼體30分離，就可以提高第三通道4b的截面面積。在該方式下，可以使工作油的流動阻力最小。此外，如果第二通道4a在不設(shè)置節(jié)流孔11的情況下能夠滿足流量系數(shù)C2的設(shè)定，則可省去節(jié)流孔11。
在該減震器中，可以有幾種可由車輛駕駛員手動操作或根據(jù)從控制器輸出的命令信號選擇應(yīng)用的衰減特性。
例如，閥座設(shè)置在形成在活塞桿8的小半徑段8a的頂端的第二通道4a的開口上。與閥座相對作用的提升閥可通過穿過活塞桿8設(shè)置的控制桿從減震器的外側(cè)操作。由于工作油在第二通道4a內(nèi)的流動阻力隨著受控制桿控制的提升閥的開口的表面積的變化而改變，因此可以任意方式改變流量系數(shù)C2。代替提升閥，可采用短管閥或回轉(zhuǎn)閥。
接著，將參照圖7對殼體30的變化進(jìn)行說明。
該變化是殼體30的外筒33與凸緣32分離。內(nèi)筒31和凸緣32構(gòu)成一體的第一構(gòu)件71，外筒33和蓋34構(gòu)成一體的第二構(gòu)件74。
一體的第一構(gòu)件71的凸緣32通過彎邊固定到第二構(gòu)件74的外筒33的上端。
當(dāng)減震器被組裝時(shí)，第一構(gòu)件71的內(nèi)筒31螺紋連接在活塞桿8頂端上的外螺紋部分8b上。
卷簧6和56以及自由活塞5布置在第二構(gòu)件74內(nèi)。在該狀態(tài)下，第一構(gòu)件71的凸緣32通過彎邊固定到第二構(gòu)件74的外筒33的上端。
當(dāng)以上述方式構(gòu)造殼體30時(shí)，內(nèi)筒31在無需向第二構(gòu)件74施加轉(zhuǎn)矩的情況下螺紋連接在活塞桿8頂端上的外螺紋部分8b上。因此，可以防止由于將殼體30安裝在活塞桿8上而引起的第二構(gòu)件74的變形，便于殼體30的組裝。
即使當(dāng)?shù)诙?gòu)件74的變形非常小時(shí)，也會對自由活塞5在內(nèi)部的滑動產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的影響。因此，當(dāng)以上述方式構(gòu)造殼體30時(shí)，自由活塞5的平穩(wěn)滑動能夠得到保證并且所設(shè)計(jì)的衰減特性能夠?qū)崿F(xiàn)。
參照圖8對殼體30的另一變化進(jìn)行說明。
在該變化中，殼體30的外筒33和凸緣32是分開的。在圖6所示的減震器中外筒33和蓋34也是分開的并且通過彎邊相互固定。
套筒84插入外筒33內(nèi)。自由活塞5在套筒84的內(nèi)周上滑動。
臺階32a在凸緣32的下面上沿外周形成。外筒33與臺階32a的外周接合并通過焊接固定到臺階32a上。當(dāng)完成時(shí)，分別通過臺階32a和蓋34防止套筒84的軸向位移并通過外筒33防止套筒84的徑向位移。
當(dāng)組裝減震器時(shí)，預(yù)先用套筒84、收容在其中的卷簧6和56以及自由活塞5組裝殼體30，當(dāng)完成殼體的組裝時(shí)，內(nèi)筒31螺紋連接在活塞桿8的頂端上的外螺紋部分8b上。盡管螺紋連接操作對外筒33施加轉(zhuǎn)矩，但即使在外筒33由于該轉(zhuǎn)矩而略微變形時(shí)，也不會對套筒84產(chǎn)生任何影響。因此，可以確保自由活塞5在套筒84的內(nèi)周上滑動時(shí)平穩(wěn)的軸向位移。當(dāng)外筒33和臺階32a以與上述類似的方式被焊接在一起時(shí)，由于焊接操作可能引起的凸緣32或外筒33的變形不會對套筒84產(chǎn)生不利的影響。因此，自由活塞5可以保持平穩(wěn)的軸向滑動。
參照圖9對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。
該實(shí)施例不同于第一實(shí)施例之處在于壓力腔R3的殼體30設(shè)置在主活塞2上方，換句話說，壓力腔R3的殼體30設(shè)置在上工作腔R1一側(cè)。
殼體30在裝配活塞2、層疊葉片閥V1、V2以及制動件28、29之前，在活塞2上方位置安裝到活塞桿8的小半徑段8a。在安裝殼體30之后，制動件28、層疊葉片閥V1、活塞2、層疊葉片閥V2以及制動件29依次安裝到小半徑段8a。螺母N緊固到小半徑段8a頂端上的外螺紋部分8b。在該方式下，殼體30被固定在活塞桿8的預(yù)定位置。
自由活塞5收容在殼體30的壓力腔R3內(nèi)。壓力腔R3以與第一實(shí)施例相同的方式由自由活塞5分成上壓力腔R3A和下壓力腔R3B。
在該實(shí)施方式中，連接上工作腔R1和上壓力腔R3A的第二通道4a和節(jié)流孔11包括設(shè)置在殼體30的上端面中的多個(gè)通孔94。連接下工作腔R2和下壓力腔R3B的第三通道4b包括穿過小半徑段8a設(shè)置的通道41。節(jié)流孔12設(shè)置在通道41中。
殼體30包括沿向下方向開口的圓筒形構(gòu)件92和通過彎邊固定到圓筒形構(gòu)件92的開口上的環(huán)狀板構(gòu)件91。圓筒形構(gòu)件92的上端封閉。殼體30的軸向位移通過垂直保持板構(gòu)件91的在活塞桿8的小半徑段8a的上端的臺階和制動件28限制。
裝配活塞桿8的通孔93在圓筒形構(gòu)件92的上端面形成。通孔94在不與孔93重疊的位置處形成。在圖中，示出了兩個(gè)孔94。然而，孔94的數(shù)量可以根據(jù)如上所述的流量系數(shù)C2和C3的設(shè)定任意增加或減少。
自由活塞5包括在圓筒形構(gòu)件92的內(nèi)周上滑動的外周部分98和在活塞桿8的外周上滑動的內(nèi)周部分100。
自由活塞5在活塞桿8的外周和圓筒形構(gòu)件92的內(nèi)周二者上滑動。因此，可以防止自由活塞5的中心軸線與圓筒形構(gòu)件92的中心軸線、和與活塞桿8的中心軸線的相對位移，以及這些中心軸線之間的相對傾斜，由此抑制自由活塞5的滑動阻力不符合要求地提高。
在軸向上朝向相反方向的兩個(gè)環(huán)狀槽97和99形成在自由活塞5的內(nèi)周部分100和外周部分98之間。一端與圓筒形構(gòu)件92的上端面抵接的卷簧56收容在面向上的環(huán)狀槽97內(nèi)。一端與板構(gòu)件91抵接的卷簧6收容在面向下的環(huán)狀槽99內(nèi)。面向上的環(huán)狀槽97限制了卷簧56的徑向位移。面向下的環(huán)狀槽99限制了卷簧6的徑向位移。在該實(shí)施方式中，卷簧6和56也對應(yīng)于圖1和2中的彈簧S。
該實(shí)施例與第一實(shí)施例相同，減震器的衰減特性由自由活塞5的受壓面積A、流量系數(shù)C1、C2、C3以及彈簧S的彈簧常數(shù)K確定。彈簧的彈簧常數(shù)K代表卷簧6和56的總彈簧常數(shù)。
流量系數(shù)C1取決于層疊葉片閥V1和V2的流動阻力。流量系數(shù)C2取決于通孔94的數(shù)量和各通孔94的流動阻力。流量系數(shù)C3取決于節(jié)流孔12的流動阻力。
因此，上述構(gòu)件的流動阻力、受壓面積A以及彈簧S的彈簧常數(shù)K的設(shè)定使拐點(diǎn)頻率Fa和Fb可以任意方式設(shè)定。衰減系數(shù) 相對于輸入振動頻率F的變化量也可以任意方式設(shè)定。因此，在該實(shí)施例中，與第一實(shí)施例一樣，衰減特性也可以響應(yīng)輸入振動頻率簡單地并以任意方式設(shè)定。
在該實(shí)施例中，通孔94連接上工作腔R1和上壓力腔R3A。在活塞桿8中形成的通道41連接下工作腔R2和下壓力腔R3B。然而，也可以在板構(gòu)件91上設(shè)置連接上工作腔R1和下壓力腔R3B的通孔。還可以利用活塞桿8的內(nèi)側(cè)提供連接下工作腔R2和上壓力腔R3A的通道。
通孔93可以被形成為具有可與小半徑段8a的外周接合的半徑。于是板構(gòu)件91的內(nèi)部半徑適于與位于小半徑段8a以上的活塞桿8的外周接合。該布置使得殼體30可以被裝配到沿垂直方向朝向相反方向的活塞桿8上。
根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)殼體30被裝配在活塞桿8上時(shí)，轉(zhuǎn)矩不會施加到殼體30上。因此，殼體不會由轉(zhuǎn)矩造成變形，并且可以保持自由活塞5平穩(wěn)的軸向位移。
參照圖10和11對本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。與第一實(shí)施例相對應(yīng)的那些部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略額外的說明。
參照圖10，在該實(shí)施例中，如圖2所示的第一實(shí)施例中的節(jié)流孔11從用于工作油的第二通道4a中省去。在節(jié)流孔12的位置上，可變節(jié)流孔120設(shè)置在第三通道4b中。
參照圖11，該實(shí)施例中的殼體30以與圖8所示的殼體相同的方式包括外筒33、凸緣32以及蓋34。內(nèi)筒31和凸緣32以一體結(jié)構(gòu)形成。
自由活塞5以與圖8所示的自由活塞5相同的方式在兩側(cè)由卷簧6和56彈性地支撐在中立位置。卷簧6和56構(gòu)成圖10所示的彈簧S。
圖8所示的套筒84從該實(shí)施例中省去，并且自由活塞5的外周直接在外筒33的內(nèi)周上滑動。
旁路通道42形成在蓋34中并且通常使下工作腔R2與下壓力腔R3B連通。
圓周環(huán)狀槽51a設(shè)置在自由活塞5的圓筒形部分51的外周上。環(huán)狀槽51a通常通過在自由活塞5的下端上形成的多個(gè)通孔51b與下壓力腔R3B相連通。另一方面，設(shè)置多個(gè)通過殼體30的外筒33的壁面使外筒33的內(nèi)側(cè)和下工作腔R2相連通的節(jié)流孔33a。
當(dāng)自由活塞5由卷簧6和56彈性地支撐在中立位置時(shí)，或者當(dāng)自由活塞5的位移不超出預(yù)定范圍時(shí)，節(jié)流孔33a形成在相對于環(huán)狀槽51a的位置。當(dāng)自由活塞5的位移超出預(yù)定范圍時(shí)，節(jié)流孔33a的一部分開口與圓筒形部分51的外周面重疊，節(jié)流孔33a的橫截面面積開始減小。當(dāng)自由活塞5移動到行程末端時(shí)，換句話說，當(dāng)自由活塞5與內(nèi)筒31或蓋34的下端抵接時(shí)，節(jié)流孔33a與自由活塞5的圓筒形部分51的外周面完全重疊。節(jié)流孔33a在該狀態(tài)下被封閉。因此，節(jié)流孔33a、環(huán)狀槽51a以及圓筒形部分51的外周面構(gòu)成了可變節(jié)流孔120。
在該實(shí)施例中，第三通道4b連接下壓力腔R3B和下工作腔R2。第三通道4b包括包含可變節(jié)流孔120的通道和與可變節(jié)流孔120平行的旁路通道42。
當(dāng)兩個(gè)通道之一內(nèi)的阻力逐漸提高時(shí)，下壓力腔R3B和下工作腔R2之間的工作油的流動阻力，換句話說，第三通道4b的流動阻力逐漸提高。
自由活塞5從中立位置的位移的預(yù)定范圍由環(huán)狀槽51a外形的垂直寬度和面對環(huán)狀槽51a的節(jié)流孔33a的位置確定。當(dāng)自由活塞5到達(dá)行程末端時(shí)，節(jié)流孔33a由圓筒形部分51的外周面完全封閉。此后，下壓力腔R3B和下工作腔R2之間的工作油的流動僅通過旁路通道42實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，第三通道4b內(nèi)的流動阻力處于最大值。
代替在蓋34中設(shè)置旁路通道42，可以使節(jié)流孔33a適應(yīng)即使在自由活塞5到達(dá)行程末端時(shí)它們也不完全封閉。
在該實(shí)施例中，當(dāng)自由活塞5從中立位置的位移處于預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，衰減力特性可由流量系數(shù)C1、C2、C3、自由活塞5的受壓面積A以及彈簧6的彈簧常數(shù)K確定。
流量系數(shù)C1取決于層疊葉片閥V1和V2的流動阻力。流量系數(shù)C2取決于第二通道4a的流動阻力。流量系數(shù)C3取決于由構(gòu)成第三通道4b的可變節(jié)流孔120和旁路通道42對油的流動施加的阻力。
當(dāng)自由活塞5從中立位置的位移超出預(yù)定范圍時(shí)，可變節(jié)流孔120逐漸提高第三通道4b的流動阻力。當(dāng)自由活塞5朝向壓力腔R3A或壓力腔R3B移動到極限時(shí)，換句話說，當(dāng)自由活塞5到達(dá)行程末端時(shí)，第三通道4b內(nèi)的流動阻力到達(dá)最大值。自由活塞5到行程末端的位移是作用在減震器上的振動的高振幅的證據(jù)。
當(dāng)作用在減震器的振動頻率相對高時(shí)，減震器產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)的相對低的衰減力。當(dāng)自由活塞5超出預(yù)定范圍時(shí)，第三通道4b內(nèi)的流動阻力逐漸提高。自由活塞5的移動速度減小，通道4a、4b內(nèi)的工作油的流量也降低。結(jié)果，流過第一通道3的工作油的量增大。由于通過構(gòu)成衰減力產(chǎn)生構(gòu)件10的層疊葉片閥V1、V2產(chǎn)生大的衰減力，因此減震器產(chǎn)生的衰減力逐漸提高。
在自由活塞5到達(dá)行程末端之后，通道4a、4b內(nèi)的工作油的流量變?yōu)榱?。?dāng)減震器繼續(xù)行程時(shí)，工作油僅在第一通道3內(nèi)流動，減震器產(chǎn)生最大衰減力。
因此，即使在自由活塞5移動到行程末端的高振幅振動被輸入到減震器時(shí)，衰減力也不會快速地改變，而響應(yīng)行程距離平穩(wěn)地提高。這些特性可同樣地應(yīng)用于減震器的膨脹行程或壓縮行程。
即使在具有高頻率的高振幅振動被輸入時(shí)，減震器也不會快速改變所產(chǎn)生的衰減力，可以改善車輛的乘坐舒適性。特別地，衰減力的急劇變化在車體內(nèi)產(chǎn)生振動或者由于與車輛發(fā)動機(jī)罩的共振而產(chǎn)生噪聲。該實(shí)施例避免了這種現(xiàn)象，由此可以改善車輛的乘坐舒適性。
在該減震器中，自由活塞5以與第一和第二實(shí)施例相同的方式由卷簧6和56彈性支撐在中立位置。因此，可以響應(yīng)減震器的行程距離產(chǎn)生穩(wěn)定的衰減力?？勺児?jié)流孔120響應(yīng)自由活塞5的位移而改變衰減力。因此，在該減震器中，行程距離精確地與衰減力對應(yīng)。這樣通?？梢垣@得穩(wěn)定的衰減力特性。
代替在下壓力腔R3B和下工作腔R2之間設(shè)置可變節(jié)流孔120，可在上壓力腔R3A和上工作腔R1之間設(shè)置節(jié)流孔，換句話說，在第二通道4a中設(shè)置節(jié)流孔。可以在第二通道4a和第三通道4b中都設(shè)置可變節(jié)流孔。作為選擇，可以在通道4a和4b中的一個(gè)中設(shè)置可變節(jié)流孔120并在另一個(gè)通道中設(shè)置固定節(jié)流孔。
參照圖12A-12C，節(jié)流孔33a的橫截面形狀可以有幾種變化。
節(jié)流孔33a的橫截面形狀可以是如圖12A所示的三角形，可以是如圖12B所示的扇形，或者可以是如圖12C所示的菱形。在這些情況的任意一種下，由于各個(gè)成銳角的角部與自由活塞5的位移方向T相對應(yīng)，因此，節(jié)流孔33a的通道的截面面積的降低速率基本上固定。因此，與圓形橫截面形狀相比，合成的衰減力的變化是平衡的。
參照圖13，第三實(shí)施例中的多個(gè)通孔51b有幾種變化。
在此，各通孔51b向自由活塞5的中心軸線傾斜。當(dāng)通孔51b以該方式傾斜時(shí)，確保外周圓筒形部分51的壁厚并提高自由活塞5的強(qiáng)度變得更容易。該變化對于減小自由活塞5的尺寸尤其優(yōu)選。
參照圖14，參照第三實(shí)施例對可變節(jié)流孔120結(jié)構(gòu)上的變化進(jìn)行說明。
代替由節(jié)流孔33a、環(huán)狀槽51a以及圓筒形部分51的外周面構(gòu)成可變節(jié)流孔120，可以由節(jié)流孔51c、環(huán)狀槽33b以及殼體30的外筒33的內(nèi)周面形成可變節(jié)流孔120。
大直徑口33c設(shè)置在殼體30的外筒33上，以代替節(jié)流孔33a連接殼體30的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。環(huán)狀槽33b沿周向形成在外筒33的內(nèi)周面上。環(huán)狀槽33b與在外筒33的內(nèi)周面上打開的口33c的開口連通。多個(gè)節(jié)流孔51c設(shè)置在自由活塞5上。
節(jié)流孔51c通過在自由活塞5的下端形成的多個(gè)孔51d與下壓力腔R3B連通。
節(jié)流孔51c設(shè)置在自由活塞5的外周中。當(dāng)自由活塞5由卷簧6和56彈性地支撐在中立位置時(shí)，或者當(dāng)自由活塞5的位移不超出預(yù)定范圍時(shí)，節(jié)流孔51c的開口的整個(gè)表面相對于口33b打開。當(dāng)自由活塞5的位移超出預(yù)定范圍時(shí)，節(jié)流孔51c的一部分開口與外筒33的內(nèi)周面重疊，因此包括所述節(jié)流孔的通道的橫截面面積開始減小。當(dāng)自由活塞5移動到達(dá)行程末端時(shí)，換句話說，當(dāng)自由活塞5與內(nèi)筒31或蓋34的下端抵接時(shí)，節(jié)流孔51c與外筒33的內(nèi)周面完全重疊并封閉。
在該方式下，由于在外筒33中而不是在自由活塞5中設(shè)置環(huán)狀槽，因此自由活塞5的強(qiáng)度得到提高。從而，該變化在自由活塞5的尺寸必須減小時(shí)尤其優(yōu)選。
參照圖15，對本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。
該實(shí)施例與第二實(shí)施例類似，但與第二實(shí)施例不同之處在于可變節(jié)流孔120設(shè)置在連接上工作腔R1和上壓力腔R3A的第二通道4a中。
可變節(jié)流孔120包括環(huán)狀槽98a、節(jié)流孔92a以及殼體30的圓筒形構(gòu)件92的內(nèi)周面。
環(huán)狀槽98a沿周向形成在自由活塞5的外周部分98的外周面上。環(huán)狀槽98a通常通過在外周部分98的上端上形成的多個(gè)通孔98b與上壓力腔R3A連通。
節(jié)流孔92a設(shè)置在圓筒形構(gòu)件92的壁面中并使上工作腔R1與圓筒形構(gòu)件92的內(nèi)部相連通。節(jié)流孔92a在自由活塞5由卷簧6和56彈性地支撐在中立位置的狀態(tài)下或者在自由活塞5的位移不超出預(yù)定范圍的狀態(tài)下被形成在面對環(huán)狀槽98a的位置。當(dāng)自由活塞5的位移超出預(yù)定范圍時(shí)，孔92a的一部分開口與外周部分98的外周面重疊，由此包括節(jié)流孔92a的通道的橫截面面積開始減小。當(dāng)自由活塞5移動到達(dá)行程的末端時(shí)，換句話說，當(dāng)自由活塞5與圓筒形構(gòu)件92的上端或板構(gòu)件91抵接時(shí)，節(jié)流孔92a與外周部分98的外周面完全重疊并封閉。因此，在該實(shí)施例中，節(jié)流孔92a、環(huán)狀槽98a以及自由活塞5的外周部分98的外周面構(gòu)成了可變節(jié)流孔120。此外，孔94和可變節(jié)流孔120構(gòu)成了第二通道4a。
在該實(shí)施例中，可以在自由活塞5的外周部分98上形成節(jié)流孔92a并在殼體30的圓筒形構(gòu)件92的內(nèi)周面上形成環(huán)狀槽98a。作為選擇，可以通過使通孔98b傾斜來提高自由活塞5的外周部分98的強(qiáng)度。
2005年6月6日在日本提交的特開2005-164984和2005年9月17日在日本提交的特開2005-263221的內(nèi)容在此引入作為參考。
盡管以上已經(jīng)參照本發(fā)明的某些實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于以上所述的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求的范圍內(nèi)將會對以上所述的實(shí)施例做出修改和變化。
例如，在以上實(shí)施例中減震器被描述成單管類型。但是，本發(fā)明也可應(yīng)用于雙管類型的減震器上，該雙管類型的減震器將缸體1的外側(cè)收容在管內(nèi)并在缸體1與所述管之間形成存儲工作油的環(huán)狀儲備區(qū)，或者本發(fā)明也可應(yīng)用于在缸體1的外側(cè)設(shè)有獨(dú)立存儲罐的減震器。
此外，可以在缸體1的外側(cè)布置壓力腔R3。
權(quán)利要求
1.一種與懸架彈簧并列地介于車輛的車輪和車體之間的減震器，其包括缸體(1)；將所述缸體(1)分成第一工作腔(R1)和第二工作腔(R2)的主活塞(2)；將所述第一工作腔(R1)和所述第二工作腔(R2)在第一流動阻力下相連通的第一通道(3)；由自由活塞(5)分隔的兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)，所述自由活塞(5)具有預(yù)定的受壓面積(A)；將所述第一工作腔(R1)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)在第二流動阻力下相連通的第二通道(4a)；將所述第二工作腔(R2)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)在第三流動阻力下相連通的第三通道(4b)；以及具有預(yù)定的彈簧常數(shù)(K)并將所述自由活塞(5)彈性地支撐在預(yù)定的中立位置的彈簧(S)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震器，其特征在于，所述第一流動阻力、所述第二流動阻力、所述第三流動阻力、所述彈簧常數(shù)(K)以及所述受壓面積(A)被設(shè)定成使得使所述主活塞(2)的振動衰減的衰減力隨著所述主活塞(2)的振動頻率的提高而降低，并且所述衰減力的降低經(jīng)過兩個(gè)拐點(diǎn)(Fa、Fb)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減震器，其特征在于，所述第一流動阻力、所述第二流動阻力、所述第三流動阻力、所述彈簧常數(shù)(K)以及所述受壓面積(A)被設(shè)定成使得所述兩個(gè)拐點(diǎn)的頻率(Fa、Fb)處于比所述車輛的安裝彈簧的共振頻率高并且比所述車輛的未安裝彈簧的共振頻率低的區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震器，其特征在于，所述彈簧(S)包括布置在所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)內(nèi)的卷簧(56)和布置在所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)內(nèi)的卷簧(6)，使得所述自由活塞(5)由兩個(gè)卷簧(6、56)朝相反方向支撐，并且所述預(yù)定的彈簧常數(shù)(K)相當(dāng)于所述兩個(gè)卷簧(6、56)的合成彈簧常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震器，其特征在于，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)形成在固定到所述主活塞(2)上的殼體(30)的內(nèi)側(cè)并由收容在所述殼體(30)內(nèi)的自由活塞(5)分隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減震器，其特征在于，還包括沿軸向從所述缸體(1)向外伸出并與所述主活塞(2)相連的活塞桿(8)，該活塞桿(8)穿過所述第一工作腔(R1)，所述殼體(30)在所述第二工作腔(R2)中固定到所述主活塞(2)，所述殼體(30)包括螺紋連接在所述活塞桿(8)上的內(nèi)筒(31)、覆蓋所述內(nèi)筒(31)的外側(cè)并具有開口端的外筒(33)、連接所述外筒(33)和所述內(nèi)筒(31)的凸緣(32)、以及封閉所述外筒(33)的所述開口端的蓋(34)，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)形成在所述凸緣(32)和所述自由活塞(5)之間，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)形成在所述自由活塞(5)和所述蓋(34)之間，所述第二通道(4a)形成在所述活塞桿(8)中并將所述第一工作腔(R1)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)相連通，并且包括在所述蓋(34)上形成的孔(4b)的所述第三通道(4b)將所述第二工作腔(R2)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減震器，其特征在于，所述內(nèi)筒(31)、所述凸緣(32)以及所述外筒(33)以一體結(jié)構(gòu)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減震器，其特征在于，所述內(nèi)筒(31)和所述凸緣(32)以一體結(jié)構(gòu)形成，并且所述凸緣(32)和所述外筒(33)通過焊接固定，所述減震器還包括插入所述外筒(33)內(nèi)的套筒(84)，以使所述自由活塞(5)的外周可以在所述套筒(84)上滑動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的減震器，其特征在于，所述外筒(33)的截面的外部形狀是除正圓形之外的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減震器，其特征在于，還包括沿軸向從所述缸體(1)向外伸出并與所述主活塞(2)相連的活塞桿(8)，該活塞桿(8)穿過所述第一工作腔(R1)，所述殼體(30)包括螺紋連接在所述活塞桿(8)上的內(nèi)筒(31)、覆蓋所述內(nèi)筒(31)外側(cè)的具有封閉端的外筒(33)、以及連接所述外筒(33)和所述內(nèi)筒(31)的凸緣(32)，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)形成在所述凸緣(32)和所述自由活塞(5)之間，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)形成在所述外筒(33)的底面和所述自由活塞(5)之間，所述第二通道(4a)形成在所述活塞桿(8)中并將所述第一工作腔(R1)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)相連通，所述第三通道(4b)包括在所述外筒(33)的底面中形成的孔(4b)，所述內(nèi)筒(31)和所述凸緣(32)以一體結(jié)構(gòu)形成，并且所述凸緣(32)和所述外筒(33)通過彎邊相互固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減震器，其特征在于，還包括沿軸向從所述缸體(1)向外伸出并與所述主活塞(2)相連的活塞桿(8)，該活塞桿(8)穿過所述第一工作腔(R1)，所述殼體(30)在所述第一工作腔(R1)中固定到所述主活塞(2)，所述殼體(30)包括固定到所述活塞桿(8)的外周上的板構(gòu)件(91)、以及固定到所述板構(gòu)件(91)的外周上的具有封閉端的筒構(gòu)件(92)，所述活塞桿(8)分別穿過所述筒構(gòu)件(92)和所述板構(gòu)件(91)，所述自由活塞(5)的外周在所述筒構(gòu)件(92)上滑動并且所述自由活塞(5)的內(nèi)周在所述活塞桿(8)上滑動，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)形成在所述筒構(gòu)件(92)的底面和所述自由活塞(5)之間，所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)形成在所述板構(gòu)件(91)和所述自由活塞(5)之間，第二通道(4a)包括形成在所述筒構(gòu)件(92)的底面上的孔(94)，該孔(94)將所述第一工作腔(R1)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)相連通，第三通道(4b)包括形成在所述活塞桿(8)中的通道(41)，該通道(41)將所述第二工作腔(R2)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)相連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的減震器，其特征在于，所述自由活塞(5)包括在外周和內(nèi)周之間在軸向上朝向相反方向的兩個(gè)環(huán)狀槽(97、99)，所述彈簧(S)包括收容在所述兩個(gè)環(huán)狀槽(97、99)中的一個(gè)內(nèi)并介于所述板構(gòu)件(91)和所述自由活塞(5)之間的卷簧(6)、以及收容在所述兩個(gè)環(huán)狀槽(97、99)中的另一個(gè)內(nèi)并介于所述筒構(gòu)件(92)的底面和所述自由活塞(5)之間的卷簧(56)，所述自由活塞(5)由所述兩個(gè)卷簧(6、56)朝相反方向支撐。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)被構(gòu)造成使得所述第三流動阻力響應(yīng)所述自由活塞(5)從中立位置的位移而提高。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)被構(gòu)造成使得當(dāng)所述自由活塞(5)到達(dá)行程末端時(shí)所述第三流動阻力成為最大值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)被構(gòu)造成使得當(dāng)所述自由活塞(5)的位移保持在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)所述第三流動阻力保持為固定值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)包括用于改變所述第三流動阻力的可變節(jié)流孔(120)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的減震器，其特征在于，所述可變節(jié)流孔(120)包括響應(yīng)所述自由活塞(5)的位移而相對移位的環(huán)狀槽(51a、33b)和固定節(jié)流孔(33a、51c)，所述環(huán)狀槽(51a、33b)和固定節(jié)流孔(33a、51c)被布置成使得只要所述自由活塞(5)從所述中立位置的位移保持在預(yù)定范圍內(nèi)，則所述固定節(jié)流孔(33a、51c)的整個(gè)截面面積面對所述環(huán)狀槽(51a、33b)，并且所述固定節(jié)流孔(33a、51c)面對所述環(huán)狀槽(51a、33b)的截面面積隨著所述自由活塞(5)移動超出所述預(yù)定范圍而減小。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)還包括旁通于所述可變節(jié)流孔(120)并將所述第二工作腔(R2)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)(R3B)相連的旁路通道(42)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的減震器，其特征在于，所述節(jié)流孔(33a、51c)的橫截面形狀是包括朝向所述自由活塞(5)的位移方向的銳角的角部的多邊形。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)包括設(shè)置在所述自由活塞(5)的一部分中的孔(51b)，該孔(51b)相對于所述自由活塞(5)的位移方向傾斜。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的減震器，其特征在于，所述第二通道(4a)被構(gòu)造成使得所述第二流動阻力響應(yīng)所述自由活塞(5)從所述中立位置的位移而提高。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的減震器，其特征在于，所述第二通道(4a)被構(gòu)造成當(dāng)所述自由活塞(5)到達(dá)行程末端時(shí)所述第二流動阻力成為最大值。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的減震器，其特征在于，所述第二通道(4a)被構(gòu)造成當(dāng)所述自由活塞(5)的位移保持在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)所述第二流動阻力保持為固定值。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的減震器，其特征在于，所述第二通道(4a)包括用于改變所述第二流動阻力的可變節(jié)流孔(120)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的減震器，其特征在于，所述可變節(jié)流孔(120)包括響應(yīng)所述自由活塞(5)的位移而相對移位的環(huán)狀槽(98a)和固定節(jié)流孔(92a)，所述環(huán)狀槽(98a)和所述固定節(jié)流孔(92a)被布置成使得只要所述自由活塞(5)從所述中立位置的位移保持在預(yù)定范圍內(nèi)，則所述固定節(jié)流孔(92a)的整個(gè)截面面積面對所述環(huán)狀槽(98a)，并且所述固定節(jié)流孔(92a)面對所述環(huán)狀槽(98a)的截面面積隨著所述自由活塞(5)移動超出所述預(yù)定范圍而減小。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的減震器，其特征在于，所述第三通道(4b)還包括旁通于所述可變節(jié)流孔(120)并將所述第一工作腔(R1)與所述兩個(gè)壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)(R3A)相連通的旁路通道(94)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的減震器，其特征在于，所述第一流動阻力被設(shè)定成比所述第二流動阻力和所述第三流動阻力大。
全文摘要
一種與懸架彈簧并列地介于車輛的車輪和車體之間的減震器，其包括將缸體(1)分成第一工作腔(R1)和第二工作腔(R2)并與活塞桿(8)相連的主活塞(2)。第一工作腔(R1)和第二工作腔(R2)在第一流動阻力下通過層疊葉片閥(V1、V2)相連通。通道(4a)在第二流動阻力下將由自由活塞(5)分隔的壓力腔(R3A、R3B)中的一個(gè)與第一工作腔(R1)相連通。通道(4b)在第三流動阻力下將壓力腔(R3A、R3B)中的另一個(gè)與第二工作腔(R2)相連通。由于彈簧(S)將自由活塞(5)支撐在預(yù)定的中立位置，因此該減震器表現(xiàn)出穩(wěn)定的衰減力特性。
文檔編號F16F9/50GK1880792SQ200610083919
公開日2006年12月20日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者寺岡崇志, 政村辰也, 吉田太志 申請人:萱場工業(yè)株式會社