铁道车辆用线性减震器 技术领域 本发明涉及一种夹设于铁道车辆的车体与底盘之间、 用于抑制车体与底盘的相对 振动的线性减震器的阻尼阀的结构。
背景技术 为了抑制铁道车辆的车体与底盘的相对振动， 夹设于车体与底盘之间的液压式线 性减震器具有用于相对于伸缩产生阻尼力的阻尼阀。
作为这样的阻尼阀的一个例子， 日本国特许厅 1991 年发行的 JPH03-069836A 公开 了一种设于减震器的活塞上的叶片阀。
叶片阀呈圆盘状， 配置成覆盖贯穿活塞而将活塞两侧的油室连通的孔的出口。当 孔的压力上升时， 圆盘状的叶片阀的外缘向远离孔的出口的方向发生弹性变形， 打开孔的 出口。叶片阀给从孔的出口流出的工作油带来与出口的开口面积相对应的流通阻力。该流 通阻力产生相对于减震器的伸缩的阻尼力。
圆盘状的叶片阀随着变形在中心部产生较大的弯曲应力。 为了避免因该弯曲应力 损伤叶片阀， 以往的技术是与叶片阀的背面相对地设置用于限制叶片阀规定以上的变形的 阀制动器。
阀制动器在提高叶片阀的耐久性方面有益， 但是由于限制叶片阀的规定以上的变 形， 又附加限制了孔的开口面积的增加。
因此， 活塞的所有行程速度都未必能获得优选的阻尼力特性。特别是难以使产生 阻尼力相对于活塞的行程速度呈线性增加。
发明内容
因此， 本发明的目的在于提供使产生阻尼力相对于伸缩速度呈线性变化的铁道车 辆用线性减震器。
为了达到上述目的， 本发明的铁道车辆用线性减震器包括 ： 缸； 活塞， 其可自由位 移地收容于缸内 ； 油室， 其在缸内被活塞划分而成 ； 外套筒， 其覆盖缸的外侧 ； 工作油油箱， 其构成在缸和外套筒所划分的环状间隙中 ； 阻尼阀， 其在根据活塞的速度使工作油从油室 向工作油油箱流出的同时产生阻尼力 ； 压力控制阀， 其根据油室内压力上升到规定以上的 压力而使工作油从油室向工作油油箱流出。 阻尼阀包括 ： 阀座， 其具有用于引导来自油室的 工作油的孔部 ； 阀芯， 其具有伸入到孔部中的圆柱状的突出部 ； 槽， 其沿轴向形成在突出部 的外周， 具有圆弧状的底面 ； 弹簧， 其对阀芯向使突出部向孔部内伸入的方向施力。
本发明的详细内容及其它特征、 优点在说明书中的下述记载中进行说明， 如添附 的附图所示。 附图说明
图 1 是本发明的具有阻尼阀的铁道车辆用线性减震器的纵剖视图。图 2 是沿图 1 的 II-II 线剖切的线性减震器的横剖视图。 图 3 是阻尼阀的放大纵剖视图。 图 4 是从前端方向看阻尼阀的主视图。 图 5 是表示线性减震器的阻尼力特性的图。具体实施方式
参照图 1， 铁道车辆用线性减震器 1 为了衰减铁道车辆的车体与底盘之间的振动 而夹设于车体与底盘之间。
线性减震器 1 包括 ： 一端与环构件 11 相结合的外套筒 2、 与外套筒 2 同轴地收容 于外套筒 2 内侧的缸 3、 在与环构件 11 相反的一侧沿轴向伸入到外套筒 2 及缸 3 中的活塞 杆 4。在活塞杆 4 的基端固定有另一个环构件 12。线性减震器 1 借助环构件 11 和 12 与车 体和底盘相连接。
在伸入到缸 3 内侧的活塞杆 4 的顶端固定有活塞 5。缸 3 的内侧被活塞 5 划分成 活塞杆 4 侧的第 1 油室 6 和与活塞杆 4 相反侧的第 2 油室 7。油室 6 和 7 中填充有工作油。
位于与环构件 11 相反的一侧的、 外套筒 2 和缸 3 的开口部被导块 8 密闭。活塞杆 4 能在导块 8 中自由滑动地贯穿于导块 8 中。外套筒 2 外侧的活塞杆 4 被固定于环构件 12 上的圆筒形的罩 9 覆盖。 缸 3 和外套筒 2 之间的环状间隙作为封入了工作油和气体的工作油油箱 10 使用。
在活塞 5 上设有单向阀 30， 该单向阀 30 用于使工作油从第 2 油室 7 毫无阻力地向 第 1 油室 6 中流入， 而阻止反向的工作油流动。
第 2 油室 7 通过设于缸 3 底部的单向阀 31 与工作油油箱 10 相连接。单向阀 31 在第 2 油室 7 的压力为比工作油油箱 10 内的压力低的压力时打开， 将工作油从工作油油箱 10 毫无阻力地导入到第 2 油室 7 中， 另一方面， 在第 2 油室 7 为高压时， 阻止工作油从第 2 油室 7 向工作油油箱 10 流出。
参照图 2， 第 1 油室 6 借助内置于导块 8 中的阻尼阀 22 和压力控制阀 40 与工作油 油箱 10 相连接。
阻尼阀 22 随着第 1 油室 6 的压力上升而打开， 在使工作油从第 1 油室 6 向工作油 油箱 10 中流出的同时产生阻尼力。压力控制阀 40 与阻尼阀 22 并列设置， 在第 1 油室 6 成 为规定以上的高压时压力控制阀 40 打开， 使工作油从第 1 油室 6 向工作油油箱 10 流出。 在 此， 规定以上的高压是线性减震器 1 的通常的伸缩动作所不能达到的高压。压力控制阀 40 起到在第 1 油室 6 为异常高压时为了防止构件的损伤而使工作油从第 1 油室 6 向工作油油 箱 10 流出的作用。
采用以上结构， 在活塞杆 4 向收缩方向动作、 活塞 5 在缸 3 内向使第 2 油室 7 收缩 的方向滑动时， 第 2 油室 7 的压力上升， 第 2 油室 7 的工作油经由单向阀 30 流入到第 1 油 室 6 中。第 1 油室 6 因活塞 5 的位移而容积扩大， 就缸 3 整体来说， 剩余有相当于活塞杆 4 的伸入体积的量的工作油。剩余工作油推开阻尼阀 22 而从第 1 油室 6 向工作油油箱 10 流 出， 利用阻尼阀 22 的流通阻力产生压侧阻尼力。
在活塞杆 4 向伸长方向动作、 活塞 5 在缸 3 内向使第 1 油室 6 收缩的方向滑动时， 第 1 油室 6 的压力上升， 第 1 油室 6 的工作油推开阻尼阀 22 而流出到工作油油箱 10 中， 利
用阻尼阀 22 的流通阻力而产生伸侧阻尼力。另一方面， 第 2 油室 7 的容积扩大， 随着容积 的扩大， 工作油油箱 10 的工作油经由单向阀 31 被供给到第 2 油室 7 中。
即， 在该线性减震器 1 中， 活塞杆 4 向收缩方向和伸长方向的任一方向动作时， 工 作油都是从第 1 油室 6 通过阻尼阀 22 向工作油油箱 10 中流出。该类型的线性减震器被称 为单向流动式减震器。
接着， 参照图 3- 图 5 说明阻尼阀 22 的结构。
阻尼阀 22 包括阀芯 23、 供阀芯 23 座落的阀座 24、 对阀芯 23 朝向阀座 24 施力的 弹簧 25。
阀座 24 由与阀芯 23 相对地形成于导块 8 上的平面部 24a 和贯穿平面部 24a 直至 第 1 油室 6 中的孔部 24b 构成。
阀芯 23 由凸缘部 23a 和从凸缘部 23a 突出的圆柱状的突出部 23b 构成。在突出 部 23b 和凸缘部 23a 上以 180 度间隔形成有两个沿轴向延伸的槽 23c。槽 23c 的底面 23d 具有槽 23c 的深度越往前端去越深那样的圆弧状的纵截面形状。底面 23d 通过凸缘部 23a 和突出部 23d 的交点 23e。槽 23c 的宽度恒定。
图 3 表示阀芯 23 座落于阀座 24 上的状态。图 3 上方的空间与工作油油箱 10 相 连通， 孔部 24b 与第 1 油室 6 相连通。阀芯 23 通过使突出部 23b 与阀座 24 的孔部 24b 相 嵌合、 凸缘部 23a 与阀座 24 的平面部 24a 相抵接而座落于阀座 24 上。在该状态下， 槽 23c 的底面 23d 与形成于平面部 24a 上的孔部 24b 的开口部在交点 23e 处相接触， 阻尼阀 22 关 闭。
当活塞 5 在缸 3 内向任一方向滑动时， 第 1 油室 6 的压力上升， 作用于阀芯 23 上 的上升压力压缩弹簧 25 而使阀芯 23 从阀座 24 上升。
当阀芯 23 开始从阀座 24 上升时， 交点 23e 从形成于平面部 24a 上的孔部 24b 的 开口部向上方位移， 在槽 23c 内、 在底面 23d 与孔部 24b 的开口部之间产生间隙。第 1 油室 6 的工作油通过该间隙流出到工作油油箱 10 中， 利用间隙的阻力产生阻尼力。
随着活塞 5 的行程速度 Vp 上升， 阀芯 23 从阀座 24 上升较大， 随之槽 23c 的底面 23d 与孔部 24b 的开口部之间的间隙也变大。在阻尼阀 22 中， 由于突出部 23b 与孔部 24b 相嵌合， 因此工作油的流通仅通过槽 23c 进行。因此， 伴随阀座 24 上升的槽 23c 的截面变 化决定阻尼阀 22 的产生阻尼力。
参照图 5， 通过将底面 23d 形成为圆弧状， 从而使阻尼阀 22 的产生阻尼力 F 相对于 活塞 5 的行程速度 Vp 的上升呈线性增加。另外， 若圆弧为 2 次曲线， 则阻尼阀 22 的产生阻 尼力 F 为完全的直线， 通过使底面 23d 为近似于 2 次曲线的圆弧状， 能够获得实用上充分接 近直线的速度依存型的阻尼力特性。
当活塞 5 的行程速度 Vp 达到规定速度 Vo 时， 压力控制阀 40 打开， 第 1 油室 6 的 工作油经由阻尼阀 22 和压力控制阀 40 流出到工作油油箱 10 中。其结果表示活塞 5 的行 程速度 Vp 在规定速度 Vo 以上的区域的产生阻尼力 F 相对于活塞 5 的行程速度 Vp 的上升 平缓的变化。规定速度 Vo 是相当于前述的第 1 油室 6 的规定以上的高压的活塞 5 的行程 速度， 是线性减震器 1 的通常的伸缩动作所不能达到的活塞 5 的行程速度。
如上所述， 具有阻尼阀 22 的线性减震器 1 进行伸长和收缩任一动作都使产生阻尼 力相对于动作速度的增加呈线性增加， 因此， 作为铁道车辆用线性减震器发挥理想的阻尼力特性。 以上， 通过特定的实施例对本发明进行了说明， 但本发明并不限定于上述各实施 例。对本领域技术人员来说， 在权利要求的技术范围内能对这些实施例附加各种各样的修 改或变更。
例如， 本发明不依赖于压力控制阀 40 的形式， 压力控制阀 40 能应用各种各样的形 式。
在以上的实施例中， 在阀芯 23 上以 180 度间隔形成有两个槽 23c， 但本发明并不限 制槽 23c 的数量。本发明可通过在阀芯上设置具有圆弧状底面的至少一个槽实施。
本发明的实施例所包括的排他性或特长如权利要求所述。