ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК B60G15/06 F16F9/58 F16F13/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к устройству на основе цилиндра.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Существуют различные предложения устройства на основе цилиндра для использования в гидравлическом амортизаторе, газовой пружине и т.п. Устройство на основе цилиндра расположено, например, между шасси и мостом автомобиля для поглощения вибрации, передаваемой колесу на неровной поверхности дороги.

[0003] В документе JP05-321969A раскрыто обычное устройство на основе цилиндра. Это устройство на основе цилиндра содержит цилиндр, кольцевую направляющую штока, расположенную со стороны одного конца цилиндра, поршень, внешняя окружность которого примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра для разделения внутреннего пространства цилиндра на две камеры, и шток поршня, вставленный в цилиндр с возможностью перемещения в нем посредством расположения поршня так, чтобы он проходил через направляющую штока.

[0004] Устройство на основе цилиндра содержит элемент демпфирования, расположенный между направляющей штока и поршнем для поглощения воздействия, создаваемого при полном удлинении устройства на основе цилиндра. Элемент демпфирования содержит винтовую пружину, расположенную вокруг внешней окружности штока поршня, и два фиксатора - верхний и нижний, прикрепленные к участкам крепления, образованным на обоих концах винтовой пружины.

[0005] Верхний фиксатор расположен во внешней окружности штока поршня с возможностью скольжения. Нижний фиксатор введен с усилием во внешнюю окружность штока поршня и прикреплен вертикально над поршнем.

[0006] При удлинении устройства на основе цилиндра обеспечивается выведение штока поршня из цилиндра и приближение поршня к направляющей штока. При полном удлинении устройства на основе цилиндра обеспечивается сжатие винтовой пружины для поглощения воздействия, создаваемого при полном удлинении.

[0007] Как показано на фиг.4, винтовая пружина 600 представлена прутком с круглым поперечным сечением и имеет проволочные участки 600а, 600b, 600с и 600d, непрерывно соединенные в осевом направлении. При полном удлинении устройства на основе цилиндра вертикально соседние проволочные участки упираются друг в друга, образуя полностью сжатое состояние. При этом соседние участки проволоки могут соскакивать друг с друга, а участок 600b винтовых пружин может быть смещен на расстояние f2 в радиальном направлении, способствуя возникновению чрезмерного шума.

[0008] В связи с этим, заявителем предложена технология предотвращения соскакивания участков витка посредством образования поперченного сечения винтовой пружины, например, прямоугольной формы в соответствии с раскрытием в документе JP 2006-132620А.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Устройство на основе цилиндра, раскрытое в документе JP 2006-132620А, полезно тем, что позволяет подавить возникновение чрезмерного шума. Однако стоимость такой винтовой пружины увеличивается.

[0010] Таким образом, задача изобретения состоит в создании устройства на основе цилиндра, выполненного с возможностью подавления возникновения чрезмерного шума, без изменения формы поперечного сечения винтовой пружины.

[0011] В соответствии с одним аспектом изобретения предложено устройство на основе цилиндра, которое содержит цилиндр, кольцевую направляющую штока, расположенную со стороны одного конца цилиндра, поршень, внешняя окружность которого примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра, шток поршня, выполненный с возможностью подвижного размещения в цилиндре посредством расположения поршня для прохождения сквозь направляющую штока, и элемент демпфирования, расположенный между направляющей штока и поршнем для поглощения воздействия, создаваемого, когда устройство на основе цилиндра находится в полностью удлиненном состоянии, при этом элемент демпфирования содержит винтовую пружину, расположенную вокруг внешней окружности штока поршня, и два фиксатора - верхний и нижний, прикрепленные к участкам крепления, выполненным на обоих концах винтовой пружины, и в которых шток поршня вставлен в центральное отверстие для вала, при этом диаметр центрального участка, образованного между участками крепления винтовой пружины, меньше, чем диаметр участка крепления.

[0012] Варианты реализации изобретения и его преимущества описаны более подробно далее со ссылкой на сопровождающие чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] На фиг.1 изображен вид спереди с частичным разрезом, на котором показана основная часть устройства на основе цилиндра согласно варианту реализации изобретения.

На фиг.2 изображен частичный разрез, на котором показан центральный участок винтовой пружины при нахождении устройства на основе цилиндра согласно варианту реализации изобретения в полностью удлиненном состоянии.

На фиг.3 изображен вертикальный вид с поперечным разрезом, на котором показана модификация винтовой пружины устройства на основе цилиндра согласно с вариантом реализации изобретения.

На фиг.4 изображен частичный разрез, на котором показан центральный участок винтовой пружины при нахождении устройства на основе цилиндра, известного из уровня техники, в полностью удлиненном состоянии.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] Далее приведено описание устройства на основе цилиндра согласно варианту реализации изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи. На некоторых чертежах одинаковыми номерами позиций обозначены сходные элементы или их эквиваленты.

[0015] Как показано на фиг.1, устройство на основе цилиндра согласно варианту реализации содержит цилиндр 1, кольцевую направляющую 2 штока, расположенную со стороны одного конца цилиндра 1, поршень 3, внешняя окружность которого примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра 1, шток 4 поршня, вставленный в цилиндр 1 с возможностью перемещения в нем посредством введения поршня 3 и прохождения через направляющую 2 штока, и элемент 5 демпфирования, расположенный между направляющей 2 штока и поршнем 3 для поглощения воздействия, создаваемого при полном удлинении устройства на основе цилиндра.

[0016] Элемент 5 демпфирования содержит винтовую пружину 6, расположенную вокруг внешней окружности штока 4 поршня, и два фиксатора 7 и 8 - верхний и нижний, прикрепленные к участкам 61 и 62 крепления, выполненным на обоих концах винтовой пружины 6, и в которых шток 4 поршня вставлен в центральные отверстия 7а и 8а для вала соответственно. Диаметр центрального участка 60, образованного между участками 61 и 62 крепления винтовой пружины 6, меньше, чем диаметр участков 61 и 62 крепления.

[0017] Устройство на основе цилиндра представляет собой гидравлический амортизатор, расположенный между шасси и мостом автомобиля для поглощения вибрации, вызываемой неровностями поверхности дороги. Устройство на основе цилиндра представляет собой двухтрубный амортизатор, наружный корпус 10 которого расположен концентрично снаружи цилиндра 1.

[0018] Направляющая 2 штока, расположенная на одном конце (на чертеже - верхняя сторона) цилиндра 1, прикреплена к верхнему концевому участку цилиндра 1 и верхнему участку наружного корпуса 10.

По центру направляющей 2 штока образовано направляющее отверстие 2а, выполненное с возможностью направления штока 4 поршня. Шток 4 поршня закреплен направляющей 2 штока с возможностью скольжения посредством расположенного между ними кольцевого подшипника 20, прикрепленного к направляющему отверстию 2а.

[0019] На верхней поверхности направляющей 2 штока имеется уплотнитель 21, выполненный с возможностью уплотнения промежутка между штоком 4 поршня и направляющей 2 штока. Направляющая 2 штока и уплотнитель 21 прикреплены к наружному корпусу 10 и цилиндру 1 посредством чеканки верхнего концевого участка наружного корпуса 10.

[0020] Внутреннее пространство цилиндра 1 разделено на две камеры R1 и R2 посредством поршня 3, прикрепленного к ведущему концу штока 4 поршня посредством гайки N. Камера R1 обеспечения удлинения образована со стороны штока 4 поршня цилиндра 1, а камера R2 сжатия образована со стороны поршня 3. Рабочую текучую среду заправляют в каждую из камер R1 и R2.

[0021] Поршень 3 примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра 1 посредством расположения уплотнителя 30 в его внешней окружности. Дополнительно поршень 3 имеет канал 31 текучей среды для обеспечения удлинения и канал текучей среды для обеспечения сжатия (не показано), сообщающиеся с камерой R1 обеспечения удлинения и камерой R2 сжатия соответственно.

[0022] Поверхность поршня 3 со стороны камеры R2 сжатия содержит клапан V1 обеспечения удлинения, выполненный с возможностью блокирования канала 31 посредством открывания/закрывания. Поверхность поршня 3 со стороны камеры R1 содержит клапан V2 сжатия, выполненный с возможностью блокирования канала сжатия текучей среды посредством открывания/закрывания.

[0023] Цилиндрическая заглушка 9, прикрепленная к внешней окружности штока 4 поршня посредством приваривания, введения с усилием и т.п., расположена вертикально над поршнем 3. Заглушка 9 имеет круглый торцевой участок 90, свешивающийся наружу.

[0024] Элемент 5 демпфирования расположен между торцевым участком 90 заглушки 9 и направляющей 2 штока. Элемент 5 демпфирования содержит винтовую пружину 6 и два фиксатора 7 и 8, прикрепленные к участкам 61 и 62 крепления, образованным на обоих концах винтовой пружины 6.

[0025] Каждый фиксатор 7 и 8 имеет центральное отверстие 7а и 8а вала, просверленное в центральном участке вала для размещения штока 4 поршня, торцевые участки 70 и 80, свешивающиеся во внешней окружности концевого участка и примыкающие к обоим концам винтовой пружины 6, и направляющие участки 71 и 81, прикрепленные к внутренним окружностям участков 61 и 62 крепления винтовой пружины 6 соответственно и расположенные противоположно друг другу.

[0026] Внешние окружности ведущих концов каждого направляющего участка 71 и 81 имеют конусообразную форму, то есть форму с постепенно уменьшающимся диаметром. Верхний фиксатор 7 расположен во внешней окружности штока 4 поршня с возможностью скольжения, а нижний фиксатор 8 введен с усилием во внешнюю окружность штока 4 поршня и прикреплен к ней.

[0027] Винтовая пружина 6 представлена прутком с круглым поперечным сечением и образована участками 6а, 6а, 6с и 6d проволоки, непрерывно соединенными в осевом направлении (фиг.2). Как показано на фиг.1, винтовая пружина 6 имеет участки 61 и 62 крепления образованные на обоих концах, уменьшающие диаметр участки 63 и 64, диаметры которых постепенно уменьшаются по сравнению с диаметрами участков 61 и 62 крепления, соответственно, и центральный участок 60, образованный между уменьшающими диаметр участками 63 и 64 с маленьким диаметром.

[0028] Участки 63 и 64 винтовой пружины 6 выполнены без возможности контакта с ведущим концом направляющего участка 71 или 81, имеющего конусообразную форму.

[0029] В устройстве на основе цилиндра согласно варианту реализации при его удлинении обеспечивается сжатие камеры R1 для открытия клапана V1 под давлением рабочей текучей среды в камере R1, и для перемещения текучей среды по направлению внутрь камеры R2 сжатия через канал 31 для образования демпфирующей силы. В этом случае, при выпускании штока 4 поршня элемент 5 демпфирования поддерживается заглушкой 9 и перемещается вверх на чертеже, так что поршень 3 приближается к направляющей 2 штока.

[0030] При почти полном удлинении устройства на основе цилиндра верхний фиксатор 7 упирается в нижнюю поверхность направляющей 2 штока. При полном удлинении устройства на основе цилиндра винтовая пружина 6 полностью сжата. В результате воздействие, создаваемое, когда устройство на основе цилиндра находится в полностью удлиненном состоянии, полностью поглощается.

[0031] Так как диаметр центрального участка 60 меньше диаметра участка 61 или 62 крепления винтовой пружины 6 в месте крепления направляющих участков 71 и 81, расстояние d1 (фиг.2) между центральным участком 60 и штоком 4 поршня короче по сравнению с расстоянием d2 (фиг.4) между винтовой пружиной 600, известной из уровня техники, и штоком 4 поршня. В результате даже при перемещении части участка 6b пружины в направлении диаметра участок 6b пружины примыкает к штоку 4 поршня, пока размер движения (длина смещения) не превысит размер движения в уровне техники.

[0032] Таким образом, размер f1 движения (фиг.2) участка 6b проволоки становится меньше размера f2 движения (фиг.4) участка 600b проволоки уровня техники. Соответственно становится возможным исключить возникновение чрезмерного шума без изменения формы поперечного сечения винтовой пружины 6. Размер f1 движения предпочтительно составляет менее 1 мм.

[0033] Как показано на фиг.1, центральный участок 60 винтовой пружины 6 предпочтительно образован поперек широкого участка между фиксаторами 7 и 8. Указанная выше конфигурация обеспечивает возможность надежного исключения возникновения чрезмерного шума.

[0034] Дополнительно винтовая пружина 6 имеет уменьшающие диаметр участки 63 и 64, а участки 61 и 62 крепления имеют большой диаметр. Таким образом, обеспечивается возможность усиления посредством образования направляющих участков 71 и 81 фиксаторов 7 и 8 соответственно с большим диаметром.

[0035] Следовательно, обеспечивается возможность образования элемента 5 демпфирования более эффективным и компактным способом посредством образования прессованного участка с использованием торцевого участка 80 и направляющего участка 81 при введении с усилием нижнего фиксатора 8 во внешнюю окружность штока 4 поршня.

[0036] Внешние окружности ведущих концов направляющих участков 71 и 81 фиксаторов 7 и 8 соответственно имеют конусообразную форму в связи с постепенно уменьшающимся диаметром для исключения контакта участков 63 и 64 с ведущими концами конусообразных направляющих участков 71 и 81 соответственно. Дополнительно исключается контакт участков 63 и 64 с направляющими участками 71 и 81 соответственно даже при полном удлинении устройства на основе цилиндра. Таким образом, обеспечивается возможность увеличения длины центрального участка 60 в осевом направлении и исключения взаимодействия между участками 63 и 64 и направляющими участками 71 и 81 соответственно.

[0037] Описанные ранее варианты реализации изобретения приведены в качестве примера некоторых вариантов применения изобретения и не ограничивают технический объем изобретения конкретными конфигурациями приведенных выше вариантов реализации.

[0038] Например, как показано на фиг.3, винтовая пружина 6 может иметь центральный участок 60 с маленьким диаметром, расположенный между участками 61А и 62А крепления, диаметры которых постепенно уменьшаются к центру. В этом случае диаметры внешних окружностей направляющих участков 71 и 81 фиксаторов 7 и 8 соответственно постепенно уменьшаются.

[0039] Даже в этом случае аналогично описанному ранее варианту реализации предоставляется возможность исключения возникновения чрезмерного шума без изменения формы поперечного сечения винтовой пружины 6 и увеличения длины центрального участка 60 в осевом направлении.

[0040] В описанном ранее варианте реализации описание было приведено с предположением, что устройство на основе цилиндра представляет собой двухтрубный амортизатор. Однако устройство на основе цилиндра может также быть применено к однотрубному амортизатору или газовой пружине.

[0041] Хотя на чертежах участок, уменьшающий диаметр, или участок крепления изображен линейно под наклоном, уменьшающий диаметр участок или участок крепления может быть наклонен в форме круглой арки.

[0042] Хотя на чертежах направляющие участки верхнего и нижнего фиксаторов имеют одинаковый угол наклона, направляющие участки могут иметь разные углы наклона.

[0043] Изобретение испрашивает приоритет по патентной заявке Японии №. 2011-058741, поданной 17 марта 2011 г., описание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Гидравлический амортизатор содержит цилиндр, направляющую штока, поршень, шток поршня и элемент демпфирования, расположенный между направляющей штока и поршнем для поглощения воздействия, создаваемого при полном удлинении устройства. Элемент демпфирования содержит винтовую пружину, расположенную вокруг внешней окружности штока поршня, и два фиксатора - верхний и нижний, прикрепленные к участкам крепления, выполненным на обоих концах винтовой пружины для размещения штока поршня в центральном отверстии вала. Диаметр центрального участка, образованного между участками крепления винтовой пружины, меньше, чем диаметр участка крепления. Обеспечивается снижение уровня шума. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гидравлический амортизатор, содержащий
цилиндр,
кольцевую направляющую штока, расположенную со стороны одного конца цилиндра,
поршень, внешняя окружность которого примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра,
шток поршня, вставленный в цилиндр с возможностью перемещения в нем посредством расположения поршня так, что он проходит через направляющую штока, и
элемент демпфирования, расположенный между направляющей штока и поршнем для поглощения воздействия, создаваемого, когда гидравлический амортизатор находится в полностью удлиненном состоянии,
причем элемент демпфирования содержит винтовую пружину, расположенную вокруг внешней окружности штока поршня, и верхний фиксатор и нижний фиксатор, установленные на участках крепления, образованных на обоих концах винтовой пружины, в которых шток поршня вставлен в центральное отверстие для вала,
причем верхний фиксатор выполнен на внешней окружности штока поршня с возможностью перемещения скольжением, а нижний фиксатор прикреплен к внешней окружности штока поршня, а
диаметр центрального участка, образованного между участками крепления винтовой пружины, меньше, чем диаметр участка крепления.

2. Амортизатор по п. 1, в котором винтовая пружина включает в себя два уменьшающих диаметр участка, каждый из которых имеет диаметр, который постепенно уменьшается от соответствующего участка крепления до центрального участка, помимо участков крепления и центрального участка.

3. Амортизатор по п. 2, в котором центральный участок образован поперек широкого участка между верхним фиксатором и нижним фиксатором.

4. Амортизатор по п. 2, в котором каждый из верхнего участка и нижнего участка имеет направляющий участок с ведущим концом, при этом диаметр внешней окружности ведущего конца каждого направляющего участка верхнего фиксатора и нижнего фиксатора постепенно уменьшается, а каждый уменьшающий диаметр участок винтовой пружины выполнен таким образом, чтобы не контактировать с ведущим концом соответствующего направляющего участка.

5. Амортизатор по п. 4, в котором каждый уменьшающий диаметр участок винтовой пружины и ведущий конец каждого направляющего участка имеет конусообразную форму, причем окончание уменьшающего диаметр участка винтовой пружины и окончание ведущего конца направляющего участка имеют разные углы наклона.

6. Амортизатор по п. 4, в котором верхний фиксатор и нижний фиксатор содержат внешние окружности ведущих концов, которые имеют конусообразную форму, так что диаметр постепенно уменьшается, причем каждый уменьшающий диаметр участок верхнего фиксатора и нижнего фиксатора не контактируют с уменьшающими диаметр участками винтовой пружины.

7. Гидравлический амортизатор, содержащий
цилиндр,
кольцевую направляющую штока, расположенную со стороны одного конца цилиндра,
поршень, внешняя окружность которого примыкает с возможностью скольжения к внутренней окружности цилиндра,
шток поршня, вставленный в цилиндр с возможностью перемещения в нем посредством расположения поршня так, что он проходит через направляющую штока, и
элемент демпфирования, расположенный между направляющей штока и поршнем для поглощения воздействия, создаваемого, когда гидравлический амортизатор находится в полностью удлиненном состоянии,
причем элемент демпфирования содержит винтовую пружину, расположенную вокруг внешней окружности штока поршня, и верхний фиксатор и нижний фиксатор, установленные на участках крепления, образованных на обоих концах винтовой пружины, в которых шток поршня вставлен в центральное отверстие для вала, а
диаметр центрального участка, образованного между участками крепления винтовой пружины, меньше, чем диаметр участка крепления, а винтовая пружина содержит уменьшающие диаметр участки, каждый из которых содержит диаметр, который постепенно уменьшается от участков крепления к центральному участку,
причем каждый из верхнего фиксатора и нижнего фиксатора имеет направляющий участок с ведущим концом, а диаметр внешней окружности ведущего конца каждого направляющего участка верхнего фиксатора и нижнего фиксатора постепенно уменьшается, а
каждый из уменьшающих диаметров участков винтовой пружины выполнен таким образом, чтобы не контактировать с ведущим концом соответствующего направляющего участка.

8. Амортизатор по п. 7, в котором каждый из уменьшающих диаметр участков винтовой пружины и ведущий конец направляющего участка имеет конусообразную форму, причем окончание уменьшающего диаметр участка винтовой пружины и окончание ведущего конца направляющего участка имеют разные углы наклона.

9. Амортизатор по п. 7, в котором верхний фиксатор и нижний фиксатор содержат внешние окружности ведущих концов, которые имеют конусообразную форму, так что диаметр постепенно уменьшается, причем каждый уменьшающий диаметр участок верхнего фиксатора и нижнего фиксатора не контактируют с уменьшающими диаметр участками винтовой пружины.