缓冲器的制作方法

本发明涉及铁路车辆等所使用的缓冲器。

背景技术：

作为缓冲器具有的衰减力产生结构的现有技术，公开有专利文献1。即，在专利文献1的衰减力产生结构中，阀壳体划分缸内的下方油室和缸外的储油室，在设置于所述阀壳体的通孔中具有套环部件，在该套环部件的外周面上形成有螺旋槽。由此，使活塞的速度处于低速区域的节流(orifice)特性为线性特性(阻塞(choke)特性)来确保操作稳定性。

于是，以往，铁路车辆具备具有阀机构(控制阀以及溢流阀)的铁路车辆用缓冲器(例如参照专利文献2)，在将上述专利文献1的衰减力产生结构应用于该阀机构的控制阀时，借助螺旋槽使得控制阀具有接近与活塞速度成比例的线性特性的流路特性，但仍存在从该流路特性(控制阀)向阀特性(溢流阀)转移时没有衰减力特性的自由度这种问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-166574号公报

专利文献2日本特开2013-137042号公报

技术实现要素：

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种缓冲器，从流路特性向阀特性转移时具有衰减力特性的自由度、即具有能够从流路特性向阀特性平滑地转移的衰减力特性。

用于解决课题的方案

作为用于解决上述问题的方案，本发明的第一缓冲器具有：在内部封入有工作流体的缸；被插入到该缸内而将该缸内划分为两个室的活塞；与该活塞连结并从所述缸向外部伸出的活塞杆；通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生工作流体的流动的流路；以及设置于该流路，随着所述活塞的移动而调节通过所述流路的工作流体的流动的阀机构，所述缓冲器的特征在于，所述阀机构具有：能够移动地收容于在所述流路内形成的阀体收容室内并对所述流路进行开闭的阀体；以及对该阀体向堵塞所述流路的方向施力的弹簧机构，所述阀体具有在所述流路内滑动的滑动轴部，在该滑动轴部的外壁面和所述流路的内壁面之间，设置经由所述阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的螺旋状通路，随着所述阀体的移动，在所述螺旋状通路中流动的工作流体的流路长度变化。

另外，本发明的第二缓冲器具有：在内部封入有工作流体的缸；被插入到该缸内而将该缸内划分为两个室的活塞；与该活塞连结并从所述缸向外部伸出的活塞杆；通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生工作流体的流动的流路；以及设置于该流路，随着所述活塞的移动而调节通过所述流路的工作流体的流动的阀机构，所述缓冲器的特征在于，所述阀机构具有：能够移动地收容于在所述流路内形成的阀体收容室内并对所述流路进行开闭的阀体；以及对该阀体向堵塞所述流路的方向施力的弹簧机构，所述阀体具有以经由该阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的方式贯通地延伸的内侧通路，在所述阀体收容室内设置在所述内侧通路内滑动的滑动轴部，在该滑动轴部的外壁面和所述内侧通路的内壁面之间，设置经由所述阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的螺旋状通路，随着所述阀体的移动，在所述螺旋状通路中流动的工作流体的流路长度变化。

发明的效果

在本发明的缓冲器中，可以产生能够从流路特性向阀特性平滑地转移的衰减力特性。

附图说明

图1是表示第一实施方式的缓冲器的剖视图。

图2是第一实施方式的缓冲器具有的阀机构的剖视图。

图3是图2的阀机构具有的阀体的侧视图。

图4是由图2的阀机构得到的衰减力特性图。

图5是第二实施方式的缓冲器具有的阀机构的剖视图。

图6是由图5的阀机构得到的衰减力特性图。

附图标记说明

1a、1b缓冲器，2外筒，3缸，6储油室，15活塞，16活塞杆，18杆侧油室，19杆相反侧油室，25流路，25a上游侧流路，25c下游侧流路，30a、30b阀机构，36a、36b阀体，37弹簧(弹簧机构)，39阀体收容室，48滑动轴部，58内侧通路，59开口部，60螺旋状的槽部(螺旋状通路)，70滑动轴部

具体实施方式

以下，基于图1～图6详细说明用于实施本发明的实施方式。

以下说明的第一以及第二实施方式的缓冲器1a、1b作为以横向放置状态安装在转向架与车身之间的铁路车辆用抗蛇行减振器(yaw damper)被采用。另外，在本实施方式中，例示以横向放置状态安装的铁路车辆用抗蛇行减振器，但也可以用于左右运动减振器、上下运动减振器。

首先，基于图1～图4说明第一实施方式的缓冲器1a。

如图1所示，第一实施方式的缓冲器1a具有外筒2和与该外筒2同心状配置的缸3。这些外筒2以及缸3的两端开口分别由后侧端板5以及前侧端板4封闭。在外筒2的内壁面和缸3的外壁面之间形成环状的储油室6。

另外，为了便于说明，以下将图中左侧(从正面看附图标记的情况。以下相同。)即托架13侧作为前侧、将图中右侧即托架14侧作为后侧，分别进行说明。

后侧端板5成为由将外筒2的后端开口封闭的主盖部件11和将缸3的后端开口封闭的副盖部件12构成的分割结构。另外，在主盖部件11上固定设置有与车身侧连结的连结用的托架14。另一方面，前侧端板4作为将外筒2以及缸3的前端开口封闭并且也具有活塞杆16的引导功能的杆引导件而构成。

在缸3内，能够沿轴向滑动地配置有活塞15。活塞杆16的一端部(后端部)与该活塞15连结，该活塞杆16的另一端部(前端部)液密地插通前侧端板(杆引导件)4而向外筒2的外部延伸。另外，在活塞杆16的另一端部固定设置有与转向架侧连结的连结用的托架13。

缸3内由活塞15划分为杆侧油室18和杆相反侧油室19。在这些杆侧油室18以及杆相反侧油室19中分别封入有作为工作流体的工作油。在活塞15上配置有仅允许工作油从杆相反侧油室19向杆侧油室18流通的单向阀20。另外，在后侧端板5的副盖部件12上配置有仅允许工作油从储油室6向杆相反侧油室19流通的单向阀21。

如图1及图2所示，在前侧端板4上设置有将缸3内的杆侧油室18和储油室6连通的流路25。在该流路25上具有随着活塞15的移动而开闭以调节通过流路25的工作油的流动的阀机构30a。流路25具有：与杆侧油室18连通的上游侧流路25a；与上游侧流路25a连通并收容阀机构30a的壳体35的凹部25b(参照图2)；以及与该凹部25b连通并与储油室6连通的下游侧流路25c。另外，也可以构成为不另行设置壳体35而将阀机构30a直接收容于前侧端板4。

阀机构30a具有：收容于流路25的凹部25b的壳体35、配备于壳体35内并开闭流路25的阀体36a、以及向将流路25堵塞的方向对该阀体36a施力的弹簧机构即弹簧37。具体而言，壳体35呈块状并具有：与上游侧流路25a连通的上游侧流通孔38、与该上游侧流通孔38连通并收容阀体36a的杯状主体部49的阀体收容室39、以及与该阀体收容室39连通并且与下游侧流路25c连通的多个下游侧流通孔40。壳体35的阀体收容室39在设置于壳体35的收容凹部43和以堵塞该收容凹部43的方式设置的堵塞部44a之间形成。堵塞部44a由堵塞壳体35的收容凹部43的板状的基体部46和从该基体部46朝向阀体收容室39突出设置的支承凸部47构成。

如图2以及图3所示，阀体36a由沿壳体35的上游侧流通孔38滑动的滑动轴部48和与该滑动轴部48的一端一体地连接的杯状主体部49构成。杯状主体部49由筒状部51和将筒状部51的一端侧堵塞的板状部52构成。在杯状主体部49的筒状部51上，沿周向隔着间隔地形成有多个沿径向贯通的通孔53。滑动轴部48的一端与杯状主体部49的板状部52一体地连接。在滑动轴部48的内部，使另一端敞开而同心状地形成有沿轴向延伸的内侧通路58。另外，在滑动轴部48上，与内侧通路58连通地形成有沿径向贯通的开口部59。开口部59形成在接近杯状主体部49的位置。从滑动轴部48的外壁面到杯状主体部49的外壁面的一部分，形成有呈螺旋状延伸的槽部60。该槽部60相当于经由阀体36a将上游侧流路25a和下游侧流路25c连通的螺旋状通路。在本实施方式中，在滑动轴部48的外壁面上形成有呈螺旋状延伸的槽部60，但也可以在壳体35的上游侧流通孔38的内壁面上设置螺旋状的槽部60。

而且，阀体36a的滑动轴部48相对滑动自如地插通到壳体35的上游侧流通孔38内，阀体36a的杯状主体部49以其敞开侧指向构成壳体35的堵塞部44a侧的方式配置在阀体收容室39内。其结果是，阀体36a在阀体收容室39内在沿着壳体35的上游侧流通孔38的方向上移动自如。另外，在阀体36a的杯状主体部49的板状部52和构成壳体35的堵塞部44a的基体部46之间，在堵塞部44a的支承凸部47的周围配置有弹簧37。借助该弹簧37的作用力，杯状主体部49向从壳体35的堵塞部44a分离的方向(与壳体35的收容凹部43的底面抵接的方向)被施力，从而将壳体35的上游侧流通孔38、进而将流路25堵塞。但是，由于在阀体36a的滑动轴部48的外壁面上形成有螺旋状的槽部60，因此，即便处于杯状主体部49的板状部52与壳体35的收容凹部43的底面抵接的状态(图2的状态)，上游侧流路25a和下游侧流路25c也连通。

接着，说明本发明第一实施方式的缓冲器1a的作用。

第一实施方式的缓冲器1a以横向放置状态安装在转向架与车身之间，活塞杆16侧的托架13与转向架连结，外筒2侧的托架14与车身连结。

而且，在转向架和车身向水平方向相对移动时，该缓冲器1a的活塞杆16进行伸缩动作。其结果是，在活塞杆16的伸长行程时，杆侧油室18的工作油因设置于活塞15的单向阀20而不流到杆相反侧油室19，因此，使流路25内具有的阀机构30a打开而流到储油室6，与此相应地产生伸长侧的衰减力。另外，在该伸长行程时，与活塞杆16的退出量相应的工作油，经过设置于后侧端板5的副盖部件12的单向阀21从储油室6向杆相反侧油室19补给。

另一方面，在活塞杆16的收缩行程时，杆相反侧油室19的工作油经由设置于活塞15的单向阀20流到杆侧油室18，杆相反侧油室19和杆侧油室18成为大致相同的流体压，与活塞杆16的进入量相应的工作油，使流路25内具有的阀机构30a打开而流到储油室6，与此相应地产生收缩侧的衰减力。

而且，在活塞杆16的伸长行程以及收缩行程时，杆侧油室18的工作油使流路30内的阀机构30a打开而流入到储油室6，但此时，在活塞15的速度处于低速区域、即阀体36a的杯状主体部49的板状部52借助弹簧37的作用力而与壳体35的收容凹部43的底面抵接的状态(图2的状态)被维持的状况下，借助设置于阀体36a的滑动轴部48的槽部60，具体而言，将槽部60形成为螺旋状而尽可能增长供工作油流动的流路长度，因此，如图4所示，可以使衰减力特性从与活塞速度的平方成比例的节流特性变化到流路特性，可以使该流路特性接近与活塞速度成比例的线性特性。

活塞15的速度进一步上升，阀体36a的杯状主体部49的板状部52抵抗弹簧37的作用力而从壳体35的收容凹部43的底面离开，在滑动轴部48的开口部59(内侧通路58)开始与阀体收容室39连通时，随着阀体36a的移动，工作油在设置于滑动轴部48的螺旋状的槽部60中流动的流路长度逐渐变短，因此，如图4所示，在衰减力特性从流路特性(衰减力相对于活塞速度的比例常数大)向阀特性(衰减力相对于活塞速度的比例常数小)转移时，不会像以往那样急剧变化，可以利用稍微向下方凸出的平滑的弯曲线将流路特性和阀特性相连。

此后活塞15的速度进一步上升(中高速区域)时，滑动轴部48的开口部59(内侧通路58)的相对于阀体收容室39的开口面积逐渐变大，由此，作为衰减力特性而得到阀特性。

在以上说明的第一实施方式的缓冲器1a中，尤其是，在沿壳体35的上游侧流通孔38滑动的阀体36a的滑动轴部48的外壁面上形成有呈螺旋状延伸的槽部60，因此，可以使活塞速度为低速区域时的衰减力特性即流路特性接近与活塞的速度成比例的线性特性。而且，作为衰减力特性，可以利用向下方稍微凸出的平滑的弯曲线将流路特性和阀特性相连。由此，可以抑制在不同的衰减力特性的交界线可能产生的异常声响(阀体36a的振动音等)、不平滑感。另外，铁路车辆所采用的缓冲器的常用区域是流路特性，在第一实施方式的缓冲器1a中构成为，借助设置于阀体36a的滑动轴部48的外壁面的槽部60而产生流路特性，因此，由阀体36a的滑动轴部48和壳体35的上游侧流通孔38的滑动带来的磨损的影响少，可以将槽部60的截面积大致恒定地保持，可以产生稳定的衰减力特性。并且，在第一实施方式的缓冲器1a中，借助作为简单的结构的一个阀机构30a，作为衰减力特性，可以产生流路特性以及阀特性，因此，可以削减零件数量以及加工工时，进而有助于降低成本。另外，在本实施方式中，构成为使常用区域为流路特性区域，但也可以使常用区域为阀特性区域。

接着，基于图5以及图6说明第二实施方式的缓冲器1b。在对该第二实施方式的缓冲器1b进行说明时，对与第一实施方式的缓冲器1a的不同点进行说明。

在第二实施方式的缓冲器1b中采用与第一实施方式的缓冲器1a所采用的阀机构30a不同的阀机构30b。

如图5所示，阀机构30b的阀体36b由沿壳体35的上游侧流通孔38滑动的滑动轴部48和与该滑动轴部48的一端一体地连接的截面T形的T形主体部65构成。T形主体部65由轴部66和与轴部66的一端一体地连接的圆盘状部67构成。滑动轴部48的一端与T形主体部65的圆盘状部67一体地连接。滑动轴部48的外径比T形主体部65的轴部66的外径小。在滑动轴部48以及T形主体部65各自的内部，同心状地形成有沿轴向贯通地延伸的内侧通路58。另外，在滑动轴部48上，与内侧通路58连通地形成有沿径向贯通的开口部59。开口部59形成在接近T形主体部65的位置。由设置于阀体36b的内侧通路58将上游侧流路25a和下游侧流路25c连通。

壳体35的阀体收容室39在设置于壳体35的收容凹部43和以堵塞该收容凹部43的方式设置的堵塞部44b之间形成。堵塞部44b由堵塞壳体35的收容凹部43的板状的基体部46和从该基体部46朝向阀体收容室39突出设置并在阀体36b的内侧通路58内沿轴向相对滑动的滑动轴部70构成。在基体部46的外周缘上形成有将弹簧37定位的环状突出设置部68。在滑动轴部70的外壁面上形成有呈螺旋状延伸的槽部60。该槽部60相当于经由阀体36b将上游侧流路25a和下游侧流路25c连通的螺旋状通路。在本实施方式中，在堵塞部44b的滑动轴部70的外壁面上形成有呈螺旋状延伸的槽部60，但也可以在阀体36b的内侧通路58的内壁面上设置螺旋状的槽部60。

而且，阀体36b的滑动轴部48相对滑动自如地插通到壳体35的上游侧流通孔38内，而且，阀体36b的T形主体部65以其轴部66侧指向构成壳体35的堵塞部44b侧的方式配置在阀体收容室39内，并且，堵塞部44b的滑动轴部70沿阀体36b的内侧通路58相对滑动自如地被插通。其结果是，阀体36b在阀体收容室39内在沿着壳体35的上游侧流通孔38的方向上移动自如。另外，在阀体36b的T形主体部65的圆盘状部67和壳体35的堵塞部44b的基体部46之间，在T形主体部65的轴部66的周围，在堵塞部44b的环状突出设置部68的内侧配置有弹簧37。借助该弹簧37的作用力，T形主体部65向从壳体35的堵塞部44b分离的方向(与壳体35的收容凹部43的底面抵接的方向)被施力，从而将壳体35的上游侧流通孔38、进而将流路25堵塞。但是，由于在堵塞部44b的滑动轴部70的外壁面上形成有螺旋状的槽部60，因此，即便处于T形主体部65的圆盘状部67与壳体35的收容凹部43的底面抵接的状态(图5的状态)，上游侧流路25a和下游侧流路25c也连通。

接着，说明本发明第二实施方式的缓冲器1b的作用。在活塞杆16的伸长行程以及收缩行程时，杆侧油室18的工作油使流路25内的阀机构30b打开而流入到储油室6。此时，与第一实施方式的缓冲器1a同样地，在活塞15的速度处于低速区域、即阀体36b的T形主体部65借助弹簧37的作用力而与壳体35的收容凹部43的底面抵接的状态(图5的状态)被维持的状况下，借助设置于堵塞部44b的滑动轴部70的螺旋状的槽部60，具体而言，将槽部60形成为螺旋状而尽可能增长供工作油流动的流路长度，因此，如图6所示，可以使衰减力特性从与活塞速度的平方成比例的节流特性变化到流路特性，可以使该流路特性接近与活塞速度成比例的线性特性。

活塞15的速度进一步上升，阀体36b的T形主体部65的圆盘状部67抵抗弹簧37的作用力而从壳体35的收容凹部43的底面离开，在阀体36b的滑动轴部48的开口部59(内侧通路58)开始与阀体收容室39连通时，随着阀体36b的移动，工作油在设置于堵塞部44b的滑动轴部70的螺旋状的槽部60中流动的流路长度逐渐变长，因此，如图6所示，在衰减力特性从流路特性(衰减力相对于活塞速度的比例常数大)向阀特性(衰减力相对于活塞速度的比例常数小)转移时，不会像以往那样急剧变化，可以利用稍微向上方凸出的平滑的弯曲线将流路特性和阀特性相连。

此后活塞15的速度进一步上升(中高速区域)时，滑动轴部48的开口部59(内侧通路58)的相对于阀体收容室39的开口面积逐渐变大，由此，作为衰减力特性而得到阀特性。

在以上说明的第二实施方式的缓冲器1b中，尤其是，在沿阀体36b的内侧通路58滑动的堵塞部44b的滑动轴部70的外壁面上形成有呈螺旋状延伸的槽部60，因此，作为衰减力特性，可以利用向上方稍微凸出的平滑的弯曲线将流路特性和阀特性相连。由此，与第一实施方式的缓冲器1a同样地，可以抑制在不同的衰减力特性的交界线可能产生的异常声响(阀体36b的振动音等)、不平滑感。

作为基于以上实施方式的缓冲器，例如可以列举以下记载的形态。作为缓冲器的第一形态，具有：在内部封入有工作流体的缸；被插入到该缸内而将该缸内划分为两个室的活塞；与该活塞连结并从所述缸向外部伸出的活塞杆；通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生工作流体的流动的流路；设置于该流路，随着所述活塞的移动而调节通过所述流路的工作流体的流动的阀机构，在所述缓冲器中，所述阀机构具有：能够移动地收容于在所述流路内形成的阀体收容室内并对所述流路进行开闭的阀体；以及对该阀体向堵塞所述流路的方向施力的弹簧机构，所述阀体具有在所述流路内滑动的滑动轴部，在该滑动轴部的外壁面和所述流路的内壁面之间，设置经由所述阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的螺旋状通路，随着所述阀体的移动，在所述螺旋状通路中流动的工作流体的流路长度变化。

根据上述第二形态，在第一形态中，所述滑动轴部具有：在所述滑动轴部的内部从端面沿轴向延伸的内侧通路、以及以从所述滑动轴部的外壁面与所述内侧通路连通的方式开口的开口部，随着所述阀体的移动，所述开口部相对于所述阀体收容室开闭，从而开闭所述流路。

根据上述第三形态，缓冲器具有：在内部封入有工作流体的缸；被插入到该缸内而将该缸内划分为两个室的活塞；与该活塞连结并从所述缸向外部伸出的活塞杆；通过所述缸内的所述活塞的滑动而产生工作流体的流动的流路；以及设置于该流路，随着所述活塞的移动而调节通过所述流路的工作流体的流动的阀机构，在缓冲器中，所述阀机构具有：能够移动地收容于在所述流路内形成的阀体收容室内并对所述流路进行开闭的阀体；以及对该阀体向堵塞所述流路的方向施力的弹簧机构，所述阀体具有以经由该阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的方式贯通地延伸的内侧通路，在所述阀体收容室内设置在所述内侧通路内滑动的滑动轴部，在该滑动轴部的外壁面和所述内侧通路的内壁面之间，设置经由所述阀体将所述流路的上游侧和下游侧连通的螺旋状通路，随着所述阀体的移动，在所述螺旋状通路中流动的工作流体的流路长度变化。

根据上述第四形态，在第三形态中，所述阀体具有以从其外壁面与所述内侧通路连通的方式开口的开口部，随着所述阀体的移动，所述开口部相对于所述阀体收容室开闭，从而开闭所述流路。