致动器单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种致动器单元。
【背景技术】
[0002]致动器单元是例如为了在铁道车辆中抑制车身相对于行进方向的左右方向的振动而安装于车身和转向架之间来使用。
[0003]在JP2010 - 65797A中公开了一种致动器单元，该致动器单元包括:缸体；活塞，其以滑动自如的方式插入到缸体内；杆，其插入到缸体内并连结于活塞；在缸体内被活塞划分出的杆侧室与活塞侧室；罐体；第一开闭阀，其设于将杆侧室与活塞侧室之间连通的第一通路的中途；第二开闭阀，其设于将活塞侧室与罐体之间连通的第二通路的中途；泵，其向杆侧室供给工作流体；马达，其用于驱动泵；排出通路，其将杆侧室连接于罐体；以及可变溢流阀，其设于排出通路的中途。
[0004]根据该致动器单元，通过适当地开闭第一开闭阀与第二开闭阀而确定所输出的推力的方向，并且利用马达使泵以恒定速度旋转，从而向缸体内供给恒定流量。如此，通过调节可变溢流阀的溢流压而控制缸体内的压力，能够向期望的方向输出所期望大小的推力。
[0005]这样的致动器单元为了控制推力的大小而需要可变溢流阀。但是，可变溢流阀的构造非常复杂并且体积较大，也需要用于驱动的驱动器(驱动装置)。因此，存在致动器单元大型化且向铁路车辆等安装的安装性差、整体成本较高而不经济这种问题。
[0006]为了改善这样的问题，可考虑不使用可变溢流阀，而是设置具有对通过的流量唯一地确定压力损失的压力流量特性的被动阀，调整泵的排出量而控制缸体内的压力，从而使致动器单元小型化并且低成本化。在这样的致动器单元中，如图8中虚线F7所示，被动阀的压力流量特性在如下情况下不存在大问题:即使通过被动阀的流量β I相对较小，压力损失也大至某种程度，能够使缸体内的压力在相对较早的阶段成为目标压力α。
[0007]然而，所述致动器单元也能够作为减震器发挥功能。在作为减震器发挥功能的情况下的致动器单元的阻尼特性(相对于活塞速度的阻尼力变化)根据被动阀的压力流量特性而确定。因此，在用于实现致动器单元中的所期望的阻尼特性的被动阀的压力流量特性是例如如图8中实线F8所示那样若通过的流量较少则压力损失相对较小的特性的情况下，在作为致动器使用时用于成为目标压力α的流量将变得极多。
[0008]换句话说，在为了实现所期望的阻尼特性而采用最佳的被动阀的情况下，泵的排出量根据被动阀的压力流量特性而增加。因此，可能会产生马达速度升高所导致的消耗电力的增大、马达速度的变化率变大所导致的灵敏性的降低、对马达、泵要求较高的耐久性这种问题。结果，可能会限制被动阀的压力流量特性而无法实现所期望的阻尼特性。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种即使利用被动阀而调整泵的排出量从而控制了缸体内的压力、也能够容易实现所期望的阻尼特性的致动器单元。
[0010]根据本发明的某一方式，提供一种致动器单元，其中，该致动器单元包括:缸体；活塞，其以滑动自如的方式插入到缸体内，并将缸体内部划分为杆侧室与活塞侧室；杆，其插入到缸体内并连结于活塞；罐体；第一开闭阀，其设于将杆侧室与活塞侧室之间连通的第一通路；第二开闭阀，其设于将活塞侧室与罐体之间连通的第二通路；吸入通路，其容许工作流体自罐体朝向活塞侧室流动；整流通路，其容许工作流体自活塞侧室朝向杆侧室流动；泵，其向杆侧室供给工作流体；马达，其用于驱动泵；第一排出通路以及第二排出通路，该第一排出通路以及该第二排出通路将杆侧室连接于罐体；第一被动阀，其设于第一排出通路并具有第一压力流量特性；第二被动阀，其设于第二排出通路并具有第二压力流量特性；以及切换阀，其容许或者切断第一排出通路以及第二排出通路中的至少一者的连通。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一实施方式中的致动器单元的回路图。
[0012]图2是表示本发明的一实施方式中的致动器单元的第一被动阀与第二被动阀的压力流量特性的图。
[0013]图3是表示本发明的一实施方式中的致动器单元的电流环路的一例子的图。
[0014]图4是表示本发明的一实施方式中的致动器单元的推力与马达的力矩之间的关系的图。
[0015]图5是表示本发明的其它实施方式中的致动器单元的回路图。
[0016]图6是表示本发明的其它实施方式中的致动器单元的第一被动阀的压力流量特性、以及第二被动阀与第三被动阀的合成的压力流量特性的图。
[0017]图7是表示本发明的其它实施方式中的致动器单元的切换阀的变形例的图。
[0018]图8是表示被动阀的压力流量特性的一例子的图。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0020]如图1所示，本发明的一实施方式的致动器单元IA包括:缸体2;活塞3，其以滑动自如的方式插入到缸体2内，将缸体2内划分为杆侧室5与活塞侧室6 ;杆4，其插入到缸体2内并连结于活塞3 ;罐体7 ;第一开闭阀9，其设于将杆侧室5与活塞侧室6之间连通的第一通路8的中途；第二开闭阀11，其设于将活塞侧室6与罐体7之间连通的第二通路10的中途；吸入通路21，其仅容许工作流体自罐体7朝向活塞侧室6流动；整流通路20，其仅容许工作流体自活塞侧室6朝向杆侧室5流动；泵12，其向杆侧室5供给工作流体；以及马达15，其用于驱动该泵12。
[0021]致动器单元IA还包括:将杆侧室5连接于罐体7的第一排出通路18以及第二排出通路22 ;第一被动阀19，其设于第一排出通路18的中途，并具有针对自杆侧室5流入罐体7的工作流体的第一压力流量特性；第二被动阀23，其设于第二排出通路22的中途，并具有针对自杆侧室5流入罐体7的工作流体的第二压力流量特性；以及第三开闭阀(切换阀)24，其容许或者切断第一排出通路18的连通。
[0022]在杆侧室5与活塞侧室6中填充有工作油作为工作流体，在罐体7中除了工作油之外还填充有气体。在致动器单元IA的工作中使用的工作流体除了所述工作油这种液体之外还能够使用气体。无需在罐体7内特别压缩填充气体而使该罐体7成为加压状态。
[0023]在使致动器单元IA进行伸长工作的情况下，利用第一开闭阀9使第一通路8成为连通状态，并且使第二开闭阀11成为关闭状态，利用马达15驱动泵12。如此，通过向缸体2内供给工作油，能够使致动器单元IA进行伸长工作。在使致动器单元IA进行收缩工作的情况下，利用第二开闭阀11使第二通路10成为连通状态，并且使第一开闭阀9成为关闭状态，利用马达15驱动泵12。如此，通过向缸体2内供给工作油，能够使致动器单元IA进行收缩工作。
[0024]以下，对各部分进行详细说明。缸体2为筒状，其一端部即图1中的右端被盖13封堵，在另一端部即图1中的左端安装环状的杆引导件14。另外，将以移动自如的方式插入到缸体2内的杆4以滑动自如的方式插入杆引导件14内。杆4的一端向缸体2外突出，另一端连结于以滑动自如的方式插入缸体2内的活塞3。
[0025]杆4的外周与缸体2之间由未图示的密封构件密封，由此将缸体2内维持为密闭状态。在于缸体2内利用活塞3划分出的杆侧室5与活塞侧室6中如上述那样填充有工作油作为工作流体。
[0026]在致动器单元IA中，使杆4的截面积成为活塞3的截面积的二分之一，活塞3的杆侧室5侧的受压面积成为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一。因此，若使杆侧室5在伸长工作时与收缩工作时压力相同，则在伸长时和收缩时产生的推力就会变得相等，与致动器单元IA的位移量相对应的流量在伸长时和收缩时也变得相同。
[0027]若详细说明，在使致动器单元IA进行伸长工作的情况下，由于成为使杆侧室5与活塞侧室6连通的状态，因此杆侧室5内与活塞侧室6内的压力变得相等，致动器单元IA所产生的推力为活塞3中的杆侧室5侧与活塞侧室6侧的受压面积差和所述压力的乘积。相反，在使致动器单元IA进行收缩工作的情况下，杆侧室5与活塞侧室6之间的连通被阻断而成为活塞侧室6连通于罐体7的状态，因此致动器单元IA所产生的推力为杆侧室5内的压力与活塞3中的杆侧室5侧的受压面积的乘积。如此，致动器单元IA所产生的推力在伸长时和收缩时都为活塞3的截面积的二分之一与杆侧室5的压力的乘积。因此，在控制致动器单元IA的推力的情况下，在进行伸长工作、收缩工作时，同样地将杆侧室5的压力调节成目标压力即可。由于活塞3的杆侧室5侧的受压面积为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一，因此当在伸长时和收缩时产生相同的推力的情况下，能够使杆侧室5在伸长时与收缩时压力相同，控制变得简单。另外，由于与位移量相对应的流量也变得相同，因此具有伸长时和收缩时的灵敏性变得相同这样的优点。即使在不将活塞3的杆侧室5侧的受压面积设定为活塞侧室6侧的受压面积的二分之一的情况下，在能够利用杆侧室5的压力控制致动器单元IA的伸长时与收缩时的推力这一点上也是相同的。
[0028]在向缸体2外突出的杆4的图1中的左端与封堵缸体2的右端的盖13处设有未图示的安装部。致动器单元IA利用安装部而安装于车辆中的车身与车轴之间。
[0029]杆侧室5与活塞侧室6之间利用第一通路8连通，在第一通路8的中途设有第一开闭阀9。第一通路8虽然在缸体2外将杆侧室5与活塞侧室6连通，但是也可以设于活塞3。
[0030]致动器单元IA的第一开闭阀9是电磁开闭阀。第一开闭阀9具有:阀9a，其具有通过开放第