JPH0341236A - ピストン式緩衝器 - Google Patents

ピストン式緩衝器

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JPH0341236A
JPH0341236A JP17531189A JP17531189A JPH0341236A JP H0341236 A JPH0341236 A JP H0341236A JP 17531189 A JP17531189 A JP 17531189A JP 17531189 A JP17531189 A JP 17531189A JP H0341236 A JPH0341236 A JP H0341236A
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茂 神谷
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飯野 浩章
Hideo Tanaka
秀雄 田中
Koki Sato
佐藤 好己
Satoshi Suzuki
聡 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば車両の懸架スプリングに付設され、車
体の振動減衰を行なうピストン式M街器に関する。
[従来の技術] この種の緩衝器としては、シリンダ内にピストンを摺動
自在に設けて、該ピストンによりシリンダ内を第1の液
室および第2の液室に区画し、該ピストンに第Iの液室
および第2の液室を連通ずる流路を設けてその途中に絞
り流路を形成したピストン式の緩衝器が一般に使用され
ている。そして、シリンダ内に封入した流体が絞り流路
を通過する際の抵抗を利用して、減衰力を発生させる。
ところで、車両走行時、緩衝器の伸縮に伴ってピストン
から異音が発生することがあり、これが直接騒音あるい
は路面等からの反射音となって乗員に不快感を与え、乗
心地を損なうおそれがあった。この流体騒音はキャビテ
ーション現象として知られ、ピストン速度、すなわち流
体移動速度の増加に伴って騒音レベルが増大する。
これに対し、従来より、例えば車体骨格内部にゴム発泡
材あるいは発泡性樹脂等の吸音材を充填するといった遮
音対策が実施されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、遮音材を用いることにより部品点数が増
加し、重量増、コスト増加といった問題が生じる上、流
体騒音の低減に対し根本的な解決はなされない。
しかして、本発明の目的は、流体騒音の発生を抑制して
乗り心地を向上させ、かつ簡単な構成で良好な減衰力持
性を示すピストン式緩衝器を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するための本発明の構成を第1図で説明
すると、ピストン式緩衝器は、シリンダ3内に、ピスト
ンロッド4の先端に固着したピストン2を摺動自在に設
けて(第1図)、該ビス)ヘン2により上記シリンダ3
内を第1の液室31と第2の液室32とに区画し、上記
ピストン2の第1の液室31側の端面に環状構21を設
け(第2図、第3図〉、第1の液室方向へピストンが移
動した時に該端面に当接して上記環状構を閉鎖する弁板
2dを設けて、該弁板2dと上記環状構21とから構戒
される空間を第3の液室26となしく第4図)、上記環
状構2↑の側壁上端面には周方向の複数箇所に切欠き2
4を形成して、該切欠き24と上記弁板2dとから構戒
される間隙を上記第1の液室31と第3の液室26とを
連通ずる絞り流B25となすとともに、上記第3の液室
26には底面に第2の液室32に連通する流路23を形
成しである。
そして、少なくとも上記絞り流路25を形成した部分に
おいて上記第3の液室26の流路深さhと、上記絞り流
路25の流路深さdの比h/dを、1.0≦h/d≦3
.0の範囲としである。
あるいは、流路深さを規定する代わりに、第15図の如
く、上記第3の液室26の、少なくとも上記絞り流路2
5と対向する側壁内周面を、その頂部より第3の液室の
底面に向けて下り傾斜する傾斜面2つとなし、その傾斜
角度θを5°≦θ≦40°の範囲に設定してもよい。
[作用] ピストン式緩衝器の伸縮に伴って、第1の液室31内の
流体は、絞り流路25を通過して第3の液室26内へ流
入し、その後向きを変えて底面の流路23より第1の液
室32へ流出する。
ここで、流体騒音の発生機構を説明する。ピストン速度
、すなわち流体移動速度が増大すると、流体の流入によ
り第3の液室26内に低圧部が生じて流体中に溶けてい
た気体が分離し、気泡か発生する。流体はその後第3の
液室26の側壁に衝突して渦流となり、さらに大量のキ
ャビテーション気泡が発生して成長する。そして第2の
液室31へ流入する直前に非常に細かい気泡に崩壊し、
この時に流体騒音が発生するものと考えられる。
本発明では、第3の液室26の流路深さhと、絞り流路
25の流路深さdの比h/dを、特定の範囲とし、流星
特性に影響のない程度にh/dを小さく設定したことに
より、キャビテーション気泡の原因となる渦流の発生が
抑制され、騒音発生を防止する。また、第3の液室26
に特定の傾斜角度を有する傾斜面2つを設けることによ
っても同様に作用し、流体騒音の発生が抑制される。
[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第5図は本発明のピストン式緩衝器の全体構成図であり
、その一部を破断して示しである。図において、ピスト
ン式緩衝器lは、シリンダ3とその内部に貫挿されたピ
ストンロッド4を有し、該ピストンロッド4の先端には
ピストン2が固定しである。ピストン2はシリンダ3内
を軸方向に摺動自在となしてあり、これによりシリンダ
3内は上方の第1の液室31と下方の第2の液室32と
に区画される。
ピストン式緩衝器■は、シリンダ3の下端面にて車軸側
部材5に連結され、また、ピストンロッド4の後端をベ
アリング6エおよび防振ゴム62を介して車体側部材6
に固定しである。また、ピストンロッド4周りには懸架
スプリングSが配役しである。
ピストン2の詳細を第1図に示す9図において、側径と
したピストンロッド4の先端部には、円板状のメインバ
ルブストッパ2a、メインバルブスプリング2b、メイ
ンバルブシート2c、筒状のピストン本体2eが順次押
通配設され、メインバルブプレート2dはメインバルブ
スプリング2bのバネ力によりピストン本体2e上面に
密着している。
ピストン本体2e下面には、さらにリリーフバルブプレ
ート2f、リリーフバルブシート2g、リリーフスプリ
ングシート2h、リリーフバルブスプリング21が押通
配設され、ナツト2jにより固定されている。リリーフ
バルブプレート2fはリリーフバルブスプリング2iの
バネ力Gこよりピストン本体2eの下面に密着している
ピストン本体2eには、第2図および第3図に示すよう
に、上面(第1の液室側端面)に複数の環状溝21.2
2を同心固状に形成しである。外周囲の環状溝21には
、底面に貫通穴が複数、等間隔で形成され、第2の液室
32に連通するメインポート23としである。
環状溝21外周壁の上端面には、円周方向に複数の切欠
き24が形成してあり、該切欠き24と、ピストン本体
2eの上面に配したメインバルブプレート2dとにより
形成される間隙を絞り流路25となしである(第4図〉
。また、上記環状溝21とメインバルブプレート2dに
より形成される空間を第3の液室26となしてあり、し
かして、第1の液室31より絞り流826を経て第3の
液室26に流入した流体は、その底面のメインボート2
3より第2の液室32に流出する。
内周側の環状溝22には、底面に貫通穴が複数、等間隔
で形成されてリリーフボート27となしである(第2図
、第3図)。上記メインバルブプレー)−2dには環状
溝22との対向位置に通孔が設けてあり、第1の液室内
の流体は環状溝22を経てリリーフポート27内へ自由
に流入する。リリーフポート27の下端は、ピストン2
下面に設けた環状溝28に開口し、該環状溝28はピス
トン本体2e下面に密着して配したリリーフバルブプレ
ート2fにより閉鎖されて、通常状態では第2の液室3
2とは連通していない。
ピストン2は、機能的に大別すると、メインバルブとリ
リーフバルブの2つのバルブを有する。
メインバルブは、メインバルブプレード2dがメインバ
ルブスプリング2bのバネ力によってピストン2上面に
押付けられた状態で、メインバルブプレート2dと切欠
きにより形成される上記絞り流路25と、第3の液室2
6、およびメインボート23より構成される。また、リ
リーフバルブは、環状溝22と、リリーフボート27、
および環状溝28により構成され、リリーフバルブプレ
ー1・2fがピストン本体2e下面に密着する第1図の
状態では閉弁状態となっている。この部分の拡大図を第
6図(1)に示す。
なお、メインバルブとリリーフバルブとは互いに独立し
ており、ピストン本体2e内部で連通ずることはない。
ここで、メインバルブおよびリリーフバルブの動作につ
いて説明する。
第5図において、懸架スプリングSが伸びるとき、これ
に伴って緩衝器1が伸ばされ(伸び開動作状態という〉
、ピストン2はシリンダ3内を相対的に図の上方へ移動
する。このとき、シリンダ3内の流体は、第1図および
第4図矢印71の如く、第1の液室31から絞り流路2
5、第3の液室26、メインポート23を経て第2の液
室32へ流出し、絞り流F!@25を流通する流体の抵
抗により減衰力を発生する。ピストン速度が小さい場合
には流体はこのメインバルブのみを流れる。
ピストン速度が大きくなった場合には、第1の液室31
内の圧力が上昇するため、第6図(1)において、リリ
ーフバルブプレート2f上面に加えられる圧力が上昇し
、リリーフバルブプレート2fがリリーフバルブスプリ
ング21のバネ力に抗してリリーフバルブを開弁する(
第6図(2)〉このとき流体は、第1図および第6図(
2〉の矢印72の如く、リリーフボート27より環状溝
28を通って第2の液室32へ流れる。このようにピス
トン速度が一定速度を越えると、メインバルブとリリー
フバルブが同時に動作して減衰力の急激な上昇を抑制す
る。ピストン速度に対する減衰力の変化を第7図に示す
逆に、ピストン2が縮み開動作状態にあるときには、第
1図において、ピストン2はシリンダ3内を相対的に図
の下方へ移動する。このとき、第2の液室32内の圧力
が上昇するために、リリーフバルブは逆止弁として作用
し、この経路では流体の流れはない。
メインバルブにおいては、メインバルブプレート2dの
周縁部が、メインバルブスプリング2bのバネ力に抗し
て上方に変形し、絞り流路25の流路面積をおしひろげ
る。しかして第2の液室32内の流体は、メインポート
23より第3の液室26を経て、前記矢印7■と逆向き
に流れるが、第1の液室と第3の液室とを連通ずる流路
面積が拡張されるため、絞り効果が伸び開動作時に比べ
て減少し、第7図に示すように、縮み側の減衰力は伸び
四の減衰力に比べて小さくなる。
次に、第4図において、絞り流路25の流路深さをd、
その後流の第3の液室26の流路深さをhとし、h/d
を変化させた場合の騒音レベルと、流量変化率の変化を
調べた。絞り流路25の流路深さdを一定としくd−0
,1mm>、絞り流路25の幅Wを0,5胴、1.0+
n+n、2.0mmに変更して測定した結果を第8図に
示した。また、絞り流路25の幅Wを一定としくw= 
1 、0mm) 、流路深さdを0.05陥、0.)悶
、0.2Mに変更して測定した結果を第9図に示した。
騒音レベルの測定は、第1O図に示すように、遮音箱内
にM筒器を入れて加振し、緩衝器から1001TII1
1離れた位置に騒音計を配して行なった。また、流量変
化率は、h/d=5.0での絞り流路25の流量V−を
基準とし、V″に対する流量■の変化率:V−V−/V
−で示した。
第8図、第9図に明らかなように、いずれの場合もh/
dが小さくなるにつれ、騒音レベルは低下しており、特
にh/d≦3.0の範囲で急減する。一方、流量変化率
はh/dが小さくなるに従って徐々に減少するが、h/
d≧1.0の範囲では大きな変化はなく、減衰特性に大
きな影響はない。h/d<1.0の範囲では流量変化率
が急減しており、すなわち減衰力が急増することになる
従って、減衰特性に影響を与えることなく、がつ流体騒
音を大きく低減させるためには、h/dが、工、○≦h
/d≦3.0の範囲となるように設定する必要があるこ
とがわかる。
ここで、h/dを変更することによる騒音レベルの変化
を図で説明する。流体騒音の発生原因は、第3の液室内
で発生するキャビテーションであると考えられる。第1
工図は、キャビテーション気泡の発生状況を、ピストン
本体2e上方から観察した図であり、第I2図はその縦
断面図である。
緩衝器の伸び開動作時において、流体は、第1の液室か
ら絞り流路25へ、矢印8に沿って流入する。絞り流路
25を通過した流体は、第12図矢印8の如く下方へ向
きを変え、このため第3の液室26上部の圧力が低下し
て、流体中に溶けていた気体がキャビテーション気泡9
1として分離し始める。流体が第3の液室26の内周壁
面に衝突すると、図に示すような時計回りまたは反時計
回りの渦流92を形成し、この渦流92中心部の圧力が
低下することにより、さらに大量のキャビテーション気
泡91を発生する(ポルテックスキャビテーション〉。
そしてこのキャビテーション気泡91が、第3の液室2
6底面のメインポートに流入する直前に非常に細かい気
泡に崩壊して、この気泡崩壊時に流体騒音が発生する。
h/dを本発明で規定する範囲より大きく設定した場合
には、第3の液室26内に渦流が発生する空間が十分存
在するため、上記第11図、第12図のように渦流が発
生してキャビテーション気泡が発生する。
これに対し、h/dを本発明で規定する範囲内にした場
合には(第13図)、絞り流路25後流四の第3の液室
26内に、渦流が発生する十分な空間が存在せず、キャ
ビテーション気泡の発生が抑制されて、流体騒音が著し
く低減できるものと思われる。
第工4図には本発明の第2の実施例を示す。上記実施例
では第3の液室26内全領域で、h/dが上記範囲とな
るようにしたが、図の如く、少なくとも絞り流路25と
対向する位置20において流路深さhが、1.0≦h/
d≦3.0の範囲にあればよく、本実施例ではそれ以外
の領域の流路深さをやや深く設定しである。これにより
十分な流路面積が確保でき流量特性の変化を小さくする
ことができる。
なお、本発明では、流路深さを規定する代わりに、第3
の液室の流路形状を変更することによっても上記実施例
1同様の効果を得ることができる。
この例を第15図に示す。図において、第3の液室26
は、絞り流路25に対向する内周側の側壁に、その頂部
より第3の液室26底面に向けて下り傾斜する傾斜面2
つを設け、その傾斜角度θが、5°≦θ≦40°の範囲
となるようにしである。
他の構成は上記実施例1と同様である。
このとき、側壁2つの傾斜角度0と騒音レベルおよび流
量変化率の関係を第1図〜第13図に示す。なお、流量
変化率はθ=60°での流量V′を基準として算出した
。図に明らかなように、騒音レベルは傾斜角度θ≦40
’で急減し、一方、流量変化率はθ≧5°の範囲では大
きく変化することはない。このように傾斜角度5°≦θ
≦40’の範囲となるような傾斜面2つを設けることに
よっても、減衰特性に影響を与えることなく、流体騒音
を大きく低減させることが可能であることがわかる。こ
の場合も上記実施例同様、渦流が発生する十分な空間が
ないためにキャビテーション気泡の発生が抑制されるも
のと思われる。
また、この場合、第19図に示すように、傾斜面2つを
第3の液室の内周壁全面に設けてももちろんよい。
なお、上記各実施例における流量変化率および騒音レベ
ルの測定条件はすべて伸び側減衰力100kg(ビスI
〜ン速度93m/s>である。幅Wをパラメータとした
場合にはく第8図、第I6図参照〉、伸び側減衰力10
0kgではWが大きい程騒音レベルは低くなるが、80
kg程度以下では騒音特性が逆転して、Wが大きい程騒
音しヘルか高くなる傾向がある。
ただし、本発明で対象としているピストンではパラメー
タWによる騒音レベルの差は非常に小さいものと考えら
れる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、流体騒音の発生を抑制
して乗り心地を向上させることができる。
また本発明のピストン式緩衝器は、簡単な構成で製造が
容易であり、かつ良好な減衰力特性を示すので、工業的
利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第13図は本発明の一実施例を示し、第1図は
ピストン式緩衝器の要部断面図、第2図はピストンの平
面図、第3図はビスI〜ンの断面図で、第2図のIV 
−IV線断面図、第4図は第1図および第2図のA部拡
大断面図、第5図はピストン式緩衝器の全体構成図、第
6図はリリーフ弁の拡大断面図、第7図はビス1ヘン式
緩衝器の減衰特性を示す図、第8図〜第9図はh/dと
騒音レベルおよび流量変化率の関係を示す図、第10図
は騒音レベルの測定方法を示す図、第11図〜第13図
は本発明の詳細な説明する図、第14図、第15図は本
発明の第2、第3の実施例を示すピストン式緩衝器の要
部拡大断面図、第16図〜第18図は傾斜角度と騒音レ
ベルおよび流量変化率の関係を示す図、第I9図は本発
明の第4の実施例を示すピストン式緩衝器の要部拡大断
面図である。 2・・・・・・ピストン 2d・・・・・・メインバルブプレート(弁板〉2ト・
・・・・環状溝 23・・・・・・流路 24・・・・・・切欠き 25・・・・・・絞り流路 26・・・・・・第3の液室 29・・・・・・傾斜面 3・・・・・・シリンダ 31・・・・・・第1の液室 32・・・・・・第2の液室 4・・・・・・ピストンロッド 第1図 第2図 第3図 第4図 第6図 (1) 第 図 第 図 漬vA1ε h/d 第 図 ○ λvAズε 1−t/d 第11図 第13図 第14図 第15図 内周壁面傾斜角 e (deg) 内周−勤醇漁 e (dec+) 第 1B 図  510 0 0 0 0 0 内周壁面傾斜角 e (dec+) 第19図 e 4 2つ e 4 3

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダ内に、ピストンロッドの先端に固着した
    ピストンを摺動自在に設けて、該ピストンにより上記シ
    リンダ内を第1の液室と第2の液室とに区画し、上記ピ
    ストンの第1の液室側の端面に環状溝を設け、第1の液
    室方向へピストンが移動した時に該端面に当接して上記
    環状溝を閉鎖する弁板を設けて、該弁板と上記環状溝と
    から構成される空間を第3の液室となし、上記環状溝の
    側壁上端面には周方向の複数箇所に切欠きを形成して、
    該切欠きと上記弁板とから構成される間隙を上記第1の
    液室と第3の液室とを連通する絞り流路となすとともに
    、上記第3の液室には底面に第2の液室に連通する流路
    を形成し、かつ、少なくとも上記絞り流路を形成した部
    分において上記第3の液室の流路深さhと、上記絞り流
    路の流路深さdの比h/dが、1.0≦h/d≦3.0
    の範囲にあることを特徴とするピストン式緩衝器。
  2. (2)シリンダ内に、ピストンロッドの先端に固着した
    ピストンを摺動自在に設けて、該ピストンにより上記シ
    リンダ内を第1の液室と第2の液室とに区画し、上記ピ
    ストンの第1の液室側の端面に環状溝を設け、第1の液
    室方向へピストンが移動した時に該端面に当接して上記
    環状溝を閉鎖する弁板を設けて、該弁板と上記環状溝と
    から構成される空間を第3の液室となし、上記環状溝の
    側壁上端面には周方向の複数箇所に切欠きを形成して、
    該切欠きと上記弁板とから構成される間隙を上記第1の
    液室と第3の液室とを連通する絞り流路となすとともに
    、上記第3の液室には底面に第2の液室に連通する流路
    を形成し、かつ、上記第3の液室の、少なくとも上記絞
    り流路に対向する側壁内周面を、その頂部より第3の液
    室の底面に向けて下り傾斜する傾斜面となし、その傾斜
    角度θを5°≦θ≦40°の範囲に設定したことを特徴
    とするピストン式緩衝器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623329A (ja) * 1992-07-10 1994-02-01 Toyo Noki Kk 放射線による根菜類検出方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6097435U (ja) * 1983-12-08 1985-07-03 カヤバ工業株式会社 油圧緩衝器

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