JP2839252B2 - 液圧緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車の懸架装置などに施用される液圧緩衝
器に関する。 従来の技術 一般的に液圧緩衝器は、油が充填されたシリンダ内を
上部室と下部室とに画成するピストンに、上部室と下部
室とを連通する連通路が形成されると共に、この連通路
の一方の開口端に内周側が固定されて外周側が撓み変形
する複数の弾性プレートから成るディスクバルブが付設
されており、このディスクバルブにより連通路を通過す
る作動液体に流通抵抗を与え、所望の減衰力を得るよう
に構成されている。 そして、このような液圧緩衝器のうちで、例えば実開
昭60−52438号公報に開示された液圧緩衝器は、ピスト
ンの大振幅移動時はもちろんのこと、ピストンの微振幅
移動時にも効果的な減衰力を得るため、ディスクバルブ
を構成する弾性プレートのうち連通路開口端のバルブシ
ート面に着座する弾性プレートに、常時上部室と下部室
とを連通するオリフィスを切り欠き形成し、このオリフ
ィスにより連通路を通過した作動液体の流れを絞り、そ
の後上部室又は下部室に作動液体を流出させて所望の減
衰力を得るように構成されている。 発明が解決しようとする問題点 ところが、このような液圧緩衝器は、ディスクバルブ
の開弁直前において、ディスクバルブ前後の液体の圧力
差が大きくなるため、ディスクバルブの唯一のオリフィ
スによって急激に流れが絞られて、急激な流速変化を生
じて渦流やキャビテーションを発生すると共に、この渦
流やキャビテーションに起因する大きな流体音を発生す
るという問題を有していた。 そこで、本発明がこれら従来技術の問題点を解消し得
る液圧緩衝器を提供することを目的とする。 問題点を解決するための手段 すなわち、本発明は上記目的を達成するため、液体が
充填されたシリンダ内に配設されたピストン又はベース
バルブに、このピストン又はベースバルブを通過して上
流側から下流側へ置換流通する液体に流通抵抗を与える
ディスクバルブが付設された液圧緩衝器において、 上記ディスクバルブを、複数のプレートを実質的に隙
間なく積層して構成するとともに、上記プレートに、積
層方向に貫通する複数の溝を形成し、隣り合うプレート
の溝を互いに直列に連通させて、常時上流側と下流側と
を連通する迂回路を形成し、 この迂回路は、周方向に延びる外側周方向溝と、この
外側周方向溝よりも内周側で周方向に延びる内側周方向
溝と、これら外側周方向溝と内側周方向溝とを連通する
ように、上記プレートの外周縁に開口することなく径方
向に延びる連通溝と、上記プレートの外周縁に開口する
ように径方向に延びる開口溝と、を有するとともに、そ
の上流側に連通する溝よりも流路断面積が小さく設定さ
れ、コンスタントオリフィスとして機能する複数の溝を
有することを特徴としている。 作用 本発明は以下述べた特徴的な構成を備えるため、緩衝
器の軸方向寸法の長大化を懸念することなく迂回路を長
尺化できるとともに、この迂回路を通過する液体の流れ
が複数のオリフィスによって多段に絞られるため、各オ
リフィス前後の液体の圧力差及び流速差が小さくなり、
これによってオリフィスを流れる液体のレイノズル数が
小さくなる。従って、液体は、迂回路を通過するうち、
圧力及び流速が徐々に変化させられ、上流側から下流側
へ流出する際には充分圧力及び流速が徐々に変化させら
れ、上流側から下流側へ流出する際には充分圧力及び流
速が低下させられているので、渦流やキャビテーション
の発生が抑制され、これら渦流やキャビテーションに起
因する流体音の発生が低減される。 実施例 以下本発明の実施例を図面に基づき詳述する。 第１図は本発明の第１実施例を示す液圧緩衝器の要部
断面図であり、図において１は内部に液体が充填された
シリンダであり、このシリンダ１内にはピストンロッド
２が抜差自在に嵌挿されている。そして、ピストンロッ
ド２の先端にはシリンダ１内を上部室３と下部室４とに
画成するピストン５が固定されている。このピストン５
には、上部室３から下部室４に作動液体を導く連通路６
と、下部室４から上部室３に作動液体を導く連通路７と
が、それぞれ複数形成されている。そして、連通路６の
下部室４側の開口端には、複数の弾性円板からなり、ピ
ストン５の伸び行程（図中上方移動時）に減衰力を発生
させるディスクバルブ８が付設されている。 このディスクバルブ８は、連通路６の開口端のシート
面９に着座する第１プレート10と、この第１プレート10
と略同径で、第１プレート10の背面に配設された第１コ
ンスタントオリフィスプレート11と、この第１コンスタ
ントオリフィスプレート11と略同径、第１コンスタント
オリフィスプレート11の背面に配設された第２プレート
12と、この第２プレート12よりも小径で、第２プレート
12の背面に相された第２コンスタントオリフィスプレー
ト13と、前記第２プレート12と略同径で、第２コンスタ
ントオリフィスプレート13の背面に配設されたディスク
プレート14とを重ね合わせて構成されており、第２コン
スタントオリフィスプレート13の外周でかつ第２プレー
ト12とディスクプレート14との間に隙間15が形成されて
いる。 そして、ディスクバルブ８の第１プレート10には、第
２図に示すように、その内周側に連通路６に連通する第
１周方向溝16が２箇所切欠形成されている。 第１コンスタントオリフィスプレート11には、第３図
に示すように、その内周端から外周端に開口することな
く半径方向に延びる第１コンスタントオリフィス17が円
周上等間隔に４箇所切欠形成されており、この第１コン
スタントオリフィス17の内周側が第１プレート10の第１
周方向溝16に連通されるようになっている。なお、コン
スタントオリフィス17はプレート11の内周に必ずしも開
放することを要しない。 第２プレート12には、第４図に示すように、第１プレ
ート10の第１周方向溝16と相似形を成し、第１周方向溝
16よりも半径方向外方に位置するように第２周方向溝18
が２箇所切欠形成されており、この第２周方向溝18が第
１コンスタントオリフィス17の外周側に連通されるよう
になっている。 第２コンスタントオリフィスプレート13には、第５図
に示すように、外周端に開放しその外周端から半径方向
に延びる第２コンスタントオリフィス19が円周上等間隔
に４箇所切欠形成されており、この第２コンスタントオ
リフィス19の内周側が第２プレート12の第２周方向溝18
が連通される。 このように構成されたディスクバルブ８は、第１周方
向溝16,第１コンスタントオリフィス17,第２周方向溝1
8,第２コンスタントオリフィス19及び隙間15とにより常
時上部室３と下部室４とを連通する迂回路27が形成され
ており、内周側がナット20によりピストン５のボス部21
に固定され、外周側がスプリング22によりピストン５の
シート面９に押圧されている。23はワッシャであり、こ
のワッシャ23はスペーサ24とともにディスクバルブ８と
ナット20との間に介装されている。25はリテーナであ
り、このリテーナ25はスペーサ24にスライド可能に外嵌
されてスプリング22の一端を支持し、ディスクバルブ８
の外周側にスプリング22のばね力を伝えている。 一方、連通路７の上部室３側の開口端には、複数の弾
性円板からなり、ピストン５の圧縮行程時（図中下方移
動時）に減衰力を発生させるディスクバルブ26が付設さ
れている。このディスクバルブ26もディスクバルブ８と
同様に内周側が固定され、外周側が撓み変形できるよう
になっている。 以上の実施例構造によれば、ピストン５の微振幅移動
時には、上部室３内の液体が迂回路27を介して下部室４
に置換流通させられる。 ここで、迂回路27は、２つの周方向溝16,18と、これ
ら周方向溝16,18を連通するように、プレート外周縁に
開口することなく径方向に延びる第１コンスタントオリ
フィス17と、プレート外周縁に開口するように径方向に
延びる第２コンスタントオリフィス19とを含んでいるた
め、緩衝器の軸方向寸法の長大化を懸念することなく、
この迂回路27を長尺に形成できる。 しかも、作動液体は、流れに対して直列に配置された
２箇所の第１コンスタントオリフィス17及び第２コンス
タントオリフィス19で２段階に絞られるから、各オリフ
ィス（第１コンスタントオリフィス17及び第２コンスタ
ントオリフィス19）前後の圧力差及び流速差が小さくな
り、これによって各オリフィスを通過する液体のレイノ
ズル数が小さくなる。 このように、２つのコンスタントオリフィス17,19を
有する長尺な迂回路27を通過する液体の圧力及び流速が
徐々に変化させられるため、液体の流れが整流化され
て、渦流やキャビテーションの発生が抑制され、これら
渦流やキャビテーションに起因する流体音の発生が低減
される。 つまり本実施例では、複数の溝16,17,18,19,15を直列
に連通して迂回路27を形成しているため、迂回路27を長
尺に形成できるとともに、上流側に連通する溝よりも流
路断面積を小さく設定することで、迂回路27中に複数の
コンスタントオリフィス17,19を容易に形成することが
できる。 ピストン５の大振幅移動時、ピストン５が伸び行程に
あるときは、上部室３内の液圧によりディスクバルブ８
の外周側がスプリング22のばね力に抗して撓み変形させ
られ、連通路６の開口端のシート面９とディスクバルブ
８との間に隙間が生じるため、置換流通する作動液体の
大部分がその隙間を通過して下部室４内へ流出する。こ
の際に、作動液体は、シート面９とディスクバルブ８と
の間の隙間で絞られて流通抵抗を受ける。一方、ピスト
ン５が圧縮行程にあるときは、下部室４内の液圧におり
ディスクバルブ26の外周側が撓み変形させられ、下部室
４内の液体が連通路７を通過して上部室３内へ流通抵抗
を受けつつ置換流通させられる。 第６図は本発明の第２実施例を示す液圧緩衝器の要部
断面図であり、前記第１実施例と共通する部分には同一
符号を付して重複する説明は省略し、異なる部分につい
てのみ説明する。 即ち、ディスクバルブ８は、連通路６の開口端のシー
ト面９に着座する第１コンスタントオリフィスプレート
30と、この第１コンスタントオリフィスプレート30と略
同径で、第１コンスタントオリフィスプレート30の背面
に配設された第１プレート31と、この第１プレート31よ
りも小径で、第１プレート31の背面に配設された第２コ
ンスタントオリフィスプレート32と、前記第１プレート
31と略同径で、第２コンスタントオリフィスプレート32
の背面に配設されたディスクプレート33とを重ね合わせ
て構成されており、第２コンスタントオリフィスプレー
ト32の外周でかつ第１プレート31とディスクプレート33
との間に隙間34が形成されている。 そして、ディスクバルブ８の第１コンスタントオリフ
ィスプレート30には、第７図に示すように、連通路６に
連通する複数の第１コンスタントオリフィス35が円周上
等間隔で穿設されている。 第１プレート31には、第８図に示すように、内周側に
比較的幅広で第１コンスタントオリフィス35に連通する
第１周方向溝36が２箇所切欠形成され、さらに外周側に
幅の狭い第２周方向溝37が第１周方向溝36と同芯に２箇
所切欠形成されている。尚、第１周方向溝36と第２周方
向溝37は、流路形成上の都合から周方向にずらして形成
されている。 第２コンスタントオリフィスプレート32には、第９図
に示すように、その外周縁に開口することなく第１周方
向溝36及び第２周方向溝37に連通する径方向溝38が円周
上等間隔に複数形成され、さらに外周端に開口するよう
に半径方向に延びて第２周方向溝37に連通する切欠き溝
39が隣合う径方向溝38間に位置するように形成されてい
る。尚、第２コンスタントオリフィスプレート32は第１
コンスタントオリフィスプレート30と共に、他の第１プ
レート31及びディスクプレート33に比較して板厚の薄い
ものが使用されている。 又、第２コンスタントオリフィスプレート32の径方向
溝38の流路断面積は、第１プレート31の第１周方向溝36
の流路断面積よりも小さく、第２周方向溝37の流路断面
積よりも大きくなるように形成され、切欠き溝39の流路
断面積は、第２周方向溝37の流路断面積よりも小さくな
るように形成されている。従って、径方向溝38,第２周
方向溝37及び切欠き溝39がそれぞれ第２〜第４コンスタ
ントオリフィスとして機能する。 このように構成されたディスクバルブ８は、第10図〜
第11図に示すように、第１コンスタントオリフィス35,
第１周方向溝36,径方向溝38,第２周方向溝37,切欠き溝3
9及び隙間34とにより常時上部室３と下部室４とを連通
する迂回路40が形成されている。 以上の実施例構造によれば、ピストン５の微振幅移動
時であって、上部室３内の液体が迂回路40を介して下部
室４内に置換流通させられる際に、流れに対して直列に
配設された径方向溝38（第２コンスタントオリフィ
ス），第２周方向溝37（第３コンスタントオリフィス）
及び切欠き溝39（第４コンスタントオリフィス）によっ
て３段階に流れを絞られる。従って、第１実施例に比較
して１段階当たりの流れの絞り率を小さくできるため、
第２〜第４コンスタントオリフィス38,37,39の各オリフ
ィス前後の圧力差及び流速差がより一層小さくなる。そ
のため、液体は第１実施例よりもより一層緩やかに圧力
及び流速が変化させられ、第１実施例よりも効果的に流
体音の発生を低減する。 第12図は本考案の第３実施例を示す液圧緩衝器の要部
断面図であり、前記第２実施例と同様にして説明する。 即ち、ディスクバルブ８は、連通路６の開口端のシー
ト面９に着座する第１プレート41と、この第１プレート
41よりも小径で、第１プレート41の背面に配設されたコ
ンスタントオリフィスプレート42と、第１プレート41と
略同径で、コンスタントオリフィスプレート42の背面に
配設された第２プレート43と、この第２プレート43と路
同径で、第２プレート43の背面に重ねて配設されたディ
スクプレート44,44とから構成されており、コンスタン
トオリフィスプレート42の外周でかつ第１プレート41と
第２プレート43との間に隙間45が形成されている。 そして、ディスクバルブ８の第１プレート41には、第
13図に示すように、その内周側に連通路６に連通する第
１周方向溝46が２箇所形成されている。 コンスタントオリフィスプレート42には、第14図に示
すように、その内周端から外周縁に開口することなく半
径方向に延びる第１コンスタントオリフィス47が円周上
等間隔に複数切欠き形成され、さらに外周端に開放し、
この外周端から半径方向に延びる切欠き溝48が隣合う第
１コンスタントオリフィス47,47の間に切欠き形成され
ており、第１コンスタントオリフィス47の内周側が第１
周方向溝46に連通されるようになっている。なお、第１
コンスタントオリフィス47は必ずしもコンスタントオリ
フィスプレート42の内周に開放することを要しない。 第２プレート43には、第15図に示すように第１コンス
タントオリフィス47の外側側に連通されると共に、切欠
き溝48の内周側に連通される第２周方向溝49が２箇所形
成されている。尚、この第２周方向溝49の流路断面積
は、第１コンスタントオリフィス47の流路断面積よりも
小さく形成される一方、切欠き溝48の流路断面積よりも
大きく形成されている。そのため、第２周方向溝49は、
第２コンスタントオリフィスとして機能し、第３コンス
タントオリフィスとして機能する切欠き溝48に液体を導
いている。 このように構成されたディスクバルブ８は、第１周方
向溝46,第１コンスタントオリフィス47,第２周方向溝4
9,切欠き溝48及び隙間45とにより、常時上部室３と下部
室４とを連通する迂回路50が形成されている。 以上の実施例構造によれば、ピストン５の微振幅移動
時であって、上部室３内の液体が迂回路50を介して下部
室４内に置換流通させられる際に、流れに対して直列に
配設された第１コンスタントオリフィス47,第２周方向
溝49（第２コンスタントオリフィス）及び切欠き溝48
（第３コンスタントオリフィス）によって３段階に流れ
を絞られる。従って、第１実施例に比較して１段階当た
りの流れの絞り率を小さくできるため、第１〜第３コン
スタントオリフィス47,49,48の各オリフィス前後の圧力
差及び流速差がより一層小さくなる。そのため、本実施
例においても、液体は第１実施例よりも一層緩やかに圧
力及び流速が変化させられ、第１実施例よりも効果的に
流体音の発生を低減することができる。 第18図は第１実施例の応用例を示すもので、前記第１
実施例の第２プレート12と第２コンスタントオリフィス
プレート13との間に、さらに複数枚の弾性円板51,52,5
3,54が挟み込まれ、これら弾性円板51,52,53,54にコン
スタントオリフィス55と連通溝56が交互に形成されて迂
回路27aが構成されており、これによって上部室３から
下部室４へ置換流通する液体の流れを４段階に絞るよう
になっている。尚、ディスクバルブの開分圧や弾性円板
の剛性によっては更に多段階に液体の流れを絞ることが
できる。 以上の述べた各実施例は、いずれもピストン５の伸び
行程及び圧縮行程時に、ピストン５に付設されたディス
クバルブ8,26によって減衰力を発生させるもので、その
うち伸び行程時に減衰力を発生させるディスクバルブ８
をピストン５の下側に設けて、このディスクバルブ８に
迂回路27,27a,40,50が形成される態様を示したが、本発
明はこれに限定されるものではない。 例えば、第19図に示したように伸び行程時に減衰力を
発生させるディスクバルブ８をピストン５の上側に設け
て、このディスクバルブ８に前記各実施例で示した迂回
路27,27a,40,50を形成してもよい。 また第20図に示すように、圧縮行程時に減衰力を発生
させるピストン５のディスクバルブ８に、前記各実施例
で示した迂回路27,27a,40,50を形成してもよい。 又、第21図に示すように、ピストン５には伸び行程時
にのみ減衰力を発生させるディスクバルブ８のみを設
け、このディスクバルブ８に、前記各実施例で示した迂
回路27,27a,40,50を形成してもよい。 更に、第22図に示すように、シリンダ１の下部に付設
されたベースバルブ61にシリンダ１の下部室４からリザ
ーバ室62に置換流通する液体に流通抵抗を与えるディス
クバルブ８を付設し、このディスクバルブ８に前記各実
施例で示した迂回路27,27a,40,50を形成して、上流側
（下部室４）から下流側（リザーバ室62）へ流れる液体
を多段に絞るようにしても、前記各実施例と同様の効果
が得られる。 発明の効果 以上述べたように本発明によれば、軸方向に長い寸法
を要せずして迂回路を長尺に形成できるとともに、この
迂回路の途中に複数のオリフィスを容易に形成できる。
従って、長尺な迂回路を上流側から下流側へ置換流通す
る液体の流れが複数のオリフィスによって多段に絞られ
るため、各コンスタントオリフィス前後の圧力差流速差
が小さくなり、これによって液体が徐々に圧力及び流速
を変化させられて下流側へ流出させられるので、渦流や
キャビテーションの発生が抑制されると共に、これら渦
流やキャビテーションに起因する流体音の発生が低減さ
れ、静粛でかつ安定した減衰緩衝機能を発揮し得るとい
う実用上多大な効果を奏する。 加えて、緩衝器の軸方向寸法の長大化を懸念する必要
がないため、装着スペースが制限される自動車の懸架装
置用液圧緩衝器に有利に適用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例を示す液圧緩衝器の要部断
面図、第２図は同第１プレートの正面図、第３図は同第
１コンスタントオリフィスプレートの正面図、第４図は
同第２プレートの正面図、第５図は同第２コンスタント
オリフィスプレートの正面図、第６図は本発明の第２実
施例を示す液圧緩衝器の要部断面図、第７図は同第１コ
ンスタントオリフィスプレートの正面図、第８図は同第
１プレートの正面図、第９図は同第２コンスタントオリ
フィスプレートの正面図、第10図は同ディスクバルブの
正面図、第11図は第10図のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第12
図は本発明の第３実施例を示す液圧緩衝器の要部断面
図、第13図は同第１プレートの正面図、第14図は同コン
スタントオリフィスプレートの正面図、第15図は同第２
プレートの正面図、第16図は同ディスクバルブの正面
図、第17図は第16図のII−II線に沿う断面図、第18図は
第１実施例の応用例を示すディスクバルブの断面図、第
19図〜第22図は本発明の他の実施例を示す液圧緩衝器の
要部断面図である。 １…シリンダ、５…ピストン、８…ディスクバルブ、17
…第１コンスタントオリフィス、19…第２コンスタント
オリフィス、27,27a…迂回路、35…第１コンスタントオ
リフィス、37…第２周方向溝（第３コンスタントオリフ
ィス）、38…径方向溝（第２コンスタントオリフィ
ス）、39…切欠き溝（第４コンスタントオリフィス）、
40…迂回路、47…第１コンスタントオリフィス、48…切
欠き溝（第３コンスタントオリフィス）、49…第２周方
向溝（第２コンスタントオリフィス）、50…迂回路、55
…コンスタントオリフィス、61…ベースバルブ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．液体が充填されたシリンダ内に配設されたピストン
   又はベースバルブに、このピストン又はベースバルブを
   通過して上流側から下流側へ置換流通する液体に流通抵
   抗を与えるディスクバルブが付設された液圧緩衝器にお
   いて、 上記ディスクバルブを、複数のプレートを実質的に隙間
   なく積層して構成するとともに、上記プレートに、積層
   方向に貫通する複数の溝を形成し、隣り合うプレートの
   溝を互いに直列に連通させて、常時上流側と下流側とを
   連通する迂回路を形成し、 この迂回路は、周方向に延びる外側周方向溝と、この外
   側周方向溝よりも内周側で周方向に延びる内側周方向溝
   と、これら外側周方向溝と内側周方向溝とを連通するよ
   うに、上記プレートの外周縁に開口することなく径方向
   に延びる連通溝と、上記プレートの外周縁に開口するよ
   うに径方向に延びる開口溝と、を有するとともに、その
   上流側に連通する溝よりも流路断面積が小さく設定さ
   れ、コンスタントオリフィスとして機能する複数の溝を
   有することを特徴とする液圧緩衝器。