JP2000283210A

JP2000283210A - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP2000283210A
Application number: JP9379199A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kurusu; 明法来栖; Tatsuya Ganmi; 龍也願海; Masaaki Uchiyama; 正明内山; Takeshi Nakamura; 健中村
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧緩衝器において、ピストンロッドのスト
ローク端におけるストッパラバーへの衝突を抑制すると
ともに衝突時の衝撃を軽減する。【解決手段】シリンダ14にピストンロッド18を連結し
たピストン17を嵌装する。ガイドシール19およびベース
バルブ16に伸び側／縮み側高圧リリーフ弁27，23を設
け、ピストン17に伸び側／縮み側副低圧リリーフ弁45，
44を設け、環状部材33，32に伸び側／縮み側主低圧リリ
ーフ弁37，36を設ける。通常は、伸び側／縮み側主低圧
リリーフ弁37，36によって低減衰力を発生する。ストロ
ークが大きくなると、ピストン17によって環状溝28，29
を閉鎖して、伸び側／縮み側高圧リリーフ弁27，23によ
って高減衰力を発生してストッパラバーへの衝突を抑制
する。ストローク端では、溝48，49を介してピストン17
の伸び側／縮み側副低圧リリーフ弁45，44によって低減
衰力を発生してストッパラバーへの衝突時の衝撃を軽減
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両等の車両
の制振装置および懸架装置等に用いられる油圧緩衝器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば鉄道車両においては、車輪が装着
された台車に対して、車体をばね手段によって左右方向
に弾性的に支持し、この台車と車体との間に油圧緩衝器
を装着して、軌道の振れに追従する台車の振れをばね手
段および油圧緩衝器によって吸収することにより、車体
の横ゆれを抑制して乗り心地を向上させるようにした横
ゆれ制振装置を装備したものがある。

【０００３】この種の横ゆれ制振装置に装着される油圧
緩衝器の一例について、図22を参照して説明する。図22
に示すように、油圧緩衝器１は、油液が封入されたシリ
ンダ２内にピストンロッド３が連結されたピストン４が
摺動可能に嵌装されており、ピストン４によってシリン
ダ内がシリンダ室2a，2bの２室に画成されている。シリ
ンダ２の外周に、油液およびガスが封入されたリザーバ
５が設けられている。シリンダ室2a，2bは、それぞれ逆
止弁６，７を介してリザーバ５に連通されており、逆止
弁６，７は、それぞれリザーバ５側からシリンダ室2a，
2b側への油液の流通のみを許容している。

【０００４】ピストン４には、シリンダ室2a側からシリ
ンダ室2b側への油液の流通を許容するリリーフ弁８およ
びシリンダ室2b側からシリンダ室2a側への油液の流通の
みを許容するリリーフ弁９が設けられている。また、シ
リンダ２の側壁には、シリンダ２のピストンロッド３側
の端部付近に、シリンダ室2aをリザーバ５に連通させる
オリフィス通路10が設けられ、シリンダ２の底部付近
に、シリンダ室2bをリザーバ５に連通させるオリフィス
通路11が設けられている。

【０００５】このように構成したことにより、ピストン
ロッド３の伸び行程時には、シリンダ室2aの油液が加圧
されて、ピストン速度の低速域においてはオリフィス油
路10を通ってリザーバ５へ流れ、ピストン速度の高速域
においてはリリーフ弁８を通ってシリンダ室2bへ流れる
ことによって減衰力が発生する。同時に、リザーバ５の
油液が逆止弁７を開いてシリンダ室2bへ流入する。この
とき、ピストンロッド３が伸び側のストローク端付近ま
で伸長すると、ピストン４がオリフィス通路10を閉鎖す
ることによって、減衰力を増大させて、台車と車体との
間に設けられたストッパラバー（図示せず）への衝突を
防止および緩衝する。

【０００６】また、ピストンロッド３の縮み行程時に
は、シリンダ室2bの油液が加圧されて、ピストン速度の
低速域においてはオリフィス油路11を通ってリザーバ５
へ流れ、ピストン速度の高速域においてはリリーフ弁９
を通ってシリンダ室2aへ流れることによって減衰力が発
生する。同時に、リザーバ５の油液が逆止弁６を開いて
シリンダ室2aへ流入する。このとき、ピストンロッド３
が縮み側のストローク端付近まで短縮すると、ピストン
４がオリフィス通路11を閉鎖することによって、減衰力
を増大させて、上記と同様にストッパラバー（図示せ
ず）への衝突を防止および緩衝する。

【０００７】このようにして、台車の振れに対して減衰
力を作用させることにより、車体の横ゆれを抑制するこ
とができ、また、ピストンロッド３のストローク端付近
において減衰力を増大させることにより、ストッパラバ
ーへの衝突を防止および緩衝することができ、乗り心地
を向上させることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の油圧緩衝器１では、次のような問題があった。ピス
トンロッド３が、その伸び側または縮み側のストローク
端付近まで移動したとき、ピストン４によってオリフィ
ス通路10または11を閉鎖することにより、減衰力を増大
させるので、ストッパラバーへの衝突を抑制することが
できるが、ストッパラバーに衝突する際には、減衰力が
増大した状態で衝突することになるため、衝突時の衝撃
力（油圧緩衝器１の減衰力とストッパラバーの反発力と
の和）が大きくなり、結果的に乗り心地を悪化させるこ
とになる。

【０００９】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、ピストンロッドのストローク端において、スト
ッパラバーへの衝突時の衝撃を緩和することができる油
圧緩衝器を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、油液が封入されたシリンダ
と、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、
一端が該ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外
部へ延出されたピストンロッドとを備え、前記シリンダ
内の前記ピストンのストロークによって油液通路に生じ
る油液の流れを制御して減衰力を発生させる油圧緩衝器
において、低減衰力を生じる第１油液通路および高減衰
力を生じる第２油液通路を設け、前記ピストンのストロ
ークに応じて、前記ピストンが、前記シリンダの中央よ
りに位置するときは前記第１油液通路によって低減衰力
を発生させ、端部よりに位置するときは前記第２油液通
路によって高減衰力を発生させ、ストローク端に位置す
るときは前記第１油液通路によって低減衰力を発生させ
ることを特徴とする。

【００１１】このように構成したことにより、通常は、
第１油液通路によって低減衰力を発生し、ピストンロッ
ドのストロークが大きくなると第２油液通路によって高
減衰力を発生し、ストローク端では、第１油液通路によ
って低減衰力を発生する。

【００１２】請求項２の発明の油圧緩衝器は、上記請求
項１の構成において、前記第１油液通路と前記第２油液
通路とを切り換える切換手段が前記シリンダと前記ピス
トンとの摺動部に設けられていることを特徴とする。

【００１３】このように構成したことにより、シリンダ
とピストンとの摺動によって第１油液通路と第２油液通
路が切り換えられて、減衰力が切り換わる。

【００１４】また、請求項３の発明の油圧緩衝器は、上
記請求項１の構成において、前記シリンダ内に固定した
メータリングピンを前記ピストンロッド内に摺動可能に
挿入し、前記第１油液通路と前記第２油液通路とを切り
換える切換手段を前記メータリングピンと前記ピストン
ロッドとの摺動部に設けたことを特徴とする。

【００１５】このように構成したことにより、メータリ
ングピンとピストンロッドとの摺動によって第１油液通
路と第２油液通路が切り換えられて、減衰力が切り換わ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１７】本発明の第１実施形態について図１ないし
図７を参照して説明する。図１に示すように、第１実施
形態に係る油圧緩衝器12は、有底円筒状の外筒13内にシ
リンダ14を挿入した二重筒構造になっており、シリンダ
14と外筒13との間にリザーバ15が形成されている。シリ
ンダ14の底部には、シリンダ14の内部とリザーバ15とを
区画するベースバルブ16が設けられている。シリンダ14
内には、ピストン17が摺動可能に嵌装され、このピスト
ン17によってシリンダ14内がシリンダ室14a ，14b の２
室に画成されている。ピストン17には、ピストンロッド
18の一端が連結されており、ピストンロッド18の他端
は、シリンダ14および外筒13の端部に装着されたガイド
シール19に挿通されて外部へ延出されている。そして、
シリンダ14内には、油液が封入され、リザーバ15内には
油液およびガスが封入されている。

【００１８】ベースバルブ16には、シリンダ室14b とリ
ザーバ15とを連通させる油路20，21が設けられている。
油路20には、リザーバ15側からシリンダ室14b 側への油
液の流通のみを許容する逆止弁22が設けられている。油
路21（第２油液通路）には、シリンダ室14b 側の油液の
圧力が所定圧力に達したとき、これをリザーバ15側へリ
リーフする縮み側高圧リリーフ弁23が設けられている。

【００１９】ガイドシール19には、シリンダ室14a とリ
ザーバ15と連通させる油路24，25が設けられている。油
路24には、リザーバ15側からシリンダ室14a 側への油液
の流通のみを許容する逆止弁26が設けられている。油路
25（第２油液通路）には、シリンダ室14a の油液の圧力
が所定圧力に達したとき、これをリザーバ15側へリリー
フする伸び側高圧リリーフ弁27が設けられている。

【００２０】シリンダ14の内壁には、シリンダ14の軸方
向中央部からベースバルブ16よりの部位に環状溝28（切
換手段）が形成され、ガイドシール19よりの部位に環状
溝29（切換手段）が形成されている。環状溝28，29は、
それぞれ、シリンダ14の側壁に設けられた油路30，31お
よびシリンダ14に外嵌された環状部材32，33に設けられ
た油路34，35を介してリザーバ15に連通されている。油
路34（第１油液通路）には、シリンダ14側の油液の圧力
が所定圧力（縮み側高圧リリーフ弁23のリリーフ圧力よ
りも低圧）に達したとき、これをリザーバ15側へリリー
フする縮み側主低圧リリーフ弁36が設けられている。油
路35（第１油液通路）には、シリンダ14側の油液の圧力
が所定圧力（伸び側高圧リリーフ弁27のリリーフ圧力よ
りも低圧）に達したとき、これをリザーバ15側へリリー
フする伸び側主低圧リリーフ弁37が設けられている。

【００２１】さらに、シリンダ14の側壁には、環状溝28
に対してベースバルブ16よりの部位に、シリンダ室14b
とリザーバ15とを連通させる複数（図示のものでは３
つ）の縮み側オリフィス通路38が軸方向に沿って所定間
隔で配置されており、また、環状溝29に対してガイドシ
ール19よりの部位に、シリンダ室14a とリザーバ15とを
連通させる複数（図示のものでは３つ）の伸び側オリフ
ィス通路39が軸方向に沿って所定間隔で配置されてい
る。

【００２２】ピストン17には、シリンダ室14b 側の端部
付近の外周部に周方向の溝40（切換手段）が形成されて
おり、シリンダ室14a 側の端部付近の外周部に周方向の
溝41（切換手段）が形成されている。溝40，41は、それ
ぞれ、ピストン17に設けられた油路42，43を介して、シ
リンダ室14a およびシリンダ室14b に連通されている。
油路42（第１油液通路）には、溝40側の油液の圧力が所
定圧力（縮み側高圧リリーフ弁23のリリーフ圧力よりも
低圧）に達したとき、これをシリンダ室14a 側へリリー
フする縮み側副低圧リリーフ弁44が設けられている。油
路43（第１油液通路）には、溝41側の油液の圧力が所定
圧力（伸び側高圧リリーフ弁27のリリーフ圧力よりも低
圧）に達したとき、これをシリンダ室14b 側へリリーフ
する伸び側副低圧リリーフ弁45が設けられている。

【００２３】ピストン17の伸び側副低圧リリーフ弁45
は、図５に示すように、油路43内に、流路を形成する切
欠46b および受圧部46a を有する弁体46を進退動可能に
案内して、ばね47の弾性力によって閉弁方向に付勢し、
弁体46が溝41側の油液の圧力を受けて、ばね47の弾性力
に抗して移動することによって開弁するようになってい
る。なお、他のリリーフ弁については、このリリーフ弁
とほぼ同様の構造となっているので、詳細な説明は省略
する。

【００２４】シリンダ14のベースバルブ16側の端部付近
の内壁には、ピストン17の溝40に対向する部位に溝48
（切換手段）が形成されている。そして、通常、ピスト
ン17の溝40は、シリンダ14の内壁によってシリンダ室14
b から遮断されており、ピストン17が縮み側のストロー
ク端まで移動したとき、溝48を介してシリンダ室14b に
連通されるようになっている。シリンダ14のガイドシー
ル19側の端部付近の内壁には、ピストン17の溝41に対向
する部位に溝49（切換手段）が形成されている。そし
て、通常、ピストン17の溝41は、シリンダ14の内壁によ
ってシリンダ室14aから遮断されており、ピストン17が
伸び側のストローク端まで移動したとき、溝49を介して
シリンダ室14a に連通されるようになっている。また、
溝48，49内には、それぞれ、シリンダ室14b ，14a をリ
ザーバ15に常時連通させるオリフィス通路50，51が設け
られている。

【００２５】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００２６】油圧緩衝器12は、鉄道車両等の横方向に弾
性的に支持された台車と車体との間に装着されて、これ
らの間の横ゆれに対して減衰力を発生する。

【００２７】ピストンロッド18の伸び行程時には、ピス
トン17の移動にともない、ガイドシール19の逆止弁26が
閉じ、シリンダ14a 内の油液が加圧されて、リザーバ15
へ流れる際に、伸び側オリフィス通路39，51、伸び側主
低圧リリーフ弁37によって減衰力が発生する。このと
き、ベースバルブ16の逆止弁22が開いてリザーバ15の油
液が油路20を通ってシリンダ室14b に流入する。また、
縮み行程時には、ピストン17の移動にともない、ベース
バルブ16の逆止弁22が閉じ、シリンダ14b 内の油液が加
圧されて、リザーバ15へ流れる際に、縮み側オリフィス
通路38，50、縮み側主低圧リリーフ弁36によって減衰力
が発生する。このとき、ガイドシール19の逆止弁26が開
いてリザーバ15の油液が油路24を通ってシリンダ室14a
に流入する。

【００２８】当該鉄道車両等の直線軌道上の走行等によ
って、車体の横ゆれの振幅が小さい場合、ピストンロッ
ド18のストロークによってピストン17は、シリンダ14の
軸方向中央部付近で変位する。このため、伸び行程時に
は、伸び側オリフィス通路39，51によるオリフィス特性
（ピストン速度の低速域において、減衰力がピストン速
度の２乗にほぼ比例する：図６参照）および伸び側主
低圧リリーフ弁37によるバルブ特性（ピストン速度の高
速域において、減衰力がピストン速度に比例する：図６
参照）によって適度な低減衰力を得ることができ、良
好な乗り心地および走行安定性を得ることができる。同
様に、縮み行程時には、縮み側オリフィス通路38，50に
よるオリフィス特性（図６参照）および縮み側主低圧
リリーフ弁36によるバルブ特性（図６参照）によって
適度な低減衰力を得ることができ、良好な乗り心地およ
び走行安定性を得ることができる。なお、この場合、伸
び側および縮み側高圧リリーフ弁27，23は開弁しない。

【００２９】当該鉄道車両等が曲線軌道上の走行または
軌道の振れ等によって、車体の横ゆれの振幅が大きくな
った場合、ピストン17の変位が大きくなり、ピストン17
が伸び側／縮み側主低圧リリーフ弁37，36に連通する環
状溝29，28および伸び側／縮み側オリフィス通路39，38
を順次閉鎖して、そのストロークに対する減衰力（オリ
フィス特性）が増大する（図６，参照）。ピストン
17が伸び側の環状溝29を閉鎖した状態および伸び側オリ
フィス通路39を閉鎖した状態をそれぞれ図２および図３
に示す。このとき、ピストン速度の上昇によってシリン
ダ室14a ，14b内の圧力が伸び側および縮み側高圧リリ
ーフ弁27，23の開弁圧力に達すると、これらが開弁して
バルブ特性の減衰力が発生する（図６参照）。このよ
うにして、ピストンロッド18のストロークの増大にとも
なって減衰力を増大させることにより、ストッパラバー
（図示せず）への衝突を抑制することができる。なお、
ストローク端から中央部へ復帰する方向へのストローク
に対しては、前述の場合と同様に低減衰力が発生するの
で、車体の中立位置への復帰を円滑に行うことができ
る。

【００３０】そして、ピストンロッド18がさらにストロ
ークして、その伸び側および縮み側のストローク端に達
する際には、それぞれ、ピストン17の溝41，40がシリン
ダ14の溝49，48と連通して、油路43，42が溝41，40およ
び溝49，48を介して、シリンダ室14a ，14b 間を連通さ
せるので、縮み側および伸び側副低圧リリーフ弁45，44
によってバルブ特性の減衰力が発生して減衰力が低下す
る（図６参照）。これにより、ストッパラバーに衝突
する際には、適度に減衰力を低下させることができ、衝
突時の衝撃力（油圧緩衝器12の減衰力とストッパラバー
の反発力の和）が小さくなるので、乗り心地および走行
安定性を向上させることができる。

【００３１】ピストン速度を一定速度V₁（図６参照）と
した場合のピストンロッド18のストロークと減衰力との
関係を図７に示す。図７において、点E₁は伸び行程にお
いてピストン17が環状溝29を閉鎖する位置、点E₂，E₃，
E₄は伸び側オリフィス通路39を順次閉鎖する位置、点E₅
はピストン17の溝41がシリンダ14の溝49に連通する位置
を示し、また、点C₁は縮み行程においてピストン17が環
状溝28を閉鎖する位置、点C₂，C₃，C₄は縮み側オリフィ
ス通路38を順次閉鎖する位置、点C₅はピストン17の溝40
がシリンダ14の溝48に連通する位置を示す。

【００３２】次に、上記第１実施形態の変形例につい
て、図８および図９を参照して説明する。なお、本変形
例は、上記第１実施形態に対して、シリンダ本体および
ピストンの構造が異なる以外は概して同様の構造である
から、上記第１実施形態のものと同様の部分について
は、これと同一の符号を付して、異なる部分についての
み詳細に説明する。

【００３３】図８に示すように、本変形例に係る油圧緩
衝器52では、ピストン17は、外周部の溝、油路およびリ
リーフ弁が省略されている。また、シリンダ14の両端部
の内周面には、それぞれ、軸方向寸法がピストン17より
も大きい溝53，54（第１油路、切換手段）が形成されて
おり、ピストン17が、その伸び側および縮み側のストロ
ーク端に到達する際、溝54，53を介してシリンダ室14a
，14b 間が適度な流路面積をもって互いに連通される
ようになっている。シリンダ14の内周面の環状溝が省略
されて、油路30，31がシリンダ室14b ，14a に直接連通
されている。また、伸び側および縮み側オリフィス39，
38は、それぞれ１つのみ設けられている。

【００３４】このように構成したことにより、ピストン
ロッド18のストロークの増大にともなって、ピストン17
が伸び側／縮み側主低圧リリーフ弁37，36に連通する油
路3130、伸び側／縮み側オリフィス通路39，38を順次閉
鎖して減衰力を増大させた後、ストローク端に達する際
には、溝54，53を介してシリンダ室14a ，14b 間が連通
され、これらの流路面積によってオリフィス特性の減衰
力が発生して減衰力が低下する。これにより、上記第１
実施形態と同様、ストッパラバーに衝突する際には、適
度に減衰力を低下させることができ、衝突時の衝撃力が
小さくなるので、乗り心地および走行安定性を向上させ
ることができる。

【００３５】油圧緩衝器52の減衰力特性を図９に示す。
図９において、は、伸び側および縮み側オリフィス通
路39，38による減衰力特性（オリフィス特性）、は、
伸び側および縮み側主低圧リリーフ弁37，36による減衰
力特性（バルブ特性）、は、伸び側および縮み側高圧
リリーフ弁27，23による減衰力特性（バルブ特性）、ま
た、は、ストローク端において溝54，53とピストン17
との間に形成される流路による減衰力（オリフィス特
性）を示す。

【００３６】次に、本発明の第２実施形態について、図
10および図11を参照して説明する。なお、第２実施形態
は、図８に示す変形例に対して、一部のリリーフ弁が省
略され、また、シリンダの内周面の両端部に形成された
溝の代わりに管路が設けられていること以外は、概して
同様の構造であるから、図８に示す変形例と同様の部分
については、これと同様の符号を付して、異なる部分に
ついてのみ詳細に説明する。

【００３７】図10に示すように、本実施形態に係る油圧
緩衝器55では、図８に示す変形例に対して、伸び側およ
び縮み側主低圧リリーフ弁37，36を設けた環状部材33，
32およびシリンダ14の側壁に設けられた油路30，31が省
略されている。また、シリンダ14の両端部内周面に形成
された溝53，54が省略されている。その代わりに、シリ
ンダ14の両端部付近の側壁に、それぞれ、シリンダ14の
軸方向に沿って所定間隔で配置された一対のポート56，
57（切換手段）および一対ポート58，59（切換手段）が
設けられ、それぞれが管路60，61（第１油液通路）によ
って互いに連通されている。ポート56，57間およびポー
ト58，59間の間隔は、ピストン17の軸方向の寸法よりも
大きく、ピストンロッド18がそのストローク端に達する
際、管路60、61を介してピストン17の両側のシリンダ室
14a ，14b 間が適度な流路面積をもって連通されるよう
になっている。なお、伸び側および縮み側オリフィス通
路39，38（第１油液通路）は、２つずつ設けられてい
る。

【００３８】このように構成したことにより、ピストン
ロッド18のストロークが小さく、ピストン17がシリンダ
14の中央付近で変位する場合、伸び側および縮み側オリ
フィス通路39，38および伸び側および縮み側オリフィス
通路51，50によって、オリフィス特性の低減衰力が発生
される（図11参照）。ストロークが増大して、伸び側
および縮み側オリフィス通路39，38が順次閉鎖されると
減衰力（オリフィス特性）が増大する（図11，参
照）。このとき、ピストン速度の上昇によってシリンダ
室14a ，14b 内の圧力が伸び側および縮み側高圧リリー
フ弁27，23の開弁圧力に達すると、これらが開弁してバ
ルブ特性の減衰力が発生する（図11参照）。このよう
にして、ピストンロッド18のストロークの増大にともな
って減衰力を増大させることにより、ストッパラバー
（図示せず）への衝突を抑制することができる。

【００３９】ピストンロッド18のストロークがさらに増
大して、ストローク端に達する際には、ピストン17がポ
ート59，57を乗り越えて、ポート59，57が管路60，61を
介してシリンダ室14a ，14b に連通され、これらの間の
流路面積によってオリフィス特性の減衰力が発生して減
衰力が低下する（図11参照）。これにより、上記第１
実施形態と同様、ストッパラバーに衝突する際には、適
度に減衰力を低下させることができ、衝突時の衝撃力が
小さくなるので、乗り心地および走行安定性を向上させ
ることができる。

【００４０】次に、発明の第３実施形態について、図1
2、図13および図16ないし図18を参照して説明する。な
お、第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、ピス
トンがおよびシリンダ本体が異なり、また、ピストンロ
ッドに挿入されるピンが設けられていること以外は、概
して同様の構造であるから、上記第２実施形態と同様の
部分については、これと同一の符号を付して、異なる部
分についてのみ詳細に説明する。

【００４１】図12に示すように、第３実施形態に係る油
圧緩衝器62では、ベースバルブ16の中心部にメータリン
グピン63の一端部が螺着され、メータリングピン63の他
端側はシリンダ14の中心に沿って延ばされ、ピストンロ
ッド18に中心に沿って形成されたガイドボア64に摺動可
能に挿入されている。メータリングピン63とベースバル
ブ16と結合部は、調整ねじ65となっており、メータリン
グ63の軸方向位置を調整できるようになっている。メー
タリングピン63には、その軸心に沿って油路66が形成さ
れており、この油路66およびベースバルブ16に設けられ
た油路67を介して、ピストンロッド18のガイドボア64と
リザーバ15とが連通されている。これにより、ピストン
ロッド18とメータリングピン63との軸方向相対移動が可
能となっている。

【００４２】ピストン17には、一端がシリンダ室14a に
開口し、他端が環状のピストン17の内周部に開口する縮
み側油路68（第１油液通路）が設けられている。縮み側
油路68の他端は、ピストン17に挿通されたピストンロッ
ド18の側壁に設けられてガイドボア64に開口するポート
69に連通されており、ポート69およびガイドボア64を介
してシリンダ室14b に連通されている。縮み側油路68に
は、シリンダ室14b 側の油液の圧力が所定圧力に達した
とき、これをシリンダ室14a 側へリリーフする縮み側低
圧リリーフ弁70が設けられている。

【００４３】また、ピストン17には、一端がシリンダ室
14b に開口し、他端がピストン17の内周部に開口する伸
び側油路71（第１油液通路）が設けられている。油路71
の他端は、ピストン17に挿通されたピストンロッド18の
側壁に設けられてガイドボア64に開口するポート72に連
通されており、ポート72、ガイドボア64およびピストン
ロッド18の側壁のポート73を介してシリンダ室14a に連
通されている。伸び側油路71には、シリンダ室14a 側の
油液の圧力が所定圧力に達したとき、これをシリンダ室
14b 側へリリーフする伸び側低圧リリーフ弁74が設けら
れている。

【００４４】メータリングピン63には、ピストンロッド
18のポート69に対向する部位に、軸方向に沿って延びる
３つの切欠74a ，74b ，74c （切換手段）が形成されて
いる。３つの切欠74a ，74b ，74c は、軸方向に異なる
部位に配置されており、シリンダ14内のピストン17の位
置に応じて、ピストン17がシリンダ14の中央部付近にあ
るとき、切欠74a がポート69とシリンダ室14b とを連通
させ、ピストン17が縮み側へそのストローク端付近まで
移動すると、切欠74b ，74a 間の切欠のない閉鎖区間75
によってポート69とシリンダ室74b との連通が遮断さ
れ、ピストン17がさらに移動してそのストローク端に達
するとき、切欠74b がポート69とシリンダ室14b とを連
通させるようになっている。また、ピストン17が中央位
置から伸び側へ移動した場合は、切欠74c によってポー
ト69とシリンダ室14b とが常時連通されるようになって
いる。

【００４５】メータリングピン63には、ピストンロッド
18のポート72，73に対向する部位に、軸方向に沿って延
びる３つの切欠76a ，76b ，76c （切換手段）が形成さ
れている。３つの切欠76a ，76b ，76c は、軸方向に異
なる部位に配置されており、シリンダ14内のピストン17
の位置に応じて、ピストン17がシリンダ14の中央部付近
にあるとき、切欠76a がポート72，73間を連通させ、ピ
ストン17が伸び側へそのストローク端付近まで移動する
と、切欠76b ，76a 間の切欠のない閉鎖区間77によって
ポート72，73間の連通が遮断され、ピストン17がさらに
移動してそのストローク端に達するとき、切欠76b がポ
ート72，73間を連通させるようになっている。また、ピ
ストン17が中央位置から縮み側へ移動した場合は、切欠
76c によってポート72，73間が常時連通されるようにな
っている。

【００４６】なお、切欠74a ，74b ，74c および76a ，
76b ，76c は、図16に示すように、その周方向の幅をポ
ート69，72，73の直径よりも充分大きくすることによ
り、メータリングピン63がピストンロッド18に対して、
多少回転してもポート69，72，73との連通を確保するこ
とができる。

【００４７】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００４８】当該鉄道車両等の直線軌道上の走行等によ
って、車体の横ゆれの振幅が小さい場合、ピストンロッ
ド18のストロークによってピストン17は、シリンダ14の
軸方向中央部付近で変位するので（図13参照）、伸び側
のポート72，73間および縮み側のポート69とシリンダ室
14b との間が、それぞれメータリングピン63の切欠74a
，76a によって連通される。このため、伸び行程時に
は、伸び側オリフィス通路51によるオリフィス特性およ
び伸び側低圧リリーフ弁74によるバルブ特性によって適
度な低減衰力を得ることができ、良好な乗り心地および
走行安定性を得ることができる。同様に、縮み行程時に
は、縮み側オリフィス通路50によるオリフィス特性およ
び縮み側低圧リリーフ弁70によるバルブ特性によって適
度な低減衰力を得ることができ、良好な乗り心地および
走行安定性を得ることができる。なお、この場合、伸び
側および縮み側高圧リリーフ弁27，23は開弁しない。

【００４９】当該鉄道車両等が曲線軌道上の走行または
軌道の振れ等によって、車体の横ゆれの振幅が大きくな
った場合、ピストン17の変位が大きくなり、伸び側のポ
ート72，73間および縮み側のポート69とシリンダ室14b
との間が、それぞれメータリングピン63の閉鎖区間77，
75によって遮断される。これにより、伸び側および縮み
側の減衰力は、それぞれ伸び側および縮み側オリフィス
通路51，50によって発生されるオリフィス特性となり、
減衰力が大きくなる。このとき、ピストン速度の上昇に
よってシリンダ室14a ，14b 内の圧力が伸び側および縮
み側高圧リリーフ弁27，23の開弁圧力に達すると、これ
らが開弁してバルブ特性の減衰力が発生する。このよう
にして、ピストンロッド18のストロークの増大にともな
って減衰力を増大させることにより、ストッパラバー
（図示せず）への衝突を抑制することができる。

【００５０】そして、ピストンロッド18がさらにストロ
ークして、その伸び側および縮み側のストローク端に達
する際には、伸び側のポート72，73間および縮み側のポ
ート69とシリンダ室14b との間が、それぞれメータリン
グピン63の切欠76b ，74b によって再度連通される（図
18（伸び側）および図19（縮み側）参照）。これによ
り、ストッパラバーに衝突する際には、適度に減衰力を
低下させることができ、衝突時の衝撃力が小さくなるの
で、乗り心地および走行安定性を向上させることができ
る。なお、ストローク端から中央部へ復帰する方向への
ストロークに対しては、伸び側のポート72，73間および
縮み側のポート69とシリンダ室14b との間が、それぞれ
メータリングピン63の切欠76c ，74c によって連通され
るので、前述の場合と同様に低減衰力が発生して、車体
の中立位置への復帰を円滑に行うことができる。

【００５１】油圧緩衝器62の減衰力特性を図17に示す。
図17において、およびは、それぞれ伸び側および縮
み側オリフィス通路51，50によるオリフィス特性、お
よびは、それぞれ伸び側および縮み側低圧リリーフ弁
74，70によるバルブ特性、また、およびは、それぞ
れ伸び側および縮み側高圧リリーフ弁27，23によるバル
ブ特性を示している。ピストン速度を一定速度V₁，V
₂（図17参照）とした場合のピストンロッド18のストロ
ークと減衰力との関係を図18に示す。図18において、点
E₁は、閉鎖区間77が伸び側低圧リリーフ弁74への油路を
遮断する位置、点E₂は、伸び側ストローク端において切
欠76b が伸び側低圧リリーフ弁74への油路を連通させる
位置を示している。また、点C₁は閉鎖区間75が縮み側低
圧リリーフ弁70への油路を遮断する位置、点C₂は、縮み
側ストローク端において切欠74b が縮み側低圧リリーフ
弁70への油路を連通させる位置を示している。

【００５２】上記第３実施形態の第１変形例として、図
14に示すように、上記第３実施形態に対して、シリンダ
14の側壁に、シリンダ室14a ，14b とリザーバ15とを連
通させる複数（図示の例では２つ）のオリフィス通路7
9，78を設け、ピストン17のストロークによって、これ
らを順次閉鎖することにより、ピストン17のストローク
に応じて減衰力（オリフィス特性）を段階的に上昇させ
て減衰力の変化を円滑に行うこともできる（図19′，
′参照）。なお、このようにした場合の減衰力特性示
す図19において、図17に示すものと同様の特性について
は、これと同一の符号を付してある。

【００５３】上記第３実施形態の第２変形例として、図
15に示すように、上記第３実施形態に対して、伸び側油
路71、伸び側低圧リリーフ弁74、メータリングピン63の
切欠76a ，76b ，76c およびピストンロッド18のポート
72，73を省略することもできる。このようにした場合、
伸び側の減衰力は、伸び側オリフィス通路51および伸び
側高圧リリーフ弁27（上記第３実施形態のものよりリリ
ーフ圧力を低く設定してある）のみに依存し、減衰力特
性は図20に示すようになる。また、ピストン速度を一定
速度V₁，V₂（図20参照）とした場合のピストンロッド18
のストロークと減衰力との関係は、図21に示すようにな
る。

【００５４】このように構成した２本の油圧緩衝器を車
体と台車との間に、ストロークの方向が互いに反対方向
になるように装着することにより、車体と台車との左右
の変位に対して完全に同一の減衰力特性を得ることがで
きる。そして、ストロークに応じて上記第３実施形態の
ものと同様に減衰力特性を変化させることができ、乗り
心地および走行安定性を向上させ、ストッパラバーへの
衝突を抑制するとともに、ストッパラバーに衝突際の衝
撃を軽減することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明の
油圧緩衝器によれば、通常は、第１油液通路によって低
減衰力を発生し、ピストンロッドのストロークが大きく
なると第２油液通路によって高減衰力を発生し、ストロ
ーク端では、第２油液通路によって低減衰力を発生する
ので、通常は適度な低減衰力を発生し、ストロークが大
きくなると減衰力が増大してストッパラバーへの衝突を
抑制し、さらに、ストッパラバーに衝突する際には、減
衰力が低下して衝突時の衝撃を緩和することができる。

【００５６】請求項２の発明の油圧緩衝器によれば、シ
リンダとピストンとの摺動によって切換手段を作動さ
せ、第１油液通路と第２油液通路を切り換えることによ
って減衰力を調整することができる。

【００５７】また、請求項３の発明の油圧緩衝器によれ
ば、メータリングピンとピストンロッドとの摺動によっ
て切換手段を作動させ、第１油液通路と第２油液通路を
切り換えることによって、減衰力を調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の縦断
面図である。

【図２】図１の装置において、ピストンが伸び側に変位
した状態を示す縦断面図である。

【図３】図１の装置において、ピストンが伸び側のスト
ローク端付近まで変位した状態を示す縦断面図である。

【図４】図１の装置において、ピストンが伸び側のスト
ローク端まで変位した状態を示す縦断面図である。

【図５】図１の装置のピストンに設けられたリリーフ弁
の拡大図である。

【図６】図１の装置の減衰力特性を示す図である。

【図７】図１に装置において、ピストン速度を一定にし
た場合のストロークと減衰力との関係を示す図である。

【図８】本発明の第１実施形態の変形例の縦断面図であ
る。

【図９】図８の装置の減衰力特性を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の縦
断面図である。

【図１１】図10の装置の減衰力特性を示す図である。

【図１２】本発明の第３実施形態に係る油圧緩衝器の縦
断面図である。

【図１３】図12の装置おいて、ピストンがシリンダの中
央にある状態を拡大して示す縦断面図である。

【図１４】本発明の第３実施形態の第１変形例の要部を
拡大して示す縦断面図である。

【図１５】本発明の第３実施形態の第２変形例に係る油
圧緩衝器の縦断面図である。

【図１６】図12の装置のメータリングピンが挿入された
ピストンロッドの拡大縦断面図である。

【図１７】図12の装置の減衰力特性を示す図である。

【図１８】図12の装置において、ピストン速度を一定に
した場合のストロークと減衰力との関係を示す図であ
る。

【図１９】図14の装置の減衰力特性を示す図である。

【図２０】図15の装置の減衰力特性を示す図である。

【図２１】図15の装置において、ピストン速度を一定に
した場合のストロークと減衰力との関係を示す図であ
る。

【図２２】従来の油圧緩衝器の構造を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

13 シリンダ 17 ピストン 18 ピストンロッド 21 油路（第２油液通路） 25 油路（第２油液通路） 28,29 環状溝（切換手段） 34,35,42,43 油路（第１油液通路） 38 縮み側オリフィス通路（第１油液通路） 39 伸び側オリフィス通路（第１油液通路） 40,41,48,49 溝（切換手段） 56,57,58,59 ポート（切換手段） 68 縮み側油路（第１油液通路） 71 伸び側油路（第１油液通路） 71a,71b,71c,76a,76b,76c （切換手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内山正明神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３号トキコ株式会社内 (72)発明者中村健神奈川県綾瀬市小園1116番地トキコ株式会社相模工場内Ｆターム(参考） 3J069 AA46 AA50 CC10 CC11 EE05 EE10 EE15 EE19 EE52

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油液が封入されたシリンダと、該シリン
ダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピス
トンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出され
たピストンロッドとを備え、前記シリンダ内の前記ピス
トンのストロークによって油液通路に生じる油液の流れ
を制御して減衰力を発生させる油圧緩衝器において、低減衰力を生じる第１油液通路および高減衰力を生じる
第２油液通路を設け、前記ピストンのストロークに応じ
て、前記ピストンが、前記シリンダの中央よりに位置す
るときは前記第１油液通路によって低減衰力を発生さ
せ、端部よりに位置するときは前記第２油液通路によっ
て高減衰力を発生させ、ストローク端に位置するときは
前記第１油液通路によって低減衰力を発生させることを
特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】前記第１油液通路と前記第２油液通路と
を切り換える切換手段が前記シリンダと前記ピストンと
の摺動部に設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の油圧緩衝器。
【請求項３】前記シリンダ内に固定したメータリング
ピンを前記ピストンロッド内に摺動可能に挿入し、前記
第１油液通路と前記第２油液通路とを切り換える切換手
段を前記メータリングピンと前記ピストンロッドとの摺
動部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の油圧緩
衝器。