JP2009036259A

JP2009036259A - 緩衝器

Info

Publication number: JP2009036259A
Application number: JP2007199552A
Authority: JP
Inventors: Takashi Teraoka; 崇志寺岡; Akihisa Ota; 晶久太田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】減衰力発生応答性を調節することが可能な緩衝器を提供することである。
【解決手段】上記目的と達成するために、本発明の課題解決手段は、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内に二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を区画するピストン２とを備えて、作動流体を水系流体とした緩衝器Ｄ１において、上記圧力室Ｒ１，Ｒ２の一方または両方に、ピストン移動による圧力室Ｒ１，Ｒ２の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構４ａ，４ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝器に関する。

従来の緩衝器にあっては、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を二つの圧力室に区画するピストンと、ピストンに一端が連結されるピストンロッドとを備えて構成されており、制振対象、たとえば、車両の車体と車軸との間に介装されて車体振動を抑制している（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−８１４８１号公報（図１）

ここで、従来の緩衝器は、作動流体を油とするものが一般的であるが、油を作動流体とする場合、油中に含まれる気体の影響等もあって油は圧力が作用すると圧縮される性質を持ち、また、消泡性にも限界があって減衰力発生応答が遅れる傾向を持つ。これを改善するには、リザーバ内のガス圧を大きく設定することも考えられるが、そうすると、今度はシール部材の緊迫力が大きくなってピストンロッドの摺動抵抗が大きくなり、円滑な伸縮が妨げられるという新たな問題が生じることになる。

これらの問題を解消しつつ緩衝器における減衰力発生の応答性を高めるには、作動流体に圧縮性が小さく、消泡性に優れる水系流体を用いることが考えられ、この水系流体を作動流体として用いることで、緩衝器の減衰力発生応答性を飛躍的に向上することができる。

このように、水系流体を適用することで緩衝器の減衰力発生応答性の向上を充分に期待できるのであるが、その反面、車両に適用する場合、応答性が良くなりすぎるところがあって車両に最適となるように減衰力の発生応答性をチューニングしたい要望や、伸長行程時と圧縮行程時で減衰力の発生応答性を異ならしめることで車両における乗り心地を向上させたい要望が新たに生じることになり、従来緩衝器の構造ではこれら要求に応えることができなかった。

そこで、本発明は、上記した不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、減衰力発生応答性を調節することが可能な緩衝器を提供することである。

上記目的と達成するために、本発明の課題解決手段は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内に二つの圧力室を区画するピストンとを備えて、作動流体を水系流体とした緩衝器において、上記圧力室の一方または両方に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を設けたことを特徴とする。

本発明の緩衝器によれば、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を備えているので、緩衝器の減衰力の発生応答性を調節することができる。

よって、車両に最適となるように減衰力の発生応答性をチューニングしたい要望や、伸長行程時と圧縮行程時で減衰力の発生応答性を異ならしめることで車両における乗り心地を向上させたい要望に充分に応えることができるので、車両用の緩衝器として最適となる。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１は、一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図２は、一実施の形態の一変形例における緩衝器の縦断面図である。図３は、一実施の形態の他の変形例における緩衝器の縦断面図である。図４は、一実施の形態の別の変形例における緩衝器の縦断面図である。図５は、他の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。図６は、別の実施の形態における緩衝器の部分拡大縦断面図である。図７は、さらに別の実施の形態における緩衝器の部分拡大縦断面図である。

図１に示すように、一実施の形態における緩衝器Ｄ１は、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されて二つの圧力室たる一方室Ｒ１および他方室Ｒ２に区画するピストン２と、ピストン２に一端が連結されるピストンロッド３と、容積減少緩和機構とを備えて構成され、作動流体は水系流体たるグリコール水溶液（以下、「作動水」という）とされてシリンダ１内に充填されている。

そして、この緩衝器Ｄ１の場合、ピストンロッド３がシリンダ１に出入りする際の体積を補償する気室Ｇを、シリンダ１内に摺動自在に挿入されたフリーピストン５によってシリンダ１の図１中下方に隔成しており、緩衝器Ｄ１は、いわゆる、単筒型緩衝器として構成されている。

以下、各部材について詳細に説明すると、ピストン２は、上述のように、グリコール水溶液が充填されているシリンダ１内を一方室Ｒ１および他方室Ｒ２に区画し、さらには、上記一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するとともに減衰弁を備えたポート２ａ，２ｂを有している。

そして、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上下方向に移動して緩衝器Ｄ１が伸縮すると、上記ポート２ａ，２ｂで通過する作動水の流れに抵抗を与えて緩衝器Ｄ１に減衰力を発生させることができるようになっている。すなわち、この緩衝器Ｄ１は、伸縮する際、圧力室Ｒ１内と圧力室Ｒ２内の作動水が上記したポート２ａ，２ｂを介して行き来し、上記減衰弁によって生じる圧力損失に見合った減衰力を発生するようになっている。

上記の如く緩衝器Ｄ１が伸縮する際には、フリーピストン５がシリンダ１に対し図１中上下に移動して、気室Ｇの容積を膨縮させることで、シリンダ１内で過不足となるシリンダ１内に侵入もしくはシリンダ１内から退出するピストンロッド３の体積が補償される。

この場合、ポート２ａ，２ｂに設けられる減衰弁は、当該ポート２ａ，２ｂを作動水が通過する際に作動水の流れに抵抗を与え、所定の圧力損失を生じさせるものであればよく、具体的にはたとえば、オリフィス、リーフバルブやポペット弁といった各種の減衰弁を採用することができる。

なお、この緩衝器Ｄ１の場合、作動流体として水系流体を採用しており、水系流体は油に比較して圧縮性が小さく、消泡性に優れるので、油に比較して減衰力発生の応答性を向上させることができる。また、水系流体は、水単体の他、本実施の形態のように、水にグリコール類等の添加剤を加えた水溶液をも含む概念であり、また、緩衝器Ｄ１が金属材料で構成される場合には、水に防錆剤を添加したものを使用するようにしてもよい。

さらに、この実施の形態の場合、上述のように、水系流体にグリコール水溶液を用いているので、凝固点を水単体よりも低下させることができるので、寒冷地においても緩衝器としての機能を維持発揮することができる
また、ピストン２の一端には、ピストンロッド３が連結されており、このピストンロッド３は、シリンダ１の図１中上端側に嵌合される環状の軸受部材６の内側に挿通されてシリンダ１外へ突出させてあり、このピストンロッド３の上端とシリンダ１の下端に設けられる図示しない取付ブラケットを介して緩衝器Ｄ１を車両における車体と車軸との間に介装することができるようになっている。

詳しくは、軸受部材６は、内周側に筒状のベアリング７を保持しており、ピストンロッド３は、このベアリング７を介して軸受部材６によって摺動可能に軸支される。

さらに、シリンダ１は、上記軸受部材６に積層されるとともにシリンダ１上端加締めによって固定される環板状のインサートメタル８ａと、該インサートメタル８ａの内周に保持されてピストンロッド３の外周に摺接する内周シール８ｂと、該インサートメタル８ａの外周に保持されてシリンダ１の内周に当接する外周シール８ｃと、を備えたシール部材８によって封止されている。

そして、この緩衝器Ｄ１では、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２のそれぞれに容積減少緩和機構としての弾性体４ａ，４ｂが収容されており、弾性体４ａは一方室Ｒ１内に収容されてピストン移動による一方室Ｒ１の圧縮に対する一方室Ｒ１の容積減少を緩和し、他方の弾性体４ｂは他方室Ｒ２内に収容されてピストン移動による他方室Ｒ２の圧縮に対する他方室Ｒ１の容積減少を緩和するようになっている。

弾性体４ａは、環状とされて、ピストンロッド３の外周に設けられて最伸長時に軸受部材６に衝合して最伸長時の衝撃を緩和するクッション９より図１中下方となるピストン２側に配置されて当該ピストンロッド３の外周に装着されており、本実施の形態における作動流体である作動水よりも小さい体積弾性率を備えている。他方の弾性体４ｂは、環状とされて、ピストンロッド３の先端に螺着されてピストン２をピストンロッド３に固定するピストンナット１０の侵入を許容して、ストローク長の確保を容易とするフリーピストン５の凹部５ａ内に固定されており、この弾性体４ｂにあっても本実施の形態における作動流体である作動水よりも小さい体積弾性率を備えている。なお、弾性体４ｂは、環状とされて、内径がピストンナット１０の外径より大径とされており、ピストンナット１０のフリーピストン５の凹部５ａへの侵入を阻害することが無いようになっている。

すなわち、容積減少緩和機構たる弾性体４ａ，４ｂは、上記の如くともに一方室Ｒ１および他方室Ｒ２内であって、緩衝器のストローク長に影響を与えない位置に収容されている。

なお、弾性体４ａ，４ｂは、具体的には、たとえば、ウレタン、ニトリルゴム、ポリエチレン、プロピレンゴム等の弾性材料を用いて形成すればよく、さらに、体積弾性率をより小さくするには、内部に気体を保持する構造とするとよい。この内部に気体を保持する構造には、単に気体が封入される中空構造とされること以外に、独立気泡を持つ構造を採用することができる。

そして、弾性体４ａ．４ｂが気体を保持する構造を採用する場合、内部の気体圧力によって体積弾性率が本緩衝器Ｄ１の作動流体である作動水より大きくならないように配慮されることは当然である。すなわち、弾性体４ａ．４ｂが気体を保持する構造を採用する場合には、弾性体４ａ，４ｂの材質、内部に保持される気体圧力によって体積弾性率の設定が可能であり、換言すれば、弾性体４ａ，４ｂの材質の選択および気体保持量や気体圧力の調節によって緩衝器Ｄ１が適用される車両に最適となるようにその体積弾性率を設定することが可能である。

つづいて、このように構成された緩衝器Ｄ１の作動について説明する。まず、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方側に移動する、つまり、緩衝器Ｄ１が伸長する伸長行程にあっては、ピストン２の図１中上方への移動によって、一方室Ｒ１が圧縮されて当該一方室Ｒ１内の圧力が高まり、一方室Ｒ１内の作動水はポート２ａを通過して他方室Ｒ２内に移動しようとする。

すなわち、一方室Ｒ１は、緩衝器Ｄ１の伸長行程時には、ピストン２の上方への移動によって、その容積が減少せしめられ、余剰分の作動水が他方室Ｒ２へ流出されることになる。

この場合、作動水は、上記したポート２ａを通過することになり、ポート２ａにてこの作動水の流れに抵抗を与えて緩衝器Ｄ１に伸側の減衰力を発生させることになる。

そして、この伸長行程時には、一方室Ｒ１内に収容されている容積減少緩和機構たる弾性体４ａが一方室Ｒ１内の圧力上昇によって作動水に比較して大きく体積を減少させることになり、一方室Ｒ１内が作動水のみで満たされる場合に比較して、弾性体４ａを含む一方室Ｒ１内の作動水と弾性体４ａの全体の見かけ上の体積弾性率が低下することになって、これがバネ要素として機能することになり、緩衝器Ｄ１の減衰力発生応答が作動水のみの場合に比較して遅れることになる。

つまり、一方室Ｒ１内の弾性体４ａの存在によって、緩衝器Ｄ１の伸側の減衰力発生の応答を遅らせることができ、緩衝器Ｄ１の減衰力発生の応答性を調節することが可能となるのである。なお、体積弾性率の設定の他、弾性体４ａの元々の体積によって、一方室Ｒ１のピストン移動による容積変化の緩和の程度が決まり、減衰力発生の応答性の調節には、体積弾性率の設定以外にも弾性体４ａの体積の大きさを変更することによっても行うことが可能である。

他方、ピストン２がシリンダ１に対して図１中下方側に移動する、つまり、緩衝器Ｄ１が収縮する圧縮行程にあっては、ピストン２の図１中下方への移動によって、他方室Ｒ２が圧縮されて当該他方室Ｒ２内の圧力が高まり、他方室Ｒ２内の作動水はポート２ｂを通過して一方室Ｒ１内に移動しようとする。

すなわち、他方室Ｒ２は、緩衝器Ｄ１の圧縮行程時には、ピストン２の下方への移動によって、その容積が減少せしめられ、余剰分の作動水が一方室Ｒ１へ流出されることになる。

この場合、作動水は、上記したポート２ｂを通過することになり、ポート２ｂにてこの作動水の流れに抵抗を与えて緩衝器Ｄ１に圧側の減衰力を発生させることになる。

そして、この圧縮行程時には、他方室Ｒ２内に収容されている容積減少緩和機構たる弾性体４ｂが他方室Ｒ２内の圧力上昇によって作動水に比較して大きく体積を減少させることになり、他方室Ｒ２内が作動水のみで満たされる場合に比較して、弾性体４ｂを含む他方室Ｒ２内の作動水と弾性体４ｂの全体の見かけ上の体積弾性率が低下することになって、これがバネ要素として機能することになり、緩衝器Ｄ１の減衰力発生応答が作動水のみの場合に比較して遅れることになる。

つまり、他方室Ｒ２内の弾性体４ｂの存在によって、緩衝器Ｄ１の圧側の減衰力発生の応答を遅らせることができ、緩衝器Ｄ１の減衰力発生の応答性を調節することが可能となるのである。なお、体積弾性率の設定の他、弾性体４ｂの元々の体積によって、一方室Ｒ１のピストン移動による容積変化の緩和の程度が決まり、減衰力発生の応答性の調節には、体積弾性率の設定以外にも弾性体４ｂの体積の大きさを変更することによっても行うことが可能である。

なお、上記したところでは、緩衝器Ｄ１の伸圧両方の減衰力発生応答性を調節するために弾性体４ａ，４ｂを設けているが、弾性体４ａ，４ｂのうち、いずれか一つを廃して、緩衝器Ｄ１の伸側あるいは圧側のいずれか一方の減衰力発生応答性を調節可能とするようにしてもよい。

このように、本実施の形態の緩衝器Ｄ１にあっては、作動流体に油に比較して圧縮性が小さく、消泡性に優れる水系流体を採用しているため、減衰力発生応答性を向上とエアレーションの発生の抑制が可能となるとともに、上記圧力室の一方または両方に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を設けているので、緩衝器Ｄ１の減衰力の発生応答性を調節することが可能となる。

したがって、車両に最適となるように減衰力の発生応答性をチューニングしたい要望や、伸長行程時と圧縮行程時で減衰力の発生応答性を異ならしめることで車両における乗り心地を向上させたい要望に充分に応えることができるので、車両用の緩衝器として最適となる。

また、弾性体４ａ，４ｂが内部に気体を保持する場合には、弾性体を形成する材質の他、気体圧力によっても体積弾性率を調節することが可能となるので、体積弾性率の設定が容易となる点で有利となる。

さらに、上述のように、弾性体４ａがピストンロッド３の外周に装着され、弾性体４ｂがフリーピストン５の凹部５ａ内に装着されるので、緩衝器Ｄ１のストローク長を阻害することが無いので有利となるが、緩衝器Ｄ１の減衰力の発生応答性を調節するという主目的を達成する観点からは、シリンダ１内の一方室Ｒ１および他方室Ｒ２の容積減少を緩和することが可能であればよいので、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２内に収容されることを以ってして足り、特に、シリンダ１で固定する場合には、シリンダ１、ピストンロッド３、軸受部材６やフリーピストン５のいずれかに固定すればよい。

なお、緩衝器Ｄ１のストローク長を阻害せずに、シリンダ１内で弾性体を固定するには、たとえば、図２に示すように、弾性体４ｃを環状としてシリンダ１の上端の内周に嵌合しておくようにしてもよい。

また、弾性体４ｄを最伸長時において軸受部材６と衝合して最伸長時の衝撃を緩和するクッションとしても機能させて、図３に示すように、図１のクッション９の代わりに弾性体４ｄをピストンロッド３の外周であって最伸長時に軸受部材６に衝合する位置に装着するようにしてもよい。この場合には、クッションを省略することができるので、部品点数を削減することができ、緩衝器Ｄ１の製造コストも低減されるという利点がある。

さらに、緩衝器Ｄ１のストローク長を阻害しないように、シリンダ１内に弾性体を設置する別の例としては、図４に示すように、軸受部材６に中空孔６ａを設けて、この中空孔６ａ内に弾性体４ｅを収容するようにしてもよい。

この軸受部材６は、外周側から横孔でなる中空孔６ａが開穿されており、この中空孔６ａは、軸受部材６を軸方向に貫通する通孔６ｂによって一方室Ｒ１内に連通されている。

そして、弾性体４ｅは、中空孔６ａ内であって、中空孔６ａを一方室Ｒ１に連通する通孔６ｂを閉塞しない位置に収容されており、具体的には、中空孔６ａの最深部にまで押し込まれて収容されている。

なお、通孔６ｂは、一方室Ｒ１からピストンロッド３の外周とベアリング７の内周の間の摺動隙間を通過して軸受部材６とシール部材８との間の空間に流入した作動水を一方室Ｒ１内に還流させるために設けられるものであり、通孔６ｂの存在によって軸受部材６とシール部材８との間の空間の蓄圧が防止され、内周シール６ｂとピストンロッド３の摺動性を阻害しないようになっている。

このように、弾性体４ｅが軸受部材６の中空孔６ａ内に収容されて、一方室Ｒ１の容積減少を緩和するので、緩衝器の伸側減衰力の発生応答性を調節することができるとともに、ピストン２に干渉することが無いので、緩衝器のストローク長を阻害することが無い。

さらに、この別の例では、図４に示すように、上記した弾性体４ｅの他に、シリンダ１の側部であって一方室Ｒ１に臨む位置に着脱自在に取付けたソケット１１内に弾性体４ｆを収容している。なお、図４に示したところでは、弾性体４ｅ，４ｆは、内部が中空とされて、当該内部に気体を保持するように構成されている。

そして、ソケット１１は、有底筒状であって内方を一方室Ｒ１に連通してあり、ソケット１１内に収容される弾性体４ｆは、伸長行程時における一方室Ｒ１の容積減少を緩和できるようになっている。

ところで、この場合、ソケット１１は、内周側に螺子部１１ａを備えており、シリンダ１の側部に取付けた筒状のプラグ１２の外周に設けた螺子部１２ａに螺合することによって、内方を一方室Ｒ１内に連通しつつシリンダ１へ取り付け可能とされ、逆に、プラグ１２から取外しすることも可能とされている。

すなわち、ソケット１１は、シリンダ１に着脱可能とされているので、弾性体４ｆが劣化した場合には、これを外部から交換することが可能とされ、また、弾性体４ｆの劣化時以外にも体積弾性率の異なる弾性体へ交換して、再度、ソケット１１を取付ければ、外部から緩衝器の減衰力発生応答性を容易にチューニングすることができる。

しかし、ソケット１１を何の手当てもせずに、プラグ１２から取外すと、シリンダ１の内圧で作動水がシリンダ１へ流出してしまうので、プラグ１２には、ソケット１１を取外すと、プラグ１２を遮断して一方室Ｒ１からシリンダ１外への作動水の流出を阻止するチェック弁１３を設けてある。

このチェック弁１３は、具体的にはたとえば、プラグ１２のシリンダ側端から内周側に突出する環状弁座１２ｂと、当該環状弁座１２ｂに離着座する弁体１４と、弁体１４を上記環状弁座１２ｂ側へ向けて附勢するバネ１５とを備えて構成されている。

詳しくは、プラグ１２は、筒状であって、シリンダ１の側部に設けた孔（符示せず）に溶接等によって固定されており、外周側に設けた螺子部１２ａと、シリンダ外側の端部から内周側に突出する環状弁座１２ｂとを備えて構成されている。

弁体１４は、プラグ１２の環状弁座１２ｂの内周側に挿通されるとともにプラグ１２の一方室Ｒ１側の内周に螺着される環状ナット１６の内周に摺動自在に挿入される軸１４ａと、軸１４ａの中間部外周に設けられてプラグ１２内に収容されるポペット型の弁頭１４ｂと、軸１４ａの弁頭１４ｂより一方室Ｒ１側の側部に軸方向に沿って設けた溝１４ｃとを備えて構成されている。

そして、弁体１４は、プラグ１２内に収容されて弁頭１４ｂと環状ナット１６との間に介装されるバネ１５によって、環状弁座１２ｂ側に向けて附勢され、軸１４ａに図４中右方への推力が生じていない状態では、弁頭１４ａが常にプラグ１２の環状弁座１２ｂに着座してプラグ１２の内方を通じての一方室Ｒ１とシリンダ１外との連通が断たれるようになっている。

他方、ソケット１１の内周には、軸１４ａの図４中左端を押圧可能な孔空きの円盤１７が設けられており、ソケット１１をプラグ１２にねじ込んでシリンダ１側へ進ませることによって、円盤１７が軸１４ａに衝合して弁頭１４ｂを環状弁座１２ｂから離座させ、その状態ではソケット１１内と一方室Ｒ１との連通が維持されるようになっている。なお、ソケット１１の内径は、途中でプラグ１２の外径より小径とされており、円盤１７がプラグ１２のシリンダ１側端部に当接してしまってソケット１１内と一方室Ｒ１との連通がたたれることが無いようになっている。

そして、逆に、ソケット１１をプラグ１２から外していくと、円盤１７がシリンダ１から遠ざかっていき、やがては、円盤１７が軸１４ａから離れ、最終的には、バネ１５の附勢力によって弁頭１４ｂがプラグ１２の環状弁座１２ｂに着座してシリンダ１内を密閉状態に維持する。

したがって、ソケット１１をプラグ１２から取外した状態では、チェック弁１３が機能して作動水の漏洩が防止され、ソケット１１をプラグ１２に取付けた状態ではソケット１１内がプラグ１２の内方を介して一方室Ｒ１に連通されて弾性体４ｆが一方室Ｒ１の容積減少を緩和する機能を発揮することになる。

このように、上述した別の例では、弾性体４ｆを収容するソケット１１を取外すと、プラグ１２を遮断して一方室Ｒ１からシリンダ１外への作動水の流出を阻止するチェック弁１３を設けてあるので、弾性体４ｆを外部から容易かつ緩衝器の機能を損なうことなく交換することができ、外部から減衰力発生応答性のチューニングが容易となる。

なお、ソケット１１はシリンダ１側部の他方室Ｒ２に臨む位置に取付けて、ソケット１１内を他方室Ｒ２に連通するようにして、弾性体４ｆにて他方室Ｒ２の容積減少を緩和するようにてもよく、また、一方室Ｒ１および他方室Ｒ２の両方にソケット１１を取付けるようにしてもよい。

つづいて、他の実施の形態における緩衝器Ｄ２について説明する。この緩衝器Ｄ２にあっては、図５に示すように、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動自在に挿入されて二つの圧力室たる一方室Ｒ３および他方室Ｒ４に区画するピストン２２と、ピストン２２に一端が連結されるピストンロッド２３と、シリンダ２１の外方を覆ってシリンダ２１との間にリザーバＲＺを形成する外筒２４と、容積減少緩和機構とを備えて構成され、シリンダ２１内には一実施の形態と同様に作動水が充填され、リザーバＲＺ内には作動水とともに気体が封入されている。

そして、この緩衝器Ｄ２の場合、ピストンロッド２３がシリンダ２１に出入りする際の体積分の作動水をリザーバＲＺから給排して補償する、いわゆる、複筒型緩衝器として構成されている。

また、ピストン２２は、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、上記一方室Ｒ３から他方室Ｒ４へと向かう作動水の流れのみを許容するポート２２ａと、他方室Ｒ４から一方室Ｒ３へ向かう作動水の流れのみを許容するポート２２ｂとを備えて構成されている。

さらに、この緩衝器Ｄ２にあっては、シリンダ２１の下端がボトム部材２５で閉塞されており、このボトム部材２５には、他方室Ｒ４からリザーバＲＺへ向かう作動水の流れのみを許容して当該流れに抵抗を与える減衰弁を備えたポート２５ａと、リザーバＲＺから他方室Ｒ４へ向かう作動水の流れのみを許容するポート２５ｂと備えている。

したがって、この緩衝器Ｄ２は、ピストン２２がシリンダ２１に対して図５中上方向に移動して伸長すると、一方室Ｒ３内から他方室Ｒ４内へ移動する作動水の流れにポート２２ａで抵抗を与えて伸側減衰力を発生する。この伸長行程時には、シリンダ２１内からピストンロッド２３が退出する体積分の作動水が不足するので、ポート２５ｂを介してリザーバＲＺから他方室Ｒ４内に当該不足分の作動水が供給される。

他方、ピストン２２がシリンダ２１に対して図５中下方向に移動して緩衝器Ｄ２が収縮すると、作動水は、ポート２２ｂを介して他方室Ｒ４内から一方室Ｒ３内へ移動するとともに、シリンダ１内へ侵入するピストンロッド３の体積分の作動水がポート２５ａを介してリザーバＲＺへ流出する。そして、緩衝器Ｄ２は、圧縮行程時には上述した作動水の流れにポート２２ｂおよびポート２５ａで抵抗を与えて圧側減衰力を発生する。

なお、上述したところでは、ポート２２ａ，２２ｂ，２５ａ，２５ｂをそれぞれ一方通行のポートとしているが双方通行のポートとしてもよく、また、伸側および圧側の減衰力を発生するための減衰弁には、所定の圧力損失を生じさせるものであればよいので、リーフバルブ、オリフィスやポペット弁といった各種の減衰弁を採用することが可能である。

そして、この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２における容積減少緩和機構は、シリンダ２１の側部に設けた一方室Ｒ３および他方室Ｒ４に臨む孔２１ａ，２１ｂに取付けた弾性隔壁２６，２７を備えて構成されている。

この弾性隔壁２６，２７は、ともに、孔２１ａ，２１ｂの口径より大径であってシリンダ２１内側に配置される金属板２６ａ，２７ａと、金属板２６ａ，２７ａを抱持するとともに孔２１ａ，２１ｂに装着されるダイヤフラム２６ｂ，２７ｂとで構成されている。なお、弾性隔壁２６，２７は、それぞれシリンダ２１の上下端に設置されているので、緩衝器Ｄ２のストローク長を阻害しないようになっている。

この場合、一方室Ｒ３がピストン２２の図５中上方への移動によって容積減少せしめられる場合には、一方室Ｒ３内の圧力上昇によって、一方室Ｒ３内の容積を拡大するように金属板２６ａが孔２１ａ側へ撓み、ダイヤフラム２６ｂが弾性変形するため、一方室Ｒ３の容積減少が緩和される。他方、他方室Ｒ４がピストン２２の図５中下方への移動によって容積減少せしめられる場合には、他方室Ｒ４内の圧力上昇によって、他方室Ｒ４内の容積を拡大するように金属板２７ａが孔２１ｂ側へ撓み、ダイヤフラム２７ｂが弾性変形するため、他方室Ｒ４の容積減少が緩和される。

したがって、この他の実施の形態の緩衝器Ｄ２にあっても、一実施の形態の緩衝器Ｄ１と同様に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を備えているので、緩衝器Ｄ２の減衰力の発生応答性を調節することができる。

また、この場合、複筒型緩衝器として構成されて、シリンダ２１の側部に弾性隔壁２６，２７を取付ける構成を採用しても、弾性隔壁２６，２７が外筒２４によって保護されるので緩衝器Ｄ２の信頼性が向上する。

さらに、弾性隔壁２６，２７は、孔２１ａ，２１ｂを閉塞するダイヤフラム２６ｂ，２７ｂのみでも容積減少の緩和が可能であるので、金属板２６ａ，２７ａの省略もできるが、シリンダ２１内側に金属板２６ａ，２７ａを備えることによって、強度が保証されるとともに当該金属板２６ａ，２７ａが孔２１ａ，２１ｂより大径とされているので、シリンダ２１内に大きな圧力が作用しても、孔２１ａ，２１ｂから脱落してしまう恐れも無いので、緩衝器Ｄ２の実用性および信頼性が向上する。

また、この容積減少緩和機構の場合、弾性隔壁２６，２７における金属板２６ａ，２７ａの撓み剛性によって、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和の程度を調節することができ、減衰力の発生応答性のチューニングも容易である。

つづいて、別の実施の形態の緩衝器Ｄ３について説明する。この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３は、図６に示すように、一実施の形態と同様の構成の単筒型緩衝器として構成され、一実施の形態における緩衝器Ｄ１と異なる部分は容積減少緩和機構の構成である。なお、以下の説明では、一実施の形態と異なる構成について詳細に説明することとして、一実施の形態における緩衝器Ｄ１と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。

この別の実施の形態の形態における緩衝器Ｄ３の容積減少緩和機構は、ピストンロッド３の先端から開口する袋穴３０と、当該袋穴３０内に摺動自在に挿入されて袋穴３０内に気体を密封する摺動壁３１とを備えて構成されている。なお、詳細には図示しないが、袋穴３０の先端内周には、筒状のプラグ３２が取付けられて摺動壁３１が抜け止めされている。

すなわち、ピストンロッド３の先端に容積減少緩和機構が設置されており、この容積減少緩和機構にあっては、ピストン２が図６中下方へ移動して他方室Ｒ２の容積が減少せしめられると、他方室Ｒ２内の圧力上昇に伴って他方室Ｒ２内の容積を拡大するよう摺動壁３１が袋穴３０の内方へ向けて移動せしめられるので、他方室Ｒ２の容積減少が緩和される。

したがって、この別の実施の形態の緩衝器Ｄ３にあっても、一実施の形態の緩衝器Ｄ３と同様に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を備えているので、緩衝器Ｄ３の減衰力の発生応答性を調節することができる。

また、この場合、ピストンロッド３の先端に容積減少緩和機構が設置されるので、緩衝器Ｄ３のストローク長を阻害することがない。

なお、この緩衝器Ｄ３の場合、図示するところでは、袋穴３０は、ピストンロッド３の先端から開口して途中でどこにも連通されることが無い穴とされているが、たとえば、ピストンロッド３の上下を貫通する孔を設けておき、当該孔に摺動壁３１を収容して気体封入後に栓をするようにしてもよい。つまり、本書において袋穴３０の概念は、貫通孔の他端側を栓することによって当該貫通孔を袋状とすることも含まれる。また、このように、ピストンロッド３の上下を貫通する孔を栓することで袋穴３０を形成する場合には、栓を取外し可能なものとしておくことで、袋穴３０内の気圧の設定を外部から変更することが可能となり、緩衝器Ｄ３の減衰力発生の応答性のチューニングが容易となる。

最後に、さらに別の実施の形態における緩衝器Ｄ４について説明する。このさらに別の実施の形態の緩衝器Ｄ４は、図７に示すように、一実施の形態と同様の構成の単筒型緩衝器として構成され、一実施の形態における緩衝器Ｄ１と異なる部分は容積減少緩和機構の構成である。なお、別の実施の形態の説明同様、一実施の形態における緩衝器Ｄ１と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。

このさらに別の実施の形態の形態における緩衝器Ｄ４の容積減少緩和機構は、ピストンロッド３の先端から開口して側部に抜ける通路４０で一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通し、当該通路４０の途中に弾性隔壁４１を設けることによって成っている。

具体的には、通路４０は、ピストンロッド３の一方室Ｒ１に面する側部、つまり、ピストン２より図７中上方に臨む側部から開口する横孔４０ａと、ピストンロッド３の他方室Ｒ２に面する先端から開口して横孔４０ａに連通される縦孔４０ｂとを備えて構成されている。

他方、弾性隔壁４１は、ピストンロッド３の先端に螺着されてピストン２をピストンロッド３に固定する筒状のピストンナット４２の先端内周に固定されており、通路４０の出口端を弾性隔壁４１で遮断して通路４０による一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との連通を遮断している。

そして、この弾性隔壁４１は、ピストンナット４２の内周に設けた環状溝４２ａ内に装着された弾性材料で成るリング４１ａと、リング４１ａの内周に設けた凹部４１ｂに嵌合される金属板４１ｃとを備えて構成されている。

このように構成されてピストンロッド３の先端に設置された容積減少緩和機構は、ピストン２が図７中上方へ移動して一方室Ｒ１の容積が減少せしめられると、一方室Ｒ１内の圧力上昇に伴って一方室Ｒ１内の容積を拡大するよう金属板４１ｃが撓むと同時に、リング４１ａが弾性変形するので、一方室Ｒ１の容積減少が緩和され、他方、ピストン２が図７中下方へ移動して他方室Ｒ２の容積が減少せしめられると、他方室Ｒ２内の圧力上昇に伴って他方室Ｒ２内の容積を拡大するよう金属板４１ｃが撓むと同時に、リング４１ａが弾性変形するので、他方室Ｒ２の容積減少が緩和される。

したがって、このさらに別の実施の形態の緩衝器Ｄ４にあっても、一実施の形態の緩衝器Ｄ４と同様に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を備えているので、緩衝器Ｄ３の減衰力の発生応答性を調節することができる。

さらに、この実施の形態では、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２のそれぞれに別々の部材を設置することなく、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通する通路４０を弾性隔壁４１で遮断する構成のみの設置で、伸圧両方の減衰力発生応答性を調節することが可能となる。

また、この場合にも、ピストンロッド３の先端に容積減少緩和機構が設置され、通路４０の横孔４０ａがストロークを規制するクッション９とピストン２との間から開口しているので、緩衝器Ｄ３のストローク長を阻害することがない。なお、通路は一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを連通するように構成されればよいので、ピストンロッド３に設置される以外にも、たとえば、複筒型緩衝器の場合であれば、シリンダと外筒との間の隙間を利用して通路を形成してもよいし、単筒型緩衝器にあってもシリンダ外に設置することも可能である。

なお、この弾性隔壁４１の場合、金属板４１ｃをピストンナット４２に固定するために用いられるリング４１ａが弾性材料で形成されているが、金属板４１ｃのみを撓ませて一方室Ｒ１および他方室Ｒ２の容積減少を緩和するのであれば、特に、弾性に富む材料でリング４１ａを形成してもよい。

さらに、弾性隔壁４１は、金属板４１ｃを用いずにゴム等のダイヤフラムとされてもよいが、金属板４１ｃを使用することによって、強度が保証されるとともに当該金属板４１ｃがピストンナット４２の内径より大径とされているので、シリンダ１内に大きな圧力が作用しても、ピストンナット４２から脱落してしまう恐れも無いので、緩衝器Ｄ４の実用性および信頼性が向上する。

また、この容積減少緩和機構の場合、弾性隔壁４１における金属板４１ｃの撓み剛性によって、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和の程度を調節することができ、減衰力の発生応答性のチューニングも容易である。

なお、各実施の形態における容積減少緩和機構は、緩衝器の形式にこだわりなく適用可能であって、単筒型緩衝器にも複筒型緩衝器のいずれにも適用可能である。また、各実施の形態における容積減少緩和機構は、それ単体のみが緩衝器に具現化可能であるばかりでなく、一つの緩衝器に各実施の形態における容積減少緩和機構の全部をあるいは選択的に具現化することも可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態の一変形例における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態の他の変形例における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態の別の変形例における緩衝器の縦断面図である。他の実施の形態における緩衝器の縦断面図である。別の実施の形態における緩衝器の部分拡大縦断面図である。さらに別の実施の形態における緩衝器の部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１，２１シリンダ
２，２２ピストン
２ａ，２ｂ，２２ａ，２２ｂ，２５ａ，２５ｂポート
３，２３ピストンロッド
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ容積減少緩和機構としての弾性体
５フリーピストン
５ａフリーピストンにおける凹部
６軸受部材
６ａ軸受部材における中空孔
６ｂ軸受部材における通孔
７ベアリング
８シール部材
８ａインサートメタル
８ｂ内周シール
８ｃ外周シール
９クッション
１０，４２ピストンナット
１１ソケット
１１ａソケットにおける螺子部
１２プラグ
１２ａプラグにおける螺子部
１２ｂ環状弁座
１３チェック弁
１４弁体
１４ａ弁体における軸
１４ｂ弁体における弁頭
１４ｃ弁体における溝
１５バネ
１６環状ナット
１７円盤
２１ａ，２１ｂシリンダにおける孔
２４外筒
２５ボトム部材
２６，２７，４１弾性隔壁
２６ａ，２７ａ，４１ｃ弾性隔壁における金属板
２６ｂ，２７ｂダイヤフラム
３０袋穴
３１摺動壁
４０通路
４０ａ横孔
４０ｂ縦孔
４１ａ弾性隔壁におけるリング
４１ｂリングにおける凹部
４１ｃ弾性隔壁における金属板
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４緩衝器
Ｇ気室
Ｒ１，Ｒ３圧力室たる一方室
Ｒ２，Ｒ４圧力室たる他方室
ＲＺリザーバ

Claims

シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内に二つの圧力室を区画するピストンとを備えて、作動流体を水系流体とした緩衝器において、上記圧力室の一方または両方に、ピストン移動による圧力室の圧縮に対する容積減少を緩和する容積減少緩和機構を設けたことを特徴とする緩衝器。
容積減少緩和機構は、圧力室内に収容されるとともに作動流体より体積弾性率が小さい一つ以上の弾性体を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
弾性体は、内部に気体を保持していることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
弾性体の一つは、環状とされてシリンダ端部の内周に嵌合されて、ストロークエンドでピストンと衝合するクッションとして機能することを特徴とする請求項２または３に記載の緩衝器。
弾性体の一つは、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内にエア室を隔成するフリーピストンに固定されてなることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の緩衝器。
弾性体の一つは、環状とされてピストンに連結されるピストンロッドの外周に装着され、ストロークエンドでシリンダ端に設けられてピストンロッドを軸支する軸受部材に衝合するクッションとして機能することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の緩衝器。
弾性体の一つは、シリンダ端に設けられてピストンに連結されるピストンロッドを軸支する軸受部材に設けた中空孔内に収容されてなることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の緩衝器。
シリンダの側部に圧力室からシリンダ外への作動流体の流れを阻止するチェック弁と、シリンダ側部に着脱自在とされてシリンダ側部に取付けた状態でチェック弁を開いて内部を圧力室内に連通する有底筒状のソケットとを設け、弾性体の一つがソケット内に収容されることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の緩衝器。
容積減少緩和機構は、シリンダ側部に設けた圧力室に臨む孔に取付けた弾性隔壁を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の緩衝器。
弾性隔壁は、孔径より大径であってシリンダ内側に配置される金属板と、金属板を抱持するとともに孔に装着されるダイヤフラムとでなることを特徴とする請求項９に記載の緩衝器。
容積減少緩和機構は、ピストンに連結されるピストンロッドの先端から開口する袋穴と、当該袋穴内に摺動自在に挿入されて袋穴内に気体を密封する摺動壁とを備えてなることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の緩衝器。
容積減少緩和機構は、各圧力室を連通する通路と、通路の途中に設けた弾性隔壁とを備えてなることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の緩衝器。
各圧力室を連通する通路は、ピストンに連結されるピストンロッドに設けられるとともに、弾性隔壁はピストンロッドの先端に螺合されてピストンを当該ピストンロッドに固定するピストンナットに保持されてなることを特徴とする請求項１２に記載の緩衝器。