JP2013181583A

JP2013181583A - 緩衝器

Info

Publication number: JP2013181583A
Application number: JP2012044696A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Ohara; 宏亮大原; Shunsuke Mori; 俊介森; Yohei Katayama; 洋平片山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP5871662B2

Abstract

【課題】低コスト化を図ることができ、シリンダ長の長大化を抑制することができる緩衝器の提供。
【解決手段】シリンダ２内の第１室２Ａと、シリンダ２と外筒３との間のリザーバ４との間に、減衰力可変機構が設けられた第１流路と並列に第１室２Ａに連通される第２流路１１６を設け、第２流路１１６に、第１室２Ａに連通する圧力室１１５と、ピストンの移動により圧力室１１５の容積を可変にするよう移動するフリーピストン１０５と、フリーピストン１０５の移動を抑制する抑制手段１２０と、を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、緩衝器に関する。

緩衝器において、ピストンおよびベースバルブのそれぞれに周波数感応バルブを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−１７８０５５号公報

上記構造では、二つの周波数感応バルブが必要であるためコストが増大してしまう。また、二つの周波数感応バルブが必要であるため、シリンダ長が長大化してしまう。

したがって、本発明は、低コスト化を図ることができ、シリンダ長の長大化を抑制することができる緩衝器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、減衰力可変機構が設けられた第１流路と並列に第１室に連通される第２流路を設け、前記第２流路には、前記第１室に連通する圧力室と、ピストンの移動により前記圧力室の容積を可変にするよう移動するフリーピストンと、前記フリーピストンの移動を抑制する抑制手段と、を備える構成とした。

本発明によれば、低コスト化を図ることができ、シリンダ長の長大化を抑制することができる。

本発明に係る第１実施形態の緩衝器を示す断面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の減衰力可変機構を示す断面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の周波数感応部を示す断面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器のフリーピストンを示すもので、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は下面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の低周波での周波数感応部の動作特性を示す特性線図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の高周波での周波数感応部の動作特性を示す特性線図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の特性線図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の変形例の周波数感応部を示す断面図である。本発明に係る第２実施形態の緩衝器の減衰力可変機構を示す断面図である。本発明に係る第３実施形態の緩衝器の減衰力可変機構を示す断面図である。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態の緩衝器を図１〜図８を参照して以下に説明する。

図１に示す第１実施形態の緩衝器１は、ユニフロー型の減衰力調整式緩衝器であり、シリンダ２の外周側に外筒３を設けた複筒構造で、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。作動流体として、シリンダ２内には、油液が封入され、リザーバ４内には油液およびガスが封入されている。

シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ２内が第１室２Ａと第２室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、第１室２Ａを通り、シリンダ２および外筒３の一端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２および外筒３の外部へ延出されている。シリンダ２の他端部には、第２室２Ｂとリザーバ４とを画成するベースバルブ１０が設けられている。

ピストン５には、第１室２Ａおよび第２室２Ｂ間を連通させる流路１１および流路１２が設けられている。そして、ピストン５には、第１室２Ａ側に、第２室２Ｂ側から第１室２Ａ側への油液の流通のみを流路１２を介して許容する第１逆止弁１３が設けられ、また、第２室２Ｂ側に、第１室２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これを第２室２Ｂ側へ流路１１を介してリリーフするディスクバルブ１４が設けられている。

ベースバルブ１０には、第２室２Ｂとリザーバ４とを連通させる流路１５および流路１６が設けられている。そして、ベースバルブ１０には、第２室２Ｂ側に、リザーバ４側から第２室２Ｂ側への油液の流通のみを流路１５を介して許容する第２逆止弁１７が設けられ、また、リザーバ４側に、第２室２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へ流路１６を介してリリーフするディスクバルブ１８が設けられている。

シリンダ２には、セパレータチューブ２０が軸方向の両端部のシール部材１９を介して外嵌されており、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間に環状流路２１が形成されている。環状流路２１は、シリンダ２に設けられた流路２２によって第１室２Ａに連通している。セパレータチューブ２０の軸方向のロッドガイド８とは反対側には、側方に突出して開口する筒状の接続部材２３が取り付けられている。また、外筒３の側壁には、接続部材２３と略同心に大径の開口２４が形成され、この開口２４の位置に減衰力可変機構２５が取り付けられている。

次に、減衰力可変機構２５について、主に図２を参照して説明する。
減衰力可変機構２５は、外筒３の開口２４の位置に取り付けられた筒状のケース２６内に、パイロット型（背圧型）のメインバルブ２７およびメインバルブ２７の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ２８が設けられている。

ケース２６内には、開口２４側から順に、環状の流路プレート３０、凸形状の流路部材３１、環状のメインバルブ部材３２、凸形状のオリフィス流路部材３３、中間部に底部３４Ａを有する有底円筒状のパイロットバルブ部材３４、環状の保持部材３５、環状のスペーサ３５Ａおよびソレノイドアクチュエータ３６が挿入されている。これらは、ソレノイドアクチュエータ３６をナット３７によってケース２６に結合することによって固定されている。

流路プレート３０は、ケース２６の端部に形成された内側フランジ２６Ａに当接して固定されている。流路プレート３０には、リザーバ４とケース２６内の室２６Ｂとを連通する複数の流路３８が径方向に沿って形成されている。流路部材３１は、小径の先端部が開口２４および流路プレート３０との間に流路３１ａを形成するようにしてこれらを貫通し、大径部の肩部が流路プレート３０に当接して固定されている。流路部材３１の先端部は、セパレータチューブ２０に固定された接続部材２３内に嵌合し、これらの嵌合部がシール部材３９によってシールされている。流路部材３１内には軸方向に貫通する流路４０が形成されており、この流路４０が環状流路２１に連通している。

メインバルブ部材３２は、一端部が流路部材３１の大径部に当接して固定されている。メインバルブ部材３２と流路部材３１との当接部はシール部材４３によってシールされている。メインバルブ部材３２には、軸方向に貫通する流路４４が円周方向に間隔をあけて複数設けられている。流路４４は、メインバルブ部材３２の一端部に形成された環状凹部４１を介して流路部材３１の内側の流路４０に連通している。メインバルブ部材３２の他端部には、複数の流路４４の開口部の外周側に環状のシート部４５が突出し、内周側に環状のクランプ部４６が突出している。

メインバルブ部材３２のシート部４５には、メインバルブ２７を構成するディスクバルブ４７の外周部が着座している。ディスクバルブ４７の内周部は、クランプ部４６とオリフィス流路部材３３の大径部の肩部とによってクランプされている。ディスクバルブ４７の背面側外周部には、環状の摺動シール部材４８が固着されている。凸形状のオリフィス流路部材３３は、小径部がメインバルブ部材３２の中央の開口部に挿入され、大径部の肩部がディスクバルブ４７に当接して固定されている。オリフィス流路部材３３には、軸方向に沿って流路４９が貫通し、流路４９は、小径部の先端部に形成された固定オリフィス５０を介して流路部材３１の内側の流路４０に連通している。

パイロットバルブ部材３４は、中間部に底部３４Ａを有する略有底円筒状で、底部３４Ａの一端側がオリフィス流路部材３３に固定されている。パイロットバルブ部材３４の一端側の円筒部の内周面にディスクバルブ４７の摺動シール部材４８が摺動可能かつ液密的に嵌合して、ディスクバルブ４７の背部にパイロット室５１を形成している。ディスクバルブ４７は、流路４４側の圧力を受けて開弁し、流路４４を下流側のケース２６内の室２６Ｂに連通させる。パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７に対して閉弁方向に作用する。パイロットバルブ部材３４の底部３４Ａの中央部にポート５２が貫通しており、ポート５２は、オリフィス流路部材３３の流路４９に連通している。

オリフィス流路部材３３とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間には、ディスク部材５３がクランプされている。パイロット室５１は、ディスク部材５３に形成された切欠部５３ａによってオリフィス流路部材３３の流路４９に連通しており、この切欠部５３ａがパイロット室５１に油液を導入する導入流路を構成している。

保持部材３５は、その一端部がパイロットバルブ部材３４の他端側の円筒部の端部に固定され、パイロットバルブ部材３４の円筒部の内部に弁室５４を形成している。パイロットバルブ部材３４および保持部材３５は、ケース２６内に嵌合されたソレノイドアクチュエータ３６の円筒部が外周部に嵌合して径方向に位置決めされている。弁室５４は、保持部材３５を軸方向に貫通する流路５５およびスペーサ３５Ａに形成された切欠部３５ａおよび保持部材３５の外周部に形成された切欠部５６およびパイロットバルブ部材３４の外周部に形成された切欠部５７を介してケース２６内の室２６Ｂに連通している。弁室５４内には、パイロット室５１をメインバルブ２７の下流側に連通するパイロット流路を構成するポート５２を開閉する圧力制御弁であるパイロットバルブ２８の弁体５８が設けられている。

ソレノイドアクチュエータ３６は、その作動ロッド６３の先端部が弁室５４内の弁体５８に連結されている。ソレノイドアクチュエータ３６は、通電されることにより、通電電流に応じて作動ロッド６３つまり弁体５８に軸方向の推力を発生させるようになっている。

弁体５８は、パイロットバルブ部材３４のポート５２に対向するテーパ状の先端部に環状のシート部６５が形成され、シート部６５がポート５２の周囲のシート面６６に離着座することにより、ポート５２を開閉するようになっている。そして、弁体５８は、弁体５８とパイロットバルブ部材３４の底部３４Ａとの間に介装されたバルブスプリング６７のバネ力によって付勢されて、通常は、保持部材３５側の後退位置にあって開弁状態となっており、ソレノイドアクチュエータ３６への通電による作動ロッド６３の推力によってバルブスプリング６７のバネ力に抗して前進し、シート部６５がシート面６６に着座してポート５２を閉じ、作動ロッド６３の推力、すなわち、ソレノイドアクチュエータ３６への通電電流によって開弁圧力を調整することにより、ポート５２すなわちパイロット室５１の内圧を制御する。

図１に示す流路２２および環状流路２１と、図３に示す減衰力可変機構２５内に設けられた流路４０、流路４４、室２６Ｂ、流路３８および流路３１ａとが、図１に示す第１室２Ａとリザーバ４とを接続する流路（第１流路）６８を構成しており、減衰力可変機構２５はこの流路６８に設けられている。

以上の基本構成の緩衝器１は、車両のサスペンション装置のバネ上バネ下間に装着され、ソレノイドアクチュエータ３６が車載コントローラ等に接続され、通常の作動状態では、ソレノイドアクチュエータ３６が通電されて、作動ロッド６３が弁体５８のシート部６５をシート面６６に着座させて、パイロットバルブ２８による圧力制御を実行する。

ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の第１逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、第１室２Ａ側の油液が加圧されて、流路２２および環状流路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続部材２３から減衰力可変機構２５の流路部材３１の流路４０へ流入する。

このとき、ピストン５が移動した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の第２逆止弁１７を開いて第２室２Ｂへ流入する。なお、第１室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、第１室２Ａの圧力を第２室２Ｂへリリーフすることにより、第１室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。

図２に示す減衰力可変機構２５では、流路部材３１の流路４０から流入した油液は、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、オリフィス流路部材３３の固定オリフィス５０、流路４９およびパイロットバルブ部材３４のポート５２を通り、パイロットバルブ２８の弁体５８を押し開いて弁室５４内へ流入する。さらに、保持部材３５の流路５５、スペーサ３５Ａの切欠部３５ａ、保持部材３５の切欠部５６、パイロットバルブ部材３４の切欠部５７、ケース２６内の室２６Ｂおよび流路プレート３０の流路３８を通ってリザーバ４へ流れる。そして、ピストン速度が上昇して第１室２Ａ側の圧力がディスクバルブ４７の開弁圧力に達すると、流路４０に流入した油液は、環状凹部４１および流路４４を通り、ディスクバルブ４７を押し開いてケース２６内の室２６Ｂへ直接流れる。

ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の第１逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の流路１５の第２逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、第２室２Ｂの油液が第１室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の流体が第１室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ４へ流れる。なお、第２室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、第２室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、第２室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。

これにより、ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力可変機構２５において、メインバルブ２７のディスクバルブ４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、固定オリフィス５０およびパイロットバルブ２８の弁体５８の開弁圧力によって減衰力が発生し、ディスクバルブ４７の開弁後（ピストン速度高速域）においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、ソレノイドアクチュエータ３６のコイルへの通電電流によってパイロットバルブ２８の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロットバルブ２８の開弁圧力によって、その上流側の流路４９に連通するパイロット室５１の内圧が変化し、パイロット室５１の内圧は、ディスクバルブ４７の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ２８の開弁圧力を制御することにより、ディスクバルブ４７の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。

また、ソレノイドアクチュエータ３６のコイルへの通電電流を小さくして、作動ロッド６３の推力を小さくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が低下して、ソフト側の減衰力が発生し、通電電流を大きくして、作動ロッド６３の推力を大きくすると、パイロットバルブ２８の開弁圧力が上昇して、ハード側の減衰力が発生するので、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力を低電流で発生させることができ、消費電力を低減することができる。

第１実施形態においては、図３に示すように、ロッドガイド８に周波数感応機構８１が設けられている。以下、この周波数感応機構８１について説明する。

ロッドガイド８は、ケース部材８２と、ケース部材８２の軸方向の第１室２Ａ側に嵌合する蓋部材８３とからなっている。ケース部材８２は、軸方向の第１室２Ａ側に形成された小径筒状部８５と、この小径筒状部８５の第１室２Ａとは反対側にあって小径筒状部８５よりも大径の大径筒状部８６とを有しており、大径筒状部８６の小径筒状部８５とは反対側で最も大径となる最大外径部８７において外筒３内に嵌合する。

大径筒状部８６には、軸方向の小径筒状部８５側に円環状の環状溝９０が形成されており、軸方向の小径筒状部８５とは反対側に小径の外壁面および大径の内壁面が環状溝９０とそれぞれ同径をなす円環状の収容室９１が形成されている。これら環状溝９０と収容室９１との間には、小径の外壁面がこれらの外壁面よりも大径で、大径の内壁面がこれらの内壁面よりも小径の中間溝９２が形成されている。大径筒状部８６には、収容室９１をリザーバ４に常時連通させる連通路９３が形成されている。小径筒状部８５の外周側には、軸方向に延びる軸方向溝９９が形成されている。

蓋部材８３は、筒状部９７と、筒状部９７の軸方向の一端側から径方向に広がるフランジ部９８とを有している。フランジ部９８には、筒状部９７とは反対側に、軸方向に凹む円環状の環状溝１０１が形成されており、環状溝１０１の内周側にオリフィス１０２が形成されている。蓋部材８３は、フランジ部９８を大径筒状部８６に当接させるようにケース部材８２の小径筒状部８５に嵌合させられることになり、この状態で、軸方向溝９９と環状溝１０１とがオリフィス１０２を介して連通する。ロッドガイド８は、蓋部材８３の筒状部９７においてシリンダ２に嵌合する。

ケース部材８２の環状溝９０および中間溝９２には、フリーピストン１０５が軸方向移動可能に嵌合されている。フリーピストン１０５は、図４に示すように、円環状の頭部１０６と、この頭部１０６よりも小径の外径と大径の内径とを有して軸方向に突出する円環状の突出部１０７とを有している。頭部１０６には、軸方向における突出部１０７とは反対側に円環状の環状溝１０８が形成されており、この環状溝１０８の底面と頭部１０６の突出部１０７側の内外端面とを連通させる複数の連通穴１０９が形成されている。

図３に示すように、フリーピストン１０５は、突出部１０７において中間溝９２に、頭部１０６において環状溝９０に嵌合される。ケース部材８２の環状溝９０の底面とフリーピストン１０５の頭部１０６との間には、突出部１０７よりも径方向外側に大径のＯリング１１１が、突出部１０７よりも径方向内側に小径のＯリング１１２が介装されている。これらＯリング１１１，１１２は、環状溝９０とフリーピストン１０５の突出部１０７との隙間を密閉する。

ケース部材８２の軸方向溝９９と蓋部材８３との間は、第１室２Ａに常時連通する流路１１４となり、ケース部材８２の環状溝９０と蓋部材８３の環状溝１０１とフリーピストン１０５とＯリング１１１，１１２とで、流路１１４およびオリフィス１０２を介して第１室２Ａに連通する圧力室１１５が形成されている。よって、Ｏリング１１１，１１２は、この圧力室１１５と収容室９１とを密に区画している。

そして、流路１１４、オリフィス１０２、圧力室１１５、収容室９１および連通路９３は、第１室２Ａとリザーバ４との間に設けられて、図１に示す流路６８と並列に第１室２Ａに連通される流路（第２流路）１１６を構成している。そして、図３に示すように、この流路１１６に、第１室２Ａに連通する圧力室１１５と、軸方向に移動することで圧力室１１５の容積を可変にするフリーピストン１０５とが設けられている。フリーピストン１０５は、蓋部材８３に当接する位置では圧力室１１５を最も狭くしており、蓋部材８３から軸方向に離れるほど圧力室１１５を広くする。

フリーピストン１０５は、中間溝９２に嵌合する突出部１０７が収容室９１内に突出しており、この収容室９１内には、突出部１０７つまりフリーピストン１０５を蓋部材８３に当接するように押圧するウェーブワッシャ（抑制手段）１２０が、隣り合うもの同士の間に平坦なワッシャ１２１を配置するようにして複数枚（具体的には三枚）収容されている。よって、ウェーブワッシャ１２０は、流路１１６の収容室９１に設けられて、圧力室１１５の容積を拡大する方向への移動を抑制する方向にフリーピストン１０５を押圧する。

このような構成の周波数感応機構８１は、伸び行程および縮み行程の両工程において、ピストン５の移動により第１室２Ａの圧力が高くなると、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力に抗して移動して圧力室１１５の容積を大きくすることになり、これにより、第１室２Ａの容積を拡大して減衰力可変機構２５に流れる油液の流量を減らして減衰力を弱める。フリーピストン１０５は、最終的に弾性材料からなるＯリング１１１，１１２に当接し、その付勢力に抗して可能な範囲で移動した後、停止する。Ｏリング１１１，１１２は、フリーピストン１０５の環状溝９０の底面への当接を防止する。

次に、上記周波数感応機構８１の動作原理について説明する。
図５は緩衝器１への入力が低周波数の場合（ピストン速度０．０５ｍ／ｓ、周波数１Ｈｚ）の解析結果を示すものである。

縮み行程ｓ１〜ｓ４において、まず、減衰力がピストン変位に応じて変化し始める。区間ｓ１では、減衰力が所定値Ｆｆより低く、フリーピストン１０５は移動しない。減衰力が所定値Ｆｆを超える区間ｓ２では、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力に抗して移動して圧力室１１５の容積を最大にするように拡大する。その結果、第１室２Ａの容積が増加して減衰力の増加がなくなる。区間ｓ３では、フリーピストン１０５が圧力室１１５の容積を最大としたままであり、減衰力は増加する。区間ｓ４では、減衰力が弱まることに伴い、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力で戻され圧力室１１５の容積を最小とする。なお、伸び行程も同様の動作を行う。なお、区間ｓ３の結果から、低周波域の減衰力ピーク値は、周波数感応機構８１がない場合と変わらないことがわかる。

図６は緩衝器１への入力が高周波数の場合（ピストン速度０．０５ｍ／ｓ、周波数２０Ｈｚ）の解析結果を示すものである。

縮み行程ｓ１１〜において、まず、減衰力がピストン変位に応じて変化し始める。区間ｓ１１は、減衰力が所定値Ｆｆより低く、フリーピストン１０５は移動しない。減衰力が所定値Ｆｆを超える区間ｓ１２では、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力に抗して移動して圧力室１１５の容積を拡大する。その結果、第１室２Ａの容積が増加するため、減衰力の増加がなくなる。区間ｓ１３では、減衰力が弱まることに伴い、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力でわずかに戻される。区間ｓ１４では、縮み行程から伸び行程に切り替わり、フリーピストン１０５が再び圧力室１１５の容積を拡大する。その結果、減衰力の増加がなくなる。区間ｓ１５では、減衰力が弱まることに伴い、フリーピストン１０５がウェーブワッシャ１２０の付勢力で戻され圧力室１１５の容積を最小とする。なお、区間ｓ１２および区間ｓ１４の結果から、高周波域の減衰力ピーク値は、周波数感応機構８１がない場合に対して低下することがわかる。つまり、図５に示す低周波域での減衰力のピーク値に対して、図６に示す高周波域での減衰力のピーク値が低減される特性となる。

図７は、第１実施形態の緩衝器１におけるピストン５およびピストンロッド６の変位に対する減衰力の関係を示すリサージュ波形である。第１実施形態の緩衝器１の波形は実線であり、比較のため、従来の周波数感応機構を設けた緩衝器の波形を破線で、周波数感応機構のない緩衝器の波形を二点鎖線で示す。従来の周波数感応機構を設けた緩衝器の場合、行程反転直後に減衰力が抜けるため、搭載車両の操縦安定性が悪化する。これに対して、第１実施形態の緩衝器では、ウェーブワッシャ１２０によりセット荷重がかけられているため、フリーピストン１０５を動かすためには、所定の減衰力Ｆｆを超える必要がある。その結果、行程反転直後に減衰力が抜けない。よって、搭載車両の操縦安定性を向上できる。

なお、オリフィス１０２の面積を大きくすると、減衰力の低減効果が増大する。また、フリーピストン１０５のストロークを拡大するとカットオフ周波数が低くなる。

以上に述べた第１実施形態の緩衝器１は、第１室２Ａとリザーバ４との間に、減衰力可変機構２５が設けられた流路６８と並列に第１室２Ａに連通される流路１１６を設け、流路１１６には、第１室２Ａに連通する圧力室１１５と、ピストン５の移動により圧力室１１５の容積を可変にするよう移動するフリーピストン１０５と、フリーピストン１０５の移動を抑制するウェーブワッシャ１２０とを備える構成とした。このため、伸び行程および縮み行程のいずれにおいても第１室２Ａの圧力が上昇するユニフロー式の緩衝器において、伸び行程および縮み行程の両方で一つの周波数感応機構８１が、フリーピストン１０５を移動させて圧力室１１５の容積を拡大させることできる。したがって、一つの周波数感応機構８１で伸び行程および縮み行程の両方の減衰力を周波数に感応させることができるため、低コスト化を図ることができ、また、シリンダ長の長大化を抑制することができる。

具体的に、ユニフロー式の緩衝器においては、縮み行程から伸び行程への行程反転時において第１室２Ａに残留圧力が残り、よって、ウェーブワッシャ１２０がなければフリーピストン１０５を圧力室１１５を狭くする方向に戻すことができない。このため、縮み行程から伸び行程への行程反転時に圧力室１１５を拡大する動作ができず、周波数感応効果が得られない。これに対し、ウェーブワッシャ１２０があることから、縮み行程から伸び行程への行程反転時において第１室２Ａに残留圧力があってもフリーピストン１０５を圧力室１１５を狭くする方向に戻すことができるため、縮み行程から伸び行程への行程反転時に圧力室１１５を拡大する動作ができ、周波数感応効果が得られる。さらに、第１室２Ａに残留圧力がある場合の対策として、ウェーブワッシャ１２０のばね定数を高くし、フリーピストン１０５にセット荷重を与えるようにすることで、フリーピストン１０５のストローク量を仮想的に拡大することができる。

なお、第１実施形態において、フリーピストン１０５を付勢する部材として、上記したウェーブワッシャ１２０にかえて、図８に示すように複数枚のテーパ状の皿バネ（抑制手段）１２３を隣り合うもの同士を反対向きにして設けても良い。この場合、フリーピストン１０５に平坦なワッシャ１２１を当接させて、このワッシャ１２１に皿バネ１２３を当接させるのが良い。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図９に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態においては、図示は略すがロッドガイド８に周波数感応機構８１は設けられておらず、減衰力可変機構２５内に周波数感応機構８１Ａが設けられている。周波数感応機構８１Ａは、流路部材３１とメインバルブ部材３２との間に設けられるケース１２５Ａを有しており、このケース１２５Ａは、流路部材３１側に配置されるケース部材８２Ａと、メインバルブ部材３２側に配置される蓋部材８３Ａとからなっている。

ケース部材８２Ａには、径方向の中央に、流路部材３１の流路４０と、メインバルブ部材３２の流路４４およびオリフィス流路部材３３の固定オリフィス５０とを連通させる流路１２８Ａが形成されている。この流路１２８Ａは、流路６８の一部を構成する。ケース部材８２Ａには、軸方向の蓋部材８３Ａ側に円環状の環状溝９０Ａが形成されており、軸方向の蓋部材８３Ａとは反対側には、小径の外壁面および大径の内壁面が環状溝９０Ａとそれぞれ同径をなす円環状の収容室９１Ａが形成されている。これら環状溝９０Ａと収容室９１Ａとの間には、小径の外壁面がこれらの外壁面よりも大径で、大径の内壁面がこれらの内壁面よりも小径の中間溝９２Ａが形成されている。収容室９１Ａは、連通路９３Ａにより室２６Ｂつまりリザーバ４に常時連通している。

蓋部材８３Ａには、ケース２６内に嵌合するとともにケース部材８２Ａを内側に嵌合させる嵌合突起１２９Ａが周方向に間隔をあけて複数形成されており、隣り合う嵌合突起１２９Ａおよび嵌合突起１２９Ａの間は、室２６Ｂを構成している。蓋部材８３Ａには、軸方向のケース部材８２Ａ側に円環状の環状溝１０１Ａが形成されており、環状溝１０１Ａの底面の位置に、メインバルブ部材３２の環状凹部４１内に開口するようにオリフィス１０２Ａが形成されている。

ケース部材８２Ａの環状溝９０Ａおよび中間溝９２Ａに、第１実施形態と同様のフリーピストン１０５が頭部１０６および突出部１０７において軸方向移動可能に嵌合されている。また、ケース部材８２Ａの環状溝９０Ａの底面とフリーピストン１０５の頭部１０６との間には、第１実施形態と同様のＯリング１１１，１１２が、環状溝９０Ａとフリーピストン１０５の突出部１０７との隙間を密閉するように設けられている。

ケース部材８２Ａの環状溝９０Ａと蓋部材８３Ａの環状溝１０１Ａとフリーピストン１０５とＯリング１１１，１１２とで、オリフィス１０２Ａ、流路１２８Ａ、流路４０および環状流路２１を介して第１室２Ａ（図９では図示略）に連通する圧力室１１５Ａが形成されている。

そして、オリフィス１０２Ａ、圧力室１１５Ａ、収容室９１Ａおよび連通路９３Ａは、第１室２Ａとリザーバ４との間に設けられて、流路６８と並列に第１室２Ａに連通される流路（第２流路）１１６Ａを構成している。そして、この流路１１６Ａに、第１室２Ａに連通する圧力室１１５Ａと、軸方向に移動することで圧力室１１５Ａの容積を可変にするフリーピストン１０５とが設けられている。フリーピストン１０５は、蓋部材８３Ａに当接する位置では圧力室１１５Ａを最も狭くしており、蓋部材８３Ａから軸方向に離れるほど圧力室１１５Ａを広くする。

フリーピストン１０５は、中間溝９２Ａに嵌合する突出部１０７が収容室９１Ａ内に突出しており、流路１１６Ａのこの収容室９１Ａ内には、突出部１０７つまりフリーピストン１０５を蓋部材８３Ａに当接するように押圧して、その圧力室１１５Ａを拡大する方向の移動を抑制するコイルバネ（抑制手段）１２０Ａが収容されている。コイルバネ１２０Ａは、縦断面が矩形状をなす角バネである。

このような構成の周波数感応機構８１Ａは、ピストン５の移動により第１室２Ａの圧力が高くなると、フリーピストン１０５がコイルバネ１２０Ａの付勢力に抗して移動して圧力室１１５Ａの容積を大きくすることになり、これにより、第１実施形態と同様に、第１室２Ａの容積を拡大する。

以上の第２実施形態によれば、周波数感応機構８１Ａを減衰力可変機構２５内に設けるため、シリンダ長が長大化することがなく、また、周波数感応機構８１Ａが比較的容易に設置できる。また、コイルバネ１２０Ａを用いるため、低コスト化が図れる。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図１０に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態においては、図示は略すがロッドガイド８に周波数感応機構８１は設けられておらず、減衰力可変機構２５内に周波数感応機構８１Ｂが設けられている。周波数感応機構８１Ｂは、流路部材３１とメインバルブ部材３２との間に設けられるケース１２５Ｂを有しており、このケース１２５Ｂは、流路部材３１側に配置される流路部材１４２Ｂと、メインバルブ部材３２側に配置されるケース部材８２Ｂと、ケース部材８２Ｂに固定される蓋部材８３Ｂとからなっている。

ケース部材８２Ｂには、径方向の中央に、流路部材１４２Ｂ側に開口する収容室９１Ｂが形成されており、その径方向外側には、円環状の流路部材１４２Ｂの内側の流路１４２ａを介して、流路部材３１の流路４０と、メインバルブ部材３２の流路４４およびオリフィス流路部材３３の固定オリフィス５０とを連通させる流路１２８Ｂが形成されている。この流路１２８Ｂは、流路６８を構成する。

蓋部材８３Ｂは、ケース部材８２Ｂの収容室９１Ｂの流路部材１４２Ｂ側の端部に固定されており、径方向の中央に軸方向に貫通するオリフィス１０２Ｂが形成されている。

流路部材１４２Ｂには、ケース２６内に嵌合するとともにケース部材８２Ｂを内側に嵌合させる嵌合突起１４６Ｂが周方向に間隔をあけて複数形成されている。隣り合う嵌合突起１４６Ｂおよび嵌合突起１４６Ｂの間は、室２６Ｂを構成している。

ケース部材８２Ｂの収容室９１Ｂは、流路部材１４２Ｂとは反対側が小径穴部９１ａとなっており、流路部材１４２Ｂがこれより大径の大径穴部９１ｂとなっている。このケース部材８２Ｂの収容室９１Ｂに、フリーピストン１０５Ｂが軸方向移動可能に嵌合されている。フリーピストン１０５Ｂは、段差円環状の頭部１０６Ｂと、この頭部１０６Ｂの内周側から軸方向外方に突出する有底円筒状の突出部１０７Ｂとを有している。頭部１０６Ｂには、軸方向における突出部１０７Ｂとは反対側に円環状の環状溝１０８Ｂが形成されており、この環状溝１０８Ｂの底面と頭部１０６Ｂの突出部１０７Ｂ側の端面とを連通させる複数の連通穴１０９Ｂが形成されている。フリーピストン１０５は頭部１０６Ｂにおいて大径穴部９１ｂに、突出部１０７Ｂにおいて小径穴部９１ａに嵌合される。大径穴部９１ｂとフリーピストン１０５Ｂとの間には、Ｏリング１１１Ｂが介装されている。このＯリング１１１Ｂは、収容室９１Ｂの大径穴部９１ｂとフリーピストン１０５Ｂとの隙間を密閉する。収容室９１Ｂは、連通路９３Ｂにより室２６Ｂつまりリザーバ４に常時連通している。

蓋部材８３Ｂはフリーピストン１０５Ｂの収容室９１Ｂからの抜けを規制するものであり、この蓋部材８３Ｂとフリーピストン１０５Ｂとケース部材８２Ｂの大径穴部９１ｂとＯリング１１１Ｂとで、オリフィス１０２Ｂ、流路４０および環状流路２１を介して第１室２Ａ（図１０では図示略）に連通する圧力室１１５Ｂが形成されている。

そして、オリフィス１０２Ｂ、圧力室１１５Ｂを含む収容室９１Ｂおよび連通路９３Ｂは、第１室２Ａとリザーバ４との間に設けられて、流路６８と並列に第１室２Ａに連通される流路（第２流路）１１６Ｂを構成している。そして、この流路１１６Ｂに、第１室２Ａに連通する圧力室１１５Ｂと、軸方向に移動することで圧力室１１５Ｂの容積を可変にするフリーピストン１０５Ｂとが設けられている。フリーピストン１０５Ｂは、蓋部材８３Ｂに当接する位置では圧力室１１５Ｂを最も狭くしており、蓋部材８３Ｂから軸方向に離れるほど圧力室１１５Ｂを広くする。

流路１１６Ｂを構成する収容室９１Ｂの底部とフリーピストン１０５Ｂとの間には、フリーピストン１０５Ｂを蓋部材８３Ｂに当接するように押圧して、その圧力室１１５Ｂを拡大する方向の移動を抑制するコイルバネ（抑制手段）１２０Ｂが収容されている。コイルバネ１２０Ｂは、縦断面が矩形状をなす角バネである。

このような構成の周波数感応機構８１Ｂは、ピストン５の移動により第１室２Ａの圧力が高くなると、フリーピストン１０５Ｂがコイルバネ１２０Ｂの付勢力に抗して移動して圧力室１１５Ｂの容積を大きくすることになり、これにより、第１実施形態と同様、第１室２Ａの容積を拡大する。

以上の第３実施形態によれば、周波数感応機構８１Ｂを構成するケース部材８２Ｂおよびフリーピストン１０５Ｂの形状が簡素化でき、また、部品点数を低減できる。

１緩衝器
２シリンダ
２Ａ第１室
２Ｂ第２室
３外筒
４リザーバ
５ピストン
６ピストンロッド
１０ベースバルブ
１３第１逆止弁
１７第２逆止弁
２５減衰力可変機構
６８流路（第１流路）
１０５，１０５Ｂフリーピストン
１１５，１１５Ａ，１１５Ｂ圧力室
１１６，１１６Ａ，１１６Ｂ流路（第２流路）
１２０ウェーブワッシャ（抑制手段）
１２０Ａ，１２０Ｂコイルバネ（抑制手段）
１２３皿バネ（抑制手段）

Claims

油液が封入されるシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されて該シリンダ内を第１室と第２室とに画成するピストンと、
一端が前記ピストンに連結され他端が前記第１室を通って前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、
前記シリンダの外周側に設けられて該シリンダとの間に油液およびガスが封入されるリザーバを形成する外筒と、
前記第２室と前記リザーバとを画成するベースバルブと、
前記ピストンに設けられて前記第２室側から前記第１室側への油液の流通のみを許容する第１逆止弁と、
前記ベースバルブに設けられて前記リザーバ側から前記第２室側への油液の流通のみを許容する第２逆止弁と、
前記第１室と前記リザーバとを接続する第１流路と、
前記第１流路に設けられる減衰力可変機構と、からなり、
前記第１室と前記リザーバとの間には、前記第１流路と並列に前記第１室に連通される第２流路を設け、
前記第２流路には、前記第１室に連通する圧力室と、前記ピストンの移動により前記圧力室の容積を可変にするよう移動するフリーピストンと、前記フリーピストンの移動を抑制する抑制手段と、を備えることを特徴とする緩衝器。