JP2014074444A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波振動が継続的に入力されても減衰力低減効果を失うことがない緩衝装置を提供することである。
【解決手段】本発明における課題解決手段は、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３ａ，３ｂと、圧力室Ｒ３と、
圧力室Ｒ３内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ３内を伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画するフリーピストン９と、フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位を抑制する附勢力を発生するばね要素１０と、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とを連通する伸側流路５と、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側流路６とを備えた緩衝装置Ｄにおいて、伸側圧力室７と圧側圧力室８とを連通するとともに通過する流れに抵抗を与えるバイパス流路１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、緩衝装置の改良に関する。

従来、この種の緩衝装置にあっては、車両の車体と車軸との間に介装されて車体振動を抑制する目的で使用され、たとえば、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ピストンロッド側の伸側室とピストン側の圧側室に区画するピストンと、ピストンに設けられた伸側室と圧側室を連通する第一流路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して伸側室と圧側室を連通する第二流路と、第二流路の途中に接続される圧力室を備えてピストンロッドの先端に取付けられたハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を伸側圧力室と圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンを附勢するコイルばねとを備えて構成されている。すなわち、伸側圧力室は同じく第二流路を介して伸側室に連通されるとともに、圧側圧力室は第二流路を介して圧側室に連通されるようになっている。

このように構成された緩衝装置は、圧力室がフリーピストンによって伸側圧力室と圧側圧力室とに区画されており、第二流路を介しては伸側室と圧側室とが直接的に連通されてはいないが、フリーピストンが移動すると伸側圧力室と圧側圧力室の容積比が変化し、フリーピストンの移動量に応じて圧力室内の液体が伸側室と圧側室へ出入りするため、見掛け上、伸側室と圧側室とが第二流路を介して連通されているが如くに振舞う。

そのため、この緩衝装置では、低周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては低い減衰力を発生することができ、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を発生可能であるとともに、車両が路面の凹凸を通過するような入力振動周波数が高い場面においては低い減衰力を確実に発生させて、車両における乗り心地を向上させることができる（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００８−２１５４５９号公報

ところで、車両の車体と車軸との間に介装される緩衝装置では、車両における乗り心地を向上させる都合上、収縮作動時に発生する減衰力よりも伸長作動時に発生する減衰力を高くしている。

したがって、このような緩衝装置にあっては、伸長作動時に圧縮される伸側室の圧力は、収縮作動時に圧縮される圧側室の圧力よりも高くなる傾向にある。そして、伸側圧力室には伸側室の圧力が伝搬し、圧側圧力室には圧側室の圧力が伝搬するようになっていることから、高周波で伸縮を繰り返すと、伸側圧力室の圧力の方が圧側圧力室の圧力よりも高くなって、フリーピストンが圧側圧力室側へ偏って変位した状態となる。

このようにフリーピストンの変位に偏りが生じると、フリーピストンの圧側圧力室側へのストローク余裕が小さくなり、フリーピストンがハウジングに当接して圧側圧力室への変位ができなくなる場合がある。また、特に、特開２００８−２１５４５９号公報に開示された緩衝装置では、フリーピストンがストロークエンドまで達した際に急に変位が妨げられると減衰特性が急変するので、これを回避するために、フリーピストンの中立位置からのストローク量が大きくなると徐々に圧側室と圧側圧力室とを連通している流路の面積を減少させるようにして、フリーピストンを変位させづらくさせる配慮をしている。そのため、この緩衝装置において、フリーピストンの変位に偏りが生じると、常に上記流路の面積が減少した状態に置かれるので、フリーピストンは、動きづらい状況下で変位をしなくてはならない。

すなわち、従来の緩衝装置では、高周波振動が継続して入力される状況下では、フリーピストンの変位に偏りが生じて、フリーピストンが変位しづらくなるかストロークエンドにまで達してしまう場合があり、減衰力低減効果を充分に発揮することができなくなる可能性がある。

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、高周波振動が継続的に入力されても減衰力低減効果を失うことがない緩衝装置を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室と、当該圧力室内に移動自在に挿入されて当該圧力室内を伸側圧力室と圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、当該フリーピストンの上記圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するばね要素と、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側流路と、上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通する圧側流路とを備えた緩衝装置において、上記伸側圧力室と上記圧側圧力室とを連通するとともに通過する流れに抵抗を与えるバイパス流路を設けたことを特徴とする。

本発明の緩衝装置によれば、バイパス流路を設けたので伸側圧力室の圧力と圧側圧力室の圧力の差が大きくなることを抑制することができ、フリーピストンの変位に偏りを抑制することができる。

この結果、本発明の緩衝装置によれば、高周波振動が継続的に入力されても、フリーピストンのストローク余裕が確保されるので、減衰力低減効果を失うことがない。

本発明の緩衝装置の一例を概念的に示した縦断面図である。 流量に対する圧力の周波数伝達関数のゲイン特性を示したボード線図である。 緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。 本発明の緩衝装置の具体例の縦断面図である。 本発明の緩衝装置の他の具体例の縦断面図である。

以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の緩衝装置Ｄは、図１に示すように、シリンダ１と、当該シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路としての伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂと、圧力室Ｒ３と、圧力室Ｒ３内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画するフリーピストン９と、当該フリーピストン９の圧力室Ｒ３に対する変位を抑制する附勢力を発生するばね要素１０と、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とを連通する伸側流路５と、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側流路６と、伸側圧力室７と圧側圧力室８とを連通するとともに通過する液体の流れに抵抗を与えるバイパス流路１１とを備えて構成され、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し車体の振動を抑制するものである。なお、伸側室Ｒ１とは、車体と車軸が離間して緩衝装置Ｄが伸長作動する際に圧縮される室のことであり、圧側室Ｒ２とは、車体と車軸が接近して緩衝装置Ｄが収縮作動する際に圧縮される室のことである。

そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の液体が充満され、また、シリンダ１内の図中下方には、シリンダ１の内周に摺接して圧側室Ｒ２と気体室Ｇとを区画する摺動隔壁１２が設けられている。

なお、上記した伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２および圧力室Ｒ３内に充填される液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。

また、ピストン２は、シリンダ１内に移動自在に挿通されたピストンロッド４の一端に連結され、ピストンロッド４は、シリンダ１の図中上端部から外方へ突出されている。ピストンロッド４とシリンダ１との間は図示しないシールでシールされ、シリンダ１内が液密状態とされている。図示したところでは、緩衝装置Ｄがいわゆる片ロッド型に設定されているため、緩衝装置Ｄの伸縮に伴ってシリンダ１内に出入りするピストンロッド４の体積は、気体室Ｇ内の気体の体積が膨張あるいは収縮し摺動隔壁１２が図１中上下方向に移動することによって補償されるようになっている。

なお、ピストンロッド４がシリンダ１に進退する体積の補償については、シリンダ１内に気体室Ｇを設けるほか、シリンダ１内或いはシリンダ１外にリザーバを設けるようにしてもよく、リザーバをシリンダ１外に設ける場合、シリンダ１の外周を覆う外筒を設けてシリンダ１と外筒との間にリザーバを形成する複筒型緩衝器とするほか、シリンダ１とは別個にタンクを設けて当該タンクでリザーバを形成するようにしてもよい。なお、緩衝装置Ｄの収縮作動時に圧側室Ｒ２の圧力を高めるために圧側室Ｒ２とリザーバとの間を仕切る仕切部材と、仕切部材に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与えるベースバルブとを設けるようにしてもよい。また、緩衝装置Ｄが片ロッド型ではなく、両ロッド型に設定されてもよい。

さらに、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂの途中には、オリフィスやリーフバルブ等の減衰力発生要素１３ａ，１３ｂが設けられており、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂを通過する液体の流れに減衰力発生要素１３ａ，１３ｂによって抵抗を与えることができるようになっている。この減衰力発生要素１３ａは、詳しくは、図示はしないが、伸側減衰通路３ａを伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定し、減衰力発生要素１３ｂも、また、圧側減衰通路３ｂを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定しており、減衰力発生要素１３ａが伸側減衰通路３ａを通過する液体の流れに与える抵抗を減衰力発生要素１３ｂが圧側減衰通路３ｂを通過する液体の流れに与える抵抗よりも大きくしている。つまり、緩衝装置Ｄが伸縮する際に、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂのみを介して減衰力を発生する場合を考えると、伸長作動時には伸側減衰通路３ａのみを液体が通過し、収縮作動時には圧側減衰通路３ｂのみを液体が通過するようになっており、ピストン速度が同じである場合、伸長作動時の減衰力の方が収縮作動時の減衰力よりも高い。なお、減衰力発生要素１３ａ，１３ｂは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成とすればよく、この構成以外にも、たとえば、チョークとリーフバルブを並列させる構成やその他の構成を採用することもできるのは当然である。また、減衰通路は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通していればよいので、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂをピストン２以外に設けることも可能であり、たとえば、ピストンロッド４に設けたり、シリンダ１外に設けたりすることもできる。

そして、圧力室Ｒ３は、この実施の形態の場合、ピストン２の下方に連結されて圧側室Ｒ２へ臨むハウジング１４内に設けた中空部１４ａによって形成されており、当該中空部１４ａの側壁に摺接して中空部１４ａ内を図１中上下方向に移動可能とされるフリーピストン９で中空部１４ａを図１中上方の伸側圧力室７と図１中下方の圧側圧力室８とに仕切っている。すなわち、フリーピストン９は、ハウジング１４内に摺動自在に挿入されており、ハウジング１４に対して図１中では上下方向に変位することができるようになっている。

また、フリーピストン９は、圧力室Ｒ３を形成する中空部１４ａの下端部に一端が連結されて圧側圧力室８内に収容されるばね要素１０における他端に連結され、このばね要素１０によってフリーピストン９はハウジング１４内の所定の中立位置に位置決めされている。そして、フリーピストン９がこの中立位置から変位すると、ばね要素１０は、その変位量に応じてフリーピストン９を中立位置へ戻す方向の附勢力を発生する。上記した中立位置は、フリーピストン９が圧力室Ｒ３に対してばね要素１０によって位置決められる位置であって、必ずしも中空部１４ａの上下方向における中間点に設定されなくともよい。ばね要素１０は、伸側圧力室７に収容されてもよく、ばね要素１０を伸側圧力室７と圧側圧力室８のそれぞれに収容される二つのばねで構成して、これらばねでフリーピストン９を挟持して中立位置へ位置決めしてもよい。

なお、ハウジング１４内は、図示したところでは、フリーピストン９によって上下に伸側圧力室７と圧側圧力室８に区画され、緩衝装置Ｄが伸縮する振動方向とフリーピストン９の移動方向が一致しており、緩衝装置Ｄ全体が図１中上下方向に振動することによって、フリーピストン９のハウジング１４に対する上下方向の振動が励起されることを避けたい場合には、フリーピストン９の移動方向を緩衝装置Ｄの伸縮方向と直交する方向、すなわち、図１中左右方向に設定し、伸側圧力室７と圧側圧力室８を図１中横方向に配置するようにすることもできる。

また、当該ハウジング１４には、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側流路６が設けられており、当該圧側流路６には絞り６ａが設けられ、これを通過する液体の流れに抵抗を与えることができるようになっている。当該絞り６ａは、フリーピストン９が中立位置から変位すればするほど開口面積を小さくする可変絞りとされており、フリーピストン９がハウジング１４の上端に当接するか、ばね要素１０が最圧縮状態となるストロークエンドへ近づくにつれてフリーピストン９の変位速度を減ずることができるようになっている。なお、絞り６ａは、可変絞り以外にも、固定オリフィスやチョーク等といった絞りとされてもよい。

さらに、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７は、ピストンロッド４の伸側室Ｒ１に臨む側部から開口してピストン２およびハウジング１４を通じる伸側流路５を介して連通されている。このように、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とが伸側流路５によって連通され、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８と圧側流路６によって連通され、伸側圧力室７と圧側圧力室８の容積はフリーピストン９がハウジング１４内で変位することによって変化するので、この緩衝装置Ｄにあっては、上記した伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる流路が、見掛け上、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通しており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２は、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂの他にも上記した見掛け上の流路によっても連通されることになる。

また、ハウジング１４には、伸側圧力室７と圧側圧力室８とを連通するバイパス流路１１が設けられている。このバイパス流路１１は、途中に、可変絞り１１ａを備えていて、バイパス流路１１を流れる液体の流れに抵抗を与えるようになっている。この可変絞り１１ａは、フリーピストン９が中立位置から変位すればするほど流路面積を小さくするようになっており、フリーピストン９がハウジング１４内で移動限界であるストロークエンドに達した状態では、遮断状態となるようになっている。このバイパス流路１１は、伸側圧力室７と圧側圧力室８とを連通していてフリーピストン９に並列されるため、バイパス流路１１が開放された状態では、上記した見掛け上の流路を流れる流量の全てがフリーピストン９の変位に寄与せず、従来の緩衝装置に比較して、フリーピストン９の変位量が抑制される。なお、この実施の形態の場合、可変絞り１１ａを用いて液体の流れに抵抗を与えるようになっているが、流路面積が一定であるオリフィスやチョーク等といった絞りを用いることも可能である。また、バイパス流路１１は、この場合、ハウジング１４に設けられているが、フリーピストン９に設けることも可能である。

つづいて、緩衝装置Ｄの基本的な作動について説明する。緩衝装置Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中上下動する伸縮作動を呈すると、ピストン２によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一方が圧縮され、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の他方が膨張されるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮される方の圧力が高まると同時に、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち容積拡大される方の圧力が低下して両者に差圧が生じる。すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮側の液体は、伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂのうち一方と、これに加えて伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち拡大側に移動する。

ここで、緩衝装置Ｄに入力される振動の周波数、すなわち、緩衝装置Ｄの伸縮方向の振動の周波数が低周波であっても高周波であっても、緩衝装置Ｄの伸長行程におけるピストン速度が同じである場合、低周波振動入力時の緩衝装置Ｄの振幅は、高周波振動入力時の緩衝装置Ｄの振幅よりも大きくなる。このように緩衝装置Ｄに入力される振動の周波数が低い場合、振幅が大きいため、伸縮１周期で伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き交う液体の流量は大きくなる。この流量に略比例して、フリーピストン９が動く変位も大きくなるが、フリーピストン９はばね要素１０で附勢されているため、フリーピストン９の変位が大きくなると、フリーピストン９が受けるばね要素１０からの附勢力も大きくなり、その分、伸側圧力室７の圧力と圧側圧力室８の圧力に差圧が生じて、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７の差圧および圧側室Ｒ２と圧側圧力室８の差圧が小さくなり、上記の見掛け上の流路を通過する流量は小さくなる。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、通路３ａの流量は大きくなるので、緩衝装置Ｄが発生する減衰力が高いまま維持される。

逆に、緩衝装置Ｄに高周波振動が入力される場合、振幅が低周波振動入力時よりも小さいため、伸縮１周期で伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き交う液体の流量は小さく、フリーピストン９の動く変位も小さくなる。すると、フリーピストン９が受けるばね要素１０から附勢力も小さくなる。その分、伸側圧力室７の圧力と圧側圧力室８の圧力がほぼ同等圧となり、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７の差圧および圧側室Ｒ２と圧側圧力室８の差圧は低周波振動入力時よりも大きくなって、上記の見掛け上の流路を通過する流量が低周波振動入力時よりも増大する。この見掛け上の流路を通過する流量が増大した分は、伸側減衰通路３ａの流量が減少することになるので、緩衝装置Ｄが発生する減衰力は低周波振動入力時の減衰力よりも低くなる。

このように、ピストン速度が低い場合には、流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、特開２００８−２１５４５９号公報に開示された緩衝装置と同様に、図２に示すが如くの特性となる。また、振動周波数の入力に対する減衰力のゲインを示す緩衝装置Ｄにおける減衰力の特性は、図３に示すように、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を低くすることができ、緩衝装置Ｄの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができる。なお、緩衝装置Ｄの収縮行程にあっても、上述の伸長行程と同様に、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を低くすることができ、緩衝装置Ｄの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができる。そして、図３の減衰特性において折れ点周波数を調整することで、緩衝装置Ｄは、ばね上共振周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生することができ、車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に、搭乗者に不安を感じさせることを防止できるとともに、ばね下共振周波数の振動が入力されると低い減衰力となり、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。なお、緩衝装置Ｄの減衰特性の設定は、特開２００８−２１５４５９号公報に開示されているように、各部の設定で任意に設定することができる。

以上のように、緩衝装置Ｄは、基本的には、従来の緩衝装置と同様に、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を低くすることができ、緩衝装置Ｄの減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができるが、この緩衝装置Ｄでは、バイパス流路１１を備えているので、上記見掛け上の流路を流れる液体の流量のうち、バイパス流路１１を流れる液体の流量分がフリーピストン９の変位に寄与せず、伸側圧力室７と圧側圧力室８の圧力差の増大を抑制することから、従来の緩衝装置に比較して、フリーピストン９の変位量を抑制することができる。

このように、本発明の緩衝装置Ｄでは、フリーピストン９の中立位置からの変位を抑制することができるので、高周波振動が継続して入力されても、フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８側へ偏って変位しにくくなり、緩衝装置Ｄの基本作動である高周波振動時に減衰力を低減する作動を損なうことがない。

また、本発明の緩衝装置Ｄでは、高周波振動が継続して入力されてもフリーピストン９の変位に偏りが生じないため、フリーピストン９の圧側圧力室８側へのストローク余裕を確保することができ、フリーピストン９がハウジング１４に当接して圧側圧力室８への変位ができなくなることを防止することができる。

この結果、本発明の緩衝装置Ｄによれば、高周波振動が継続的に入力されても、フリーピストン９のストローク余裕が確保されるので、減衰力低減効果を失うことがない。

また、この緩衝装置Ｄにあっては、高周波振動が継続的に入力されても、減衰力低減効果を発揮することができるので、悪路やでこぼこ道を車両が走行する場合にあっても、良好な乗心地を実現できる。

また、この実施の形態の場合、フリーピストン９が中立位置より所定量変位すると、バイパス流路１１の流路面積が減少するようになっている。このようにすることで、フリーピストン９が中立位置近傍に位置する際には、フリーピストン９を動きづらくし、フリーピストン９が中立位置から所定量以上変位すると、バイパス流路１１の流路面積が減少して、伸側圧力室７と圧側圧力室８の圧力に差が生じやすくなり、フリーピストン９の変位が促される。すると、大振幅入力時には、従来の緩衝装置と比較しても遜色のない減衰力低減効果を得ることができる。なお、バイパス流路１１は、中立位置からの変位が所定量以上であってストロークエンドにまで到達する前に完全に遮断されるように設定されてもよく、上記変位が所定量以上となると徐々にバイパス流路１１の流路面積が減少するように設定されれば、フリーピストン９の変位速度が急激に変化することがなく、減衰力の急変によって車体に振動を与えて異音が発生してしまうこともない。なお、バイパス流路１１が流路面積を減少させるフリーピストン９の中立位置からの変位量である所定量は、任意に設定することができる。また、バイパス流路１１の流路面積が減少するフリーピストン９の中立位置からの変位量は、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室7を圧縮する方向へ変位する場合と、フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８を圧縮する方向へ変位する場合とで異なっていてもよい、つまり、上記所定量は、フリーピストン9の変位方向によって異なっていてもよい。また、この実施の形態では、フリーピストン９が中立位置から所定量以上変位すると、バイパス流路１１の流路面積が減少するようになっているが、バイパス流路１１は通過する液体の流れに抵抗を与えて伸側圧力室７と圧側圧力室８に差が生じるようになっているので、バイパス流路１１の流路面積をフリーピストン９の変位量によらずに一定とすることも可能である。

以上では、緩衝装置Ｄの構造を概念的に説明したが、以下、より構造を具体化した緩衝装置Ｄ１の一例について説明する。

具体的な緩衝装置Ｄ１は、基本的には、図４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シリンダ２１内を２つの作動室である伸側室Ｒ４および圧側室Ｒ５に区画するピストン２２と、一端がピストン２２に連結されるピストンロッド２３と、伸側室Ｒ４および圧側室Ｒ５を連通する減衰通路３１と、ピストンロッド２３の先端に固定されて内部に圧力室Ｒ６を形成するハウジング２４と、ハウジング２４内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ６を伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とに区画するフリーピストン２９と、フリーピストン２９のハウジング２４に対する変位を抑制する附勢力を発生するばね要素としてのコイルばね４２，４３と、伸側室Ｒ４と伸側圧力室２７とを連通する伸側流路２５と、圧側室Ｒ５と圧側圧力室２８とを連通する圧側流路２６と、伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とを連通するバイパス流路３０とを備えて構成されている。なお、図示はしないが、図１に示した緩衝装置Ｄと同様に、シリンダ２１の下方には、摺動隔壁が設けられており気体室が設けられている。

以下、各部について詳細に説明する。まず、ピストンロッド２３は、その図４中下端側に小径部２３ａが形成され、小径部２３ａの先端側には螺子部２３ｂが形成されている。また、上記のようにピストンロッド２３の下端を小径にしたことによって段部２３ｃが設けられている。そして、ピストンロッド２３には、小径部２３ａの先端から開口し当該小径部２３ａより上方側の側部に抜ける伸側流路２５が形成されている。

ピストン２２は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド２３の小径部２３ａが挿入されている。また、このピストン２２には、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する伸側ポート３１ａと圧側ポート３１ｃが設けられ、伸側ポート３１ａの図４中下端はピストン２２の図４中下方に積層されるリーフバルブでなる伸側バルブ３１ｂにて開閉され、他方の圧側ポート３１ｃの図４中上端もピストン２２の図４中上方に積層されるリーフバルブでなる圧側バルブ３１ｄによって開閉される。

この伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄは、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド２３の小径部２３ａが挿入され、内周側がピストンロッド２３に固定されて外周側の撓みが許容されてピストン２２に積層されている。なお、伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄを構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。また、伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄは、リーフバルブ以外のバルブとされてもよい。なお、リーフバルブは、薄い環状板でありピストンロッド２３に組付けた際に軸方向の長さが短くて済むので、伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄをリーフバルブとすることで、緩衝装置Ｄ１のストローク長を確保しやすくなる。

そして、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１の伸長作動時に伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５の差圧によって撓んで開弁し伸側ポート３１ａを開放して伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５へ移動する流体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Ｄ１の収縮作動時には伸側ポート３１ａを閉塞するようになっていて伸側ポート３１ａを一方通行に設定している。他方の圧側バルブ３１ｄは、伸側バルブ３１ｂとは反対に緩衝装置Ｄ１の収縮作動時に圧側ポート３１ｃを開放し、伸長作動時には圧側ポート３１ｃを閉塞するようになっていて圧側ポート３１ｃを一方通行に設定している。すなわち、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１の伸長作動時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、他方の圧側バルブ３１ｄは、緩衝装置Ｄ１の収縮作動時における圧側減衰力を発生する減衰力発生要素である。よって、この実施の形態にあっては、減衰通路３１は、伸側ポート３１ａ、伸側バルブ３１ｂ、圧側ポート３１ｃおよび圧側バルブ３１ｄとで構成されている。また、伸側バルブ３１ｂは、伸側ポート３１ａを閉じた状態にあっても、図示はしない周知のオリフィスによって伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とが連通されるようになっており、オリフィスは、たとえば、伸側バルブ３１ｂの外周に切欠を設けたり、ピストン２２に設けられて伸側バルブ３１ｂが着座する符示しない弁座に凹部を設けたりするなどして形成される。圧側バルブ３１ｄも同様に切欠等によってオリフィスが形成される。なお、緩衝装置Ｄ１のピストン速度が同じ場合、圧側バルブ３１ｄよりも伸側バルブ３１ｂの方が液体の流れに与える抵抗を大きくしてある。減衰通路３１は、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通していればよいので、ピストン２２以外に設けることも可能であり、たとえば、ピストンロッド２３に設けたり、シリンダ２１外に設けたりすることもできる。

つづいて、ピストン２２の図４中上方であって、圧側バルブ３１ｄの図４中上方となる伸側室側には、環状のバルブストッパ４４が積層されて、ピストンロッド２３の小径部２３ａの外周に装着されている。また、ピストン２２の図４中下方には、伸側バルブ３１ｂが積層され、伸側バルブ３１ｂは、ピストン２２とともにピストンロッド２３の小径部２３ａの外周に装着される。そして、伸側バルブ３１ｂの図４中下方から圧力室Ｒ６を形成するハウジング２４がピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺着される。このハウジング２４によって、図４中上から順にピストンロッド２３の外周に装着されるバルブストッパ４４、圧側バルブ３１ｄ、ピストン２２および伸側バルブ３１ｂは、ピストンロッド２３の段部２３ｃとハウジング２４によって挟持されてピストンロッド２３に固定される。このように、ハウジング２４は、内部に圧力室Ｒ６を形成するだけでなく、ピストン２２や上記したバルブ類をピストンロッド２３に固定するピストンナットとしての役割を果たしている。

ハウジング２４は、ピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺合される筒状の螺子筒３６と、螺子筒３６の外周に設けた鍔３７とを備えたナット部３５と、ナット部３５における鍔３７の外周に開口部が加締められて一体化される有底筒状の外筒３８とを備えて構成されている。そして、ナット部３５および外筒３８で圧側室Ｒ５内に圧力室Ｒ６を画成している。なお、ナット部３５と外筒３８との一体化に際し、上記加締め加工以外にも溶接等の他の方法を採用することも可能であり、ナット部３５と外筒３８とを一部品で構成されてもよい。

そして、上記のように形成される圧力室Ｒ６内には、フリーピストン２９が摺動自在に挿入されて、圧力室Ｒ６は、図４中上方側の伸側圧力室２７と下方側の圧側圧力室２８に区画されている。

ナット部３５は、螺子筒３６をピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺着することによって、ハウジング２４をピストンロッド２３の小径部２３ａに固定することが可能なようになっている。ゆえに、外筒３８の少なくとも一部の外周の断面形状を真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状としておくことで、この外周に係合する工具を用いてハウジング２４をピストンロッド２３に螺着する作業を容易とすることができる。

外筒３８は、底部３８ａと、筒部３８ｂとを備えて有底筒状とされている。筒部３８ｂは、底部側に小内径を持つ小径部３８ｃと、反底部側に大内径を持つ大径部３８ｄと、底部３８ａを貫いて圧側室Ｒ５をハウジング２４内へ連通する固定オリフィス３８ｅと、大径部３８ｄを貫いて圧側室Ｒ５をハウジング２４内へ連通する可変オリフィス３８ｆと、小径部３８ｃと大径部３８ｄとの境に形成される段部３８ｇと、大径部３８ｄの内周に周方向に沿って設けた環状溝３８ｈとを備えている。

他方、フリーピストン２９は、有底筒状とされており、フリーピストン底部２９ａを図４中下方へ向けてフリーピストン筒部２９ｂの外周を外筒３８の筒部３８ｂにおける大径部３８ｄの内周に摺接させてハウジング２４内に挿入されている。フリーピストン２９は、上記のようにハウジング２４内に摺動自在に挿入されると圧力室Ｒ６内を伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とに区画する。

なお、フリーピストン２９のフリーピストン底部２９ａを図４中下方へ向けてハウジング２４内に収容することで、フリーピストン２９のナット部３５における螺子筒３６への干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン２９は、この実施の形態の場合、フリーピストン筒部２９ｂの外周に設けた環状凹部２９ｃと、フリーピストン底部２９ａから環状凹部２９ｃへ通じる孔２９ｄを備えている。また、フリーピストン２９は、径方向に沿って設けられてフリーピストン２９内から外周に通じるオリフィス通路２９ｅと、フリーピストン筒部２９ｂの下端外周に設けた切欠溝２９ｆとを備えている。切欠溝２９ｆは、図４に示すように、上方へ向かうほど先細る形状とされていて、図示するところでは、図４中上端となる反底部側端が円形状とされている。なお、切欠溝２９ｆの形状は、これに限られるものではなく、楔形等とされてもよいし、反底部側端へ向かうほど溝深さが浅くなるように設定されてもよい。つまり、切欠溝２９ｆの反底部側端の幅と深さの長さの一方または両方が短くなっていればよい。

また、このフリーピストン２９に、フリーピストン２９の圧力室Ｒ６に対する変位量に応じてその変位を抑制する附勢力を作用させるばね要素が設けられており、このばね要素は、フリーピストン底部２９ａとナット部３５の鍔３７との間に介装されるコイルばね４２と、圧側圧力室２８内であって外筒３８における外筒底部３８ａとフリーピストン底部２９ａとの間に介装されるコイルばね４３とで構成されている。よって、フリーピストン２９は、コイルばね４２，４３に挟持されて圧力室Ｒ６内で中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。

なお、ばね要素としては、フリーピストン２９を弾性支持できればよいので、コイルばね４２，４３以外のものを採用してもよく、たとえば、皿ばね等の弾性体を用いてフリーピストン２９を弾性支持するようにしてもよい。また、一端がフリーピストン２９に連結される単一のばね要素を用いる場合には、ナット部３５或いは外筒３８に他端を固定するようにしてもよい。

そして、上記環状凹部２９ｃは、フリーピストン２９がばね要素としてのコイルばね４２，４３によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記可変オリフィス３８ｆに対向して圧側圧力室２８と圧側室Ｒ５を連通するとともに、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位する、すなわち、ナット部３５の鍔３７或いは外筒３８の内周に設けた段部３８ｇに当接するまで変位するとフリーピストン２９の外周で完全にラップされて閉塞されるようになっている。

なお、固定オリフィス３８ｅは、フリーピストン２９によって区画された圧側圧力室２８と圧側室Ｒ５とに開口しており、これらを連通している。また、可変オリフィス３８ｆの一端は圧側室Ｒ５に臨んでおり、その他端は、フリーピストン２９に設けた環状凹部２９ｃおよび孔２９ｄによって圧側圧力室２８に連通される。すなわち、圧側流路２６は、環状溝２９ｃ、孔２９ｄ、可変オリフィス３８ｆおよび固定オリフィス３８ｅで構成されている。なお、可変オリフィス３８ｆの設置数は任意である。

つまり、この具体的な緩衝装置Ｄ１の場合、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が増加していくと、可変オリフィス３８ｆの開口全てが環状凹部２９ｃに対向する状況からフリーピストン２９の外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス３８ｆの流路面積が減少し始め、圧側流路２６における流路抵抗が徐々に増加する。そして、この実施の形態では、フリーピストン２９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス３８ｆの流路面積が減少し、フリーピストン２９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス３８ｆが完全にフリーピストン２９の外周で閉塞されて、圧側流路２６における流路抵抗が最大となるようになっている。

また、ハウジング２４を構成する外筒３８の内周に設けた環状溝３８ｈは、フリーピストン２９がばね要素としてのコイルばね４２，４３によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記オリフィス孔２９ｅの開口端に対向するとともに、フリーピストン２９の下端外周に形成の切欠溝２９ｆに対向していて、オリフィス孔２９ｅおよび環状溝３８ｈを介して伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とが連通状態におかれる。すなわち、この具体的な緩衝装置Ｄ１の場合、バイパス流路３０は、オリフィス孔２９ｅ、環状溝３８ｈによって形成されている。

そして、フリーピストン２９が中立位置から伸側圧力室２７を圧縮する方向である図４中上方へ変位して、オリフィス孔２９ｅが環状溝３８ｈの上端を超えて外筒３８の大径部３８ｄの内周で閉塞されると、バイパス流路３０が遮断される。ここで、オリフィス孔２９ｅが大径部３８ｄの内周で閉塞され始めるところまでフリーピストン２９が中立位置から上方に変位した後、さらに、フリーピストン２９が図４中上方へ変位すると、徐々にオリフィス孔２９ｅが遮断されてバイパス流路３０の流路面積が徐々に減少するようになる。つまり、フリーピストン２９が伸側圧力室２７を圧縮する方向へ変位する場合に、バイパス流路３０の流路面積が減少し始めるフリーピストン２９の中立位置からの変位量である所定量は、オリフィス孔２９ｅの開口位置と環状溝３８ｈの上端位置で決定され、フリーピストン２９の変位に対するバイパス流路３０の流路面積の減少度合いは、オリフィス孔２９ｅの開口形状によって設定することができる。

反対に、フリーピストン２９が中立位置から圧側圧力室２８を圧縮する方向である図４中下方へ変位して、フリーピストン２９の下端外周の肩部２９ｇが環状溝３８ｈの下端を超えて、さらに、切欠溝２９ｆの図４中上端が環状溝３８ｈの下端よりも下方に超えると、オリフィス孔２９ｅと切欠溝２９ｆとの連通が外筒３８によって断たれ、バイパス流路３０が遮断される。ここで、肩部２９ｇが環状溝３８ｈの下端に対向するまでフリーピストン２９が中立位置から下方に変位した後、さらに、フリーピストン２９が図４中下方へ変位すると、切欠溝２９ｆが先細りに設定されているため、切欠溝２９ｆにおける流路面積が減少し、バイパス流路３０の流路面積が徐々に減少するようになる。つまり、フリーピストン２９が圧側圧力室２８を圧縮する方向へ変位する場合に、バイパス流路３０の流路面積が減少し始めるフリーピストン２９の中立位置からの変位量である所定量は、フリーピストン２９の肩部２９ｇの位置と環状溝３８ｈの下端位置で決定され、フリーピストン２９の変位に対するバイパス流路３０の流路面積の減少度合いは、切欠溝２９ｆの形状によって設定することができる。

なお、フリーピストン２９を天地逆向きにしてハウジング２４内に収容することもでき、その場合、圧側圧力室２８に連通されるオリフィス孔２９ｅを環状溝３８ｈで伸側圧力室２７に連通するような構造を採用することも可能である。

さて、緩衝装置Ｄ１は、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄ１の基本作動について説明する。まず、フリーピストン２９における中立位置からの変位量が可変オリフィス３８ｆを閉塞し始めない範囲内にある場合の緩衝装置Ｄ１における動作について説明する。

この場合、フリーピストン２９は、圧側流路２６の抵抗を変化させることなく変位することが可能である。そして、緩衝装置Ｄ１へ入力される振動周波数が低い場合と高い場合で、ピストン速度が同じであるという条件下で考えると、まず、入力周波数が低い場合、入力される振動の振幅が大きくなり、フリーピストン２９の振幅も、可変オリフィス３８ｆを閉塞し始めない範囲内で大きくなる。

フリーピストン２９の振幅が上記の範囲で大きくなると、フリーピストン２９がコイルばね４２，４３から受ける附勢力が大きくなり、緩衝装置Ｄ１が伸長する場合、圧側圧力室２８内の圧力は、伸側圧力室２７内の圧力よりも上記コイルばね４２，４３の附勢力分だけ小さくなり、逆に、緩衝装置Ｄ１が収縮する場合には、伸側圧力室２８内の圧力は、圧側圧力室２７内の圧力よりも上記コイルばね４２，４３の附勢力分だけ小さくなる。

このように、緩衝装置Ｄ１が低周波振動を呈すると伸側圧力室２７と圧側圧力室２８にコイルばね４２，４３の附勢力に見合った差圧が生じているので、伸側室Ｒ４と伸側圧力室２７の差圧および圧側室Ｒ５と圧側圧力室２８の差圧が小さくなり、伸側流路２５、圧側流路２６、伸側圧力室２７および圧側圧力室２８でなる見掛け上の流路を通過する流量は小さい。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、伸側ポート３１ａ或いは圧側ポート３１ｃの流量は大きくなるので、緩衝装置Ｄ１が発生する減衰力が高いまま維持される。

逆に、緩衝装置Ｄ１への入力周波数が高い場合、入力される振動の振幅が小さくなり、フリーピストン２９の振幅はより小さくなる。フリーピストン２９の振幅が小さくなると、フリーピストン２９がコイルばね４２，４３から受ける附勢力が小さくなり、緩衝装置Ｄ１が伸長行程にあっても収縮行程にあっても、伸側圧力室２７内の圧力と圧側圧力室２８内の圧力とが略等しくなる。すると、伸側室Ｒ４と伸側圧力室２７の差圧および圧側室Ｒ５と圧側圧力室２８の差圧は大きくなるので、伸側流路２５および圧側流路２６を通過する流量も多くなる。

緩衝装置Ｄ１へ入力される振動の周波数が低い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は小さく、入力周波数が高い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は大きくなり、入力速度が同じであれば、伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５或いは圧側室Ｒ５から伸側室Ｒ４へ流れる流量は、入力周波数によらず等しくならなければならないため、伸側ポート３１ａ或いは圧側ポート３１ｃを通過する流量は、入力周波数が低い場合には多くなって減衰力が高く、反対に、入力周波数が高い場合には少なくなって減衰力は低くなる。したがって、緩衝装置Ｄ１の減衰特性は、上記した緩衝装置Ｄと同様に図３に示すように、推移することになる。

この緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができ、ばね上共振周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生することで車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に搭乗者に不安を感じさせることを防止できるとともに、ばね下共振周波数の振動が入力されると必ず低い減衰力を発生させて車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。

次に、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が圧側流路２６の流路抵抗を増加させる範囲内となる場合の緩衝装置Ｄ１における動作について説明する。

可変オリフィス３８ｆは、緩衝装置Ｄ１が伸長しても収縮しても、フリーピストン２９が中立位置から変位して、その変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、フリーピストン２９が上下のいずれかストロークエンドに到達すると完全に閉塞されて流路面積を固定オリフィス３８ｅの流路面積と同じくして最小とする状況となる。

つまり、フリーピストン２９が可変オリフィス３８ｆを閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路２６の流路抵抗を徐々に大きくし、フリーピストン２９がストロークエンドに到達すると流路抵抗が最大となる。

ここで、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位するのは、伸側圧力室２７もしくは圧側圧力室２８への液体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置Ｄ１の伸縮の振幅が大きい場合である。

緩衝装置Ｄ１に入力される振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置Ｄ１は、フリーピストン２９が可変オリフィス３８ｆを閉塞し始める位置へ変位するまでは、比較的低い減衰力を発生しているが、フリーピストン２９が可変オリフィス３８ｆを閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に圧側流路２６の流路抵抗が徐々に大きくなっていくので、フリーピストン２９のそれ以上のストロークエンド側への移動速度が減少されて、見掛け上の流路を介しての液体の移動量も減少し、その分、伸側ポート３１ａ或いは圧側ポート３１ｃを通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Ｄ１の発生減衰力は徐々に高くなっていく。

そして、フリーピストン２９がストロークエンドに達すると、それ以上、見掛け上の流路を介しての液体の移動はなくなり、緩衝装置Ｄ１の伸縮方向を転ずるまでは液体は伸側ポート３１ａ或いは圧側ポート３１ｃのみを通過することになり、緩衝装置Ｄ１は、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。

すなわち、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Ｄ１に対し入力されても、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が任意の変位量を超えるとフリーピストン２９がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Ｄ１は徐々に発生減衰力を高くするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン２９がストロークエンドに達して圧力室Ｒ６を介して伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５の液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力が変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン２９が圧力室Ｒ６における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を高くするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Ｄ１の伸圧の両行程で発揮される。

したがって、この緩衝装置Ｄ１にあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。

さて、緩衝装置Ｄ１は、振動周波数に感応して減衰力を変化させる、つまり、入力振動周波数が高くなると減衰力を低減させる機能を上記の如く発揮するが、緩衝装置Ｄ１にあっても上述の緩衝装置Ｄと同様にバイパス路３０が設けられている。よって、緩衝装置Ｄ１は、フリーピストン２９が中立位置からの変位量が所定量未満である場合、このバイパス流路３０の流路面積は変化しないため、伸側圧力室２７の圧力と圧側圧力室２８の圧力に差が生じにくく、上記の減衰力低減機能を発揮しつつもフリーピストン２９の中立位置からの変位を抑制することができる。したがって、緩衝装置Ｄ１は、高周波振動が継続して入力されても、フリーピストン２９が中立位置から偏って変位しにくくなり、緩衝装置Ｄ１の基本作動である高周波振動時に減衰力を低減する作動を損なうことがない。

また、本発明の緩衝装置Ｄ１では、高周波振動が継続して入力されてもフリーピストン２９の変位に偏りが生じないため、フリーピストン２９の圧側圧力室２８側へのストローク余裕を確保することができ、フリーピストン２９がハウジング２４に当接して圧側圧力室２８への変位ができなくなることを防止することができる。

この結果、本発明の緩衝装置Ｄ１によれば、高周波振動が継続的に入力されても、フリーピストン２９のストローク余裕が確保されるので、減衰力低減効果を失うことがない。

また、この緩衝装置Ｄ１にあっては、高周波振動が継続的に入力されても、減衰力低減効果を発揮することができるので、悪路やでこぼこ道を車両が走行する場合にあっても、良好な乗心地を実現できる。

なお、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が圧側流路２６の流路抵抗を増加させ始める変位量は、バイパス流路３０の流路面積を減少させ始めるフリーピストン２９の中立位置からの変位量である所定量とは、別個独立に設定することができる。

上記したところから、緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、入力される振動の振幅が小さいときには、フリーピストン２９の中立位置からの変位量も少なく、大振幅入力時には、高周波振動に対して従来の緩衝装置と比較しても遜色のない減衰力低減効果を得ることができる。

なお、バイパス流路３０は、この場合、フリーピストン２９の中立位置からの変位が所定量以上であってストロークエンドにまで到達する前に完全に遮断されるように設定されており、上記変位が所定量以上となると徐々にバイパス流路３０の流路面積が減少するようになっているため、フリーピストン２９の変位速度が急激に変化することがなく、減衰力の急変によって車体に振動を与えて異音が発生してしまうこともない。

さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっても、バイパス流路３０がハウジング２４の内周に設けた環状溝３８ｈと、フリーピストン２９内から外周へ通じるオリフィス孔２９ｅとで形成したので、環状溝３８ｈの位置とオリフィス孔２９ｅの開口位置、さらには、フリーピストン２９の肩部２９ｇの位置でバイパス流路３０の流路面積が減少する所定量を設定することができ、また、オリフィス孔２９ｅをハウジング２４の内周で徐々に遮断し、切欠溝２９ｆとオリフィス孔２９ｅの連通をハウジング２４の内周で徐々に遮断するようにしているので、バイパス流路３０の流路面積を徐々に減少させる構造を具体的且つ容易に実現することができ、加工コストの増大を最小限にとどめることができる。

つづいて、図５に示した他の具体的な構造における緩衝装置Ｄ２について説明する。この緩衝装置Ｄ２は、バイパス流路５０の形成に当たり、ハウジング５１およびフリーピストン５４の構造が上記した緩衝装置Ｄ１と異なっている。その他の構成については、緩衝装置Ｄ１と同様であるので、以下、この緩衝装置Ｄ２が緩衝装置Ｄ１と異なる部材について詳細に説明し、同じ部材については説明が重複するので同じ符号を付するのみとして詳しい説明を省略することとする。

緩衝装置Ｄ２におけるハウジング５１は、ピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺合される筒状の螺子筒５２ａと、螺子筒５２ａの外周に設けた鍔５２ｂとを備えたナット部５２と、ナット部５２における鍔５２ｂの外周に開口部が加締められて一体化される有底筒状の外筒５３とを備えて構成されている。そして、このハウジング５１における外筒５３は、緩衝装置Ｄ１のハウジング２４の外筒３８で備えていたバイパス流路３０を形成するための環状溝３８ｈを備えていない点のみが外筒３８と異なっている。

具体的には、外筒５３は、底部５３ａと、筒部５３ｂとを備えて有底筒状とされている。筒部５３ｂは、底部側に小内径を持つ小径部５３ｃと、反底部側に大内径を持つ大径部５３ｄと、底部５３ａを貫いて圧側室Ｒ５をハウジング５１内へ連通する固定オリフィス５３ｅと、大径部５３ｄを貫いて圧側室Ｒ５をハウジング５１内へ連通する二つの可変オリフィス５３ｆと、小径部５３ｃと大径部５３ｄとの境に形成される段部５３ｇとを備えている。

他方、フリーピストン５４は、有底筒状とされており、フリーピストン底部５４ａを図５中下方へ向けてフリーピストン筒部５４ｂの外周を外筒５３の筒部５３ｂにおける大径部５３ｄの内周に摺接させてハウジング５１内に挿入されている。フリーピストン５４は、上記のようにハウジング５４内に摺動自在に挿入されると圧力室Ｒ６内を伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とに区画する。

なお、フリーピストン５４のフリーピストン底部５４ａを図５中下方へ向けてハウジング５１内に収容することで、フリーピストン５４のナット部５２における螺子筒５２ａへの干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン５４は、この実施の形態の場合、フリーピストン筒部５４ｂの外周に設けた環状凹部５４ｃと、フリーピストン底部５４ａから環状凹部５４ｃへ通じる孔５４ｄを備えている。また、フリーピストン５４は、フリーピストン底部５４ａの下端からフリーピストン筒部５４ｂの上端に通じるバイパス流路５０とを備えている。バイパス流路５０は、途中にオリフィスを備えるか、全体がチョークとして機能する等して、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。

なお、この緩衝装置Ｄ２にあっても、フリーピストン５４はコイルばね４２とコイルばね４３とで構成されるばね要素によって附勢されていて、中立位置に位置決めされている。ばね要素としては、フリーピストン５４を弾性支持できればよいので、コイルばね４２，４３以外のものを採用してもよいことは緩衝装置Ｄ１と同様である。

また、この緩衝装置Ｄ２にあっても、圧側流路２６は、環状溝５４ｃ、孔５４ｄ、可変オリフィス５３ｆおよび固定オリフィス５３ｅで構成されている。そして、緩衝装置Ｄ１と同様に緩衝装置Ｄ２にあっても、フリーピストン５４の中立位置からの変位量が増加していくと、可変オリフィス５３ｆの開口全てが環状凹部５４ｃに対向する状況からフリーピストン５４の外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス５３ｆの流路面積が減少し始め、圧側流路２６における流路抵抗が徐々に増加し、最終的には、可変オリフィス５３ｆが完全にフリーピストン５４の外周で閉塞されて、圧側流路２６における流路抵抗が最大となるようになっている。

そして、この緩衝装置Ｄ２では、フリーピストン５４が中立位置から伸側圧力室２７を圧縮する方向である図５中上方へ変位して、フリーピストン筒部５４ｂの上端がナット部５２の鍔５２ｂに当接してフリーピストン５４の上方への変位が制限される、つまり、伸側のストロークエンドまで達すると、バイパス流路５０の上端開口部が閉塞されてバイパス流路５０が遮断され、反対に、フリーピストン５４が中立位置から圧側圧力室２８を圧縮する方向である図５中下方へ変位して、フリーピストン底部５４ａの下端外周が外筒５３の段部５３ｇに当接してフリーピストン５４の下方への変位が制限される、つまり、圧側のストロークエンドまで達すると、バイパス流路５０の下端開口部が閉塞されてバイパス流路５０が遮断されるようになっている。

また、バイパス流路５０が遮断される手前、つまり、フリーピストン５４がストロークエンド近傍にある場合、伸側ではフリーピストン筒部５４ｂと鍔５２ｂの間の隙間が非常に狭くなり、圧側ではフリーピストン底部５４ａと段部５３ｇの間の隙間が非常に狭くなるため、フリーピストン５４がストロークエンドまで変位する間にバイパス流路５０の流路面積は徐々に減少して遮断されることになる。なお、バイパス流路の遮断を要しない場合には、たとえば、フリーピストン底部５４ａを貫いて伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とを連通するバイパス流路を形成してもよい。

このように構成された緩衝装置Ｄ２は、緩衝装置Ｄ１と同様に振動周波数に感応して減衰力を変化させる、つまり、入力振動周波数が高くなると減衰力を低減させる機能を上記の如く発揮するとともに、バイパス路５０が設けられているので、伸側圧力室２７の圧力と圧側圧力室２８の圧力に差が生じにくく、減衰力低減機能を発揮しつつもフリーピストン５４の中立位置からの変位を抑制することができる。したがって、緩衝装置Ｄ２にあっても、高周波振動が継続して入力されても、フリーピストン５４が中立位置から偏って変位しにくくなり、緩衝装置Ｄ２の基本作動である高周波振動時に減衰力を低減する作動を損なうことがない。

また、本発明の緩衝装置Ｄ２では、高周波振動が継続して入力されてもフリーピストン５４の変位に偏りが生じないため、フリーピストン５４の圧側圧力室２８側へのストローク余裕を確保することができ、フリーピストン５４がハウジング５１に当接して圧側圧力室２８への変位ができなくなることを防止することができる。

この結果、本発明の緩衝装置Ｄ２によれば、高周波振動が継続的に入力されても、フリーピストン５４のストローク余裕が確保されるので、減衰力低減効果を失うことがない。

また、この緩衝装置Ｄ２でも、高周波振動が継続的に入力されても、減衰力低減効果を発揮することができるので、悪路やでこぼこ道を車両が走行する場合にあっても、良好な乗心地を実現できる。

緩衝装置Ｄ２では、この場合、フリーピストン５４の中立位置からの変位によって、徐々にバイパス流路５０の流路面積を減少するようになっているため、フリーピストン５４の変位速度が急激に変化することがなく、減衰力の急変によって車体に振動を与えて異音が発生してしまうこともない。さらに、バイパス流路５０は、フリーピストン５４のフリーピストン底部５４ａの下端からフリーピストン筒部５４ｂの上端に開口するように設けられているので、形成が容易で加工コストも低減される。

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。

本発明の緩衝装置は、車両の制振用途に利用することができる。

１，２１ シリンダ
２，２２ ピストン
３ａ 減衰通路としての伸側減衰通路
３ｂ 減衰通路としての圧側減衰通路
４，２３ ピストンロッド
５，２５ 伸側流路
６，２６ 圧側流路
７，２７ 伸側圧力室
８，２８ 圧側圧力室
９，２９，５４ フリーピストン
１０ ばね要素
１１，３０，５０ バイパス流路
１４，２４，５１ ハウジング
２９ａ，５４ａ フリーピストン底部
２９ｂ，５４ｂ フリーピストン筒部
２９ｆ，５４ｆ オリフィス通路
２９ｆ 切欠溝
３１ 減衰通路
３８ｈ 環状溝
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２ 緩衝装置
Ｒ１、Ｒ４ 伸側室
Ｒ２，Ｒ５ 圧側室
Ｒ３，Ｒ６ 圧力室

Claims (7)

1. シリンダと、当該シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室と、当該圧力室内に移動自在に挿入されて当該圧力室内を伸側圧力室と圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、当該フリーピストンの上記圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するばね要素と、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側流路と、上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通する圧側流路とを備えた緩衝装置において、上記伸側圧力室と上記圧側圧力室とを連通するとともに通過する流れに抵抗を与えるバイパス流路を設けたことを特徴とする緩衝装置。
2. 上記フリーピストンが上記ばね要素によって位置決められる中立位置から所定量変位すると、上記バイパス流路の流路面積を減じることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
3. 上記バイパス流路は、上記フリーピストンの変位が進むと遮断状態となることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝装置。
4. 上記フリーピストンに上記バイパス流路を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の緩衝装置。
5. 上記圧力室を形成する中空なハウジングを備え、上記ハウジング内に上記フリーピストンを摺動自在に挿入して当該ハウジング内が上記伸側圧力室と上記圧側圧力室とに区画され、上記フリーピストンは有底筒状であって、上記バイパス流路は上記フリーピストンの内から外周へ通じるオリフィス通路と、上記ハウジングの内周に設けられて上記フリーピストンが上記中立位置から所定量変位するまで上記オリフィス通路に対向して上記オリフィス通路を圧側圧力室或いは伸側圧力室に連通する環状溝とで形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝装置。
6. 上記フリーピストンの底部側端外周に上記環状溝に対向可能であって当該フリーピストンの反底部側の端部における幅或いは深さの長さの一方または両方が反底部側に向かうほど短くなる切欠溝を設けたことを特徴とする請求項５に記載の緩衝装置。
7. 上記圧力室を形成する中空なハウジングを備え、上記ハウジング内に上記フリーピストンを摺動自在に挿入して当該ハウジング内が上記伸側圧力室と上記圧側圧力室とに区画され、上記フリーピストンは有底筒状であって、上記バイパス流路は上記フリーピストンの底部から筒部を貫いて上記伸側圧力室と上記圧側圧力室とを連通し、当該バイパス流路は、上記フリーピストンがストロークエンドに到達すると上記ハウジングによって閉塞されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の緩衝装置。

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