JP2014181737A

JP2014181737A - 緩衝装置

Info

Publication number: JP2014181737A
Application number: JP2013055912A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Otake; 隆文大竹; Kazutaka Inemitsu; 和隆稲満; Takashi Teraoka; 崇志寺岡
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: JP6108532B2

Abstract

【課題】伸長作動時の減衰力低減効果と収縮作動時の減衰力低減効果の設計自由度を向上することができ、車両における乗り心地を向上させることができる緩衝装置を提供する。
【解決手段】伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に連通される第一圧力室Ｒ３および第二圧力室Ｒ４と、第一圧力室Ｒ３内に移動自在に挿入されて第一圧力室Ｒ３内を伸側室Ｒ１に連通される第一伸側圧力室４と圧側室Ｒ２に連通される第一圧側圧力室５とに区画する伸側フリーピストン６と、第一伸側圧力室４を圧縮する方向へ伸側フリーピストン６を附勢する伸側ばね要素７と、第二圧力室Ｒ４内に移動自在に挿入されて第二圧力室Ｒ４内を伸側室Ｒ１に連通される第二伸側圧力室８と圧側室Ｒ２に連通される第二圧側圧力室９とに区画する圧側フリーピストン１０と、第二圧側圧力室９を圧縮する方向へ圧側フリーピストン１０を附勢する圧側ばね要素１１とを備えた。
【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

上記緩衝装置は、上記したように、入力される振動の周波数に感応して発生する減衰力を変化させることができるが、高周波数入力時の減衰力の低減効果は上記した単一のフリーピストンの動作によってもたらされるものであり、緩衝装置は、伸長作動時だけでなく収縮作動時にあっても、上記フリーピストンの動作によって減衰力低減効果を発揮している。

したがって、伸長作動時の減衰力低減効果と収縮作動時の減衰力低減効果を互いに独立させて自由に設計することは難しく、車両の乗り心地をより一層向上させるには限界がある。

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、伸長作動時の減衰力低減効果と収縮作動時の減衰力低減効果の設計自由度を向上することができ、車両における乗り心地を向上させることができる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、上記伸側室と上記圧側室に連通される第一圧力室と、上記伸側室と上記圧側室に連通される第二圧力室と、上記第一圧力室内に移動自在に挿入されて当該第一圧力室内を上記伸側室に連通される第一伸側圧力室と上記圧側室に連通される第一圧側圧力室とに区画する伸側フリーピストンと、上記第一伸側圧力室を圧縮する方向へ上記伸側フリーピストンを附勢する伸側ばね要素と、上記第二圧力室内に移動自在に挿入されて上記第二圧力室内を上記伸側室に連通される第二伸側圧力室と上記圧側室に連通される第二圧側圧力室とに区画する圧側フリーピストンと、上記第二圧側圧力室を圧縮する方向へ上記圧側フリーピストンを附勢する圧側ばね要素とを備えたことを特徴とする。

本発明の緩衝装置では、伸長作動時に、第一圧力室内に設けた伸側フリーピストンの作動により減衰力低減効果を得て、収縮作動時には、第二圧力室内に設けた圧側フリーピストンの作動により減衰力低減効果を得ることができる。

この結果、本発明の緩衝装置によれば、伸長作動時の減衰力低減効果と収縮作動時の減衰力低減効果の設計自由度を向上することができ、より車両に適した伸圧の減衰特性を設定が可能になるので、車両における乗り心地を向上させることができる。

本発明の一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。本発明の一実施の形態の一変形例における緩衝装置の縦断面図である。本発明の他の実施の形態における緩衝装置の一部を概念的に示した縦断面図である。

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当該シリンダ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、上記伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に連通される第一圧力室Ｒ３と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に連通される第二圧力室Ｒ４と、第一圧力室Ｒ３内に移動自在に挿入されて当該第一圧力室Ｒ３内を伸側室Ｒ１に連通される第一伸側圧力室４と圧側室Ｒ２に連通される第一圧側圧力室５とに区画する伸側フリーピストン６と、第一伸側圧力室４を圧縮する方向へ伸側フリーピストン６を附勢する伸側ばね要素としてのコイルばね７と、第二圧力室Ｒ４内に移動自在に挿入されて第二圧力室Ｒ４内を伸側室Ｒ１に連通される第二伸側圧力室８と圧側室Ｒ２に連通される第二圧側圧力室９とに区画する圧側フリーピストン１０と、第二圧側圧力室９を圧縮する方向へ圧側フリーピストン１０を附勢する圧側ばね要素としてのコイルばね１１とを備えて構成されており、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。

この緩衝装置Ｄにあっては、シリンダ１が有底筒状とされており、上端には環状のヘッド部材３１が装着されている。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１３の一端に連結され、ピストンロッド１３の上端は、ヘッド部材３１によって摺動自在に軸支されてシリンダ１外へ突出され、緩衝装置Ｄは、所謂、片ロッド型の緩衝装置とされている。ピストン２は、シリンダ１内に移動自在に挿通されて、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画している。

そして、伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２、第一圧力室Ｒ３および第二圧力室Ｒ４内には作動油等の液体が充満され、ピストンロッド１３とシリンダ１との間はシール部材３２でシールされ、シリンダ１内が液密状態とされている。

また、緩衝装置Ｄは、伸側室Ｒ１にのみピストンロッド１３が挿通される片ロッド型であるので、ピストンロッド１３がシリンダ１内に出入りする体積を補償するため、シリンダ１内の下方にシリンダ１の内周に摺接して圧側室Ｒ２の下方に気体室Ｇを区画する摺動隔壁１２が設けられており、単筒型の緩衝装置に設定されている。よって、この場合、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１３の体積は、上記した気体室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１３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。また、リザーバを設ける場合、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。

また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路として伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂが設けられている。伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂの出口には、減衰力発生要素としてリーフバルブ１４ａ，１４ｂ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リーフバルブ１４ａ，１４ｂによって抵抗を与えることができるようになっている。このリーフバルブ１４ａは、詳しくは、ピストン２の図１中下面に積層されていて、伸側減衰通路３ａの出口端を開閉するようになっていて、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、リーフバルブ１４ｂは、ピストン２の図１中上面に積層されていて、圧側減衰通路３ｂの出口端を開閉するようになっていて、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いる。なお、減衰力発生要素としてはリーフバルブ１４ａ，１４ｂ以外にも、ポペット弁や周知のオリフィスやチョークといった絞り弁を採用してもよいし、リーフバルブ、ポペット弁に絞り弁を並列した構成を採用することも可能である。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１３に設けたり、シリンダ１外に設けたりすることもでき、その場合の減衰力発生要素には減衰通路に適した構造を採用すればよい。

つづいて、ピストン２の図１中上方であって、リーフバルブ１４ｂの図１中上方となる伸側室側には、環状のバルブストッパ４０が積層されて、ピストンロッド１３の小径部１３ａの外周に装着されている。また、ピストン２の図１中下方には、リーフバルブ１４ａが積層され、リーフバルブ１４ａは、ピストン２とともにピストンロッド１３の小径部１３ａの外周に装着される。

そして、リーフバルブ１４ａの下方から、第一圧力室Ｒ３および第二圧力室Ｒ４を備えたハウジング１５がこの実施の形態の場合、ピストンロッド１３の螺子部１３ｂに螺着される。ピストンロッド１３の外周に装着されるバルブストッパ４０、リーフバルブ１４ｂ、ピストン２およびリーフバルブ１４ａは、ピストンロッド１３の段部１３ｃとハウジング１５によって挟持されてピストンロッド１３に固定される。このように、ハウジング１５は、内部に第一圧力室Ｒ３および第二圧力室Ｒ４を形成するだけでなく、ピストン２や上記したバルブ類をピストンロッド１３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１５は、ピストンロッド１３の螺子部１３ｂに螺合される筒状の螺子筒１７と、螺子筒１７の外周に設けた鍔１８とを備えたナット部１６と、ナット部１６における鍔１８の外周に図１中上端開口部が加締められて一体化される外筒１９と、当該外筒１９の図１中下端開口部を閉塞する底板２０とを備えて構成され、圧側室Ｒ２内に配置されている。なお、ナット部１６と外筒１９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１６と外筒１９とが一部品で構成されてもよい。また、底板２０も、この場合、外筒１９の下端を加締めることで外筒１９に一体化されるが、一体化に際して溶接その他の方法を採用することもできる。

ナット部１６は、螺子筒１７をピストンロッド１３の螺子部１３ｂに螺着することによって、ハウジング１５をピストンロッド１３の小径部１３ａに固定することが可能なようになっている。ゆえに、外筒１９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１５をピストンロッド１３に螺着する作業を容易とすることができる。

また、外筒１９の内周には、外筒１９内を図１中下方の第一圧力室Ｒ３と図１中上方の第二圧力室Ｒ４とに区画する仕切１９ａと、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とを連通する連絡通路１９ｂとが設けられており、これにより、ハウジング１５内に第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４が形成されている。さらに、外筒１９は、圧側室Ｒ２と第一圧力室Ｒ３とを連通する伸側オリフィス通路１９ｃと、圧側室Ｒ２と第二圧力室Ｒ４とを連通する圧側オリフィス通路１９ｄとを備えている。さらに、底板２０は、第一圧力室Ｒ３を圧側室Ｒ２へ連通するオリフィス通路２０ａを備えている。オリフィス通路２０ａは、底板２０ではなく、外筒１９に設けてもよいが、底板２０に設けることで伸側フリーピストン６の可動範囲を狭めることなく、ハウジング１５の全長を短小化することができる。

そして、上記のように形成される第一圧力室Ｒ３内には、伸側フリーピストン６が摺動自在に挿入されて、第一圧力室Ｒ３内は、図１中上方側の第一伸側圧力室４と図１中下方側の第一圧側圧力室５に区画されている。さらに、第二圧力室Ｒ４内には、圧側フリーピストン１０が摺動自在に挿入されて、第二圧力室Ｒ４内は、図１中上方側の第二伸側圧力室８と図１中下方側の第二圧側圧力室９に区画されている。また、第二伸側圧力室８は、ピストンロッド１３の先端から開口して伸側室Ｒ１に面する側部へ通じるロッド内通路１３ｄを介して、伸側室Ｒ１に連通されている。さらに、第一伸側圧力室４と第二圧側圧力室８とは、仕切１９ａに設けた連絡通路１９ｂによって、互いに連通されている。

具体的には、伸側フリーピストン６は、有底筒状とされており、底部６ａを図１中上方へ向けて筒部６ｂの外周を外筒１９の内周に摺接させてハウジング１５内に挿入されている。伸側フリーピストン６は、上記のようにハウジング１５の第一圧力室Ｒ３内に摺動自在に挿入されると当該第一圧力室Ｒ３内を第一伸側圧力室４と第一圧側圧力室５とに区画する。圧側フリーピストン１０もまた、有底筒状とされており、底部１０ａを図１中下方へ向けて筒部１０ｂの外周を外筒１９の内周に摺接させてハウジング１５内に挿入されている。圧側フリーピストン１０は、上記のようにハウジング１５の第二圧力室Ｒ４内に摺動自在に挿入されると当該第二圧力室Ｒ４内を第二伸側圧力室８と第二圧側圧力室９とに区画する。

また、伸側フリーピストン６とハウジング１５の底板２０との間には、伸側ばね要素としてのコイルばね７が介装されていて、このコイルばね７によって伸側フリーピストン６は、仕切１９ａ側、つまり、第一伸側圧力室４を圧縮する方向へ附勢されている。そして、緩衝装置Ｄが作動状態にない無負荷状態では、コイルばね７の附勢力で伸側フリーピストン６は仕切１９ａに当接して第一伸側圧力室４を最圧縮状態とする位置に位置決められる。伸側フリーピストン６は、有底筒状とされているので、筒部６ｂ内にコイルばね７を配置することができ、ハウジング１５との摺動長さを確保しつつ、伸側フリーピストン６とコイルばね７とを組み合わせた軸方向の全長を短くすることができる。

さらに、伸側フリーピストン６は、この実施の形態の場合、底部６ａに設けられて第一伸側圧力室４と第一圧側圧力室５とを連通する第一固定オリフィス通路６ｃと、筒部６ｂの外周に設けた環状凹部６ｅと筒部６ｂの内周から環状凹部６ｅへ通じる孔６ｆとで形成される伸側ピストン通路６ｄとを備えている。

そして、上記環状凹部６ｅは、伸側フリーピストン６が仕切１９ａに当接して第一伸側圧力室４を最圧縮する位置にあるときには必ず伸側オリフィス通路１９ｃに対向して第一圧側圧力室５と圧側室Ｒ２を連通し、伸側フリーピストン６が上記位置からストロークエンド側へ所定量変位する、すなわち、筒部６ｂが底板２０に当接する方向へ所定量変位すると伸側オリフィス通路１９ｃがフリーピストン６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。そして、伸側オリフィス通路１９ｃは、伸側フリーピストン６が第一伸側圧力室４を最圧縮する位置から底板２０側へ変位する変位量に応じて、徐々に閉じられて流路面積が変化するようになっており、伸側オリフィス通路１９ｃと伸側ピストン通路６ｄとで伸側可変オリフィスを形成している。なお、底板２０に設けたオリフィス通路２０ａは、伸側フリーピストン６の変位量によらず、第一圧側圧力室５と圧側室Ｒ２とを常に連通している。

すなわち、第一圧側圧力室５と圧側室Ｒ２とは、上記した伸側ピストン通路６ｄと、伸側オリフィス通路１９ｃと、オリフィス通路２０ａにて連通され、この緩衝装置Ｄの場合、伸側フリーピストン６の第一伸側圧力室４を最圧縮する位置からの変位量が増加していくと、伸側オリフィス通路１９ｃと伸側ピストン通路６ｄとで形成された伸側可変オリフィスの流路面積が減少し、流路抵抗が徐々に増加する。そして、この実施の形態では、伸側フリーピストン６がストロークエンド側へ所定量変位すると、伸側可変オリフィスが完全に閉塞されて、流路抵抗が最大となるようになっている。なお、伸側フリーピストン６が伸側可変オリフィスを閉塞する上記所定量は任意に設定することができる。また、伸側オリフィス通路１９ｃ、孔６ｆの設置数は任意である。

他方、圧側フリーピストン１０とハウジング１５のナット部１６における鍔１８との間には、圧側ばね要素としてのコイルばね１１が介装されていて、このコイルばね１１によって圧側フリーピストン１０は、仕切１９ａ側、つまり、第二圧側圧力室９を圧縮する方向へ附勢されている。そして、緩衝装置Ｄが作動状態にない無負荷状態では、コイルばね１１の附勢力で圧側フリーピストン１０は仕切１９ａに当接して第二圧側圧力室９を最圧縮状態とする位置に位置決められる。圧側フリーピストン１０は、有底筒状とされているので、筒部１０ｂ内にコイルばね１１を配置することができ、ハウジング１５との摺動長さを確保しつつ、圧側フリーピストン１０とコイルばね１１とを組み合わせた軸方向の全長を短くすることができる。また、圧側フリーピストン１０の底部１０ａを仕切１９ａ側へ向けているので、ナット部１６の螺子筒１７との干渉を避けることができ、第二圧力室Ｒ４の軸方向の全長の短小化にも寄与することができる。

さらに、圧側フリーピストン１０は、この実施の形態の場合、底部１０ａに設けられて第二伸側圧力室８と第二圧側圧力室９とを連通する第二固定オリフィス通路１０ｃと、筒部１０ｂの外周に設けた環状凹部１０ｅと底部１０ａから環状凹部１０ｅへ通じる孔１０ｆとで形成される圧側ピストン通路１０ｄとを備えている。

そして、圧側フリーピストン１０が仕切１９ａに当接して第二圧側圧力室８を最圧縮する位置にあるときには孔１０ｆが仕切１９ａによって閉塞される。他方、上記環状凹部１０ｅは、圧側フリーピストン１０が仕切１９ａに当接して第二圧側圧力室９を最圧縮する位置にあるときには必ず圧側オリフィス通路１９ｄに対向し、圧側フリーピストン１０が仕切１９ａから離れると、孔１０ｆが仕切１９ａによって閉塞されなくなって、第二圧側圧力室９と圧側室Ｒ２を連通する。さらに、上記位置から圧側フリーピストン１０がストロークエンド側へ所定量変位する、すなわち、筒部１０ｂがナット部１６の鍔１８に当接する方向へ所定量変位すると圧側オリフィス通路１９ｄが圧側フリーピストン１０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。そして、圧側オリフィス通路１９ｄは、圧側フリーピストン１０が第二圧側圧力室９を最圧縮する位置から鍔１８側へ変位する変位量に応じて、徐々に閉じられて流路面積が変化するようになっており、圧側オリフィス通路１９ｄと圧側ピストン通路１０ｄとで圧側可変オリフィスを形成している。

すなわち、第二圧側圧力室９と圧側室Ｒ２とは、上記した圧側ピストン通路１０ｄと、圧側オリフィス通路１９ｄにて連通され、この緩衝装置Ｄの場合、圧側フリーピストン１０の第二圧側圧力室９を最圧縮する位置からの変位量が増加していくと、圧側オリフィス通路１９ｄと圧側ピストン通路１０ｄとで形成された圧側可変オリフィスの流路面積が減少し、流路抵抗が徐々に増加する。そして、この実施の形態では、圧側フリーピストン１０がストロークエンド側へ所定量変位すると、圧側可変オリフィスが完全に閉塞されて、流路抵抗が最大となるようになっている。なお、圧側フリーピストン１０が圧側可変オリフィスを閉塞する上記所定量は任意に設定することができる。また、圧側オリフィス通路１９ｄ、孔１０ｆの設置数は任意である。

以上、第一圧力室Ｒ３における第一圧側圧力室５は、伸側可変オリフィスおよびオリフィス通路２０ａを介して圧側室Ｒ２に連通され、第一圧側圧力室５は、伸側フリーピストン６に設けた第一固定オリフィス通路６ｃを通じて第一伸側圧力室４に連通し、第一伸側圧力室４は、連絡通路１９ｂを介して第二圧力室Ｒ４における第二圧側圧力室９に連通し、第二圧側圧力室９は、第二固定オリフィス通路１０ｃを通じて第二伸側圧力室８に通じるとともに、圧側可変オリフィスを通じて圧側室Ｒ２に連通し、第二伸側圧力室８はロッド内通路１３ｄを通じて伸側室Ｒ１に連通している。したがって、第一伸側圧力室４は、第二圧力室Ｒ４を介して伸側室Ｒ１に連通され、第二圧側圧力室９は、第一圧力室Ｒ３を介して圧側室Ｒ２に連通されている。

なお、伸側ばね要素および圧側ばね要素は、この実施の形態の場合、共にコイルばね７，１１とされているが、それぞれ、伸側フリーピストン６および圧側フリーピストン１０を附勢することができればよいので、コイルばね以外にも皿ばね、円錐ばね、ゴム等といった弾性体とされてもよい。

つづいて、緩衝装置Ｄの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中上方へ移動する伸長作動を呈すると、ピストン２によって伸側室Ｒ１が圧縮され、圧側室Ｒ２が拡大されるので、伸側室Ｒ１の圧力が高まると同時に、圧側室Ｒ２の圧力が低下して両者に差圧が生じる。すると、伸側室Ｒ１の液体は、伸側減衰通路３ａを通じて伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する。また、伸側室Ｒ１の圧力が上昇するため、この圧力がロッド内通路１３ｄ、第二固定オリフィス通路１０ｃおよび連絡通路１９ｂを介して第一伸側圧力室４に伝播して伸側フリーピストン６が第一圧力室Ｒ３内で図１中下方へ移動し、伸側室Ｒ１の液体はこの第一伸側圧力室４へ流入し、また、第一圧側圧力室５内の液体はこの伸側フリーピストン６の下方への移動によって伸側可変オリフィスおよびオリフィス通路２０ａを介して圧側室Ｒ２へ押し出されることになる。よって、伸側室Ｒ１内の液体は、伸側減衰通路３ａの他にも、見掛け上、第一圧力室Ｒ３を介して圧側室Ｒ２へ移動することになる。なお、圧側フリーピストン１０は、コイルばね１１の附勢力に加えて、第二伸側圧力室８に伝播する伸側室Ｒ１の圧力によって仕切１９ａに押しつけられる。そのため、伸長作動時には、圧側フリーピストン１０は、緩衝装置Ｄの伸縮方向の切換時に圧側フリーピストン１０が仕切１９ａから離間している場合には、圧側フリーピストン１０が仕切１９ａへ当接位置まで戻る動作のみを行うが、予め、仕切１９ａに当接している場合には動作せず、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動する見掛け上の液体の流量に影響しない。

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の伸長作動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側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流量は大きくなる。この流量に略比例して、伸側フリーピストン６が動く変位も大きくなるが、伸側フリーピストン６はコイルばね７で附勢されているため、伸側フリーピストン６の変位が大きくなると、伸側フリーピストン６が受けるコイルばね７からの附勢力も大きくなり、その分、第一伸側圧力室４の圧力と第一圧側圧力室５の圧力に差圧が生じて、伸側室Ｒ１と第一伸側圧力室４の差圧および第一圧側圧力室５と圧側室Ｒ２の差圧が小さくなり、伸側室Ｒ１から第一圧力室Ｒ３を介して圧側室Ｒ２へ移動する見掛け上の液体の流量は小さくなる。この見掛上の流量が小さい分、伸側減衰通路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、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流量は小さく、伸側フリーピストン６の動く変位も小さくなる。すると、伸側フリーピストン６が受けるコイルばね７からの附勢力も小さくなる。その分、第一伸側圧力室４の圧力と第一圧側圧力室５の圧力がほぼ同等圧となり、伸側室Ｒ１と第一伸側圧力室４の差圧および圧側室Ｒ２と第一圧側圧力室５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。

また、伸側フリーピストン６が第一伸側圧力室４を最圧縮する位置から図１中下方へ変位すると、徐々に伸側フリーピストン６の変位量に応じて伸側可変オリフィスの流路面積が減少し、最終的には、伸側可変オリフィスが閉塞されるため、伸側フリーピストン６の変位速度がストロークエンドに近づくと減速されて底板２０へ勢いよく衝突することを防止できるとともに、伸側フリーピストン６の変位が抑制されるので、徐々に見掛け上の流量が減少することになる。伸側フリーピストン６が急激に停止させられると、伸長作動する際の減衰力が急激に増加することになるが、このように、伸側フリーピストン６がストロークエンドへ近づくと徐々にその変位が抑制されるようになっているので、伸長作動する際の減衰力の急激な増加が抑制されるので、緩衝装置Ｄの減衰力の急変を緩和できる。

つづいて、緩衝装置Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中下方へ移動する収縮作動を呈すると、ピストン２によって圧側室Ｒ２が圧縮され、伸側室Ｒ１が拡大されるので、圧側室Ｒ２の圧力が高まると同時に、伸側室Ｒ１の圧力が低下して両者に差圧が生じる。すると、圧側室Ｒ２の液体は、圧側減衰通路３ｂを通じて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する。また、圧側室Ｒ２の圧力が上昇するため、この圧力が伸側可変オリフィス、オリフィス通路２０ａ、第一固定オリフィス通路６ｃ、圧側可変オリフィスおよび連絡通路１９ｂを介して第二圧側圧力室９に伝播して、圧側フリーピストン１０が第二圧力室Ｒ４内で図１中上方へ移動し、圧側室Ｒ２の液体はこの第二圧側圧力室９へ流入し、また、第二伸側圧力室８内の液体はこの圧側フリーピストン１０の上方への移動によってロッド内通路１３ｄを介して伸側室Ｒ１へ押し出されることになる。よって、圧側室Ｒ２内の液体は、圧側減衰通路３ｂの他にも、見掛け上、第二圧力室Ｒ４を介して圧側室Ｒ２へ移動することになる。なお、伸側フリーピストン６は、コイルばね７の附勢力に加えて、第一圧側圧力室５に伝播する圧側室Ｒ２の圧力によって仕切１９ａに押しつけられる。そのため、収縮作動時には、伸側フリーピストン６は、緩衝装置Ｄの伸縮方向の切換時に伸側フリーピストン１６が仕切１９ａから離間している場合には、伸側フリーピストン６が仕切１９ａへ当接位置まで戻る動作のみを行うが、予め、仕切１９ａに当接している場合には動作せず、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動する見掛け上の液体の流量に影響しない。

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の収縮作動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、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流量は大きくなる。この流量に略比例して、圧側フリーピストン１０が動く変位も大きくなるが、圧側フリーピストン１０はコイルばね１１で附勢されているため、圧側フリーピストン１０の変位が大きくなると、圧側フリーピストン１０が受けるコイルばね１１からの附勢力も大きくなり、その分、第二圧側圧力室９の圧力と第二伸側圧力室８の圧力に差圧が生じて、圧側室Ｒ２と第二圧側圧力室９の差圧および第二伸側圧力室８と伸側室Ｒ１の差圧が小さくなり、圧側室Ｒ２から第二圧力室Ｒ４を介して伸側室Ｒ１へ移動する見掛け上の液体の流量は小さくなる。この見掛上の流量が小さい分、圧側減衰通路３ｂ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、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流量は小さく、圧側フリーピストン１０の動く変位も小さくなる。すると、圧側フリーピストン１０が受けるコイルばね１１からの附勢力も小さくなる。その分、第二圧側圧力室９の圧力と第二伸側圧力室８の圧力がほぼ同等圧となり、圧側室Ｒ２と第二圧側圧力室９の差圧および伸側室Ｒ１と第二伸側圧力室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。この見掛け上の流量が増大した分は、圧側減衰通路３ｂ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。

また、圧側フリーピストン１０が第二圧側圧力室９を最圧縮する位置から図１中上方へ変位すると、徐々に圧側フリーピストン１０の変位量に応じて圧側可変オリフィスの流路面積が減少し、最終的には、圧側可変オリフィスが閉塞されるため、圧側フリーピストン１０の変位速度がストロークエンドに近づくと減速されて鍔１８へ勢いよく衝突することを防止できるとともに、圧側フリーピストン１０の変位が抑制されるので、徐々に見掛け上の流量が減少することになる。圧側フリーピストン１０が急激に停止させられると、収縮作動する際の減衰力が急激に増加することになるが、このように、圧側フリーピストン１０がストロークエンドへ近づくと徐々にその変位が抑制されるようになっているので、収縮作動における減衰力の急激な増加が抑制されるので、緩衝装置Ｄの減衰力の急変を緩和できる。

このように、上記した緩衝装置Ｄにあっては、伸長作動する際には、伸側フリーピストン６が変位して第一圧力室Ｒ３を介して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ液体を見掛け上移動させることができ、入力される振動の周波数に感応して高周波振動入力時に減衰力を低減させる効果を得ることができ、また、収縮作動する際には、圧側フリーピストン１０が変位して第二圧力室Ｒ４を介して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ液体を見掛け上移動させることができ、入力される振動の周波数に感応して高周波振動入力時に減衰力を低減させる効果を得ることができる。

このように、本発明の緩衝装置Ｄによれば、伸長作動時には、第一圧力室Ｒ３内に設けた伸側フリーピストン６の作動により減衰力低減効果を得て、収縮作動時には、第二圧力室Ｒ４内に設けた圧側フリーピストン１０の作動により減衰力低減効果を得ることができるので、伸長作動時の減衰力低減効果と収縮作動時の減衰力低減効果の設計自由度を向上することができ、より車両に適した伸圧の減衰特性を設定が可能になるので、車両における乗り心地を向上させることができる。なお、この実施の形態の緩衝装置Ｄにおける伸長作動時および収縮作動時の減衰力低減効果のチューニングは、伸側フリーピストン６および圧側フリーピストン１０の受圧面積、伸側ばね要素のばね定数、圧側ばね要素のばね定数、伸側可変オリフィス、圧側可変オリフィス、固定オリフィス２０ａ、第一固定オリフィス通路６ｃおよび第二固定オリフィス通路１０ｃの設定によって行うことができるが、伸側可変オリフィスおよび圧側可変オリフィスを廃止してもチューニングすることができ、また、伸側可変オリフィスを設ける場合には、固定オリフィス２０ａを廃止することも可能である。

この緩衝装置Ｄの場合、伸側ばね要素としてのコイルばね７が第一伸側圧力室４を最圧縮する位置に伸側フリーピストン６を位置決め、圧側ばね要素としてのコイルばね１１が第二圧側圧力室９を最圧縮する位置に圧側フリーピストン１０を位置決めているので、伸長作動時には伸側フリーピストン６のみを作動させて減衰力低減効果を得て、収縮作動時には圧側フリーピストン１０のみを作動させて減衰力低減効果を得ることができ、伸長作動時と収縮作動時の減衰特性のチューニングが容易になる。他方、伸側ばね要素が伸側フリーピストン６を第一伸側圧力室４を最圧縮しない位置に位置決めてこれを最圧縮する位置へ変位する際にこの変位を抑制する場合、伸側フリーピストン６の作動を圧側の減衰特性に影響させることができる。同じく、圧側ばね要素が圧側フリーピストン１０を第二圧側圧力室９を最圧縮しない位置に位置決めてこれを最圧縮する位置へ変位する際にこの変位を抑制する場合には、圧側フリーピストン１０の作動を伸側の減衰特性に影響させることができる。

また、この実施の形態の場合、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とを一体不可分に形成しているため、第二圧力室Ｒ４を介して第一圧力室Ｒ３における第一伸側圧力室４を伸側室Ｒ１へ連通させ、第一圧力室Ｒ３を介して第二圧力室Ｒ４における第二圧側圧力室９を圧側室Ｒ２へ連通するようにしている。そのため、第一伸側圧力室４と第二圧側圧力室９とを連通させているが、これらは、互いに連通していればよいので、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とを一体不可分に形成する場合、図２に示すように、仕切１９ａの代わりに、伸側フリーピストン６と圧側フリーピストン１０の間に、双方の移動限界を規制するとともに圧側フリーピストン１０に当接する際に孔１０ｆを閉塞するスナップリング等を設けてストッパ３０を外筒１９の内周に設けるようにして、第一伸側圧力室４と第二圧側圧力室９とが完全には仕切られていなくともよい。この場合、外筒１９を下端が閉塞される有底筒状として底板２０に設けていたオリフィス通路２０ａの代わりに外筒１９の底部にオリフィス通路１９ｅを設けるようにすることができる。

このように、第一伸側圧力室４と第二圧側圧力室９の仕切り方はどうあれ、ハウジング１５内に第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４を設け、第一圧力室Ｒ３に伸側フリーピストン６を摺動自在に挿入して第一伸側圧力室４と第一圧側圧力室５を区画し、第一圧力室Ｒ４に圧側フリーピストン１０を摺動自在に挿入して第二伸側圧力室８と第二圧側圧力室９を区画し、伸側フリーピストン６に第一伸側圧力室４と第一圧側圧力室５とを連通する第一固定オリフィス通路６ｃを設け、圧側フリーピストン１０に第二伸側圧力室８と第二圧側圧力室９とを連通する第二固定オリフィス通路１０ｃを設けて、第一圧力室Ｒ３を介して第二圧側圧力室９を圧側室Ｒ２へ連通するとともに、第二圧力室Ｒ４を介して第一伸側圧力室４を伸側室Ｒ１へ連通することで、一つのハウジング１５に第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とを一体的に形成することができ、緩衝装置Ｄ内への設置が容易となる。

なお、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とは、たとえば、図３に示すように、別個独立して設けることも可能である。この緩衝装置Ｄ１にあっては、第一圧力室Ｒ３を伸側室Ｒ１内に設けており、第二圧力室Ｒ４を圧側室Ｒ２内に設けている。第一圧力室Ｒ３は、ピストンロッド１３１内に設けられていて、伸側フリーピストン６１で第一伸側圧力室４１と第一圧側圧力室５１とに区画されている。第一伸側圧力室４１は、ピストンロッド１３１に設けた通路１３１ａを介して伸側室Ｒ１に連通され、第一圧側圧力室５１もまた、ピストンロッド１３１に設けた通路１３１ｂを介して圧側室Ｒ２に連通される。通路１３１ａ，１３１ｂには絞り弁を設けてもよいし、設けないようにすることも可能である。第二圧力室Ｒ４は、ピストンロッド１３１の先端の外周に設けたハウジング１５１によって形成されていて、このハウジング１５１内に摺動自在に挿入される圧側フリーピストン１０１により、第二伸側圧力室８１と第二圧側圧力室９１とに区画されている。第二伸側圧力室８１は、ピストンロッド１３１に設けた通路１３１ｃを介して伸側室Ｒ１に連通され、第二圧側圧力室９１は、ハウジング１５１に設けた通路１５１ａを介して圧側室Ｒ２に連通される。通路１３１ｃ，１５１ａには絞り弁を設けてもよいし、設けないようにすることも可能である。また、伸側可変オリフィスや圧側可変オリフィスを設けるようにしてもよい。このように、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４とを別個独立して設けるようにしても、伸長作動時における減衰力低減効果と収縮作動時における減衰力低減効果を発揮可能であって、伸長作動時における減衰特性と収縮作動時における減衰特性の設定自由度を向上することができる。なお、第一圧力室Ｒ３と第二圧力室Ｒ４を別個独立に設けた上記構造は、一例であって、これらをシリンダ１外に設けたり、第一圧力室Ｒ３を圧側室Ｒ２内に配置するとともに第二圧力室Ｒ４を伸側室Ｒ１内に配置したりすることもでき、適宜設計変更することが可能である。

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。

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シリンダ
２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第一伸側圧力室
５第一圧側圧力室
６伸側フリーピストン
６ｃ第一固定オリフィス通路
６ｄ伸側ピストン通路
７伸側ばね要素としてのコイルばね
８第二伸側圧力室
９第二圧側圧力室
１０圧側フリーピストン
１０ｃ第二固定オリフィス通路
１０ｄ圧側ピストン通路
１１圧側ばね要素としてのコイルばね
１５ハウジング
１９ｃ伸側オリフィス通路
１９ｄ圧側オリフィス通路
Ｄ緩衝装置
Ｒ１伸側室
Ｒ２圧側室
Ｒ３第一圧力室
Ｒ４第二圧力室

Claims

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、上記伸側室と上記圧側室に連通される第一圧力室と、上記伸側室と上記圧側室に連通される第二圧力室と、上記第一圧力室内に移動自在に挿入されて当該第一圧力室内を上記伸側室に連通される第一伸側圧力室と上記圧側室に連通される第一圧側圧力室とに区画する伸側フリーピストンと、上記第一伸側圧力室を圧縮する方向へ上記伸側フリーピストンを附勢する伸側ばね要素と、上記第二圧力室内に移動自在に挿入されて上記第二圧力室内を上記伸側室に連通される第二伸側圧力室と上記圧側室に連通される第二圧側圧力室とに区画する圧側フリーピストンと、上記第二圧側圧力室を圧縮する方向へ上記圧側フリーピストンを附勢する圧側ばね要素とを備えたことを特徴とする緩衝装置。
上記伸側ばね要素は、上記第一伸側圧力室を最圧縮する位置に上記伸側フリーピストンを位置決め、上記圧側ばね要素は、上記第二圧側圧力室を最圧縮する位置に上記圧側フリーピストンを位置決めることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
上記第一圧力室と上記第二圧力室を有するハウジングを備え、
上記第一圧力室に上記伸側フリーピストンを摺動自在に挿入し、上記第二圧力室に上記圧側フリーピストンを摺動自在に挿入し、これら上記伸側フリーピストンと上記圧側フリーピストンの間に互いに連通される上記第一伸側圧力室と上記第二圧側圧力室を設け、
上記伸側フリーピストンに上記第一伸側圧力室と上記第一圧側圧力室とを連通する第一固定オリフィス通路を設け、上記圧側フリーピストンに上記第二伸側圧力室と上記第二圧側圧力室とを連通する第二固定オリフィス通路を設けることで、上記第一圧力室を介して上記第二圧側圧力室を上記圧側室へ連通するとともに、上記第二圧力室を介して上記第一伸側圧力室を上記伸側室へ連通したことを特徴とする請求項２に記載の緩衝装置。
上記ハウジングは、上記圧側室内に配置され、
上記ハウジングの側部に設けた上記圧側室と第一圧力室とを連通する伸側オリフィス通路と、上記伸側フリーピストンの側方から開口して上記第一圧側圧力室へ通じる伸側ピストン通路とを備え、上記伸側オリフィス通路と上記伸側ピストン通路とで伸側可変オリフィスを形成したことを特徴とする請求項３に記載の緩衝装置。
上記ハウジングは、上記圧側室内に配置され、
上記ハウジングの側部に設けた上記圧側室と第二圧力室とを連通する圧側オリフィス通路と、上記圧側フリーピストンの側方から開口して上記第二圧側圧力室へ通じる圧側ピストン通路とを備え、上記圧側オリフィス通路と上記圧側ピストン通路とで圧側可変オリフィスを形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝装置。