JP2019203515A - ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】アキュムレータの特性の最適化が容易で、かつ、設置作業も容易なダンパの提供である。【解決手段】本発明のダンパＤ１は、ダンパ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シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を区画するピストン２と、シリンダ１内に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１の外側に配置されてシリンダ１を覆ってシリンダ１との間にシリンダ１内に連通されるリザーバＲを形成する外筒４と、シリンダ１に対して摺動自在に装着されてリザーバＲ内に収容される筒状のフリーピストン５と、シリンダ１に取付けられてフリーピストン５の内周に摺接してフリーピストン５との間に気室Ｇを形成するストッパ６と、気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン５を附勢するばね要素Ｓとを有している。【選択図】図１

Description

この発明は、ダンパに関する。

ダンパは、機械や構造物、車両といった制振対象の振動を抑制するために幅広く使用されている。ダンパは、たとえば、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を伸側室と圧側室とに仕切るピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドとを備えており、伸縮時に伸側室と圧側室とに圧力差を生じさせて、伸縮に抵抗する減衰力を発揮する。

通常、ダンパは、片ロッド型である場合にはロッドがシリンダに出入りする際の体積と作動液体の温度変化による体積変化を補償するため、両ロッド型である場合には作動液体の温度変化による体積変化を補償するため、気体と作動液体を貯留するリザーバを備える。

このようなダンパが制振対象への取付姿勢に拘わらず設定通りの減衰力を発揮するには、リザーバ内の気体がシリンダ内に混入しないようにする必要があり、その場合、リザーバを気体と作動液体とが混ざらなように分離される構造のアキュムレータとするのが好ましい。

たとえば、アキュムレータがロッド内に形成されるダンパがあるが、設置スペースに余裕がない場合、ダンパの外径が制限されてロッドを小径とせざるを得ず、アキュムレータの容量を確保できない場合がある（たとえば、特許文献１参照）。

これに対して、シリンダの外周に外筒を設けてシリンダと外筒との間の環状隙間をアキュムレータとして利用するダンパがある（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００４−１１６５５２号公報 特開平１１−８２６０５号公報

ところで、ダンパが最伸長した際には、シリンダ内が大気圧以下とならないように配慮する必要があり、ダンパが最収縮した際には、シリンダ内の圧力によりロッドをシリンダ内から押し出す力（ロッド反力）が過剰とならないように配慮する必要がある。このような要求を満たすため、アキュムレータを備えたダンパでは、アキュムレータでシリンダ内の伸側室と圧側室に予圧力を与える場合がある。

しかしながら、設置スペースと制振対象に応じてシリンダおよび外筒の長さと肉厚が設計上一義的に決まってしまう。このように、シリンダと外筒との間をアキュムレータとして利用しようとすると、アキュムレータの容積が設計上一義的に決められてしまうために、ダンパが最伸長しても最収縮してもロッド反力が最適となるようにアキュムレータの特性を調整するのは非常に困難である。

また、ダンパの外部に別体でアキュムレータを設ける構造を採用して、この問題を解決しようとすると、ダンパ全体が大型化するとともに、非対称形状となるためにダンパを設置スペースへ取付ける際に、他部品との干渉を招きかねず設置作業が非常に面倒となる。

そこで、本発明は、アキュムレータの特性の最適化が容易で、かつ、設置作業も容易なダンパの提供を目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のダンパは、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を伸側室と圧側室を区画するピストンと、シリンダ内に挿入されるとともにピストンに連結されるロッドと、シリンダの径方向外側に配置されてシリンダを覆ってシリンダとの間にシリンダ内に連通されるリザーバを形成する外筒と、シリンダと外筒のいずれか一方に対して摺動自在に装着されてリザーバ内に収容される筒状のフリーピストンと、シリンダと外筒のいずれか一方に取付けられてフリーピストンの内周に摺接してフリーピストンとの間に気室を形成するストッパと、気室を拡大する方向へフリーピストンを付勢するばね要素とを有している。

このように構成されたダンパは、リザーバをアキュムレータとして機能させるとともに、アキュムレータ容積に寄与するフリーピストンのリザーバ内での移動による押し退け容積をリザーバ内で許容される限りにおいて任意に設定できる。また、リザーバをアキュムレータとして機能させるフリーピストン、ストッパおよびばね要素は、シリンダと外筒との間のリザーバ内に収容されるので、ダンパの大型化や非対称形状となるのを回避でき、ダンパを設置スペースへ取付ける際に他部品との干渉を招かずに済む。

また、ダンパは、シリンダからリザーバへ向かう作動液体の流れを許容するとともに作動液体の流れに抵抗を与える減衰通路を備え、フリーピストンがシリンダに摺接する環状のヘッド部とヘッド部から延びてストッパに摺接する筒部とを有し、減衰通路のリザーバ側の出口端とフリーピストンのヘッド部とを対向させてもよい。このように構成されたダンパは、収縮作動時に減衰通路からリザーバへ排出される作動液体が噴流となって筒部内に進入するのを防止でき、リザーバ内での気泡の発生を防止できる。

さらに、ダンパは、ばね要素がコイルばねであって、フリーピストンがコイルばねの外周をガイドするガイド部を備えていてもよく、この場合は、ばね要素とフリーピストンのストッパが摺接する内周面との干渉が防止されて、フリーピストンが長期間に亘って円滑にシリンダに対して軸方向移動可能となる。

また、ダンパは、ばね要素がコイルばねの両端に装着されてシリンダと外筒のいずれか一方に摺接する一対のスライダを有していてもよく、この場合、ばね要素の圧縮時の座屈が防止されてフリーピストンが長期間に亘って円滑にシリンダに対して軸方向移動可能となる。

さらに、ダンパは、ばね要素がフリーピストンとストッパとが最大限に離間した状態でフリーピストンに初期荷重を与えてもよく、このように構成されたダンパは、応答性よく圧側減衰力を発揮できる。

本発明のダンパによれば、アキュムレータの特性の最適化が容易で、かつ、設置作業も容易となる。

一実施の形態におけるダンパの断面図である。 一実施の形態の第一変形例におけるダンパの断面図である。 一実施の形態の第二変形例におけるダンパの断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態におけるダンパＤ１は、図１に示すように、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内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を区画するピストン２と、シリンダ１内に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１の径方向外側に配置されてシリンダ１との間にリザーバＲを形成する外筒４と、シリンダ１の外周に摺動自在に装着される筒状のフリーピストン５と、シリンダ１の外周に取付けられてフリーピストン５の内周に摺接してフリーピストン５との間に気室Ｇを形成するストッパ６と、気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン５を付勢するばね要素Ｓとを備えている。

以下、ダンパＤ１の各部について詳細に説明する。シリンダ１の一端には、バルブケース７が嵌合されており、他端にはロッドガイド８が嵌合されている。また、シリンダ１の径方向外側には、シリンダ１の外周を覆ってシリンダ１との間にシリンダ１内に連通されるリザーバＲを形成する外筒４が設けられている。外筒４の一端は、キャップ９によって閉塞され、外筒４の他端はロッドガイド８によって閉塞されている。シリンダ１は、外筒４に装着されるロッドガイド８とキャップ９に当接するバルブケース７によって挟持されて外筒４内に収容されつつ固定されている。

さらに、シリンダ１は、図１中で中央付近から左端にかけて外周が小径とされて外周小径部１ａを備えており、外周小径部１ａから図１中右端の外径が外周小径部１ａより大径となっていて段部１ｂが設けられている。

ピストン２は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されており、シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画している。伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２には、それぞれ、作動液体として作動油が充填されている。なお、作動液体は、本例では、作動油とされているが、水や水溶液等といった他の液体とされてもよい。

ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する整流通路２ａと、整流通路２ａに設置されて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容するチェック弁２ｂとを備えている。

また、バルブケース７は、シリンダ１内に嵌合する小径部７ａと、外筒４の内周に嵌合される大径部７ｂとを備えている。また、バルブケース７は、小径部７ａの図１中左端から開口して大径部７ｂの図１中左端に通じて圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する吸込通路７ｃと、吸込通路７ｃに設置されてリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容するチェック弁７ｄとを備えている。

さらに、ロッドガイド８は、環状であって、シリンダ１内に嵌合する小径部８ａと、外筒４の内周に嵌合する大径部８ｂとを備えている。また、ロッドガイド８は、小径部８ａの図１中右端から開口して大径部８ｂの図１中右端に通じて伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する排出通路８ｃと、排出通路８ｃに設置されて伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れのみを許容するとともに通過する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁８ｄとを備えている。そして、本実施の形態では、排出通路８ｃと減衰弁８ｄとで減衰通路ＤＰが構成されている。

ロッド３は、一端がロッドガイド８内を通してシリンダ１内に移動自在に挿入されてピストン２に連結されるとともに他端をシリンダ１外に突出させている。本例では、ダンパＤ１は、ロッド３が伸側室Ｒ１内にのみ挿通される所謂片ロッド型のダンパとされているが、圧側室Ｒ２にも挿通されてロッド３の両端がシリンダ１の両端側からそれぞれ外方へ突出する所謂両ロッド型のダンパとされていてもよい。ダンパＤ１は、制振対象に連結できるように、キャップ９とロッド３の他端の双方にブラケット３ａ，９ａを備えている。

ストッパ６は、環状であって、内周と外周に設けた環状溝６ａ，６ｂ内にそれぞれ装着されるシールリング６ｃ，６ｄを備えており、シリンダ１の外周小径部１ａの外周に嵌合されており、シリンダ１に対して軸方向への移動が許容されている。ストッパ６は、シリンダ１に設けた段部１ｂに当接しており、シリンダ１に対して図１中右方への移動が規制されている。

フリーピストン５は、リザーバＲ内に収容されており、シリンダ１の外周小径部１ａの外周に摺接する環状のヘッド部５ａと、ヘッド部５ａの図１中右端外周から右方へ延びる筒部５ｂと、ヘッド部５ａの内周に設けた環状溝５ｃに装着されるシールリング５ｄとを備えて筒形状となっている。そして、フリーピストン５は、シリンダ１の外周小径部１ａの外周に装着されるとヘッド部５ａが外周小径部１ａの外周に摺接し、筒部５ｂの内周がストッパ６の外周に摺接し、シリンダ１およびストッパ６に対して軸方向へ移動可能である。また、シリンダ１の外周小径部１ａの外周には、ロッドガイド８の大径部８ｂの図１中左端に当接する環状のストッパカラー１０が装着されており、フリーピストン５がストッパカラー１０に当接するとフリーピストン５の図１中左方への移動が規制される。よって、ストッパカラー１０がフリーピストン５の図１中左方への移動限界を決定しているが、ストッパカラー１０の代わりにシリンダ１の外周にＣリングやピンを装着してフリーピストン５の前記移動限界を規制してもよい。

また、このようにフリーピストン５とストッパ６をシリンダ１の外周に装着すると、シリンダ１の外周であってフリーピストン５とストッパ６との間に気室Ｇが形成される。フリーピストン５とシリンダ１との間はシールリング５ｄにより、ストッパ６とシリンダ１との間はシールリング６ｃにより、フリーピストン５とストッパ６との間はシールリング６ｄにより、それぞれシールされており、気室Ｇは、気密に保持されている。なお、気室Ｇには、気体が封入されている。フリーピストン５の外径は、外筒４の内径よりも小さく、フリーピストン５と外筒４との間には、作動油の通過を許容する隙間が形成される。

また、ヘッド部５ａの内周には図１中右端に開口する環状凹部５ｅが設けられている。そして、フリーピストン５のヘッド部５ａは、ロッドガイド８の大径部８ｂの図１中左端に臨んでおり、減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端に対向している。

ばね要素Ｓは、コイルばね１１と、コイルばね１１の両端にそれぞれ嵌合される一対のスライダ１２，１３とを備えており、フリーピストン５のヘッド部５ａとストッパ６との間に介装されて気室Ｇを拡大する方向である図１中左方へ向けてフリーピストン５を付勢している。ばね要素Ｓは、フリーピストン５が最大限離間する状態、つまり、フリーピストン５がストッパカラー１０に当接して図１中左方への移動が規制された状態でも、自然長から圧縮された状態にあって気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン５を付勢している。このようにばね要素Ｓは、フリーピストン５がストッパカラー１０に当接する状態で自然長よりも圧縮された状態でフリーピストン５とストッパ６との間に介装されており、この状態でフリーピストン５に初期荷重と称される付勢力を作用させている。よって、ばね要素Ｓは、常に、気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン５を付勢している。

スライダ１２，１３は、ともに環状であって、コイルばね１１の端部に当接する鍔部１２ａ，１３ａと、鍔部１２ａ，１３ａの内周からコイルばね１１側へ向けて突出してコイルばね１１の内周に嵌合する嵌合部１２ｂ，１３ｂとを備えている。そして、スライダ１２，１３は、内周をシリンダ１の外周小径部１ａの外周に摺接させており、シリンダ１の外周を滑動して図１中左右方向となる軸方向への移動が許容される。このようにばね要素Ｓは、シリンダ１の外周に摺接するスライダ１２，１３を備えているので、コイルばね１１の内周とシリンダ１の外周との間にスライダ１２，１３の嵌合部１２ｂ，１３ｂの厚み分の隙間が形成される。このように、スライダ１２，１３によって、シリンダ１のフリーピストン５が摺動する摺動面である外周小径部１ａの外周面とコイルばね１１との干渉が防止されている。また、ばね要素Ｓの図１中左端は、フリーピストン５のヘッド部５ａの環状凹部５ｅ内に挿入されており、コイルばね１１が縮められた際にヘッド部５ａによってコイルばね１１がガイドされて座屈が抑制される。よって、フリーピストン５のヘッド部５ａは、コイルばね１１をガイドするガイド部として機能して、コイルばね１１とフリーピストン５の筒部５ｂの内周との干渉が防止される。

ダンパＤ１は、以上のように構成され、以下にダンパＤ１の作動について説明する。まず、ダンパＤ１が伸長作動する場合の作動を説明する。ダンパＤ１が伸長作動してピストン２がシリンダ１に対して図１中左方へ移動すると、伸側室Ｒ１が圧縮されて圧側室Ｒ２の容積が拡大される。すると、圧縮される伸側室Ｒ１内の作動油は、減衰通路ＤＰを通過してリザーバＲへ移動する。また、拡大する圧側室Ｒ２には、吸込通路７ｃを介してリザーバＲから作動油が供給される。

そして、前記した減衰通路ＤＰを介して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れに対して、減衰弁８ｄが抵抗を与えるので、伸側室Ｒ１内の圧力が上昇する一方、圧側室Ｒ２はリザーバＲ内の圧力と等しくなる。よって、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差が生じ、ダンパＤ１は、圧力差に見合った伸長作動を妨げる方向の伸側減衰力を発揮する。

なお、ダンパＤ１の伸長作動時では、シリンダ１からロッド３が退出する体積分の作動油をシリンダ１内に供給するためにリザーバＲ内において作動油量が減少するが、フリーピストン５がストッパ６から離間して減少分の作動油体積分だけ気室Ｇの容積を拡大させる。このように、ダンパＤ１の伸長作動時において、シリンダ１からロッド３が退出する体積は、気室Ｇを拡大させるようにフリーピストン５がリザーバＲ内で移動するために補償される。

ダンパＤ１が収縮作動する場合の作動を説明する。ダンパＤ１が収縮作動してピストン２がシリンダ１に対して図１中右方へ移動すると、圧側室Ｒ２が圧縮されて伸側室Ｒ１の容積が拡大される。すると、圧縮される圧側室Ｒ２内の作動油は、チェック弁２ｂを押し開いて整流通路２ａを通過して伸側室Ｒ１へ移動する。また、ロッド３がシリンダ１内へ進入する体積分の作動油は、シリンダ１内で過剰となり、この過剰分の作動油は、減衰通路ＤＰを介してリザーバＲへ排出される。そして、前記した減衰通路ＤＰを介して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れに対して、減衰弁８ｄが抵抗を与えるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力は、共に等しく上昇する。本実施の形態では、ダンパＤ１は、片ロッド型のダンパであって、ピストン２の伸側室Ｒ１側の受圧面積より圧側室Ｒ２側の受圧面積が大きいため、収縮作動を妨げる圧側減衰力を発揮する。

なお、ダンパＤ１の収縮作動時には、ロッド３がシリンダ１内に進入するために、ロッド３がシリンダ１内に進入する体積分の作動油がシリンダ１からリザーバＲへ排出される。そのため、リザーバＲ内において作動油量が増大するが、フリーピストン５がストッパ６へ接近して増大分の作動油体積分だけ気室Ｇの容積を縮小させる。このように、ダンパＤ１の収縮作動時において、ロッド３がシリンダ１内へ侵入する体積は、気室Ｇを縮小させるようにフリーピストン５がリザーバＲ内で移動するために補償される。

そして、リザーバＲ内の作動油量は、ダンパＤ１が最伸長した場合に最も少なく、ダンパＤ１が最収縮した場合に最も多くなる。よって、フリーピストン５は、ダンパＤ１が最伸長する場合にストッパ６からヘッド部５ａが最も遠ざかって気室Ｇの容積を最大とし、ダンパＤ１が最収縮する場合にストッパ６にヘッド部５ａが最も近寄って気室Ｇの容積を最小とする。リザーバＲ内の作動油は、ばね要素Ｓおよび気室Ｇ内の気体が発揮する弾発力によってフリーピストン５を介して加圧されている。つまり、フリーピストン５、ストッパ６およびばね要素Ｓとシリンダ１によって、リザーバＲはアキュムレータとして機能して、リザーバＲに連通されるシリンダ１内を常に加圧するとともに、シリンダ１に出入りするロッド３の体積を補償している。

このように本発明のダンパ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シリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を区画するピストン２と、シリンダ１内に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１の外側に配置されてシリンダ１を覆ってシリンダ１との間にシリンダ１内に連通されるリザーバＲを形成する外筒４と、シリンダ１に対して摺動自在に装着されてリザーバＲ内に収容される筒状のフリーピストン５と、シリンダ１に取付けられてフリーピストン５の内周に摺接してフリーピストン５との間に気室Ｇを形成するストッパ６と、気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン５を付勢するばね要素Ｓとを有している。

このように構成されたダンパＤ１は、リザーバＲをアキュムレータとして機能させるとともに、アキュムレータ容積に寄与するフリーピストン５のリザーバＲ内での移動による押し退け容積をリザーバＲ内で許容される限りにおいて任意に設定できる。よって、本発明のダンパＤ１では、最伸長から最収縮までロッド反力が適切となるようにアキュムレータ容積を調整でき、アキュムレータ特性をダンパＤ１に最適となるようにチューニングできる。

また、リザーバＲをアキュムレータとして機能させるフリーピストン５、ストッパ６およびばね要素Ｓは、シリンダ１と外筒４との間のリザーバＲ内に収容されるので、ダンパＤ１の大型化や非対称形状となるのを回避でき、ダンパＤ１を設置スペースへ取付ける際に他部品との干渉を招かずに済む。以上より、本発明のダンパＤ１によれば、アキュムレータ特性の最適化が容易で、かつ、設置作業も容易となる。

また、本発明のダンパＤ１では、シリンダ１にフリーピストン５とストッパ６を装着するので、フリーピストン５とストッパ６とがシリンダ１に調心されるので、組付性もよく、シリンダ１を利用するのでリザーバＲをアキュムレータとして機能させる上で部品点数の増加を抑制できるからダンパＤ１が安価となる。

本実施の形態では、シリンダ１の外周に外周小径部１ａを形成して段部１ｂを設けて、この段部１ｂをストッパ６に当接させてストッパ６のフリーピストン５からの離間を規制している。外周小径部１ａを形成して段部１ｂを設ける代わりにシリンダ１の外周にＣリングを装着して、Ｃリングでストッパ６の移動を規制してもよい。ただし、シリンダ１に加工を施して外周小径部１ａを設ける場合、ストッパ６の移動を規制する追加の部品も不要となる利点がある。また、外周小径部１ａを研削加工によって設ける場合、シリンダ１におけるフリーピストン５の摺動面を滑らかとする加工も不要となる。

また、本実施の形態のダンパＤ１は、シリンダ１からリザーバＲへ向かう作動油（作動液体）の流れを許容するとともに作動油（作動液体）の流れに抵抗を与える減衰通路ＤＰを備え、フリーピストン５がシリンダ１に摺接する環状のヘッド部５ａとヘッド部５ａから延びてストッパ６に摺接する筒部５ｂとを有し、減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端とフリーピストン５のヘッド部５ａとが対向している。フリーピストン５を図１に示した配置とは左右が逆に取付ける場合、つまり、ヘッド部５ａを図１中右方へ筒部５ｂを図１中左方へ向けて配置し、シリンダ１についても左右逆向きとに取付ける。この場合、ストッパ６と筒部５ｂとが減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端に対向するため、ダンパＤ１の収縮作動時に減衰通路ＤＰを通過した作動油がポケット状となる筒部５ｂ内が噴流となって勢いよく流入すると筒部５ｂ内で気泡が発生する可能性がある。これに対して図１に示すようにヘッド部５ａを減衰通路ＤＰの出口端に対向させたダンパＤ１では、収縮作動時に減衰通路ＤＰからリザーバＲへ排出される作動油（作動液体）が噴流となって筒部５ｂ内に進入するのを防止でき、リザーバＲ内での気泡の発生を防止できる。なお、筒部５ｂと減衰通路ＤＰの出口端との間に十分な間隔があって、減衰通路ＤＰを通過した作動油が筒部５ｂ内に進入する際に十分に減速される場合には、筒部５ｂを減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端に対向させてもよい。

さらに、本実施の形態のダンパＤ１は、ばね要素Ｓがコイルばね１１であって、フリーピストン５がコイルばね１１の外周をガイドするガイド部（ヘッド部５ａ）を備えているので、ばね要素Ｓとフリーピストン５のストッパ６が摺接する内周面との干渉が防止される。よって、フリーピストン５は、長期間に亘って円滑にシリンダ１に対して軸方向移動可能である。

また、本実施の形態のダンパＤ１は、ばね要素Ｓがコイルばね１１の両端に装着されてシリンダ１に摺接する一対のスライダ１２，１３を有しており、ばね要素Ｓの圧縮時の座屈が防止される。よって、フリーピストン５は、長期間に亘って円滑にシリンダ１に対して軸方向移動可能である。なお、図２に示すように、ばね要素Ｓの全長が長くなる場合、複数のコイルばね１８，１９をシリンダ１の外周に摺接する中間スライダ２０で直列に接続して、コイルばね１８とコイルばね１９の中間スライダ２０で接続されていない端部のそれぞれにスライダ１２，１３を装着するようにしてもよい。このようにすると、ばね要素Ｓの全長が長くとも、コイルばね１８，１９がシリンダ１側に撓んでシリンダ１の外周に干渉するのを防止できる。

さらに、本実施の形態のダンパＤ１は、ばね要素Ｓがフリーピストン５とストッパ６とが最大限に離間した状態でフリーピストン５に初期荷重を与えている。このように構成されたダンパＤ１では、リザーバＲ内が常に加圧されるので、ダンパＤ１が伸長作動時に拡大する圧側室Ｒ２内にリザーバＲから作動油を充分に供給でき、シリンダ１内での作動油の吸込不良が発生しにくくなる。よって、ダンパＤ１が伸長作動してから収縮作動する際にあっても、シリンダ１内が速やかに昇圧されるので、ダンパＤ１は応答性よく圧側減衰力を発揮できる。詳しくは、ダンパＤ１の伸長作動時にシリンダ１内で吸込不良が生じると、ダンパＤ１が伸長作動から収縮作動に転じる際にシリンダ１内で圧力がなかなか上昇せずに圧側減衰力の発揮が時間的に遅れる「から走り」と称される現象が生じるが、前述したようにフリーピストン５に初期荷重を与えると「から走り」の発生を抑制できるのである。

なお、図１に示したダンパＤ１の構成に代えて、フリーピストン１４とストッパ１５は、図３に示す第一変形例のダンパＤ２のように、外筒４の内周に装着されてもよい。この場合、ストッパ１５は、環状であって、外筒４の内周に装着されており内周と外周にそれぞれ設けた環状溝１５ａ，１５ｂに装着されるシールリング１５ｃ，１５ｄを備えている。ストッパ１５は、外筒４の内周に装着されるＣリング１６によって、図３中右方への移動が規制されている。

フリーピストン１４は、外筒４の内周に摺接する環状のヘッド部１４ａと、ヘッド部１４ａの図２中右端内周から図３中右方へ延びる筒部１４ｂと、ヘッド部１４ａの内周に設けた環状溝１４ｃに装着されるシールリング１４ｄとを備えて筒形状となっている。そして、フリーピストン１４は、外筒４の内周に装着されるとヘッド部１４ａが外筒４の内周に摺接し、筒部１４ｂの外周がストッパ１５の内周に摺接し、外筒４およびストッパ１５に対して軸方向へ移動可能である。また、外筒４の内周であって図３中左端近傍には、Ｃリング１７が装着されており、フリーピストン１４がＣリング１７に当接するとフリーピストン１４の図３中左方への移動が規制される。

また、このようにフリーピストン１４とストッパ１５を外筒４の外周に装着すると、外筒４の内周であってフリーピストン１４とストッパ１５との間に気室Ｇが形成される。フリーピストン１４と外筒４との間はシールリング１４ｄにより、ストッパ１５と外筒４との間はシールリング１５ｃにより、フリーピストン１４とストッパ１５との間はシールリング１５ｄにより、それぞれシールされており、気室Ｇは、気密に保持されている。なお、気室Ｇには、気体が封入されている。フリーピストン１４の内径は、シリンダ１の外径よりも小さく、フリーピストン１４とシリンダ１との間には、作動油の通過を許容する隙間が形成される。また、ヘッド部１４ａの内周には図３中右端に開口する環状凹部１４ｅが設けられている。そして、フリーピストン１４のヘッド部１４ａは、ロッドガイド８の大径部８ｂの図１中左端に臨んでおり、減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端に対向している。

なお、ばね要素Ｓは、コイルばね２１と、コイルばね２１の両端の外周に嵌合されて装着されて外筒４の内周に摺接するスライダ２２，２３とを備えており、一端がフリーピストン１４のヘッド部１４ａの環状凹部１４ｅ内に挿入されている。

このように図３に示したダンパＤ２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内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を区画するピストン２と、シリンダ１内に挿入されるとともにピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１の外側に配置されてシリンダ１を覆ってシリンダ１との間にシリンダ１内に連通されるリザーバＲを形成する外筒４と、外筒４に対して摺動自在に装着されてリザーバＲ内に収容される筒状のフリーピストン１４と、外筒４に取付けられてフリーピストン１４の内周に摺接してフリーピストン１４との間に気室Ｇを形成するストッパ１５と、気室Ｇを拡大する方向へフリーピストン１４を付勢するばね要素Ｓとを有している。

このように構成されたダンパＤ２は、ダンパＤ１と同様に、リザーバＲをアキュムレータとして機能させるとともに、アキュムレータ容積に寄与するフリーピストン１４のリザーバＲ内での移動による押し退け容積をリザーバＲ内で許容される限りにおいて任意に設定できる。よって、本発明のダンパＤ２では、最伸長から最収縮までロッド反力が適切となるようにアキュムレータ容積を調整でき、アキュムレータ特性をダンパＤ２に最適となるようにチューニングできる。

また、リザーバＲをアキュムレータとして機能させるフリーピストン１４、ストッパ１５およびばね要素Ｓは、シリンダ１と外筒４との間のリザーバＲ内に収容されるので、ダンパＤ２の大型化や非対称形状となるのを回避でき、ダンパＤ２を設置スペースへ取付ける際に他部品との干渉を招かずに済む。以上より、本発明のダンパＤ２によれば、アキュムレータ特性の最適化が容易で、かつ、設置作業も容易となる。

また、本発明のダンパＤ２では、外筒４にフリーピストン１４とストッパ１５を装着するので、フリーピストン１４とストッパ１５とが外筒４に調心されるので、組付性もよく、外筒４を利用するのでリザーバＲをアキュムレータとして機能させる上で部品点数の増加を抑制できるからダンパＤ２が安価となる。

なお、外筒４の内周の一部に内径が大径となる内径大径部を設けて、この内径大径部にフリーピストン１４とストッパ１５を装着し、内径大径部の境に形成される段部でストッパ１５の移動を規制してもよい。また、ダンパＤ２にあっても、ヘッド部１４ａを減衰通路ＤＰのリザーバＲ側の出口端に対向させているので、リザーバＲ内での気泡の発生を防止できる。

さらに、本実施の形態のダンパＤ２は、ばね要素Ｓがコイルばね１１であって、ばね要素Ｓの図３中左端がフリーピストン１４のヘッド部１４ａの環状凹部１４ｅ内に挿入されており、コイルばね１１が縮められた際にヘッド部１４ａによってコイルばね１１がガイドされて座屈が抑制される。よって、このダンパＤ２にあっても、フリーピストン１４がコイルばね１１の内周をガイドするガイド部（ヘッド部１４ａ）を備えているので、ばね要素Ｓとフリーピストン１４のストッパ１５が摺接する内周面との干渉が防止される。よって、フリーピストン１４は、長期間に亘って円滑にシリンダ１に対して軸方向移動可能である。

また、本実施の形態のダンパＤ２におけるばね要素Ｓがコイルばね１１の両端に装着されて外筒４に摺接する一対のスライダ２２，２３を有しており、ばね要素Ｓの圧縮時の座屈を防止できる。よって、フリーピストン１４は、長期間に亘って円滑にシリンダ１に対して軸方向移動可能である。

さらに、本実施の形態のダンパＤ２にあっても、ばね要素Ｓがフリーピストン１４とストッパ１５とが最大限に離間した状態でフリーピストン１４に初期荷重を与えるようにすれば、シリンダ１内での作動油の吸込不良が発生しにくくなる。よって、ダンパＤ２が伸長作動してから収縮作動する際にあっても、シリンダ１内が速やかに昇圧されるので、ダンパＤ２は応答性よく圧側減衰力を発揮できる。

また、本実施の形態のダンパＤ１，Ｄ２では、ばね要素Ｓがコイルばね１１，１８，１９を備えているが、これに代えて気室Ｇに封入した気体の圧力でフリーピストン５，１４を付勢するエアばねとしてもよいし、コイルばねとエアばねとの組み合わせたものをばね要素Ｓとしてもよい。さらには、ばね要素Ｓは、コイルばねに代えてゴムなどの弾性体で構成されてもよい。

なお、前述したところでは、ダンパＤ１，Ｄ２は、伸縮作動時において作動油がリザーバＲ、圧側室Ｒ２、伸側室Ｒ１の順に循環するユニフロー型のダンパとして構成されているが、バイフロー型のダンパとされてもよい。バイフロー型のダンパとする場合、たとえば、整流通路２ａを廃止して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れに抵抗を与える伸側通路と圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向う作動油の流れに抵抗を与える圧側通路とをピストン２に設け、ロッドガイド８の減衰通路ＤＰを廃止してバルブケース７に圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう作動油の流れに抵抗を与える減衰通路を設ければよい。この場合、フリーピストン５，１４のヘッド部５ａ，１４ａは、バルブケース７側へ向けて配置して減衰通路のリザーバＲ側の出口端へ対向させるとリザーバＲ内での気泡の発生を抑制できる。前記したバイフロー型ダンパの構成は、一例であって他の構成であってもよく、リザーバＲをアキュムレータとして機能させる本発明の構造は、種々のダンパに適用可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形および変更が可能である。

１・・・シリンダ、２・・・ピストン、３・・・ロッド、４・・・外筒、５，１４・・・フリーピストン、５ａ，１４ａ・・・ヘッド部、５ｂ，１４ｂ・・・筒部、６，１５・・・ストッパ、１１，１８，１９,２１・・・コイルばね、１２，１３，２２，２３・・・スライダ、Ｄ１，Ｄ２・・・ダンパ、ＤＰ・・・減衰通路、Ｇ・・・気室、Ｓ・・・ばね要素、Ｒ・・・リザーバ、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室

Claims (5)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に摺動自在に挿入されて前記シリンダ内を伸側室と圧側室を区画するピストンと、
   前記シリンダ内に挿入されるとともに前記ピストンに連結されるロッドと、
   前記シリンダの径方向外側に配置されて前記シリンダを覆って前記シリンダとの間に前記シリンダ内に連通されるリザーバを形成する外筒と、
   前記シリンダと前記外筒のいずれか一方に対して摺動自在に装着されて前記リザーバ内に収容される筒状のフリーピストンと、
   前記シリンダと前記外筒のいずれか一方に取付けられて前記フリーピストンの内周或いは外周に摺接して前記フリーピストンとの間に気室を形成するストッパと、
   前記気室を拡大する方向へ前記フリーピストンを付勢するばね要素とを有する
   ことを特徴とするダンパ。
2. 前記シリンダから前記リザーバへ向かう作動液体の流れを許容するともに前記作動液体の流れに抵抗を与える減衰通路を備え、
   前記フリーピストンは、前記シリンダと前記外筒のいずれか一方に摺接する環状のヘッド部と、ヘッド部から延びて前記ストッパに摺接する筒部とを有し、
   前記減衰通路の前記リザーバ側の出口端と前記フリーピストンの前記ヘッド部とが対向している
   ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
3. 前記ばね要素は、コイルばねであって、
   前記フリーピストンは、前記コイルばねの内周或いは外周をガイドするガイド部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ。
4. 前記ばね要素は、前記コイルばねの両端に装着されて前記シリンダと前記外筒のいずれか一方に摺接する一対のスライダを有する
   ことを特徴とする請求項３に記載のダンパ。
5. 前記ばね要素は、前記フリーピストンと前記ストッパとが最大限に離間した状態で前記フリーピストンに初期荷重を与える
   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ダンパ。

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