JP4787802B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

この種緩衝器は、たとえば、自動車や鉄道車両、建築物等に組み込まれて、制振対象における振動を減衰するものである。ここで、制振対象が鉄道車両の車体や建築物等であるような場合、制振対象の振動の方向によらず、振動速度が同じであれば等しい減衰力を発揮するとともに減衰力を可変とする緩衝器を要望されることがある。

このような要求を満足させる場合、たとえば、緩衝器を両ロッド型として、伸長時と収縮時において各圧力室を行き交う流体の流量を等しくすることが考えられるが、両ロッド型の緩衝器では伸長時でも収縮時でもロッドがシリンダから突出するよう動作するので、緩衝器の取付長が長くなる不利がある。

そこで、緩衝器を片ロッド型とするとともに流体の流れを一方向流れとするユニフロー型に設定する提案がある。このユニフロー型の緩衝器にあっては、流体の流れを圧側室から伸側室へ向かう一方通行とするとともに、ピストン断面積とピストンに接続されるロッドの断面積を２：１の関係に設定することで、伸長でも収縮でもストローク量が同じであればシリンダ外へ流出する流量が一定となるようにしている。そして、この流出した流体の流れに複数の減衰弁を選択的に通過させるように構成すれば、ユニフロー型の緩衝器では、伸縮時において振動速度が同じであれば等しい減衰力を発揮するとともに減衰力を可変とすることができる（たとえば、特許文献１参照）。
特開平９−１８３３６８号公報（図２）

このユニフロー型の緩衝器では、上述のように、原理的には、伸長作動しても収縮作動しても、振動速度が同じであれば発生減衰力が同じとなるのであるが、ところが、実際には流体には圧縮性があるため、伸縮の両方で同じ減衰力を発生できない。

詳しく説明すると、ユニフロー型の緩衝器では、伸長時には伸側室内の流体のみが圧縮されるが、収縮時には伸側室内のみならず圧側室内の流体も圧縮されることになり、伸長作動と収縮作動では、圧縮される流体量が異なり伸長側と収縮側で減衰力が異なってしまうことになり、狙い通りの減衰力を発揮させ難い。詳しくは、ピストン断面積とロッドの断面積の比が２：１であるので、ピストンが中立位置から作動する場合、収縮時の圧縮流体量は伸長時の圧縮流体量の約三倍となることからも、伸長側と収縮側で減衰力が異なることを理解できよう。

特に、ストローク長が長い緩衝器では、シリンダ長も長く流体量も多いためにこの傾向が顕著に現れることになる。なお、流体に作動油を用いる場合でも、作動油中には気体が混入され、これを除去することが難しく、圧縮性を持っているため、同様の傾向を示すことになる。

さらに、ユニフロー型の緩衝器の場合、上述のように、ピストン断面積とロッド断面積を２：１の関係に設定しておかねばならず、設計自由度が低く、また、ピストン径あるいはロッド径が強度上無駄に大径となって緩衝器の大型化を招くとともに重量増を招くことになり、またさらには、伸縮で異なる減衰力を発揮させたい場合には、伸縮の方向によって減衰弁を選択する必要があり、減衰弁の選択に制御装置が必要となって装置がさらに大型化してしまう。

そこで、本発明は上記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、大型化や重量増加を招かず、狙い通りの減衰力を発揮することが可能であるとともに減衰力を可変とすることができる緩衝器を提供することである。

上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されるともに一端がピストンに連結されるロッドと、リザーバと、伸側室とリザーバ或いは圧側室とを連通する伸側通路と伸側通路の途中に設けられて伸側室からリザーバ或いは圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁と、伸側室と圧側室とを連通する伸圧通路と、圧側室とリザーバとを連通する圧リザーバ通路と、伸圧通路の途中に設けられて圧側室から伸側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁と、圧リザーバ通路の途中に設けられて圧側室からリザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側減衰弁と、を備えた緩衝器であって、対をなす伸側副減衰回路と圧側副減衰回路を少なくとも一対以上設け、伸側副減衰回路は、伸側室とリザーバ或いは圧側室とを連通する伸側副通路と、伸側副通路の途中に設けられて伸側室からリザーバ或いは圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側副減衰弁と、伸側副通路の途中に設けられて伸側副通路を開閉する伸側副切換弁とを備え、圧側副減衰回路は、伸側室と圧側室とを連通する伸圧副通路と、圧側室とリザーバとを連通する圧リザーバ副通路と、伸圧副通路の途中に設けられて圧側室から伸側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側副減衰弁と、圧リザーバ副通路の途中に設けられて圧側室からリザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側副減衰弁と、伸圧副通路の途中に設けられて伸圧副通路を開閉する圧側副切換弁と、圧リザーバ副通路の途中に設けられて圧リザーバ副通路を開閉するリザーバ側副切換弁とを備えてなることを特徴とした。

本発明の緩衝器によれば、バイフローに設定されていても、伸側副減衰回路および圧側副減衰回路を対として選択的に機能させることによって、減衰力を可変とすることができる。

そして、この緩衝器では、伸長時には伸側室内の流体が圧縮され、収縮時にシリンダ内の全体ではなく圧側室内の作動油が圧縮されることになるので、ユニフローに見られるように伸長時と収縮時で圧縮される流体量が著しく異なることがなく、伸長側と収縮側で作用する減衰弁の設定によって狙い通りの減衰力を緩衝器に発生させることができ、さらには、ピストン速度が同じであれば伸縮の両側で等しい減衰力を発揮させることも出来るのである。

換言すれば、この緩衝器にあっては、減衰力を可変とするとともに伸縮の両側で狙い通りの減衰力を発揮させつつバイフローを採用することができることから、伸縮時に圧縮される流体量を比較的小さくすることができるので、伸縮量が非常に小さい微振動に対しても、充分に減衰力を発揮することが出来るのである。

さらに、この緩衝器にあっては、バイフローに設定されるので、ピストン断面積とロッド断面積の関係に制限が無く、緩衝器の設計自由度が高くなり、また、ピストン径あるいはロッド径が強度上無駄に大径となる不具合もないので、緩衝器の大型化と重量増を招くことがない。

また、緩衝器における減衰力を可変とするに際して、伸縮動作の切換わりに伸側減衰弁、圧側減衰弁、リザーバ側減衰弁、伸側副減衰弁、圧側副減衰弁およびリザーバ側副減衰弁を都度選択する必要が無いので、大掛かりな制御装置の介在を要せず、この点でも緩衝器を含めたシステム全体の大型化を避けることができる。

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における回路図である。図２は、一実施の形態における緩衝器の減衰特性図である。図３は、一実施の形態の一変形例における緩衝器における回路図である。

一実施の形態における緩衝器Ｄ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るとともにシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるともに一端がピストン２に連結されるロッド３と、リザーバＲと、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する伸側通路４と、伸側通路４の途中に設けられて伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁５と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸圧通路６と、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧リザーバ通路７と、伸圧通路６の途中に設けられて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁８と、圧リザーバ通路７の途中に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側減衰弁９と、二対の伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂと圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂとを備えて構成されている。

以下、各部について詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状に形成され、その上下端は、それぞれヘッド部材１２とボトム部材１３によって閉塞されて流体たる作動油が充填されている。なお、本実施の形態においては、流体は作動油とされているが、これに限られるものではなく、これ以外の液体であっても気体であってもよい。

そして、シリンダ１内は、摺動自在に挿入されるピストン２によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画されており、ピストン２の図１中左端には、ロッド３が連結され、当該ロッド３は、ヘッド部材１２に摺動自在に軸支されている。

すなわち、この緩衝器の場合、取付長の点で有利となる片ロッド型の緩衝器として構成されている。

また、伸側通路４は、ヘッド部材１２を介して伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通しており、伸側減衰弁５はヘッド部材１２に内設されている。この伸側減衰弁５は、伸側室Ｒ１の圧力が開弁圧を超えると伸側通路４を開放するとともに当該伸側室Ｒ１の圧力に比例して流路面積を増大させる圧力比例弁とされ、伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう作動油の流れに抵抗を与えるようになっている。すなわち、この伸側減衰弁５は、伸側室Ｒ１圧力がリザーバＲの圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能している。

さらに、この実施の形態の場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸圧通路６はピストン２に設けられており、圧側減衰弁８もピストン２に設けられている。この圧側減衰弁８は、圧側室Ｒ２の圧力が開弁圧を超えると伸圧通路６を開放するとともに当該圧側室Ｒ２の圧力に比例して流路面積を増大させる圧力比例弁とされ、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れに抵抗を与えるようになっている。すなわち、この圧側減衰弁８は、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能している。

また、ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する一対のリリーフ流路１４，１５が設けられており、一方のリリーフ流路１４の途中には伸側室Ｒ１内の圧力が開弁圧を超えるとリリーフ流路１４を開放して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側リリーフ弁１６が設けられ、他方のリリーフ流路１５の途中には圧側室Ｒ２内の圧力が開弁圧を超えるとリリーフ流路１５を開放して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する圧側リリーフ弁１７が設けられている。

これら伸側リリーフ弁１６および圧側リリーフ弁１７にあっては、緩衝器Ｄの伸縮時に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一方が所定圧力となると、対応する伸側リリーフ弁１６あるいは圧側リリーフ弁１７が動作して、圧力を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の他方へ逃がして、緩衝器Ｄの発生減衰力を制限する。

なお、上記した伸圧通路６およびリリーフ流路１４，１５は、シリンダ１外に設けてもよいが、ピストン２に設けられることで、緩衝器Ｄの無用な大型化を避けることがでできる。

つづいて、圧リザーバ通路７は、ボトム部材１３を介して圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通しており、リザーバ側減衰弁９は当該ボトム部材１３に内設されている。このリザーバ側減衰弁９は、圧側室Ｒ２の圧力が開弁圧を超えると圧リザーバ通路７を開放するとともに当該伸側室Ｒ１の圧力に比例して流路面積を増大させる圧力比例弁とされ、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ようになっている。すなわち、このリザーバ側減衰弁９は、圧側室Ｒ２の圧力がリザーバＲの圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能している。

なお、ボトム部材１３には、リザーバＲと圧側室Ｒ２とを連通する吸込通路１８が設けられており、この吸込通路１８の途中にはリザーバＲから圧側室Ｒ２への流れのみを許容する逆止弁１９が設けられている。

そして、緩衝器Ｄが伸長作動をするときには、伸側室Ｒ１が圧縮されるので伸側室Ｒ１からリザーバＲへ伸側減衰弁５を介して作動油が流出されるとともに、圧側室Ｒ２へはリザーバＲから吸込通路１８を介して作動油が供給される。反対に、緩衝器Ｄが収縮作動をするときには、伸側室Ｒ１の容積膨張分の作動油が圧側室Ｒ２から圧側減衰弁８を介して供給され、シリンダ１内に侵入するロッド３の体積分の作動油が圧側室Ｒ２からリザーバ側減衰弁９を介してリザーバＲへ吐き出される。

このように、緩衝器Ｄでは、ユニフローではなくバイフローの緩衝器として構成され、伸長時には伸側減衰弁５で減衰力を発生し、収縮時には圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９で減衰力を発生するのであるが、ピストン速度が同じである場合に伸縮時で同じ減衰力を発生できるように、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９における開弁圧、圧力に対する流路面積の比例度合が調整されている。

引き続き、伸側副減衰回路１０ａは、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する伸側副通路２０ａと、伸側副通路２０ａの途中に設けられて伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側副減衰弁２０ｂと、伸側副通路２０ａを開閉する伸側副切換弁として機能する収束切換弁４１とを備えて構成されており、この伸側副減衰回路１０ａと対を成す圧側副減衰回路１１ａは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸圧副通路２１ａと、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧リザーバ副通路２１ｂと、伸圧副通路２１ａの途中に設けられて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側副減衰弁２１ｃと、圧リザーバ副通路２１ｂの途中に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側副減衰弁２１ｄと、伸圧副通路２１ａの途中に設けられて伸圧副通路２１ａを開閉する圧側副切換弁２１ｅと、圧リザーバ副通路２１ｂを開閉するリザーバ側副切換弁として機能する収束切換弁４１とを備えて構成されている。

伸側副通路２０ａは、伸側通路４と並列して伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、伸圧副通路２１ａは、伸圧通路６と並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通し、圧リザーバ副通路２１ｂは、圧リザーバ通路７と並列して圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通している。

すなわち、伸側副減衰弁２０ｂは、伸側減衰弁５に並列配置され、圧側副減衰弁２１ｃは、圧側減衰弁８に並列配置され、リザーバ側副減衰弁２１ｄも同様にリザーバ側減衰弁９に並列配置されている。

そして、この実施の形態の場合、伸側副通路２０ａと圧リザーバ副通路２１ｂとが収束通路４０によって収束されてリザーバＲへ連通されるようになっており、この収束通路４０の途中に収束切換弁４１が設けられている。この収束切換弁４１は、収束通路４０を遮断する状態では、伸側副通路２０ａと圧リザーバ副通路２１ｂの両方を遮断し、収束通路４０を開放する状態では、伸側副通路２０ａと圧リザーバ副通路２１ｂの両方を開放するようになっている。すなわち、収束切換弁４１は、伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁の両方の機能を兼ね備えている。このように、収束通路４０を設けることによって、伸側副切換弁としての機能とリザーバ側副切換弁としての機能を一つの収束切換弁４１に集約させることが可能となる。なお、収束通路４０を設けずに、伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁とを独立に設けることも当然可能である。

また、伸側副減衰弁２０ｂは、上述の伸側減衰弁５と同様の構成とされた圧力比例弁であって、伸側室Ｒ１の圧力が開弁圧を超えると開放動作するとともに、伸側室Ｒ１圧力がリザーバＲの圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能する。なお、この伸側副減衰弁２０ｂは、伸側減衰弁５と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合も同じに設定されている。

さらに、圧側副減衰弁２１ｃも、上述の圧側減衰弁８と同様の構成とされた圧力比例弁であって、圧側室Ｒ２の圧力が開弁圧を超えると開放動作するとともに、圧側室Ｒ２圧力が伸側室Ｒ１の圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能する。なお、この圧側副減衰弁２１ｃは、圧側減衰弁８と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合も同じに設定されている。

同様に、リザーバ側副減衰弁２１ｄにあっても、上述のリザーバ側減衰弁９と同様の構成とされた圧力比例弁であって、圧側室Ｒ２の圧力が開弁圧を超えると開放動作するとともに、圧側室Ｒ２圧力がリザーバＲの圧力を下回ることがあっても開放動作せず、逆止弁としても機能する。なお、このリザーバ側副減衰弁２１ｄは、リザーバ側減衰弁９と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合も同じに設定されている。

また、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅは、手動操作によって連通ポジションと遮断ポジションとを選択的に切換可能とされているが、ソレノイドによって切換えられる電磁弁とされても良い。

そして、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅを連通ポジションとすると、緩衝器Ｄの伸長時には作動油は、伸側減衰弁５のみならず、これに並列される伸側副減衰弁２０ｂをも通過して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ流出することになり、緩衝器Ｄの収縮時には作動油は、圧側室Ｒ２から圧側減衰弁８のみならず圧側副減衰弁２１ｃをも介して伸側室Ｒ１へ移動するとともに、圧側室Ｒ２からリザーバ側減衰弁９のみならずリザーバ側副減衰弁２１ｄをも介してリザーバＲへ流れるようになる。他方、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅを遮断ポジションとすると、緩衝器Ｄの伸縮時に、作動油は、伸側副減衰弁２０ｂ、圧側副減衰弁２１ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄを通過せずに、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過することになる。

つまり、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅは、伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａの減衰機能の発揮と停止とを切換えるスイッチとして機能している。また、伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａは対を成しており、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅが連通ポジションを採ると両方ともその減衰機能を発揮し、反対に遮断ポジションではその減衰機能を停止する。

なお、伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａにおける伸側副減衰弁２０ｂ、圧側副減衰弁２１ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄは、緩衝器Ｄのピストン速度が同じである場合、伸縮時で同じ減衰力を発生できるように、伸側副減衰弁２０ｂ、圧側副減衰弁２１ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄにおける開弁圧、圧力に対する流路面積の比例度合が調整されている。

さらに、伸側副減衰回路１０ｂは、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通する伸側副通路２２ａと、伸側副通路２２ａの途中に設けられて伸側室Ｒ１からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側副減衰弁２２ｂと、伸側副通路２２ａを開閉する伸側副切換弁として機能する収束切換弁４３とを備えて構成されており、この伸側副減衰回路１０ｂと対を成す圧側副減衰回路１１ｂは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸圧副通路２３ａと、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通する圧リザーバ副通路２３ｂと、伸圧副通路２３ａの途中に設けられて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側副減衰弁２３ｃと、圧リザーバ副通路２３ｂの途中に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側副減衰弁２３ｄと、伸圧副通路２１ａの途中に設けられて伸圧副通路２３ａを開閉する圧側副切換弁２３ｅと、圧リザーバ副通路２３ｂを開閉するリザーバ側副切換弁として機能する収束切換弁４３とを備えて構成されている。

伸側副通路２２ａは、伸側通路４および伸側副通路２０ａと並列して伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通し、伸圧副通路２３ａは、伸圧通路６および伸圧副通路２１ａと並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通し、圧リザーバ副通路２３ｂは、圧リザーバ通路７および圧リザーバ副通路２１ｂと並列して圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通している。

すなわち、伸側副減衰弁２２ｂは、伸側減衰弁５および伸側副減衰弁２０ｂに並列配置され、圧側副減衰弁２３ｃは、圧側減衰弁８および圧側副減衰弁２１ｃに並列配置され、リザーバ側副減衰弁２３ｄも同様にリザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２１ｄに並列配置されている。

そして、この実施の形態の場合、伸側副通路２２ａと圧リザーバ副通路２３ｂとが収束通路４２によって収束されてリザーバＲへ連通されるようになっており、この収束通路４２の途中に収束切換弁４３が設けられている。この収束切換弁４３は、収束通路４２を遮断する状態では、伸側副通路２２ａと圧リザーバ副通路２３ｂの両方を遮断し、収束通路４２を開放する状態では、伸側副通路２２ａと圧リザーバ副通路２３ｂの両方を開放するようになっている。すなわち、収束切換弁４３は、伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁の両方の機能を兼ね備えている。このように、収束通路４２を設けることによって、伸側副切換弁としての機能とリザーバ側副切換弁としての機能を一つの収束切換弁４３に集約させることが可能となる。なお、収束通路４２を設けずに、伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁とを独立に設けることも当然可能である。

また、伸側副減衰弁２２ｂは、上述の伸側減衰弁５および伸側副減衰弁２０ｂと同様の構成とされた圧力比例弁で、伸側減衰弁５と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合は二倍に設定されている。

さらに、圧側副減衰弁２３ｃも、上述の圧側減衰弁８および圧側副減衰弁２１ｃと同様の構成とされた圧力比例弁で、圧側減衰弁８と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合は二倍に設定されている。

同様に、リザーバ側副減衰弁２３ｄにあっても、上述のリザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２１ｄと同様の構成とされた圧力比例弁で、リザーバ側減衰弁９と同じ開弁圧で開弁するとともに、圧力に対する流路面積の比例度合は二倍に設定されている。

また、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅは、手動操作によって連通ポジションと遮断ポジションとを選択的に切換可能とされているが、ソレノイドによって切換えられる電磁弁とされても良い。

そして、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅを連通ポジションとすると、緩衝器Ｄの伸長時には作動油は、伸側減衰弁５のみならず、これに並列される伸側副減衰弁２２ｂをも通過して伸側室Ｒ１からリザーバＲへ流出することになり、緩衝器Ｄの収縮時には作動油は、圧側室Ｒ２から圧側減衰弁８のみならず圧側副減衰弁２３ｃをも介して伸側室Ｒ１へ移動するとともに、圧側室Ｒ２からリザーバ側減衰弁９のみならずリザーバ側副減衰弁２３ｄをも介してリザーバＲへ流れるようになる。

他方、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅを遮断ポジションとすると、緩衝器Ｄの伸縮時に、作動油は、伸側副減衰弁２２ｂ、圧側副減衰弁２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄを通過せずに、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過することになる。

つまり、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅは、伸側副減衰回路１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ｂの減衰機能の発揮と停止とを切換えるスイッチとして機能している。また、伸側副減衰回路１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ｂは、伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａと同様に対を成しており、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅが連通ポジションを採ると両方ともその減衰機能を発揮し、反対に遮断ポジションではその減衰機能を停止する。

なお、伸側副減衰回路１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ｂにおける伸側副減衰弁２２ｂ、圧側副減衰弁２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄもまた、緩衝器Ｄのピストン速度が同じである場合、伸縮時で同じ減衰力を発生できるように、伸側副減衰弁２２ｂ、圧側副減衰弁２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄにおける開弁圧、圧力に対する流路面積の比例度合が調整されている。

以上、緩衝器Ｄは、上述のように構成され、以下、その作動について説明する。

（１）まず、収束切換弁４１，４３および圧側副切換弁２１ｅ，２３ｅがともに遮断ポジションにあって伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂが機能しない場合、緩衝器Ｄの伸側減衰力は、作動油が伸側減衰弁５を通過することによって生じ、他方、緩衝器Ｄの圧側減衰力は、作動油が圧側減衰弁８、およびリザーバ側減衰弁９を通過することによって生じ、その発生減衰力は、図２中実線で示すように、ピストン速度が同じ場合には伸側と圧側で等しくなるとともに、ピストン速度に比例して増大する。この緩衝器Ｄでは、作動油が伸長時には伸側減衰弁５のみ、収縮時には圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過するので、伸縮の両方で流路面積が最小となって、減衰係数が最大となる。なお、図２中、実線で示す減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の変化をしめしたもの）のラインが途中で変曲しているが、これは、変曲点で伸側リリーフ弁１６および圧側リリーフ弁１７が開弁し減衰力の増加が抑制されるからである。また、ピストン速度が０のときに、減衰力が発生されるのは、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９が開弁するまでは、ピストン２が動かない状態で伸縮に抗する力を発生するからである。

（２）つづいて、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅが連通ポジションとされ、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅが遮断ポジションにあって伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａは機能するが、伸側副減衰回路１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ｂが機能しない場合、緩衝器Ｄの伸側減衰力は、作動油が伸側減衰弁５および伸側副減衰弁２０ｂを通過することによって生じ、他方、緩衝器Ｄの圧側減衰力は、作動油が圧側減衰弁８、圧側副減衰弁２１ｃ、リザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２１ｄを通過することによって生じ、その発生減衰力は、図２中破線で示すように、ピストン速度が同じ場合には伸側と圧側で等しくなるとともに、ピストン速度に比例して増大する。この場合、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過する場合に比較して、作動油は伸側副減衰弁２０ｂ、圧側副減衰弁２１ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄをも通過するので、流路面積が二倍となり、減衰係数が半分となる。なお、図２中、破線で示す減衰特性のラインが途中で変曲するのは、上記したのと同様、伸側リリーフ弁１６および圧側リリーフ弁１７が開弁するからであり、ピストン速度が０のときに、減衰力が発生されるのも上述と同様である。

（３）つづいて、収束切換弁４１および圧側副切換弁２１ｅが遮断ポジションとされ、収束切換弁４３および圧側副切換弁２３ｅが連通ポジションにあって伸側副減衰回路１０ａおよび圧側副減衰回路１１ａは機能しないが、伸側副減衰回路１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ｂが機能する場合、緩衝器Ｄの伸側減衰力は、作動油が伸側減衰弁５および伸側副減衰弁２２ｂを通過することによって生じ、他方、緩衝器Ｄの圧側減衰力は、作動油が圧側減衰弁８、圧側副減衰弁２３ｃ、リザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２３ｄを通過することによって生じ、その発生減衰力は、図２中一点鎖線で示すように、ピストン速度が同じ場合には伸側と圧側で等しくなるとともに、ピストン速度に比例して増大する。この場合、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過する場合に比較して、作動油は伸側副減衰弁２２ｂ、圧側副減衰弁２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄをも通過するので、流路面積が三倍となり、減衰係数が三分の一となる。なお、図２中、破線で示す減衰特性のラインが途中で変曲するのは、上記したのと同様、伸側リリーフ弁１６および圧側リリーフ弁１７が開弁するからであり、ピストン速度が０のときに、減衰力が発生されるのも上述と同様である。

（４）さらに、収束切換弁４１，４３および圧側副切換弁２１ｅ，２３ｅがともに連通ポジションにあって伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂがともに機能する場合、緩衝器Ｄの伸側減衰力は、作動油が伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂおよび伸側副減衰弁２２ｂを通過することによって生じ、他方、緩衝器Ｄの圧側減衰力は、作動油が圧側減衰弁８、圧側副減衰弁２１ｃ、圧側副減衰弁２３ｃ、リザーバ側減衰弁９、リザーバ側副減衰弁２１ｄおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄを通過することによって生じ、その発生減衰力は、図２中二点鎖線で示すように、ピストン速度が同じ場合には伸側と圧側で等しくなるとともに、ピストン速度に比例して増大する。この場合、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８およびリザーバ側減衰弁９のみを通過する場合に比較して、作動油は伸側副減衰弁２０ｂ、伸側副減衰弁２２ｂ、圧側副減衰弁２１ｃ、圧側副減衰弁２３ｃ、リザーバ側副減衰弁２１ｄおよびリザーバ側副減衰弁２３ｄをも通過するので、流路面積が四倍となり、減衰係数が四分の一となる。なお、図２中、破線で示す減衰特性のラインが途中で変曲するのは、上記したのと同様、伸側リリーフ弁１６および圧側リリーフ弁１７が開弁するからであり、ピストン速度が０のときに、減衰力が発生されるのも上述と同様である。

このように、この緩衝器Ｄにあっては、バイフローに設定されていても、伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂを対として選択的に機能させることによって、減衰力を可変とすることができる。

そして、この緩衝器Ｄでは、伸長時には伸側室Ｒ１内の流体たる作動油が圧縮され、収縮時にシリンダ１内の全体ではなく圧側室Ｒ２内の作動油が圧縮されることになるので、ユニフローに見られるように伸長時と収縮時で圧縮される流体量が著しく異なることがなく、伸長側と収縮側で作用する減衰弁の設定、この実施の形態では、伸側減衰弁５、圧側減衰弁８、リザーバ側減衰弁９、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄの設定によって狙い通りの減衰力を緩衝器Ｄに発生させることができ、さらに、この実施の形態のように、各減衰弁を上述のように設定すれば、緩衝器Ｄにピストン速度が同じであれば伸縮の両側で等しい減衰力を発揮させることが出来るのである。

換言すれば、この緩衝器Ｄにあっては、減衰力を可変とするとともに伸縮の両側で狙い通りの減衰力を発揮させつつバイフローを採用することができることから、伸縮時に圧縮される流体量を比較的小さくすることができるので、伸縮量が非常に小さい微振動に対しても、充分に減衰力を発揮することが出来るのである。

さらに、この緩衝器Ｄにあっては、バイフローに設定されるので、ピストン断面積とロッド断面積の関係に制限が無く、緩衝器Ｄの設計自由度が高くなり、また、ピストン径あるいはロッド径が強度上無駄に大径となる不具合もないので、緩衝器の大型化と重量増を招くことがない。

また、緩衝器Ｄにおける減衰力を可変とするに際して、伸縮動作の切換わりに伸側減衰弁５、圧側減衰弁８、リザーバ側減衰弁９、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄを都度選択する必要が無いので、大掛かりな制御装置の介在を要せず、この点でも緩衝器Ｄを含めたシステム全体の大型化を避けることができる。

そして、また、この緩衝器Ｄでは、伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側減衰弁８、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃ、リザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄが各々圧力比例弁とされているので、減衰係数を可変にすることができる。また、これにより、伸縮量が非常に小さい微振動に対しても、減衰力の変化幅を確保することができる。

さらに、伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側減衰弁８、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃ、リザーバ側減衰弁９およびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄは、逆止弁としても機能するので、伸側通路４、圧側通路６、圧リザーバ通路７、伸側副通路２０ａ，２２ａ、伸圧副通路２１ａ，２３ａおよび圧リザーバ副通路２１ｂ，２３ｂの各通路に別途の逆止弁を設ける必要が無いので、この点でも緩衝器Ｄの無用な大型化を防止している。

なお、この場合、二対の伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂを設けているので、減衰力を４通りに変化させることができるが、伸側副減衰回路と圧側副減衰回路で成る対を増やせば、さらに減衰力の変化パターンを増加させることができる。たとえば、上記対の数をｎとすると、減衰力の変化パターンは、２^ｎ通りとなる。

つづいて、図３に示した、一実施の形態の一変形例における緩衝器Ｄ’について説明する。この緩衝器Ｄ’は、一実施の形態の緩衝器Ｄの圧側減衰弁８、リザーバ側減衰弁９、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄの各々に並列する複数の固定オリフィス５１，５２，５３，５４，５５，５６を設けている。

なお、リザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄにそれぞれ並列される固定オリフィス５４，５６に対して、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流れのみを許容する逆止弁５７，５８が直列に配置されており、緩衝器Ｄ’の伸長時に伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂを通過した作動油が固定オリフィス５４，５６を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ流入してしまうことを防止している。

また、収束通路４０，４２を設けずに、伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁とを独立に設けるようにする場合には、上記逆止弁５７，５８を設けなくとも良い。

そして、このように緩衝器Ｄ’に固定オリフィス５１，５２，５３，５４，５５，５６を設けることによって、伸縮時のピストン速度に対する減衰力の立ち上がりにおける減衰特性のラインを二乗特性となるように設定することが可能となる。ここで、伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂのそれぞれには対応する固定オリフィスが並列配置されていないが、伸長時にあっては、作動油は固定オリフィス５１，５３，５５を通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動するので、伸長側のピストン速度に対する減衰力の立ち上がりにおける減衰特性のラインもオリフィス特性である二乗特性となるので、伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂのそれぞれに固定オリフィスを並列させずともよく、また、固定オリフィス５１，５２，５３，５４，５５，５６の設定によって伸縮の両側で等しい減衰力を発生させることが可能となる。

なお、上記構成に加えて固定オリフィスを伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂのそれぞれに並列して設けてもよく、また、緩衝器Ｄ’に要求される減衰力によって、伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側減衰弁８、リザーバ側減衰弁９、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃおよびリザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄのうち任意のものに対して固定オリフィスを並列させるようにしても良い。

なお、各実施の形態において、伸側通路４、伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂにおける伸側副通路２０ａ，２２ａは、上述したところでは、伸側室Ｒ１とリザーバＲとを連通するようにされているが、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するようにしてもよい。この場合、が伸長作動するときに、作動油は伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動するが、圧側室Ｒ２はリザーバＲから吸込通路１８を介してロッド４がシリンダ１から退出する体積分の作動油の供給を受けるため圧側室Ｒ２内はリザーバＲ内と等圧となるので、作動は上述緩衝器Ｄ，Ｄ’と全く同じとなる。したがって、このように、伸側通路４、伸側副通路２０ａ，２２ａで伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する場合、ピストン２にこれら通路を設けてよい。

また、図示したところでは、伸側副減衰回路１０ａ，１０ｂおよび圧側副減衰回路１１ａ，１１ｂにおける伸側減衰弁５、伸側副減衰弁２０ｂ，２２ｂ、圧側減衰弁８、リザーバ側減衰弁９、圧側副減衰弁２１ｃ，２３ｃ、リザーバ側副減衰弁２１ｄ，２３ｄ、圧側副切換弁２１ｅ，２３ｅおよび収束切換弁４１，４３が、シリンダ１の外方に設けられているが、これらをヘッド部材１２およびボトム部材１３の内部に設置するようにしても良いことは無論である。

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における回路図である。 一実施の形態における緩衝器の減衰特性図である。 一実施の形態の一変形例における緩衝器における回路図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ ピストン
３ ロッド
４ 伸側通路
５ 伸側減衰弁
６ 伸圧通路
７ 圧リザーバ通路
８ 圧側減衰弁
９ リザーバ側減衰弁
１０ａ，１０ｂ 伸側副減衰回路
１１ａ，１１ｂ 圧側副減衰回路
１２ ヘッド部材
１３ ボトム部材
１４，１５ リリーフ流路
１６ 伸側リリーフ弁
１７ 圧側リリーフ弁
１８ 吸込通路
１９，５７，５８ 逆止弁
２０ａ，２２ａ 伸側副通路
２０ｂ，２２ｂ 伸側副減衰弁
２１ａ，２３ａ 伸圧副通路
２１ｂ，２３ｂ 圧リザーバ副通路
２１ｃ，２３ｃ 圧側副減衰弁
２１ｄ，２３ｄ リザーバ側副減衰弁
２１ｅ，２３ｅ 圧側副切換弁
４０，４２ 収束通路
４１，４３ 収束切換弁
５１，５２，５３，５４，５５，５６ 固定オリフィス
Ｄ，Ｄ’ 緩衝器
Ｒ リザーバ
Ｒ１ 伸側室
Ｒ２ 圧側室

Claims (4)

1. シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるとともにシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、シリンダ内に移動自在に挿入されるともに一端がピストンに連結されるロッドと、リザーバと、伸側室とリザーバ或いは圧側室とを連通する伸側通路と伸側通路の途中に設けられて伸側室からリザーバ或いは圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰弁と、伸側室と圧側室とを連通する伸圧通路と、圧側室とリザーバとを連通する圧リザーバ通路と、伸圧通路の途中に設けられて圧側室から伸側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰弁と、圧リザーバ通路の途中に設けられて圧側室からリザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側減衰弁と、を備えた緩衝器において、対をなす伸側副減衰回路と圧側副減衰回路を少なくとも一対以上設け、伸側副減衰回路は、伸側室とリザーバ或いは圧側室とを連通する伸側副通路と、伸側副通路の途中に設けられて伸側室からリザーバ或いは圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側副減衰弁と、伸側副通路の途中に設けられて伸側副通路を開閉する伸側副切換弁とを備え、圧側副減衰回路は、伸側室と圧側室とを連通する伸圧副通路と、圧側室とリザーバとを連通する圧リザーバ副通路と、伸圧副通路の途中に設けられて圧側室から伸側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側副減衰弁と、圧リザーバ副通路の途中に設けられて圧側室からリザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるリザーバ側副減衰弁と、伸圧副通路の途中に設けられて伸圧副通路を開閉する圧側副切換弁と、圧リザーバ副通路の途中に設けられて圧リザーバ副通路を開閉するリザーバ側副切換弁とを備えてなることを特徴とする緩衝器。
2. 対となる伸側副減衰回路と圧側副減衰回路における伸側副通路と圧リザーバ副通路とをリザーバへ接続する収束通路を設け、当該収束通路の途中に収束通路を開閉する収束切換弁を設け、当該収束切換弁が伸側副切換弁とリザーバ側副切換弁とを兼ねることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 伸側減衰弁、圧側減衰弁、リザーバ側減衰弁、伸側副減衰弁、圧側副減衰弁およびリザーバ側副減衰弁のうちの任意のものに固定オリフィスを並列したことを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝器。
4. 伸側減衰弁、圧側減衰弁、リザーバ側減衰弁、伸側副減衰弁、圧側副減衰弁およびリザーバ側副減衰弁の各々を圧力比例弁としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の緩衝器。

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