JP5870427B2 - 緩衝装置 - Google Patents

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。

ここで、圧側室の圧力を基準として、緩衝装置の伸縮時における伸側室と圧側室との差圧をＰとし、伸側室から流出する液体の流量をＱとし、上記差圧Ｐと第一流路を通過する液体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、圧側室と伸側圧力室内の差圧をＰ１とし、差圧Ｐと差圧Ｐ１との差と伸側室から伸側圧力室内に流入する液体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ２とし、圧側室と圧側圧力室の差圧をＰ２とし、この差圧Ｐ２と圧側圧力室から圧側室に流出する液体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ３とし、フリーピストンの受圧面積である断面積をＡとし、フリーピストンの圧力室に対する変位をＸとし、コイルばねのばね定数をＫとして、流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数を求めると、式（１）が得られる。なお、式（１）中、ｓはラプラス演算子を示している。

さらに、上記式（１）で示された伝達関数中のラプラス演算子ｓにｊωを代入して、周波数伝達関数Ｇ（ｊω）の絶対値を求めると、以下の式（２）が得られる。

上記各式から理解できるように、この緩衝装置における流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数の周波数特性は、図５のボード線図に示したように、Ｆａ＝Ｋ／｛２・π・Ａ^２・（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）｝とＦｂ＝Ｋ／｛２・π・Ａ^２・（Ｃ２＋Ｃ３）｝の２つの折れ点周波数を持ち、また、Ｆ＜Ｆａの領域においては、伝達ゲインは略Ｃ１となり、Ｆａ≦Ｆ≦Ｆｂの領域においてはＣ１からＣ１・（Ｃ２＋Ｃ３）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）まで漸減するように変化して、Ｆ＞Ｆｂの領域においては一定となる。すなわち、流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数の周波数特性は、低周波数域では伝達ゲインが大きくなり、高周波数域では伝達ゲインが小さくなる。

したがって、この緩衝装置では、図６の減衰特性に示したように、低周波数の振動の入力に対しては大きな減衰力を発生し、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができるので、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確実に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大きくしている。

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、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され上記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室と、上記圧力室内に移動自在に挿入されて上記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、上記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、上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するバイパスと、上記バイパスの途中に設けられて上記圧側室から上記圧側圧力室へ向かう流れのみを許容する圧側バイパスバルブとを備えたことを特徴とする。

本発明の緩衝装置によれば、高周波振動が継続して入力されてもフリーピストンの変位に偏りが生じないため、フリーピストンの圧側圧力室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他の例を具体的に示した縦断面図である。 従来の緩衝装置の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。 従来の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。

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、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通するバイパス１１と、当該バイパス１１の途中に設けられて圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ向かう流れのみを許容する圧側バイパスバルブ１５と、バイパス１１の途中に設けられて圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する伸側バイパスバルブ１６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。なお、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。このように緩衝装置Ｄは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁１２および気体室Ｇの設置に変えて、シリンダ１の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド４の体積補償を行ってもよい。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大きい。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、これにより、フリーピストン９はハウジング１４内の所定位置に位置決めされた位置（以下、単に「フリーピストン中立位置」という）から変位するとばね要素１０からその変位量に比例した附勢力が作用することになる。上記したフリーピストン中立位置は、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が伸縮して抑制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、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通するバイパス１１が設けられている。このバイパス１１は、この場合、圧側流路６に並列されていて、より詳細には、伸側バイパス１１ａとこれに並列される圧側バイパス１１ｂとで構成されている。そして、圧側バイパス１１ｂの途中には、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ向かう流れのみを許容する圧側バイパスバルブ１５が設けられ、伸側バイパス１１ａの途中には圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する伸側バイパスバルブ１６とが設けられている。すなわち、圧側バイパスバルブ１５と伸側バイパスバルブ１６とは、バイパス１１に並列に設けられている。圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６は、この実施の形態の場合、逆止弁として機能するバルブとされており、具体的には、たとえば、リーフバルブ、ポペット弁やニードル弁等のように逆止弁としても機能するバルブを使用することができるほか、逆止弁とオリフィスやチョーク等といった絞りと逆止弁との組み合わせによって構成することもできる。

また、流量が同じであれば、圧側バイパスバルブ１５がこれを通過する液体の流れに与える抵抗は、伸側バイパスバルブ１６がこれを通過する液体の流れに与える抵抗よりも小さくなるように設定されている。具体的には、圧側バイパスバルブ１５と伸側バイパスバルブ１６とがバイパス１１を開閉する弁体とばね要素とでなる場合、圧側バイパスバルブ１５のばね要素の撓み剛性を伸側バイパスバルブ１６のばね要素の撓み剛性より小さく設定すればよく、このような形態のバルブとしてはリーフバルブ、ポペット弁といったものがある。圧側バイパスバルブ１５と伸側バイパスバルブ１６とがバイパス１１を絞る絞りを有する場合、圧側バイパスバルブ１５の絞りにおける流路面積を伸側バイパスバルブ１６の絞りにおける流路面積より大きく設定すればよい。

さらに、この実施の形態の場合、緩衝装置Ｄの伸長速度（緩衝装置Ｄにおける伸長時のピストン速度）が伸側の所定速度以上となると伸側バイパスバルブ１６が開弁し伸側バイパス１１ａが開放され、緩衝装置Ｄの収縮速度（緩衝装置Ｄにおける収縮時のピストン速度）が圧側の所定速度以上となると圧側バイパスバルブ１５が開弁し圧側バイパス１１ｂが開放されるようになっている。具体的には、伸側バイパスバルブ１６の開弁圧を、緩衝装置Ｄの伸長速度が所定速度となるときにおける圧側圧力室８と圧側室Ｒ２の差圧となるように設定すれば上記の如くの伸側バイパスバルブ１６の動作が可能となり、同様に、圧側バイパスバルブ１５の開弁圧を、緩衝装置Ｄの収縮速度が所定速度以上となるときにおける圧側室Ｒ２と圧側圧力室８との差圧となるように設定すれば上記の如くの圧側バイパスバルブ１５の動作が可能となる。また、上記したところでは、伸側バイパスバルブ１６が開弁する伸側の所定速度と圧側バイパスバルブ１５が開弁する圧側の所定速度とを同じ速度に設定してあるが、別々に設定することも可能である。

したがって、液体は、伸側バイパス１１ａが開放される場合には、圧側流路６に加えて伸側バイパス１１ａを介して、圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ移動することができ、圧側バイパス１１ｂが開放される場合には、圧側流路６に加えて圧側バイパス１１ｂを介して、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ移動することができる。

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て、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大きいまま維持される。

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小さくなる。

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、従来例と同じく式（２）で示される図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大きな減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を小さくすることができ、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大きな減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては減衰力を小さくすることができ、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の減衰特性における小さい値を採る折れ点周波数Ｆａの値を車両のばね上共振周波数の値以上であって車両のばね下共振周波数の値以下に設定し、大きい値を採る折れ点周波数Ｆｂを車両のばね下共振周波数以下に設定することで、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必ず低い減衰力を発生することになるので、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、従来の緩衝装置と同様に係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ばね要素１０のばね定数Ｋ、フリーピストン９の受圧面積Ａで設定されるが、各係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ばね定数Ｋおよびフリーピストン９の受圧面積Ａの設定いかんで絞り６ａの有無も任意である。

そして、特に、高周波数の振動が緩衝装置Ｄに入力されて、ピストン速度が高速となって上記した所定速度以上となると、伸長行程時には、伸側バイパスバルブ１６が開弁して伸側バイパス１１ａを開放し、収縮行程時には、圧側バイパスバルブ１５が開弁して圧側バイパス１１ｂを開放する。この状況となると、緩衝装置Ｄの伸長行程時には、圧側圧力室８の液体は、圧側流路６以外にも伸側バイパス１１ａを介して圧側室Ｒ２へ移動可能となり、また、緩衝装置Ｄの収縮行程時には、圧側室Ｒ２の液体は、圧側流路６以外にも圧側バイパス１１ｂを介して圧側圧力室８へ移動可能となる。ここで、圧側バイパスバルブ１５が通過する液体の流れに与える抵抗は、伸側バイパスバルブ１６が通過する液体の流れに与える抵抗より小さくなっているため、液体は、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ移動する方が、圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ移動するよりも移動しやすくなる。すなわち、フリーピストン９がハウジング１４内を図１中下方へ移動し圧側圧力室８を圧縮するよう変位する場合にあっては、圧側圧力室８の圧力は圧側室Ｒ２へ逃げにくく、反対に、フリーピストン９がハウジング１４内を図１中上方へ移動し圧側圧力室８を拡大するよう変位する場合にあっては、圧側圧力室８内へ高圧側の圧側室Ｒ２が伝播しやすい構造となっている。

つまり、この緩衝装置Ｄにあっては、高周波振動が入力される場合、伸長作動時には、圧側バイパスバルブ１５によって圧側圧力室８の圧力を圧側室Ｒ２へ逃げ難くし、伸側圧力室７と圧側圧力室８の差圧を低減してフリーピストン９が圧側圧力室８側へ偏って変位することを抑制しつつ、収縮作動時においては、圧側室Ｒ２の圧力を圧側圧力室８へ取り込んで、圧側圧力室８の速やかな圧力上昇を実現することで、フリーピストン９の伸側圧力室７側への変位を妨げず、緩衝装置Ｄの伸縮方向が反転した際にもフリーピストン９の戻り遅れが生じてフリーピストン９の圧側圧力室８側への偏りを助長することがない。したがって、緩衝装置Ｄに高周波振動が入力される場合には、伸側圧力室７と圧側圧力室８の差圧は従来の緩衝装置のそれよりも低減され、フリーピストン９は、圧側圧力室８を拡大する方向へは変位しやすく、圧側圧力室８を圧縮する方向へは変位しにくくなる。

その結果、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、伸側圧力室７の圧力が圧側圧力室８の圧力よりも高くなる状態となっても、伸側圧力室７と圧側圧力室８の差圧が低減されるので、フリーピストン９がフリーピストン中立位置から圧側圧力室８側へ偏って変位した状態となることを抑制できる。そして、伸側圧力室７と圧側圧力室８の差圧が低減されるだけで、フリーピストン９の作動を妨げるものではないので、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もない。

それゆえ、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。

なお、この緩衝装置Ｄは、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ向かう液体に対しては圧側バイパスバルブ１５が開弁し、反対に、圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては伸側バイパスバルブ１６が開弁するようになっている。フリーピストン９の圧側圧力室８側への偏りを防止するためだけであれば、バイパス１１に圧側バイパスバルブ１５のみを設けて、バイパス１１が圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かい液体の流れを許容しないようにすることで対応可能であるが、伸側バイパスバルブ１６を設けておくことで、高周波振動時におけるフリーピストン９の変位量を圧側バイパスバルブ１５のみを設けて対応する場合よりも多くすることができる。したがって、圧側バイパスバルブ１５のみで上記偏りを防止する場合には、圧側バイパスバルブ１５の開弁時のバルブ開度は微小なものとせざるを得ないが、これに比較して、圧側バイパスバルブ１５のみならず伸側バイパスバルブ１６を設けておくことで、圧側バイパスバルブ１５が開弁した際のバルブ開度を大きくすることができ、バルブ開度の制御が飛躍的に容易となる。

さらに、この緩衝装置Ｄは、高周波振動入力時において、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ向かう液体に対しては圧側バイパスバルブ１５で抵抗を与えるが、反対に、圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては伸側バイパスバルブ１６で抵抗を与えるので、圧側バイパスバルブ１５が液体の流れ与える抵抗と伸側バイパスバルブ１６が液体の流れに与える抵抗の設定によって、図３に示すように、フリーピストン９の変位しやすさをコントロールすることができるから、高周波側の減衰力の低下幅Ｈをチューニングすることができる。

フリーピストン９の変位の偏りは、緩衝装置Ｄに高周波振動が継続して入力される際に生じる現象であるので、圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６が開弁するときのピストン速度である伸側および圧側の所定速度は、フリーピストン９の変位の偏りが発生する程度の高周波振動が緩衝装置Ｄに入力されたときのピストン速度を参考に決定すればよい。また、圧側の所定速度を伸側の所定速度よりも低く設定しておけば、圧側バイパスバルブ１５の効きが速く、フリーピストン９の変位の偏りを早期に阻止することができる。

なお、この緩衝装置Ｄは、高周波振動入力時において、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ向かう液体に対しては圧側バイパスバルブ１５で抵抗を与えるが、反対に、圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては伸側バイパスバルブ１６で抵抗を与えるので、圧側室Ｒ２から圧側圧力室８へ液体が流れる場合と圧側圧力室８から圧側室Ｒ２へ液体が流れる場合とで、式（２）における係数Ｃ３の値が異なる。したがって、緩衝装置Ｄの伸長作動時と収縮作動時とで振動周波数に対する減衰力の特性が異なるが、伸長作動時の係数Ｃ３と収縮作動時の係数Ｃ３の値を、両者の減衰特性における折れ点周波数Ｆａの値が車両のばね上共振周波数の値以上であって車両のばね下共振周波数の値以下となり、折れ点周波数Ｆｂが車両のばね下共振周波数以下となるような値に設定するとよい。

また、上記したところでは、特に、緩衝装置Ｄに高周波振動が入力された時に圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６とが開弁するように設定されていたが、圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６とが緩衝装置Ｄの伸縮の速度によらず、緩衝装置Ｄの伸縮に伴って、それぞれ対応する行程で開弁するように設定することも可能であり、その場合でも、フリーピストン９の偏りを解消することができる。この場合、緩衝装置Ｄが伸長行程では、伸側バイパスバルブ１６が常に開弁し、緩衝装置Ｄが収縮行程では、圧側バイパスバルブ１５が常に開弁するため、緩衝装置Ｄの全周波数帯における減衰特性の設定に圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６が関与することになる。したがって、圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６がそれぞれ圧側の所定速度以上および伸側の所定速度以上で開弁するように設定しておくことで、圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６の影響を限定的にすることができ、緩衝装置Ｄの減衰特性の設定が容易となるとともに、圧側バイパスバルブ１５および伸側バイパスバルブ１６が液体の流れに与える抵抗の設定自由度が向上することになる。

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、圧側室Ｒ５と圧側圧力室２８とを連通するバイパス３０と、バイパス３０の途中に設けられて圧側室Ｒ５から圧側圧力室２８へ向かう流れのみを許容する圧側バイパスバルブ３２と、バイパス３０の途中に設けられて圧側圧力室２８から圧側室Ｒ５へ向かう流れのみを許容する伸側バイパスバルブ３３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通路２３ｄ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。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７２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７２、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、小径部３８ｃ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内へ連通する二つの可変オリフィス３８ｆ，３８ｇと、小径部３８ｃと大径部３８ｄとの境に形成される段部３８ｈとが設けられている。

また、底部３８ａには、当該底部３８ａを貫いて圧側室Ｒ５をハウジング２４内へ連通する伸側バイパス３０ａと圧側バイパス３０ｂとを備えている。そして、伸側バイパス３０ａと圧側バイパス３０ｂとでバイパス３０を形成している。

さらに、この底部３８ａには、挿通孔３８ｉが設けられている。また、底部３８ａの図４中上端となる圧力室Ｒ６側には、圧側バイパス３０ｂを開閉する圧側バイパスバルブ３２が積層され、底部３８ａの図４中下端となる圧側室Ｒ５側には、伸側バイパス３０ａを開閉する伸側バイパスバルブ３３とが積層されている。これらの圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３は、この場合、環状のリーフバルブとされていて、それぞれ、上記挿通孔３８ｉに挿通されるガイドロッド４０の外周に装着される。なお、圧側バイパスバルブ３２は、自身が開閉しない伸側バイパス３０ａの流路面積に影響を与えないようになっており、同様に、伸側バイパスバルブ３３においても、自身が開閉しない圧側バイパス３０ｂの流路面積に影響を与えないようになっている。また、この緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、圧側バイパスバルブ３２の撓み剛性は、伸側バイパスバルブ３３の撓み剛性より小さくしていて、流量が同じであれば、圧側バイパスバルブ３２が圧側バイパス３０ｂを通過する液体の流れに与える抵抗は、伸側バイパスバルブ３３が伸側バイパス３０ａを通過する液体の流れに与える抵抗よりも小さくなっている。

また、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３は、バルブケース４の挿通孔３８ｉに挿入されるガイドロッド４０の外周に組みつけられて、ハウジング２４に保持される。具体的には、ガイドロッド４０は、挿通孔３８ｉに挿入される軸部４０ａと、軸部４０ａの基端に設けた鍔部４０ｂと、軸部４０ａの先端に設けた螺子部４０ｃとで構成されている。そして、このガイドロッド４０の螺子部４０ｃには、ナット４１が螺着される。こうすることで、ガイドロッド４０の軸部４０ａの外周に装着された圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３は、内周側が鍔部４０ｂとナット４１とで挟持され、外周側の撓みが許容されてハウジングに固定される。

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の外周に環状溝２９ｃと、フリーピストン底部２９ａから環状溝２９ｃへ通じる孔２９ｄを備えている。

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２９の底部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２９の底部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、上記環状溝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，３８ｇ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５７或いは外筒３８の内周に設けた段部３８ｈ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。

また、固定オリフィス３８ｅは、フリーピストン９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，３８ｇ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に設けた環状溝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，３８ｇ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，３８ｇを二つ設けているが、その数は任意である。

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，３８ｇの開口全てが環状溝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，３８ｇ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，３８ｇ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，３８ｇ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の底部３８ａに設けられており、フリーピストン２９がハウジング２４内の底部３８ａ側に圧側圧力室２８を区画しているので、伸側バイパス３０ａと圧側バイパス３０ｂは、圧側圧力室２８と圧側室Ｒ５とを連通している。したがって、圧側バイパスバルブ３２は、圧側室Ｒ５から圧側圧力室２８へ向かう液体の流れに対して抵抗を与えて、その反対方向の流れを阻止するようになっており、伸側バイパスバルブ３３は、圧側圧力室２８から圧側室Ｒ５へ向かう液体の流れに対して抵抗を与えて、その反対方向の流れを阻止するようになっている。そして、緩衝装置Ｄと同様に、この緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄ１の伸長速度（緩衝装置Ｄ１における伸長時のピストン速度）が伸側の所定速度以上となると伸側バイパスバルブ３３が開弁し伸側バイパス３０ａが開放され、緩衝装置Ｄ１の収縮速度（緩衝装置Ｄ１における収縮時のピストン速度）が圧側の所定速度以上となると圧側バイパスバルブ３２が開弁し圧側バイパス３０ｂが開放されるようになっている。

なお、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３の一方または両方にオリフィスを設けるようにしておけば、このオリフィスを固定オリフィス３８ｅとして代用することができ、ハウジング２４に固定オリフィスを設ける加工を省くこともできる。具体的には、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３とがリーフバルブとされているので、その外周に切欠を設けてもよいし、ハウジング２４の底部３８ａに圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３が着座する弁座を設けておき、この弁座に打刻オリフィスを設けるようにしてもよい。

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，３８ｇ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，３８ｇ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Ｄ２が発生する減衰力が大きいまま維持される。

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。

したがって、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。

そして、特に、高周波数の振動が緩衝装置Ｄ１に入力されて、ピストン速度が高速となって上記した所定速度以上となると、伸長行程時には、伸側バイパスバルブ３３が開弁して伸側バイパス３０ａを開放し、収縮行程時には、圧側バイパスバルブ３２が開弁して圧側バイパス３０ｂを開放する。

つまり、この緩衝装置Ｄ１にあっても、高周波振動が入力される場合、緩衝装置Ｄと同様に、伸長作動時には、圧側バイパスバルブ３３によって圧側圧力室２８の圧力を圧側室Ｒ５へ逃げ難くし、伸側圧力室２７と圧側圧力室２８の差圧を低減してフリーピストン２９が圧側圧力室８側へ偏って変位することを抑制しつつ、収縮作動時においては、圧側室Ｒ５の圧力を圧側圧力室２８へ取り込んで、圧側圧力室２８の速やかな圧力上昇を実現することで、フリーピストン２９の伸側圧力室２７側への変位を妨げず、緩衝装置Ｄ１の伸縮方向が反転した際にもフリーピストン２９の戻り遅れが生じてフリーピストン２９の圧側圧力室２８側への偏りを助長することがない。したがって、緩衝装置Ｄ１に高周波振動が入力される場合には、伸側圧力室２７と圧側圧力室２８の差圧は従来の緩衝装置のそれよりも低減され、フリーピストン２９は、圧側圧力室２８を拡大する方向へは変位しやすく、圧側圧力室２８を圧縮する方向へは変位しにくくなる。

その結果、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、伸側圧力室２７の圧力が圧側圧力室２８の圧力よりも高くなる状態となっても、伸側圧力室２７と圧側圧力室２８の差圧が低減されるので、フリーピストン２９がフリーピストン中立位置から圧側圧力室２８側へ偏って変位した状態となることを抑制できる。そして、伸側圧力室２７と圧側圧力室２８の差圧が低減されるだけで、フリーピストン２９の作動を妨げるものではないので、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もない。

それゆえ、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、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、この緩衝装置Ｄ１は、圧側室Ｒ５から圧側圧力室２８へ向かう液体に対しては圧側バイパスバルブ３２が開弁し、反対に、圧側圧力室２８から圧側室Ｒ５へ向かう液体の流れに対しては伸側バイパスバルブ３３が開弁するようになっているので、圧側バイパスバルブ３２が開弁した際のバルブ開度を大きくすることができ、バルブ開度の制御が飛躍的に容易となる。

さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっても、圧側バイパスバルブ３２が液体の流れに与える抵抗と伸側バイパスバルブ１６が液体の流れに与える抵抗の設定によって、フリーピストン９の変位しやすさをコントロールすることができるから、高周波側の減衰力の低下幅を設定することができる。また、圧側の所定速度を伸側の所定速度よりも低く設定しておけば、圧側バイパスバルブ３２の効きが速く、フリーピストン２９の変位の偏りを早期に阻止することができる。また、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３とが緩衝装置Ｄ１の伸縮の速度によらず、緩衝装置Ｄ１の伸縮に伴って、それぞれ対応する行程で開弁するように設定することも可能であるが、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３の開弁をそれぞれ圧側の所定速度以上および伸側の所定速度以上と設定しておくことで、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３の影響を限定的にすることができ、緩衝装置Ｄ１の減衰特性の設定が容易となるとともに、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３が液体の流れに与える抵抗の設定自由度が向上することになる。

さらに、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３がハウジング２４に保持されるようにすることで、ハウジング２４に圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３をアッセンブリ化することができ、組立が簡単となる。また、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３をリーフバルブとして、ハウジング２４の底部３８ａに設けたガイドロッド４０に装着するようにすることで、圧側バイパスバルブ３２および伸側バイパスバルブ３３を簡易な構成として簡単にハウジング２４に固定することができ、圧側バイパスバルブ３２とフリーピストン２９との干渉も避けつつもハウジング２４の大型化を招かず、緩衝装置Ｄ１のストローク長に与える影響が少なくなる点で有利である。

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，３８ｇ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，３８ｇ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，３８ｇ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，３８ｇ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大きくなっていく。

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大きくするので、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の大きさ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大きくするので、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。

なお、緩衝装置Ｄ１にあっては、フリーピストン２９の圧側圧力室２８側への偏りを抑制できるとともに、圧側バイパスバルブ３２が開弁すると、圧側圧力室２８内の圧力を速やかに昇圧して、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位しても速やかにフリーピストン２９を中立位置へ戻すことができる。したがって、この緩衝装置Ｄ２にあっては、可変オリフィス３８ｆ，３８ｇが全開されない状態が長時間に亘って発生することがなく、減衰力が長時間に亘って高止まりすることを防止することができる。

このように、具体的な緩衝装置Ｄ１にあっては、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位する事態が生じても、減衰力が高止まりを防止できるから、車軸から車体への振動の伝達を絶縁する効果が消失してしまうといった不具合を解消でき、車両における乗り心地をより一層向上することができる。

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 隔壁部材としてのピストン
３，３１ 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 フリーピストン
１０ ばね要素
１１，３０ バイパス
１１ａ，３０ａ 伸側バイパス
１１ｂ，３０ｂ 圧側バイパス
１４，２４ ハウジング
１５，３２ 圧側バイパスバルブ
１６，３３ 伸側バイパスバルブ
Ｄ，Ｄ１ 緩衝装置
Ｒ１、Ｒ４ 伸側室
Ｒ２，Ｒ５ 圧側室
Ｒ３，Ｒ６ 圧力室

Claims (6)

1. シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され上記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室と、上記圧力室内に移動自在に挿入されて上記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、上記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、
   上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するバイパスと、
   上記バイパスの途中に設けられて上記圧側室から上記圧側圧力室へ向かう流れのみを許容する圧側バイパスバルブとを備えた
   ことを特徴とする緩衝装置。
2. 上記バイパスの途中に上記圧側バイパスバルブに並列に設けられて上記圧側圧力室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容する伸側バイパスバルブを備え、
   上記圧側バイパスバルブが流れに与える抵抗を上記伸側バイパスバルブが流れに与える抵抗よりも小さくした
   ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
3. 上記伸側バイパスバルブおよび上記圧側バイパスバルブは、ピストン速度が所定速度以上となるとバイパスを開放する
   ことを特徴とする請求項２に記載の緩衝装置。
4. 上記圧側室内に上記圧力室を形成するハウジングを備え、上記ハウジングに上記バイパスを設け、上記圧側バイパスバルブと上記伸側バイパスバルブは、上記ハウジングに設けられる
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の緩衝装置。
5. 上記バイパスは、上記ハウジングに設けた伸側バイパスと圧側バイパスとを備え、
   上記圧側バイパスバルブは、上記ハウジングの内面に積層されて上記圧側バイパスを開閉するリーフバルブであって、
   上記伸側バイパスバルブは、上記ハウジングの外面に積層されて上記伸側バイパスを開閉するリーフバルブであって、
   これらの圧側バイパスバルブと伸側バイパスバルブは、ともに、上記ハウジングに取り付けられたガイドロッドの外周に装着される
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の緩衝装置。
6. 上記シリンダ内に移動自在に挿入されて一端に上記ピストンが装着されるピストンロッドを備え、
   上記ピストンは、上記ハウジングにより上記ピストンロッドに固定される
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の緩衝装置。

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