JP6407059B2 - 緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、気体ばね式の緩衝器に関する。

円筒状のインナーチューブの一端側が密封状態となるように一端側固定部に固定されるとともに、円筒状のアウターチューブの他端側が密封状態となるように他端側固定部に固定されて、インナーチューブの他端側が円筒状のアウターチューブの一端開口を介してアウターチューブ内に挿入されて、インナーチューブの外周面とアウターチューブの内周面とが気密状態でインナーチューブとアウターチューブとが筒の中心軸に沿って相対的に移動可能に構成され、アウターチューブ及びインナーチューブの内側には、円筒状のシリンダと円筒状のロッドとを備え、ロッドの一端開口が密封状態となるようロッドの一端側が一端側固定部に固定されるとともに、シリンダの他端開口が密封状態となるようにシリンダの他端側が他端側固定部に固定され、ロッドの他端側がシリンダの一端開口に設けられたロッドガイドのロッド貫通孔を介してシリンダ内に挿入されて、かつ、シリンダ内に挿入されたロッドの他端部にはピストンが設けられて構成された緩衝器が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

当該緩衝器の内部は、他端側固定部と、ピストンと、他端側固定部と、ピストンとの間のシリンダの内周面とで囲まれた密封空間により形成された第１の気体ばね室としてのインナー室とし、ロッドの外周面と、一端側固定部と、インナーチューブ及びアウターチューブの内周面と、他端側固定部と、シリンダの外周面とで囲まれた密封空間により形成された第２の気体ばね室としてのアウター室とし、ピストンと、ロッドガイドと、ピストンとロッドガイドとの間のシリンダの内周面とで囲まれた密封空間により形成された第３の気体ばね室としてのバランス室として、３室に区画されている。

そして、当該緩衝器は、互いに隣り合うバランス室とインナー室とを気密状態に維持するためにピストンの外周面とシリンダの内周面との気密状態を維持するように設けられたピストン用リップパッキンと、互いに隣り合うバランス室とアウター室とを気密状態に維持するためにロッドガイドのロッド貫通孔とロッドの外周面との気密状態を維持するように設けられたロッド用リップパッキンとを備えている。

当該緩衝器によれば、一端側固定部と他端側固定部とが互いに近づく方向に移動する圧縮動作においては、インナー室及びアウター室の容積が小さくなってインナー室内及びアウター室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに離れる方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成され、一端側固定部と他端側固定部とが互いに離れる方向に移動する伸長動作においては、ピストンとロッドガイドとが互いに近づく方向に移動することによってバランス室の容積が小さくなってバランス室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに近付ける方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成される。

上述したロッド用リップパッキン及びピストン用リップパッキンは全体の形状が環状に形成されたものであり、その断面形状が図７、図８に示すように唇状（あるいはＵ状）に形成されていることからリップパッキン（あるいはＵパッキン）Ｐと呼ばれている。環の内周側に位置するリップ部分が内周リップＩＵ、環の外周側に位置するリップ部分が外周リップＯＵと呼ばれている。当該内周リップＩＵの内周面ＰＦは、環の中心軸に向けて突出する頂上部を備え、当該頂上部を形成する内周部が線状となった最小径の内周縁ＰＥを構成している。また、当該外周リップＯＵの外周面ＰＧは、環の中心軸より離れる方向に向けて突出する頂上部を備え、当該頂上部を形成する外周部が線状となった最大径の内周縁ＰＤを構成している。

ロッド用リップパッキンの場合、図９に示すように、ロッド用リップパッキンＲＰがロッドガイドＲＧの内周面側に設けられたパッキン装着溝ＰＨ内に装着されて、ロッドＲがロッド用リップパッキンＲＰの環の内周孔を貫通してロッド用リップパッキンＲＰの内周リップＩＵの内周面ＰＦ（環の中心軸に近い側の面）がロッドＲの外周面ＲＦに接触する。当該内周リップＩＵの内周面ＰＦは、環の中心軸に向けて突出する頂上部を備え、当該頂上部を形成する内周部が線状となった最小径の内周縁ＰＥを構成している。即ち、最小径の内周縁ＰＥの断面形状は、図８に示すように、角形状（エッジ形状）となっている。

したがって、図９に示すように、ロッドガイドＲＧのパッキン装着溝ＰＨ内に装着されたロッド用リップパッキンＲＰの内周リップＩＵと外周リップＯＵとの間に流体圧が加わって内周リップＩＵの内周面ＰＦがロッドＲの外周面ＲＦに接触する状態となった場合、内周リップＩＵの内周面ＰＦの角形状の最小径の内周縁ＰＥとロッドＲの外周面ＲＦとの接触面圧ＰＭが最大となってシール性能が維持される。同様に、ピストン用リップパッキンの場合、ピストン用リップパッキンがピストンの外周面側に設けられたパッキン装着部に装着され、ピストン用リップパッキンの外周リップの外周面ＰＧ（環の中心軸より遠い側の面）がシリンダの内周面に接触する。当該外周リップＯＵの外周面ＰＧは、環の中心軸より離れる方向に向けて突出する頂上部を備え、頂上部を形成する外周部が線状となった最大径の外周縁ＰＤを構成している。即ち、最大径の外周縁ＰＤの断面形状は、図８に示すように、角形状（エッジ形状）となっている。

したがって、ピストンのパッキン装着部に装着されたピストン用リップパッキンの外周リップＯＵと内周リップＩＵとの間に流体圧が加わって外周リップＯＵの外周面ＰＧがシリンダの内周面に接触する状態となった場合、外周リップＯＵの外周面ＰＧの角形状の最大径の外周縁ＰＤとシリンダの内周面との接触面圧が最大となってシール性能が維持される。尚、インナー室内及びアウター室内には圧縮比調整用のオイルが封入されており、また、バランス室内には摺動油膜形成用の少量のオイルが封入されている。

特開２０１３−２２８０８９号公報

上述したリップパッキンでは、インナー室とバランス室との間でのエアリーク防止、アウター室とバランス室との間でのエアリーク防止、及び、インナー室からバランス室への圧縮比調整用オイルの移動防止、アウター室からバランス室への圧縮比調整用オイルの移動防止のために、シリンダの内周面に接触する外周リップの外周面の最大径の外周縁がエッジ形状に、また、ロッドの外周面に接触する内周リップの内周面の最小径の内周縁がエッジ形状に形成されており、さらには、リップパッキンの構造上、加圧量に伴ってセルフシール力が増大する。

即ち、リップパッキンの外周リップの最大径の外周縁とシリンダの内周面との接触面圧、および、リップパッキンの内周リップの最小径の内周縁とロッドの外周面との接触面圧が高くなり、さらに、油膜切れを引き起こしやすくなって、緩衝器の圧縮動作時及び伸長動作時にフリクションが増大する要因となっていた。

本発明は、３室構造の気体ばね式の緩衝器において、３室間の圧縮比調整用オイルの移動を防止しつつ、緩衝器の伸縮時にフリクションを低減すると共に、気体ばねの反力特性の安定化を図ることができる緩衝器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る緩衝器は、筒状に形成されたインナーチューブの一端開口が密封された状態となるようにインナーチューブの一端側が一端側固定部に固定されるとともに、筒状に形成されたアウターチューブの他端開口が密封された状態となるようにアウターチューブの他端側が他端側固定部に固定され、インナーチューブの他端側がアウターチューブの一端開口を介してアウターチューブ内に挿入されて、インナーチューブの外周面とアウターチューブの内周面とが気密状態でインナーチューブとアウターチューブとが相対的に移動可能に構成されるとともに、アウターチューブ及びインナーチューブの内側に配置されたロッドのいずれか一方の端部開口が密封された状態となるようロッドのいずれか一方の端部側が一端側固定部又は他端側固定部に固定されるとともに、アウターチューブ及びインナーチューブの内側に配置されたシリンダのいずれか一方の端部開口が密封された状態となるようにシリンダのいずれか一方の端部側が他端側固定部又は一端側固定部に固定され、ロッドの他方の端部側がシリンダの他方の端部開口に設けられたロッドガイドのロッド貫通孔を介してシリンダ内に挿入されて、かつ、シリンダ内に挿入されたロッドの筒の他方の端部にはピストンを備え、一端側固定部と他端側固定部とが互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する場合に、ロッドに設けられたピストンの外周面とシリンダの内周面とが気密状態を維持するとともにロッドの外周面とロッドガイドのロッド貫通孔の内周面とが気密状態を維持した状態で、ピストンとロッドガイドとが互いに離れる方向及び互いに近づく方向に移動可能なように構成され、アウターチューブ及びインナーチューブの内側には、シリンダの一方の端部側を固定する固定部とピストンとの間のシリンダ内側の空間を形成する第１の気体ばね室と、ロッドの外側でかつインナーチューブ及びアウターチューブの内側の空間を形成する第２の気体ばね室と、ピストンとロッドガイドとの間のシリンダ内側の空間を形成する第３の気体ばね室と、が形成されているとともに、ロッドの内側が第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室として第３の気体ばね室と連通しており、一端側固定部と他端側固定部とが互いに近づく方向に移動する圧縮動作時においては、第１の気体ばね室及び第２の気体ばね室の容積が小さくなって第１の気体ばね室内及び第２の気体ばね室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに離れる方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成され、一端側固定部と他端側固定部とが互いに離れる方向に移動する伸長動作時においては、ピストンとロッドガイドとが互いに近づく方向に移動することによって第３の気体ばね室の容積が小さくなって第３の気体ばね室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに近付ける方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成されるように構成された緩衝器であって、伸長動作時に圧縮された第３の気体ばね室内の気体及びオイルが第２の気体ばね室に漏れることを抑制するための第３の気体ばね室側ロッド用リップパッキンとして、ロッドの外周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンを備えるとともに、伸長動作時に圧縮された第３の気体ばね室内の気体及びオイルが第１の気体ばね室に漏れることを抑制するための第３の気体ばね室側ピストン用リップパッキンとして、シリンダの内周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンを備え、圧縮動作時に圧縮された第１の気体ばね室内の気体及びオイルが第３の気体ばね室に漏れることを抑制するための第１の気体ばね室側ピストン用リップパッキンとして、シリンダの内周面と接触するリップの面がエッジ状に形成されたリップパッキンを備えるとともに、圧縮動作時に圧縮された第２の気体ばね室内の気体及びオイルが第３の気体ばね室に漏れることを抑制する第２の気体ばね室側ロッド用リップパッキンとして、ロッドの外周面と接触するリップの面がエッジ状に形成されたリップパッキンを備えた構成としたので、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる気体ばね式の緩衝器となる。

また、前記シリンダの内周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンのリップの弧面の半径寸法が、０．１ｍｍより大きく、かつ、０．４ｍｍよりも小さいことを特徴としたので、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる気体ばね式の緩衝器を得ることができる。

また、インナーチューブの一端側とロッドの一方の端部側とが一端側固定部に固定されたとともに、アウターチューブの他端側とシリンダの一方の端部側とが他端側固定部に固定されたことを特徴とするので、所謂、倒立タイプの緩衝器において、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる。

また、シリンダの内側に、ピストンに形成された連通路を介して第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室を備えたので、第３の気体ばね室の容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができるので、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化する。

また、一端側固定部に固定されたロッドの一方の端部開口を介してロッドの内側及び第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室を備えたので、第３の気体ばねの容積をさらに拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができる。

また、インナーチューブの一端側とシリンダの一方の端部側とが一端側固定部に固定されたとともに、アウターチューブの他端側とロッドの一方の端部側とが他端側固定部に固定されたことを特徴とするので、所謂、正立タイプの緩衝器において、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる。

また、インナーチューブの内周面とシリンダの外周面との間の空間により、第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室が構成されたので、第３の気体ばね室の容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができるので、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化する。

また、一端側固定部が自動二輪車の車軸側に連結されて、他端側固定部が自動二輪車の車体側に連結されたので、上述した効果が得られる自動二輪車のフロントフォークを構成できる。

緩衝器の全体を示す断面図（実施形態１）。 緩衝器のロッドガイド及びピストン近傍を示す拡大断面図（実施形態１）。 バランス室側のロッド用リップパッキン、又は、バランス室側のピストン用リップパッキンの断面図（実施形態１、２）。 パッキン装着用溝内に設置されて外周リップと内周リップとの間に流体圧が加わった状態のバランス室側のロッド用リップパッキン、及び、当該状態での接触面圧力分布を示す図（実施形態１、２）。 緩衝器の全体を示す断面図（実施形態２）。 緩衝器のロッドガイド及びピストン近傍を示す拡大断面図（実施形態２）。 リップパッキンを切断した図（従来例）。 バランス室側のロッド用リップパッキン、又は、バランス室側のピストン用リップパッキンの断面図（従来例、実施形態１、２）。 パッキン装着用溝内に設置されて外周リップと内周リップとの間に流体圧が加わった状態のバランス室側のロッド用リップパッキン、及び、当該状態での接触面圧力分布を示す図（従来例、実施形態１、２）。

＜実施形態１＞

図１乃至図４に基づいて実施形態１の緩衝器１について説明する。尚、本明細書においては、図１等において矢印で示した側を一端側及び他端側と定義して説明する。

図１に示すように、緩衝器１は、一端側固定部２と、他端側固定部３と、アウターチューブ１１と、インナーチューブ１２と、シリンダ２１と、ロッド２２と、ピストン２３と、ロッドガイド３６と、複数の気体ばね室と、互いに隣り合う気体ばね室と気体ばね室とを気密状態に維持するためのリップパッキンとを備える。

緩衝器１は、円筒状に形成されたインナーチューブ１２の一端開口が密封された状態となるようにインナーチューブ１２の一端側が一端側固定部２に固定されるとともに、円筒状に形成されたアウターチューブ１１の他端開口が密封された状態となるようにアウターチューブ１１の他端側が他端側固定部３に固定され、インナーチューブ１２の他端側がアウターチューブ１１の一端開口を介してアウターチューブ１１内に挿入されて、インナーチューブ１２の外周面とアウターチューブ１１の内周面とが気密状態を形成するようにインナーチューブ１２とアウターチューブ１１とがインナーチューブ１２及びアウターチューブ１１の中心軸１３に沿って相対的に移動可能に構成されたことで、一端側固定部２と他端側固定部３とが、圧縮行程では互いに近づく方向に移動し、伸長行程では互いに離れる方向に移動するように構成されている。

また、アウターチューブ１１及びインナーチューブ１２の内側には、インナーチューブ１２の筒の内径よりも小径で円筒状に形成されたシリンダ２１と、シリンダ２１の筒の内径よりも小径で円筒状に形成されたロッド２２と、を備える。

ロッド２２の一端開口が密封された状態となるようロッド２２の一端側が一端側固定部２に固定されるとともに、シリンダ２１の他端開口が密封された状態となるようにシリンダ２１の他端側が他端側固定部３に固定され、ロッド２２の他端側がシリンダ２１の一端開口に設けられたロッドガイド３６のロッド貫通孔３６ｈを介してシリンダ２１内に挿入されて、かつ、シリンダ２１内に挿入されたロッド２２の他端にはピストン２３を備える。

尚、シリンダ２１は、例えば一端側シリンダ２１Ｌの他端と他端側シリンダ２１Ｕの一端とが連結されて構成され、他端側シリンダ２１Ｕの他端が他端側固定部３に固定され、一端側シリンダ２１Ｌの一端開口にロッドガイド３６が設けられている。

アウターチューブ１１、インナーチューブ１２、シリンダ２１、ロッド２２、ピストン２３は、それぞれが中心軸１３の同軸状に設けられる。

即ち、一端側固定部２と他端側固定部３とが互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する場合に、ロッド２２の他端に設けられたピストン２３の外周面２３ｆとシリンダ２１の内周面２１ｕとが気密状態を維持するとともに、ロッド２２の外周面ＲＦとロッドガイド３６のロッド貫通孔３６ｈの内周面とが気密状態を維持した状態で、ピストン２３とロッドガイド３６とが中心軸１３に沿って互いに離れる方向及び互いに近づく方向に移動可能なように構成される。

緩衝器1の内側は、第１の気体ばね室としてのインナー室５０と、第２の気体ばね室としてのアウター室６０と、第３の気体ばね室としてのバランス室７０と、に区画形成されている。そして、互いに隣り合うバランス室７０とインナー室５０とを気密状態に維持するためのリップパッキンと、互いに隣り合うバランス室７０とアウター室６０とを気密状態に維持するためのリップパッキンとを備える。

インナー室５０は、他端側固定部３と、ピストン２３と、他端側固定部３とピストン２３との間のシリンダ２１の内周面と、サブタンク３８Ｘの外周面とで囲まれた密封空間により形成される。

アウター室６０は、ロッド２２の外周面ＲＦと、一端側固定部２と、インナーチューブ１２及びアウターチューブ１１の内周面と、他端側固定部３と、シリンダ２１の外周面と、ロッドガイド３６の一端とで囲まれた密封空間により形成される。

バランス室７０は、ピストン２３と、ロッドガイド３６と、ピストン２３とロッドガイド３６との間のシリンダ２１の内周面とで囲まれた空間により形成される。

ロッド２２の内側の気体室２２Ｕがピストン２３に形成された連通路２３Ｂを介してバランス室７０と連通するように構成され、円筒状のロッド２２が、バランス室７０内の圧縮比調整用の気体室２２Ｕを形成するサブタンク２２Ｘとして機能する。

また、ピストン２３の他端側には、ピストン２３に形成された連通路２３Ｂを介してバランス室７０内及びロッド２２の気体室２２Ｕに連通するバランス室７０内の圧縮比調整用の気体室３８Ｕを形成するシリンダ２１内のサブタンク３８Ｘが設けられる。

バランス室７０におけるピストン２３の一端側とロッドガイド３６の他端側との間には、ロッド２２の外周面ＲＦの外側をロッド２２の中心軸１３に沿って螺旋状に延長するリバウンドスプリング４０が設けられる。

実施形態１では、図２に示すように、バランス室７０の一端側に最も近い位置に設けられたロッド用リップパッキン７２Ｂとバランス室７０の他端側に最も近い位置に設けられたピストン用リップパッキン７１Ｂとが、互いにリップが向かい合うように配置されて、緩衝器１の伸長動作時に圧縮されたバランス室７０内の気体及び摺動用のオイルがアウター室６０やインナー室５０に漏れることを抑制するためのバランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂ及びバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂとして機能する。

そして、図３に示すように、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂ及びバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂとして、内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状が弧面に形成されたとともに、外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状が弧面に形成されたリップパッキンを用いる。

図４に示すように、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂがロッドガイド３６に形成されたパッキン装着溝ＰＨ内に装着され、緩衝器１の伸長動作時において、バランス室７０内の気体が圧縮され、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂの外周リップ７７と内周リップ７５との間に油圧が加わった場合、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂの最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの接触面圧ＰＡは、最小径の内周縁ＰＥがエッジ形状（図８参照）に形成されている場合の接触面圧ＰＭ（図９参照）と比べて小さくなる。

また、図２に示すように、バランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂがピストン２３に形成されたパッキン装着溝内に装着され、緩衝器１の伸長動作時において、バランス室７０内の気体が圧縮され、バランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧（油圧や気体圧）が加わった場合、バランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの接触面圧は、最大径の外周縁ＰＤがエッジ形状（図８参照）に形成されている場合と比べて小さくなる。

従って、緩衝器１の圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションが低減し、圧縮動作及び伸長動作がスムーズになる。

尚、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂ及びバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの最小径の内周縁７６の弧面は、中心軸１３に向けて突出する弧面に形成され、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂ及びバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの最大径の外周縁７８の弧面は、中心軸１３より離れる方向に向けて突出する弧面に形成される。

バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂ及びバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの最小径の内周縁７６の弧面の半径寸法（Ｒ寸法）及び最大径の外周縁７８の弧面の半径寸法（Ｒ寸法）は、０．１ｍｍより大きく、かつ、０．４ｍｍよりも小さい寸法に形成される。好ましくは、当該弧面の半径寸法は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲の寸法に形成されることが望ましい。当該０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲の寸法の弧面に形成すれば、最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの間での油膜保持性が良好となり、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションが低減して、緩衝器１の圧縮動作及び伸長動作がスムーズになる。

尚、当該弧面の半径寸法を、０．１ｍｍ以下とした場合、緩衝器１の圧縮動作時及び伸長動作時の起動トルクの値と動フリクションの値との差が大きく、圧縮動作と伸長動作との切り替わり時の荷重が大きくなって、最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの間の油膜切れが生じる可能性があり、動フリクションが増大する要因になりやすいという懸念があり、望ましくない。また、当該弧面の半径寸法を、０．４ｍｍ以上とした場合、最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの間のシール性能が損なわれる可能性があり、望ましくない。

さらに、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂの最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの接触面圧、及び、バランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂの最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの接触面圧が小さくなっているため、バランス室７０内の摺動潤滑用のオイルが、バランス室７０からアウター室６０に移動したり、あるいは、バランス室７０からインナー室５０に移動する可能性が全く無いとは言えない。しかしながら、仮に万が一、バランス室７０内の摺動潤滑用のオイルが、バランス室７０からアウター室６０に移動する、あるいは、バランス室７０からインナー室５０に移動するとしても、バランス室７０内の封入された摺動潤滑用のオイルは少量であるため、緩衝器１内のあらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性に大きな影響を与える可能性は少なく、各気体ばね室の反力特性は安定化する。

尚、バランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂとして、パッキン装着溝の周面と接触する最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状（図８の参照）に形成されたリップパッキンを使用すれば、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、パッキン装着溝の周面７２Ｂｒ（図２参照）と最大径の外周縁７８との接触面圧が最大になるので、パッキン装着溝の周面７２Ｂｒと最大径の外周縁７８との間を通過しようとするバランス室７０からアウター室６０への気体及びオイルの移動が防止され、各気体ばね室の反力特性の安定性が向上する。

また、バランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂとして、パッキン装着溝の周面７１Ｂｒ（図２参照）と接触する最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキンを使用すれば、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、パッキン装着溝の周面７１Ｂｒと最小径の内周縁７６との接触面圧が最大になるので、パッキン装着溝の周面７１Ｂｒと最小径の内周縁７６との間を通過しようとするバランス室７０からインナー室５０への気体及びオイルの移動が防止され、各気体ばね室の反力特性の安定性が向上する。

一方、バランス室７０側のロッド用リップパッキン以外のアウター室６０側のロッド用リップパッキであってリップが一端側固定部２を向くように設置されるアウター室６０側のロッド用リップパッキン７２Ａ、７２Ｃとして、ロッド２２の外周面ＲＦと接触する内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成され、かつ、パッキン装着溝の周面７２Ａｒ、７２Ｃｒと接触する外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキン、即ち、図８で示した構成のリップパッキンを使用する。さらに、バランス室７０側のピストン用リップパッキン以外のインナー室５０側のピストン用リップパッキンであってリップが他端側固定部３を向くように設置されるインナー室５０側のピストン用リップパッキン７１Ａとして、シリンダ２１の内周面２１ｕと接触する外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状に形成され、パッキン装着溝の周面７１Ａｒと接触する内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキン、即ち、図８で示した構成のリップパッキンを使用する。

この場合、緩衝器１の圧縮動作時において、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、アウター室６０側のロッド用リップパッキン７２Ａ、７２Ｃの最小径の内周縁７６とロッド２２の外周面ＲＦとの接触面圧が最大になるとともに、最大径の外周縁７８とパッキン装着溝の周面７２Ａｒ、７２Ｃｒとの接触面圧が最大になる。また、インナー室５０側のピストン用リップパッキン７１Ａの最大径の外周縁７８とシリンダ２１の内周面２１ｕとの接触面圧が最大になるとともに、最小径の内周縁７６とパッキン装着溝の周面７１Ａｒとの接触面圧が最大になる。

従って、アウター室６０からバランス室７０への気体及びオイルの移動、及び、インナー室５０からバランス室７０への気体及びオイルの移動が阻止され、緩衝器１内のあらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性が安定する。

実施形態１による気体ばね式の緩衝器１によれば、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションを低減できるとともに、インナー室５０からバランス室７０への圧縮比調整用オイルの移動、及び、アウター室６０からバランス室７０への圧縮比調整用オイルの移動を防止できて、あらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性の安定化が図れる。即ち、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる気体ばね式の緩衝器１を提供できる。

実施形態１の緩衝器１は、例えば、自動二輪車等のフロントフォークを構成する左右の緩衝器のうちの少なくとも一方の緩衝器として使用されるものである。当該緩衝器１は、例えば、左右のフロントフォークのうちの一方にダンパを有するダンパ脚と他方にばねを有するばね脚とからなる左右で機能が分離されたフロントフォークにおいて、当該ばね脚に使用されるばねが金属ばねを使用せず、気体ばねを使用した構成の緩衝器であっても良い。

緩衝器１は、例えば、一端側固定部２が自動二輪車の車軸側に連結されるとともに、他端側固定部３が自動二輪車の車体側であるフレーム等に連結されることによって、ロッド２２が下方に位置してシリンダ２１が上方に位置される倒立タイプのフロントフォークを構成する。

当該フロントフォークは、フロントフォークの下端（インナーチューブ１２及びロッド２２の一端）とフロントフォークの上端（アウターチューブ１１及びシリンダ２１の他端）とが互いに近づく方向に動作する圧縮動作、及び、フロントフォークの下端とフロントフォークの上端とが互いに離れる方向に動作する伸長動作を行う。

そして、フロントフォークの下端とフロントフォークの上端とが互いに近づく方向に移動する圧縮動作においては、インナー室５０及びアウター室６０の容積が小さくなってインナー室５０内及びアウター室６０内の気体が圧縮されることにより、フロントフォークの下端とフロントフォークの上端とを互いに離れる方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成される。

また、フロントフォークの下端とフロントフォークの上端とが互いに離れる方向に移動する伸長動作においては、ピストン２３とロッドガイド３６とが互いに近づく方向に移動するので、リバウンド気体ばね室７０の容積が小さくなってバランス室７０内における気体が圧縮される。このとき、バランス室７０及びバランス室７０と連通しているロッド２２によるサブタンク２２Ｘ内及びシリンダ２１内のサブタンク３８Ｘ内に密封されている気体が気体ばねとして作用し、フロントフォークを圧縮させる方向の反力が発生する。

以下、緩衝器１の全体的な構成の詳細を図１、図２に基づいて説明する。

アウターチューブ１１の一端開口側の内周面にはシール部材１３Ｃ、ダストシール１３Ｄが設けられ、アウターチューブ１１の内周面には複数のブッシュ１３Ｚ及び１３Ｂが設けられており、当該ブッシュ１３Ｚ、１３Ｂ、シール部材１３Ｃ、ダストシール１３Ｄを介してインナーチューブ１２の外周面とアウターチューブ１１の内周面とが気密状態を維持しながら摺動自在に構成されている。尚、インナーチューブ１２を保護する図外のダストカバーが、アウターチューブ１１に摺接傷を付けない様にストッパーリング１３Ｅがアウターチューブ１１の一端開口側の外周面に嵌め込まれている。

ロッドガイド３６は、蓋部３６Ａと、一端側パッキン装着用ピース３６Ｂと、他端側パッキン装着用ピース３６Ｃと、ばね座兼パッキン押え３６Ｄとが組み合わされて構成される。

蓋部３６Ａ、一端側パッキン装着用ピース３６Ｂ、他端側パッキン装着用ピース３６Ｃ、ばね座兼パッキン押え３６Ｄは、それぞれ、中央にロッド２２を貫通させるためのロッド貫通孔３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３６ｋを備えた環状に形成された部材である。蓋部３６Ａは、シリンダ２１の一端開口側の内周面に形成されたねじ部３６ａとねじ嵌合するねじ部３６ｂを外周面に備え、ねじ部３６ａとねじ部３６ｂとが締結されてシリンダ２１の一端開口の内側にねじ嵌合により固定される。蓋部３６Ａのロッド貫通孔３６ｈの内周面にはブッシュ３７が設けられ、ロッド２２の外周面ＲＦとブッシュ３７の内周面とが摺動可能に構成されている。

一端側パッキン装着用ピース３６Ｂは、蓋部３６Ａの他端に取付けられ、外周面に形成されたＯリング装着用溝内にはＯリング７３Ｂが装着され、一端面側及び他端面側にはそれぞれロッド貫通孔３６ｉを中心としたパッキン装着用溝が形成される。一端面側に形成されたパッキン装着用溝には上述したアウター室６０側のロッド用リップパッキン７２Ａが装着され、他端面側に形成されたパッキン装着用溝には上述したアウター室６０側のロッド用リップパッキン７２Ｃが装着されている。

他端側パッキン装着用ピース３６Ｃは、一端側パッキン装着用ピース３６Ｂの他端面側に設置され、外周面に形成されたＯリング装着用溝内にはＯリング７３Ｃが装着され、他端面側にはロッド貫通孔３６ｊを中心としたパッキン装着用溝が形成され、当該パッキン装着用溝には上述したバランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂが装着されている。

ばね座兼パッキン押え３６Ｄは、他端側パッキン装着用ピース３６Ｃの他端面側に設置され、止輪４２Ａによってシリンダ２１の内周面に固定されていることによって、他端側パッキン装着用ピース３６Ｃ、及び、他端側パッキン装着用ピース３６Ｃのパッキン装着用溝に装着されたバランス室７０側のロッド用リップパッキン７２Ｂが他端側に移動しないように阻止するとともに、リバウンドスプリング４０の一端が固定されたばね座として機能する。

ロッド２２の他端側がロッドガイド３６のロッド貫通孔３６ｈを通過してシリンダ２１内に挿入され、かつ、シリンダ２１内に挿入されたリバウンドスプリング４０の螺旋中央孔を通過した後のロッド２２の他端にはピストン２３が取り付けられている。即ち、柱状のピストン２３の一端側の柱中心側には、ロッド２２の他端部を挿入するための挿入孔２３ｃが形成されており、挿入孔２３ｃの内周面に形成されたねじ部２３ａとねじ嵌合するねじ部２３ｂをロッド２２の他端部の外周面に備え、ねじ部２３ａとねじ部２３ｂとが締結されてロッド２２の他端部にピストン２３の一端開口側がねじ嵌合により固定されている。挿入孔２３ｃの外周面の外径がリバウンドスプリング４０の螺旋中央孔の内径よりも小径に形成されて挿入孔２３ｃの外周面がリバウンドスプリング４０の螺旋中央孔の他端開口から螺旋中央孔内に入り込むとともに、当該挿入孔２３ｃの外周面の他端側には当該外周面より拡径した面であるばね衝突面２３ｄが形成され、リバウンドスプリング４０の他端が当該ばね衝突面２３ｄに衝突することで一定以上の伸長動作が阻止される。

ピストン２３は、シリンダ２１の内周面と対向する外周面の一端側と他端側とにそれぞれピストン２３の中心軸１３を中心とした円環状のパッキン装着用溝を備えるとともに、外周面の一端側にはピストンの中心軸１３を中心とした円環状のピストンリング装着溝が形成されている。そして、ピストンリング装着溝に装着されたピストンリング２４とシリンダ２１の内周面２１ｕとの接触によりピストン２３の摺動性を向上させるとともに、上述したように、外周面の他端側のパッキン装着用溝内にインナー室５０側のピストン用リップパッキン７１Ａが装着され、外周面の一端側のパッキン装着用溝内にバランス室７０側のピストン用リップパッキン７１Ｂが装着されている。

ピストン２３の他端側には、サブタンク連結部を備える。サブタンク連結部は、外周面の径がピストン２３の外周面の径よりも小径の筒部に形成されている。サブタンク３８Ｘは一端開口他端閉塞の中空棒状容器により形成される。サブタンク連結部の筒の他端側外周面には、一端開口側の内周面に形成されたねじ部２５ａとねじ嵌合するねじ部２５ｂを備え、ねじ部２５ａとねじ部２５ｂとが締結されてピストン２３の他端側のサブタンク連結部にサブタンク３８Ｘの一端開口側がねじ嵌合により固定されている。３８ａはサブタンク連結部のシール部材である。

ピストン２３の内部には、サブタンク３８Ｘ内の気体室３８Ｕとロッド２２の内側の気体室２２Ｕとをバランス室７０に連通させるための連通路２３Ｂが形成されている。即ち、バランス室７０と連通するロッド２２の内側の気体室２２Ｕを区画するロッド２２によるサブタンク２２Ｘを備えているので、バランス室７０の容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができる。従って、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化し、操縦安定性を向上させることができる。

また、シリンダ２１の内側に、ピストン２３に形成された連通路２３Ｂを介してバランス室７０と連通するバランス室７０内の圧縮比調整用の気体室３８Ｕを形成するサブタンク３８Ｘを備えたことによって、バランス室７０の容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができるので、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化し、操縦安定性を向上させることができる。そして、サブタンク２２Ｘ及びサブタンク３８Ｘを備えたことによって、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化するという効果が向上する。

シリンダ２１の一端側外周部には、インナーチューブ１２の内周面と環状間隙を介する振れ止めカラー２１Ｚが取着されている。

図１に示すように、例えば自動二輪車の車軸に連結される一端側固定部２は、ブラケット３２と、ボトムピース３３と、ボトムボルト３４とを備える。

ボトムピース３３は、インナーチューブ１２の一端開口を密封するようにインナーチューブ１２の一端開口に取付けられる。

ブラケット３２は、ボトムピース３３が取り付けられたインナーチューブ１２の一端を嵌合するための嵌合部３２Ａと、車軸を連結するための連結孔３２Ｂと、ボトムボルト３４が装着されるボトムボルト装着孔３２Ｃとを備える。ロッド２２の下端部が、嵌合部３２Ａに挿入されたボトムピース３３の中央孔を通過してボトムボルト装着孔３２Ｃに突出して、ボトムボルト装着孔３２Ｃに装着されるボトムボルト３４に螺着されるとともに、ロックナット３５で固定されている。一端側固定部２においては、Ｏリング等のシール部材６３Ａ、６３Ｂ、７４等によって、インナーチューブ１２内及びロッド２２内と外部との気密状態が維持されている。

ボトムボルト３４にはロッド２２の一端開口を介してロッド２２の内側に連通する気圧調整部６５が設けられ、当該気圧調整部６５により、ロッド２２の内側空間から外側への気体の流出を阻止するとともに、ロッド２２の内側の気体室２２Ｕを介したバランス室７０内の気体の圧縮比調整時においてはバランス室７０の気体圧を調整することができる。

他端側固定部３は、アウターチューブ１１の他端部と、アウターチューブ１１及びシリンダ２１の他端開口を気密状態に塞ぐキャップ３０とボルト部３１とにより構成される。そして、アウターチューブ１１及びシリンダ２１の他端開口がキャップ３０とボルト部３１とで塞がれたアウターチューブ１１の他端部が例えば自動二輪車の車体側のフレーム等に連結される。他端側固定部３においては、Ｏリング等のシール部材５２、６１Ａ、６１Ｂ等により、アウターチューブ１１内及びシリンダ２１内と外部との気密状態が維持されている。

ボルト部３１には、インナー室５０内の封入気体圧を調整するためのインナー室気体圧調整部５３Ａと、アウター室６０内の封入気体圧を調整するためのアウター室気体圧調整部５３Ｂとが設けられている。

尚、一端側固定部２に、ロッド２２の一端開口を介してロッド２２の内側の気体室２２Ｕと連通する図外のサブタンクを設けるようにすれば、バランス室７０の容積をさらに拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができる。すなわち、一端側固定部２に固定されたロッド２２の一方の端部開口を介してロッド２２の内側の気体室２２Ｕ及びバランス室７０と連通するバランス室７０内の圧縮比調整用の気体室を形成する図外のサブタンクを設けるようにすれば、バランス室７０の容積をさらに拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができる。

サブタンクとしては、少なくとも、バランス室７０と連通するロッド２２の内側の気体室２２Ｕを形成するサブタンク２２Ｘを備えていればよい。

＜実施形態２＞

実施形態２による緩衝器１Ａを図５、図６及び図３、図４に基づいて説明する。

緩衝器１Ａは、円筒状に形成されたインナーチューブ１２Ａの一端開口が密封された状態となるようにインナーチューブ１２Ａの一端側が一端側固定部２Ａに固定されるとともに、円筒状に形成されたアウターチューブ１１Ａの他端開口が密封された状態となるようにアウターチューブ１１Ａの他端側が他端側固定部３Ａに固定され、インナーチューブ１２Ａの他端側がアウターチューブ１１Ａの一端開口を介してアウターチューブ１１Ａ内に挿入されて、インナーチューブ１２Ａの外周面とアウターチューブ１１Ａの内周面とが気密状態を形成するようにインナーチューブ１２Ａとアウターチューブ１１Ａとがインナーチューブ１２Ａ及びアウターチューブ１１Ａの中心軸１３Ａに沿って相対的に移動可能に構成されたことで、一端側固定部２Ａと他端側固定部３Ａとが互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動するように構成されている。

また、アウターチューブ１１Ａ及びインナーチューブ１２Ａの内側には、インナーチューブ１２Ａの筒の内径よりも小径で円筒状に形成されたシリンダ２１Ａと、シリンダ２１Ａの筒の内径よりも小径で円筒状に形成されたロッド２２Ａと、を備える。

シリンダ２１Ａの一端開口が密封された状態となるようにシリンダ２１Ａの一端側が他端側固定部２Ａに固定され、ロッド２２Ａの他端開口が密封された状態となるようロッド２２Ａの他端側が他端側固定部３Ａに固定されるとともに、ロッド２２Ａの一端側がシリンダ２１Ａの他端開口に設けられたロッドガイド３６０のロッド貫通孔３６０ｈを介してシリンダ２１Ａ内に挿入されて、かつ、シリンダ２１Ａ内に挿入されたロッド２２Ａの一端部にはピストン２３０を備える。

アウターチューブ１１Ａ、インナーチューブ１２Ａ、シリンダ２１Ａ、ロッド２２Ａ、ピストン２３０、ロッドガイド３６０は、それぞれが中心軸１３Ａの同軸状に設けられる。

そして、一端側固定部２Ａと他端側固定部３Ａとが互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する場合に、ロッド２２Ａの一端部に設けられたピストン２３０の外周面２３０ｆとシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとが気密状態を維持するとともに、ロッド２２Ａの外周面ＲＦとロッドガイド３６０のロッド貫通孔３６０ｈの内周面とが気密状態を維持した状態で、ピストン２３０とロッドガイド３６０とが中心軸１３Ａに沿って互いに離れる方向及び互いに近づく方向に移動可能なように構成される。

図６に示すように、ピストン２３０の他端側とロッドガイド３６０の一端側との間には、ロッド２２Ａの外周面ＲＦの外側をロッド２２Ａの中心軸１３Ａに沿って螺旋状に延長するリバウンドスプリング４０Ａが設けられる。

ロッド２２Ａの内側の気体室がピストン２３０に形成された連通路２３０Ｂを介して第３の気体ばね室としてのバランス室７０Ａと連通するように構成され、円筒状のロッド２２Ａが、バランス室７０Ａ内の圧縮比調整用の気体室を形成するサブタンクとして機能する。

緩衝器１Ａの内側は、第１の気体ばね室としてのインナー室５０Ａと、第２の気体ばね室としてのアウター室６０Ａと、第３の気体ばね室としてのバランス室７０Ａと、に区画形成されている。そして、互いに隣り合うバランス室７０Ａとインナー室５０Ａとを気密状態に維持するためのリップパッキンと、互いに隣り合うバランス室７０Ａとアウター室６０Ａとを気密状態に維持するためのリップパッキンとを備える。

インナー室５０Ａは、一端側固定部２Ａとピストン２３０と一端側固定部２Ａとピストン２３０との間のシリンダ２１Ａの内周面とで囲まれた空間により形成される。

アウター室６０Ａは、ロッド２２Ａの外周面ＲＦと他端側固定部３Ａとインナーチューブ１２Ａ及びアウターチューブ１１Ａの内周面とロッドガイド３６０とで囲まれた密封空間により形成される。

バランス室７０Ａは、ピストン２３０とロッドガイド３６０とピストン２３０とロッドガイド３６０との間のシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとで囲まれた空間により形成される。

実施形態２では、図６に示すように、バランス室７０Ａの他端側に最も近い位置に設けられたロッド用リップパッキン７２０Ｂとバランス室７０Ａの一端側に最も近い位置に設けられたピストン用リップパッキン７１０Ｂとが、互いにリップが向かい合うように配置されて、緩衝器１の伸長動作時に圧縮されたバランス室７０Ａ内の気体及び摺動用のオイルがアウター室６０Ａやインナー室５０Ａに漏れることを抑制するバランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂ及びバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂとして機能する。

そして、図３に示すように、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂ及びバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂとして、内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状が弧面に形成されたとともに、外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状が弧面に形成されたリップパッキンを用いる。

図４に示すように、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂがロッドガイド３６０に形成されたパッキン装着溝ＰＨ内に装着され、緩衝器１Ａの伸長動作時において、バランス室７０Ａ内の気体が圧縮され、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂの外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂの最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの接触面圧ＰＡは、最小径の内周縁７６がエッジ形状（図８参照）に形成されている場合の接触面圧ＰＭ（図９参照）と比べて小さくなる。

また、図６に示すように、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂがピストン２３０に形成されたパッキン装着溝内に装着され、緩衝器１Ａの伸長動作時において、バランス室７０Ａ内の気体が圧縮され、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧（油圧や気体圧）が加わった場合、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの接触面圧は、最大径の外周縁７８がエッジ形状（図８参照）に形成されている場合と比べて小さくなる。

従って、緩衝器１Ａの圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションが低減し、圧縮動作及び伸長動作がスムーズになる。

尚、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂ及びバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの最小径の内周縁７６の弧面は、中心軸１３Ａの中心に向けて突出する弧面に形成され、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂ及びバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの最大径の外周縁７８の弧面は、中心軸１３Ａの中心より離れる方向に向けて突出する弧面に形成される。

バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂ及びバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの最小径の内周縁７６の弧面の半径寸法（Ｒ寸法）及び最大径の外周縁７８の弧面の半径寸法（Ｒ寸法）は、０．１ｍｍより大きく、かつ、０．４ｍｍよりも小さい寸法に形成される。好ましくは、当該弧面の半径寸法は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲の寸法に形成されることが望ましい。当該０．２ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲の寸法の弧面に形成すれば、最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの間での油膜保持性が良好となり、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションが低減して、緩衝器１Ａの圧縮動作及び伸長動作がスムーズになる。

尚、当該弧面の半径寸法を、０．１ｍｍ以下とした場合、緩衝器１Ａの圧縮動作時及び伸長動作時の起動トルクの値と動フリクションの値との差が大きく、圧縮動作と伸長動作との切り替わり時の荷重が大きくなって、最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１ｕとの間の油膜切れを生じる可能性があり、動フリクションが増大する要因になりやすいという懸念があり、望ましくない。また、当該弧面の半径寸法を、０．４ｍｍ以上とした場合、最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの間、及び、最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの間のシール性能が損なわれる可能性があり、望ましくない。

さらに、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂの最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの接触面圧、及び、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂの最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの接触面圧が小さくなっているため、バランス室７０Ａ内の摺動潤滑用のオイルが、バランス室７０Ａからアウター室６０Ａに移動したり、あるいは、バランス室７０Ａからインナー室５０Ａに移動する可能性が全く無いとは言えない。しかしながら、仮に万が一、バランス室７０Ａ内の摺動潤滑用のオイルが、バランス室７０Ａからアウター室６０Ａに移動する、あるいは、バランス室７０Ａからインナー室５０Ａに移動するとしても、バランス室７０Ａ内の封入された摺動潤滑用のオイルは少量であるため、緩衝器１Ａ内のあらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性に大きな影響を与える可能性は少なく、各気体ばね室の反力特性は安定化する。

尚、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂとして、パッキン装着溝の周面と接触する最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状（図８の参照）に形成されたリップパッキンを使用すれば、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、パッキン装着溝の周面と最大径の外周縁７８との接触面圧が最大になるので、パッキン装着溝の周面と最大径の外周縁７８との間を通過しようとするバランス室７０Ａからアウター室６０Ａへの気体及びオイルの移動が防止され、各気体ばね室の反力特性の安定性が向上する。

また、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂとして、パッキン装着溝の周面と接触する最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキンを使用すれば、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、パッキン装着溝の周面と最小径の内周縁７６との接触面圧が最大になるので、パッキン装着溝の周面と最小径の内周縁７６との間を通過しようとするバランス室７０Ａからインナー室５０Ａへの気体及びオイルの移動が防止され、各気体ばね室の反力特性の安定性が向上する。

一方、バランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン以外のアウター室側ロッド用リップパッキンであってリップが他端側固定部３Ａを向くように設置されるアウター室６０側のロッド用リップパッキン７２０Ａとして、ロッド２２Ａの外周面ＲＦと接触する内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成され、かつ、パッキン装着溝の周面と接触する外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキン、即ち、図８で示した構成のリップパッキンを使用する。さらに、バランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン以外のインナー室５０側のピストン用リップパッキンであってリップが他端側固定部３を向くように設置されるインナー室５０側のピストン用リップパッキン７１０Ａとして、シリンダ２１Ａの内周面２１０ｕと接触する外周リップ７７の最大径の外周縁７８の断面形状がエッジ形状に形成され、パッキン装着溝の周面と接触する内周リップ７５の最小径の内周縁７６の断面形状がエッジ形状に形成されたリップパッキン、即ち、図８で示した構成のリップパッキンを使用する。

この場合、緩衝器１Ａの圧縮動作時において、外周リップ７７と内周リップ７５との間に流体圧が加わった場合、アウター室６０側のロッド用リップパッキン７２０Ａの最小径の内周縁７６とロッド２２Ａの外周面ＲＦとの接触面圧が最大になるとともに、最大径の外周縁７８とパッキン装着溝の周面との接触面圧が最大になり、かつ、インナー室５０側のピストン用リップパッキン７１０Ａの最大径の外周縁７８とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの接触面圧が最大になるとともに、最小径の内周縁７６とパッキン装着溝の周面との接触面圧が最大になる。従って、アウター室６０Ａからバランス室７０Ａへの気体及びオイルの移動、及び、インナー室５０Ａからバランス室７０Ａへの気体及びオイルの移動が阻止され、緩衝器１Ａ内のあらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性が安定する。

実施形態２による気体ばね式の緩衝器１Ａによれば、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションを低減できるとともに、インナー室５０Ａからバランス室７０Ａへの圧縮比調整用オイルの移動、及び、アウター室６０Ａからバランス室７０Ａへの圧縮比調整用オイルの移動を防止できて、あらかじめ設定された各気体ばね室の反力特性の安定化が図れる。即ち、圧縮動作時及び伸長動作時のフリクションの低減、及び、各気体ばね室の反力特性の安定化の両立を図ることができる気体ばね式の緩衝器１Ａを提供できる。

実施形態２の緩衝器１Ａは、例えば、自動二輪車等のフロントフォークを構成する左右の緩衝器のうちの少なくとも一方の緩衝器として使用されるものである。当該緩衝器１は、例えば、左右のフロントフォークのうちの一方にダンパを有するダンパ脚と他方にばねを有するばね脚とからなる左右で機能が分離されたフロントフォークにおいて、当該ばね脚に使用されるばねが金属ばねを使用せず、気体ばねを使用した構成の緩衝器であっても良い。

緩衝器１Ａは、例えば、一端側固定部２が自動二輪車の車軸側に連結されるとともに、他端側固定部３が自動二輪車の車体側であるフレーム等に連結されることによって、ロッド２２Ａが上方に位置してシリンダ２１Ａが下方に位置される正立タイプカートリッジ（ダンパー）のフロントフォークを構成する。

以下、緩衝器１Ａの全体的な構成の詳細を図５、図６に基づいて説明する。アウターチューブ１１Ａの一端開口側の内周面にはシール部材１３０Ｃが設けられ、アウターチューブの内周面には複数のブッシュ１３０Ａ及び１３０Ｂが設けられており、当該ブッシュ１３０Ａ、１３０Ｂ、シール部材１３０Ｃを介してインナーチューブ１２Ａの外周面とアウターチューブ１１Ａの内周面とが気密状態を維持しながら摺動自在に構成されている。

ロッドガイド３６０は、内周面にブッシュ３７０が設けられ、かつ、内側の一端側及び他端側にそれぞれロッド貫通孔３６０ｈを中心としたパッキン装着用溝が形成され、一端側面に形成されたパッキン装着用溝には上述したバランス室７０Ａ側のロッド用リップパッキン７２０Ｂが装着され、他端側に形成されたパッキン装着用溝には上述したアウター室６０側のロッド用リップパッキン７２０Ａが装着されている。

ロッドガイド３６０の外周面に形成されたＯリング装着用溝にはＯリング３１２が装着され、Ｏリング３１２とインナーチューブ１２Ａの内周面とが気密状態となってロッドガイド３６０とインナーチューブ１２Ａとが相対的に移動可能に構成されている。Ｏリング３１２とインナーチューブ１２Ａの内周面との気密接触により、バランス室７０Ａと連通孔３６２を介して連通するシリンダ２１Ａの外周面とインナーチューブ１２Ａの内周面との間の気体室７００により形成されたサブタンクが形成される。

ロッドガイド３６０の一端側連結部３６１の一端側とシリンダ２１Ａの他端開口とがねじ嵌合により連結されたことにより、シリンダ２１Ａの他端にロッドガイド３６０が設けられてシリンダ２１Ａとロッドガイド３６０とが一緒に移動するように構成されている。そして、シリンダ２１Ａの長さを変えることで気体室７００の容積を変更できるように構成されている。上記連通孔３６２は、一端側連結部３６１に形成されている。

ロッド２２Ａの一端側がロッドガイド３６０のロッド貫通孔３６０ｈを通過してシリンダ２１Ａ内に挿入され、かつ、リバウンドスプリング４０Ａの螺旋中央孔を通過した後のロッド２２の他端にはピストン２３０が取り付けられている。

ピストン２３０の他端側に設けられた連結部兼ばね固定部２３０Ａに形成された筒状のロッド挿入孔部２３０ａにロッド２２Ａの一端側が挿入されてロッド挿入孔部２３０ａとロッド２２Ａの一端側とがねじ嵌合により連結される。

ロッド挿入孔部２３０ａの外周面の外径がリバウンドスプリング４０Ａの螺旋中央孔の内径よりも小径に形成されてロッド挿入孔部２３０ａの外周面が螺旋中央孔の一端開口から螺旋中央孔内に入り込むともに、リバウンドスプリング４０Ａの一端がロッド挿入孔部２３０ａの外周面に形成されたばね固定部に固定され、ロッドガイド３６０の一端側の面がばね衝突面に形成され、リバウンドスプリング４０の他端が当該ばね衝突面に衝突することで一定以上の伸長動作が阻止される。

ピストン２３０の一端側に設けられた円柱状のピストン本体部の外周面の一端側と他端側とにそれぞれピストン２３０の中心軸１３Ａを中心とした円環状のパッキン装着用溝を備えるとともに、ピストン本体部の外周面の他端側にピストン２３０の中心軸１３Ａを中心とした円環状のピストンリング装着溝が形成されている。ロッド２２Ａの内側空間とバランス室７０Ａとを連通させる連通路２３０Ｂは、連結部兼ばね固定部２３０Ａにおけるピストン本体部との連結部分に形成されている。

そして、ピストンリング装着溝に装着されたピストンリング２４０とシリンダ２１Ａの内周面２１０ｕとの接触によりピストン本体部の摺動性を向上させるとともに、上述したように、外周面の一端側のパッキン装着用溝内にインナー室５０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ａが装着され、外周面の他端側のパッキン装着用溝内にバランス室７０Ａ側のピストン用リップパッキン７１０Ｂが装着される。

連通路２３０Ｂを介してバランス室７０Ａと連通するロッド２２Ａの内側の気体室を形成するロッド２２Ａによるサブタンク、及び、ロッドガイド３６０の一端側連結部３６１に形成された連通孔３６２を介してバランス室７０Ａと連通する気体室７００を形成するサブタンクを備えているので、バランス室７０Ａの容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができる。従って、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化し、操縦安定性を向上させることができる。

尚、気体室７００を形成するサブタンクは、一端側固定部２Ａとロッドガイド３６０と一端側固定部２Ａとロッドガイド３６０との間におけるシリンダ２１Ａの外周面とインナーチューブ１２Ａの内周面とで区画された気体室７００を形成するサブタンクである。

即ち、インナーチューブ１２Ａの内周面とシリンダ２１Ａの外周面との間の空間により、バランス室７０Ａと連通するバランス室７０Ａ内の圧縮比調整用の気体室７００を備えていることによって、バランス室７０Ａの容積を拡大でき、高圧力の状況下でも圧縮比を下げることができるので、伸長動作時の伸切付近での反力特性が安定化し、操縦安定性を向上させることができる。

一端側固定部２Ａは、図５に示すように、一端嵌合部４１と、例えば自動二輪車の車軸が連結される車軸連結孔４２と、気圧調整部４３と、ワンタッチカプラ４４Ａと、ワンタッチカプラ４４Ｂとを備える。

一端嵌合部４１は、インナーチューブ１２Ａの一端開口部の内径よりも小さな外径とシリンダ２１Ａの一端開口部の外径よりも大きな内径とを有した円筒形状に形成される。そして、一端嵌合部４１がインナーチューブ１２Ａの一端開口を介してインナーチューブ１２Ａ内に嵌合され、かつ、シリンダ２１Ａの一端開口部が一端嵌合部４１の内側にはまり込むように嵌合される。一端嵌合部４１とインナーチューブ１２Ａとは、シール部材３１４Ｆを介して液密に螺合する。また、ボトムピース３１４がシリンダ２１Ａの一端に配置され、一端嵌合部４１とシリンダ２１Ａとが、ボトムピース３１４、及び、ボトムピース３１４の外周に設けられたシール部材３１４Ｓ、３１４Ｇを介して液密に嵌合されている。

気圧調整部４３は、サブタンク４３Ｓを介し、インナー室５０Ａと連通している。よって、気圧調整部４３により、インナー室５０Ａの内側から外側への気体の流出を阻止するとともに、調整時においてはインナー室５０Ａ中の封入気体の圧力を調整することができる。

ワンタッチカプラ４４Ａは、インナー室５０Ａ内に圧縮比調整用のオイルを注入するためオイル注入口であり、ワンタッチカプラ４４Ｂは、バランス室７０Ａ内に摺動油膜形成用の少量のオイルを注入するためオイル注入口である。これにより、インナー室５０Ａ内の容積を調整することができ、圧縮比を調整することが容易となるとともに、バランス室７０Ａ内の摺動用オイルの量を調整できる。

インナー室５０Ａと気圧調整部４３とは、チューブ４３Ｔを介して連通している。チューブ４３Ｔは、一端嵌合部４１において支持され、チューブ４３Ｔを介して気圧調整部４３から気体をインナー室５０Ａ内に注入することが可能となっている。またチューブ４３Ｔのインナー室５０Ａ内の端部は、オイルＯの液面よりも車体側に突き出るように配される。そのためインナー室５０Ａ内の気体圧力の調整時（減圧時）においても、オイルが気圧調整部４３から吹き出すことを抑止できる。

他端側固定部３Ａは、アウターチューブ１１Ａの他端部と、アウターチューブ１１Ａ及びロッド２２Ａの他端開口を気密状態に塞ぐボルト部３０Ａ及びキャップ３１Ａとを備える。ボルト部３０Ａとアウターチューブ１１Ａの他端開口及びボルト部３０Ａとロッド２１Ａの他端開口とがねじ嵌合により連結される。キャップ３１Ａには、ロッド２２Ａの内側の気体室内の封入気体圧を調整するための気体圧調整部２１４Ａと、アウター室６０内の封入気体圧を調整するためのアウター室気体圧調整部２１４Ｂとが設けられる。そしてキャップ３１Ａとボルト部３０Ａとで塞がれたアウターチューブ１１Ａの他端部が自動二輪の車体側のフレーム等に連結される。他端側固定部３Ａにおいては、Ｏリング等のシール部材５２、６１Ａ、６１Ｂ、２１６等により、アウターチューブ１１Ａ内及びシリンダ２１内と外部との気密状態が維持されている。

ロッド２２Ａの外周面ＲＦの中央部にはバンプラバー３２５が固定されている。バンプラバー３２５は、緩衝器１Ａの圧縮動作により、底付きしたときの衝撃を緩和するとともに、４ｍｍ程度撓んだ後、インナーチューブ１２Ａの他端がボルト部３０Ａにメタル接触する。

尚、実施形態２で説明した正立タイプのカートリッジ（ダンパー）型の緩衝器１Ａにおいては、サブタンク４３Ｓ及び気体室７００を形成するサブタンクを備えていない構成であってもよい。

１ 緩衝器、１１ アウターチューブ、１２ インナーチューブ、２１ シリンダ、
２２ ロッド、２３ ピストン、３６ ロッドガイド、５０ インナー室、
６０ アウター室、７０ バランス室、
７１Ａ インナー室側のピストン用リップパッキン、
７１Ｂ バランス室側のピストン用リップパッキン、
７２Ａ、７２Ｃ アウター室側のロッド用リップパッキン、
７２Ｂ バランス室側のロッド用リップパッキン、７５ 内周リップ、
７６ 最小径の内周縁、７７ 外周リップ、７８ 最大径の外周縁。

Claims (8)

1. 筒状に形成されたインナーチューブの一端開口が密封された状態となるようにインナーチューブの一端側が一端側固定部に固定されるとともに、筒状に形成されたアウターチューブの他端開口が密封された状態となるようにアウターチューブの他端側が他端側固定部に固定され、インナーチューブの他端側がアウターチューブの一端開口を介してアウターチューブ内に挿入されて、インナーチューブの外周面とアウターチューブの内周面とが気密状態でインナーチューブとアウターチューブとが相対的に移動可能に構成されるとともに、
   アウターチューブ及びインナーチューブの内側に配置されたロッドのいずれか一方の端部開口が密封された状態となるようロッドのいずれか一方の端部側が一端側固定部又は他端側固定部に固定されるとともに、アウターチューブ及びインナーチューブの内側に配置されたシリンダのいずれか一方の端部開口が密封された状態となるようにシリンダのいずれか一方の端部側が他端側固定部又は一端側固定部に固定され、ロッドの他方の端部側がシリンダの他方の端部開口に設けられたロッドガイドのロッド貫通孔を介してシリンダ内に挿入されて、かつ、シリンダ内に挿入されたロッドの筒の他方の端部にはピストンを備え、
   一端側固定部と他端側固定部とが互いに近づく方向及び互いに離れる方向に移動する場合に、ロッドに設けられたピストンの外周面とシリンダの内周面とが気密状態を維持するとともにロッドの外周面とロッドガイドのロッド貫通孔の内周面とが気密状態を維持した状態で、ピストンとロッドガイドとが互いに離れる方向及び互いに近づく方向に移動可能なように構成され、
   アウターチューブ及びインナーチューブの内側には、シリンダの一方の端部側を固定する固定部とピストンとの間のシリンダ内側の空間を形成する第１の気体ばね室と、ロッドの外側でかつインナーチューブ及びアウターチューブの内側の空間を形成する第２の気体ばね室と、ピストンとロッドガイドとの間のシリンダ内側の空間を形成する第３の気体ばね室と、が形成されているとともに、ロッドの内側が第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室として第３の気体ばね室と連通しており、
   一端側固定部と他端側固定部とが互いに近づく方向に移動する圧縮動作時においては、第１の気体ばね室及び第２の気体ばね室の容積が小さくなって第１の気体ばね室内及び第２の気体ばね室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに離れる方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成され、
   一端側固定部と他端側固定部とが互いに離れる方向に移動する伸長動作時においては、ピストンとロッドガイドとが互いに近づく方向に移動することによって第３の気体ばね室の容積が小さくなって第３の気体ばね室内の気体が圧縮されることにより、一端側固定部と他端側固定部とを互いに近付ける方向に付勢する反力を発生させる気体ばねが形成されるように構成された緩衝器であって、
   伸長動作時に圧縮された第３の気体ばね室内の気体及びオイルが第２の気体ばね室に漏れることを抑制するための第３の気体ばね室側ロッド用リップパッキンとして、ロッドの外周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンを備えるとともに、伸長動作時に圧縮された第３の気体ばね室内の気体及びオイルが第１の気体ばね室に漏れることを抑制するための第３の気体ばね室側ピストン用リップパッキンとして、シリンダの内周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンを備え、
   圧縮動作時に圧縮された第１の気体ばね室内の気体及びオイルが第３の気体ばね室に漏れることを抑制するための第１の気体ばね室側ピストン用リップパッキンとして、シリンダの内周面と接触するリップの面がエッジ状に形成されたリップパッキンを備えるとともに、圧縮動作時に圧縮された第２の気体ばね室内の気体及びオイルが第３の気体ばね室に漏れることを抑制する第２の気体ばね室側ロッド用リップパッキンとして、ロッドの外周面と接触するリップの面がエッジ状に形成されたリップパッキンを備えたことを特徴とする緩衝器。
2. 前記シリンダの内周面と接触するリップの面が弧面に形成されたリップパッキンのリップの弧面の半径寸法が、０．１ｍｍより大きく、かつ、０．４ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. インナーチューブの一端側とロッドの一方の端部側とが一端側固定部に固定されたとともに、アウターチューブの他端側とシリンダの一方の端部側とが他端側固定部に固定されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の緩衝器。
4. シリンダの内側に、ピストンに形成された連通路を介して第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室を備えたことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
5. 一端側固定部に固定されたロッドの一方の端部開口を介してロッドの内側及び第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室を備えたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の緩衝器。
6. インナーチューブの一端側とシリンダの一方の端部側とが一端側固定部に固定されたとともに、アウターチューブの他端側とロッドの一方の端部側とが他端側固定部に固定されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の緩衝器。
7. インナーチューブの内周面とシリンダの外周面との間の空間により、第３の気体ばね室と連通する第３の気体ばね室内の圧縮比調整用の気体室が構成されたことを特徴とする請求項６に記載の緩衝器。
8. 一端側固定部が自動二輪車の車軸側に連結されて、他端側固定部が自動二輪車の車体側に連結されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の緩衝器。

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