JP6477198B2 - ピストンシリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピストンシリンダ装置に関する。ここで、ピストンシリンダ装置とは、内部に流体が封入されるシリンダ空間が形成されたシリンダ部材と、シリンダ空間内に移動可能に配設されたピストン部材と、外部からシリンダ空間内に進入するとともにシリンダ空間内でピストン部材に連結されたロッド部材とを備え、ピストン部材がシリンダ空間内を移動することによって、シリンダ部材とロッド部材との間に所定の力を付与することができるように構成される装置を言う。

シリンダ部材、ピストン部材、及びロッド部材を備えるピストンシリンダ装置は、様々な用途に用いられる。例えば、ロッド部材を第一の部材に接続し、シリンダ部材を第二の部材に接続することにより、第一の部材と第二の部材との間の相対的な動作を、ピストンシリンダ装置が発生する力によって制御することができる。ピストンシリンダ装置の使用用途の一例として、車両用のドアチェック装置を例示できる。

特許文献１は、ドアチェック装置に利用可能なピストンシリンダ装置を開示する。このピストンシリンダ装置は、シリンダ部材と、ロッド部材と、ピストン部材と、バルブ部材とを備える。シリンダ部材の内部にはシリンダ空間が形成され、このシリンダ空間にオイル等の粘性流体が封入される。ピストン部材はシリンダ空間内に移動可能に配設されるとともにシリンダ空間を第一空間と第二空間とに液密的に区画する。また、ピストン部材の内部には、第一空間と第二空間との間の流体の流通が可能な流体流通路が形成される。ロッド部材は、外部からシリンダ空間内に進入可能に構成されるとともに、シリンダ空間内にてピストン部材に連結される。バルブ部材はピストン部材に形成された流体流通路の途中に配設される。

特許文献１に記載のピストンシリンダ装置をドアチェック装置として利用する場合、ロッド部材に車体（ドアが取り付けられる本体）が接続され、シリンダ部材にドアが接続される。ドアの開閉動作が停止しているときには、バルブ部材の開弁圧が保持力としてドアに作用する。ドアに開閉操作力を付与すると、その開閉操作力がロッド部材及びピストン部材に伝達される。ピストン部材に伝達された開閉操作力により、ピストン部材で区画された第一空間の圧力と第二空間との圧力との差圧が大きくされる。この差圧がバルブ部材の開弁圧を上回ったときにバルブ部材が開く。これによりピストン部材に形成された流体流通路が開通される。流体流通路が開通すると、第一空間と第二空間との間の流体の流通が可能にされる。したがって、このときにドアを開閉させることができる。ドアを開閉させた場合、シリンダ空間内の流体が流体流通路を流通する。

特許文献２も、ドアチェック装置に利用可能なピストンシリンダ装置を開示する。このピストンシリンダ装置も、内部にシリンダ空間が形成されたシリンダ部材と、シリンダ空間内に移動可能に配設されたピストン部材と、外部からシリンダ空間内に進入するとともにシリンダ空間内にてピストン部材に連結されたロッド部材とを備える。ピストン部材によりシリンダ空間が第一空間と第二空間とに液密的に区画される。また、このピストンシリンダ装置は、２つの弁室を備え、第一空間が一方の弁室に接続され、第二空間が他方の弁室に接続される。また、２つの弁室間に接続空間が形成される。接続空間内には流体及び気体が充填されている。特許文献２に記載のピストンシリンダ装置は、基本的には特許文献１に記載のピストンシリンダ装置と同じように作動する。

特許３６７０３１０号明細書 特許５００９９５５号明細書

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１及び２に記載のようなピストンシリンダ装置を利用したドアチェック装置は、ドアの開閉動作を停止させた任意の開度位置にて、バルブ部材の開弁圧に基いた大きな保持力を発生し得ることから、フリーストップドアチェック装置とも呼ばれる。フリーストップドアチェック装置は、ロッド貫通タイプのフリーストップドアチェック装置と、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置に大別される。ロッド貫通タイプのフリーストップドアチェック装置は、ロッド部材がシリンダ部材（シリンダ空間）を貫通するように構成される。ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置は、ロッド部材がシリンダ部材（シリンダ空間）を貫通しないように、すなわちロッド部材の先端がシリンダ空間内に配設されるように、構成される。ロッド貫通タイプのフリーストップドアチェック装置として、例えば上記特許文献１に記載の装置が好適に示される。ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置として、例えば上記特許文献２に記載の装置が好適に示される。

ロッド貫通タイプのフリーストップドアチェック装置は、ドアの開閉動作に伴ってロッド部材が動作した場合であってもシリンダ空間の空間容積（流体が存在し得る容積）が変動しないように構成される。そのため、シリンダ空間の空間容積の変動を補償するための体積補償構造を設ける必要はなく、それ故に、フリーストップドアチェック装置を簡便に構成することができる。しかしながら、ロッド貫通タイプのフリーストップドアチェック装置のロッド部材はシリンダ部材（シリンダ空間）を貫通しているため、ロッド部材の全長が長くなり、それ故に装置が大型化する。よって、ドア内部でロッド部材の先端（シリンダ部材を貫通した先の部分）が他の部品（例えばウィンドウレギュレータ装置）と干渉する虞があり、これを回避するために他の部品の設計寸法が制限される。

一方、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置は、ロッド部材がシリンダ部材（シリンダ空間）を貫通しないため、コンパクトに構成することができる。しかし、ロッド部材がシリンダ空間内にて移動する際に、シリンダ空間にロッド部材が出し入れされることによって、シリンダ空間の空間容積が変動する。この場合、空間容積の変動を補償するための体積補償構造が必要である。上記特許文献２によれば、シリンダ空間に連通する接続空間に、気体が充填された体積補償空間が設けられており、この体積補償空間内の容積が増減することにより、シリンダ空間の空間容積の増減が相殺される。

上述のように、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置に利用可能なピストンシリンダ装置には、シリンダ空間の体積補償をするための構造が必要である。従来においては、上述の特許文献２のように、体積補償空間内の気体の体積変化が、流体が封入されたシリンダ空間の体積補償に利用される。この場合、体積補償空間の圧力がシリンダ空間に作用するため、シリンダ空間の圧力が増大する。シリンダ空間の圧力が増大すると、シリンダ空間内でのピストンの移動に対する抵抗力が増加する。よって、この種のピストンシリンダ装置をフリーストップドアチェック装置に用いた場合、ドアの開閉操作力が増加して、ドアを開閉し難くなる。

体積補償空間の圧力を低下させた場合、シリンダ空間内でのピストンの移動動作に与える体積補償空間の圧力の影響の度合いを減ずることができる。しかし、この場合、シリンダ空間からロッド部材が引き出される際にシリンダ空間の圧力が負圧になる虞がある。シリンダ空間の圧力が負圧になるとキャビテーションが発生して装置の動作に支障を来す虞がある。よって、キャビテーションの発生を防止するためには、体積補償空間の圧力を、それがシリンダ空間内におけるピストンの移動動作に大きく影響を及ぼさない程度にまで低下させることはできない。

本発明は、ロッド非貫通タイプのドアチェック装置に適用でき、且つ、シリンダ空間内におけるピストン部材の移動動作に影響を及ぼさないように、流体が封入されたシリンダ空間の体積補償がなされるピストンシリンダ装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、流体が充填される主シリンダ空間（Ｓ）が内部に形成された主シリンダ部材（１）と、主シリンダ空間の軸方向に移動可能に主シリンダ空間内に配設されるとともに、主シリンダ空間を第一主空間（Ｓ１）と第二主空間（Ｓ２）とに区画し、且つ、主シリンダ空間内を移動したときに、第一主空間と第二主空間との間の流体の流通が可能な流体流通路（ＳＭ）がその内部に形成されるように構成された主ピストン部材（２）と、外部から第一主空間に進入して主ピストン部材に連結され、主ピストン部材の移動に伴い軸方向移動する主ロッド部材（３）と、第一主空間に連通する一方の端部（Ｖａ）と、大気開放された他方の端部（Ｖｂ）とを有し、その軸方向が主シリンダ空間の軸方向と同じ方向となるように主シリンダ空間に平行に配置された副シリンダ空間（Ｖ）が内部に形成された副シリンダ部材（４）と、副シリンダ空間の軸方向に移動可能に副シリンダ空間内に配設されるとともに、副シリンダ空間を、流体が充填されるとともに副シリンダ空間の一方の端部を含む第一副空間（Ｖ１）と、副シリンダ空間の他方の端部を含む第二副空間（Ｖ２）とに区画する副ピストン部材（５）と、外部から第一副空間に進入して副ピストン部材に連結され、副ピストン部材の移動に伴い軸方向移動するとともに、その軸方向が主ロッド部材の軸方向と同じ方向となるように主ロッド部材に平行に配置された副ロッド部材（６）と、を備え、主ピストン部材の移動に伴う主ロッド部材の軸方向移動量と副ピストン部材の移動に伴う副ロッド部材の軸方向移動量が同じ移動量となるように、主ロッド部材と副ロッド部材が連結され、副シリンダ空間の断面積（Ｓｐｓ）と副ロッド部材の断面積（Ｓｐ）との差の大きさ（Ｓｐｒ（＝Ｓｐｓ−Ｓｐ））が、主ロッド部材の断面積（Ｓ）と副ロッド部材の断面積（Ｓｐ）との和の大きさ（Ｓ＋Ｓｐ）に一致するように、副ロッド部材、主ロッド部材、及び、副シリンダ空間が形成されている、ピストンシリンダ装置を提供する。この場合において、上記「断面積」とは、各空間又は各部材をその軸方向に垂直な平面で切断した場合における断面積を言う。また、上記「シリンダ空間」とは、軸方向に沿って一定の断面積を有する空間を言う。従って、断面円形状の空間のみならず、断面楕円形状、断面小判形状、或いは断面多角形状の空間も、本発明においては、「シリンダ空間」である。

本発明に係るピストンシリンダ装置によれば、主ロッド部材が主シリンダ空間内で主ピストン部材に連結し、副ロッド部材が副シリンダ空間内で副ピストン部材に連結している。従って、本発明に係るピストンシリンダ装置は、ロッド非貫通タイプのドアチェック装置を構成することができる。また、本発明に係るピストンシリンダ装置において、流体が封入（充填）される空間は、主シリンダ空間及びそれに連通した第一副空間（主シリンダ空間と第一副空間を合わせた空間を、以下、シリンダ総空間と呼ぶ場合もある）である。シリンダ総空間の空間容積の体積補償がなされた場合、シリンダ総空間内に各ロッド部材（主ロッド部材及び副ロッド部材）を出し入れすることができる。

また、本発明によれば、主ピストン部材の移動に伴う主ロッド部材の軸方向移動量と、副ピストン部材の移動に伴う副ロッド部材の軸方向移動量が同じ軸方向移動量（移動ストロークＬ）となるように、主ロッド部材と副ロッド部材が連結されている。このとき、主シリンダ空間内にて主ロッド部材が軸方向移動することにより、主ロッド部材の断面積Ｓに移動ストロークＬを乗じて求められる容積（Ｓ×Ｌ）分だけ、シリンダ総空間の空間容積が変動する。また、第一副空間内にて副ロッド部材が軸方向移動することにより、副ロッド部材の断面積Ｓｐに移動ストロークＬを乗じて求められる容積（Ｓｐ×Ｌ）だけ、シリンダ総空間の空間容積が変動する。

また、副シリンダ空間内を副ピストン部材が移動することによって、第一副空間の軸方向長さ（副ロッド部材の移動方向における長さ）自体が変動するため、シリンダ総空間の空間容積が変動する。この副ピストン部材の移動によるシリンダ総空間の空間容積の変動量は、第一副空間の空間断面積（第一副空間の断面積のうち流体が存在する部分の面積）に副ピストンの移動ストロークＬを乗じることによって求められる。第一副空間の空間断面積は、副シリンダ空間の断面積Ｓｐｓから副ロッド部材の断面積Ｓｐを引くことによって、求められる。つまり、副ピストン部材の移動によるシリンダ総空間の容積変動量は、（Ｓｐｓ−Ｓｐ）×Ｌによって求められる。

以上より、主ロッド部材及び副ロッド部材が軸方向移動した場合におけるシリンダ総空間の空間容積の変動量は、主シリンダ空間内での主ロッド部材の軸方向移動に起因した容積変動量（Ｓ×Ｌ）と、第一副空間内での副ロッド部材の軸方向移動に起因した容積変動量（Ｓｐ×Ｌ）と、副シリンダ空間内での副ピストン部材の移動に起因した容積変動量（Ｓｐｓ−Ｓｐ）×Ｌとによって、表される。

また、主ロッド部材が主シリンダ空間から引き出される場合、副ロッド部材も第一副空間から引き出される。主ロッド部材が主シリンダ入空間から引き出された場合、引き出された主ロッド部材の容積分だけシリンダ総空間の空間容積は増加する。同様に、副ロッド部材が第一副空間から引き出された場合、引き出された副ロッド部材の容積分だけシリンダ総空間の空間容積は増加する。一方、副ロッド部材が第一副空間から引き出される場合、副ピストン部材は第一副空間の軸方向長さを短くする方向に移動する。このため、副ピストン部材の移動によって、シリンダ総空間の空間容積が減少する。

また、主ロッド部材が主シリンダ空間に押し込まれる場合、副ロッド部材も第一副空間に押し込まれる。主ロッド部材が主シリンダ空間に押し込まれた場合、押し込まれた主ロッド部材の容積分だけシリンダ総空間の空間容積が減少する。同様に、副ロッド部材が第一副空間に押し込まれた場合、押し込まれた副ロッド部材の容積分だけシリンダ総空間の空間容積は減少する。一方、副ロッド部材が第一副空間に押し込まれる場合、副ピストン部材は、第一副空間の軸方向長さを長くする方向に移動する。このため、副ピストン部材の移動によって、シリンダ総空間の空間容積が増加する。

このように、主ロッド部材及び副ロッド部材の軸方向移動に起因してシリンダ総空間の空間容積が減少した場合には、副ピストン部材の移動に起因してシリンダ総空間の空間容積が増加する。また、主ロッド部材及び副ロッド部材の軸方向移動に起因してシリンダ総空間の空間容積が増加した場合には、副ピストン部材の移動に起因してシリンダ総空間の空間容積が減少する。このとき、主ロッド部材及び副ロッド部材の軸方向移動に起因したシリンダ総空間の空間容積の変動量（（Ｓ＋Ｓｐ）×Ｌ）と、副ピストン部材の移動に起因したシリンダ総空間の空間容積の変動量（（Ｓｐｓ−Ｓｐ）×Ｌ）が一致すれば、シリンダ総空間の正味の容積変化は０になる。つまり、シリンダ総空間の体積補償がなされる。

従って、副シリンダ空間の断面積Ｓｐｓと副ロッド部材の断面積Ｓｐとの差の大きさＳｐｒ（＝Ｓｐｓ−Ｓｐ）が、主ロッド部材の断面積Ｓと副ロッド部材の断面積Ｓｐとの和の大きさ（Ｓ＋Ｓｐ）に一致するように、副ロッド部材、主ロッド部材、及び、副シリンダ空間を形成することで、シリンダ総空間を体積補償することができる。このような体積補償構造は、気体の体積変化を利用していないため、主シリンダ空間内における主ピストン部材の移動動作に影響を及ぼさない。すなわち、本発明によれば、ロッド非貫通タイプのドアチェック装置に適用でき、且つ、シリンダ空間内におけるピストン部材の移動動作に影響を及ぼさないようにシリンダ空間の体積補償がなされるピストンシリンダ装置を提供することができる。

この場合、主シリンダ空間及び副シリンダ空間の軸方向に垂直な方向に主シリンダ部材と副シリンダ部材が積層されるように、主シリンダ部材と副シリンダ部材が配設されているとよい。これによれば、各シリンダ空間の軸方向に垂直な方向に主シリンダ部材及び副シリンダ部材を積層配置することで、上記軸方向におけるピストンシリンダ装置の長さの短縮化を図ることができる。

また、本発明に係るピストンシリンダ装置は、主ピストン部材に形成された流体流通路の途中に設けられ、第一主空間内の圧力と第二主空間内の圧力との差圧が所定の開弁圧を上回ったときに開弁して流体流通路を開通させる弁部材（７，８）を備えるとよい。そして、主ロッド部材と副ロッド部材は、共に、車体に揺動可能に接続され、主シリンダ部材と副シリンダ部材が、車両ドア内に配設されているとよい。これによれば、本発明に係るピストンシリンダ装置を、車両のドアチェック装置、特に、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置に利用することができる。

この場合、主シリンダ空間の径は、副シリンダ空間の径よりも大きくされているとよい。これによれば、主シリンダ空間内の主ピストン部材の受圧面積が大きくされることによって、主ピストン部材内の流体流通路の途中に設けられる弁部材をコンパクトに構成することができる。

また、主ロッド部材と副ロッド部材が、同一の軸部材に揺動可能に取り付けられているとよい。これによれば、主ロッド部材と副ロッド部材とを、同一の方向に同じ長さだけ軸方向移動させることができる。

実施形態に係るピストンシリンダ装置が搭載される車両の概略図である。 図１のＡ部詳細図である。 ピストンシリンダ装置の概略平面図である。 ピストンシリンダ装置の概略断面図である。 バルブユニットの概略断面図である。 第一バルブユニットが開弁した状態が表された、ピストンシリンダ装置の概略断面図である。 主ピストン部材及び副ピストン部材がロッド前方に移動した場合における、ピストンシリンダ装置の概略平面図である。 主ピストン部材及び副ピストン部材がロッド前方に移動した状態が表されたピストンシリンダ装置の概略断面図である。 車両ドアが全開であるときにおける、ピストンシリンダ装置の概略断面図である。 第二バルブユニットが開弁した状態が表された、ピストンシリンダ装置の概略断面図である。 主ピストン部材及び副ピストン部材がロッド後方に移動した状態が表された、ピストンシリンダ装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態においては、車両のドアチェック装置（フリーストップドアチェック装置）に適用されるピストンシリンダ装置について説明する。図１は、本実施形態に係るピストンシリンダ装置が搭載される車両の概略図である。図１に示す車両Ｖは車体Ｂ（本体）および車両ドアＤＲを備える。車体Ｂの側方部に乗降用の開口ＯＰが形成される。開口ＯＰの周縁のうち車両前方側の縁部（前縁部）ＦＥに、一対のドアヒンジＨ，Ｈが上下方向に沿って取り付けられる。一対のドアヒンジＨ，Ｈを介して、車両ドアＤＲが車体Ｂに揺動可能に連結される。従って、車両ドアＤＲは、車体Ｂに形成された開口ＯＰを開閉可能に車体Ｂに取り付けられる。

図２は図１のＡ部を詳細に示す図である。図２に示すように、一対のドアヒンジＨ，Ｈは、それぞれ同軸のヒンジ軸Ｈ１、Ｈ１を備える。車両ドアＤＲの開閉動作時に、車両ドアＤＲはヒンジ軸Ｈ１，Ｈ１を中心として車体Ｂに対して揺動する。また、前縁部ＦＥにブラケットＢＲがボルト等の締結手段により固定される。このブラケットＢＲには、上下方向に沿った軸を持つピンＧが固定される。そして、ピンＧを介して、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００の構成要素である主ロッド部材３の一方端３ａ及び副ロッド部材６の一方端６ａが、それぞれ揺動可能に車体Ｂに取り付けられる。つまり、主ロッド部材３と副ロッド部材６が、同一の軸部材（ピンＧ）を介して連結される。車体Ｂに揺動可能に連結された主ロッド部材３及び副ロッド部材６は、車両ドアＤＲの全閉時に車体Ｂの前縁部ＦＥに対面する部分である車両ドアＤＲの前端部ＤＥに形成された孔Ｙを経由して、車両ドアＤＲ内に延出される。車両ドアＤＲの閉動作に伴い、主ロッド部材３及び副ロッド部材６は孔Ｙを経由して車両ドアＤＲ内に進入する。一方、車両ドアＤＲの開動作に伴い、主ロッド部材３及び副ロッド部材６は孔Ｙを経由して車両ドアＤＲ内から退出する。

図３は、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００を上方から見た平面図である。なお、図３の左右方向は、車両ドアＤＲが全閉状態である場合における車両Ｖの前後方向であり、図３の左方が車両前方、図３の右方が車両後方である。図３に示すように、ピストンシリンダ装置１００は、車両ドアＤＲが全閉状態であるときは、車両前後方向に沿って長く延びるように形成される。

図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４は、ピストンシリンダ装置１００を、その長手方向及び上下方向を含む平面で切断した場合における、ピストンシリンダ装置１００の断面構造を表す。

図４に示すように、このピストンシリンダ装置１００は、主シリンダ部材１と、主ピストン部材２と、主ロッド部材３と、副シリンダ部材４と、副ピストン部材５と、副ロッド部材６と、一対のバルブユニット（第一バルブユニット７、第二バルブユニット８）と、を備える。一対のバルブユニットが、本発明の弁部材に相当する。

主ロッド部材３と副ロッド部材６は、これらの軸方向が同じ方向になるように、上下方向に所定の間隔を開けて平行に配置している。本実施形態では、副ロッド部材６が主ロッド部材３の上側に配置しているが、主ロッド部材３と副ロッド部材６との配置関係は、図４に示す場合と逆でも良い。また、主ロッド部材３及び副ロッド部材６は、図４においては左右方向に延びるように、設けられている。図４において、主ロッド部材３及び副ロッド部材６の軸方向（図４の左右方向）をロッド長手方向と呼び、ロッド長手方向のうち左方をロッド前方、右方をロッド後方と呼ぶ。なお、車両ドアＤＲが全閉状態であるとき、ロッド長手方向は、車両前後方向に、ほぼ一致する。

主シリンダ部材１は、ロッド長手方向に長い直方体状に形成される。主シリンダ部材１の上部に副シリンダ部材４が設けられる。副シリンダ部材４も、ロッド長手方向に長い直方体状に形成される。

副シリンダ部材４の上面及び主シリンダ部材１の下面に、回転軸ピン９，９が上下方向に沿って同軸的に取り付けられる。それぞれの回転軸ピン９，９は、ブッシュ９ａ，９ａを介してアーム１０，１０に回転可能に連結される。アーム１０，１０は、上下方向に垂直な方向に沿って互いに平行に伸びており、その先端部分（図３において前端部分）にてボルト等の締結部材によって車両ドアＤＲに固定される。従って、主シリンダ部材１及び副シリンダ部材４は、回転軸ピン９，９を中心として、上下方向に垂直な平面内で揺動可能に車両ドアＤＲに取り付けられる。

主シリンダ部材１内には、円柱状の主シリンダ空間Ｓが形成される。円柱状の主シリンダ空間Ｓは、その軸方向がロッド長手方向に一致するように形成される。従って、主ロッド部材３の軸方向と主シリンダ空間Ｓの軸方向は一致する。また、円柱状の主シリンダ空間Ｓのロッド前方側の端部は、主シリンダ部材１のロッド前方側の部分を形成する前壁面１ａにより塞がれており、ロッド後方側の端部は、主シリンダ部材１のロッド後方側の部分を形成する後壁面１ｂにより塞がれている。

副シリンダ部材４内には、円柱状の副シリンダ空間Ｖが形成される。円柱状の副シリンダ空間Ｖは、その軸方向がロッド長手方向に沿うように形成される。従って、副ロッド部材６の軸方向と副シリンダ空間Ｖの軸方向は一致する。また、円柱状の主シリンダ空間Ｓの軸方向と、円柱状の副シリンダ空間Ｖの軸方向も同じ方向であり、これらの両空間Ｓ，Ｖは、上下方向に並ぶようにして平行配置される。また、円柱状の副シリンダ空間Ｖの一方の端部（ロッド前方側の端部）Ｖａは、副シリンダ部材４のロッド前方側の部分を形成する前壁面４ａにより塞がれている。一方、円柱状の副シリンダ空間Ｖの他方の端部（ロッド後方側の端部）Ｖｂは、大気開放されている。

また、主シリンダ空間Ｓ内に主ピストン部材２が配設される。この主ピストン部材２は、円板状の第一壁部２ａと、円板状の第二壁部２ｂと、接続部２ｃと、第一筒状シール部２ｄと、第二筒状シール部２ｅとを備える。主ピストン部材２の構成要素のうち、第一壁部２ａと第二壁部２ｂが磁性体により形成され、それ以外の部分は非磁性体により形成される。第一壁部２ａと第二壁部２ｂが、主シリンダ空間Ｓ内にてロッド長手方向に離間して対面するように、対向配置している。また、第一壁部２ａの中央部分に、第一開口２ｆが形成され、第二壁部２ｂの中央部分に、第二開口２ｇが形成される。第一壁部２ａと第二壁部２ｂは、接続部２ｃを介して連結している。なお、接続部２ｃは、枠体状に形成されており、第一壁部２ａと第二壁部２ｂとを接続した状態において、これらの構成（第一壁部２ａ、第二壁部２ｂ、接続部２ｃ）に囲まれた領域と接続部２ｃよりも主シリンダ空間Ｓの径外方の領域が連通するように、構成される。

第一筒状シール部２ｄは第一壁部２ａに取り付けられ、第二筒状シール部２ｅは第二壁部２ｂに取り付けられる。第一筒状シール部２ｄ及び第二筒状シール部２ｅは、それぞれ、主シリンダ空間Ｓを形成する主シリンダ部材１の内周壁面に、周方向に亘り接触可能に構成される。このため、主ピストン部材２（第一筒状シール部２ｄ及び第二筒状シール部２ｅ）により、主シリンダ空間Ｓが、第一壁部２ａのうち図４においてロッド前方側を向く面に面する第一主空間Ｓ１と、第二壁部２ｂのうち図４においてロッド後方側を向く面に面する第二主空間Ｓ２と、主ピストン部材２の内部であって第一壁部２ａと第二壁部２ｂとの間に形成される中間空間ＳＭとに区画される。中間空間ＳＭは、本発明の流体流通路に相当する。

また、第一筒状シール部２ｄは、第一主空間Ｓ１から中間空間ＳＭに向かう流体の流れを遮断し、中間空間ＳＭから第一主空間Ｓ１に向かう流体の流れを許容するように形成される。第二筒状シール部２ｅは、第二主空間Ｓ２から中間空間ＳＭに向かう流体の流れを遮断し、中間空間ＳＭから第二主空間Ｓ２に向かう流体の流れを許容するように形成される。

また、主ピストン部材２は、主シリンダ空間Ｓ内を、ロッド長手方向に沿って、すなわち主シリンダ空間Ｓの軸方向に沿って、移動可能であるように構成される。

主シリンダ部材１のロッド前方端を構成する前壁面１ａに、第一貫通孔１ｃが形成される。第一貫通孔１ｃを経由して、主ロッド部材３が第一主空間Ｓ１内に進入している。主ロッド部材３は、上述したようにその一方端３ａにて車体Ｂに連結しているが、その他方端３ｂにて、主ピストン部材２の第一壁部２ａに接続される。従って、主ロッド部材３は、主シリンダ空間Ｓを貫通しない。また、主ロッド部材３の軸方向と、主シリンダ空間Ｓの軸方向（主ピストン部材２の移動方向）は、一致しているので、主ロッド部材３は、主シリンダ空間Ｓ内における主ピストン部材２の移動に伴って、軸方向移動する。また、図４に示すように、主ロッド部材３の他方端３ｂ側の内部に、第一連通路３ｃが形成される。第一連通路３ｃは、径方向通路３ｄと軸方向通路３ｅとを有し、その断面がＴ字形状を呈する。径方向通路３ｄは主ロッド部材３の径方向に沿って形成され、その両端は主ロッド部材３の側周面であって、第一主空間Ｓ１に位置する部分に開口する。軸方向通路３ｅは主ロッド部材３の軸方向に沿って形成され、その一端が径方向通路３ｄに連通し、その他端が第一壁部２ａに形成されている第一開口２ｆに通じる。第一開口２ｆ及び第一連通路３ｃを経て、第一主空間Ｓ１と中間空間ＳＭが連通する。

また、上述したように、主ピストン部材２の第二壁部２ｂには、第二開口２ｇが形成されている。この第二開口２ｇを経て、第二主空間Ｓ２と中間空間ＳＭが連通する。

主ピストン部材２の第一壁部２ａと第二壁部２ｂとの間に、一対のバルブユニット（第一バルブユニット７、第二バルブユニット８）が配設される。ここで、第一壁部２ａと第二壁部２ｂとの間には中間空間ＳＭが形成されており、一対のバルブユニット７，８はこの中間空間ＳＭ内、すなわち流体流通路の途中に設けられている。また、中間空間ＳＭは、第一主空間Ｓ１と第二主空間Ｓ２との間に設けられている。従って、一対のバルブユニット７，８は、第一主空間Ｓ１と第二主空間Ｓ２との間に設けられていることになる。

図５は、一対のバルブユニット７，８の詳細を示す概略断面図である。図５に示すように、第一バルブユニット７は、第一バルブケース７ａと、第一弁体７ｂと、第一磁石７ｃと、第一ヨーク７ｄとを有する。第二バルブユニット８は、第二バルブケース８ａと、第二弁体８ｂと、第二磁石８ｃと、第二ヨーク８ｄとを有する。

第一バルブケース７ａは樹脂製であり、その内部に第一磁石７ｃ及び第一ヨーク７ｄが埋め込まれている。第一ヨーク７ｄは、磁性体により形成された一対のアーム７ｅ，７ｆからなり、一方のアーム７ｅが第一磁石７ｃのＮ極に接触し、他方のアーム７ｆが第一磁石７ｃのＳ極に接触するように、第一バルブケース７ａに埋め込まれている。それぞれのアーム７ｅ，７ｆの先端部分は、第一バルブケース７ａの同一の表面から突出している。また、第一弁体７ｂは、第一バルブケース７ａの表面のうち、一対のアーム７ｅ，７ｆのそれぞれの先端部分が突出している面であって且つ一対のアーム７ｅ，７ｆ間の領域部分に取り付けられている。

第二バルブケース８ａも樹脂製であり、その内部に第二磁石８ｃ及び第二ヨーク８ｄが埋め込まれている。第二ヨーク８ｄは、磁性体により形成された一対のアーム８ｅ，８ｆからなり、一方のアーム８ｅが第二磁石８ｃのＮ極に接触し、他方のアーム８ｆが第二磁石８ｃのＳ極に接触するように、第二バルブケース８ａに埋め込まれている。それぞれのアーム８ｅ，８ｆの先端部分は、第二バルブケース８ａの同一の表面から突出している。また、第二弁体８ｂは、第二バルブケース８ａの表面のうち、一対のアーム８ｅ，８ｆのそれぞれの先端部分が突出している面であって且つ一対のアーム８ｅ，８ｆ間の領域部分に取り付けられている。

第一弁体７ｂは、図５に示すように、主ピストン部材２の第一壁部２ａに設けられた第一開口２ｆを中間空間ＳＭ側から塞ぐことができるように、中間空間ＳＭ内に配設されている。第一弁体７ｂが第一開口２ｆを塞いでいるとき、第一ヨーク７ｄの一対のアーム７ｅ，７ｆの先端面が、磁性体からなる第一壁部２ａに接触する。このため磁性体を通過する磁路ループが形成されるとともに、第一磁石７ｃの磁力が第一弁体７ｂに作用することにより、所定の力（第一磁石７ｃの磁力）でもって、第一開口２ｆが第一弁体７ｂに塞がれる。このようにして、第一バルブユニット７が第一開口２ｆを封止する。

第二弁体８ｂは、図５に示すように、主ピストン部材２の第二壁部２ｂに設けられた第二開口２ｇを中間空間ＳＭ側から塞ぐことができるように、中間空間ＳＭ内に配設されている。第二弁体８ｂが第二開口２ｇを塞いでいるとき、第二ヨーク８ｄの一対のアーム８ｅ，８ｆの先端面が、磁性体からなる第二壁部２ｂに接触する。このため磁性体を通過する磁路ループが形成されるとともに、第二磁石８ｃの磁力が第二弁体８ｂに作用することにより、所定の力（第二磁石８ｃの磁力）でもって、第二開口２ｇが第二弁体８ｂに塞がれる。このようにして、第二バルブユニット８が第二開口２ｇを封止する。

上記のようにして第一開口２ｆ及び第二開口２ｇが第一バルブユニット７及び第二バルブユニット８により塞がれている場合、中間空間ＳＭ（流体流通路）を経由した第一主空間Ｓ１と第二主空間Ｓ２との間の流体の流通は、遮断される。このとき、第一磁石７ｃの磁力が、車両ドアＤＲを開動作させる際の保持力として車両ドアＤＲに作用し、第二磁石８ｃの磁力が、車両ドアＤＲを閉動作させる際の保持力として車両ドアＤＲに作用する。

図４に示すように、副シリンダ部材４に形成されている副シリンダ空間Ｖ内に、副ピストン部材５が配設されている。副ピストン部材５は円柱状に形成される。副ピストン部材５の側周面にリング溝が形成され、このリング溝内にシールリング５ａが配設される。リング溝内に配設されたシールリング５ａが、副シリンダ空間Ｖを形成する副シリンダ部材４の内周壁面に当接することにより、副シリンダ空間Ｖがロッド長手方向に沿って、副シリンダ空間Ｖの一方の端部Ｖａを含む第一副空間Ｖ１と、副シリンダ空間Ｖの他方の端部Ｖｂを含む大気開放された第二副空間Ｖ２とに区画される。

また、副ピストン部材５は、副シリンダ空間Ｖ内を、ロッド長手方向に沿って、すなわち副シリンダ空間Ｖの軸方向に沿って、移動可能であるように構成される。

また、図４からわかるように、副シリンダ空間Ｖの一方の端部Ｖａは、主シリンダ空間Ｓの第一主空間Ｓ１に連通している。従って、副シリンダ空間Ｖの一方の端部Ｖａを含む第一副空間Ｖ１は、主シリンダ空間Ｓに連通する。また、第一副空間Ｖ１内には、主シリンダ空間Ｓ内に充填されている流体が充填される。従って、流体が充填されている空間は、主シリンダ空間Ｓ及び第一副空間Ｖ１ということになる。このように流体が封入されている空間を、本実施形態では、シリンダ総空間Ｔと呼ぶ場合もある。また、互いに連通している第一主空間Ｓ１と第一副空間Ｖ１とを合わせた空間を、第一空間ＳＶ１と呼ぶ場合もある。

図４に示すように、副シリンダ部材４のロッド前方端を構成する前壁面４ａに第二貫通孔４ｃが形成されている。第二貫通孔４ｃを経由して、副ロッド部材６が第一副空間Ｖ１内に進入している。副ロッド部材６は、上述したようにその一方端６ａにて車体Ｂに連結しているが、その他方端６ｂにて、副ピストン部材５に接続される。従って、副ロッド部材６は、副シリンダ空間Ｖを貫通しない。また、副ロッド部材６の軸方向と、副シリンダ空間Ｖの軸方向（副ピストン部材５の移動方向）は一致するので、副ロッド部材６は、副ピストン部材５の移動に伴って、軸方向移動する。

次に、ピストンシリンダ装置１００の作動を説明する。まず、車両ドアＤＲが開動作する場合におけるピストンシリンダ装置１００の作動を説明する。ピストンシリンダ装置１００が図３及び図４に示す状態であるとき、車両ドアＤＲは全閉している。このとき、車両ドアＤＲを開動作させるためにユーザが車両ドアＤＲに開動作方向への力（開閉操作力）を加えると、その開閉操作力は主シリンダ部材１の主シリンダ空間Ｓ内に配設された主ピストン部材２、及び、副シリンダ部材４の副シリンダ空間Ｖ内に配設された副ピストン部材５に伝えられる。主ピストン部材２は、開動作方向への開閉操作力によって、主シリンダ部材１に対して図４の左方（ロッド前方）に相対移動しようとする。同様に、副ピストン部材５は、開動作方向への開閉操作力によって、副シリンダ部材４に対して図４の左方（ロッド前方）に相対移動しようとする。

主ピストン部材２及び副ピストン部材５に開動作方向への開閉操作力が作用した場合、その開閉操作力によって、第一主空間Ｓ１の圧力及び第一副空間Ｖ１の圧力、すなわち第一空間ＳＶ１の圧力が上昇するとともに、第二主空間Ｓ２の圧力が低下する。このときにおける第一空間ＳＶ１の圧力と第二主空間Ｓ２の圧力との差圧は、第一バルブユニット７に作用する。具体的には、上記差圧は、主ピストン部材２の第一壁部２ａの第一開口２ｆを封止している第一弁体７ｂに作用する。第一バルブユニット７（第一弁体７ｂ）は、第一磁石７ｃと第一壁部２ａとの間に発生している磁力（保持力）によって第一開口２ｆを封止している。従って、上記差圧が、第一バルブユニット７の保持力（すなわち開弁圧）を上回らない限り、車両ドアＤＲは開作動しない。

上記差圧が第一バルブユニット７の保持力（開弁圧）を上回った場合、第一弁体７ｂが第一開口２ｆから離れる。これにより第一バルブユニット７が開弁する。すると、高圧状態の第一主空間Ｓ１内の流体が第一連通路３ｃを通り、第一開口２ｆを経由して中間空間ＳＭに流れ込む。さらに中間空間ＳＭ内の流体の流れにより、第二筒状シール部２ｅを主シリンダ部材１の内壁から浮き上がらせる。これにより、第二筒状シール部２ｅと主シリンダ部材１の内壁との間に隙間が形成される。この隙間を通って中間空間ＳＭ内の流体が第二主空間Ｓ２に流れ込む。すなわち、第一バルブユニット７が開弁することにより、中間空間ＳＭ（流体流通路）が開通する。図６は、第一バルブユニット７が開弁した状態が表された、ピストンシリンダ装置１００の概略断面図である。

第一バルブユニット７が開弁した場合、第一壁部２ａと第一バルブユニット７に備えられる第一磁石７ｃとの距離が大きくなるため、第一バルブユニット７による保持力（磁力）が小さくされる。よって、ユーザは、小さい力で車両ドアＤＲを開動作させることができる。車両ドアＤＲが開動作すると、それに伴い、主ピストン部材２が、主シリンダ部材１に対して図６の左方（ロッド前方）に相対的に移動し、主ピストン部材２の移動に伴い、主ロッド部材３も図６の左方（ロッド前方）に軸方向移動する。このとき、第一主空間Ｓ１内の流体が、第一連通路３ｃ及び第一開口２ｆを経由して中間空間ＳＭに流れ込むとともに、中間空間ＳＭ内の流体が、第二筒状シール部２ｅと主シリンダ部材１の内壁との間の隙間を経由して、第二主空間Ｓ２に流れ込む。また、車両ドアＤＲが開動作すると、それに伴い、副ピストン部材５が、副シリンダ部材４に対して図６の左方（ロッド前方）に相対的に移動し、副ピストン部材５の移動に伴い、副ロッド部材６も図６の左方（ロッド前方）に軸方向移動する。図８に、主ピストン部材２及び副ピストン部材５がロッド前方に移動した状態が表されたピストンシリンダ装置１００の断面図を、主シリンダ空間Ｓ内の流体の流れとともに示す。

また、図７は、主ピストン部材２及び副ピストン部材５がロッド前方に移動した場合における、ピストンシリンダ装置１００の概略平面図である。なお、図７には、主ピストン部材２及び副ピストン部材５がロッド前方に移動する前におけるピストンシリンダ装置１００が、破線により示されている。図７に示すように、主ロッド部材３及び副ロッド部材６がロッド前方側に軸方向移動すると、主ロッド部材３の一方端３ａ及び副ロッド部材６の一方端６ａに接続されている車体Ｂ（ピンＧ）が、車両ドアＤＲから離れる。また、車両ドアＤＲの揺動中心軸位置（ヒンジ軸Ｈ１の位置）と、主ロッド部材３及び副ロッド部材６の揺動中心軸位置（ピンＧの位置）は異なるため、車両ドアＤＲが開動作方向に揺動した場合、車両ドアＤＲから見て両ロッド部材３，６の揺動中心軸位置が円弧を描く。そのため、車両ドアＤＲの開動作時に、ピストンシリンダ装置１００は、回転軸ピン９を中心として車両ドアＤＲ内で揺動する。つまり、主ロッド部材３及び副ロッド部材６は、車両ドアＤＲの開動作に伴い、ロッド前方に軸方向移動しながら、車両前後方向に対して車両ドアＤＲ内で揺動する。そのため、ロッド長手方向（図７における軸線Ｂで表される方向）が、車両前後方向に対して傾斜する。

車両ドアＤＲの開動作によって、主ロッド部材３が、図４に示す状態から図８に示す状態になるまでロッド前方に軸方向移動すると、主ロッド部材３が第一主空間Ｓ１から引き出される。同様に、車両ドアＤＲの開動作によって、副ロッド部材６が、図４に示す状態から図８に示す状態になるまでロッド前方に軸方向移動すると、副ロッド部材６が第一副空間Ｖ１から引き出される。この場合において、上述したように、主ロッド部材３と副ロッド部材６は、車体Ｂ側に設けられた同一の軸（ピンＧ）を介して連結されているため、車体Ｂに対して車両ドアＤＲが開動作した場合における主ロッド部材３の軸方向移動量（移動ストローク）と副ロッド部材６の軸方向移動量（移動ストローク）は等しい。

また、車両ドアＤＲの開動作によって、主ロッド部材３が第一主空間Ｓ１から引き出された場合、引き出された分だけ、流体が封入されている空間であるシリンダ総空間Ｔ（主シリンダ空間Ｓ＋第一副空間Ｖ１）の空間容積が増加する。ここで、図４に示す状態である場合における主ロッド部材３の第一主空間Ｓ１内への進入長さをＬ１とし、図８に示す状態である場合における主ロッド部材３の第一主空間Ｓ１内への進入長さをＬ２とし、主ロッド部材３の直径をｄｒとする。この場合、主ロッド部材３が軸方向移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の増加量ΔＳ^＋は、以下の（１）式により表すことができる。
ΔＳ^＋＝（Ｌ１−Ｌ２）×π（ｄｒ／２）^２ （１）

また、車両ドアＤＲの開動作によって、副ロッド部材６が第一副空間Ｖ１から引き出された場合、引き出された分だけ、流体が封入されているシリンダ総空間Ｔの空間容積が増加する。ここで、図４に示す状態である場合における副ロッド部材６の第一副空間Ｖ１への進入長さをＬｐ１とし、図８に示す状態である場合における副ロッド部材６の第一副空間Ｖ１への進入長さをＬｐ２とし、副ロッド部材６の直径をｄｐｒとする。この場合、副ロッド部材６が軸方向移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の増加量ΔＶ１^＋は、以下の（２）式により表すことができる。
ΔＶ１^＋＝（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×π（ｄｐｒ／２）^２ （２）

また、車両ドアＤＲの開動作によって、副ピストン部材５がロッド前方に移動すると、ロッド長手方向における第一副空間Ｖ１の長さが短くされる。第一副空間Ｖ１の長さが短くされた分だけ、第一副空間Ｖ１の空間容積（第一副空間Ｖ１の全容積から、第一副空間Ｖ１内に進入している副ロッド部材６の容積を引いた容積）が減少する。第一副空間Ｖ１の空間容積が減少することによって、流体が封入されているシリンダ総空間Ｔの空間容積も減少する。ここで、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の直径をｄｐとすると、副ピストン部材５がロッド前方に移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の減少量ΔＶ１^ーは、以下の（３）式により表すことができる。
ΔＶ１^ー
＝（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×π（（ｄｐ／２）^２−（ｄｐｒ／２）^２） （３）

また、主ロッド部材３の軸方向に垂直な断面積をＳ（＝π（ｄｒ／２）^２）、副ロッド部材６の軸方向に垂直な断面積をＳｐ（＝π（ｄｐｒ／２）^２）、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の軸方向に垂直な断面積をＳｐｓ（＝π（ｄｐ／２）^２）とすると、上記（１）〜（３）式は、以下の（４）〜（６）式のように表すことができる
ΔＳ^＋＝（Ｌ１−Ｌ２）×Ｓ （４）
ΔＶ１^＋＝（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×Ｓｐ （５）
ΔＶ１⁻＝（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×（Ｓｐｓ−Ｓｐ） （６）

主ロッド部材３及び副ロッド部材６がそれぞれシリンダ総空間Ｔから引き出されることによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の増加量（ΔＳ^＋＋ΔＶ１^＋）が、副ピストン部材５が移動することによるシリンダ総空間Ｔの減少量（ΔＶ１⁻）に一致する場合、正味のシリンダ総空間Ｔの空間容積の変動量は０になる。このとき、シリンダ総空間Ｔが体積補償される。この場合、以下の（７）式が成立する。
（Ｌ１−Ｌ２）×Ｓ＋（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×Ｓｐ
＝（Ｌｐ１−Ｌｐ２）×（Ｓｐｓ−Ｓｐ） （７）

また、主ロッド部材３の移動ストローク量（Ｌ１−Ｌ２）と、副ロッド部材６の移動ストローク量（Ｌｐ１−Ｌｐ２）は等しいから、（７）式は、以下の（８）式のように変形できる。
Ｓ＋Ｓｐ＝Ｓｐｓ−Ｓｐ （８）

従って、上記（８）式が成立するように、すなわち、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の断面積Ｓｐｓと副ロッド部材６の断面積Ｓｐとの差の大きさＳｐｒ（＝Ｓｐｓ−Ｓｐ）が、主ロッド部材３の断面積Ｓと副ロッド部材の断面積Ｓｐとの和の大きさ（Ｓ＋Ｓｐ）に一致するように、副ロッド部材６、主ロッド部材３、及び、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）を形成することにより、シリンダ総空間Ｔの体積補償がなされる。このようにしてシリンダ総空間Ｔが体積補償されるため、シリンダ総空間Ｔから主ロッド部材３及び副ロッド部材６を引き出すことができる。

車両ドアＤＲの開動作が任意の開度位置で停止した場合、シリンダ総空間Ｔ内における流体の流れも停止する。このため、中間空間ＳＭ内の流体の流れにより浮き上がっていた第二筒状シール部２ｅが主シリンダ部材１の内壁に接触して、第二筒状シール部２ｅと主シリンダ部材１の内壁との間の隙間が消失する。また、第一弁体７ｂが、互いに離間している第一磁石７ｃと第一壁部２ａとの間に発生する弱い磁力によって、第一壁部２ａに徐々に引き寄せられる。そして、やがて、第一ヨーク７ｄと第一壁部２ａが接触することにより第一バルブユニット７が第一壁部２ａの第一開口２ｆを封止する。これにより、中間空間ＳＭと、第一主空間Ｓ１及び第二主空間Ｓ２との連通が遮断される。このとき、第一磁石７ｃの磁力により再び強い保持力（磁力）が発生する。このように、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００は、車両ドアＤＲの開動作が停止した任意の位置で、大きな保持力を発生することができるフリーストップドアチェック装置を構成することができる。

次に、車両ドアＤＲが閉動作する場合におけるピストンシリンダ装置１００の作動を説明するが、その作動は、基本的には、車両ドアＤＲが開作動する場合の作動と同じである。図９は、車両ドアＤＲが全開であるときにおける、ピストンシリンダ装置１００の概略断面図である。車両ドアＤＲが全開であるときに、車両ドアＤＲを閉動作させるためにユーザが車両ドアＤＲに閉動作方向への力（開閉操作力）を加えると、その開閉操作力は主シリンダ部材１の主シリンダ空間Ｓ内に配設された主ピストン部材２、及び、副シリンダ部材４の副シリンダ空間Ｖ内に配設された副ピストン部材５に伝えられる。主ピストン部材２は、閉動作方向への開閉操作力によって、主シリンダ部材１に対して図９の右方（ロッド後方）に相対移動しようとする。同様に、副ピストン部材５は、閉動作方向への開閉操作力によって、副シリンダ部材４に対して図９の右方（ロッド後方）に相対移動しようとする。

主ピストン部材２及び副ピストン部材５に閉動作方向への開閉操作力が作用した場合、その開閉操作力によって、第一主空間Ｓ１の圧力及び第一副空間Ｖ１の圧力、すなわち第一空間ＳＶ１の圧力が低下するとともに、第二主空間Ｓ２の圧力が上昇する。このときにおける第二主空間Ｓ２の圧力と第一空間ＳＶ１の圧力との差圧は、第二バルブユニット８に作用する。具体的には、上記差圧は、主ピストン部材２の第二壁部２ｂの第二開口２ｇを封止している第二弁体８ｂに作用する。第二バルブユニット８（第二弁体８ｂ）は、第二磁石８ｃと第二壁部２ｂとの間に発生している磁力（保持力）によって第二開口２ｇを封止している。従って、上記差圧が、第二バルブユニット８の保持力（すなわち開弁圧）を上回らない限り、車両ドアＤＲは閉作動しない。

上記差圧が第二バルブユニット８の保持力（開弁圧）を上回った場合、第二弁体８ｂが第二開口２ｇから離れる。これにより第二バルブユニット８が開弁する。すると、高圧状態の第二主空間Ｓ２内の流体が第二開口２ｇを経由して中間空間ＳＭに流れ込む。さらに中間空間ＳＭ内の流体の流れにより、第一筒状シール部２ｄを主シリンダ部材１の内壁から浮き上がらせる。これにより、第一筒状シール部２ｄと主シリンダ部材１の内壁との間に隙間が形成される。この隙間を通って中間空間ＳＭ内の流体が第一主空間Ｓ１に流れ込む。すなわち、第二バルブユニット８が開弁することにより、中間空間ＳＭ（流体流通路）が開通する。図１０は、第二バルブユニット８が開弁した状態が表された、ピストンシリンダ装置１００の概略断面図である。

第二バルブユニット８が開弁した場合、第二壁部２ｂと第二バルブユニット８に備えられる第二磁石８ｃとの距離が大きくなるため、第二バルブユニット８による保持力（磁力）が小さくされる。よって、ユーザは、小さい力で車両ドアＤＲを閉動作させることができる。車両ドアＤＲが閉動作すると、それに伴い、主ピストン部材２が、主シリンダ部材１に対して図１０の右方（ロッド後方）に相対的に移動し、主ピストン部材２の移動に伴い、主ロッド部材３も図１０の右方（ロッド後方）に軸方向移動する。このとき、第二主空間Ｓ２内の流体が、第二開口２ｇを経由して中間空間ＳＭに流れ込むとともに、中間空間ＳＭ内の流体が、第一筒状シール部２ｄと主シリンダ部材１の内壁との間の隙間を経由して、第一主空間Ｓ１に流れ込む。また、車両ドアＤＲが閉動作すると、それに伴い、副ピストン部材５が、副シリンダ部材４に対して図１０の右方（ロッド後方）に相対的に移動し、副ピストン部材５の移動に伴い、副ロッド部材６も図１０の右方（ロッド後方）に軸方向移動する。図１１に、主ピストン部材２及び副ピストン部材５がロッド後方に移動した状態が表されたピストンシリンダ装置１００の断面図を、主シリンダ空間Ｓ内の流体の流れとともに示す。

車両ドアＤＲの閉動作によって、主ロッド部材３が、図９に示す状態から図１１に示す状態になるまでロッド後方に軸方向移動すると、主ロッド部材３が第一主空間Ｓ１に押し込まれる。同様に、車両ドアＤＲの閉動作によって、副ロッド部材６が、図９に示す状態から図１１に示す状態になるまでロッド後方に軸方向移動すると、副ロッド部材６が第一副空間Ｖ１に押し込まれる。この場合において、上述したように、主ロッド部材３と副ロッド部材６は、車体Ｂ側に設けられた同一の軸（ピンＧ）を介して連結されているため、車体Ｂに対して車両ドアＤＲが閉動作した場合における主ロッド部材３の軸方向移動量（移動ストローク）と副ロッド部材６の軸方向移動量（移動ストローク）は等しい。

また、車両ドアＤＲの閉動作によって、主ロッド部材３が第一主空間Ｓ１に押し込まれた場合、押し込まれた分だけ、流体が封入されている空間であるシリンダ総空間Ｔ（主シリンダ空間Ｓ＋第一副空間Ｖ１）の空間容積が減少する。ここで、図９に示す状態である場合における主ロッド部材３の第一主空間Ｓ１内への進入長さをＬ３とし、図１１に示す状態である場合における主ロッド部材３の第一主空間Ｓ１内への進入長さをＬ４とし、主ロッド部材３の直径をｄｒとする。この場合、主ロッド部材３が軸方向移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の減少量ΔＳ⁻は、以下の（９）式により表すことができる。
ΔＳ⁻＝（Ｌ４−Ｌ３）×π（ｄｒ／２）^２ （９）

また、車両ドアＤＲの閉動作によって、副ロッド部材６が第一副空間Ｖ１に押し込まれた場合、押し込まれた分だけ、流体が封入されているシリンダ総空間Ｔの空間容積が減少する。ここで、図９に示す状態である場合における副ロッド部材６の第一副空間Ｖ１への進入長さをＬｐ３とし、図１１に示す状態である場合における副ロッド部材６の第一副空間Ｖ１への進入長さをＬｐ４とし、副ロッド部材６の直径をｄｐｒとする。この場合、副ロッド部材６が軸方向移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の減少量ΔＶ１⁻は、以下の（１０）式により表すことができる。
ΔＶ１⁻＝（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×π（ｄｐｒ／２）^２ （１０）

また、車両ドアＤＲの閉動作によって、副ピストン部材５がロッド後方に移動すると、ロッド長手方向における第一副空間Ｖ１の長さが長くされる。第一副空間Ｖ１の長さが長くされた分だけ、第一副空間Ｖ１の空間容積が増加する。第一副空間Ｖ１の空間容積が増加することによって、流体が封入されているシリンダ総空間Ｔの空間容積も増加する。ここで、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の直径をｄｐとすると、副ピストン部材５がロッド後方に移動することによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の増加量ΔＶ１^＋は、以下の（１１）式により表すことができる。
ΔＶ１^＋
＝（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×π（（ｄｐ／２）^２−（ｄｐｒ／２）^２） （１１）

また、主ロッド部材３の軸方向に垂直な断面積をＳ（＝π（ｄｒ／２）^２）、副ロッド部材６の軸方向に垂直な断面積をＳｐ（＝π（ｄｐｒ／２）^２）、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の軸方向に垂直な断面積をＳｐｓ（＝π（ｄｐ／２）^２）とすると、上記（９）〜（１１）式は、以下の（１２）〜（１４）式のように表すことができる
ΔＳ⁻＝（Ｌ４−Ｌ３）×Ｓ （１２）
ΔＶ１⁻＝（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×Ｓｐ （１３）
ΔＶ１^＋−＝（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×（Ｓｐｓ−Ｓｐ） （１４）

主ロッド部材３及び副ロッド部材６がそれぞれシリンダ総空間Ｔに押し込まれることによるシリンダ総空間Ｔの空間容積の減少量（ΔＳ⁻＋ΔＶ１⁻）が、副ピストン部材５が移動することによるシリンダ総空間Ｔの増加量（ΔＶ１^＋）に一致する場合、正味のシリンダ総空間Ｔの空間容積の変動量は０になる。このとき、シリンダ総空間Ｔが体積補償される。この場合、以下の（１５）式が成立する。
（Ｌ４−Ｌ３）×Ｓ＋（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×Ｓｐ
＝（Ｌｐ４−Ｌｐ３）×（Ｓｐｓ−Ｓｐ） （１５）

また、主ロッド部材３の移動ストローク量（Ｌ４−Ｌ３）と、副ロッド部材６の移動ストローク量（Ｌｐ４−Ｌｐ３）は等しい。よって、（１５）式は、以下の（１６）式のように変形できる。
Ｓ＋Ｓｐ＝Ｓｐｓ−Ｓｐ （１６）

従って、上記（１６）式が成立するように、すなわち、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の断面積Ｓｐｓと副ロッド部材６の断面積Ｓｐとの差の大きさＳｐｒ（＝Ｓｐｓ−Ｓｐ）が、主ロッド部材３の断面積Ｓと副ロッド部材の断面積Ｓｐとの和の大きさ（Ｓ＋Ｓｐ）に一致するように、副ロッド部材６、主ロッド部材３、及び、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）を形成することにより、シリンダ総空間Ｔの体積補償がなされる。このようにしてシリンダ総空間Ｔが体積補償されるため、シリンダ総空間Ｔに主ロッド部材３及び副ロッド部材６を押し込むことができる。

車両ドアＤＲの閉作動が任意の開度位置で停止した場合、シリンダ総空間Ｔ内における流体の流れも停止する。このため、中間空間ＳＭ内の流体の流れにより浮き上がっていた第一筒状シール部２ｄが主シリンダ部材１の内壁に接触して、第一筒状シール部２ｄと主シリンダ部材１の内壁との間の隙間が消失する。また、第二弁体８ｂが、互いに離間している第二磁石８ｃと第二壁部２ｂとの間に発生する弱い磁力によって、第二壁部２ｂに徐々に引き寄せられる。そして、やがて、第二ヨーク８ｄと第二壁部２ｂが接触することにより第二バルブユニット８が第二壁部２ｂの第二開口２ｇを封止する。これにより、中間空間ＳＭと、第一主空間Ｓ１及び第二主空間Ｓ２との連通が遮断される。このとき、第二磁石８ｃの磁力により再び強い保持力（磁力）が発生する。このように、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００は、車両ドアＤＲの閉動作が停止した任意の位置で、大きな保持力を発生することができるフリーストップドアチェック装置を構成することができる。

以上のように、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００は、車両用のフリーストップドアチェック装置に適用できる。また、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００は、図４に良く示すように、主ロッド部材３及び副ロッド部材６が、それぞれ、主シリンダ空間Ｓ及び副シリンダ空間Ｖを貫通しない。つまり、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００は、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置として利用できる。また、本実施形態に係るピストンシリンダ装置１００によれば、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の断面積Ｓｐｓと副ロッド部材６の断面積Ｓｐとの差の大きさＳｐｒ（＝Ｓｐｓ−Ｓｐ）が、主ロッド部材３の断面積Ｓと副ロッド部材６の断面積Ｓｐとの和の大きさ（Ｓ＋Ｓｐ）に一致するように、副ロッド部材６、主ロッド部材３、及び、副シリンダ空間Ｖが形成される。このためシリンダ総空間Ｔを体積補償することができる。このような体積補償構造は、気体の体積変化を利用していないため、主シリンダ空間Ｓ内における主ピストン部材２の移動動作に影響を及ぼさない。すなわち、本実施形態によれば、ロッド非貫通タイプのフリーストップドアチェック装置に適用でき、且つ、シリンダ空間内におけるピストン部材の移動動作に影響を及ぼさないように、流体が封入されたシリンダ空間の体積補償がなされるピストンシリンダ装置１００を提供することができる。

また、本実施形態によれば、図４に良く示すように、主シリンダ空間Ｓ及び副シリンダ空間Ｖの軸方向（図４の左右方向）に垂直な方向（図４の上下方向）に主シリンダ部材１と副シリンダ部材４が積層されるように、主シリンダ部材１と副シリンダ部材４が配設されている。このように各シリンダ空間の軸方向に垂直な方向に主シリンダ部材１及び副シリンダ部材４を積層配置することで、上記軸方向におけるピストンシリンダ装置１００の長さの短縮化を図ることができる。

また、本実施形態においては、図４に良く示すように、主シリンダ空間Ｓの径ｄは、副シリンダ空間Ｖ（第一副空間Ｖ１）の径ｄｐよりも大きい。このため、車両ドアＤＲの開閉時に主ピストン部材２が主シリンダ空間Ｓ内の流体から力を受ける面積、すなわち主ピストン部材２の受圧面積を、相対的に大きくすることができる。主ピストン部材２の受圧面積が大きい場合、車両ドアＤＲの開閉時に主ピストン部材２に作用する単位面積当たりの力が小さい。よって、例えば第一磁石７ｃ及び第二磁石８ｃとして用いられる磁石のサイズを小さくすることができる。このように、主ピストン部材２内の設けられている弁部材（第一バルブユニット７及び第二バルブユニット８）をコンパクトに構成することができる。

また、本実施形態においては、主ロッド部材３と副ロッド部材６が、車体Ｂに取り付けられている同一の軸部材（ピンＧ）に揺動可能に取り付けられている。つまり、主ロッド部材３と副ロッド部材６が、同一の軸部材を介して連結されている。このため、車両ドアＤＲの開閉時に、主ロッド部材３と副ロッド部材６とを、同一の方向に同じ長さだけ軸方向移動させることができる。つまり、車両ドアＤＲの開閉時における主ロッド部材３の移動ストロークと副ロッド部材６の移動ストロークを一致させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、主シリンダ空間Ｓ及び副シリンダ空間Ｖの断面形状が円形である例を示したが、各シリンダ空間の断面形状は、楕円形でも、小判形でも、或いは、多角形状でもよい。また、上記実施形態では、弁部材（第一バルブユニット７、第二バルブユニット８）が磁力を発生し、発生した磁力によって保持力（開弁圧）を得る例を示したが、弁部材の構成は、その他の構成、例えばスプリングの弾性力により保持力（開弁圧）を得るように構成してもよい。また、上記実施形態では、副シリンダ部材４が主シリンダ部材１の上側に配置されている例を示したが、下側でもよく、或いは側方でも良い。つまり、主シリンダ部材１と副シリンダ部材４が、それぞれの内部のシリンダ空間の軸方向に直交する方向に沿って、積層配置していればよい。また、上記実施形態では、本発明に係るピストンシリンダ装置の適用例として車両のフリーストップドアチェック装置を示したが、本発明に係るピストンシリンダ装置はそれ以外の用途にも用いることができる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１００…ピストンシリンダ装置、１…主シリンダ部材、１ｃ…第一貫通孔、２…主ピストン部材、２ａ…第一壁部、２ｂ…第二壁部、２ｃ…接続部、２ｄ…第一筒状シール部、２ｅ…第二筒状シール部、２ｆ…第一開口、２ｇ…第二開口、３…主ロッド部材、３ａ…一方端、３ｂ…他方端、４…副シリンダ部材、４ｃ…第二貫通孔、５…副ピストン部材、５ａ…シールリング、６…副ロッド部材、６ａ…一方端、６ｂ…他方端、７…第一バルブユニット（弁部材）、８…第二バルブユニット（弁部材）、Ｇ…ピン（軸部材）、Ｈ１…ヒンジ軸、Ｓ…主シリンダ空間、Ｓ１…第一主空間、Ｓ２…第二主空間、ＳＭ…中間空間（流体流通路）、Ｔ…シリンダ総空間、Ｖ…副シリンダ空間、Ｖ１…第一副空間、Ｖ２…第二副空間、Ｖａ…端部（一方の端部）、Ｖｂ…端部（他方の端部）

Claims (5)

1. 流体が充填される主シリンダ空間が内部に形成された主シリンダ部材と、
   前記主シリンダ空間の軸方向に移動可能に前記主シリンダ空間内に配設されるとともに、前記主シリンダ空間を第一主空間と第二主空間とに区画し、且つ、前記主シリンダ空間内を移動したときに、前記第一主空間と前記第二主空間との間の流体の流通が可能な流体流通路がその内部に形成されるように構成された主ピストン部材と、
   外部から前記第一主空間に進入して前記主ピストン部材に連結され、前記主ピストン部材の移動に伴い軸方向移動する主ロッド部材と、
   前記第一主空間に連通する一方の端部と、大気開放された他方の端部とを有し、その軸方向が前記主シリンダ空間の軸方向と同じ方向となるように前記主シリンダ空間に平行に配置された副シリンダ空間が内部に形成された副シリンダ部材と、
   前記副シリンダ空間の軸方向に移動可能に前記副シリンダ空間内に配設されるとともに、前記副シリンダ空間を、前記流体が充填されるとともに前記副シリンダ空間の前記一方の端部を含む第一副空間と、前記副シリンダ空間の前記他方の端部を含む第二副空間とに区画する副ピストン部材と、
   外部から前記第一副空間に進入して前記副ピストン部材に連結され、前記副ピストン部材の移動に伴い軸方向移動するとともに、その軸方向が前記主ロッド部材の軸方向と同じ方向となるように前記主ロッド部材に平行に配置された副ロッド部材と、
   を備え、
   前記主ピストン部材の移動に伴う前記主ロッド部材の軸方向移動量と前記副ピストン部材の移動に伴う前記副ロッド部材の軸方向移動量が同じ移動量となるように、前記主ロッド部材と前記副ロッド部材が連結され、
   前記副シリンダ空間の断面積と前記副ロッド部材の断面積との差の大きさが、前記主ロッド部材の断面積と前記副ロッド部材の断面積との和の大きさに一致するように、前記副ロッド部材、前記主ロッド部材、及び、前記副シリンダ空間が形成されている、ピストンシリンダ装置。
2. 請求項１に記載のピストンシリンダ装置において、
   前記主シリンダ空間及び前記副シリンダ空間の軸方向に垂直な方向に前記主シリンダ部材と前記副シリンダ部材が積層されるように、前記主シリンダ部材と前記副シリンダ部材が配設されている、ピストンシリンダ装置。
3. 請求項１または２に記載のピストンシリンダ装置において、
   前記主ピストン部材に形成された前記流体流通路の途中に設けられ、前記第一主空間内の圧力と前記第二主空間内の圧力との差圧が所定の開弁圧を上回ったときに開弁して前記流体流通路を開通させる弁部材を備え、
   前記主ロッド部材と前記副ロッド部材は、共に、車体に揺動可能に接続され、前記主シリンダ部材と前記副シリンダ部材が、車両ドア内に配設されている、ピストンシリンダ装置。
4. 請求項３に記載のピストンシリンダ装置において、
   前記主シリンダ空間の径が前記副シリンダ空間の径よりも大きくされている、ピストンシリンダ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピストンシリンダ装置において、
   前記主ロッド部材と前記副ロッド部材が、同一の軸部材に揺動可能に取り付けられている、ピストンシリンダ装置。

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