WO2014115698A1

WO2014115698A1 - 緩衝装置

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Publication number: WO2014115698A1
Application number: PCT/JP2014/051048
Authority: WO
Inventors: 小松　誠一郎; 哲夫荒畑; 雄亮古田; 寛仁加藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-25
Also published as: DE112014000554T5; CN104937304B; JP6027451B2; CN104937304A; DE112014000554B4; US9644703B2; JP2014145374A; US20150354660A1

Abstract

　緩衝装置は、シリンダ内の伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室を形成するハウジングと、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、伸側室と伸側圧力室とを連通する伸側通路と、圧側室と圧側圧力室とを連通する圧側通路と、フリーピストンの変位を抑制するばね要素と、フリーピストンが変位するとフリーピストンに衝合してフリーピストンのそれ以上の変位を抑制するクッションと、クッションを保持するクッション固定部材と、を備える。

Description

緩衝装置

　本発明は、緩衝装置に関する。

　ＪＰ２００８－２１５４５９Ａは、緩衝装置を開示している。この緩衝装置は、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伸側室と圧側室とに区画するピストンと、ピストンに設けられる伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、ピストンロッドの先端に取付けられて圧力室を形成するハウジングと、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、伸側室と伸側圧力室とを連通する伸側通路と、圧側室と圧側圧力室とを連通する圧側通路と、を備える。

　圧力室は、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いるので、伸側通路及び圧側通路を介して伸側室と圧側室とが直接的に連通されることはない。しかし、フリーピストンが移動すると伸側室と圧側室との容積比が変化し、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及び圧側室へ出入りする。したがって、圧力室は、見掛け上、伸側室と圧側室とが伸側通路及び圧側通路を介して連通されているように振舞う。

　このような緩衝装置は、低い周波数の振動入力に対しては高い減衰力を発生し、高い周波数の振動入力に対しては低い減衰力を発生する。これにより、緩衝装置は、車両が旋回中等の入力される振動の周波数が低い場面においては高い減衰力を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される振動の周波数が高い場面においては低い減衰力を発生可能である。よって、緩衝装置は、車両における乗り心地を向上させることができる。

　上記緩衝装置では、ハウジングの内周に段部が設けられる。フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向、つまり、下方に変位して移動限界にまで達すると、段部がフリーピストンの圧側圧力室端に衝合して、フリーピストンの下方への変位が規制される。また、フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向、つまり、上方に変位して移動限界にまで達すると、ハウジングの上端がフリーピストンの伸側圧力室端に衝合して、フリーピストンの上方への変位が規制される。

　したがって、振幅が大きな振動が入力される場合、フリーピストンの変位がストロークエンドで規制され、圧力室を介しての液体の行き来がなくなるので、緩衝装置は大きな減衰力を発揮して伸び切りや底付きを抑制することができる。

　しかし、フリーピストンが段部に衝突する際に打音が生じて、車両搭乗者に違和感を与える可能性がある。

　本発明の目的は、打音の発生を抑制することが可能な緩衝装置を提供することである。

　本発明のある態様によれば、緩衝装置は、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伸側室と圧側室とに区画するピストンと、伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、圧力室を形成するハウジングと、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、伸側室と伸側圧力室とを連通する伸側通路と、圧側室と圧側圧力室とを連通する圧側通路と、フリーピストンをハウジングに対して中立位置に位置決めるとともにフリーピストンの中立位置からの変位を抑制する附勢力を発揮するばね要素と、フリーピストンがハウジングに対して中立位置から所定の変位量以上変位するとフリーピストンに衝合してフリーピストンのそれ以上の変位を抑制するクッションと、ハウジングに固定されクッションを保持するクッション固定部材と、を備える。

図１は、本発明の第１実施形態に係る緩衝装置の縦断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る緩衝装置の変形例を示す一部拡大縦断面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る緩衝装置の変形例を示す一部拡大縦断面図である。図４は、緩衝装置の入力周波数に対する減衰力の特性を示す図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る緩衝装置の一部拡大縦断面図である。図６は、本発明の第３実施形態に係る緩衝装置の一部拡大縦断面図である。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

　初めに、第１実施形態について説明する。

　緩衝装置Ｄ１は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を２つの伸側室Ｒ１及び圧側室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４、５と、圧力室Ｃを形成するハウジング６と、ハウジング６内に摺動自在に挿入されて圧力室Ｃ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、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とを連通する伸側通路１０と、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側通路１１と、フリーピストン９をハウジング６に対して中立位置に位置決めするとともにフリーピストン９の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発揮するばね要素１２と、フリーピストン９がハウジング６に対して中立位置から伸側圧力室側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストン９に衝合してフリーピストン９の伸側圧力室側への変位を抑制するクッションとしての伸側クッション１３と、ハウジング６に固定され伸側クッション１３を保持するクッション固定部材としての伸側クッション固定部材１４と、フリーピストン９がハウジング６に対して中立位置から圧側圧力室側へ所定の変位量以上変位するとフリーピストン９に衝合してフリーピストン９の圧側圧力室側への変位を抑制するクッションとしての圧側クッション１５と、ハウジング６に固定され圧側クッション１５を保持するクッション固定部材としての圧側クッション固定部材１６と、を備える。

　緩衝装置Ｄ１はさらに、シリンダ１内に移動自在に挿通されたピストンロッド３を備える。ピストンロッド３の一端はピストン２に連結され、他端である上端は、シリンダ１の上端を封止する環状のロッドガイド（図示せず）によって摺動自在に軸支される。なお、シリンダ１の下端は、ボトム部材（図示せず）によって封止される。

　伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２及び圧力室Ｃ内には作動油等の液体が充填される。シリンダ１内の図１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１７が設けられる。なお、伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２及び圧力室Ｃ内に充填される液体は、水、水溶液等であってもよい。

　緩衝装置Ｄ１は、伸側室Ｒ１にのみピストンロッド３が挿通される片ロッド型である。緩衝装置Ｄ１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３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て摺動隔壁１７が図１中上下方向に移動することによって補償される。

　なお、シリンダ１内に気体室Ｇを設けることに代えて、シリンダ１内又はシリンダ１外にリザーバを設けて、シリンダ１に進退するピストンロッド３の体積を補償してもよい。リザーバをシリンダ１外に設ける場合、シリンダ１の外周を覆う外筒を設けてシリンダ１と外筒との間にリザーバを形成する複筒型緩衝器としてもよいし、シリンダ１とは別個にタンクを設けてタンクでリザーバを形成してもよい。リザーバを設ける場合、緩衝装置Ｄ１の収縮作動時に圧側室Ｒ２の圧力を高めるために圧側室Ｒ２とリザーバとの間を仕切る仕切部材と、仕切部材に設けられ圧側室Ｒ２からリザーバへ向かう液体の流れに抵抗を与えるベースバルブと、をさらに設けてもよい。また、緩衝装置Ｄは片ロッド型ではなく、両ロッド型であってもよい。

　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３の図１中下端である一端３ａに連結される。ピストンロッド３は、シリンダ１の図１中上端に固定された環状のロッドガイド（図示せず）の内周を通して外方へ突出される。なお、ピストンロッド３とロッドガイドとの間はシール部材（図示せず）によって封止され、シリンダ１内は液密状態に保たれる。

　ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路４、５を備える。減衰通路４の図１中下端は、ピストン２の図１中下方に積層されるリーフバルブＶ１によって開閉される。減衰通路５の図１中上端は、ピストン２の図１中上方に積層されるリーフバルブＶ２によって開閉される。

　リーフバルブＶ１は、環状であってピストン２とともにピストンロッド３の一端３ａに装着される。リーフバルブＶ１は、ピストン２が図１中上方に移動する緩衝装置Ｄの伸長行程時に、液体が減衰通路４を伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向けて流れるのに応じて撓んで減衰通路４を開放し、当該液体の流れに抵抗を与えるとともに、逆向きの流れに対しては減衰通路４を閉塞する。つまり、減衰通路４は、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である。

　リーフバルブＶ２は、環状であってピストン２とともにピストンロッド３の一端３ａに装着される。リーフバルブＶ２は、ピストン２が図１中下方に移動する緩衝装置Ｄの収縮行程時に、液体が減衰通路５を圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向けて流れるのに応じて撓んで減衰通路５を開放し、当該液体の流れに抵抗を与えるとともに、逆向きの流れに対しては減衰通路５を閉塞する。つまり、減衰通路５は、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流れのみを許容する一方通行の通路である。

　よって、リーフバルブＶ１は、伸長行程時に減衰通路４を流れる液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブとして機能し、リーフバルブＶ２は、収縮行程時に減衰通路５を流れる液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブとして機能する。

　上述のように、減衰通路４、５を複数設ける場合には、各減衰通路を一方通行の通路として、伸長行程時のみ又は収縮行程時のみに液体が流れるようにすればよい。これに代えて、減衰通路が双方向の流れを許容して通過する液体の流れに抵抗を与えるようにしてもよい。また、減衰通路を通過する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブとしては、上述のリーフバルブに代えて、ポペットバルブやオリフィス、チョーク等を用いてもよい。さらに、減衰通路４、５は、ピストン２以外の部位に設けてもよい。

　圧力室Ｃは、ピストンロッド３の一端３ａの先端外周に形成される螺子部３ｂに螺合される中空なハウジング６によって画成される。ハウジング６は、ピストン２及びリーフバルブＶ１、Ｖ２をピストンロッド３の一端３ａに固定するピストンナットとして機能する。

　ハウジング６内に形成された圧力室Ｃは、圧力室Ｃ内に摺動自在に挿入されるフリーピストン９によって図１中上方の伸側圧力室７と図１中下方の圧側圧力室８とに仕切られる。フリーピストン９は、圧力室Ｃ内でハウジング６に対して図１中上下方向に変位可能である。

　ハウジング６は、ピストンロッド３の一端３ａに形成される螺子部３ｂに螺合されるナット部２０と、ナット部２０の外周から垂下される筒部２２と筒部２２の端部である図１中下端を閉塞する底部２３とを有する有底筒状のハウジング筒２１と、を備える。ハウジング６は、圧側室Ｒ２内に圧力室Ｃを画成する。

　ナット部２０は、ピストンロッド３の螺子部３ｂに螺合する螺子筒２０ａと、螺子筒２０ａの外周に設けられて外方へ突出する鍔２０ｂと、を内周に有する。

　ハウジング筒２１は、有底筒状であって、図１中上端開口部がナット部２０の鍔２０ｂの外周に加締められることで、ナット部２０に一体化される。ハウジング筒２１は、鍔２０ｂから垂下される筒部２２と、筒部２２の端部を閉塞する底部２３と、を有する有底筒状である。ハウジング筒２１における筒部２２は、ナット部側に形成されフリーピストン９が摺接する内径大径部２２ａと、ナット部側とは反対側に形成される内径小径部２２ｂと、内径大径部２２ａと内径小径部２２ｂとの間に形成される段部２２ｃと、を有する。なお、ナット部２０とハウジング筒２１との一体化は、加締め加工以外の溶接や螺合といった加工方法によって行ってもよい。

　なお、ハウジング筒２１の筒部２２の少なくとも一部における外周断面形状は、工具（図示せず）で把持可能なように円形以外の形状に形成される。当該形状は、工具に符合する形状、たとえば、一部を切欠いた形状や六角形等である。これにより、工具で筒部２２の外周を把持してハウジング６を周方向へ回転させて、ナット部２０に所定の締め付けトルクを付加して、ナット部２０を螺子部３ｂへ螺着することができる。

　圧力室Ｃと圧側室Ｒ２とは筒部２２の側部に設けられるオリフィス孔２２ｄによって連通され、圧力室Ｃと圧側室Ｒ２とは底部２３に設けられるオリフィス孔２３ａによって連通される。伸側圧力室７は、ピストンロッド３の伸側室Ｒ１に臨む側部から一端３ａの端部へ通じる伸側通路１０によって伸側室Ｒ１へ通じている。伸側通路１０は、ピストンロッド３の伸側室Ｒ１に臨む側部に開口する横孔１０ａと、一端３ａの端部に開口して横孔１０ａへ通じる縦孔１０ｂと、から構成される。

　圧力室Ｃ内に挿入されるフリーピストン９は、ハウジング筒２１の筒部２２における内径大径部２２ａに摺接する摺接筒３０と、摺接筒３０の下端を閉塞する鏡部３１と、を有する有底筒状に形成される。フリーピストン９は、ハウジング６内を伸側室Ｒ１に連通される伸側圧力室７と圧側室Ｒ２に連通される圧側圧力室８とに区画する。

　フリーピストン９は、摺接筒３０の外周の全周に渡って形成される環状凹部３２と、環状凹部３２を圧側圧力室８へ連通させる連通孔３３と、を有する。環状凹部３２がハウジング６の筒部２２に形成されるオリフィス孔２２ｄに対向する場合には、圧側室Ｒ２が圧側圧力室８へ連通し、環状凹部３２がオリフィス孔２２ｄへ対向せずに摺接筒３０でオリフィス孔２２ｄが閉塞される場合には、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とのオリフィス孔２２ｄを介しての連通は遮断される。オリフィス孔２２ｄは、通過する液体の流れに抵抗を与えて所定の圧力損失を生じさせて、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８との間に差圧を生じさせる。

　また、ハウジング筒２１の底部２３に形成されるオリフィス孔２３ａも絞り通路として機能し、通過する液体の流れに抵抗を与えて所定の圧力損失を生じさせ、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８との間に差圧を生じさせる。なお、オリフィス孔２３ａは、フリーピストン９によって閉じられることはなく、常時開放されている。つまり、圧側圧力室８は、オリフィス孔２２ｄが連通状態にある場合には、オリフィス孔２２ｄ、２３ａを介して圧側室Ｒ２に連通され、オリフィス孔２２ｄが遮断状態にある場合には、オリフィス孔２３ａのみを介して圧側室Ｒ２に連通される。圧側通路１１は、オリフィス孔２２ｄ、２３ａ、環状凹部３２及び連通孔３３によって形成される。

　さらに、伸側圧力室７内であってナット部２０の鍔２０ｂとフリーピストン９の鏡部３１との間には、ばね要素１２としてのコイルばねである伸側ばね３４が圧縮状態で介装される。圧側圧力室８内であって底部２３とフリーピストン９の鏡部３１との間には、ばね要素１２としてのコイルばねである圧側ばね３５が圧縮状態で介装される。これら伸側ばね３４及び圧側ばね３５は、フリーピストン９のハウジング６に対する変位に対して当該変位を抑制する附勢力を発揮する。フリーピストン９は、これら伸側ばね３４及び圧側ばね３５によって上下側から挟持されて、圧力室Ｃ内の所定の中立位置に位置決めされる。フリーピストン９が中立位置から変位すると、伸側ばね３４及び圧側ばね３５はフリーピストン９を中立位置に戻そうとする附勢力を発揮する。なお、中立位置とは、圧力室Ｃの軸方向の中央を指しているものではなく、フリーピストン９がばね要素１２によって位置決めされる位置を指している。

　なお、ばね要素１２は、フリーピストン９を中立位置に位置決めるように附勢力を発揮できるのであれば、コイルばね以外のものを採用してもよい。例えば、皿ばね等の弾性体を用いてフリーピストン９を弾性支持してもよい。また、単一のバネ要素を用いて、バネ要素の一端をフリーピストン９に連結し、他端をナット部２０あるいは底部２３に固定してもよい。

　伸側ばね３４は、フリーピストン９の摺接筒３０の内周に遊嵌されて径方向の所定位置に位置決められる。圧側ばね３５は、その図１中上端がフリーピストン９の鏡部３１の下端に形成される突部３１ａに遊嵌されて、径方向の所定位置に位置決められる。伸側ばね３４及び圧側ばね３５は、フリーピストン９によってともにセンタリングされ、フリーピストン９に対する位置ずれが防止される。これにより、伸側ばね３４及び圧側ばね３５は、安定的にフリーピストン９に附勢力を作用させることができる。

　フリーピストン９は、ハウジング６内で伸側ばね３４及び圧側ばね３５によって弾性支持され、伸側ばね３４及び圧側ばね３５による附勢力以外に力が作用していない場合には、ハウジング６内で中立位置に位置決められる。フリーピストン９が当該中立位置にある場合には、必ず環状凹部３２がオリフィス孔２２ｄに対向して圧側圧力室８と圧側室Ｒ２とが連通される。フリーピストン９が中立位置から変位すると、フリーピストン９の摺接筒３０の外周がオリフィス孔２２ｄに完全にオーバーラップしてオリフィス孔２２ｄを閉塞する。

　なお、フリーピストン９がオリフィス孔２２ｄを閉塞し始める中立位置からの変位量は、任意に設定することができる。さらに、オリフィス孔２２ｄを閉塞し始めるフリーピストン９の図１中上方となる伸側圧力室７側への中立位置からの変位量と、オリフィス孔２２ｄを閉塞し始めるフリーピストン９の図１中下方となる圧側圧力室８側への中立位置からの変位量と、は異なるように設定してもよい。なお、オリフィス孔２２ｄは二つに限らず、その他の個数であってもよい。圧側室Ｒ２に連通される環状凹部３２を筒部２２の内周に設け、フリーピストン９の外周側と圧側圧力室８とを連通するオリフィス孔をフリーピストン９に設けるようにしてもよい。

　緩衝装置Ｄでは、ハウジング６に伸側クッション１３が伸側クッション固定部材１４によって固定され、圧側クッション１５が圧側クッション固定部材１６によって固定されている。

　伸側クッション１３は、環状のゴム等の弾性体であり、ナット部２０の鍔２０ｂに積層されてフリーピストン９の摺接筒３０の図１中上端に対向する。フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向である図１中上方へ所定の変位量だけ変位すると、フリーピストン９の摺接筒３０が伸側クッション１３に衝合し、それ以上のフリーピストン９の図１中上方への変位が抑制される。また、伸側クッション１３は、図１中下端であるフリーピストン側端の外周に環状凹部１３ａを備える。

　伸側クッション固定部材１４は、環状であって鍔２０ｂに積層される。ハウジング筒２１の筒部２２の開口端を加締めてナット部２０の鍔２０ｂに固定する際、伸側クッション固定部材１４は、鍔２０ｂとともに筒部２２の折り曲げられた開口端によって把持されてハウジング６に固定される。筒部２２の内径大径部２２ａの図１中上端には、加締め加工が施される薄肉の折曲部２２ｅが設けられる。折曲部２２ｅを設けることで、内径大径部２２ａの内周には第二段部２２ｆが設けられる。伸側クッション固定部材１４は、この第二段部２２ｆに積層され、伸側クッション固定部材１４の図１中上方には、ナット部２０の鍔２０ｂが積層される。このように、第二段部２２ｆに、伸側クッション固定部材１４及び鍔２０ｂを積層した状態で、折曲部２２ｅを外周側から加締め加工すると、伸側クッション固定部材１４及びナット部２０が変形後の折曲部２２ｅと第二段部２２ｆとによって把持されハウジング６に固定される。

　伸側クッション固定部材１４のフリーピストン側端の内周には、内周側へ突出するフランジ状の固定部１４ａが設けられる。固定部１４ａは、伸側クッション１３に設けた環状凹部１３ａに嵌合し、伸側クッション１３をハウジング６に固定する。なお、固定部１４ａの形状は、伸側クッション１３をハウジング６に固定できる形状であれば、フランジ以外の形状であってもよい。また、固定部１４ａの形状は、必ずしも周方向に切れ目のない環状である必要はないが、環状であると伸側クッション１３が圧縮された際の内周側への変形を無理なく抑制でき、伸側クッション１３の耐久性の低下を防止することができる。

　このように伸側クッション固定部材１４は、伸側クッション１３のハウジング６からの脱落を阻止する。また、ハウジング筒２１をナット部２０の鍔２０ｂに加締めて固定する際に、伸側クッション固定部材１４が鍔２０ｂとともに加締められてハウジング筒２１に一体化されるので、伸側クッション固定部材１４をハウジング６に固定する加工が容易で、加工工数が削減されるので、コストが安価となる。

　圧側クッション１５は、環状のゴム等の弾性体であり、ハウジング筒２１の筒部２２における段部２２ｃに積層されてフリーピストン９の図１中下端外周に対向する。フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８を圧縮する方向である図１中下方へ所定の変位量だけ変位すると、フリーピストン９の図１中下端が圧側クッション１５に衝合し、それ以上のフリーピストン９の図１中下方への変位が抑制される。また、圧側クッション１５は、その内周のフリーピストンとは反対側に、内周へ向けて突出するフランジ部１５ａを備える。

　圧側クッション固定部材１６は、筒状であって、中間部からフリーピストンとは反対側に圧入部１６ａが形成される。圧側クッション固定部材１６は、圧入部１６ａをハウジング筒２１における内径小径部２２ｂの内周に圧入することでハウジング６に一体化される。内径小径部２２ｂの図１中上端内周には、環状の装着凹部２２ｇが形成され、この装着凹部２２ｇに圧入部１６ａが圧入される。これにより、圧入部１６ａが内径小径部２２ｂより内周側へ出っ張ることが無いので、圧入部１６ａと圧側ばね３５との干渉が防止される。なお、圧側ばね３５との干渉が防止可能であれば、筒部２２に装着凹部２２ｇを形成しなくてもよい。

　圧側クッション固定部材１６は、圧入部１６ａからフリーピストン側も筒状であり、外径が圧側クッション側へ向けて拡径されたフランジ状の固定部１６ｂを備える。固定部１６ｂを圧側クッション１５のフランジ部１５ａに引っ掛けることで、圧側クッション１５がハウジング６から脱落することが阻止される。

　このように、圧側クッション１５は、圧側クッション固定部材１６を圧側クッション１５の内周に嵌合させることでハウジング６に固定される。これにより、圧側クッション１５がフリーピストン９によって圧縮された際、筒部２２と圧側クッション固定部材１６とによって圧側クッション１５の内周側への変形と外周側への変形とが規制されるので、圧側クッション１５の劣化を抑制することができる。また、圧側クッション固定部材１６は、フリーピストン９の摺接面ではない内径小径部２２ｂに圧入されるので、フリーピストン９の摺動面である内径大径部２２ａを傷めることがなく、圧側クッション固定部材１６の組付加工が緩衝装置Ｄ１の減衰特性に影響を与えることを防止できる。なお、圧側クッション１５と筒部２２の内径大径部２２ａとの間には、若干の隙間が設けられるので、圧側クッション１５のハウジング６への組み付けを容易に行うことができる。

　伸側クッション１３がフリーピストン９の摺接筒３０と衝合し始める際のフリーピストン９の中立位置からの変位量と、圧側クッション１５がフリーピストン９の下端と衝合し始める際のフリーピストン９の中立位置からの変位量と、は任意に設定することができ、同一の値であってもよいし異なる値であってもよい。伸側クッション１３及び圧側クッション１５は、ハウジング６に設置されてフリーピストン９に衝合すればよいので、ハウジング６に対する設置個所は、ハウジング６とフリーピストン９の形状とに合わせて適宜変更可能である。なお、減衰力低減効果を得るにはフリーピストン９のストローク長さを可能な限り大きくとるほうがよいので、フリーピストン９がストロークエンドに近い所で伸側クッション１３及び圧側クッション１５に衝合するような位置に設置することが望ましい。また、固定部１６ｂの形状は、圧側クッション１５をハウジング６に固定できる形状であれば、必ずしも周方向に切れ目のない筒状である必要はない。固定部１６ｂが筒状であると、圧側クッション１５が圧縮された際の内周側への変形を無理なく抑制でき、圧側クッション１５の耐久性の低下を防止することができる。

　図２は、緩衝装置Ｄ１の変形例を示す一部拡大縦断面図である。

　この緩衝装置Ｄ１では、圧側クッション１５は、フリーピストン側端の断面形状が先細り形状となるように形成される。これにより、圧側クッション１５とフリーピストン９との接触面積が小さくなるので、圧側クッション１５とフリーピストン９とが接触した際に生じる接触音を低減することができる。

　また、圧側クッション１５のフリーピストンとは反対側の内周にフランジ部１５ａを設ける代わりに、圧側クッション１５にフリーピストン９とは反対側へ向かうほど内径が小径になるテーパ面を設け、圧側クッション固定部材１６のフリーピストン側の外周にフリーピストン側端へ向かうほど外径が拡径されるテーパ部を設けてもよい。これにより、圧側クッション固定部材１６のテーパ部を圧側クッション１５のテーパ面に嵌合させることで、圧側クッション１５のハウジング６からの脱落を防止することができる。この場合でも、筒部２２と圧側クッション固定部材１６とによって圧側クッション１５の内周側への変形と外周側への変形とが規制されるので、圧側クッション１５の劣化を抑制することができる。

　また、固定部１６ｂは、必ずしも周方向に切れ目のない環状である必要はないが、環状であれば圧側クッション１５が圧縮された際に圧側クッション１５の内周側への変形を無理なく抑制できるので、圧側クッション１５の耐久性の低下を防止することができる。

　図３は、緩衝装置Ｄ１の変形例を示す一部拡大縦断面図である。

　この緩衝装置Ｄ１では、圧側クッション固定部材１６を内径小径部２２ｂの内周に圧入する代わりに、螺着して固定している。圧側クッション固定部材１６の外周には、圧入部１６ａの代わりに螺子部１６ｄが設けられ、内周小径部２２ｂの内周には、螺子部２２ｈが設けられる。螺子部１６ｄと螺子部２２ｈとを螺合することで、ハウジング６と圧側クッション固定部材１６とが一体化される。

　なお、圧側クッション固定部材１６は、固定部１６ｂをフランジ部１５ａに引っ掛けて圧側クッション１５を固定しているが、固定部１６ｂの形状は圧側クッション１５の形状に適した形状とすればよい。また、固定部１６ｂは、必ずしも周方向に切れ目のない環状である必要はないが、環状であれば圧側クッション１５が圧縮された際に圧側クッション１５の内周側への変形を無理なく抑制できるので、圧側クッション１５の耐久性の低下を防止することができる。

　以上のように、圧力室Ｃは、フリーピストン９によって伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画されているので、伸側通路１０及び圧側通路１１を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが直接的に連通されることはない。しかし、フリーピストン９が移動すると伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との容積比が変化し、フリーピストン９の移動量に応じて圧力室Ｃ内の液体が伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２へ出入りする。したがって、圧力室Ｃは、見掛け上、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが伸側通路１０及び圧側通路１１を介して連通されているように振舞う。

　緩衝装置Ｄ１では、低周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生し、高周波数の振動の入力に対しては低い減衰力を発生することができる。これにより、緩衝装置Ｄ１は、車両が旋回中等の入力される振動の周波数が低い場面においては高い減衰力を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される振動の周波数が高い場面においては低い減衰力を発生可能である。よって、緩衝装置Ｄ１は、車両における乗り心地を向上させることができる。

　ここで、緩衝装置Ｄ１の伸縮時における伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との差圧をＰとし、伸側室Ｒ１から流出する液体の流量をＱとし、差圧Ｐと減衰通路４、５を通過する液体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、伸側圧力室７の圧力をＰ１とし、差圧Ｐと圧力Ｐ１との差と伸側室Ｒ１から伸側圧力室７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、圧側圧力室８内の圧力をＰ２とし、圧力Ｐ２と圧側圧力室８から圧側室Ｒ２内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９の受圧面積である断面積をＡとし、フリーピストン９の圧力室Ｃに対する変位をＸとし、ばね要素１２のばね定数、つまり、伸側ばね３４及び圧側ばね３５の合成ばね定数を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す。

　さらに、式（１）で示される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（１）、（２）式に示されるように、緩衝装置Ｄ１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、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つ。また、伝達ゲインは、Ｆ＜Ｆａの領域においては略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、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、緩衝装置Ｄ１では、図４に示すように、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、高周波数の振動の入力に対しては減衰力低減効果を発揮して小さな減衰力を発生することができる。これにより、緩衝装置Ｄ１は、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発生可能であるとともに、車両が凹凸路面を走行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発生可能である。よって、緩衝装置Ｄ１は、車両における乗り心地を向上させることができる。

　フリーピストン９が中立位置からオリフィス孔２２ｄを閉塞するまで変位する場合、オリフィス孔２２ｄを閉塞し始めてから完全に閉塞するまでに圧側通路１１の流路抵抗が徐々に大きくなる。これに伴って、フリーピストン９のストロークエンド側への移動速度が減少し、圧力室Ｃを介しての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間の液体の見掛け上の移動量も減少し、その分、減衰通路４、５を通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Ｄ１の発生減衰力は振動周波数の高低によらず徐々に大きくなっていく。

　したがって、フリーピストン９の中立位置からの変位が大きくオリフィス孔２２ｄが閉塞されるような場合、フリーピストン９のストロークエンド側への変位が抑制されるので、高周波数の振動入力時において緩衝装置Ｄ１が低い減衰力を発生している状態から急激に高い減衰力に切換ることが防止される。よって、搭乗者に減衰力の変化によるショックによって違和感を与えることを防止できる。なお、フリーピストン９が中立位置から変位するに従って圧側通路１１の流路面積を減少させて流路抵抗を徐々に大きくしているが、これに加えて、または、これに代えて、伸側通路１０の流路抵抗を大きくするようにしてもよい。

　緩衝装置Ｄ１に大振幅の収縮方向の振動の入力があり、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室側へ所定の変位量を超えて変位する場合、フリーピストン９は伸側クッション１３に衝合して、それ以上の伸側圧力室側への変位が抑制される。これにより、フリーピストン９の伸側圧力室側への変位速度が低下して、フリーピストン９とハウジング６との直接衝突を阻止できるので、打音の発生を防止することができる。

　緩衝装置Ｄ１に大振幅の伸長方向の振動の入力があり、フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室側へ所定の変位量を超えて変位する場合、フリーピストン９が圧側クッション１５に衝合して、それ以上の圧側圧力室側への変位が抑制される。これにより、フリーピストン９の圧側圧力室側への変位速度が低下して、フリーピストン９とハウジング６との直接衝突を阻止できるので、打音の発生を防止することができる。

　このように、緩衝装置Ｄ１では、伸側クッション１３と圧側クッション１５とを設置することによって、打音の発生を防止でき、車両搭乗者に打音による不快感を与えることを防止できる。よって、車両における乗り心地を向上させることができる。

　また、緩衝装置Ｄ１は、伸側クッション１３をハウジング６に固定する伸側クッション固定部材１４と、圧側クッション１５をハウジング６に固定する圧側クッション固定部材１６と、を備える。これにより、伸側クッション１３及び圧側クッション１５のハウジング６に対するズレやハウジング６からの脱落をより確実に防止することができ、フリーピストン９が伸側クッション１３及び圧側クッション１５に当接する位置が変化することを防止できる。よって、狙い通りの減衰特性を安定的に発揮することができる。

　次に、第２実施形態における緩衝装置Ｄ２について図５を参照しながら説明する。

　緩衝装置Ｄ２では、伸側クッション４１、伸側クッション固定部材４２、圧側クッション４３及び圧側クッション固定部材４４が第１実施形態の緩衝装置Ｄ１と異なり、その他の部材は緩衝装置Ｄ１の部材と同一である。したがって、同一の部材については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

　伸側クッション４１は、環状のゴム等の弾性体であり、ナット部２０の鍔２０ｂに積層されてフリーピストン９の摺接筒３０の図３中上端に対向する。フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向である図５中上方へ所定の変位量だけ変位すると、フリーピストン９の摺接筒３０が伸側クッション４１に衝合し、それ以上のフリーピストン９の図５中上方への変位が抑制される。また、伸側クッション４１は、図５中下端であるフリーピストン側端の内周に環状凹部４１ａを備える。

　伸側クッション固定部材４２は、環状であって鍔２０ｂに積層される。伸側クッション固定部材４２は、鍔２０ｂと伸側ばね３４とで挟持される環板状の座部４２ａと、座部４２ａの外周から図５中下方に立ち上がって伸側クッション４１の内周に嵌合する固定部４２ｂと、を備える。固定部４２ｂは、外周に突出するフランジ４２ｃを備える。フランジ４２ｃを環状凹部４１ａに嵌合することで伸側クッション４１がハウジング６に固定される。なお、固定部４２ｂの環状凹部４１ａに嵌合する部位の形状は、伸側クッション４１をハウジング６に固定できる形状であれば、フランジ４２ｃ以外の形状であってもよい。

　このように、伸側クッション固定部材４２を設けることで、伸側クッション４１のハウジング６からの脱落が阻止される。また、伸側クッション固定部材４２は、伸側ばね３４とナット部２０の鍔２０ｂとの間で挟持されてハウジング６に固定されるため、伸側クッション固定部材４２のハウジング６への組付加工が容易となるとともに加工工数が削減され、コストを低下させることができる。

　圧側クッション４３は、環状のゴム等の弾性体であり、ハウジング筒２１の筒部２２における段部２２ｃに積層されてフリーピストン９の図５中下端外周に対向する。フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８を圧縮する方向である図１中上方へ所定の変位量だけ変位すると、フリーピストン９の図１中下端が圧側クッション４３に衝合し、それ以上のフリーピストン９の図１中下方への変位が抑制される。また、圧側クッション４３は、フリーピストン側端の外周に環状凹部４３ａを備える。

　圧側クッション固定部材４４は、環状の圧入部４４ａと、圧入部４４ａのフリーピストン側端内周から内方へ突出するフランジ状の固定部４４ｂと、を備える。圧側クッション固定部材４４は、圧入部４４ａをハウジング筒２１における内径大径部２２ａの内周に圧入することでハウジング６に一体化される。内径大径部２２ａの図５中下方の圧入部４４ａが圧入される部位Ｂの内径は他の部分よりも小径に形成されるので、圧入部４４ａを内径大径部２２ａに圧入する際に、内径大径部２２ａのフリーピストン９が摺動する面を傷つけることはない。また、本実施形態では、圧側クッション固定部材４４が内径小径部２２ｂに固定されることはないので、第１実施形態のような装着凹部２２ｇは設けられていない。

　圧側クッション固定部材４４は、固定部４４ｂを圧側クッション４３の外周に設けた環状凹部４３ａに嵌合させることで、圧側クッション１５のハウジング６からの脱落を防止する。なお、圧側クッション固定部材４４の固定部４４ｂの形状は圧側クッション４３の形状に適した形状であればよく、必ずしも周方向に切れ目のない環状である必要はないが、環状であれば圧側クッション４３が圧縮された際の内周側への変形を無理なく抑制でき、圧側クッション４３の耐久性の低下を防止することができる。

　このように、圧側クッション４３は、圧側クッション固定部材４４を圧側クッション４３の外周に嵌合させることでハウジング６に固定される。これにより、圧側クッション４３がフリーピストン９によって圧縮された際、圧側クッション４３の外周側への変形が規制されるので、フリーピストン９との衝合時にフリーピストン９と筒部２２との間に圧側クッション４３が噛みこまれることを防止することができる。

　緩衝装置Ｄ２では、第１実施形態の緩衝装置Ｄ１と同様に、伸側クッション４１と圧側クッション４３とを設置することによって、打音の発生を防止でき、車両搭乗者に打音による不快感を与えることを防止できる。よって、車両における乗り心地を向上させることができる。

　さらに、緩衝装置Ｄ２は、伸側クッション４１をハウジング６に固定する伸側クッション固定部材４２と、圧側クッション４３をハウジング６に固定する圧側クッション固定部材４４と、を備える。これにより、伸側クッション４１及び圧側クッション４３のハウジング６に対するズレやハウジング６からの脱落をより確実に防止することができ、フリーピストン９が伸側クッション４１及び圧側クッション４３に当接する位置が変化することを防止できる。よって、狙い通りの減衰特性を安定的に発揮することができる。

　次に、第３実施形態における緩衝装置Ｄ３について図６を参照しながら説明する。

　緩衝装置Ｄ３では、圧側クッション５１及び圧側クッション固定部材５２が第１実施形態の緩衝装置Ｄ１と異なり、その他の部材は緩衝装置Ｄ１の部材と同一である。したがって、同一の部材については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

　圧側クッション固定部材５２は、ハウジング筒２１の筒部２２における内径小径部２２ｂに圧入される筒状の圧入部５２ａと、圧入部５２ａのフリーピストン側端である一端から外周側へ向けて突出し段部２２ｃに積層されるフランジ状の固定部５２ｂと、を備える。圧入部５２ａを内径小径部２２ｂの装着凹部２２ｇ内に圧入することで、圧側クッション固定部材５２がハウジング６に固定される。また、圧側クッション５１は、環状であって固定部５２ｂに溶着又は融着される。圧側クッション５１は、圧側クッション固定部材５２を介してハウジング６に固定される。なお、固定部５２ｂの形状は、フランジ状に限られない。

　緩衝装置Ｄ３では、固定部５２ｂに圧側クッション５２が溶着又は融着されることで、圧側クッション５１のハウジング６からの脱落が防止される。

　さらに、緩衝装置Ｄ３では、第１実施形態の緩衝装置Ｄ１と同様に、伸側クッション１３と圧側クッション５２とを設置することによって、打音の発生を防止でき、車両搭乗者に打音による不快感を与えることを防止できる。よって、車両における乗り心地を向上させることができる。

　さらに、緩衝装置Ｄ３は、伸側クッション１３をハウジング６に固定する伸側クッション固定部材１４と、圧側クッション５１をハウジング６に固定する圧側クッション固定部材５２と、を備える。これにより、伸側クッション１３及び圧側クッション５１のハウジング６に対するズレやハウジング６からの脱落を確実に防止することができ、フリーピストン９が伸側クッション１３及び圧側クッション５２に当接する位置が変化することを防止できる。よって、狙い通りの減衰特性を安定的に発揮することができる。

　なお、上記した第１～第３実施形態において、伸側クッション１３、４１と圧側クッション１５、４３、５１とは、ハウジング６に別個独立して設けられる。したがって、伸側クッション１３、４１と伸側クッション固定部材１４、４２との組み合わせは、伸側クッション１３、４１を固定できるのであれば上記以外の組み合わせであってもよい。同様に、圧側クッション１５、４３、５１と圧側クッション固定部材１６、４４、５２との組み合わせは、圧側クッション１５、４３、５１を固定できるのであれば上記以外の組み合わせであってもよい。また、緩衝装置には、伸側クッションのみ又は圧側クッションのみをクッションとして設けてもよい。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は、２０１３年１月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－０１２５１６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　緩衝装置であって、
　シリンダと、
　前記シリンダ内に摺動自在に挿入され前記シリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、
　前記伸側室と前記圧側室とを連通する減衰通路と、
　圧力室を形成するハウジングと、
　前記圧力室内に摺動自在に挿入され前記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、
　前記伸側室と前記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、
　前記圧側室と前記圧側圧力室とを連通する圧側通路と、
　前記フリーピストンを前記ハウジングに対して中立位置に位置決めるとともに前記フリーピストンの中立位置からの変位を抑制する附勢力を発揮するばね要素と、
　前記フリーピストンが前記ハウジングに対して前記中立位置から所定の変位量以上変位すると前記フリーピストンに衝合して前記フリーピストンのそれ以上の変位を抑制するクッションと、
　前記ハウジングに固定され前記クッションを保持するクッション固定部材と、
を備える緩衝装置。
　請求項１に記載の緩衝装置であって、
　一端が前記ピストンに連結されるピストンロッドをさらに備え、
　前記ハウジングは、外周に鍔を有して前記ピストンを前記ピストンロッドに固定するナット部と、前記鍔から垂下される筒部と前記筒部の端部を閉塞する底部とを有する有底筒状のハウジング筒と、を有し、
　前記筒部は、ナット部側であって前記フリーピストンが摺接する内径大径部と、前記ナット部とは反対側の内径小径部と、前記内径大径部と前記内径小径部との間に形成される段部と、を有し、
　前記クッションは、環状であって前記段部に積層され、
　前記クッション固定部材は、前記筒部に圧入される筒状の圧入部と、前記圧入部から伸びて前記クッションを前記ハウジングに固定する固定部と、を有する、
緩衝装置。
　請求項２に記載の緩衝装置であって、
　前記圧入部は、前記内径小径部に圧入され、
　前記固定部は、前記クッションの内周に嵌合して前記クッションを前記ハウジングに固定する、
緩衝装置。
　請求項２に記載の緩衝装置であって、
　前記圧入部は、前記内径大径部に圧入され、
　前記固定部は、前記クッションの外周に嵌合して前記クッションを前記ハウジングに固定する、
緩衝装置。
　請求項２に記載の緩衝装置であって、
　前記圧入部は、前記内径小径部に圧入され、
　前記固定部は、前記圧入部の一端から外周側へ向けて突出して前記段部に積層されるフランジであり、
　前記クッションは、環状であって前記固定部に溶着又は融着されて前記ハウジングに固定される、
緩衝装置。
　請求項１に記載の緩衝装置であって、
　一端が前記ピストンに連結されるピストンロッドをさらに備え、
　前記ハウジングは、外周に鍔を有して前記ピストンを前記ピストンロッドに固定するナット部と、前記鍔から垂下される筒部と前記筒部の端部を閉塞する底部とを有する有底筒状のハウジング筒と、を有し、
　前記筒部は、ナット部側であって前記フリーピストンが摺接する内径大径部と、前記ナット部とは反対側の内径小径部と、前記内径大径部と前記内径小径部との間に形成される段部と、を有し、
　前記クッションは、環状であって前記鍔に積層され、
　前記クッション固定部材は、環状であって前記筒部に把持されるとともに前記クッションの外周に嵌合して前記クッションを前記ハウジングに固定する固定部を有する、
緩衝装置。
　請求項１に記載の緩衝装置であって、
　一端が前記ピストンに連結されるピストンロッドをさらに備え、
　前記ハウジングは、外周に鍔を有して前記ピストンを前記ピストンロッドに固定するナット部と、前記鍔から垂下される筒部と前記筒部の端部を閉塞する底部とを有する有底筒状のハウジング筒と、を有し、
　前記筒部は、ナット部側であって前記フリーピストンが摺接する内径大径部と、前記ナット部とは反対側の内径小径部と、前記内径大径部と前記内径小径部との間に形成される段部と、を有し、
　前記ばね要素は、前記伸側圧力室内に収容され前記フリーピストンと前記鍔との間に介装される伸側ばねと、前記圧側圧力室内に収容され前記フリーピストンと前記底部との間に介装される圧側ばねと、を有し、
　前記クッションは、環状であって前記鍔に積層され、
　前記クッション固定部材は、環状であって前記鍔と前記伸側ばねとの間に介装される座部と、前記座部の外周から立ち上がって前記クッションの内周に嵌合して前記クッションを前記ハウジングに固定する固定部と、を有する、
緩衝装置。