JP2015021602A

JP2015021602A - 緩衝装置

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Publication number: JP2015021602A
Application number: JP2013152455A
Authority: JP
Inventors: 秀謙竹内; Hidekane Takeuchi
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: JP6182007B2

Abstract

【課題】フリーピストンとハウジングとの衝突による打音の発生を抑制でき、車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供すること。
【解決手段】シリンダ１と、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２に区画するピストン２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との区画するフリーピストン９と、フリーピストン９のハウジング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と備えた緩衝装置Ｄに、フリーピストン９が所定の圧側変位量以上変位するとハウジング６に当接してオリフィス孔１１を閉塞する圧側弾性部材１３を設けるか、或いは、フリーピストン９が所定の伸側変位量以上変位すると伸側通路１０を閉塞する伸側弾性部材４０を設けた。
【選択図】図１

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、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て構成されているものがある。

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、伸側通路と圧側通路を介しては伸側室と圧側室とが直接的に連通されることはないが、フリーピストンが移動すると伸側室と圧側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上記伸側通路と圧側通路を介して連通されているが如くに振舞う。

そのため、この緩衝装置では、低周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生し、他方、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、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２００８−２１５４６２号公報

しかしながら、従来の緩衝装置では、フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向へ変位する際、ハウジングの内周に設けた段部にフリーピストンが衝合することでフリーピストンの移動限界を規制しており、また、フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向へ変位する際、ハウジングを構成する内筒の鍔部にフリーピストンの筒部の上端が衝合することでフリーピストンの移動限界を規制しているため、フリーピストンが勢いよくハウジングに衝突すると打音が発生し、この打音が車体を通じて車室内に響いて搭乗者に異音を知覚させて車両における乗り心地を損ってしまう問題がある。

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、フリーピストンとハウジングとの衝突による打音の発生を抑制でき、車両における乗り心地を向上することができる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当該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、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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を備えた緩衝装置において、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位量以上変位すると上記ハウジングに当接して上記オリフィス孔を閉塞する圧側弾性部材を備えたことを特徴とする。

また、上記した目的を解決するために、本発明における他の課題解決手段は、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該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、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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を備えた緩衝装置において、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする。

この緩衝装置にあっては、フリーピストが圧側圧力室或いは伸側圧力室を圧縮する方向へ圧側所定量以上変位するか、或いは、伸側所定量以上変位すると、圧側弾性部材或いは伸側弾性部材がハウジングに当接して、オリフィス孔或いは伸側通路を閉塞する。このようにオリフィス孔が閉塞されると、フリーピストンの変位に対し、圧側圧力室が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストンの圧側圧力室を圧縮する方向への変位が抑制されて、フリーピストンとハウジングとの衝突が阻止される。また、伸側通路が閉塞されると、フリーピストンの変位に対し、伸側圧力室が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストンの伸側圧力室を圧縮する方向への変位が抑制されて、フリーピストンとハウジングとの衝突が阻止される。

本発明の緩衝装置によれば、フリーピストンとハウジングとの衝突による打音の発生を抑制でき、車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供することができる。

一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。一実施の形態の一変形例における緩衝装置の縦断面図である。一実施の形態の他の変形例における緩衝装置の縦断面図である。一実施の形態の別の変形例における緩衝装置の縦断面図である。

以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の一実施の形態における緩衝装置Ｄは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を２つの伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、上記した伸側室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、上記ハウジング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との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、ハウジング６に設けられて圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通するオリフィス孔１１と、フリーピストン９のハウジング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圧側圧力室側へ所定の圧側変位量以上変位するとハウジング６に当接してオリフィス孔１１を閉塞する圧側弾性部材１３を備えて構成されている。

また、緩衝装置Ｄ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を備えており、ピストンロッド３の一端はピストン２に連結されるとともに、他端である上端は、図示はしないが、シリンダ１の上端を封止する環状のロッドガイドによって摺動自在に軸支されている。なお、シリンダ１の下端は、図外のボトム部材によって封止されている。

そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２さらには圧力室Ｃ内には作動油等の液体が充満され、また、図示はしないが、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と気体室とを区画する摺動隔壁が設けられている。なお、上記した伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２および圧力室Ｃ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。

図示したところでは、緩衝装置Ｄ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ので、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ようになっている。なお、ピストンロッド３がシリンダ１に進退する体積の補償については、シリンダ１内に気体室Ｇを設けるほか、シリンダ１内或いはシリンダ１外にリザーバを設けるようにしてもよく、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するほか、シリンダ１とは別個にタンクを設けて当該タンクでリザーバを形成するようにしてもよい。また、リザーバを設ける場合、緩衝装置Ｄ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て圧側室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設けるようにしてもよい。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。

以下、緩衝装置Ｄの各部について詳細に説明する。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、ピストンロッド３は、シリンダ１の図中上端に固定された図示しない環状のロッドガイドの内周を通して外方へ突出されている。なお、ピストンロッド３と上記した図外のロッドガイドとの間は図示しないシール部材によって封止されており、シリンダ１内は液密状態に保たれている。

また、ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する減衰通路４，５を備えており、減衰通路４の図１中下端がピストン２の図１中下方に積層されるリーフバルブＶ２で開閉されるようになっており、また、減衰通路５の図１中上端がピストン２の図１中上方に積層されるリーフバルブＶ１で開閉されるようになっている。そして、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に装着されて、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５を伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向けて流れる際に撓んで減衰通路５を開放するとともに当該液体の流れに抵抗を与え、逆向きの流れに対しては減衰通路５を閉塞するようになっており、減衰通路５を伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する一方通行の通路に設定している。他方、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に装着されて、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４を圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向けて流れる際に撓んで減衰通路４を開放するとともに当該液体の流れに抵抗を与え、逆向きの流れに対しては減衰通路４を閉塞するようになっており、減衰通路４を圧側室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に設定している。つまり、リーフバルブＶ２は、伸長行程時に減衰通路５を流れる液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブとして機能し、リーフバルブＶ１は、収縮行程時に減衰通路４を流れる液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブとして機能する。このように、減衰通路４，５を複数設ける場合には、減衰通路を一方通行に設定するようにして、伸長行程時のみ或いは収縮行程時のみに液体が流れるようにしてもよく、また、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。減衰通路を通過液体の流れに抵抗を与える減衰通路たらしめる減衰バルブとしては、上記したリーフバルブのほか、ポペットバルブやオリフィス、チョークといった種々の減衰バルブを使用することができる。なお、減衰通路４，５は、ピストン２以外に設けることもできる。

つづいて、圧力室Ｃは、この実施の形態の場合、ピストンロッド３の一端３ａの最先端外周に設けた螺子部３ｂに螺合される中空なハウジング６によって形成されており、当該ハウジング６は、上記ピストン２およびリーフバルブ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も機能している。

そして、ハウジング６内に形成された圧力室Ｃは、当該圧力室Ｃ内に摺動自在に挿入されるフリーピストン９で図１中上方の伸側圧力室７と図１中下方の圧側圧力室８とに仕切られていて、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中上下方向に変位することができるようになっている。

詳しくは、ハウジング６は、ピストンロッド３の一端３ａに形成の螺子部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とを備えた有底筒状のハウジング筒２１とを備えて構成されて、圧側室Ｒ２内に圧力室Ｃを画成している。

また、ナット部２０は、ピストンロッド３の螺子部３ｂの外周に螺合する螺子筒２０ａと当該螺子筒２０ａの外周に設けられて外方へ突出する鍔２０ｂとを備えている。

ハウジング筒２１は、上記したように有底筒状であって、その図１中上端開口部をナット部２０の鍔２０ｂの外周へ向けて加締めることで、ナット部２０に一体化されている。ハウジング筒２１は、より詳しくは、鍔２０ｂから垂下される筒部２２と、当該筒部２２の端部を閉塞する底部２３とを備えて有底筒状とされており、また、ハウジング筒２１における筒部２２は、ナット部側であってフリーピストン９が摺接する内径大径部２２ａと、反ナット部側の内径小径部２２ｂと、当該内径大径部２２ａと内径小径部２２ｂとの間に形成される段部２２ｃとを備えている。なお、ナット部２０とハウジング筒２１との一体化にあたり加締め加工以外にも溶接や螺合といった他の加工方向を採用することもできる。さらに、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、図示しない工具で把持可能なように円形以外の形状であって当該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の形状とされており、工具で筒部２２の外周を把持してハウジング６を周方向へ回転せしめて、上記ナット部２０に所定の締め付けトルクを付加して螺子部３ｂへ螺着することができるようになっている。

また、ハウジング筒２１の底部２３には、底部２３を軸方向へ貫くオリフィス孔１１が設けられており、このオリフィス孔１１によって圧側室Ｒ２が圧力室Ｃ内に連通されている。さらに、筒部２２には外周から開口して内径大径部２２ｂの内周に通じる可変オリフィス２２ｄが設けられており、当該可変オリフィス２２ｄにて圧力室Ｃと圧側室Ｒ２とが連通されている。

また、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。この伸側通路１０は、ピストンロッド３の伸側室Ｒ１に臨む側部から開口する横孔１０ａと、一端３ａの端部から開口して横孔１０ａへ通じる縦孔１０ｂとで構成されている。

そして、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の下端を閉塞する底部３１と、底部３１に設けた貫通孔３１ａと、底部３１に貫通孔３１ａを取り囲むようにして設けた環状溝３１ｂとを備えている。

圧側弾性部材１３は、合成樹脂やゴム等の弾性材で形成されており、フリーピストン９の底部３１の図１中下端に設けた環状溝３１ｂに嵌合されるフランジ１３ａと、フランジ１３ａの内周から立ち上がり圧側圧力室８内に突出する有底筒状のクッション１３ｂとで構成されている。なお、クッション１３ｂは、筒状ではなく中実であってもよいが、筒状とすることで材料費を削減することができる。

さらに、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作用させるため、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の底部３１の上端との間、および、圧側圧力室８内であって底部２３と底部３１の環状溝３１ｂに嵌合している圧側弾性部材１３におけるフランジ１３ａとの間に、それぞれ、ばね要素１２としてのコイルばねである伸側コイルばね３４および圧側コイルばね３５がともに圧縮状態で介装されている。このようにフリーピストン９は、これら伸側コイルばね３４および圧側コイルばね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られていて、中立位置から変位すると伸側コイルばね３４および圧側コイルばね３５がフリーピストン９を中立位置に戻そうとする附勢力を発揮するようになっている。中立位置は、圧力室Ｃの軸方向の中央を指すものではなく、フリーピストン９がばね要素１２によって位置決められる位置のことである。

このようにフリーピストン９を伸側コイルばね３４と圧側コイルばね３５とで挟持すると、圧側弾性部材１３のフランジ１３ａがフリーピストン９の底部３１へ向けて押しつけられるから、フリーピストン９と圧側弾性部材１３とが一体となってハウジング６内で移動することができるようになっている。なお、ばね要素１２としては、フリーピストン９を中立位置に位置決めするとともに、附勢力を発揮できればよいので、コイルばね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９を弾性支持するようにしてもよい。

また、フリーピストン９の底部３１に設けた貫通孔３１ａは、圧側弾性部材１３によって閉塞されるので、フリーピストン９によって、圧側室Ｃを伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画することができる。この実施の形態の緩衝装置Ｄの場合、フランジ１３ａが環状溝３１ｂに嵌合するようになっているので、圧側弾性部材１３がフリーピストン９に対して径方向へ位置決めされてずれることがないようになっており、圧側弾性部材１３がフリーピストン９に対してずれてしまって、伸側圧力室７と圧側圧力室８とを連通してしまうことがないよう配慮されている。

なお、貫通孔３１ａを廃止することもできるが、圧側弾性部材１３のクッション１３ｂ内がフリーピストン９における底部３１の貫通孔３１ａを介して伸側圧力室７へ通じることで、緩衝装置Ｄ内へ液体を注入する際に、クッション１３ｂ内に気体が取り残されることがなく、緩衝装置Ｄ内に気泡が取り残されて、減衰力の発生応答性を悪化させてしまうことがないようになっている。

戻って、フリーピストン９の摺接筒３０は、その外周に周方向に沿って形成した環状凹部３０ａと、下端から開口して環状凹部３０ａに通じる透孔３０ｂとを備えており、フリーピストン９が中立位置にある場合、環状凹部３０ａがハウジング６の筒部２２に形成の可変オリフィス２２ｄに対向するので、オリフィス孔１１で圧側室Ｒ２と圧側圧力室８を連通するほか、透孔３０ｂ、環状凹部３０ａ及び可変オリフィス２２ｄによっても圧側室Ｒ２が圧側圧力室８へ連通される。

この可変オリフィス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るようになっていて、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８との間に差圧を生じせしめるようになっている。

また、ハウジング筒２１における底部２３に設けたオリフィス孔１１も絞り通路として機能しており、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るようになっていて、やはり圧側室Ｒ２と圧側圧力室８との間に差圧を生じせしめるようになっている。

そして、フリーピストン９が中立位置から変位して伸側圧力室７あるいは圧側圧力室８を圧縮する方向へ変位すると、変位の進みに応じて可変オリフィス２２ｄと環状凹部３０ａとのラップ度合いが徐々に少なくなり、やがて、ストロークエンド近傍まで変位すると、可変オリフィス２２ｄが環状凹部３０ａに対向しなくなって摺接筒３０によって閉塞されるようになっており、この状態では、圧側圧力室８はオリフィス孔１１のみで圧側室Ｒ２に連通されることなる。よって、フリーピストン９が中立位置から変位して可変オリフィス２２ｄがフリーピストン９によって閉塞され始めると、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する通路のトータルの流路面積が減少し始めて、フリーピストン９のそれ以上のストロークエンド側への変位を抑制することができるようになっている。

このように、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とが伸側流路１０によって連通され、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とが可変オリフィス２２ｄとオリフィス孔１１とでなる圧側流路によって連通され、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６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１０、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路からなる流路が、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、減衰通路４および減衰通路５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。

なお、フリーピストン９が可変オリフィス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、可変オリフィス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、可変オリフィス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を異なるように設定してもよい。この実施の形態では、可変オリフィス２２ｄを二つ設けているが、その数は任意であり、圧側室Ｒ２に連通される環状凹部を筒部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を連通する可変オリフィスをフリーピストン９に設けるようにしてもよい。

さらに、フリーピストン９が中立位置から所定の圧側変位量以上変位すると、圧側弾性部材１３のクッション１３ｂの底部がハウジング６の底部２３に当接してオリフィス孔１１を閉塞するようになっている。圧側変位量は、フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８を圧縮する方向へ変位した場合にストローク可能な変位量の範囲内であれば任意に設定することができる。

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中上方向へ移動する伸長作動を呈すると、ピストン２によって伸側室Ｒ１が圧縮され、圧側室Ｒ２が拡大されるので、伸側室Ｒ１の圧力が高まると同時に、圧側室Ｒ２の圧力が低下して両者に差圧が生じて、伸側室Ｒ１の液体は、減衰通路５を通じて圧側室Ｒ２へ移動するとともに、圧側圧力室８よりも伸側圧力室７の圧力が高くなってフリーピストン９が圧側圧力室８を圧縮する方向へハウジング６内で変位するので、伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路からなる見掛け上の流路を介して圧側室Ｒ２に移動する。

反対に、緩衝装置Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中下方向へ移動する収縮作動を呈すると、ピストン２によって圧側室Ｒ２が圧縮され、伸側室Ｒ１が拡大されるので、圧側室Ｒ２の圧力が高まると同時に、伸側室Ｒ１の圧力が低下して両者に差圧が生じて、圧側室Ｒ２の液体は、減衰通路４を通じて伸側室Ｒ１へ移動するとともに、伸側圧力室７よりも圧側圧力室８の圧力が高くなってフリーピストン９がハウジング６内で伸側圧力室７を圧縮する方向へ変位するので、伸側流路１０、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路からなる見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１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１２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１２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、減衰通路４あるいは減衰通路５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１２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、減衰通路４あるいは減衰通路５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、緩衝装置Ｄは、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、入力振動周波数に依存して車両に適した減衰力を発生することができる。

また、フリーピストン９が中立位置から可変オリフィス孔２２ｄを閉塞するまで変位する場合には、可変オリフィス２２ｄを閉塞し始めてから完全に閉塞するまでに圧側通路の流路抵抗が徐々に大きくなり、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されて、上記した見掛け上の流路を介しての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との液体の移動量も減少し、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Ｄ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、このようにフリーピストン９の中立位置からの変位が大きく可変オリフィス２２ｄを閉塞するような場合、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、高周波振動入力時において緩衝装置Ｄ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、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずに済む。

また、フリーピストン９が圧側圧力室８を圧縮する図１中下方へ圧側所定量以上変位すると、フリーピストン９に設けた圧側弾性部材１３におけるクッション１３ｂの底部がハウジング６の底部２３に当接して、それ以上のフリーピストン９の図１中下方側への変位を抑制しつつ、オリフィス孔１１を閉塞する。

オリフィス孔１１が閉塞されると、圧側圧力室８と圧側室Ｒ２との連通が断たれ、それ以上の図１中下方へのフリーピストン９の変位に対し、圧側圧力室８が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストン９の図１中下方への変位を抑制し、フリーピストン９とハウジング６との衝突が阻止される。なお、圧側弾性部材１３がオリフィス孔１１を閉塞する際に、可変オリフィス２２ｄが環状凹部３０ａに対向して圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通している状態となっていてもよく、この場合、オリフィス孔１１が閉塞されても、可変オリフィス２２ｄは有効であるので、フリーピストン９はクッション１３ｂを圧縮しつつ圧側圧力室８を圧縮する方向へ変位することができるが、フリーピストン９の変位が進むと可変オリフィス２２ｄも遮断されて、圧側圧力室８と圧側室Ｒ２との連通が断たれて、フリーピストン９のそれ以上の圧側圧力室８を圧縮する方向への変位が阻止される。よって、フリーピストン９とハウジング６との衝突が阻止される。

以上より、本発明の緩衝装置Ｄによれば、フリーピストン９とハウジング６との衝突を阻止でき、両者の打音の発生を抑制でき、車両搭乗者に当該打音を知覚させずに済み、搭乗者に不安感や違和感を抱かせることがなく、車両における乗り心地を向上することができる。

なお、フリーピストン９と圧側弾性部材１３と一体とさせるうえで、圧側コイルばね３５を用いることで、圧側コイルばね３５の内周側に干渉することなく圧側弾性部材１３を配置することができる。

また、上記したところでは、フリーピストン９が圧側圧力室８を圧縮する方向へ変位した場合に、圧側弾性部材１３をハウジング６に当接させてオリフィス孔１１を閉塞するようにし、フリーピストン９の圧側圧力室８を圧縮する方向の変位を抑制するようにしているが、図２に示すように、伸側弾性部材４０を設け、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向へ伸側変位量以上変位した場合に当該伸側弾性部材４０をピストンロッド３の先端面である図２中下端面に当接させて伸側通路１０を閉塞させるようにし、フリーピストン９の伸側圧力室７を圧縮する方向の変位を抑制するようにしてもよい。

伸側弾性部材４０は、フランジ４０ａと、フランジ４０ａから立ち上がって貫通孔３１ａを通して伸側圧力室７内に突出するクッション４０ｂとを備えて構成されている。そして、フランジ４０ａをフリーピストン９の環状溝３１ｂに嵌合させてあり、フランジ４０ａの下に圧側弾性部材１３のフランジ１３ａを重ね、フランジ４０ａとフランジ１３ａを圧側コイルばね３５とフリーピストン９で挟持することで、フリーピストン９に伸側弾性部材４０と圧側弾性部材１３を固定するようにしている。

このようにすることで、伸側弾性部材４０は、圧側弾性部材１３とともにフリーピストン９へ簡単に固定することができる。また、クッション１３ｂ，４０ｂは、筒状ではなく中実であってもよいが、筒状とすることで材料費を削減することができる。

そして、伸側弾性部材４０のクッション４０ｂの頂部は、フリーピストン９が中立位置から所定の伸側変位量以上変位すると、ピストンロッド３の先端面に当接して、伸側通路１０の縦孔１０ｂを閉塞するようになっており、伸側変位量は、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向へ変位した場合にストローク可能な変位量の範囲内であれば任意に設定することができる。

よって、この緩衝装置Ｄの場合、フリーピストン９が圧側圧力室８を圧縮する図２中下方へ変位した場合に圧側弾性部材１３によりフリーピストン９とハウジング６との衝突が阻止されるだけでなく、フリーピストン９が伸側圧力室７を圧縮する図２中上方へ伸側所定量以上変位する場合、伸側通路１０が閉塞されて伸側圧力室７と伸側室Ｒ１との連通が断たれるので、それ以上の図２中上方へのフリーピストン９の変位に対し、伸側圧力室７が圧縮されて内部圧力が上昇して、フリーピストン９の図２中上方への変位を抑制し、フリーピストン９とハウジング６との衝突が阻止される。なお、伸側弾性部材４０が伸側通路１０を閉塞する際に、可変オリフィス２２ｄが環状凹部３０ａに対向して圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通している状態となっていてもよいし、オリフィス孔１１が閉塞されるようになっていてもよい。

なお、フリーピストン９と伸側弾性部材４０と一体とさせるうえで、伸側コイルばね３４と圧側コイルばね３５を用いることで、伸側コイルばね３４および圧側コイルばね３５の内周側にこれらに干渉することなく伸側弾性部材４０および圧側弾性部材１３を配置することができる。

また、伸側弾性部材４０をフリーピストン９に固定する際に、フリーピストン９の場合、図３に示すように、フリーピストン９の底部３１の伸側圧力室側に貫通孔３１ａを取り囲むようにして環状溝３１ｃを設けておき、フランジ４０ａをフリーピストン９の環状溝３１ｃに嵌合させて、フリーピストン９と伸側コイルばね３４とでフランジ４０ａを挟持することでフリーピストン９に伸側弾性部材４０を固定するようにしてもよい。

さらに、図４に示すように、環状溝３１ｂを廃止して、伸側弾性部材４０と圧側弾性部材１３のフランジ４０ａとフランジ１３ａを重ね合わせて環状溝３１ｃに嵌合させ、フランジ４０ａとフランジ１３ａを伸側コイルばね３４とフリーピストン９で挟持することで、フリーピストン９に伸側弾性部材４０と圧側弾性部材１３を固定するようにしてもよい。

なお、上記したところでは、圧側弾性部材１３を設けた例を挙げて本発明を説明したが、図３で環状溝３１ｃのみをフリーピストン９の底部３１に設けて圧側弾性部材１３、貫通孔３１ａおよび環状溝３１ｂを廃止する等して、伸側弾性部材４０のみを設け、フリーピストン９が伸側圧力室７を圧縮する方向へ伸側所定量以上変位する場合、伸側通路１０を伸側弾性部材４０で閉塞して伸側圧力室７と伸側室Ｒ１との連通を断って、フリーピストン９とハウジング６との衝突が阻止するようにすれば、緩衝装置Ｄの伸長作動時において両者の打音の発生を抑制でき、車両搭乗者に当該打音を知覚させずに済み、搭乗者に不安感や違和感を抱かせることがなく、車両における乗り心地を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シリンダ
２ピストン
３ピストンロッド
４，５減衰通路
６ハウジング
７伸側圧力室
８圧側圧力室
９フリーピストン
１０伸側通路
１１オリフィス孔
１２ばね要素
１３圧側弾性部材
１３ａ，４０ａフランジ
１３ｂ，４０ｂクッション
３１ａ貫通孔
３４伸側コイルばね
３５圧側コイルばね
４０伸側弾性部材
Ｃ圧力室
Ｄ緩衝装置
Ｒ１伸側室
Ｒ２圧側室

Claims

シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該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、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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を備えた緩衝装置において、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位量以上変位すると上記ハウジングに当接して上記オリフィス孔を閉塞する圧側弾性部材を備えたことを特徴とする緩衝装置。
シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該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、圧力室を形成するハウジングと、上記ハウジング内に摺動自在に挿入されて当該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、上記伸側室と上記伸側圧力室とを連通する伸側通路と、上記ハウジングに設けられて上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通するオリフィス孔と、上記フリーピストンを上記ハウジングに対して中立位置に位置決めするとともに当該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を備えた緩衝装置において、上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする緩衝装置。
上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
上記ばね要素は、上記圧側圧力室内に収容されて上記フリーピストンと上記ハウジングとの間に介装される圧側コイルばねと、上記伸側圧力室内に収容されて上記フリーピストンと上記ハウジングとの間に介装される伸側コイルばねとを備え、
上記圧側弾性部材は、上記フリーピストンと上記圧側コイルばねとで挟持されるフランジと、当該フランジの内周から立ち上がり上記圧側圧力室内に突出して上記ハウジングへ当接時に上記オリフィス孔を底部で閉塞する有底筒状のクッションとを備え、
上記フリーピストンは、上記クッション内を上記伸側圧力室へ連通する貫通孔を備えたことを特徴とする請求項１または３に記載の緩衝装置。
上記シリンダ内に挿入されて上記ピストンおよび上記ハウジングが取り付けられるピストンロッドを備え、
上記伸側通路は、上記ピストンロッド内に設けられて当該ピストンロッドの先端に開口して上記伸側圧力室に通じており、
上記フリーピストンに装着されて当該フリーピストンが上記ハウジングに対して上記中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位量以上変位すると上記ピストンロッドの先端面に当接して上記伸側通路を閉塞する伸側弾性部材を備えたことを特徴とする請求項２、３または４に記載の緩衝装置。
上記伸側弾性部材は、上記フリーピストンと上記圧側コイルばねとで挟持されるフランジと、当該フランジの内周から立ち上がり上記貫通孔を通して上記伸側圧力室内に突出して上記ピストンロッドへ当接時に上記伸側通路を頂部で閉塞する有頂筒状のクッションとを備えたことを特徴とする請求項２、３、４または５に記載の緩衝装置。