(57)【要約】【課題】低周波数域の振動の入力に対しては、確実に高減衰力を発生できる緩衝装置を提供することである。【解決手段】本発明の緩衝装置Ｄは、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つの作動室Ｒ１，Ｒ２を区画する隔壁部材２と、隔壁部材２において２つの作動室Ｒ１，Ｒ２を連通する通路２ａ，２ｂと、該隔壁部材２と連結し、かつ、圧力室Ｒ３を形成するハウジング４と、上記ハウジング４内に摺動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を一方側流路５を介して一方の作動室Ｒ２に連通される一方室７と他方側流路６を介して他方の作動室Ｒ１に連通される他方室８に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４に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素１８，１９と備え、フリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制する摩擦手段２０を設けた。【選択図】図２
2010196842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２つの作動室に区画する隔壁部材と、隔壁部材において２つの作動室を連通する通路と、該隔壁部材と連結し、かつ、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圧力室を一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室と他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する摩擦手段を設けたことを特徴とする緩衝装置。
【請求項２】
摩擦手段は、フリーピストンの外周或いはハウジングの内周のいずれか一方に装着されてフリーピストンの外周或いはハウジングの内周の他方に摺接する摩擦部材を備え、摩擦部材でフリーピストンのハウジングに対する変位を抑制することを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
【請求項３】
摩擦部材は、環状であってフリーピストンとハウジングとの間をシールすることを特徴とする請求項２に記載の緩衝装置。
【請求項４】
摩擦部材は、弾性を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の緩衝装置。
【請求項５】
摩擦部材は、Ｏリングまたは角リングであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の緩衝装置。
【請求項６】
ハウジングは、ピストンロッドに螺合されてピストンロッドに嵌合される隔壁部材を該ピストンロッドに固定する鍔付の内筒と、上記鍔の外周から延設される有底筒状の外筒とを備えて圧力室を形成し、外筒の内周に摺接するフリーピストンによって圧力室内を一方室と他方室とに区画してなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種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上室と下室に区画するピストンと、ピストンに設けられた上室と下室を連通する第一通路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して上室と下室を連通する第二通路と、第二通路の途中に接続される圧力室を備えてピストンロッドの先端に取付けられたハウジングと、圧力室内に摺動自在に挿入され圧力室を一方室と他方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バネとを備えて構成されている。すなわち、圧力室内の一方室は第一通路を介して下室内に連通されるとともに、圧力室内の他方室は第二通路を介して上室に連通されるようになっている。
【０００３】
ここで、緩衝装置の伸縮時における上室と下室との差圧をＰとし、上室から流出する液体の流量をＱとし、上記差圧Ｐと第一通路を通過する液体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、他方室内の圧力をＰ１とし、この圧力Ｐ１と上室から他方室に流入する液体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ２とし、一方室内の圧力をＰ２とし、この圧力Ｐ２と一方室から下室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、フリーピストンの受圧面積である断面積をＡとし、フリーピストンの圧力室に対する変位をＸとし、コイルバネのバネ定数をＫとして、流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数を求めると、式（１）が得られる。なお、式（１）中、ｓはラプラス演算子を示している。
【数１】
2010196842.tif 000003
さらに、上記式（１）で示された伝達関数中のラプラス演算子ｓにｊωを代入して、周波数伝達関数Ｇ（ｊω）の絶対値を求めると、以下の式（２）が得られる。
【数２】
2010196842.tif 000004
上記各式から理解できるように、この緩衝装置における流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数の周波数特性は、図５のボード線図に示したように、Ｆａ＝Ｋ／｛２・π・Ａ２・（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）｝とＦｂ＝Ｋ／｛２・π・Ａ２・（Ｃ２＋Ｃ３）｝の２つの折れ点周波数を持ち、また、Ｆ＜Ｆａの領域においては、伝達ゲインは略Ｃ１となり、Ｆａ≦Ｆ≦Ｆｂの領域においてはＣ１からＣ１・（Ｃ２＋Ｃ３）／（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）まで漸減するように変化して、Ｆ＞Ｆｂの領域においては一定となる。すなわち、流量Ｑに対する差圧Ｐの伝達関数の周波数特性は、低周波数域では伝達ゲインが大きくなり、高周波数域では伝達ゲインが小さくなる。
【０００４】
したがって、この緩衝装置では、図６中の減衰特性Ｘで示すように、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、他方、高周波数の振動の入力に対しては小さな減衰力を発生することができるので、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生可能であるとともに車両が路面の凹凸を乗り越え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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３６８１６号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した緩衝装置は、車両における乗り心地を向上することができる点で有用ではあるが、以下の問題がある。
【０００７】
上記緩衝装置では、図６中の一点鎖線で示す減衰特性Ｙのように、より高い減衰力を得ようとする場合、低周波数で振動しても一方室と他方室の差圧が大きくなるためにフリーピストンが移動してしまって、図６中実線Ｚに示すように、目標である減衰特性Ｙに対して極低周波数域から振動周波数に対する減衰力が落ち込んだ特性となってしまう可能性がある。
【０００８】
これに対して、コイルバネのバネ定数を大きくすることも考えられるが、そうすると、フリーピストンがハウジングに対して変位しづらくなって、高周波数域においても減衰力が低下しなくなって、減衰力が大きいままとなって、当初の目的を果せなくなってしまう。
【０００９】
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、低周波数域の振動の入力に対しては、確実に高減衰力を発生することが可能な緩衝装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を２つの作動室に区画する隔壁部材と、隔壁部材において２つの作動室を連通する通路と、該隔壁部材と連結し、かつ、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圧力室を一方側流路を介して一方の作動室に連通される一方室と他方側流路を介して他方の作動室に連通される他方室とに区画するフリーピストンと、フリーピストンの圧力室に対する変位を抑制する附勢力を発生するバネ要素とを備えた緩衝装置において、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制する摩擦手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の緩衝装置によれば、低周波数域の振動に対しては、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制するので、極低周波数域から減衰力が落ち込んだり、低周波数域において予定していた減衰力を発生できなかったりといった虞が無い。
【００１２】
また、フリーピストンを附勢するバネ要素のバネ定数を大きくする必要も無いので、フリーピストンが変位し得る高周波数域において、フリーピストンがハウジングに対して変位しづらくなることもなく、高周波数域においては減衰力を低下せしめて、減衰力を小さくすることができる。
【００１３】
すなわち、この緩衝装置にあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストンのハウジングに対する変位を抑制するので、低周波数域の振動に対して減衰力の落ち込みを阻止して確実に高い減衰力を発揮することができ、高周波数域の振動に対しては、フリーピストンをハウジングに対して変位させることで、低い減衰力を発生することになる。
【００１４】
したがって、緩衝装置は、車両が路面の凹凸を乗り越え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ることができ、また、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生できる。
【００１５】
よって、この緩衝装置によれば、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては低い減衰力を発生して、車両における乗り心地を向上させることができる。
【００１６】
そして、また、バネ要素の設定やフリーピストンとハウジングとの嵌め合いの管理によらず、減衰特性のチューニングを摩擦部材の設定のみによって行うこともでき、当該チューニングが飛躍的に簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。
【図２】一実施の形態における緩衝装置のピストン部の拡大縦断面図である。
【図３】流量に対する圧力の周波数伝達関数のゲイン特性を示したボード線図である。
【図４】緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。
【図５】従来の緩衝装置の流量に対する圧力の周波数伝達関数のゲイン特性を示したボード線図である。
【図６】従来の緩衝装置の振動周波数に対する減衰特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の緩衝装置を各図に基づいて説明する。一実施の形態における緩衝装置Ｄは、基本的には、図１および図２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つの作動室である上室Ｒ１および下室Ｒ２に区画する隔壁部材たるピストン２と、一端がピストン２に連結されるピストンロッド１５と、ピストン２に形成された上室Ｒ１および下室Ｒ２を連通する通路２ａ，２ｂと、ピストンロッド１５の先端に固定されて圧力室Ｒ３を形成するハウジング４と、上記ハウジング４内に摺動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を一方側流路５を介して一方の作動室たる下室Ｒ２に連通される一方室７と他方側流路６を介して他方の作動室たる上室Ｒ１に連通される他方室８とに区画するフリーピストン９と、一方室７内と他方室８内にそれぞれ収容されてフリーピストン９を両側から弾性支持する一対のコイルバネ１８，１９とを備えて構成されており、また、上室Ｒ１および下室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の液体が充満され、この緩衝装置Ｄの場合、シリンダ１内の図中下方には、シリンダ１の内周に摺接して下室Ｒ２と気体室Ｇとを区画する摺動隔壁３０が設けられている。
【００１９】
なお、シリンダ１の上端は、ピストンロッド１５を摺動自在に軸支する図示しないヘッド部材で封止され、シリンダ１の下端もまた図示しないボトム部材によって封止されている。
【００２０】
以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド１５は、その図２中下端側に小径部１５ａが形成されるとともに、小径部１５ａの先端側には螺子部１５ｂが形成されている。
【００２１】
そして、ピストンロッド１５には、小径部１５ａの先端から開口しピストンロッド１５の側部に抜ける他方側流路６が形成されている。なお、図示したところでは、この他方側流路６の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、絞り等の弁を設けるようにしてもよい。
【００２２】
ピストン２は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド１５の小径部１５ａが挿入されている。また、このピストン２には、上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する通路２ａ，２ｂが設けられ、通路２ａの図中上端は減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ１にて閉塞され、他方の通路２ｂの図中下端も減衰力発生要素である積層リーフバルブＶ２によって閉塞されている。
【００２３】
この積層リーフバルブＶ１，Ｖ２は、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド１５の小径部１５ａが挿入され、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２の撓み量をそれぞれ規制する環状のバルブストッパ１６，１７とともにピストン２に積層されている。
【００２４】
そして、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時に下室Ｒ２と上室Ｒ１の差圧によって撓んで開弁し通路２ａを開放して下室Ｒ２から上室Ｒ１へ移動する液体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Ｄの伸長時には通路２ａを閉塞するようになっており、他方の積層リーフバルブＶ２は、積層リーフバルブＶ１とは反対に緩衝装置Ｄの伸長時に通路２ｂを開放し、収縮時には通路２ｂを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮時における圧側減衰力を発生する減衰力発生要素であり、他方の積層リーフバルブＶ２は、緩衝装置Ｄの伸長時における伸側減衰力を発生する減衰力発生要素である。このように、通路を一方通行とする場合には、緩衝装置Ｄのように、通路２ａ，２ｂを設けてそれぞれを緩衝装置Ｄの伸長時あるいは収縮時のみ液体が通過するように構成してもよく、また、通路が双方向流れを許容する場合には一つのみを設けるようにしてもよい。
【００２５】
そして、ピストンロッド１５の螺子部１５ｂには、上記バルブストッパ１７の下方から圧力室Ｒ３を形成するハウジング４が螺着され、このハウジング４によって、上記したピストン２、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２およびバルブストッパ１６，１７がピストンロッド１５に固定されている。このように、ハウジング４は、内部に圧力室Ｒ３を形成するだけでなく、ピストン２をピストンロッド１５に固定する役割をも果たしている。
【００２６】
このハウジング４について説明すると、ハウジング４は、ピストンロッド１５の螺子部１５ｂに螺合される鍔２２付の内筒２１と、有底筒状の外筒２３とを備えて構成され、外筒２３の図２中上端開口部を上記鍔２２の外周へ向けて加締めて外筒２３と内筒２１とを一体化し、この内筒２１および外筒２３で下室Ｒ２内に圧力室Ｒ３を画成している。なお、内筒２１と外筒２３との一体化に際し、上記かしめ加工以外にも溶接等の他の方法を採用することも可能である。
【００２７】
また、内筒２１は、上述のように鍔２２を備え、その内周には螺子部２１ａが形成され、この螺子部２１ａをピストンロッド１５の螺子部１５ｂに螺着することによって、ハウジング４をピストンロッド１５の小径部１５ａに固定することが可能なようになっている。ゆえに、外筒２３の外周の断面形状を真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状としておけば、ハウジング４をピストンロッド１５の先端に螺着する作業が容易となる。
【００２８】
さらに、外筒２３は、図１中下端が小径とされて筒部２３ａに段部２３ｂが形成されるとともに、また、その底部２３ｃには、一方側流路５の一部を構成する固定オリフィス１３が設けられている。
【００２９】
そして、上記した内筒２１および外筒２３で形成される圧力室Ｒ３内には、フリーピストン９が摺動自在に挿入され、このフリーピストン９によって圧力室Ｒ３内は、他方側流路６によって上室Ｒ１に連通される他方室８と、固定オリフィス１３によって下室Ｒ２に連通される一方室７とに区画されている。
【００３０】
このフリーピストン９は、有底筒状に形成されて、筒部９ａと、筒部９ａの一端を閉塞する底部９ｂと、底部９ｂの図１中下端に設けられて外筒２３の底部２３ｃへ向けて突出する凸部９ｃと、筒部９ａの外周に形成した環状溝９ｄとを備えて構成され、内側を内筒２１に向け筒部９ａを外筒２３の内周に摺接させて圧力室Ｒ３内に挿入されて、圧力室Ｒ３を一方室７と他方室８とに区画している。
【００３１】
このフリーピストン９の環状溝９ｄには、外筒２３の内周に摺接する摩擦部材たる角リング２０が装着されており、当該角リング２０は、外筒２３に対してフリーピストン９が変位しようとする際に摩擦力で当該変位を抑制するとともに、フリーピストン９と外筒２３との間をシールしてフリーピストン９と外筒２３との間の摺動隙間による一方室７と他方室８の連通を断っている。すなわち、この実施の形態の場合、摩擦手段は、上記した摩擦部材である角リング２０で構成されている。
【００３２】
また、このフリーピストン９に、フリーピストン９のハウジング４に対する変位量に比例してその変位を抑制する附勢力を作用させるため、他方室８内であって内筒２１の鍔２２とフリーピストン９の底部９ｂ内側との間、および、一方室７内であって外筒２３の底部２３ｃとフリーピストン９の底部９ｂ外側との間に、それぞれ、バネ要素としてコイルバネ１８，１９を介装してあり、フリーピストン９は、これらコイルバネ１８，１９のバネ要素によって上下側から挟持されて、圧力室Ｒ３内の所定の中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。
【００３３】
なお、バネ要素としては、フリーピストン９を弾性支持できればよいので、コイルバネ１８，１９以外のものを採用してもよく、たとえば、皿バネ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、一端がフリーピストン９に連結される単一のバネ要素を用いる場合には、内筒２１あるいは外筒２３に他端を固定するようにしてもよい。
【００３４】
コイルバネ１８の図中下端は、フリーピストン９の筒部９ａの最深部内周に嵌合されて半径方向に位置決められ、また、コイルバネ１９は、コイルバネ１９の内周にフリーピストン９の凸部９ｃが挿通されることによってセンタリングされて、フリーピストン９に対し位置ずれを防止しており、これによって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可能となっている。
【００３５】
なお、フリーピストン９の筒部９ａの内周は、その最深部に比較して拡径されており、これにより、コイルバネ１８が圧縮されて巻線径が拡大した際にコイルバネ１８の線材が筒部９ａの内周に擦れることが無く、コンタミネーションの発生を防止している。
【００３６】
また、上述したように、凸部９ｃはコイルバネ１９をセンタリングする機能を担っており、その高さ（図２中上下方向長さ）は、コイルバネ１９の乗り上げを充分に防止可能な高さに設定されている。
【００３７】
つづいて、上記したフリーピストン９は、この実施の形態の場合、上記した構成に加えて、その筒部９ａの外周であって環状溝９ｄに干渉しない位置に設けた環状凹部９ｅと、さらに、フリーピストン９の肉厚内部を通り環状凹部９ｅと一方室７とを連通する孔９ｆとを備えている。
【００３８】
また、外筒２３の筒部２３ａには、下室Ｒ２と外筒２３内を連通する二つの可変オリフィス１１，１２が設けられており、この可変オリフィス１１，１２は、フリーピストン９がコイルバネ１８，１９によって弾性支持されて中立位置にあるときには必ず上記環状凹部９ｅに対向して一方室７と下室Ｒ２とを連通するとともに、フリーピストン９がストロークエンドまで変位する、すなわち、内筒２１の図１中下端あるいは外筒２３の段部２３ｂに当接するまで変位するとフリーピストン９の筒部９ａの外周に完全にオーバーラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、この場合、一方側流路５は、環状凹部９ｅ、可変オリフィス１１，１２、孔９ｆおよび固定オリフィス１３で構成されている。なお、可変オリフィス１１，１２を二つ設けているが、その数は任意である。
【００３９】
つまり、この緩衝装置Ｄの場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量となるときに、可変オリフィス１１，１２の開口全てが環状凹部９ｅに対向する状況から筒部９ａの外周に対向し始める状況に移行して徐々に可変オリフィス１１，１２の流路面積が減少し始め、一方側流路５における流路抵抗が徐々に増加する。したがって、上記任意の変位量は、環状凹部９ｅの図中上下方向幅の設定および、可変オリフィス１１，１２の外筒２３内周側の開口位置によって設定される。そして、この実施の形態では、フリーピストン９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス１１，１２の流路面積が減少し、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス１１，１２が完全に筒部９ａに対向して閉塞され、一方側流路５における流路抵抗が最大となり一方室７が固定オリフィス１３のみによって下室Ｒ２に連通されるようになっている。
【００４０】
なお、摺動隔壁３０は、下室Ｒ２側に凹部を備えており、緩衝装置Ｄが最収縮した際には、上記ハウジング４の外筒２３の先端となる図１中下端が上記凹部に侵入することを許容しており、単筒型に構成される緩衝装置Ｄにピストンロッド１５の先端にハウジング４を設けることによるストローク長さのロスが、上記外筒２３の形状および摺動隔壁３０の凹部によって緩和されることになる。
【００４１】
緩衝装置Ｄは、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄの作動について説明する。
【００４２】
（Ａ）フリーピストン９における中立位置からの変位量が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始めない範囲内である場合
この場合、フリーピストン９は一方側流路５の抵抗を変化させることなく変位することが可能である。そして、このフリーピストン９にあっては、外周に摩擦部材たる角リング２０を装着しており、一方室７と他方室８との差圧が小さい場合には、角リング２０と外筒２３との間に生じる摩擦力によってフリーピストン９はハウジング４に対して変位せずにその場に留まろうとし、一方室７と他方室８との差圧がある程度大きくなると、角リング２０が外筒２３に対してすべりはじめてフリーピストン９がハウジング４に対して変位するようになる。
【００４３】
したがって、フリーピストン９がハウジング４に対して変位せずに一方室７と他方室８の容積を変化させない状態では、緩衝装置Ｄは、通路２ａ，２ｂの積層リーフバルブＶ１，Ｖ２が液体の流れに与える抵抗のみによって減衰力を発生することになる。
【００４４】
そして、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置Ｄでは、一方室７と他方室８の差圧が小さくなるのは、一般的に、緩衝装置Ｄの伸縮速度が低い場合であり、緩衝装置Ｄの伸縮振動の周波数も低くなる。これに対して、緩衝装置Ｄの伸縮振動の周波数が高い場合には、緩衝装置Ｄの伸縮速度が高くなって、一方室７と他方室８の差圧が大きくなることになる。
【００４５】
すなわち、一方室７と他方室８との差圧がある程度大きくなってフリーピストン９が動き出すまでは、緩衝装置Ｄにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、図３に示すように、一定で落ち込むことが無く、したがって、振動周波数に対する減衰力のゲインを示す緩衝装置Ｄにおける減衰特性も図４に示すように一定して高止まることになる。なお、単位時間当たりの流量は緩衝装置Ｄの単位時間当たりの振動振幅に依存する量であることから、図３に示したゲイン特性とピストン２の受圧面積から図４の減衰特性の周波数特性を得ることができ、この減衰特性は、図３のゲイン特性と同様の軌跡をたどることになる。
【００４６】
そして、一方室７と他方室８との差圧がある程度大きくなってフリーピストン９が動き出すようになると、緩衝装置Ｄにおける流量に対する差圧の周波数伝達関数の周波数に対するゲイン特性は、図３に示すように、漸減して行き高周波数域で一定となり、図４に示すように、緩衝装置Ｄにおける減衰特性も同様に推移することになる。
【００４７】
なお、この実施の形態の説明では、便宜上、摩擦部材たる角リング２０と外筒２３の間で生じる摩擦力に抗して一方室７と他方室８との差圧がフリーピストン９をハウジング４に対して変位させることができる程度の大きさとなるときの緩衝装置Ｄにおける振動周波数を基準として、当該基準振動周波数より小さい周波数域を低周波数域とし、基準振動周波数以上の周波数域を高周波数域としているが、車両の重量や性格等によって、摩擦部材の面圧や摩擦係数を適宜設定して、上記基準振動周波数を任意に設定することが可能である。
【００４８】
このように、この緩衝装置Ｄにあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制するので、極低周波数域から減衰力が落ち込んだり、低周波数域において予定していた減衰力を発生できなかったりといった虞が無く、低周波数域で減衰力が一定となって減衰力の落ち込みが解消される。
【００４９】
また、バネ要素としてのコイルバネ１８，１９のバネ定数を大きくする必要も無いので、フリーピストン９が変位し得る高周波数域において、フリーピストン９がハウジング４に対して変位しづらくなることもなく、高周波数域においては減衰力を低下せしめて、減衰力を小さくすることができる。
【００５０】
すなわち、この緩衝装置Ｄにあっては、低周波数域の振動に対しては、フリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制するので、低周波数域の振動に対して減衰力の落ち込みを阻止して確実に高い減衰力を発揮することができ、高周波数域の振動に対しては、フリーピストン９をハウジング４に対して変位させることで、低い減衰力を発生することになる。
【００５１】
したがって、緩衝装置Ｄは、車両が路面の凹凸を乗り越え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ることができ、また、車両が旋回中等の入力振動周波数が低い場面においては高い減衰力を確実に発生できる。
【００５２】
よって、この緩衝装置Ｄによれば、低周波数域の振動に対しては高い減衰力を発生し、高周波数域の振動に対しては低い減衰力を発生して、車両における乗り心地を向上させることができる。
【００５３】
また、上記した基準振動周波数を車両のバネ下共振周波数の値以下に設定するようにしておけば、緩衝装置Ｄは、バネ下共振周波数の振動が入力されると、必ず、低い減衰力を発生することになるので、車両における乗り心地を損なうことが無く、バネ上共振周波数の振動の入力に対しては、確実に高い減衰力を発生することができ、車両の姿勢を安定させて、車両旋回時に、搭乗者に不安を感じさせることを防止できる。
【００５４】
そして、また、コイルバネ１８，１９の設定やフリーピストン９とハウジング４との嵌め合いの管理によらず、摩擦部材と相手方のハウジング４の外筒２３との間の静止摩擦係数および動摩擦係数の設定によって、上記基準振動周波数と、フリーピストン９の変位時の摺動抵抗を調節することができるので、減衰特性のチューニングを摩擦部材の設定のみによって行うことができ、当該チューニングが飛躍的に簡単となる。
【００５５】
さらに、この実施の形態の場合、摩擦部材が角リング２０とされてフリーピストン９と外筒２３との間をシールするので、一方室７と他方室８とがフリーピストン９と外筒２３との間の摺動隙間を介して連通されてしまう事態を阻止でき、フリーピストン９と外筒２３の寸法公差の影響を受けづらく、製品毎に減衰特性にバラつきが出たり、走行中に振動状態によって走行中に減衰特性が変化したりしてしまうといった事態をも防止することが可能となる。
【００５６】
そしてさらに、上記した摩擦部材たる角リング２０が弾性を備えている場合には、低周波数域の振動に対しては、基本的には上述したように摩擦力によってフリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制するものの、角リング２０の弾性変形見合いでフリーピストン９のハウジング４に対する変位が許容されることになる。したがって、摩擦部材が弾性を備えている場合には、低周波数域において摩擦部材の弾性変形見合いでフリーピストン９のハウジング４に対する変位が許容されるため、従来の緩衝装置のように減衰力が著しく落ち込むことを回避しつつ、低周波数域の振動に対して周波数の増加に伴って減衰力が僅かに減少する減衰特性を得ることができ、減衰特性のチューニングの幅が広がってより車両に好適な減衰特性を得ることができる。
【００５７】
なお、上記したところでは、摩擦部材でフリーピストン９とハウジング４との間をシールする必要が無い場合、摩擦部材を必ずしも環状にする必要が無く、また、摩擦部材が、この場合、角リング２０とされてフリーピストン９の外周に装着されているが、ハウジング４に摩擦部材を装着してフリーピストン９の外周に摺接させるようにしてもよい。具体的には、摩擦部材が環状である場合、ハウジング４の外筒２３の内周に環状溝を設けるなどして摩擦部材を装着すればよい。
【００５８】
（Ｂ）フリーピストン９の中立位置からの変位量が一方側流路５の流路抵抗を増加させる範囲内である場合の動作
転じて、フリーピストン９の中立位置からの変位量が可変オリフィス１１，１２の両方を閉塞し始めて一方側流路５の流路抵抗を増加させる場合における緩衝装置Ｄの動作について説明する。なお、この動作の説明に当たっては、フリーピストン９がハウジング４に対して変位する状況であるため、説明を簡略化するため摩擦部材の働きを無視して説明する。
【００５９】
この場合、可変オリフィス１１，１２は、フリーピストン９の変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、フリーピストン９がストロークエンドに到達すると完全に閉塞されて流路面積を固定オリフィス１３の流路面積と同じくして最小とする。
【００６０】
つまり、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始めた後は変位量に応じて一方側流路５の流路抵抗を徐々に大きくし、フリーピストン９がストロークエンドに到達すると流路抵抗が最大となる。
【００６１】
ここで、フリーピストン９がストロークエンドまで変位するのは、一方室７もしくは他方室８への液体の流出入量が多い場合であり、具体的には、緩衝装置Ｄの振動の振幅が大きい場合である。
【００６２】
緩衝装置Ｄの振動周波数が比較的高い場合、緩衝装置Ｄは、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始める位置へ変位するまでは、比較的低い減衰力を発生しているが、フリーピストン９が可変オリフィス１１，１２を閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に一方側流路５の流路抵抗が徐々に大きくなっていくので、フリーピストン９のそれ以上のストロークエンド側への移動速度が減少されて、圧力室Ｒ３を介しての上室Ｒ１と下室Ｒ２との液体の移動量も減少し、その分通路２ａ，２ｂを通過する液体量が増加することになり、緩衝装置Ｄの発生減衰力は徐々に大きくなっていく。
【００６３】
そして、フリーピストン９がストロークエンドに達すると、それ以上、圧力室Ｒ３を介して上室Ｒ１と下室Ｒ２との液体の移動はなくなり、緩衝装置Ｄの伸縮方向を転ずるまでは液体は通路２ａ，２ｂのみを通過することになり、緩衝装置Ｄは、最大の減衰係数で減衰力を発生することになる。
【００６４】
すなわち、フリーピストン９がストロークエンドまで変位してしまうような高周波数で大振幅の振動が緩衝装置Ｄに対し入力されても、フリーピストン９の中立位置からの変位量が任意の変位量を超えるとフリーピストン９がストロークエンドに達するまでに緩衝装置Ｄは徐々に発生減衰力を大きくするので、低い減衰力から急激に高い減衰力に変化することが無くなる。つまり、フリーピストン９がストロークエンドに達して圧力室Ｒ３内と下室Ｒ２との液体の交流ができなくなるときに急激に減衰力の大きさが変化してしまうことがなくなり、低減衰力から高減衰力への減衰力変化がなだらかとなる。さらに、フリーピストン９が圧力室Ｒ３における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に発生減衰力を大きくするので、減衰力の急激な変化を抑制する機能は、緩衝装置Ｄの伸圧の両行程で発揮される。
【００６５】
したがって、この緩衝装置Ｄにあっては、高周波数で振幅が大きい振動が入力されても、発生減衰力がなだらかに変化することになって、搭乗者に減衰力の変化によるショックを知覚させずにすみ、車両における乗り心地を向上することができ、特に、急激な減衰力変化によって車体が振動しボンネットが共振して異音が発生してしまう事態も防止でき、この点でも車両における乗り心地を向上することができる。
【００６６】
また、この緩衝装置Ｄにあっては、フリーピストン９がコイルバネ１８，１９によって、フリーピストン５を中立位置に戻す附勢力が作用しているので、必要な時に減衰力の急激な変化を抑制する機能を発揮できないという事態を回避することができる。
【００６７】
さらに、この緩衝装置Ｄにあっては、フリーピストン９が圧力室Ｒ３における両端側のストロークエンドまで到る際に、徐々に一方側流路５の流路抵抗を変化させて大きくするので、緩衝装置が伸縮するたびに減衰力の急激な変化を抑制する機能が変動してしまうことがなく、搭乗者に違和感を与えることもない。
【００６８】
なお、各実施の形態における緩衝装置は、いわゆる単筒型の緩衝器として構成されているが、これをシリンダの外方にシリンダを覆うように形成される環状のリザーバを備えた複筒型の緩衝器として構成されてもよいし、また、シリンダの外方に全く別体のリザーバタンクを備えた緩衝器として構成とされてもよい。
【００６９】
さらに、摩擦手段としては、フリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制することができればよいので、フリーピストン９とハウジング４の摺接部位外筒２３の一部または全部を粗面として当該変位を抑制する構成を採用してもよいし、フリーピストン９とハウジング４の一方または両方を特に摩擦係数が大きな材料で形成してフリーピストン９のハウジング４に対する変位を抑制する構成を採用してもよく、摩擦部材にあっても上述したように角リング２０以外のものを使用することができ、また、シールとしての機能を求めなければフリーピストン９の外周全周を囲わなくてもよいのでリング状とされずともよい。また、フリーピストン９とハウジング４との間をシールすることを期待する場合には、摩擦部材にＯリングや環状のＵパッキン等のシール目的で使用されるものを採用するとよい。
【００７０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、たとえば、車両の車体と車軸との間に組み込まれる緩衝装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  シリンダ
２  ピストン（隔壁部材）
２ａ，２ｂ  通路
４  ハウジング
５  一方側流路
６  他方側流路
７  一方室
８  他方室
９  フリーピストン
９ａ  フリーピストンにおける筒部
９ｂ  フリーピストンにおける底部
９ｃ  フリーピストンにおける凸部
９ｄ  フリーピストンにおける環状溝
９ｅ  フリーピストンにおける環状凹部
９ｆ  フリーピストンにおける孔
１１，１２  可変オリフィス
１３  固定オリフィス
１５  ピストンロッド
１５ａ  ピストンロッドにおける小径部
１５ｂ  ピストンロッドにおける螺子部
１６，１７  バルブストッパ
１８，１９  コイルバネ（バネ要素）
２０  摩擦部材たる角リング
２１  ハウジングにおける内筒
２１ａ  内筒における螺子部
２２  内筒における鍔
２３  ハウジングにおける外筒
２３ａ  外筒における筒部
２３ｃ  外筒における段部
２３ｃ  外筒における底部
３０  摺動隔壁
Ｄ  緩衝装置
Ｇ  気体室
Ｒ１  他方の作動室たる上室
Ｒ２  一方の作動室たる下室
Ｒ３  圧力室
Ｖ１，Ｖ２  積層リーフバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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