(57)【要約】【課題】フリーピストンとハウジングとの打音の発生を抑制して乗り心地を向上することが可能な緩衝装置を提供することである。【解決手段】シリンダ１内に設けた伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、圧力室Ｃを形成するハウジング６と、圧力室Ｃ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に区画するフリーピストン９と、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伸側ばね１２および圧側ばね１３を備えた緩衝装置Ｄにおいて、圧側ばね１３が圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備える。【選択図】図１
2014190406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、上記圧力室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、上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通する圧側通路と、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、上記ばね要素は、上記フリーピストンを挟持する上記伸側圧力室内に収容される伸側ばねおよび上記圧側圧力室内に収容される伸側ばねを備え、上記圧側ばねは、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備えることを特徴とする緩衝装置。
【請求項２】
上記伸側ばねは、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備え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】
上記圧側ばねは、不等ピッチコイルばね或いは円錐コイルばね或いはテーパコイルばねであることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝装置。
【請求項４】
上記伸側ばねは、不等ピッチコイルばね或いは円錐コイルばね或いはテーパコイルばねであることを特徴とする請求項１または２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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記緩衝装置では、ハウジングの内周に段部を設けており、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、上記段部がフリーピストンの圧側圧力室端に衝合して、フリーピストンのハウジングに対するそれ以上の下方への変位を規制するようになっている。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、上記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、フリーピストンのハウジングに対するそれ以上の上方への変位を規制するようになっている。
【０００７】
したがって、たとえば、振幅が大きな振動が入力される場合にあっては、フリーピストンがストロークエンドで変位が規制されて、圧力室を介しての液体の行き来がなくなり、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ようになっている。
【０００８】
このように、フリーピストンの変位を規制することで、伸び切りや底付きを抑制することができるのであるが、フリーピストンが段部に衝突する際に打音が生じ、この打音が車体を伝達して車室内に響き、車両搭乗者に違和感や不安感を与えることになって、車両における乗り心地を損なう可能性がある。
【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、打音の発生を抑制することができ車両における乗り心地を向上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、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、上記圧力室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、上記圧側室と上記圧側圧力室とを連通する圧側通路と、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、上記ばね要素は、上記フリーピストンを挟持する上記伸側圧力室内に収容される伸側ばねおよび上記圧側圧力室内に収容される伸側ばねを備え、上記圧側ばねは、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、緩衝装置に大振幅の振動の入力があり、フリーピストン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には、圧側ばねがばね定数を大きくするまで圧縮され、フリーピストンのそれ以上の変位に対してばね反力を大きくするので、フリーピストンのそれ以上の圧側圧力室側への変位が抑制されて、フリーピストンの圧側圧力室側への変位速度が低下せしめられて、フリーピストンがハウジングに勢い良く衝突することが阻止される。
【発明の効果】
【００１２】
よって、本発明の緩衝装置によれば、打音が発生する問題を解消でき、車両搭乗者に打音を近くさせることが無いので当該搭乗者に不安感や不快感を与えることが無くなって車両における乗り心地を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態における緩衝装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、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のハウジング６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である伸側ばね１２および圧側ばね１３とを備えて構成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
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、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Ｇとを区画する摺動隔壁１４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。
【００１７】
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１４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。
【００１８】
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。
【００１９】
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Ｖ１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Ｖ２で開閉されるようになっている。そして、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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、ナット部２０は、その内周にピストンロッド３の螺子部３ｂ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。
【００２４】
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。
【００２５】
なお、ハウジング筒２１の筒部２２の少なくともに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。さらに、筒部２２の側部にオリフィス孔２２ｄが設けられており、当該オリフィス孔２２ｄにて圧力室Ｃと圧側室Ｒ２とが連通されており、底部２３にもオリフィス孔２３ａが設けられていて、当該オリフィス孔２３ａにて圧力室Ｃと圧側室Ｒ２とが連通されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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の下端を閉塞する鏡部３１と備えて有底筒状とされており、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とに区画している。また、フリーピストン９は、摺接筒３０の外周の全周渡って設けた環状凹部３２と、環状凹部３２を圧側圧力室８へ連通する連通孔３３とを備えていて、環状凹部３２をハウジング６の筒部２２に形成のオリフィス孔２２ｄに対向させる場合には、圧側室Ｒ２を圧側圧力室８へ連通し、環状凹部３２が上記オリフィス孔２２ｄへ対向せずに摺接筒３０でオリフィス孔２２ｄを閉塞する場合には、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とのオリフィス孔２２ｄを介しての連通を断つようになっている。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２３ａ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。なお、こちらのオリフィス孔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が遮断状態にあるときは、オリフィス孔２３ａのみを介して圧側室Ｒ２に連通されるようになっており、オリフィス孔２２ｄ，２３ａ、環状凹部３２および連通孔３３によって圧側通路１１を形成している。
【００２８】
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の鏡部３１との間、および、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、それぞれ、ばね要素としての伸側ばね１２および圧側ばね１３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、これら伸側ばね１２および圧側ばね１３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ばね１２および圧側ばね１３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がばね要素によって位置決められる位置のことである。
【００２９】
伸側ばね１２は、不等ピッチコイルばねとされており、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て圧縮されると、フリーピストン９がストロークエンドまで変位するまでの間に、ピッチの狭い部分の線条部分が密着してそれ以上圧縮不能となってピッチの広い部分のみが圧縮されるようになるため、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備えている。したがって、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向へ所定量変位すると伸側ばね１２のばね定数が大きくなって、それ以上、フリーピストン９が伸側圧力室７を圧縮する方向へ変位するのに対してばね反力を強めて、当該フリーピストン９の変位を抑制するようになっている。なお、伸側ばね１２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て圧縮されるとフリーピストン９がストロークエンドまで変位するまでの間にばね定数が大きくなるようになっていればよいので、圧縮に伴ってばね定数が徐々に大きくなる円錐コイルばねを採用してもよいし、線条径が変化して所定量圧縮されるとばね定数が大きくなるテーパコイルばねを採用してもよい。また、伸側圧力室７は、自然長が長くフリーピストン９に常に接触するばねと、自然長が短くフリーピストン９が中立位置から所定量変位するとフリーピストン９に接触してばね反力を発揮するばねとで構成されてもよい。
【００３０】
さらに、圧側ばね１３は、不等ピッチコイルばねとされており、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て圧縮されると、フリーピストン９がストロークエンドまで変位するまでの間に、ピッチの狭い部分の線条部分が密着してそれ以上圧縮不能となってピッチの広い部分のみが圧縮されるようになるため、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる非線形な特性を備えている。したがって、フリーピストン９が中立位置から圧側圧力室８を圧縮する方向へ所定量変位すると圧側ばね１３のばね定数が大きくなって、それ以上、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するのに対してばね反力を強めて、当該フリーピストン９の変位を抑制するようになっている。なお、圧側ばね１３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て圧縮されるとフリーピストン９がストロークエンドまで変位するまでの間にばね定数が大きくなるようになっていればよいので、圧縮に伴ってばね定数が徐々に大きくなる円錐コイルばねを採用してもよいし、線条径が変化して所定量圧縮されるとばね定数が大きくなるテーパコイルばねを採用してもよい。また、圧側ばね１３は、自然長が長くフリーピストン９に常に接触するばねと、自然長が短くフリーピストン９が中立位置から所定量変位するとフリーピストン９に接触してばね反力を発揮するばねとで構成されてもよい。
【００３１】
上記したように、フリーピストン９は、ハウジング６内でばね要素としての伸側ばね１２および圧側ばね１３によって弾性支持されて、これら伸側ばね１２および圧側ばね１３の附勢力以外に力が作用していない状態ではハウジング６内で中立位置に位置決められ、当該中立位置にあるときには必ず上記環状凹部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とが連通されるようになっている。他方、フリーピストン９がある程度、中立位置から変位すると、フリーピストン９の摺接筒３１の外周がオリフィス孔２２ｄに完全にオーバーラップしてこれを閉塞するようになっている。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、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を異なるように設定してもよい。なお、この実施の形態では、オリフィス孔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。
【００３２】
緩衝装置Ｄは、以上のように構成され、この緩衝装置Ｄは、圧力室Ｃがフリーピストン９によって伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画されており、伸側通路１０と圧側通路１１を介しては伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが直接的に連通されることはないが、フリーピストン９が移動すると伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２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と圧側室Ｒ２へ出入りするため、見掛け上、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが上記伸側通路１０と圧側通路１１を介して連通されているが如くに振舞う。
【００３３】
そして、この緩衝装置Ｄ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。
【００３４】
ここで、緩衝装置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、上記差圧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、この圧力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１２および圧側ばね１３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している。
【数１】
2014190406.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】
2014190406.tif 000004
上記各式から理解できるように、この緩衝装置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・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。
【００３５】
したがって、この緩衝装置Ｄ１では、図２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、他方、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。
【００３６】
また、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には、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、圧力室Ｃを介しての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と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、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オリフィス孔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、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。なお、この実施の形態では、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するようになっているが、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上記したところと同様の効果を得ることができる。
【００３７】
そして、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には、伸側ばね１２がばね定数を大きくするまで圧縮され、フリーピストン９のそれ以上の変位に対してばね反力を大きくするので、それ以上のフリーピストン９の伸側圧力室側への変位が抑制されて、フリーピストン９の伸側圧力室側への変位速度が低下せしめられて、フリーピストン９がハウジング６に勢い良く省とすることが阻止され、フリーピストン９とハウジング６の衝合時に打音の発生が抑制される。
【００３８】
また、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には、圧側ばね１３がばね定数を大きくするまで圧縮され、フリーピストン９のそれ以上の変位に対してばね反力を大きくするので、フリーピストン９のそれ以上の圧側圧力室側への変位が抑制されて、フリーピストン９の圧側圧力室側への変位速度が低下せしめられて、フリーピストン９がハウジング６に勢い良く衝突することが阻止され、フリーピストン９とハウジング６の衝合時に打音の発生が抑制される。
【００３９】
このように、本発明の緩衝装置Ｄによれば、圧縮に伴ってばね定数が大きくなる伸側ばね１２と圧側ばね１３を設置することによって、打音が発生する問題を解消でき、車両搭乗者に打音を近くさせることが無いので当該搭乗者に不安感や不快感を与えることが無くなって車両における乗り心地を向上することができる。
【００４０】
なお、車両のサスペンションに組み込まれる緩衝装置Ｄにあっては、一般的に、収縮時に発生する減衰力よりも伸長時に発生する減衰力を大きくするようにしており、伸側室Ｒ１の方が圧側室Ｒ２よりも高圧になってフリーピストン９が圧側圧力室８側へ偏る傾向にあるため、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てハウジング６と衝突する機会が非常に多い反面、フリーピストン９が伸側圧力室７を圧縮する方向へ変位してハウジング６と衝突する機会は非常に少ない。そこで、圧側ばね１３のみを圧縮に伴ってばね定数が大きくなるように設定しておくようにしても、フリーピストン９がハウジング６に衝突して打音を発生することを充分に抑制することができ、当該搭乗者に不安感や不快感を与えることが無くなって車両における乗り心地を向上することができる。
【００４１】
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】
【００４２】
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。
【符号の説明】
【００４３】
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  圧側通路
１２  伸側ばね
１３  圧側ばね
Ｃ  圧力室
Ｒ１  伸側室
Ｒ２  圧側室
【図１】
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