(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、
前記ピストンに一端が連結されると共に他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの一端側に設けられたハウジングと、
前記ハウジング内に摺動自在に挿入されたフリーピストンと、
前記ロッド側室と前記ハウジング内の前記フリーピストンによって画成された圧力室とを連通するロッド通路と、
前記ロッド側室と前記ボトム側室とを連通する通路に設けられた減衰バルブとからなる緩衝器において、
前記ハウジングおよび前記フリーピストンには、前記ハウジング内で前記フリーピストンがロッド側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を前記作動流体の流動性を利用して抑制する移動抑制機構が設けられ、前記フリーピストンと前記ハウジングとの間には、該ハウジング内で前記フリーピストンがボトム側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を規制する弾性体が設けられており、
前記移動抑制機構は、前記ハウジングに形成され、前記ロッド通路の圧力室と連通するオリフィスと、前記フリーピストンのロッド側室側のみに設けられ、該フリーピストンがロッド側室側に移動する際に前記オリフィスに進入していくシャッタ部とからなり、
前記フリーピストンの前記弾性体が接触するフリーピストン接触面、および、前記ハウジングの前記弾性体が接触する前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の面が、前記フリーピストンの移動方向に対し傾斜する面を有していることを特徴とする緩衝器。
【請求項２】
作動流体が封入されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、該シリンダ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、
前記ピストンに一端が連結されると共に他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドの一端側に設けられたハウジングと、
前記ハウジング内に摺動自在に挿入されたフリーピストンと、
前記ロッド側室と前記ハウジング内の前記フリーピストンによって画成された圧力室とを連通するロッド通路と、
前記ロッド側室と前記ボトム側室とを連通する通路に設けられた減衰バルブとからなる緩衝器において、
前記ハウジングおよび前記フリーピストンには、前記ハウジング内で前記フリーピストンがロッド側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を前記作動流体の流動性を利用して抑制する移動抑制機構が設けられ、前記フリーピストンと前記ハウジングとの間には、該ハウジング内で前記フリーピストンがボトム側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を規制する弾性体が設けられており、
前記移動抑制機構は、
前記フリーピストンの内周に設けられたテーパ面部と、
該テーパ面部に前記ロッド側室側から進入可能に設けられ、前記ハウジングに形成された蓋内筒部の外周面とからなり、
前記フリーピストンの前記弾性体が接触するフリーピストン接触面、および、前記ハウジングの前記弾性体が接触する前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の面が、前記フリーピストンの移動方向に対し傾斜する面を有していることを特徴とする緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緩衝器に関する。
【背景技術】
【０００２】
緩衝器には、振動状態に応じて減衰力特性が可変となる緩衝器がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−１９６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、減衰力特性を一層詳細に制御することが求められている。
【０００５】
したがって、本発明は、減衰力特性を一層詳細に制御可能な緩衝器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、前記ピストンに一端が連結されると共に他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンロッドの一端側に設けられたハウジングと、前記ハウジング内に摺動自在に挿入されたフリーピストンと、前記ロッド側室と前記ハウジング内の前記フリーピストンによって画成された圧力室とを連通するロッド通路と、前記ロッド側室とボトム側室とを連通する通路に設けられた減衰バルブとからなる緩衝器において、前記ハウジングおよび前記フリーピストンには、前記ハウジング内で前記フリーピストンがロッド側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を前記作動流体の流動性を利用して抑制する移動抑制機構が設けられ、前記フリーピストンと前記ハウジングとの間には、該ハウジング内で前記フリーピストンがボトム側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を規制する弾性体が設けられており、前記移動抑制機構は、前記ハウジングに形成され、前記ロッド通路の圧力室側開口と連通するオリフィスと、前記フリーピストンのロッド側室側のみに設けられ、該フリーピストンがロッド側室側に移動する際に前記オリフィスに進入していくシャッタ部とからなり、前記フリーピストンの前記弾性体が接触するフリーピストン接触面、および、前記ハウジングの前記弾性体が接触する前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の面が、前記フリーピストンの移動方向に対し傾斜する面を有している構成とした。
また、シリンダ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、前記ピストンに一端が連結されると共に他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンロッドの一端側に設けられたハウジングと、前記ハウジング内に摺動自在に挿入されたフリーピストンと、前記ロッド側室と前記ハウジング内の前記フリーピストンによって画成された圧力室とを連通するロッド通路と、前記ロッド側室とボトム側室とを連通する通路に設けられた減衰バルブとからなる緩衝器において、前記ハウジングおよび前記フリーピストンには、前記ハウジング内で前記フリーピストンがロッド側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を前記作動流体の流動性を利用して抑制する移動抑制機構が設けられ、前記フリーピストンと前記ハウジングとの間には、該ハウジング内で前記フリーピストンがボトム側室側に移動したときに、該フリーピストンの移動を規制する弾性体が設けられており、前記移動抑制機構は、前記フリーピストンの内周に設けられたテーパ面部と、テーパ面部に前記ロッド側室側から進入可能に設けられ、前記ハウジングに形成された蓋内筒部の外周面とからなり、前記フリーピストンの前記弾性体が接触するフリーピストン接触面、および、前記ハウジングの前記弾性体が接触する前記ハウジング接触面のうち少なくともいずれか一方の面が、前記フリーピストンの移動方向に対し傾斜する面を有している構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、減衰力特性を一層詳細に制御可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の緩衝器を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の緩衝器の要部を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の緩衝器のフリーピストンのハウジングに対する位置とオリフィスの通路面積との関係を示す特性線図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の緩衝器の要部を示す断面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態の緩衝器の要部を示す断面図である。
【図６】本発明に係る第４実施形態の緩衝器の要部を示す断面図である。
【図７】本発明に係る第５実施形態の緩衝器の要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明の実施の形態は、上述の発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄に記載した内容に止まること無くその他にもいろいろな課題を解決し、効果を呈している。以下の実施の形態が解決する課題の主なものを、上述の欄に記載した内容をも含め、次に列挙する。
〔特性改善〕
振動状態に応じて減衰力特性（ピストン速度に対する減衰力）を変更する際に、より滑らかに変更する等の特性設定が求められている。これは、小さな減衰力が発生する特性と、大きな減衰力が発生する特性の切り替わりが唐突に起こると、実際に発生する減衰力も唐突に切り替わるので、車両の乗り心地が悪化し、さらには減衰力の切り替わりが車両の操舵中に発生すると、車両の挙動が不安定となり、運転者が操舵に対して違和感を招く恐れがあるためである。そのため、先に示した特許文献１に示すようにより滑らかに変更する特性設定が検討されているが、さらなる特性改善が望まれている。
〔大型化の抑制〕
先に示した特許文献１に示されるように、シリンダ内の２室を仕切り、減衰力を発生する機構を有するピストンに加え、ピストンの一端側に設けられ、ハウジング内を上下動するフリーピストンを備えることにより、振動周波数の広い領域に対応した減衰力特性が得られるように改善が図られたシリンダ装置は種々開発されている。これらのシリンダ装置に共通する課題として、フリーピストンが上下動する領域が必要であるため、軸方向に長くなるということがあげられる。シリンダ装置が大型化すると、車体への取付け自由度が低下するため、シリンダ装置の軸方向長の増加は、大きな課題である。また、フリーピストンが上下動する領域を確保し、シリンダ装置の軸方向長を従来どおりとすると、ピストンのストローク範囲が短くなり、乗り心地、操縦安定性に影響が出るという課題がある。さらには、外部から減衰力を調整する機構を付けるとその分の大型化がさせられないため、周波数感応部の小型化は、強い要求がある。
〔部品数の低減〕
先に示した特許文献１に示されるように、ピストンに加え、ハウジングやフリーピストンなどの構成部品が備えられるため、部品数は増えることになる。部品数が増えると、生産性、耐久性、信頼性などに影響がでるため、所望の特性、つまり振動周波数の広い領域に対応した減衰力特性が得られるような特性を出しつつ、部品数の低減が望まれている。
以下、本発明に係る各実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。以下の説明では理解を助けるために、図の下側を一方側とし、逆に図の上側を他方側として定義する。
【００１１】
第１実施形態の緩衝器は、図１に示すように、いわゆる複筒式の油圧緩衝器で、円筒状のシリンダ１と、このシリンダ１よりも大径でシリンダ１を覆うように同心状に設けられる外筒２とを有し、これらシリンダ１と外筒２との間にリザーバ室３が形成されている。
【００１２】
シリンダ１内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されている。このピストン５は、シリンダ１内を上室（ロッド側室）６と下室（ボトム側室）７とに区画している。シリンダ１内の上室６および下室７内には、作動流体としての油液が封入され、シリンダ１と外筒２との間のリザーバ室３内には、作動流体としての油液と、高圧（２０〜３０気圧程度）のガスとが封入される。
【００１３】
シリンダ１内には、一端がシリンダ１の外部へと延出されるピストンロッド１０の他端が挿入されており、ピストン５は、このピストンロッド１０のシリンダ１内の他端部に連結されている。ピストンロッド１０は、シリンダ１の一端開口部に装着されたロッドガイド１１、カップシール１２およびオイルシール１３等に挿通されてシリンダ１の外部へ延出されている。ロッドガイド１１は、外周部が、下部よりも上部が大径となる段差状をなしており、下部においてシリンダ１の上端の内周部に嵌合し上部において外筒２の上端の内周部に嵌合する。これにより、シリンダ１の上部が外筒２に対して位置決めされる。外筒２の上端部は、内側に加締められており、オイルシール１３およびロッドガイド１１をシリンダ１とで挟持する。
【００１４】
ピストンロッド１０は、シリンダ１内への挿入先端側に、ピストン５を取り付けるための取付軸部１５が形成されており、他の部分が取付軸部１５よりも大径の主軸部１６となっている。この主軸部１６には、径方向外側に広がるリテーナ２３が固定されている。
【００１５】
リテーナ２３のピストン５とは反対には円環状のバネ受２５が配置されており、バネ受２５のリテーナ２３とは反対にコイルスプリングからなるリバウンドスプリング２６が配置されている。また、リバウンドスプリング２６のバネ受２５とは反対には円環状のバネ受２７が配置されており、このバネ受２７のリバウンドスプリング２６とは反対に円環状の弾性材料からなる緩衝体２８が設けられている。
【００１６】
ここで、ピストンロッド１０がシリンダ１から突出する方向に移動する伸び行程では、ピストンロッド１０に固定されたリテーナ２３とともにバネ受２５、リバウンドスプリング２６、バネ受２７および緩衝体２８がロッドガイド１１側に移動することになり、所定の位置で緩衝体２８がロッドガイド１１に当接する。さらにピストンロッド１０が突出方向に移動すると、緩衝体２８およびバネ受２７が、ロッドガイド１１およびシリンダ１に対して停止状態となり、その結果、移動するリテーナ２３およびバネ受２５と、バネ受２７とが近接する。これにより、バネ受２５とバネ受２７とが、これらの間のリバウンドスプリング２６を縮長させることになる。このようにして、シリンダ１内に設けられたリバウンドスプリング２６が、ピストンロッド１０に弾性的に作用することになり、ピストンロッド１０の伸び切りを抑制することになる。なお、このようにリバウンドスプリング２６がピストンロッド１０の伸び切りの抵抗となることで、車両旋回時の内周側の車輪の浮き上がりを抑制して車体のロール量を抑えることになる。
【００１７】
ピストン５には、上室６と下室７とを連通させ、ピストン５の上室６側への移動、つまり伸び行程において上室６から下室７に向けて油液が流れ出す複数（図１では断面とした関係上一カ所のみ図示）の通路４０ａと、ピストン５の下室７側への移動、つまり縮み行程において下室７から上室６に向けて油液が流れ出す複数（図１では断面とした関係上一カ所のみ図示）の通路４０ｂとが設けられている。
【００１８】
これらのうち半数を構成する通路４０ａは、円周方向において、それぞれ間に一カ所の通路４０ｂを挟んで等ピッチで形成されており、ピストン５の軸方向一側（図１の上側）が径方向外側に、軸方向他側（図１の下側）が径方向内側に開口している。そして、これら半数の通路４０ａに、減衰力を発生する減衰バルブ４１ａが設けられている。減衰バルブ４１ａは、ピストン５の軸線方向の下室７側に配置されている。通路４０ａは、ピストンロッド１０がシリンダ１外に伸び出る伸び側にピストン５が移動するときに油液が通過する伸び側の通路を構成しており、これらに対して設けられた減衰バルブ４１ａは、伸び側の通路４０ａの油液の流動を規制して減衰力を発生させる伸び側の減衰バルブとなっている。
【００１９】
また、残りの半数を構成する通路４０ｂは、円周方向において、それぞれ間に一カ所の通路４０ａを挟んで等ピッチで形成されており、ピストン５の軸方向他側（図１の下側）が径方向外側に、軸方向一側（図１の上側）が径方向内側に開口している。そして、これら残り半数の通路４０ｂに、減衰力を発生する減衰バルブ４１ｂが設けられている。減衰バルブ４１ｂは、ピストン５の軸線方向の上室６側に配置されている。通路４０ｂは、ピストンロッド１０がシリンダ１内に入る縮み側にピストン５が移動するときに油液が通過する縮み側の通路を構成しており、これらに対して設けられた減衰バルブ４１ｂは、縮み側の通路４０ｂの油液の流動を規制して減衰力を発生させる縮み側の減衰バルブとなっている。
【００２０】
ピストンロッド１０には、そのシリンダ１内にある一端側の取付軸部１５のピストン５よりもさらに端側に減衰力可変機構４５が取り付けられている。
【００２１】
外筒２は、円筒状の円筒部材４７と、円筒部材４７の下端に嵌合してその下端の開口部を閉塞する底蓋部材４８とからなっている。底蓋部材４８は、外周部で円筒部材４７の内周部に嵌合されることになり、この状態で中央側ほど下側に位置するように段差状をなしている。底蓋部材４８は円筒部材４７に溶接により密閉状態となるように固定されている。底蓋部材４８の外側には、取付部材４９が溶接により固定されている。
【００２２】
シリンダ１の下端部には、シリンダ１内の下室７と、上記したリザーバ室３とを画成するボトムバルブ５３が設けられている。ボトムバルブ５３には、伸び行程においてリザーバ室３から下室７内に実質的に減衰力を発生させずに油液を流すサクションバルブ５１ａと、縮み行程において下室７からリザーバ室３側に、減衰力を発生させながら油液を流す減衰バルブ５１ｂとを有している。
【００２３】
ボトムバルブ５３は、シリンダ１内に嵌装されてシリンダ１内を下室７およびリザーバ室３の２室に仕切る略円板状のボトムバルブ部材５５を有している。ボトムバルブ部材５５は、上部が下部よりも小径となる段差状をなしており、上部においてシリンダ１の下端の内周部に嵌合し下部において外筒２に当接して、シリンダ１の下部を外筒２に対して位置決めする。
【００２４】
ボトムバルブ部材５５には、径方向の外側において軸方向に貫通する流路５７ａが周方向に間隔をあけて複数カ所形成されている。また、径方向の内側において軸方向に貫通する流路５７ｂが、周方向に間隔をあけて複数カ所形成されている。これら流路５７ａ，５７ｂによって下室７とリザーバ室３との間で油液が流通可能となっている。
【００２５】
ボトムバルブ５３には、ボトムバルブ部材５５の軸方向の下室７側に、外側の流路５７ａを開閉可能となるように上記したサクションバルブ５１ａが設けられており、ボトムバルブ部材７６の軸方向の下室７とは反対側に、内側の流路５７ｂを開閉可能となるように上記した減衰バルブ５１ｂが設けられている。
【００２６】
下室７側のサクションバルブ５１ａは、ピストンロッド１０が伸び側に移動しピストン５が上室６側に移動して下室７の圧力が下降するとボトムバルブ部材５５から離座して流路５７ａを開く。つまり、流路５７ａには、ピストンロッド１０が伸び側に移動したときに油液がリザーバ室３から下室７に向け流通することになる。なお、サクションバルブ５１ａは、ピストン５に設けられた伸び側の減衰バルブ４１ａとの関係から、主としてピストンロッド１０のシリンダ１からの突出に伴う油液の不足分を補うようにリザーバ室３から下室７に油液を実質的に抵抗なく（減衰力が出ない程度に）流す機能を果たす。
【００２７】
下室７とは反対側の減衰バルブ５１ｂは、ピストンロッド１０が縮み側に移動しピストン５が下室７側に移動して下室７の圧力が上昇すると、ボトムバルブ部材５５から離座して内側の流路５７ｂを開く。つまり、流路５７ｂには、ピストンロッド１０が縮み側に移動したときに油液が下室７からリザーバ室３に向け流通することになり、減衰バルブ５１ｂは、この流路５７ｂを開閉し減衰力を発生する縮み側の減衰バルブとなっている。なお、減衰バルブ５１ｂは、ピストン５に設けられた縮み側の減衰バルブ４１ｂとの関係から、主としてピストンロッド１０のシリンダ１への進入により生じる液の余剰分を排出するように下室７からリザーバ室３に液を流す機能を果たす。
【００２８】
上述の緩衝器の例えば一方側は車体により支持され、上記緩衝器の他方側に車輪側が固定される。具体的には、ピストンロッド１０にて車体側に連結され、シリンダ１のピストンロッド１０の突出側とは反対側の底部に取り付けられた取付部材４９にて車輪側に連結される。なお、上記とは逆に、緩衝器の他方側が車体により支持され緩衝器の一方側に車輪側が固定されるようにしても良い。
【００２９】
車輪が走行に伴って振動すると該振動に伴ってシリンダ１とピストンロッド１０との位置が相対的に変化するが、上記変化はピストン５に形成された流路の流体抵抗により抑制される。以下で詳述するごとくピストン５に形成された流路の流体抵抗は振動の速度や振幅により異なるように作られており、振動を抑制することにより、乗り心地が改善される。上記シリンダ１とピストンロッド１０との間には、車輪が発生する振動の他に、車両の走行に伴って車体に発生する慣性力や遠心力も作用する。例えばハンドル操作により走行方向が変化することにより車体に遠心力が発生し、この遠心力に基づく力が上記シリンダ１とピストンロッド１０との間に作用する。以下で説明するとおり、本実施形態の緩衝器は車両の走行に伴って車体に発生する力に基づく振動に対して良好な特性を有しており、車両走行における高い安定性が得られる。
【００３０】
図２に示すように、ピストン５は、略円板状のピストン本体６１と、ピストン本体６１の外周面に装着されて、シリンダ１内を摺接する摺接部材６２とを有している。ピストン本体６１には、径方向の中央に、ピストンロッド１０の取付軸部１５を挿通させる挿通穴６３が軸方向に貫通するように形成されている。また、このピストン本体６１に、上記した通路４０ａ，４０ｂが形成されている。
【００３１】
ピストン本体６１の軸方向の下室７側の端部には、伸び側の通路４０ａの一端開口位置に、減衰バルブ４１ａを構成するシート部７１ａが、円環状に形成されている。ピストン本体６１の軸方向の上室６側の端部には、縮み側の通路４０ｂの一端の開口位置に、減衰バルブ４１ｂを構成するシート部７１ｂが、円環状に形成されている。
【００３２】
ピストン本体６１において、シート部７１ａの挿通穴６３とは反対側は、シート部７１ａよりも軸線方向高さが低い環状の段差部７２ｂとなっており、この段差部７２ｂの位置に縮み側の通路４０ｂの他端が開口している。また、同様に、ピストン本体６１において、シート部７１ｂの挿通穴６３とは反対側は、シート部７１ｂよりも軸線方向高さが低い環状の段差部７２ａとなっており、この段差部７２ａの位置に伸び側の通路４０ａの他端が開口している。
【００３３】
減衰バルブ４１ａは、上記したシート部７１ａと、シート部７１ａの全体に同時に着座可能な環状のディスク７５ａとからなっており、ディスクバルブとなっている。ディスク７５ａは複数枚の環状の単体ディスクが重ね合わせられることで構成されている。ディスク７５ａのピストン本体６１とは反対側には、ディスク７５ａよりも小径の環状のバルブ規制部材７７ａが配置されている。
【００３４】
減衰バルブ４１ａには、シート部７１ａとディスク７５ａとの間に、これらが当接状態にあっても通路４０ａを下室７に連通させる固定オリフィス７８ａが、シート部７１ａに形成された溝あるいはディスク７５ａに形成された開口によって形成されている。ディスク７５ａは、シート部７１ａから離座することで通路４０ａを開放し、その際に、バルブ規制部材７７ａはディスク７５ａの開方向への規定以上の変形を規制する。減衰バルブ４１ａは、通路４０ａに設けられ、ピストン５の上室６側への摺動によって通路４０ａに生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させる。
【００３５】
同様に、減衰バルブ４１ｂは、上記したシート部７１ｂと、シート部７１ｂの全体に同時に着座可能な環状のディスク７５ｂとからなっており、ディスクバルブとなっている。ディスク７５ｂも複数枚の環状の単体ディスクが重ね合わせられることで構成されている。ディスク７５ｂのピストン本体６１とは反対側には、ディスク７５ｂよりも小径の環状のバルブ規制部材７７ｂが配置されている。バルブ規制部材７７ｂは、ピストンロッド１０の主軸部１６の取付軸部１５側の端面に当接している。
【００３６】
減衰バルブ４１ｂには、シート部７１ｂとディスク７５ｂとの間に、これらが当接状態にあっても通路４０ｂを上室６に連通させる固定オリフィス７８ｂが、シート部７１ｂに形成された溝あるいはディスク７５ｂに形成された開口によって形成されている。ディスク７５ｂは、シート部７１ｂから離座することで通路４０ｂを開放し、その際に、バルブ規制部材７７ｂはディスク７５ｂの開方向への規定以上の変形を規制する。減衰バルブ４１ｂは、通路４０ｂに設けられ、ピストン５の下室７側への摺動によって通路４０ｂに生じる油液の流れを抑制して減衰力を発生させる。
【００３７】
第１実施形態では、減衰バルブ４１ａ，４１ｂが内周クランプのディスクバルブである例を示したが、これに限らず、減衰力を発生する機構であればよく、例えば、ディスクバルブをコイルバネで付勢するリフトタイプのバルブとしてもよく、また、ポペット弁であってもよい。
【００３８】
ピストンロッド１０の取付軸部１５の先端には、オネジ８０が形成されており、このオネジ８０に、周波数（振動状態）により外部から制御されることなく減衰力を可変とする周波数感応部である減衰力可変機構４５が螺合されている。
【００３９】
減衰力可変機構４５は、ピストンロッド１０のオネジ８０に螺合されるメネジ８１が形成された蓋部材８２と、この蓋部材８２にその一端開口側が閉塞されるように取り付けられる略円筒状のハウジング本体８３とからなるハウジング８５と、このハウジング８５内に摺動自在に挿入されるフリーピストン８７と、フリーピストン８７とハウジング８５のハウジング本体８３との間に介装されてフリーピストン８７がハウジング８５に対し蓋部材８２とは反対側へ移動したときに圧縮変形する弾性体であるＯリング８９とで構成されている。なお、図２（後述する図４〜図７も同様）においては便宜上自然状態のＯリング８９を図示している。このＯリング８９は、シールとしても機能するので、取り付けられた状態で常時、変形（断面非円形）しているように配置されることが望ましい。Ｏリング８９は、フリーピストン８７が他方向へ移動したときに圧縮変形してフリーピストン８７の変位に対し抵抗力を発生する抵抗要素となっている。
【００４０】
蓋部材８２は、切削加工を主体として形成されるもので、略円筒状の蓋内筒部９１と、この蓋内筒部９１の軸方向の端部から径方向外側に延出する円板状の蓋基板部９２と、蓋基板部９２の径方向の中間位置から蓋内筒部９１と同方向に延出する略円筒状の蓋外筒部９３と、蓋内筒部９１の蓋基板部９２とは反対側を覆うとともにオリフィス９４が径方向の中央に形成された蓋先板部９５とを有している。蓋外筒部９３の外周面には、オネジ９８が形成されている。また、蓋内筒部９１および蓋先板部９５の境界位置の外側には、面取り９９が形成されている。
【００４１】
オリフィス９４は、軸方向の蓋基板部９２とは反対側にあって蓋基板部９２側ほど小径となるテーパ穴９４Ａと、テーパ穴９４Ａの蓋基板部９２側に連続し、蓋基板部９２側ほど大径となるテーパ穴９４Ｂとを有している。テーパ穴９４Ａとテーパ穴９４Ｂとの間が、オリフィス９４において最小径となる最小径部９４Ｃとなっている。テーパ穴９４Ａのテーパとテーパ穴９４Ｂのテーパとは同等になっており、テーパ穴９４Ａの軸方向長さはテーパ穴９４Ｂの軸方向長さよりも長くなっている。
【００４２】
ハウジング本体８３は、切削加工を主体として形成されるもので、軸方向一側に径方向内方に突出する内側環状突起１００が形成された略円筒状をなしている。ハウジング本体８３の内周面には、軸方向一側から順に、小径円筒面部１０１、曲面部１０２、大径円筒面部１０３およびメネジ１０４が形成されている。小径円筒面部１０１は一定径をなしており、小径円筒面部１０１に繋がる曲面部１０２は、小径円筒面部１０１から離れるほど大径の円環状となっており、曲面部１０２に繋がる大径円筒面部１０３は、小径円筒面部１０１より大径の一定径をなしている。曲面部１０２はハウジング本体８３の中心軸線を含む断面が円弧状をなしており、小径円筒面部１０１と曲面部１０２とが、内側環状突起１００に形成されている。なお、ハウジング本体８３を円筒状と記述しているが、内周面は断面円形となることが望ましいが、外周面は、多角形等断面非円形であってもよい。
【００４３】
このようなハウジング本体８３のメネジ１０４に、蓋部材８２のオネジ９８が螺合されることでこれらが一体化されてハウジング８５となる。
【００４４】
フリーピストン８７は、鍛造および切削加工を主体として形成される一体成形品で、略円筒状のピストン筒部１０６と、このピストン筒部１０６の軸方向の一端側を閉塞するピストン閉板部１０７とを有している。ピストン筒部１０６には、軸方向のピストン閉板部１０７とは反対側に、径方向外方に突出する円環状の外側環状突起１０８が形成されている。また、ピストン閉板部１０７の径方向の中央に、軸方向にピストン筒部１０６と同側に突出するシャッタ部１０９が形成されている。ここで、シャッタ部１０９は鍛造によりピストン閉板部１０７から突出するように形成されており、ピストン閉板部１０７のシャッタ部１０９とは反対には鍛造時に生じる凹部１１０が形成されている。
【００４５】
ピストン筒部１０６の外周面には、軸方向のピストン閉板部１０７側から順に、小径円筒面部１１１、曲面部１１２および大径円筒面部１１３が形成されている。曲面部１１２および大径円筒面部１１３は、外側環状突起１０８に形成されている。ピストン筒部１０６の内周面には、ピストン閉板部１０７側から順に、円筒面部１１５およびテーパ面部１１６が形成されている。
【００４６】
小径円筒面部１１１は一定径となっており、この小径円筒面部１１１に繋がる曲面部１１２は小径円筒面部１１１から離れるほど大径の円環状となっている。曲面部１１２に繋がる大径円筒面部１１３は、小径円筒面部１１１より大径の一定径をなしている。曲面部１１２はフリーピストン本体１０６の中心軸線を含む断面が円弧状をなしている。円筒面部１１５は一定径となっており、この円筒面部１１５に繋がるテーパ面部１１６は円筒面部１１５から離れるほど大径のテーパ状をなしている。
【００４７】
シャッタ部１０９は棒状をなしており、ピストン閉板部１０７から軸方向に離れるほど小径となるテーパ面部１１７と、テーパ面部１１７のピストン閉板部１０７とは反対側に連続しピストン閉板部１０７から軸方向に離れるほど小径となるテーパ面部１１８と、テーパ面部１１８のテーパ面部１１７とは反対側に連続し一定径をなす円筒面部１１９と、円筒面部１１９のテーパ面部１１８とは反対側に連続し、円筒面部１１９から軸方向に離れるほど小径となるテーパ状の先端テーパ面部１２０とを有している。先端テーパ面部１２０のテーパは、テーパ面部１１７のテーパより大きく、テーパ面部１１８のテーパより小さくなっている。
【００４８】
フリーピストン８７は、シャッタ部１０９がハウジング８５のオリフィス９４に進入可能となる向きで、ハウジング８５内に配置されることになり、この状態で、大径円筒面部１１３においてハウジング本体８３の大径円筒面部１０３に摺動可能に嵌挿され、小径円筒面部１１１がハウジング本体８３の小径円筒面部１０１に摺動可能に嵌挿されることになる。このようにフリーピストン８７がハウジング８５内に配置された状態で、フリーピストン８７の曲面部１１２と、ハウジング本体８３の曲面部１０２とが、これらの径方向において位置を重ね合わせることになる。よって、ハウジング本体８３の曲面部１０２と、フリーピストン８７の曲面部１１２とがフリーピストン８７の移動方向で対向する。
【００４９】
そして、フリーピストン８７の小径円筒面部１１１および曲面部１１２と、ハウジング本体８３の曲面部１０２および大径円筒面部１０３との間に、言い換えれば、フリーピストン８７の外側環状突起１０８とハウジング８５の内側環状突起１００との間に、Ｏリング８９（図２において自然状態を図示）が配置されている。このＯリング８９は、自然状態にあるとき、中心軸線を含む断面が円形状をなし、内径がフリーピストン８７の小径円筒面部１１１よりも小径で、外径がハウジング本体８３の大径円筒面部１０３よりも大径となっている。つまり、Ｏリング８９は、フリーピストン８７およびハウジング８５の両方に対してこれらの径方向に締め代をもって嵌合される。
【００５０】
Ｏリング８９は、フリーピストン８７のハウジング８５に対する軸方向両方向の移動を許容するとともに、フリーピストン８７の蓋部材８２とは反対側への移動時に圧縮変形して抵抗力を発生させ、最終的にはフリーピストン８７の移動を規制する。
【００５１】
フリーピストン８７においては、Ｏリング８９が小径円筒面部１１１および曲面部１１２に接触することになり、これらのうち曲面部１１２は、フリーピストン８７の移動方向に対し傾斜している。また、ハウジング８５においては、Ｏリング８９が大径円筒面部１０３および曲面部１０２に接触することになり、これらのうち曲面部１０２は、フリーピストン８７の移動方向に対し傾斜している。
【００５２】
言い換えれば、フリーピストン８７の外周部に外側環状突起１０８を設け、この外側環状突起１０８の軸方向一面は、曲面部１１２を構成し、ハウジング８５の内周における、外側環状突起１０８の一側の位置に、曲面部１０２を有する内側環状突起１００を設け、外側環状突起１０８と内側環状突起１００との間にＯリング８９を設けている。
【００５３】
そして、フリーピストン８７の小径円筒面部１１１および曲面部１１２において、Ｏリング８９に接触している部分であるフリーピストン接触面と、ハウジング８５の大径円筒面部１０３および曲面部１０２において、Ｏリング８９に接触している部分であるハウジング接触面とが、フリーピストン８７の移動によってＯリング８９に接触している部分のＯリング８９の中心を通る最短距離が変化し、最短距離となる部分を結ぶ線分の向きが変化する。言い換えれば、フリーピストン８７のフリーピストン接触面と、ハウジング８５のハウジング接触面と、それぞれのうちＯリング８９が接触している部分の最短距離を結ぶ線分の向きが変化するように小径円筒面部１１１および曲面部１１２と大径円筒面部１０３および曲面部１０２との形状が設定されている。具体的に、フリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の上室６側（図２の上側）に位置するとき、フリーピストン接触面とハウジング接触面と、それぞれのうちＯリング８９が接触している部分の最短距離は大径円筒面部１０３と小径円筒面部１１１との半径差である（大径円筒面部１０３と小径円筒面部１１１との半径差よりもＯリング８９の外径と内径の半径差の方が大であるため、Ｏリング８９がその差分潰れ、その部分、つまり最短距離の線分は傾斜角０となる）。一方フリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の下室７側（図２の下側）に移動すると、Ｏリング８９との接触部分は曲面部１１２と曲面部１０２となり、最もＯリング８９が潰される位置、つまり最短距離の線分の傾斜角が斜めになる。
【００５４】
なお、減衰力可変機構４５は、例えばハウジング本体８３内に曲面部１０２の位置までＯリング８９を挿入し、これらハウジング本体８３およびＯリング８９の内側にフリーピストン８７を嵌合して、蓋部材８２をハウジング本体８３に螺合させることにより、組み立てられることになる。そして、このように予め組み立てられた減衰力可変機構４５がピストンロッド１０の取付軸部１５のオネジ８０にメネジ８１を螺合させて取り付けられることになり、その際に、ハウジング８５の蓋基板部９２がバルブ規制部材７７ａに当接することになる。減衰力可変機構４５の外径つまりハウジング８５の外径は、シリンダ１の内径よりも流路抵抗とならない程度に小さく設定されている。
【００５５】
ピストンロッド１０には、主軸部１６のピストン５の近傍位置に、径方向に沿う通路穴１２５が形成されており、この通路穴１２５に連通し取付軸部１５側の先端部に開口する、通路穴１２５より大径の通路穴１２６が軸方向に沿って形成されている。通路穴１２５，１２６が、ピストンロッド１０に設けられるロッド通路１２７を構成している。このロッド通路１２７は、ピストンロッド１０、蓋内筒部９１および蓋先板部９５で囲まれた室１２８と、オリフィス９４とを介して、上室６をハウジング８５内に形成された圧力室１３０に連通させる。ハウジング８５に形成されたオリフィス９４は、ロッド通路１２７の圧力室側開口１２９に、室１２８を介して連通することになり、その最小径部９４Ｃで規定される通路面積が、ロッド通路１２７および室１２８のいずれの位置の通路面積よりも狭くなっている。圧力室１３０は、ハウジング８５とＯリング８９とフリーピストン８７とによって画成されている。
【００５６】
そして、第１実施形態において、フリーピストン８７の中心にあるシャッタ部１０９は、ハウジング８５の中心にあるオリフィス９４と中心軸を一致させており、オリフィス９４内に進入可能となっている。図２に示すようにフリーピストン８７がハウジング８５に対する移動範囲の中央である移動中央位置に位置するとき、シャッタ部１０９は、円筒面部１１９の先端テーパ面部１２０側の端部と、オリフィス９４の最小径部９４Ｃとの軸方向位置を合わせている。
【００５７】
フリーピストン８７がハウジング８５内で摺動し、蓋部材８２側に移動すると、フリーピストン８７のシャッタ部１０９がオリフィス９４に進入する。シャッタ部１０９が、円筒面部１１９の軸方向位置をオリフィス９４の最小径部９４Ｃに合わせた状態では、ロッド通路１２７を一定の最小通路面積に狭める。また、この状態からフリーピストン８７が蓋部材８２とは反対側に移動すると、円筒面部１１９と先端テーパ面部１２０との境界の軸方向位置をオリフィス９４の最小径部９４Ｃと一致させた後に、フリーピストン８７は、その移動距離に応じてシャッタ部１０９の先端テーパ面部１２０をオリフィス９４のテーパ穴９４Ａの内周面から離間させオリフィス９４の通路面積を広げながら移動する。そして、シャッタ部１０９は、オリフィス９４から所定距離以上離間すると、オリフィス９４を最小径部９４Ｃによる一定の最大通路面積で開口させる。このように、シャッタ部１０９は、フリーピストン８７のハウジング８５に対する位置によってオリフィス９４の通路面積を調整することになる。
【００５８】
よって、シャッタ部１０９およびオリフィス９４は、ハウジング８５内でフリーピストン８７が軸方向の一側である蓋部材８２側に移動しシャッタ部１０９をオリフィス９４に進入させた状態で、圧力室１３０および上室６のロッド通路１２７を介しての連通の通路面積を狭めることになる。この状態では、圧力室１３０と上室６との油液の流通が制限されることになり、フリーピストン８７のハウジング８５に対する移動が抑制される。つまり、ハウジング８５のオリフィス９４とフリーピストン８７のシャッタ部１０９とが、ハウジング８５内でフリーピストン８７が軸方向の一側である蓋部材８２側に移動したときに、フリーピストン８７の移動を抑制する移動抑制機構１３５を構成している。移動抑制機構１３５は、上記したようにフリーピストン８７のハウジング８５に対する位置によってオリフィス９４の通路面積を調整することになり、ロッド通路１２７に連通するオリフィス９４の通路面積を可変とする可変オリフィスとしても機能する。
【００５９】
ここで、オリフィス９４の通路面積は、フリーピストン８７のハウジング８５に対する位置を横軸に、通路面積を縦軸にとると、図３に示す特性となっている。つまり、フリーピストン８７のハウジング８５に対する可動範囲Ａのうち、フリーピストン８７がピストンロッド１０から所定距離以上離れ、シャッタ部１０９をオリフィス９４から所定距離以上離す一端領域ａ１〜ａ２では、オリフィス９４の通路面積は、全開の最小径部９４Ｃで規定される最大の一定値となる。そして、移動中央位置ａ３を含む、中間領域ａ２〜ａ４では、フリーピストン８７がピストンロッド１０に近接し、シャッタ部１０９をオリフィス９４に近接させるほど、比例的にオリフィス９４の通路面積が小さくなるように変化する。さらに、フリーピストン８７がピストンロッド１０に所定距離以下まで近接し、シャッタ部１０９をその円筒面部１１９が最小径部９４Ｃに軸方向に重なるまでオリフィス９４に挿入させる他端領域ａ４〜ａ５では、オリフィス９４の通路面積は、円筒面部１１９と最小径部９４Ｃとの径差で規定される最小の一定値となる。図２に示す移動抑制機構１３５は、フリーピストン８７のハウジング８５に対する変位が大きくなる、緩衝器への低周波振動の入力時に、オリフィス９４の通路面積が最小となる縮み行程から伸び行程への反転前後でフリーピストン８７のハウジング８５に対する移動を抑制する。
【００６０】
以上を言い換えれば、フリーピストン８７には、ロッド通路１２７に連通するオリフィス９４の開口面積をフリーピストン８７の移動に応じて調整するシャッタ部１０９が設けられている。また、シャッタ部１０９は、フリーピストン８７から突出し、オリフィス９４に進入可能な形状となっている。
【００６１】
上記したロッド通路１２７は、上室６および下室７のうちの一方である上室６に連通されて、ピストン５の上室６側への移動によりシリンダ１内の上室６から油液を、室１２８およびオリフィス９４を介して圧力室１３０に流す。そして、移動抑制機構１３５は、この圧力室１３０と直列に設けられている。フリーピストン８７とハウジング８５との間に設けられたＯリング８９は、このときのフリーピストン８７の変位に対し抵抗力を発生する。つまり、Ｏリング８９は、フリーピストン８７がハウジング８５に対し圧力室１３０を拡大する伸び側に移動するときに弾性力を発生する。
【００６２】
ここで、ピストンロッド１０が伸び側に移動する伸び行程では、上室６から通路４０ａを介して下室７に油液が流れることになるが、ピストン速度が微低速域の場合は、上室６から通路４０ａに導入された油液が、基本的に、シート部７１ａとシート部７１ａに当接するディスク７５ａとの間に形成された常時開口の固定オリフィス７８ａを介して下室７に流れ、その際にオリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）の減衰力が発生する。また、ピストン速度が上昇して低速域に達すると、上室６から通路４０ａに導入された油液が、基本的にディスク７５ａを開きながらディスク７５ａとシート部７１ａとの間を通って下室７に流れることになる。このため、バルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生する。
【００６３】
ピストンロッド１０が縮み側に移動する縮み行程では、下室７から通路４０ｂを介して上室６に油液が流れることになるが、ピストン速度が微低速域の場合は、下室７から通路４０ｂに導入された油液が、基本的に、シート部７１ｂとシート部７１ｂに当接するディスク７５ｂとの間に形成された常時開口の固定オリフィス７８ｂを介して上室６に流れ、その際オリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）の減衰力が発生する。また、ピストン速度が上昇して低速域に達すると、下室７から通路４０ｂに導入された油液が、基本的にディスク７５ｂを開きながらディスク７５ｂとシート部７１ｂとの間を通って上室６に流れることになる。このため、バルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の減衰力が発生する。
【００６４】
ここで、ピストン速度が遅いとき、つまり微低速域（例えば０．０５ｍ／ｓ）の周波数が比較的高い領域（例えば７Ｈｚ以上）は、例えば路面の細かな表面の凹凸から生じる振動であり、このような状況では減衰力を下げるのが好ましい。また、同じくピストン速度が遅いときであっても、上記とは逆に周波数が比較的低い領域（例えば２Ｈｚ以下）は、いわゆる車体のロールによるぐらつき等の振動であり、このような状況では減衰力を上げるのが好ましい。
【００６５】
これに対応して、上記した減衰力可変機構４５が、ピストン速度が同じように遅い場合でも、周波数に応じて減衰力を可変とする。つまり、ピストン速度が遅い時、ピストン５の往復動の周波数が高くなると、その伸び行程では、上室６の圧力が高くなって、ピストンロッド１０のロッド通路１２７を介して減衰力可変機構４５の圧力室１３０に上室６から油液を導入させながら、フリーピストン８７が軸方向の下室７側にあるＯリング８９の付勢力に抗してハウジング８５に対して軸方向の下室７側に移動する。このようにフリーピストン８７が軸方向の下室７側に移動することにより、オリフィス９４の通路面積に応じて圧力室１３０に上室６から油液を導入することになり、上室６から通路４０ａに導入され減衰バルブ４１ａを通過して下室７に流れる油液の流量が減ることになる。これにより、減衰力が下がる。このように、フリーピストン８７は、ピストン５の移動により圧力室１３０の容積を可変にする。
【００６６】
続く縮み行程では、下室７の圧力が高くなるため、オリフィス９４の通路面積に応じて、ロッド通路１２７を介して圧力室１３０から上室６に油液を排出させながら、それまで軸方向の下室７側に移動していたフリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の上室６側に移動する。このようにフリーピストン８７が軸方向の上室６側に移動することにより、下室７の容積を拡大することになり、下室７から通路４０ｂに導入され減衰バルブ４１ｂを通過して上室６に流れる油液の流量が減ることになる。これにより、減衰力が下がる。
【００６７】
ピストン５の周波数が高い領域では、フリーピストン８７の移動の周波数も追従して高くなり、その結果、上記した伸び行程の都度、上室６から圧力室１３０に油液が流れ、縮み行程の都度、下室７の容積がフリーピストン８７の移動の分拡大することになって、上記のように、減衰力が下がった状態に維持されることになる。
【００６８】
他方で、ピストン速度が遅い時、ピストン５の周波数が低くなると、フリーピストン８７の移動の周波数も追従して低くなるため、伸び行程の初期に、上室６から圧力室１３０に油液が流れるものの、その後はフリーピストン８７がＯリング８９を圧縮してハウジング８５に対して軸方向の下室７側で停止し、上室６から圧力室１３０に油液が流れなくなるため、上室６から通路４０ａに導入され減衰バルブ４１ａを通過して下室７に流れる油液の流量が減らない状態となり、減衰力が高くなる。
【００６９】
続く縮み行程でも、その初期に、下室７の容積がハウジング８５に対するフリーピストン８７の移動の分拡大することになるものの、その後はフリーピストン８７がハウジング８５に対し軸方向の上室６側で停止し、下室７の容積に影響しなくなるため、下室７から通路４０ｂに導入され減衰バルブ４１ｂを通過して上室６に流れる油液の流量が減らない状態となり、減衰力が高くなる。
【００７０】
そして、本実施形態においては、上記したように、フリーピストン８７に付勢力を与える部品としてゴム材料からなるＯリング８９を用いており、フリーピストン８７がハウジング８５に対する移動中央位置にあるとき、Ｏリング８９が、ハウジング本体８３の大径円筒面部１０３と、フリーピストン８７の小径円筒面部１１１との間に位置する。
【００７１】
この移動中央位置から例えば伸び行程では、上室６の圧力上昇によりロッド通路１２７を介して上室６から圧力室１３０に油液が流れ、フリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の下室７側に移動する。すると、ハウジング８５の大径円筒面部１０３とフリーピストン８７の小径円筒面部１１１とがＯリング８９を、相互間で転動つまり内径側と外径側とが逆方向に移動するように回転させてハウジング８５に対して軸方向の下室７側に移動させることになり、その後、ハウジング８５の曲面部１０２の軸方向の上室６側と、フリーピストン８７の曲面部１１２の軸方向の下室７側とが、Ｏリング８９を転動させながらフリーピストン８７の軸方向および径方向に圧縮し、続いてハウジング８５の曲面部１０２の軸方向の下室７側と、フリーピストン８７の曲面部１１２の軸方向の上室６側とが、Ｏリング８９をフリーピストン８７の軸方向および径方向に圧縮する。Ｏリング８９の弾性力によって、フリーピストン８７は、ハウジング８５に対する移動が抑制される。つまり、ハウジング８５内でフリーピストン８７が軸方向の他側である下室７側に移動したときに、フリーピストン８７とハウジング８５との間のＯリング８９がフリーピストン８７の移動を抑制し、その後に規制する。
【００７２】
このとき、ハウジング８５の大径円筒面部１０３とフリーピストン８７の小径円筒面部１１１との間でＯリング８９を転動させる領域と、ハウジング８５の曲面部１０２とフリーピストン８７の曲面部１１２との間でＯリング８９を転動させる領域とが、フリーピストン８７の移動領域のうち下流側端部から離間した位置において、Ｏリング８９が転動する転動領域であり、下流側端部から離間した位置において、Ｏリング８９がフリーピストン８７の移動方向にハウジング８５とフリーピストン８７と双方に接触した状態で移動する移動領域となっている。この移動とは、Ｏリング８９の少なくともフリーピストン移動方向下流端位置（図２における下端位置）が移動することを言う。
【００７３】
また、ハウジング８５の曲面部１０２とフリーピストン８７の曲面部１１２との間でＯリング８９を圧縮する領域が、フリーピストン８７の移動領域のうち下流側端部側において、Ｏリング８９をフリーピストン８７の移動方向に弾性変形させる移動方向変形領域となっている。この移動方向変形領域における弾性変形とは、Ｏリング８９のフリーピストン移動方向上流端位置（図２における上端位置）が移動し、下流端位置が移動しない変形のことである。ここでは、転動領域および移動領域が、移動方向変形領域の一部とラップしている。以上により、Ｏリング８９は、移動方向変形領域において移動方向につぶされる。
【００７４】
続く縮み行程では、下室７の圧力上昇によりロッド通路１２７を介して圧力室１３０から上室６に油液が流れ、フリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の上室６側に移動すると、ハウジング８５の曲面部１０２の軸方向の下室７側と、フリーピストン８７の曲面部１１２の軸方向の上室６とが、Ｏリング８９の圧縮を解除し、続いて、ハウジング８５の曲面部１０２の軸方向の上室６側と、フリーピストン８７の曲面部１１２の軸方向の下室７側とが、Ｏリング８９を転動させながら圧縮をさらに解除することになり、続いて、ハウジング８５の大径円筒面部１０３とフリーピストン８７の小径円筒面部１１１とがＯリング８９を、相互間で転動させながらハウジング８５に対して軸方向の上室６側に移動させることになる。
【００７５】
このフリーピストン８７の軸方向の上室６側への移動の中間期から後期に、シャッタ部１０９がオリフィス９４を徐々に狭め、最終的にはオリフィス９４を最小面積に狭めることになって、ロッド通路１２７を介する圧力室１３０から上室６への油液の流れを抑制し、その結果、フリーピストン８７のハウジング８５に対する移動を抑制する。
【００７６】
上記に続く伸び行程では、上室６の圧力上昇によりロッド通路１２７を介して上室６から圧力室１３０に油液が流れ、フリーピストン８７がハウジング８５に対して軸方向の下室７側に移動する。この移動初期に、フリーピストン８７がハウジング８５に対して所定位置に移動するまでは、シャッタ部１０９がオリフィス９４を最小面積に狭めた状態を維持しており、移動抑制機構１３５がフリーピストン８７のハウジング８５に対する移動を抑制している。その後、シャッタ部１０９がオリフィス９４を徐々に広げ、所定位置からは最大面積に広げることになって移動抑制機構１３５によるフリーピストン８７のハウジング８５に対する移動抑制を解除する。よって、行程反転後の伸び行程の初期は、移動抑制機構１３５によってフリーピストン８７がハウジング８５に対し移動が抑制された状態が維持される。この伸び行程においては、Ｏリング８９を、ハウジング８５の大径円筒面部１０３とフリーピストン８７の小径円筒面部１１１とが、相互間で転動させてハウジング８５に対して軸方向の下室７側に移動させることになる。
【００７７】
ここで、ゴム材料からなるＯリング８９によるフリーピストン８７の変位に対する荷重の特性は、非線形の特性となる。つまり、フリーピストン８７の移動中央位置の前後の所定範囲では線形に近い特性となり、この範囲を超えると、変位に対して滑らかに荷重の増加率が増大するようになる。上記のように、ピストン５の作動周波数が高い領域では、ピストン５の振幅も小さいため、フリーピストン８７の変位も小さくなり、移動中央位置前後の線形の特性範囲で動作することになる。これにより、フリーピストン８７は動きやすくなり、ピストン５の振動に追従して振動して減衰バルブ４１ａ，４１ｂの発生する減衰力の低減に寄与する。
【００７８】
他方で、ピストン５の作動周波数が低い領域では、ピストン５の振幅が大きくなるため、フリーピストン８７の変位が大きくなり、伸び行程においては非線形の特性範囲で動作することになる。これにより、伸び行程においてフリーピストン８７は徐々に滑らかに、動き難くなり、減衰バルブ４１ａの発生する減衰力を低減し難くなる。また、縮み行程においてフリーピストン８７の変位が大きくなるとシャッタ部１０９がロッド通路１２７に連通するオリフィス９４を狭めることになり、フリーピストン８７は徐々に滑らかに、動き難くなり、減衰バルブ４１ｂの発生する減衰力を低減し難くなる。
【００７９】
第１実施形態においては、減衰力可変機構４５に、上記したように、フリーピストン８７のハウジング８５に対する変位が大きくなる、緩衝器への低周波振動の入力時の縮み行程から伸び行程への反転前後でオリフィス９４の通路面積を狭めるシャッタ部１０９を含む移動抑制機構１３５が設けられている。このため、シャッタ部１０９が設けられていない場合と比べて、縮み行程から伸び行程への反転初期において減衰力が高い状態を維持できるようになっている。
【００８０】
つまり、移動抑制機構１３５は、フリーピストン８７がピストンロッド１０側に移動する縮み行程の後期に、シャッタ部１０９の先端テーパ面部１２０をオリフィス９４のテーパ穴９４Ａの内周面に徐々に近接させてロッド通路１２７を狭め、所定位置からは最小面積に狭めることになる。このため、続く伸び行程の初期においては、シャッタ部１０９がロッド通路１２７に連通するオリフィス９４を最小面積に狭めた状態となっており、その後、伸び行程の進行に所定位置からテーパ穴９４Ｂの内周面から離れ、オリフィス９４を徐々に最大通路面積まで開くことになる。その結果、伸び行程の初期において、上記のようにロッド通路１２７に連通するオリフィス９４が狭められていることから、上室６から圧力室１３０への油液の流れが抑制されることになり、フリーピストン８７のハウジング８５に対する移動が抑制され遅れを生じることになる。
【００８１】
よって、行程反転後の伸び行程の初期においては、相対的に、上室６から通路４０ａに導入され減衰バルブ４１ａを通過して下室７に流れる油液の流量が増えることになって、減衰力が上がる。そして、伸び行程がさらに進行すると、シャッタ部１０９が離間してオリフィス９４は最大の通路面積となり、減衰力可変機構４５は、移動抑制機構１３５を設けない状態と同様に作動する。
【００８２】
以上に述べた第１実施形態によれば、シリンダ１内の上室６と、ハウジング８５内のフリーピストン８７によって画成された圧力室１３０とを連通するロッド通路１２７を形成し、フリーピストン８７によって圧力室１３０の容量を可変とすることで減衰力を可変とし、その上で、フリーピストン８７に、ロッド通路１２７に連通するオリフィス９４の開口面積をフリーピストン８７の移動に応じて調整するシャッタ部１０９を設けている。このため、減衰力特性を一層詳細に制御可能となる。特に、ハウジング８５およびフリーピストン８７に、ハウジング８５内でフリーピストン８７が軸方向の一側である上室６側に移動したときに、フリーピストン８７の移動を抑制する移動抑制機構１３５が設けられているため、この移動抑制機構１３５が、縮み行程から伸び行程への行程反転時にロッド通路１２７に連通するオリフィス９４の開口面積をシャッタ部１０９によって狭めることで、行程反転後のフリーピストン８７のハウジング８５に対する変位を遅らせて、伸び行程への反転初期の減衰力を高めることができる。したがって、シャッタ部１０９を設けない場合に生じる、減衰力の行程反転初期の立ち上がり悪化に起因したハンドリングの応答性の悪化を防止し、縮み行程から伸び行程への行程反転時の応答性を高めることができ、ハンドリングの応答性向上と、操縦安定性向上とを図ることができる。
【００８３】
また、ハウジング８５およびフリーピストン８７に、ハウジング８５内でフリーピストン８７が一側に移動したときに、フリーピストン８７の移動を抑制する移動抑制機構１３５が設けられ、フリーピストン８７とハウジング８５との間には、ハウジング８５内でフリーピストン８７が軸方向の他側である下室７側に移動したときに、フリーピストン８７の移動を規制するＯリング８９が設けられている。よって、ピストン５の作動周波数に感応して減衰力を変化させる場合に円滑に変化させることができる。
【００８４】
さらに、移動抑制機構１３５が、ハウジング８５に形成されロッド通路１２７の圧力室側開口１２９と連通するオリフィス９４と、フリーピストン８７に設けられオリフィス９４の開口面積をフリーピストン８７の移動に応じて調整するシャッタ部１０９とからなり、開口面積で変化する流体の流動性を利用してフリーピストン８７のハウジング８５に対する移動を抑制する。このため、弾性体を設けなくても、フリーピストン８７がハウジング８５に対し蓋部材８２側に移動した場合のフリーピストン８７の蓋部材８２への当接の衝撃を緩和することができる。よって、過渡的な減衰力波形となることを抑制でき、メタルタッチの衝突に起因する異音の発生を抑制できる。その結果、フリーピストン８７が蓋部材８２側に移動したときにフリーピストン８７の移動を規制するＯリングとこれを圧縮する構造部とが不要となるため、部品点数の低減と軸方向長さの短縮化とが図れる。
【００８５】
「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図４に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００８６】
第２実施形態においては、図４に示すように、第１実施形態に対し部分的変更を行った減衰力可変機構４５が用いられている。
【００８７】
第２実施形態の減衰力可変機構４５は、まず、ハウジング８５の蓋部材８２が一部相違している。つまり、第２実施形態の蓋部材８２は、蓋基板部９２と蓋内筒部９１との間に、外径が蓋基板部９２よりも小径の段部１４０が形成されており、この段部１４０の外周面に、ハウジング本体８３のメネジ１０４に螺合するオネジ９８が形成されている。そして、段部１４０の軸方向の蓋基板部９２とは反対側に円環状の凸部１４１が形成されている。
【００８８】
また、第２実施形態の減衰力可変機構４５は、フリーピストン８７が一部相違している。つまり、第２実施形態のフリーピストン８７は、ピストン筒部１０６の内周側に第１実施形態のテーパ面部１１６が形成されず、全長にわたって円筒面部１１５が形成されている。軸方向の外側環状突起１０８側の端面に、上記凸部１４１を進入可能とする円環状の凹部１４２が形成されており、凹部１４２の底部にはさらに凹む円環状の保持溝１４３が形成されている。そして、保持溝１４３には、角リング状のストッパリング１４４が嵌合固定されている。ストッパリング１４４は、ゴム材料からなる弾性体であり、凹部１４２の底面よりも突出している。ストッパリング１４４は、フリーピストン８７の凸部１４１に当接して、フリーピストン８７の蓋部材８２へのメタルタッチでの当接を規制する。
【００８９】
移動抑制機構１３５によるフリーピストン８７の蓋部材８２側への移動の抑制は、フリーピストン８７の移動速度に依存し、微低速かつ低周波の入力の場合に、フリーピストン８７が蓋部材８２に当接してしまう可能性がある。これに対し、上記した第２実施形態によれば、ストッパリング１４４によってフリーピストン８７の蓋部材８２への当接を規制することができる。したがって、フリーピストン８７の移動速度によらず、フリーピストン８７の蓋部材８２への当接時の衝撃を緩和することができる。よって、過渡的な減衰力波形となることを一層抑制でき、メタルタッチの衝突に起因する異音の発生を一層抑制できる。
【００９０】
「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図５に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００９１】
第３実施形態においては、図５に示すように、第１実施形態に対し部分的変更を行った減衰力可変機構４５が用いられている。
【００９２】
第３実施形態の減衰力可変機構４５では、Ｏリングからなるストッパリング１５０が、ハウジング本体８３の大径円筒面部１０３に嵌合するように、蓋部材８２の蓋外筒部９３とフリーピストン８７の外側環状突起１０８との間に配置されている。ストッパリング１５０は、蓋部材８２の蓋外筒部９３に接触するように配置されている。そして、このストッパリング１５０の分、ハウジング本体８３の軸方向長さが長くされており、蓋部材８２も蓋内筒部９１の軸方向長さが長くされている。ストッパリング１５０は、フリーピストン８７の外側環状突起１０８に当接して、フリーピストン８７の蓋部材８２へのメタルタッチの当接を規制する。
【００９３】
このような第３実施形態によれば、ストッパリング１５０によって、第２実施形態と同様、フリーピストン８７の蓋部材８２への当接を規制することができる。したがって、フリーピストン８７の移動速度によらず、フリーピストン８７の蓋部材８２への当接時の衝撃を緩和することができる。よって、過渡的な減衰力波形となることを一層抑制でき、メタルタッチの衝突に起因する異音の発生を一層抑制できる。
【００９４】
「第４実施形態」
次に、第４実施形態を主に図６に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００９５】
第４実施形態においては、図６に示すように、第１実施形態に対し部分的変更を行った減衰力可変機構４５が用いられている。
【００９６】
第４実施形態の減衰力可変機構４５は、蓋部材８２に第１実施形態のオネジ９８がなく、ハウジング本体８３のメネジ１０４もない。代わりに、ハウジング８５の蓋部材８２の蓋基板部９２の蓋外筒部９３よりも外側部分をハウジング本体８３の内側環状突起１００とは反対側に嵌合させて、ハウジング本体８３を加締めることで、ハウジング本体８３に蓋部材８２を固定している。このため、固定構造部の軸方向長さが螺合よりも短くなり、その結果、ハウジング本体８３の蓋内筒部９１および蓋外筒部９３の軸方向長さが短く、シャッタ部１０９の軸方向長さも短くなっている。
【００９７】
このような第４実施形態によれば、ハウジング本体８３に蓋部材８２を加締めにより固定しているため、上記したように、減衰力可変機構４５の軸方向長さを短縮できる。また、ハウジング本体８３および蓋部材８２の固定に要するコストを低減できるとともに、これらの固定時の状態を良好に維持することができる。
【００９８】
「第５実施形態」
次に、第５実施形態を主に図７に基づいて第４実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第４実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。
【００９９】
第５実施形態においては、図７に示すように、第４実施形態に対し部分的変更を行った減衰力可変機構４５が用いられている。
【０１００】
第５実施形態の減衰力可変機構４５は、フリーピストン８７の内周側の円筒面部１１５とテーパ面部１１６との間に、円筒面部１１５の軸方向のピストン閉板部１０７とは反対側に繋がるテーパ面部１６０と、テーパ面部１６０の軸方向のピストン閉板部１０７とは反対側に繋がるテーパ面部１６１とを有している。テーパ面部１６０のテーパは、テーパ面部１１６のテーパよりも小さく、テーパ面部１６１のテーパは、テーパ面部１１６のテーパよりも大きくなっている。
【０１０１】
また、蓋内筒部９１の蓋基板部９２とは反対の外側には、第４実施形態の面取り９９が形成されていない。加えて、オリフィス９４は、一定径となっている。そして、蓋内筒部９１の円筒状の外周面と、フリーピストン８７の内周側のテーパ面部１６０および円筒面部１１５とによって移動抑制機構１６３が形成されている。移動抑制機構１６３は、フリーピストン８７が蓋部材８２から所定距離以上離れると、上室６と圧力室１３０とをオリフィス９４の通路面積で連通させることになり、フリーピストン８７が蓋部材８２に所定距離以下まで近づくと、蓋内筒部９１の外周面とフリーピストン８７のテーパ面部１６０との径差による通路面積を、フリーピストン８７が蓋部材８２に近づくほど狭めるようになっており、第１実施形態の移動抑制機構１３５と同様に作動する。
【０１０２】
このような第５実施形態によれば、第４実施形態の軸状のシャッタ部１０９を設ける必要がなくなるため、フリーピストン８７の製造が容易となり、コストを低減できる。
【０１０３】
上記各実施の形態は、複筒式の油圧緩衝器に本発明を用いた例を示したが、これに限らず、シリンダの外周に外筒を設けないモノチューブ式の油圧緩衝器に用いてもよく、あらゆる緩衝器に用いることができる。
【０１０４】
なお、上記実施の形態では、油圧緩衝器を例に示したが、流体として水や空気を用いることもできる。
さらに、上記各実施形態では、抵抗要素である弾性体としてＯリングを１個の例を示したが、必要に応じて同様の技術思想で、２個以上としてもよい。
また、上記各実施形態では、抵抗要素である弾性体としてゴム（樹脂）製のリングを用いた例を示したが、ゴム製の球を周方向に間隔をもって複数も設けてもよく、また、本発明に用いることのできる弾性体は、一の軸方向に弾性を有するものではなく、複数の軸方向に対して弾性を有するものであれば、ゴムでなくともよい。例えば、金属製のばねとすれば、耐久性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  シリンダ
５  ピストン
６  上室（ロッド側室）
７  下室（ボトム側室）
１０  ピストンロッド
４０ａ，４０ｂ  通路
４１ａ，４１ｂ  減衰バルブ
８５  ハウジング
８７  フリーピストン
８９  Ｏリング（弾性体）
９４  オリフィス
１０９  シャッタ部
１２７  ロッド通路
１２９  圧力室側開口
１３０  圧力室
１３５，１６３  移動抑制機構
【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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【図７】
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