(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油とガスとを収容するシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に設けられて、前記油と前記ガスとを区分して油室とガス室とを当該シリンダに形成するフリーピストンと、
前記シリンダの前記油室において摺動可能に設けられるピストン、および当該ピストンを支持するとともに一部が前記シリンダから突出するロッドを有するピストン・ロッド機構部と、を備え、
前記フリーピストンは、前記ピストン・ロッド機構部の端部の接触を受けた際に前記油室と前記ガス室とを連通可能にする連通部と、当該連通部の周囲に配置されて当該ピストン・ロッド機構部に向けて突出する突起を有する隙間形成部とを備え、
前記フリーピストンと前記ピストン・ロッド機構部の前記端部とが接触した状態にて、前記連通部と当該端部との間に前記ガス室と前記油室との間の油の流路となる隙間が形成されることを特徴とする油圧緩衝装置。
【請求項２】
前記隙間形成部は、前記フリーピストンの外縁部に設けられて前記ピストン・ロッド機構部に向けて突出する外側突起部と、当該外側突起部よりも内側に配置されて当該ピストン・ロッド機構部に向けて突出する内側突起部とを有することを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝装置。
【請求項３】
油とガスとを収容するシリンダ内に摺動可能に設けられて、当該油と当該ガスとを区分して油室とガス室とを当該シリンダに形成するフリーピストンであって、
前記シリンダに摺動可能に設けられるピストンおよび当該ピストンを支持するロッドを有するピストン・ロッド機構部の端部の接触を受けた際に前記油室と前記ガス室とを連通可能にする連通部と、
前記ピストン・ロッド機構部の前記端部に接触した状態にて、前記連通部と当該端部との間に、前記ガス室と前記油室との間の油の流路となる隙間を形成する隙間形成部と、
を有することを特徴とするフリーピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧緩衝装置およびフリーピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内に摺動可能に設けられたフリーピストンによって油室とガス室とを区分し、さらに、ロッドに支持されるピストンをシリンダの油室に摺動可能に設けた油圧緩衝装置が知られている。
このような油圧緩衝装置において、例えばフリーピストンのシール性能の低下などにより、油室のオイルがガス室に流入する場合がある。そして、ガス室に非圧縮性流体のオイルが溜まった状態では、ロッドがフリーピストンに接触してもフリーピストンによってロッドの移動が妨げられる。その結果として、ロッドが破損したり、油圧緩衝装置において衝撃が発生したりするおそれがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、シリンダ内にはピストンの下方にフリーピストンを摺動自在に嵌装して、このフリーピストンにてシリンダ内をピストンが上下動する作動油を充満した油室とガスを充満したガス室とに画成し、フリーピストンの隔壁部の下面側に環状に溝を形成して、この溝が形成されている部分を薄肉部とし、薄肉部で囲まれた部分をピストンロッド当接時に破断して連通路を形成する破断部を備えた油圧緩衝装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えばロッドがフリーピストンに接触するときに、フリーピストンの例えば一部が破断するなどしてフリーピストンを介して油室とガス室との間にオイルの流路を形成した場合であっても、フリーピストンとピストンとが接触することでピストンがフリーピストンに形成されたオイルの流路を塞いでしまう可能性がある。この場合、フリーピストンを介した油室とガス室との間のオイルの流れが堰き止められ、フリーピストンが移動できなくなってしまう。従って、フリーピストンによってロッドの移動は妨げられ、ロッドの破損や衝撃の発生などが生じることにつながる。
本発明は、フリーピストンによるロッドの移動の妨げを確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、油とガスとを収容するシリンダと、シリンダ内に摺動可能に設けられて、油とガスとを区分して油室とガス室とをシリンダに形成するフリーピストンと、シリンダの油室において摺動可能に設けられるピストン、およびピストンを支持するとともに一部がシリンダから突出するロッドを有するピストン・ロッド機構部と、を備え、フリーピストンは、ピストン・ロッド機構部の端部の接触を受けた際に油室とガス室とを連通可能にする連通部と、連通部の周囲に配置されてピストン・ロッド機構部に向けて突出する突起を有する隙間形成部とを備え、フリーピストンとピストン・ロッド機構部の端部とが接触した状態にて、連通部と端部との間にガス室と油室との間の油の流路となる隙間が形成されることを特徴とする油圧緩衝装置である。
【０００７】
また、隙間形成部は、フリーピストンの外縁部に設けられてピストン・ロッド機構部に向けて突出する外側突起部と、外側突起部よりも内側に配置されてピストン・ロッド機構部に向けて突出する内側突起部とを有するとよい。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明は、油とガスとを収容するシリンダ内に摺動可能に設けられて、油とガスとを区分して油室とガス室とをシリンダに形成するフリーピストンであって、シリンダに摺動可能に設けられるピストンおよびピストンを支持するロッドを有するピストン・ロッド機構部の端部の接触を受けた際に油室とガス室とを連通可能にする連通部と、ピストン・ロッド機構部の端部に接触した状態にて、連通部と端部との間に、ガス室と油室との間の油の流路となる隙間を形成する隙間形成部と、を有することを特徴とするフリーピストンである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フリーピストンによるロッドの移動の妨げを確実に防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１が適用される油圧緩衝装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施形態１が適用されるピストンを詳細に説明するための図である。
【図３】フリーピストンの全体図である。
【図４】フリーピストンを詳細に説明するための図である。
【図５】油圧緩衝装置の作用について説明するための図である。
【図６】フリーピストンの内側突起部の作用を説明するための図である。
【図７】実施形態２が適用されるピストンを説明するための図である。
【図８】フリーピストンの外側突起部の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１が適用される油圧緩衝装置１の概略構成を示す図である。
図２は、実施形態１が適用されるピストン２０を詳細に説明するための図である。
図１に示すように、本実施形態の油圧緩衝装置１は、分離加圧式のダンパである。油圧緩衝装置１は、例えば車両などの車体と車軸との間に設けられて振動を減衰させる。油圧緩衝装置１は、オイルおよび高圧ガスを収容するシリンダ１０と、シリンダ１０の油室Ｙ（後述）にシリンダ１０内に摺動可能に設けられるピストン２０と、ピストン２０を支持してシリンダ１０から一部が突出するピストンロッド３０と、シリンダ１０内に摺動可能に設けられてシリンダ１０内のオイルとガスとを区分するフリーピストン４０とを有している。
なお、本実施形態の説明において、油圧緩衝装置１の軸方向の一方側（例えば車体側）の端部を単に「一端」とよび、油圧緩衝装置１の軸方向に他方側（例えば車軸側）の端部を単に「他端」とよぶ。
【００１２】
また、油圧緩衝装置１は、シリンダ１０の一端部に、ピストンロッド３０を摺動可能に保持するとともにピストンロッド３０の軸方向の移動を案内するロッドガイド５１と、ロッドガイド５１の内周とピストンロッド３０の外周との間に設けられ、シリンダ１０内のオイルの漏れやシリンダ１０内への異物の混入を防止するオイルシール５２とを有している。さらに、油圧緩衝装置１は、シリンダ１０の一端部に設けられ、後述のバンプラバー７０との当接部を形成するカバー部材５３を有している。
【００１３】
そして、油圧緩衝装置１は、一端部に設けられて例えば車体に取り付ける際の接続部となる車体側取付部材６０Ａと、他端部に設けられて例えば車軸に取り付ける際の接続部となる車軸側取付部材６０Ｂとを有している。
さらに、油圧緩衝装置１は、車体側取付部材６０Ａ側であってピストンロッド３０の外周に設けられ、後述するようにシリンダ１０におけるピストンロッド３０の相対的な移動に伴って油圧緩衝装置１が圧縮し、シリンダ１０の一端部（カバー部材５３）の衝突を受けた際に、その衝撃を吸収するバンプラバー７０を有している。
【００１４】
シリンダ１０は、薄肉円筒形状を有する外シリンダ１１と、外シリンダ１１の他端の開口を塞ぐ底蓋１２を有している。外シリンダ１１の内部には、オイルと高圧ガスが収容されている。そして、底蓋１２とピストン２０との間に設けられるフリーピストン４０によってオイルと高圧ガスとが区分されることで、シリンダ１０内には、油室Ｙとガス室Ｇとが形成される。
さらに、シリンダ１０の油室Ｙにはピストンロッド３０に支持されるピストン２０が摺動可能に設けられる。シリンダ１０の油室Ｙは、ピストン２０によって、ピストン２０のピストンロッド３０が突出する側（一端側）に第１油室Ｙ１が形成され、ピストン２０に対してピストンロッド３０が突出しない側（他端側）に第２油室Ｙ２が形成される。
【００１５】
ピストン２０は、図２に示すように、円柱形状を有するバルブボディ２０Ｂと、バルブボディ２０Ｂに形成された複数の油路の内の一部の油路の他端側（第２油室Ｙ２側）を塞ぐ第１バルブ２１と、バルブボディ２０Ｂに形成された複数の油路の内の一部の油路の一端側（第１油室Ｙ１側）を塞ぐ第２バルブ２２と、ピストンロッド３０と第２バルブ２２との間に配置されるワッシャ２３と、を備えている。
さらに、ピストン２０は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２とともに、別体で構成されるバルブボディ２０Ｂ、第１バルブ２１、第２バルブ２２およびワッシャ２３をユニット化するためのナット２４を備えている。ナット２４と第１バルブ２１との間には、ワッシャ２５が配置される。
【００１６】
バルブボディ２０Ｂは、外シリンダ１１の内径よりも若干小さい外径を有し外シリンダ１１の内周面との間に摺動部分を形成する摺動部２０１と、摺動部２０１の一端側に設けられ後述の油路が形成される領域以外が軸方向に突出する突出部２０２と、摺動部２０１の他端側に形成され摺動部２０１よりも外径が小さい段差部２０３とを有している。
このように、本実施形態のピストン２０は、バルブボディ２０Ｂの他端側に摺動部２０１よりも外径が小さい段差部２０３を有しており、全体として他端側の端部が狭まった凸形状をしている。
【００１７】
バルブボディ２０Ｂには、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すために軸方向に形成されたボルト孔２６と、ボルト孔２６よりも半径方向の外側の部位に軸線方向に形成された第１油路２７１と、第１油路２７１よりも半径方向の外側の部位に軸方向に延びるとともにバルブボディ２０Ｂの突出部２０２の谷部に設けられて開口する一端側の口とおよび段差部２０３に設けられる他端側の口とを結ぶ第２油路２７２とが形成されている。第１油路２７１および第２油路２７２は、円周方向に等間隔に複数（本実施の形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とを連通する連通路として機能する。
【００１８】
第１バルブ２１は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第１バルブ２１の外径は、第１油路２７１の他端側の口を塞ぐ大きさに設定されている。
第２バルブ２２は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第２バルブ２２の外径は、突出部２０２を覆う大きさであって、第１油路２７１および第２油路２７２の一端側の口を覆うように設定されている。なお、第２バルブ２２は、突出部２０２の山部（一端側の端面）を覆うことで谷部との間に隙間を形成する。そして、この谷部に上記の第１油路２７１の一端側の口が設けられることで、第１油路２７１の一端側におけるオイルの導入口が形成される。
【００１９】
ワッシャ２３は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。このワッシャ２３がピストンロッド３０の一端側取付部３２と第２バルブ２２との間に配置されることにより、このワッシャ２３の厚さ分、ピストンロッド３０と第２バルブ２２との間に隙間を生じさせる。
ワッシャ２５は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。このワッシャ２３がピストンロッド３０のナット２４と第１バルブ２１との間に配置されることにより、このワッシャ２５の厚さ分、ナット２４と第１バルブ２１との間に隙間を生じさせる。
【００２０】
ピストンロッド３０は、図１に示すように、中実の部材であって円柱状のロッド部３１と、ロッド部３１の一端側に形成されて車体側取付部材６０Ａとの取り付け部分を構成する一端側取付部３２と、ロッド部３１の他端側に形成されてピストン２０などを取り付ける取り付け部分を構成する他端側取付部３３とを有している。一端側取付部３２および他端側取付部３３の先端の外面には螺旋状の溝が切られて雄ねじが形成されておりボルトとして作用する。
なお、本実施形態の油圧緩衝装置１では、ピストン２０とピストンロッド３０とがピストン・ロッド機構部として機能する。
【００２１】
図３は、フリーピストン４０の全体図である。
図４は、フリーピストン４０を詳細に説明するための図である。
なお、図３（ａ）はフリーピストン４０の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す矢印IIIｂから見た上面図である。また、図４（ａ）は図３（ｂ）に示すIVａ−IVａ断面図であり、図４（ｂ）は、フリーピストン４０における破断の作用を説明するための図である。
図３（ａ）に示すように、フリーピストン４０は、円筒形状の側部４１と、側部４１を形成する円筒の軸方向の一端側における開口を塞ぐように形成された円板状の天板部４２とを有している。そして、フリーピストン４０は、天板部４２がピストン２０側を向くように、側部４１の内側に形成される内周部４１Ｈ（図２参照）がシリンダ１０の底蓋１２側を向くようにシリンダ１０に設けられる。
また、フリーピストン４０は、天板部４２に設けられピストンロッド３０がフリーピストン４０に接触した際に破断する破断部４３を有している。さらに、フリーピストン４０は、天板部４２において突出するように形成され、ピストン２０と接触した状態にてピストン２０との間に隙間を形成する内側突起部４４と、内側突起部４４よりも外側に設けられてピストン２０と接触した状態にてピストン２０との間に隙間を形成する外側突起部４５とを有している。
【００２２】
側部４１は、周方向に形成され、Ｏリング４０Ｒ（図２参照）を嵌め込むための溝４１１を有している。そして、フリーピストン４０は、側部４１に取り付けられるＯリング４０Ｒを介して外シリンダ１１の内周面に密着し、内周面に対して摺動自在に設けられる。
【００２３】
連通部の一例としての破断部４３は、図４（ａ）に示すように、天板部４２の中央部分に位置するドーム状凸部４３１と、天板部４２本体とドーム状凸部４３１との間に形成される肉薄部４３２とを有している。
ドーム状凸部４３１は、上側からみて円形状を有するとともに、断面がテーパ状をしている。また、肉薄部４３２は、天板部４２において他の部分と比較して厚みが小さく形成された部分である。
肉薄部４３２は、ドーム状凸部４３１を囲うように設けられる（図３（ｂ）参照）。そして、肉薄部４３２は、本実施形態では天板部４２に対する内周部４１Ｈ側に形成される溝４３３によって、天板部４２の他の部分と比較して薄い部分を形成している。この肉薄部４３２における厚みは、油圧緩衝装置１の通常の動作によってフリーピストン４０が受ける力では破断せず、後述するようにピストンロッド３０の端部の衝突を受けたときの力によって破断するように設定されている。
【００２４】
さらに、肉薄部４３２は、図４（ｂ）に示すように、ドーム状凸部４３１が形成される側の外径Ｓ１と比較して、溝４３３が形成される側の外径Ｓ２が小さくなるようにしている。また、外径Ｓ１および外径Ｓ２は、それぞれ、ピストンロッド３０の先端部の外径よりも大きくしている。そして、後述するように破断部４３が破断するときのせん断面４３Ｓ（後述する貫通孔４３Ｈの内周面に対応）が、第２油室Ｙ２側が狭くなりガス室Ｇ側が広くなるようにしている。これによって、本実施形態のフリーピストン４０では、後述する図５（ｃ）に示すように、破断してガス室Ｇの側に押し込まれたドーム状凸部４３１が、ガス室Ｇから第２油室Ｙ２の側に流れ込み、例えばピストン２０におけるオイルの流路部分を塞がないようにしている。
【００２５】
以上のように構成される破断部４３は、ピストンロッド３０とフリーピストン４０とが接触したときに、図４（ｂ）に示すように、破断部４３におけるドーム状凸部４３１が肉薄部４３２に沿って破断して、ドーム状凸部４３１が天板部４２から離脱するように構成している。なお、図４（ｂ）に示すように、ドーム状凸部４３１が破断することによって、フリーピストン４０には、せん断面４３Ｓに沿って貫通孔４３Ｈが形成される。
【００２６】
続いて、隙間形成部の一例としての内側突起部４４および外側突起部４５について説明する。
内側突起部４４は、天板部４２においてピストン２０と対向するように突出して設けられる。内側突起部４４は、図３（ａ）に示すように、複数（本実施形態では６つ）の内側凸部４４１を有している。内側凸部４４１は、本実施形態では円柱形状をしており、上述したドーム状凸部４３１の周囲に設けられる。複数の内側凸部４４１は、図３（ｂ）に示すように、円形状を有する天板部４２上において隣り合う内側凸部４４１との間に隙間を有して間欠的に配置される。また、本実施形態では、内側突起部４４は、円形状の天板部４２の周方向に対して複数の内側凸部４４１が等間隔に設けられ、各内側凸部４４１は回転対称に配置している。
【００２７】
そして、内側突起部４４は、複数の内側凸部４４１を結ぶ仮想円の外径が、本実施形態のピストン２０の他端側（本実施形態のピストン２０では第２バルブ２２）の外径以下になるように設定している。そして、内側突起部４４は、ピストン２０とフリーピストン４０とが接触するときに、ピストン２０を受けるようにしている。
また、内側突起部４４を構成する内側凸部４４１は、ドーム状凸部４３１の天板部４２の面からの突出高さと比較して低くなるように形成している。内側突起部４４は、ドーム状凸部４３１に比較的に近接して設けられる。フリーピストン４０では破断部４３にピストンロッド３０が衝突したときにドーム状凸部４３１が破断するように構成しているため、内側突起部４４がその衝突を干渉しないようにする必要がある。そこで、本実施形態は、ピストンロッド３０がドーム状凸部４３１に接触する前に、ピストンロッド３０やピストン２０の一部が内側突起部４４に接触して、ドーム状凸部４３１が破断できないという状態が生じないように、内側凸部４４１の突出高さをドーム状凸部４３１よりも低くしている。
【００２８】
外側突起部４５は、天板部４２においてピストン２０と対向するよう突出して設けられる。外側突起部４５は、図３（ａ）に示すように、複数（本実施形態では６つ）の外側凸部４５１を有している。外側凸部４５１は、本実施形態では円弧形状をしており、それぞれ天板部４２の外縁部に設けられる。複数の外側凸部４５１は、図３（ｂ）に示すように、円形状を有する天板部４２上において隣り合う外側凸部４５１との間に隙間を有して間欠的に配置される。また、本実施形態では、外側突起部４５は、円形状の天板部４２の周方向に対して複数の外側凸部４５１が等間隔に設けられ、各外側凸部４５１は回転対称に配置している。
【００２９】
そして、外側突起部４５は、複数の外側凸部４５１を結ぶ仮想円の外径が、後述する実施形態２が適用される油圧緩衝装置１に設けられるピストン９０の他端側（実施形態２のピストン９０では摺動部９０１）の外径と同じになるように設定している。そして、外側突起部４５は、実施形態２のピストン９０とフリーピストン４０とが接触するときに、ピストン９０を受けるようにしている。
また、外側突起部４５を構成する外側凸部４５１は、ドーム状凸部４３１の天板部４２の面からの突出高さと比較して同じ高さになるように形成している。さらに、外側凸部４５１は、天板部４２の面からの突出高さが内側凸部４４１と比較して高くなっている。
【００３０】
本実施形態のフリーピストン４０では、内側突起部４４の内側凸部４４１と外側突起部４５の外側凸部４５１との位置に合わせて、径方向に内側凸部４４１と外側凸部４５１とが並ぶように配置している。これによって、フリーピストン４０では、隣接する内側凸部４４１の間の隙間と、隣接する外側凸部４５１の間の隙間とが、径方向に並ぶことにより、後述するように内側突起部４４および外側突起部４５の周囲をオイルが流れる際にオイルを流れ易くしている。
【００３１】
図５は、油圧緩衝装置１の作用について説明するための図である。
図５（ａ）は、油圧緩衝装置１の圧縮行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド３０が、白抜き矢印のようにシリンダ１０に対して他端側（図５（ａ）においては下方）へ移動すると、ピストン２０の移動で第２油室Ｙ２内のオイルは押され、ピストン２０の下面の圧力は上昇し、ピストン２０の第２油路２７２に高圧が作用する。その結果、この第２油路２７２を塞ぐ第２バルブ２２が開き、オイルは図５（ａ）の矢印Ａに示すように第２油路２７２を通ってピストン２０の上方の第１油室Ｙ１に流入する。この第２油室Ｙ２から第１油室Ｙ１へのオイルの流れは、第２バルブ２２および第２油路２７２で絞られ、油圧緩衝装置１の圧縮行程時における減衰力を得る。
【００３２】
また、油圧緩衝装置１の圧縮行程時において、ピストンロッド３０の他端側への移動によりフリーピストン４０が他端側へ向けて移動する。このフリーピストン４０の移動によって、ピストン２０の移動に伴う油室Ｙの体積変化が補償される。
【００３３】
図５（ｂ）は、油圧緩衝装置１の伸張行程時のオイルの流れを示す図である。
ピストンロッド３０が、白抜き矢印のようにシリンダ１０に対して一端側（図５（ｂ）においては上方）へ移動すると、その体積分のオイルが第２油室Ｙ２に不足することにより負圧が発生する。これにより、第１油室Ｙ１内のオイルがピストン２０の第１油路２７１を通り、この第１油路２７１を閉塞する第１バルブ２１を開き、図５（ｂ）の矢印Ｂのように、第２油室Ｙ２に流入する。この第１油室Ｙ１から第２油室Ｙ２へのオイルの流れは、ピストン２０の第１バルブ２１および第１油路２７１で絞られ、油圧緩衝装置１の伸張行程時における減衰力を得る。
【００３４】
また、油圧緩衝装置１の伸張行程時において、ピストンロッド３０の一端側への移動によりフリーピストン４０が一端側へ向けて移動する。このフリーピストン４０の移動によって、ピストン２０の移動に伴う油室Ｙの体積変化が補償される。
【００３５】
図５（ｃ）は、油圧緩衝装置１において、フリーピストン４０（ピストンロッド３０）のロックの回避を説明するための図である。
ところで、油圧緩衝装置１において、例えばフリーピストン４０におけるＯリング４０Ｒ（図２参照）のシール性能の低下などによって外シリンダ１１内の第１油室Ｙ１のオイルがガス室Ｇに漏れる可能性がある。オイルは非圧縮性流体であるため、例えばガス室Ｇ内にオイルが進入した場合、そのオイルをフリーピストン４０によって圧縮することは略できない。このような状態で、ピストンロッド３０がフリーピストン４０に衝突しても、ピストンロッド３０はフリーピストン４０によって移動が阻害される。従って、この場合には、ピストンロッド３０のストロークが事実上ロックしてしまう。
【００３６】
本実施形態のフリーピストン４０は、破断部４３（図４参照）を有している。そして、本実施形態の油圧緩衝装置１では、フリーピストン４０の破断部４３によって、上述のピストンロッド３０のストロークのロックを防止している。
図５（ｃ）に示すように、ピストンロッド３０の他端部（本実施形態ではナット２４）がフリーピストン４０に衝突すると、フリーピストン４０では、破断部４３のドーム状凸部４３１にてその接触を受ける。そのとき、ドーム状凸部４３１にて受けたピストンロッド３０からの荷重によって肉薄部４３２に応力が掛かり、せん断面４３Ｓに沿ってドーム状凸部４３１が破断する（図４参照）。その結果、フリーピストン４０では、天板部４２からドーム状凸部４３１が離脱し、貫通孔４３Ｈが形成される。そして、フリーピストン４０に貫通孔４３Ｈが形成されることによって、第２油室Ｙ２とガス室Ｇとが連通する。
【００３７】
そして、フリーピストン４０の他端側に形成されるガス室Ｇのオイルが第２油室Ｙ２側に流入することで、フリーピストン４０は、再び、外シリンダ１１の内周において移動できる状態になる。図５（ｃ）に示す状態では、フリーピストン４０は、ピストンロッド３０の接触を受けながらピストンロッド３０のストロークを可能にする。
【００３８】
図６は、フリーピストン４０の内側突起部４４の作用を説明するための図である。
本実施形態の油圧緩衝装置１において、図５（ｃ）を参照しながら説明したとおり、ピストン２０とフリーピストン４０とが衝突することによって、フリーピストン４０のドーム状凸部４３１が破断し、ドーム状凸部４３１はフリーピストン４０から離脱する。
このとき、図６に示すように、ピストン２０とフリーピストン４０とは、ピストン２０の他端側の端部（本実施形態ではワッシャ２５）が、フリーピストン４０の内側突起部４４を構成する複数の内側凸部４４１に接触した状態になる。
【００３９】
そして、内側突起部４４では、複数の内側凸部４４１が一定間隔だけ離れており、複数の内側凸部４４１同士の間には隙間が形成される。そして、内側突起部４４は、ピストン２０に接触した状態にて、フリーピストン４０に形成される破断部４３の貫通孔４３Ｈとの間に隙間を形成する。そのため、図６の矢印で示すように、ガス室Ｇに溜まったオイルは、フリーピストン４０の内周部４１Ｈおよび貫通孔４３Ｈを通過し、さらに複数の内側凸部４４１の間の隙間を通って、ピストン２０側の第２油室Ｙ２に流れることができる。
【００４０】
このように、実施形態１のフリーピストン４０は、ピストンロッド３０との接触によって形成された貫通孔４３Ｈをピストン２０によって塞がないように、内側突起部４４によってピストン２０との間に隙間を形成している。そして、フリーピストン４０は、貫通孔４３Ｈを通じてフリーピストン４０の背面側のガス室Ｇに溜まっていたオイルを、フリーピストン４０のピストン２０と対向する側の第２油室Ｙ２へと流すことができる。これによって、フリーピストン４０はシリンダ１０内において移動可能になる。そして、実施形態１の油圧緩衝装置１では、ピストンロッド３０の移動がフリーピストン４０によって阻害されることなく、ピストンロッド３０の破損などを防止することが可能となる。
【００４１】
（実施形態２）
図７は、実施形態２が適用されるピストン９０を説明するための図である。
実施形態２の油圧緩衝装置１は、シリンダ１０やフリーピストン４０などの基本構成が実施形態１の油圧緩衝装置１と同様であり、ピストン９０を用いている点で実施形態１と異なる。
なお、実施形態２において、実施形態１と同様なものについては同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４２】
図７に示すように、実施形態２の油圧緩衝装置１に設けられるピストン９０は、円柱形状を有するバルブボディ９０Ｂと、バルブボディ９０Ｂに形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の他端部（第２油室Ｙ２側）を塞ぐ第１バルブ９１と、バルブボディ９０Ｂに形成された複数の油路の内の一部の油路における軸方向の一端側（第１油室Ｙ１側）を塞ぐ第２バルブ９２と、を備えている。また、ピストン９０は、図７に示すようにワッシャ２３、ナット２４およびワッシャ２５を有している。
【００４３】
バルブボディ９０Ｂは、外シリンダ１１の内径よりも若干小さい外径を有し外シリンダ１１の内周面との間に摺動部分を形成する摺動部９０１と、摺動部９０１の一端側に位置して摺動部９０１よりも外径が小さい段差部９０２とを有している。
このように、実施形態２のピストン９０は、バルブボディ９０Ｂの一端側に摺動部９０１よりも外径が小さい段差部９０２が形成され、全体として、一端部が狭く他端部が広い凸形状をしている。
【００４４】
バルブボディ９０Ｂは、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すために軸方向に形成されたボルト孔９６と、ボルト孔９６よりも半径方向の外側の部位に軸方向に形成された第１油路９７１と、摺動部９０１と段差部９０２との間に設けられる一端側の口と第１油路９７１よりも半径方向の内側の部位に設けられる他端側の口とを結ぶ第２油路９７２と、が形成されている。第１油路９７１および第２油路９７２は、円周方向に等間隔に複数（本実施の形態においては４つ）形成されており、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とを連通する連通路として機能する。
【００４５】
第１バルブ９１は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第１バルブ９１の外径は、第１油路９７１の他端側の口を開放し、かつ第２油路９７２の他端側の口を塞ぐ大きさに設定されている。
第２バルブ９２は、ピストンロッド３０の一端側取付部３２を通すボルト孔が形成された円盤状の部材である。そして、第２バルブ９２の外径は、段差部９０２の端面を覆う大きさであって、第１油路９７１の一端側の口を塞ぐように設定されている。この第２バルブ９２は、図７に示すように、段差部９０２の端面を覆うため、摺動部９０１と段差部９０２との間に形成される第２油路９７２の一端側の口は塞がないようになっている。
【００４６】
図８は、フリーピストン４０の外側突起部４５の作用を説明するための図である。
本実施形態の油圧緩衝装置１において、図５（ｃ）を参照しながら説明したように、ピストン９０とフリーピストン４０とが衝突することによって、フリーピストン４０のドーム状凸部４３１が破断しドーム状凸部４３１はフリーピストン４０から離脱する。
このとき、図８に示すように、ピストン９０とフリーピストン４０とは、ピストン９０の他端側の端部（本実施形態ではバルブボディ９０Ｂ）が、フリーピストン４０の外側突起部４５を構成する複数の外側凸部４５１に接触した状態になる。
【００４７】
このように、ピストン９０は、外側突起部４５を介してフリーピストン４０と接触する。そして、外側突起部４５では、複数の外側凸部４５１が一定間隔だけ離れることで、複数の外側凸部４５１同士の間には隙間が形成される。そして、外側突起部４５は、ピストン９０に接触した状態にて、フリーピストン４０に形成される破断部４３の貫通孔４３Ｈとの間に隙間を形成する。そのため、図８に示すように、ガス室Ｇに溜まったオイルは、フリーピストン４０の内周部４１Ｈおよび貫通孔４３Ｈを通過し、さらに複数の外側凸部４５１の間を通って、ピストン９０側の第２油室Ｙ２に流れることができる。
【００４８】
このように、実施形態２においても、フリーピストン４０は、ピストンロッド３０との接触によって形成された貫通孔４３Ｈをピストン９０によって塞がれることなく、外側突起部４５によってピストン９０との間に隙間を形成する。そして、フリーピストン４０は、貫通孔４３Ｈを通じてフリーピストン４０の背面側のガス室Ｇに溜まっていたオイルを、フリーピストン４０のピストン９０と対向する側である第２油室Ｙ２へ流す。これによって、実施形態２の油圧緩衝装置１では、ピストンロッド３０の移動がフリーピストン４０によって阻害されることなく、ピストンロッド３０の破損などを防止することが可能となる。
【００４９】
以上のように、フリーピストン４０は、フリーピストン４０に接触する部分の外径が比較的小さい実施形態１のピストン２０（図６参照）や、フリーピストン４０に接触する部分の外径が比較的大きい実施形態２のピストン９０（図８参照）の両方において、各ピストンに接触した状態にて接触するピストンとの間に隙間を形成することができる。このように、フリーピストン４０は、複数の種類のピストンに対応して、ピストンロッド３０の移動の妨げを防止することができるため汎用性が高いものとなっている。従って、各種のピストンを有する多様な油圧緩衝装置１にフリーピストン４０を用いることができるため、コストの削減や製造効率の向上を図ることが可能になる。
【００５０】
なお、フリーピストン４０において内側突起部４４と外側突起部４５とを一体的に形成しても良い。ただし、内側突起部４４と外側突起部４５とをつなげて一体的に設けた場合、突起部としての面積が大きくなって接触対象のピストンの油路を塞ぎ易くなるため、ピストンの形状によってはフリーピストン４０を適用できなくなるおそれがある。そこで、本実施形態のフリーピストン４０では、内側突起部４４と外側突起部４５とを別体として離散させることで、各種形状のピストンに用いることができるように汎用性をより高めている。
【００５１】
また、本実施形態の油圧緩衝装置１では、内側突起部４４と外側突起部４５は、ピストン２０との間に隙間を形成する。ただし、ピストン２０の形状やピストンロッド３０の形状によっては、ピストンロッド３０の端部がフリーピストン４０の貫通孔４３Ｈを塞ぐことも考えられる。このような場合には、例えば内側突起部４４を、ピストンロッド３０と貫通孔４３Ｈとの間に隙間が形成される形状となるように構成すれば良い。
【００５２】
さらに、本実施形態の油圧緩衝装置１では、フリーピストン４０に内側突起部４４や外側突起部４５を形成することによって、ピストン２０との間に隙間を形成するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態の油圧緩衝装置１において、フリーピストン４０との間にオイルの流路となる隙間を形成する突起をピストン２０に設けるように構成しても良い。この構成においても、ピストンロッド３０の移動がフリーピストン４０によって阻害されることなく、ピストンロッド３０の破損などを防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１…油圧緩衝装置、１０…シリンダ、２０，９０…ピストン、３０…ピストンロッド、４０…フリーピストン、４４…内側突起部、４５…外側突起部、４４１…内側凸部、４５１…外側凸部、Ｙ…油室、Ｙ１…第１油室、Ｙ２…第２油室、Ｇ…ガス室
【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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【図８】
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