(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、当該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、上記シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ外に設けたリザーバと、上記シリンダの端部に設けられて上記圧側室から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブと、上記ピストンロッドの一端に固定されて底部を上記ベースバルブに対向させて内部に圧力室を形成する有底筒状のハウジングと、上記ハウジング内に移動自在に挿入されて当該圧力室を伸側流路を介して上記伸側室に連通される伸側圧力室と圧側流路を介して上記圧側室に連通される圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、上記伸側圧力室に収容される伸側コイルばねと、上記圧側圧力室に収容される圧側コイルばねとを備え、上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねとで上記フリーピストンを挟持した緩衝装置において、
上記圧側コイルばねは、上記フリーピストンと上記ハウジングの底部との間に介装されるとともに、その外周がハウジングの筒部によって径方向に位置決めされてなり、
上記ハウジングの底部をハウジング内方に向けて凹ませて凹部を設けたことを特徴とする緩衝装置。
【請求項２】
上記凹部は、緩衝装置の最収縮時に上記ベースバルブの先端が上記凹部内に進入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】
上記フリーピストンは有底筒状とされ、上記フリーピストンの底部を上記ハウジングの底部側へ向け、上記フリーピストンの筒部の外周を上記ハウジングの筒部の内周に摺接させて上記ハウジング内に挿入され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】
上記凹部が上記圧側圧力室と上記圧側室を連通する固定オリフィスを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の緩衝装置。
【請求項５】
上記ハウジングの下端外周に設けられる締付工具で把持可能な把持部を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の緩衝装置。
【請求項６】
上記フリーピストンは有底筒状とされ、上記伸側コイルばねは、その外周が上記フリーピストンの筒部の内周によって径方向に位置決めされることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の緩衝装置。
【請求項７】
上記圧側コイルばねは、円錐ばねであって、大径側端の外周が上記ハウジングの内周で位置決めされることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の緩衝装置。
【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ピストンロッド側の伸側室とピストン側の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第一流路と、ピストンロッドの先端から側部に開通して伸側室と圧側室を連通する第二流路と、第二流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、伸側圧力室と圧側圧力室とに収容されてフリーピストンを附勢する一対のコイルばねとを備えて構成されている。
【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、第二流路を介しては伸側室と圧側室とが直接的に連通されてはいないが、フリーピストンが移動すると伸側圧力室と圧側圧力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第二流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、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】
上記緩衝装置にあっては、第二流路の流路抵抗や上記フリーピストンを挟持するコイルばねのばね定数を調整することで、減衰力の他、減衰力が低減される周波数を任意に設定することができる。
【０００７】
ここで、緩衝装置の減衰特性を調整するべく、たとえば、ばね定数を低くするため線径の細いコイルばねを使おうとする場合、圧側圧力室内に収容されるコイルばねがフリーピストンの下端に設けた凸部にて径方向に位置決めされる関係上、ハウジング側端がハウジングに対して径方向に自由に動くことが可能となって、コイルばねのハウジング側端の着座状態が不安定になる。そのため、コイルばねがフリーピストンに与える附勢力が安定せず、緩衝装置が狙い通りの減衰特性を発揮することができなくなる可能性がある。したがって、従来の緩衝装置にあっては、線径の細いコイルばねの使用が難しく、減衰特性の設定の自由度の向上が望まれている。
【０００８】
また、線径の細いコイルばねをフリーピストンの下端に設けた凸部にて径方向に位置決めしようとすると、コイル径が小さくなるため、コイルばねの密着長が長くなり、フリーピストンの十分なストロークを確保するためには、コイルばねを外力が働かない状態でフリーピストンとハウジングとの間に介装する場合の長さ（セット長）が線径の太いコイルばねを使用する場合に比較して長くなる。
【０００９】
このようにコイルばねのセット長が長くなるとハウジングの全長も長くなるが、緩衝装置にあっては、ハウジングをピストンロッドの先端に設ける都合上、ハウジングの全長が長くなると、その分、緩衝装置のストロークが犠牲になる。緩衝装置は、車両のサスペンション装置に組み込む場合、全長が予め規制されるので、車両によっては、ハウジングが長いとストローク不足を招くことになり、結果、緩衝装置を車両へ搭載することを断念せざるを得ない場合がある。
【００１０】
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、減衰特性の設定の自由度を向上することができるとともに車両への搭載性を損なうことがない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】
【００１１】
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、当該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、上記シリンダ内に移動自在に挿入されるピストンロッドと、シリンダ外に設けたリザーバと、上記シリンダの端部に設けられて上記圧側室から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブと、上記ピストンロッドの一端に固定されて底部を上記ベースバルブに対向させて内部に圧力室を形成する有底筒状のハウジングと、上記ハウジング内に移動自在に挿入されて当該圧力室を伸側流路を介して上記伸側室に連通される伸側圧力室と圧側流路を介して上記圧側室に連通される圧側圧力室とに区画するフリーピストンと、上記伸側圧力室に収容される伸側コイルばねと、上記圧側圧力室に収容される圧側コイルばねとを備え、上記伸側コイルばねおよび上記圧側コイルばねとで上記フリーピストンを挟持した緩衝装置において、上記圧側コイルばねは、上記フリーピストンと上記ハウジングの底部との間に介装されるとともに、その外周がハウジングの筒部によって径方向に位置決めされてなり、上記ハウジングの底部をハウジング内方に向けて凹ませて凹部を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の緩衝装置にあっては、圧側コイルばねの下端外周がハウジングの筒部によって径方向に位置決めされるようになっているので、圧側コイルばねの線径を細くしても太くしても圧側コイルばねをハウジングによって位置決めすることができ、圧側コイルばねのハウジング側端のハウジングへの着座状態が安定し、圧側コイルばねの線径を細くしても、コイル径が小さくならず、圧側コイルばねの密着長の長大化を回避することができ、圧側コイルばねのセット長も短くなる。
【００１３】
さらに、本発明の緩衝装置にあっては、ハウジングの底部をハウジングの内方に向けて凹ませて凹部を設けたので、緩衝装置の最収縮時にベースバルブの先端が凹部内に進入することが可能となって、その分、緩衝装置のストローク長を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上より、本発明の緩衝装置によれば、圧側コイルばねの線径によらず減衰特性の設定の自由度を向上することができ、車両への搭載性を損なわれることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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振動周波数に対する減衰特性を示した図である。
【図３】一実施の形態における緩衝装置の最収縮状態の一部縦断面図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の緩衝装置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内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド４と、シリンダ１外に設けたリザーバＲと、シリンダ１の端部に設けられて圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与えるベースバルブ３０と、ピストンロッド４の一端に固定されて底部をベースバルブ３０に対向させて内部に圧力室Ｒ３を形成する有底筒状のハウジング１２と、ハウジング１２内に移動自在に挿入されて圧力室Ｒ３を伸側流路５を介して伸側室Ｒ１に連通される伸側圧力室７と圧側流路６を介して圧側室Ｒ２に連通される圧側圧力室８とに区画するフリーピストン９と、伸側圧力室７に収容される伸側コイルばねＳ１と、圧側圧力室８に収容される圧側コイルばねＳ２とを備えて構成され、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し車体の振動を抑制するものである。なお、伸側室Ｒ１とは、車体と車軸が離間して緩衝装置Ｄが伸長作動する際に圧縮される室のことであり、圧側室Ｒ２とは、車体と車軸が接近して緩衝装置Ｄが収縮作動する際に圧縮される室のことである。
【００１７】
なお、上記した伸側室Ｒ１、圧側室Ｒ２、圧力室Ｒ３およびリザーバＲ内に充填される流体は、たとえば、作動油、水、水溶液といった液体の他、気体を使用することもできる。
【００１８】
以下、各部について詳細に説明する。シリンダ１の上方には、ピストンロッド４を摺動自在に軸支するロッドガイド２４が嵌合されており、シリンダ１の下端には、ベースバルブ３０におけるバルブケース３１が嵌合されている。また、シリンダ１の外方には、有底筒状の外筒２５が設けられており、シリンダ１と外筒２５との間の環状隙間でリザーバＲが形成されている。また、ロッドガイド２４の上方には、ピストンロッド４の外周をシールする環状のシール部材２６が積層されている。そして、外筒２５の上端開口端を内側へ向けて加締めることで、シール部材２６、ロッドガイド２４、シリンダ１およびバルブケース３１が外筒２５内に収容され固定される。
【００１９】
ピストンロッド４は、その図１中下端としての一端に小径部４ａが形成されるとともに、小径部４ａの先端側には螺子部４ｂが形成されている。そして、ピストンロッド４には、小径部４ａの先端から開口しピストンロッド４の側部に抜ける伸側流路５が形成されている。なお、図示したところでは、この伸側流路５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。
【００２０】
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４の一端に連結され、ピストンロッド４は、シリンダ１の図中上端部から外方へ突出されている。なお、図示したところでは、緩衝装置Ｄは、いわゆる片ロッド型に設定されているため、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４によってシリンダ１内の容積が変化するが、変化分の流体がリザーバＲから給排されて体積補償が行われるようになっている。
【００２１】
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４の小径部４ａが挿入されている。また、このピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート３ａ，３ｂが設けられ、ポート３ａの図１中上端はピストン２の図１中上方に積層される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、他方のポート３ｂの図１中下端もピストン２の図１中下方に積層される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。
【００２２】
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４の小径部４ａが挿入され、積層リーフバルブＶ１の撓み量を規制する環状のバルブストッパ１１とともにピストン２に積層されている。
【００２３】
そして、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮作動時に圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の差圧によって撓んで開弁しポート３ａを開放して圧側室Ｒ２から伸側室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の伸長作動時にはポート３ａ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の伸長作動時にポート３ｂを開放し、収縮作動時にはポート３ｂを閉塞する。すなわち、積層リーフバルブＶ１は、緩衝装置Ｄの収縮作動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の伸長作動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。また、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２でポート３ａ，３ｂを閉じた状態にあっても、図示はしない周知のオリフィスによって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通されるようになっており、オリフィスは、たとえば、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２の外周に切欠を設けたり、積層リーフバルブＶ１，Ｖ２が着座する弁座に凹部を設けたりするなどして形成される。なお、減衰力発生要素としては、上記した積層リーフバルブＶ１，Ｖ２の他にも、たとえば、チョークとリーフバルブを並列させる構成やその他の構成を採用することもできるのは当然である。
【００２４】
そして、ピストンロッド４の小径部４ａには、上記したバルブストッパ１１、積層リーフバルブＶ１、ピストン２および積層リーフバルブＶ２が順に組み付けられ、この積層リーフバルブＶ２の下方から、小径部４ａに形成した螺子部４ｂに圧力室Ｒ３を形成するハウジング１２が螺着される。このように、ハウジング１２をピストンロッド４に螺着することによって、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１１がピストンロッド４に固定される。このように、ハウジング１２は、内部に圧力室Ｒ３を形成する役割だけでなく、ピストン２をピストンロッド４に固定する役割をも果たしている。
【００２５】
ハウジング１２は、有底筒状であって、ピストンロッド４の螺子部４ｂに螺合される鍔１４付のナット部１３と、ナット部１３における鍔１４の外周に開口部が加締められて一体化されるケース部１６とを備えて構成されている。
【００２６】
また、ナット部１３は、上述のように外周に鍔１４を備え、その内周には筒状の螺子部１５が形成され、この螺子部１５をピストンロッド４の螺子部４ｂに螺着することによって、ハウジング１２をピストンロッド４の小径部４ａに固定することが可能なようになっている。
【００２７】
ケース部１６は、筒部１７と、筒部１７の図１中下端を閉塞する底部１８とを備えており、底部１８には、ハウジング１２内方に凹ませることで形成される凹部１９が設けられており、当該底部１８はハウジング１２の底部を構成している。
【００２８】
また、凹部１９には、これを貫いて圧側流路６の一部を構成する固定オリフィス２１が設けられ、筒部１７の側部には圧側室Ｒ２をハウジング１２内へ連通する二つの可変オリフィス２２，２３が設けられている。
【００２９】
さらに、ケース部１６の下端外周の断面形状は、図示しない工具で把持可能な真円以外の形状、たとえば、一部を切欠いた形状や、六角形等の形状とされていて把持部２０が形成されている。この把持部２０を工具で把持し、工具を介してトルクを付加することでハウジング１２をピストンロッド４の螺子部４ｂへ強固に螺着することができる。また、この把持部２０には、工具からトルクが付加される都合もあって、筒部１７の他の部位よりも肉を厚くして強度確保がなされている。したがって、把持部２０における内径は、筒部１７の他の部位の内径よりも小径となっており、この把持部２０内周に圧側コイルばねＳ２の図１中下端外周が嵌合されて圧側コイルばねＳ２を径方向に位置決めするようになっている。
【００３０】
そして、このように構成されたケース部１６内にナット部１３を挿入し、ケース部１６における筒部１７の上端をナット部１３の鍔１４へ向けて加締めることで、ケース部１６とナット部１３とが一体化されてハウジング１２が形成され、このハウジング１２内で圧力室Ｒ３を画成している。なお、ナット部１３とケース部１６との一体化に際し、上記加締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。
【００３１】
上記のように形成されるハウジング１２内には、フリーピストン９が摺動自在に挿入されて、圧力室Ｒ３は、このフリーピストン９によって図１中上方側の伸側圧力室７と下方側の圧側圧力室８に区画されている。
【００３２】
フリーピストン９は、有底筒状とされており、底部９ａを図１中下方へ向けて筒部９ｂの外周を筒部１７の内周に摺接させてハウジング１２内に挿入されている。フリーピストン９は、底部９ａの圧側圧力室８側に凹状部９ｃを備え、凹状部９ｃの中心部には圧側圧力室８へ向けて突出する凸部９ｄが設けられている。なお、フリーピストン９の底部９ａを図１中下方へ向けてハウジング１２内に収容することで、フリーピストン９のナット部１３における螺子部１５への干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン９は、この実施の形態の場合、筒部９ｂの外周に環状溝９ｅと、フリーピストン９の筒部９ｂの図１中下端から開口して環状溝９ｅへ通じる孔９ｆとを備えている。
【００３３】
また、伸側圧力室７には、伸側コイルばねＳ１が収容されており、この伸側コイルばねＳ１は、フリーピストン９の底部９ａの伸側圧力室側面とハウジング１２を構成するナット部１３の鍔１４との間に介装されて、フリーピストン９を圧側圧力室８を圧縮する方向へ向けて附勢している。伸側コイルばねＳ１の図１中下端側外周は、フリーピストン９の筒部９ｂの内周に嵌合されていて、このフリーピストン９によって径方向に位置決めされている。伸側コイルばねＳ１の図１中上端の内周には、ナット部１３が挿入されており、伸側コイルばねＳ１のハウジング側端である上端の径方向への著しい位置ずれが防止される。このように、伸側コイルばねＳ１がフリーピストン９の筒部９ｂの内周で径方向に位置決めされているので、伸側コイルばねＳ１はフリーピストン９へ安定した附勢力を作用させることができる。
【００３４】
さらに、圧側圧力室８には、圧側コイルばねＳ２が収容されており、この圧側コイルばねＳ２は、フリーピストン９の底部９ａの圧側圧力室側面とハウジング１２を構成するケース部１６の底部１８との間に介装されて、フリーピストン９を伸側圧力室７を圧縮する方向へ向けて附勢している。圧側コイルばねＳ２のハウジング側端である図１中下端側外周は、ハウジング１２の筒部１７の内周に嵌合されていて、このハウジング１２によって径方向に位置決めされている。圧側コイルばねＳ２の図１中上端の内周には、フリーピストン９の凸部９ｄが挿入されており、圧側コイルばねＳ２のフリーピストン側端である上端の径方向への著しい位置ずれが防止される。このように、圧側コイルばねＳ２がハウジング１２の筒部１７の内周で径方向に位置決めされているので、圧側コイルばねＳ２はフリーピストン９へ安定した附勢力を作用させることができる。
【００３５】
このようにフリーピストン９は、伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２に挟持されてこれらによって附勢力が作用しているので、伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２以外からの圧力や附勢力が作用しない状態では、ハウジング１２内で伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の附勢力が釣り合った位置を中立位置として、当該中立位置に位置決めされる。
【００３６】
そして、フリーピストン９が上記中立位置にあるときには、必ず環状溝９ｅが上記可変オリフィス２２，２３に対向して圧側圧力室８と圧側室Ｒ２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と、可変オリフィス２２，２３がフリーピストン９の外周で完全にラップされて閉塞されるようになっている。すなわち、圧側流路６は、環状溝９ｅ、可変オリフィス２２，２３、孔９ｆおよび固定オリフィス２１で構成されている。可変オリフィス２２，２３を二つ設けているが、その数は任意である。
【００３７】
したがって、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所定の変位量となるときに、可変オリフィス２２，２３の開口全てが環状溝９ｅに対向する状況からフリーピストン９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２２，２３の流路面積が減少し始め、圧側流路６における流路抵抗が徐々に増加する。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２２，２３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２２，２３が完全にフリーピストン９の外周で閉塞されて、圧側流路６における流路抵抗が最大となり圧側圧力室８が固定オリフィス２１のみによって圧側室Ｒ２に連通されるようになっている。
【００３８】
なお、この場合、フリーピストン９の筒部９ｂの図１中上端がナット部１３の鍔１４に当接すると、スリーピストン９のハウジング１２に対するそれ以上の上方側への移動、つまり、伸側圧力室７を圧縮する方向への移動が妨げられ、これによりフリーピストン９の上方側のストロークエンドが設定されている。また、フリーピストン９の筒部９ｂの図１中下端がケース部１６の筒部１７の肉を厚くして形成した把持部２０の上端に当接すると、スリーピストン９のハウジング１２に対するそれ以上の下方側への移動、つまり、圧側圧力室８を圧縮する方向への移動が妨げられ、これによりフリーピストン９の下方側のストロークエンドが設定されている。上記したフリーピストン９のストロークエンドの設定は、伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の最圧縮状態となると、伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の線材が密着して、それ以上の圧縮はできなくなるので、伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２とでフリーピストン９のストロークエンドを設定するようにしてもよい。
【００３９】
つづいて、シリンダ１の下端に設けたベースバルブ３０は、シリンダ１の下端に嵌合してシリンダ１と外筒２５の底部とで挟持されるバルブケース３１と、バルブケース３１に設けられて圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通するポート３２と、バルブケース３１の反圧側室側に積層されてポート３２の下端開口を開閉する環状のリーフバルブ３３と、バルブケース３１に設けた挿通孔３４とリーフバルブ３３の内周側に挿通される軸部材３５と、軸部材３５の先端に螺着されるバルブナット３６とを備えて構成されている。また、バルブケース３１には、ポート３２に並列して圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通するポート３７が設けられており、バルブケース３１の圧側室側にはポート３７の上端開口を開閉する環状のチェックバルブ３８が積層されている。
【００４０】
軸部材３５は、基端にフランジ３５ａを備えていて、このフランジ３５ａと先端に螺着されるバルブナット３６とで、外周に装着されるリーフバルブ３３とチェックバルブ３８を挟持してバルブケース３１に固定している。したがって、リーフバルブ３３とチェックバルブ３８は、内周側が軸部材３５に固定されていて、外周側の撓みが許容されている。
【００４１】
そして、緩衝装置Ｄのピストン２がシリンダ１に対して下方へ移動して、圧側室Ｒ２が圧縮される際、シリンダ１内にピストンロッド４が侵入する体積の流体がシリンダ１内で過剰となり、この過剰分の流体がリーフバルブ３３を押し開いてリザーバＲへ排出される。逆に、緩衝装置Ｄのピストン２がシリンダ１に対して上方へ移動する場合、シリンダ１内からピストンロッド４が退出する体積の流体がシリンダ１内で不足となり、チェックバルブ３８が開いてこの不足分の流体がリザーバＲからシリンダ１内へ供給される。
【００４２】
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。まず、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２２，２３を閉塞し始めない範囲内にある場合の緩衝装置Ｄにおける動作について説明する。
【００４３】
この場合、フリーピストン９は、圧側流路６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、緩衝装置Ｄへ入力される振動周波数が低い場合と高い場合で、ピストン速度が同じであるという条件下で考えると、まず、入力周波数が低い場合、入力される振動の振幅が大きくなり、フリーピストン９の振幅も、可変オリフィス２２，２３を閉塞し始めない範囲内で大きくなる。
【００４４】
フリーピストン９の振幅が上記の範囲で大きくなると、フリーピストン９が伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２から受ける附勢力が大きくなり、緩衝装置Ｄが伸長する場合、圧側圧力室８内の圧力は、伸側圧力室７内の圧力よりも伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の附勢力分だけ小さくなり、逆に、緩衝装置Ｄが収縮する場合には、伸側圧力室７内の圧力は、圧側圧力室８内の圧力よりも伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の附勢力分だけ小さくなる。
【００４５】
このように、緩衝装置Ｄが低周波振動を呈すると伸側圧力室７と圧側圧力室８に伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２の附勢力に見合った差圧が生じるので、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、伸側流路５、圧側流路６、伸側圧力室７および圧側圧力室８でなる見掛け上の流路を通過する流量は小さい。この見掛け上の流路を通過する流量が小さい分、ポート３ａ，３ｂ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。
【００４６】
逆に、緩衝装置Ｄへの入力周波数が高い場合、入力される振動の振幅が小さくなり、フリーピストン９の振幅はより小さくなる。フリーピストン９の振幅が小さくなると、フリーピストン９が伸側コイルばねＳ１および圧側コイルばねＳ２から受ける附勢力が小さくなり、緩衝装置Ｄが伸長行程にあっても収縮行程にあっても、伸側圧力室７内の圧力と圧側圧力室８内の圧力とが略等しくなる。すると、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の差圧は大きくなるので、伸側流路５および圧側流路６を通過する流量も多くなる。
【００４７】
緩衝装置Ｄへ入力される振動の周波数が低い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は小さく、入力周波数が高い場合には、見掛け上の流路を通過する流量は大きくなり、入力速度が同じであれば、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２或いは圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ流れる流量は、入力周波数によらず等しくならなければならないため、ポート３ａ，３ｂの積層リーフバルブＶ１，Ｖ２を通過する流量は、入力周波数が低い場合には多くなって減衰力が高く、反対に、入力周波数が高い場合には少なくなって減衰力は低くなる。したがって、緩衝装置Ｄの減衰特性は、図２に示すように、推移することになる。なお、緩衝装置Ｄが収縮する場合には、圧側室Ｒ２からリザーバＲへ流体が移動する際に、この流体の流れにリーフバルブ３３が抵抗を与えるので、リーフバルブ３３と積層リーフバルブＶ１とが協働して緩衝装置Ｄの圧側の減衰力が発揮されることになる。
【００４８】
したがって、この緩衝装置Ｄにあっては、減衰力の変化を入力振動周波数に依存させることができ、ばね上共振周波数の振動の入力に対しては高い減衰力を発生することで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とともに、ばね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させて車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁して、車両における乗り心地を良好なものとすることができる。
【００４９】
つぎに、フリーピストン９の中立位置からの変位量が圧側流路６の流路抵抗を増加させる範囲内となる場合の緩衝装置Ｄにおける動作について説明する。可変オリフィス２２，２３は、緩衝装置Ｄが伸長しても収縮しても、フリーピストン９が中立位置から変位して、その変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくし、フリーピストン９が上下のいずれか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２１の流路面積と同じくして最小とする状況となる。
【００５０】
つまり、フリーピストン９が可変オリフィス２２，２３を閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路６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。
【００５１】
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、伸側圧力室７もしくは圧側圧力室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の伸縮の振幅が大きい場合である。
【００５２】
緩衝装置Ｄに入力される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２２，２３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２２，２３を閉塞し始める位置を越えて変位するようになると、徐々に圧側流路６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、見掛け上の流路を介しての液体の移動量も減少し、その分ポート３ａ，３ｂ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。
【００５３】
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、見掛け上の流路を介しての液体の移動はなくなり、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ或いは圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１への流体の移動は、緩衝装置Ｄの伸縮方向を転ずるまではポート３ａ，３ｂのみを介して行われることになり、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。
【００５４】
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内を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２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。
【００５５】
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。
【００５６】
そして、本発明の緩衝装置Ｄによれば、圧側コイルばねＳ２の下端外周がハウジング１２の筒部１７によって径方向に位置決めされるようになっているので、圧側コイルばねＳ２の線径を細くしても太くしても圧側コイルばねＳ２をハウジング１２によって位置決めすることができ、圧側コイルばねＳ２のハウジング側端のハウジング１２への着座状態が安定するので、フリーピストン９へ安定した附勢力を作用させることができ、圧側コイルばねＳ２の線径によらず緩衝装置Ｄに狙い通りの減衰特性を発揮させることができる。
【００５７】
また、本発明の緩衝装置Ｄでは、圧側コイルばねＳ２の下端外周がハウジング１２の筒部１７によって径方向に位置決めされるようになっているので、圧側コイルばねＳ２の線径を細くしても、コイル径が小さくならず、圧側コイルばねＳ２の密着長の長大化を回避することができ、圧側コイルばねＳ２のセット長も短くなる。これに加えて、本発明の緩衝装置Ｄによれば、ハウジング１２の底部１８をハウジング１２の内方に向けて凹ませて凹部１９を設けたので、図３に示すように、緩衝装置Ｄの最収縮時にベースバルブ３０におけるバルブナット３６の図３中上端側が凹部１９内に進入することが可能となって、その分、緩衝装置Ｄのストローク長を長くすることができる。
【００５８】
このように、本発明の緩衝装置Ｄによれば、圧側コイルばねＳ２の線径によらず圧側コイルばねＳ２が安定した附勢力をフリーピストン９に作用させることができ、圧側コイルばねＳ２のセット長の長大化が回避されるとともに、ストローク長の確保が可能となるので、減衰特性の設定の自由度を向上しつつ、車両への搭載性を損なうことがない。
【００５９】
また、この緩衝装置Ｄにあっては、フリーピストン９が有底筒状とされ、伸側コイルばねＳ１の外周がフリーピストン９の筒部９ｂの内周によって径方向に位置決めされるので、伸側コイルばねＳ１の線径を細くしても太くしても伸側コイルばねＳ１をフリーピストン９によって位置決めすることができ、伸側コイルばねＳ１のフリーピストン側端のフリーピストン９への着座状態が安定するので、フリーピストン９へ安定した附勢力を作用させることができる。したがって、本実施の形態の緩衝装置Ｄによれば、伸側コイルばねＳ１の線径によらず緩衝装置Ｄに狙い通りの減衰特性を発揮させることができるので減衰特性の設定の自由度をより一層向上することができ、また、伸側コイルばねＳ１の線径を細くしてもセット長が長くならないので、車両への搭載性も損なわれない。
【００６０】
なお、圧側コイルばねＳ２を、図４に示すように、円錐ばねとして、大径側端の外周をハウジング１２の内周で位置決めされるようにしてもよい。このように圧側コイルばねＳ２を円錐ばねとすることで、圧側コイルばねＳ２が最も縮んだ時の長さである密着長を径が同一であるコイルばねに比較して短くすることができるから、より、ハウジング１２の全長をより一層短くすることができ、緩衝装置Ｄのストローク長をより長くすることができる。この場合、フリーピストン９の底部に凸部９ｇを設けておき、圧側コイルばねＳ２の小径側端内に当該凸部を挿入してこの小径側端を径方向に位置決めしておくことで、より安定した附勢力をフリーピストン９へ作用させることができる。
【００６１】
また、この図４に示した緩衝装置Ｄでは、ハウジング１２の圧側コイルばねＳ２の大径側が嵌合する部位の内径を図１の緩衝装置Ｄよりも大径とし、圧側コイルばねＳ２の大径側の径を大きくすることで、凹部１９の深さをより深くすることができるようになっている。このように凹部１９の深さがより深くなることで、より一層バルブナット３６の凹部１９への許容侵入量が増えるので、その分、緩衝装置Ｄのストローク長を長くすることができる。さらに、上記した実施の形態の緩衝装置Ｄでは、フリーピストン９が有底筒状とされ、伸側コイルばねＳ１の外周がフリーピストン９の筒部９ｂの内周によって径方向に位置決めされていたが、圧側コイルばねＳ２の下端外周がハウジング１２の筒部１７によって径方向に位置決めされていれば所期の目的を達することができるので、このように構成しなくともよい。
【００６２】
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】
【００６３】
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】
【００６４】
１  シリンダ
２  ピストン
４  ピストンロッド
５  伸側流路
７  伸側圧力室
６  圧側流路
８  圧側圧力室
９  フリーピストン
９ｂ  フリーピストンの筒部
１２  ハウジング
１８  ハウジングにおける底部
１９  凹部
３０  ベースバルブ
Ｄ  緩衝装置
Ｒ  リザーバ
Ｒ１  伸側室
Ｒ２  圧側室
Ｒ３  圧力室
Ｓ１  伸側コイルばね
Ｓ２  圧側コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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