緩衝装置
【課題】ピストン速度が非常に高速となっても車両における乗り心地を向上することができる緩衝装置を提供することである。
【解決手段】本発明における課題解決手段は、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内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画する隔壁部材２と、圧力室Ｒ３と、圧力室Ｒ３を伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画するフリーピストン９と、フリーピストン９を附勢するばね要素１０を備えた緩衝装置Ｄにおいて、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３と、切換機構１４とを備えた。
【解決手段】本発明における課題解決手段は、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内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画する隔壁部材２と、圧力室Ｒ３と、圧力室Ｒ３を伸側圧力室７と圧側圧力室８とに区画するフリーピストン９と、フリーピストン９を附勢するばね要素１０を備えた緩衝装置Ｄにおいて、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３と、切換機構１４とを備えた。
【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、車両の車体と車軸との間に介装されて、車体振動を抑制する目的で使用されており、たとえば、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、フリーピストンを附勢するコイルばねとを備えて構成されている。すなわち、伸側圧力室は同じく第二流路を介して伸側室に連通されるとともに、圧側圧力室は第二流路を介して圧側室に連通されるようになっている。
【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流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】
ここで、圧側室の圧力を基準として、緩衝装置の伸縮時における伸側室と圧側室との差圧をＰとし、伸側室から流出する流体の流量をＱとし、上記差圧Ｐと第一流路を通過する流体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、圧側室と伸側圧力室内の差圧をＰ１とし、差圧Ｐと差圧Ｐ１との差と伸側室から伸側圧力室内に流入する流体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ２とし、圧側室と圧側圧力室の差圧をＰ２とし、この差圧Ｐ２と圧側圧力室から圧側室に流出する流体の流量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、コイルばねのばね定数を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】
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】
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７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。
【０００５】
したがって、この緩衝装置では、図８中の減衰特性で示すように、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通過するような入力振動周波数が高い場面においては減衰力を低減して、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】
【０００６】
【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】
【０００７】
しかしながら、上記した緩衝装置にあっては、上記した第二流路をオリフィスで絞っていることもあって、ピストン速度が非常に高速となって当該第二流路を通過しようとする流体の流量が大流量となる場合、減衰力の低減幅が小さくなる傾向にある。
【０００８】
したがって、たとえば、車両が荒れた路面を走行する際に、上記したようなピストン速度が高速となる場合があるが、このような場合に、緩衝装置に入力される振動周波数が高くとも減衰力の低減効果があまり発揮されなくなるため、車両における乗り心地の向上が難しくなるという問題があり、改善が望まれている。
【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、ピストン速度が非常に高速となっても減衰力低減効果が減殺され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】
【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、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隔壁部材と、圧力室と、上記圧力室内に軸方向へ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、当該フリーピストンを上記圧力室内で中立位置に位置決めて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生するばね要素とを備えた緩衝装置において、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置にある際には、伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路を開放する切換機構とを備え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、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストンが中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストンが中立位置近傍にある場合には、切換機構が伸側サブ減衰通路および圧側サブ減衰通路を開放するので、このような場面でも減衰力低減効果が減殺されず、確実に緩衝装置の減衰力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】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３】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４】より具体化した一実施の形態の緩衝装置の構造を示す図である。
【図５】フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向へ変位した状態における切換機構の作動を説明する図である。
【図６】フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向へ変位した状態における切換機構の作動を説明する図である。
【図７】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８】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】
【００１３】
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に区画する隔壁部材としてのピストン２と、圧力室Ｒ３と、圧力室Ｒ３内に軸方向へ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、フリーピストン９を圧力室Ｒ３内で中立位置に位置決めてフリーピストン９の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素１０と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３に並列される伸側サブ減衰通路１２と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３に並列される圧側サブ減衰通路１３と、切換機構１４とを備えて構成されている。この緩衝装置Ｄは、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。
【００１４】
そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の流体が充満され、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１５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Ｒ３内に充填される流体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった流体を使用することもできる。
【００１５】
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、ピストンロッド４とシリンダ１との間は図示しないシールでシリンダ１内が液密状態とされている。図示したところでは、緩衝装置Ｄが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摺動隔壁１５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。このように緩衝装置Ｄは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁１５および気体室Ｇの設置に変えて、シリンダ１の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド４の体積補償を行ってもよい。伸側室Ｒ１，圧側室Ｒ２および圧力室Ｒ３に充填する流体を気体とする場合には、気体室Ｇやリザーバを省略することも可能である。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。
【００１６】
さらに、減衰通路３は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路３ａと圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路３ｂとを備えて、ピストン２に設けられている。
【００１７】
より詳しくは、伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂには、減衰バルブ１６ａ，１６ｂが設けられており、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂを通過する流体の流れに減衰バルブ１６ａ，１６ｂによって抵抗を与えることができるようになっている。この減衰バルブ１６ａは、詳しくは、図示はしないが、逆止弁としても機能して伸側減衰通路３ａを伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定し、減衰バルブ１６ｂも、また、逆止弁としても機能し圧側減衰通路３ｂを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の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、緩衝装置Ｄが伸縮する際に、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂのみを介して減衰力を発生する場合を考えると、伸長作動時には伸側減衰通路３ａのみを流体が通過し、収縮作動時には圧側減衰通路３ｂのみを流体が通過するようになっている。なお、減衰バルブ１６ａ，１６ｂは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、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、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。
【００１８】
そして、圧力室Ｒ３は、この実施の形態の場合、ピストン２の下方に連結されて圧側室Ｒ２へ臨むハウジング１７内に設けた中空部１７ａによって形成されており、当該中空部１７ａの側壁に摺接して中空部１７ａ内を図１中上下方向となる軸方向に摺動可能とされるフリーピストン９で圧力室Ｒ３を図１中上方の伸側圧力室７と図１中下方の圧側圧力室８とに仕切っている。すなわち、フリーピストン９は、ハウジング１７内に摺動自在に挿入されており、ハウジング１７に対して図１中では上下方向となる軸方向に変位することができるようになっている。
【００１９】
また、フリーピストン９は、中空部１７ａの下端部に一端が連結されて圧側圧力室８内に収容されるばね要素１０における他端に連結され、これにより、フリーピストン９は圧力室Ｒ３内の所定位置に位置決めされた位置（以下、単に「フリーピストン中立位置」という）から変位するとばね要素１０からその変位量に比例した附勢力が作用することになる。なお、上記したフリーピストン中立位置は、フリーピストン９が圧力室Ｒ３に対してばね要素１０によって位置決められる位置であって、必ずしも中空部１７ａの上下方向における中間点に設定されなくともよい。
【００２０】
なお、ハウジング１７内は、図示したところでは、フリーピストン９によって上下に伸側圧力室７、圧側圧力室８に区画され、緩衝装置Ｄが伸縮して抑制する振動方向とフリーピストン９の移動方向が一致しており、緩衝装置Ｄ全体が図１中上下方向に振動することによって、フリーピストン９のハウジング１７に対する上下方向の振動が励起されることを避けたい場合には、フリーピストン９の移動方向を緩衝装置Ｄの伸縮方向と直交する方向、すなわち、図１中左右方向に設定し、伸側圧力室７と圧側圧力室８を図１中横方向に配置するようにすることもできる。
【００２１】
また、当該ハウジング１７には、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側流路６が設けられており、当該圧側流路６には、絞り６ａが設けられ、これを通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっている。なお、当該絞り６ａをフリーピストン９が中立位置から変位すればするほど開口面積を小さくする可変絞りとしてもよく、その場合には、フリーピストン９がハウジング１７の上端に当接するか、ばね要素１０が最圧縮状態となるストロークエンドへ近づくにつれてフリーピストン９の変位速度を減ずることができる。
【００２２】
さらに、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７は、ピストンロッド４の伸側室Ｒ１に臨む側部から開口してピストン２およびハウジング１７を通じる伸側流路５を介して連通されている。このように、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とが伸側流路５によって連通され、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とが圧側流路６によって連通され、伸側圧力室７と圧側圧力室８の容積はフリーピストン９がハウジング１７内で変位することによって変化するので、この緩衝装置Ｄにあっては、上記した伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる流路が、見掛け上、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通しており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２は、減衰通路３を構成する伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂの他にも上記した見掛け上の流路によっても連通されることになる。
【００２３】
伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３は、この実施の形態では、共に隔壁部材であるピストン２の図１中上端の伸側室側端から図１中下端の圧側室側端へ通じていて、上記した減衰通路３である伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂに並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。
【００２４】
詳しくは、伸側サブ減衰通路１２は、途中に、伸側サブバルブ１２ａを備えている。この伸側サブバルブ１２ａは、伸側サブ減衰通路１２を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、伸側サブ減衰通路１２を一方通行の通路に設定している。また、伸側サブバルブ１２ａが通過流体に与える抵抗は、上記した伸側減衰通路３ａに設けられた減衰バルブ１６ａが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよく、伸側サブバルブ１２ａを省略することも可能である。そして、伸側減衰通路３ａと伸側サブ減衰通路１２は並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通しているので、緩衝装置Ｄの伸長作動時において、伸側サブ減衰通路１２が開放されると流体は伸側減衰通路３ａに加えて伸側サブ減衰通路１２をも通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動することになる。そのため、流体が伸側減衰通路３ａのみを通過する場合に比較して、伸側サブ減衰通路１２を開放する場合の方が緩衝装置Ｄの発生減衰力は低くなる。
【００２５】
他方の圧側サブ減衰通路１３も途中に、圧側サブバルブ１３ａを備えている。この圧側サブバルブ１３ａは、圧側サブ減衰通路１３を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、圧側サブ減衰通路１３を一方通行の通路に設定している。また、圧側サブバルブ１３ａが通過流体に与える抵抗は、上記した圧側減衰通路３ｂに設けられた減衰バルブ１６ｂが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよく、圧側サブバルブ１３ａを省略することも可能である。そして、圧側減衰通路３ｂと圧側サブ減衰通路１３は並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通しているので、緩衝装置Ｄの収縮作動時において、圧側サブ減衰通路１３が開放されると流体は圧側減衰通路３ｂに加えて圧側サブ減衰通路１３をも通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動することになる。そのため、流体が圧側減衰通路３ｂのみを通過する場合に比較して、圧側サブ減衰通路１３を開放する場合の方が緩衝装置Ｄの発生減衰力は低くなる。
【００２６】
なお、伸側サブバルブ１２ａと圧側サブバルブ１３ａは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、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、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。
【００２７】
切換機構１４は、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３の途中に設けられており、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３の途中に設けた切換スプール１８と、切換スプール１８とフリーピストン９とを連結する連結レバー１９とを備えて構成されている。そして、切換スプール１８は、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると採る伸側ポジション１８ｂと、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の圧側変位以上変位すると採る圧側ポジション１８ｃと、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記伸側変位および圧側変位に達しない状態にあるときに採る中立ポジション１８ａとを備えた４ポート３位置の切換弁として構成されている。
【００２８】
そして、切換スプール１８は、中立ポジション１８ａを採る際に、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３とを共に開放し、伸側ポジション１８ｂを採る際に、伸側サブ減衰通路１２を開放すると共に圧側サブ減衰通路１３を遮断し、圧側ポジション１８ｃを採る際に伸側サブ減衰通路１２を遮断するとともに圧側サブ減衰通路１３を開放するようになっている。
【００２９】
なお、切換機構１４は、フリーピストン９が中立位置にある際には伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を共に開放し、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の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路１２を開放するとともに圧側サブ減衰通路１３を遮断し、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の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路１２を遮断するとともに圧側サブ減衰通路１３を開放するようになっていればよいので、上記構成以外の構成を採用することもでき、たとえば、伸側サブ減衰通路１２を開閉する開閉弁と圧側サブ減衰通路１３を開閉する開閉弁とを独立して設けて、これら開閉弁をフリーピストン９に連動するようにしてもよい。また、上記した所定の伸側変位と所定の圧側変位は、任意に設定することができる。
【００３０】
さらに、切換スプール１８をフリーピストン９側へ向けて附勢するばねを設けて、常に連結レバー１９がフリーピストン９に当接するようにすれば、連結レバー１９とフリーピストン９とが一体的に連結されなくとも良く、この場合には、上記切換スプール１８を附勢するばねとばね要素１０との間にフリーピストン９と切換スプール１８が介装されることになるので、上記ばねとばね要素１０とフリーピストン９を中立位置に位置決めするばね要素を構成するようにしてもよい。
【００３１】
つづいて、緩衝装置Ｄの基本的な作動について説明する。まず、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達しない状態での緩衝装置Ｄの作動を説明する。
【００３２】
この場合、切換機構１４は、中立ポジション１８ａを採り、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３は連通され開放状態となる。この状態では、緩衝装置Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中上下動する伸縮作動を呈すると、ピストン２によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一方が圧縮され、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の他方が拡張されるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮される方の圧力が高まると同時に、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち容積拡大される方の圧力が低下して両者に差圧が生じて、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮側の流体は減衰通路３（伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂ）と、これに加えて、伸側サブ減衰通路１２或いは圧側サブ減衰通路１３、さらには、伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち拡大側に移動する。
【００３３】
ここで、フリーピストン９の中立位置からの変位の振幅が小さくなるのは、緩衝装置Ｄの振幅が小さく圧力室Ｒ３内に流入する流体量が少ない場合であり、伸縮一周期で伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き交う流体の流量は小さくなるのは、緩衝装置Ｄに入力される振動の周波数、すなわち、緩衝装置Ｄの伸縮方向の振動の周波数が高周波である場合である。このように高周波の振動が緩衝装置Ｄに入力される場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が少なく、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３が開放され、緩衝装置Ｄが発生する減衰力は低くなる。そして、特に、緩衝装置Ｄの伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン９が中立位置近傍にある場合には、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を開放するので、このような場面でも減衰力低減効果が減殺されず、確実に緩衝装置Ｄの減衰力を低減することができる。
【００３４】
また、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態での緩衝装置Ｄの作動について説明すると、この場合は、緩衝装置Ｄが大振幅で伸縮作動し、伸側圧力室７或いは圧側圧力室８に大流量が流入して、フリーピストン９が中立位置から大きく変位し、ストロークエンドまでのストローク余裕が少なくなる状況であり、ストロークエンドまで達すると、見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の流体の交流が少なくなる。
【００３５】
しかしながら、このようにフリーピストン９が変位すると、切換機構１４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いる場合には、伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断し、他方、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いる場合には、圧側サブ減衰通路１３を開放して伸側サブ減衰通路１２を遮断する。
【００３６】
そして、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断している状態では、緩衝装置Ｄが伸長作動をすると、伸側室Ｒ１の流体は伸側減衰通路３ａのみならず伸側サブ減衰通路１２をも介して圧側室Ｒ２へ移動するので、緩衝装置Ｄは、低い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Ｄが収縮作動をすると、圧側サブ減衰通路１３が遮断されているので、圧側室Ｒ２の流体は圧側減衰通路３ｂのみを介して伸側室Ｒ１へ移動するので、緩衝装置Ｄは、高い減衰力を発生する。
【００３７】
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いるということは、緩衝装置Ｄは、大振幅で収縮作動を呈していた状況であるから、さらに収縮作動を呈する場合には、高減衰力を発揮し、反対に、収縮作動を終えて伸長作動に転じる場合には低い減衰力を発揮することになる。
【００３８】
つまり、この状況では、車体が車輪に対して大きく沈み込む場合に緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮してこれを抑制し、反対に、車体が車輪から離間する、すなわち、緩衝装置Ｄが伸びようとすると、減衰力を低減させて当該車体の動きを極力抑制しないようにして、車体振動を低減する。
【００３９】
逆に、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２を遮断して圧側サブ減衰通路１３を開放している状態では、緩衝装置Ｄが伸長作動をすると、伸側サブ減衰通路１２が遮断されているので、伸側室Ｒ１の流体は伸側減衰通路３ａのみを介して圧側室Ｒ２へ移動するので、緩衝装置Ｄは、高い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Ｄが収縮作動をすると、圧側室Ｒ２の流体は圧側減衰通路３ｂのみならず圧側サブ減衰通路１３をも介して伸側室Ｒ１へ移動するので、緩衝装置Ｄは、低い減衰力を発生する。
【００４０】
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いるということは、緩衝装置Ｄは、ピストン速度が速く大振幅で伸長作動を呈していた状況であるから、さらに伸長作動を呈する場合には、高減衰力を発揮し、反対に、伸長作動を終えて収縮作動に転じる場合には低い減衰力を発揮することになる。
【００４１】
つまり、この状況では、車体が車輪から大きく離間する場合に緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮してこれを抑制し、反対に、車体が車輪へ沈み込む方向へ変位する、すなわち、緩衝装置Ｄが縮もうとする際には、減衰力を低減させて当該車体の動きを極力抑制しないようにして、車体振動を低減する。
【００４２】
以上をまとめると、緩衝装置Ｄが大振幅で収縮作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の伸側変位以上変位する場合、それ以上の収縮作動に対して緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮し、伸長作動に転じると緩衝装置Ｄは低い減衰力を発揮し、緩衝装置Ｄが大振幅で伸長作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の圧側変位以上変位する場合、それ以上の伸長作動に対して緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮し、収縮作動に転じると緩衝装置Ｄは低い減衰力を発揮する。
【００４３】
このように大振幅で緩衝装置Ｄが伸縮する場合、ピストン速度が速くとも伸縮一周期に要する時間はかかり、振動周波数としてとらえると低周波数の振動ということになる。したがって、緩衝装置Ｄが大振幅の収縮作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の伸側変位以上変位する場合の動作は、それ以上の収縮作動に対して高い減衰力を発揮し、伸長作動に転じると低い減衰力を発揮し、また、緩衝装置Ｄが大振幅の伸長作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の圧側変位以上変位する場合の動作は、それ以上の伸長作動に対して高い減衰力を発揮し、収縮作動に転じると低い減衰力を発揮することになる。
【００４４】
そのため、緩衝装置Ｄは、高周波振動に対しては低い減衰力を発揮し、低周波振動に対しては高い減衰力を発揮し、入力される振動の周波数に応じて適切な減衰力を発揮することができる。したがって、緩衝装置Ｄは、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、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。
【００４５】
そして、この緩衝装置Ｄによれば、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン９が中立位置近傍にある場合には、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を開放するので、高周波振動の入力時に減衰力低減効果が減少されず、確実に緩衝装置Ｄの減衰力を低減することができる。
【００４６】
また、この緩衝装置Ｄにあっては、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いる場合には、切換機構１４は、伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断し、他方、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いる場合には、圧側サブ減衰通路１３を開放して伸側サブ減衰通路１２を遮断するので、緩衝装置Ｄの伸縮方向の切換時に高い減衰力が発生されてしまうことがなく、車軸側から車体への振動伝達を効果的に絶縁することができる。
【００４７】
以上では、緩衝装置Ｄの基本的な構造を説明したが、以下、より構造を具体化した緩衝装置Ｄ１について説明する。
【００４８】
具体的な緩衝装置Ｄ１は、基本的には、図４に示すように、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動自在に挿入されシリンダ２１内を伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５に区画する隔壁部材としてのピストン２２と、圧力室Ｒ６と、圧力室Ｒ６内に軸方向へ移動自在に挿入されて圧力室Ｒ６を伸側流路２５を介して伸側室Ｒ４に連通される伸側圧力室２７と圧側流路２６を介して圧側室Ｒ５に連通される圧側圧力室２８とに区画するフリーピストン２９と、フリーピストン２９を圧力室Ｒ６内で中立位置に位置決めてフリーピストン２９の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素３０と、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する減衰通路３１と、伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３１に並列される伸側サブ減衰通路３２と、圧側室Ｒ５から伸側室Ｒ４へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３１に並列される圧側サブ減衰通路３３と、切換機構３４とを備えて構成されている。なお、図示はしないが、図１に示した緩衝装置Ｄと同様に、シリンダ２１の下方には、摺動隔壁が設けられており気体室が設けられている。
【００４９】
以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド２３は、その図４中下端側に小径部２３ａが形成されるとともに、小径部２３ａの先端側には螺子部２３ｂが形成されている。
【００５０】
そして、ピストンロッド２３には、小径部２３ａの先端から開口する袋孔状の弁孔３５が設けられており、この弁孔３５の底部側がピストンロッド２３の側部から開口する連通孔３６によって、伸側室Ｒ４に連通されている。
【００５１】
ピストン２２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２３の小径部２３ａが挿入されている。また、このピストン２２には、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する伸側ポート３１ａと圧側ポート３１ｃが設けられ、伸側ポート３１ａの図４中下端はピストン２２の図４中下方に積層されるリーフバルブでなる伸側バルブ３１ｂにて開閉され、他方の圧側ポート３１ｃの図４中上端もピストン２２の図４中上方に積層されるリーフバルブでなる圧側バルブ３１ｄによって開閉される。
【００５２】
この伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄは、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド２３の小径部２３ａが挿入され、内周側がピストンロッド２３に固定されて外周側の撓みが許容されてピストン２２に積層されている。なお、伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄを構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。
【００５３】
そして、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１の伸長作動時に伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５の差圧によって撓んで開弁し伸側ポート３１ａを開放して伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５へ移動する流体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Ｄ１の収縮作動時には伸側ポート３１ａを閉塞するようになっていて伸側ポート３１ａを一方通行に設定している。他方の圧側バルブ３１ｄは、伸側バルブ３１ｂとは反対に緩衝装置Ｄ１の収縮作動時に圧側ポート３１ｃを開放し、伸長作動時には圧側ポート３１ｃを閉塞するようになっていて圧側ポート３１ｃを一方通行に設定している。すなわち、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１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り、他方の圧側バルブ３１ｄは、緩衝装置Ｄ１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る。よって、この実施の形態にあっては、減衰通路３１は、伸側ポート３１ａ、伸側バルブ３１ｂ、圧側ポート３１ｃおよび圧側バルブ３１ｄとで構成されている。
【００５４】
なお、伸側ポート３１ａの圧側室側の開口端には、窓３１ｅが設けられており、当該窓３１ｅは、ピストン２２の内周へ連通されている。また、圧側ポート３１ｃの伸側室側の開口端には、窓３１ｆが設けられており、当該窓３１ｆもピストン２２の内周へ連通されている。
【００５５】
つづいて、ピストン２２の図４中下方であって、伸側バルブ３１ｂの図４中下側となる圧側室側には、伸側バルブディスク３７が積層され、さらに、伸側バルブディスク３７の図４中下側となる圧側室側には、リーフバルブでなる伸側サブバルブ３８が積層されている。さらに、ピストン２２の図４中上方であって、圧側バルブ３１ｄの図４中上側となる伸側室側には、圧側バルブディスク３９が積層され、さらに、圧側バルブディスク３９の図４中上側となる伸側室側には、リーフバルブでなる圧側サブバルブ４０が積層されている。
【００５６】
そして、伸側バルブディスク３７は、環状であって、圧側室側端から内周へ通じる伸側サブポート３７ａを備えており、この伸側サブポート３７ａの出口端が上記した伸側サブバルブ３８によって開閉されるようになっている。また、圧側バルブディスク３９は、環状であって、伸側室側端から内周へ通じる圧側サブポート３９ａを備えており、この圧側サブポート３９ａの出口端が上記した圧側サブバルブ４０によって開閉されるようになっている。つまり、伸側サブバルブ３８は、圧側室Ｒ５側からの圧力によっては開かずに伸側室Ｒ４の圧力を受けて撓むと伸側サブポート３７ａを開放するようになっていて、伸側サブポート３７ａを通過する流体の流れに抵抗を与えると共に、伸側サブポート３７ａを一方通行に設定している。また、圧側サブバルブ４０は、伸側室Ｒ４側からの圧力によっては開かずに圧側室Ｒ５の圧力を受けて撓むと圧側サブポート３９ａを開放するようになっていて、圧側サブポート３９ａを通過する流体の流れに抵抗を与えると共に、圧側サブポート３９ａを一方通行に設定している。
【００５７】
なお、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０を構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。
【００５８】
また、伸側バルブ３１ｂと伸側バルブディスク３７との間には、環状のシム６０が介装され、圧側バルブ３１ｄと圧側バルブディスク３９との間には、環状のシム６１が介装されている。さらに、伸側サブバルブ３８よりも図４中下方には、環状のシム６２と伸側サブバルブ３８の撓み量を規制する環状のバルブストッパ４２が積層され、圧側サブバルブ４０よりも図４中上方には、環状のシム６３と圧側サブバルブ４０の撓み量を規制する環状のバルブストッパ４１が積層されている。シム６０は、環状であって外径が伸側バルブ３１ｂの外径よりも小径であり、シム６１は、環状であって外径が圧側バルブ３１ｄの外径よりも小径であり、シム６２は、環状であって外径が伸側サブバルブ３８の外径よりも小径であり、シム６３は、環状であって外径が圧側サブバルブ４０の外径よりも小径であり、これらシム６０，６１，６２，６３は、複数枚の環状板を積層して構成してもよい。
【００５９】
上記したバルブストッパ４１、シム６３、圧側サブバルブ４０、圧側バルブディスク３９、シム６１、圧側バルブ３１ｄ、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、シム６０、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、シム６２およびバルブストッパ４２は、順に上記したピストンロッド２３の小径部２３ａに組み付けられ、バルブストッパ４２の図４中下方から、上記螺子部２３ｂに圧力室Ｒ６を形成するハウジング４３が螺着される。このハウジング４３によって、バルブストッパ４１、シム６３、圧側サブバルブ４０、圧側バルブディスク３９、シム６１、圧側バルブ３１ｄ、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、シム６０、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、シム６２およびバルブストッパ４２がピストンロッド２３に固定される。このように、ハウジング４３は、内部に圧力室Ｒ６を形成するだけでなく、ピストン２２をピストンロッド２３に固定する役割をも果たしている。
【００６０】
上記したように、ピストン２２、圧側バルブディスク３９および伸側バルブディスク３７をピストンロッド２３の小径部２３ａの外周に装着すると、ピストン２２の伸側ポート３１ａは、窓３１ｅとピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｃを通じて弁孔３５へ連通され、ピストン２２の圧側ポート３１ｃは、窓３１ｆとピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｄを通じて弁孔３５へ連通される。また、伸側バルブディスク３７に設けた伸側サブポート３７ａもピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｅを通じて弁孔３５へ連通され、圧側バルブディスク３９に設けた圧側サブポート３９ａもピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｆを通じて弁孔３５へ連通される。
【００６１】
そして、この実施の形態では、伸側サブ減衰通路３２は、伸側ポート３１ａ、透孔２３ｃ、透孔２３ｅおよび伸側サブポート３７ａによって構成されている。また、透孔２３ｃと透孔２３ｅとが弁孔３５を通じて連通されており、このように、伸側サブ減衰通路３２の途中に弁孔３５が設けられている。
【００６２】
圧側サブ減衰通路３３は、圧側ポート３１ｃ、透孔２３ｄ、透孔２３ｆおよび圧側サブポート３９ａによって構成されている。また、透孔２３ｄと透孔２３ｆとが弁孔３５を通じて連通されており、このように、圧側サブ減衰通路３３の途中に弁孔３５が設けられている。
【００６３】
ハウジング４３は、ピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺合される鍔４５付のナット部４４と、ナット部４４における鍔４５の外周に開口部が加締められて一体化される有底筒状の筒部４７とを備えて構成されている。そして、ナット部４４および筒部４７で圧側室Ｒ５内に圧力室Ｒ６を画成している。なお、ナット部４４と筒部４７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。
【００６４】
そして、上記のように形成される圧力室Ｒ６内には、フリーピストン２９が摺動自在に挿入されて、圧力室Ｒ６は、図４中上方側の伸側圧力室２７と下方側の圧側圧力室２８に区画されている。
【００６５】
また、ナット部４４は、上述のように側方に鍔４５を備え、その内周には筒状の螺子部４６が形成され、この螺子部４６をピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺着することによって、ハウジング４３をピストンロッド２３の小径部２３ａに固定することが可能なようになっている。ゆえに、筒部４７の図４中下方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あって、当該外周に係合する工具を用いてハウジング４３をピストンロッド２３に螺着する作業を容易としている。
【００６６】
筒部４７は、有底筒状であって、底部には、圧側流路２６の一部を構成する固定オリフィス４８が設けられ、筒部４７の側部には圧側室Ｒ５をハウジング４３内へ連通する二つの可変オリフィス４９，５０が設けられている。
【００６７】
他方、フリーピストン２９は、有底筒状とされており、底部２９ａを図４中下方へ向けて筒部２９ｂの外周を筒部４７の内周に摺接させてハウジング４３内に挿入されている。フリーピストン２９は、上記のようにハウジング４３内に摺動自在に挿入されると圧力室Ｒ６内を伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とに区画する。なお、フリーピストン２９の底部２９ａを図４中下方へ向けてハウジング４３内に収容することで、フリーピストン２９のナット部４４における螺子部４６への干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン２９は、この実施の形態の場合、筒部２９ｂの外周に環状溝２９ｃと、フリーピストン９の底部２９ａから環状溝２９ｃへ通じる孔２９ｄを備えている。
【００６８】
また、このフリーピストン２９に、フリーピストン２９の圧力室Ｒ６に対する変位量に応じてその変位を抑制する附勢力を作用させるばね要素３０が設けられており、このばね要素３０は、圧側圧力室２８内であって筒部４７の底部とフリーピストン２９の底部２９ａとの間に介装されるコイルばね５１と、弁孔３５内であって後述する切換スプール５３との間に介装されるコイルばね５２とで構成されている。切換スプール５３は、弁孔３５内に摺動自在に挿入されており、図４中下端をフリーピストン２９の底部２９ａに当接させていて、フリーピストン２９は、切換スプール５３を介してコイルばね５１，５２に挟持されて圧力室Ｒ６内で中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。
【００６９】
なお、ばね要素としては、フリーピストン２９を弾性支持できればよいので、コイルばね５１，５２以外のものを採用してもよく、たとえば、皿ばね等の弾性体を用いてフリーピストン２９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２９に連結される単一のばね要素を用いる場合には、ナット部４４或いは筒部４７に他端を固定するようにしてもよい。切換スプール５３がフリーピストン２９に一体化される場合、コイルばね５２を廃止してコイルばねを伸側圧力室２７内に収容してフリーピストン２９とナット部４４との間に介装するようにしてもよいし、コイルばね５２をそのままにして別のコイルばねを伸側圧力室２７内に収容してコイルばね５１，５２と当該別のコイルばねでばね要素３０を構成することも可能である。
【００７０】
そして、上記環状溝２９ｃは、フリーピストン２９がばね要素３０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可変オリフィス４９，５０に対向して圧側圧力室２８と圧側室Ｒ５を連通するとともに、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位する、すなわち、ナット部４４の鍔４５或いは筒部４７の内周に設けた段部４７ａに当接するまで変位するとフリーピストン２９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２６は、環状溝２９ｃ、孔２９ｄ、可変オリフィス４９，５０および固定オリフィス４８で構成されている。なお、可変オリフィス４９，５０を二つ設けているが、その数は任意である。
【００７１】
つまり、この具体的な緩衝装置Ｄ１の場合、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が増加していくと、可変オリフィス４９，５０の開口全てが環状溝２９ｃに対向する状況からフリーピストン２９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４９，５０の流路面積が減少し始め、圧側流路２６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２９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス４９，５０の流路面積が減少し、フリーピストン２９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス４９，５０が完全にフリーピストン２９の外周で閉塞されて、圧側流路２６における流路抵抗が最大となり圧側圧力室２８が固定オリフィス４８のみによって圧側室Ｒ５に連通されるようになっている。
【００７２】
つづいて、切換機構３４は、ピストンロッド２３の一端となる図４中下端から開口して伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の途中に設けられる弁孔３５と、当該弁孔３５内に摺動自在に挿入されてフリーピストン２９の変位によって軸方向へ変位する切換スプール５３とを備えて構成されている。
【００７３】
弁孔３５内に摺動自在に挿入される切換スプール５３は、外周に周方向に沿って設けた二つの環状凹部５３ａ，５３ｂと備え、その一端となる図４中下端は球状とされて、この下端をフリーピストン２９の底部２９ａに当接させている。切換スプール５３のフリーピストン２９への当接面を球状としているので、フリーピストン２９の底部２９ａを傷めることがない。また、フリーピストン２９と切換スプール５３とが分離状態とされているので、圧力室Ｒ６内で軸方向へ摺動するフリーピストン２９と、弁孔３５内で軸方向へ摺動する切換スプール５３が偏心していても容易に組み立てることができ、フリーピストン２９と切換スプール５３とが互いに相手の変位を妨げる摩擦力を発生することもない。
【００７４】
また、切換スプール５３は、他端となる図４中上端から開口して、一端側の外周へ通じるスプール内通路５３ｃを備えている。スプール内通路５３ｃは、常時伸側圧力室２７内に通じており、また、弁孔３５および連通孔３６を介して伸側室Ｒ４に通じて、連通孔３６とともに、伸側流路２５を形成している。なお、図示したところでは、この伸側流路２５の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、スプール内通路５３ｃ或いは連通孔３６の途中に絞り等の弁を設けて、通過流体に抵抗を与えるようにしてもよい。
【００７５】
さらに、切換スプール５３は、上記した弁孔３５の底部と切換スプール５３の他端となる図４中上端との間に介装してコイルばね５２によって、常時、フリーピストン２９へ向けて附勢されており、フリーピストン２９から離間することがないようになっている。
【００７６】
そして、切換スプール５３は、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、伸側ポート３１ａに連通する透孔２３ｃと伸側サブポート３７ａに連通する透孔２３ｅの双方に環状凹部５３ａを対向させ、圧側ポート３１ｃに連通する透孔２３ｄと圧側サブポート３９ａに連通する透孔２３ｆの双方に環状凹部５３ｂを対向させ、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３を開放するようになっている。
【００７７】
したがって、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、緩衝装置Ｄ１が伸縮作動を呈すると、流体は、伸側ポート３１ａと伸側サブポート３７ａを共に通過するか、或いは圧側ポート３１ｃと圧側サブポート３９ａを共に通過して伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５を行き来することになる。
【００７８】
他方、フリーピストン２９が図５に示すように、上方へ移動して中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、切換スプール５３もフリーピストン２９によって図４の状態から図５のように上方へ押し上げられて、環状溝５３ａを透孔２３ｃ，２３ｅに対向させて、透孔２３ｃ，２３ｅを環状溝５３ａで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール５３は、外周であって環状溝５３ａ，５３ｂ間を透孔２３ｄに対向させて透孔２３ｄを遮断する。この場合には、伸側ポート３１ａに通じる透孔２３ｃと伸側サブポート３７ａに通じる透孔２３ｅが切換スプール５３によって連通され、圧側ポート３１ｃに通じる透孔２３ｄが切換スプール５３によって遮断される。したがって、フリーピストン２９が中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、伸側ポート３１ａ、伸側サブ減衰通路３２および圧側ポート３１ｃが連通状態とされ、圧側サブ減衰通路３３は遮断された状態となる。
【００７９】
また、フリーピストン２９が図６に示すように、下方へ移動して中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、切換スプール５３もフリーピストン２９の変位でコイルばね５２によって図４の状態から図６のように下方へ押し下げられて、環状溝５３ｂを透孔２３ｄ，２３ｆに対向させて、透孔２３ｄ，２３ｆを環状溝５３ｂで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール５３は、外周であって環状溝５３ａ，５３ｂ間を透孔２３ｃに対向させて透孔２３ｃを遮断する。この場合には、圧側ポート３１ｃに通じる透孔２３ｄと圧側サブポート３９ａに通じる透孔２３ｆが切換スプール５３によって連通され、伸側ポート３１ａに通じる透孔２３ｃが切換スプール５３によって遮断される。したがって、フリーピストン２９が中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、圧側ポート３１ｃ、圧側サブ減衰通路３３および伸側ポート３１ａが連通状態とされ、伸側サブ減衰通路３２は遮断された状態となる。
【００８０】
なお、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０が通過流体に与える抵抗は、リーフバルブの積層枚数や厚みを変更することで行うことができる。リーフバルブの積層枚数や厚みを変更する場合、透孔２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆとピストン２２、伸側バルブディスク３７および圧側バルブディスク３９との相対位置が変化するので、その調整をシム６０，６１，６２，６３における厚みや環状板の積層枚数の調節で、透孔２３ｃを伸側ポート３１ａに連通させ、透孔２３ｄを圧側ポート３１ｃに連通させ、透孔２３ｅを伸側サブポート３７ａに連通させ、透孔２３ｆを圧側サブポート３９ａに連通させることができる位置へピストン２２、伸側バルブディスク３７および圧側バルブディスク３９をピストンロッド２３に対して位置決めるようにすればよい。また、この実施の形態では、減衰特性の設定が比較的容易となるために、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０にリーフバルブを用いたが、オリフィス或いはチョークと逆止弁とを直列に設けたバルブ構成や、ポペット弁やニードル弁といったリーフバルブ以外の構成を採用することも可能であるが、リーフバルブを採用することで、減衰特性の調節が容易で、且つ、バルブ自体の軸方向の全長が短くて済むので、緩衝装置Ｄ１のストローク長を確保して、緩衝装置Ｄ１の車両への搭載性が向上する利点がある。
【００８１】
緩衝装置Ｄ１は、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄ１の作動について説明する。基本的には、緩衝装置Ｄ１にあっても、上記した緩衝装置Ｄと同様の作動を呈する。つまり、緩衝装置Ｄ１における切換機構３４にあっても、フリーピストン２９が中立位置から伸側圧力室２７を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位する場合には、伸側サブ減衰通路３２が開放されるとともに圧側サブ減衰通路３３が遮断され、フリーピストン２９が中立位置から圧側圧力室２８を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位する場合には、伸側サブ減衰通路３２が遮断されるとともに圧側サブ減衰通路３３が開放され、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位にも圧側変位にも達しない場合には、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３が開放される。
【００８２】
そのため、緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、高周波振動に対しては低い減衰力を発揮し、低周波振動に対しては高い減衰力を発揮し、入力される振動の周波数に応じて適切な減衰力を発揮することができ、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁し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。
【００８３】
さらに、緩衝装置Ｄ１にあっても、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン２９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン２９が中立位置近傍にある場合には、切換機構３４が伸側サブ減衰通路３２および圧側サブ減衰通路３３を開放するので、高周波振動の入力時に減衰力低減効果が減少せずに、確実に緩衝装置Ｄ１の減衰力を低減することができるのである。
【００８４】
そして、この具体的な緩衝装置Ｄ１にあっては、フリーピストン２９における中立位置からの変位量が可変オリフィス４９，５０を閉塞し始める変位を可変変位とすると、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が上記可変変位に達すると、この可変変位に達してからはその変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくする。つまり、フリーピストン２９が可変オリフィス４９，５０を閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路２６の流路抵抗が徐々に大きくなる。なお、可変変位は、フリーピストン２９の伸側圧力室２７を圧縮する方向と圧側圧力室２８を圧縮する方向とで異なるように設定されてもよく、伸側変位および圧側変位に対して独立に設定することができる。
【００８５】
したがって、フリーピストン２９が可変オリフィス４９，５０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２６の流路抵抗が徐々に大きくなって、フリーピストン２９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、フリーピストン２９とハウジング４３との軸方向で勢いよく衝突することが防止されて、大きな打音の発生を抑制することができる。なお、フリーピストン２９とハウジング４３のいずれかにこれらの衝突音の発生を防止するクッションを設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、フリーピストン２９が可変変位に達するまで変位し、且つ、伸側変位および圧側変位を超えて変位する場合には、フリーピストン２９の中立位置方向への変位も抑制されるので、減衰力の高低の切り換わりが振動的になってしまうことが抑制され、安定した減衰力を発揮することができる。また、フリーピストン２９の変位速度が緩慢となって切換スプール５３が伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の開閉を徐々に行うので、減衰特性の急変が回避されて乗心地のより一層の向上が望める。なお、可変オリフィス４９，５０は、この場合、圧側流路２６のみに設けられているが、伸側流路２５に設けるようにしてもよいし、伸側流路２５と圧側流路２６の両方に設けてもよい。
【００８７】
さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっては、シリンダ２１内に移動自在に挿入されて一端に隔壁部材としてのピストン２２が固定されるピストンロッド２３を備え、圧力室Ｒ６がピストンロッド２３の一端に固定されるハウジング４３により形成され、切換機構３４が、ピストンロッド２３の一端から開口して伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の途中に設けられる弁孔３５と、弁孔３５内に摺動自在に挿入されてフリーピストン２９の変位によって軸方向へ変位する切換スプール５３とを備えているので、切換機構３４をピストンロッド２３の内部に組み込むことができ、これにより緩衝装置Ｄ１をコンパクトにすることができる。
【００８８】
また、緩衝装置Ｄ１は、伸側サブ減衰通路３２が切換機構３４を介して伸側室Ｒ４へ連通される伸側サブポート３７ａを備えて圧側室Ｒ５に配置される伸側バルブディスク３７と伸側バルブディスク３７に積層されて伸側サブポート３７ａを開閉する伸側サブバルブ３８とを備え、圧側サブ減衰通路３３が切換機構３４を介して圧側室Ｒ５へ連通される圧側サブポート３９ａを備えて伸側室Ｒ４に配置される圧側バルブディスク３９と圧側バルブディスク３９に積層されて圧側サブポート３９ａを開閉する圧側サブバルブ４０とを備えているので、伸側サブ減衰通路３２を通過する流体の流れに与える抵抗と圧側サブ減衰通路３３を通過する流体の流れに与える抵抗とを別々に設定でき、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の開放の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
【００８９】
また、この緩衝装置Ｄ１では、減衰通路３１が隔壁部材としてのピストン２２に設けられて伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する伸側ポート３１ａおよび圧側ポート３１ｃと、ピストン２２の圧側室Ｒ５側に積層されて伸側ポート３１ａを開閉する伸側バルブ３１ｂと、ピストン２２の伸側室Ｒ４側に積層されて圧側ポート３１ｃを開閉する圧側バルブ３１ｄとを備えているので、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の遮断の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
【００９０】
さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっては、ピストンロッド２３に弁孔３５を伸側室Ｒ４へ連通する連通孔３６を設け、切換スプール５３は、一端をフリーピストン２９に当接するとともに、他端から開口して伸側圧力室２７へ通じるスプール内通路５３ｃを備え、伸側流路２５がスプール内通路５３ｃと連通孔３６を含んで形成されるので、伸側通路２５をピストンロッド２３と切換スプール５３に集約することができ、他所へ伸側通路２５を設ける場合に比較して、緩衝装置Ｄ１をコンパクトにすることができ、また、スプール内通路５３ｃの途中に絞り弁等を設けておらず、切換スプール５３の両端となる図４中上下端に伸側圧力室２７内の圧力が作用しても切換スプール５３が当該圧力によって上下方向に附勢されないので、フリーピストン２９の変位に影響を与えることがない。
【００９１】
そして、緩衝装置Ｄ１にあっては、隔壁部材としてのピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄが共に環状であって、伸側バルブディスク３７は、環状であって伸側バルブ３１ｂの圧側室Ｒ５側に積層され、伸側サブバルブ３８は、環状であって伸側バルブディスク３７の圧側室Ｒ５側に積層され、圧側バルブディスク３９は、環状であって圧側バルブ３１ｄの伸側室Ｒ４側に積層され、圧側サブバルブ４０は、環状であって圧側バルブディスク３９の伸側室側に積層され、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、圧側バルブディスク３９および圧側サブバルブ４０は、ピストンロッド２３の一端外周に装着されてハウジング４３によってピストンロッド２３に固定されるようになっているので、上記した各部材を順にピストンロッド２３に組み付けるだけで伸側サブ減衰通路３２および圧側サブ減衰通路３３の形成ができ、固定もハウジング４３によって行うことができるので組立が容易となる。さらに、伸側バルブ３１ｂ、伸側サブバルブ３８、圧側バルブ３１ｄおよび圧側サブバルブ４０が互いに対面していないのでお互いが干渉せず、各々の撓みが阻害されることがないので、安定した減衰力を発揮することができる。
【００９２】
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】
【００９３】
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】
【００９４】
１，２１ シリンダ
２，２２ 隔壁部材としてのピストン
３．３１ 減衰通路
４，２３ ピストンロッド
５，２５ 伸側流路
７，２７ 伸側圧力室
６，２６ 圧側流路
８，２８ 圧側圧力室
９，２９ フリーピストン
１０，３０ ばね要素
１２，３２ 伸側サブ減衰通路
１２ａ，３８ 伸側サブバルブ
１３，３３ 圧側サブ減衰通路
１３ａ，４０ 圧側サブバルブ
１４，３４ 切換機構
１７，４３ ハウジング
３１ａ 伸側ポート
３１ｃ 圧側ポート
３１ｂ 伸側バルブ
３１ｄ 圧側バルブ
３５ 弁孔
３６ 連通孔
３７ 伸側バルブディスク
３７ａ 伸側サブポート
３９ 圧側バルブディスク
３９ａ 圧側サブポート
５３ 切換スプール
５３ｃ スプール内通路
Ｄ，Ｄ１ 緩衝装置
Ｒ１、Ｒ４ 伸側室
Ｒ２，Ｒ５ 圧側室
Ｒ３，Ｒ６ 圧力室
【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、車両の車体と車軸との間に介装されて、車体振動を抑制する目的で使用されており、たとえば、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、フリーピストンを附勢するコイルばねとを備えて構成されている。すなわち、伸側圧力室は同じく第二流路を介して伸側室に連通されるとともに、圧側圧力室は第二流路を介して圧側室に連通されるようになっている。
【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流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】
ここで、圧側室の圧力を基準として、緩衝装置の伸縮時における伸側室と圧側室との差圧をＰとし、伸側室から流出する流体の流量をＱとし、上記差圧Ｐと第一流路を通過する流体の流量Ｑ１との関係である係数をＣ１とし、圧側室と伸側圧力室内の差圧をＰ１とし、差圧Ｐと差圧Ｐ１との差と伸側室から伸側圧力室内に流入する流体の流量Ｑ２との関係である係数をＣ２とし、圧側室と圧側圧力室の差圧をＰ２とし、この差圧Ｐ２と圧側圧力室から圧側室に流出する流体の流量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、コイルばねのばね定数を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】
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】
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７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。
【０００５】
したがって、この緩衝装置では、図８中の減衰特性で示すように、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通過するような入力振動周波数が高い場面においては減衰力を低減して、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】
【０００６】
【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】
【０００７】
しかしながら、上記した緩衝装置にあっては、上記した第二流路をオリフィスで絞っていることもあって、ピストン速度が非常に高速となって当該第二流路を通過しようとする流体の流量が大流量となる場合、減衰力の低減幅が小さくなる傾向にある。
【０００８】
したがって、たとえば、車両が荒れた路面を走行する際に、上記したようなピストン速度が高速となる場合があるが、このような場合に、緩衝装置に入力される振動周波数が高くとも減衰力の低減効果があまり発揮されなくなるため、車両における乗り心地の向上が難しくなるという問題があり、改善が望まれている。
【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、ピストン速度が非常に高速となっても減衰力低減効果が減殺され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】
【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、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隔壁部材と、圧力室と、上記圧力室内に軸方向へ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、当該フリーピストンを上記圧力室内で中立位置に位置決めて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生するばね要素とを備えた緩衝装置において、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置にある際には、伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路を開放する切換機構とを備え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、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストンが中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストンが中立位置近傍にある場合には、切換機構が伸側サブ減衰通路および圧側サブ減衰通路を開放するので、このような場面でも減衰力低減効果が減殺されず、確実に緩衝装置の減衰力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】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３】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４】より具体化した一実施の形態の緩衝装置の構造を示す図である。
【図５】フリーピストンが伸側圧力室を圧縮する方向へ変位した状態における切換機構の作動を説明する図である。
【図６】フリーピストンが圧側圧力室を圧縮する方向へ変位した状態における切換機構の作動を説明する図である。
【図７】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８】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】
【００１３】
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に区画する隔壁部材としてのピストン２と、圧力室Ｒ３と、圧力室Ｒ３内に軸方向へ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、フリーピストン９を圧力室Ｒ３内で中立位置に位置決めてフリーピストン９の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素１０と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路３と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３に並列される伸側サブ減衰通路１２と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３に並列される圧側サブ減衰通路１３と、切換機構１４とを備えて構成されている。この緩衝装置Ｄは、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。
【００１４】
そして、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２さらには圧力室Ｒ３内には作動油等の流体が充満され、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１５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Ｒ３内に充填される流体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった流体を使用することもできる。
【００１５】
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、ピストンロッド４とシリンダ１との間は図示しないシールでシリンダ１内が液密状態とされている。図示したところでは、緩衝装置Ｄが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摺動隔壁１５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。このように緩衝装置Ｄは、単筒型に設定されているが、摺動隔壁１５および気体室Ｇの設置に変えて、シリンダ１の外周や外部にリザーバを設けて当該リザーバによって上記ピストンロッド４の体積補償を行ってもよい。伸側室Ｒ１，圧側室Ｒ２および圧力室Ｒ３に充填する流体を気体とする場合には、気体室Ｇやリザーバを省略することも可能である。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。
【００１６】
さらに、減衰通路３は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路３ａと圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容して通過流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路３ｂとを備えて、ピストン２に設けられている。
【００１７】
より詳しくは、伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂには、減衰バルブ１６ａ，１６ｂが設けられており、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂを通過する流体の流れに減衰バルブ１６ａ，１６ｂによって抵抗を与えることができるようになっている。この減衰バルブ１６ａは、詳しくは、図示はしないが、逆止弁としても機能して伸側減衰通路３ａを伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定し、減衰バルブ１６ｂも、また、逆止弁としても機能し圧側減衰通路３ｂを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の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、緩衝装置Ｄが伸縮する際に、伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂのみを介して減衰力を発生する場合を考えると、伸長作動時には伸側減衰通路３ａのみを流体が通過し、収縮作動時には圧側減衰通路３ｂのみを流体が通過するようになっている。なお、減衰バルブ１６ａ，１６ｂは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、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、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。
【００１８】
そして、圧力室Ｒ３は、この実施の形態の場合、ピストン２の下方に連結されて圧側室Ｒ２へ臨むハウジング１７内に設けた中空部１７ａによって形成されており、当該中空部１７ａの側壁に摺接して中空部１７ａ内を図１中上下方向となる軸方向に摺動可能とされるフリーピストン９で圧力室Ｒ３を図１中上方の伸側圧力室７と図１中下方の圧側圧力室８とに仕切っている。すなわち、フリーピストン９は、ハウジング１７内に摺動自在に挿入されており、ハウジング１７に対して図１中では上下方向となる軸方向に変位することができるようになっている。
【００１９】
また、フリーピストン９は、中空部１７ａの下端部に一端が連結されて圧側圧力室８内に収容されるばね要素１０における他端に連結され、これにより、フリーピストン９は圧力室Ｒ３内の所定位置に位置決めされた位置（以下、単に「フリーピストン中立位置」という）から変位するとばね要素１０からその変位量に比例した附勢力が作用することになる。なお、上記したフリーピストン中立位置は、フリーピストン９が圧力室Ｒ３に対してばね要素１０によって位置決められる位置であって、必ずしも中空部１７ａの上下方向における中間点に設定されなくともよい。
【００２０】
なお、ハウジング１７内は、図示したところでは、フリーピストン９によって上下に伸側圧力室７、圧側圧力室８に区画され、緩衝装置Ｄが伸縮して抑制する振動方向とフリーピストン９の移動方向が一致しており、緩衝装置Ｄ全体が図１中上下方向に振動することによって、フリーピストン９のハウジング１７に対する上下方向の振動が励起されることを避けたい場合には、フリーピストン９の移動方向を緩衝装置Ｄの伸縮方向と直交する方向、すなわち、図１中左右方向に設定し、伸側圧力室７と圧側圧力室８を図１中横方向に配置するようにすることもできる。
【００２１】
また、当該ハウジング１７には、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とを連通する圧側流路６が設けられており、当該圧側流路６には、絞り６ａが設けられ、これを通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっている。なお、当該絞り６ａをフリーピストン９が中立位置から変位すればするほど開口面積を小さくする可変絞りとしてもよく、その場合には、フリーピストン９がハウジング１７の上端に当接するか、ばね要素１０が最圧縮状態となるストロークエンドへ近づくにつれてフリーピストン９の変位速度を減ずることができる。
【００２２】
さらに、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７は、ピストンロッド４の伸側室Ｒ１に臨む側部から開口してピストン２およびハウジング１７を通じる伸側流路５を介して連通されている。このように、伸側室Ｒ１と伸側圧力室７とが伸側流路５によって連通され、圧側室Ｒ２と圧側圧力室８とが圧側流路６によって連通され、伸側圧力室７と圧側圧力室８の容積はフリーピストン９がハウジング１７内で変位することによって変化するので、この緩衝装置Ｄにあっては、上記した伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる流路が、見掛け上、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通しており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２は、減衰通路３を構成する伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂの他にも上記した見掛け上の流路によっても連通されることになる。
【００２３】
伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３は、この実施の形態では、共に隔壁部材であるピストン２の図１中上端の伸側室側端から図１中下端の圧側室側端へ通じていて、上記した減衰通路３である伸側減衰通路３ａと圧側減衰通路３ｂに並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。
【００２４】
詳しくは、伸側サブ減衰通路１２は、途中に、伸側サブバルブ１２ａを備えている。この伸側サブバルブ１２ａは、伸側サブ減衰通路１２を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、伸側サブ減衰通路１２を一方通行の通路に設定している。また、伸側サブバルブ１２ａが通過流体に与える抵抗は、上記した伸側減衰通路３ａに設けられた減衰バルブ１６ａが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよく、伸側サブバルブ１２ａを省略することも可能である。そして、伸側減衰通路３ａと伸側サブ減衰通路１２は並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通しているので、緩衝装置Ｄの伸長作動時において、伸側サブ減衰通路１２が開放されると流体は伸側減衰通路３ａに加えて伸側サブ減衰通路１２をも通過して伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ移動することになる。そのため、流体が伸側減衰通路３ａのみを通過する場合に比較して、伸側サブ減衰通路１２を開放する場合の方が緩衝装置Ｄの発生減衰力は低くなる。
【００２５】
他方の圧側サブ減衰通路１３も途中に、圧側サブバルブ１３ａを備えている。この圧側サブバルブ１３ａは、圧側サブ減衰通路１３を通過する流体の流れに抵抗を与えることができるようになっているとともに、この例では、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁としても機能して、圧側サブ減衰通路１３を一方通行の通路に設定している。また、圧側サブバルブ１３ａが通過流体に与える抵抗は、上記した圧側減衰通路３ｂに設けられた減衰バルブ１６ｂが通過流体に与える抵抗に比して大きくても小さくてもよく、圧側サブバルブ１３ａを省略することも可能である。そして、圧側減衰通路３ｂと圧側サブ減衰通路１３は並列して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通しているので、緩衝装置Ｄの収縮作動時において、圧側サブ減衰通路１３が開放されると流体は圧側減衰通路３ｂに加えて圧側サブ減衰通路１３をも通過して圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ移動することになる。そのため、流体が圧側減衰通路３ｂのみを通過する場合に比較して、圧側サブ減衰通路１３を開放する場合の方が緩衝装置Ｄの発生減衰力は低くなる。
【００２６】
なお、伸側サブバルブ１２ａと圧側サブバルブ１３ａは、たとえば、周知のオリフィスとリーフバルブとを並列した構成等とすればよく、この構成以外にも、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、逆止弁を別途設けるのであれば流体の双方向通行を可能とするバルブを採用することも可能である。
【００２７】
切換機構１４は、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３の途中に設けられており、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３の途中に設けた切換スプール１８と、切換スプール１８とフリーピストン９とを連結する連結レバー１９とを備えて構成されている。そして、切換スプール１８は、フリーピストン９が中立位置から伸側圧力室７を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると採る伸側ポジション１８ｂと、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の圧側変位以上変位すると採る圧側ポジション１８ｃと、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記伸側変位および圧側変位に達しない状態にあるときに採る中立ポジション１８ａとを備えた４ポート３位置の切換弁として構成されている。
【００２８】
そして、切換スプール１８は、中立ポジション１８ａを採る際に、伸側サブ減衰通路１２と圧側サブ減衰通路１３とを共に開放し、伸側ポジション１８ｂを採る際に、伸側サブ減衰通路１２を開放すると共に圧側サブ減衰通路１３を遮断し、圧側ポジション１８ｃを採る際に伸側サブ減衰通路１２を遮断するとともに圧側サブ減衰通路１３を開放するようになっている。
【００２９】
なお、切換機構１４は、フリーピストン９が中立位置にある際には伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を共に開放し、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の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路１２を開放するとともに圧側サブ減衰通路１３を遮断し、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の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路１２を遮断するとともに圧側サブ減衰通路１３を開放するようになっていればよいので、上記構成以外の構成を採用することもでき、たとえば、伸側サブ減衰通路１２を開閉する開閉弁と圧側サブ減衰通路１３を開閉する開閉弁とを独立して設けて、これら開閉弁をフリーピストン９に連動するようにしてもよい。また、上記した所定の伸側変位と所定の圧側変位は、任意に設定することができる。
【００３０】
さらに、切換スプール１８をフリーピストン９側へ向けて附勢するばねを設けて、常に連結レバー１９がフリーピストン９に当接するようにすれば、連結レバー１９とフリーピストン９とが一体的に連結されなくとも良く、この場合には、上記切換スプール１８を附勢するばねとばね要素１０との間にフリーピストン９と切換スプール１８が介装されることになるので、上記ばねとばね要素１０とフリーピストン９を中立位置に位置決めするばね要素を構成するようにしてもよい。
【００３１】
つづいて、緩衝装置Ｄの基本的な作動について説明する。まず、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達しない状態での緩衝装置Ｄの作動を説明する。
【００３２】
この場合、切換機構１４は、中立ポジション１８ａを採り、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３は連通され開放状態となる。この状態では、緩衝装置Ｄがシリンダ１に対してピストン２が図１中上下動する伸縮作動を呈すると、ピストン２によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一方が圧縮され、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の他方が拡張されるので、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮される方の圧力が高まると同時に、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち容積拡大される方の圧力が低下して両者に差圧が生じて、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち圧縮側の流体は減衰通路３（伸側減衰通路３ａおよび圧側減衰通路３ｂ）と、これに加えて、伸側サブ減衰通路１２或いは圧側サブ減衰通路１３、さらには、伸側流路５、伸側圧力室７、圧側圧力室８および圧側流路６からなる見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２のうち拡大側に移動する。
【００３３】
ここで、フリーピストン９の中立位置からの変位の振幅が小さくなるのは、緩衝装置Ｄの振幅が小さく圧力室Ｒ３内に流入する流体量が少ない場合であり、伸縮一周期で伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を行き交う流体の流量は小さくなるのは、緩衝装置Ｄに入力される振動の周波数、すなわち、緩衝装置Ｄの伸縮方向の振動の周波数が高周波である場合である。このように高周波の振動が緩衝装置Ｄに入力される場合、フリーピストン９の中立位置からの変位量が少なく、伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３が開放され、緩衝装置Ｄが発生する減衰力は低くなる。そして、特に、緩衝装置Ｄの伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン９が中立位置近傍にある場合には、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を開放するので、このような場面でも減衰力低減効果が減殺されず、確実に緩衝装置Ｄの減衰力を低減することができる。
【００３４】
また、フリーピストン９の中立位置からの変位が上記した所定の伸側変位および圧側変位に達する状態での緩衝装置Ｄの作動について説明すると、この場合は、緩衝装置Ｄが大振幅で伸縮作動し、伸側圧力室７或いは圧側圧力室８に大流量が流入して、フリーピストン９が中立位置から大きく変位し、ストロークエンドまでのストローク余裕が少なくなる状況であり、ストロークエンドまで達すると、見掛け上の流路を介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の流体の交流が少なくなる。
【００３５】
しかしながら、このようにフリーピストン９が変位すると、切換機構１４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いる場合には、伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断し、他方、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いる場合には、圧側サブ減衰通路１３を開放して伸側サブ減衰通路１２を遮断する。
【００３６】
そして、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断している状態では、緩衝装置Ｄが伸長作動をすると、伸側室Ｒ１の流体は伸側減衰通路３ａのみならず伸側サブ減衰通路１２をも介して圧側室Ｒ２へ移動するので、緩衝装置Ｄは、低い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Ｄが収縮作動をすると、圧側サブ減衰通路１３が遮断されているので、圧側室Ｒ２の流体は圧側減衰通路３ｂのみを介して伸側室Ｒ１へ移動するので、緩衝装置Ｄは、高い減衰力を発生する。
【００３７】
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いるということは、緩衝装置Ｄは、大振幅で収縮作動を呈していた状況であるから、さらに収縮作動を呈する場合には、高減衰力を発揮し、反対に、収縮作動を終えて伸長作動に転じる場合には低い減衰力を発揮することになる。
【００３８】
つまり、この状況では、車体が車輪に対して大きく沈み込む場合に緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮してこれを抑制し、反対に、車体が車輪から離間する、すなわち、緩衝装置Ｄが伸びようとすると、減衰力を低減させて当該車体の動きを極力抑制しないようにして、車体振動を低減する。
【００３９】
逆に、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２を遮断して圧側サブ減衰通路１３を開放している状態では、緩衝装置Ｄが伸長作動をすると、伸側サブ減衰通路１２が遮断されているので、伸側室Ｒ１の流体は伸側減衰通路３ａのみを介して圧側室Ｒ２へ移動するので、緩衝装置Ｄは、高い減衰力を発生する。この状態で、緩衝装置Ｄが収縮作動をすると、圧側室Ｒ２の流体は圧側減衰通路３ｂのみならず圧側サブ減衰通路１３をも介して伸側室Ｒ１へ移動するので、緩衝装置Ｄは、低い減衰力を発生する。
【００４０】
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いるということは、緩衝装置Ｄは、ピストン速度が速く大振幅で伸長作動を呈していた状況であるから、さらに伸長作動を呈する場合には、高減衰力を発揮し、反対に、伸長作動を終えて収縮作動に転じる場合には低い減衰力を発揮することになる。
【００４１】
つまり、この状況では、車体が車輪から大きく離間する場合に緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮してこれを抑制し、反対に、車体が車輪へ沈み込む方向へ変位する、すなわち、緩衝装置Ｄが縮もうとする際には、減衰力を低減させて当該車体の動きを極力抑制しないようにして、車体振動を低減する。
【００４２】
以上をまとめると、緩衝装置Ｄが大振幅で収縮作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の伸側変位以上変位する場合、それ以上の収縮作動に対して緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮し、伸長作動に転じると緩衝装置Ｄは低い減衰力を発揮し、緩衝装置Ｄが大振幅で伸長作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の圧側変位以上変位する場合、それ以上の伸長作動に対して緩衝装置Ｄは高い減衰力を発揮し、収縮作動に転じると緩衝装置Ｄは低い減衰力を発揮する。
【００４３】
このように大振幅で緩衝装置Ｄが伸縮する場合、ピストン速度が速くとも伸縮一周期に要する時間はかかり、振動周波数としてとらえると低周波数の振動ということになる。したがって、緩衝装置Ｄが大振幅の収縮作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の伸側変位以上変位する場合の動作は、それ以上の収縮作動に対して高い減衰力を発揮し、伸長作動に転じると低い減衰力を発揮し、また、緩衝装置Ｄが大振幅の伸長作動を呈してフリーピストン９が中立位置から所定の圧側変位以上変位する場合の動作は、それ以上の伸長作動に対して高い減衰力を発揮し、収縮作動に転じると低い減衰力を発揮することになる。
【００４４】
そのため、緩衝装置Ｄは、高周波振動に対しては低い減衰力を発揮し、低周波振動に対しては高い減衰力を発揮し、入力される振動の周波数に応じて適切な減衰力を発揮することができる。したがって、緩衝装置Ｄは、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、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。
【００４５】
そして、この緩衝装置Ｄによれば、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン９が中立位置近傍にある場合には、切換機構１４が伸側サブ減衰通路１２および圧側サブ減衰通路１３を開放するので、高周波振動の入力時に減衰力低減効果が減少されず、確実に緩衝装置Ｄの減衰力を低減することができる。
【００４６】
また、この緩衝装置Ｄにあっては、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いる場合には、切換機構１４は、伸側サブ減衰通路１２を開放して圧側サブ減衰通路１３を遮断し、他方、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いる場合には、圧側サブ減衰通路１３を開放して伸側サブ減衰通路１２を遮断するので、緩衝装置Ｄの伸縮方向の切換時に高い減衰力が発生されてしまうことがなく、車軸側から車体への振動伝達を効果的に絶縁することができる。
【００４７】
以上では、緩衝装置Ｄの基本的な構造を説明したが、以下、より構造を具体化した緩衝装置Ｄ１について説明する。
【００４８】
具体的な緩衝装置Ｄ１は、基本的には、図４に示すように、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動自在に挿入されシリンダ２１内を伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５に区画する隔壁部材としてのピストン２２と、圧力室Ｒ６と、圧力室Ｒ６内に軸方向へ移動自在に挿入されて圧力室Ｒ６を伸側流路２５を介して伸側室Ｒ４に連通される伸側圧力室２７と圧側流路２６を介して圧側室Ｒ５に連通される圧側圧力室２８とに区画するフリーピストン２９と、フリーピストン２９を圧力室Ｒ６内で中立位置に位置決めてフリーピストン２９の中立位置からの変位を抑制する附勢力を発生するばね要素３０と、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する減衰通路３１と、伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３１に並列される伸側サブ減衰通路３２と、圧側室Ｒ５から伸側室Ｒ４へ向かう流れのみを許容するとともに減衰通路３１に並列される圧側サブ減衰通路３３と、切換機構３４とを備えて構成されている。なお、図示はしないが、図１に示した緩衝装置Ｄと同様に、シリンダ２１の下方には、摺動隔壁が設けられており気体室が設けられている。
【００４９】
以下、各部について詳細に説明すると、ピストンロッド２３は、その図４中下端側に小径部２３ａが形成されるとともに、小径部２３ａの先端側には螺子部２３ｂが形成されている。
【００５０】
そして、ピストンロッド２３には、小径部２３ａの先端から開口する袋孔状の弁孔３５が設けられており、この弁孔３５の底部側がピストンロッド２３の側部から開口する連通孔３６によって、伸側室Ｒ４に連通されている。
【００５１】
ピストン２２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２３の小径部２３ａが挿入されている。また、このピストン２２には、伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する伸側ポート３１ａと圧側ポート３１ｃが設けられ、伸側ポート３１ａの図４中下端はピストン２２の図４中下方に積層されるリーフバルブでなる伸側バルブ３１ｂにて開閉され、他方の圧側ポート３１ｃの図４中上端もピストン２２の図４中上方に積層されるリーフバルブでなる圧側バルブ３１ｄによって開閉される。
【００５２】
この伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄは、共に環状に形成され、内周側にはピストンロッド２３の小径部２３ａが挿入され、内周側がピストンロッド２３に固定されて外周側の撓みが許容されてピストン２２に積層されている。なお、伸側バルブ３１ｂおよび圧側バルブ３１ｄを構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。
【００５３】
そして、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１の伸長作動時に伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５の差圧によって撓んで開弁し伸側ポート３１ａを開放して伸側室Ｒ４から圧側室Ｒ５へ移動する流体の流れに抵抗を与えるとともに、緩衝装置Ｄ１の収縮作動時には伸側ポート３１ａを閉塞するようになっていて伸側ポート３１ａを一方通行に設定している。他方の圧側バルブ３１ｄは、伸側バルブ３１ｂとは反対に緩衝装置Ｄ１の収縮作動時に圧側ポート３１ｃを開放し、伸長作動時には圧側ポート３１ｃを閉塞するようになっていて圧側ポート３１ｃを一方通行に設定している。すなわち、伸側バルブ３１ｂは、緩衝装置Ｄ１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り、他方の圧側バルブ３１ｄは、緩衝装置Ｄ１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る。よって、この実施の形態にあっては、減衰通路３１は、伸側ポート３１ａ、伸側バルブ３１ｂ、圧側ポート３１ｃおよび圧側バルブ３１ｄとで構成されている。
【００５４】
なお、伸側ポート３１ａの圧側室側の開口端には、窓３１ｅが設けられており、当該窓３１ｅは、ピストン２２の内周へ連通されている。また、圧側ポート３１ｃの伸側室側の開口端には、窓３１ｆが設けられており、当該窓３１ｆもピストン２２の内周へ連通されている。
【００５５】
つづいて、ピストン２２の図４中下方であって、伸側バルブ３１ｂの図４中下側となる圧側室側には、伸側バルブディスク３７が積層され、さらに、伸側バルブディスク３７の図４中下側となる圧側室側には、リーフバルブでなる伸側サブバルブ３８が積層されている。さらに、ピストン２２の図４中上方であって、圧側バルブ３１ｄの図４中上側となる伸側室側には、圧側バルブディスク３９が積層され、さらに、圧側バルブディスク３９の図４中上側となる伸側室側には、リーフバルブでなる圧側サブバルブ４０が積層されている。
【００５６】
そして、伸側バルブディスク３７は、環状であって、圧側室側端から内周へ通じる伸側サブポート３７ａを備えており、この伸側サブポート３７ａの出口端が上記した伸側サブバルブ３８によって開閉されるようになっている。また、圧側バルブディスク３９は、環状であって、伸側室側端から内周へ通じる圧側サブポート３９ａを備えており、この圧側サブポート３９ａの出口端が上記した圧側サブバルブ４０によって開閉されるようになっている。つまり、伸側サブバルブ３８は、圧側室Ｒ５側からの圧力によっては開かずに伸側室Ｒ４の圧力を受けて撓むと伸側サブポート３７ａを開放するようになっていて、伸側サブポート３７ａを通過する流体の流れに抵抗を与えると共に、伸側サブポート３７ａを一方通行に設定している。また、圧側サブバルブ４０は、伸側室Ｒ４側からの圧力によっては開かずに圧側室Ｒ５の圧力を受けて撓むと圧側サブポート３９ａを開放するようになっていて、圧側サブポート３９ａを通過する流体の流れに抵抗を与えると共に、圧側サブポート３９ａを一方通行に設定している。
【００５７】
なお、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０を構成するリーフバルブの積層枚数や厚みは、望む減衰特性に応じて任意に変更することができる。
【００５８】
また、伸側バルブ３１ｂと伸側バルブディスク３７との間には、環状のシム６０が介装され、圧側バルブ３１ｄと圧側バルブディスク３９との間には、環状のシム６１が介装されている。さらに、伸側サブバルブ３８よりも図４中下方には、環状のシム６２と伸側サブバルブ３８の撓み量を規制する環状のバルブストッパ４２が積層され、圧側サブバルブ４０よりも図４中上方には、環状のシム６３と圧側サブバルブ４０の撓み量を規制する環状のバルブストッパ４１が積層されている。シム６０は、環状であって外径が伸側バルブ３１ｂの外径よりも小径であり、シム６１は、環状であって外径が圧側バルブ３１ｄの外径よりも小径であり、シム６２は、環状であって外径が伸側サブバルブ３８の外径よりも小径であり、シム６３は、環状であって外径が圧側サブバルブ４０の外径よりも小径であり、これらシム６０，６１，６２，６３は、複数枚の環状板を積層して構成してもよい。
【００５９】
上記したバルブストッパ４１、シム６３、圧側サブバルブ４０、圧側バルブディスク３９、シム６１、圧側バルブ３１ｄ、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、シム６０、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、シム６２およびバルブストッパ４２は、順に上記したピストンロッド２３の小径部２３ａに組み付けられ、バルブストッパ４２の図４中下方から、上記螺子部２３ｂに圧力室Ｒ６を形成するハウジング４３が螺着される。このハウジング４３によって、バルブストッパ４１、シム６３、圧側サブバルブ４０、圧側バルブディスク３９、シム６１、圧側バルブ３１ｄ、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、シム６０、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、シム６２およびバルブストッパ４２がピストンロッド２３に固定される。このように、ハウジング４３は、内部に圧力室Ｒ６を形成するだけでなく、ピストン２２をピストンロッド２３に固定する役割をも果たしている。
【００６０】
上記したように、ピストン２２、圧側バルブディスク３９および伸側バルブディスク３７をピストンロッド２３の小径部２３ａの外周に装着すると、ピストン２２の伸側ポート３１ａは、窓３１ｅとピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｃを通じて弁孔３５へ連通され、ピストン２２の圧側ポート３１ｃは、窓３１ｆとピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｄを通じて弁孔３５へ連通される。また、伸側バルブディスク３７に設けた伸側サブポート３７ａもピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｅを通じて弁孔３５へ連通され、圧側バルブディスク３９に設けた圧側サブポート３９ａもピストンロッド２３の小径部２３ａ外周から開口する透孔２３ｆを通じて弁孔３５へ連通される。
【００６１】
そして、この実施の形態では、伸側サブ減衰通路３２は、伸側ポート３１ａ、透孔２３ｃ、透孔２３ｅおよび伸側サブポート３７ａによって構成されている。また、透孔２３ｃと透孔２３ｅとが弁孔３５を通じて連通されており、このように、伸側サブ減衰通路３２の途中に弁孔３５が設けられている。
【００６２】
圧側サブ減衰通路３３は、圧側ポート３１ｃ、透孔２３ｄ、透孔２３ｆおよび圧側サブポート３９ａによって構成されている。また、透孔２３ｄと透孔２３ｆとが弁孔３５を通じて連通されており、このように、圧側サブ減衰通路３３の途中に弁孔３５が設けられている。
【００６３】
ハウジング４３は、ピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺合される鍔４５付のナット部４４と、ナット部４４における鍔４５の外周に開口部が加締められて一体化される有底筒状の筒部４７とを備えて構成されている。そして、ナット部４４および筒部４７で圧側室Ｒ５内に圧力室Ｒ６を画成している。なお、ナット部４４と筒部４７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。
【００６４】
そして、上記のように形成される圧力室Ｒ６内には、フリーピストン２９が摺動自在に挿入されて、圧力室Ｒ６は、図４中上方側の伸側圧力室２７と下方側の圧側圧力室２８に区画されている。
【００６５】
また、ナット部４４は、上述のように側方に鍔４５を備え、その内周には筒状の螺子部４６が形成され、この螺子部４６をピストンロッド２３の螺子部２３ｂに螺着することによって、ハウジング４３をピストンロッド２３の小径部２３ａに固定することが可能なようになっている。ゆえに、筒部４７の図４中下方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あって、当該外周に係合する工具を用いてハウジング４３をピストンロッド２３に螺着する作業を容易としている。
【００６６】
筒部４７は、有底筒状であって、底部には、圧側流路２６の一部を構成する固定オリフィス４８が設けられ、筒部４７の側部には圧側室Ｒ５をハウジング４３内へ連通する二つの可変オリフィス４９，５０が設けられている。
【００６７】
他方、フリーピストン２９は、有底筒状とされており、底部２９ａを図４中下方へ向けて筒部２９ｂの外周を筒部４７の内周に摺接させてハウジング４３内に挿入されている。フリーピストン２９は、上記のようにハウジング４３内に摺動自在に挿入されると圧力室Ｒ６内を伸側圧力室２７と圧側圧力室２８とに区画する。なお、フリーピストン２９の底部２９ａを図４中下方へ向けてハウジング４３内に収容することで、フリーピストン２９のナット部４４における螺子部４６への干渉を避けることができる。さらに、フリーピストン２９は、この実施の形態の場合、筒部２９ｂの外周に環状溝２９ｃと、フリーピストン９の底部２９ａから環状溝２９ｃへ通じる孔２９ｄを備えている。
【００６８】
また、このフリーピストン２９に、フリーピストン２９の圧力室Ｒ６に対する変位量に応じてその変位を抑制する附勢力を作用させるばね要素３０が設けられており、このばね要素３０は、圧側圧力室２８内であって筒部４７の底部とフリーピストン２９の底部２９ａとの間に介装されるコイルばね５１と、弁孔３５内であって後述する切換スプール５３との間に介装されるコイルばね５２とで構成されている。切換スプール５３は、弁孔３５内に摺動自在に挿入されており、図４中下端をフリーピストン２９の底部２９ａに当接させていて、フリーピストン２９は、切換スプール５３を介してコイルばね５１，５２に挟持されて圧力室Ｒ６内で中立位置に位置決められた上で弾性支持されている。
【００６９】
なお、ばね要素としては、フリーピストン２９を弾性支持できればよいので、コイルばね５１，５２以外のものを採用してもよく、たとえば、皿ばね等の弾性体を用いてフリーピストン２９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２９に連結される単一のばね要素を用いる場合には、ナット部４４或いは筒部４７に他端を固定するようにしてもよい。切換スプール５３がフリーピストン２９に一体化される場合、コイルばね５２を廃止してコイルばねを伸側圧力室２７内に収容してフリーピストン２９とナット部４４との間に介装するようにしてもよいし、コイルばね５２をそのままにして別のコイルばねを伸側圧力室２７内に収容してコイルばね５１，５２と当該別のコイルばねでばね要素３０を構成することも可能である。
【００７０】
そして、上記環状溝２９ｃは、フリーピストン２９がばね要素３０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可変オリフィス４９，５０に対向して圧側圧力室２８と圧側室Ｒ５を連通するとともに、フリーピストン２９がストロークエンドまで変位する、すなわち、ナット部４４の鍔４５或いは筒部４７の内周に設けた段部４７ａに当接するまで変位するとフリーピストン２９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２６は、環状溝２９ｃ、孔２９ｄ、可変オリフィス４９，５０および固定オリフィス４８で構成されている。なお、可変オリフィス４９，５０を二つ設けているが、その数は任意である。
【００７１】
つまり、この具体的な緩衝装置Ｄ１の場合、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が増加していくと、可変オリフィス４９，５０の開口全てが環状溝２９ｃに対向する状況からフリーピストン２９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４９，５０の流路面積が減少し始め、圧側流路２６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２９の変位量の増加に伴って徐々に可変オリフィス４９，５０の流路面積が減少し、フリーピストン２９がストロークエンドに達すると、可変オリフィス４９，５０が完全にフリーピストン２９の外周で閉塞されて、圧側流路２６における流路抵抗が最大となり圧側圧力室２８が固定オリフィス４８のみによって圧側室Ｒ５に連通されるようになっている。
【００７２】
つづいて、切換機構３４は、ピストンロッド２３の一端となる図４中下端から開口して伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の途中に設けられる弁孔３５と、当該弁孔３５内に摺動自在に挿入されてフリーピストン２９の変位によって軸方向へ変位する切換スプール５３とを備えて構成されている。
【００７３】
弁孔３５内に摺動自在に挿入される切換スプール５３は、外周に周方向に沿って設けた二つの環状凹部５３ａ，５３ｂと備え、その一端となる図４中下端は球状とされて、この下端をフリーピストン２９の底部２９ａに当接させている。切換スプール５３のフリーピストン２９への当接面を球状としているので、フリーピストン２９の底部２９ａを傷めることがない。また、フリーピストン２９と切換スプール５３とが分離状態とされているので、圧力室Ｒ６内で軸方向へ摺動するフリーピストン２９と、弁孔３５内で軸方向へ摺動する切換スプール５３が偏心していても容易に組み立てることができ、フリーピストン２９と切換スプール５３とが互いに相手の変位を妨げる摩擦力を発生することもない。
【００７４】
また、切換スプール５３は、他端となる図４中上端から開口して、一端側の外周へ通じるスプール内通路５３ｃを備えている。スプール内通路５３ｃは、常時伸側圧力室２７内に通じており、また、弁孔３５および連通孔３６を介して伸側室Ｒ４に通じて、連通孔３６とともに、伸側流路２５を形成している。なお、図示したところでは、この伸側流路２５の途中には、抵抗となる弁を設けていないが、スプール内通路５３ｃ或いは連通孔３６の途中に絞り等の弁を設けて、通過流体に抵抗を与えるようにしてもよい。
【００７５】
さらに、切換スプール５３は、上記した弁孔３５の底部と切換スプール５３の他端となる図４中上端との間に介装してコイルばね５２によって、常時、フリーピストン２９へ向けて附勢されており、フリーピストン２９から離間することがないようになっている。
【００７６】
そして、切換スプール５３は、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、伸側ポート３１ａに連通する透孔２３ｃと伸側サブポート３７ａに連通する透孔２３ｅの双方に環状凹部５３ａを対向させ、圧側ポート３１ｃに連通する透孔２３ｄと圧側サブポート３９ａに連通する透孔２３ｆの双方に環状凹部５３ｂを対向させ、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３を開放するようになっている。
【００７７】
したがって、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位および圧側変位に達しない位置にある際には、緩衝装置Ｄ１が伸縮作動を呈すると、流体は、伸側ポート３１ａと伸側サブポート３７ａを共に通過するか、或いは圧側ポート３１ｃと圧側サブポート３９ａを共に通過して伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５を行き来することになる。
【００７８】
他方、フリーピストン２９が図５に示すように、上方へ移動して中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、切換スプール５３もフリーピストン２９によって図４の状態から図５のように上方へ押し上げられて、環状溝５３ａを透孔２３ｃ，２３ｅに対向させて、透孔２３ｃ，２３ｅを環状溝５３ａで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール５３は、外周であって環状溝５３ａ，５３ｂ間を透孔２３ｄに対向させて透孔２３ｄを遮断する。この場合には、伸側ポート３１ａに通じる透孔２３ｃと伸側サブポート３７ａに通じる透孔２３ｅが切換スプール５３によって連通され、圧側ポート３１ｃに通じる透孔２３ｄが切換スプール５３によって遮断される。したがって、フリーピストン２９が中立位置から所定の伸側変位以上に変位する際には、伸側ポート３１ａ、伸側サブ減衰通路３２および圧側ポート３１ｃが連通状態とされ、圧側サブ減衰通路３３は遮断された状態となる。
【００７９】
また、フリーピストン２９が図６に示すように、下方へ移動して中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、切換スプール５３もフリーピストン２９の変位でコイルばね５２によって図４の状態から図６のように下方へ押し下げられて、環状溝５３ｂを透孔２３ｄ，２３ｆに対向させて、透孔２３ｄ，２３ｆを環状溝５３ｂで連通するようになっている。なお、この状態では、切換スプール５３は、外周であって環状溝５３ａ，５３ｂ間を透孔２３ｃに対向させて透孔２３ｃを遮断する。この場合には、圧側ポート３１ｃに通じる透孔２３ｄと圧側サブポート３９ａに通じる透孔２３ｆが切換スプール５３によって連通され、伸側ポート３１ａに通じる透孔２３ｃが切換スプール５３によって遮断される。したがって、フリーピストン２９が中立位置から所定の圧側変位以上に変位する際には、圧側ポート３１ｃ、圧側サブ減衰通路３３および伸側ポート３１ａが連通状態とされ、伸側サブ減衰通路３２は遮断された状態となる。
【００８０】
なお、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０が通過流体に与える抵抗は、リーフバルブの積層枚数や厚みを変更することで行うことができる。リーフバルブの積層枚数や厚みを変更する場合、透孔２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆとピストン２２、伸側バルブディスク３７および圧側バルブディスク３９との相対位置が変化するので、その調整をシム６０，６１，６２，６３における厚みや環状板の積層枚数の調節で、透孔２３ｃを伸側ポート３１ａに連通させ、透孔２３ｄを圧側ポート３１ｃに連通させ、透孔２３ｅを伸側サブポート３７ａに連通させ、透孔２３ｆを圧側サブポート３９ａに連通させることができる位置へピストン２２、伸側バルブディスク３７および圧側バルブディスク３９をピストンロッド２３に対して位置決めるようにすればよい。また、この実施の形態では、減衰特性の設定が比較的容易となるために、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側サブバルブ３８および圧側サブバルブ４０にリーフバルブを用いたが、オリフィス或いはチョークと逆止弁とを直列に設けたバルブ構成や、ポペット弁やニードル弁といったリーフバルブ以外の構成を採用することも可能であるが、リーフバルブを採用することで、減衰特性の調節が容易で、且つ、バルブ自体の軸方向の全長が短くて済むので、緩衝装置Ｄ１のストローク長を確保して、緩衝装置Ｄ１の車両への搭載性が向上する利点がある。
【００８１】
緩衝装置Ｄ１は、以上のように構成されるが、続いて緩衝装置Ｄ１の作動について説明する。基本的には、緩衝装置Ｄ１にあっても、上記した緩衝装置Ｄと同様の作動を呈する。つまり、緩衝装置Ｄ１における切換機構３４にあっても、フリーピストン２９が中立位置から伸側圧力室２７を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位する場合には、伸側サブ減衰通路３２が開放されるとともに圧側サブ減衰通路３３が遮断され、フリーピストン２９が中立位置から圧側圧力室２８を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位する場合には、伸側サブ減衰通路３２が遮断されるとともに圧側サブ減衰通路３３が開放され、フリーピストン２９の中立位置からの変位が伸側変位にも圧側変位にも達しない場合には、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３が開放される。
【００８２】
そのため、緩衝装置Ｄ１にあっても、緩衝装置Ｄと同様に、高周波振動に対しては低い減衰力を発揮し、低周波振動に対しては高い減衰力を発揮し、入力される振動の周波数に応じて適切な減衰力を発揮することができ、入力振動周波数に依存した減衰力を発揮して、車軸側の振動の車体側への伝達を絶縁し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。
【００８３】
さらに、緩衝装置Ｄ１にあっても、伸縮速度が非常に高くなる場面にあってフリーピストン２９が中立位置近傍で変位しづらくなっても、フリーピストン２９が中立位置近傍にある場合には、切換機構３４が伸側サブ減衰通路３２および圧側サブ減衰通路３３を開放するので、高周波振動の入力時に減衰力低減効果が減少せずに、確実に緩衝装置Ｄ１の減衰力を低減することができるのである。
【００８４】
そして、この具体的な緩衝装置Ｄ１にあっては、フリーピストン２９における中立位置からの変位量が可変オリフィス４９，５０を閉塞し始める変位を可変変位とすると、フリーピストン２９の中立位置からの変位量が上記可変変位に達すると、この可変変位に達してからはその変位量に応じて、徐々に流路面積を小さくする。つまり、フリーピストン２９が可変オリフィス４９，５０を閉塞し始めた後は変位量に応じて圧側流路２６の流路抵抗が徐々に大きくなる。なお、可変変位は、フリーピストン２９の伸側圧力室２７を圧縮する方向と圧側圧力室２８を圧縮する方向とで異なるように設定されてもよく、伸側変位および圧側変位に対して独立に設定することができる。
【００８５】
したがって、フリーピストン２９が可変オリフィス４９，５０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２６の流路抵抗が徐々に大きくなって、フリーピストン２９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、フリーピストン２９とハウジング４３との軸方向で勢いよく衝突することが防止されて、大きな打音の発生を抑制することができる。なお、フリーピストン２９とハウジング４３のいずれかにこれらの衝突音の発生を防止するクッションを設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、フリーピストン２９が可変変位に達するまで変位し、且つ、伸側変位および圧側変位を超えて変位する場合には、フリーピストン２９の中立位置方向への変位も抑制されるので、減衰力の高低の切り換わりが振動的になってしまうことが抑制され、安定した減衰力を発揮することができる。また、フリーピストン２９の変位速度が緩慢となって切換スプール５３が伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の開閉を徐々に行うので、減衰特性の急変が回避されて乗心地のより一層の向上が望める。なお、可変オリフィス４９，５０は、この場合、圧側流路２６のみに設けられているが、伸側流路２５に設けるようにしてもよいし、伸側流路２５と圧側流路２６の両方に設けてもよい。
【００８７】
さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっては、シリンダ２１内に移動自在に挿入されて一端に隔壁部材としてのピストン２２が固定されるピストンロッド２３を備え、圧力室Ｒ６がピストンロッド２３の一端に固定されるハウジング４３により形成され、切換機構３４が、ピストンロッド２３の一端から開口して伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の途中に設けられる弁孔３５と、弁孔３５内に摺動自在に挿入されてフリーピストン２９の変位によって軸方向へ変位する切換スプール５３とを備えているので、切換機構３４をピストンロッド２３の内部に組み込むことができ、これにより緩衝装置Ｄ１をコンパクトにすることができる。
【００８８】
また、緩衝装置Ｄ１は、伸側サブ減衰通路３２が切換機構３４を介して伸側室Ｒ４へ連通される伸側サブポート３７ａを備えて圧側室Ｒ５に配置される伸側バルブディスク３７と伸側バルブディスク３７に積層されて伸側サブポート３７ａを開閉する伸側サブバルブ３８とを備え、圧側サブ減衰通路３３が切換機構３４を介して圧側室Ｒ５へ連通される圧側サブポート３９ａを備えて伸側室Ｒ４に配置される圧側バルブディスク３９と圧側バルブディスク３９に積層されて圧側サブポート３９ａを開閉する圧側サブバルブ４０とを備えているので、伸側サブ減衰通路３２を通過する流体の流れに与える抵抗と圧側サブ減衰通路３３を通過する流体の流れに与える抵抗とを別々に設定でき、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の開放の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
【００８９】
また、この緩衝装置Ｄ１では、減衰通路３１が隔壁部材としてのピストン２２に設けられて伸側室Ｒ４と圧側室Ｒ５とを連通する伸側ポート３１ａおよび圧側ポート３１ｃと、ピストン２２の圧側室Ｒ５側に積層されて伸側ポート３１ａを開閉する伸側バルブ３１ｂと、ピストン２２の伸側室Ｒ４側に積層されて圧側ポート３１ｃを開閉する圧側バルブ３１ｄとを備えているので、伸側サブ減衰通路３２と圧側サブ減衰通路３３の遮断の際において、伸長作動時と収縮作動時における減衰力を異ならしめることができる。
【００９０】
さらに、この緩衝装置Ｄ１にあっては、ピストンロッド２３に弁孔３５を伸側室Ｒ４へ連通する連通孔３６を設け、切換スプール５３は、一端をフリーピストン２９に当接するとともに、他端から開口して伸側圧力室２７へ通じるスプール内通路５３ｃを備え、伸側流路２５がスプール内通路５３ｃと連通孔３６を含んで形成されるので、伸側通路２５をピストンロッド２３と切換スプール５３に集約することができ、他所へ伸側通路２５を設ける場合に比較して、緩衝装置Ｄ１をコンパクトにすることができ、また、スプール内通路５３ｃの途中に絞り弁等を設けておらず、切換スプール５３の両端となる図４中上下端に伸側圧力室２７内の圧力が作用しても切換スプール５３が当該圧力によって上下方向に附勢されないので、フリーピストン２９の変位に影響を与えることがない。
【００９１】
そして、緩衝装置Ｄ１にあっては、隔壁部材としてのピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄが共に環状であって、伸側バルブディスク３７は、環状であって伸側バルブ３１ｂの圧側室Ｒ５側に積層され、伸側サブバルブ３８は、環状であって伸側バルブディスク３７の圧側室Ｒ５側に積層され、圧側バルブディスク３９は、環状であって圧側バルブ３１ｄの伸側室Ｒ４側に積層され、圧側サブバルブ４０は、環状であって圧側バルブディスク３９の伸側室側に積層され、ピストン２２、伸側バルブ３１ｂ、圧側バルブ３１ｄ、伸側バルブディスク３７、伸側サブバルブ３８、圧側バルブディスク３９および圧側サブバルブ４０は、ピストンロッド２３の一端外周に装着されてハウジング４３によってピストンロッド２３に固定されるようになっているので、上記した各部材を順にピストンロッド２３に組み付けるだけで伸側サブ減衰通路３２および圧側サブ減衰通路３３の形成ができ、固定もハウジング４３によって行うことができるので組立が容易となる。さらに、伸側バルブ３１ｂ、伸側サブバルブ３８、圧側バルブ３１ｄおよび圧側サブバルブ４０が互いに対面していないのでお互いが干渉せず、各々の撓みが阻害されることがないので、安定した減衰力を発揮することができる。
【００９２】
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】
【００９３】
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】
【００９４】
１，２１ シリンダ
２，２２ 隔壁部材としてのピストン
３．３１ 減衰通路
４，２３ ピストンロッド
５，２５ 伸側流路
７，２７ 伸側圧力室
６，２６ 圧側流路
８，２８ 圧側圧力室
９，２９ フリーピストン
１０，３０ ばね要素
１２，３２ 伸側サブ減衰通路
１２ａ，３８ 伸側サブバルブ
１３，３３ 圧側サブ減衰通路
１３ａ，４０ 圧側サブバルブ
１４，３４ 切換機構
１７，４３ ハウジング
３１ａ 伸側ポート
３１ｃ 圧側ポート
３１ｂ 伸側バルブ
３１ｄ 圧側バルブ
３５ 弁孔
３６ 連通孔
３７ 伸側バルブディスク
３７ａ 伸側サブポート
３９ 圧側バルブディスク
３９ａ 圧側サブポート
５３ 切換スプール
５３ｃ スプール内通路
Ｄ，Ｄ１ 緩衝装置
Ｒ１、Ｒ４ 伸側室
Ｒ２，Ｒ５ 圧側室
Ｒ３，Ｒ６ 圧力室
【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隔壁部材と、圧力室と、上記圧力室内に軸方向へ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、当該フリーピストンを上記圧力室内で中立位置に位置決めて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生するばね要素とを備えた緩衝装置において、
上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、
上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、
上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、
上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置にある際には、伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路を開放する切換機構とを
備えたことを特徴とする緩衝装置。
【請求項２】
上記シリンダ内に移動自在に挿入されて一端に上記隔壁部材が固定されるピストンロッドを備え、
上記圧力室が上記ピストンロッドの一端に固定されるハウジングにより形成され、
上記切換機構は、上記ピストンロッドの一端から開口して上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の途中に設けられる弁孔と、当該弁孔内に摺動自在に挿入されて上記フリーピストンの変位によって軸方向へ変位する切換スプールとを備え、
当該切換スプールで上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の開放と遮断を切換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】
上記伸側サブ減衰通路は、上記切換機構を介して伸側室へ連通される伸側サブポートを備えて上記圧側室に配置される伸側バルブディスクと当該伸側バルブディスクに積層されて上記伸側サブポートを開閉する伸側サブバルブとを備え、
上記圧側サブ減衰通路は、上記切換機構を介して圧側室へ連通される圧側サブポートを備えて上記伸側室に配置される圧側バルブディスクと当該圧側バルブディスクに積層されて上記圧側サブポートを開閉する圧側サブバルブとを備えた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】
上記減衰通路は、上記隔壁部材に設けられて上記伸側室と上記圧側室とを連通する伸側ポートおよび圧側ポートと、上記隔壁部材の圧側室側に積層されて上記伸側ポートを開閉する伸側バルブと、上記隔壁部材の伸側室側に積層されて上記圧側ポートを開閉する圧側バルブとを備えた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】
上記ピストンロッドに上記弁孔を伸側室へ連通する連通孔を設け、上記切換スプールは、一端を上記フリーピストンに当接するとともに、他端から開口して上記伸側圧力室へ通じるスプール内通路を備え、上記伸側流路が上記スプール内通路と連通孔を含んで形成され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】
上記隔壁部材、上記伸側バルブ、上記圧側バルブは共に環状であって、
上記伸側バルブディスクは、環状であって上記伸側バルブの圧側室側に積層され、
上記伸側サブバルブは、環状であって上記伸側バルブディスクの圧側室側に積層され、
上記圧側バルブディスクは、環状であって上記圧側バルブの伸側室側に積層され、
上記圧側サブバルブは、環状であって上記圧側バルブディスクの伸側室側に積層され、
上記隔壁部材、上記伸側バルブ、上記圧側バルブ、上記伸側バルブディスク、上記伸側サブバルブ、上記圧側バルブディスクおよび上記圧側サブバルブは、上記ピストンロッドの一端外周に装着されて上記ハウジングによって当該ピストンロッドに固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の緩衝装置。
【請求項７】
上記フリーピストンが中立位置から所定の可変変位以上変位すると上記伸側流路と上記圧側流路の一方または両方の流路面積を減少させる可変オリフィスを設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の緩衝装置。
【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隔壁部材と、圧力室と、上記圧力室内に軸方向へ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、当該フリーピストンを上記圧力室内で中立位置に位置決めて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生するばね要素とを備えた緩衝装置において、
上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、
上記伸側室から上記圧側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される伸側サブ減衰通路と、
上記圧側室から上記伸側室へ向かう流れのみを許容するとともに上記減衰通路に並列される圧側サブ減衰通路と、
上記フリーピストンが中立位置から上記伸側圧力室を圧縮する方向へ所定の伸側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を開放するとともに圧側サブ減衰通路を遮断し、上記フリーピストンが中立位置から上記圧側圧力室を圧縮する方向へ所定の圧側変位以上変位すると伸側サブ減衰通路を遮断するとともに圧側サブ減衰通路を開放し、上記フリーピストンが中立位置にある際には、伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路を開放する切換機構とを
備えたことを特徴とする緩衝装置。
【請求項２】
上記シリンダ内に移動自在に挿入されて一端に上記隔壁部材が固定されるピストンロッドを備え、
上記圧力室が上記ピストンロッドの一端に固定されるハウジングにより形成され、
上記切換機構は、上記ピストンロッドの一端から開口して上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の途中に設けられる弁孔と、当該弁孔内に摺動自在に挿入されて上記フリーピストンの変位によって軸方向へ変位する切換スプールとを備え、
当該切換スプールで上記伸側サブ減衰通路と圧側サブ減衰通路の開放と遮断を切換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】
上記伸側サブ減衰通路は、上記切換機構を介して伸側室へ連通される伸側サブポートを備えて上記圧側室に配置される伸側バルブディスクと当該伸側バルブディスクに積層されて上記伸側サブポートを開閉する伸側サブバルブとを備え、
上記圧側サブ減衰通路は、上記切換機構を介して圧側室へ連通される圧側サブポートを備えて上記伸側室に配置される圧側バルブディスクと当該圧側バルブディスクに積層されて上記圧側サブポートを開閉する圧側サブバルブとを備えた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】
上記減衰通路は、上記隔壁部材に設けられて上記伸側室と上記圧側室とを連通する伸側ポートおよび圧側ポートと、上記隔壁部材の圧側室側に積層されて上記伸側ポートを開閉する伸側バルブと、上記隔壁部材の伸側室側に積層されて上記圧側ポートを開閉する圧側バルブとを備えた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】
上記ピストンロッドに上記弁孔を伸側室へ連通する連通孔を設け、上記切換スプールは、一端を上記フリーピストンに当接するとともに、他端から開口して上記伸側圧力室へ通じるスプール内通路を備え、上記伸側流路が上記スプール内通路と連通孔を含んで形成され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】
上記隔壁部材、上記伸側バルブ、上記圧側バルブは共に環状であって、
上記伸側バルブディスクは、環状であって上記伸側バルブの圧側室側に積層され、
上記伸側サブバルブは、環状であって上記伸側バルブディスクの圧側室側に積層され、
上記圧側バルブディスクは、環状であって上記圧側バルブの伸側室側に積層され、
上記圧側サブバルブは、環状であって上記圧側バルブディスクの伸側室側に積層され、
上記隔壁部材、上記伸側バルブ、上記圧側バルブ、上記伸側バルブディスク、上記伸側サブバルブ、上記圧側バルブディスクおよび上記圧側サブバルブは、上記ピストンロッドの一端外周に装着されて上記ハウジングによって当該ピストンロッドに固定されることを特徴とする請求項４または５に記載の緩衝装置。
【請求項７】
上記フリーピストンが中立位置から所定の可変変位以上変位すると上記伸側流路と上記圧側流路の一方または両方の流路面積を減少させる可変オリフィスを設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の緩衝装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５３６８２（Ｐ２０１３−５３６８２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２４７６（Ｐ２０１１−１９２４７６）
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月５日（２０１１．９．５）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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