WO2015037497A1 - 緩衝器 - Google Patents

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pressure
extension
side chamber
shock absorber
pressure side
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PCT/JP2014/073257
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栗田 典彦
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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    • F16F2228/06Stiffness
    • F16F2228/066Variable stiffness

Definitions

  • This invention relates to a shock absorber.
  • a shock absorber is used to attenuate vibrations of vehicles, equipment, structures, and the like.
  • JP 2006-183864A discloses a shock absorber that damps vibrations that occur in the steering of a motorcycle.
  • the shock absorber includes a cylindrical cylinder, a liquid chamber formed in the cylinder and filled with hydraulic fluid, a piston that divides the liquid chamber into two chambers, piston rods provided on both sides of the piston, A flow path communicating with the two chambers; a tank connected to the middle of the flow path for storing the working fluid; and a pressure control valve provided in the middle of the flow path.
  • the pressure of the chamber to be reduced is controlled so as to become the valve opening pressure of the pressure control valve, regardless of which direction the piston moves.
  • this shock absorber can generate a damping force due to the resistance of the pressure control valve.
  • the pressure control valve of the shock absorber disclosed in JP2006-183864A includes two valve bodies provided in a line and one solenoid that simultaneously adjusts the valve opening pressure of these valve bodies.
  • the pressure in one chamber of the buffer chamber acts on the valve body on the anti-solenoid side, and the pressure in the other chamber acts on the valve body on the solenoid side. For this reason, when the piston moves to one room side, the two valve bodies open simultaneously, and when the piston moves to the other room side, only the solenoid side valve body opens.
  • the shock absorber configured as described above it is difficult for the shock absorber configured as described above to set the damping force separately for each moving direction of the piston. For this reason, the shock absorber having the above-described configuration is not suitable for a shock absorber that requires a damping force to be set separately for each moving direction of the piston, such as a rear cushion that suspends the rear wheel of a two-wheeled vehicle.
  • An object of the present invention is to make it possible to individually adjust the damping force for each moving direction of the piston in the shock absorber, and to secure a damping force in the vicinity of the maximum output to keep the riding comfort of the vehicle favorable.
  • a cylindrical cylinder a piston rod entering and exiting the cylinder, a piston connected to the piston rod, and formed in the cylinder and partitioned by the piston and filled with hydraulic fluid
  • a shock absorber comprising: a stretching side chamber and a pressure side chamber; a tank disposed outside the cylinder and storing a working fluid; and a passage connecting the stretching side chamber and the pressure side chamber or the cylinder and the tank.
  • the first and second extension side discharge passages through which the hydraulic fluid discharged from the extension side chamber flows, the extension side supply passage through which the hydraulic fluid supplied to the pressure side chamber flows, and the pressure side chamber are provided in the first extension side discharge passage.
  • An extension side damping valve that gives a predetermined resistance to the working fluid that passes through the first extension side discharge passage, and an extension side electromagnetic that is provided in the second extension side discharge passage and controls the pressure of the extension side chamber
  • a pressure-side electromagnetic pressure control valve that controls the pressure in the pressure-side chamber, and the extension-side electromagnetic pressure control valve and the pressure-side electromagnetic pressure control valve are set to have a maximum opening before the piston speed reaches the high speed region. Shock absorbers are provided.
  • FIG. 1 is a view showing a shock absorber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the damping force characteristics of the shock absorber shown in FIG.
  • FIG. 3 is a view showing a first modification of the shock absorber according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the damping force characteristics of the shock absorber shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a second modification of the shock absorber according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a third modification of the shock absorber according to the embodiment of the present invention.
  • the shock absorber D is used for a rear cushion for suspending a rear wheel in a saddle riding type vehicle such as a two-wheeled vehicle or a three-wheeled vehicle.
  • the shock absorber D includes a cylindrical cylinder S, a piston rod R that enters and exits the cylinder S, a piston P that is connected to the piston rod R, and a piston P that is formed in the cylinder S.
  • An expansion side chamber A and a pressure side chamber B that are partitioned and filled with hydraulic fluid, a tank T that is disposed outside the cylinder S and stores hydraulic fluid, an extension side chamber A and a compression side chamber B, or a cylinder S and a tank T, And a passage L connecting the two.
  • the passage L includes first and second extension side discharge passages 1 and 2 through which hydraulic fluid discharged from the extension side chamber A flows, an extension side supply passage 3 through which hydraulic fluid supplied to the pressure side chamber B flows, and a pressure side chamber
  • the first, second, and third pressure side discharge passages 4, 5, and 6 through which the hydraulic fluid discharged from B flows, and the pressure side supply passage 7 through which the hydraulic fluid supplied to the extension side chamber A flows are provided.
  • the shock absorber D includes an extension side damping valve 10 that is provided in the first extension side discharge passage 1 and applies a predetermined resistance to the hydraulic fluid that passes through the first extension side discharge passage 1, and a second extension side.
  • An extension side electromagnetic pressure control valve 20 provided in the discharge passage 2 for controlling the pressure in the extension side chamber A and a predetermined amount of hydraulic fluid provided in the first pressure side discharge passage 4 and passing through the first pressure side discharge passage 4 are predetermined.
  • a pressure-side damping valve 40 that provides resistance, and a pressure-side electromagnetic pressure control valve 50 that is provided in the second pressure-side discharge passage 5 and controls the pressure in the pressure-side chamber B are provided.
  • the extension-side electromagnetic pressure control valve 20 and the pressure-side electromagnetic pressure control valve 50 are set so that the maximum opening (fully open) is reached before the piston speed reaches the high speed region.
  • One end of the cylindrical cylinder S is closed by a lid C, and an annular rod guide G is attached to the other end of the cylinder S.
  • a piston rod R that enters and exits the cylinder S is slidably inserted.
  • One end of the piston rod R is connected to a piston P slidably inserted into the cylinder S in the cylinder S.
  • the other end of the piston rod R protrudes out of the cylinder S.
  • the outer periphery of the piston rod R and the rod guide G are sealed by a seal member (not shown). For this reason, the inside of the cylinder S is maintained in a sealed state.
  • the extension side chamber A and the pressure side chamber B defined by the piston P are filled with hydraulic fluid.
  • the working fluid is oil in the present embodiment, but may be other liquid such as water or an aqueous solution.
  • a mounting portion J is provided on the lid C that closes the right end of the piston rod R in FIG. 1 and the left end of the cylinder S in FIG.
  • One attachment portion J is connected to a frame that is a skeleton of the vehicle body, and the other attachment portion J is connected to a swing arm that supports the rear wheel and is swingably attached to the frame. For this reason, when an impact is input to the rear wheel, the piston rod R enters the cylinder S.
  • the tank T is provided outside the cylinder S, and the tank T stores a working fluid and is filled with a gas.
  • the hydraulic fluid and gas in the tank T are partitioned by a bladder, a bellows, a free piston, and the like.
  • the tank T compensates for the volume change of the hydraulic fluid due to the temperature change and the volume change in the cylinder S corresponding to the volume of the piston rod R entering and leaving the cylinder S.
  • the extension side chamber A and the pressure side chamber B, and the cylinder S and the tank T defined by the piston P are communicated with each other through a passage L.
  • the passage L includes first and second extension side discharge passages 1 and 2 through which hydraulic fluid discharged from the extension side chamber A which is reduced when the shock absorber D is extended, and a pressure side chamber B which is enlarged when the shock absorber D is extended. And the first, second, and third pressure side discharge passages 4, 5 through which the working fluid discharged from the pressure side chamber B that is reduced when the shock absorber D is compressed flows. , 6 and a pressure side supply passage 7 through which hydraulic fluid supplied to the expansion side chamber A that expands when the shock absorber D is compressed flows.
  • the first extension side discharge passage 1 and the third pressure side discharge passage 6 are arranged in the cylinder S, and the other passages 2, 3, 4, 5, and 7 are arranged outside the cylinder S. Is done.
  • the arrangement of the passage L is not limited to this, and the entire passage L may be arranged outside the cylinder S.
  • the first extension side discharge passage 1 is provided in the piston P, and the second extension side discharge passage 2 is provided outside the cylinder S. These communicate the extension side chamber A and the compression side chamber B.
  • the first extension side discharge passage 1 allows the flow of hydraulic fluid moving from the extension side chamber A to the compression side chamber B, and blocks the flow in the opposite direction, and passes through the first extension side discharge passage 1.
  • An extension-side damping valve 10 that provides a predetermined resistance to the hydraulic fluid is provided.
  • the extension side damping valve 10 is a check valve that is passively actuated with a predetermined initial load.
  • the second extension side discharge passage 2 is provided with an extension side electromagnetic pressure control valve 20 having a proportional solenoid 20a for controlling the pressure in the extension side chamber A.
  • a control device (not shown) is connected to the proportional solenoid 20a.
  • the control device controls the pressure of the expansion side chamber A to be the target pressure by changing the opening of the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 by adjusting the amount of current supplied to the proportional solenoid 20a.
  • the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 allows the flow of the hydraulic fluid moving from the expansion side chamber A to the compression side chamber B, but blocks the flow in the opposite direction.
  • An expansion side electromagnetic pressure control valve 20 having a moderately small capacity is employed.
  • the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 is set so that the maximum opening (fully opened) is reached before the piston speed reaches the high speed region, and the flow rate of the working fluid flowing through the second expansion side discharge passage 2 is saturated.
  • the piston speed at which the expansion-side electromagnetic pressure control valve 20 becomes the maximum opening can be changed as appropriate.
  • the piston speed at which the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 is maximum is 1 to 1.5 m / s or less so that the maximum opening is achieved.
  • the shock absorber D when used for a rear cushion of an on-road vehicle, it is preferably set to have a maximum opening of 0.5 to 0.8 m / s or less, When the shock absorber D is used for a front fork of an off-road vehicle, the maximum opening is preferably set at 2 to 3 m / s or less, and the shock absorber D is used for a front fork of an on-road vehicle. In this case, it is preferable to set the maximum opening at 1 to 1.5 m / s or less.
  • the first and second pressure side discharge passages 4 and 5 are both provided outside the cylinder S. These communicate the pressure side chamber B and the tank T.
  • the first pressure side discharge passage 4 allows the flow of the hydraulic fluid moving from the pressure side chamber B to the tank T, and prevents the flow in the opposite direction, so that the hydraulic fluid passing through the first pressure side discharge passage 4
  • a pressure-side damping valve 40 that provides a predetermined resistance is provided.
  • the compression side damping valve 40 is a check valve that is passively actuated with a predetermined initial load.
  • the second pressure side discharge passage 5 is provided with a pressure side electromagnetic pressure control valve 50 that has a proportional solenoid 50a and controls the pressure in the pressure side chamber B.
  • a control device (not shown) is connected to the proportional solenoid 50a.
  • the control device controls the pressure in the pressure side chamber B to be the target pressure by changing the opening of the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 by adjusting the amount of current supplied to the proportional solenoid 50a.
  • the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 allows the flow of the hydraulic fluid moving from the pressure side chamber B to the tank T, but blocks the flow in the opposite direction.
  • an appropriately small one is employed as the compression-side electromagnetic pressure control valve 50.
  • the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 is set so that the maximum opening (fully opened) is reached before the piston speed reaches the high speed region, and the flow rate of the working fluid flowing through the second pressure side discharge passage 5 is saturated.
  • the piston speed at which the compression-side electromagnetic pressure control valve 50 becomes the maximum opening can be changed as appropriate.
  • the piston speed at which the compression side electromagnetic pressure control valve 50 becomes the maximum opening is, for example, 1.5 to 2.3 m / s or less when the shock absorber D is used for a rear cushion of an off-road vehicle.
  • the maximum opening is 0.7 to 1.2 m / s or less.
  • the shock absorber D is used for a front fork of an off-road vehicle, it is preferable to set the maximum opening at 3 to 4.5 m / s or less.
  • When used for a fork it is preferable to set the maximum opening at 1.5 to 2.3 m / s or less.
  • the third pressure side discharge passage 6 is provided in the piston P and communicates the extension side chamber A and the pressure side chamber B.
  • the third pressure side discharge passage 6 is provided with a pressure side damping valve 60 that allows the flow of the hydraulic fluid that moves from the pressure side chamber B to the extension side chamber A and prevents the flow in the opposite direction. Since the third pressure side discharge passage 6 only needs to allow the flow of hydraulic fluid from the pressure side chamber B to the extension side chamber A, the valve provided in the third pressure side discharge passage 6 may be a check valve. . However, in the present embodiment, since the third pressure side discharge passage 6 is provided in the piston P, it is difficult to attach a valve having a large capacity to the third pressure side discharge passage 6, and it passes through the third pressure side discharge passage 6. The valve gives resistance to the hydraulic fluid.
  • a valve provided in the middle of the third pressure side discharge passage 6 is described as a pressure side damping valve 60. Further, when the piston speed increases and the pressure side damping valve 60 reaches the maximum opening (fully opened), the shock absorber D generates a damping force having a port characteristic when the hydraulic fluid passes through the third pressure side discharge passage 6. . For this reason, in FIG. 1, a throttle 61 is described in the middle of the third pressure side discharge passage 6.
  • the extension side supply passage 3 is provided outside the cylinder S and communicates the compression side chamber B and the tank T.
  • the extension side supply passage 3 is provided with a check valve 30 that allows the flow of the hydraulic fluid moving from the tank T to the pressure side chamber B and prevents the flow in the opposite direction.
  • the pressure side supply passage 7 is provided outside the cylinder S, and communicates the expansion side chamber A and the tank T.
  • the pressure side supply passage 7 is provided with a check valve 70 that allows the flow of the hydraulic fluid moving from the tank T to the expansion side chamber A and prevents the flow in the opposite direction.
  • the expansion side damping valve 10 When the shock absorber D in which the piston rod R retreats from the cylinder S is extended and the piston speed is in the low speed region, the expansion side damping valve 10 does not open, so the hydraulic fluid in the expansion side chamber A to be reduced is The extension side electromagnetic pressure control valve 20 is opened and moved to the compression side chamber B which expands through the second extension side discharge passage 2. At the same time, the hydraulic fluid in the tank T corresponding to the volume of the piston rod R withdrawn from the cylinder S opens the check valve 30 and moves from the tank T to the pressure side chamber B through the extension side supply passage 3.
  • the expansion side damping valve 10 opens, so that the working fluid in the expansion side chamber A is discharged from the first and second expansion sides. It becomes possible to move from the extension side chamber A to the compression side chamber B through the passages 1 and 2.
  • the extension side electromagnetic pressure control valve 20 is fully opened (fully opened) before reaching the high speed region, and the flow rate is saturated. That is, as shown in FIG. 2, the pressure in the expansion side chamber A can be controlled to the target pressure by the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 until the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 reaches the maximum opening.
  • the extension side damping force to be made becomes substantially constant regardless of the piston speed.
  • extension side electromagnetic pressure control valve 20 After the extension side electromagnetic pressure control valve 20 reaches the maximum opening, the extension side electromagnetic pressure control valve 20 cannot control the pressure in the extension side chamber A. Therefore, the extension side damping force generated by the shock absorber D is increased. The resistance of the side damping valve 10 increases as the piston speed increases.
  • the hydraulic fluid in the compression side chamber B to be reduced opens the compression side damping valve 60 and expands through the third pressure side discharge passage 6. Move to A.
  • the hydraulic fluid in the tank T opens the check valve 70 and moves to the extension side chamber A through the pressure side supply passage 7.
  • the pressure side damping valve 40 does not open, so that the hydraulic fluid in the pressure side chamber B corresponding to the volume of the piston rod R that has entered the cylinder S is not.
  • the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 is opened and moved to the tank T through the second pressure side discharge passage 5.
  • the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 cannot control the pressure in the pressure side chamber B. Therefore, the pressure side damping force generated by the shock absorber D is the pressure side damping valve 40. , 60 resistance increases with increasing piston speed.
  • the pressure side damping valve 60 provided in the third pressure side discharge passage 6 is fully opened (fully opened), and the flow rate is saturated. For this reason, after the pressure side damping valve 60 reaches the maximum opening, the damping coefficient (ratio of the damping force change amount to the piston speed change amount) becomes large due to the resistance of the third pressure side discharge passage 6, that is, the resistance of the throttle 61. Become.
  • the piston speed area is divided into a low speed area, a medium speed area, and a high speed area, but the threshold values of each area can be arbitrarily set.
  • the pressure side supply passage 7 communicates the expansion side chamber A and the tank T.
  • the third pressure side discharge passage 6 that communicates the extension side chamber A and the pressure side chamber B
  • the working fluid is supplied from the pressure side chamber B to the extension side chamber A through the third pressure side discharge passage 6. Therefore, the third pressure side discharge passage 6 also functions as a pressure side supply passage.
  • the pressure side of the pressure side damping passage 60 of the third pressure side discharge passage 6 causes pressure side pressure as shown in FIG. There is a situation in which an override occurs in the damping force and a damping force higher than the originally intended damping force is generated.
  • first and second extension side discharge passages 1 and 2 communicate the extension side chamber A and the compression side chamber B.
  • the third pressure side discharge passage 6 that communicates the expansion side chamber A and the pressure side chamber B is provided and the resistance of the compression side damping valve 60 is small
  • the first and second expansion sides When the discharge passages 1 and 2 are set so as to communicate with the expansion side chamber A and the tank T, the pressure in the expansion side chamber A also becomes higher than the tank pressure when the shock absorber D is compressed.
  • the hydraulic fluid corresponding to the volume of the piston rod R passes through the first and second discharge passages 1 and 2 and moves to the tank T.
  • the first and second extension side discharge passages 1 and 2 communicate with the extension side chamber A and the compression side chamber B as described above, the hydraulic fluid is supplied to the first and second fluids when the shock absorber D is compressed.
  • the first and second extension side discharge passages 1 and 2 may communicate with the extension side chamber A and the tank T as shown in FIG.
  • the shock absorber D may be a double rod type in which the piston rod R is provided on both sides of the piston P.
  • the shock absorber D is a single rod type in which the piston P is connected to one end of the piston rod R in the cylinder S.
  • the first and second pressure side discharge passages 4 and 5 communicate the pressure side chamber B and the tank T, and the passage L is a third passage through which the hydraulic fluid discharged from the pressure side chamber B to the extension side chamber A flows.
  • a pressure side discharge passage 6 is provided.
  • the hydraulic fluid flowing through the first and second pressure side discharge passages 4 and 5 has an amount corresponding to the volume of the piston rod R entering the cylinder S. For this reason, the flow volume of the hydraulic fluid which passes the pressure side damping valve 40 or the pressure side electromagnetic pressure control valve 50 becomes small, and a pressure side damping force can be made low.
  • the compression side damping of the shock absorber D is applied. Since the force does not become excessive, impact shock can be effectively applied and vibration transmission to the vehicle body can be reduced.
  • the first extension side discharge passage 1 is disposed in the cylinder S, and the other passages 2, 3, 4, 5, and 7 Placed outside.
  • the arrangement of the passage L is not limited to this, and the entire passage L may be arranged outside the cylinder S.
  • the shock absorber D is formed in the cylinder S by the piston P formed in the cylinder S, the piston rod R entering and exiting the cylinder S, the piston P connected to the piston rod R, and the cylinder S.
  • An expansion side chamber A and a pressure side chamber B that are partitioned and filled with hydraulic fluid, a tank T that is disposed outside the cylinder S and stores hydraulic fluid, an extension side chamber A and a compression side chamber B, or a cylinder S and a tank T, And a passage L connecting the two.
  • the passage L includes first and second extension side discharge passages 1 and 2 through which hydraulic fluid discharged from the extension side chamber A flows, an extension side supply passage 3 through which hydraulic fluid supplied to the pressure side chamber B flows, and a pressure side chamber
  • the first, second, and third pressure side discharge passages 4, 5, and 6 through which the hydraulic fluid discharged from B flows, and the pressure side supply passage 7 through which the hydraulic fluid supplied to the extension side chamber A flows are provided.
  • the shock absorber D includes an extension side damping valve 10 that is provided in the first extension side discharge passage 1 and applies a predetermined resistance to the hydraulic fluid that passes through the first extension side discharge passage 1, and a second extension side.
  • An extension side electromagnetic pressure control valve 20 provided in the discharge passage 2 for controlling the pressure in the extension side chamber A and a predetermined amount of hydraulic fluid provided in the first pressure side discharge passage 4 and passing through the first pressure side discharge passage 4 are predetermined.
  • a pressure-side damping valve 40 that provides resistance, and a pressure-side electromagnetic pressure control valve 50 that is provided in the second pressure-side discharge passage 5 and controls the pressure in the pressure-side chamber B are provided.
  • the extension-side electromagnetic pressure control valve 20 and the pressure-side electromagnetic pressure control valve 50 are set so that the maximum opening (fully open) is reached before the piston speed reaches the high speed region.
  • the piston P moves to the right in FIG. 1 by individually controlling the amount of current supplied thereto.
  • the damping force when the piston P moves and the damping force when the piston P moves to the left in FIG. 1 can be individually adjusted.
  • the piston speed reaches the high speed region, and the expansion side electromagnetic pressure control valve 20 and the pressure side electromagnetic wave are
  • the pressure control valve 50 has a maximum opening.
  • Such a damping force in the vicinity of the maximum output is mainly caused by the resistance of the extension side damping valve 10 and the pressure side damping valves 40 and 60 which are passive valves. For this reason, even if a malfunction occurs in the control device that controls the amount of current supplied to the proportional solenoids 20a and 50a, the damping force near the maximum output is secured, so that the riding comfort of the vehicle can be kept good. It becomes.

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Abstract

 緩衝器が、シリンダに出入りするピストンロッドに連結されるピストンと、ピストンによって区画され作動液が充填される伸側室及び圧側室と、伸側室から排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路と、圧側室に供給される作動液が流れる伸側供給通路と、圧側室から排出される作動液が流れる第一、第二の圧側排出通路と、伸側室に供給される作動液が流れる圧側供給通路と、を備え、第一の伸側排出通路に伸側減衰弁が設けられ、第一の圧側排出通路に圧側減衰弁が設けられ、第二の伸側排出通路に設けられる伸側電磁圧力制御弁と第二の圧側排出通路に設けられる圧側電磁圧力制御弁は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口となるように設定されている。

Description

緩衝器
 この発明は、緩衝器に関するものである。
 一般的に、緩衝器は、車両、機器、構造物等の振動を減衰させるものである。JP2006-183864Aは、二輪車のステアリングに生じる振動を減衰する緩衝器を開示している。この緩衝器は、筒状のシリンダと、シリンダ内に形成されて作動液が充填される液室と、液室を二つの部屋に区画するピストンと、ピストンの両側に設けられるピストンロッドと、二つの部屋を連通する流路と、流路の途中に接続されて作動液が貯留されるタンクと、流路の途中に設けられる圧力制御弁と、を備える。この緩衝器では、ピストンが何れの方向に移動したとしても、縮小される部屋の圧力が圧力制御弁の開弁圧になるように制御される。このように、この緩衝器は、圧力制御弁の抵抗に起因する減衰力を発生させることができる。
 JP2006-183864Aに開示される緩衝器の圧力制御弁は、縦に並んで設けられる二つの弁体と、これらの弁体の開弁圧を同時に調節する一つのソレノイドと、を備える。緩衝器の液室の一方の部屋の圧力は反ソレノイド側の弁体に作用し、他方の部屋の圧力はソレノイド側の弁体に作用する。このため、ピストンが一方の部屋側に移動する場合には二つの弁体が同時に開き、ピストンが他方の部屋側に移動する場合にはソレノイド側の弁体のみが開く。
 しかしながら、上記構成の緩衝器は、ピストンの移動方向毎に減衰力を別々に設定することが難しい。このため、上記構成の緩衝器は、二輪車の後輪を懸架するリアクッションのように、ピストンの移動方向毎に減衰力を別々に設定する必要がある緩衝器には適していない。
 また、上記構成の緩衝器を二輪車に適用した場合に、緩衝器に大きな衝撃が入力されてピストンが一方方向に大きく動かされる最大出力付近においてソレノイドへの電流供給量を制御する制御装置に誤動作が生じると、著しく車両の乗り心地を損ねるおそれがある。
 本発明は、緩衝器において、ピストンの移動方向毎に減衰力を個別に調節可能とするとともに、最大出力付近における減衰力を確保して車両の乗り心地を良好に保つことを目的とする。
 本発明のある態様によれば、筒状のシリンダと、前記シリンダに出入りするピストンロッドと、前記ピストンロッドに連結されるピストンと、前記シリンダ内に形成されて前記ピストンによって区画され作動液が充填される伸側室及び圧側室と、前記シリンダの外に配置されて作動液が貯留されるタンクと、前記伸側室と前記圧側室或いは前記シリンダと前記タンクとを接続する通路と、を備える緩衝器において、前記通路は、前記伸側室から排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路と、前記圧側室に供給される作動液が流れる伸側供給通路と、前記圧側室から排出される作動液が流れる第一、第二の圧側排出通路と、前記伸側室に供給される作動液が流れる圧側供給通路と、を備えて構成され、前記第一の伸側排出通路に設けられて当該第一の伸側排出通路を通過する作動液に所定の抵抗を与える伸側減衰弁と、前記第二の伸側排出通路に設けられて前記伸側室の圧力を制御する伸側電磁圧力制御弁と、前記第一の圧側排出通路に設けられて当該第一の圧側排出通路を通過する作動液に所定の抵抗を与える圧側減衰弁と、前記第二の圧側排出通路に設けられて前記圧側室の圧力を制御する圧側電磁圧力制御弁と、を備え、前記伸側電磁圧力制御弁及び前記圧側電磁圧力制御弁は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口となるように設定されている緩衝器が提供される。
図1は、本発明の実施形態に係る緩衝器を示した図である。 図2は、図1に示した緩衝器の減衰力特性を示した図である。 図3は、本発明の実施形態に係る緩衝器の第一の変形例を示した図である。 図4は、図3に示した緩衝器の減衰力特性を示した図である。 図5は、本発明の実施形態に係る緩衝器の第二の変形例を示した図である。 図6は、本発明の実施形態に係る緩衝器の第三の変形例を示した図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る緩衝器について説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。
 本実施形態に係る緩衝器Dは、二輪車や三輪車等の鞍乗型車両における後輪を懸架するリアクッションに利用される。図1に示すように、緩衝器Dは、筒状のシリンダSと、シリンダSに出入りするピストンロッドRと、ピストンロッドRに連結されるピストンPと、シリンダS内に形成されてピストンPによって区画されそれぞれ作動液が充填される伸側室A及び圧側室Bと、シリンダSの外に配置されて作動液が貯留されるタンクTと、伸側室Aと圧側室B或いはシリンダSとタンクTとを接続する通路Lと、を備える。通路Lは、伸側室Aから排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路1,2と、圧側室Bに供給される作動液が流れる伸側供給通路3と、圧側室Bから排出される作動液が流れる第一、第二、第三の圧側排出通路4,5,6と、伸側室Aに供給される作動液が流れる圧側供給通路7と、を備える。
 さらに、緩衝器Dは、第一の伸側排出通路1に設けられて第一の伸側排出通路1を通過する作動液に所定の抵抗を与える伸側減衰弁10と、第二の伸側排出通路2に設けられて伸側室Aの圧力を制御する伸側電磁圧力制御弁20と、第一の圧側排出通路4に設けられて第一の圧側排出通路4を通過する作動液に所定の抵抗を与える圧側減衰弁40と、第二の圧側排出通路5に設けられて圧側室Bの圧力を制御する圧側電磁圧力制御弁50と、を備える。伸側電磁圧力制御弁20及び圧側電磁圧力制御弁50は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口(全開)となるように設定されている。
 筒状のシリンダSの一端は、蓋Cによって閉塞されており、シリンダSの他端には、環状のロッドガイドGが取り付けられている。ロッドガイドGの内側には、シリンダSに出入りするピストンロッドRが摺動自在に挿通されている。ピストンロッドRの一端部は、シリンダS内において、シリンダS内に摺動自在に挿入されているピストンPに連結される。ピストンロッドRの他端部は、シリンダSの外に突出している。ピストンロッドRの外周とロッドガイドGとの間は、図示しないシール部材によってシールされる。このため、シリンダS内は密閉状態に維持される。ピストンPによって区画される伸側室Aと圧側室Bとには、作動液が充填されている。作動液は、本実施形態において、油であるが、水や水溶液等の他の液体であってもよい。
 ピストンロッドRの図1において右端と、シリンダSの図1において左端を閉塞する蓋Cには、取り付け部Jがそれぞれ設けられる。一方の取り付け部Jは、車体の骨格となるフレームに連結され、他方の取り付け部Jは、後輪を支持するとともにフレームに揺動可能に取り付けられるスイングアームに連結される。このため、後輪に衝撃が入力されると、ピストンロッドRがシリンダS内に入り込む。
 タンクTは、シリンダSの外側に設けられており、タンクT内には、作動液が貯留されるとともに、気体が充填されている。本実施形態において、タンクT内の作動液と気体とは、ブラダ、ベローズ、フリーピストン等で区画されている。温度変化による作動液の体積変化や、シリンダS内に出入りするピストンロッドRの体積分のシリンダS内の容積変化は、タンクTによって補償される。
 ピストンPで区画される伸側室Aと圧側室Bや、シリンダSとタンクTとは、通路Lを介して連通される。通路Lは、緩衝器Dの伸長時に縮小される伸側室Aから排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路1,2と、緩衝器Dの伸長時に拡大する圧側室Bに供給される作動液が流れる伸側供給通路3と、緩衝器Dの圧縮時に縮小される圧側室Bから排出される作動液が流れる第一、第二、第三の圧側排出通路4,5,6と、緩衝器Dの圧縮時に拡大する伸側室Aに供給される作動液が流れる圧側供給通路7と、から構成される。通路Lのうち、第一の伸側排出通路1と第三の圧側排出通路6とは、シリンダS内に配置され、他の通路2,3,4,5,7はシリンダSの外に配置される。通路Lの配置は、これに限定されず、通路Lの全てをシリンダSの外に配置してもよい。
 第一の伸側排出通路1はピストンPに設けられ、第二の伸側排出通路2はシリンダSの外に設けられる。これらは伸側室Aと圧側室Bとを連通している。第一の伸側排出通路1には、伸側室Aから圧側室Bへ移動する作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止し、第一の伸側排出通路1を通過する作動液に所定の抵抗を与える伸側減衰弁10が設けられる。伸側減衰弁10は、所定の初期荷重がかけられた受動的に作動する逆止弁である。他方、第二の伸側排出通路2には、比例ソレノイド20aを有し伸側室Aの圧力を制御する伸側電磁圧力制御弁20が設けられる。
 比例ソレノイド20aには、図示しない制御装置が接続される。制御装置は、比例ソレノイド20aへの供給電流量を調節することにより伸側電磁圧力制御弁20の開度を変化させて、伸側室Aの圧力が目標圧力となるように制御する。また、伸側電磁圧力制御弁20は、伸側室Aから圧側室Bへ移動する作動液の流れを許容するが、その反対方向の流れを阻止する。伸側電磁圧力制御弁20には、容量が適度に小さいものが採用される。伸側電磁圧力制御弁20は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口(全開)となり、第二の伸側排出通路2を流れる作動液の流量が飽和するように設定される。
 伸側電磁圧力制御弁20が最大開口となるピストン速度は、適宜変更可能である。伸側電磁圧力制御弁20が最大開口となるピストン速度は、例えば、緩衝器Dがオフロード車のリアクッションに利用される場合には、1~1.5m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオンロード車のリアクッションに利用される場合には、0.5~0.8m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオフロード車のフロントフォークに利用される場合には、2~3m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオンロード車のフロントフォークに利用される場合には、1~1.5m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましい。
 第一、第二の圧側排出通路4,5は、ともにシリンダSの外に設けられている。これらは圧側室BとタンクTとを連通している。第一の圧側排出通路4には、圧側室BからタンクTへ移動する作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止し、第一の圧側排出通路4を通過する作動液に所定の抵抗を与える圧側減衰弁40が設けられる。圧側減衰弁40は、所定の初期荷重がかけられた受動的に作動する逆止弁である。他方、第二の圧側排出通路5には、比例ソレノイド50aを有し圧側室Bの圧力を制御する圧側電磁圧力制御弁50が設けられる。
 比例ソレノイド50aには、図示しない制御装置が接続される。制御装置は、比例ソレノイド50aへの供給電流量を調節することにより圧側電磁圧力制御弁50の開度を変化させて、圧側室Bの圧力が目標圧力となるように制御する。また、圧側電磁圧力制御弁50は、圧側室BからタンクTへ移動する作動液の流れを許容するが、その反対方向の流れを阻止する。圧側電磁圧力制御弁50には、容量が適度に小さいものが採用される。圧側電磁圧力制御弁50は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口(全開)となり、第二の圧側排出通路5を流れる作動液の流量が飽和するように設定される。
 圧側電磁圧力制御弁50が最大開口となるピストン速度は、適宜変更可能である。圧側電磁圧力制御弁50が最大開口となるピストン速度は、例えば、緩衝器Dがオフロード車のリアクッションに利用される場合には、1.5~2.3m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオンロード車のリアクッションに利用される場合には、0.7~1.2m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオフロード車のフロントフォークに利用される場合には、3~4.5m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましく、緩衝器Dがオンロード車のフロントフォークに利用される場合には、1.5~2.3m/s以下で最大開口となるように設定されることが好ましい。
 第三の圧側排出通路6は、ピストンPに設けられ、伸側室Aと圧側室Bとを連通している。第三の圧側排出通路6には、圧側室Bから伸側室Aへ移動する作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する圧側減衰弁60が設けられる。第三の圧側排出通路6は、圧側室Bから伸側室Aへの作動液の流れのみを許容できればよいので、第三の圧側排出通路6に設けられるバルブは、逆止弁であってもよい。しかし、本実施形態において、第三の圧側排出通路6はピストンPに設けられるため、第三の圧側排出通路6に容量の大きなバルブを取り付けることが難しく、第三の圧側排出通路6を通過する作動液に対してバルブが抵抗を与えてしまう。このため、図1において、第三の圧側排出通路6の途中に設けられるバルブは、圧側減衰弁60として記載される。また、ピストン速度が高くなり、圧側減衰弁60が最大開口(全開)となると、緩衝器Dは、作動液が第三の圧側排出通路6を通過する際のポート特性を有する減衰力を発生する。このため、図1において、第三の圧側排出通路6の途中には、絞り61が記載される。
 伸側供給通路3は、シリンダSの外に設けられ、圧側室BとタンクTとを連通している。伸側供給通路3には、タンクTから圧側室Bへ移動する作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する逆止弁30が設けられる。
 圧側供給通路7は、シリンダSの外に設けられ、伸側室AとタンクTとを連通している。圧側供給通路7には、タンクTから伸側室Aへ移動する作動液の流れを許容するとともに、この反対方向の流れを阻止する逆止弁70が設けられる。
 以下、本実施形態に係る緩衝器Dの作動について説明する。
 ピストンロッドRがシリンダSから退出する緩衝器Dの伸長時であって、ピストン速度が低速領域にある場合、伸側減衰弁10が開弁しないので、縮小される伸側室Aの作動液は、伸側電磁圧力制御弁20を開き第二の伸側排出通路2を通って拡大する圧側室Bに移動する。これとともに、シリンダSから退出したピストンロッドRの体積分に相当するタンクT内の作動液が逆止弁30を開き伸側供給通路3を通ってタンクTから圧側室Bに移動する。
 そして、緩衝器Dの伸長時においてピストン速度が高くなり、中速領域に達すると、伸側減衰弁10が開弁するので、伸側室Aの作動液は、第一、第二の伸側排出通路1,2を通って伸側室Aから圧側室Bに移動できるようになる。さらにピストン速度が高くなると、高速領域に達する前に伸側電磁圧力制御弁20が最大開口(全開)となり、流量が飽和する。つまり、図2に示すように、伸側電磁圧力制御弁20が最大開口となるまでは、伸側電磁圧力制御弁20で伸側室Aの圧力を目標圧力に制御できるので、緩衝器Dの発生する伸側減衰力は、ピストン速度によらず略一定になる。しかし、伸側電磁圧力制御弁20が最大開口となった後は、伸側電磁圧力制御弁20で伸側室Aの圧力を制御できなくなるので、緩衝器Dの発生する伸側減衰力は、伸側減衰弁10の抵抗によりピストン速度の増加に伴い大きくなる。
 反対に、ピストンロッドRがシリンダSに進入する緩衝器Dの圧縮時には、縮小される圧側室Bの作動液は、圧側減衰弁60を開き第三の圧側排出通路6を通って拡大する伸側室Aに移動する。これとともに、タンクT内の作動液が逆止弁70を開き圧側供給通路7を通って伸側室Aに移動する。さらに、緩衝器Dの圧縮時においてピストン速度が低速領域にある場合、圧側減衰弁40が開弁しないので、シリンダSに進入したピストンロッドRの体積分に相当する圧側室B内の作動液が圧側電磁圧力制御弁50を開き第二の圧側排出通路5を通ってタンクTに移動する。
 そして、緩衝器Dの圧縮時においてピストン速度が高くなり、中速領域に達すると、圧側減衰弁40が開弁するので、圧側室Bの作動液は、第一、第二の圧側排出通路4,5を通って圧側室BからタンクTに移動できるようになる。さらに、ピストン速度が高くなると、高速領域に達する前に圧側電磁圧力制御弁50が最大開口(全開)となり、流量が飽和する。つまり、図2に示すように、圧側電磁圧力制御弁50が最大開口となるまでは、圧側電磁圧力制御弁50で圧側室Bの圧力を目標圧力に制御できるので、緩衝器Dの発生する圧側減衰力は、ピストン速度によらず略一定になる。しかし、圧側電磁圧力制御弁50が最大開口となった後は、圧側電磁圧力制御弁50で圧側室Bの圧力を制御できなくなるので、緩衝器Dの発生する圧側減衰力は、圧側減衰弁40,60の抵抗によりピストン速度の増加に伴い大きくなる。
 また、緩衝器Dの圧縮時においてピストン速度が高速領域に達すると、第三の圧側排出通路6に設けられる圧側減衰弁60が最大開口(全開)となり、流量が飽和する。このため、圧側減衰弁60が最大開口となった後は、第三の圧側排出通路6の抵抗、すなわち、絞り61の抵抗により減衰係数(ピストン速度変化量に対する減衰力変化量の割合)が大きくなる。
 なお、上記説明において、ピストン速度の領域を低速領域、中速領域、高速領域に区画しているが、各領域の閾値はそれぞれ任意に設定することが可能である。
 以下、本実施形態に係る緩衝器Dの作用効果について説明する。
 本実施形態において、圧側供給通路7は、伸側室AとタンクTとを連通している。
 本実施形態のように、伸側室Aと圧側室Bとを連通する第三の圧側排出通路6を備える場合、第三の圧側排出通路6を通して圧側室Bから伸側室Aに作動液が供給されるので、第三の圧側排出通路6は圧側供給通路のようにも機能する。しかし、上記のように、ピストンPに形成される第三の圧側排出通路6に容量の大きなバルブを取り付けることは難しい。このため、図3に示すように、圧側供給通路7を廃止した場合、第三の圧側排出通路6の圧側減衰弁60を作動液が通過する際の抵抗により、図4に示すように、圧側減衰力にオーバライドが生じて本来狙った減衰力より高い減衰力が発生されてしまう事態が生じる。これに対して、上記のように圧側供給通路7を設けて、緩衝器Dの圧縮時に圧側供給通路7からも拡大する伸側室Aに作動液を供給することで、圧側減衰力にオーバライドが生じることがなく、狙い通りの圧側減衰力を緩衝器Dに発生させることが可能となる。
 また、本実施形態において、第一、第二の伸側排出通路1,2は、伸側室Aと圧側室Bとを連通する。
 本実施形態のように、伸側室Aと圧側室Bとを連通する第三の圧側排出通路6を備える場合であって、圧側減衰弁60の抵抗が小さい場合、第一、第二の伸側排出通路1,2が伸側室AとタンクTとを連通するように設定されていると、緩衝器Dの圧縮時に伸側室Aの圧力もタンク圧よりも高くなるので、シリンダS内に進入したピストンロッドRの体積分の作動液が第一、第二の排出通路1,2を通過してタンクTに移動してしまう。これに対して、上記のように第一、第二の伸側排出通路1,2が伸側室Aと圧側室Bとを連通するので、緩衝器Dの圧縮時に作動液が第一、第二の伸側排出通路1,2を通過することを防ぐことができる。第三の圧側排出通路6を設けない場合、図5に示すように、第一、第二の伸側排出通路1,2が伸側室AとタンクTとを連通する構成としてもよい。このような構成とした場合には、緩衝器Dは、ピストンロッドRがピストンPの両側に設けられる両ロッド型であってもよい。
 また、本実施形態において、緩衝器Dは、ピストンロッドRのシリンダS内の一端部にピストンPが連結される片ロッド型である。また、第一、第二の圧側排出通路4,5は、圧側室BとタンクTとを連通するとともに、通路Lは、圧側室Bから伸側室Aへ排出される作動液が流れる第三の圧側排出通路6を備える。
 上記構成によれば、第一、第二の圧側排出通路4,5を流れる作動液は、シリンダS内に進入するピストンロッドRの体積に相当する量となる。このため、圧側減衰弁40や圧側電磁圧力制御弁50を通過する作動液の流量が小さくなり、圧側減衰力を低くすることができる。このような構成にすることで、例えば、二輪車が走行中に路面上の突起に乗り上げるなどして、後輪に衝撃的な突き上げ振動(インパクトショック)が入力されても、緩衝器Dの圧側減衰力は過剰とならないので、効果的にインパクトショックをいなして、車体への振動伝達を低減することができる。
 なお、図6に示すように、第三の圧側排出通路6を設けない構成としてもよい。この場合、ピストンPの断面にピストンロッドRがシリンダSに進入した距離を乗じた分の作動液が第一、第二の圧側排出通路4,5を流れるようになる。このように、第一、第二の圧側排出通路4,5を流れる作動液の流量が増えると、圧側減衰力を低くすることが難しくなる。これは、図5に示す形態においても同様である。なお、図6に示す形態の場合、本発明に係る通路Lのうち、第一の伸側排出通路1がシリンダS内に配置され、他の通路2,3,4,5,7がシリンダSの外に配置される。通路Lの配置は、これに限定されず、通路Lの全てをシリンダSの外に配置してもよい。
 また、本実施形態において、緩衝器Dは、筒状のシリンダSと、シリンダSに出入りするピストンロッドRと、ピストンロッドRに連結されるピストンPと、シリンダS内に形成されてピストンPによって区画されそれぞれ作動液が充填される伸側室A及び圧側室Bと、シリンダSの外に配置されて作動液が貯留されるタンクTと、伸側室Aと圧側室B或いはシリンダSとタンクTとを接続する通路Lと、を備える。通路Lは、伸側室Aから排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路1,2と、圧側室Bに供給される作動液が流れる伸側供給通路3と、圧側室Bから排出される作動液が流れる第一、第二、第三の圧側排出通路4,5,6と、伸側室Aに供給される作動液が流れる圧側供給通路7と、を備える。
 さらに、緩衝器Dは、第一の伸側排出通路1に設けられて第一の伸側排出通路1を通過する作動液に所定の抵抗を与える伸側減衰弁10と、第二の伸側排出通路2に設けられて伸側室Aの圧力を制御する伸側電磁圧力制御弁20と、第一の圧側排出通路4に設けられて第一の圧側排出通路4を通過する作動液に所定の抵抗を与える圧側減衰弁40と、第二の圧側排出通路5に設けられて圧側室Bの圧力を制御する圧側電磁圧力制御弁50と、を備える。伸側電磁圧力制御弁20及び圧側電磁圧力制御弁50は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口(全開)となるように設定されている。
 上記構成によれば、伸側電磁圧力制御弁20及び圧側電磁圧力制御弁50を備えているので、これらに供給される電流量を個別に制御することによって、ピストンPが図1において右側に移動するときの減衰力とピストンPが図1において左側に移動するときの減衰力とを個別に調節することができる。
 また、上記構成によれば、緩衝器Dに大きな衝撃が入力されてピストンPが一方方向に大きく動かされる最大出力付近では、ピストン速度が高速領域に達し、伸側電磁圧力制御弁20と圧側電磁圧力制御弁50とは最大開口となる。このような最大出力付近での減衰力は、主にパッシブ弁である伸側減衰弁10や圧側減衰弁40,60の抵抗に起因する。このため、比例ソレノイド20a,50aへの電流供給量を制御する制御装置に誤動作が生じたとしても、最大出力付近での減衰力が確保されるので、車両の乗り心地を良好に保つことが可能となる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 本願は2013年9月11日に日本国特許庁に出願された特願2013-188366に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1.  緩衝器であって、
     筒状のシリンダと、前記シリンダに出入りするピストンロッドと、前記ピストンロッドに連結されるピストンと、前記シリンダ内に形成されて前記ピストンによって区画され作動液が充填される伸側室及び圧側室と、前記シリンダの外に配置されて作動液が貯留されるタンクと、前記伸側室と前記圧側室或いは前記シリンダと前記タンクとを接続する通路と、を備え、
     前記通路は、前記伸側室から排出される作動液が流れる第一、第二の伸側排出通路と、前記圧側室に供給される作動液が流れる伸側供給通路と、前記圧側室から排出される作動液が流れる第一、第二の圧側排出通路と、前記伸側室に供給される作動液が流れる圧側供給通路と、を備え、
     前記緩衝器は、前記第一の伸側排出通路に設けられて当該第一の伸側排出通路を通過する作動液に所定の抵抗を与える伸側減衰弁と、前記第二の伸側排出通路に設けられて前記伸側室の圧力を制御する伸側電磁圧力制御弁と、前記第一の圧側排出通路に設けられて当該第一の圧側排出通路を通過する作動液に所定の抵抗を与える圧側減衰弁と、前記第二の圧側排出通路に設けられて前記圧側室の圧力を制御する圧側電磁圧力制御弁と、をさらに備え、
     前記伸側電磁圧力制御弁及び前記圧側電磁圧力制御弁は、ピストン速度が高速領域に達する前に最大開口となるように設定されている緩衝器。
  2.  請求項1に記載の緩衝器であって、
     前記ピストンロッドは、前記シリンダ内の一端部に前記ピストンが連結され、
     前記第一、第二の圧側排出通路は、前記圧側室と前記タンクとを連通するとともに、
     前記通路は、前記圧側室から前記伸側室へ排出される作動液が流れる第三の圧側排出通路を備える緩衝器。
  3.  請求項2に記載の緩衝器であって、
     前記第一、第二の伸側排出通路は、前記伸側室と前記圧側室とを連通する緩衝器。
  4.  請求項1に記載の緩衝器であって、
     前記圧側供給通路は、前記伸側室と前記タンクとを連通する緩衝器。
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