WO2015045558A1

WO2015045558A1 - 油圧緩衝器

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Publication number: WO2015045558A1
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Inventors: 豊山崎
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Abstract

　ピストンロッドの作動性を向上させることができるとともに、車両の緩衝用ゴムに初期設定荷重を付与することができ、車両の乗り心地を改善可能な油圧緩衝器を提供できる。　シリンダ（２）と、第１の支持部材（１１）と、蓋部材（１２）と、第１の支持部材（１１）を貫通する主ピストンロッド（２１）と、副ピストンロッド（２２）と、両ピストンロッド間のピストン（１３）と、を備える。パイプ（９０）が貫通する状態でシリンダ（２）に摺動自在に嵌合したフリーピストン（１５）をさらに備える。ピストン（１３）の両側の第１の油室（１６）と第２の油室（１７）とが絞りを介して連通される。第２の支持部材（１４）は第２の油室（１７）と第３の油室（１８）とを仕切り、フリーピストン（１５）は第３の油室（１８）とガス室（１９）とを仕切る。

Description

油圧緩衝器

　本発明は、いわゆる両ロッド型の油圧緩衝器に関するものである。

　従来の油圧緩衝器としては、ピストンの両側にそれぞれピストンロッドが設けられた両ロッド型のものがある。この両ロッド型油圧緩衝器のピストンロッドは、ピストンから一方に延びる主ピストンロッドと、ピストンから他方に延びる副ピストンロッドとによって構成されている。主ピストンロッドは、ピストンによって仕切られる２つの油室のうち一方の油室を貫通している。

　副ピストンロッドは、２つの油室のうち他方の油室を貫通している。主ピストンロッドは、シリンダの一端部に設けられた第１の支持部材からシリンダの外に突出している。副ピストンロッドは、シリンダの中に設けられた隔壁を貫通し、この隔壁に摺動自在に支持されている。このため、シリンダの中には、ピストンと第１の支持部材との間に位置する第１の油室と、ピストンと隔壁との間に位置する第２の油室とが形成されている。第１の油室と第２の油室とは、ピストンに設けられた通路を介して連通されている。この通路には、絞りが設けられている。

　従来のこの種の両ロッド型の油圧緩衝器としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているものがある。
　特許文献１に開示された油圧緩衝器は、主ピストンロッドの摺動部の外径と副ピストンロッドの摺動部の外径とが等しいピストンロッドを備えている。また、この油圧緩衝器は、上述した第２の油室を貫通したピストンロッドの一端部（以下、この部分を便宜上、副ピストンロッドという）が挿入されるパイプを備えている。このパイプは、小径部と大径部とを有している。小径部は、副ピストンロッドが挿入可能な太さに形成されている。小径部の一端部は、シリンダの他端部を閉塞する蓋部材に固定されている。大径部は、小径部の他端部に設けられている。この蓋部材には、パイプ内の空間を大気中に開放するための連通路が形成されている。

　このパイプの大径部は、シリンダの内周面に嵌合している。この大径部の中には、上述した隔壁を構成するリング状のガイド部材（第２の支持部材）とシール部材とが設けられている。このシール部材は、第２の油室とパイプ内との間をシールするためのものである。
　この大径部と蓋部材との間には、温度補償用のリザーバが設けられている。このリザーバは、温度変化により第１の油室と第２の油室の容積が変化したり、作動油の体積が変化したときに作動油を第２の油室に補充したり、第２の油室から排出するためのものである。

　このリザーバは、第２の油室に連通路を介して連通された第３の油室と、この第３の油室とはフリーピストンによって仕切られた気室とによって形成されている。第２の油室と第３の油室とを連通する連通路は、パイプの大径部の外周部分に形成された凹溝によって構成されている。
　フリーピストンは、円環状に形成されており、パイプが摺動自在に貫通する状態でシリンダの内周面に摺動自在に嵌合している。気室には、所定圧のガスが封入されている。

　特許文献２に記載されている油圧緩衝器は、特許文献１に示す油圧緩衝器と同様に、副ピストンロッドが挿入されるパイプと、温度補償用のリザーバとを備えている。特許文献２に開示されているパイプは、シリンダ内の隔壁と蓋部材とに取付けられている。このパイプの内部は、密閉されている。隔壁は、シリンダに一体に形成されている。この特許文献２に示すシリンダは、長手方向に分割された２つの半部どうしを互いに螺合させて形成されている。隔壁は、一方の半部の先端部に形成されており、他方の半部に螺合されている。
　この隔壁には、リリーフ弁とチェック弁とが設けられている。リリーフ弁は、第２の油室の油圧が上昇したときに、作動油を第２の油室から第３の油室に流すために開く。チェック弁は、第２の油室の圧力が第３の圧力より低下したときに、作動油を第３の油室から第２の油室に流すために開く。

特許第４９９６９５７号公報特公昭４８－２１０３９号公報

　特許文献１に開示された油圧緩衝器では、車両に使用して車両の乗り心地を改善する上で以下の課題があった。

　第１の課題は、パイプと副ピストンロッドとの間をシールするシール部材としてシール性が高いものを使用しなければならないことである。この理由は、パイプ内が大気中に開放されているからである。このシール部材は、第２の油室の作動油が漏洩することを防ぐオイルシールとしての機能と、パイプ内から塵埃が第２の油室に入ることを防ぐためのダストシールとしての機能が必要なものである。すなわち、この油圧緩衝器は、シール部材が副ピストンロッドに接触することにより生じる摺動抵抗が大きく、車両の乗り心地の向上を図る上で不利である。

　このような不具合は、特許文献２に開示されているようにパイプ内を密封し、ダストシールを不要としてピストンロッドの作動性を高くすることによって、ある程度は解消することができる。しかし、特許文献２に示す油圧緩衝器であっても、以下の第２の課題を解消することはできない。

　特許文献１や特許文献２に開示されている油圧緩衝器は、主ピストンロッドの摺動部の外径と副ピストンロッドの摺動部の外径とが等しいため、伸長する力や収縮する力が生じるものではない。この油圧緩衝器を車両の懸架装置に使用するためには、油圧緩衝器の一端部と車体との間に緩衝用ゴムが介装される。また、油圧緩衝器の他端部と、懸架装置における車輪とともに車体に対して移動する部材との間にも、緩衝用ゴムが介装される。特許文献１や特許文献２に開示されている油圧緩衝器は、上述したように伸長する力や収縮する力が発生するものではないから、この緩衝用ゴムに初期設定荷重を付与することはできないものである。この初期設定荷重とは、油圧緩衝器が動作していない状態で緩衝用ゴムに弾性変形を起こさせる荷重である。第２の課題は、車体が変位して緩衝用ゴムが変形した後に油圧緩衝器が伸長または収縮するから、応答性が低くなることである。すなわち、車体の変位に対して油圧緩衝器が遅れて動作するから、車両の乗り心地の向上を図ることはできない。

　緩衝用ゴムに初期設定荷重を付与するためには、主ピストンロッドの摺動部の外径を副ピストンロッドの摺動部の外径より小さくあるいは大きくすることが考えられる。この構成を採ることによりピストンの第１の油室側の受圧面積と、第２の油室側の受圧面積とが不一致となる。作動油は、気室内のガスの圧力で加圧されている。このため、ピストンは、受圧面積の差に相当するガス反力で受圧面積が小さい一方へ押される。すなわち、油圧緩衝器が自然状態で伸長あるいは収縮することになり、緩衝用ゴムに初期設定荷重が付与される。

　しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載されている油圧緩衝器は、構造上の理由からこの構成を適用することはできないものである。この油圧緩衝器において、主ピストンロッドの摺動部の外径を副ピストンロッドの摺動部の外径より小さくあるいは大きくすると、大量の作動油がピストンの移動に伴って必ず第２の油室から第３の油室へ、あるいは第３の油室から第２の油室へ流れる。しかし、特許文献１や特許文献２記載の油圧緩衝器では、十分な通路面積を確保することができない。

　すなわち特許文献１に記載されている油圧緩衝器において、第２の油室と第３の油室とを連通する連通路は、パイプの大径部の外周部に形成された凹溝によって構成されている。パイプの大径部のすぐ内周側には、隔壁を構成するリング状のガイド部材が嵌合されている。このため、パイプの厚みは薄い。このパイプに、十分な通路面積を有する連通路を形成することは困難である。このような連通路では、大量の作動油がピストンの移動に伴って流れることはできないから、油室内でキャビテーションが生じるおそれがある。連通路の断面積をキャビテーションが発生することがない大きさとすることは、パイプの厚みによって制約を受けるために不可能である。
　特許文献２に記載されている油圧緩衝器においては、第２の油室と第３の油室との間にリリーフ弁とチェック弁とが設けられている。このため、この油圧緩衝器の第２の油室と第３の油室との間を大量の作動油が自由に流れることは不可能である。

　本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ピストンロッドの作動性を向上させることができるとともに、車両の緩衝用ゴムに初期設定荷重を付与することができ、車両の乗り心地を改善可能な油圧緩衝器を提供することを目的とする。

　この目的を達成するために、本発明に係る油圧緩衝器は、シリンダと、前記シリンダの一端部に設けられた第１の支持部材と、前記シリンダの他端部を閉塞する蓋部材と、前記第１の支持部材を摺動自在に貫通する主ピストンロッドと、前記主ピストンロッドと同一軸線上に位置付けられ、前記主ピストンロッドにおけるシリンダ内に位置する一端部に接続された副ピストンロッドと、前記主ピストンロッドおよび副ピストンロッドと同一軸線上に位置する状態で前記シリンダの中に配置され、前記蓋部材に一端部が固定されかつ他端部に前記副ピストンロッドの先端部が挿入されるパイプと、前記パイプの他端部に固定され、外周部が前記パイプより拡径して前記シリンダの内周面に嵌合するとともに、内周部において前記副ピストンロッドの先端部を摺動自在に支持する第２の支持部材と、前記主ピストンロッドと副ピストンロッドとの間に固定された状態で前記シリンダに摺動自在に嵌合し、前記第１の支持部材との間に第１の油室を形成するとともに前記第２の支持部材との間に第２の油室を形成するピストンと、前記パイプが貫通する状態でこのパイプと前記シリンダとに摺動自在に嵌合し、前記第２の支持部材との間に第３の油室を形成するとともに前記蓋部材との間にガス室を形成するフリーピストンと、前記第１の油室と前記第２の油室とを連通する第１の作動油通路と、前記第１の作動油通路に設けられた絞りと、前記第２の支持部材に作動油が自由に通過可能に形成され、前記第２の油室と前記第３の油室とを連通する第２の作動油通路とを備え、前記第１ないし第３の油室には作動油が充填され、前記ガス室には、前記フリーピストンが前記第２の支持部材に向けて押圧される圧力のガスが充填され、前記パイプ内の空間は密封空間であり、前記主ピストンロッドの摺動部の外径は、前記副ピストンロッドの摺動部の外径とは異なり、前記第２の作動油通路の総断面積は、前記主ピストンロッドの摺動部の断面積と前記副ピストンロッドの摺動部の断面積との差分以上であものである。

　本発明によれば、パイプ内が密封されており、パイプ内に外部から塵埃が入ることはないから、第２の支持部材と副ピストンロッドとの間をシールするシール部材として、ダストシールの機能を有していないものを使用できる。このため、このシール部材としてダストシールの機能を有するものを使用する場合と比べると、副ピストンロッドの摺動抵抗が低減されて油圧緩衝器の作動性が向上する。

　本発明に係る油圧緩衝器において、主ピストンロッドの摺動部の外径は、副ピストンロッドの摺動部の外径より小さいかあるいは大きい。このため、ピストンの第１の油室側の受圧面積と、第２の油室側の受圧面積とが不一致となる。作動油は、ガス室内のガスの圧力で加圧されている。このため、ピストンは、受圧面積の差に相当する大きさのガス反力によって受圧面積が小さい一方へ押される。すなわち、この油圧緩衝器は、自然状態で伸長あるいは収縮する。

　この油圧緩衝器を車両の懸架装置に用いる場合は、車体と油圧緩衝器の一端部との間に緩衝用ゴムが介装され、車輪とともに車体に対して移動する部材と油圧緩衝器の他端部との間に緩衝用ゴムが介装される。その場合、車体を支える懸架ばねが油圧緩衝器とは独立して設けられている場合は、油圧緩衝器の一端部に接続された緩衝用ゴムと、他端部に接続された緩衝用ゴムとにそれぞれ初期設定荷重が付与される。一方、車体と、油圧緩衝器の車輪側に連結されたシリンダまたは主ピストンロッドとの間にこの懸架ばねが設けられている場合は、油圧緩衝器の一端部に接続された緩衝用ゴムに初期設定荷重が付与され、油圧緩衝器の他端部に接続された緩衝用ゴムには、車重が荷重として付与される。

　この油圧緩衝器が自然状態で伸長する場合は、例えば車体が車輪に対して下方へ（油圧緩衝器の全長が短くなる方向）へ変位するときに、油圧緩衝器において車体の変位と略同時に減衰力が発生する。一方、油圧緩衝器が自然状態で収縮する場合は、例えば車体が車輪に対して上方（油圧緩衝器の全長が長くなる方向）へ変位するときに、油圧緩衝器において車体の変位と略同時に減衰力が発生する。このような応答性の高い動作は、特許文献１や特許文献２に記載の油圧緩衝器では実施不可能である。

　本発明に係る油圧緩衝器において、ピストンがシリンダに対して移動するときは、主ピストンロッドの摺動部の断面積と副ピストンロッドの摺動部の断面積との差に相当する流量だけ作動油が第２の作動油通路を流れる。この第２の作動油通路の総断面積は、主ピストンロッドの摺動部の断面積と副ピストンロッドの摺動部の断面積との差分以上である。このため、大量の作動油がピストンの移動に伴って第２の作動油通路を円滑に流れるから、ピストンの移動速度が高い場合であっても油室内でキャビテーションが発生することはない。

　したがって、本発明に係る油圧緩衝器においては、ピストンロッドの作動性が高くなるとともに、油室内のキャビテーションの発生を防ぎながら車両の緩衝用ゴムに初期設定荷重を付与することができる。この結果、本発明によれば、車両の挙動に応答性よく減衰力が生じることから、車両の乗り心地を改善することが可能な油圧緩衝器を提供することができる。

図１は、本発明に係る油圧緩衝器の正面図である。図１は、シリンダの一部を破断した状態で描いてある。図２は、主ピストンロッドと車体との連結部分を拡大して示す断面図である。図３は、主ピストンロッドと副ピストンロッドとの接続部を拡大して示す断面図である。図４は、可変絞りを説明するための主ピストンロッドの断面図である。図５は、第１の支持部材を拡大して示す断面図である。図６は、蓋部材と車輪側連結部材とを拡大して示す断面図である。図７は、パイプの一部および第２の支持部材とフリーピストンとを拡大して示す断面図である。図８は、第２の支持部材の斜視図である。図９Ａは、油圧緩衝器の動作を説明するための図である。図９Ａは、車両が停止あるいは直進している状態を示している。図９Ｂは、油圧緩衝器の動作を説明するための図である。図９Ｂは、車輪が路上の微小な突起に乗り上げた状態を示している。図９Ｃは、油圧緩衝器の動作を説明するための図である。図９Ｃは、旋回時の状態を示している。図１０は、パイプの他の実施の形態を示す断面図である。図１１は、他の実施の形態によるパイプの一部および第２の支持部材とフリーピストンとを拡大して示す断面図である。図１２は、蓋部材の他の実施の形態を示す断面図である。

　（第１の実施の形態）
　以下、本発明に係る油圧緩衝器の一実施の形態を図１～図９Ｃによって詳細に説明する。
　図１に示す油圧緩衝器１は、シリンダ２と、このシリンダ２の一端部（図１においては上側の端部）から突出するピストンロッド３とを備えている。この実施の形態による油圧緩衝器１は、自動車（図示せず）などの車両に用いられるものである。図１に示すシリンダ２は、車両の懸架装置における車輪とともに車体に対して移動する部材（例えばロアアーム４）に後述する車輪側連結部材５を介して連結される。

　ピストンロッド３は、車両の車体６に後述する車体側連結部材７を介して連結される。なお、本発明に係る油圧緩衝器１を車両に装備するにあたっては、ピストンロッド３が懸架装置における車輪とともに移動する部材（例えばロアアーム４）に連結され、シリンダ２が車体６に連結される形態を採ることも可能である。この実施の形態において、油圧緩衝器１を説明するにあたっては、図１において上側に位置する部位を油圧緩衝器１の上部といい、図１において下側に位置する部位を油圧緩衝器１の下部という。

　この油圧緩衝器１のシリンダ２は、１本の円筒によって形成されている。このシリンダ２の上端部（図１において上側に位置する端部）には、第１の支持部材１１が設けられ、下端部は、蓋部材１２によって閉塞されている。
　この油圧緩衝器１のシリンダ２内には、詳細は後述するが、ピストン１３と、第２の支持部材１４と、フリーピストン１５などによって仕切られた第１～第３の油室１６～１８と、ガス室１９とが形成されている。第１～第３の油室１６～１８には、作動油が充填されている。ガス室１９には、予め定めた圧力のガスが充填されている。このガスとしては、例えばＮ₂ ガスを用いることができる。

　ピストンロッド３は、第１の支持部材１１を摺動自在に貫通する主ピストンロッド２１と、この主ピストンロッド２１の下端部、すなわちシリンダ２内に位置する一端部に接続された副ピストンロッド２２とによって構成されている。副ピストンロッド２２は、後述する第２の支持部材１４を貫通し、第２の支持部材１４に摺動自在に支持されている。

　主ピストンロッド２１の摺動部２１ａ（第１の支持部材１１を摺動自在に貫通する部位）の外径は、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａ（第２の支持部材１４を摺動自在に貫通する部位）の外径とは異なっている。この実施の形態において、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの外径は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの外径より大きい。また、副ピストンロッド２２は、主ピストンロッド２１と同一軸線上に位置付けられている。
　主ピストンロッド２１の軸心部には、この主ピストンロッド２１の一端から他端に延びる貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３内には、後述する可変絞り２４が設けられている。

　主ピストンロッド２１の上端部には、図２に示すように、車体側連結部材７が取付けられている。
　車体側連結部材７は、主ピストンロッド２１の上端部にロックナット２５によって固定された円板状の連結板２６と、この連結板２６を囲むハウジング２７と、このハウジング２７内に設けられた緩衝用ゴム２８とを備えている。ハウジング２７は、固定用ボルト２９によって車体６に固定されている。

　緩衝用ゴム２８は、連結板２６がハウジング２７内に位置している状態でハウジング２７内に注入されて焼き付けられている。この緩衝用ゴム２８は、連結板２６の外周部を上下方向の両側から覆っている。
　ハウジング２７の下端部には、ゴム部材３０が設けられている。このゴム部材３０は、油圧緩衝器１が大きく収縮したときにハウジング２７と後述のキャップ７６（図５参照）との間に挟まれて衝撃を緩和するためのものである。

　副ピストンロッド２２の上端部内には、図３に示すように、雌ねじ３１が形成されている。主ピストンロッド２１の下端部３２には雄ねじ３３が形成されている。主ピストンロッド２１と副ピストンロッド２２との接続は、副ピストンロッド２２の雌ねじ３１を、主ピストンロッド２１の雄ねじ３３にねじ込むことによって行われている。雌ねじ３１が雄ねじ３３にねじ込まれるときは、先ず、主ピストンロッド２１がクランプ装置（図示せず）によって把持され、主ピストンロッド２１の回転が規制される。その後、副ピストンロッド２２の下端部に形成された６角穴３４（図７参照）に工具が係合される。そして、この工具を使用して副ピストンロッド２２が回され、雌ねじ３１が雄ねじ３１にねじ込まれる。この実施の形態による副ピストンロッド２２の軸心部であって雌ねじ３１の近傍と６角穴３４との間の部分には、軽量化を図るために非貫通穴３５が形成されている。

　主ピストンロッド２１の雄ねじ３３を有する下端部３２は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａとは段差をもって細く形成されている。この主ピストンロッド２１の下端部３２と主ピストンロッド２１の摺動部２１ａとの境界部分には、下方を指向する軸方向端面３６が形成されている。主ピストンロッド２１と副ピストンロッド２２とを接続する作業は、この軸方向端面３６と副ピストンロッド２２との間にピストン１３および後述するピストン周辺の板状部材が挟まれる状態で行われる。すなわち、ピストン１３は、主ピストンロッド２１と副ピストンロッド２２との間に固定されている。

　ピストン１３は、第１の支持部材１１との間に第１の油室１６を形成するとともに、シリンダ２内に設けられた後述する第２の支持部材１４（図１および図７参照）との間に第２の油室１７を形成するものである。この実施の形態によるピストン１３は、図３に示すように、円環状に形成されたピストン本体４１と、このピストン本体４１の外周部に設けられた円環状の軸受４２およびＯリング４３などによって構成されている。軸受４２は、ピストン１３とシリンダ２との摺動を円滑にするためのものである。Ｏリング４３は、軸受４２の内周面とピストン１３との間をシールするためのものである。

　ピストン本体４１には、主ピストンロッド２１の下端部３２が嵌合する貫通穴４４と、後述する複数の油孔とが形成されている。貫通穴４４は、ピストン本体４１の軸心部に位置付けられている。複数の油孔とは、図３においてピストン１３の左側を軸方向に貫通する伸長側油孔４５と、図３においてピストン１３の右側を軸方向に貫通する圧縮側油孔４６と、この圧縮側油孔４６からピストン１３の軸心部に向けて延びる連通孔４７などである。伸長側油孔４５と圧縮側油孔４６は、ピストン本体４１の周方向に適当な間隔をあけて交互に複数ずつ設けられている。

　伸長側油孔４５の一端部（第１の油室１６側の端部）は、ピストン本体４１に形成された連通穴４８を介して第１の油室１６に接続されている。圧縮側油孔４６の一端部（第２の油室１７側の端部）は、ピストン本体４１に形成された連通穴４９を介して第２の油室１７に接続されている。この実施の形態においては、これらの伸長側油孔４５および連通穴４８と、圧縮側油孔４６および連通穴４９とによって、請求項１記載の発明でいう「第１の作動油通路」が構成されている。

　連通孔４７は、後述する可変絞り２４に作動油を導く作動油通路の一部を構成するものである。この連通孔４７は、ピストン本体４１の貫通穴４４に形成された環状溝５０と、圧縮側油孔４６とを連通している。
　この実施の形態によるピストン本体４１は、貫通穴４４に主ピストンロッド２１の下端部３２が嵌合した状態で上述した軸方向端面３６と副ピストンロッド２２の上端面との間に複数の板状の部材とともに挟まれて固定されている。ピストン１３と軸方向端面３６との間には、円環状のプレート５１と、複数のシム５２と、複数のディスク状の第１の板ばね５３とが挟まれている。ピストン１３と副ピストンロッド２２との間には、複数のディスク状の第２の板ばね５４と、複数のシム５５と、ワッシャ５６とが挟まれている。プレート５１は、この油圧緩衝器１が最も伸長したときに後述のストッパーゴム８３（図５参照）に当接する。

　第１の板ばね５３は、ピストン１３に形成された伸長側油孔４５および圧縮側油孔４６における第１の油室１６側の開口部を閉塞している。第２の板ばね５４は、伸長側油孔４５および圧縮側油孔４６における第２の油室１７側の開口部を閉塞している。この実施の形態においては、第１の板ばね５３と第２の板ばね５４とによって、請求項１記載の発明でいう「第１の作動油通路に設けられた絞り」が構成されている。

　ここで、主ピストンロッド２１の中に設けられている可変絞り２４について説明する。この実施の形態による可変絞り２４は、図４に示すように、主ピストンロッド２１の貫通孔２３内に移動自在に嵌合された弁体６１と、これとは別体に形成された操作用ロッド６２と、弁体６１が着座する弁座部材６３とを備えている。
　弁体６１は、先端が弁座部材６３に向けて細くなる円錐状に形成された本体部６１ａと、これに一体に形成された円柱部６１ｂとを備えている。操作用ロッド６２は、下端が円柱部６１ｂに当接し、そこから主ピストンロッド２１の上端近傍まで延びるロッド部６２ａと、このロッド部６２ａの上端部分に設けられた操作部６２ｂとから構成されている。

　円柱部６１ｂは、主ピストンロッド２１の貫通孔２３との間をシールするためのＯリング６４を備えている。円柱部６１ｂは、主ピストンロッド２１の貫通孔２３内に嵌合している。この貫通孔２３における円柱部６１ｂより下側であって後述する弁座部材６３との間には、本体部６１ａが収容された油室６５が形成されている。この油室６５は、主ピストンロッド２１に形成された油孔６６を介して第１の油室１６に連通されている。

　操作部６２ｂは、６角穴付きのねじを構成しており、貫通孔２３の上端部の孔壁面に形成された雌ねじ２３ａに螺合されている。また、操作部６２ｂには、この操作用ロッド６２の回転を規制するためのボール６７を備えている。このボール６７は、圧縮コイルばね６８によって主ピストンロッド２１の６角穴６９に押し付けられている。この操作部６２ｂを回転させてねじを締め込むことにより、弁体６１が後述する弁座部材６３に向けて前進する。弁体６１には作動油の圧力が作用している。この圧力は、第１の油室１６と第２の油室１７の圧力で、作動油を介して伝播されたガス室１９内の圧力である。このため、操作部６２ｂを回転させてねじを弛めることによって、弁体６１が弁座部材６３から離間する方向に後退する。
　弁座部材６３は、有底円筒状に形成されており、底部が上側（弁体６１側）に位置する状態で主ピストンロッド２１の貫通孔２３内に嵌合している。弁座部材６３の底部には、弁体６１が挿入される油孔７０が形成されている。

　この弁座部材６３の開口端（下端）は、固定用ボルト７１によって上方に向けて押され、弁座部材６３の底部（上端）は、貫通孔２３の段部２３ｂに下方から押し付けられている。固定用ボルト７１は、貫通孔２３の下端部に形成された雌ねじ２３ｃにねじ込まれており、貫通孔２３の下端を閉塞している。

　弁座部材６３の周壁には、弁座部材６３の中空部内と弁座部材６３の外とを連通する複数の油孔７２が形成されている。これらの油孔７２は、ピストン１３の環状溝５０と対応する位置に形成されている。この油孔７２と環状溝５０とは、主ピストンロッド２１に形成された油孔７３を介して連通している。すなわち、この油圧緩衝器１の第１の油室１６と第２の油室１７は、ピストン１３の伸長側油孔４５および圧縮側油孔４６の他に、主ピストンロッド２１内の貫通孔２３を含む作動油通路７４と、可変絞り２４とを介して連通されている。

　この貫通孔２３を含む作動油通路７４とは、ピストン１３の連通穴４９と、連通孔４７と、環状溝５０と、主ピストンロッド２１の油孔６６，７３と、弁座部材６３の油孔７０，７２および中空部と、油室６５などによって構成されている。この貫通孔２３を含む作動油通路７４によって、請求項５～請求項７記載の発明でいう「第３の作動油通路」が構成されている。

　この可変絞り２４は、この弁座部材６３の油孔７０の開口縁に弁体６１が押し付けられることにより全閉状態になる。また、この可変絞り２４は、弁座部材６３の油孔７０の開口縁と弁体６１との間に隙間が形成されることにより、絞りとして機能する。絞り量は、操作部６２ｂを回転させて弁体６１を軸線方向に移動させ、上述した隙間の断面積を変えることにより調整することができる。すなわち、この可変絞り２４は、請求項５～請求項７記載の発明でいう「第３の作動油通路」の断面積を変更可能なものである。

　シリンダ２の一端部に設けられた第１の支持部材１１は、図５に示すように、円環状に形成されている。また、この第１の支持部材１１は、その中空部内に主ピストンロッド２１が摺動自在に貫通するとともに、外周部がシリンダ２内に嵌合した状態でシリンダ２に支持されている。この第１の支持部材１１は、シリンダ２の内周部に固定されたサークリップ７５と、シリンダ２の外端面に当接するキャップ７６とによって、シリンダ２に対して移動することができない状態に固定されている。キャップ７６は、複数の固定用ボルト７７によって第１の支持部材１１に取付けられている。

　第１の支持部材１１の外周部には、シリンダ２との間をシールするためのＯリング７８が装着されている。第１の支持部材１１の内周部には、複数の部材が軸線方向に並ぶ状態で取付けられている。これらの複数の部材とは、図５において上から順に、ダストシール７９と、軸受８０と、オイルシール８１と、ワッシャ８２と、ストッパーゴム８３である。ダストシール７９は、主ピストンロッド２１が第１の支持部材１１を貫通する部分から内部に塵埃や水などの異物が入ることを防ぐためのものである。

　軸受８０は、第１の支持部材１１に圧入されており、主ピストンロッド２１を摺動自在に支持するものである。オイルシール８１は、シリンダ２内（第１の油室１６内）の作動油が主ピストンロッド２１の貫通部を通って外に漏洩することを防ぐためのものである。ワッシャ８２は、ストッパーゴム８３を支えるためのものである。ストッパーゴム８３は、この油圧緩衝器１のいわゆる伸びきり時の衝撃を緩和するためのものである。このストッパーゴム８３には、主ピストンロッド２１に固定されたプレート５１が伸びきり時に当接する。

　シリンダ２の上部には、図１に示すように、懸架装置のコイルスプリング８４を支持するためのばね受け部材８４ａ（図１参照）がＣリング８４ｂ（図３参照）によって取付けられている。このコイルスプリング８４は、車体側とばね受け部材８４ａとの間に圧縮された状態で装着されている。なお、懸架装置のコイルスプリング８４は、油圧緩衝器１とは独立に設けてもよい。
　シリンダ２の下端部を閉塞する蓋部材１２は、図６に示すように、シリンダ２の下端部内に嵌合された有底円筒状の筒体８５と、この筒体８５に一体に形成されて下方に延びる一対の取付板８６とを有している。筒体８５の上端部には、雄ねじ８７が形成されている。一方、シリンダ２の下端部内には、雌ねじ８８が形成されている。この蓋部材１２は、筒体８５の雄ねじ８７がシリンダ２の雌ねじ８８にねじ込まれることによって、シリンダ２に結合されている。

　筒体８５の外周部であって雄ねじ８７より下側には、シリンダ２との間をシールするためのＯリング８９が装着されている。
　筒体８５の内周部には、後述するパイプ９０の下端部が嵌合した状態で固定される円形凹部９１が形成されている。この筒体８５の内周部は閉塞されている。また、この筒体８５の内周部には、パイプ９０との間をシールするためのＯリング９２が装着されている。

　筒体８５の下端部は、シリンダ２の下端より太く形成されており、筒体８５がシリンダ２にねじ込まれるときのストッパを構成している。また、この筒体８５の下端部には、蓋部材１２の外周面から径方向の内側に延びる小孔９３と、この小孔９３の先端部内と筒体８５内とを連通する連通孔９４とが形成されている。小孔９３内の中間部には、ゴム製の栓部材９５が保持されている。小孔９３の開口部には、プラグ９６が螺着されている。プラグ９６には、図示していないガス注入用の針を通して栓部材９５に刺すための貫通孔９６ａが形成されている。この針は、筒体８５とパイプ９０との間の空間（ガス室１９）にガスを注入するためのものである。ガスは、栓部材９５を貫通した針の先端部から小孔９３内に注入される。針は、ガス注入後に栓部材９５から抜かれる。針が栓部材９５から抜かれると、栓部材９５の針穴が閉じ、小孔９３が栓部材９５によって閉塞される。

　なお、小孔９３にガスを注入するためには、図示してはいないが、栓部材９５の代わりに開閉弁を使用することができる。この開閉弁としては、ガスが供給されるか、あるいはガス供給装置が接続されることにより開き、ガスの供給が停止されるか、あるいはガス供給装置が取外されることにより閉じる構造のものを使用することができる。この種の開閉弁は、ガス供給口あるいは供給装置用接続部が蓋部材１２から突出する状態で小孔９３の大気側開口部に螺着される。

　蓋部材１２の下端部に設けられた一対の取付板８６は、油圧緩衝器１の下端部を懸架装置における車体に対して車輪とともに移動する部材（例えばロアアーム４）に取付けるためのものである。この実施の形態による取付板８６には、懸架装置のロアアーム４に設けられた連結用ブラケット４ａが車輪側連結部材５を介して取付けられている。
　車輪側連結部材５は、外筒９７と、この外筒９７の中に挿入された内筒９８と、外筒９７と内筒９８との間に配置された環状の緩衝用ゴム９９とによって構成されている。緩衝用ゴム９９は、外筒９７と内筒９８とに焼き付けられている。外筒９７は、ロアアーム４の連結用ブラケット４ａに形成された取付穴４ｂに圧入されている。このブラケット４ａと車輪側連結部材５は、一対の取付板８６，８６の間に挿入され、これらの部材を貫通する状態で内筒９８に挿入されたボルト１００によって取付板８６に固定されている。

　蓋部材１２に固定されたパイプ９０は、図１に示すように、蓋部材１２からシリンダ２の上下方向の中央部まで上方に延びている。このパイプ９０は、蓋部材１２に嵌合する小径部９０ａと、上端部に位置する大径部９０ｂとによって形成されており、シリンダ２と同一軸線上に位置付けられている。
　パイプ９０の小径部９０ａの内径は、図７に示すように、副ピストンロッド２２の下端部（先端部）が接触することなく挿入可能な大きさである。

　このパイプ９０の小径部９０ａには、フリーピストン１５が摺動自在に嵌合している。このフリーピストン１５は、円環状に形成されており、中空部にパイプ９０が貫通する状態でこのパイプ９０とシリンダ２とに摺動自在に嵌合している。フリーピストン１５の内周部には、パイプ９０の外周面との間をシールするためのＯリング１０１が装着されている。フリーピストン１５の外周部には、シリンダ２の内周面との間をシールするためのＯリング１０２と軸受１０３とが装着されている。

　このフリーピストン１５は、シリンダ２内の第３の油室１８とガス室１９とを仕切っている。第３の油室１８は、フリーピストン１５と、パイプ９０の大径部に固定された後述する第２の支持部材１４との間に形成されている。ガス室１９は、フリーピストン１５と蓋部材１２との間に形成されている。このガス室１９には、フリーピストン１５が第２の支持部材１４に向けて押圧される圧力のガスが充填されている。ガスの充填は、蓋部材１２に設けられている栓部材９５にガス注入用の針を刺して行われる。
　パイプ９０の大径部９０ｂは、パイプ９０の母材（図示せず）を小径部９０ａより外径が大きくなるように成形することにより円筒状に形成されている。この大径部９０ｂの外径は、図７に示すように、シリンダ２の内周面との間に環状の空間Ｓが形成される大きさである。

　第２の支持部材１４は、図７および図８に示すように、小径部１１１と大径部１１２とを有し、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａを摺動自在に支持する内周部を有する円筒状に形成されている。
　第２の支持部材１４の小径部１１１は、上述したパイプ９０の大径部９０ｂに嵌合し、プレス圧入によって固定されている。この小径部１１１には、パイプ９０の内周面との間をシールするためのＯリング１１３が装着されている。

　第２の支持部材１４の大径部１１２（第２の支持部材１４の外周部）は、隙間嵌めでシリンダ２に嵌合しており、シリンダ２内の第２の油室１７と第３の油室１８とを仕切っている。第２の油室１７は、ピストン１３と第２の支持部材１４との間に形成されている。第３の油室１８は、第２の支持部材１４とフリーピストン１５との間に形成されている。
　この大径部１１２には、第２の支持部材１４の軸線方向に延びる複数の切り欠き１１４が形成されている。これらの切り欠き１１４は、第２の油室１７と第３の油室１８とを連通している。この実施の形態による切り欠き１１４は、第２の支持部材１４の大径部１１２にシリンダ２の内周面との間隔が部分的に広くなる形状に形成されている。また、これらの切り欠き１１４は、図８に示すように、大径部１１２の周方向に一定の間隔をおいて並べられている。

　これらの複数の切り欠き１１４の総断面積（第２の支持部材１４の軸線方向から見た断面積）は、作動油が自由に通過可能な大きさである。この総断面積は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの断面積と、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの断面積との差分以上である。このため、作動油は、必要に応じて切り欠き１１４を自由に通過することができる。この実施の形態においては、これらの複数の切り欠き１１４によって、本発明でいう「第２の作動油通路」が構成されている。

　第２の支持部材１４の内周部には、上から順に、ワッシャ１１５と、オイルシール１１６と、軸受１１７とが設けられている。ワッシャ１１５は、オイルシール１１６が第２の支持部材１４から抜けることを防ぐためのもので、大径部１１２の端面をかしめることにより大径部１１２内に固定されている。オイルシール１１６は、第２の支持部材１４と副ピストンロッド２２の外周面との間をシールするものである。軸受１１７は、副ピストンロッド２２を摺動自在に支持するものである。第２の支持部材１４の中空部は、副ピストンロッド２２によって閉塞されている。パイプ９０の大径部９０ｂは、第２の支持部材１４の小径部１１１と副ピストンロッド２２とによって閉塞されている。すなわち、この油圧緩衝器１において、パイプ９０内は、密封空間１１８になるから、このパイプ９０内に外部から塵埃が入ることはない。

　このため、第２の支持部材１４と副ピストンロッド２２の外周面との間をシールするオイルシール１１６としては、ダストシールの機能を有していないものを使用することができる。このオイルシール１１６としてダストシールの機能を有するものを使用する場合と比べると、副ピストンロッド２２の摺動抵抗が低減されて油圧緩衝器１の作動性が向上する。

　次に、この実施の形態による油圧緩衝器１の動作を説明する。
　この油圧緩衝器１が伸長してピストン１３がシリンダ２に対して図１において上側（第１の支持部材１１に接近する方向）に移動するときは、油圧が第１の油室１６からピストン１３の連通穴４８と伸長側油孔４５とを通って第２の板ばね５４に伝達される。そして、油圧が第２の板ばね５４の初期設定荷重を越えると、作動油が第２の板ばね５４のばね力に抗して第２の板ばね５４を開き、伸長側油孔４５から第２の油室１７に流入する。このように作動油が第２の板ばね５４とピストン１３との間の微小な隙間を通過することによって、減衰力が発生する。この減衰力の大きさは、可変絞り２４の開度に対応して変化する。減衰力の大きさは、可変絞り２４が全閉状態であるときに最大になり、可変絞り２４の絞り量が変化することにより増減する。

　副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの外径は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの外径より大きい。このため、この油圧緩衝器１において、ピストン１３が図１において上側に移動するときは、第１の油室１６から出る主ピストンロッド２１の体積減少分より、第２の油室１７に入る副ピストンロッド２２の体積増加分の方が多くなる。すなわち、第１の油室１６から第２の油室１７に流入した作動油の全量を第２の油室１７の中に収容することはできない。

　この場合、作動油は、図７中に実線の矢印で示すように、第２の油室１７から第２の支持部材１４の切り欠き１１４を通過して第３の油室１８に流入する。
　切り欠き１１４の総断面積は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの断面積と、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの断面積との差分以上である。このため、作動油がピストン１３の移動に伴って切り欠き１１４内を円滑に流れるから、ピストン１３の移動速度が高い場合であっても油室内でキャビテーションが発生することはない。

　一方、この油圧緩衝器１が収縮してピストン１３がシリンダ２に対して図１において下側（第２の支持部材１４に接近する方向）に移動するときは、油圧が第２の油室１７からピストン１３の連通穴４９と圧縮側油孔４６とを通って第１の板ばね５３に伝達される。そして、油圧が第１の板ばね５３の初期設定荷重を越えると、作動油が第１の板ばね５３のばね力に抗して第１の板ばね５３を開き、圧縮側油孔４６から第１の油室１６に流入する。このように作動油が第１の板ばね５３とピストン１３との間の微小な隙間を通過することによって、減衰力が発生する。この場合は、作動油が第３の油室１８から第２の支持部材１４の切り欠き１１４を通過して第２の油室１７に流入する。このときに作動油が流れる方向は、図７中に破線の矢印で示す方向である。このときにも油室内でキャビテーションが発生することはない。

　この油圧緩衝器１の中の作動油は、ガス室１９内のガスの圧力で加圧されている。このため、ピストン１３には、第１の油室１６側の受圧面積と第２の油室１７側の受圧面積との差に相当する大きさのガス反力が自然状態であっても作用する。第１の油室１６側の受圧面積は、第２の油室１７側の受圧面積より大きい。このため、ピストン１３は、このガス反力によって第２の支持部材１４に向けて押される。すなわち、この油圧緩衝器１は、自然状態で収縮する。ピストン１３は、このピストン１３の下側近傍に設けられているワッシャ５６が第２の支持部材１４側のワッシャ１１５に当接するまで上述したガス反力によって押されて移動する。

　このように自然状態で収縮する油圧緩衝器１を車両の懸架装置に取付けるためには、例えば、先ず、油圧緩衝器１のシリンダ２にばね受け部材８４ａがＣリング８４ｂによって取付けられる。次に、主ピストンロッド２１がシリンダ２から所定量突出した状態で保持される。主ピストンロッド２１をシリンダ２から突出させるためには、専用の治具（図示せず）を用いるか、パイプ９０内の密封空間１１８にガスを供給して行う。その後、懸架装置のコイルスプリング８４がばね受け部材８４ａに装着され、車体側連結部材７が主ピストンロッド２１に取付けられる。車体側連結部材７が主ピストンロッド２１に取付けられることにより、油圧緩衝器１とコイルスプリング８４とを有する組立体が形成される。

　その後、この組立体の上端に位置する車体側連結部材７が車体６に取付けられ、さらに、この組立体の下端に位置する蓋部材１２が車輪側連結部材５によってロアアーム４に取付けられる。このように組立体が車体６と車輪側との間に取付けられた後、主ピストンロッド２１の保持が解除される。この保持の解除は、主ピストンロッド２１を保持している治具を外すか、密封空間１１８からガスを排出して行う。
　このように油圧緩衝器１が懸架装置に取付けられることにより、車輪側連結部材５の緩衝用ゴム９９には車重が荷重として付与される。この緩衝用ゴム９９においては、図６において内筒９８より上側に位置する部位が引っ張られ、内筒９８より下側に位置する部位が圧縮される。

　この油圧緩衝器１は、上述したように自然状態で収縮するものである。このため、この油圧緩衝器１が懸架装置に取付けられることによって、車体側連結部材７の緩衝用ゴム２８には初期設定荷重が付与され、初期変形が生じた状態となる。
　車体側連結部材７の緩衝用ゴム２８においては、図２において連結板２６より下側に位置する部位が圧縮され、連結板２６より上側に位置する部位が引っ張られる。
　ここで、車両に装着された油圧緩衝器１の動作を図９Ａ～図９Ｃによって説明する。図９Ａ～図９Ｃは、車両を後方から見た状態で描かれている。また、図９Ａ～図９Ｃにおいては、車体左側の油圧緩衝器１および車体右側の油圧緩衝器１と、これらの油圧緩衝器１に接続された緩衝用ゴム２８，９９とを模式的に描いてある。また、図９Ａ～図９Ｃは、ロアアーム４に車輪１２１を接続した状態で描いてある。さらに、図９Ａ～図９Ｃ中には、油圧緩衝器１とは独立に設けられた懸架装置のコイルスプリング８４が二点鎖線によって描かれている。

　緩衝用ゴム２８は、車両が停止あるいは平坦な路面を直進しているときには、図９Ａに示すように、ガス反力により油圧緩衝器１側に引っ張られて変形している。以下においては、この変形を単に初期変形という。緩衝用ゴム９９は、車重によって変形し、下方に向けて撓んでいる。この状態で車両が走行し、左側の車輪１２１が例えば白線のような路上の微小な凸部１２２に乗り上げると、図９Ｂに示すように、緩衝用ゴム２８が初期変形により変形した状態で油圧シリンダ１が上に変位するために、緩衝用ゴム２８の初期変形が一部又は全部解消される。この場合は、油圧緩衝器１は作動（収縮）しておらず、車輪１２１から車体６側へ伝達される衝撃が緩衝用ゴム２８によって緩和される。

　コイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、緩衝用ゴム９９がガス反力により図９Ａ中に二点鎖線で示すように上に向けて凸となる形状に初期変形により撓んでいる。このため、左側の車輪が白線のような凸部１２２に乗り上げると、図９Ｂ中に二点鎖線で示すように、緩衝用ゴム９９の初期変形が一部又は全部解消される。すなわち、この場合は、車輪１２１から車体６側へ伝達される衝撃が緩衝用ゴム２８と緩衝用ゴム９９との両方によって緩和される。

　車両が例えば左方向に旋回するときは、図９Ｃに示すように、車体６は、遠心力によって車体右側が低くなるように傾斜する。このとき、車体右側に位置する緩衝用ゴム２８は、図９Ａに示す状態から初期変形が一旦解消された後に逆方向に撓み、それ以上変形することができなくなった後、油圧緩衝器１にこれが収縮する方向へ力を伝達する。一方、車体左側に位置する緩衝用ゴム２８は、ガス反力によってもともと引っ張られた状態なので、直ちに油圧緩衝器１にこれが伸長する方向へ力を伝達する。このとき、車体左側に位置する緩衝用ゴム９９に加えられる荷重は、車体６の左側部分が上方へ変位するために減少する。この結果、この緩衝用ゴム９９は、図９Ａに示す状態から初期変形が一旦解消された後に、図９Ｃに示すように逆方向に撓む。

　すなわち、このときは、車体右側の油圧緩衝器１が収縮するとともに、車体左側の油圧緩衝器１が伸長することにより減衰力が発生する。車体右側に位置する油圧緩衝器１においては、車体６が僅かに下がると緩衝用ゴム２８において初期変形が解消され、図９Ｃに示すように逆方向へ撓む変形が終了した直後に減衰力が発生する。なお、コイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、緩衝用ゴム２８と緩衝用ゴム９９とにおいて初期変形が解消される。
　車体左側に位置する油圧緩衝器１においては、車体６の傾斜が開始されて緩衝用ゴム９９において初期変形が解消され、逆方向へ撓む変形が終了した直後に減衰力が発生する。なお、コイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、傾斜開始と同時に減衰力が発生する。このため、車体６は、右側に僅かに傾斜した状態で左側に旋回する。
　このような車両の旋回性や油圧緩衝器１の応答性は、特許文献１や特許文献２に記載の油圧緩衝器では実現不可能である。

　この実施の形態による油圧緩衝器１において、ピストン１３がシリンダ２に対して移動するときは、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの断面積と副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの断面積との差に相当する流量だけ作動油が第２の支持部材１４の切り欠き１１４を流れる。この切り欠き１１４の総断面積は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの断面積と副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの断面積との差分以上である。このため、作動油がピストン１３の移動に伴って切り欠き１１４を円滑に流れるから、ピストン１３の移動速度が高い場合であっても油室内でキャビテーションが発生することはない。

　したがって、この実施の形態による油圧緩衝器１においては、ピストンロッド３の作動性が高くなるとともに、油室内のキャビテーションの発生を防ぎながら車両の緩衝用ゴム２８に初期設定荷重を付与することができる。懸架装置のコイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、緩衝用ゴム２８と緩衝用ゴム９９との両方に初期設定荷重を付与することができる。
　この結果、この実施の形態によれば、不必要な衝撃が車体６に伝達されることなくかつ車両の挙動に応答性よく減衰力が生じることから、車両の乗り心地を改善することが可能な油圧緩衝器を提供することができる。

　この実施の形態による第２の支持部材１４の切り欠き１１４（第２の作動油通路）は、第２の支持部材１４の外周部にシリンダ２の内周面との間隔が部分的に広くなる形状に形成されている。
　この切り欠き１１４は、第２の支持部材１４における副ピストンロッド２２を支持するために必要な部位（オイルシール１１６や軸受１１７を収容する部位）を除く広い範囲を利用して形成されている。このため、この切り欠き１１４を形成するにあたって制約が少なく、この切り欠き１１４によって断面積が大きな作動油通路（第２の作動油通路）を簡単に形成することができる。
　したがって、この実施の形態によれば、より一層キャビテーションが発生し難い油圧緩衝器を提供することができる。

　この実施の形態による副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの外径は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの外径より大きい。
　このため、ピストン１３の第２の油室１７側の受圧面積が第１の油室１６側の受圧面積より小さくなる。この結果、ピストン１３は、受圧面積の差に相当する大きさのガス反力が作用し、このガス反力によって第２の支持部材１４に向けて移動する。このため、この実施の形態による油圧緩衝器１は、上述したように自然状態で収縮する。

　この油圧緩衝器１を車両の懸架装置に組み付けることにより、懸架装置の緩衝用ゴム２８が油圧緩衝器１によって引っ張られ、緩衝用ゴム２８に初期設定荷重（初期変形が起きる原因となる荷重）が付与される。懸架装置のコイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、緩衝用ゴム２８と緩衝用ゴム９９との両方に初期設定荷重が付与される。
　そして、車輪１２１が路面上の微小な突起１２２を乗り越えるときは、緩衝用ゴム２８の初期変形が一部又は全部解消されるために、油圧緩衝器１が作動しない状況でも衝撃が車体６に伝達され難くなって乗り心地が向上する。なお、懸架装置のコイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、緩衝用ゴム２８と緩衝用ゴム９９との両方の初期変形が一部又は全部解消される。また、コーナリング時などで車体６が左右方向に傾くときは、旋回内側に位置する油圧緩衝器１（伸びる方の油圧緩衝器１）において、車体の傾斜開始と略同時に減衰力が発生する。なお、懸架装置のコイルスプリング８４が油圧緩衝器１とは独立に設けられている場合は、車体の傾斜開始と同時に減衰力が発生する。
　旋回外側に位置する油圧緩衝器１においては、車体が僅かに下がり、少なくとも緩衝用ゴム２８の初期変形が解消されて逆方向へ撓む変形が終了した直後に減衰力が発生する。すなわち、車体が傾斜し難くなるから、乗り心地が向上する。

　この実施の形態による油圧緩衝器１は、主ピストンロッド２１内を通って第１の油室１６と第２の油室１７とを連通する作動油通路７４（第３の作動油通路）を備えている。また、この油圧緩衝器１は、この作動油通路７４の断面積を変更可能な可変絞り２４を備えている。
　このため、可変絞り２４によって作動油通路７４の断面積を変えることによって、この油圧緩衝器１で生じる減衰力の大きさを変えることができる。
　したがって、この実施の形態によれば、油圧緩衝器１が取付けられる車両の機種や乗員の好みに応じて減衰力の大きさを調整することができるから、乗り心地が更に向上する油圧緩衝器を提供することができる。

　この実施の形態によるパイプ９０は、フリーピストン１５が摺動自在に嵌合する小径部９０ａと、この小径部９０ａより外径が大きく形成されて第２の支持部材１４が固定される大径部９０ｂとを含んでいる。第２の支持部材１４は、パイプ９０の大径部９０ｂの中に嵌合した状態で固定されている。
　この実施の形態による油圧緩衝器１において、第２の支持部材１４とパイプ９０との接触部分の面積は、第２の支持部材１４がパイプ９０の小径部９０ａに嵌合する場合の接触部分の面積と比べて大きくなる。

　このため、この実施の形態においては、第２の支持部材１４がパイプ９０に強固に固定されるから、第２の支持部材１４に作用する油圧の大きさに影響を受けることなく、副ピストンロッド２２が安定した状態で支持される。すなわち、ピストンロッド３が円滑に動作する。
　したがって、この実施の形態によれば、油圧緩衝器１の伸長時または収縮時の動作が円滑で、乗員に違和感を与えることがないから、乗り心地が向上する油圧緩衝器を提供することができる。

（第２の実施の形態）
　パイプと第２の支持部材は、図１０および図１１に示すように形成することができる。これらの図において、図１～図９Ｃによって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

　図１０および図１１に示すパイプ９０は、一端から他端まで外径が一定になる形状に形成されている。第２の支持部材１４の小径部１１１は、第１の実施の形態を採る場合と比べて軸線方向に長く形成されている。この実施の形態による第２の支持部材１４は、小径部１１１の中にパイプ９０が嵌合する状態で、このパイプ９０に固定されている。パイプ９０は、小径部１１１の中に圧入されている。小径部１１１には、パイプ９０の外周面との間をシールするためのＯリング１２３が装着されている。

　このように外径が一定に形成されたパイプ９０は、大量生産により価格が低く抑えられたものを使用することができる。このため、この実施の形態によれば、車両に装備したときに乗り心地が向上するだけでなく、製造コストが低くなる油圧緩衝器を提供することができる。

（第３の実施の形態）
　蓋部材は、図１２に示すように形成することができる。
　図１２において、図１～図１１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

　図１２に示す蓋部材１２には、円形凹部９１内と蓋部材１２の外とを連通するガス供給通路１３１が形成されている。この実施の形態によるガス供給通路１３１の一端は、円形凹部９１の内周面に開口している。ガス供給通路１３１は、この一端から蓋部材１２の径方向に延びている。ガス供給通路１３１の他端は、蓋部材１２の外周面に開口している。すなわち、ガス供給通路１３１は、円形凹部９１を介してパイプ９０内の密封空間１１８に接続されている。

　このガス供給通路１３１の中間部には、ゴム製の栓部材１３２が保持されている。ガス供給通路１３１の開口部には、プラグ１３３が螺着されている。このプラグ１３３には、ガス注入用の針１３４を通して栓部材１３２に刺すための貫通孔１３５が形成されている。この針１３４は、パイプ９０内の密封空間１１８にガスを注入するためのものである。ガスは、栓部材１３２を貫通した針１３４の先端部からガス供給通路１３１内に吐出される。

　ガス供給通路１３１に供給されるガスは、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの断面積と副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの断面積との差に起因して生じるガス反力が相殺される圧力またはそれより高い圧力のガスである。ガス供給通路１３１に針１３４を使用してガスが供給されることにより、ガス供給通路１３１内および密封空間１１８の圧力が上昇する。ガス供給通路１３１内から針１３４を通してガスが抜かれることにより、ガス供給通路１３１内および密封空間１１８の圧力が低下する。そして、針１３４が栓部材１３２から抜かれることにより、栓部材１３２の針穴は弾性で閉じられ、ガス供給通路１３１および密封空間１１８が予め定めた低い圧力の状態で閉じられる。ここでいう「低い圧力の状態」とは、大気圧あるいは大気圧より僅かに高い圧力の状態をいう。

　この実施の形態によるパイプ９０内の密封空間１１８は、上述したように、ガスが供給されて圧力が上昇する形態と、ガスが抜かれ、予め定めた低い圧力の状態で閉じられる形態とを切替可能なガス供給通路１３１が接続されている。このガス供給通路１３１から密封空間１１８にガスが供給されることによって、副ピストンロッド２２にガスの圧力が作用し、この副ピストンロッド２２とともに主ピストンロッド２１がシリンダ２から突出する方向に移動する。

　この結果、自然状態で収縮する油圧緩衝器１を車両の懸架装置に組み付けるときに、懸架装置の取付位置に合わせて油圧緩衝器１の全長を調整することができる。したがって、この実施の形態によれば、懸架装置に簡単に組み付けることが可能な油圧緩衝器を提供することができる。

　この実施の形態においては、ガス供給通路１３１を閉じるためにゴム製の栓部材１３２が用いられている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。ガス供給通路１３１を閉じるためには、図示してはいないが、開閉弁を使用することができる。この開閉弁としては、ガスが供給されるか、あるいはガス供給装置が接続されることにより開き、ガスの供給が停止されるか、あるいはガス供給装置が取外されることにより閉じる構造のものを使用することができる。このような構造の開閉弁としては、例えば、自転車や自動車のタイヤに広く使用されている英式バルブ（English Valve)、米式バルブ(American Valve)あるいは仏式バルブ(French Valve)などがある。この種の開閉弁は、ガス供給口あるいは供給装置用接続部が蓋部材１２から突出する状態でガス供給通路１３１の大気側開口部に螺着される。

　上述した第１ないし第３の実施の形態においては、副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの外径が主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの外径より大きい形態を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、本発明に係る油圧緩衝器１は、主ピストンロッド２１の摺動部２１ａの外径が副ピストンロッド２２の摺動部２２ａの外径より大きくなる形態を採ることができる。この構成を採る油圧緩衝器１は、自然状態で伸長し、車両の懸架装置に組み付けられた状態で緩衝用ゴムに初期設定荷重（初期変形が起こる原因となる荷重）を付与する。このため、この構成を採る場合であっても、第１の実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

　１…油圧緩衝器、２…シリンダ、１１…第１の支持部材、１２…蓋部材、１３…ピストン、１４…第２の支持部材、１５…フリーピストン、１６…第１の油室、１７…第２の油室、１８…第３の油室、１９…ガス室、２１…主ピストンロッド、２１ａ，２２ａ…摺動部、２２…副ピストンロッド、２４…可変絞り、４５…伸長側油孔、４６…圧縮側油孔、４８，４９…連通穴、５３…第１の板ばね、５４…第２の板ばね、７４…作動油通路、９０…パイプ、９０ａ…小径部、９０ｂ…大径部、１１１…小径部、１１２…大径部、１１４…切り欠き、１１８…密封空間、１３１…ガス供給通路、１３２…栓部材。

Claims

　シリンダと、
　前記シリンダの一端部に設けられた第１の支持部材と、
　前記シリンダの他端部を閉塞する蓋部材と、
　前記第１の支持部材を摺動自在に貫通する主ピストンロッドと、
　前記主ピストンロッドと同一軸線上に位置付けられ、前記主ピストンロッドにおけるシリンダ内に位置する一端部に接続された副ピストンロッドと、
　前記主ピストンロッドおよび副ピストンロッドと同一軸線上に位置する状態で前記シリンダの中に配置され、前記蓋部材に一端部が固定されかつ他端部に前記副ピストンロッドの先端部が挿入されるパイプと、
　前記パイプの他端部に固定され、外周部が前記パイプより拡径して前記シリンダの内周面に嵌合するとともに、内周部において前記副ピストンロッドの先端部を摺動自在に支持する第２の支持部材と、
　前記主ピストンロッドと副ピストンロッドとの間に固定された状態で前記シリンダに摺動自在に嵌合し、前記第１の支持部材との間に第１の油室を形成するとともに前記第２の支持部材との間に第２の油室を形成するピストンと、
　前記パイプが貫通する状態でこのパイプと前記シリンダとに摺動自在に嵌合し、前記第２の支持部材との間に第３の油室を形成するとともに前記蓋部材との間にガス室を形成するフリーピストンと、
　前記第１の油室と前記第２の油室とを連通する第１の作動油通路と、
　前記第１の作動油通路に設けられた絞りと、
　前記第２の支持部材に作動油が自由に通過可能に形成され、前記第２の油室と前記第３の油室とを連通する第２の作動油通路とを備え、
　前記第１ないし第３の油室には作動油が充填され、
　前記ガス室には、前記フリーピストンが前記第２の支持部材に向けて押圧される圧力のガスが充填され、
　前記パイプ内の空間は密封空間であり、
　前記主ピストンロッドの摺動部の外径は、前記副ピストンロッドの摺動部の外径とは異なり、
　前記第２の作動油通路の総断面積は、前記主ピストンロッドの摺動部の断面積と前記副ピストンロッドの摺動部の断面積との差分以上である油圧緩衝器。
　請求項１記載の油圧緩衝器において、
　前記第２の作動油通路は、前記第２の支持部材の外周部に前記シリンダの内周面との間隔が部分的に広くなる形状に形成されていることを特徴とする油圧緩衝器。
　請求項１または請求項２記載の油圧緩衝器において、
　前記副ピストンロッドの摺動部の外径は、前記主ピストンロッドの摺動部の外径より大きいことを特徴とする油圧緩衝器。
　請求項３記載の油圧緩衝器において、
　前記密封空間は、ガスが供給されて圧力が上昇する形態と、ガスが抜かれ、予め定めた低い圧力の状態で閉じられる形態とを切替可能なガス供給通路が接続され、
　前記ガス供給通路に供給されるガスは、前記主ピストンロッドの摺動部の断面積と前記副ピストンロッドの摺動部の断面積との差に起因して生じるガス反力が相殺される圧力またはそれより高い圧力のガスであることを特徴とする油圧緩衝器。
　請求項１ないし請求項４のうちいずれか一つに記載の油圧緩衝器において、
　前記主ピストンロッドまたは前記副ピストンロッドに設けられ、前記第１の油室と前記第２の油室とを連通する第３の作動油通路と、
　前記第３の作動油通路の断面積を変更可能な可変絞りとをさらに備えていることを特徴とする油圧緩衝器。
　請求項１ないし請求項５のうちいずれか一つに記載の油圧緩衝器において、
　前記パイプは、前記フリーピストンが摺動自在に嵌合する小径部と、この小径部より外径が大きく形成されて前記第２の支持部材が固定される大径部とを含み、
　前記第２の支持部材は、前記大径部の中に嵌合した状態で固定されていることを特徴とする油圧緩衝器。
　請求項１ないし請求項５のうちいずれか一つに記載の油圧緩衝器において、
　前記パイプは、一端から他端まで外径が一定になる形状に形成され、
　前記第２の支持部材は、内周部の中に前記パイプが嵌合する状態でこのパイプに固定されていることを特徴とする油圧緩衝器。