特許 7022951 ダンパ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-10

(45)【発行日】2022-02-21

(54)【発明の名称】ダンパ

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/508 20060101AFI20220214BHJP

   F16F 9/18 20060101ALI20220214BHJP

   F16F 9/32 20060101ALI20220214BHJP

   F16F 9/34 20060101ALI20220214BHJP

【ＦＩ】

F16F9/508

F16F9/18

F16F9/32 H

F16F9/34

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018036686

(22)【出願日】2018-03-01

(65)【公開番号】P2019152252

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2021-02-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100122323

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 憲

(74)【代理人】

【識別番号】100067367

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 泉

(72)【発明者】

【氏名】石井 大輔

(72)【発明者】

【氏名】岩波 健

(72)【発明者】

【氏名】小林 秀次

(72)【発明者】

【氏名】梶谷 泰史

(72)【発明者】

【氏名】宮本 岳史

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 貢

(72)【発明者】

【氏名】飯田 浩平

(72)【発明者】

【氏名】遠竹 隆行

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 大智

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９０４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２４３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３２０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７４９１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ ９／５０８

Ｆ１６Ｆ ９／１８

Ｆ１６Ｆ ９／３２

Ｆ１６Ｆ ９／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダと、
前記シリンダ内に移動可能に挿入されるピストンロッドと、
前記シリンダ内に移動可能に挿入されて前記ピストンロッドの先端に連結されるとともに前記シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに仕切るピストンと、
タンクと、
前記ロッド側室と前記ピストン側室とを連通する第一伸側通路に設けられて前記ロッド側室から前記ピストン側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側高減衰バルブと、
前記ピストン側室と前記タンクとを連通する第一圧側通路に設けられて前記ピストン側室から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側高減衰バルブと、
前記タンクと前記ピストン側室とを連通する圧側吸込通路に設けられて前記タンクから前記ピストン側室へ向かう液体の流れのみを許容する圧側吸込バルブと、
前記ロッド側室と前記タンクとを連通する第二伸側通路に設けられて前記ロッド側室から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側低減衰バルブと、
前記ピストン側室と前記タンクとを連通する第二圧側通路に設けられて前記ピストン側室から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側低減衰バルブと、
前記第二伸側通路と前記第二圧側通路を開閉する切換弁要素と、
前記ロッド側室と前記ピストン側室とを連通する調整通路に直列して設けられる弁要素および前記ピストン側室から前記ロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブとを備えた
ことを特徴とするダンパ。

【請求項2】

前記弁要素は、通過する流量の増加に伴って前記流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。

【請求項3】

前記弁要素は、通過する流量をＱとし、通過する流量に対する圧力損失をＰとし、係数をαとすると、Ｐ＝α・Ｑ^β（ただし、β＞１）で表現される圧力流量特性を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。

【請求項4】

前記弁要素は、通過する流量が所定流量以上となると、通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となる圧力流量特性を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。

【請求項5】

前記弁要素は、前記切換弁要素が前記第二圧側通路を遮断した状態で、収縮作動時における前記ピストンの移動速度であるピストン速度が所定速度以上となると、通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となる圧力流量特性を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。

【請求項6】

前記弁要素は、前記切換弁要素が前記第二圧側通路を遮断した状態で、収縮作動時における前記ピストンの移動速度であるピストン速度が所定速度以上になると、通過する流量を単位時間当たりの前記ロッド側室の拡大体積以下に制限する
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。

【請求項7】

前記タンクと前記ロッド側室とを連通する伸側吸込通路に設けられて前記タンクから前記ロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容する伸側吸込バルブを備えた
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のダンパ。

【請求項8】

前記第二伸側通路と前記第二圧側通路は、合流して前記タンクに接続される合流通路を有し、
前記切換弁要素は、前記合流通路に設けられる開閉弁である
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のダンパ。

【請求項9】

前記切換弁要素は、前記第二伸側通路に設けられる伸側開閉弁と、前記第二圧側通路に設けられる圧側開閉弁とを有する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のダンパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ダンパに関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の車体の水平方向の振動を抑制するダンパは、車体と台車との間に介装されて使用され、車体振動を抑制するべく減衰力を発揮するようになっている。このような用途で使用されるダンパが同じピストン速度で伸縮する場合において伸長作動時と収縮作動時とで減衰力の大きさに偏りがあると、伸縮を何度も繰り返すと減衰力が小さい方の作動方向への変位量が大きくなるために車体が台車に対して左右いずれかに偏ってしまう。そのため、車体の水平方向の振動を抑制するダンパにあっては、伸長作動時と収縮作動時とで等しい減衰特性を備える必要がある。

【0003】

ダンパに伸長作動時と収縮作動時とで等しい減衰特性を発揮させるダンパとしてはピストンの両側に同じ断面積を持つピストンロッドを設けた所謂両ロッド型のダンパがある。しかしながら、両ロッド型のダンパは、ピストンロッドがピストンの両側に延びているので基本長が長くなり搭載スペースを大きく確保しなければならない問題がある。

【0004】

よって、ピストンの一方側にしかピストンロッドを設けない片ロッド型のダンパであっても伸縮両側で等しい減衰特性を実現するダンパとしてユニフロー型のダンパが広く用いられている。

【0005】

このユニフロー型のダンパは、伸長作動しても収縮作動してもシリンダ内からストローク量が同じであれば等しい量の作動油がタンクへ排出されるようにし、このシリンダからタンクへ排出される作動油の流れに減衰バルブで抵抗を与えて伸縮両方の減衰力を発揮させるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平０８－０７４９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、地震発生時には、車体が高速度で加振されるため、ダンパには高い減衰力の発揮が要求される。他方、車体の振動を能動的に抑制する場合、車体と台車との間にダンパに並列してアクチュエータを設置する。アクチュエータが車体を変位させる推力を発揮するとダンパの減衰力はこの推力に抵抗する力として作用する。よって、地震が発生していない通常時においてダンパが発揮する減衰力が高すぎると、アクチュエータの制振効果を減殺してしまうとともに、アクチュエータのエネルギ消費が激しくなる。このように、アクチュエータと併設されるダンパでは、通常時には低減衰力の発揮が、地震発生時には高減衰力の発揮が要求されている。

【0008】

ここで、ダンパは、シリンダ内の圧力をピストンに作用させることにより減衰力を発揮するので、地震発生時の高い減衰力の発揮を担保するにはピストンの受圧面積を大きくするか、シリンダ内の圧力を大きくする必要がある。

【0009】

しかしながら、地震発生時の高減衰力の発揮を担保するためにピストンの受圧面積を大きくすると、通常時における減衰力が高くなって制振効果を減殺してしまう。また、ユニフロー型のダンパは、伸長作動時に拡大されるピストン側室にはピストンの断面積にピストンの移動距離を乗じた容積分の作動油が不足するので、不足分の作動油をタンクから吸い込む必要がある。よって、ピストンの受圧面積を大きくすると、ダンパが伸長作動時にタンクからシリンダ内へ吸い込む作動油量も必然的に多くなるため、タンクとシリンダとを結ぶ通路の断面積を大きくしないとシリンダへ作動油の供給が追い付かなくなって吸込不良が生じる。吸込不良が生じると、ピストン側室が負圧となったり、ピストン側室内で作動油に溶け込んでいた気体が気泡となって現れたりして、減衰力不足や安定した減衰力の発揮が難しくなる。吸込不良を阻止するには、前述の通り、通路断面積を大きくしなければならず、ダンパの外径が大きくなって、ダンパの搭載性が著しく悪化し、鉄道車両、制振装置や免震装置に組み込むことができなくなる。

【0010】

他方、シリンダ内の圧力を大きくすることのみで高減衰力を発揮させる方法を選択すると、ピストンロッド周りのシールの耐久性能が追い付かず、この方法も採用するのは難しい。

【0011】

そこで、本発明は、搭載性を損なうことなく低減衰力と高減衰力を発揮できるダンパの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明のダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動可能に挿入されるピストンロッドと、シリンダ内に移動可能に挿入されて前記ピストンロッドの先端に連結されるとともに前記シリンダ内をロッド側室とピストン側室とに仕切るピストンと、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一伸側通路に設けられてロッド側室からピストン側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側高減衰バルブと、ピストン側室とタンクとを連通する第一圧側通路に設けられてピストン側室からタンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側高減衰バルブと、タンクとピストン側室とを連通する圧側吸込通路に設けられてタンクからピストン側室へ向かう液体の流れのみを許容する圧側吸込バルブと、ロッド側室とタンクとを連通する第二伸側通路に設けられてロッド側室からタンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側低減衰バルブと、ピストン側室とタンクとを連通する第二圧側通路に設けられてピストン側室からタンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側低減衰バルブと、第二伸側通路と第二圧側通路を開閉する切換弁要素と、ロッド側室とピストン側室とを連通する調整通路に直列して設けられる弁要素およびピストン側室からロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブとを備えて構成される。

【0013】

このように構成されたダンパは、切換弁要素で第二伸側通路と第二圧側通路を開放する場合には、低い減衰力を発揮でき、切換弁要素で伸側低減衰通路と圧側低減衰通路とを遮断する場合には、高い減衰力を発揮できる。

【0014】

また、弁要素が通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えていてもよい。このように構成されたダンパでは、収縮作動する場合、地震発生時にはダンパが発揮する減衰力をより一層高くできるだけでなく、地震が発生していない通常時にはダンパが発揮する減衰力をより一層低くできアクチュエータの制振効果を妨げない。

【0015】

なお、弁要素は、通過する流量をＱとし、通過する流量に対する圧力損失をＰとし、係数をαとすると、Ｐ＝α・Ｑ^β（ただし、β＞１）で表現される圧力流量特性を備えてもよい。また、弁要素は、通過する流量が所定流量以上となると、通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となる圧力流量特性を備えてもよい。さらに、弁要素は、切換弁要素が第二圧側通路を遮断した状態で、収縮作動時におけるピストンの移動速度であるピストン速度が所定速度以上となると、通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となる圧力流量特性を備えてもよい。そしてさらに、弁要素は、切換弁要素が前記第二圧側通路を遮断した状態で、収縮作動時におけるピストンの移動速度であるピストン速度が所定速度以上になると、通過する流量を単位時間当たりのロッド側室拡大体積以下に制限してもよい。このようにしても、弁要素の圧力流量特性は通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる特性となるので、ダンパは、地震発生時には発揮する減衰力をより一層高くできるだけでなく、地震が発生していない通常時には発揮する減衰力をより一層低くできアクチュエータの制振効果を妨げない。

【0016】

さらに、ダンパは、タンクとロッド側室とを連通する伸側吸込通路に設けられてタンクからロッド側室へ向かう液体の流れのみを許容する伸側吸込バルブを備えていてもよい。このように構成されたダンパは、収縮作動時に拡大するロッド側室の圧力が負圧になるのを回避でき、キャビテーションや発生減衰力が不安定となるのを回避できる。

【0017】

また、ダンパは、第二伸側通路と第二圧側通路を合流させてタンクに接続する合流通路を有し、切換弁要素を合流通路に設けられる開閉弁としてもよい。このように構成されたダンパでは、切換弁要素を一つの開閉弁で構成でき、部品点数とコストの低減が可能となる利益を享受できる。

【0018】

さらに、ダンパにおける切換弁要素は、第二伸側通路に設けられる伸側開閉弁と第二圧側通路に設けられる圧側開閉弁とで構成されてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明のダンパによれば、搭載性を損なうことなく低減衰力と高減衰力を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施の形態におけるダンパの回路構成を示した図である。

【図2】一実施の形態におけるダンパの弁要素の圧力流量特性を示した図である。

【図3】一実施の形態の第一変形例におけるダンパの回路構成を示した図である。

【図4】切換弁要素が連通ポジションを採る際の一実施の形態におけるダンパの減衰力特性を示した図である。

【図5】切換弁要素が遮断ポジションを採る際の一実施の形態におけるダンパの減衰力特性を示した図である。

【図6】一実施の形態におけるダンパの弁要素のピストン速度に対する圧力損失の特性を示した図である。

【図7】一実施の形態の第二変形例におけるダンパの回路構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に、図示した実施の形態に基づいて、この発明を説明する。一実施の形態におけるダンパＤは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に移動可能に挿入されるピストンロッド２と、シリンダ１内に移動可能に挿入されてシリンダ１内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに仕切るピストン３と、タンク４と、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する第一伸側通路５に設けられて伸側高減衰バルブ６と、ピストン側室Ｒ２とタンク４とを連通する第一圧側通路７に設けられる圧側高減衰バルブ８と、タンク４とピストン側室Ｒ２とを連通する圧側吸込通路９に設けられる圧側吸込バルブ１０と、ロッド側室Ｒ１とタンク４とを連通する第二伸側通路１１に設けられる伸側低減衰バルブ１２と、ピストン側室Ｒ２とタンク４とを連通する第二圧側通路１３に設けられる圧側低減衰バルブ１４と、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開閉する切換弁要素１５と、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する調整通路１６に直列して設けられる弁要素としてのオリフィス１７およびチェックバルブ１８とを備えて構成されている。このダンパＤは、図示はしないが、たとえば、鉄道車両の車体と台車との間に介装されて、車体の水平方向の振動を抑制する。なお、ダンパの用途はこれに限定されるものではない。

【0022】

また、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２には液体として作動油が充填されるとともに、タンク４には、作動油のほかに気体が充填されている。液体は、作動油以外にも、水や水溶液を使用することも可能である。なお、タンク４内は、特に、気体を圧縮して充填することによって加圧状態とする必要は無いが、加圧状態としてもよい。

【0023】

以下、各部について説明する。シリンダ１は筒状であって、その図１中右端は蓋１９によって閉塞され、図１中左端には環状のロッドガイド２０が取り付けられている。また、上記ロッドガイド２０の内周には、シリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド２が摺動自在に挿入されている。このピストンロッド２は、一端をシリンダ１内に摺動自在に挿入されているピストン３に連結してあり、他端をシリンダ１外へ突出させており、シリンダ１に対して移動自在とされている。

【0024】

また、このダンパＤは、シリンダ１の外周を覆う外筒２１を備えている。外筒２１の図１中左端と右端は、シリンダ１と同様に、蓋１９およびロッドガイド２０とで閉塞されており、外筒２１とシリンダ１との間の環状隙間でタンク４が形成されている。

【0025】

そして、ピストンロッド２の図１中右端である先端は、シリンダ１内に挿入されたピストン３に連結され、ピストンロッド２の図１中左端である基端は、ロッドガイド２０の内周を介してシリンダ１外へ突出している。また、ピストンロッド２の図１中左端である他端と、シリンダ１の右端を閉塞する蓋１９には、図示はしないが、このダンパＤを車体と台車との間の設置箇所へ取り付けることができるようにブラケットが設けられる。

【0026】

ピストン３は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されており、シリンダ１内をロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに仕切っている。ピストン３には、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通する第一伸側通路５および調整通路１６と、第一伸側通路５に設置される伸側高減衰バルブ６と、調整通路１６に設置される弁要素としてのオリフィス１７と、調整通路１６にオリフィス１７に直列に設置されるチェックバルブ１８と、途中にオリフィス２３を備えたオリフィス通路２２とが設けられている。

【0027】

第一伸側通路５は、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通しており、途中には、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容し、かつ、液体の流れに抵抗を与える伸側高減衰バルブ６が設けられている。この伸側高減衰バルブ６によって第一伸側通路５は、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。なお、伸側高減衰バルブ６は、本実施の形態では、上流側であるロッド側室Ｒ１の圧力が開弁圧に達すると開弁して第一伸側通路５を開放してロッド側室Ｒ１をピストン側室Ｒ２に連通させる調圧バルブとされている。

【0028】

調整通路１６は、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通しており、途中には、通過する作動油の流れに抵抗を与える弁要素としてのオリフィス１７が設けられている。また、調整通路１６には、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容するチェックバルブ１８が設けられている。このチェックバルブ１８によって調整通路１６は、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。

【0029】

弁要素としてのオリフィス１７は、本実施の形態では、図２に示すように、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えている。より詳細には、オリフィス１７の圧力流量特性は、オリフィス１７を通過する流量をＱとし、通過する流量に対する圧力損失をＰとし、係数をαとすると、Ｐ＝α・Ｑ^２で表現される圧力流量特性を備えている。

【0030】

また、オリフィス通路２２は、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通しており、途中には、通過する作動油の流れに抵抗を与えるオリフィス２３が設けられている。オリフィス通路２２は、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ向かう作動油の流れ、および、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ向かう作動油の流れの双方を許容している。

【0031】

さらに、本実施の形態では、ピストン側室Ｒ２とタンク４とを連通する第一圧側通路７および圧側高減衰バルブ８は、蓋１９に設けられている。また、蓋１９には、圧側吸込通路９と圧側吸込バルブ１０とが設けられている。第一圧側通路７は、ピストン側室Ｒ２とタンク４とを連通しており、その途中には、ピストン側室Ｒ２からタンク４へ向かう液体の流れのみを許容し、かつ、液体の流れに抵抗を与える圧側高減衰バルブ８とオリフィス３０が並列に設けられている。この圧側高減衰バルブ８によって第一圧側通路７は、ピストン側室Ｒ２からタンク４へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。なお、圧側高減衰バルブ８は、本実施の形態では、伸側高減衰バルブ６と同様に調圧バルブとされており、上流側であるピストン側室Ｒ２の圧力が開弁圧に達すると開弁して第一圧側通路７を開放してピストン側室Ｒ２をタンク４に連通させる。また、第一圧側通路７、圧側高減衰バルブ８、圧側吸込通路９および圧側吸込バルブ１０は、蓋１９以外に設けられてもよいが、これらを蓋１９に設ける方がダンパＤの外径を小さくできる利点がある。また、オリフィス３０は、圧側高減衰バルブ８に設置されてもよい。

【0032】

圧側吸込通路９は、ピストン側室Ｒ２とタンク４とを連通しており、その途中には、タンク４からピストン側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブでなる圧側吸込バルブ１０が設けられている。圧側吸込通路９は、この圧側吸込バルブ１０によってタンク４からピストン側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。そして、ダンパＤが伸長作動する際に液体が圧側吸込通路９を介してタンク４からシリンダ１内に供給され、ダンパＤの伸長作動時における体積補償が行われる。

【0033】

なお、本実施の形態では、ダンパＤは、タンク４とロッド側室Ｒ１とを連通する伸側吸込通路２４と、伸側吸込通路２４の途中に設けたチェックバルブでなる伸側吸込バルブ２５とを備えている。伸側吸込通路２４は、この伸側吸込バルブ２５によってタンク４からロッド側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定されている。このように、このダンパＤの場合、ダンパＤが収縮作動する際に、伸側吸込通路２４を介して拡大するロッド側室Ｒ１へタンク４から作動油の供給を可能となっている。ダンパＤの収縮作動時において調整通路１６を通じてピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ移動する作動油でロッド側室Ｒ１内の容積増加分の体積を賄えなくなっても、伸側吸込通路２４を介して作動油がロッド側室Ｒ１へ供給される。よって、本実施の形態のダンパＤでは、ダンパＤの収縮作動時のピストン３のシリンダ１に対する移動速度であるピストン速度が予期せぬ高速となっても、ロッド側室Ｒ１内が負圧となるのを防止できる。ロッド側室Ｒ１が負圧になると作動油内に溶け込んだ気体が気泡となって出現して発生減衰力が不安定となる現象を生むが、伸側吸込通路２４と伸側吸込バルブ２５の設置によってこの現象の発生を回避できる。

【0034】

第二伸側通路１１は、タンク４とロッド側室Ｒ１とを連通しており、第二圧側通路１３は、タンク４とピストン側室Ｒ２とを連通している。具体的には、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３は、合流してタンク４に接続される合流通路２６を有しており、それぞれ、合流通路２６から分岐してそれぞれロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とに接続されている。

【0035】

そして、伸側低減衰バルブ１２は、第二伸側通路１１の途中であって合流通路２６よりもロッド側室Ｒ１側に設けられており、ロッド側室Ｒ１からタンク４へ向かう液体の流れのみを許容し、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。この伸側低減衰バルブ１２は、伸側高減衰バルブ６およびオリフィス２３に比較すると、通過流量が同じであれば伸側高減衰バルブ６およびオリフィス２３よりも低い圧力損失を生じる圧力流量特性を備えている。伸側低減衰バルブ１２は、調圧バルブに代えてオリフィスやチョークといった絞りを利用してもよい。また、圧側低減衰バルブ１４は、第二圧側通路１３の途中であって合流通路２６よりもピストン側室Ｒ２側に設けられており、ピストン側室Ｒ２からタンク４へ向かう液体の流れのみを許容し、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。この圧側低減衰バルブ１４は、圧側高減衰バルブ８、弁要素としてのオリフィス１７およびオリフィス２３に比較すると、通過流量が同じであれば圧側高減衰バルブ８およびオリフィス１７，２３よりも低い圧力損失を生じる圧力流量特性を備えている。圧側低減衰バルブ１４は、調圧バルブに代えてオリフィスやチョークといった絞りを利用してもよい。

【0036】

さらに、合流通路２６には、切換弁要素１５が設けられている。この実施の形態の場合、切換弁要素１５は、合流通路２６を開閉する電磁開閉弁とされており、連通ポジションを採る場合、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放し、遮断ポジションを採る場合、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を遮断する。よって、切換弁要素１５が連通ポジションを採ると、作動油は、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を通過できるので、伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４が共に有効となる。また、切換弁要素１５が遮断ポジションを採ると作動油が第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を通過できなくなり、伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４が無効となる。なお、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３は、合流してタンク４に連通する合流通路２６を備えておらず、それぞれ別個独立してタンク４に連通されてもよい。この場合には、図３に示した第一変形例のダンパＤ１のように、第二伸側通路１１に伸側開閉弁２７を設け、第二圧側通路１３に圧側開閉弁２８を設けて、これら伸側開閉弁２７および圧側開閉弁２８を切換弁要素としてもよい。
この場合には、ダンパＤの伸長作動時と収縮作動時のそれぞれで独立して第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開閉できる。なお、合流通路２６を設けて切換弁要素１５を設ける場合、切換弁要素１５を一つの開閉弁で構成でき、部品点数とコストの低減が可能となる利益を享受できる。

【0037】

以上のように構成されたダンパＤの作動について説明する。まず、切換弁要素１５が連通ポジションを採って第二伸側通路１１および第二圧側通路１３が開放された状態について説明する。この場合、第二伸側通路１１および第二圧側通路１３が開放されるため伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４とが有効となり、ダンパＤが伸縮する際に、作動油は伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４とを通過できる。

【0038】

まず、ダンパＤが伸長作動すると、圧縮されるロッド側室Ｒ１内の圧力が上昇する。ピストン３がシリンダ１に対して低速で移動する場合、つまり、ピストン速度が低い場合、作動油は、圧縮されるロッド側室Ｒ１から伸側低減衰バルブ１２を通過してタンク４へ移動するとともにオリフィス２３を介してピストン側室Ｒ２へ移動する。また、拡大されるピストン側室Ｒ２には、圧側吸込バルブ１０が開弁して圧側吸込通路９を通じてタンク４から作動油が供給される。このように、切換弁要素１５が連通ポジションを採る場合、ピストン速度が低い場合、ダンパＤは、図４に示すように、伸側低減衰バルブ１２およびオリフィス２３によって伸長を抑制する低い伸側減衰力を発揮する。

【0039】

また、ダンパＤの伸長作動時におけるピストン速度が高くなると、ロッド側室Ｒ１内の圧力が伸側高減衰バルブ６の開弁圧に達し、伸側高減衰バルブ６が開弁して第一伸側通路５を開放し、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２への作動油の移動を許容する。つまり、この場合、作動油は、伸側低減衰バルブ１２を介してロッド側室Ｒ１からタンク４へ移動するだけでなく、伸側高減衰バルブ６およびオリフィス２３を介してロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ移動する。よって、ピストン速度が高くなると伸側高減衰バルブ６も開弁して流路面積が増加するので、ダンパＤの減衰力特性は、図４に示すように、伸側高減衰バルブ６の開弁に伴って減衰係数が低下する特性となる。なお、伸側高減衰バルブ６およびオリフィス２３を通過してロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ移動する作動油量は拡大されるピストン側室Ｒ２の容積拡大量に対して不足する。この不足分の作動油は、圧側吸込通路９を通じてタンク４からピストン側室Ｒ２に供給される。

【0040】

このように、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放してダンパＤが伸長作動する場合、ピストン側室Ｒ２内の圧力はタンク圧となる。それゆえ、伸側減衰力に寄与するピストン３の受圧面積は、ロッド側室Ｒ１の圧力が作用するピストン３の断面積からピストンロッド２の断面積を差し引いた面積となる。

【0041】

つづいて、切換弁要素１５が連通ポジションを採りつつダンパＤが収縮作動すると、圧縮されるピストン側室Ｒ２内の圧力が上昇する。ピストン速度が低い場合、作動油は、圧縮されるピストン側室Ｒ２から圧側低減衰バルブ１４およびオリフィス３０を通過してタンク４へ移動するとともに、チェックバルブ１８が開弁するのでオリフィス１７とオリフィス２３を通過してロッド側室Ｒ１へ移動する。なお、オリフィス３０の圧力損失は、圧側低減衰バルブ１４における圧力損失よりも大きいため、オリフィス３０を通過する作動油量は僅かである。また、拡大されるロッド側室Ｒ１には、オリフィス１７，２３を介してピストン側室Ｒ２から作動油が供給される。

【0042】

ピストン３の収縮方向への移動を妨げる力は、ピストン側室Ｒ２の圧力にピストン３の断面積を乗じた値となるが、ピストン３の収縮方向への移動を助長する力は、ロッド側室Ｒ１に臨む受圧面積にロッド側室Ｒ１の圧力を乗じた値となる。ダンパＤが収縮を妨げる圧側減衰力は、前記移動を妨げる力から前記移動を助長する力の差となるため、ロッド側室Ｒ１内の圧力が高ければ高い程、圧側減衰力が小さくなる。

【0043】

第二圧側通路１３が開放されてダンパＤが低いピストン速度で収縮作動する場合、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３を通過する合計流量は、ロッド側室Ｒ１の単位時間当たりに拡大する容積と等しい。また、これと同じ条件でダンパＤが収縮作動する場合、圧側低減衰バルブ１４とオリフィス３０を通過する合計流量は、ピストンロッド２が単位時間当たりにシリンダ１内に進入する体積と等しい。そして、同じ条件でダンパＤが低いピストン速度で収縮する場合、オリフィス１７，２３で生じる圧力損失は、圧側低減衰バルブ１４およびオリフィス３０で生じる圧力損失より低くなるように設定されている。そのため、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を開放してダンパＤが低いピストン速度で収縮する場合、ロッド側室Ｒ１内の圧力はタンク圧より高くなる。

【0044】

よって、ダンパＤが収縮作動時には、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へオリフィス１７，２３を通じて作動油が供給されるようになるため、ロッド側室Ｒ１内の圧力は、オリフィス１７，２３の圧力損失分だけピストン側室Ｒ２よりも低くなるがタンク圧より高くなる。したがって、切換弁要素１５が連通ポジションを採って第二圧側通路１３を開放した状態でダンパＤが収縮作動する場合、図４に示すように、ダンパＤが発揮する減衰力は、極低くなる。

【0045】

また、ダンパＤの収縮作動時におけるピストン速度が高くなると、ピストン側室Ｒ２内の圧力が圧側高減衰バルブ８の開弁圧に達し、圧側高減衰バルブ８が開弁して第一圧側通路７を開放し、ピストン側室Ｒ２からタンク４への作動油の移動を許容する。つまり、この場合、作動油は、圧側低減衰バルブ１４を介してピストン側室Ｒ２からタンク４へ移動するだけでなく、圧側高減衰バルブ８を介してピストン側室Ｒ２からタンク４へ移動する。また、作動油は、オリフィス１７，２３を介してピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ移動する。

【0046】

第二圧側通路１３が開放とされてダンパＤが高いピストン速度で収縮作動する場合、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３を通過する合計流量は、ロッド側室Ｒ１の単位時間当たりに拡大する容積と等しい。また、これと同じ条件でダンパＤが収縮作動する場合、圧側高減衰バルブ８、圧側低減衰バルブ１４およびオリフィス３０を通過する合計流量は、ピストンロッド２が単位時間当たりにシリンダ１内に進入する体積と等しい。そして、同じ条件でダンパＤが高いピストン速度で収縮する場合、オリフィス１７，２３で生じる圧力損失は、圧側高減衰バルブ８、圧側低減衰バルブ１４およびオリフィス３０で生じる圧力損失より低くなるように設定されている。そのため、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を開放してダンパＤが高いピストン速度で収縮する場合、ロッド側室Ｒ１内の圧力はタンク圧より高くなる。

【0047】

また、ピストン速度が高くなると圧側高減衰バルブ８も開弁して流路面積が増加するので、ダンパＤの減衰力特性は、図４に示すように、圧側高減衰バルブ８の開弁に伴って減衰係数が低下する特性となる。

【0048】

このように、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放してダンパＤが収縮作動する場合、ピストン側室Ｒ２からチェックバルブ１８が開いて弁要素としてのオリフィス１７を通過してロッド側室Ｒ１へ作動油が移動する。この場合、ロッド側室Ｒ１の圧力はピストン側室Ｒ２の圧力よりも低くなるもののタンク圧よりも高くなる。ロッド側室Ｒ１の圧力は、圧側減衰力を低くするようにピストン３に作用するから、ダンパＤが収縮作動する場合、ロッド側室Ｒ１の圧力が高くなればなるほど、圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積が小さくなるような効果を生む。

【0049】

そして、オリフィス１７の圧力流量特性は、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えているので、ピストン速度が低い場合には、ロッド側室Ｒ１の圧力がピストン側室Ｒ２の圧力との差が小さくなる。そのため、切換弁要素１５で第二圧側通路１３を開放すると収縮作動時にあってもダンパＤが発揮する減衰力は低くなる。また、ピストン速度が高くなっても、オリフィス１７の設置でロッド側室Ｒ１の圧力がタンク圧以上になるため、見かけ上のピストン３の受圧面積がその分減少する効果を生むので、ダンパＤが発揮する圧側減衰力は低くなる。

【0050】

よって、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放する場合には、ダンパＤが伸長しても収縮しても、ダンパＤが発揮する減衰力を低くできる。

【0051】

また、調整通路１６を設けて、この調整通路１６にオリフィス１７とチェックバルブ１８を設けたので、ダンパＤが収縮する場合に、ピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１への作動油の移動が調整通路１６によって許容される。調整通路１６が存在しない場合、ダンパＤが低いピストン速度で収縮すると、ピストン側室Ｒ２において減少する容積全体の作動油の通過を第二圧側通路１３のみで許容しなくてはならない。よって、第二圧側通路１３の流路面積を大きくして流路抵抗を小さくしなければ、ダンパＤが発揮する減衰力がその分高くなってしまう。しかしながら、本実施の形態のダンパＤでは、ピストン速度が低い場合、第二圧側通路１３が通過を許容しなければならない作動油量は、ピストンロッド２がシリンダ１内に進入した体積分の作動油のみであるので、調整通路１６がない場合よりも格段に少なくなる。よって、低い減衰力の発揮の際に使用される第二圧側通路１３の流路面積の無用な大型化を避けつつ、ダンパＤの収縮作動時の減衰力を低くできる。

【0052】

次に、切換弁要素１５が遮断ポジションを採って第二伸側通路１１および第二圧側通路１３が遮断された状態について説明する。この場合、第二伸側通路１１および第二圧側通路１３が遮断されるため、ダンパＤが伸縮する際に、作動油は、伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４とを通過できなくなる。

【0053】

まず、ダンパＤが伸長作動すると、圧縮されるロッド側室Ｒ１内の圧力が上昇する。ピストン３がシリンダ１に対して極低速で移動する場合、つまり、ピストン速度が極低速である場合、第二伸側通路１１が遮断されておりロッド側室Ｒ１の圧力が伸側高減衰バルブ６の開弁圧に達しない。よって、作動油は、圧縮されるロッド側室Ｒ１からオリフィス２３を通過してピストン側室Ｒ２へ移動する。また、ピストン側室Ｒ２は、ダンパＤの伸長作動によって拡大されるが、ロッド側室Ｒ１から供給される作動油量はピストン側室Ｒ２の拡大する容積に満たない。そのため、不足分の作動油は、圧側吸込バルブ１０が開弁して圧側吸込通路９を通じてタンク４からピストン側室Ｒ２に供給される。このように、切換弁要素１５が遮断ポジションを採る場合、ピストン速度が極低速である場合、ダンパＤは、オリフィス２３によって伸長を抑制する伸側減衰力を発揮する。よって、ダンパＤが発揮する減衰力特性は、図５に示すように、オリフィス２３の圧力流量特性に比例した特性となるが、第二伸側通路１１が開放される場合に比較して減衰力は高くなる。

【0054】

また、ダンパＤの伸長作動時におけるピストン速度が高くなってロッド側室Ｒ１内の圧力が伸側高減衰バルブ６の開弁圧に達すると、伸側高減衰バルブ６が開弁して第一伸側通路５を開放し、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２への作動油の移動を許容する。通過流量が増える作動油はオリフィス２３を通過しにくくなり、作動油は、主として伸側高減衰バルブ６を介してロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ移動する。このように、ピストン速度が高くなると伸側高減衰バルブ６が開弁して流路面積が増加する。よって、ダンパＤの減衰力特性は、図５中実線で示すように、伸側高減衰バルブ６の開弁に伴って減衰係数が低下する特性となるが、図５中破線で示した切換弁要素１５が連通ポジションを採る場合の減衰力に比較して大きくなる。なお、伸側高減衰バルブ６を通過してロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ移動する作動油量は拡大されるピストン側室Ｒ２の容積拡大量に対して不足するが、不足分の作動油が圧側吸込通路９を通じてタンク４からピストン側室Ｒ２に供給される。

【0055】

このように、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３とを遮断してダンパＤが伸長作動する場合、ピストン側室Ｒ２内の圧力はタンク圧となる。それゆえ、伸側減衰力に寄与するピストン３の受圧面積は、ロッド側室Ｒ１の圧力が作用するピストン３の断面積からピストンロッド２の断面積を差し引いた面積となる。

【0056】

つづいて、切換弁要素１５が遮断ポジションを採りつつダンパＤが収縮作動すると、圧縮されるピストン側室Ｒ２内の圧力が上昇する。ピストン速度が極低速域にある場合、作動油は、チェックバルブ１８を開いて圧縮されるピストン側室Ｒ２からオリフィス１７とオリフィス２３を通過してロッド側室Ｒ１へ移動する。圧側高減衰バルブ８は、ピストン側室Ｒ２が開弁圧に達するまでは開弁しないので、作動油は、オリフィス３０を通過してピストン側室Ｒ２からタンク４へ移動する。また、拡大されるロッド側室Ｒ１には、オリフィス１７，２３を介してピストン側室Ｒ２から作動油が供給される。

【0057】

切換弁要素１５が遮断ポジションを採って第二圧側通路１３が遮断された状態でダンパＤが低いピストン速度で収縮作動する場合、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３を通過する合計流量は、ロッド側室Ｒ１の単位時間当たりに拡大する容積と等しい。また、これと同じ条件でダンパＤが収縮作動する場合、オリフィス３０を通過する流量は、ピストンロッド２が単位時間当たりにシリンダ１内に進入する体積と等しい。ピストン側室Ｒ２の圧力は、オリフィス３０の圧力損失分だけタンク圧よりも大きくなり、ロッド側室Ｒ１の圧力は、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３の圧力損失分だけタンク圧よりも大きくなる。オリフィス３０の圧力損失が圧側低減衰バルブ１４の圧力損失よりも大きい。そのため、ピストン側室Ｒ２内の圧力は切換弁要素１５が遮断ポジションを採る方が連通ポジションを採る場合よりも大きくなる。

【0058】

したがって、切換弁要素１５が遮断ポジションを採り第二圧側通路１３が遮断された状態でダンパＤが低いピストン速度で収縮作動すると、図５中実線で示すようにダンパＤが発揮する圧側減衰力は、図５中破線で示した第二圧側通路１３を開放した場合に比較して非常に高くなる。

【0059】

また、ダンパＤの収縮作動時におけるピストン速度が高くなるとピストン側室Ｒ２内の圧力が圧側高減衰バルブ８の開弁圧に達し、圧側高減衰バルブ８が開弁して第一圧側通路７を開放し、ピストン側室Ｒ２からタンク４への作動油の移動を許容する。また、作動油は、オリフィス１７，２３を介してピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ移動する。

【0060】

そして、切換弁要素１５が遮断ポジションを採って第二圧側通路１３が遮断された状態でダンパＤが高いピストン速度で収縮作動する場合、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３を通過する合計流量は、ロッド側室Ｒ１の単位時間当たりに拡大する容積と等しい。また、これと同じ条件でダンパＤが収縮作動する場合、圧側高減衰バルブ８とオリフィス３０を通過する合計流量は、ピストンロッド２が単位時間当たりにシリンダ１内に進入する体積と等しい。そして、これと同じ条件でダンパＤが収縮作動する場合、弁要素としてのオリフィス１７とオリフィス２３の圧力損失は、圧側高減衰バルブ８とオリフィス３０の圧力損失と同等となるように設定されている。そのため、この状況では、ロッド側室Ｒ１内の圧力はタンク圧とほぼ等しくなる。

【0061】

切換弁要素１５が遮断ポジションを採ると、ダンパＤが高いピストン速度で収縮作動する場合、ロッド側室Ｒ１内の圧力はタンク圧と同等となる。他方、圧側高減衰バルブ８の圧力損失が圧側低減衰バルブ１４の圧力損失よりも大きくなるように設定されている。そのため、ピストン側室Ｒ２内の圧力は切換弁要素１５が遮断ポジションを採る方が連通ポジションを採る場合よりも大きくなる。また、ピストン速度が高くなると圧側高減衰バルブ８も開弁して流路面積が増加する。よって、ダンパＤの圧側減衰力特性は、図５に示すように、圧側高減衰バルブ８の開弁に伴って減衰係数が低下する特性となるものの、切換弁要素１５が連通ポジションを採る場合に比較して大きくなる。よって、ダンパＤがこの場合に発揮する圧側減衰力は、第二圧側通路１３を開放した場合に比較して非常に高くなる。なお、ロッド側室Ｒ１には、伸側吸込通路２４を通じてタンク４から作動油が供給可能とされているので、ダンパＤの収縮作動時においてロッド側室Ｒ１が負圧なるのを防止できる。

【0062】

このように、切換弁要素１５で第二圧側通路１３を遮断してダンパＤが収縮作動する場合、ロッド側室Ｒ１の圧力は、ダンパＤを収縮させる方向にピストン３を押圧するので、ロッド側室Ｒ１の圧力が低くなればなるほど、圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積が大きくなるような効果を生む。

【0063】

そして、オリフィス１７の圧力流量特性は、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えているので、ピストン速度が高くなると、ピストン側室Ｒ２の圧力とロッド側室Ｒ１の圧力との差が非常に大きくなる。そのため、切換弁要素１５で第二圧側通路１３を遮断すると、ピストン速度が高くなればなるほど、ピストン側室Ｒ２の圧力とロッド側室Ｒ１の圧力との差が大きくなって、見かけ上のピストン３の受圧面積がその分増加する効果を生み、ダンパＤが発揮する圧側減衰力は高くなる。よって、切換弁要素１５で第二圧側通路１３を遮断してダンパＤが収縮作動する場合、切換弁要素１５で第二圧側通路１３を開放した場合に比較して、ダンパＤが発揮する減衰力を非常に高くできる。

【0064】

このように、本実施の形態のダンパＤでは、弁要素とチェックバルブ１８とを直列に調整通路１６に設けており、第二伸側通路１１と第二圧側通路１３とを開閉する切換弁要素１５を備えている。このように構成されたダンパＤは、収縮作動時において、低いピストン速度のときにはピストン３の見掛け上の受圧面積を小さくでき、高いピストン速度のときにはピストン３の見掛け上の受圧面積を大きくできる。よって、本実施の形態のダンパＤは、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放する場合には、低い減衰力を発揮でき、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３とを遮断する場合であって高いピストン速度のときには、高い減衰力を発揮できる。

【0065】

そして、切換弁要素１５で伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４とを閉じて、ダンパＤの伸縮速度が地震発生時に到達するような高速域に達すると、ダンパＤが発揮する減衰力が非常に高くなり、鉄道車両の車体の振動を抑制でき、脱線を抑制できる。

【0066】

また、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３を開放する場合、ダンパＤが発揮する減衰力が低くなる。よって、ダンパＤを車体と台車との間に車体の振動を能動的に抑制するアクチュエータと並列に設置しても、地震が発生していない通常時において、ダンパＤが発揮する減衰力でアクチュエータの制振効果を減殺してしまう事態も生じない。

【0067】

さらに、第二圧側通路１３の大型化を避けられるので、ダンパＤは、低い減衰力から地震時の車体振動を抑制できるだけの高い減衰力の発揮しつつも小型となるので、鉄道車両への搭載性も犠牲にならない。

【0068】

以上より、本発明のダンパＤによれば、鉄道車両への搭載性を損なうことなく低減衰力と高減衰力を発揮できる。また、本発明のダンパＤによれば、発揮する減衰力でアクチュエータの制振効果を減殺しないので、アクチュエータにおける消費エネルギを低減させ得る。

【0069】

なお、弁要素は、流量増加に伴って圧力損失が増加する圧力流量特性を備えていれば、ダンパＤの収縮作動時において、流量が多くなるとピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１の圧力差が大きくなり、流量が少ないとピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１の圧力差が小さくなる。よって、ダンパＤが高いピストン速度で収縮作動する場合、低いピストン速度で収縮作動する場合に比較して、ピストン側室Ｒ２の圧力とロッド側室Ｒ１の圧力との圧力差が大きくなる。つまり、ダンパＤが収縮作動する場合、ピストン速度が低いと圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積が小さくなるような効果が得られ、ピストン速度が高いと圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積を大きくする効果が得られる。よって、弁要素は、オリフィス１７に限定されずに種々の弁の利用が可能である。

【0070】

本実施の形態のダンパＤでは、弁要素は、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えている。このように弁要素が通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えていると、流量が多くなると圧力損失が非常に大きくなる。このような圧力流量特性を備える弁要素を用いる場合、ダンパＤの収縮作動時においてピストン速度が高くなるとピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１の圧力差をより大きくでき、ピストン速度が低い状態ではピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１の圧力差をより小さくできる。よって、弁要素が通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる圧力流量特性を備えていると、ダンパＤが収縮作動する場合、ピストン速度が低いと圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積がより小さくなり、ピストン速度が高いと圧側減衰力に寄与するピストン３の見掛け上の受圧面積をより大きくできる。したがって、弁要素がこのような圧力流量特性を備えていると、地震発生時にはダンパＤが発揮する減衰力をより一層高くできるだけでなく、通常時にはダンパＤが発揮する減衰力をより一層低くでき、アクチュエータの制振効果を妨げない。

【0071】

本実施の形態のダンパＤでは、弁要素としてオリフィス１７を利用している。オリフィス１７は、前述のとおり、オリフィス１７を通過する流量をＱとし、通過する流量に対する圧力損失をＰとし、係数をαとすると、Ｐ＝α・Ｑ^２で表現される圧力流量特性を備えていれば、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる。

【0072】

弁要素の圧力流量特性を通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる特性とする場合、弁要素はオリフィス１７に限られない。たとえば、図２に示すように、弁要素を通過する流量が所定流量以上となると、通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となるようにしてもよい。また、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を遮断した状態でのダンパＤの収縮時におけるピストン速度は、弁要素を通過する流量と関連性がある。よって、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を遮断した状態で、ダンパＤのピストン速度が所定速度以上になる際に、図６に示すように、弁要素を通過する流量に対する圧力損失が所定圧力以上となるようにしてもよい。このように設定しても、弁要素の圧力流量特性は、通過する流量の増加に伴って流量に対する圧力損失増加率が大きくなる特性となる。この場合、所定流量は、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を遮断した状態で、地震発生時に車体が振動してダンパＤの収縮する際に到達する流量に設定するとよく、所定圧力は、弁要素に所定流量が流れる際に圧側高減衰バルブ８とオリフィス３０で生じる圧力損失に見合った圧力に設定すればよい。なお、弁要素を通過する流量が所定流量以上となる状況では、弁要素における圧力損失と、圧側高減衰バルブ８とオリフィス３０で生じる圧力損失とがバランスするようにしておくと、ダンパＤの収縮作動時にはロッド側室Ｒ１はタンク圧となるので、伸側吸込通路２４を廃止してもロッド側室Ｒ１が負圧とならず、ピストン３の見かけ上の受圧面積を最大化できる。また、所定速度は、地震発生時に車体が振動してダンパＤの伸縮する際に到達するピストン速度に設定するとよい。

【0073】

このように設定しても地震発生時には、弁要素における圧力損失が大きくなるので、切換弁要素１５で第二伸側通路１１と第二圧側通路１３とを閉じる場合、ダンパＤの収縮速度が所定速度に達すると、ピストン側室Ｒ２の圧力とロッド側室Ｒ１の圧力との圧力差が非常に大きくなる。すると、地震発生時においてダンパＤが発揮する圧側減衰力が非常に高くなり、鉄道車両の車体の振動を抑制できる。なお、切換弁要素１５で伸側低減衰バルブ１２を無効とする場合、伸長作動時には圧側吸込通路９を通じてピストン側室Ｒ２にタンク４から作動油が供給されるため、ピストン側室Ｒ２はタンク圧となる。よって、切換弁要素１５で伸側低減衰バルブ１２と圧側低減衰バルブ１４とを無効とする場合、ダンパＤ伸長作動時には、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との圧力差が非常に大きくなる。したがって、地震発生時においてダンパＤが発揮する伸側減衰力も非常に高くなり、鉄道車両の車体の振動を抑制できる。

【0074】

なお、切換弁要素１５が第二圧側通路１３を遮断した状態で、ダンパＤの収縮作動時のピストン速度が所定速度以上になると、弁要素を通過する流量を単位時間当たりのロッド側室Ｒ１の拡大体積未満に制限するようにしてもよい。このようにすると、切換弁要素１５が第二伸側通路１１と第二圧側通路１３とを閉じて、ダンパＤの収縮作動時のピストン速度が所定速度以上になると、伸側吸込通路２４を通じてタンク４からロッド側室Ｒ１へ作動油が供給されるようになる。すると、ロッド側室Ｒ１の圧力はタンク圧となるから、ダンパＤは、非常に高い圧側減衰力を発揮できる。この場合には、弁要素は、ピストン速度が所定速度未満では調整通路１６を開放して通過する作動油の流れに抵抗を与えるが、ピストン速度が所定速度以上になると調整通路１６を遮断するように設定されてもよい。

【0075】

また、オリフィス２３は、ピストン３に設けられてロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通するようになっているが、図７に示す第二変形例のダンパＤ２のように、ロッド側室Ｒ１とタンク４とを連通する通路４０に設けられてもよい。このようにする場合、ダンパＤが伸長する場合、ロッド側室Ｒ１の圧力は、伸側低減衰バルブ１２、オリフィス２３、伸側高減衰バルブ６の圧力損失によって決定される。また、ダンパＤが収縮する場合、ロッド側室Ｒ１の圧力は、オリフィス２３の圧力損失分だけタンク圧よりも高くなるが、第一変形例のダンパＤ２は、図１に示したダンパＤと同様に、鉄道車両への搭載性を損なうことなく低減衰力と高減衰力を発揮できる。また、この第一変形例のダンパＤ２にあっても、発揮する減衰力でアクチュエータの制振効果を減殺せず、アクチュエータにおける消費エネルギを低減させ得る。

【0076】

また、ダンパＤの収縮作動時において、弁要素が常にロッド側室Ｒ１が単位時間当たりに拡大する体積の作動油の通過を許容できる場合、伸側吸込通路２４を廃止できる。ただし、伸側吸込通路２４を設けておけば、ダンパＤの収縮作動時において、弁要素の圧力流量特性をシビアに設定せずともロッド側室Ｒ１が負圧となるのを確実に防止できる。換言すれば、弁要素の圧力流量特性の設定の自由度が向上する。

【0077】

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１・・・シリンダ、２・・・ピストンロッド、３・・・ピストン、４・・・タンク、５・・・第一伸側通路、６・・・伸側高減衰バルブ、７・・・第一圧側通路、８・・・圧側高減衰バルブ、９・・・圧側吸込通路、１０・・・圧側吸込バルブ、１１・・・第二伸側通路、１２・・・伸側低減衰バルブ、１３・・・第二圧側通路、１４・・・圧側低減衰バルブ、１５・・・切換弁要素、１６・・・調整通路、１７・・・オリフィス（弁要素）、１８・・・チェックバルブ、２４・・・伸側吸込通路、２５・・・伸側吸込バルブ、２６・・・合流通路、２７・・・伸側開閉弁、２８・・・圧側開閉弁、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２・・・ダンパ、Ｒ１・・・ロッド側室、Ｒ２・・・ピストン側室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】