JP6363934B2 - シリンダ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダ装置に関する。
従来、この種のシリンダ装置にあっては、たとえば、鉄道車両に車体の進行方向に対して左右方向の振動を抑制すべく、車体と台車との間に介装されて使用されるシリンダ装置が知られている。
そして、このシリンダ装置は、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、ピストン側室とタンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、ロッド側室へ液体を供給するポンプと、ポンプを駆動するモータと、ロッド側室をタンクへ接続する排出通路と、排出通路の途中に設けた可変リリーフ弁とを備えて構成されたものがある（たとえば、特許文献１参照）。
このシリンダ装置によれば、第一開閉弁と第二開閉弁を適宜開閉させて出力する推力の方向を決定し、且つ、モータでポンプを定速度で回転させ、一定流量をシリンダ内へ供給するようにしつつ、可変リリーフ弁のリリーフ圧を調節しシリンダ内の圧力を制御して、所望する大きさの推力を望む方向へ出力できるようになっている。
また、他のシリンダ装置は、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に挿入されてピストンに連結されるロッドと、シリンダ内にピストンで区画したロッド側室とピストン側室と、タンクと、ロッド側室とピストン側室とを連通する第一通路の途中に設けた第一開閉弁と、ピストン側室とタンクとを連通する第二通路の途中に設けた第二開閉弁と、ロッド側室をタンクへ接続する排出通路と、排出通路の途中に設けた可変リリーフ弁とを備えて構成されたものがある（たとえば、特許文献２参照）。
このシリンダ装置によれば、第一開閉弁と第二開閉弁を適宜開閉させて出力する減衰力の方向を決定し、可変リリーフ弁のリリーフ圧を調節しシリンダ内の圧力を制御して、所望する大きさの減衰力を出力できるようになっている。
他方、このようなシリンダ装置が適用される鉄道車両にあっては、台車に対して車体が左右方向に移動する際に、際限なく車体の移動を許容すると、対面車両への接触或いはトンネル走行時にトンネル内壁への接触が考えら得るため、車体の左右方向の移動限界が決められている。
具体的には、車体の下方に中心ピンが設けられており、台車側には、この中心ピンの左右両側に離間した位置に一対のストッパが設けられている。そして、車体が台車に対して左右方向に移動した際に、移動限界に達すると中心ピンがストッパに衝突し、車体の台車に対する移動が規制されるようになっている。
特開２０１３−１３０５号公報 特開２０００−２３８６３７号公報
前記従来のシリンダ装置で鉄道車両の車体の横方向の振動を抑制する場合を考えると、車体の横方向の加速度を加速度センサで検出し、検出した加速度に拮抗する推力或いは減衰力をシリンダ装置で出力すれば、車体の振動を抑制できる。
しかしながら、在来線車両では、曲線区間走行時においてカント不足によりストッパに中心ピンが衝突する機会が多く、衝突時の加速度がフィードバックされ、シリンダ装置が出力する力が過大となって台車に対して車体を大きく動かしてしまい、ストッパに中心ピンが頻繁にあたって車両における乗り心地を悪化させてしまう場合がある。
台車に対して車体の移動量を規制するようにシリンダ装置を制御するためには、台車に対する車体の変位をフィードバックして、前記変位を小さくするようにシリンダ装置を制御すればよいが、ストロークセンサをシリンダ装置内に設ける必要があり、シリンダ装置が大型化または長尺化する。また、可変リリーフ弁には電磁弁が使用されており、シリンダ装置にストロークセンサを設けると、センサ信号に電磁弁からのノイズが重畳されるので、精度良い制御を期待できなくなってしまう。さらに、変位制御を実施すると、シリンダ装置が台車に対して車体を中央付近に維持しようと車体と台車間の剛性が上がるために剛体の棒のように機能してしまって、車体の振動の絶縁という乗り心地を良好にする目的を達成できなくなってしまう問題が新たに生じる。
そこで、本発明は前記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、鉄道車両における乗り心地を向上できるシリンダ装置の提供である。
前記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段のシリンダ装置は、ピストンとシリンダの一方に設けられてピストンとシリンダの他方に臨む凹部と、伸側室から凹部へ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路と、圧側室から凹部へ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路と、凹部を介して伸側排出通路と圧側排出通路をタンクに連通するタンク側排出通路と、伸長時に通過する液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する伸側減衰力発生通路と、収縮時に通過する液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する圧側減衰力発生通路とを備えているので、タンク側排出通路が凹部に対向する推力低減ストローク範囲では、減衰力を低減し、このストローク範囲を超える場合には、ピストンが中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の推力を発揮するとともに、ピストンが中立位置へ戻る方向のストロークに対してはこれを阻害する減衰力を発揮しない。
よって、シリンダ装置は、車体の中心ピンがストッパに当接するまでは減衰力を低減してアクチュエータの振動抑制制御を邪魔せず、ストッパに中心ピンが当接するような状況では、減衰力を発揮して車体のそれ以上の変位を抑制して車体のストロークエンドでの衝撃を緩和できる。
また、伸側減衰通路に代えて、或いは、これに加えて伸側室から圧側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側連絡通路を設けてもよく、圧側減衰通路に代えて、或いは、これに加えて圧側室から伸側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側連絡通路を設けるようにしてもよい。
また、凹部の軸方向幅の設定によって、シリンダ装置における推力が低減される推力低減ストローク範囲を設定できるので、当該範囲のチューニングが非常に容易である。さらに、この範囲では、車体、台車間の剛性が上がらないので、台車の振動を車体へ伝達せず、振動を絶縁できる。
凹部は、ピストンの外周に設けた環状溝で形成してもよいし、シリンダの内周に設けた環状溝で形成してもよい。環状溝としたので、ピストンがシリンダに対して周方向に回転しても、凹部を通じて、伸側排出通路および圧側排出通路とタンク側排出通路の連通が確保される。
さらに、ピストンがロッドに設けられてシリンダに摺接する第一ピストン形成部材と、ロッドに第一ピストン形成部材に離間して設けられてシリンダに摺接する第二ピストン形成部材とを備え、凹部が第一ピストン形成部材と第二ピストン形成部材の間に形成される環状隙間で形成されるようにすれば、凹部の軸方向幅の調整もさらに容易となるとともに、凹部の軸方向長さを長くする必要がある場合に重量増加を招かずに済む。また、伸側排出通路および圧側排出通路の設置も容易となる。
タンク側排出通路の途中に開閉弁を備える場合には、タンク側排出通路の有効と無効を切換えでき、シリンダ装置を推力低減ストローク範囲を持たないパッシブなダンパとして機能させ得る。
タンク側排出通路の途中にシリンダ内からタンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える減衰力発生要素を設ければ、シリンダ装置は、推力低減ストローク範囲において、低減衰力を発揮して、中心ピンとストッパの衝突機会を低減できる。
さらに、伸側室と圧側室の双方に同じ流量で液体を供給するタンデムポンプを備える場合には、いち早く、車体を台車に対してストローク中心へ戻して、ストッパと中心ピンが長時間に亘って当接する状態となって車体の振動抑制が困難になる状況を回避できる。このように、タンデムポンプを備えると、シリンダ装置は、ピストンを中立位置へ積極的に戻す推力の発揮も可能となって、より一層、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
本発明のシリンダ装置によれば、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
第一の実施の形態におけるシリンダ装置の概略図である。 第一の実施の形態におけるシリンダ装置を鉄道車両の車体と台車との間に介装した状態を示す図である。 第一の実施の形態の一変形例におけるシリンダ装置の概略図である。 第一の実施の形態の他の変形例におけるシリンダ装置の概略図である。 第二の実施の形態におけるシリンダ装置の概略図である。 第三の実施の形態におけるシリンダ装置の概略図である。 第四の実施の形態におけるシリンダ装置の概略図である。 第五の実施の形態におけるシリンダ装置の概略図である。
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。各実施の形態について、共通する部材には同一の符号を付し、説明の重複を避けるため、一の実施の形態のシリンダ装置と他のシリンダ装置で共通する部材を備えている場合、一の実施の形態のシリンダ装置の説明において説明済みの部材に関し、他の実施の形態のシリンダ装置における説明では詳しい説明を省略する。
＜第一の実施の形態＞
第一の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ１は、基本的には、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るピストン２と、シリンダ１内に挿入されてピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１内にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、タンクＴと、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路５と、ピストン２の外周に設けられてシリンダ１に臨む凹部２ａと、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路６と、ピストン２に設けられて圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路７と、シリンダ１に開口して凹部２ａを介して伸側排出通路６と圧側排出通路７をタンクＴに連通するタンク側排出通路８と、伸側室Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰力発生通路としての伸側減衰通路９と、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰力発生通路としての圧側減衰通路１０とを備えて構成されており、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には作動油等の液体が充填されるとともに、タンクＴには、液体のほかに気体が充填されている。なお、タンクＴ内は、特に、気体を圧縮充填して加圧状態とする必要は無いが加圧するようにしてもよい。
以下、各部について詳細に説明する。シリンダ１は筒状であって、その図１中右端は蓋１５によって閉塞され、図１中左端には環状のロッドガイド１６が取り付けられている。また、前記ロッドガイド１６内には、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド３が摺動自在に挿入されている。このロッド３は、一端をシリンダ１外へ突出させており、シリンダ１内の他端を同じくシリンダ１内に摺動自在に挿入されているピストン２に連結してある。
なお、ロッド３の外周とロッドガイド１６の内周との間およびロッドガイド１６の外周とシリンダ１との間は図示を省略したシール部材によってシールされており、これによりシリンダ１内は密閉状態に維持されている。そして、シリンダ１内にピストン２によって区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、前述のように液体として作動油が充填されている。
ロッド３の図１中左端と、シリンダ１の右端を閉塞する蓋１５には、図２に示すように、それぞれ取付部３ａ，１５ａを備えており、このシリンダ装置Ｃ１を制振対象である鉄道車両の車体Ｂの中心ピンＰと台車Ｗに連結できるようになっている。また、このシリンダ装置Ｃ１とは別に、中心ピンＰと台車Ｗとの間には、アクチュエータＡが介装されている。さらに、台車Ｗには、中心ピンＰから離間して中心ピンＰの左右に配置される一対のストッパＳ，Ｓが設けられている。ストッパＳ，Ｓは、弾性を備えており、中心ピンＰにストッパＳが当接すると圧縮されて、弾発力を発揮して中心ピンＰがストッパＳを圧縮する方向の変位を抑制するようになっている。よって、車体Ｂが台車Ｗに対してストローク中心から距離Ｌｓを以上ストロークすると中心ピンＰにストッパＳが当接して、徐々に弾発力を高めつつ車体Ｂの移動を抑制し、最圧縮されると車体Ｂのそれ以上の変位を規制して車体Ｂを停止させる。
戻って、伸側吸込通路４は、ロッドガイド１６から開口して伸側室Ｒ１をタンクＴに連通している。この伸側吸込通路４の途中には、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁４ａが設けられており、伸側吸込通路４は、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する一方通行の通路に設定されている。
さらに、伸側室Ｒ１は、ロッドガイド１６から開口する伸側減衰通路９によってタンクＴに連通されている。伸側減衰通路９の途中には、減衰力発生要素としてリリーフ弁９ａが設けられている。リリーフ弁９ａは、パッシブな減衰弁であって、開弁圧に達すると伸側減衰通路９を開放して、伸側室Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
圧側吸込通路５は、蓋１５から開口して圧側室Ｒ２をタンクＴに連通している。この圧側吸込通路５の途中には、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁５ａが設けられており、圧側吸込通路５は、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する一方通行の通路に設定されている。
さらに、圧側室Ｒ２は、蓋１５から開口する圧側減衰通路１０によってタンクＴに連通されている。圧側減衰通路１０の途中には、減衰力発生要素としてリリーフ弁１０ａが設けられている。リリーフ弁１０ａは、パッシブな減衰弁であって、開弁圧に達すると圧側減衰通路１０を開放して、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
また、ピストン２の外周には、環状溝として形成された凹部２ａが設けられている。この凹部２ａの軸方向幅Ｌ１は、車体Ｂが台車Ｗに対してストローク中心に配置された状態での中心ピンＰとストッパＳの間の距離Ｌｓの２倍の長さに設定されている。そして、ピストン２には、伸側室Ｒ１側の端部から開口して凹部２ａへ通じて伸側室Ｒ１と凹部２ａを連通する伸側排出通路６が設けられている。この伸側排出通路６は、途中に、伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁６ａが設けられており、伸側排出通路６は、伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する通路に設定されている。さらに、ピストン２には、圧側室Ｒ２側の端部から開口して凹部２ａへ通じて圧側室Ｒ２と凹部２ａを連通する圧側排出通路７が設けられている。この圧側排出通路７は、途中に、圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する逆止弁７ａが設けられており、圧側排出通路７は、圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する通路に設定されている。なお、伸側排出通路６および圧側排出通路７の全部を、ピストン２内に設けるのではなく、一部をロッド３内に設けてもよい。
タンク側排出通路８は、シリンダ１の内周から開口してタンクＴに通じている。具体的には、シリンダ１には、シリンダ１を径方向に貫通しタンク側排出通路８の一部を形成するポート１ａが設けられている。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から図１中左方へＬ１／２以上変位すると、それ以上のピストン変位に対してポート１ａは一旦ピストン２の外周によって閉塞され、その後、ピストン変位がさらに進むとポート１ａが圧側室Ｒ２に連通するようになっている。反対に、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から図１中右方へＬ１／２以上変位すると、それ以上のピストン変位に対してポート１ａは一旦ピストン２の外周によって閉塞され、その後、ピストン変位がさらに進むとポート１ａが伸側室Ｒ１に連通するようになっている。そして、ポート１ａがピストン２の凹部２ａに対向する状態では、タンク側排出通路８は、凹部２ａを介して伸側排出通路６および圧側排出通路７をタンクＴに連通するようになっている。また、ピストン２がポート１ａよりも図１中左方側にある場合には、タンク側排出通路８のみで圧側室Ｒ２をタンクＴに連通し、ピストン２がポート１ａよりも図１中右方側にある場合には、タンク側排出通路８のみで伸側室Ｒ１をタンクＴに連通するようになっている。なお、ピストン２のシリンダ１に対する中立位置は、必ずしもシリンダ１の中央でなくともよく、シリンダ装置Ｃ１を鉄道車両の車体Ｂと台車Ｗとの間に取り付けて中心ピンＰがストッパＳ，Ｓ間の中間に位置する際に、ピストン２がシリンダ１に対して配置される位置を前記中立位置とするとよい。
また、タンク側排出通路８の途中には、タンク側排出通路８を開放および遮断する開閉弁１７が設けられている。この場合、開閉弁１７は、タンク側排出通路８を開放する連通ポジションとタンク側排出通路８を遮断する遮断ポジションとを備えた弁本体１７ａと、弁本体１７ａを附勢して遮断ポジションに位置決めるばね１７ｂと、通電時にばね１７ｂの附勢力に抗して弁本体１７ａを連通ポジションに切換えるソレノイド１７ｃとを備えた電磁式開閉弁とされている。
シリンダ装置Ｃ１は以上のように構成されており、以下、シリンダ装置Ｃ１の作動について説明する。まず、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合について説明する。この場合、シリンダ１に対してピストン２が図１中左方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ１が伸長作動を呈すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、伸側室Ｒ１から伸側減衰通路９を通じてタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁９ａで抵抗を与え、伸側室Ｒ１内の圧力はリリーフ弁９ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される圧側室Ｒ２には、圧側吸込通路５における逆止弁５ａが開弁してタンクＴから液体が供給され、圧側室Ｒ２内の圧力はタンク圧となる。これによって、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ１は、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差に見合った大きさで伸長を抑制する方向の減衰力を発揮する。これに対して、シリンダ１に対してピストン２が図１中右方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ１が収縮作動を呈すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、圧側室Ｒ２から圧側減衰通路１０を通じてタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁１０ａで抵抗を与え、圧側室Ｒ２内の圧力はリリーフ弁１０ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される伸側室Ｒ１には、伸側吸込通路４における逆止弁４ａが開弁してタンクＴから液体が供給され、伸側室Ｒ１内の圧力はタンク圧となる。これによって、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ１は、圧側室Ｒ２の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差に見合った大きさで収縮を抑制する方向の減衰力を発揮する。したがって、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合、シリンダ装置Ｃ１は、一般的なダンパと同様に、伸長作動および収縮作動の両行程において、ストローク中は減衰力を発揮できる。
次に、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通する場合について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークする場合、タンク側排出通路８のポート１ａは常に凹部２ａに連通される。この範囲でピストン２が左方へストロークすると、伸側排出通路６、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される伸側室Ｒ１からタンクＴへ液体が排出され、伸側室Ｒ１はタンク圧に維持される。拡大する圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されて、圧側室Ｒ２もタンク圧に維持される。なお、伸側室Ｒ１とタンクＴとで差圧がほとんど生じないので伸側減衰通路９は遮断状態に置かれる。反対に、前記範囲でピストン２が右方へストロークすると、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される圧側室Ｒ２からタンクＴへ液体が排出され、圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。拡大する伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されて、伸側室Ｒ１もタンク圧に維持される。なお、圧側室Ｒ２とタンクＴとで差圧がほとんど生じないので圧側減衰通路１０は遮断状態に置かれる。よって、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークして、常に、タンク側排出通路８のポート１ａが凹部２ａに連通状態に維持される場合には、シリンダ装置Ｃ１は、振動入力に対して減衰力をほとんど発揮しない状態となる。このシリンダ装置Ｃ１が減衰力をほとんど発揮しないストローク範囲は、凹部２ａとポート１ａとの連通によって実現されるので、凹部２ａの軸方向幅の設定によって前記範囲が設定される。そして、この範囲は、本実施の形態のシリンダ装置Ｃ１では、凹部２ａの軸方向幅Ｌ１を、中心ピンＰがストローク中心にある状態におけるストッパＳと中心ピンＰとの間の距離Ｌｓの２倍の値に設定されているので、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、シリンダ装置Ｃ１は減衰力をほとんど出さない状態に維持される。
これに対して、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲を超えてストロークする場合であって、タンク側排出通路８のポート１ａがピストン２によって閉塞される状況では、開閉弁１７が閉じた状態と同じ状態となるので、シリンダ装置Ｃ１は、伸縮に対して減衰力を発揮する。また、ポート１ａは、ピストン２の変位が進むと徐々にポート１ａが閉じられるので、シリンダ装置Ｃ１は、ピストン２の変位が進むとポート１ａが完全に閉塞されるまで徐々に減衰力を高める。
よって、中心ピンＰがストッパＳに当接し、ピストン２がポート１ａと閉塞する範囲では、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を発揮して、中心ピンＰがストローク中心から離間するのを抑制する減衰力を発揮する。このように、シリンダ装置Ｃ１は、ストロークセンサを設けずに、車体Ｂの台車Ｗに対する位置に依存して減衰力を発揮できる。そして、シリンダ装置Ｃ１は、中心ピンＰがストッパＳに衝突する場合に、減衰力を発揮して車体Ｂの台車Ｗに対する変位を徐々に抑制して、ストロークエンドで車体Ｂに不快な振動を与えなくなり、良好な乗り心地を確保できる。さらに、シリンダ装置Ｃ１は、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、車体Ｂの台車Ｗに対する変位を抑制する力を発揮しない。したがって、中心ピンＰがストッパＳに当接しない範囲において、シリンダ装置Ｃ１に併設されるアクチュエータＡが車体Ｂの振動を抑制する制御力の発揮中に、シリンダ装置Ｃ１がこの制御力に対抗する減衰力を発揮しないので、鉄道車両における乗り心地を阻害せず、アクチュエータＡのエネルギ消費を軽減できる。
なお、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中左方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図１中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１が圧縮されて伸側室Ｒ１から伸側減衰通路９を介してタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁９ａで抵抗を与え、拡大する圧側室Ｒ２にはタンクＴからタンク側排出通路８および圧側吸込通路５を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ１は伸長に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中左方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図１中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される圧側室Ｒ２から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力がタンク圧となり、拡大される伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されるため伸側室Ｒ１内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中左方側にある状態からピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を発揮しない。
また、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中右方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図１中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２が圧縮されて圧側室Ｒ２から圧側減衰通路１０を介してタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁１０ａで抵抗を与え、拡大する伸側室Ｒ１にはタンクＴからタンク側排出通路８および伸側吸込通路４を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ１は収縮に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中右方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図１中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される伸側室Ｒ１から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、伸側室Ｒ１内の圧力がタンク圧となり、拡大される圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されるため圧側室Ｒ２内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図１中右方側にある状態からピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を発揮しない。
このように、シリンダ装置Ｃ１は、タンク側排出通路８が凹部２ａに対向する範囲内でストロークする場合、この範囲を推力低減ストローク範囲として減衰力を発揮しない不感帯としている。また、シリンダ装置Ｃ１は、ピストン２がこのストローク範囲を超えてストロークする場合には、中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の減衰力を発揮するとともに、ピストン２が中立位置へ戻る方向のストロークに対し、タンク側排出通路８を閉塞する位置に戻るまではこれを阻害する減衰力を発揮しない。このように、シリンダ装置Ｃ１は、不感帯の範囲でのストロークではアクチュエータＡの制御力による車体Ｂの振動抑制を邪魔しない。さらに、不感帯の範囲を超えてストロークする場合、ストッパＳによる弾発力による車体Ｂの変位の抑制を助成する減衰力を発揮して、車体Ｂのそれ以上の変位を抑制するので、車体Ｂのストロークエンド側への移動速度が遅くなり、車体Ｂのストロークエンドでの衝撃が緩和される。また、不感帯の範囲を超えてストロークする場合、アクチュエータＡが車体Ｂをストロークエンド側へ移動させる場合には、これを抑制する減衰力を発揮して車体Ｂの変位を抑制できるとともに、車体Ｂがストローク中心側へ戻る方向へ移動する場合にはこれを妨げる減衰力を発揮しないので、車体Ｂを速やかにストローク中心側へ戻せる。また、ストロークセンサを設けて変位をセンシングする必要もなく、シリンダ装置Ｃ１に、減衰力を低減する推力低減ストローク範囲を設定できるので、動作が常に安定する。よって、本発明のシリンダ装置Ｃ１によれば、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
また、前述したところでは、タンク側排出通路８に開閉弁１７を設けており、この開閉弁１７を設けるとタンク側排出通路８の有効と無効を切換えできる。開閉弁１７の閉弁によってタンク側排出通路８が無効とされる場合には、シリンダ装置Ｃ１は推力低減ストローク範囲を持たない一般的なパッシブなダンパとして機能でき、開閉弁１７が開弁するとシリンダ装置Ｃ１は減衰力を発揮しない不感帯である推力低減ストローク範囲を備えたダンパとして機能できるようになる。さらに、開閉弁１７が非通電時に遮断ポジションをとるようになっており、何らかの理由で通電不能または弁の切換えが不能となる失陥時には、開閉弁１７が遮断ポジションをとるので、車体Ｂの振動を常時抑制するモードへ自動的に移行できる。また、シリンダ装置Ｃ１だけでなく、これに併設されるアクチュエータＡも失陥状態になっていても、車体Ｂの振動を抑制できる利点がある。ただし、シリンダ装置Ｃ１に減衰力を発揮しない推力低減ストローク範囲を持つダンパとして機能させるうえでは、開閉弁１７を設けなくともよい。また、タンク側排出通路８に図１中の破線で示すように、減衰力発生要素としての絞り弁８ａを設けると、シリンダ装置Ｃ１は、推力低減ストローク範囲でのストロークの際にも伸側減衰通路９および圧側減衰通路１０で発生する減衰力よりも低い減衰力を発揮できる。さらに、図１中の破線で示すように、タンク側排出通路８に開閉弁１７に並列して、或いは開閉弁１７を廃止する場合には絞り弁８ａに並列して減衰力発生要素としてのリリーフ弁８ｂを設け、リリーフ弁８ｂでタンク側排出通路８を液体が流れる際に抵抗を与えるようにすれば、シリンダ装置Ｃ１が推力低減ストローク範囲外でストロークする場合にはストロークの方向によらず必ず減衰力を発揮するように設定できる。タンク側排出通路８に減衰力発生要素を設ければ、シリンダ装置Ｃ１は、推力低減ストローク範囲において低減衰力を発揮して、中心ピンＰとストッパＳの衝突機会を低減できる。
なお、前述では、凹部２ａの軸方向幅Ｌ１は、ストッパＳと中心ピンＰとの間の距離Ｌｓの２倍の値に設定されているが、ストッパＳに中心ピンＰが衝突する前にシリンダ装置Ｃ１に減衰力を発揮させたい場合には、Ｌ１＜Ｌｓ×２に設定すればよく、ストッパＳに中心ピンＰが衝突してからシリンダ装置Ｃ１に減衰力を発揮させたい場合には、Ｌ１＞Ｌｓ×２に設定すればよい。凹部２ａの軸方向幅の設定によって、シリンダ装置Ｃ１における推力が低減される推力低減ストローク範囲を設定できるので、当該範囲のチューニングが非常に容易である。凹部２ａの軸方向幅Ｌ１は、ストッパＳの剛性、中心ピンＰに当接してから最圧縮されて中心ピンＰを停止させるまでの中心ピンＰのストローク量などから、車体Ｂの乗り心地が最適となるように設定すればよい。
また、凹部２ａは、ピストン２の外周に環状溝を設けて形成されているが、図３に示すように、ピストン２を構成してもよい。このピストン２は、ロッド３に設けられてシリンダ１に摺接する円盤状の第一ピストン形成部材１８とロッド３に第一ピストン形成部材１８と離間して設けられてシリンダ１に摺接する円盤状の第二ピストン形成部材１９とで構成されている。そして、凹部２０は、第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９との間に形成される環状隙間で形成される。このように、ピストン２を二つの円盤状の第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９とで構成して、これら第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９の間に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２から仕切られる凹部２０を設けてもよい。そして、伸側室Ｒ１と凹部２０とを仕切る第一ピストン形成部材１８に伸側排出通路６を設け、圧側室Ｒ２と凹部２０とを仕切る第二ピストン形成部材１９に圧側排出通路７を設ければよい。凹部２０の幅の調整は、ロッド３の外周であって第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９の間に筒状のスペーサ４０の設置で容易に調整可能である。さらに、凹部２０の軸方向長さを長くする必要がある場合、単一のピストン２の外周にこのような凹部を形成するとピストン２の軸方向長さが長くなって重量が重くなるが、第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９でピストン２を構成すると凹部２０の軸方向長さを長くしても重量増加を招かない。なお、伸側排出通路６および圧側排出通路７は、それぞれ、第一ピストン形成部材１８と第二ピストン形成部材１９に設けるのではなく、ロッド３に設けてもよい。ただし、逆止弁６ａをリーフバルブで構成する場合には、第一ピストン形成部材１８に伸側排出通路６の通路を形成するポートを設けて、第一ピストン形成部材１８の凹部側にロッド３の外周に装着されるリーフバルブを積層すれば、伸側排出通路６を容易に構成できる。また、逆止弁７ａをリーフバルブで構成する場合には、第二ピストン形成部材１９に圧側排出通路７の通路を形成するポートを設けて、第二ピストン形成部材１９の凹部側にロッド３の外周に装着されるリーフバルブを積層すれば、圧側排出通路７についても容易に構成できる。
さらに、図４に示すように、ピストン２に凹部２ａを設けるのではなく、シリンダ１の内周にポート１ａの設ける代わりに環状溝を設けて凹部１ｂを形成し、この凹部１ｂをタンク側排出通路８でタンクＴに連通し、ピストン２には、伸側排出通路６と圧側排出通路７を設けて、これらの出口ポート２ｃをピストン２の外周に設けるようにしてもよい。なお、この場合にあっても、伸側排出通路６および圧側排出通路７の全部をピストン２内に設けるのではなく、一部をロッド３内に設けてもよい。このようにしても、前記凹部１ｂが前記出口ポート２ｃに対面している状態では、伸側排出通路６および圧側排出通路７とタンク側排出通路８が連通状態に置かれるので、シリンダ装置Ｃ１は減衰力を発揮しない。よって、シリンダ１に凹部１ｂを設けたシリンダ装置Ｃ１にあっても、図１に示したシリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈し、同様の効果が得られる。ただし、ピストン２の軸方向長さは、凹部１ｂの軸方向長さの２倍以上の長さに設定する必要がある。
このように、凹部２ａ，１ｂは、ピストン２の外周に設けた環状溝で形成してもよいし、シリンダ１の内周に設けた環状溝で形成してもよい。また、凹部２ａ，１ｂ，２０が環状であるので、ピストン２がシリンダ１に対して周方向に回転しても、凹部２ａ，１ｂ，２０を通じて、伸側排出通路６および圧側排出通路７とタンク側排出通路８の連通が確保される。
また、リリーフ弁９ａ，１０ａ，８ｂは、減衰力の発生を可能とすればよいので、開弁圧の設定の無い減衰弁、絞り弁に変更できる。
＜第二の実施の形態＞
つづいて、第二の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ２について説明する。第二の実施の形態のシリンダ装置Ｃ２は、基本的には、図５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るピストン２と、シリンダ１内に挿入されてピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１内にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、タンクＴと、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路５と、ピストン２の外周に設けられてシリンダ１に臨む凹部２ａと、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路６と、ピストン２に設けられて圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路７と、シリンダ１に開口して凹部２ａを介して伸側排出通路６と圧側排出通路７をタンクＴに連通するタンク側排出通路８と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰力発生通路としての伸側連絡通路２１と、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰力発生通路としての圧側減衰通路１０とを備えて構成されている。このように第二の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ２は、第一の実施の形態のシリンダ装置Ｃ１の構成から伸側減衰通路９を廃止して、代わりに伸側連絡通路２１を設けた他はシリンダ装置Ｃ１と同様の構成を備えている。
伸側連絡通路２１は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通しており、途中にリリーフ弁２１ａを備えている。リリーフ弁２１ａは、パッシブな減衰弁であって、開弁圧に達すると伸側連絡通路２１を開放して、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
このシリンダ装置Ｃ２の作動について説明する。まず、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合について説明する。この場合、シリンダ１に対してピストン２が図５中左方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ２が伸長作動を呈すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を通じて圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れにリリーフ弁２１ａで抵抗を与える。すると、伸側室Ｒ１内の圧力はリリーフ弁２１ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される圧側室Ｒ２には、伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を介して液体が供給されるが、ロッド３がシリンダ１内から退出する体積分の液体が不足するので、圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力はタンク圧となる。これによって、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ２は、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差に見合った大きさで伸長を抑制する方向の減衰力を発揮する。これに対して、シリンダ１に対してピストン２が図５中右方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ２が収縮作動を呈すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、圧側室Ｒ２から圧側減衰通路１０を通じてタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁１０ａで抵抗を与え、圧側室Ｒ２内の圧力はリリーフ弁１０ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される伸側室Ｒ１には、伸側吸込通路４における逆止弁４ａが開弁してタンクＴから液体が供給され、伸側室Ｒ１内の圧力はタンク圧となる。これによって、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ２は、圧側室Ｒ２の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差に見合った大きさで収縮を抑制する方向の減衰力を発揮する。したがって、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合、シリンダ装置Ｃ１は、一般的なダンパと同様に、伸長作動および収縮作動の両行程において、ストローク中は減衰力を発揮する。
次に、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通する場合について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークする場合、タンク側排出通路８のポート１ａは常に凹部２ａに連通される。この範囲でピストン２が左方へストロークすると、伸側排出通路６、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される伸側室Ｒ１からタンクＴへ液体が排出され、伸側室Ｒ１はタンク圧に維持される。拡大する圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されて、圧側室Ｒ２もタンク圧に維持される。なお、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とで差圧がほとんど生じないので伸側連絡通路２１は遮断状態に置かれる。反対に、前記範囲でピストン２が右方へストロークすると、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される圧側室Ｒ２からタンクＴへ液体が排出され、圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。拡大する伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されて、伸側室Ｒ１もタンク圧に維持される。なお、圧側室Ｒ２とタンクＴとで差圧がほとんど生じないので圧側減衰通路１０は遮断状態に置かれる。よって、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークして、常に、タンク側排出通路８のポート１ａが凹部２ａに連通状態に維持される場合には、シリンダ装置Ｃ２は、振動入力に対して減衰力をほとんど発揮しない状態となる。よって、第二の実施の形態のシリンダ装置Ｃ２にあっても、シリンダ装置Ｃ１と同様に、凹部２ａとポート１ａとの連通によって減衰力をほとんど発揮しない推力低減ストローク範囲が設けられており、この推力低減ストローク範囲は、凹部２ａの軸方向幅の設定によって設定される。
これに対して、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲を超えてストロークする場合であって、タンク側排出通路８のポート１ａがピストン２によって閉塞される状況では、開閉弁１７が閉じた状態と同じ状態となるので、シリンダ装置Ｃ２は、伸縮に対して減衰力を発揮する。また、ポート１ａは、ピストン２の変位が進むと徐々にポート１ａが閉じられるので、シリンダ装置Ｃ２は、ピストン２の変位が進むとポート１ａが完全に閉塞されるまで徐々に減衰力を高める。
よって、中心ピンＰがストッパＳに当接し、ピストン２がポート１ａと閉塞する範囲では、シリンダ装置Ｃ２は減衰力を発揮して、中心ピンＰがストローク中心から離間するのを抑制する減衰力を発揮する。このように、シリンダ装置Ｃ２は、ストロークセンサを設けずに、車体Ｂの台車Ｗに対する位置に依存して減衰力を発揮できる。そして、シリンダ装置Ｃ２は、中心ピンＰがストッパＳに衝突する場合に、減衰力を発揮して車体Ｂの台車Ｗに対する変位を徐々に抑制して、ストロークエンドで車体Ｂに不快な振動を与えず、良好な乗り心地を確保できる。さらに、シリンダ装置Ｃ２は、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、車体Ｂの台車Ｗに対する変位を抑制する力を発揮しない。したがって、中心ピンＰがストッパＳに当接しない範囲において、シリンダ装置Ｃ２に併設されるアクチュエータＡが車体Ｂの振動を抑制する制御力の発揮中に、シリンダ装置Ｃ２がこの制御力に対抗する減衰力を発揮しないので、鉄道車両における乗り心地を阻害せず、アクチュエータＡのエネルギ消費を軽減できる。
なお、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中左方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図５中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１が圧縮されて伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を介して圧側室Ｒ２へ排出される液体の流れにリリーフ弁２１ａで抵抗を与えて、拡大する圧側室Ｒ２にはタンクＴからタンク側排出通路８および圧側吸込通路５を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ２は伸長に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中左方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図５中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される圧側室Ｒ２から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力がタンク圧となり、拡大される伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されるため伸側室Ｒ１内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ２は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中左方側にある状態からピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ２は減衰力を発揮しない。
また、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中右方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図５中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２が圧縮されて圧側室Ｒ２から圧側減衰通路１０を介してタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁１０ａで抵抗を与えて、拡大する伸側室Ｒ１にはタンクＴからタンク側排出通路８および伸側吸込通路４を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ２は収縮に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中右方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図５中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される伸側室Ｒ１から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、伸側室Ｒ１内の圧力がタンク圧となり、拡大される圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されるため圧側室Ｒ２内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ２は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図５中右方側にある状態からピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ２は減衰力を発揮しない。
このように、シリンダ装置Ｃ２は、タンク側排出通路８が凹部２ａに対向する範囲内でストロークする場合、この範囲を推力低減ストローク範囲として減衰力を発揮しない不感帯としている。また、シリンダ装置Ｃ２は、ピストン２がこのストローク範囲を超えてストロークする場合には、中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の減衰力を発揮するとともに、ピストン２が中立位置へ戻る方向のストロークに対し、タンク側排出通路８を閉塞する位置に戻るまではこれを阻害する減衰力を発揮しない。
よって、シリンダ装置Ｃ２は、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈するとともに同様の効果を奏するので、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
なお、シリンダ装置Ｃ２にあっても、開閉弁１７の廃止、絞り弁８ａの設置と非設置、リリーフ弁８ｂの設置と非設置は、シリンダ装置Ｃ１と同様に選択できる。また、リリーフ弁２１ａ，１０ａ，８ｂは、減衰力の発生を可能とすればよいので、開弁圧の設定の無い減衰弁、絞り弁に変更できる。
＜第三の実施の形態＞
つづいて、第三の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ３について説明する。第三の実施の形態のシリンダ装置Ｃ３は、基本的には、図６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るピストン２と、シリンダ１内に挿入されてピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１内にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、タンクＴと、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路５と、ピストン２の外周に設けられてシリンダ１に臨む凹部２ａと、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路６と、ピストン２に設けられて圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路７と、シリンダ１に開口して凹部２ａを介して伸側排出通路６と圧側排出通路７をタンクＴに連通するタンク側排出通路８と、伸側室Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰力発生通路としての伸側減衰通路９と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰力発生通路としての圧側連絡通路２２とを備えて構成されている。このように第三の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ３は、第一の実施の形態のシリンダ装置Ｃ１の構成から圧側減衰通路１０を廃止して、代わりに圧側連絡通路２２を設けた他はシリンダ装置Ｃ１と同様の構成を備えている。
圧側連絡通路２２は、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１を連通しており、途中にリリーフ弁２２ａを備えている。リリーフ弁２２ａは、パッシブな減衰弁であって、開弁圧に達すると圧側連絡通路２２を開放して、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
このシリンダ装置Ｃ３の作動について説明する。まず、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合について説明する。この場合、シリンダ１に対してピストン２が図６中左方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ３が伸長作動を呈すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、伸側室Ｒ１から伸側減衰通路９を通じてタンクＴへ向かう液体の流れにリリーフ弁９ａで抵抗を与える。すると、伸側室Ｒ１内の圧力はリリーフ弁９ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される圧側室Ｒ２には、圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力はタンク圧となる。これによって、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ３は、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差に見合った大きさで伸長を抑制する方向の減衰力を発揮する。これに対して、シリンダ１に対してピストン２が図５中右方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ２が収縮作動を呈すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、圧側室Ｒ２から圧側連絡通路２２を通じて伸側室Ｒ１へ移動する液体の流れにリリーフ弁２２ａで抵抗を与え、圧側室Ｒ２内の圧力はリリーフ弁２２ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される伸側室Ｒ１には、伸側吸込通路４における逆止弁４ａが開弁してタンクＴから液体が供給され、伸側室Ｒ１内の圧力はタンク圧となる。これによって、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ３は、圧側室Ｒ２の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差に見合った大きさで収縮を抑制する方向の減衰力を発揮する。したがって、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合、シリンダ装置Ｃ３は、一般的なダンパと同様に、伸長作動および収縮作動の両行程において、ストローク中は減衰力を発揮する。
次に、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通する場合について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークする場合、タンク側排出通路８のポート１ａは常に凹部２ａに連通される。この範囲でピストン２が左方へストロークすると、伸側排出通路６、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される伸側室Ｒ１からタンクＴへ液体が排出され、伸側室Ｒ１はタンク圧に維持される。拡大する圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されて、圧側室Ｒ２もタンク圧に維持される。なお、伸側室Ｒ１とタンクＴとで差圧がほとんど生じないので伸側減衰通路９は遮断状態に置かれる。反対に、前記範囲でピストン２が右方へストロークすると、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される圧側室Ｒ２からタンクＴへ液体が排出され、圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。拡大する伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されて、伸側室Ｒ１もタンク圧に維持される。なお、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とで差圧がほとんど生じないので圧側連絡通路２２は遮断状態に置かれる。よって、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークして、常に、タンク側排出通路８のポート１ａが凹部２ａに連通状態に維持される場合には、シリンダ装置Ｃ３は、振動入力に対して減衰力をほとんど発揮しない状態となる。よって、第三の実施の形態のシリンダ装置Ｃ３にあっても、シリンダ装置Ｃ１と同様に、凹部２ａとポート１ａとの連通によって減衰力をほとんど発揮しない推力低減ストローク範囲が設けられており、この推力低減ストローク範囲は、凹部２ａの軸方向幅の設定によって設定される。
これに対して、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲を超えてストロークする場合であって、タンク側排出通路８のポート１ａがピストン２によって閉塞される状況では、開閉弁１７が閉じた状態と同じ状態となるので、シリンダ装置Ｃ３は、伸縮に対して減衰力を発揮する。また、ポート１ａは、ピストン２の変位が進むと徐々にポート１ａが閉じられるので、シリンダ装置Ｃ３は、ピストン２の変位が進むとポート１ａが完全に閉塞されるまで徐々に減衰力を高める。
よって、中心ピンＰがストッパＳに当接し、ピストン２がポート１ａと閉塞する範囲では、シリンダ装置Ｃ３は減衰力を発揮して、中心ピンＰがストローク中心から離間するのを抑制する減衰力を発揮する。このように、シリンダ装置Ｃ３は、ストロークセンサを設けずに、車体Ｂの台車Ｗに対する位置に依存して減衰力を発揮できる。そして、シリンダ装置Ｃ３は、中心ピンＰがストッパＳに衝突する場合に、減衰力を発揮して車体Ｂの台車Ｗに対する変位を徐々に抑制して、ストロークエンドで車体Ｂに不快な振動を与えず、良好な乗り心地を確保できる。さらに、シリンダ装置Ｃ３は、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、車体Ｂの台車Ｗに対する変位を抑制する力を発揮しない。したがって、中心ピンＰがストッパＳに当接しない範囲において、シリンダ装置Ｃ３に併設されるアクチュエータＡが車体Ｂの振動を抑制する制御力の発揮中に、シリンダ装置Ｃ３がこの制御力に対抗する減衰力を発揮しないので、鉄道車両における乗り心地を阻害せず、アクチュエータＡのエネルギ消費を軽減できる。
なお、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中左方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図６中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１が圧縮されて伸側室Ｒ１から伸側減衰通路９を介してタンクＴへ排出される液体の流れにリリーフ弁９ａで抵抗を与え、拡大する圧側室Ｒ２にはタンクＴからタンク側排出通路８および圧側吸込通路５を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ３は伸長に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中左方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図６中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される圧側室Ｒ２から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力がタンク圧となり、拡大される伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されるため伸側室Ｒ１内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ３は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中左方側にある状態からピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ３は減衰力を発揮しない。
また、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中右方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図６中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２が圧縮されて圧側室Ｒ２から圧側連絡通路２２を介して伸側室Ｒ１へ排出される液体の流れにリリーフ弁２２ａで抵抗を与え、拡大する伸側室Ｒ１にはタンクＴからタンク側排出通路８および伸側吸込通路４を介して液体が供給されるので、シリンダ装置Ｃ３は収縮に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中右方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図６中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される伸側室Ｒ１から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、伸側室Ｒ１内の圧力がタンク圧となり、拡大される圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されるため圧側室Ｒ２内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ３は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図６中右方側にある状態からピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ３は減衰力を発揮しない。
このように、シリンダ装置Ｃ３は、タンク側排出通路８が凹部２ａに対向する範囲内でストロークする場合、この範囲を推力低減ストローク範囲として減衰力を発揮しない不感帯としている。また、シリンダ装置Ｃ３は、ピストン２がこのストローク範囲を超えてストロークする場合には、中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の減衰力を発揮するとともに、ピストン２が中立位置へ戻る方向のストロークに対し、タンク側排出通路８を閉塞する位置に戻るまではこれを阻害する減衰力を発揮しない。
よって、シリンダ装置Ｃ３は、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈するとともに同様の効果を奏するので、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
なお、シリンダ装置Ｃ３にあっても、開閉弁１７の廃止、絞り弁８ａの設置と非設置、リリーフ弁８ｂの設置と非設置は、シリンダ装置Ｃ１と同様に選択できる。また、リリーフ弁９ａ，２２ａ，８ｂは、減衰力の発生を可能とすればよいので、開弁圧の設定の無い減衰弁、絞り弁に変更できる。
＜第四の実施の形態＞
さらに、第四の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ４について説明する。第四の実施の形態のシリンダ装置Ｃ４は、基本的には、図７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るピストン２と、シリンダ１内に挿入されるとともに両端がシリンダ１から外方に突出して中央にピストン２が連結されるロッド２３と、シリンダ１内にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、タンクＴと、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路５と、ピストン２の外周に設けられてシリンダ１に臨む凹部２ａと、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路６と、ピストン２に設けられて圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路７と、シリンダ１に開口して凹部２ａを介して伸側排出通路６と圧側排出通路７をタンクＴに連通するタンク側排出通路８と、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰力発生通路としての伸側連絡通路２１と、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰力発生通路としての圧側連絡通路２２とを備えて構成されている。このように第四の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ４は、第一の実施の形態のシリンダ装置Ｃ１の構成から、伸側減衰通路９および圧側減衰通路１０を廃止して、代わりに伸側連絡通路２１および圧側連絡通路２２を設け、さらに、ロッド２３の両端がシリンダ１の両側から外方に突出する両ロッド型の構成とされている。
ロッド２３は、シリンダ１の両側から外方へ突出するため、シリンダ１の右端には、蓋１５の代わりに環状のロッドガイド２４を装着して、このロッドガイド２４内にロッド２３を挿通させてロッド２３の右端をシリンダ１外へ突出させている。このようにシリンダ装置Ｃ４では、両ロッド型とされているため、ロッド２３がシリンダ１内で左右に移動しても、シリンダ１内でのロッド２３の押しのけ容積は変化しないので、シリンダ１とタンクＴとでは体積補償のための液体のやり取りは不要となる。ただし、温度変化による液体の体積変化が生じるので、タンクＴと伸側室Ｒ１或いは圧側室Ｒ２とを連通して途中に極小径のオリフィスを備える温度補償用の通路を設けておくとよい。ピストン２は、ロッド２３の中央に設けられているが、ロッド２３の両端が全ストローク範囲において必ずシリンダ１の両端から外方へ突出するようになっていれば、設置位置は中央に限られない。
伸側連絡通路２１は、第二の実施の形態のシリンダ装置Ｃ２で説明したように、途中にリリーフ弁２１ａを備えており、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
圧側連絡通路２２は、第三の実施の形態のシリンダ装置Ｃ３で説明したように、途中にリリーフ弁２２ａを備えており、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容しつつ、通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっている。
このシリンダ装置Ｃ４の作動について説明する。まず、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合について説明する。この場合、シリンダ１に対してピストン２が図７中左方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ４が伸長作動を呈すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を通じて圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れにリリーフ弁２１ａで抵抗を与える。すると、伸側室Ｒ１内の圧力はリリーフ弁２１ａの圧力損失に見合って上昇する。他方、拡大される圧側室Ｒ２には、伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を通じて液体が流入する。よって伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ４は、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力の差に見合った大きさで伸長を抑制する方向の減衰力を発揮する。これに対して、シリンダ１に対してピストン２が図７中右方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ２が収縮作動を呈すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、圧側室Ｒ２から圧側連絡通路２２を通じて伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れにリリーフ弁２２ａで抵抗を与え、圧側室Ｒ２内の圧力はリリーフ弁２２ａの圧力損失に見合って上昇する。拡大される伸側室Ｒ１には、圧側連絡通路２２を介して液体が供給される。よって、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、シリンダ装置Ｃ４は、圧側室Ｒ２の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差に見合った大きさで収縮を抑制する方向の減衰力を発揮する。したがって、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合、シリンダ装置Ｃ４は、一般的なダンパと同様に、伸長作動および収縮作動の両行程において、ストローク中は減衰力を発揮する。
次に、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通する場合について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークする場合、タンク側排出通路８のポート１ａは常に凹部２ａに連通される。この範囲でピストン２が左方へストロークすると、伸側排出通路６、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される伸側室Ｒ１からタンクＴへ液体が排出され、伸側室Ｒ１はタンク圧に維持される。拡大する圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されて、圧側室Ｒ２もタンク圧に維持される。反対に、前記範囲でピストン２が右方へストロークすると、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、圧縮される圧側室Ｒ２からタンクＴへ液体が排出され、圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。拡大する伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されて、伸側室Ｒ１もタンク圧に維持される。よって、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲でストロークして、常に、タンク側排出通路８のポート１ａが凹部２ａと連通状態に維持される場合には、シリンダ装置Ｃ４は、振動入力に対して減衰力をほとんど発揮しない状態となる。このように、シリンダ装置Ｃ４が前記範囲でストロークする場合、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とで差圧がほとんど生じないために、伸側連絡通路２１および圧側連絡通路２２は閉じた状態となる。よって、第四の実施の形態のシリンダ装置Ｃ４にあっても、シリンダ装置Ｃ１と同様に、凹部２ａとポート１ａとの連通によって減衰力をほとんど発揮しない推力低減ストローク範囲が設けられており、この推力低減ストローク範囲は、凹部２ａの軸方向幅の設定によって設定される。
これに対して、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲を超えてストロークする場合であって、タンク側排出通路８のポート１ａがピストン２によって閉塞される状況では、開閉弁１７が閉じた状態と同じ状態となるので、シリンダ装置Ｃ４は、伸縮に対して減衰力を発揮する。また、ポート１ａは、ピストン２の変位が進むと徐々にポート１ａが閉じられるので、シリンダ装置Ｃ４は、ピストン２の変位が進むとポート１ａが完全に閉塞されるまで徐々に減衰力を高める。
よって、中心ピンＰがストッパＳに当接し、ピストン２がポート１ａと閉塞する範囲では、シリンダ装置Ｃ４は減衰力を発揮して、中心ピンＰがストローク中心から離間するのを抑制する減衰力を発揮する。このように、シリンダ装置Ｃ４は、ストロークセンサを設けずに、車体Ｂの台車Ｗに対する位置に依存して減衰力を発揮できる。そして、シリンダ装置Ｃ４は、中心ピンＰがストッパＳに衝突する場合に、減衰力を発揮して車体Ｂの台車Ｗに対する変位を徐々に抑制して、ストロークエンドで車体Ｂに不快な振動を与えず、良好な乗り心地を確保できる。さらに、シリンダ装置Ｃ４は、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、車体Ｂの台車Ｗに対する変位を抑制する力を発揮しない。したがって、中心ピンＰがストッパＳに当接しない範囲において、シリンダ装置Ｃ４に併設されるアクチュエータＡが車体Ｂの振動を抑制する制御力の発揮中に、シリンダ装置Ｃ４がこの制御力に対抗する減衰力を発揮しないので、鉄道車両における乗り心地を阻害せず、アクチュエータＡのエネルギ消費を軽減できる。
なお、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中左方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図７中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１が圧縮されて伸側室Ｒ１から伸側連絡通路２１を介して圧側室Ｒ２へ排出される液体の流れにリリーフ弁２１ａで抵抗を与え、拡大する圧側室Ｒ２には伸側室Ｒ１から液体が供給される。すると、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも大きくなり、シリンダ装置Ｃ４は伸長に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中左方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図７中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される圧側室Ｒ２から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力がタンク圧となり、拡大される伸側室Ｒ１にも伸側吸込通路４を介してタンクＴから液体が供給されるため伸側室Ｒ１内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ４は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中左方側にある状態からピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ４は減衰力を発揮しない。
また、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中右方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向、つまり、図７中右方向へストロークする際には、圧側室Ｒ２が圧縮されて圧側室Ｒ２から圧側連絡通路２２を介して伸側室Ｒ１へ排出される液体の流れにリリーフ弁２２ａで抵抗を与え、拡大する伸側室Ｒ１には圧側室Ｒ２から液体が供給される。すると、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも大きくなり、シリンダ装置Ｃ４は収縮に対抗する減衰力を発揮する。これに対して、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中右方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向、つまり、図７中左方向へストロークする際には、伸側室Ｒ１がタンク側排出通路８を介してタンクＴに連通されているため、圧縮される伸側室Ｒ１から液体がタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、伸側室Ｒ１内の圧力がタンク圧となり、拡大される圧側室Ｒ２にも圧側吸込通路５を介してタンクＴから液体が供給されるため圧側室Ｒ２内もタンク圧となり、伸側室Ｒ１の圧力と圧側室Ｒ２の圧力に差ができず、シリンダ装置Ｃ４は減衰力を殆ど発揮しない。この状態は、ピストン２がポート１ａに対向してタンク側排出通路８を塞ぐまで維持されるから、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図７中右方側にある状態からピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークして、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ４は減衰力を発揮しない。
このように、シリンダ装置Ｃ４は、タンク側排出通路８が凹部２ａに対向する範囲内でストロークする場合、この範囲を推力低減ストローク範囲として減衰力を発揮しない不感帯としている。また、シリンダ装置Ｃ４は、ピストン２がこのストローク範囲を超えてストロークする場合には、中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の減衰力を発揮するとともに、ピストン２が中立位置へ戻る方向のストロークに対し、タンク側排出通路８を閉塞する位置に戻るまではこれを阻害する減衰力を発揮しない。
よって、シリンダ装置Ｃ４は、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈するとともに同様の効果を奏するので、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
なお、シリンダ装置Ｃ４にあっても、開閉弁１７の廃止、絞り弁８ａの設置と非設置、リリーフ弁８ｂの設置と非設置は、シリンダ装置Ｃ１と同様に選択できる。また、リリーフ弁２１ａ，２２ａ，８ｂは、減衰力の発生を可能とすればよいので、開弁圧の設定の無い減衰弁、絞り弁に変更できる。
以上、シリンダ装置Ｃ１では、伸側減衰通路９と圧側減衰通路１０のみを備えているが、この構成に、伸側連絡通路２１と圧側連絡通路２２の一方または両方を設けてもよい。このように構成する場合、伸長行程で減衰力を発揮する伸側減衰通路９と伸側連絡通路２１のいずれか一方を、伸側室Ｒ１内の圧力が許容圧力を超えないように圧力を逃がすリリーフ通路として機能させてシステムを保護できる。圧側も同様に、収縮行程で減衰力を発揮する圧側減衰通路１０と圧側連絡通路２２のいずれか一方を、圧側室Ｒ２内の圧力が許容圧力を超えないように圧力を逃がすリリーフ通路として機能させてシステムを保護できる。
さらに、シリンダ装置Ｃ２では、伸側連絡通路２１と圧側減衰通路１０のみを備えているが、この構成に、圧側連絡通路２２を設けてもよい。シリンダ装置Ｃ３では、伸側減衰通路９と圧側連絡通路２２のみを備えているが、この構成に、伸側連絡通路２１を設けてもよい。シリンダ装置Ｃ４では、伸側連絡通路２１と圧側連絡通路２２のみを備えているが、この構成に、伸側減衰通路９と圧側減衰通路１０の一方または両方を設けてもよい。このようにすると、シリンダ１内の過剰圧力からシリンダ装置Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のシステムの保護が可能となる。
＜第五の実施の形態＞
さらに、第五の実施の形態のシリンダ装置Ｃ５について説明する。第五の実施の形態のシリンダ装置Ｃ５は、基本的には、図８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るピストン２と、シリンダ１内に挿入されてピストン２に連結されるロッド３と、シリンダ１内にピストン２で区画した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、タンクＴと、タンクＴから伸側室Ｒ１へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路４と、タンクＴから圧側室Ｒ２へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路５と、ピストン２の外周に設けられてシリンダ１に臨む凹部２ａと、ピストン２に設けられて伸側室Ｒ１から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路６と、ピストン２に設けられて圧側室Ｒ２から凹部２ａへ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路７と、シリンダ１に開口して凹部２ａを介して伸側排出通路６と圧側排出通路７をタンクＴに連通するタンク側排出通路８と、伸側室Ｒ１からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰力発生通路としての伸側減衰通路９と、圧側室Ｒ２からタンクＴへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰力発生通路としての圧側減衰通路１０と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の双方に同じ流量で液体を供給するタンデムポンプ３０とを備えて構成されている。このように第五の実施の形態におけるシリンダ装置Ｃ５は、第一の実施の形態のシリンダ装置Ｃ１の構成にタンデムポンプ３０を加えた他はシリンダ装置Ｃ１と同様の構成を備えている。
タンデムポンプ３０は、この実施の形態の場合、モータ３１によって駆動されるようになっていて、モータ３１によって駆動される駆動軸を共通にしてタンクＴから液体を吸い上げて同一の吐出量で液体を吐出する二つのポンプ３０ａ，３０ｂを備えている。
一方のポンプ３０ａは、吐出口がロッドガイド１６から開口して伸側室Ｒ１に通じる供給通路３２に接続されており、モータ３１によって駆動されると、タンクＴから液体を吸込んで伸側室Ｒ１へ液体を供給するようになっている。他方のポンプ３０ｂは、吐出口が蓋１５から開口して圧側室Ｒ２に通じる供給通路３３に接続されており、モータ３１によって駆動されると、タンクＴから液体を吸込んで圧側室Ｒ２へ液体を供給するようになっている。ポンプ３０ａ，３０ｂは、一つのモータ３１によって駆動されて、互いに吐出量を同じくして液体を吐出するので、タンデムポンプ３０は、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２へ等量の液体を供給するようになっている。
なお、供給通路３２，３３の途中には、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２からポンプ３０ａおよびポンプ３０ｂへの液体の逆流を阻止する逆止弁３４，３５が設けられている。
このシリンダ装置Ｃ５の作動について説明する。まず、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合について説明する。タンデムポンプ３０が駆動中の場合、シリンダ１に対してピストン２が図８中左方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ５が伸長作動を呈すると、伸側室Ｒ１が圧縮され、圧側室Ｒ２が拡大するが、双方に供給される液体流量は等しいので、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも大きくなるため、シリンダ装置Ｃ５は、伸長作動に対抗する推力を発揮する。タンデムポンプ３０が駆動中の場合、シリンダ１に対してピストン２が図８中右方向へ移動する、つまり、シリンダ装置Ｃ５が収縮作動を呈すると、圧側室Ｒ２が圧縮され、伸側室Ｒ１が拡大するが、双方に供給される液体流量は等しいので、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも大きくなるため、シリンダ装置Ｃ５は、収縮作動に対抗する推力を発揮する。
他方、シリンダ装置Ｃ５は、タンデムポンプ３０をシリンダ装置Ｃ１に追加した構成であるから、開閉弁１７がタンク側排出通路８を遮断する場合であってタンデムポンプ３０が駆動していない状態では、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈し、一般的なダンパと同じく、伸長作動および収縮作動の両行程において、ストローク中は推力を発揮する。
次に、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通し、タンデムポンプ３０が駆動中である場合について説明する。ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の推力低減ストローク範囲でストロークする場合、タンク側排出通路８のポート１ａは常に凹部２ａに連通される。タンデムポンプ３０から伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２へ液体が供給されても、伸側排出通路６、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、供給された液体は、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２から全てタンクＴへ排出され、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。よって、シリンダ装置Ｃ５は、タンデムポンプ３０が駆動中であっても、伸長方向へも収縮方向へも推力を発揮しない。また、推力低減ストローク範囲でピストン２が左方へストロークしても、伸側排出通路６、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、タンデムポンプ３０から供給された液体は、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２から全てタンクＴへ排出され、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。よって、シリンダ装置Ｃ５は、タンデムポンプ３０が駆動中であっても、推力低減ストローク範囲で伸長しても推力を発揮しない。反対に、推力低減ストローク範囲でピストン２が右方へストロークしても、伸側排出通路６、圧側排出通路７、凹部２ａおよびタンク側排出通路８を介して、タンデムポンプ３０から供給された液体は、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２から全てタンクＴへ排出され、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２はタンク圧に維持される。よって、シリンダ装置Ｃ５は、タンデムポンプ３０が駆動中であっても、推力低減ストローク範囲で収縮しても推力を発揮しない。
他方、シリンダ装置Ｃ５は、タンデムポンプ３０をシリンダ装置Ｃ１に追加した構成であるから、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通する場合であってタンデムポンプ３０が駆動していない状態では、推力低減ストローク範囲でストロークする限り、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈するから、伸長作動および収縮作動の両行程において推力を発揮しない。
これに対して、ピストン２がシリンダ１に対して中立位置から距離Ｌ１／２以内の範囲を超えてストロークする場合であって、タンク側排出通路８のポート１ａがピストン２によって閉塞される状況では、開閉弁１７が閉じた状態と同じ状態となるので、タンデムポンプ３０の駆動の有無に限らず、シリンダ装置Ｃ５は、伸縮に対してこれを抑制する推力を発揮する。ポート１ａは、ピストン２の変位が進むと徐々にポート１ａが閉じられるので、シリンダ装置Ｃ５は、ピストン２の変位が進むとポート１ａが完全に閉塞されるまで徐々に前記推力を高める。
よって、中心ピンＰがストッパＳに当接し、ピストン２がポート１ａと閉塞する範囲では、シリンダ装置Ｃ５は推力を発揮して、中心ピンＰがストローク中心から離間するのを抑制する推力を発揮する。このように、シリンダ装置Ｃ５は、ストロークセンサを設けずに、車体Ｂの台車Ｗに対する位置に依存して推力を発揮できる。そして、シリンダ装置Ｃ５は、中心ピンＰがストッパＳに衝突する場合に、推力を発揮して車体Ｂの台車Ｗに対する変位を徐々に抑制して、ストロークエンドで車体Ｂに不快な振動を与えず、良好な乗り心地を確保できる。さらに、シリンダ装置Ｃ５は、中心ピンＰがストッパＳに当接するまでは、車体Ｂの台車Ｗに対する変位を抑制する力を発揮しない。したがって、中心ピンＰがストッパＳに当接しない範囲において、シリンダ装置Ｃ５に併設されるアクチュエータＡが車体Ｂの振動を抑制する制御力の発揮中に、シリンダ装置Ｃ５がこの制御力に対抗する推力を発揮しないので、鉄道車両における乗り心地を阻害せず、アクチュエータＡのエネルギ消費を軽減できる。
開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通していて、タンデムポンプ３０が駆動中である場合、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中左方側にあると、伸側室Ｒ１内からは液体が伸側減衰通路９を介してタンクＴへ排出されるが、圧側室Ｒ２内からは液体が圧側排出通路７およびタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、伸側室Ｒ１内の圧力は、タンク圧に等しくなる圧側室Ｒ２の圧力よりも大きくなるので、シリンダ装置Ｃ５は、ピストン２を中立位置へ戻す方向の推力を常に発揮する。対して、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通していて、タンデムポンプ３０が駆動中である場合、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中右方側にあると、圧側室Ｒ２内からは液体が圧側減衰通路１０を介してタンクＴへ排出されるが、伸側室Ｒ１内からは液体が伸側排出通路６およびタンク側排出通路８を介してタンクＴへ排出される。よって、圧側室Ｒ２内の圧力は、タンク圧に等しくなる伸側室Ｒ１の圧力よりも大きくなるので、シリンダ装置Ｃ５は、ピストン２を中立位置へ戻す方向の推力を常に発揮する。
なお、開閉弁１７がタンク側排出通路８を連通していて、タンデムポンプ３０が停止中である場合は、シリンダ装置Ｃ５は、シリンダ装置Ｃ１と同様の作動を呈する。つまり、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中左方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークする際には、シリンダ装置Ｃ５は伸長に対抗する推力を発揮し、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中左方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークする際には、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ５は推力を殆ど発揮しない。反対に、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中右方側にあって、ピストン２が圧側室Ｒ２を圧縮する方向へストロークする際には、シリンダ装置Ｃ５は収縮に対抗する推力を発揮し、ピストン２がタンク側排出通路８のポート１ａよりも図８中右方側にあって、ピストン２が伸側室Ｒ１を圧縮する方向へストロークする際には、ピストン２がタンク側排出通路８を塞ぐまでは、シリンダ装置Ｃ５は推力を発揮しない。
このように、シリンダ装置Ｃ５にあっても、タンデムポンプ３０が駆動中であっても停止中であっても、タンク側排出通路８が凹部２ａに対向する範囲内でストロークする場合、この範囲を推力低減ストローク範囲として推力を発揮しない不感帯としている。また、シリンダ装置Ｃ５は、ピストン２がこのストローク範囲を超えてストロークする場合には、タンデムポンプ３０が駆動中であれば、常に、ピストン２を中立位置へ戻す方向の推力を発揮するので、いち早く、車体Ｂを台車Ｗに対してストローク中心へ戻せる。よって、ストッパＳと中心ピンＰが長時間に亘って当接する状態となって車体Ｂの振動抑制が困難になる状況を回避できる。タンデムポンプ３０を停止状態とすれば、シリンダ装置Ｃ５は、シリンダ装置Ｃ１と同様に、ピストン２が中立位置から離間する方向のストロークに対してはこれを中立位置へ戻す方向の推力を発揮するとともに、ピストン２が中立位置へ戻る方向のストロークに対し、タンク側排出通路８を閉塞する位置に戻るまではこれを阻害する推力を発揮しない。
よって、シリンダ装置Ｃ５は、シリンダ装置Ｃ１と同様に、推力低減ストローク範囲で推力を発揮しないパッシブなダンパとしての作動を呈するだけでなく、タンデムポンプ３０を備えているので、ピストン２を中立位置へ積極的に戻す推力の発揮も可能となるから、より一層、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
なお、シリンダ装置Ｃ５にあっても、開閉弁１７の廃止、絞り弁８ａの設置と非設置、リリーフ弁８ｂの設置と非設置は、シリンダ装置Ｃ１と同様に選択できる。また、リリーフ弁９ａ，１０ａ，８ｂは、推力の発生を可能とすればよいので、開弁圧の設定の無い減衰弁、絞り弁に変更できる。さらに、タンデムポンプ３０は、第二の実施の形態のシリンダ装置Ｃ２、第三の実施の形態のシリンダ装置Ｃ３、さらには、第四の実施の形態のシリンダ装置Ｃ４にも適用可能である。シリンダ装置Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にタンデムポンプ３０を設けると、ピストン２を中立位置へ積極的に戻す推力の発揮も可能となって、より一層、鉄道車両における乗り心地を向上できる。
以上、シリンダ装置Ｃ５では、伸側減衰通路９と圧側減衰通路１０のみを備えているが、この構成に、伸側連絡通路２１と圧側連絡通路２２の一方または両方を設けてもよい。このように構成する場合、伸長行程で減衰力を発揮する伸側減衰通路９と伸側連絡通路２１のいずれか一方を、伸側室Ｒ１内の圧力が許容圧力を超えないように圧力を逃がすリリーフ通路として機能させてシステムを保護できる。圧側も同様に、収縮行程で減衰力を発揮する圧側減衰通路１０と圧側連絡通路２２のいずれか一方を、圧側室Ｒ２内の圧力が許容圧力を超えないように圧力を逃がすリリーフ通路として機能させてシステムを保護できる。
さらに、タンデムポンプ３０をシリンダ装置Ｃ２に適用して、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２へ液体を供給するようにする場合にあっても、シリンダ装置Ｃ２の構成に、圧側連絡通路２２を設けてもよい。タンデムポンプ３０をシリンダ装置Ｃ３に適用して、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２へ液体を供給するようにする場合にあっても、この構成に、伸側連絡通路２１を設けてもよい。さらに、タンデムポンプ３０をシリンダ装置Ｃ４に適用して、伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２へ液体を供給するようにする場合にあっても、この構成に、伸側減衰通路９と圧側減衰通路１０の一方または両方を設けてもよい。このようにすると、シリンダ１内の過剰圧力からシリンダ装置Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のシステムの保護が可能となる。
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。
１・・・シリンダ、１ｂ，２ａ，２０・・・凹部、２・・・ピストン、３，２３・・・ロッド、４・・・伸側吸込通路、５・・・圧側吸込通路、６・・・伸側排出通路、７・・・圧側排出通路、８・・・タンク側排出通路、８ａ，８ｂ・・・減衰力発生要素、９・・・伸側減衰通路（伸側減衰力発生通路）、１０・・・圧側減衰通路（圧側減衰力発生通路）、１７・・・開閉弁、１８・・・第一ピストン形成部材、１９・・・第二ピストン形成部材、２１・・・伸側連絡通路（伸側減衰力発生通路）、２２・・・圧側連絡通路（圧側減衰力発生通路）、３０・・・タンデムポンプ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５・・・シリンダ装置、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、Ｔ・・・タンク

Claims (12)

  1. シリンダと、
    前記シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、
    前記シリンダ内に挿入されて前記ピストンに連結されるロッドと、
    前記シリンダ内に前記ピストンで区画した伸側室と圧側室と、
    タンクと、
    前記タンクから前記伸側室へ向かう液体の通過のみを許容する伸側吸込通路と、
    前記タンクから前記圧側室へ向かう液体の通過のみを許容する圧側吸込通路と、
    前記ピストンと前記シリンダの一方に設けられて前記ピストンと前記シリンダの他方に臨む凹部と、
    前記ピストンに設けられて前記伸側室から前記凹部へ向かう液体の流れのみを許容する伸側排出通路と
    前記ピストンに設けられて前記圧側室から前記凹部へ向かう液体の流れのみを許容する圧側排出通路と、
    前記凹部を介して前記伸側排出通路と前記圧側排出通路を前記タンクに連通するタンク側排出通路と
    伸長時に通過する液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する伸側減衰力発生通路と、
    収縮時に通過する液体の流れに抵抗を与えて減衰力を発揮する圧側減衰力発生通路とを備えた
    ことを特徴とするシリンダ装置。
  2. 前記伸側減衰力発生通路は、前記伸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減衰通路であり、
    前記圧側減衰力発生通路は、前記圧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減衰通路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
  3. 前記伸側減衰力発生通路は、前記伸側室から前記圧側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側連絡通路であり、
    前記圧側減衰力発生通路は、前記圧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減衰通路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
  4. 前記伸側減衰力発生通路は、前記伸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減衰通路であり、
    前記圧側減衰力発生通路は、前記圧側室から前記伸側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側連絡通路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
  5. 前記ロッドは、前記シリンダ内に挿入されて両端が前記シリンダ外に突出されて中間に前記ピストンが連結され、
    前記伸側減衰力発生通路は、前記伸側室から前記圧側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側連絡通路であり、
    前記圧側減衰力発生通路は、前記圧側室から前記伸側室へ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側連絡通路である
    ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
  6. 前記凹部の軸方向幅の設定で推力が低減される推力低減ストローク範囲が設定される請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  7. 前記凹部は、前記ピストンの外周に設けた環状溝で形成され、
    前記伸側排出通路は、前記伸側室と前記環状溝とを連通し、
    前記圧側排出通路は、前記圧側室と前記環状溝とを連通する
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  8. 前記ピストンは、
    前記ロッドに設けられて前記シリンダに摺接する第一ピストン形成部材と、
    前記ロッドに前記第一ピストン形成部材に離間して設けられて前記シリンダに摺接する第二ピストン形成部材とを備え、
    前記凹部は、前記第一ピストン形成部材と前記第二ピストン形成部材に形成される環状隙間で形成され、
    前記伸側排出通路は、前記伸側室と前記環状隙間とを連通し、
    前記圧側排出通路は、前記圧側室と前記環状隙間とを連通する
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  9. 前記凹部は、前記シリンダの内周に設けた環状溝で形成され
    前記タンク側排出通路は、前記タンクと前記凹部とを連通する
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  10. 前記タンク側排出通路の途中に、前記凹部と前記タンクとを連通および遮断する開閉弁を備えた
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  11. 前記タンク側排出通路の途中に前記シリンダ内から前記タンクへ向かう液体の流れに抵抗を与える減衰力発生要素を設けた
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
  12. 前記伸側室と前記圧側室の双方に同じ流量で液体を供給するタンデムポンプを備えた
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のシリンダ装置。
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