(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに摺動する外筒と内筒の間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように圧縮コイルバネを挿入し、この圧縮コイルバネ内に複数個の弾性体の球状の塊を互いに初期状態で上記摺動方向に隙間がないように並べて挿入保持し、複数個の弾性体の塊のそれぞれの硬度を異ならしめることを特徴とする杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構。
【請求項２】
互いに摺動する外筒と内筒の各上端との間に隔壁板を遊嵌し、上記外筒の上端と隔壁板の間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように弾性体の塊を挿入保持し、上記隔壁板と内筒の上端との間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように圧縮コイルバネを挿入し、この圧縮コイルバネ内に複数個の弾性体の球状の塊を互いに初期状態で上記摺動方向に隙間がないように並べて挿入保持し、上記各弾性体の塊のそれぞれの硬度を異ならしめることを特徴とする杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構。
【請求項３】
上記外筒と内筒の一方には確動カムを、他方にはその確動カムの溝に挿通したピンを設けて成ることを特徴とする請求項１または２に記載の杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は杖、松葉杖、スポーツ用杖、義足、病人用歩行器、椅子、介護用ベッド、体重を支える移動用バー、ロフストアンドクラッチ、クオードケイン、アンダーアームクラッチ、その他のコンピュータ，モータ，エンジン等の衝撃を受けやすい所に使用する杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構の従来のものは小さなスペースに限られるため単一本のクッションが多く、例えば一本圧縮コイルバネ、板バネ、棒バネ等で、バネが硬いと突き心地が悪く、また柔らかいと応力に負けて衝撃を受け突き心地が悪い。これは一種類の弾性係数のためである。その他複数の場合はその周辺または別の所に種類の違ったクッションを設けるため、構造が複雑で何よりも重量が重くなり、且つコストが高くなる欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、本願の発明者は往復緩衝機構を有するスキーストック（特願平７−９０８８０号）を発明した。本発明はかかる特願平７−９０８８０号の衝撃力変移吸収緩衝機構を利用して、上記欠点のない杖、スポーツ用杖、松葉杖、義足、病人用歩行器、椅子、介護用ベッド等に使用する杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構を提供するものである。
本発明は、圧縮コイルバネが入る小さな限られた空間内で数種類の弾性係数を持つ塊８，８，・・・が複合して働き、杖脚の最大の重要点である軽量且つコストを抑え、人間の筋肉のような粘りのある弾力を得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明による杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構は、互いに摺動する外筒と内筒の間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように圧縮コイルバネを挿入し、この圧縮コイルバネ内に複数個の弾性体の球状の塊を互いに初期状態で上記摺動方向に隙間がないように並べて挿入保持し、複数個の弾性体の塊のそれぞれの硬度を異ならしめることを特徴とする。
請求項２記載の本発明による杖脚の衝撃力変移吸収緩衝機構は、互いに摺動する外筒と内筒の各上端との間に隔壁板を遊嵌し、上記外筒の上端と隔壁板の間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように弾性体の塊を挿入保持し、上記隔壁板と内筒の上端との間に初期状態で上記摺動方向に隙間がないように圧縮コイルバネを挿入し、この圧縮コイルバネ内に複数個の弾性体の球状の塊を互いに初期状態で上記摺動方向に隙間がないように並べて挿入保持し、上記各弾性体の塊のそれぞれの硬度を異ならしめることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、上記外筒と内筒の一方には確動カムを、他方にはその確動カムの溝に挿通したピンを設けて成ることを特徴とする。
【０００５】
【作用】
外筒１と内筒２が互いに摺動するとピン３が確動カム４の溝内を摺動し、その際圧縮コイルバネ７が撓むと、複数個の弾性体の塊８も撓み、数種類の弾性係数の弾力が得られ、ソフトでかつ強いクッシヨンをうることが出来る。その際圧縮コイルバネ７が縮むので自然と内壁ができ、塊８が干渉することがない。また塊８の場合、一定の空間内で潰れてある時点で逃げ場が無くなるので、破断限界迄潰れない。そのため強度、弾性を長く保つことになる。衝撃の防止はコイルスプリング、油圧のショックアブソーバーの組み合わせ以上の効果が得られる。また気密リング９は外筒１の内周面に気密に密接するため、エアクッションと同じ効果が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の衝撃力変移吸収緩衝機構の第一の実施の形態を図面を用いて説明する。図１示のように、上端１ａが閉じた外筒１の下部内には上端２ａが閉じた内筒２の上部を上下動すべく嵌合し、この外筒１に設けた確動カム４，４の溝には該内筒２に挿通したピン３を挿入する。該内筒２上端の上側には一対のピストンリング状の気密リング９，９をその切り欠き部をずらして嵌合し、また外筒１と内筒２の各上端１ａ，２ａとの間には隔壁板１０を遊嵌する。気密リング９，９と隔壁板１０との間には圧縮コイルバネ７を挿入し、この圧縮コイルバネ７内には複数個のゴム、プラスチック等の弾性体の塊８，８を挿入保持する。また隔壁板１０と外筒１の上端１ａとの間には同様の弾性体の塊８を挿入する。
【０００７】
この塊８は好ましくは球状であるが、これに限られるものではない。上記複数個の弾性体の塊８，８・・・はそれぞれ硬度が異なる。これらの硬度は例えば上より５０度，３０度，２０度である。一番上の塊８は円柱状である。
【０００８】
上記衝撃力変移吸収緩衝機構はかかる構成よりなるものであるから、外筒１が内筒２に対して摺動するとピン３が確動カム４の溝内を摺動し、その際圧縮コイルバネ７が撓むと、複数個の弾性体の塊８，８・・・も撓む。この際図１６示のように柔らかい塊８から撓み、その塑性変形の限界を越える前に逃げ場がなく、固体と同じ状態になり、次に硬い塊８が順次撓み、以下次第に固い塊８が撓み、始めは柔らかく次第に硬くなるソフトでかつ強いクッシヨンをうることが出来、そのリターン運動もその反対となるので急激な反撥でなく、ソフトでしっかりと元の位置に戻る。また塊８を異なった硬度のものに交換すれば使用の用途に合った適当な弾力を得ることも出来る。従って、数種類の弾性係数の弾力が得られる。
【０００９】
図１７で横軸は圧縮応力Ｆ、縦軸は縮んだ長さＨである。図１７において直線Ａは弾性限界Ｆ２  の圧縮コイルバネ７のみの場合、曲線Ｂは本発明の硬度の異なる複数個の弾性体の塊８，８・・・を用いた場合でそれぞれの異なる弾性エネルギーの蓄積された集積値の点を結ぶと放物線状となり、弾性限界はＦ４  迄範囲を増大する。曲線Ｃは隔壁板１０を用い、隔壁板１０と上端１ａとの間に硬い塊８を挿入した場合で、弾性限界がＦ５  と更に大きくなる。このグラフが表すものは撓んだ際、弾性体の塊８，８・・・は圧縮コイルバネ７が縮み、円筒状の内壁となるため干渉することがない。また塊８の場合、一定の空間内で潰れてある時点で逃げ場が無くなるため弾性限界内で止まる。従来のコイルスプリングと油圧のショックアブソーバー以上の効果が得られ、人間の筋肉のような粘りのある弾力を得ることが出来る。従って義手、義足の衝撃力変移吸収緩衝機構として好適である。また気密リング９は外筒１の内周面に気密に密接するため、エアクッションと同じ効果が得られる。
【００１０】
図２は本発明の第二の実施の形態を示すもので、第一の実施の形態と同じ部分は同じ符号を用い、異なる部分のみを説明する。図２は気密リング９，９の上に６個の弾性体の球状の塊８，８・・・を用いたものである。この場合は更に多種の弾性係数の弾力が得られる。
【００１１】
図３は本発明の第三の実施の形態を示すもので、第一の実施の形態と同じ部分は同じ符号を用い、異なる部分のみを説明する。図３示のように隔壁板１０の上には球状以外の算盤の玉状の塊８ａを挿入し、圧縮コイルバネ７内には一個の多面体状の塊８ｂを挿入したものである。
【００１２】
図４は本発明の第四の実施の形態を示すもので、第一の実施の形態と同じ部分は同じ符号を用い、異なる部分のみを説明する。図４は外筒１と内筒２の各上端との間に圧縮コイルバネ７と４個の弾性体の球状の塊８を用いたものである。これらの硬度は例えば上より３０度，４０度，５０度，６０度である。
【００１３】
図５示のように本発明の第四の実施の形態における塊８ｃは球状以外のその外周面に多重の環状溝を設けた形状としたものである。これにより複数の弾性係数の弾力が得られる。
【００１４】
上記実施の形態では外筒１に確動カム４，４の溝を設けているが、この確動カム４，４の溝は図６に示すように外筒１の内周面に設けた内溝４ｂ，４ｂであってもよい。また上記実施の形態では内筒２にピン３を挿通しているが、これはＵ型スプリング３ｂにより外方に弾撥された一対のピン３ａ，３ａにしてもよい。
【００１５】
上記実施の形態では外筒１に確動カム４，４の溝を設け、内筒２にピン３を挿通しているが、これは反対でもよい。図７は内筒２に確動カム４，４の溝４ａ，４ａを設け、外筒１にピン３を挿通したものである。
【００１６】
ピン３、確動カム４，４の代わりに図８に示すように外筒１とその内周面を摺動するピストン５を用い、外筒１の下端にその脱出を止める外筒蓋６を固定してもよい。
【００１７】
図９，１０，１１，１２，１３は本発明の衝撃力変移吸収緩衝機構Ａの６応用例を示す説明図であって、図９は杖、スポーツ用杖、図１０は松葉杖、図１１は義足、図１２は病人用歩行器、図１３は介護用ベッド等にそれぞれ応用した場合を示す。
【００１８】
図１４は本発明の衝撃力変移吸収緩衝機構Ａをロフストアンドクラッチ、クオードケイン、アンダーアームクラッチに、図１５は振動を受けるところの電子機器、モータ、エンジン、車両の椅子にそれぞれ応用した場合を示す。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば簡単な構成で数種類の弾性係数の弾力が得られ、単一のバネでは得ることが出来ないソフトでかつ強いクッシヨンをうることが出来、衝撃を防止する油圧のショックアブソーバー以上の効果が得られ、人間の筋肉のような粘りのある弾力を得ることが出来る。そのリターン運動も急激な反撥でなく、ソフトでしっかりと元の位置に戻る。その際圧縮コイルバネ７と干渉することがない。また塊８の場合、一定の空間内で潰れてある時点で逃げ場が無くなるため、破断限界迄潰れないため強度、弾性を長く保つことになる。また気密リング９は外筒１の内周面に気密に密接するため、エアクッションと同じ効果が得られる。また内筒２を外筒１の下端に嵌合することにより両者は遊動する事なく安定よく支持され、互いに遊動することがないものである。しかしこの上下関係は逆にしてもよいことは勿論である。また内筒２内に圧縮コイルバネ７と複数個の塊８を設けてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の縦断面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態の縦断面図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態の縦断面図である。
【図４】本発明の第四の実施の形態の縦断面図である。
【図５】本発明の第五の実施の形態塊における塊の他の例を示す側面図である。
【図６】本発明の第六の実施の形態の縦断面図である。
【図７】本発明の第七の実施の形態の縦断面図である。
【図８】本発明の第八の実施の形態の縦断面図である。
【図９】本発明を杖、スポーツ用杖に応用した場合を示す説明図である。
【図１０】本発明を松葉杖に応用した場合を示す説明図である。
【図１１】本発明を義足に応用した場合を示す説明図である。
【図１２】本発明を病人用歩行器に応用した場合を示す説明図である。
【図１３】本発明を介護用のベッドに応用した場合を示す説明図である。
【図１４】本発明をロフストアンドクラッチに応用した場合を示す説明図である。
【図１５】本発明を移動用の電子機器、モータ、エンジン、車両にそれぞれ応用した場合を示す説明図である。
【図１６】本発明の変移状態を順次示す説明図である。
【図１７】その圧縮応力Ｆと縮んだ長さＨとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    外筒
１ａ    外筒の上端
２    内筒
２ａ    内筒の上端
３    ピン
４    確動カム
７    圧縮コイルバネ
８    弾性体の塊
１０    隔壁板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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