(57)【要約】【課題】  コストを低減するとともに、液漏れの問題を排除できるダンパを提供する。【解決手段】  伸縮時に粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部Ａ１と、伸縮時に弾性力を発揮する弾性部Ｅ１とを備え、減衰部Ａ１と弾性部Ｅ１は、減衰力と弾性力が並列に発揮されるように連結されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮時に粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部と、
伸縮時に弾性力を発揮する弾性部とを備え、
前記減衰部と前記弾性部は、前記減衰力と前記弾性力が並列に発揮されるように連結されている
ことを特徴とするダンパ。
【請求項２】
前記粒状体を収容する第一シリンダと、
前記第一シリンダ内に移動可能に挿入されるロッドとを備え、
前記減衰部が前記ロッドを有して構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のダンパ。
【請求項３】
前記ロッドに連結されて前記第一シリンダ内に配置される第一ピストンを備え、
前記減衰部が前記第一ピストンを有して構成される
ことを特徴とする請求項２に記載のダンパ。
【請求項４】
前記弾性部は、前記第一シリンダの外周に設けられ、前記第一シリンダと前記ロッドとの間に介装されるばねを有して構成される
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のダンパ。
【請求項５】
前記第一シリンダから軸方向に延びて、内部に前記ロッドが移動可能に挿入される第二シリンダと、
前記ロッドに連結されて前記第二シリンダ内に部屋を形成する第二ピストンとを備え、
前記弾性部は、前記部屋に封入される気体を有して構成される気体ばねと、前記部屋に収容される弾性を有する粒状体のうちの少なくとも一方を有して構成される
ことを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダンパの中には、シリンダ内に作動油としてシリコンオイルを封入し、スプリングとしての機能と、ダンパとしての機能を併せ持つものがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のダンパのようにシリコンオイル等のオイルを減衰力発生用に利用する場合、オイルの流出を阻止するシールが必須になってコスト高になるとともに、液漏れの可能性を指摘される虞がある。そこで、本発明は、コストを低減するとともに、液漏れの問題を排除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】
【０００５】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、伸縮時に粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部と、伸縮時に弾性力を発揮する弾性部とを備える。そして、前記減衰部と前記弾性部は、前記減衰力と前記弾性力が並列に発揮されるように連結されている。上記構成によれば、ダンパの伸縮時に粒状体と減衰部との間に生じる摩擦力を減衰力として利用でき、減衰力発生用にオイル等の液体を利用せずに済む。また、粒状体は、オイル等の液体や気体と異なり、シールを設けなくても流出により失われることがないので、シールが不要になる。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成を備えるとともに、前記粒状体を収容する第一シリンダと、前記第一シリンダ内に移動可能に挿入されるロッドとを備え、前記減衰部が前記ロッドを有して構成される。このため、粒状体の変更と、ロッド径の変更により減衰力を調整できる。また、ピストンを設けない場合には、ダンパの構造を簡易にできる。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成を備えるとともに、前記ロッドに連結されて前記第一シリンダ内に配置される第一ピストンを備え、前記減衰部が前記第一ピストンを有して構成される。当該構成によれば、ピストンの形状によっても減衰力の調整ができるので、減衰力を調整するためのチューニング要素を増やすことができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の構成を備えるとともに、前記弾性部は、前記第一シリンダの外周に設けられ、前記第一シリンダと前記ロッドとの間に介装されるばねを有して構成される。当該構成によれば、ダンパのストロークを確保しつつ、ダンパの軸方向長さが長くなるのを防止できる。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記第一シリンダから軸方向に延びて、内部に前記ロッドが移動可能に挿入される第二シリンダと、前記ロッドに連結されて前記第二シリンダ内に部屋を形成する第二ピストンとを備え、前記弾性部は、前記部屋に封入される気体を有して構成される気体ばねと、前記部屋に収容される弾性を有する粒状体のうちの少なくとも一方を有して構成される。当該構成によれば、気体の給排による部屋内の圧力の変更と、粒状体の変更の一方又は両方で弾性力を調整できるので、弾性力を調整するためのチューニング要素が多く、ばね特性を所望の特性にできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のダンパによれば、コストを低減するとともに、液漏れの問題を排除できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るダンパの取付状態を簡略的に示した正面図である。
【図２】本発明の第一の一実施の形態に係るダンパの縦断面図であり、（ａ）はそのピストン部を示す。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係るダンパの縦断面図であり、（ａ）はそのピストン部を示す。
【図４】本発明の第二の実施の形態の変形例に係るダンパの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
＜第一の実施の形態＞
図１に示すように、本発明の第一の実施の形態に係るダンパＤ１は、例えば、荷物を運搬する台車、車いす、又はベビーカー等のキャスタＣに利用されている。具体的には、キャスタＣは、車体に固定されるブラケットＢと、ブラケットＢに揺動可能に支持されるリンクＬと、リンクＬの先端部に回転可能に支持される車輪Ｗとを備え、ブラケットＢとリンクＬとの間にダンパＤ１を介在させている。
【００１４】
ダンパＤ１は、図２に示すように、シリンダ１と、このシリンダ１内に移動可能に挿入されるロッド２と、シリンダ１の図２中左端開口を塞ぎ、中心部をロッド２が貫通する環状のロッドガイド１０と、ロッド２に連結されてシリンダ１内を軸方向に移動するピストン２０と、シリンダ１から外方へ突出するロッド２の図２中左端に連結されるばね受２１と、シリンダ１の外周に装着されるばね受１１と、両ばね受２１，１１の間に介装されるばね３とを備える。
【００１５】
そして、ダンパＤ１の両端に位置するばね受２１の図２中左端と、シリンダ１の図２中右端には、それぞれ取付部２２，１ｅが設けられており、取付部２２，１ｅの何れ一方がブラケットＢ（図１）に回転可能に連結され、他方がリンクＬ（図１）に回転可能に連結されている。このため、路面凹凸等により車輪Ｗ（図１）が上下に動くと、ロッド２がシリンダ１に出入りしてダンパＤ１が伸縮し、リンクＬ（図１）が揺動する。なお、ダンパＤ１の用途はキャスタＣに限られず、適宜変更できる。
【００１６】
以下、ダンパＤ１を構成する各部材について説明する。
【００１７】
シリンダ１は、筒状のシリンダ本体１ａと、このシリンダ本体１ａの図２中左側に連なり内周に螺子溝が形成される環状の連結部１ｂと、シリンダ本体１ａの図２中右側に連なり内径がシリンダ本体１ａの内径よりも小さい環状のガイド部１ｃと、ガイド部１ｃの図２中右側に連なり、内径がガイド部１ｃの内径よりも大きい筒状のカバー１ｄと、カバー１ｄの図２中右側に連なり、外径がカバー１ｄの外径よりも大きい筒状の取付部１ｅとを有する。この取付部１ｅは、肉厚が厚く、曲げに対する強度が高くなっており、取付部１ｅに挿通されるピン１２により、シリンダ１がブラケットＢ又はリンクＬに連結される。
【００１８】
また、シリンダ１において、連結部１ｂの内周には、ロッドガイド１０が螺合され、シリンダ本体１ａ、ロッドガイド１０及びガイド部１ｃで囲われる部屋Ｒ１に粒状体が収容されている。粒状体は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のエラストマーで形成された粒の集合であり、弾性を有する。そして、粒状体を構成する粒の各々は、少なくとも荷重がかからない状態で、独立して動けるようになっている。
【００１９】
ロッドガイド１０の内周とガイド部１ｃの内周には、それぞれブッシュ１３，１４が嵌合されており、これらブッシュ１３，１４の内側にロッド２が摺動自在に挿通されている。ブッシュ１３，１４とロッド２との間には、それぞれ摺動隙間が形成されるが、これらの隙間は狭い。このため、粒状体は、ロッド２とロッドガイド１０との間、及びロッド２とガイド部１ｃとの間にシール等を設けなくても、これらの間からシリンダ１外へ流出する心配がない。さらに、粒状体は、連結部１ｂとロッドガイド１０との間にシール等を設けなくても、これらの間からシリンダ１外へ流出する心配もない。
【００２０】
つづいて、ロッド２は、ロッドガイド１０とガイド部１ｃで軸方向に移動自在に支えられて部屋を貫通し、図２中左端がシリンダ１外へ延びる一方、図２中右端がカバー１ｄ内に配置される。そして、ロッド２の軸方向の略中央であって、部屋Ｒ１内に配置される部分の外周に、環状のピストン２０が設けられている。
【００２１】
ピストン２０は、ロッド２に固定され、ロッド２が図２中左右（軸方向）に動くと、当該ロッド２とともに移動して部屋Ｒ１の中を図２中左右に移動する。ピストン２０の外径は、ロッド２の外径よりも大きく、シリンダ本体１ａの内径よりも小さく形成されており、ピストン２０外周とシリンダ１内周との間に粒状体が通過可能な環状の隙間が形成される。さらに、ピストン２０の軸方向の両端部には、それぞれ栽頭円錐状のテーパ部２０ａ，２０ｂが設けられており、先端にかけて徐々に外径が小さくなっている（図２（ａ））。
【００２２】
また、ロッド２において、シリンダ１から外方へ突出する部分は、ばね受２１で覆われる。このばね受２１は、有底筒状に形成されていて、筒部２１ａをシリンダ１側に向けて配置されている。ロッド２は、ばね受２１の筒部２１ａ内を通って底部２１ｂの中心部に連結され、底部２１ｂにおけるロッド２の反対側に取付部２２が固定されている。そして、取付部２１ｃに挿通されるピン２３により、ロッド２がブラケットＢ又はリンクＬに連結される。
【００２３】
また、ばね受２１の筒部２１ａには、シリンダ１が移動自在に挿入されている。このため、ばね受２１でロッド２の摺動面を保護し、摺動面に土、砂、埃等の異物が付着したり、摺動面が傷付いたりするのを防止できる。筒部２１ａの内周をシリンダ１の外周に摺接させると、ロッド２の摺動面をより確実に保護できるが、筒部２１ａとシリンダ１との間に隙間があってもよい。
【００２４】
さらに、筒部２１ａの先端部の外周は拡径されており、筒部２１ａの先端と、この先端に対向するばね受１１との間にばね３が介装される。シリンダ１の外周には、ガイド部１ｃと取付部１ｅの境界に環状の段差１ｆが形成されており、ばね受１１は段差１ｆで支えられている。つまり、図２中、ばね３の左端がばね受２１を介してロッド２で支えられ、ばね３の右端がばね受１１を介してシリンダ１で支えられており、その結果、ばね３がロッド２とシリンダ１との間に介装された状態となる。ばね３は、線材を螺旋状に巻回して形成されるコイルばねであり、圧縮量に応じた弾性力を発揮する。
【００２５】
また、ロッド２において、カバー１ｄ内へ突出する図２中右端部の外周には、ワッシャ２４が装着されている。カバー１ｄは、ロッド２及びワッシャ２４に干渉しない内径で、ロッド２がシリンダ１に対して図２中左右（軸方向）に動いても、ロッド２がシリンダ１の内側に配置され、ピン１２に干渉しない長さに設定されている。よって、カバー１ｄでロッド２の摺動面を保護し、摺動面に土、砂、埃等の異物が付着したり、摺動面が傷付いたりするのを防止できる。さらに、ロッド２がシリンダ１から所定量退出すると、ワッシャ２４がガイド部１ｃに突き当たり、それ以上のロッド２の退出、即ち、ダンパＤ１の伸長が規制される。図２には、荷重が作用しない状態（無負荷状態）でのダンパＤ１を示しており、無負荷状態では、ばね３の弾性力によりワッシャ２４がガイド部１ｃに突き当たってダンパＤ１が伸び切った状態（最伸長状態）となる。
【００２６】
なお、ダンパＤ１では、カバー１ｄと取付部１ｅとの境界に、ばね受１１を支持する段差１ｆが設けられているが、当該段差１ｆをカバー１ｄの外周に設けてもよい。また、ばね受１１を廃し、段差１ｆをばね受として機能させて、シリンダ１自体でばね３の図２中右端を直接支持するようにしてもよい。
【００２７】
以下、本実施の形態に係るダンパＤ１の作動について説明する。
【００２８】
ロッド２がシリンダ１内に進入してダンパＤ１が収縮すると、ばね受２１がばね受１１に接近してばね３が圧縮されるので、ばね３の弾性力が大きくなる。さらに、ダンパＤ１の収縮時には、ピストン２０が部屋Ｒ１内を図２中右方へ移動するので、ピストン２０の図２中右側にある粒状体がピストン２０の外周にできる隙間を通ってピストン２０の左方へ移動する。すると、ピストン２０と粒状体との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力によりダンパＤ１の収縮が抑制される。
【００２９】
反対に、ロッド２がシリンダ１から退出してダンパＤ１が伸長すると、ばね受２１がばね受１１から離れてばね３が伸長するので、ばね３の弾性力が小さくなる。さらに、ダンパＤ１の伸長時には、ピストン２０が部屋Ｒ１内を図２中左方へ移動するので、ピストン２０の図３中左側にある粒状体がピストン２０の外周にできる隙間を通ってピストン２０の右方へ移動する。すると、ピストン２０と粒状体との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力によりダンパＤ１の伸長が抑制される。
【００３０】
そして、ダンパＤ１が取付状態にある場合、車体に加わる荷重に応じてダンパＤ１が収縮し、ばね３で車体を弾性支持するとともに、車輪Ｗが路面から受ける入力に応じてダンパＤ１が伸縮作動する。そして、ダンパＤ１が伸縮すると、路面凹凸による衝撃をばね３で吸収するとともに、ダンパＤ１の伸縮運動を、ピストン２０と粒状体との間に生じる摩擦力により減衰させる。
【００３１】
つまり、ダンパＤ１では、摩擦力を減衰力として利用しており、ピストン２０がダンパＤ１の伸縮時に粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部Ａ１であり、ばね３がダンパＤ１の伸縮時に弾性力を発揮する弾性部Ｅ１である。そして、ダンパＤ１の伸縮時に部屋Ｒ１内をピストン２０が移動するのでピストン２０と粒状体との間に摩擦力が生じるとともに、ばね３が伸縮するようになっており、減衰力と弾性力が並列に発揮されるように減衰部Ａ１と弾性部Ｅ１が連結されている。言い換えると、減衰部Ａ１と弾性部Ｅ１は、力学的に並列に配置されており、ダンパＤ１が減衰力と弾性力とを合せた力を発揮する。
【００３２】
そして、ダンパＤ１全体としての伸縮に抗する力をダンパＤ１の反力とすると、ダンパＤ１では、弾性部Ｅ１としてコイルばねであるばね３を利用しているので、ダンパＤ１の変位に対する弾性力の特性（ばね特性）は比例特性となり、ダンパＤ１の変位に対する反力の特性（反力特性）は上記特性に近くなる。さらに、減衰力として摩擦力を利用しているので、ダンパＤ１の反力特性にヒステリシスが生じる。このダンパＤ１の反力特性は、シリコンオイルを利用した従来のダンパの反力特性に近く、ダンパＤ１が車いすに利用される場合には、乗り心地を良好にできる。
【００３３】
さらに、ダンパＤ１の変位に対する減衰力の特性（減衰特性）は、粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状、並びに、ピストン２０とシリンダ１間のクリアランス、ピストン２０の軸方向長さ、及びテーパ部２０ａ，２０ｂの形状等の変更により調整できる。例えば、粒状体は弾性変形できるので、粒状体の粒の径をピストン２０とシリンダ１間のクリアランスよりも大きくすると、ダンパＤ１の伸縮時に粒状体の粒がピストン２０とシリンダ１との間で押しつぶされつつ移動するので、ピストン２０と粒状体との間に生じる摩擦力が大きくなり、減衰力が大きくなる。また、粒状体の硬度を高くしたり、充填率を高くしたりしても減衰力が大きくなる。さらに、ロッド２の外周面とピストン２０のテーパ部２０ａ，２０ｂの外周面がなす角度をテーパ部２０ａ，２０ｂの傾斜角θ（図２（ａ））とすると、この傾斜角θを小さくして９０度に近づけたり、ピストン２０の軸方向長さを長くしたりしも減衰力が大きくなる。そして、減衰力を大きくするとヒステリシスが大きくなる。このように、ダンパＤ１では、減衰力を調整するためのチューニング要素が多いので、減衰力を細かく調整し、所望の減衰特性を実現できる。
【００３４】
加えて、ダンパＤ１では、伸縮時にロッド２が部屋Ｒ１内を移動すると、ロッド２と粒状体との間にも摩擦力が生じる。つまり、ロッド２もピストン２０とともに減衰部Ａ１を構成するので、ロッド２の外径の変更によっても減衰力を変えられる。
【００３５】
また、ピストン２０がロッド２から外周側に張り出しているので、ダンパＤ１が伸縮すると、ピストン２０の進行方向にある粒状体がロッドガイド１０又はガイド部１ｃとピストン２０との間で圧縮されて弾性力を発揮する。つまり、部屋Ｒ１内の粒状体もばね３とともに弾性部Ｅ１を構成するので、ばね３の変更のみならず、粒状体の変更、ピストン２０の外径の変更、テーパ部２０ａ，２０ｂの傾斜角θの変更等によってもばね特性を変えられる。
【００３６】
以下、本実施の形態に係るダンパＤ１の作用効果について説明する。
【００３７】
本実施の形態において、弾性部Ｅ１は、シリンダ（第一シリンダ）１の外周に設けられ、シリンダ（第一シリンダ）１とロッド２との間に介装されるばね３を有して構成される。このため、弾性部Ｅ１と減衰部Ａ１とを構造的に並列にできるので、ストローク長を確保しつつダンパＤ１の軸方向長さを短くできる。また、ばね３として、コイルばねを利用した場合、ダンパＤ１の反力特性が比例特性に近くなる。しかし、弾性部Ｅ１の構成は、所望の反力特性に応じて適宜変更できる。例えば、弾性部Ｅ１が皿ばね、エアばね等、コイルばね以外のばねであってもよい。
【００３８】
また、本実施の形態において、ダンパＤ１は、粒状体を収容するシリンダ（第一シリンダ）１と、シリンダ１内に移動可能に挿入されるロッド２と、ロッド２に連結されてシリンダ１内に配置されるピストン（第一ピストン）２０とを備え、減衰部Ａ１がピストン（第一ピストン）２０を有して構成される。このため、ピストン２０の軸方向長さ、直径、テーパ部２０ａ，２０ｂの傾斜角θの変更により減衰力を調整できるので、チューニング要素が増えて、減衰力を一層細かく調整できる。
【００３９】
なお、前述のように、ダンパＤ１の伸縮時にロッド２と粒状体との間にも摩擦力が生じ、この摩擦力も減衰力として利用できるので、ピストン２０を廃してロッド２のみで減衰部Ａ１を構成するとしてもよい。さらに、ダンパＤ１は、ピストン２０の両側へロッド２が延びる両ロッド型（スルーロッド型）とされているが、ロッド２がピストン２０の片側へ延びる片ロッド型とされていてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態において、ダンパＤ１は、粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部Ａ１と、伸縮時に弾性力を発揮する弾性部Ｅ１とを備える。そして、減衰部Ａ１と弾性部Ｅ１は、減衰力と弾性力が並列に発揮されるように連結されている。上記構成によれば、ダンパＤ１の伸縮時に粒状体と減衰部Ａ１との間に生じる摩擦力を減衰力として利用でき、減衰力発生用の作動流体としてオイル等の液体を利用せずに済む。よって、ダンパＤ１では、液漏れが発生し得ず、液漏れの問題を排除できる。また、粒状体は、オイル等の液体や気体と異なり、シールを設けなくても流出により失われることがないので、シールが不要になる。よって、ダンパＤ１ではシールを廃してコストを削減できる。
【００４１】
さらに、上記構成によれば、粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状等により減衰力を変更できて、減衰力を調整するためのチューニング要素が非常に多い。よって、減衰力を細かく調整できるので、減衰特性を所望の特性にできる。また、粒状体として線膨張率の低い素材を選択すれば、温度変化による減衰力特性の変化を小さくできる。
【００４２】
＜第二の実施の形態＞
図３に示す本発明の第二の実施の形態に係るダンパＤ２は、ダンパＤ１と同様に、例えば、荷物を運搬する台車、車いす、又はベビーカー等のキャスタに利用されている。
【００４３】
そして、ダンパＤ２は、有底筒状の第一シリンダ４と、第一シリンダ４が底部４ａ側から内側に挿入されるとともに、第一シリンダ４から図３中右方へ延びる有底筒状の第二シリンダ５と、第二シリンダ５から第一シリンダ４が抜け出るのを防止するキャップ５０と、第一シリンダ４を貫通して第二シリンダ５内へ延び、軸方向に移動可能なロッド６と、第一シリンダ４の図３中左端開口を塞ぎ、中心部をロッド６が貫通する環状のロッドガイド４０と、ロッド６に連結されて第一シリンダ４内を軸方向に移動する第一ピストン６０と、ロッド６の図３中右端部に連結されて第二シリンダ５内を軸方向に移動する第二ピストン６１とを備える。
【００４４】
そして、ダンパＤ２の両端に位置するロッド６の図３中左端と、第二シリンダの図３中右端には、それぞれ取付部６２，５ｄが設けられており、取付部６２，５ｄの何れか一方がキャスタのブラケットに回転可能に連結され、他方がキャスタのリンクに回転可能に連結されている。このため、路面凹凸等によりキャスタの車輪が上下に動くと、ロッド６が第一シリンダ４及び第二シリンダ５内を軸方向に移動してダンパＤ２が伸縮し、リンクが揺動する。なお、ダンパＤ２の用途はキャスタに限られず、適宜変更できる。
【００４５】
以下、ダンパＤ２を構成する各部材について説明する。
【００４６】
第一シリンダ４は、環状の底部４ａと、底部４ａの外周から一方へ延びる筒部４ｂとを有して有底筒状に形成されていて、筒部４ｂの開口端部にロッドガイド４０が装着されている。そして、第一シリンダ４とロッドガイド４０で囲われる部屋である第一室Ｒ２に粒状体が収容されている。粒状体は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のエラストマーで形成された粒の集合であり、弾性を有する。そして、粒状体を構成する粒の各々は、少なくとも荷重がかからない状態で独立して動けるようになっている。
【００４７】
ロッドガイド４０の内周と第一シリンダ４の底部４ａの内周には、それぞれブッシュ４１，４２が嵌合されており、これらブッシュ４１，４２の内側にロッド６が摺動自在に挿通されている。ブッシュ４１，４２とロッド６との間には、それぞれ摺動隙間が形成されるが、これらの隙間は狭いので、ロッド６とロッドガイド４０との間、及びロッド６と底部４ａとの間にシール等を設けなくても、これらの間から粒状体が第一シリンダ４外へ流出することはない。
【００４８】
また、ロッドガイド４０の外周には、周方向に沿って環状のフランジ４０ａが設けられており、ロッドガイド４０を第一シリンダ４に嵌合すると、フランジ４０ａが第一シリンダ４の図３中左端で支えられる。また、ロッドガイド４０を第一シリンダ４に嵌合すれば、これらの間にシール等を設けなくても、粒状体が第一シリンダ４外へ流出することはない。
【００４９】
つづいて、第二シリンダ５は、内側に第一シリンダ４が挿入される外筒部５ａと、この外筒部５ａの図３中右側に連なり内径が外筒部５ａの内径よりも小さい有底筒状の第二シリンダ本体５ｂと、第二シリンダ本体５ｂの底部５ｃから図３中右方へ延びる取付部５ｄとを有する。
【００５０】
外筒部５ａの開口端部外周には螺子溝が形成されており、当該螺子溝を利用して第二シリンダ５にキャップ５０が螺合される。キャップ５０は、ロッド６の挿通を許容する貫通孔（符示せず）が形成されるとともに、ロッドガイド４０のフランジ４０ａに引っ掛かる環状の蓋部５０ａと、この蓋部５０ａの外周から一方へ延びて第二シリンダ５に螺合する環状のナット部５０ｂとを有する。また、第二シリンダ５の内周には、外筒部５ａと第二シリンダ本体５ｂとの境界に環状の段差５ｅが形成されており、第二シリンダ本体５ｂの内径が第一シリンダ４の外径よりも小さい。
【００５１】
このため、第一シリンダ４を第二シリンダ５内へ挿入するとともに、第一シリンダ４にロッドガイド４０を装着した状態で、ロッドガイド４０の図３中左方からキャップ５０を被せ、ナット部５０ｂを外筒部５ａに螺合すると、キャップ５０の蓋部５０ａと第二シリンダ５の段差５ｅにより第一シリンダ４が挟持され、第二シリンダ５に固定される。そして、第二シリンダ５と、この第二シリンダ５に固定される第一シリンダ４は、第二シリンダ５の取付部５ｄに挿通されるピン５１により、キャスタのブラケット又はリンクに連結される。以下、第一シリンダ４と第二シリンダ５とを合わせた部材を、シリンダ部材７とする。
【００５２】
つづいて、ロッド６は、キャップ５０を貫通するとともに、ロッドガイド４０と第一シリンダ４の底部４ａで軸方向に移動自在に支えられて第一室Ｒ２を貫通し、図３中左端が第一シリンダ４からシリンダ部材７外へ延びる一方、図３中右端が第二シリンダ本体５ｂ内に配置される。そして、ロッド６の軸方向の略中央であって、第一室Ｒ２内に配置される部分の外周に、環状の第一ピストン６０が設けられている。
【００５３】
第一ピストン６０は、ロッド６に固定され、ロッド６が図３中左右（軸方向）に動くと、当該ロッド６とともに移動して第一室Ｒ２の中を図３中左右に移動する。第一ピストン６０の外径は、ロッド６の外径よりも大きく、第一シリンダ４の筒部４ｂの内径よりも小さく形成されており、第一ピストン６０外周と第一シリンダ４内周との間に粒状体が通過可能な環状の隙間が形成される。さらに、第一ピストン６０の軸方向の両端部には、それぞれ栽頭円錐状のテーパ部６０ａ，６０ｂが設けられており、先端にかけて徐々に外径が小さくなっている（図３（ａ））。
【００５４】
また、ロッド６において、シリンダ部材７から外方へ突出する部分の先端には、取付部６２が固定されている。そして、取付部６２に挿通されるピン６３により、ロッド６がキャスタのブラケット又はリンクに連結される。なお、ダンパＤ２は、シリンダ部材７から外方へ突出するロッド６の外周を覆うカバーを備えていないが、カバーでロッド６の摺動面を保護するようにしてもよい。
【００５５】
また、ロッド６において、第二シリンダ本体５ｂ内へ突出するロッド６の図３中右端部の外周には、第二ピストン６１が設けられ、この第二ピストン６１で第二シリンダ５内に第二の部屋である第二室Ｒ３を形成する。この第二室Ｒ３にも、粒状体が収容されており、この粒状体も、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のエラストマーで形成された粒の集合であり、弾性を有する。そして、粒状体を構成する粒の各々は、少なくとも荷重がかからない状態で独立して動けるようになっている。図３中、第二室Ｒ３の粒状体の左端が第二ピストン６１を介してロッド６で支えられる一方、粒状体の右端は第二シリンダ５の底部５ｃで支えられている。その結果、第二室Ｒ３の粒状体は、ロッド６とシリンダ部材７との間に介装された状態となり、第二室Ｒ３の粒状体が圧縮量に応じた弾性力を発揮する。
【００５６】
さらに、ロッド６がシリンダ部材７から所定量退出すると、第二ピストン６１が第一シリンダ４の底部４ａに突き当たり、それ以上のロッド６の退出、即ち、ダンパＤ２の伸長が規制される。図３には、荷重が作用しない状態（無負荷状態）でのダンパＤ２を示しており、無負荷状態では、第二室Ｒ３の粒状体の弾性力により第二ピストン６１が底部に突き当たってダンパＤ２が伸び切った状態（最伸長状態）となる。
【００５７】
以下、本実施の形態に係るダンパＤ２の作動について説明する。
【００５８】
ロッド６がシリンダ部材７に進入してダンパＤ２が収縮すると、第二ピストン６１で第二室Ｒ３の粒状体が圧縮されるので、当該粒状体の弾性力が大きくなる。さらに、ダンパＤ２の収縮時には、第一ピストン６０が第一室Ｒ２内を図３中右方へ移動するので、第一ピストン６０の図３中右側にある粒状体が第一ピストン６０の外周にできる隙間を通って第一ピストン６０の左方へ移動する。すると、第一ピストン６０と粒状体との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力によりダンパＤ２の収縮が抑制される。
【００５９】
反対に、ロッド６がシリンダ部材７から退出してダンパＤ２が伸長すると、第二ピストン６１が第二室Ｒ３を拡大するので、当該第二室Ｒ３内の粒状体の弾性力が小さくなる。さらに、ダンパＤ２の伸長時には、第一ピストン６０が第一室Ｒ２内を図３中左方へ移動するので、第一ピストン６０の図３中左側にある粒状体が第一ピストン６０の外周にできる隙間を通って第一ピストン６０の右方へ移動する。すると、第一ピストン６０と粒状体との間に摩擦力が生じ、当該摩擦力によりダンパＤ２の伸長が抑制される。
【００６０】
そして、ダンパＤ２が取付状態にある場合、車体に加わる荷重に応じてダンパＤ２が収縮し、第二室Ｒ３に収容される弾性体で車体を弾性支持するとともに、車輪が路面から受ける入力に応じてダンパＤ２が伸縮作動する。そして、ダンパＤ２が伸縮すると、路面凹凸による衝撃を第二室Ｒ３の粒状体で吸収するとともに、ダンパＤ２の伸縮運動を、第一ピストン６０と第一室Ｒ２の粒状体との間に生じる摩擦力により減衰させる。
【００６１】
つまり、ダンパＤ２では、摩擦力を減衰力として利用しており、第一ピストン６０がダンパＤ２の伸縮時に第一室Ｒ２の粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部Ａ２であり、第二室Ｒ３の粒状体がダンパＤ２の伸縮時に弾性力を発揮する弾性部Ｅ２である。そして、ダンパＤ２の伸縮時に第一室Ｒ２内を第一ピストン６０が移動するので第一ピストン６０と第一室Ｒ２内の粒状体との間に摩擦力が生じるとともに、第二室Ｒ３内の弾性体が伸縮するようになっており、減衰力と弾性力が並列に発揮されるように減衰部Ａ２と弾性部Ｅ２が連結されている。言い換えると、減衰部Ａ２と弾性部Ｅ２は、力学的に並列に配置されており、ダンパＤ２が減衰力と弾性力とを合わせた力を発揮する。
【００６２】
そして、ダンパＤ２全体としての伸縮に抗する力をダンパＤ２の反力とすると、ダンパＤ２では、弾性部Ｅ２としてエラストマーで形成された粒状体を利用しているので、ダンパＤ２の変位に対する弾性力の特性（ばね特性）は非線形特性になり、ダンパＤ２の変位に対する反力の特性（反力特性）は上記特性に近くなる。そして、減衰力として摩擦力を利用しているので、ダンパＤ２の反力特性にヒステリシスが生じて、ダンパＤ２が車いすに利用される場合には、乗り心地を良好にできる。
【００６３】
また、ダンパＤ２の変位に対する減衰力の特性（減衰特性）は、粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状、並びに、第一ピストン６０と第一シリンダ４間のクリアランス、第一ピストン６０の軸方向長さ、及びテーパ部６０ａ，６０ｂの形状等の変更により調整できる。例えば、粒状体は弾性変形できるので、粒状体の粒の径を第一ピストン６０と第一シリンダ４間のクリアランスよりも大きくすると、ダンパＤ２の伸縮時に粒状体の粒が第一ピストン６０と第一シリンダ４との間で押しつぶされつつ移動するので、第一ピストン６０と粒状体との間に生じる摩擦力が大きくなり、減衰力が大きくなる。また、粒状体を構成する粒の硬度を高くしたり、充填率を高くしたりしても減衰力が大きくなる。さらに、ロッド６の外周面と第一ピストン６０のテーパ部６０ａ，６０ｂの外周面がなす角度をテーパ部６０ａ，６０ｂの傾斜角θ（図３（ａ））とすると、この傾斜角θを小さくして９０度に近づけたり、第一ピストン６０の軸方向長さを長くしたりしも減衰力が大きくなる。そして、このように減衰力を大きくするとヒステリシスが大きくなる。
【００６４】
加えて、ダンパＤ２では、伸縮時にロッド６が第一室Ｒ２内を移動すると、ロッド６と第一室Ｒ２の粒状体との間にも摩擦力が生じる。つまり、ロッド６も第一ピストン６０とともに減衰部Ａ２を構成するので、ロッド６の外径の変更によっても減衰力を変えられる。
【００６５】
また、ダンパＤ２では、第二室Ｒ３に収容される粒状体を有して弾性部Ｅ２が構成されるので、第二室Ｒ３の粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状、並びに、第二室Ｒ３の容積によりダンパＤ２のばね特性を変更できる。さらに、第一ピストン６０がロッド６から外周側に張り出しているので、第一室Ｒ２内の粒状体も第二室Ｒ３の粒状体とともに弾性部Ｅ２を構成し、第一室Ｒ２に収容される粒状体の変更、第一ピストン６０の外径の変更、テーパ部６０ａ，６０ｂの傾斜角θの変更等によってもばね特性を変えられる。このように、ダンパＤ２では、ばね特性を調整するためのチューニング要素が多いので、弾性力を細かく調整し、所望のばね特性を実現できる。
【００６６】
以下、本実施の形態に係るダンパＤ２の作用効果について説明する。
【００６７】
本実施の形態において、ダンパＤ２は、第一シリンダ４から軸方向に延びて、内部にロッド６が移動可能に挿入される第二シリンダ５と、ロッド６に連結されて第二シリンダ５内に第二室（部屋）Ｒ３を形成する第二ピストン６１とを備える。そして、弾性部Ｅ２が、第二室（部屋）Ｒ３に収容される弾性を有する粒状体を有して構成される。このため、第二室Ｒ３の粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状、並びに、第二室Ｒ３の容積によりダンパＤ２のばね特性を調整できる。このように、弾性部Ｅ２に弾性を有する粒状体を利用すると、ばね特性を調整するためのチューニング要素が非常に多いので、所望のばね特性を実現できる。
【００６８】
また、上記構成によれば、減衰力を発揮するための粒状体を収容する部屋と、弾性力を発揮するための粒状体を収容する部屋が第一室Ｒ２と第二室Ｒ３に分かれており、減衰力発生用の粒状体と弾性力発生用の粒状体が混ざり合うことがない。このため、各部屋の粒状体の変更により減衰特性とばね特性を略独立して調整できるので、調整が容易である。しかし、第一ピストン６０と第二ピストン６１の配置をダンパＤ２と逆にして、粒状体を収容する部屋を一つにしてもよい。
【００６９】
具体的に、ダンパＤ２を前述のように変更したものを図４に示す。図４に示す当該変形例に係るダンパＤ４は、シリンダ（第一シリンダ）８と、シリンダ８内に移動可能に挿入されるロッド９と、ロッド９に連結されてシリンダ８内に部屋Ｒ４を形成する第二ピストン９０と、ロッド９の先端に連結されて部屋Ｒ４内に配置される第一ピストン９１とを備える。そして、部屋Ｒ４には弾性を有する粒状体が収容されており、減衰部Ａ３が第一ピストン９１を有して構成され、弾性部Ｅ３が粒状体を有して構成される。このようなダンパＤ３では、ばね特性を変更しようとすると、減衰特性も同時に変更されるが、この場合にも、減衰力及び弾性力を調整するためのチューニング要素が多い。
【００７０】
また、ダンパＤ２，Ｄ３では、第二室Ｒ３又は部屋Ｒ４を密閉する場合、第二室Ｒ３又は部屋Ｒ４に収容される粒状体の粒と粒との間の空隙に存在する気体（エア）が第二室Ｒ３又は部屋Ｒ４に封入されて気体ばねとして機能するので、この気体ばねも弾性部Ｅ２，Ｅ３の構成要素となる。すると、第二室Ｒ３又は部屋Ｒ４内への気体（エア）の給排によっても弾性力を変更でき、第二室Ｒ３又は部屋Ｒ４に圧縮エアを充填して加圧すると、弾性部Ｅ２，Ｅ３による弾性力を大きくできる。なお、弾性部Ｅ２，Ｅ３の構成は、上記に限らず、適宜変更できる。例えば、第二室Ｒ３と部屋Ｒ４に収容される弾性体を廃して気体のみを封入し、気体ばねとして機能させたり、コイルばね、皿ばね等の金属製のばねを収容したりしてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態において、ダンパＤ２は、粒状体を収容する第一シリンダ４と、第一シリンダ４内に移動可能に挿入されるロッド６と、ロッド６に連結されて第一シリンダ４内に配置される第一ピストン６０とを有して構成される。このため、第一ピストン６０の軸方向長さ、直径、テーパ部６０ａ，６０ｂの傾斜角θの変更により減衰力を調整できるので、チューニング要素が増えて、減衰力を一層細かく調整できる。当該効果は、ダンパＤ３でも同様に得られる。
【００７２】
なお、前述のように、ダンパＤ２の伸縮時にロッド６と粒状体との間にも摩擦力が生じ、この摩擦力も減衰力として利用できるので、第一ピストン６０を廃してロッド６のみで減衰部Ａ２を構成するとしてもよい。このような変更はダンパＤ３でも可能である。さらに、ダンパＤ３は第一ピストン９１の片側へロッド９が延びる片ロッド型とされているが、両ロッド型でもよい。
【００７３】
また、本実施の形態において、ダンパＤ２，Ｄ３は、伸縮時に粒状体を利用して減衰力を発揮する減衰部Ａ２，Ａ３と、伸縮時に弾性力を発揮する弾性部Ｅ２，Ｅ３とを備える。そして、減衰部Ａ２，Ａ３と弾性部Ｅ２，Ｅ３は、減衰力と弾性力が並列に発揮されるように連結されている。上記構成によれば、ダンパＤ２，Ｄ３の伸縮時に粒状体と減衰部Ａ２，Ａ３との間に生じる摩擦力を減衰力として利用でき、減衰力発生用の作動流体としてオイル等の液体を利用せずに済む。よって、ダンパＤ２，Ｄ３では、液漏れが発生し得ず、液漏れの問題を排除できる。また、粒状体は、オイル等の液体や気体と異なり、シールを設けなくても流出により失われることがないので、シールが不要になる。よって、ダンパＤ２，Ｄ３ではシールを削減してコストを削減できる。
【００７４】
さらに、上記構成によれば、粒状体の粒の径、硬度、充填率、及び形状等により減衰力を変更できて、減衰力を調整するためのチューニング要素が非常に多い。よって、減衰力を細かく調整できるので、減衰特性を所望の特性にできる。また、粒状体として線膨張率の低い素材を選択すれば、温度変化による減衰力特性の変化を小さくできる。
【００７５】
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、及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・減衰部、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・・ダンパ、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３・・・弾性部、Ｒ１，Ｒ４・・・部屋、Ｒ２・・・第一室（部屋）、Ｒ３・・・第二室（部屋）、１，８・・・シリンダ（第一シリンダ）、２，６，９・・・ロッド、３・・・ばね、４・・・第一シリンダ、５・・・第二シリンダ、２０・・・ピストン（第一ピストン）、６０，９１・・・第一ピストン、６１，９０・・・第二ピストン
【図１】
2018013191.tif 000003
【図２】
2018013191.tif 000004
【図３】
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【図４】
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