特開 2023-141863 緩衝装置および移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023141863

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】緩衝装置および移動体

(51)【国際特許分類】

   F16F 9/508 20060101AFI20230928BHJP

   F16F 9/26 20060101ALI20230928BHJP

   B60G 13/08 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

F16F9/508

F16F9/26

B60G13/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022048403

(22)【出願日】2022-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】建石 湧斗

【テーマコード（参考）】

3D301

3J069

【Ｆターム（参考）】

3D301DA28

3D301DA33

3D301DA44

3D301DB35

3D301DB40

3D301DB45

3J069AA56

3J069AA58

3J069BB03

3J069EE02

3J069EE64

(57)【要約】

【課題】使い勝手のよい緩衝装置および移動体を提供する。
【解決手段】緩衝装置は、第１部材と第２部材との間に設けられる入力緩衝器と、入力緩衝器から延び作動流体が流通する管路と、管路に接続された第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置と、を備えている。第１衝撃吸収装置の第２筒体内には、第２ピストンが所定速度以上で移動するときに高粘度化するダイラタント流体が封入されており、第２衝撃吸収装置の第２筒体内には、非ダイラタント流体が封入されている。管路に設けられたリリーフ弁は、入力緩衝器に第１入力状態がなされている場合には、閉状態が維持され、入力緩衝器に第１入力状態よりも大きい第２入力状態がなされてダイラタント流体が高粘度化することにより入力緩衝器内の圧力が基準値以上となった場合には、開状態となり入力緩衝器から第２衝撃吸収装置に向けて作動流体が流れるのを許容する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部材と第２部材との間に設けられる入力緩衝器と、前記入力緩衝器から延び作動流体が流通する管路と、前記管路に接続された第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置と、
を備え、
前記第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置は、
前記管路に接続されるシリンダ装置と、
前記シリンダ装置内から外部に延出するロッドと、
前記ロッドの先端側に設けられるサスペンションと、
を有し、
前記シリンダ装置は、
前記管路が接続された第１室と、前記ロッドが位置する第２室と、を有する第１筒体と、
前記第１筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドが連結された第１ピストンと、
を有し、
前記サスペンションは、
第２筒体と、
前記第２筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドの先端に連結された第２ピストンと、
前記ロッドにより前記第２ピストンを移動させたときに前記第２ピストンを戻す方向に付勢する付勢部材と、
を有し、
前記第１衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、前記第２ピストンが所定速度以上で移動するときに高粘度化するダイラタント流体が封入されており、
前記第２衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、非ダイラタント流体が封入されており、
前記管路は、前記入力緩衝器と前記第２衝撃吸収装置との間にリリーフ弁を有し、
前記リリーフ弁は、
前記入力緩衝器に第１入力状態がなされている場合には、閉状態が維持され、
前記入力緩衝器に前記第１入力状態よりも大きい第２入力状態がなされて前記ダイラタント流体が高粘度化することにより前記入力緩衝器内の圧力が基準値以上となった場合には、開状態となり前記入力緩衝器から前記第２衝撃吸収装置に向けて前記作動流体が流れるのを許容する、緩衝装置。

【請求項2】

前記管路は、
前記入力緩衝器と前記第１衝撃吸収装置との間を接続する第１管路と、
前記入力緩衝器と前記第２衝撃吸収装置との間を接続し、前記リリーフ弁を有する第２管路と、
前記第２衝撃吸収装置と前記入力緩衝器との間を接続し、前記第２衝撃吸収装置から前記入力緩衝器に向けてのみ前記作動流体が流れるのを許容するチェック弁を有する第３管路と、
を有する、請求項１に記載の緩衝装置。

【請求項3】

前記第２衝撃吸収装置の前記付勢部材のばね定数は、前記第１衝撃吸収装置の前記付勢部材のばね定数よりも小さい、請求項１または２に記載の緩衝装置。

【請求項4】

前記第２衝撃吸収装置の前記第２ピストンのストローク長さは、前記第１衝撃吸収装置の前記第２ピストンのストローク長さよりも大きい、請求項１～３のいずれか１項に記載の緩衝装置。

【請求項5】

第１部材と、
前記第１部材に対して相対移動する第２部材と、
請求項１～４のいずれか１項に記載の緩衝装置と、
を備えた、移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、緩衝装置および移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

車両や建築物などの振動や衝撃を和らげる緩衝装置が知られている。このような緩衝装置については、種々の環境下で使い勝手のよいものが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０４７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、使い勝手のよい緩衝装置および移動体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る緩衝装置は、第１部材と第２部材との間に設けられる入力緩衝器と、前記入力緩衝器から延び作動流体が流通する管路と、前記管路に接続された第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置と、を備え、前記第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置は、前記管路に接続されるシリンダ装置と、前記シリンダ装置内から外部に延出するロッドと、前記ロッドの先端側に設けられるサスペンションと、を有し、前記シリンダ装置は、前記管路が接続された第１室と、前記ロッドが位置する第２室と、を有する第１筒体と、前記第１筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドが連結された第１ピストンと、を有し、前記サスペンションは、第２筒体と、前記第２筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドの先端に連結された第２ピストンと、前記ロッドにより前記第２ピストンを移動させたときに前記第２ピストンを戻す方向に付勢する付勢部材と、を有し、前記第１衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、前記第２ピストンが所定速度以上で移動するときに高粘度化するダイラタント流体が封入されており、前記第２衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、非ダイラタント流体が封入されており、前記管路は、前記入力緩衝器と前記第２衝撃吸収装置との間にリリーフ弁を有し、前記リリーフ弁は、前記入力緩衝器に第１入力状態がなされている場合には、閉状態が維持され、前記入力緩衝器に前記第１入力状態よりも大きい第２入力状態がなされて前記ダイラタント流体が高粘度化することにより前記入力緩衝器内の圧力が基準値以上となった場合には、開状態となり前記入力緩衝器から前記第２衝撃吸収装置に向けて前記作動流体が流れるのを許容する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】緩衝装置の入力緩衝器に緩慢な力が加わった場合の作動流体の流れを表すブロック図である。

【図2】緩衝装置の入力緩衝器に急激な力が加わった場合の作動流体の流れを表すブロック図である。

【図3】図１中の第１衝撃吸収装置の断面図である。

【図4】緩衝装置を車両に適用した場合の一例を表す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

図１は、緩衝装置の入力緩衝器に緩慢な力が加わった場合の作動流体の流れを表すブロック図である。
図２は、緩衝装置の入力緩衝器に急激な力が加わった場合の作動流体の流れを表すブロック図である。
図３は、図１中の第１衝撃吸収装置の断面図である。

【0009】

緩衝装置１０は、例えば車両や建築物などに加わる振動や衝撃を和らげる。緩衝装置１０は、入力緩衝器２０と、管路３０と、第１衝撃吸収装置５０と、第２衝撃吸収装置８０と、を備えている。

【0010】

入力緩衝器２０は、第１部材と第２部材との間に設けられる。第１部材は、例えば車両の車輪側の部材であり、第２部材は、車両のボディ側の部材となっている。入力緩衝器２０は、第１部材から第２部材へ伝達するエネルギを吸収することにより、第２部材の振動や衝撃を抑制する。そして、入力緩衝器２０は、筒体２２と、ピストン２４と、ロッド２６と、を有している。

【0011】

筒体２２は、例えば円筒体に形成され、入力緩衝器２０の外殻を構成している。筒体２２の内部は、ピストン２４により第１室２２ａと第２室２２ｂとに区画されている。第１室２２ａには、空気が封入されている。筒体２２は、第１室２２ａと外部とを連通する連通孔２２ｃを有している。第２室２２ｂには、作動流体Ｈ（例えば、作動油）が封入されている。第２室２２ｂには、後述する管路３０が接続されている。

【0012】

ピストン２４は、筒体２２内に摺動可能に設けられている。ピストン２４は、例えば筒体２２の内部形状に合わせて円板状に形成されている。ピストン２４は、筒体２２の内面との間にシール部材２５を有している。シール部材２５は、第２室２２ｂ内の作動流体Ｈが第１室２２ａ内に漏れるのを抑制するとともに、ピストン２４を筒体２２内で円滑に摺動させる。

【0013】

ロッド２６は、筒体２２の第１室２２ａ内に位置している。すなわち、ロッド２６は、基端側がピストン２４に連結され、第１室２２ａ内を延びている。ロッド２６は、先端側が筒体２２の外部に突出している。ロッド２６は、筒体２２に対して伸縮可能となっている。すなわち、ロッド２６は、筒体２２からの突出量が変化する。第１部材は、ロッド２６の先端に取り付けられる。一方、第２部材は、筒体２２に取り付けられる。第１部材が受ける振動や衝撃は、ロッド２６を介してピストン２４を移動させる。

【0014】

図１に示すように、ロッド２６は、矢示方向の力Ｆ１が作用すると縮小する。この場合、ピストン２４は、第２室２２ｂを狭める方向に移動する。これにより、第２室２２ｂ内の作動流体Ｈは、ピストン２４により押圧されて管路３０に流出する。一方、管路３０から第２室２２ｂに作動流体Ｈが流入した場合には、作動流体Ｈの圧力によりピストン２４が第１室２２ａを狭める方向に移動する。これにより、ロッド２６は、筒体２２に対して伸長する。

【0015】

管路３０は、例えば樹脂材料および金属材料からなり、入力緩衝器２０から延びている。管路３０は、入力緩衝器２０と、第１衝撃吸収装置５０および第２衝撃吸収装置８０と、の間を接続している。管路３０は、入力緩衝器２０と第１衝撃吸収装置５０との間および入力緩衝器２０と第２衝撃吸収装置８０との間で作動流体Ｈを流通させる。管路３０は、第１管路３２と、第２管路３４と、第３管路３６と、を有している。

【0016】

第１管路３２は、入力緩衝器２０と第１衝撃吸収装置５０との間を接続している。第１管路３２は、一端側が入力緩衝器２０の第２室２２ｂに接続され、他端側が第１衝撃吸収装置５０のシリンダ装置５２に接続されている。作動流体Ｈは、第１管路３２を介して入力緩衝器２０とシリンダ装置５２との間を往復動する。

【0017】

第２管路３４および第３管路３６は、入力緩衝器２０と第２衝撃吸収装置８０との間を接続している。この例では、第２管路３４は、一端側が第１管路３２に接続され、他端側が第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２に接続されている。第２管路３４は、入力緩衝器２０からシリンダ装置８２に向けて作動流体Ｈを流す供給管路となっている。

【0018】

一方、第３管路３６は、一端側が第１管路３２に接続され、他端側が第２管路３４に接続されている。第３管路３６は、シリンダ装置８２から入力緩衝器２０に向けて作動流体Ｈを流す戻し管路となっている。第２管路３４および第３管路３６は、それぞれ一方向にのみ作動流体Ｈが流通する。そのために、第２管路３４および第３管路３６は、バルブユニット４０を有している。

【0019】

バルブユニット４０は、入力緩衝器２０内の作動流体Ｈを第１衝撃吸収装置５０に向けて流すか、第２衝撃吸収装置８０に向けて流すかを制御する。バルブユニット４０は、リリーフ弁４２と、チェック弁４４と、を有する。

【0020】

第２管路３４は、リリーフ弁４２を有している。リリーフ弁４２は、常時は閉状態となっている。リリーフ弁４２が閉状態となっている場合には、入力緩衝器２０の第１室２２ｂと、第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２と、の間で作動流体Ｈが流通するのが遮断されている。

【0021】

入力緩衝器２０の第２室２２ｂ内の圧力が上がると、第２管路３４のうちリリーフ弁４２の上流側（第１管路３２側）の圧力も上がる。そして、第２室２２ｂ内の圧力が基準値以上になると、リリーフ弁４２が閉状態から開状態に切り替わる。これにより、リリーフ弁４２は、入力緩衝器２０から第２管路３４を介して第２衝撃吸収装置８０に作動流体Ｈが流れるのを許容する。一方、リリーフ弁４２は、入力緩衝器２０の第２室２２ｂ内の圧力が下がり、リリーフ弁４２の上流側の圧力が低下すると、開状態から閉状態に切り替わる。リリーフ弁４２の開閉切り替えについては、後で詳しく説明する。

【0022】

第３管路３６は、チェック弁４４を有している。チェック弁４４は、第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２から入力緩衝器２０に向けて作動流体Ｈが流れるのを許容し、作動流体Ｈが逆方向に流れるのを抑制する。

【0023】

第１衝撃吸収装置５０は、第１管路３２を介して入力緩衝器２０と接続されている。第１衝撃吸収装置５０は、入力緩衝器２０に入力された力が緩慢な場合に、その力を減衰させるように作動する。力が緩慢な場合とは、ロッド２６に対する仕事率（単位時間当たりの力×変位量）が基準値未満の第１入力状態の場合である。第１衝撃吸収装置５０は、シリンダ装置５２、ロッド６０、およびサスペンション７０を有している。

【0024】

シリンダ装置５２は、管路３０（第１管路３２）に接続されている。シリンダ装置５２は、入力緩衝器２０に入力された力（エネルギ）をサスペンション７０に伝達させるとともに、サスペンション７０からの反力を入力緩衝器２０に伝達させる。シリンダ装置５２は、第１管路３２に接続された第１筒体５４と、第１筒体５４の内部に設けられた第１ピストン５６と、を有している。

【0025】

第１筒体５４は、例えば円筒体に形成され、シリンダ装置５２の外殻を構成している。第１筒体５４の内部は、第１ピストン５６により第１室５４ａと第２室５４ｂとに区画されている。第１室５４ａは、第１管路３２に接続されており、作動流体Ｈが封入されている。第２室５４ｂには、ロッド６０が位置しており、空気が封入されている。第１筒体５４は、第２室５４ｂと外部とを連通する連通孔５４ｃを有している。

【0026】

第１ピストン５６は、第１筒体５４内に摺動可能に設けられている。第１ピストン５６は、例えば第１筒体５４の内部形状に合わせて円板状に形成されている。第１ピストン５６は、第１筒体５４の内面との間にシール部材５８を有している。シール部材５８は、第１室５４ａ内の作動流体Ｈが第２室５４ｂ内に漏れるのを抑制するとともに、第１ピストン５６を第１筒体５４内で円滑に摺動させる。

【0027】

ロッド６０は、シリンダ装置５２の第１筒体５４の内部から外部（サスペンション７０側）に向けて延出している。ロッド６０は、基端側が第１ピストン５６に連結され、第２室５４ｂ内を延びている。ロッド６０は、第１筒体５４に対して伸縮可能となっている。すなわち、ロッド６０は、第１筒体５４からの突出量が変化する。

【0028】

第１管路３２から第１筒体５４の第１室５４ａ内に作動流体Ｈが流入した場合には、作動流体Ｈの圧力により第１ピストン５６が第２室５４ｂを狭める方向に移動する。これにより、ロッド６０は、第１筒体５４に対して伸長する。一方、ロッド６０が第１筒体５４に対して縮小すると、第１ピストン５６が第１室５４ａを狭める方向に移動する。これにより、第１室５４ａ内の作動流体Ｈは、第１管路３２に流出する。

【0029】

サスペンション７０は、ロッド６０の先端側に設けられている。ロッド６０の先端は、サスペンション７０の第２筒体７２内に位置している。すなわち、サスペンション７０とシリンダ装置５２とは、ロッド６０により接続されている。サスペンション７０は、第２筒体７２、第２ピストン７３、および付勢部材７７を有している。

【0030】

第２筒体７２は、例えば円筒体に形成され、サスペンション７０の外殻を構成している。第２筒体７２の内部は、第２ピストン７３により第１室７２ａと第２室７２ｂとに区画されている。第２筒体７２内には、急激な変位が加わった場合に高粘度化するダイラタント流体Ｄが封入されている。力が急激な場合とは、ロッド２６に対する仕事率（単位時間当たりの力×変位量）が基準値以上の第２入力状態の場合である。

【0031】

第２ピストン７３は、第２筒体７２内に摺動可能に設けられている。第２ピストン７３は、例えば第２筒体７２の内部形状に合わせて円板状に形成されている。第２ピストン７３は、ロッド６０の先端に連結されている。第２ピストン７３は、厚さ方向に貫通する貫通孔７３ａを有している。貫通孔７３ａは、ロッド６０の周囲に離間して複数個（例えば、４個）形成されている。貫通孔７３ａは、第２筒体７２の第１室７２ａと第２室７２ｂとの間を連通している。

【0032】

これにより、第２ピストン７３が第２室７２ｂ側に移動した場合には、第２室７２ｂ内のダイラタント流体Ｄが貫通孔７３ａを介して第１室７２ａに流れる。また、第２ピストン７３が第１室７２ａ側に移動した場合には、第１室７２ａ内のダイラタント流体Ｄが貫通孔７３ａを介して第２室７２ｂに流れる。すなわち、貫通孔７３ａは、ダイラタント流体Ｄの流路となっている。貫通孔７３ａの孔径および個数は、第２ピストン７３とダイラタント流体Ｄとの間の抵抗や後述の付勢部材７７のばね定数などに基づき実験、シミュレーションにより設定されている。

【0033】

第２ピストン７３は、第２筒体７２の内面との間にシール部材７４を有している。シール部材７４は、第１室７２ａ内と第２室７２ｂとの間でダイラタント流体Ｄが漏れるのを抑制するとともに、第２ピストン７３を第２筒体７２内で円滑に摺動させる。

【0034】

サスペンション７０は、付勢部材７７が挟持される受け部７５およびフランジ７６を有している。受け部７５は、第２筒体７２のボトム側に設けられている。受け部７５の外径は、第２筒体７２の外径よりも大きくなっている。受け部７５は、付勢部材７７の一側を支持している。

【0035】

フランジ７６は、第２筒体７２と第１筒体５４との間に位置して、ロッド６０に設けられている。フランジ７６の外径は、第２筒体７２の外径よりも大きくなっている。受け部７５とフランジ７６とは、例えば同じ形状、大きさとなっている。フランジ７６は、ロッド６０と一緒に移動する。フランジ７６は、付勢部材７７の他側を支持している。

【0036】

付勢部材７７は、受け部７５とフランジ７６との間に設けられている。付勢部材７７は、例えばコイルばねとなっており、第２筒体７２の外周側を巻回している。付勢部材７７は、ロッド６０により第２ピストン７３を移動させたときに第２ピストン７３を戻す方向に付勢する。すなわち、第２ピストン７３が第２筒体７２の第２室７２ｂ側に移動した場合には、フランジ７６が付勢部材７７を縮小させる。

【0037】

第２衝撃吸収装置８０は、第２管路３４および第３管路３６を介して入力緩衝器２０と接続されている。第１衝撃吸収装置５０と第２衝撃吸収装置８０とは、管路３０により入力緩衝器２０に対して並列状態で接続されている。第２衝撃吸収装置８０は、入力緩衝器２０に入力された力が急激な場合に、その力を減衰させるように作動する。第２衝撃吸収装置８０は、その大部分が第１衝撃吸収装置５０と同様の構成となっているので、以下、第１衝撃吸収装置５０との相違点について詳しく説明する。

【0038】

第２衝撃吸収装置８０は、シリンダ装置８２、ロッド９０、およびサスペンション１００を有している。シリンダ装置８２は、第１衝撃吸収装置５０のシリンダ装置５２に対応している。シリンダ装置８２は、第１筒体８４と、第１ピストン８６と、を有している。

【0039】

第１筒体８４の内部は、第１ピストン８６により第１室８４ａと第２室８４ｂとに区画されている。また、第１筒体８４は、第２室８４ｂと外部とを連通する連通孔８４ｃを有している。第１室８４ａは、第２管路３４に接続されており、作動流体Ｈが封入されている。第２室８４ｂには、ロッド９０が位置しており、空気が封入されている。

【0040】

第１ピストン８６は、第１筒体８４内に摺動可能に設けられている。第１ピストン８６は、第１筒体８４の内面との間にシール部材８８を有している。シール部材８８は、第１室８４ａ内の作動流体Ｈが第２室８４ｂ内に漏れるのを抑制するとともに、第１ピストン８６を第１筒体８４内で円滑に摺動させる。

【0041】

ここで、第１衝撃吸収装置５０のシリンダ装置５２と第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２との相違点について説明する。第１ピストン８６のストローク長さは、第１ピストン５６のストローク長さよりも大きくなっている。

【0042】

従って、例えば第２衝撃吸収装置８０の第１筒体８４の長手方向の長さ寸法は、第１衝撃吸収装置５０の第１筒体５４の長手方向の長さ寸法よりも長くなっている。なお、第１ピストン８６のストロークエンドが第１ピストン５６のストロークエンドよりもボトム側になるように構成されていてもよい。このような場合には、第１筒体８４と第１筒体５４との長手方向の長さが同じでもよい。

【0043】

ロッド９０は、第１衝撃吸収装置５０のロッド６０に対応している。ロッド９０は、基端側が第１ピストン８６に連結され、第２室８４ｂ内を延びている。ロッド９０は、第１ピストン８６の移動により第１筒体８４に対して伸縮する。すなわち、ロッド９０は、第１筒体８４からの突出量が変化する。

【0044】

サスペンション１００は、第１衝撃吸収装置５０のサスペンション７０に対応している。サスペンション１００は、第２筒体１０２、第２ピストン１０３、および付勢部材１０７を有している。第２筒体１０２は、第１衝撃吸収装置５０の第２筒体７２に対応している。第２筒体１０２の内部は、第２ピストン１０３により第１室１０２ａと第２室１０２ｂとに区画されている。

【0045】

第２ピストン１０３は、第１室１０２ａと第２室１０２ｂとの間を連通する貫通孔（図示せず）を有している。この貫通孔は、第２ピストン７３の貫通孔７３ａに対応している。なお、第２ピストン１０３の貫通孔と、第２ピストン７３の貫通孔７３ａとは、個数や孔径が異なっていてもよい。第２ピストン１０３は、第２筒体１０２の内面との間にシール部材（図示せず）を有している。このシール部材は、第２ピストン７３のシール部材７４に対応している。

【0046】

付勢部材１０７は、受け部１０５と、フランジ１０６との間に挟持されている。付勢部材１０７は、第１衝撃吸収装置５０の付勢部材７７に対応している。また、受け部１０５およびフランジ１０６は、第１衝撃吸収装置５０の受け部７５およびフランジ１０６にそれぞれ対応している。

【0047】

次に、第２衝撃吸収装置８０のサスペンション１００と、第１衝撃吸収装置５０のサスペンション７０と、の相違点について説明する。

【0048】

第１衝撃吸収装置５０の第２筒体７２内には、第２ピストン７３が所定速度以上で移動するときに高粘度化するダイラタント流体Ｄが封入されている。一方、第２衝撃吸収装置８０の第２筒体１０２内には、非ダイラタント流体が封入されている。非ダイラタント流体は、例えばニュートン流体となっている。ニュートン流体は、例えば作動流体Ｈ（作動油）と同じものである。なお、非ダイラタント流体は、塑性流体や擬塑性流体でもよい。

【0049】

第１管路３２内を流れる作動流体Ｈの速度が遅い場合には、第１衝撃吸収装置５０の付勢部材７７により衝撃を抑制することができるとともに、サスペンション７０により付勢部材７７の動き（振幅）を抑制することができる。一方、第１管路３２内を流れる作動流体Ｈの速度が速い場合には、第２衝撃吸収装置８０の付勢部材１０７により衝撃を抑制することができるとともに、サスペンション１００により付勢部材１０７の動き（振幅）を抑制することができる。

【0050】

すなわち、緩衝装置１０は、入力緩衝器２０への入力が緩やかな場合には、ダイラタント流体Ｄが封入され、ばね定数の大きい第１衝撃吸収装置５０のみを作用させて振動や衝撃を押えるべき対象の変位を抑制している。このように入力緩衝器２０への入力が緩やかな場合には、非ダイラタント流体（例えば、ニュートン流体）が封入され、ばね定数が小さい第２衝撃吸収装置８０は作用させずに、大きいばね定数を有する第１衝撃吸収装置５０で対象の変位を抑制している。第１衝撃吸収装置５０および第２衝撃吸収装置８０の具体的な作動については、後で詳しく説明する。

【0051】

次に、第２衝撃吸収装置８０の第２ピストン１０３のストローク長さは、第１衝撃吸収装置５０の第２ピストン７３のストローク長さよりも大きくなっている。すなわち、サスペンション１００の第２ピストン１０３のストローク長さは、サスペンション７０の第２ピストン７３のストローク長さＬ（図３参照）よりも長くなっている。

【0052】

例えば、第２衝撃吸収装置８０の第２筒体１０２の長手方向の長さ寸法は、第１衝撃吸収装置５０の第２筒体７２の長手方向の長さ寸法よりも長くなっている。これにより、第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２に多量の作動流体Ｈが流入した場合でも、第２ピストン１０３の底付きを抑制できる。なお、第２ピストン１０３のストロークエンドが第２ピストン７３のストロークエンドよりもボトム側になるように構成されていてもよい。このような場合には、第２筒体１０２と第２筒体７２との長手方向の長さが同じでもよい。

【0053】

次に、第２衝撃吸収装置８０の付勢部材１０７のばね定数は、第１衝撃吸収装置５０の付勢部材７７のばね定数よりも小さくなっている。これにより、付勢部材１０７は、入力緩衝器２０に入力された急激な衝撃や振動をソフトに吸収することができる。

【0054】

実施形態による緩衝装置１０は、上述の如き構成を有するもので、次に緩衝装置１０の作動について説明する。

【0055】

図１に示すように、入力緩衝器２０に緩慢な力Ｆ１が作用した場合には、ロッド２６が低速で縮小する。これにより、ピストン２４は、第２室２２ｂ内の作動流体Ｈを第１管路３２に緩やかに流出させる。これにより、作動流体Ｈは、第１管路３２を矢示Ａ方向に流れて、第１衝撃吸収装置５０の第１筒体５４の第１室５４ａに流入する。第１筒体５４の第１室５４ａに作動流体Ｈが流入すると、第１ピストン５６が第２室５４ｂを狭める方向に移動する。

【0056】

これにより、ロッド６０は、付勢部材７７の付勢力に抗して移動するとともに、サスペンション７０の第２ピストン７３を移動させる。この場合、第１筒体５４の第１室５４ａには、緩やかに作動流体Ｈが流入しているので、第２ピストン７３の移動速度は低速となっている。第２ピストン７３が低速で移動した場合には、第２筒体７２内のダイラタント流体Ｄの速度勾配が小さいので、ダイラタント流体Ｄの流動性を保つことができる。

【0057】

従って、入力緩衝器２０に緩慢な力Ｆ１が作用した場合には、付勢部材７７により衝撃を吸収しながら第２ピストン７３を移動させることができるとともに、第２筒体７２の第２室７２ｂ内のダイラタント流体Ｄを第２ピストン７３の貫通孔７３ａを介して第１室７２ａに流すことができる。

【0058】

第１ピストン５６の押圧力が付勢部材７７の付勢力よりも小さくなると、第２ピストン７３は、付勢部材７７の付勢力により戻される。この場合、付勢部材７７のばね定数は、第２ピストン７３の戻り速度でダイラタント流体Ｄが高粘度化しないような値に設定されている。すなわち、付勢部材７７は、第２ピストン７３を低速で戻す。

【0059】

そして、ロッド６０により押圧された第１ピストン５６は、第１室５４ａ内の作動流体Ｈを第１管路３２から入力緩衝器２０の第２室２２ｂに戻す。第２室２２ｂに作動流体Ｈが流入することにより、ピストン２４が押圧されてロッド２６が伸長する。

【0060】

次に、図２に示すように、入力緩衝器２０に急激な力Ｆ２が作用した場合には、ロッド２６が高速で縮小する。これにより、ピストン２４は、第２室２２ｂ内の作動流体Ｈを第１管路３２に急激に流出させる。これにより、作動流体Ｈは、第１筒体５４の第１室５４ａから第１ピストン５６を急激に押圧する。

【0061】

これにより、ロッド６０は、サスペンション７０の第２ピストン７３を高速で移動させる。第２ピストン７３を高速で移動させた場合には、第２筒体７２内のダイラタント流体Ｄの速度勾配が大きくなり、ダイラタント流体Ｄが高粘度化する。その結果、第２ピストン７３は、高粘度化したダイラタント流体Ｄにより移動が抑制される。

【0062】

第２ピストン７３の移動が抑制された場合には、入力緩衝器２０の第２室２２ｂおよび第１管路３２内の圧力が増加する。この圧力が基準値を超えると、第２管路３４のリリーフ弁４２が閉状態から開状態に切り替わる。これにより、作動流体Ｈは、第２管路３２内を矢示Ｂ方向に流れて、第２衝撃吸収装置８０のシリンダ装置８２に流入する。

【0063】

シリンダ装置８２の第１筒体８４の第１室８４ａに流入した作動流体Ｈは、第２室８４ｂを狭める方向に向けて第１ピストン８６を移動させる。これにより、ロッド９０は、付勢部材１０７の付勢力に抗して移動するとともに、サスペンション１００の第２ピストン１０３を移動させる。

【0064】

この場合、第２衝撃吸収装置８０の第２筒体１０２内には、非ダイラタント流体（例えば、ニュートン流体）が封入されているので、第２ピストン１０３の速度により非ダイラタント流体の粘度は変化しない。従って、入力緩衝器２０に急激な力Ｆ２が作用した場合には、付勢部材１０７により衝撃を吸収しながら第２ピストン１０３を移動させることができるとともに、第２筒体１０２の第２室１０２ｂ内の非ダイラタント流体を第２ピストン１０３の貫通孔を介して第１室１０２ａに流すことができる。

【0065】

また、第２ピストン１０３のストローク長さは、第２ピストン７３のストローク長さよりも長くなっている。これにより、入力緩衝器２０に急激な力Ｆ２が作用して、第１ピストン８６の第１室８６ａに多量の作動流体Ｈが流入しても、第２ピストン１０３の底付きを抑制することができる。

【0066】

また、第２衝撃吸収装置８０の付勢部材１０７のばね定数は、第１衝撃吸収装置５０の付勢部材７７のばね定数よりも小さくなっている。これにより、付勢部材１０７は、入力緩衝器２０に入力された急激な力Ｆ２をソフト（軟らか）に吸収することができる。

【0067】

入力緩衝器２０に入力された急激な力Ｆ２が弱くなると、筒体２２の第２室２２ｂおよび第１管路３２内の作動流体Ｈの圧力が小さくなり、リリーフ弁４２が開状態から閉状態に切り替わる。そして、第２ピストン１０３は、付勢部材１０７の付勢力により戻される。

【0068】

ロッド９０により押圧された第１ピストン８６は、第１室８４ａ内の作動流体Ｈを第３管路３６から入力緩衝器２０の第２室２２ｂに戻す（図２中の矢示Ｃ参照）。第２室２２ｂに作動流体Ｈが流入することにより、ピストン２４が押圧されてロッド２６が伸長する。

【0069】

実施形態による緩衝装置１０は、入力緩衝器２０に入力される力の大きさにより、第１衝撃吸収装置５０と、第２衝撃吸収装置８０とを切り替えて振動および衝撃を抑制している。入力緩衝器２０に入力される力の大きさ（急激な入力および緩慢な入力）は、「単位時間当たりの力×変位量」で求められる仕事率の大小関係となっている。すなわち、緩慢な入力は、仕事率が基準値未満の第１入力状態である。一方、急激な入力は、仕事率が基準値以上の第２入力状態である。この基準値は、ダイラタント流体Ｄが高粘度化するか否かの閾値である。

【0070】

入力が緩やかな場合には、ダイラタント流体Ｄが封入され、大きいばね定数の付勢部材７７を有する第１衝撃吸収装置５０を作用させている。一方、入力が急激な場合には、非ダイラタント流体（例えば、ニュートン流体）が封入され、付勢部材７７よりも小さいばね定数の付勢部材１０７を有する第２衝撃吸収装置８０を作用させている。すなわち、緩衝装置１０は、入力緩衝器２０に入力される力の大きさ（第１入力状態または第２入力状態）により、異なるばね定数のサスペンションに切り替えている。この場合、緩衝装置１０は、リリーフ弁４２を介して第１衝撃吸収装置５０と第２衝撃吸収装置８０とを切り替えている。リリーフ弁４２は、入力緩衝器２０への入力状態（入力速度）に応じて、ダイラタント流体Ｄが粘度変化（高粘度化）することによる第１管路３２および筒体２２の第２室２２ｂの圧力差で機能するように用いられている。

【0071】

緩衝装置１０は、リリーフ弁４２やダイラタント流体Ｄの流動性を利用することにより、第１衝撃吸収装置５０と第２衝撃吸収装置８０との切り替えを電力供給することなく行うことができる。従って、緩衝装置１０は、電気的制御によらずに広い範囲の減衰力調整を行うことができる。

【0072】

その結果、緩衝装置１０は、外部環境に左右されずに適用可能となっている。緩衝装置１０は、例えば高ノイズ環境下、高線量下でも安定して用いることができる。また、緩衝装置１０は、電気的制御を必要としないので、ケーブルやコントローラなどが周囲に錯綜するのを抑制できる。さらに、緩衝装置１０は、入力緩衝器２０と、第１衝撃吸収装置５０および第２衝撃吸収装置８０と、を分離したユニットとしているので、車両や機器などに配置する場合の自由度をもたせることができる。従って、使い勝手のよい緩衝装置１０を提供することができる。

【0073】

次に、緩衝装置１０を車両としての移動体に用いた場合について、図４を参照して説明する。
図４は、緩衝装置を車両に適用した場合の一例を表す斜視図である。

【0074】

図４に示すように、移動体２００は、車輪２１０が取り付けられるフレーム２２０と、フレーム２２０に対して相対移動するボディ２３０と、フレーム２２０とボディ２３０との間に設けられた緩衝装置１０と、を備えている。フレーム２２０は、第１部材を構成している。ボディ２３０は、第２部材を構成している。

【0075】

入力緩衝器２０は、ロッド２６の先端がフレーム２２０に取り付けられ、筒体２２がボディ２３０に取り付けられている。なお、ロッド２６の先端がボディ２３０に取り付けられ、筒体２２がフレーム２２０に取り付けられていてもよい。この例では、第１衝撃吸収装置５０および第２衝撃吸収装置８０がそれぞれケース内に収納されている。第１衝撃吸収装置５０および第２衝撃吸収装置８０は、例えば車体に取り付けられている。

【0076】

車輪２１０の振動や衝撃が小さい場合には、第１衝撃吸収装置５０により、その振動および衝撃を吸収させることができる。一方、車輪２１０の振動や衝撃が大きい場合には、第２衝撃吸収装置８０により、その振動および衝撃を吸収させることができる。これにより、緩衝装置１０は、車輪２１０の振動や衝撃がボディ２３０に伝わるのを効果的に抑制できる。

【0077】

上述した実施形態では、第２管路３４および第３管路３６が第１管路３２に接続された場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば第２管路３４および第３管路３６が入力緩衝器２０の第２室２２ｂに直接接続されていてもよい。また、上述した実施形態では、第３管路３６が第２管路３４に接続された場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば第２管路３４および第３管路３６がそれぞれ別個にシリンダ装置８２に接続されていてもよい。

【0078】

上述した実施形態では、付勢部材７７が第２筒体７２の外周を巻回して設けられた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば付勢部材を第２筒体７２の内部に設けて、第２ピストン７３を直接付勢していてもよい。このことは、第２衝撃吸収装置８０の付勢部材１０７についても同様である。

【0079】

上述した実施形態では、移動体として車両を例に挙げて説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば移動体は、建築物やロボットなどでもよい。すなわち、緩衝装置１０は、建築物やロボットの可動部などの振動や衝撃を抑制するために取り付けられてもよい。

【0080】

以上説明した実施形態によれば、使い勝手のよい緩衝装置および移動体を実現することができる。

【0081】

実施形態は、以下の構成を含んでもよい。
（構成１）
第１部材と第２部材との間に設けられる入力緩衝器と、前記入力緩衝器から延び作動流体が流通する管路と、前記管路に接続された第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置と、
を備え、
前記第１衝撃吸収装置および第２衝撃吸収装置は、
前記管路に接続されるシリンダ装置と、
前記シリンダ装置内から外部に延出するロッドと、
前記ロッドの先端側に設けられるサスペンションと、
を有し、
前記シリンダ装置は、
前記管路が接続された第１室と、前記ロッドが位置する第２室と、を有する第１筒体と、
前記第１筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドが連結された第１ピストンと、
を有し、
前記サスペンションは、
第２筒体と、
前記第２筒体内に摺動可能に設けられ、前記ロッドの先端に連結された第２ピストンと、
前記ロッドにより前記第２ピストンを移動させたときに前記第２ピストンを戻す方向に付勢する付勢部材と、
を有し、
前記第１衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、前記第２ピストンが所定速度以上で移動するときに高粘度化するダイラタント流体が封入されており、
前記第２衝撃吸収装置の前記第２筒体内には、非ダイラタント流体が封入されており、
前記管路は、前記入力緩衝器と前記第２衝撃吸収装置との間にリリーフ弁を有し、
前記リリーフ弁は、
前記入力緩衝器に第１入力状態がなされている場合には、閉状態が維持され、
前記入力緩衝器に前記第１入力状態よりも大きい第２入力状態がなされて前記ダイラタント流体が高粘度化することにより前記入力緩衝器内の圧力が基準値以上となった場合には、開状態となり前記入力緩衝器から前記第２衝撃吸収装置に向けて前記作動流体が流れるのを許容する、緩衝装置。
（構成２）
前記管路は、
前記入力緩衝器と前記第１衝撃吸収装置との間を接続する第１管路と、
前記入力緩衝器と前記第２衝撃吸収装置との間を接続し、前記リリーフ弁を有する第２管路と、
前記第２衝撃吸収装置と前記入力緩衝器との間を接続し、前記第２衝撃吸収装置から前記入力緩衝器に向けてのみ前記作動流体が流れるのを許容するチェック弁を有する第３管路と、
を有する、構成１に記載の緩衝装置。
（構成３）
前記第２衝撃吸収装置の前記付勢部材のばね定数は、前記第１衝撃吸収装置の前記付勢部材のばね定数よりも小さい、構成１または２に記載の緩衝装置。
（構成４）
前記第２衝撃吸収装置の前記第２ピストンのストローク長さは、前記第１衝撃吸収装置の前記第２ピストンのストローク長さよりも大きい、構成１～３のいずれか１つに記載の緩衝装置。
（構成５）
第１部材と、
前記第１部材に対して相対移動する第２部材と、
構成１～４のいずれか１つに記載の緩衝装置と、
を備えた、移動体。

【0082】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0083】

１０ 緩衝装置
２０ 入力緩衝器
２２ 筒体
２２ａ 第１室
２２ｂ 第２室
２２ｃ 連通孔
２４ ピストン
２５ シール部材
２６ ロッド
３０ 管路
３２ 第１管路
３４ 第２管路
３６ 第３管路
４０ バルブユニット
４２ リリーフ弁
４４ チェック弁
５０ 第１衝撃吸収装置
５２、８２ シリンダ装置
５４、８４ 第１筒体
５４ａ、８４ａ 第１室
５４ｂ、８４ｂ 第２室
５４ｃ、８４ｃ 連通孔
５６、８６ 第１ピストン
５８、８８ シール部材
６０、９０ ロッド
７０、１００ サスペンション
７２、１０２ 第２筒体
７２ａ、１０２ａ 第１室
７２ｂ、１０２ｂ 第２室
７３、１０３ 第２ピストン
７３ａ 貫通孔
７４ シール部材
７５、１０５ 受け部
７６、１０６ フランジ
７７、１０７ 付勢部材
８０ 第２衝撃吸収装置
２００ 移動体
２１０ 車輪
２２０ フレーム（第１部材）
２３０ ボディ（第２部材）
Ｄ ダイラタント流体
Ｈ 作動流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】