JP2014149014A

JP2014149014A - 緩衝装置

Info

Publication number: JP2014149014A
Application number: JP2013017098A
Authority: JP
Inventors: Yoji Hidaka; 洋士日高
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: US20140210147A1; JP6007807B2; US9222540B2

Abstract

【課題】緩衝装置の特性を変更する機構を簡素化することを課題とする。
【解決手段】緩衝装置は、軸心と外周面との間の弾性または粘性が角度に応じて異なる円形状または円弧状の部材であり、衝撃を受けて進退する所定部材の端部が前記外周面に接触する緩衝部材と、前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の弾性または粘性を、前記緩衝部材の角度変更によって調整する特性調整機構と、を備える。
【選択図】図１

Description

本願は、緩衝装置に関する。

各種の機械要素の一つに、衝撃を緩和する緩衝装置がある。緩衝装置の適用箇所としては、例えば、自動車用のサスペンション（例えば、特許文献１−３を参照）、歩行を支援する杖（例えば、特許文献４を参照）等がある。なお、近年では、電子装置を組み込んだ杖も提案されている（例えば、特許文献５を参照）。

実開平６−７９６１０号公報特開昭６２−２８９４０８号公報実公平５−１７２８６号公報特開２００２−１９９９１７号公報実公平７−４６２５３号公報

緩衝装置は、弾性または粘性といった緩衝装置としての特性を動的に変更することを求められる場合がある。例えば、自動車用サスペンションには、車体に伝わる衝撃の改善を図るべく、アクティブサスペンションが用いられる場合がある。しかし、緩衝装置としての特性を動的に変更する従来の機構には、構成要素や制御方法を複雑にするもの、常に電力や油圧といった動力を必要とするもの、或いは多大なスペースを必要とするものがある。

そこで、本願は、緩衝装置の特性を変更する機構を簡素化することを課題とする。

本願は、次のような緩衝装置を開示する。
軸心と外周面との間の弾性または粘性が角度に応じて異なる円形状または円弧状の部材であり、衝撃を受けて進退する所定部材の端部が前記外周面に接触する緩衝部材と、
前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の弾性または粘性を、前記緩衝部材の角度変更によって調整する特性調整機構と、を備える、
緩衝装置。

上記緩衝装置であれば、緩衝装置の特性を変更する機構を簡素化できる。

実施形態に係る緩衝装置を示した図の一例である。弾性部材及び粘性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。弾性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。弾性部材の取付け角を９０°ずつ変更した場合のそれぞれについて、弾性部材の外周面における第２の部材の端部が接触する部位から固定端までの外周上の長さの相違を比較可能なように示した図の一例である。粘性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。粘性部材の取付け角を９０°ずつ変更した場合のそれぞれについて、粘性部材の外周面における第２の部材の端部が接触する部位と軸心との間にある粘性素材の相違を比較可能なように示した図の一例である。緩衝装置の等価モデルを示した図の一例である。第２の部材の端部の第１変形例を示した図の一例である。粘性部材の外周面と第２の部材の端部との接触状態の第１変形例を示した図の一例である。第１変形例に係る係合部材と係合溝との係合状態を示した図の一例である。第２の部材の端部の第２変形例を示した図の一例である。粘性部材の外周面と第２の部材の端部との接触状態の第２変形例を示した図の一例である。第２変形例に係る係合部材と係合溝との係合状態を示した図の一例である。緩衝装置を適用した杖の一例である。杖に設けた緩衝装置を制御するシステムのブロック図の一例である。杖を、要注意箇所が接近していることを知らせる装置として機能させる場合にコントローラが実現する処理のフローチャートを示した図の一例である。杖の使用者が要注意箇所の一例である段差に接近している様子を示した図の一例である。

以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本願の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

＜緩衝装置の実施形態＞
図１は、実施形態に係る緩衝装置を示した図の一例である。緩衝装置１は、第１の部材２と第２の部材３との間に伝わる衝撃を緩和する装置である。緩衝装置１は、第１の部材２と第２の部材３との間に伝わる衝撃を吸収する弾性部材（本願でいう「緩衝部材」の一態様である）４と、衝撃を受けて変化する第１の部材２と第２の部材３との相対的な変位を減衰する粘性部材（本願でいう「緩衝部材」の一態様である）５とを備える。また、緩衝装置１は、略円弧状に形成されている弾性部材４を、弾性部材４の軸心を回転中心にして回転させることにより、緩衝装置１における弾性部材４の相対的な取付け角度を変更可能なサーボ装置（本願でいう「特性調整機構」の一態様であり、「弾性調整機構」の一例に相当する）６Ｋを備える。また、緩衝装置１は、略円形状に形成されている粘性部材５を、粘性部材５の軸心を回転中心にして回転させることにより、緩衝装置１における粘性部材５の相対的な取付け角度を変更可能なサーボ装置（本願でいう「特性調整機構」の一態様であり、「粘性調整機構」の一例に相当する）６Ｄを備える。

緩衝装置１は、第１の部材２に固定されている。また、緩衝装置１は、第２の部材３を保持する保持部７を備えている。保持部７は、第２の部材３に設けられている突起８，９が嵌る孔１０を有している。孔１０は、第１の部材２と第２の部材３との間に伝わる衝撃の伝達方向に沿って延在する細長い孔であり、突起８，９が孔１０の中で孔１０の長手方向に沿って摺動することができる長さに形成されている。よって、第２の部材３は、第１の部材２と第２の部材３との間に伝わる衝撃を受けると孔１０に沿って動き、弾性部材４や粘性部材５に向かって進行し或いは後退する。

なお、孔１０の長手方向の長さは、第１の部材２と第２の部材３との相対的な変位可能量を規制する。よって、孔１０の長手方向の長さは、想定される衝撃の大きさに応じて決定されることが好ましい。また、保持部７は、孔１０に嵌った突起８，９で第２の部材３
を保持する態様に限定されるものでなく、その他の各種の態様に変形してもよい。

図２は、弾性部材及び粘性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。第２の部材３の端部Ｔは、略円弧状に形成されている弾性部材４および略円形状に形成されている粘性部材５の各々の外周面に接触している。第２の部材３の端部Ｔは、第１の部材２と第２の部材３との間に荷重が加わっていない状態においても、弾性部材４および粘性部材５の各々の外周面に接触している。よって、第２の部材３は、弾性部材４および粘性部材５の外周面を押圧することなく、第１の部材２に対して孔１０に沿って相対的に遊動することが無い。また、第１の部材２と第２の部材３との間に伝わる衝撃が発生すると、第２の部材３の端部Ｔは、弾性部材４および粘性部材５の外周面を直ちに押圧することになる。

図３は、弾性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。弾性部材４は、略円弧状に形成されており、板面が弾性部材４の外周面を形成する円弧状の板バネ１１の一端を軸心１４Ｋに固定した部材である。よって、弾性部材４が呈する弾性係数は、弾性部材４の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位が固定端１２に近くなるにつれて大きくなり、自由端１３に近くなるにつれて小さくなる。そこで、本実施形態に係る緩衝装置１は、弾性部材４をサーボ装置６Ｋの駆動軸１５Ｋに取り付けて弾性部材４の取付け角を変更自在にすることで、弾性部材４の外周面における第２の部材３の端部Ｔの接触位置を変更可能にしている。これにより、弾性部材４が呈する実質的な弾性係数を自在に変更することが可能になる。なお、弾性部材４を形成する材料としては、例えば、ＳＵＳ材やバネ鋼等を適用可能である。

図４は、弾性部材の取付け角を９０°ずつ変更した場合のそれぞれについて、弾性部材の外周面における第２の部材の端部Ｔが接触する部位から固定端までの外周上の長さの相違を比較可能なように示した図の一例である。例えば、弾性部材４の取付け角度を変更し、図４において「（ｂ）初期位置」として示した状態から「（ａ）−９０°回転」として示した状態へ変更したものとする。この場合、図４に示すように、弾性部材４の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位から固定端１２までの外周上の長さは、破線で示すように短くなる。よって、衝撃が加わった第２の部材３が軸心１４Ｋに向かって進退する際に弾性部材４が呈する実質的な弾性係数は大きくなる。また、例えば、弾性部材４の取付け角度を変更し、図４において「（ｂ）初期位置」として示した状態から「（ｃ）＋９０°回転」として示した状態へ変更したものとする。この場合、図４に示すように、弾性部材４の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位から固定端１２までの外周上の長さは、破線で示すように長くなる。よって、衝撃が加わった第２の部材３が軸心１４Ｋに向かって進退する際に弾性部材４が呈する実質的な弾性係数は小さくなる。

図５は、粘性部材と第２の部材との接触状態を示した図の一例である。粘性部材５は、円形状に形成されており、互いに異なる硬さの粘性素材１６Ｈ，１６Ｍ，１６Ｌを組み合わせた部材である。粘性部材５は、反発力の小さい低反発性の素材（例えば、低反発ウレタンや低弾性ゴム等）で形成することが好ましい。粘性部材５は、粘性素材１６Ｈ，１６Ｍ，１６Ｌの順に硬さが低下する各粘性素材１６Ｈ，１６Ｍ，１６Ｌを組み合わせたものである。粘性部材５は、軸心１４Ｄを周回するに従って硬さが徐々に変化するよう、各粘性素材１６Ｈ，１６Ｍ，１６Ｌが少しずつ折り重なるように組み合わされている。よって、粘性部材５が呈する粘性係数は、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位が粘性素材１６Ｌ側から粘性素材１６Ｈ側へ遷移するにつれて大きくなり、粘性素材１６Ｈ側から粘性素材１６Ｌ側へ遷移するにつれて小さくなる。そこで、本実施形態に係る緩衝装置１は、粘性部材５をサーボ装置６Ｄの駆動軸１５Ｄに取り付けて粘性部材５の取付け角を変更自在にすることで、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔの接触位置を変更可能にしている。これにより、粘性部材５が呈する実質的な粘性
係数を自在に変更することが可能になる。

図６は、粘性部材の取付け角を９０°ずつ変更した場合のそれぞれについて、粘性部材の外周面における第２の部材の端部Ｔが接触する部位と軸心との間にある粘性素材の相違を比較可能なように示した図の一例である。図６において「（ｂ）初期位置」として示した状態において、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位と軸心１４Ｄとの間は、粘性素材１６Ｍが全て占めている。ここで、例えば、粘性部材５の取付け角度を変更し、図６において「（ｂ）初期位置」として示した状態から「（ａ）−９０°回転」として示した状態へ変更したものとする。この場合、図６に示すように、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位と軸心１４Ｄとの間は、粘性素材１６Ｌと粘性素材１６Ｍとが半分ずつ占めることになる。すなわち、図６において「（ａ）−９０°回転」として示した状態は、「（ｂ）初期位置」として示した状態に比べると、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位と軸心１４Ｄとの間を占める粘性素材の全体的な硬さが低下する。よって、図６において「（ａ）−９０°回転」として示した状態において、衝撃が加わった第２の部材３が軸心１４Ｄに向かって進退する際に粘性部材５が呈する実質的な粘性係数は、「（ｂ）初期位置」として示した状態に比べると小さくなる。また、例えば、粘性部材５の取付け角度を変更し、図６において「（ｂ）初期位置」として示した状態から「（ｃ）＋９０°回転」として示した状態へ変更したものとする。この場合、図６に示すように、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位と軸心１４Ｄとの間は、粘性素材１６Ｈと粘性素材１６Ｍとが半分ずつ占めることになる。すなわち、図６において「（ｃ）＋９０°回転」として示した状態は、「（ｂ）初期位置」として示した状態に比べると、粘性部材５の外周面における第２の部材３の端部Ｔが接触する部位と軸心１４Ｄとの間を占める粘性素材の全体的な硬さが増加する。よって、図６において「（ｃ）＋９０°回転」として示した状態において、衝撃が加わった第２の部材３が軸心１４Ｄに向かって進退する際に粘性部材５が呈する実質的な粘性係数は、「（ｂ）初期位置」として示した状態に比べると大きくなる。

なお、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度の変更は、９０°ずつ変更するものに限定されるものでなく、任意の角度に無段階で変更可能である。

また、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度は、例えば、弾性係数や粘性係数と取付け角度との相関関係を規定したマップを記憶装置類に格納しておき、サーボ装置６Ｋ，６Ｄの制御を司るコントローラが当該マップを参照するようにしてもよい。弾性係数や粘性係数と取付け角度との相関関係を規定したマップがあれば、コントローラは、緩衝装置１が所定の弾性や粘性を呈するように、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度を調整することができる。

また、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度は、例えば、各種の条件と取付け角度との相関関係を規定したマップを記憶装置類に格納しておき、サーボ装置６Ｋ，６Ｄの制御を司るコントローラが当該マップを参照するようにしてもよい。取付け角度を変更する際のトリガーとなる各種の条件毎に取付け角度を規定したマップがあれば、緩衝装置１が各種の条件に応じた弾性や粘性を呈するように、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度を調整することができる。

また、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度は、例えば、弾性係数や粘性係数と取付け角度との相関関係を規定した計算式を記憶装置類に格納しておき、サーボ装置６Ｋ，６Ｄの制御を司るコントローラが当該計算式に従って取付け角を算出するようにしてもよい。弾性係数や粘性係数と取付け角度との相関関係を規定した計算式があれば、緩衝装置１が所定の弾性や粘性を呈するように、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度を調整すること
ができる。

図７は、緩衝装置の等価モデルを示した図の一例である。第２の部材が接地すると仮定した場合、緩衝装置１の等価モデルは、例えば、図７のように表されることになる。すなわち、緩衝装置１は、弾性部材４および粘性部材５の何れの外周面も第２の部材３の端部Ｔに接触しているため、弾性部材４による弾性力と粘性部材５による粘性力とが作用する粘弾性モデルを実現する。そして、緩衝装置１は、弾性係数についてはサーボ装置６Ｋによる弾性部材４の角度の変更によって調整可能であり、また、粘性係数についてはサーボ装置６Ｄによる粘性部材５の角度の変更によって調整可能である。従って、緩衝装置１は、サーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄを動作させて弾性部材４や粘性部材５の角度を調整し、弾性係数や粘性係数を任意に変更できる粘弾性モデルを実現することができる。

上記緩衝装置１は、円形状または円弧状の部材を回転させて取付け角を変更するだけで、弾性または粘性といった緩衝装置としての特性を動的に変更することができる。よって、上記緩衝装置１は、構成要素が簡素で省スペースであり、制御方法も簡単である。また、上記緩衝装置１は、弾性や粘性を変更する時以外は電力や油圧といった動力が不要である。

なお、上記緩衝装置１は、例えば、粘性部材５やサーボ装置６Ｄを省略し、弾性係数のみを調整可能な弾性モデルを実現するようにしてもよい。また、上記緩衝装置１は、例えば、弾性部材４やサーボ装置６Ｋを省略し、粘性係数のみを調整可能な粘性モデルを実現するようにしてもよい。

また、上記緩衝装置１の粘性部材５は、２種類の粘性素材あるいは４種類以上の粘性素材を組み合わせたものにしてもよい。また、上記緩衝装置１の粘性部材５は、各粘性素材が折り重なっておらず、扇形の粘性素材同士を組み合わせたものにしてもよい。

また、上記緩衝装置１は、サーボ装置６Ｋ，６Ｄを省略し、弾性部材４や粘性部材５の取付け角度を電動ではなく手動で調整するようにしてもよい。

また、上記緩衝装置１は、サーボ装置６Ｋ，６Ｄの過負荷を防止するべく、第１の部材２と第２の部材３との間に荷重が加わっている場合はサーボ装置６Ｋ，６Ｄの動作を規制するようにしてもよいし、或いは、第２の部材３の端部Ｔにローラ等の回転部品を取り付けてサーボ装置６Ｋ，６Ｄの負荷を低減してもよい。

＜緩衝装置の変形例＞
また、上記緩衝装置１は、変形した粘性部材５の形状が復元する際にも粘性力が発揮されるよう、第２の部材３の端部Ｔが粘性部材５の外周面に係合するようにしてもよい。

図８は、第２の部材の端部の第１変形例を示した図の一例である。本第１変形例では、第２の部材３の端部ＴにＴ字状の係合部材１７Ａが設けられている。係合部材１７Ａは、変形した粘性部材５の形状が復元する際にも粘性力が発揮されるように係合する部材であるため、変形しても形状が直ちに復元する弾性部材４の弾性力に少なくとも耐えられる程度の強度を有する。

図９は、粘性部材の外周面と第２の部材の端部との接触状態の第１変形例を示した図の一例である。本第１変形例では、第２の部材３の端部Ｔに設けた係合部材１７Ａが係合する係合溝１８Ａが粘性部材５の外周面に設けられている。係合溝１８Ａは、粘性部材５の外周面を周回するように形成されており、係合部材１７Ａが係合溝１８Ａに沿って摺動可能に形成されている。よって、サーボ装置６Ｄは、係合部材１７Ａが係合溝１８Ａに係合
したままの状態で、粘性部材５の取付け角の変更を行うことができる。

図１０は、第１変形例に係る係合部材と係合溝との係合状態を示した図の一例である。粘性部材５がＴ字状の係合部材１７Ａを掴んだ状態となるよう、係合溝１８Ａは、溝の開口部側が底部側よりも狭くなっている。よって、衝撃によって変形した粘性部材５の形状が復元する過程においても、第２の部材３の端部Ｔが粘性部材５の外周面から離間することなく係合状態を維持し、粘性部材５の粘性力が作用し続けることになる。

図１１は、第２の部材の端部の第２変形例を示した図の一例である。本第２変形例では、第２の部材３の端部ＴにＬ字状の係合部材１７Ｂが設けられている。係合部材１７Ｂは、変形した粘性部材５の形状が復元する際にも粘性力が発揮されるように係合する部材であるため、変形しても形状が直ちに復元する弾性部材４の弾性力に少なくとも耐えられる程度の強度を有する。

図１２は、粘性部材の外周面と第２の部材の端部との接触状態の第２変形例を示した図の一例である。本第２変形例では、第２の部材３の端部Ｔに設けた係合部材１７Ｂが係合する係合溝１８Ｂが粘性部材５の外周面の側方の面に設けられている。係合溝１８Ｂは、粘性部材５の外周面に沿って周回するように形成されており、係合部材１７Ｂが係合溝１８Ｂに沿って摺動可能に形成されている。よって、サーボ装置６Ｄは、係合部材１７Ｂが係合溝１８Ｂに係合したままの状態で、粘性部材５の取付け角の変更を行うことができる。

図１３は、第２変形例に係る係合部材と係合溝との係合状態を示した図の一例である。粘性部材５がＬ字状の係合部材１７Ｂを掴んだ状態となるよう、係合溝１８Ｂは、粘性部材５の外周面の側方の面に設けられており、第２の部材３が進退する方向と直交する方向に掘られた溝を形成している。よって、衝撃によって変形した粘性部材５の形状が復元する過程においても、第２の部材３の端部Ｔが粘性部材５の外周面から離間することなく係合状態を維持し、粘性部材５の粘性力が作用し続けることになる。

＜緩衝装置の適用例＞
上記実施形態に係る緩衝装置１は、例えば、使用者に対して各種の情報を提示する装置として用いることができる。図１４は、緩衝装置を適用した杖の一例である。緩衝装置１は、機構が簡素で小型なため、例えば、図１４に示すような、歩行を支援する杖１００に適用することができる。本適用例に係る杖１００は、棒状の杖本体１０１、コントローラ１０２、センサ１０３、バッテリ１０４及び上記実施形態に係る緩衝装置１を備える。この場合、上記実施形態における第１の部材２が、杖本体１０１のうち緩衝装置１よりも上側の部分を形成し、杖１００の使用者に把持される部分となる。また、上記実施形態における第２の部材３が、杖本体１０１のうち緩衝装置１よりも下側の部分を形成し、地面に接地する部分となる。

杖１００は、杖１００が地面に接地した際に杖１００の使用者へ伝わる衝撃の伝わり具合を調整することにより、杖１００の使用者に対して様々な情報を提供することを目的としたものである。例えば、屋外で歩行する歩行者は、様々な情報を視覚や聴覚で得ながら歩行を行う。しかし、視覚や聴覚は、例えば、高齢化などによってその機能が衰えることがある。そこで、杖１００は、杖１００を掴む手に対して伝わる衝撃の伝わり具合を調整することにより、手の触覚を通じて様々な情報を提供し、機能の衰えた感覚器の役割を補う。

手の触覚を通じて杖１００の使用者に伝える情報としては、例えば、視覚の衰えた歩行者に現在地を知らせる位置情報や、車や自転車、或いは要注意箇所が使用者に接近してい
ることを知らせる警告情報、使用者を所定の目的地へ誘導する進路情報等を挙げることができる。なお、位置情報としては、例えば、地面に設置されている点字ブロックが担っているような、横断歩道があることを示す情報、一時停止が必要な場所であることを示す情報、その他の各種位置情報を挙げることができる。

また、手の触覚を通じた情報の伝達としては、例えば、杖１００の使用者に伝わる衝撃の強弱の変更が挙げられる。例えば、横断歩道があることを示す情報や、一時停止が必要な場所であることを示す情報を伝える場合、杖１００は、使用者に伝わる衝撃を、伝える情報が無い場合に比べて強くしてもよい。また、例えば、車や自転車が使用者に接近していることを知らせる警告情報を伝える場合、杖１００は、使用者に伝わる衝撃を、警告情報を伝えない場合に比べて強くしてもよい。また、例えば、使用者を所定の目的地へ誘導する進路情報を伝える場合、杖１００は、使用者が進路から外れた場合に使用者に伝わる衝撃を、使用者が進路に沿って進んでいる場合に使用者に伝わる衝撃よりも強くしてもよい。なお、手の触覚を通じた情報の伝達としては、このような態様に限定されるものでなく、弾力感のある衝撃や粘着感のある衝撃など、衝撃の感触を変えて情報を伝達するようにしてもよい。

図１５は、杖に設けた緩衝装置を制御するシステムのブロック図の一例である。緩衝装置１のサーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄは、例えば、図１５に示すようなブロック図に従ってコントローラ１０２に接続され、コントローラ１０２によって制御されるようにしてもよい。また、コントローラ１０２には、バッテリ１０４やセンサ１０３、杖１００の周辺にある各種機器２００から非接触で情報を取得するための通信回線１０５を接続してもよい。コントローラ１０２は、例えば、緩衝装置１が呈する弾性や粘性がセンサ１０３や通信回線１０５から得た情報に応じて変化するように、サーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄをバッテリ１０４の電力で制御してもよい。

杖１００を、例えば、要注意箇所が接近していることを知らせる装置として機能させる場合にコントローラ１０２が実現する処理フローを以下に示す。図１６は、杖を、要注意箇所が接近していることを知らせる装置として機能させる場合にコントローラが実現する処理のフローチャートを示した図の一例である。また、図１７は、杖の使用者が要注意箇所の一例である段差に接近している様子を示した図の一例である。

コントローラ１０２は、杖１００の使用者が歩行中であるか否かを監視する（Ｓ１０１）。杖１００の使用者が歩行中であるか否かを監視する態様としては、多種多様なあらゆるものを適用可能である。例えば、センサ１０３が加速度を検知する機能を備えるものであれば、コントローラ１０２は、杖１００の使用者が歩行中であるか否かをセンサ１０３からの加速度情報に基づいて判定可能である。また、例えば、センサ１０３が衛星からの電波に基づいて測位を行い、位置情報を取得する機能を備えるものであれば、コントローラ１０２は、杖１００の使用者が歩行中であるか否かをセンサ１０３からの位置情報に基づいて判定可能である。

コントローラ１０２は、杖１００の使用者が歩行中であることを検知した場合（図１７において「（Ａ）通常歩行」として示す状態）、要注意箇所が接近しているか否かを監視する（Ｓ１０２）。要注意箇所が接近しているか否かを監視する態様としては、多種多様なあらゆるものを適用可能である。例えば、要注意箇所が存在することを非接触の通信で周囲に報知する装置が当該要注意箇所やその周辺に設置されている場合であれば、コントローラ１０２は、当該機器から通信回線１０５を経由して情報を取得し、要注意箇所が接近していることを検知可能である。また、例えば、センサ１０３が障害物センサであり、周囲に存在する障害物の有無を画像解析やレーダ波で検知する機能を備えるものであれば、コントローラ１０２は、障害物が接近しているか否かをセンサ１０３の出力に基づいて
検知可能である。

コントローラ１０２は、要注意箇所が接近していることを検知した場合（図１７において「（Ｂ）段差接近」として示す状態）、緩衝装置１が呈する弾性や粘性が高くなるように、弾性部材４および粘性部材５の各々の取付け角度の制御目標値を変更し、変更した制御目標値をサーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄへ出力する（Ｓ１０３）。サーボ装置６Ｋは、自身に内蔵されているサーボモータをバッテリ１０４の電力で駆動し、弾性部材４の取付け角度をコントローラ１０２から出力される制御目標値に一致させる。また、サーボ装置６Ｄは、自身に内蔵されているサーボモータをバッテリ１０４の電力で駆動し、粘性部材５の取付け角度をコントローラ１０２から出力される制御目標値に一致させる。これにより、弾性部材４や粘性部材５の取付け角は、コントローラ１０２が決定した制御目標値に一致することになる。

なお、コントローラ１０２は、サーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄに過負荷が加わらないよう、例えば、杖１００に荷重が加わっていない時に制御目標値を変更するようにしてもよい。杖１００に荷重が加わっていない状態とは、例えば、使用者が前に一歩進む際に杖１００を振り上げた時の状態である。杖１００が振り上げられているか否かは、例えば、杖１００の角度や加速度、或いは杖１００にかかる荷重を検知するセンサスイッチ等によって検出できる。

緩衝装置１が呈する弾性や粘性が高くなると、杖１００が硬くなり、杖１００を接地した際に杖１００から伝わる衝撃が強くなる。杖１００の使用者は、杖１００を接地した際に杖１００から伝わる衝撃が強くなると違和感を覚え、杖１００の先に注意を払う。杖１００の使用者は、杖１００の先に注意を払うことにより、前方に段差があることに気付く（図１７において「（Ｃ）段差認知」として示す状態）。

コントローラ１０２は、要注意箇所が接近していないことを検知した場合（図１７において「（Ｄ）段差通過」として示す状態）、緩衝装置１が呈する弾性や粘性が初期状態となるように、弾性部材４および粘性部材５の各々の取付け角度の制御目標値を初期値に戻し、変更した制御目標値をサーボ装置６Ｋやサーボ装置６Ｄへ出力する（Ｓ１０４）。サーボ装置６Ｋは、自身に内蔵されているサーボモータをバッテリ１０４の電力で駆動し、弾性部材４の取付け角度をコントローラ１０２から出力される制御目標値に一致させる。また、サーボ装置６Ｄは、自身に内蔵されているサーボモータをバッテリ１０４の電力で駆動し、粘性部材５の取付け角度をコントローラ１０２から出力される制御目標値に一致させる。これにより、弾性部材４や粘性部材５の取付け角が初期状態となり、杖１００を接地した際に杖１００から伝わる衝撃の度合が元に戻る。

上記適用例に係る杖１００であれば、使用者に対し、触覚を通じて各種の情報を伝達することが可能である。よって、杖１００の使用者は、例えば、視覚や聴覚が衰えており、表示画面や音声を介して伝達される情報を認識できない場合であっても、触覚を介して各種の情報を得ることができる。

１・・緩衝装置；２・・第１の部材；３・・第２の部材；４・・弾性部材；５・・粘性部材；６Ｋ，６Ｄ・・サーボ装置；７・・保持部；８，９・・突起；１０・・孔；１１・・板バネ；１２・・固定端；１３・・自由端；１４Ｋ，１４Ｄ・・軸心；１５Ｋ，１５Ｄ・・駆動軸；１６Ｈ，１６Ｍ，１６Ｌ・・粘性素材；１７Ａ，１７Ｂ・・係合部材；１８Ａ，１８Ｂ・・係合溝；１００・・杖；１０１・・杖本体；１０２・・コントローラ；１０３・・センサ；１０４・・バッテリ；１０５・・通信回線；２００・・各種機器；Ｔ・・端部

Claims

軸心と外周面との間の弾性または粘性が角度に応じて異なる円形状または円弧状の部材であり、衝撃を受けて進退する所定部材の端部が前記外周面に接触する緩衝部材と、
前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の弾性または粘性を、前記緩衝部材の角度変更によって調整する特性調整機構と、を備える、
緩衝装置。
前記緩衝部材は、板面が前記外周面を形成する板バネの一端を前記軸心に固定した弾性部材を含み、
前記特性調整機構は、前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の弾性を、前記弾性部材の角度変更によって調整する弾性調整機構を含む、
請求項１に記載の緩衝装置。
前記緩衝部材は、互いに異なる硬さの粘性素材を組み合わせた粘性部材を含み、
前記特性調整機構は、前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の粘性を、前記粘性部材の角度変更によって調整する粘性調整機構を含む、
請求項１または２に記載の緩衝装置。
前記緩衝部材は、板面が前記外周面を形成する板バネの一端を前記軸心に固定した弾性部材と、互いに異なる硬さの粘性素材を組み合わせた粘性部材とを含み、
前記特性調整機構は、
前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の弾性を、前記弾性部材の角度変更によって調整する弾性調整機構と、
前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の粘性を、前記粘性部材の角度変更によって調整する粘性調整機構とを含み、
前記弾性調整機構と前記粘性調整機構とを制御し、前記外周面における前記所定部材の端部の接触位置と前記軸心との間の粘弾性を調整する、
請求項１から３の何れか一項に記載の緩衝装置。
前記粘性部材は、互いに異なる硬さの粘性素材を折り重ねるように組み合わせた部材である、
請求項３または４に記載の緩衝装置。
前記粘性部材には、前記所定部材の端部と係合する溝が前記外周面に沿って形成されている、
請求項３から５の何れか一項に記載の緩衝装置。