JP2002021908A - 油圧緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧緩衝装置において、減衰力の調整を簡易
に行なうこと。 【解決手段】 油圧緩衝装置１０において、外筒２１の
他端側に蓋部材５１を設け、外筒２１を蓋部材５１に対
して相対回転可能に設け、隔壁部材２４の流路４２に先
端部を臨み、基端部を蓋部材５１に螺合するニードル弁
５３を設け、外筒２１に、ニードル弁５３に対し軸方向
には移動可能にかつ回転方向には係合する係合部２３Ａ
を設け、外筒２１の回動によるニードル弁５３の移動に
よって減衰力を調整するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧緩衝装置に係
り、義足やロボット脚等の膝関節に用いて好適な油圧緩
衝装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】膝関節用の油圧緩衝装置は、膝の振り戻
し行程（屈曲時）では圧縮行程となり、膝の踏み出し行
程（伸展時）では伸長行程となる。そして、この油圧緩
衝装置では、膝の振り戻し行程で、膝の曲げ角度と歩行
速度等の走行モードによって変動する下腿部の慣性力に
基づく膝下の振り戻しエネルギを、膝の一定の曲げ角度
範囲においてスムースに減衰せしめ、次の踏み出し行程
に際し下腿部を速やかに直立位置に戻すことができるよ
うに、適度な減衰力を発生させる必要がある。

【０００３】従来の膝関節用の油圧緩衝装置として、US
P4595179、USP2859451に記載のものがある。

【０００４】USP4595179の油圧緩衝装置は、ハウジング
24にメインピストン25を収容し、メインピストン25の外
周に一体に形成された環状のショルダー部26にて、メイ
ンピストン25とハウジング24の間に形成される環状のス
ペース28を下部の第１の室38と上部の第２の室39に区画
している。メインピストン25の下部の第１の室38に開口
する貫通流路35と、上部の第２の室39に開口する貫通流
路36を形成し、これらの貫通流路35、36をメインピスト
ン25の内周のイコライジング．チャンバー43を介して連
通している。メインピストン25内にスロットリング．ピ
ストン40をスプリング45にて付勢して設け、該ピストン
40のスローピング．ウオール42と貫通流路35、36とで形
成される絞り流路により減衰力を発生させている。尚、
このスロットリング．ピストン40をセットスクリュウ23
にて上下方向に移動させて、貫通流路35、36に対するス
ローピング．ウオール42の絞り位置を調節して減衰力を
調整する。

【０００５】USP2859451の油圧緩衝装置は、シリンダ10
にハウジング16を収容し、ハウジング16内に円筒状のブ
ッシング（又は、コントロールハウジング）26を螺合
し、ブッシング26内にピストンロッド38に固定されたピ
ストン40の両側に区画される油室を設け、ブッシング26
の下部油室に開口する複数の穴47を軸方向に間隔をおい
て形成し、穴47はチャンネル49を介してブッシング26の
上端部とカバースクリュウ30の間に形成された上部円錐
状の隙間、一方向シール37を介しピストン40の上部油室
に連なる。上部油室には複数の穴48が開口し、穴48はチ
ャンネル50を通り、下部円錐状の隙間、一方向シール24
を介し下部油室に連なる。ブッシング26内の油室とシリ
ンダ10内の油室はリリーフ．ベントを介して連通し、カ
バースクリュウ30の進退に伴うブッシング26内の油室の
容積変化、温度補償を行なっている。尚、ロッド38のピ
ストン39は、ロッド38のハウジング16からシリンダ10に
突出した端部に固定されている。この油圧緩衝器におい
ては、カバースクリュウ30を180度以内の角度で回動す
ることにより、上部円錐状の隙間を調節し、それ以上の
角度を回動することにより下部円錐状の隙間を調節して
減衰力を調整する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】USP4595179では、減
衰力を調整するためのセットスクリュウを螺動する必要
があり、工具が必要となる。

【０００７】USP4595179では、減衰力調整用のセット
スクリュウがハウジングの上端部に埋め込まれており、
USP2859451では、減衰力調整用のカバースクリュウがシ
リンダの上端部に設置されている。即ち、減衰力調整の
ための操作部の設置位置が油圧緩衝装置の局部に限定さ
れており、操作性が悪い。

【０００８】本発明の課題は、油圧緩衝装置において、
減衰力の調整を簡易に行なうことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、外筒
内の同一軸上に内筒を設け、外筒と内筒の一端側を封止
するヘッドカバーを貫通して内筒内に挿入されるピスト
ンロッドを備え、ピストンロッドの先端部に固定される
ピストンを内筒内に摺動自在に設け、内筒内にピストン
ロッドが収容されるロッド側油室とピストンロッドが収
容されないピストン側油室を区画し、ピストン又はピス
トンロッドにロッド側油室とピストン側油室を連通する
流路を形成し、外筒と内筒の間にリザーバ室を形成し、
外筒と内筒の間にピストン側油室とリザーバ室を連通す
る流路を有する隔壁部材を設けた複筒式の油圧緩衝装置
において、前記外筒の他端側に蓋部材を設け、該外筒を
該蓋部材に対して相対回転可能に設け、前記隔壁部材の
流路に先端部を臨み、基端部を前記蓋部材に螺合するニ
ードル弁を設け、前記外筒に、前記ニードル弁に対し軸
方向には移動可能に且つ回転方向には係合する係合部を
設け、該外筒の回動によるニードル弁の移動によって減
衰力を調整するようにしたものである。

【００１０】請求項２の発明は、シリンダの一端側を封
止するヘッドカバーを貫通し、シリンダ内に挿入される
ピストンロッドを備え、ピストンロッドの先端部に固定
されるピストンをシリンダ内に摺動自在に設け、シリン
ダ内にピストンロッドが収容されるロッド側油室とピス
トンロッドが収容されないピストン側油室を区画し、ピ
ストン又はピストンロッドにロッド側油室とピストン側
油室を連通する流路を形成し、シリンダ内にリザーバ室
を形成し、シリンダ内にピストン側油室とリザーバ室を
連通する流路を有する隔壁部材を設けた単筒式の油圧緩
衝装置において、前記シリンダの他端側に蓋部材を設
け、該シリンダを該蓋部材に対して相対回転可能に設
け、前記隔壁部材の流路に先端部を臨み、基端部を前記
蓋部材に螺合するニードル弁を設け、前記シリンダに、
前記ニードル弁に対し軸方向には移動可能に且つ回転方
向には係合する係合部を設け、前記シリンダの回動によ
るニードル弁の移動によって減衰力を調整するようにし
たものである。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において更に、前記油圧緩衝装置を揺動自在に枢支され
る大腿部と下腿部の間に配設するようにしたものであ
る。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かの発明において更に、前記ピストンロッドの基端部と
前記蓋部材のそれぞれに取付部材を設け、これらの取付
部材を油圧緩衝装置の単一軸線上に配置するようにした
ものである。

【００１３】

【作用】請求項１の発明によれば下記(1)〜(3)の作用が
ある。 (1)外筒の回動によって減衰力を調整でき、工具を必要
としない。

【００１４】(2)減衰力調整の操作部となる外筒が油圧
緩衝装置の外周に広く露出して存在するものであり、操
作性が良い。

【００１５】(3)減衰力調整の操作部が、複筒式油圧緩
衝装置が本来的に備える外筒を用いるものであり、減衰
力調整装置の構造が簡素になり、油圧緩衝装置を小型化
できる。

【００１６】請求項２の発明によれば下記(4)〜(6)の作
用がある。 (4)シリンダの回動によって減衰力を調整でき、工具を
必要としない。

【００１７】(5)減衰力調整の操作部となるシリンダが
油圧緩衝装置の外周に広く露出して存在するものであ
り、操作性が良い。

【００１８】(6)減衰力調整の操作部が、単筒式油圧緩
衝装置が本来的に備えるシリンダを用いるものであり、
減衰力調整装置の構造が簡素になり、減衰力調整装置を
小型化できる。

【００１９】請求項３の発明によれば下記(7)〜(9)の作
用がある。 (7)膝関節に用いられる油圧緩衝装置において、ニード
ル弁からなる減衰力調整手段を具備するものとしたか
ら、広範囲の走行モードのそれぞれに対し適度な減衰力
を発生できる。

【００２０】(8)油圧緩衝装置の外周に広く露出して存
在する外筒（シリンダ）を回動するだけで減衰力を調整
できるから、義足を装着したままで、装着者自身が工具
を用いずに、手で容易に調整できる。

【００２１】(9)油圧緩衝装置が本来的に備える外筒
（シリンダ）が減衰力調整の操作部を兼ねるので、減衰
力調整装置の構造が簡素になり、油圧緩衝装置を小型化
でき、大腿部と下腿部の間の狭いスペースに設置でき
る。

【００２２】請求項４の発明によれば下記(10)の作用が
ある。 (10)ピストンロッドの側の取付部材と、外筒（シリン
ダ）に設けた蓋部材の側の取付部材を単一軸線上に配置
したから、例えば、外筒（シリンダ）の両側部にトラニ
オン支持用ピンを設ける必要がなく、油圧緩衝装置の取
付スペースを小型化できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は義足の歩行状態を示す模式
図、図２は第１実施形態の油圧緩衝装置を示し、（Ａ）
は断面図、（Ｂ）はチェックバルブの要部を示す断面
図、図３はニードル弁を示し、（Ａ）は半断面図、
（Ｂ）は平面図、図４は係合板を示す平面図、図５は第
２実施形態の油圧緩衝装置を示す断面図である。

【００２４】（第１実施形態）（図１〜図４） 義足１は、図１に示す如く、脚を大腿部で切断された膝
のない人に供されるものであり、大腿部の切断端が挿入
される大腿ソケット部２に枢軸４を介して下腿部３を揺
動自在に結合するとともに、大腿ソケット部２と下腿部
３の間に膝関節用油圧緩衝装置１０を介装したものであ
る。義足１は、大腿ソケット部２と下腿部３の中心軸を
同一軸上に設定した直立状態で、その中心軸の後方に枢
軸４を配置し、油圧緩衝装置１０の上取付部材１１を枢
軸４の更に後方で軸１１Ａにより大腿ソケット部２に枢
着し、油圧緩衝装置１０の下取付部材１２をその中心軸
の前方で軸１２Ａにより下腿部３に枢着している。義足
１の大腿ソケット部２、下腿部３に対する油圧緩衝装置
１０の取付姿勢は、油圧緩衝装置１０のピストンロッド
３１の側を大腿ソケット部２に結合するものに限らず、
ピストンロッド３１の側を下腿部３に結合するように天
地逆にしても良い。

【００２５】油圧緩衝装置１０は、図２に示す如く、外
筒２１の内部の同一軸上に内筒２２を設けた複筒式であ
り、外筒２１の一端開口から順に係合板２３、隔壁部材
２４、内筒２２、ヘッドカバー２５、オイルシール２６
を挿入し、それらを外筒２１の他端段差部２１Ａと一端
かしめ部２１Ｂにより挟圧固定化する。

【００２６】油圧緩衝装置１０は、外筒２１と内筒２２
の一端側を封止するヘッドカバー２５を貫通して内筒２
２の内部に挿入されるピストンロッド３１を備え、ピス
トンロッド３１の先端部に固定されるピストン３２をそ
の外周のラビリンス溝を介して内筒２２の内部に摺動自
在に設け、内筒２２の内部にピストンロッド３１が収容
されるロッド側油室３３Ａと、ピストンロッド３１が収
容されないピストン側油室３３Ｂを区画し、油室３３
Ａ、３３Ｂに作動油を充満している。ピストンロッド３
１は内筒２２への挿入端の段差部にリバウンドストッパ
３４、ピストン３２を組付け、これらをピストンナット
３５でピストンロッド３１に固定する。ピストンロッド
３１はリバウンドストッパ３４の直上にストッパラバー
３４Ａを装着しており、リバウンドストッパ３４は内筒
２２の一端側に設けたヘッドカバー２５の端面との間で
ストッパラバー３４Ａを挟んで最伸長時の緩衝をなす。

【００２７】油圧緩衝装置１０は、ピストン３２にロッ
ド側油室３３Ａとピストン側油室３３Ｂを連通する第１
の流路３６を備え、ピストン３２のピストン側油室３３
Ｂ側の端面に第１の流路３６を開閉する板バルブからな
るチェック弁３７、バルブスプリング３８を積層し、こ
れらをピストンナット３５のバルブストッパ部３５Ａで
バックアップする。チェック弁３７は、油圧緩衝装置１
０の圧縮時に閉じてピストン側油室３３Ｂからロッド側
油室３３Ａへの流れを阻止し、伸長時にロッド側油室３
３Ａからピストン側油室３３Ｂへの流れを許す。本実施
形態では、チェック弁３７は第１の流路３６の閉塞面の
一部を切り欠いて、ピストン側油室３３Ｂを流路３６、
ロッド側油室３３Ａに常時連通するオリフィス孔３９を
備える（図２（Ｂ））。これにより、油圧緩衝装置１０
の圧縮時には、ピストン側油室３３Ｂの油はチェック弁
３７のオリフィス孔３９を通って第１の流路３６からロ
ッド側油室３３Ａに移行し、オリフィス孔３９に基づく
減衰力を発生する。伸長時には、ロッド側油室３３Ａの
油はバルブスプリング３８に抗してチェック弁３７をリ
フトして第１の流路３６に大きな開口を形成し、減衰力
を発生させずにピストン側油室３３Ｂに移行する。

【００２８】油圧緩衝装置１０は、外筒２１と内筒２２
の間の環状空間をリザーバ室４１としている。リザーバ
室４１は油圧緩衝装置１０の伸縮によってロッド側油室
３３Ａ、ピストン側油室３３Ｂに進入、退出するピスト
ンロッド３１のロッド体積分の作動油を、ロッド側油室
３３Ａ、ピストン側油室３３Ｂとの間で相互に移行可能
とする。そして、外筒２１と内筒２２の間で、ロッド側
油室３３Ｂとリザーバ室４１を連通する流路４２を有す
る隔壁部材２４を内筒２２の下端面に設け、この流路４
２を後述のニードル弁５３により開度調整されるオリフ
ィス孔４３として用いる。このオリフィス孔４３は、ニ
ードル弁５３により常時連通状態として用いることがで
きる。４４は隔壁部材２４に設けた連絡路である。ま
た、油圧緩衝装置１０は、ロッド側油室３３Ａとリザー
バ室４１を常時連通する第２の流路４５を備える。

【００２９】油圧緩衝装置１０は、リザーバ室４１の内
部に設けられ、気体室４６Ａを密封区画する可撓性の体
積補償部材４６を備える。体積補償部材４６は、内筒２
２の外周に接着固定され、独立した非貫通状（袋小路）
の気体室４６Ａを有する発泡ラバーにて構成される。油
圧緩衝装置１０は、体積補償部材４６の気体室４６Ａの
膨張、収縮により、ロッド側油室３３Ａ、ピストン側油
室３３Ｂに進入、退出するピストンロッド３１のロッド
体積分の作動油の体積補償と、作動油の油温変化による
体積補償とを行なう。体積補償部材４６は発泡ラバーに
て気体室４６Ａを構成することにより、油圧緩衝装置１
０の取付姿勢が上下、横置きのいずれにあっても上述の
体積補償を営む。

【００３０】油圧緩衝装置１０は、外筒２１の他端側に
蓋部材５１をＯリング５２を介して液密に設け、外筒２
１を蓋部材５１に対して相対回転可能とする。油圧緩衝
装置１０は、隔壁部材２４の流路４２（オリフィス孔４
３）に先端部を臨み、下端部を蓋部材５１に螺合するニ
ードル弁５３を設ける。外筒２１に一体回転可能に設け
た係合板２３は、ニードル弁５３の外周の二面巾部５３
Ａをその異形孔状係合部２３Ａに軸方向には移動可能に
かつ回転方向には係合可能に嵌合し、外筒２１の回動に
よるニードル弁５３の軸方向移動により、流路４２（オ
リフィス孔４３）の開度を調整し、減衰力を調整する。
係合板２３の外筒２１との一体回転可能構造は、係合板
２３を外筒２１に圧入する他、係合板２３を隔壁部材２
４、内筒２２、ヘッドカバー２５、オイルシール２６と
ともに外筒２１に軸方向で挟圧一体化することにより構
成される。

【００３１】油圧緩衝装置１０は、内筒２２の側壁の軸
方向に沿う一定範囲で、ピストン３２のストローク範囲
内にオリフィス流路６０を形成してある。オリフィス流
路６０は、ピストン側油室３３Ｂをリザーバ室４１に連
通可能とし、ピストンロッド３１の圧縮時にピストン３
２の側壁により順次閉塞される。オリフィス流路６０
は、具体的には、内筒２２の側壁で、ピストンロッド３
１の最伸長時にピストン３２が停留する位置から所定の
間隔を置いた、所定の範囲内の複数位置に設けられた複
数のオリフィス孔６１〜６３により形成される。

【００３２】尚、オリフィス流路６０は、内筒２２の側
壁で、ピストンロッド３１の最伸長時にピストン３２が
停留する位置から所定の間隔を置いた、所定の範囲内に
設けられる長孔により形成されても良い。

【００３３】また、内筒２２におけるオリフィス流路６
０の形成範囲は、義足１の膝関節の大腿ソケット部２と
下腿部３が一直線となる直立位置を基準とするとき、大
腿ソケット部２と下腿部３の曲げ角度θ（図１）が約30
度から60度の曲げ角度になる範囲に設定されるのが良
い。

【００３４】尚、油圧緩衝装置１０は、ピストンロッド
３１の端部に上取付部材１１を、蓋部材５１の外端部に
下取付部材１２を設け、これらの取付部材１１、１２を
油圧緩衝装置１０の単一軸線上に設けてある。

【００３５】義足１の油圧緩衝装置１０は以下の如く動
作する。義足１にあっては、義足１の一方の脚に着目し
たとき、一方の脚の踵が地についてから再び地につくま
での１サイクルの間で、(a)踵が設置状態から爪先が地
面から離れる直前までの立脚相（図１（Ａ）〜（Ｂ））
では、大腿ソケット部２と下腿部３がほぼ一直線になっ
ていて油圧緩衝装置１０は最大伸長状態を保ち、(b)爪
先が地面から離れ、踵が設置するまでの遊脚相（図１
（Ｂ）〜（Ｃ）〜（Ｄ）〜（Ｃ）〜（Ｂ））では、下腿
部３が振り戻し行程で大腿ソケット部２に対して枢軸４
を中心に一旦後方へ揺動した後、続く踏み出し行程で前
方へ揺動されて大腿ソケット部に対して再びほぼ一直線
となり、油圧緩衝装置１０は伸長状態から圧縮状態に至
り、続いて伸長状態となる。そして、油圧緩衝装置１０
は、膝の振り戻し行程（屈曲時）で下記(1)の圧縮行程
となり、膝の踏み出し行程（伸長時）で下記(2)の伸長
行程となる。

【００３６】(1)圧縮行程（義足１の振り戻し行程） 油圧緩衝装置１０の圧縮行程では、ピストン３２によ
り圧縮されるピストン側油室３３Ｂの油が、ピストン３
２のチェック弁３７に設けた固定オリフィス孔３９を経
由してロッド側油室３３Ａに移行するとともに、ニード
ル弁５３により開度調整された可変オリフィス孔４３、
ピストン３２により順次閉塞されるオリフィス孔６１〜
６３を経由してリザーバ室４１に移行し、適度な減衰力
を得る。

【００３７】ピストン３２がオリフィス孔６１〜６３
を順次閉塞することにより、ピストン３２の位置に依存
する減衰力が得られる。

【００３８】ニードル弁５３がオリフィス孔４３を全
閉することがあっても、チェック弁３７のオリフィス孔
３９により、油圧緩衝装置１０の伸縮をロックしない。

【００３９】ロッド側油室３３Ａ、ピストン側油室３
３Ｂへ進入するピストンロッド３１のロッド体積分の作
動油は、リザーバ室４１へ排出されて体積補償部材４６
により吸収される。

【００４０】(2)伸長行程（義足１の踏み出し行程） 油圧緩衝装置１０の伸長行程では、ピストン３２によ
り圧縮されるロッド側油室３３Ａの油が、ピストン３２
のチェック弁３７をリフトして第１の流路３６に形成さ
れる大きな開口からピストン側油室３３Ｂへ移行し、減
衰力を発生させない。

【００４１】ロッド側油室３３Ａ、ピストン側油室３
３Ｂから退出するピストンロッド３１のロッド体積分の
作動油は、リザーバ室４１の体積補償部材４６から補給
される。

【００４２】油圧緩衝装置１０は、上述(b)の遊脚相の
振り戻し行程で、下腿部３がその慣性力により必要以上
に振り戻されると（構造上180度付近まで曲がる）、次
の踏み出し時に戻らなくなる。これを回避するため、油
圧緩衝装置１０では、上述(1)の圧縮行程で位置依存性
のある減衰力が作用し、振り戻し始めは下腿部３をスム
ースに屈曲開始し、常に適正位置で下腿部３を制止し、
次の踏み出し行程に移行可能とする。また、オリフィス
孔３９、４３、６１〜６３の二乗孔に基づく速度依存性
のある減衰力により、歩行速度に対応しながら、振り戻
しエネルギを吸収するものでもある。そして、踏み出し
行程に入るときには、上述(2)の伸長行程で減衰力が発
生しないから、下腿部３は速やかに直立位置に戻り、上
述(a)の立脚相に移行することができる。

【００４３】これにより、油圧緩衝装置１０は、膝の曲
げ角度等、歩行速度等の走行モードによって変動する下
腿部３の慣性力に基づく膝下の振り戻しエネルギを、膝
の一定の曲げ角度範囲においてスムースに減衰せしめ、
次の踏み出し行程に際し下腿部３を速やかに直立位置に
戻すことができるように、適度な減衰力を発生させるよ
うに動作する。

【００４４】本実施形態によれば、油圧緩衝装置１０が
外筒２１の回動操作により減衰力を調整可能としたか
ら、以下の作用がある。 (1)外筒２１の回動によって減衰力を調整でき、工具を
必要としない。

【００４５】(2)減衰力調整の操作部となる外筒２１が
油圧緩衝装置１０の外周に広く露出して存在するもので
あり、操作性が良い。

【００４６】(3)減衰力調整の操作部が、複筒式油圧緩
衝装置が本来的に備える外筒２１を用いるものであり、
減衰力調整装置の構造が簡素になり、油圧緩衝装置１０
を小型化できる。

【００４７】(4)膝関節に用いられる油圧緩衝装置１０
において、ニードル弁５３からなる減衰力調整手段を具
備するものとしたから、広範囲の走行モードのそれぞれ
に対し適度な減衰力を発生できる。

【００４８】(5)油圧緩衝装置１０の外周に広く露出し
て存在する外筒２１を回動するだけで減衰力を調整でき
るから、義足１を装着したままで、装着者自身が工具を
用いずに、手で容易に調整できる。

【００４９】(6)油圧緩衝装置１０が本来的に備える外
筒２１が減衰力調整の操作部を兼ねるので、減衰力調整
装置の構造が簡素になり、油圧緩衝装置１０を小型化で
き、大腿ソケット部２と下腿部３の間の狭いスペースに
設置できる。

【００５０】(7)ピストンロッド３１の側の取付部材１
１と、外筒２１に設けた蓋部材５１の側の取付部材１２
を単一軸線上に配置したから、例えば、外筒２１の両側
部にトラニオン支持用ピンを設ける必要がなく、油圧緩
衝装置１０の取付スペースを小型化できる。

【００５１】また、本実施形態によれば、油圧緩衝装置
１０を複筒式としたから以下の作用がある。 (1)油圧を用いているから、ピストン３２の受圧径を大
きくする必要がない。また、ピストン３２は片ロッド型
であり、外筒２１と内筒２２の間にリザーバ室４１を設
けたから、油圧緩衝装置１０の軸方向長さを短く小型化
でき、大腿ソケット部２と下腿部３の間の狭いスペース
への格納性が良い。

【００５２】(2)油圧を用いているため、減衰力を確実
に発生できる。従って、膝の曲げ角度と歩行速度に依存
する膝下の振り戻しエネルギをスムースに減衰できる。

【００５３】(3)可撓性の体積補償部材４６で気体室４
６Ａを密封区画したから、片ロッド型をなすピストンロ
ッド３１の内筒２２への進入、退出に伴うロッド体積の
補償、油温変化に伴う作動油の体積変化を補償でき、オ
イル漏れを生じない。また、気体室４６Ａは体積補償部
材４６により密封されるから、膝を180度付近まで曲げ
て座り、油圧緩衝装置１０が横置きとなった場合にも、
気体室４６Ａのエアが作動油中に混入することがない。
従って、安定した作動性を確保できる。

【００５４】(4)可撓性の体積補償部材４６が独立した
気体室４６Ａを有する発泡ラバーからなるものとしたか
ら、体積補償部材４６を簡易に構成できる。

【００５５】(5)膝下の振り戻し行程から踏み出し行程
を経て、直立状態に戻る油圧緩衝装置１０の最伸長時
に、リバウンドストッパ３４が大腿ソケット部２と下腿
部３が接触することを防止し、最伸長時の緩衝をなす。

【００５６】また、本実施形態によれば、油圧緩衝装置
１０がオリフィス流路６０（オリフィス孔６１〜６３）
を備えたから、以下の作用がある。 (1)内筒２２の側壁の軸方向に沿う一定範囲に、ピスト
ンロッド３１の圧縮時にピストン３２の側壁により順次
閉塞されるオリフィス流路６０（６１〜６３）を設けた
から、ピストン側油室３３Ｂからの作動油の退出流路面
積を次第に減じ、減衰力をピストン３２の位置に応じて
増加させる位置依存性を具備する。従って、膝下を直立
状態から振り戻し始めるときの減衰力を小としてスムー
スに屈曲開始し、オリフィス流路６０（６１〜６３）の
形成範囲に対応する一定の曲げ角度範囲でその減衰力を
曲げ角度位置に依存させて次第に大とし、適正曲げ角度
位置でその振り戻しをスムースに制止して次の踏み出し
行程に移行できる。

【００５７】(2)ピストン側油室３３Ｂをオリフィス孔
４３により常時リザーバ室４１に連通し、かつロッド側
油室３３Ａを第２の流路４５により常時リザーバ室４１
に連通しているから、油圧緩衝装置１０はピストン３２
の全ストロークでその伸縮をロックされることがなく、
膝下が直立状態から180度屈曲する全曲げ角度範囲で減
衰力を発生できる。

【００５８】(3)油圧緩衝装置１０はオリフィス流路６
０（６１〜６３）とオリフィス孔４３により減衰力を発
生させるものであり、これらは作動油の流速の二乗に比
例した減衰力を発生させる二乗孔であるから、歩行速度
に依存する減衰力を発生させ、歩行速度によって変動す
る下腿部の慣性力に基づく膝下の振り戻しエネルギを合
理的に吸収できる。

【００５９】(4)オリフィス流路が内筒２２の側壁の軸
方向に沿う一定範囲に設けられる、複数のオリフィス孔
６１〜６３により形成されるから、減衰力をピストン３
２の位置に応じて段階的に増加させることができる。

【００６０】(5)オリフィス流路が内筒２２の側壁の軸
方向に沿う一定範囲に設けられる、長孔により形成する
ものとすれば、減衰力をピストン３２の位置に応じて無
段階に滑らかに増加させることができる。

【００６１】(6)オリフィス流路６０（６１〜６３）の
形成範囲を、大腿ソケット部２と下腿部３の曲げ角度が
約30度から60度の曲げ角度になる範囲に設定した。従っ
て、膝下が直立状態から振り戻し始めるときの減衰力は
小としてスムースに屈曲開始せしめ、オリフィス流路６
０（６１〜６３）の形成範囲に対応する30度〜60度の曲
げ角度範囲ではその減衰力をその曲げ角度位置に依存さ
せて次第に大とし、60度の曲げ角度位置でその振り戻し
をスムースに制止させる。膝下は必要以上の過大曲げ角
度まで振り戻されることなく制止され、次の踏み出し行
程にスムースに移行できる。

【００６２】（第２実施形態）（図５） 第２実施形態の油圧緩衝装置１１０は単筒式であり、シ
リンダ１１１の一端側を封止するヘッドカバー１１２、
オイルシール１１３を貫通し、シリンダ１１１内に挿入
されるピストンロッド１１４を備える。ピストンロッド
１１４は、大腿ソケット部２（又は下腿部３）に枢支さ
れる取付部材１１５を備える。

【００６３】ピストンロッド１１４の先端部に固定され
るピストン１１６はその外周のＯリング（又はピストン
リング）１１７を介して、シリンダ１１１内に摺動自在
とされる。ピストンロッド１１４におけるピストン１１
６の直上部には、ヘッドカバー１１２の内端面との間で
最伸長時の緩衝をなすリバウンドラバー１１８が装着さ
れている。

【００６４】ピストン１１６は、シリンダ１１１の内部
に、ピストンロッド１１４が収容されるロッド側油室１
１９Ａと、ピストンロッド１１４が収容されないピスト
ン側油室１１９Ｂを区画し、油室１１９Ａ、１１９Ｂに
作動油を充満している。ピストン１１６は、ロッド側油
室１１９Ａとピストン側油室１１９Ｂを連通する流路１
２０を備える。

【００６５】油圧緩衝装置１１０は、シリンダ１１１の
内部に隔壁部材１２１を固定し、隔壁部材１２１の一方
側を上述のピストン側油室１１９Ｂとし、隔壁部材１２
１の他方側にリザーバ室１２２を形成している。隔壁部
材１２１は、ピストン側油室１１９Ｂとリザーバ室１２
２を連通する流路１２３と流路１２４を備え、流路１２
３に板バルブからなるチェック弁１２５を、流路１２４
にニードル弁１２６を設けている。リザーバ室１２２
は、油圧緩衝装置１１０の伸縮によってロッド側油室１
１９Ａ、ピストン側油室１１９Ｂに進入、退出するピス
トンロッド１１４のロッド体積分の作動油を、ピストン
側油室１１９Ｂとの間で相互に移行可能とする。

【００６６】チェック弁１２５は、シリンダ１１１のピ
ストン側油室１１９Ｂに設けられるスプリング受１２
７、バルブスプリング１２８の存在により隔壁部材１２
１に加圧され、油圧緩衝装置１１０の圧縮時には閉じて
ピストン側油室１１９Ｂからリザーバ室１２２への流れ
を阻止し、伸長時にリザーバ室１２２からピストン側油
室１１９Ｂへの流れを許す。

【００６７】油圧緩衝装置１１０は、シリンダ１１１の
他端側に蓋部材１３１をＯリング１３２を介して液密に
設け、シリンダ１１１を蓋部材１３１に際して相対回転
可能としている。ニードル弁１２６の先端部を隔壁部材
１２１の流路１２４に臨ませ、このニードル弁１２６の
基端部を蓋部材１３１に螺合する。そして、シリンダ１
１１に設けてある係合板１３３の異形孔状係合部１３４
を、ニードル弁１２６の外周の二面巾部１２６Ａに軸方
向には移動可能にかつ回転方向には係合可能に嵌合し、
シリンダ１１１の回動によるニードル弁１２６の移動に
よって、流路１２４の開度を調整し、減衰力を調整す
る。１３３Ａは連絡路である。

【００６８】油圧緩衝装置１１０は、リザーバ室１２２
の内部に設けられ、気体室１４１Ａを密封区画する可撓
性の体積補償部材１４１を備える。体積補償部材１４１
は、独立した非貫通状（袋小路）の気体室１４１Ａを有
する発泡ラバーにて構成される。油圧緩衝装置１１０
は、体積補償部材１４１の気体室１４１Ａの膨張、収縮
により、ロッド側油室１１９Ａ、ピストン側油室１１９
Ｂに進入、退出するピストンロッド１１４のロッド体積
分の作動油の体積補償と、作動油の油温変化による体積
補償とを行なう。

【００６９】蓋部材１３１の外端部には下腿部３（又は
大腿ソケット部２）に枢支される取付部材１３５を備え
る。油圧緩衝装置１１０は、蓋部材１３１の取付部材１
３５とシリンダ１１１の取付部材１１５とを油圧緩衝装
置１１０の単一軸線上に設け、義足１の大腿ソケット部
２と下腿部３の間に揺動自在に枢支される。

【００７０】油圧緩衝装置１１０は以下の如く動作す
る。 (1)圧縮行程 油圧緩衝装置１１０の圧縮行程では、シリンダ１１１に
進入するピストンロッド１１４のロッド体積分の油が、
ニードル弁１２６により開度調整された流路１２４のオ
リフィス孔１２４Ａを経由してリザーバ室１２２に移行
し、適度な減衰力を得る。

【００７１】(2)伸長行程 油圧緩衝装置１１０の伸長行程では、シリンダ１１１か
ら退出するピストンロッド１１４のロッド体積分の油
が、リザーバ室１２２から流路１２３を経由してピスト
ン側油室１１９Ｂへ移行し、減衰力を発生させない。

【００７２】油圧緩衝装置１１０にあっては、義足１の
膝の振り戻し行程で上述(1)の圧縮行程、踏み出し行程
で上述(2)の伸長行程となる。そして、振り戻し行程
で、膝の曲げ角度と歩行速度等の走行モードによって変
動する下腿部３の慣性力に基づく膝下の振り戻しエネル
ギを、膝の一定の曲げ角度範囲においてスムースに減衰
せしめ、次の踏み出し行程に際し下腿部３を速やかに直
立位置に戻すことができるように、適度な減衰力を発生
させるものとなる。

【００７３】本実施形態によれば、油圧緩衝装置１１０
がシリンダ１１１の回動操作により減衰力を調整可能と
したから、以下の作用がある。 (1)シリンダ１１１の回動によって減衰力を調整でき、
工具を必要としない。

【００７４】(2)減衰力調整の操作部となるシリンダ１
１１が油圧緩衝装置１１０の外周に広く露出して存在す
るものであり、操作性が良い。

【００７５】(3)減衰力調整の操作部が、単筒式油圧緩
衝装置が本来的に備えるシリンダ１１１を用いるもので
あり、減衰力調整装置の構造が簡素になり、減衰力調整
装置を小型化できる。

【００７６】(4)膝関節に用いられる油圧緩衝装置１１
０において、ニードル弁１２６からなる減衰力調整手段
を具備するものとしたから、広範囲の走行モードのそれ
ぞれに対し適度な減衰力を発生できる。

【００７７】(5)油圧緩衝装置１１０の外周に広く露出
して存在するシリンダ１１１を回動するだけで減衰力を
調整できるから、義足１を装着したままで、装着者自身
が工具を用いずに、手で容易に調整できる。

【００７８】(6)油圧緩衝装置１１０が本来的に備える
シリンダ１１１が減衰力調整の操作部を兼ねるので、減
衰力調整装置の構造が簡素になり、油圧緩衝装置１１０
を小型化でき、大腿ソケット部２と下腿部３の間の狭い
スペースに設置できる。

【００７９】(7)ピストンロッド１１４の側の取付部材
１１５と、シリンダ１１１に設けた蓋部材１３１の側の
取付部材１３５を同一軸線上に配置したから、例えば、
シリンダ１１１の両側部にトラニオン支持用ピンを設け
る必要がなく、油圧緩衝装置１１０の取付スペースを小
型化できる。

【００８０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。

【００８１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油圧緩衝
装置において、減衰力の調整を簡易に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は義足の歩行状態を示す模式図である。

【図２】図２は第１実施形態の油圧緩衝装置を示し、
（Ａ）は断面図、（Ｂ）はチェックバルブの要部を示す
断面図である。

【図３】図３はニードル弁を示し、（Ａ）は半断面図、
（Ｂ）は平面図である。

【図４】図４は係合板を示す平面図である。

【図５】図５は第２実施形態の油圧緩衝装置を示す断面
図である。

【符号の説明】

２Ａ 大腿ソケット部（大腿部） ３ 下腿部 １０ 油圧緩衝装置 １１、１２ 取付部材 ２１ 外筒 ２２ 内筒 ２３ 係合板 ２３Ａ 係合部 ２４ 隔壁部材 ２５ ヘッドカバー ３１ ピストンロッド ３２ ピストン ３３Ａ ロッド側油室 ３３Ｂ ピストン側油室 ３６ 流路 ４１ リザーバ室 ４５ 流路 ５１ 蓋部材 ５３ ニードル弁 １１０ 油圧緩衝装置 １１１ シリンダ １１２ ヘッドカバー １１４ ピストンロッド １１５ 取付部材 １１６ ピストン １１９Ａ ロッド側油室 １１９Ｂ ピストン側油室 １２０ 流路 １２１ 隔壁部材 １２２ リザーバ室 １２３、１２４ 流路 １２６ ニードル弁 １３１ 蓋部材 １３３ 係合板 １３４ 係合部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒内の同一軸上に内筒を設け、 外筒と内筒の一端側を封止するヘッドカバーを貫通して
   内筒内に挿入されるピストンロッドを備え、 ピストンロッドの先端部に固定されるピストンを内筒内
   に摺動自在に設け、内筒内にピストンロッドが収容され
   るロッド側油室とピストンロッドが収容されないピスト
   ン側油室を区画し、 ピストン又はピストンロッドにロッド側油室とピストン
   側油室を連通する流路を形成し、 外筒と内筒の間にリザーバ室を形成し、 外筒と内筒の間にピストン側油室とリザーバ室を連通す
   る流路を有する隔壁部材を設けた複筒式の油圧緩衝装置
   において、 前記外筒の他端側に蓋部材を設け、該外筒を該蓋部材に
   対して相対回転可能に設け、 前記隔壁部材の流路に先端部を臨み、基端部を前記蓋部
   材に螺合するニードル弁を設け、 前記外筒に、前記ニードル弁に対し軸方向には移動可能
   に且つ回転方向には係合する係合部を設け、該外筒の回
   動によるニードル弁の移動によって減衰力を調整するこ
   とを特徴とする複筒式の油圧緩衝装置。
2. 【請求項２】 シリンダの一端側を封止するヘッドカバ
   ーを貫通し、シリンダ内に挿入されるピストンロッドを
   備え、 ピストンロッドの先端部に固定されるピストンをシリン
   ダ内に摺動自在に設け、シリンダ内にピストンロッドが
   収容されるロッド側油室とピストンロッドが収容されな
   いピストン側油室を区画し、 ピストン又はピストンロッドにロッド側油室とピストン
   側油室を連通する流路を形成し、 シリンダ内にリザーバ室を形成し、 シリンダ内にピストン側油室とリザーバ室を連通する流
   路を有する隔壁部材を設けた単筒式の油圧緩衝装置にお
   いて、 前記シリンダの他端側に蓋部材を設け、該シリンダを該
   蓋部材に対して相対回転可能に設け、 前記隔壁部材の流路に先端部を臨み、基端部を前記蓋部
   材に螺合するニードル弁を設け、 前記シリンダに、前記ニードル弁に対し軸方向には移動
   可能に且つ回転方向には係合する係合部を設け、 前記シリンダの回動によるニードル弁の移動によって減
   衰力を調整することを特徴とする単筒式の油圧緩衝装
   置。
3. 【請求項３】 前記油圧緩衝装置を揺動自在に枢支され
   る大腿部と下腿部の間に配設した請求項１又は２に記載
   の油圧緩衝装置。
4. 【請求項４】 前記ピストンロッドの基端部と前記蓋部
   材のそれぞれに取付部材を設け、これらの取付部材を油
   圧緩衝装置の単一軸線上に配置した請求項１〜３のいず
   れかに記載の油圧緩衝装置。