JP2020026822A - 粒状体ダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】減衰力の高い粒状体ダンパを提供する。【解決手段】粒状体ダンパＡは、ケース１８、入力部材３４、抵抗体２４、変位力付加手段３０、回転子２５及び複数の粒状体３６を備える。入力部材３４は、ケース１８に対して直動方向と回転方向のうちいずれか一方向のみに相対変位する。抵抗体２４は、入力部材３４の相対変位と同じ方向に関しては入力部材３４と一体的に変位し、入力部材３４の相対変位と異なる方向に関しては入力部材３４に対する相対変位が許容される。変位力付加手段３０は、抵抗体２４に対し、入力部材３４の変位方向とは異なる方向の変位力を付与する。回転子２５は、抵抗体２４に形成され、ケース１８内に収容されている。粒状体３６は、ケース１８内で直動方向及び回転方向に変位する回転子２５に対して変位を抑制する抗力を付与する。【選択図】図２

Description

本発明は、粒状体ダンパに関する。

特許文献１には、ケースと、抵抗体と、複数の粒状体とを備えた粒状体ダンパが開示されている。抵抗体はピストン部からロッドを延出させた形態であり、ピストン部がケース内に収容され、ロッドはケース外へ突出している。粒状体はケース内に収容されている。ロッドに外力が入力されると、抵抗体がロッドの軸線方向に移動するので、ケース内で流動する粒状体に反発力が生じるとともに、粒状体の表面では摩擦力が生じる。これらの反発力と摩擦力は、抵抗体の移動を抑制する減衰力となる。

特開２０１１−０２１６４８号公報

上記のように抵抗体が直動するタイプの粒状体ダンパは、抵抗体の移動速度が増加しても減衰力が大きく増大しないので、速度依存性が低いという特性がある。また、抵抗体が回転するタイプの粒状体ダンパは、直動タイプの粒状体ダンパに比べると速度依存性が高いが、使用形態によっては更に高い減衰力が求められる場合がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、減衰力の高い粒状体ダンパを提供することを解決すべき課題としている。

本発明の粒状体ダンパは、ケースと、入力部材と、抵抗体と、変位力付加手段と、可動部と、複数の粒状体とを備えている。入力部材は、ケースに対して軸線に沿った直動方向と軸線周りの回転方向のうちいずれか一方向のみに相対変位する。抵抗体は、入力部材の相対変位と同じ方向に関しては入力部材と一体的に変位し、入力部材の相対変位と異なる方向に関しては入力部材に対する相対変位が許容されている。変位力付加手段は、入力部材と一体的に変位する抵抗体に対し、入力部材の変位方向とは異なる方向の変位力を付与する。可動部は、抵抗体に形成され、ケース内に収容されている。粒状体は、ケース内に充填され、ケース内で直動方向及び回転方向に変位する可動部に対して変位を抑制する抗力を付与する。

入力部材がケースに対して直動方向に相対変位すると、直動方向に変位する抵抗体には、変位力付加手段によって回転方向の変位力が付与されるので、可動部はケース内で直動しながら回転する。また、入力部材がケースに対して回転方向に相対変位すると、回転方向に変位する抵抗体には、変位力付加手段によって直動方向の変位力が付与されるので、可動部はケース内で回転しながら直動する。可動部は直動方向と回転方向の両方向に変位するので、粒状体から可動部に付与される抗力が大きくなり、高い減衰力が生じる。

また、本発明の粒状体ダンパは、前記入力部材が前記ケースに対して回転方向のみに相対変位可能であり、前記入力部材と前記抵抗体が非円形断面の連結部を介して直動方向への相対変位を可能に連結され、前記変位力付加手段が、前記抵抗体と前記ケースに設けた螺旋状のガイド部を備えて構成されていてもよい。この構成によれば、入力部材と抵抗体が回転方向に変位すると、螺旋状のガイド部によって抵抗体に直動方向の変位力が付与され、抵抗体は、連結部同士を摺動させながら入力部材に対して直動方向へ相対変位する。

また、本発明の粒状体ダンパは、前記入力部材が前記ケースに対して直動方向のみに相対変位可能であり、前記入力部材と前記抵抗体が、円形凸部と円形凹部との嵌合を介すことによって回転方向への相対変位を可能に連結され、前記変位力付加手段が、前記抵抗体と前記ケースに設けた螺旋状のガイド部を備えて構成されていてもよい。この構成によれば、入力部材と抵抗体が直動方向に変位すると、螺旋状のガイド部によって抵抗体に回転方向の変位力が付与され、抵抗体は、円形凸部と円形凹部を摺動させながら入力部材に対して回転方向へ相対変位する。

本発明の粒状体ダンパは、前記ケースの内周のうち前記可動部の直動経路と対応する領域には、直動方向に沿って内径が増減する内径増減部が形成されていてもよい。この構成によれば、可動部が直動する過程で、可動部の外周面とケースの内周面との間の粒状体の密度が変化して、減衰力が変動する。

実施形態１の粒状体ダンパを適用したドアヒンジ及びドアの正面図である。 ドアが全開位置にある状態の粒状体ダンパをあらわした断面図である。 ドアが半開位置にある状態の粒状体ダンパをあらわした断面図である。 ドアが全閉位置にある状態の粒状体ダンパをあらわした断面図である。 実施形態２においてドアが全開位置にある状態をあらわした粒状体ダンパの断面図である。 ドアが全閉位置にある状態の粒状体ダンパをあらわした断面図である。 実施形態３において入力部材に外力が入力されていない状態をあらわした粒状体ダンパの断面図である。 入力部材に外力が入力されて抵抗体が変位した状態をあらわした粒状体ダンパの断面図である。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１〜図４を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図１〜４にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。

図１に示すように、本実施形態１の粒状体ダンパＡは、建物のドアヒンジ１０と一体化されたものである。ドアヒンジ１０は、建物の壁１１に設けた開口部１２の枠１３にドア１４を支持するものである。ドア１４は、開口部１２を閉塞する全閉位置と、開口部１２を開放して開口部１２から最も遠ざかる全開位置との間で、ドアヒンジ１０の上下方向の回転軸１５を中心として揺動する。

粒状体ダンパＡは、ドア１４を閉める際に、ドア１４に対して揺動速度を低下させる減衰力を付与することで、ドア１４と枠１３との間における挟み込みを防止するとともに、ドア１４が閉じたときの音を低減する。また、粒状体ダンパＡは、ドア１４を開ける際にも、ドア１４に対して揺動速度を低下させる減衰力を付与することで、ドア１４と壁１１との間における挟み込みを防止する。

図２〜４に示すように、ドアヒンジ１０は、枠１３に固定して取り付けられる壁側ヒンジ構成部材１６と、ドア１４に対し一体的に揺動し得るように取り付けられるドア側ヒンジ構成部材３２とを備えて構成されている。壁側ヒンジ構成部材１６は、ビス等によって枠１３に固定される平板状の壁用ブラケット１７と、ケース１８とを備えた単一部材である。ケース１８は、壁用ブラケット１７の側縁部に沿って配され、ドア１４の揺動中心となる回転軸１５と同軸状の円筒形をなす。

ケース１８の下端部には、回転軸１５と同軸状の下部雌ネジ部１９（請求項に記載のガイド部）が形成されている。下部雌ネジ部１９のリード角は、比較的小さい角度（例えば、４５°より小さい角度）に設定されている。ケース１８内の空間のうち下部雌ネジ部１９より上方の領域は、回転軸１５と同軸状の円形断面をなす作動空間２０となっている。ケース１８の上端部には、軸受部材２１が取り付けられている。軸受部材２１の中心孔には、上部雌ネジ部２２（請求項に記載のガイド部）が形成されている。上部雌ネジ部２２の螺旋の向きは下部雌ネジ部１９と同じであり、上部雌ネジ部２２のリード角は下部雌ネジ部１９と同じ角度に設定されている。

ケース１８における作動空間２０の形成領域の内周面には、回転軸１５と同軸状のテーパ面２３（請求項に記載の内径増減部）が形成されている。テーパ面２３は、軸線方向下方に向かって内径が次第に小さくなるように傾斜している。回転軸１５の軸線方向におけるテーパ面２３の形成領域は、作動空間２０の上下方向における概ね中央位置から、作動空間２０の下端より上方の位置に至る範囲である。作動空間２０におけるテーパ面２３より上方の領域の内径と、作動空間２０におけるテーパ面２３より下方の領域の内径は、同じ寸法である。

ケース１８には、抵抗体２４が、回転軸１５の軸線方向に沿った直動方向と回転軸１５の軸線を中心とする回転方向（周方向）の両方向への相対変位を可能に取り付けられている。抵抗体２４は、回転子２５（請求項に記載の可動部）と上部シャフト２６と下部シャフト２７を一体化させた単一部材である。回転子２５は、後述する粒状体３６に抗力を生じさせるための抗力発生部として機能する。回転子２５は回転軸１５と同軸状の円柱形をなす。軸線方向における回転子２５の長さ寸法は、作動空間２０（ケース１８内の空間）より小さく、上記テーパ面２３と概ね同じ寸法とされている。回転子２５の外径は、ケース１８における作動空間２０の形成領域の内径より小さい寸法に設定されている。

上部シャフト２６は、回転子２５より小径の円柱形をなし、回転子２５の上端面から回転子２５及び回転軸１５と同軸状に上方へ突出した形態である。下部シャフト２７は、回転子２５より小径の円柱形をなし、回転子２５の下端面から回転子２５及び回転軸１５と同軸状に下方へ突出した形態である。上部シャフト２６と下部シャフト２７の外径は同じ寸法である。上部シャフト２６の外周には上部雄ネジ部２８（請求項に記載のガイド部）が形成されている。下部シャフト２７の外周には、上部雄ネジ部２８と同じリード角の下部雄ネジ部２９（請求項に記載のガイド部）が形成されている。

下部雌ネジ部１９に下部雄ネジ部２９をねじ込み、上部雌ネジ部２２に上部雄ネジ部２８を貫通形態でねじ込むことにより、変位力付加手段３０が構成されている。変位力付加手段３０は、後述する入力部材３４と一体的に回転方向へ変位する抵抗体２４に対し、入力部材３４の変位方向（つまり、回転方向）とは異なる軸線方向（直動方向）の変位力を付与する手段である。また、これらの雌ネジ部１９，２２と雄ネジ部２８，２９のねじ込みにより、抵抗体２４の上下両端部（軸線方向における両端部）が、ケース１８に対し回転方向と直動方向の両方向への相対変位を可能に支持されている。

上部シャフト２６のうちケース１８の上方へ突出した上端部は、連結端部３１（請求項に記載の連結部）となっている。連結端部３１の外周の回転軸１５と直角な断面形状は、平行二面を有する非円形である。連結端部３１は、後述する入力部材３４との連結手段として機能する。

図２，４に示すように、ドア側ヒンジ構成部材３２は、ドア用ブラケット３３と入力部材３４とを備えた単一部材である。ドア用ブラケット３３は、平板状をなし、ビス等によってドア１４に固定されている。入力部材３４は、ドア用ブラケット３３の側縁部に沿って配され、回転軸１５及び抵抗体２４と同軸状の円筒形をなす。

図２〜４に示すように、入力部材３４の下端部には、連結孔３５が形成されている。連結孔３５の内周の回転軸１５と直角な断面形状は、連結端部３１と同じく平行二面を有する非円形である。入力部材３４は抵抗体２４を介してケース１８に組み付けられている。具体的には、入力部材３４の下端面が軸受部材２１の上端面に同軸状に載置されている。また、連結孔３５が連結端部３１に嵌合されることで、入力部材３４と抵抗体２４が、回転軸１５の軸線方向に沿った直動方向への相対変位（スライド）を許容され、且つ回転軸１５の軸線を中心とする回転方向に関しては相対変位を規制された状態に連結されている。

入力部材３４をケース１８に組み付けることにより、ドア側ヒンジ構成部材３２が抵抗体２４を介して壁側ヒンジ構成部材１６に組み付けられる。これにより、ドアヒンジ１０が構成されるとともに、ドア１４がドアヒンジ１０を介して枠１３（壁１１）に対し開閉方向へ揺動し得るように支持される。また、入力部材３４（連結孔３５）を抵抗体２４（連結端部３１）から取り外すことにより、ドア側ヒンジ構成部材３２を持ち上げて壁側ヒンジ構成部材１６から離脱すると、ドア１４が枠１３から外される。

粒状体ダンパＡは、上記したケース１８と、入力部材３４と、回転子２５を含む抵抗体２４と、変位力付加手段３０に加え、複数の粒状体３６を備えて構成されている。粒状体３６は、所定の弾性を有するエラストマーからなり、作動空間２０内に収容されている。複数の粒状体３６は何れも球状をなし、全ての粒状体３６の外径（粒径）は概ね同寸法に設定されている。複数の粒状体３６は、ケース１８（作動空間２０）の内周面と回転子２５の外周面との間、回転子２５の上面と軸受部材２１の下面（作動空間２０の上面）との間、回転子２５の下面と作動空間２０の底面との間に充填された状態となっている。充填された粒状体３６の一部は、抵抗体２４の外面とケース１８の内周面だけでなく、軸受部材２１の下端面にも接触している。

次に、本実施形態１の作用を説明する。ドア１４が全開位置にある状態では、図２に示すように、回転子２５がテーパ面２３より上方に位置する。全開位置にあるドア１４を閉める方向へ揺動する過程では、入力部材３４が、ドア１４からの揺動力の入力によって回転し、入力部材３４の回転力が連結孔３５と連結端部３１の嵌合構造を介して抵抗体２４に伝達される。これにより、抵抗体２４が、入力部材３４と一体となってケース１８に対して相対回転する。抵抗体２４が回転すると、下部雄ネジ部２９と下部雌ネジ部１９との噛み合い、及び上部雌ネジ部２２と上部雄ネジ部２８との噛み合いにより、作動空間２０内では、回転子２５が、回転しながら軸線方向に沿って下方へ変位する。

ケース１８に対し、回転子２５が回転方向と直動方向の両方向へ相対変位すると、作動空間２０内では粒状体３６が流動する。具体的には、回転子２５より下方の粒状体３６が回転子２５の下面で直接的、間接的に押されることにより、回転子２５の下方における粒状体３６の密度が増大し、粒状体３６に弾性反発力が生じる。また、回転子２５より下方の粒状体３６が、回転子２５の外周面とケース１８における作動空間２０の形成領域の内周面との隙間を通って回転子２５の上方へ相対的に移動する。

また、粒状体３６と回転子２５の外面との間、粒状体３６とケース１８における作動空間２０の形成領域の内周面との間、粒状体３６と軸受部材２１の下面との間、粒状体３６同士の間では、転がり摩擦や滑り摩擦が生じる。上記の弾性反発力と摩擦力は、ケース１８に対する抵抗体２４（回転子２５）の直動方向及び回転方向への相対回転を抑制する抗力となる。この抗力は、ドア１４の閉じ方向への揺動を抑制する抗力、即ち、粒状体ダンパＡの減衰力として機能する。

また、図３に示すように、回転子２５が、テーパ面２３と対応する領域を下方へ変位する過程では、回転子２５の外周面とケース１８における作動空間２０の形成領域の内周面との間の径方向の間隔が次第に狭まっていく。この間、回転子２５の外周面とケース１８における作動空間２０の形成領域の内周面との間における粒状体３６の密度が高まっていくので、減衰力も増大していく。したがって、ドア１４が全閉位置に対して約１５°の位置から全閉位置に至る過程では、ドア１４の揺動速度が十分に低下する。上記のような減衰力がドア１４に付与されることにより、ドア１４の閉じ方向の揺動速度が抑えられるので、ドア１４と枠１３との間での挟み込みが防止されるとともに、ドア１４が閉じたときの音が低減される。

ドア１４が全閉位置にある状態では、図４に示すように、回転子２５の上端部が、軸線方向においてテーパ面２３の下端部と対応するように位置する。全閉状態のドア１４を開ける過程では、抵抗体２４（回転子２５）が、ドア１４と一体的に回転するとともに、変位力付加手段３０により軸線方向に沿って上方へ変位する。これにともない、作動空間２０内では、回転子２５がケース１８に対して直動方向及び回転方向へ相対変位するので、粒状体３６が流動する。

粒状体３６の流動によって、粒状体３６には弾性反発力と摩擦力が生じ、この弾性反発力と摩擦力が、ケース１８に対する抵抗体２４（回転子２５）の直動方向及び回転方向への相対回転を抑制する抗力となる。この抗力は、ドア１４の開き方向への揺動を抑制する抗力、即ち、粒状体ダンパＡの減衰力として機能するので、ドア１４と壁１１との間における挟み込みが防止される。

本実施形態１の粒状体ダンパＡは、ケース１８と、入力部材３４と、抵抗体２４と、変位力付加手段３０と、回転子２５と、複数の粒状体３６とを備えている。入力部材３４は、ケース１８に対して軸線周りの回転方向のみに相対変位する。抵抗体２４は、入力部材３４の相対変位と同じ方向（回転方向）に関しては入力部材３４と一体的に変位し、入力部材３４の相対変位と異なる直動方向に関しては入力部材３４に対する相対変位が許容されている。

変位力付加手段３０は、入力部材３４と一体的に変位する抵抗体２４に対し、入力部材３４の変位方向とは異なる方向の変位力を付与する。回転子２５は、抵抗体２４に一体的に変位するように形成され、ケース１８内に収容されている。複数の粒状体３６は、ケース１８内に充填され、ケース１８内で直動方向及び回転方向に変位する回転子２５に対して変位を抑制する抗力を付与する。

入力部材３４がケース１８に対して回転方向に相対変位すると、回転方向に変位する抵抗体２４には、変位力付加手段３０によって直動方向の変位力が付与されるので、回転子２５はケース１８内で回転しながら直動する。回転子２５は直動方向と回転方向の両方向に変位するので、粒状体３６から回転子２５に付与される抗力が大きくなり、高い減衰力が生じる。

また、入力部材３４と抵抗体２４は非円形断面の連結部（連結孔３５と連結端部３１）を介して直動方向への相対変位を可能に連結されている。変位力付加手段３０は、抵抗体２４に設けた螺旋状のガイド部（下部雄ネジ部２９及び上部雄ネジ部２８）と、ケース１８に設けた螺旋状のガイド部（下部雌ネジ部１９及び上部雌ネジ部２２）を備えている。この構成によれば、入力部材３４と抵抗体２４が回転方向に変位すると、螺旋状のガイド部の噛み合いによって抵抗体２４に直動方向の変位力が付与されるので、抵抗体２４は、連結孔３５と連結端部３１を摺動させながら入力部材３４に対して直動方向へ相対変位する。

また、ケース１８の内周のうち回転子２５の直動経路と対応する領域には、直動方向に沿って内径が増減するテーパ面２３が形成されている。この構成によれば、回転子２５が直動する過程で、回転子２５の外周面とケース１８の内周面との間の粒状体３６の密度が変化するので、減衰力が変動する。これにより、回転子２５の直動方向の位置（ドア１４の開閉方向の位置）によって、減衰力を大きく変動させることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図５〜図６を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図５〜６にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。本実施形態２の粒状体ダンパＢも、実施形態１と同様、ドアヒンジ４０と一体化されたものである。粒状体ダンパＢは、ドア（図示省略）を開ける際にも、ドアに対して揺動速度を低下させる減衰力を付与し、ドアと壁（図示省略）との間における挟み込みを防止する。

図５，６に示すように、ドアヒンジ４０は、壁に設けた開口部（図示省略）の枠（図示省略）に固定して取り付けられる壁側ヒンジ構成部材４１と、ドアに対し一体的に揺動し得るように取り付けられるドア側ヒンジ構成部材５８とを備えて構成されている。壁側ヒンジ構成部材４１は、ビス等によって枠に固定される平板状の壁用ブラケット４２と、ケース４３とを備えた単一部材である。ケース４３は、壁用ブラケット４２の側縁部に沿って配され、ドアの揺動中心となる回転軸４４と同軸状の円筒形をなす。

ケース４３の上端部には、軸受部材４５が取り付けられている。軸受部材４５は、ケース４３に対し軸線方向（直動方向）及び周方向（回転方向）の両方向への相対変位を規制されている。軸受部材４５の中心孔には、雌ネジ部４６（請求項に記載のガイド部）が形成されている。雌ネジ部４６のリード角は、比較的小さい角度（例えば、４５°より小さい角度）に設定されている。ケース４３の下端部には、回転軸４４と同軸状の円筒形をなす密度調節部材４７が、ねじ込みにより取り付けられている。ケース４３内の空間のうち上下方向において軸受部材４５と密度調節部材４７との間の領域は、回転軸４４と同軸状の円形断面をなす作動空間４９となっている。密度調節部材４７を回転させることにより、作動空間４９の容積を増減させることができる。

ケース４３には、抵抗体５０が、回転軸４４の軸線方向に沿った直動方向と回転軸４４の軸線を中心とする回転方向の両方向への相対変位を可能に取り付けられている。抵抗体５０は、回転子５１（請求項に記載の可動部）と上部シャフト５２と下部シャフト５３を一体化させた単一部材である。回転子５１は、後述する粒状体６２に抗力を生じさせるための抗力発生部として機能する。回転子５１は回転軸４４と同軸状の円柱形をなす。回転子５１の上端部外周面には、上方に向かって次第に縮径する形態のテーパ状の誘導面５４が形成されている。回転子５１の最大外径は、作動空間４９の内径より小さい寸法に設定されている。

上部シャフト５２は、回転子５１より小径の円柱形をなし、回転子５１の上端面から回転子５１及び回転軸４４と同軸状に上方へ突出した形態である。上部シャフト５２の外周には雄ネジ部５５（請求項に記載のガイド部）が形成されている。下部シャフト５３は、回転子５１より小径の円柱形をなし、回転子５１の下端面から回転子５１及び回転軸４４と同軸状に下方へ突出した形態である。

雌ネジ部４６に雄ネジ部５５を貫通形態でねじ込むことにより、変位力付加手段５６が構成されている。変位力付加手段５６は、後述する入力部材６０と一体的に回転方向へ変位する抵抗体５０に対し、入力部材６０の変位方向（つまり、回転方向）とは異なる軸線方向（直動方向）の変位力を付与する手段である。下部シャフト５３の下端部は、密度調節部材４７のガイド孔４８に相対変位を可能に嵌合されている。雌ネジ部４６と雄ネジ部５５のねじ込み、及び密度調節部材４７に対する下部シャフト５３の嵌合により、抵抗体５０の上下両端部（軸線方向における両端部）が、ケース４３に対し回転方向と直動方向の両方向への相対変位を可能に支持されている。

上部シャフト５２のうちケース４３の上方へ突出した上端部には、連結部材５７（請求項に記載の連結部）がねじ込みにより一体的に変位するように固着されている。連結部材５７の外周の回転軸４４と直角な断面形状は、非円形である。連結部材５７は、後述する入力部材６０との連結手段として機能する。また、連結部材５７は抵抗体５０を構成する。

ドア側ヒンジ構成部材５８は、ドア用ブラケット５９と入力部材６０とを備えた単一部材である。ドア用ブラケット５９は、平板状をなし、ビス等によってドアに固定されている。入力部材６０は、ドア用ブラケット５９の側縁部に沿って配され、回転軸４４及び抵抗体５０と同軸状の円筒形をなす。

入力部材６０の下端部には、連結孔６１（請求項に記載の連結部）が形成されている。連結孔６１の内周の回転軸４４と直角な断面形状は、連結部材５７の外周と同一の非円形である。入力部材６０は抵抗体５０を介してケース４３に組み付けられている。具体的には、入力部材６０の下端面が軸受部材４５の上端面に同軸状に載置されている。また、連結孔６１が連結部材５７に嵌合されることで、入力部材６０と抵抗体５０が、回転軸４４の軸線方向に沿った直動方向への相対変位（スライド）を許容され、且つ回転軸４４の軸線を中心とする回転方向に関しては相対変位を規制された状態に連結されている。

入力部材６０をケース４３に組み付けることにより、ドア側ヒンジ構成部材５８が抵抗体５０を介して壁側ヒンジ構成部材４１に組み付けられる。これにより、ドアヒンジ４０が構成されるとともに、ドアがドアヒンジ４０を介して枠（壁）に対し開閉方向へ揺動し得るように支持される。また、入力部材６０（連結孔６１）を抵抗体５０（連結部材５７）から取り外すことにより、ドア側ヒンジ構成部材５８を持ち上げて壁側ヒンジ構成部材４１から離脱すると、ドアが枠から外される。

粒状体ダンパＢは、上記したケース４３と、入力部材６０と、回転子５１を含む抵抗体５０と、変位力付加手段５６に加え、複数の粒状体６２を備えて構成されている。粒状体６２は、所定の弾性を有するエラストマーからなり、作動空間４９内に収容されている。複数の粒状体６２は何れも球状をなし、全ての粒状体６２の外径（粒径）は概ね同寸法に設定されている。複数の粒状体６２は、ケース４３（作動空間４９）の内周面と回転子５１の外周面との間、回転子５１の上面と軸受部材４５の下面（作動空間４９の上面）との間、回転子５１の下面と密度調節部材４７の上面との間に充填された状態となっている。充填された粒状体６２は、抵抗体５０の外面とケース４３の内周面だけでなく、軸受部材４５の下端面と密度調節部材４７の上端面にも接触している。

次に、本実施形態２の作用を説明する。ドアが全開位置にある状態では、図５に示すように、回転子５１が作動空間４９における上端部に位置する。全開位置のドアを閉める方向へ揺動する過程では、入力部材６０が、ドアからの揺動力の入力によって回転し、入力部材６０の回転力が連結孔６１と連結部材５７の嵌合構造を介して抵抗体５０に伝達される。抵抗体５０は、入力部材６０と一体となってケース４３に対して相対回転する。抵抗体５０が回転すると、雄ネジ部５５と雌ネジ部４６との噛み合いにより、回転子５１が、作動空間４９内で回転しながら軸線方向に沿って下方へ変位する。

ケース４３に対し、回転子５１が回転方向と直動方向の両方向へ相対変位すると、作動空間４９内では粒状体６２が流動する。回転子５１より下方の粒状体６２が回転子５１の下面で直接的、間接的に押されることにより、回転子５１の下方における粒状体６２の密度が増大し、粒状体６２に弾性反発力が生じる。また、回転子５１より下方の粒状体６２が、回転子５１の外周面とケース４３における作動空間４９の形成領域の内周面との隙間を通って回転子５１の上方へ相対的に移動する。

また、粒状体６２と回転子５１の外面との間、粒状体６２とケース４３における作動空間４９の形成領域の内周面との間、粒状体６２と軸受部材４５の下面との間、粒状体６２と密度調節部材４７の上面との間、粒状体６２同士の間では、転がり摩擦や滑り摩擦が生じる。上記の弾性反発力と摩擦力は、ケース４３に対する抵抗体５０（回転子５１）の直動方向及び回転方向への相対回転を抑制する抗力となる。この抗力は、ドアの閉じ方向への揺動を抑制する抗力、即ち、粒状体ダンパＢの減衰力として機能する。この減衰力によってドアの揺動速度が十分に低下するので、ドアと開口部の枠との間における挟み込みが防止されるとともに、ドアが閉じたときの音が低減される。

ドアが全閉位置にある状態では、図６に示すように、回転子５１が作動空間４９の下端部に位置する。全閉状態のドアを開ける過程では、抵抗体５０（回転子５１）が、ドアと一体的に回転するとともに、変位力付加手段５６により軸線方向に沿って上方へ変位する。これにともない、作動空間４９内では、回転子５１がケース４３に対して直動方向及び回転方向へ相対変位するので、粒状体６２が流動する。

粒状体６２の流動によって、粒状体６２には弾性反発力と摩擦力が生じる。回転子５１の上端部外周には、テーパ状の誘導面５４が形成されているので、粒状体６２に対する回転子５１の上向きの押圧力は、回転子５１が下方へ変位するときの押圧力より小さい。したがって、回転子５１が粒状体６２を軸線方向に押圧することに起因する減衰力は、ドアを閉じる場合よりも小さい。かかる弾性反発力と摩擦力は、ケース４３に対する抵抗体５０（回転子５１）の直動方向及び回転方向への相対回転を抑制する抗力となる。この抗力は、ドアの開き方向への揺動を抑制する抗力、即ち、粒状体ダンパＢの減衰力として機能する。したがって、ドアが全開した時にドアと壁との間における挟み込みが防止される。

本実施形態２の粒状体ダンパＢは、ケース４３と、入力部材６０と、抵抗体５０と、変位力付加手段５６と、回転子５１と、複数の粒状体６２とを備えている。入力部材６０は、ケース４３に対して軸線周りの回転方向のみに相対変位する。抵抗体５０は、入力部材６０の相対変位と同じ方向（回転方向）に関しては入力部材６０と一体的に変位し、入力部材６０の相対変位と異なる直動方向に関しては入力部材６０に対する相対変位が許容されている。

変位力付加手段５６は、入力部材６０と一体的に変位する抵抗体５０に対し、入力部材６０の変位方向とは異なる方向の変位力を付与する。回転子５１は、抵抗体５０に一体的に変位するように形成され、ケース４３内に収容されている。複数の粒状体６２は、ケース４３内に充填され、ケース４３内で直動方向及び回転方向に変位する回転子５１に対して変位を抑制する抗力を付与する。

入力部材６０がケース４３に対して回転方向に相対変位すると、回転方向に変位する抵抗体５０には、変位力付加手段５６によって直動方向の変位力が付与されるので、回転子５１はケース４３内で回転しながら直動する。回転子５１は直動方向と回転方向の両方向に変位するので、粒状体６２から回転子５１に付与される抗力が大きくなり、高い減衰力が生じる。また、密度調節部材４７を回転させて作動空間４９内の容積を変えると、作動空間４９内の粒状体６２の密度が変化するので、減衰力を調節することができる。

また、入力部材６０と抵抗体５０は非円形断面の連結部（連結孔６１と連結部材５７）を介して直動方向への相対変位を可能に連結されている。変位力付加手段５６は、抵抗体５０に設けた螺旋状のガイド部（雄ネジ部５５）と、軸受部材４５に設けた螺旋状のガイド部（雌ネジ部４６）を備えている。この構成によれば、入力部材６０と抵抗体５０が回転方向に変位すると、雄ネジ部５５と雌ネジ部４６との噛み合いによって抵抗体５０に直動方向の変位力が付与されるので、抵抗体５０は、連結孔６１と連結端部を摺動させながら入力部材６０に対して直動方向へ相対変位する。

＜実施形態３＞
次に、本発明を具体化した実施形態３を図７〜図８を参照して説明する。尚、以下の説明において、上下の方向については、図７〜８にあらわれる向きを、そのまま上方、下方と定義する。

本実施形態３の粒状体ダンパＣは、家具等の転倒防止用の緩衝手段等として用いられるものである。図７，８に示すように、粒状体ダンパＣは、ケース６４と、入力部材７５と、抵抗体６９と、変位力付加手段７４と、ピストン部７０（請求項に記載の可動部）と、複数の粒状体７７とを備えている。

ケース６４は円筒形をなす。ケース６４の軸線方向（上下方向）における両端部のうち、一方の端部には軸受部材６５が取り付けられている。軸受部材６５は、ケース６４に対し軸線方向（直動方向）及び周方向（回転方向）の両方向への相対変位を規制されている。軸受部材６５の中心孔には、雌ネジ部６６（請求項に記載のガイド部）が形成されている。雌ネジ部６６のリード角は、比較的大きい角度（例えば、４５°より大きい角度）に設定されている。

ケース６４の下端部には、密度調節部材６７がねじ込みにより取り付けられている。ケース６４内の空間のうち上下方向において軸受部材６５と密度調節部材６７との間の領域は、作動空間６８となっている。密度調節部材６７を回転させることにより、作動空間６８の容積を増減させることができる。

抵抗体６９は、ピストン部７０と、ピストン部７０の上端から上方へ突出したシャフト７１とを備えた単一部材である。ピストン部７０は、後述する粒状体７７に抗力を生じさせるための抗力発生部として機能する。ピストン部７０は全体として平板状をなし、ピストン部７０の軸線方向と直角な断面形状は、非円形である。シャフト７１は、ケース６４及び軸受部材６５と同軸状の円柱形をなす。シャフト７１の外周には雄ネジ部７２（請求項に記載のガイド部）が形成されている。雄ネジ部７２のリード角は、軸受部材６５の雌ネジ部６６のリード角と同じ角度である。

抵抗体６９は、雄ネジ部７２を雌ネジ部６６に貫通形態でねじ込むことによってケース６４に取り付けられている。抵抗体６９をケース６４に取り付けた状態では、ピストン部７０が作動空間６８内に収容されている。シャフト７１のうちケース６４の上方へ突出した上端部には、円形凸部７３（球面状凸部）が形成されている。円形凸部７３は、シャフト７１の軸線と同軸状の球面からなる。円形凸部７３は、入力部材７５との連結手段である。

抵抗体６９は、ケース６４に対し、ケース６４及び雌ネジ部６６の軸線方向に沿った直動方向と、ケース６４及び雌ネジ部６６の軸線を中心とする回転方向の両方向への相対変位が可能となっている。雌ネジ部６６に雄ネジ部７２を貫通形態でねじ込むことにより、変位力付加手段７４が構成されている。変位力付加手段７４は、後述する入力部材７５と一体的に直動方向へ変位する抵抗体６９に対し、入力部材７５の変位方向（つまり、直動方向）とは異なる回転方向（周方向）の変位力を付与する手段である。

入力部材７５は、全体としてシャフト７１と同軸状の円柱形をなす。入力部材７５は、ケース６４の上方に配されている。入力部材７５の下端部には、入力部材７５の軸線と同軸状の円形凹部７６（球面状凹部）が形成されている。円形凹部７６の曲率半径は、円形凸部７３と同じか、それよりも僅かに大きい寸法に設定されている。円形凹部７６と円形凸部７３は相対変位を可能に嵌合され、この嵌合より、入力部材７５と抵抗体６９が連結されている。

入力部材７５と抵抗体６９は、入力部材７５及びシャフト７１の軸線方向に沿った直動方向の相対変位を規制され、且つ入力部材７５及びシャフト７１の軸線を中心とする回転方向（周方向）の相対回転を許容されている。入力部材７５の上端部とケース６４の下端部は、粒状体ダンパＣによる制振対象物（例えば、家屋の壁と家具）に連結されている。

粒状体７７は、所定の弾性を有するエラストマーからなり、作動空間６８内に収容されている。複数の粒状体７７は何れも球状をなし、全ての粒状体７７の外径（粒径）は概ね同寸法に設定されている。複数の粒状体７７は、ケース６４における作動空間６８の形成領域の内周面とピストン部７０（抵抗体６９）の外周面との間、ピストン部７０と軸受部材６５の下面（作動空間６８を構成する上壁部）との間、ピストン部７０と密度調節部材６７の上面との間に充填された状態となっている。充填された粒状体７７の一部は、抵抗体６９の外面とケース６４の内周面だけでなく、軸受部材６５の下端面と密度調節部材６７の上端面にも接触している。

入力部材７５とケース６４に対し、制振対象物から軸線方向の押圧力が入力されると、入力部材７５は、ケース６４に対し軸線方向下方へ相対変位する。入力部材７５の直動方向の動きは、円形凸部７３と円形凹部７６の連結構造を介して抵抗体６９に伝達され、抵抗体６９は、入力部材７５と一体となってケース６４に対して相対変位する。抵抗体６９が直動方向に相対変位すると、雄ネジ部７２と雌ネジ部６６との噛み合いにより、作動空間６８内では、ピストン部７０が、軸線方向へ相対変位しながら軸線回りに相対回転する。

ケース６４に対し、ピストン部７０が直動方向と回転方向の両方向へ相対変位すると、作動空間６８内では粒状体７７が流動する。具体的には、ピストン部７０より下方の粒状体７７がピストン部７０の下面で直接的、間接的に押されることにより、ピストン部７０の下方における粒状体７７の密度が増大し、粒状体７７に弾性反発力が生じる。また、ピストン部７０の断面形状は非円形なので、ピストン部７０が粒状体７７を周方向に押圧するので、この押圧によっても粒状体７７には弾性反発力が生じる。

また、粒状体７７とピストン部７０の外面との間、粒状体７７とケース６４における作動空間６８の形成領域の内周面との間、粒状体７７と軸受部材６５の下面との間、粒状体７７と密度調節部材６７の上面との間、及び粒状体７７同士の間では、転がり摩擦や滑り摩擦が生じる。上記の弾性反発力と摩擦力は、ケース６４に対する抵抗体６９（ピストン部７０）の直動方向及び回転方向への相対回転を抑制する抗力となる。この抗力は、粒状体ダンパＣの減衰力として機能する。

本実施形態３の粒状体ダンパＣは、ケース６４と、入力部材７５と、抵抗体６９と、変位力付加手段７４と、ピストン部７０と、複数の粒状体７７とを備えている。入力部材７５は、ケース６４に対して軸線に沿った直動方向のみに相対変位する。抵抗体６９は、入力部材７５の相対変位と同じ直動方向に関しては入力部材７５と一体的に変位し、入力部材７５の相対変位と異なる回転方向に関しては入力部材７５に対する相対変位が許容されている。

変位力付加手段７４は、入力部材７５と一体的に変位する抵抗体６９に対し、入力部材７５の変位方向とは異なる回転方向の変位力を付与する。ピストン部７０は、抵抗体６９に形成され、ケース６４内に収容されている。粒状体７７は、ケース６４内に充填され、ケース６４内で直動方向及び回転方向に変位するピストン部７０に対して変位を抑制する抗力を付与する。

入力部材７５がケース６４に対して直動方向に相対変位すると、直動方向に変位する抵抗体６９には、変位力付加手段７４によって回転方向の変位力が付与されるので、ピストン部７０はケース６４内で直動しながら回転する。ピストン部７０は直動方向と回転方向の両方向に変位するので、粒状体７７からピストン部７０に付与される抗力が大きくなり、高い減衰力が生じる。

また、入力部材７５と抵抗体６９は、円形凸部７３と円形凹部７６との嵌合を介すことによって回転方向への相対変位を可能に連結されている。変位力付加手段７４は、抵抗体６９とケース６４に形成した螺旋状のガイド部（雄ネジ部７２と雌ネジ部６６）を備えて構成されている。この構成によれば、入力部材７５と抵抗体６９が直動方向に変位すると、雄ネジ部７２と雌ネジ部６６の噛み合いによって抵抗体６９に回転方向の変位力が付与される。これにより、抵抗体６９は、円形凸部７３と円形凹部７６を摺動させながら入力部材７５に対して回転方向へ相対変位する。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１では、ケースの内径増減部（テーパ面）が軸線方向下方に向かって次第に小さくなるテーパ状をなすが、内径増減部は、軸線方向下方に向かって次第に大きくなるテーパ状でもよく、軸線方向下方に向かって次第小さくなるテーパ状領域と次第に大きくなるテーパ状領域とを混在させた形態でもよく、軸線方向下方に沿って内径が段差状に変化する形態でもよい。
（２）上記実施形態１において、実施形態２，３の容積調整部材をケースに設けてもよい。
（３）上記実施形態１では、抵抗体の上部シャフトの上端部と下部シャフトの下端部に螺旋状のガイド部（雄ネジ部）を形成したが、螺旋状のガイド部を形成するのは、入力部材側の上部シャフトだけであってもよく、入力部材とは反対側の下部シャフトだけであってもよい。
（４）上記実施形態１，２では、抵抗体が、回転子から上方へ突出する上部シャフトと回転子から下方へ突出する下部シャフトの２本のシャフトを有するが、抵抗体は、回転子から上方へ突出するシャフトのみを有する形態であってもよい。この場合、抵抗体の直動に伴ってケース内へのシャフトの進入体積が増減するので、ケース内における粒状体の密度が増減し、減衰力が増減する。
（５）上記実施形態１，２では、回転子の断面形状を回転軸と同軸状の円形としたが、回転子の断面形状は非円形であってもよい。
（６）上記実施形態１では、入力部材と抵抗体を一体的に回転させ且つ入力部材と抵抗体の直動方向の相対変位を許容する連結手段として、上部シャフトの外周に形成した非円形断面の連結端部と入力部材に形成した非円形断面の連結孔とを嵌合したが、上部シャフトに形成した非円形断面の連結孔と入力部材の外周に形成した非円形断面の連結端部とを嵌合させてもよい。
（７）上記実施形態１，２では、粒状体ダンパをドアヒンジに適用したが、実施形態１，２の粒状体ダンパは、ドアヒンジ以外の機器や装置（例えば、ドアクローザー、便器装置の弁座や弁蓋）にも適用することができる。
（８）上記実施形態１，２では、回転子の外周面とケースの内周面との間に粒状体を移動させることが可能なスペースを設けたが、回転子の外周面とケースの内周面は、粒状体の流動ができない程度に接近していてもよい。この場合、回転子に、粒状体が通過可能な軸線方向の貫通孔を形成すればよい。
（９）上記実施形態２では、入力部材と抵抗体を一体的に回転させ且つ入力部材と抵抗体の直動方向の相対変位を許容する連結手段として、上部シャフトの上端部に固着した非円形断面の連結部材と入力部材に形成した非円形断面の連結孔とを嵌合したが、上部シャフト又は連結部材に形成した非円形断面の連結孔と入力部材の外周に形成した非円形断面の連結端部とを嵌合させてもよい。
（１０）上記実施形態１〜３では、ガイド部が雄ネジ部と雌ネジ部とで構成されているが、ガイド部はボールネジで構成されていてもよい。
（１１）上記実施形態２では、回転子のテーパ面を回転子の上端部のみに形成したが、テーパ面は、回転子の上端部と下端部の両方に形成してもよく、回転子の下端部のみに形成してもよい。
（１２）上記実施形態２，３において、実施形態１のテーパ面（内径増減部）をケースに形成してもよい。
（１３）上記実施形態３では、入力部材に円形凹部を形成し、抵抗体に円形凸部を形成したが、これとは逆に、入力部材に円形凸部を形成し、抵抗体に円形凹部を形成してもよい。
（１４）上記実施形態３では、円形凸部と円形凹部を球面状としたが、円形凸部と円形凹部は、回転軸と同軸状の円板形や円錐形等であってもよい。
（１５）上記実施形態３では、ピストン部の断面形状を非円形としたが、ピストン部の断面形状は回転軸と同軸状の円形であってもよい。
（１６）上記実施形態３では、ピストン部の外周面とケースの内周面との間に粒状体を移動させることが可能なスペースを設けたが、ピストン部の外周面とケースの内周面は、粒状体の流動ができない程度に接近していてもよい。この場合、ピストン部に、粒状体が通過可能な軸線方向の貫通孔を形成すればよい。

Ａ，Ｂ，Ｃ…粒状体ダンパ、１８，４３，６０…ケース、１９…下部雄ネジ部（ガイド部）、２２…上部雄ネジ部（ガイド部）、２３…テーパ面（内径増減部）、２４，５０，６９…抵抗体、２５，５１…回転子（可動部）、２８…上部雌ネジ部（ガイド部）、２９…下部雌ネジ部（ガイド部）、３０，５６，７４…変位力付加手段、３１…連結端部（連結部）、３４，６０，７５…入力部材、３５，６１…連結孔（連結部）、３６，６２，７７…粒状体、４６，６２…雌ネジ部（ガイド部）、５５，７２…雄ネジ部（ガイド部）、５７…連結部材（連結部）、７０…ピストン部（可動部）、７３…円形凸部、７６…円形凹部

Claims (4)

1. ケースと、
   前記ケースに対して軸線に沿った直動方向と軸線周りの回転方向のうちいずれか一方向のみに相対変位する入力部材と、
   前記入力部材の相対変位と同じ方向に関しては前記入力部材と一体的に変位し、前記入力部材の相対変位と異なる方向に関しては前記入力部材に対する相対変位が許容された抵抗体と、
   前記入力部材と一体的に変位する前記抵抗体に対し、前記入力部材の変位方向とは異なる方向の変位力を付与する変位力付加手段と、
   前記抵抗体に形成され、前記ケース内に収容された可動部と、
   前記ケース内に充填され、前記ケース内で直動方向及び回転方向に変位する前記可動部に対して変位を抑制する抗力を付与する複数の粒状体とを備えていることを特徴とする粒状体ダンパ。
2. 前記入力部材が前記ケースに対して回転方向のみに相対変位可能であり、
   前記入力部材と前記抵抗体が非円形断面の連結部を介して直動方向への相対変位を可能に連結され、
   前記変位力付加手段が、前記抵抗体と前記ケースに設けた螺旋状のガイド部を備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の粒状体ダンパ。
3. 前記入力部材が前記ケースに対して直動方向のみに相対変位可能であり、
   前記入力部材と前記抵抗体が、円形凸部と円形凹部との嵌合を介すことによって回転方向への相対変位を可能に連結され、
   前記変位力付加手段が、前記抵抗体と前記ケースに設けた螺旋状のガイド部を備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の粒状体ダンパ。
4. 前記ケースの内周のうち前記可動部の直動経路と対応する領域には、直動方向に沿って内径が増減する内径増減部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粒状体ダンパ。

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