CN102061854A - 缸体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缸体装置，该装置可以根据活塞杆的突出长度施加、释放弹簧力，此外能够减低动作时的噪音。将连结有活塞杆(2)的活塞(12)嵌装到缸体部件(3)，利用螺旋弹簧(27)经由离合器部件(24)对活塞杆(2)进行施力。在活塞杆(2)的突出长度小于规定长度时，球(26)与内周离合器槽(18)卡合，将离合器部件(24)固定在引导套筒(17)上，释放活塞杆(2)，由此对活塞杆(2)不作用弹簧力，在在活塞杆(2)的突出长度达到规定长度以上时，球(26)与外周离合器槽(23)卡合，将离合器部件(24)从引导套筒(17)释放，将其固定在活塞杆(2)上，由此对活塞杆(2)作用弹簧力。在缸体部件(3)、引导套筒(17)之间安装有O形环(21、22)，而隔断球(26)的动作声音的传递。
Description
技术领域
本发明涉及对于门的打开关闭进行辅助的闭门器等所使用的缸体装置。
背景技术
目前，已知的有如下闭门器，即，将弹簧阻尼器等缸体装置连杆结合到合页门上，通过对于门的打开关闭作用弹簧力、衰减力，可以将门自动关闭、调节其关闭速度或者将门保持在打开位置。以往，作为利用这种弹簧阻尼器等缸体装置的闭门器有例如在专利文献1记载的产品。
专利文献1所记载的闭门器，通过在合页门的门与门框之间连杆结合弹簧阻尼器，而根据门的开度，在门位于关闭位置附近时，施加关闭方向的力，此外，在门位于全开位置附近时，将门保持在打开位置，其中，所述弹簧阻尼器将压缩弹簧的弹簧力向动作杆的伸长方向进行作用。
专利文献1：(日本)特开2008-2124号公报
然而，所述专利文献1记载的闭门器存在如下问题，即，在弹簧阻尼器位于被压缩到最短的中间位置的情况下，会产生较强的弹簧力。因此，即使在门位于开闭位置的中间位置时，弹簧力也会进行作用，因此，在想要将门保持在开闭位置的中间时会产生不良情况。
发明内容
本发明的目的在于提供解决所述问题的缸体装置。
为了解决所述课题，本发明提供一种缸体装置，其具备：封入有工作流体的缸体；嵌装在所述缸体内而能够滑动的活塞；与所述活塞连结且延伸到所述缸体外部的活塞杆；以及弹簧机构，所述弹簧机构设置在所述缸体内，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度为规定长度以上时，所述弹簧机构对所述活塞杆施加弹簧力，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度小于规定长度时，所述弹簧机构不对所述活塞杆施加弹簧力，所述缸体装置的特征在于，所述弹簧机构包括：外周离合器槽，其设于所述活塞杆的外周；内周离合器槽，其与所述外周离合器槽相对而设于所述缸体的内周侧；离合器机构，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度为规定长度以上时，所述离合器机构与所述外周离合器槽卡合而相对于所述活塞杆沿轴向被固定，并且相对于所述缸体能够沿轴向移动，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度小于规定长度时，所述离合器机构与所述内周离合器槽卡合而相对于所述缸体沿轴向被固定，并且相对于所述活塞杆能够沿轴向移动；以及弹簧机构，其对所述离合器机构进行施力，所述离合器机构包括：在与所述外周离合器槽及所述内周离合器槽中至少一个卡合的状态下、插入设置有所述内周离合器槽的所述缸体侧的内周面与所述活塞杆的外周面之间的多个凸轮部件；以及保持所述凸轮部件而使所述凸轮部件能够沿着所述缸体及活塞杆的径向移动的保持部件，在所述缸体装置中，在所述缸体的内周侧，设置有沿着所述缸体的轴向延伸并引导所述凸轮部件的引导套筒，在所述引导套筒形成所述内周离合器槽，在所述引导套筒与所述缸体之间安装有弹性部件。
根据本发明，可根据活塞杆从缸体的突出长度施加弹簧力，此时，利用弹性部件能够减轻由于离合器机构的动作造成的噪音的发生。
附图说明
图1是本发明一实施方式的缸体装置的纵剖面图。
图2是表示在图1的缸体装置中、活塞杆被压缩而弹簧机构的弹簧力没有对活塞杆发生作用状态的主要部分的放大纵剖面图。
图3是表示图1的缸体装置的第一变形例的主要部分的放大纵剖面图。
图4是表示图1的缸体装置的第二变形例的主要部分的放大纵剖面图。
图5是表示图1的缸体装置的第三变形例的主要部分的放大纵剖面图。
图6是图3中A-A线的横剖面图。
图7是平面看将本发明一实施方式的缸体装置安装到门的状态的说明图。
标记说明
1-缸体装置；2-活塞杆；3-缸体部件(缸体)；12-活塞；17-引导套筒；16-弹簧机构；18-内周离合器槽；21、22-O形环(弹性部件)；23-外周离合器槽；24-离合器部件(保持部件)；26-球(凸轮部件)；27-螺旋弹簧(弹簧机构)。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的一实施方式进行详细说明。图1表示本实施方式的缸体装置，其主要部分放大在图2中表示。如图1及图2所示，缸体装置1是对活塞杆2施加反作用力的所谓的弹簧阻尼器，在构成缸体的大致有底圆筒状的缸体部件3的开口端部插入有内周部成为与活塞杆2滑动的轴承的活塞杆引导件4，活塞杆引导件4将缸体部件3的开口端部铆接固定。在活塞杆引导件4内侧安装有油封5，所述油封5将缸体部件3内部和外部之间密封，其由橡胶制成，且内部埋入金属环。
此外，在缸体部件3的中间部的内部安装有隔壁部件即中间引导件6，利用该中间引导件6将缸体部件3的内部划分为底部侧的缸体部7、以及开口部侧的活塞杆引导部8。在中间引导件6上沿轴向贯通有连通缸体部7和活塞杆引导部8的通路6A。中间引导件6嵌合在缸体部件3内，通过将缸体部件3的侧壁向内侧铆接而进行固定。此外，该中间引导件6也可以与活塞杆引导件4同样地作为与活塞杆2滑动的轴承，但在该情况下，需要提高活塞杆引导件4和中间引导件6的同心度，因此，中间引导件6其内径比活塞杆引导件4大时，制造性较好。在缸体部7可滑动地嵌合有自由活塞9，通过该自由活塞9将缸体部7内部划分为底部侧的气体室10和中间引导件6侧的缸体室11。
在缸体部件3中，可滑动且液密性地贯通活塞杆引导件4及油封5而插入活塞杆2。活塞杆2的基端侧贯通中间引导件6并延伸到缸体室11的内部，在其前端部连结有活塞12。活塞12与缸体部7可滑动地嵌合，在其外周安装有O形环13，从而将缸体室11内部划分为中间引导件6侧的活塞杆侧室11A和自由活塞9侧的底部侧室11B这两室。而且，在缸体室11及活塞杆引导部8内封入工作液，在气体室10内封入有大气压程度的低压气体。该大气压程度的气体是在图1所示的活塞杆2的最大伸长时将大气导入气体室10的气体。因此，使用时根据温度条件等有时也会比大气压高。
此外，根据缸体装置1的要求特性，虽然气体压力也可以稍高，但当气体压力高时，会在后述的自由区间产生一定程度的弹簧力，因此，优选的是形成比缸体装置1及门等的安装侧的摩擦要小的力的气体压力。或者，也可以将气体室10向大气开放。在此情况下，优选的是在向大气开放的孔中设置防止异物侵入的过滤器。
在活塞12上沿轴向贯通有将活塞杆侧室11A和底部侧室11B连通的连通路14，在连通路14设置有衰减力发生机构15。衰减力发生机构15由安装在活塞12的活塞杆侧室11A侧的端面并打开关闭连通路14的盘状阀体构成，其中央部沿轴向可滑动(1.5mm左右)地嵌插在活塞杆2的缩径部2a中间。由此，通常关闭连通路14，作为仅允许工作液从底部侧室11B向活塞杆侧室11A流通的止回阀起作用。此外，在衰减力发生机构15上设置有节流孔，所述节流孔由总是将底部侧室11B和活塞杆侧室11A连通的小孔、切口等构成。
在活塞杆引导部8设置有对活塞杆2施加弹簧力的弹簧机构16。下面，对弹簧机构16的结构进行说明。在缸体部件3的活塞杆引导部8内插入圆筒状的引导套筒17，其两端部与油封5及中间引导件6抵接，而沿轴向被固定。在引导套筒17的中间部形成有内周槽即内周离合器槽(内周クテツチ溝)18。考虑到内周离合器槽18的加工性，引导套筒17在内周离合器槽18的中间引导件6侧的端部沿轴向被分割为两段，由两个第一引导套筒17A及第二引导套筒17B构成，在油封5侧的第一引导套筒17A形成有作为内周离合器槽18的凹部。引导套筒17在强度上优选为金属制成，但为轻量化，也可以使用强化合成树脂。
第一引导套筒17A及第二引导套筒17B的外径比缸体部件3的活塞杆引导部8的内径稍小，在第一引导套筒17A及第二引导套筒17B的各自的两端部附近形成有外周槽19、20，在外周槽19、20分别嵌合有O形环21、22。由此，第一引导套筒17A及第二引导套筒17B与活塞杆引导部8之间具有微小的间隙，经由O形环21、22被弹性支承。
在活塞杆2上，与引导套筒17相对，在中间部形成有外周槽即外周离合器槽23。内周离合器槽18和外周离合器槽23的深度大致相等，此外，内周离合器槽18和外周离合器槽23的轴向端部形成为锥形。
在引导套筒17和活塞杆2之间，沿轴向可滑动地引导圆筒状的离合器部件24。在离合器部件24侧壁贯通有呈放射状并且等间隔配置的多个球孔25。在各球孔25中，沿球孔25的轴向(离合器部件24的径向)可移动地插入有作为凸轮部件(カム部材)的转动体即球26(钢球)。球26的直径，与球孔25的直径大致相等，此外，与离合器部件24的壁厚与内周离合器槽18的深度(与外周离合器槽18的深度相等)之和大致相等。由此，在离合器部件24插入到引导套筒17和活塞杆2之间的状态下，一定会成为球26与活塞杆2的外周离合器槽23卡合的状态(参照图1)或者与引导套筒17的内周离合器槽18卡合的状态(参照图2)。利用球26的保持部件即离合器部件24和球26，构成与活塞杆2进行卡合脱离的离合器机构。
在中间引导件6和离合器部件24之间安装有弹簧机构即螺旋弹簧27(压缩弹簧)，通过其弹簧力将离合器部件24始终向油封5侧施力。在离合器部件24的一端部，以与所述离合器部件24成为相同中心的方式一体形成有圆筒状的弹簧支承部28，螺旋弹簧27的一端部与弹簧支承部28的外周嵌合而与离合器24结合。此外，在中间引导件6的一端部，以与所述中间引导件6成为相同中心的方式一体形成有圆筒状的弹簧支承部29，压缩弹簧27的另一端与弹簧支承部29的外周嵌合而与中间引导件6结合。这样，通过由弹簧支承部28、29对于螺旋弹簧27的两端部进行定位，能够使螺旋弹簧27顺畅地进行伸缩。此外，离合器部件24及中间引导件6的弹簧支承部28、29的前端部形成为锥形，从而在螺旋弹簧27伸缩时，使得构成螺旋弹簧27的线材不会干涉到弹簧支承部28、29。由此，能够可靠地对螺旋弹簧27进行定位，同时也能够防止由于线材的干涉而引起产生异音。
在缸体部件3的底部及活塞杆2的突出侧的前端部分别安装有用于连杆结合缸体装置1的安装部30、31，这些安装部30、31的形状可做成与门等被安装部件相对应的形状。
下面，对于如上构成的本实施方式的作用进行说明。
图7是平面看安装缸体装置1的合页门60的一例的说明图。如图7所示，合页门60是在门框61上通过铰链62可开闭地安装有门63的结构，图7中标记(A)表示门63的关闭位置，标记(C)表示从关闭位置(A)打开大致90°的全开位置，标记(B)表示关闭位置(A)和全开位置(C)之间的中间位置(从关闭位置(A)打开大致45°的位置)。
缸体装置1将缸体部件3侧的安装部30与固定在门框61侧的托架64通过销结合而可旋转，将活塞杆2侧的安装部31与固定在门63侧的托架65通过销结合而可旋转，安装在合页门60上，可作为辅助门63的开闭的门开闭装置使用。此时，活塞杆2，在门63处于关闭位置(A)或者全开位置(C)时，伸长长度最大，在处于中间位置(B)时，伸长长度最小，在该位置，合页门60的铰链62位于缸体装置1的轴线延长线上。
参照图7，当门63从中间位置(B)至开闭方向处于规定范围内的情况下，活塞杆2从缸体部件3的突出长度处于从最小位置至规定范围。此时，如图2所示，活塞杆2的外周离合器槽23相对于引导套筒17的内周离合器槽18位于中间引导件6侧。在该状态下，插入到离合器部件24的球孔25中的球26与引导套筒17的内周离合器槽18卡合，与活塞杆2的外周面抵接而被限制向径向内侧的移动，将离合器部件24相对于引导套筒17在轴向上固定，并且允许活塞杆2的轴向的移动。由此，由于利用球26相对于引导套筒17在轴向上固定的离合器部件24支承，因此，螺旋弹簧27的弹簧力不对活塞杆2进行作用。将该范围称为自由区间。
另一方面，相对于活塞杆2的伸缩，活塞12进行移动，缸体室11内的工作液在连通路14中流通，由此，由衰减力发生机构15作用衰减力。此时，在活塞杆2的伸长行程时，相对于工作液从连通路14的活塞杆侧室11A侧向底部侧室11B侧的流动，衰减力发生机构15作为节流孔起作用，产生规定的衰减力。此外，在缩短行程时，衰减力发生机构15允许工作液从连通路14的底部侧室11B侧向活塞杆侧室11A侧的流动，使衰减力变小。
在所述的自由区间，相对于活塞杆2的伸缩，螺旋弹簧27的弹簧力不发生作用，主要是只有由于活塞12移动而产生的衰减力进行作用。此外，虽然由于缸体室11内的容积变化而气体室10内的气体压缩、膨胀，但由于气体室10内是大气压程度的低压，因此，该压力对活塞杆2的伸缩几乎没有影响。这样，在自由区间，几乎不产生阻力，而能够使活塞杆2自由地伸缩，因此，能够使门63自由地向打开关闭两方向移动。
当门63超出自由区间而移动到关闭位置(A)或者全开位置(C)附近时，如图1所示，活塞杆2伸长，其外周离合器槽23超过引导套筒17的内周离合器槽18而向油封5侧移动。此时，活塞杆2自缸体部件3的突出长度达到规定长度，在活塞杆2的外周离合器槽23从引导套筒17的内周离合器槽18通过时，与内周离合器槽18卡合而将离合器部件24固定在引导套筒17的球26与活塞杆2的外周离合器槽23卡合，使离合器部件24相对于套筒17的轴向的固定被解除，并且，相对于活塞杆2在轴向被固定。由此，螺旋弹簧27的弹簧力经由离合器部件24对活塞杆2作用，对活塞杆2向伸长方向进行施力。其结果，在门63位于关闭位置(A)附近时，自动地移动到关闭位置(A)，此外，在门63位于全开位置(C)附近时，自动移动到全开位置(C)而被保持。将这样的区间称为施力区间。
在该施力区间，由于相对于活塞杆2的伸长，衰减力发生机构15如所述作为节流孔起作用，产生规定的衰减力，因此，能够适当地降低门63的移动速度，能够减轻门63打开关闭时的撞击及噪音。
在活塞杆2自缸体部件3的突出长度变为规定长度而切换所述自由区间和施力区间时，由于球26与引导套筒17的内周离合器槽18或者活塞杆23的外周离合器槽23卡合，而会产生一定的撞击声。对此，由于引导套筒17A、17B被O形环21、22弹性支承，而没有与缸体部件3直接接触，因此，能够减轻传递至缸体部件3的撞击声，从而抑制噪音的发生。
此外，只要能够将离合器部件24有选择地固定在引导套筒17或者活塞杆2，也可以在所述实施方式中，代替球26与内周离合器槽18及外周离合器槽23卡合，而可以使用滚子等其它转动体或者不可转动而进行滑动的凸轮部件。
下面，参照图3～图6对所述实施方式的第一变形例～第三变形例进行说明。此外，在下面的说明中，相对于图1及图2所示的实施方式，对同样的部分使用相同的标记，仅对不同的部分进行详细说明。
图3及图6所示的第一变形例，在被分割为两段的第一引导套筒17A及第二引导套筒17B之中，代替位于球26不转动的位置的第二引导套筒17B，而设置具有弹性的合成树脂制的引导套筒17C。在引导套筒17C没有设置外周槽20及O形环22，如图6所示，在其外周部一体形成有沿轴向延伸的突出部即多个棱32，棱32的前端部嵌合到缸体部件3的活塞杆引导部8内。棱32沿周向等间隔配置。
由于棱32而减小了引导套筒17C与缸体部件3的接触面积，此外，利用棱32的可挠性及充满棱32之间间隙的工作液的振动衰减作用，能够减小从引导套筒17C传递至缸体部件3的振动、噪音。由此，与所述实施方式相同，能够减小传递至缸体部件3的由于球26产生的撞击声，从而抑制噪音的发生。此外，虽然由于在引导套筒17C外周形成棱32而能够进一步实现降低噪音，但即使不形成棱32，通过用合成树脂形成引导套筒17C，也能够产生降低噪音的效果。
在图4所示的第二变形例中，引导套筒17一体形成，外周槽19、20及O形环21、22仅设置在其两端部。由此，通过利用O形环21、22弹性支承引导套筒17，在其与缸体部件3之间能够形成间隙，与所述实施方式相同，能够减小传递至缸体部件3的由于球26产生的撞击声，抑制噪音的发生。此外，该情况下，虽然能够减少部件数量，但是，由于内周离合器槽18成为圆筒部件的中间部的内周槽，因此认为在加工上有些困难。
在图5所示的第三变形例中，被分割为两段的其中之一的第二引导套筒17B被省略，使其中另一个的第一引导套筒17A的一端部、与将缸体部件3的活塞杆引导部8的侧壁向内侧铆接的铆接部33抵接，而沿轴向固定。此外，中间引导件6，省略了圆筒状的弹簧支承部29，利用在穿进活塞杆2的开口的周围形成的锥形凹部即弹簧支承部34，将螺旋弹簧27的一端部定位，利用其锥形形状，防止与螺旋弹簧27的线材之间的干涉。由此，能够减少部件数量，同时也能够起到与所述实施方式相同的作用效果。
此外，在所述实施方式及其第一变形例～第三变形例中，虽然通过约束工作液流动的流路面积而得到衰减力，但是，也可以如所谓摩擦阻尼器那样，利用活塞与缸体之间的摩擦而得到衰减力，只要是能够产生衰减力的结构，也可以采用其它结构。但是，通过使用油液作为工作流体，能够获得最稳定的衰减力。
Claims (6)
1.一种缸体装置，
具备：封入有工作流体的缸体；嵌装在所述缸体内而能够滑动的活塞；与所述活塞连结且延伸到所述缸体外部的活塞杆；以及弹簧机构，
所述弹簧机构设置在所述缸体内，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度为规定长度以上时，所述弹簧机构对所述活塞杆施加弹簧力，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度小于规定长度时，所述弹簧机构不对所述活塞杆施加弹簧力，所述缸体装置的特征在于，
所述弹簧机构包括：
外周离合器槽，其设于所述活塞杆的外周；
内周离合器槽，其与所述外周离合器槽相对而设于所述缸体的内周侧；
离合器机构，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度为规定长度以上时，所述离合器机构与所述外周离合器槽卡合而相对于所述活塞杆沿轴向被固定，并且相对于所述缸体能够沿轴向移动，在所述活塞杆从所述缸体的突出长度小于规定长度时，所述离合器机构与所述内周离合器槽卡合而相对于所述缸体沿轴向被固定，并且相对于所述活塞杆能够沿轴向移动；以及
弹簧机构，其对所述离合器机构进行施力，
所述离合器机构包括：在与所述外周离合器槽及所述内周离合器槽中至少一个卡合的状态下、插入设置有所述内周离合器槽的所述缸体侧的内周面与所述活塞杆的外周面之间的多个凸轮部件；以及保持所述凸轮部件而使所述凸轮部件能够沿着所述缸体及活塞杆的径向移动的保持部件，
在所述缸体装置中，在所述缸体的内周侧，设置有沿着所述缸体的轴向延伸并引导所述凸轮部件的引导套筒，在所述引导套筒形成所述内周离合器槽，在所述引导套筒与所述缸体之间安装有弹性部件。
2.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，
在所述缸体内的所述活塞与所述活塞杆延伸出的所述缸体的一端部之间固定有隔壁部件，所述引导套筒及所述弹簧机构的一端部与所述隔壁部件抵接。
3.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，
所述引导套筒由沿轴向被分割的第一引导套筒及第二引导套筒构成，至少位于所述凸轮部件的轴向移动范围的第一引导套筒是金属制成。
4.如权利要求3所述的缸体装置，其特征在于，
没有位于所述凸轮部件的轴向移动范围的所述第二引导套筒是合成树脂制成。
5.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，
在所述缸体的轴向中间部形成有向内周侧突出的铆接部，所述引导套筒的一端部与所述铆接部抵接。
6.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，
所述凸轮部件是转动体。
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