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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung zur Verwendung in beispielsweise einer Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die ein Öffnen und Schließen einer Tür unterstützt.
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Es ist eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung bekannt, die ausgebildet ist, um automatisch eine schwenkbare Tür zu schließen, die Schließgeschwindigkeit einzustellen und die Tür in einer geöffneten Position durch Anwenden einer Federkraft oder einer Dämpfkraft entgegen dem Öffnen/Schließen der Tür durch eine Gelenkverbindung einer Zylindervorrichtung davon, wie einem Federdämpfer zu der Tür, zu halten. Beispiele herkömmlicher Gestaltungen von dieser Art von Türöffnungs-/Schließvorrichtungen verwendend eine Zylindervorrichtung, wie einen Federdämpfer, umfassen die Erfindung, die in der
japanischen Patentveröffentlichungsoffenbarung Nr. 2008-2124 offenbart ist.
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Die Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die in der
japanischen Patentveröffentlichungsoffenbarung Nr. 2008-2124 offenbart ist, umfasst einen Federdämpfer, der ausgebildet ist, um eine Federkraft einer Kompressionsspulenfeder in einer Verlängerungsrichtung einer Betätigungsstange anzulegen. Diese Türöffnungs-/Schließvorrichtung stellt eine Bewegung einer Tür gemäß dem Öffnungsgrad der Tür durch eine Gelenkverbindung des oben erwähnten Federdämpfers zwischen der Tür und einem Türrahmen der schwenkbaren Tür ein. Im Speziellen legt diese Türöffnungs-/Schließvorrichtung eine Kraft in einer Schließrichtung an, wenn die Tür in der Nähe einer geschlossenen Position angeordnet wird und hält die Tür in einer geöffneten Position, wenn die Tür in der Nähe einer vollständig geöffneten Position angeordnet wird.
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Jedoch weist die Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die in der
japanischen Patentveröffentlichungsoffenbarung Nr. 2008-2124 offenbart wird, ein Problem dahingehend auf, dass eine vergleichsweise starke Federkraft erzeugt wird, wenn sich die Tür in einer Zwischenposition befindet, in der der Federdämpfer zu einem maximalen Grad komprimiert wird. Wenn sich daher sogar die Tür in der Zwischenposition zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position befindet, wird die Federkraft angelegt, was zu einer Unannehmlichkeit führt, wenn von der Tür gewünscht wird, dass sie in der Zwischenposition zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position gehalten wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Zylindervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist das oben erwähnte Problem zu lösen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung umfassend einen Zylinder, der dicht ein Betriebsfluid beinhaltet, einen Kolben, der gleitbar in den Zylinder eingepasst ist, eine Kolbenstange, die mit dem Kolben gekoppelt ist und sich nach einer Außenseite des Zylinders hin erstreckt, und einen Federmechanismus, der in dem Zylinder angeordnet ist. Der Federmechanismus ist aufgebaut, um eine Federkraft an die Kolbenstange anzulegen, wenn eine Länge der Kolbenstange, die sich von dem Zylinder erstreckt, gleich oder länger als eine vorgegebene Länge ist, und die Federkraft nicht an die Kolbenstange anzulegen, wenn die Länge der Kolbenstange, die sich von dem Zylinder erstreckt kürzer ist als die vorgegebene Länge. Der Federmechanismus umfasst eine äußere Umfangskupplungsnut, die entlang eines äußeren Umfangs der Kolbenstange geformt ist, eine innere Umfangskupplungsnut, die an einer inneren Umfangsseite des Zylinders geformt ist, um auf die äußere Umfangskupplungsnut zu zeigen, eine Kupplungseinheit, die ausgebildet ist, um mit der äußeren Umfangskupplungsnut in Eingriff zu stehen, um axial relativ zu der Kolbenstange befestigt zu sein, während sie axial relativ zu dem Zylinder beweglich ist, wenn die Länge der Kolbenstange, die sich von dem Zylinder erstreckt gleich oder länger als die vorgegebene Länge ist und ausgebildet ist, um mit der inneren Umfangskupplungsnut in Eingriff zu stehen, um axial relativ zu dem Zylinder befestigt zu sein, während sie axial relativ zu der Kolbenstange beweglich ist, wenn die Länge der Kolbenstange, die sich von dem Zylinder erstreckt, kürzer ist als die vorgegebene Länge und eine Federeinheit zum Vorspannen der Kupplungseinheit. Die Kupplungseinheit umfasst eine Vielzahl an Nockenelementen, die zwischen einer inneren Umfangsoberfläche der Zylinderseite mit darauf ausgebildeter Umfangskupplungsnut und einer äußeren Umfangsoberfläche der Kolbenstange eingefügt ist, während sie zumindest mit einem von der äußeren Umfangskupplungsnut und der inneren Umfangskupplungsnut in Eingriff steht und ein Halteelement zum Halten der Nockenelemente, so dass die Nockenelemente entlang einer Radialrichtung des Zylinders und der Kolbenstange beweglich sind. Die Zylindervorrichtung umfasst ferner eine Führungshülse, die an der inneren Umfangsseite des Zylinders angeordnet ist und sich entlang der Axialrichtung des Zylinders erstreckt, um das Nockenelement zu führen. Die innere Umfangskupplungsnut ist auf der Führungshülse ausgebildet. Ein elastisches Element ist zwischen der Führungshülse und dem Zylinder angeordnet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Zylindervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die vergrößerte Hauptbestandteile der Zylindervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, in einem Zustand darstellt, in dem eine Kolbenstange einen Verdrängungshub durchführt und eine Federkraft eines Federmechanismus nicht an der Kolbenstange anliegt;
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3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die vergrößerte Hauptbestandteile einer ersten Variation der in 1 gezeigten Zylindervorrichtung zeigt;
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4 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die vergrößerte Hauptbestandteile einer zweiten Variation der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt;
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5 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die vergrößerte Hauptbestandteile einer dritten Variation der in 1 gezeigten Zylindervorrichtung zeigt;
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6 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der in 3 gezeigten Linie A-A erstellt wurde; und
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7 stellt eine schwenkbare Tür dar, an der die Zylindervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist, wie in einer Draufsicht gezeigt.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Zylindervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform und 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen der Zylindervorrichtung. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die Zylindervorrichtung ein sogenannter Federdämpfer, der ausgebildet ist, um eine Abstoßungskraft an eine Kolbenstange 2 anzulegen. Die Zylindervorrichtung 1 umfasst ein im Wesentlichen mit einem Boden versehenes zylindrisches Zylinderelement 3, das einen Zylinder ausbildet, und eine Stangenführung 4, die in ein Öffnungsende des Zylinderelements 3 eingeführt ist. Die Stangenführung 4 weist einen inneren Umfang auf, der als ein Lager, relativ zu dem die Kolbenstange 2 gleitbar beweglich ist, dient. Die Stangenführung 4 wird durch Schmieden des Öffnungsendes des Zylinderelements 3 befestigt. Eine Gummiöldichtung 5, die einen darin eingebetteten Metallring aufweist, ist im Inneren der Stangenführung 4 zum Vorsehen einer Dichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Zylinderelementes 3 befestigt.
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Ferner ist eine Zwischenführung 6, die ein Trennwandelement ist, im Inneren eines Zwischenabschnitts des Zylinderelements 3 befestigt. Das Innere des Zylinderelements 3 wird von der Zwischenführung 6 in einem Zylinderabschnitt 7 an der Bodenseite und einen Stangenführungsabschnitt 8 an der Öffnungsseite unterteilt. Die Zwischenführung 6 umfasst eine Leitung 6A, die axial dadurch hindurch tritt, um eine Verbindung zwischen dem Zylinderabschnitt 7 und dem Stangenführungsabschnitt 8 herzustellen. Die Zwischenführung 6 ist in das Zylinderelement 3 eingepasst und durch Schmieden der Seitenwand des Zylinderelements 3 nach innen befestigt. Die Zwischenführung 6 kann ausgebildet sein, um als Lager zu dienen relativ zu welchem die Kolbenstange 2 gleitbar beweglich ist, ähnlich wie die Kolbenführung 4. Jedoch sollten in diesem Fall die Stangenführung 4 und die Zwischenführung 6 dazwischen eine Konzentrizität aufweisen. Daher kann das Ausbilden der Zwischenführung 6, um einen größeren inneren Durchmesser als der innere Durchmesser der Stangenführung 4 zu haben, zu einer Verbesserung der Herstellbarkeit davon führen. Ein freier Kolben 9 ist gleitbar in den Zylinderabschnitt 7 eingepasst. Das Innere des Zylinderabschnitts 7 wird von dem freien Kolben 9 in eine Gaskammer 10 an der Oberseite und an eine Zylinderkammer 11 an der Zwischenführungsseite 6 unterteilt.
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Die Kolbenstange 2 wird in das Zylinderelement 3 durch gleitbares und für Flüssigkeiten dichtes Hindurchdringen durch die Stangenführung 4 und die Öldichtung 5 eingeführt. Die proximale Seite der Kolbenstange 2 erstreckt sich hin zu dem Inneren der Zylinderkammer 11 durch die Zwischenführung 6. Ein Kolben 12 ist mit der Spitze der Proximalseite der Kolbenstange 2 gekoppelt. Der Kolben 12 ist gleitbar in den Zylinderabschnitt 7 eingepasst. Ein O-Ring 13 ist an dem äußeren Umfang des Kolbens 12 befestigt. Das Innere der Zylinderkammer 11 wird von dem Kolben 12 in zwei Kammern unterteilt, eine stangenseitige Kammer 11A an der Zwischenseite 6 und eine bodenseitige Kammer 11B an der freien Kolbenseite 9. Betriebsfluid ist dicht in der Zylinderkammer 11 und dem Stangenführungsabschnitt 8 aufgenommen und Gas mit niedrigem Druck von ungefähr einem Atmosphärendruck ist dicht in der Gaskammer 10 aufgenommen. Dieses Gas mit ungefähr dem Atmosphärendruck wird durch Einführen von einer Atmosphäre in die Gaskammer 10, wenn die Kolbenstange maximal hervorsteht, wie in 1 gezeigt, vorbereitet. Daher kann bei Verwendung das Gas in der Gaskammer 10, gemäß beispielsweise dem Temperaturzustand, höher sein als der Atmosphärendruck. Dieses Gas kann durch irgendeinen gasförmigen Körper wie komprimierter Luft verkörpert werden, wird jedoch wünschenswerterweise aufgrund seiner Trägheit durch ein Stickstoffgas verkörpert.
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Eine Verbindungsleitung 4 wird axial durch den Kolben 12 zum Ausbilden einer Verbindung zwischen der stangenseitigen Kammer 11A und der bodenseitigen Kammer 11B gebildet. Ein Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 ist an der Verbindungsleitung 14 angeordnet. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 wird durch einen scheibenförmigen Ventilkörper ausgebildet, der an der Endoberfläche des Kolbens an der stangenseitigen Kammerseite 11A zum Öffnen und Schließen der Verbindungsleitung 14 befestigt ist. Die Stange 2 wird passgenau durch das Zentrum des scheibenförmigen Ventilkörpers auf eine solche Weise eingeführt, dass der Ventilkörper axial in dem Bereich des reduzierten Durchmesserabschnitts 2a der Kolbenstange 2 (ungefähr 1,5 mm) beweglich ist. Daher funktioniert der Ventilkörper normalerweise als ein Kontrollventil zum Schließen der Verbindungsleitung 14 und der nur einen Fluss der Betriebsflüssigkeit von der bodenseitigen Kammer 11B hin zu der stangenseitigen Kammer 11A gestattet. Ferner umfasst der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 eine Öffnung, die beispielsweise durch ein kleines Loch oder einen Ausschnitt ausgebildet wird, um eine konstante Verbindung zwischen der bodenseitigen Kammer 11B und der stangenseitigen Kammer 11A herzustellen. Diese Anordnung kann einen Unterschied zwischen einem Dämpfungskoeffizienten zwischen einem ausfahrseitigen Hub und einem verdrängungsseitigen Hub vorsehen.
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Ein Federmechanismus 16 ist an dem Stangenführungsabschnitt 8 zum Anlegen einer Federkraft an die Kolbenstange 2 angeordnet. Der Federmechanismus 16 ist auf die folgende Weise aufgebaut. Eine zylindrische Führungshülse 17 wird in den Stangenführungsabschnitt 8 der Zylinderkammer 3 eingeführt und die jeweiligen Enden der Führungshülse 17 werden axial durch Anliegen an der Öldichtung 5 und der Zwischenführung 6 befestigt. Eine innere Umfangskupplungsnut 18, die eine innere Umfangsnut ist, wird an dem Zwischenabschnitt der Führungshülse 17 ausgebildet. Die Führungshülse 17 wird axial in zwei Stücke unterteilt, eine erste Führungshülse 17A und eine zweite Führungshülse 17B, an dem Ende der inneren Umfangskupplungsnut 18 an der Zwischenführungsseite 6 zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit der inneren Umfangskupplungsnut 18. Eine Ausnehmung, die als die innere Umfangsnut 18 dient, ist an der ersten Führungshülse 17A an der Öldichtungsseite 5 ausgebildet. Es wird bevorzugt, dass die Führungshülse 17 aus Metall hergestellt wird, um eine ausreichende Stärke zu erhalten, sie kann jedoch aus verstärktem synthetischem Harz zum Reduzieren des Gewichtes davon hergestellt werden.
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Die erste und zweite Führungshülse 17A und 17B weisen jeweils einen leicht kleineren äußeren Durchmesser als der innere Durchmesser des Stangenführungsabschnitts 8 der Zylinderkammer 3 auf. Äußere Umfangsnuten 19 und 20 sind in der Nähe von beiden Enden der jeweiligen ersten und zweiten Führungshülsen 17A und 17B ausgebildet. O-Ringe 21 und 22 sind in die äußeren Umfangsnuten 19 und 20 jeweils eingepasst. Im Ergebnis werden die erste und zweite Führungshülse 17A und 17B elastisch von den O-Ringen 21 und 22 mit einem kleinen Raum zwischen ihnen und dem Stangenführungsabschnitt 8 abgestützt.
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Eine äußere Umfangskupplungsnut 23, die eine äußere Umfangsnut ist, ist an der Zwischenposition der Kolbenstange 2 ausgebildet, um auf die Führungshülse 17 zu zeigen. Die innere Umfangskupplungsnut 18 und die äußere Umfangskupplungsnut 23 weisen im Wesentlichen die gleiche Tiefe auf und die axialen Enden der Kupplungsnuten 18 und 23 sind auf eine sich verjüngende Weise hergestellt.
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Ein zylindrisches Kupplungselement 24 wird gleitbar zwischen der Führungshülse 17 und der Kolbenstange 2 geführt. Eine Vielzahl an Kugellöchern 25 ist an der Seitenwand des Kupplungselements 24 ausgebildet, um radial und winkeltreu angeordnet zu sein. Eine Kugel 26 (Stahlkugel), welche ein rollbarer Körper ist, der als Nockenelement dient, wird in jedes der Kugellöcher 25 eingeführt, um entlang der Axialrichtung des Kugellochs 25 (der Radialrichtung des Kupplungselements 24) beweglich zu sein. Der Durchmesser der Kugel 26 ist im Wesentlichen der gleiche wie der Durchmesser des Kugellochs 25 und im Wesentlichen der gleiche wie die Summe aus der Dicke des Kupplungselements 24 und der Tiefe der inneren Umfangskupplungsnut 18 (gleich der Tiefe der äußeren Umfangsnut 23). Daher stehen die Kugeln 26 stets in einem Eingriffszustand mit der äußeren Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange 2 (siehe 1) oder in einem Eingriffszustand mit der inneren Umfangskupplungsnut 18 der Führungshülse 17 (siehe 2), während das Kupplungselement 24 zwischen der Führungshülse 17 und der Kolbenstange 2 eingeführt ist. Das Kupplungselement 24, welches ein Halteelement der Kugel 26 ist, und die Kugeln 26 bilden eine Kupplungseinheit aus, die mit der Kolbenstange 2 in Eingriff gebracht wird und aus dieser ausrückt.
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Eine Spiralfeder 27 (Kompressionsfeder), die eine Federeinheit darstellt, ist zwischen der Zwischenführung 6 und dem Kupplungselement 24 angeordnet und spannt das Kupplungselement 24 konstant in Richtung des Ölsiegels 5 mittels der Federkraft davon vor. Ein zylindrischer Federsitz 28 ist konzentrisch und integral an einem Ende des Kupplungselements 24 ausgebildet und ein Ende der Spiralfeder 27 ist in den äußeren Umfang des Federsitzes 28 eingepasst, so dass die Spiralfeder 27 mit dem Kupplungselement 24 gekoppelt ist. Ferner ist ein zylindrischer Federsitz 29 konzentrisch und integral an einem Ende der Zwischenführung 26 ausgebildet und das andere Ende der Spiralfeder 27 ist in den äußeren Umfang des Federsitzes 29 eingepasst, so dass die Spiralfeder 27 mit der Zwischenführung 6 gekoppelt ist. Auf diese Weise werden beide Enden der Spiralfeder 27 im Hinblick auf ihre Position aufgrund des Vorsehens der Federsitze 28 und 29 fixiert, wodurch eine sanfte Verlängerung und Kompression der Spiralfeder 27 möglich ist. Ferner sind die Spitzen der Federsitze 28 und 29 des Kupplungselements 24 und der Zwischenführung 6 auf eine sich verjüngende Weise geformt, so dass das Drahtelement, das die Spiralfeder 27 ausbildet daran gehindert wird, die Federsitze 28 und 29 zu beeinflussen, wenn die Spiralfeder 27 verlängert und komprimiert wird. Im Ergebnis ist es möglich, die Spiralfeder 27 sicher anzuordnen und das Erzeugen eines abnormalen Geräusches, das andernfalls durch Beeinflussung des Drahtelements verursacht werden kann, zu verhindern.
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Befestigungsabschnitte 30 und 31 sind jeweils an dem Boden des Zylinderelements 3 und an der Spitze der Kolbenstange 2 an der hervorstehenden Seite davon für eine Gelenkverbindung der Zylindervorrichtung 1 ausgebildet. Die Formen der Befestigungsabschnitte 30 und 31 können Formen gemäß einem Element, an dem die Zylindervorrichtung 1 befestigt wird, wie einer Tür, sein.
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Die vorliegende Ausführungsform, die wie oben erwähnt ausgebildet ist, funktioniert wie folgt. 7 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer schwenkbaren Tür 60, an der die Zylindervorrichtung 1 angebracht ist, zeigt. Wie in 7 gezeigt, umfasst die schwenkbare Tür 60 einen Türrahmen 61 und eine Tür 63, die an dem Türrahmen 60 mit einem Gelenk 62 befestigt ist, um in der Lage zu sein, geöffnet und geschlossen zu werden. In 7 zeigt der Buchstabe (A) eine geschlossene Position der Tür 63 an, Buchstabe (C) zeigt eine vollständig geöffnete Position, in der die Tür 63 ungefähr 90° ausgehend von der geschlossenen Position (A) aus geöffnet ist, an und Buchstabe (B) zeigt eine Zwischenposition zwischen der geschlossenen Position (A) und der vollständig geöffneten Position (C) (in der vorliegenden Ausführungsform ist die Zwischenposition eine Position, in der die Tür 63 ungefähr 45° ausgehend von der geschlossenen Position (A) geöffnet ist) an. Die vollständig geöffnete Position kann zu einem Grad eingestellt werden, der gleich oder größer als 90° ist, wie 180°.
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Die Zylindervorrichtung 1 ist an der schwenkbaren Tür 60 durch rotierendes Koppeln des Befestigungsabschnitts 30 an der Zylinderelementseite 3 mit einer Klammer 64, die an der Türrahmenseite 61 mit einem Pin befestigt ist, angebracht und durch rotierbares Koppeln des Befestigungsabschnitts 31 an der Kolbenstangenseite 2 mit einer Klammer 65, die an der Türseite 63 mit einem Pin befestigt ist und kann als Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die eine Öffnungs-/Schließbewegung der Tür 63 unterstützt, verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt weist die Kolbenstange eine maximale Ausfahrlänge auf, wenn sich die Tür 63 in der geschlossenen Position (A) oder in der vollständig geöffneten Position (C) befindet und weist eine minimale Ausfahrlänge auf, wenn die Tür 63 sich in der Zwischenposition (B) befindet. In dieser Zwischenposition (B) ist das Gelenk 62 der schwenkbaren Tür 60 an einer verlängerten Linie der Achse der Zylindervorrichtung 1 angeordnet. Diese Positionsbeziehung ist eine optimale Positionsbeziehung für die Zustände, die am häufigsten bei einer allgemein verwendeten Tür in einem Zimmer auftreten. Jedoch ist normalerweise ein Türstopper vorgesehen, um einen Türknauf daran zu hindern, die Wand an einer Position zu treffen, die sich knapp vor der vollständig geöffneten Position befindet. Falls die Form des Gelenks 62 oder der Befestigungspositionen der Klammern 64 und 65 sich von den in 3 gezeigten unterscheidet, kann die Zylindervorrichtung 1 nicht die maximale Ausdehnungslänge aufweisen, wenn sich die Tür in der geschlossenen Position (A) und in der vollständig geöffneten Position (C) befindet und kann nicht die minimale Ausdehnungslänge aufweisen, wenn sich die Tür 63 in der Zwischenposition (B) befindet.
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Wenn, Bezug nehmend auf 7, sich die Tür 63 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von der Zwischenposition (B) in der Türöffnungsrichtung und der Türschließrichtung befindet, ist die Länge der Kolbenstange 2, die sich von dem Zylinderelement 3 erstreckt, innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ausgehend von der Minimalposition. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 2 gezeigt, ist die äußere Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange 2 an der Zwischenführungsseite 6 relativ zu der inneren Umfangskupplungsnut 18 der Führungshülse 17 angeordnet. In diesem Zustand stehen die Kugeln 26, die in die Kugellöcher 25 des Kupplungselements 24 eingeführt wurden, in Eingriff mit der inneren Umfangskupplungsnut 18 der Führungshülse 17, so dass die Kugeln 26 daran gehindert werden, sich radial einwärts zu bewegen, aufgrund des Anliegens gegen die äußere Umfangsoberfläche der Kolbenstange 2, wodurch das Kupplungselement 24 axial relativ zu der Führungshülse 17 befestigt wird, während es der Kolbenstange 2 gestattet wird, sich axial zu bewegen. Daher wird die Federkraft der Spiralfeder 27 von dem Kupplungselement 24 abgestützt, das axial relativ zu der Führungshülse 17 mittels der Kugeln 26 befestigt ist und wird nicht an die Kolbenstange 2 angelegt. Im Folgenden wird dieser Bereich als „freie Zone” bezeichnet.
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Auf der anderen Seite bewegt sich der Kolben 12 gemäß einem Ausfahr- oder Verdrängungshub der Kolbenstange 2, was einen Fluss des Betriebsfluids in der Zylinderkammer 11 durch die Verbindungsleitung 14 erwirkt und dadurch erwirkt, dass der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 eine Dämpfungskraft erzeugt. Während eines Ausfahrhubes der Kolbenstange 2 wirkt der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 als eine Öffnung gegen einen Fluss des Betriebsfluids von der stangenseitigen Kammerseite 11A hin zu der bodenseitigen Kammerseite 11B der Verbindungsleitung 14, wodurch eine vorgegebene Dämpfungskraft erzeugt wird. Auf der anderen Seite ermöglicht während eines Verdrängungshubes der Kolbenstange 2 das Kontrollventil des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 einen Fluss des Betriebsfluids von der bodenseitigen Kammerseite 11B hin zu der stangenseitigen Kammerseite 11A der Verbindungsleitung 14, wodurch eine reduzierte Dämpfungskraft erzeugt wird.
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In der oben erwähnten freien Zone wird die Federkraft der Spiralfeder 27 nicht an die Kolbenstange 2 angelegt, wenn die Kolbenstange einen Ausfahrhub oder einen Verdrängungshub durchführt und eine Kraft, die an die Kolbenstange angelegt wird, wird hauptsächlich durch nur die Dämpfungskraft, die von der Bewegung des Kolbens 12 erzeugt wird, ausgebildet. Ferner wird das Gas in der Gaskammer 10 aufgrund einer Veränderung in dem Volumen des Inneren der Zylinderkammer 11 komprimiert oder ausgedehnt, jedoch weist das Gas in der Gaskammer 10 einen niedrigen Druck in der Gegend des Atmosphärendrucks auf, wodurch der Druck des Gases wenig Einfluss auf den Ausfahr-/Verdrängungshub der Kolbenstange 2 ausübt. Auf diese Weise kann in der freien Zone die Kolbenstange 2 frei in der Ausfahr- und Verdrängungsrichtung mit wenig erzeugtem Widerstand bewegt werden und daher kann die Tür 63 frei in sowohl der Öffnungs- als auch der Schließrichtung bewegt werden.
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Wenn die Tür 63 über die freie Zone hinaus (beispielsweise der Bereich von der Position (B) von +25° und –25°, d. h., der Bereich von 50°, der an der B-Position zentriert ist), hin zu einer Position in der Nähe der geschlossenen Position (A) oder der vollständig geöffneten Position (C), wie in 1 gezeigt, bewegt wird, wird die Kolbenstange 2 so bewegt, dass die äußere Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange 2 über die innere Umfangskupplungsnut 18 der Führungshülse 17 in Richtung des Ölsiegels 5 bewegt wird. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Länge der Kolbenstange 2, die sich von dem Zylinderelement 3 erstreckt, eine vorgegebene Länge erreicht und die äußere Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange 2 durch die innere Umfangskupplungsnut 18 der Führungshülse 17 verläuft, greifen die Kugeln 26, die mit der inneren Umfangskupplungsnut 18 in Eingriff stehen, um das Kupplungselement 24 an der Führungshülse 17 zu befestigen, wiederum in die äußere Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange ein, während die axiale Befestigung des Kupplungselements 24 relativ zu der Führungshülse 17 gelöst wird, so dass das Kupplungselement 24 wiederum relativ zu der Kolbenstange 2 in der Axialrichtung befestigt wird. Dies erwirkt, dass die Federkraft der Spiralfeder 27 damit beginnt, auf die Kolbenstange durch das Kupplungselement 24 zu wirken und die Kolbenstange 2 in der Ausfahr- bzw. Verlängerungsrichtung vorgespannt wird. Im Ergebnis, wenn die Tür 63 in der Nähe der geschlossenen Position (A) angeordnet ist, wird die Tür 63 automatisch hin zu der geschlossenen Position (A) bewegt und darin gehalten. Wenn die Tür 63 in der Nähe der vollständig geöffneten Position (C) angeordnet ist, wird die Tür 63 automatisch hin zu der vollständig geöffneten Position (C) bewegt und darin gehalten. Im Folgenden wird dieser Bereich als „vorgespannte Zone” (beispielsweise der Bereich von der geschlossenen Position von +20° und der Bereich von der vollständig geöffneten Position bis –20°) bezeichnet.
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In dieser vorgespannten Zone erzeugt der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 eine vorgegebene Dämpfungskraft, indem er als Öffnung entgegen einem Ausfahrhub der Kolbenstange 2, wie oben erwähnt, wirkt, wodurch es möglich wird, angemessen die Bewegungsgeschwindigkeit der Tür zu verlangsamen und einen Schock und ein Geräusch zu reduzieren, das erzeugt wird, wenn die Tür 63 geöffnet oder geschlossen wird.
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Wenn die Länge der Kolbenstange 2, die sich von dem Zylinderelement 3 erstreckt, eine vorgegebene Länge erreicht und die Tür 63 von der oben erwähnten freien Zone in die vorgespannte Zone oder von der vorgespannten Zone in die freie Zone eintritt, kann das Eingreifen der Kugeln 26 in die innere Umfangskupplungsnut 18 in der Führungshülse oder in die äußere Umfangskupplungsnut 23 der Kolbenstange 2 ein Klickgeräusche erzeugen. Um dieses Problem zu lindern, werden die Führungshülsen 17A und 17B elastisch von den O-Ringen 21 und 22 abgestützt und es tritt ein Raum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Führungshülse 17 und der inneren Umfangsoberfläche des Zylinderelements 3 auf. Da die Führungshülse 17 in Kontakt mit dem Zylinderelement 3 nur durch die O-Ringe 21 und 22 steht und nicht in direktem Kontakt mit dem Zylinderelement 3 steht, ist es möglich das Klickgeräusch, das zu dem Zylinderelement 3 übertragen wird, zu reduzieren, um das Erzeugen von Geräuschen zu verhindern.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Kugel 26 durch jedes Element ersetzt werden, das in der Lage ist, wahlweise das Kupplungselement 24 an der Führungshülse 17 oder der Kolbenstange 2 durch Eingriff mit der inneren Umfangskupplungsnut 18 oder der äußeren Umfangskupplungsnut 23 zu befestigen. Beispiele solcher Elemente umfassen einen weiteren rollenden Körper wie eine Rolle, ein nicht rollbares, sondern gleitfähiges Nockenelement. Ferner kann der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 15 zusätzlich einen Ventilmechanismus, der in der Lage ist, einen Bereich einer Flussleitung des Betriebsfluids einzustellen und einen Dämpfungskrafteinstellmechanismus, der in der Lage ist, eine Dämpfungskraft mittels der Verwendung von beispielsweise einem Verschlussmechanismus einzustellen, umfassen.
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Als nächstes werden die erste bis dritte Variation der oben beschriebenen Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, wie in der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, bezeichnet und nur Unterschiede zu der oben beschriebenen Ausführungsform werden im Detail beschrieben.
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In der ersten in den 3 und 6 gezeigten Variation wird von den zweigeteilten ersten und zweiten Führungshülse 17A und 17B, die zweite Führungshülse 17B, die angeordnet ist, so dass die Kugeln 26 darauf nicht rollen, durch eine elastische Führungshülse 17c, die aus einem synthetischen Harz hergestellt ist, ersetzt. Das heißt, von den zwei axial getrennten Führungshülsen 17A und 17B ist zumindest die Führungshülse 17A, die innerhalb des Bereichs der axialen Bewegung der Kugeln 26 (Nockenelemente) angeordnet ist, aus Metall hergestellt und die zweite Führungshülse 17B, die angeordnet ist, so dass sich die Kugeln 26 darauf nicht rollen, wird durch die elastische Führungshülse 17c ersetzt, die aus synthetischem Harz hergestellt ist. Die Führungshülse 17C ist nicht mit der äußeren Umfangsnut 20 und dem O-Ring 22 versehen. Anstatt, wie in 6 gezeigt, ist die Führungshülse 17C einstückig an dem äußeren Umfang davon mit einer Vielzahl von Rippen 32 versehen, die Vorsprünge darstellen, die radial nach außen hervorstehen und die sich axial erstrecken. Die Spitzen der Rippen 32 sind in den Führungsstangenabschnitt 8 des Zylinderelements 3 eingepasst. Die Rippen 32 sind in Umfangsrichtung gleichwinklig angeordnet.
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Aufgrund des Vorsehens der Rippen 32 ist es möglich, den Kontaktbereich zwischen der Führungshülse 17C und dem Zylinderelement zu reduzieren und eine Vibration und ein Geräusch, das von der Führungshülse 17C hin zu dem Zylinderelement 3 übertragen wird, mittels der Hilfe der Flexibilität der Rippen 32 und des Vibrationsdämpfungseffekts des Betriebsfluids, das in den Räumen der Rippen 32 vorhanden ist, zu reduzieren. Als Ergebnis, ähnlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform, ist es möglich, ein Klickgeräusch der Kugeln 26, das an das Zylinderelement 3 übertragen wird, zu reduzieren, um die Erzeugung eines Geräusches zu verhindern. Das Vorsehen von Rippen 32 an dem äußeren Umfang der Führungshülse 17C ist wirksam im Hinblick auf eine weitere Reduzierung des Geräusches. Jedoch, sogar ohne die Rippen 32, kann nur das Ausbilden der Führungshülse 17C aus einem synthetischen Harz den Geräuschreduzierungseffekt vorsehen.
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In der zweiten in 4 gezeigten Variation ist die Führungshülse 17 ausgebildet als ein integriertes Element und die äußeren Umfangsnuten 19 und 20 und die O-Ringe 21 und 22 sind nur an den beiden Enden der Führungshülse 17 angeordnet. Daher ist es möglich, elastisch die Führungshülse 17 durch die O-Ringe 21 und 22 abzustützen, um einen Raum zwischen der Führungshülse 17 und dem Zylinderelement 3 auszubilden und ein durch die Kugeln 26 erwirktes Klickgeräusch, das zu dem Zylinderelement 3 übertragen wird, zu reduzieren, um das Erzeugen eines Geräusches ähnlich zu der oben beschriebenen Ausführungsform zu verhindern. Ferner kann in diesem Fall das Ausbilden der Führungshülse 17 als ein integriertes Element die Anzahl an benötigten Teilen reduzieren.
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In der dritten in 5 gezeigten Variation wird die Führungshülse 17B, eine der zweigeteilten Führungshülsen, nicht vorgesehen und die erste Führungshülse 17A, die andere der beiden Führungshülsen, wird axial durch Anlegen von einem Ende der ersten Führungshülse 17A an einem geschmiedeten Abschnitt 33, der durch Schmieden der Seitenwand des Führungsstangenabschnitts 8 des Zylinderelements 3 nach innen geformt wird, befestigt. Ferner weist die Zwischenführung 6 nicht den zylindrischen Federsitz 29 auf, sondern weist einen Federsitz 34 auf, der durch eine geneigte Ausnehmung ausgebildet wird, die um die Öffnung ausgebildet ist, durch die die Kolbenstange eingeführt wird, wodurch ein Ende der Spiralfeder 27 in Bezug auf die Position befestigt wird, während die Beeinflussung mit dem Kabel der Spiralfeder 27 aufgrund der geneigten Form verhindert wird. Als ein Ergebnis kann die dritte Variation dieselben vorteilhaften Effekte wie die der oben beschriebenen Ausführungsform vorsehen, während sie zu der Reduzierung der Anzahl an benötigten Teilen beiträgt.
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Es sei angemerkt, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform und in der ersten bis dritten Variation davon die Dämpfungskraft durch Reduzieren des Bereichs der Flussleitung, durch die das Betriebsfluid fließt, erzeugt wird, sie jedoch durch Verwenden von Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder auf eine ähnliche Weise wie dem sogenannten Reibungsdämpfer erzeugt werden kann. Alternativ kann die Dämpfungskraft durch einen anderen Aufbau, der in der Lage ist, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, erzeugt werden. Jedoch kann die Verwendung von Öl als dem Betriebsfluid eine besonders stabilisierte Dämpfungskraft vorsehen.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, eine Federkraft an die Kolbenstange gemäß der Länge der Kolbenstange anzulegen, die von dem Zylinder hervorsteht und zu diesem Zeitpunkt die Geräuscherzeugung, die durch den Betrieb der Kupplungseinheit erzeugt wird, durch Verwenden des elastischen Elements zu reduzieren.
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Obwohl nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, werden Fachmänner es leichter verstehen, dass viele Modifizierungen der beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Demgemäß ist es gedacht all diese Modifizierungen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung einzuschließen. Ferner können alle Merkmale von allen Ausführungsformen und alle Ansprüche miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-257989 , die am 11. November 2009 eingereicht wurde. Der gesamte Offenbarungsgehalt der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-257989 , die am 11. November 2009 eingereicht wurde, umfassend Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung wird hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit eingeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-2124 [0002, 0003, 0004]
- JP 2009-257989 [0041, 0041]
