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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die das 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 Veröffentlichung
JP 2008-2124 A offenbart ist.
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Die Türöffnungs-/Schließvorrichtung, die in der japanischen Veröffentlichung
JP 2008-2124 A 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. Daher, sogar wenn sich die Tür in der Zwischenposition zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position befindet, wird die Federkraft angelegt, was zu einer Unzufriedenheit führt, wenn von der Tür gewünscht wird, dass sie in der Zwischenposition zwischen der geöffneten Position und der geschossenen Position anhält.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es Türöffnungs-/Schließvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, das oben erwähnte Problem zu lösen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung zum Unterstützen des Öffnens und Schließens einer schwenkbaren Tür eine Zylindervorrichtung, die zwischen einer Tür und einem Türrahmen der schwenkbaren Tür gekoppelt ist und ausgebildet ist, um verlängert zu werden, wenn sich die Tür in einer geschlossenen oder vollständig geöffneten Position befindet, und um verkürzt zu werden, wenn sich die Tür in einer Position zwischen der geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position befindet. Die Zylindervorrichtung umfasst 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 außerhalb des Zylinders erstreckt, einen Dämpfkrafterzeugungsmechanismus zum Erzeugen einer Dämpfkraft durch Steuern eines Flusses der Betriebsflüssigkeit, der durch eine Gleitbewegung des Kolbens in dem Zylinder erwirkt wird, einen Federmechanismus, der in dem Zylinder angeordnet und ausgebildet ist, um eine Federkraft an die Kolbenstange in einer Verlängerungsrichtung anzulegen, wenn eine Länge der Kolbenstange, die sich von dem Zylinder erstreckt, eine vorgegebene Länge oder mehr aufweist 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, und einen freien Kolben, der gleitbar in den Zylinder eingepasst ist, um eine Gaskammer zwischen dem freien Kolben und einem Boden von dem Zylinder festzulegen. In der Türöffnungs-/Schließvorrichtung nimmt die Gaskammer dicht ein Gas auf, das einen vorgegebenen Druck aufweist, der es ermöglicht, dass die Tür in einem stationären Zustand in einer vorgegebenen Zone zwischen der geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position entgegen einer Gasabstoßungskraft, die auf die Kolbenstange wirkt, gehalten wird, während eine Reduzierung des Erzeugens eines Zischgeräusches ermöglicht wird, das hervorgerufen werden kann, wenn der Kolben einen Ausfahrhub und einen Verdichtungshub durchführt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Zylindervorrichtung zur Verwendung in einer Türöffnungs-/Schließvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die vergrößerte Hauptteile der Zylindervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, in einem Zustand zeigt, in dem eine Kolbenstange einen Verdichtungshub durchführt und eine Federkraft eines Federmechanismus nicht an die Kolbenstange angelegt wird;
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3 zeigt eine schwenkbare Tür, an der die Türöffnungs-/Schließvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist, wie in einer Draufsicht gezeigt;
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4 ist eine vergrößerte Ansicht von 3 zum Darstellen der Kraftbeziehung der schwenkbaren Tür, an der die Türöffnungs-/Schließvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
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5 ist ein Diagramm, das das Auswertungsergebnis des Zustands des Erzeugens eines Zischgeräusches und die Fähigkeit zum Halten des stationären Zustandes der Tür in einer freien Zone, wenn die Einstellung einer Gasabstoßungskraft (Gasdruck) in der in 1 gezeigten Zylindervorrichtung verändert wird, anzeigt.
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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 zur Verwendung in einer Türöffnungs-/Schließvorrichtung 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 Metallring, der darin eingebettet ist, umfasst, ist an der axialen inneren Seite der Stangenführung 4 befestigt, um eine Dichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Zylinderelements 3 vorzusehen.
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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. Betriebsflüssigkeit wird dicht in der Zylinderkammer 11 und dem Stangenführungsabschnitt 8 untergebracht und Gas mit einem vorgegebenen Druck, welches später beschrieben wird, wird dicht in der Gaskammer 10 aufgenommen. Dieses Gas kann durch irgendeinen gasförmigen Körper wie kompressierter 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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Ferner ist die vorliegende Ausführungsform so ausgebildet, dass die Dämpfungskraft von der Kolbengeschwindigkeit jedoch nicht von der Hubposition abhängt. Jedoch kann der Dämpfungskoeffizient in Abhängigkeit von der Hubposition durch Vorsehen einer sich axial erstreckenden Nut auf der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders verändert werden, um die Dämpfungskraft nur in dem Bereich der Kolbenstange 2 zu reduzieren, wenn die Zylindervorrichtung die kürzeste Länge aufweist. Ferner ist die vorliegende Ausführungsform so ausgebildet, dass die Dämpfungskraft von der Kolbengeschwindigkeit abhängt und daher ist die Dämpfungskennlinie unabhängig von der Hubposition, das heißt, dem Gleitbereich des Kolbens 12 in der Zylinderkammer 3 konstant.
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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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Als nächstes folgt, unter Bezugnahme auf 3, eine Beschreibung einer schwenkbaren Tür, an der die Zylindervorrichtung 1 als eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung angebracht wird. 3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer schwenkbaren Tür 60, an der die Zylindervorrichtung 1 als eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung angebracht ist, zeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst die schwenkbare Tür 60 einen Türrahmen 61 und eine Tür 63, die an dem Türrahmen 60 mit einem Gelenk 62 (Gelenk) befestigt ist, um in der Lage zu sein, geöffnet und geschlossen zu werden. In 3 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 vorgegebene 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. Die Zylindervorrichtung 1 und die Befestigungswerkzeuge dafür, d. h. die Klammern 64 und 65 und das Gelenk 62 (Gelenk) gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellen die Türöffnungs-/Schließvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar.
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In Anbetracht der Form des Gelenks 62 und der Befestigungspositionen der Klammern 64 und 65, die in 3 gezeigt sind, weißt die Kolbenstange 2 der Zylindervorrichtung 1, die an der schwenkbaren Tür 60 angeordnet ist, eine maximale Ausdehnungslänge auf, wenn die Tür 63 sich in der geschlossenen Position (A) oder in der vollständig geöffneten Position (C) befindet und weist eine minimale Ausdehnungslänge auf, wenn die Tür 63 sich in der Zwischenposition (B) befindet. 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 3, 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 beschriebenen 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 2 angelegt wird, wird vorwiegend durch nur die Dämpfungskraft, die durch die Bewegung des Kolbens 12 erzeugt wird und den Druck des Gases in der Gaskammer 10 ausgebildet. Daher ermöglicht eine ausreichende Reduzierung des Gasdrucks in der Gaskammer 10 in der freien Zone es, dass die Kolbenstange in der Ausfahr- und Verdrängungsrichtung mit nur wenig erzeugtem Widerstand frei bewegt werden kann und daher die Tür 63 frei in sowohl der Öffnungs- als auch der Schließrichtung bewegt werden kann.
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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 gleitbares 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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In der oben beschriebenen freien Zone sollte der Gasdruck in der Gaskammer 10 der Zylindervorrichtung 1 ausreichend reduziert werden, so dass die Abstoßungskraft des Gases, das auf die Kolbenstange 2 wirkt, ausreichend reduziert werden kann, um die Tür 63 in einem stationären Zustand zu halten. Jedoch neigt mit diesem reduzierten Gasdruck, Kavitation dazu aufzutreten, wenn die Kolbenstange 2 einen Ausfahr- oder Verdrängungshub durchführt, was zu einem Problem des Erzeugens eines Zischgeräusches (Rauschgeräusch) aufgrund der Kavitation führt. Besonders ist das Problem des Erzeugens eines Zischgeräusches wahrnehmbar, wenn eine Tür in einem leisen Raum wie einem Wohnzimmer eines Hauses verwendet wird. Auf der anderen Seite kann ein Anstieg des Gasdrucks in der Gaskammer 10 das Erzeugen von Kavitation und dadurch die Erzeugung eines Zischgeräusches verhindern. Jedoch erwirkt ein exzessiver hoher Gasdruck, dass die Tür 63 in der Öffnungs- oder Schließrichtung in der freien Zone als Antwort auf die Abstoßungskraft des Gases, das auf die Kolbenstange 2 wirkt, bewegt wird, wodurch es unmöglich wird, die notwendige Funktion des Haltens der Tür 63 in einem stationären Zustand anzubieten.
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Bezug nehmend auf 4 erfolgt jetzt eine Beschreibung eines Zustandes zum Halten der Tür 63 in einem stationären Zustand in einer vorgegebenen Zone zwischen der geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position. Der stationäre Zustand der Tür kann durch Einstellen des Gasdrucks auf eine solche Weise realisiert werden, dass das Moment M, das auf die Tür aufgrund der Gasabstoßungskraft (im Folgenden als „Gasabstoßungskraft F” bezeichnet), die auf die Kolbenstange 2 wirkt, geringer wird als ein Moment m aufgrund der Reibungskraft des Gelenks 62 (m > M).
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Das Moment M aufgrund der Gasabstoßungskraft F wird basierend auf der Gasabstoßungskraft F, einer Drehzentrumsposition 62A des Gelenks 62, Drehzentrumspositionen 64A und 65A der Klammern 64 und 65, an denen die Zylindervorrichtung 1 angeordnet ist, und einem Öffnungsgrad θ der Tür 63 ermittelt. Falls f(θ) einen Winkel darstellt, der zwischen der Achse des Zylinders und einem Liniensegment 62A bis 65A (Länge L) festgelegt ist, wenn der Öffnungsgrad der Tür 63 θ beträgt, erhält man die folgende Gleichung: M = L × F × sin(f(θ)). Daher kann der stationäre Zustand umgesetzt werden, indem die Gasabstoßungskraft F eingestellt wird, um m > L × F × sin(f(θ)) in Bezug auf θ in der vorgegebenen Zone zu genügen.
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Das Moment m aufgrund der Reibungskraft des Gelenks 62 der Tür 63 variiert in Abhängigkeit von der Masse der Tür 63 und der Art des Gelenks 62. Ferner kann bei einer einzelnen Tür sogar das Moment m über die Zeit variieren in Abhängigkeit von Rost an dem Gelenk, der das Gelenk 62 ausbildet, Staub und Schmiermittel und zusätzlich in Abhängigkeit von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit.
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Daher werden zum Gestalten der Türöffnungs-/Schließvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Industrieprodukt, da es unpraktisch ist die Gasabstoßungskraft F gemäß dem Zustand der Tür einzustellen, Tests für jeden Typ von Tür durchgeführt und die am vielseitigsten verwendbare Gasabstoßungskraft wird von den Testergebnissen ausgewählt, um in der Zylindervorrichtung 1 eingestellt zu werden.
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5 zeigt das Ergebnis der Auswertung gemäß dem Zustand der Erzeugung eines Zischgeräusches und der Fähigkeit (Türstationärfähigkeit) zum Halten des stationären Zustands der Tür 63 in der freien Zone (50°) gemäß der Veränderung der Einstellung des Drucks (Einheit: atm) des Gases, das verschlossen in der Gaskammer 10 der Zylindervorrichtung 1 aufgenommen ist, d. h. der Abstoßungskraft (Gasreaktionskraft) (Einheit: N) des Gases, das auf die Kolbenstange 2 wirkt, für eine Holztür (a), die 15 kg wiegt, für eine Tür wiegend 20 kg mit einem Holzrahmen und Glas auf einer halben Oberfläche (b) und für eine Tür wiegend 30 kg mit einem Holzrahmen und einem Glas auf fast der gesamten Oberfläche (c), die für die Tür 63 unter der Annahme einer Standardtür eines Raumes in einem Haus (Breite: 723 mm, Höhe: 1983 mm) ausgewählt sind. In 5 wird für den Zustand der Erzeugung eines Zischgeräuschs in Abhängigkeit, ob der Zustand gut oder schlecht ist, angezeigt durch „o”, „x” und „Δ”. Für die Türstationärfähigkeit zeigt „o” an, dass die Tür 63 nicht innerhalb des +-25° Bereichs von der Zwischenposition (B), die der gesamten freien Zone entspricht, bewegt wird, „Δ” zeigt an, dass die Tür 63 nicht innerhalb des +-10° Bereiches von der Zwischenposition (B) bewegt wird und „x” zeigt an, dass die Tür 63 nicht innerhalb von weniger als +-10° des Bereiches von der Zwischenposition (B) bewegt wird. Ferner sind der Gasdruck (Ladedruck des Gases) und der Gasabstoßungskraftwert in der Gaskammer 10 diejenigen, die bei normaler Temperatur (20°C) erhalten werden, wenn die Kolbenstange 2 maximal ausgefahren ist.
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Wie aus 5 ersichtlich wird die Erzeugung eines Zischgeräusches verhindert, wenn der Gasdruck in der Gaskammer 10 der Zylindervorrichtung 1 im Wesentlichen 2 atm oder mehr beträgt und die Tür 63 in einem stationären Zustand für all die Türen (a), (b) und (c) in einem benötigten Bereich in der freien Zone gehalten werden kann, wenn die Gasabstoßungskraft angeordnet ist, um im Allgemeinen innerhalb des Bereichs von 16 N bis 38 N zu sein. Der oben erwähnte benötigte Bereich, der eine vorgegebene Zone (Öffnungsgrad) der vorliegenden Erfindung darstellt, in der die Tür in dem stationären Zustand gehalten werden kann, variiert in Abhängigkeit von der Eigenschaft eines Produktes. Wünschenswerterweise ist der benötigte Bereich gleich der gesamten freien Zone, jedoch kann der benötigte Bereich nur Positionen annehmen, an denen die Tür in einem halb geöffneten Zustand in dem Bereich der freien Zone angehalten werden kann. In anderen Worten kann der benötigte Bereich ein Teil der freien Zone sein, in dem die Tür in einem halb geöffneten Zustand angehalten werden kann. Falls die Tür in einem halb geöffneten Zustand innerhalb ungefähr +-10° angehalten werden kann, ist es möglich die Tür in einer vorgegebenen Zone ohne feine Einstellung durch eine Person anzuhalten.
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Noch bevorzugter ist es möglich, die Erzeugung eines Zischgeräusches während des Ausfahrens des Bereichs, in dem die Tür (a), (b) und (c) in einem stationären Zustand gehalten werden kann, durch Ausbilden der Zylindervorrichtung 1, so dass der Gasdruck ungefähr 2 atm oder mehr beträgt und die Gasabstoßungskraft ungefähr in dem Bereich von 16 N bis 30 N sich befindet, zu verhindern. Ferner ist es besonders bevorzugt, dass die Zylindervorrichtung 1 ausgebildet ist, so dass der Gasdruck ungefähr 2 atm beträgt und die Gasabstoßungskraft sich innerhalb des Bereichs von 16 N bis 23 N befindet. Im Ergebnis ist es auch möglich ein exzellentes Gefühl vorzusehen, wenn eine Person die Tür in der freien Zone öffnet und schließt. Es sei angemerkt, dass der Bereich der Gasabstoßungskraft sich gemäß beispielsweise dem Befestigungszustand unterscheidet, jedoch führt das Befestigen der Zylindervorrichtung 1 an einer normalen Tür in einem Raum eines Hauses mit angemessener Positionierung und ästhetischer Umsicht selbstverständlich zu einer Befestigung der Zylindervorrichtung 1 ohne einem wesentlichen Unterschied zu der Befestigung, die in der vorliegenden Ausführungsform angezeigt ist, und daher ermöglicht ein Design basierend auf der oben beschriebenen Gasabstoßungskraft das Herstellen eines vielseitigen Produktes, das die Zone aufweist, in der die Tür in einem stationären Zustand gemäß der vorliegenden Erfindung gehalten werden kann. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen numerischen Beispiele beschränkt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zylindervorrichtung oder eine Türöffnungs-/Schließvorrichtung für verschiedene Arten von schwenkbaren Türen, die eine Gaskammer mit einer Gasabstoßungskraft aufweisen, die das Verhindern einer Erzeugung einer Kavitation des Betriebsfluides ermöglichen, um die Erzeugung eines Zischgeräusches zu verhindern und die es ermöglichen, dass die Tür in einer vorgegebenen Zone (beispielsweise die freie Zone) zwischen einer geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position stationär wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zylindervorrichtung 1 ausgebildet, so dass die Dämpfungskraft in Abhängigkeit einer Kolbengeschwindigkeit und eines Ausfahr-/Verdrängungshubes verändert wird, jedoch unabhängig von einer Hubposition ist. Jedoch kann der Dämpfungskraftkoeffizient in Abhängigkeit einer Hubposition durch Vorsehen der Zylindervorrichtung mit einer sich axial erstreckenden Nut an der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders verändert werden, um die Dämpfungskraft um den Bereich der Kolbenstange zu reduzieren, wenn die Zylindervorrichtung eine kürzeste Länge (freie Zone) aufweist. In diesem Fall ist es möglich, die Widerstandskraft gegen das Öffnen und Schließen daran zu hindern aufgrund der Dämpfungskraft nach der Zwischenposition (B), wenn die Tür 63 geöffnet oder geschlossen wird, anzusteigen.
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Gemäß der Türöffnungs-/Schließvorrichtung (Zylindervorrichtung) der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, das Türöffnen/-schließen zu unterstützen und die Tür in einem stationären Zustand innerhalb eines vorgegebenen Bereiches zu halten.
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Obwohl nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, werden es Fachmänner leicht verstehen, dass viele Veränderungen in den beispielhaften Ausführungsformen ohne wesentlich von der neuen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen möglich sind. Demgemäß ist es gedacht all diese Veränderungen innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung einzuschließen. Ferner können alle Merkmale aller 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. 2009-258025 , die am 11. November 2009 eingereicht wurde. Die vollständige Offenbarung dieser
japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-258025 , die am 11. November 2009 eingereicht wurde, umfassend die Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassung wird hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen.
