JP2005147402A - 長さ調整可能な圧縮ばね - Google Patents

Abstract

【課題】 流体を含む形式の長さの調整できる圧縮ばねをリリース位置に止めることができる可能性を開発し、それによって周知の解決により提出された問題を克服する。
【解決手段】 ピストン(12)は、ケーシング(1)を、圧力流体で満たされた２つの区分ケーシング室(15,16)に分割する。区分ケーシング室(15,16)を互いに接続するために、弁ピン(22)により作動される弁(20)を設けてある。ケーシング(1)は第１および第２のロッキング要素(30,36)からなるロッキング機構 (29)を有し、そのうち第一のロッキング要素は第１の操作要素(27,28)と押圧連結し且つ第２のロッキング要素は弁ピン(22)と押圧連結する。ロッキング要素は引っ込められるボールペン機構の仕方で協働するが、そのとき第１のロック位置では、弁ピン(22)が区分ケーシング室(15,16)の間の自由な接続状態でリリース位置を占め、第２のロック位置では、弁ピンが区分ケーシング室(15,16)の間の接続が遮断される閉塞位置を占める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に係る長さ調整可能な圧縮ばねに関する。

一般形式の圧縮ばねは、例えばオフィスチェアに適用分野を有する、先の公共の用途からだけではなく、特許文献１、特許文献２からも知られており、その場合に圧縮ばねは例えば周知の同期機構における着座領域とバックレストの傾斜調整だけではなく、シートの高さ調整にも使用される。これは、圧縮ばねをリリース位置に永続的に保ち、例えば同期機構のシーソー運動を与えることができる可能性を創造するように意図されている。圧縮ばねをリリース位置に永続的に保つためにきわめて僅かな解決が示唆されているが、そのうち比較的複雑な構造のロック可能なレバー機構が目立っている。特許文献３には、気体ばねのピストンロッドの自由端にねじこまれる制御ヘッドに包含される気体ばねのロックボタンリリースが記載されている。この制御ヘッド形式の解決は二十年以上の間利用できたけれども、特に制御ヘッドをそれぞれの気体ばねや入り組んだ寸法上の必要条件に適合させることにより提出された構造上の問題に由り明らかに決して成功してはいないことが判明した。

独国特許出願公開第３６０２４４１号公報 独国特許出願公開第４２３５４３５号公報 欧州特許出願公開第００５２８３２号公報

本発明の目的は、初めに述べた形式の圧縮ばねをリリース位置に止めることができる可能性を開発し、それによって周知の解決により提出された問題を克服することである。

本発明により、この目的は、請求項１の特徴部分の構成を含む圧縮ばねで達成される。
本発明の要旨は、ロッキング機構をケーシング内の圧縮ばねのピストンロッドの中に一体化することにある。結果として、圧縮ばねは、コンパクトな構造ユニットを形成する、停止を実施するのに用いられるロッキング機構と協働する。このユニットの寸法上の必要条件は、制御ヘッドがねじこまれている圧縮ばねの寸法上の必要条件より下位である。さらに、すばらしいことには、機構のロッキング要素は圧縮ばねのケーシング内に保護されるので、比較的小さくすることができる。その上、制御ヘッドを圧縮ばねに対し誤った配置をすることにより条件づけられる不完全な組立、したがって圧縮ばねのストロークのリリースリフトに対するロッキング機構のストロークのリフトの不完全な適合が避けられる。本発明によるロッキング機構はストロークの充分なリフトを与えることができるので、比較的重要なリリースストロークを有する圧縮ばねにさえ使用することができる。

請求項２に係るロッキング機構は低コストで頑丈に製造することができるが、同様なロッキング機構が引っ込められるボールペン機構で良い評価を得ている。
請求項３に係るロッキング機構は頑丈に具体化することができるが、比較的大きなロッキング領域が設けられる。切換が３６０°回転の代わりに１８０°回転（いわゆる２ストロークシステム）で行われるので、ロッキング機構の充分なストロークリフトを実行することができる。切換が第２のロッキング要素の３６０°回転により達成されるロッキング機構がなお一層頑丈であるが、通例それはロッキングストロークリフトが劣る。切換が１８０°より小さい角度だけの第２のロッキング要素の回転により、例えば１２０°だけの回転（いわゆる３ストロークシステム）または９０°だけの回転（いわゆる４ストロークシステム）により達成されるロッキング機構は重要なロッキングストロークの可能性を与えるが、きわめて繊弱な設計であることが多い。基本的には、本発明はどんな数のストロークのロッキング機構でも使用できる。

請求項４に係るロッキング要素によれば、特に良く一体化されたロッキング機構が得られる。
請求項５に係るロッキング機構では、縦方向に案内されるロッキング要素の送出し壁の一定の区分は、ロッキング機構の切換時にいくつかの役目を持っている。それ故、縦方向に案内されるロッキング要素は、いくつかの壁区分が一方ではリリース位置から閉塞位置への送出しの役目を果たし他方では閉塞位置からリリース位置への送出しの役目を果たしている他のものと比較して送出し壁区分の近くで一層大幅に頑丈になるように具体化することができる。

請求項６に係る中間の停止領域により、ロッキング機構が動かなくなるのが阻止される。
なお、このタスクは請求項７により具体化される中間の停止領域により改善される。
本発明の詳細は図面と関連した本発明の代表的な実施例の以下の記載から明らかになろう。

以下、本発明の実施態様を図面を参照して詳細に説明する。
図１に見られる、閉塞可能な、長さの調整できる圧縮気体ばねは、管から造られたほぼ円筒状のケーシング１を有し、その一端２は底部３により気密に閉じられており、底部３には締付け要素４が取りつけられている。ケーシング１の他端５には、液体の密封のために環状の案内・密封ユニット６が設けられており、このユニット６はケーシングの中心縦軸線７と同心にケーシング１内を変位可能なピストンロッド８を案内し且つ密封するために使用される。ケーシング１の外側の、ピストンロッド８の自由端９には同様に締付け要素１０が設けられている。

ケーシング１の内側の、ピストンロッド８の端部１１にはピストン１２が設けられており、このピストンはケーシング１の内壁１３上を案内され且つ密封部材１４によりケーシング１に対して液密に密封されている。ピストン１２は、ケーシング１の内側を、ピストン１２と案内・密封ユニット６の間の第１の区分ケーシング室１５と、室１５と反対側にある第２の区分ケーシング室１６とに分割する。第２の区分ケーシング室１６はさらに摺動ピストン１７により区画されており、この摺動ピストンはケーシング１の内壁１３上を摺動し且つ内壁に対し密封部材１８により液密に密封されている。圧縮ばね室１９が摺動ピストン１７と底部３の間に配置されており、気体を加圧状態に保ち且つエネルギー貯蔵装置として使用される。区分ケーシング室１５，１６は流体、例えば圧油で満たされている。

ピストン１２は、区分ケーシング室１５，１６を互いに結合するか、または分離するためのブロッキング弁２０を有する。この弁２０は、案内・密封ユニット６の方に向けられたピストン１２の側に位置している弁ゲート２１を有する。

図１、２および６に見られるように、弁２０の閉塞位置において、弁ピン２２が環状の密封部材２３により弁ゲート２１に対し密封するように作用する。ケーシング１内のピストンロッド８のどんな縦変位も閉塞位置では排除される。弁ピン２２は縦軸線７と同軸に弁ゲート２１内に配置されている。図１に見られるように、環状の密封部材２３より上に、弁ピン２２が多片溢流ゲート２４を通っており、その多片溢流ゲートの内部は、いくつかの側方切除部と環状路を有する溢流路２５を経て第１の区分ケーシング室１５と流れ連結している。

符号２９によりその全体が表されるロッキング機構を経て、弁ピン２２はピストンロッド８を通る弁操作ロッド２６と押圧連結しており、ピストンロッド８から突出する弁操作ロッド２６の自由端は、枢着レバー２８により作用させることができる操作ボタン２７の形状を有する。全ロッキング機構２９はピストンロッド８の内側に配置されている。

ロッキング機構２９は第１のロッキング要素３０を有し、このロッキング要素３０は、第１のロッキング要素３０が操作ボタン２７と押圧連結するように直接弁操作ロッド２６にもたれかかっている。図２〜６の切断平面に見られるように、第１のロッキング要素３０は、弁ピン２２に向かって弁操作ロッド２６を延長するピンである。第１のロッキング要素３０の別の三次元設計が図７〜１６の引き続く記載から明らかになるだろう。第１のロッキング要素３０は２つの案内溝３１（図８参照）を有し、これらの案内溝３１は縦軸線７に沿って延びる、スナップ嵌め案内要素３３の補完カム３２と協働する。スナップ嵌め案内要素３３は中空ピストンロッド８の内壁に固定嵌めされている。スナップ嵌め案内要素３３は軸線７に沿った第１のロッキング要素３０の変位動作を案内するために使用される。

ピストン１２の方に向けられた前方壁上に、スナップ嵌め案内要素３３のカム３２はそれぞれ、斜面を備えたロッキング突起３４を有する。図１，２および６の位置では、スナップ嵌め案内要素３３のロッキング突起３４は第２のロッキング要素３６のキャッチング凹部３４とスナップ係合している。第２のロッキング要素３６は第１のロッキング要素３０に向かって開放している盲穴３７を有し、この盲穴の中に第１のロッキング要素３０の、第２のロッキング要素３６に向けられたピンが到達している。弁ピン２２に向けられた方向に、盲穴３７は底部３８により閉じられている。盲穴３７の側方が以下詳細に述べるスリーブにより区画されている。スリーブは底部３８に一体成形され、そのときキャッチング凹部３５が底部３８の反対側の前方壁に形成される。

軸線７の周方向に、第２のロッキング要素３６のスリーブが４つのスリーブ部分に分割されており、すなわち一方では短いスリーブ部分３９を有するロッキング凹部３５がおよび、他方ではこれに比較して軸線７に沿って延長した２つのスリーブ部分４０が互いに対向している。全体から見て、第１のロッキング要素３０、スナップ嵌め案内要素３３および第２のロッキング要素３６が軸線７に対して二重に回転対称であり、すなわちこれらの要素の２つの半部が１８０°だけ軸線７を中心とする回転により互いに変わる。閉塞位置では、短いスリーブ部分３９が図１，２および６の断面図で見えるようにロッキング突起３４がロッキング凹部３５とスナップ係合する。

操作ボタン２７により弁操作ロッド２６を作用させたときに、弁ピン２２が第２のロッキング要素３６の底部３８と押圧連結するように、弁ピン２２が第１のロッキング要素と反対側で直接底部３８と隣接している。

図７〜１６はロッキング機構２９の斜視図である。第１のロッキング要素３０は案内ピン４３の自由な前方壁により弁操作ロッド２６に載っている。弁操作ロッド２６と反対側に向けられた、ロッキング要素３０の端部が２つの半部４４，４５を有する制御ヘッドとして設計されている。ロッキング要素２９が組み立てられた状態で、制御ヘッド半部４４の外面領域が締付け係合により中空ピストンロッド８の内壁に載っており且つそれにより案内されている。案内ピン４３と反対側のそれらの前方壁上に、制御ヘッド半部４４，４５はロッキング歯４６を有する。制御ヘッド半部４４，４５の間に設けられているのは、それらの２つに対向する案内溝３１であり、図７〜図１６は観察者の方に向けられた案内溝３１のみを示す。案内溝３１は、スナップ嵌め案内スリーブの形態の固定スナップ嵌め案内要素３３の補完カム３２と協働する。スリーブ５１は、弁操作ロッド２６の方に向かう方向にカム３２を延長する、スナップ嵌め案内スリーブ３３の部分を構成する。第１のロッキング要素３０の案内ピン４３がスリーブ５１に案内されている。

図７と１６に見られるロッキング機構２９の閉塞位置では、弁ピン２２の方に向けられたカム３２の自由なロッキング突起３４がロッキング機構２９の第２のロッキング要素３６の補完的盲キャッチング凹部３５と係合する。第２のロッキング要素３６、制御ヘッド半部４４，４５およびスリーブ５１の外径は、全ての３つの要素がピストンロッド８内に嵌められ且つ案内されるようにほぼ等しい。ロッキング歯４６の方に向けられた第２のロッキング要素３６の前方壁は、部分的に補完するロッキング歯５５の形態に設計されている。ロッキング機構２９の閉塞位置では、第１のロッキング要素３０のロッキング歯４６が第２のロッキング要素３６のロッキング歯５５上に２つの対向した且つ傾斜した送出し壁区分５６を経て載っているが、そのうち観測者の方に向けられた壁区分５６のみを図７〜１６に見ることができる。送出し壁区分５６の傾斜は、もし図７の閉塞位置でキャッチング凹部３５と係合するカム３２がなければ、第２のロッキング要素３６が、弁ピン２２および／または弁操作ロッド２６による押圧作用を受けて、第１のロッキング要素３０に対して軸線７を中心として図８の矢印５７の方向に回転するようなものである。

ロッキング機構２９は、引っ込められるボールペンの仕方で働く。これを図７〜１６の瞬間的な図に基づいて次に説明する。図７〜１６は、図７と１６に見られる閉塞位置と図１１に見られるリリース位置の間のロッキング機構２９の切換を示す。図２〜６も参照すれば完全である。

弁操作ロッド２６が作用押圧力５８を及ぼす場合 (図８参照）、第１のロッキング要素３０が、閉塞位置から出発して、スナップ嵌め案内スリーブ３３に対して押圧力５８の方向に変位する。第１のロッキング要素３０が第２のロッキング要素３６を押圧力５８の方向に、キャッチング凹部３５とカム３２が離脱するまで押す。この位置は図８に見られる。そのとき、第２のロッキング要素３６が第１のロッキング要素３０の斜めの送出し壁区分５６に沿って移動し、且つそのように移動する際に、軸線７を中心として矢印５７の方向に回転し、ついにはロッキング歯４６，５５の補完的な斜面が図９に見られるように互いに係合する。ロッキング歯４６，５５のこの係合位置では、第２のロッキング要素３６のロッキング歯５５の斜面が、カム３２のロッキング突起３４の、斜面の方に向けられた斜めの前方壁に軸線７の周りの周方向において重なる。図３および９の位置への軸線７を中心とする第２のロッキング要素３６の回転動作は、弁ピン２２（図示してない）が第２のロッキング要素３６に作用する押圧力５９により発生する。

弁操作ロッド２６がもはや作用されないときに、作用させるどんな押圧力５８ももはや存在しないので、第１のロッキング要素３０が多分復帰ばね（図示してない）の作用により、制御ヘッド半部４４，４５がスリーブ５１に載っている、図７の位置に対応する位置に戻る。ロッキング歯４６，５５が離脱するので、第２のロッキング要素３６が圧力により発生した弁ピン２２の押圧力５９の作用を受けて矢印５７の方向に回転し続けることができ、その際ロッキング歯５５の対向する傾斜側面がカム３２のロッキング突起３４の斜めの、対向する前端上を摺動する。この回転動作の開始は図１０に見られ、終わりが図１１に見られる。この回転動作中ロッキング歯４６，５５が依然として互いに載っている場合には、この回転中互いに摺動するロッキング歯４６，５５の補完的斜面が第１のロッキング要素３０を例えば図１０に見られる初期位置に押しやる。図４および１１の瞬間的な位置では、案内突起３４の前端がロッキング歯５５の対応するロッキング突起６０とスナップ係合する。図７の閉塞位置と比較して、弁ピン２２の方に向けられた底壁が弁ピン２２のリリースストロークにより変位する。その結果として、図１１はリリース位置にあるロッキング機構２９を示す。この位置では、弁２０が開き且つロックされており、弁ピン２２が第２のロッキング要素３６に作用する押圧力５９が確実なロック状態での係合を与える。

弁操作ロッド２６が、図１１の瞬間的位置から始まって、再び押圧力５８により作用されると、第１のロッキング要素３０が第２のロッキング要素３６を、ロッキング突起６０と案内突起３４が離脱するほど充分長く弁ピン２２に向かう方向に押す。この瞬間的位置は図１２に見られる。それから、押圧力５８，５９の作用を受けて、ロッキング歯５５の斜面が送出し壁区分５６に沿って動くので、さらに第２のロッキング要素３６が第１のロッキング要素３０に対して軸線７を中心として矢印５７の方向に回転する。これは、ロッキング突起６０がロッキング歯４６の補完的中間ストッパ６１にもたれかかるまで続く。これは図１３に見られるが、図５の瞬間的位置に対応する。弁操作ロッド２６の作用を終わらせると、第１のロッキング要素３０が図１４に見られるようにスリーブ５１に向かう方向に後方へ摺動する。第１のロッキング要素３０のこの戻り動作は、図１４の詳細図である特に図１５に見られるように、補完的な斜めのストッパ６１に沿って摺動する斜めのロッキング突起６０により支持される。第一のロッキング要素３０のこの強制的に案内される戻り動作により、送出し壁区分５６が第２のロッキング要素３６の連続する回転動作を妨げるのが阻止される。それ故、キャッチング凹部３５は送出し壁区分５６を通過して回転することができる。その後、ロッキング歯５５の斜面が再び案内突起３４の斜めの前方壁に沿って摺動し、ついには案内突起３４がキャッチング凹部３５と係合するほど充分大きくキャッチング凹部３５が回転し、そこでロッキング機構２９の閉塞位置が再び達成される (図６と１６参照）。

その結果として、送出し壁区分５６は、リリース位置から閉塞位置に変位するときだけではなく閉塞位置からリリース位置に変位するときにも摺動係合するように第２のロッキング要素３６のロッキング歯５５と協働する。

圧縮ばねの縦断面図である。 図１に係る圧縮ばねの細部の瞬間的図であり、圧縮ばねの閉塞位置に切り換えたときのロッキング機構の瞬間的位置を示す。 圧縮ばねの閉塞位置（図２，６）とリリース位置（図４）の間で切り換えたときのロッキング機構の瞬間的位置のうちの一つである。 圧縮ばねのリリース位置に切り換えたときのロッキング機構の瞬間的な図である。 圧縮ばねの閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の瞬間的位置の一つである。 圧縮ばねの閉塞位置に切り換えたときのロッキング機構の瞬間的な図である。 閉塞位置に切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置（図７と１６）とリリース位置（図１１）の間で切り換えたときのロッキング機構の一つの追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 リリース位置に切り換えたときのロッキング機構の追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 閉塞位置とリリース位置の間で切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。 図１４の細部の拡大図である。 閉塞位置に切り換えたときのロッキング機構の、一つの追加の瞬間的な斜視図である。

符号の説明

１ ケーシング
５ 第１の端部
８ ピストンロッド
９ 外端部
１２ ピストン
１５ 第１の区分ケーシング室
１６ 第２の区分ケーシング室
２０ 操作弁
２２ 弁ピン
２７，２８ 操作要素
３０ 第１のロッキング要素
３３ スナップ嵌め案内要素
３５ キャッチング凹部
３６ 第２のロッキング要素
５６ 第１のロッキング要素の送出し壁区分
５７ 第２のロッキング要素の回転方向
６１ 中間ストッパ

Claims (7)

1. - 圧力流体で満たされたケーシング（１）を備え、
   - 当該ケーシング（１）を第１の端部（５）で閉じる案内・密封ユニット（６）を備え、
   - 当該案内・密封ユニット（６）を通って上記第１の端部（５）から延ばされ且つ第１の端部に対して密封されたピストンロッド（８）を備え、
   - 当該ピストンロッド（８）に接合され且つ上記ケーシング（１）内を密封状態で案内されるピストン（１２）を備え、
   - 一方の側がピストン（１２）により区画され且つ圧力流体で満たされている第１の区分ケーシング室（１５）を備え、
   - 当該第１の区分ケーシング室（１５）に接続可能であり且つ圧力流体で満たされている第２の区分ケーシング室（１６）を備え、
   - 両区分ケーシング室（１５，１６）を互いに接続するための操作弁（２０）を備えるような、長さ調整可能な圧縮ばねであって、
   前記ピストンロッドは外端部（９）を有し、前記操作弁（２０）は操作要素（２７，２８）によりケーシング（１）の外側から作用され得る弁ピン（２２）を有し、当該弁ピン（２２）はリリース位置と閉塞位置の間で変位可能であって、
   - 弁ピン（２２）のリリース位置では区分ケーシング室（１５，１６）の間の連結がレリースされ且つ
   - 弁ピン（２２）の閉塞位置では区分ケーシング室（１５，１６）の間の連結が遮断されるような、圧縮ばねにおいて、
   ケーシング（１）内でピストンロッド（８）の内側に配されたロッキング機構（２９）は、
   -- 操作要素（２７，２８）と押圧連結している第１のロッキング要素（３０）と、
   -- 弁ピン（２２）と押圧連結している第２のロッキング要素（３６）とを備え、
   -- その両方は格納式ボールペン機構の様式において協働して、弁ピン（２２）が
   -- ロッキング要素（３０，３６）の第１のロック位置でリリース位置にあり、且つ
   -- ロッキング要素（３０，３６）の第２のロック位置で閉塞位置にある、
   ことを特徴とする圧縮ばね。
2. 第１のロッキング要素（３０）を弁ピン（２２）の変位方向に案内するためにケーシング（１）内に固定されたスナップ嵌め案内要素（３３）を備え、
   - ２つのロック位置間の切換が、縦方向に案内される第１のロッキング要素（３０）に対して、スナップ嵌め案内要素（３３）により縦方向に案内されない第２のロッキング要素（３６）の、規則的に同じ回転方向（５７）の回転により得られるように、且つ
   - 上記両ロック位置が第２のロッキング要素（３６）とスナップ嵌め案内要素（３３）とのロック状態の協働により得られるように
   ロッキング要素（３０，３６）がスナップ嵌め案内要素（３３）と協働することを特徴とする、請求項１に記載の圧縮ばね。
3. 第２のロッキング要素（３６）が１８０°だけ回転することにより上記切換が得られることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧縮ばね。
4. ロッキング要素の一方（３０）が弁操作ロッド（２６）に一体的に接合され、この弁操作ロッドにより操作要素（２７，２８）がロッキング機構（２９）を介して弁ピン（２２）と協働することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮ばね。
5. 縦方向に案内されるロッキング要素（３０）は、傾斜した送出し壁区分（４６，５６）を有し、その傾斜した送出し案内区分に沿って、第２のロッキング要素（３６）がリリース位置から閉塞位置へおよび閉塞位置からリリース位置への変位のときに摺動し、縦方向に案内されるロッキング要素（３０）の同一の送出し壁区分（５６）は閉塞位置からリリース位置への変位だけではなくリリース位置から閉塞位置への変位のためにも使用されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の圧縮ばね。
6. 縦方向に案内されるロッキング要素（３０）は、第２のロッキング要素（３６）がスナップ嵌め案内要素（３３）と協働してロック状態に係合する前に、縦方向に案内されるロッキング要素（３０）が第２のロッキング要素（３６）のキャッチング凹部（３５）から離脱するように第２のロッキング要素（３６）に限定回転動作をさせるための中間ストッパ（６１）を有し、第２のロッキング要素（３６）は前記キャッチング凹部（３５）によりスナップ嵌め案内要素（３３）と協働してロック状態に係合するようになっていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の圧縮ばね。
7. 中間ストッパ（６１）は、第２のロッキング要素（３６）の回転動作が縦方向に案内されるロッキング要素（３０）の変位動作を支え、それが第２のロッキング要素（３６）のキャッチング凹部（３５）から離脱するように、傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の圧縮ばね。

Images