JP2005220985A - 柱状体用ガイド部材及びシリンダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状体のガイド部材に対する摺動動作に伴う摺動抵抗を軽減する。
【解決手段】ガイド部材１８は、筒状本体２４と、筒状本体２４の上端より半径方向に突出する環状鍔部２６と、筒状本体２４の外周から放射状に突出し、且つ軸方向に延在形成された複数の羽状部２８（２８_１〜２８_１２）とを有する。ガイド部材１８のガイド孔１８ａは、軸方向から見て１２角形に形成されている。従って、ガイド孔１８ａは、辺３０_１〜３０_１２と角３２_１〜３２_１２とが交互に配置されており、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）は角３２_１〜３２_１２の外周側に対応する位置に設けられている。シリンダ１２の外周は、辺３０_１〜３０_１２に対向する１２箇所が線接触することになり、摺動抵抗がかなり軽減される。また、上記角３２_１〜３２_１２とシリンダ１２とにより形成された各空間３５（３５_１〜３５_１２）には、グリスなどの粘性の高い潤滑剤が注入されている。
【選択図】図３

Description

本発明は柱状体のガイド部材に対する摺動動作に伴う摺動抵抗を軽減するように構成された柱状体用ガイド部材及びシリンダ装置に関する。

例えば、椅子の座部の高さ位置を調整する調整手段として、ガス圧を利用して座部を上昇させるガススプリング装置（シリンダ装置）を用いた構成のものがある。この種のガススプリング装置では、ガスが封入された筒状のシリンダ内にピストンが摺動可能に挿入されており、ピストンロッド（ロッド）の端部を脚部に嵌合させ、シリンダの端部を座部の嵌合部に嵌合させるように取り付けられる（例えば、特許文献１参照）。

また、シリンダの外周は、樹脂材により成形されたガイド部材と呼ばれる筒状体の内部を貫通するガイド孔に摺動可能に嵌合されており、ガイド部材はその外周が金属材を筒状に加工したスリーブ（支持筒体）内に嵌合係止されている。

また、椅子の高さ調整装置として用いられたガススプリング装置は、座部に作用する荷重を軸方向で受けるように取り付けられるため、ピストンとシリンダの相対変位量が座部の昇降移動量となる。
実開平７−４５０７７号公報

例えば、座部の中央から離れた位置に荷重を作用させたり、あるいは、座部に対して斜め方向に延在する向きでガススプリング装置が取り付けられたりした場合には、上記ガススプリング装置に対して軸方向と異なる方向からの荷重が、ピストンまたはシリンダをこじるように作用することになる。このような場合、ガイド部材のガイド孔と、当該ガイド孔の内周を摺動するシリンダとの間の摺動抵抗が増大するため、高さ調整動作がスムーズに行われず、シリンダ内のガス圧によってピストンを移動させることが難しいという問題があった。

また、上記従来のものは、ガイド部材のガイド孔に円筒形状のシリンダを挿入する構成とし、シリンダ外周面をガイド孔の内周面に形成した円弧面に摺動させており、上記のようなこじるような荷重を受けた場合、摺動抵抗が大きくなる傾向がある。そのため、従来は、ガイド部材のガイド孔を切削加工して拡径することにより、シリンダ外周面との摺動抵抗を軽減させる作業等が必要であった。

そして、ガイド部材のガイド孔を切削加工した際に生じる切屑（削りカス）が生じるので、切屑を除去する作業が増えるばかりか、ガイド孔に切屑が残ってしまうと、切屑が摺動面に食い込んで摺動動作を阻害するおそれがあった。

そこで、本発明は上記課題を解決した柱状体用ガイド部材及びシリンダ装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、柱状体の外周が挿入嵌合されるガイド孔を有し、前記柱状体をその軸方向へ摺動案内する筒状本体と、
該筒状本体の外周に放射状に突出し、支持筒体に嵌合される複数の羽状部と、
を備えた柱状体用ガイド部材であって、
前記筒状本体のガイド孔の内面に軸方向に延在する複数の凸部または凹部を設け、前記筒状本体のガイド孔の内面と前記柱状体の外周とが線接触により摺動するように構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載の柱状体用ガイド部材であって、
前記ガイド孔の横断面形状を多角形状としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記請求項１または２に記載の柱状体用ガイド部材であって、
前記羽状部を、前記ガイド孔の前記柱状体との非接触部分に対応する外周位置に突出形成したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、筒状のシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、一端が該ピストンに接続され他端が前記シリンダ外に延出されたロッドと、前記シリンダの外周が挿入されるガイド孔を有する柱状体用ガイド部材と、を備えたシリンダ装置であって、前記ガイド孔の内面に軸方向に延在する複数の凸部または凹部を設け、前記ガイド孔の内面と前記シリンダの外周とが線接触により摺動するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、筒状本体のガイド孔の内面に軸方向に延在する複数の凸部または凹部を設け、筒状本体のガイド孔の内面と柱状体の外周とが線接触により摺動するように構成したため、軸方向と異なる方向からの荷重を受けた場合でも摺動抵抗が軽減されてスムーズに柱状体がガイド孔を摺動することが可能になる。そのため、ガイド孔の内周を切削加工する必要がなくなり、切屑を除去する作業も不要になる。

また、ガススプリング装置を柱状体用ガイド部材によって摺動可能に支持する構成の場合、例えば、椅子の高さ調整を行うガススプリング装置に対して軸方向と異なる方向の荷重が作用した際にもガススプリング装置と柱状体用ガイド部材との摺動抵抗が軽減されて椅子の高さ調整をスムーズに行うことができる。

以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明になる柱状体用ガイド部材の第１実施の形態が適用されたガススプリング装置の縦断面図である。
図１に示されるように、ガススプリング装置１０（シリンダ装置）は、例えば、椅子（図示せず）の座部と脚部との間に設けられ、上下方向に伸縮動作することにより座部の高さ調整を行うことができる。

ガススプリング装置１０は、座部の下面に設けられた取付金具(図示せず)に嵌合するシリンダ（柱状体）１２と、シリンダ１２の下方に延在するピストンロッド１４（ロッド）と、ピストンロッド１４の下端１４ａが底部１６ａに結合された円筒形状のスリーブ１６（支持筒体）と、スリーブ１６の上端に圧入された柱状体用ガイド部材１８とを有する構成である。

ガイド部材１８は、例えば、チタン酸カリウム繊維を含有されたプラスチック複合材により成型されており、例えば、従来から使用されていたポリアセタール材よりも摩擦抵抗値が小さく、摺動部の摺動抵抗が軽減されると共に、耐磨耗性が向上している。

シリンダ１２は、内部にガスが封入されており、ピストンロッド１４と一体的に結合されたピストン(図示せず)が摺動可能に挿入されている。また、シリンダ１２の上端には、ピストン内部のガス流通路を開閉するロック機構(図示せず)を解除動作させるための押圧釦２０が突出している。

この押圧釦２０は、座部の下側などに設けられたレバー(図示せず)を回動操作することで下方に押圧されると、下方に変位してロック機構により遮断されたガス流通路を開放する。これにより、ピストン上面と下面との受圧面積の差による圧力差が生じ、シリンダ１２が上昇して座部の高さ位置を変更することができる。尚、座部の高さ位置を下げるには、上記ロック機構を解除した状態で座部に腰を掛けると体重によってシリンダ１２が降下する。

このように昇降動作するシリンダ１２は、ガイド部材１８のガイド孔１８ａに摺動可能に嵌合されており、摺動方向を案内される。また、ガイド部材１８は、外周に係止溝１８ｂが設けられており、この係止溝１８ｂには、スリーブ１６の上端部分が外側から内側に向けてかしめ加工された係止部１６ｂが嵌合係止されている。また、ピストンロッド１４の下端１４ａは、スリーブ１６の底部１６ａに挿通された状態で係止ピン２２が軸方向と直交する横方向に挿通されている。従って、ピストンロッド１４は、軸方向に抜けないようにスリーブ１６の底部１６ａに結合され、且つガイド部材１８はスリーブ１６の係止部１６ｂに係止されているため、シリンダ１２は、ガイド部材１８のガイド孔１８ａを軸方向に摺動することができる。

ここで、ガイド部材１８の構成について説明する。
図２はガイド部材１８の側面図である。図３はガイド部材１８の底面図である。図４（Ａ）はガイド部材１８の横断面図、図４（Ｂ）はガイド部材１８のＢ部を拡大して示す図である。

図２、図３、図４（Ａ）（Ｂ）に示されるように、ガイド部材１８は、樹脂材により一体成型されており、筒状本体２４と、筒状本体２４の上端より半径方向に突出する環状鍔部２６と、筒状本体２４の外周から放射状に突出し、且つ軸方向に延在形成された複数の羽状部２８（２８_１〜２８_１２）とを有する。ガイド部材１８のガイド孔１８ａは、筒状本体２４の内周面に形成されており、軸方向から見ると、正１２角形（多角形）に形成されている。

従って、ガイド孔１８ａは、辺３０_１〜３０_１２と角３２_１〜３２_１２とが交互に配置されており、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）は角３２_１〜３２_１２の外周側に対応する位置に設けられている。そのため、ガイド部材１８をスリーブ１６内に圧入する際は、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）が内側に押圧しようとする力が作用するが、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）の内側に配置された角３２_１〜３２_１２が開く方向に弾性変形して押圧力を吸収する弾性部として作用する。よって、ガイド部材１８をスリーブ１６内にスムーズに圧入することができる。

また、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）間に形成された谷部３４（３４_１〜３４_１２）は、辺３０_１〜３０_１２の外周側に対応する位置に設けられている。角３２_１〜３２_１２は、シリンダ１２の外周から離間する位置にあるので、凹部として機能する。そして、羽状部２８（２８_１〜２８_１２）の半径方向の縁部は、スリーブ１６の内周の円弧形状に嵌合するように当該円弧部と同じ円弧形状に形成されている。

図５（Ａ）はガイド孔１８ａにシリンダ１２が挿入された状態を示す平面図、図５（Ｂ）はＡ部を拡大して示めす図である。
図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、円筒形状のシリンダ１２がガイド孔１８ａに挿入されると、シリンダ１２の外周は辺３０_１〜３０_１２に線接触で摺接する。そして、角３２_１〜３２_１２は、シリンダ１２の外周から離間した位置にほぼ三角形状の空間３５（３５_１〜３５_１２）を形成する。この空間３５（３５_１〜３５_１２）は、軸方向に延在形成されている。

シリンダ１２の外周は、辺３０_１〜３０_１２の中間位置に摺接するが上記空間３５（３５_１〜３５_１２）を形成する角３２_１〜３２_１２と非接触になるため、辺３０_１〜３０_１２の夫々と線接触で摺動方向をガイドされる。これにより、シリンダ１２の外周は、辺３０_１〜３０_１２に対向する１２箇所が線接触することになり、面接触で摺接させるものよりも摺動抵抗がかなり軽減されている。

また、上記角３２_１〜３２_１２とシリンダ１２とにより形成された各空間３５（３５_１〜３５_１２）には、グリスなどの粘性の高い潤滑剤が注入されている。従って、各空間３５（３５_１〜３５_１２）は、潤滑油溜めとして機能しており、シリンダ１２に対する摺動抵抗をより一層低減している。

なお、ここで、ガイド孔１８ａを軸方向から見て、角がある正１２角形（多角形）に形成し、角を有する空間３５（３５_１〜３５_１２）を形成したものを示したが、本発明で言う多角形状とは、例えば、頂部を円弧状に面取りしたものを含み、要は、当該部分に空間を形成するように辺を接続した形状を含むものである。

図６は図４中Ａ−Ａ線に沿う横断面図である。
図６に示されるように、ガイド孔１８ａは、軸方向に貫通しており、軸方向に延在する角３２_１〜３２_１２には、一定間隔で角３２_１〜３２_１２を埋めるように、軸方向への寸法を小さくした堰３６が設けられている。この堰３６は、角３２_１〜３２_１２を複数の溝に仕切ることにより各空間３５（３５_１〜３５_１２）に注入された潤滑剤が流出することを防止している。

図７はガイド孔１８ａにシリンダ１２が挿入された状態を示す横断面図である。
図７に示されるように、シリンダ１２は、辺３０_１〜３０_１２に線接触すると共に、角３２_１〜３２_１２の各空間３５（３５_１〜３５_１２）に注入された潤滑剤によって低摩擦で軸方向に摺動することが可能になる。そのため、例えば、座部の中央から離れた位置に荷重を作用させたり、あるいは、座部に対して斜め方向に延在する向きでガススプリング装置が取り付けられたりした場合でも、ガイド孔１８ａの内周を摺動するシリンダ１２との間の摺動抵抗が極めて小さいため、高さ調整動作がスムーズに行われる。

また、本実施例では、シリンダ１２が低摩擦でガイド孔１８ａを摺動することができるので、ガイド部材１８のガイド孔１８ａを切削加工して拡径する必要がなく、切屑が摺動面に食い込むおそれもない。

次に、本発明の第２実施の形態について説明する。図８は第２実施の形態におけるガイド部材を示す横断面図である。尚、図８において、上記第１実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
図８に示されるように、ガイド部材４０は、ガイド孔４０ａが円形に形成されており、その内周面に軸方向に延在する複数の突起（凸部）４２（４２_１〜４２_１２）が設けられている。突起４２（４２_１〜４２_１２）は、断面形状が半円形状になっているので、シリンダ１２の外周に対して線接触することができ、低摩擦でシリンダ１２を軸方向に摺動させることができる。

また、突起４２（４２_１〜４２_１２）間には、円弧状凹部４４（４４_１〜４４_１２）が形成されている。この円弧状凹部４４（４４_１〜４４_１２）は、シリンダ１２の外周との間に空間４６（４６_１〜４６_１２）を形成する。そして、空間４６（４６_１〜４６_１２）には、グリスなどからなる潤滑剤が注入されている。

また、羽状部４８（４８_１〜４８_１２）は円弧状凹部４４（４４_１〜４４_１２）の外周側に対応する位置に設けられている。そのため、ガイド部材４０をスリーブ１６内に圧入する際は、羽状部４８（４８_１〜４８_１２）が内側に押圧しようとする力が作用するが、羽状部４８（４８_１〜４８_１２）の内側に配置された円弧状凹部４４（４４_１〜４４_１２）が押圧方向に弾性変形して押圧力を吸収する弾性部として作用する。よって、ガイド部材１８をスリーブ１６内にスムーズに圧入することができる。

従って、シリンダ１２は、突起４２（４２_１〜４２_１２）に線接触すると共に、円弧状凹部４４（４４_１〜４４_１２）に注入された潤滑剤によって低摩擦で軸方向に摺動することが可能になる。そのため、例えば、座部の中央から離れた位置に荷重を作用させたり、あるいは、座部に対して斜め方向に延在する向きでガススプリング装置が取り付けられたりした場合でも、ガイド孔４０ａの内周を摺動するシリンダ１２との間の摺動抵抗が極めて小さいため、高さ調整動作がスムーズに行われる。

次に、本発明の第３実施の形態について説明する。図９は第３実施の形態におけるガイド部材を示す横断面図である。尚、図９において、上記第１実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
図９に示されるように、ガイド部材５０は、ガイド孔５０ａが正六角形（多角形）に形成されており、辺５２_１〜５２_６と角５４_１〜５４_６とが交互に配置されており、羽状部５６（５６_１〜５６_６）は角５４_１〜５４_６の外周側に対応する位置に設けられている。そのため、ガイド部材１８をスリーブ１６内に圧入する際は、羽状部５６（５６_１〜５６_６）が内側に押圧しようとする力が作用するが、羽状部５６（５６_１〜５６_６）の内側に配置された角５４_１〜５４_６が開く方向に弾性変形して押圧力を吸収する弾性部として作用する。よって、ガイド部材５０をスリーブ１６内にスムーズに圧入することができる。

また、角５４_１〜５４_６とシリンダ１２外周との間に形成された空間５８（５８_１〜５８_１２）には、グリスなどからなる潤滑剤が注入されている。

従って、シリンダ１２は、辺５２_１〜５２_６に線接触すると共に、角５４_１〜５４_６に注入された潤滑剤によって低摩擦で軸方向に摺動することが可能になる。そのため、例えば、座部の中央から離れた位置に荷重を作用させたり、あるいは、座部に対して斜め方向に延在する向きでガススプリング装置が取り付けられたりした場合でも、ガイド孔５０ａの内周を摺動するシリンダ１２との間の摺動抵抗が極めて小さいため、高さ調整動作がスムーズに行われる。

なお、ここで、ガイド孔５０ａを軸方向から見て、角がある正６角形（多角形）に形成し、角を有する空間５８（５８_１〜５８_１２）を形成したものを示したが、本発明で言う多角形状とは、例えば、頂部を円弧状に面取りしたものを含み、要は、当該部分に空間を形成するように辺を接続した形状を含むものである。

次に、本発明の第４実施の形態について説明する。図１０は第４実施の形態におけるガイド部材を示す横断面図である。尚、図４において、上記第１実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
図１０に示されるように、実施例４のガイド部材６０は、ガイド孔６０ａが波形に湾曲した湾曲凹部６２_１〜６２_６と湾曲凸部６４_１〜６４_６とが交互に配置されており、羽状部６６（６６_１〜６６_６）は湾曲凹部６２_１〜６２_６の外周側に対応する位置に設けられている。そのため、ガイド部材１８をスリーブ１６内に圧入する際は、羽状部６６（６６_１〜６６_６）が内側に押圧しようとする力が作用するが、羽状部６６（６６_１〜６６_６）の内側に配置された湾曲凹部６２_１〜６２_６が開く方向に弾性変形して押圧力を吸収する弾性部として作用する。よって、ガイド部材６０をスリーブ１６内にスムーズに圧入することができる。

また、湾曲凹部６２_１〜６２_６とシリンダ１２外周との間に形成された空間６８（６８_１〜６８_１２）には、グリスなどからなる潤滑剤が注入されている。

従って、シリンダ１２は、湾曲凸部６４_１〜６４_６に線接触すると共に、湾曲凹部６２_１〜６２_６に注入された潤滑剤によって低摩擦で軸方向に摺動することが可能になる。そのため、例えば、座部の中央から離れた位置に荷重を作用させたり、あるいは、座部に対して斜め方向に延在する向きでガススプリング装置が取り付けられたりした場合でも、ガイド孔６０ａの内周を摺動するシリンダ１２との間の摺動抵抗が極めて小さいため、高さ調整動作がスムーズに行われる。

なお、上記各実施の形態では、ガイド部材の適用対象となるシリンダ装置として、ガススプリング装置に適用したものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、シリンダ装置として、油圧ダンパ装置、摩擦ダンパ装置等にも適用することができるのは勿論である。

本発明の第１実施形態における柱状体用ガイド部材が適用されたガススプリング装置の縦断面図である。 ガイド部材１８の側面図である。 ガイド部材１８の底面図である。 ガイド部材１８の形状を説明するための図である。 ガイド孔１８ａにシリンダ１２が挿入された状態を示す図である。 図４中Ａ−Ａ線に沿う横断面図である。 ガイド孔１８ａにシリンダ１２が挿入された状態を示す横断面図である。 ガイド部材の第２実施の形態を示す横断面図である。 ガイド部材の第３実施の形態を示す横断面図である。 ガイド部材の第４実施の形態を示す横断面図である。

符号の説明

１０ ガススプリング装置（シリンダ装置）
１２ シリンダ
１４ ピストンロッド（ロッド）
１６ スリーブ
１８，４０，５０，６０ 柱状体用ガイド部材
１８ａ，４０ａ，５０ａ，６０ａ ガイド孔
２４ 筒状本体
２８（２８_１〜２８_１２），４８（４８_１〜４８_１２），５６（５６_１〜５６_６），６６（６６_１〜６６_６） 羽状部
３０_１〜３０_１２，５２_１〜５２_６ 辺
３２_１〜３２_１２，５４_１〜５４_６ 角
３５（３５_１〜３５_１２），４６（４６_１〜４６_１２），５８（５８_１〜５８_１２），６８（６８_１〜６８_１２） 空間
４２（４２_１〜４２_１２） 突起
４４（４４_１〜４４_１２） 円弧状凹部
６２_１〜６２_６ 湾曲凹部
６４_１〜６４_６ 湾曲凸部

Claims (4)

1. 柱状体の外周が挿入されるガイド孔を有し、前記柱状体をその軸方向へ摺動案内する筒状本体と、
   該筒状本体の外周に放射状に突出し、支持筒体に嵌合される複数の羽状部と、
   を備えた柱状体用ガイド部材であって、
   前記筒状本体のガイド孔の内面に軸方向に延在する複数の凸部または凹部を設け、前記筒状本体のガイド孔の内面と前記柱状体の外周とが線接触により摺動するように構成したことを特徴とする柱状体用ガイド部材。
2. 前記請求項１に記載の柱状体用ガイド部材であって、
   前記ガイド孔の横断面形状を多角形状としたことを特徴とする柱状体用ガイド部材。
3. 前記請求項１または２に記載の柱状体用ガイド部材であって、
   前記羽状部を、前記ガイド孔の前記柱状体との非接触部分に対応する外周位置に突出形成したことを特徴とする柱状体用ガイド部材。
4. 筒状のシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、一端が該ピストンに接続され他端が前記シリンダ外に延出されたロッドと、前記シリンダの外周が挿入されるガイド孔を有する柱状体用ガイド部材と、
   を備えたシリンダ装置であって、
   前記ガイド孔の内面に軸方向に延在する複数の凸部または凹部を設け、前記ガイド孔の内面と前記シリンダの外周とが線接触により摺動するように構成したことを特徴とするシリンダ装置。

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