JP2006038224A - 端部位置で減衰緩衝作用を行うガスばね装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両側の端部領域でのみ減衰緩衝することができる簡単なガスばね装置を得る。
【解決手段】ピストン１５に設けたシールリング１１の半径方向内周面でガス流動を可能にし、ピストンの半径方向外周面のピストン溝１０における所定の軸線方向隙間で第２作動チャンバに近接する側の第１溝対向壁１３と、第１作動チャンバに近接する側の第２溝対向壁９との間でシールリング１１を移動自在にし、第２溝対向壁９には、シールリングの恒久的なガス流動可能領域に連通する恒久的な流通開口を貫通させ、シリンダ内壁に端部で断面が縮小する１個又はそれ以上の縦方向溝１８を設けたガスばね装置において、第１ピストン１５におけるピストンロッド２側とは反対側に、第１ピストン１５と同一構造の第２ピストン１６を設け、この第２ピストン１６の第１溝対向壁１３′を第１作動チャンバ７に近接させ、第２溝対向壁９′を第２作動チャンバ８に近接させて配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、端部位置で減衰緩衝作用を行うガスばね装置であり、圧縮ガスを充填したシリンダと、このシリンダの一方の端部から軸線方向に移動自在に密封案内されるよう配置したピストンロッドと、シリンダ内に突出するピストンロッドの端部に固定してシリンダ内で軸線方向に移動自在のピストンとを具え、このピストンによってシリンダの内部空間を、ピストンロッド側の第１作動チャンバと、ピストンロッド側とは反対側の第２作動チャンバとに分割し、前記ピストンにシールリングを設け、このシールリングの半径方向外周面をシリンダ内壁に接触させるとともに、シールリングの半径方向内周面でガス流動を可能にし、ピストンの半径方向外周面における周方向のピストン溝における所定の軸線方向隙間が第２作動チャンバに近接する側の第１溝対向壁と、第１作動チャンバに近接する側の第２溝対向壁との間でシールリングを移動自在にし、また、第２溝対向壁には、シールリングの恒久的なガス流動可能領域に連通する恒久的な流通開口を貫通させて設け、さらに、シリンダ内壁にピストン移動行程にわたり延在して端部における断面が縮小する１個又はそれ以上の縦方向溝を設けたガスばね装置に関するものである。

このようなガスばね装置は、例えば、自動車ドアもしくははね扉に使用され、進入移動行程の端部並びに突出移動行程の端部を設け、これら行程端部における衝突およびばたつきを防止するものである。

この移動行程にわたり一定断面の１個又はそれ以上の溝を延在させ、この溝の両側端部では断面を減少させる。ピストンロッドの突出方向への移動の際に、第２作動チャンバから第１作動チャンバに圧縮ガスを流動させるためのシールリングの半径方向内面の流動可能領域を設ける。このような小さい貫通断面流路によれば、ピストンロッドの突出移動速度を、最初は低速にし、大きな力を加えることを必要にする。

本発明の目的は、構成が簡単であり、突出方向にも進入方向にも僅かな力で移動を可能にし、両側の端部領域では減衰緩衝することができるガスばね装置を得るにある。

この目的を達成するため、本発明ガスばね装置は、前記第１ピストンにおけるピストンロッド側とは反対側に、第１ピストンから間隔をとって、この第１ピストンと同一構造の第２ピストンを設け、この第２ピストンの第１溝対向壁を第１作動チャンバに近接させ、第２対向壁を第２作動チャンバに近接させて配置したことを特徴とする。

本発明によれば、突出移動した状態では、シリンダの内壁における縦方向溝の減少断面領域の端部で第１ピストンのシールリングが第１ピストンの第１溝対向壁に接触し、一方、第２ピストンのシールリングが依然として縦方向溝の一定断面領域に存在する。

ピストンロッドの進入移動の際には、シールリングが第２溝対向壁に接触する。これにより、第２溝対向壁の貫通流通開口が開き、圧縮ガスは第２作動チャンバからシールリングを経て第１チャンバに流入し、ピストンは減衰緩衝されることなく、僅かな作動力を加えるだけで移動する。さらに移動する際には、シリンダ内壁における縦方向溝の断面領域が増大し、シールリングも流通可能になる。第２ピストンの領域では、広範囲にわたって縦方向溝に対して最大限の流通断面となり、減衰緩衝み生じない。

進入した状態に達した際には、突出した状態に達した際と同様に減衰緩衝を生ずる。

進入した端部位置から突出移動する際には、突出した端部位置から進入移動する際と同様に減衰緩衝は行われない。

第１ピストンと第２ピストンとの間の間隔を維持するため、

第１ピストンと第２ピストンとの間の間隔を保持するため、第１ピストンと第２ピストンとの間に、ピストンの直径よりも半径方向寸法が小さいスペーサ部材を設けると好適である。

ピストンをピストンロッドに簡単に固定できるようにするため、第１ピストンおよび第２ピストンに同軸状の貫通孔を設け、この貫通孔にピストンロッドの端部プラグを挿入固定すると好適である。

このとき、スペーサ部材を簡単に固定できるようにするため、ピストンロッドの端部プラグにスペーサスリーブを装着すると好適である。

前記第１ピストンの第２溝対向壁と前記第２ピストンの第１溝対向壁との間、及び／又は、第２ピストンの第２溝対向壁と第１ピストンの第１溝対向壁との間の距離を、少なくともシリンダの内壁における縦方向溝の断面減少部の長さより長い寸法とすると、進入移動の際に第２ピストンが、また突出移動の際に第１ピストンが移動を阻害する減衰緩衝作用を行わないようにできる。

シリンダの内壁に対して磨耗がなく、良好なシール作用を行うようにするとともに、第１側壁の通路の確実な封鎖を行うため、シールリングは矩形断面形状とするとよい。

製造を簡単にし、またシールリングの良好な支持面を構成するため、第１及び／又は第２のピストンの前記第２溝対向壁に、端部ワッシャを設け、この端部ワッシャの両側の端面の周方向端面間における鋸歯状の凹所によって恒久的に開口する流通開口を構成すると好適である。

第１ピストンに１個又はそれ以上の軸線方向に貫通するノズル状の流通開口を設けと、一方の作動チャンバから他方の作動チャンバへの圧縮ガスの流動がさらに増加されるようになり、好適である。さらに、ピストンは、シリンダの縦方向溝のない端部領域に達するまでは案内され、ノズル状の流通開口は、一定の減衰緩衝作用を生ずる。

流通開口を流動方向に遮断可能にすると、シリンダ内壁の縦方向溝の一定断面領域における進入移動行程と突出移動行程との間で異なる移動経過にすることができる。

流通開口を逆止弁によって遮断可能にすると、構成簡単になる。。

各移動方向に関して異なる移動経過にするには、互いに逆向きに流通可能な流通開口の流出断面を互いに異ならせるとよい。

ピストンには流通開口を構成する減衰緩衝チャンネルを設け、この減衰緩衝チャンネルの一方の端部をピストンの半径方向周面に対して半径方向外方に開口させ、減衰緩衝チャンネルの他方の端部をシールリングの半径方向内周面における流通領域に半径方向外方から開口させると好適である。

減衰緩衝チャンネルの減衰特性は、減衰緩衝チャンネルを少なくとも部分的にラビリンス状に延在させることにより所要の特性にすることができる。

ピストンの端部位置で液圧減衰緩衝するには、ガスばね装置を装備部分に少なくともほぼ直交させて配置し、シリンダの内壁における縦方向溝のない端部領域において下方の作動チャンバに液圧流体、例えば、オイルを充填するとよい。

次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図１に示す実施例のガス式ばね装置は、端部を閉鎖したシリンダ１を有する。このシリンダ１の他方の端部側は、案内パッキン３によって、ピストンロッド２をシリンダ１に対して気密に案内する。この案内パッキン３は、一方の端部におけるシリンダ１の半径方向内方に突出する開口付きフランジ４と、他方の端部における半径方向内方に窪んだ周方向溝５とによって、軸線方向に固定する。

圧縮ガスを充填したシリンダ１の内部空間に突出するピストンロッド２の端部にピストンヘッド６を固定し、このピストンヘッド６によってシリンダ１の内部空間は、ピストンロッド側の第１作動チャンバ７と、ピストンロッド側とは反対側の第２作動チャンバ８とに分割される。

ピストンヘッド６は、第１作動チャンバ７から第２作動チャンバ８にわたり延在する第１ピストン１５を有し、この第１ピストン１５の半径方向外周面に、ピストン溝１０を設ける。このピストン溝１０に、方形断面のシールリング１１を配置し、このシールリングシールリング１１の半径方向外周面をシリンダ内壁１２に接触させる。

ピストン溝１０の底面と、シールリング１１の半径方向内周面との間で、シールリング１１にガス流が流動できるようにする。

ピストン溝１０は、第２作動チャンバ８に近接する側を第１溝対向壁１３で区切る。

ピストン溝１０の第１作動チャンバ７側の溝対向壁は、端部ワッシャ９により構成し、この端部ワッシャ９は、周方向に配列した凸部間で半径方向内方に延在する凹部を設け、この凹部は、ピストン溝１０の底部とみなすことができる。

ピストンロッドのシリンダ内部への進入移動の際に、端部ワッシャ９に隣接するシールリング１１は、第２作動チャンバ８側の圧縮ガスを、このシールリング１１から、端部ワッシャ９の凹部を経て第１作動チャンバ７に流動させる。

第１溝対向壁１３のピストン溝１０側とは反対側で、ピストン溝１０と同軸状にピストンヘッド６のスペーサスリーブ１４を隣接させ、さらに、ピストンヘッド６の第２ピストン１６を隣接させる。

この第２ピストン１６は、第１ピストン１５と同一の構成であってこの第１ピストンと鏡対称となるよう配置し、第１溝対向壁１３′、ピストン溝１０′、シールリング１１′並びに端部ワッシャ９′を設ける。

ピストンヘッド６全体は、同軸状の貫通孔を有し、また端部プラグ１７によりピストンロッド２に固定する。

シリンダ１の内壁１２には、ピストンヘッド６の移動工程にわたり、縦方向溝１８として構成した一定断面の窪みを設け、この窪みの端部は断面が減少する溝遷移部１９，１９′を設ける。

シリンダ１から突出するピストンロッド２の遊端は、図示しない移動部分、例えば、自動車のはね扉に回動自在に連結し、シリンダ１の閉鎖端部を自動車の固定部分に回動自在に連結する。

はね扉を閉じる際に、ピストンヘッド６およびピストンロッド２はシリンダ内に進入移動する。

はね扉を開くと、第２ピストン１６の大きい方の作用面が第１ピストン１５の作用面に対して作用し、ピストンヘッド６およびピストンロッド２がシリンダから突出する。

この際、シールリング１１′が端部ワッシャ９′に接触し、第１作動チャンバ７からの圧縮ガスがシールリング１１′および端部ワッシャ９′の凹部を経て第２作動チャンバ８に流動する。この後のさらなる移動行程では、シールリング１１′の方向に縦方向溝１８の領域でも圧縮ガスの流動を生ずる。

このとき、第１ピストン１５は縦方向溝１８の一定断面領域に存在し、突出移動が既に開始されており、減衰緩衝は行われない。

このとき、第１ピストン１５のシールリング１１は第１溝対向壁に接触する。このとき圧縮ガスは、第１作動チャンバ７から溝１８を経て第２作動チャンバ８に流動することができる。

ピストン１５が、流れの断面が縮小する溝遷移部１９に達し、溝遷移部１９の端部ではシールリング１１により完全に流路は封鎖される。

この時点で、突出行程の最終段階の減衰緩衝を生ずる。

はね扉の閉じる移動行程では、ピストンヘッド６およびピストンロッド２のシリンダ内への進入移動が突出移動と同様の経過をたどる。

進入移動行程がすでに開始されていると、大きな減衰緩衝は生ずることはなく、はね扉の移動のためには単に僅かに手をあてがうだけで十分である。

減衰緩衝は進入行程の最終段階で生じ、はね扉を強制的に閉める際には一層の減速を生じ、はね扉は、所定の速度でのみ閉じることになる。

図５に示すように、単一の縦方向溝１８の代わりに、２個の縦方向溝１８をシリンダ１の内壁に設けることもできる。

図６および図７に第１溝対向壁１３を示し、この第１溝対向壁１３は、縮径部によりピストン溝１０の底面をなす円筒形突出部の半径方向外周面に同軸状に連続する。

端面２０，２１において、ラビリンス状をなし軸線方向に開口する溝を設け、このラビリンス状溝の端部を閉じ、また軸線方向孔２３によって互いに連結する。端面２０側におけるラビリンス状溝は、軸線方向に端部ワッシャ９によってカバーかつ閉鎖され、端部ワッシャ９の近傍でラビリンス溝の一方の端部が、ピストン溝１０の底面に向かって半径方向外方に直接開口する。ラビリンス溝の他方の端部は閉鎖する。

端面２１側のラビリンス状溝は、スペーサスリーブ１４によってカバーかつ閉鎖され、一方の端部は、ピストン１３の半径方向外周面に向かって半径方向外方に開口する。また他方の端部は同様に閉鎖する。

これら溝は、軸線方向孔２３によって減衰緩衝チャンネル２２を構成し、この減衰緩衝チャンネル２２を経て一方の作動チャンバから他方の作動チャンバに圧縮ガスが流動することができる。

本発明の第１実施例であるガス式ばね装置の縦断面図である。 図１に示すガス式ばね装置の突出移動の最終段階の状態の拡大断面図である。 図１に示すガス式ばね装置の進入移動の最終段階の状態の拡大断面図である。 図１のガス式ばね装置のシリンダの横断面図である。 本発明ガス式ばね装置の第２実施例におけるシリンダの横断面図である。 本発明ガス式ばね装置の第３実施例におけるスペーサスリーブ側から見た第１溝対向壁の端面図である。 図６のVII‐VII線上の断面図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ ピストンロッド
３ 案内パッキン
４ 開口付きフランジ
５ 周方向溝
６ ピストンヘッド
７ 第１作動チャンバ
８ 第２作動チャンバ
９ 端部ワッシャ
９′端部ワッシャ
１０ ピストン溝
１０′ピストン溝
１１ シールリング
１１′シールリング
１２ シリンダ内壁
１３ 第１溝対向壁
１３′第１溝対向壁
１４ スペーサスリーブ
１５ 第１ピストン
１６ 第２ピストン
１７ 端部プラグ
１８ 縦方向溝
１９ 溝遷移部
１９′溝遷移部
２０ 第１溝対向壁の一方の端面
２１ 第１溝対向壁の他方の端面
２２ 減衰緩衝チャンネル
２３ 軸線方向孔

Claims (14)

1. 端部位置で減衰緩衝作用を行うガスばね装置であり、圧縮ガスを充填したシリンダと、このシリンダの一方の端部から軸線方向に移動自在に密封案内されるよう配置したピストンロッドと、シリンダ内に突出するピストンロッドの端部に固定してシリンダ内で軸線方向に移動自在のピストンとを具え、このピストンによってシリンダの内部空間を、ピストンロッド側の第１作動チャンバと、ピストンロッド側とは反対側の第２作動チャンバとに分割し、前記ピストンにシールリングを設け、このシールリングの半径方向外周面をシリンダ内壁に接触させるとともに、シールリングの半径方向内周面でガス流動を可能にし、ピストンの半径方向外周面における周方向のピストン溝における所定の軸線方向隙間が第２作動チャンバに近接する側の第１溝対向壁と、第１作動チャンバに近接する側の第２溝対向壁との間でシールリングを移動自在にし、また、第２溝対向壁には、シールリングの恒久的なガス流動可能領域に連通する恒久的な流通開口を貫通させて設け、さらに、シリンダ内壁にピストン移動行程にわたり延在して端部における断面が縮小する１個又はそれ以上の縦方向溝を設けたガスばね装置において、前記第１ピストン（１５）におけるピストンロッド（２）側とは反対側に、第１ピストン（１５）から間隔をとって、この第１ピストン（１５）と同一構造の第２ピストン（１６）を設け、この第２ピストン（１６）の第１溝対向壁（１３′）を第１作動チャンバ（７）に近接させ、第２対向壁を第２作動チャンバ（８）に近接させて配置したことを特徴とするガスばね装置。
2. 第１ピストン（１５）と第２ピストン（１６）との間に、ピストン（１５，１６）の直径よりも半径方向寸法が小さいスペーサ部材を設けた請求項１記載のガスばね装置。
3. 前記第１ピストン（１５）および第２ピストン（１６）に同軸状の貫通孔を設け、この貫通孔にピストンロッド（２）の端部プラグ（１７）を固定した請求項２記載のガスばね装置。
4. ピストンロッド（２）の端部プラグ（１７）にスペーサスリーブ（１４）を装着した請求項３記載のガスばね装置。
5. 前記第１ピストン（１５）の第２溝対向壁と前記第２ピストン（１６）の第１溝対向壁（１３′）との間、及び／又は、第２ピストン（１６）の第２溝対向壁と第１ピストン（１５）の第１溝対向壁との間の距離を、シリンダ（１）の内壁（１２）における縦方向溝の断面減少部の長さより長い寸法とした請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。
6. 前記シールリング（１１，１１′）は矩形断面形状とした請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。
7. 前記第１及び／又は第２のピストン（１５，１６）の前記第２溝対向壁に、端部ワッシャ（９，９′）を設け、この端部ワッシャの両側の端面の周方向端面間における鋸歯状の凹所によって恒久的に開口する流通開口を構成した請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。
8. 第１ピストンに１個又はそれ以上の軸線方向に貫通するノズル状の連通開口を設けた請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。
9. 前記流通開口を流動方向に遮断可能にした請求項８記載のガスばね装置。
10. 前記流通開口を逆止弁によって遮断可能にした請求項９記載のガスばね装置。
11. 互いに逆向きに流通可能な流通開口の流出断面を互いに異ならせた請求項８乃至１０のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。
12. ピストンには流通開口を構成する減衰緩衝チャンネルを設け、この減衰緩衝チャンネルの一方の端部をピストンの半径方向周面に対して半径方向外方に開口させ、減衰緩衝チャンネルの他方の端部をシールリングの半径方向内周面における流通領域に半径方向外方から開口させた請求項１１記載のガスばね装置。
13. 減衰緩衝チャンネルを少なくとも部分的にラビリンス状に延在させた請求項１２記載のガスばね装置。
14. ガスばね装置を装備部分に少なくともほぼ直交させて配置し、シリンダの内壁における縦方向溝のない端部領域において下方の作動チャンバに液圧流体、例えば、オイルを充填した請求項８乃至１３のうちのいずれか一項に記載のガスばね装置。

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