JP2006349177A - 選択可能な中間停止付きのガスばねアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】所望の中間位置への位置合わせを可能にする、車体パネル用ガスばねアセンブリを提供する。
【解決手段】ピストン・アセンブリ２４を収納する管２２の外側に、管の外表面に接して支持される磁気カラー９０を設ける。磁気カラーは、磁石９１を囲む鋼製スリーブを含み、ピストン・アセンブリと協働して磁気回路を構成する。リフトゲート１２が、完全に閉じた位置から完全に開いた位置に向かって動くときに、磁気カラーを管に対して相対的に動かすことにより、使用者の要求通りに中間停止位置に調節出来る。
【選択図】図４

Description

本発明は、調節可能な中間停止位置を含むガスばね（空気ばね、気体ばね）に関する。

ガスばねアセンブリは、ある部品の別の部品に対する相対的な動きを制御するのに使用される。一実施例において、ガスばねアセンブリは、リフトゲート又はトランク・カバーなどの車体パネルの車体部材に対する相対的な動きを制御するのに使用される。ガスばねアセンブリは、完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置との間を動くことができ、時には少なくとも一つの中間停止位置を含む。

中間停止位置は、普通、完全に延伸した及び完全に圧縮した位置の間の中ほどにある位置に設定される。現状のガスばねアセンブリの欠点は、中間停止位置が製造者によって初期設計の段階で特定の位置に設定されており、後で他の位置に調節することができないという点である。このことは、使用者（エンドユーザー）が中間停止位置を所望の位置に設定できないので、不都合である。製造者によって選ばれた中間停止位置は、背の低い使用者には高すぎ、背の高い使用者には低すぎることがある。

従って、使用者が中間停止位置の位置を選択的に調節することを可能にする調節機構を含むガスばねアセンブリに対する必要性がある。

（発明の開示）
ガスばねアセンブリは、車両パネルの車体部材に対する相対的な動きを制御するのに使用される。ガスばねアセンブリは、ピストン・アセンブリを収納する管（チューブ）を含む。ピストン・アセンブリは、管を延伸チャンバ及び圧縮チャンバに分割する。ロッドがピストン・アセンブリに接続され、ロッドとピストン・アセンブリは、完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置との間で、管内を一緒に動く。ガスばねアセンブリは、使用者に中間停止位置を完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置の間の所望の位置へ選択的に設定させる、外部調節機構を含む。

外部調節機構は、好ましくは管の外表面によって支持される磁気カラーから成る。使用者は、管に対する磁気カラーの相対的な位置を選択的に調節して、中間停止位置を必要に応じて変更する。ピストン・アセンブリは、磁気カラー内の磁石と協働して磁気回路を完成させる電磁弁（磁気バルブ）部材を含み、ガスばねアセンブリを中間停止位置で停止させて保持する。

ガスばねアセンブリが完全に圧縮した位置から完全に延伸した位置へ向かって移動するとき、電磁弁部材は磁気カラーを通り抜けて電磁弁部材が閉じる。この弁閉鎖は、延伸チャンバから圧縮チャンバ内へ気体が流れるのを妨げて、ガスばねアセンブリを中間停止位置に停止させる。使用者は、ここで、手による入力を作用させてピストン・アセンブリのロッド側に高圧力を発生させる。十分な圧力が発生すると電磁弁部材は強制的に開かれ、ピストン・アセンブリは、磁気カラーと電磁弁部材の間に生じた磁界に逆らって移動する。

ガスばねが完全に延伸した位置から完全に圧縮した位置へ向かって移動するとき、バイパス流路が、ガスばねアセンブリに中間停止位置で停止することを避けさせる。ピストン・アセンブリは、シャトル円板とオリフィス板とを含み、両者は協働してピストン・アセンブリを貫通するバイパス流路を提供する。

本発明は、使用者に中間停止位置の位置を選択的に調節させる、ガスばねアセンブリ用調節機構を提供する。本発明のこれら及びその他の特徴は、以下の明細書と以降に簡単な説明が為されている図面とから、最も良く理解できるであろう。

車両１０は、車体１４に対し相対的に移動可能なリフトゲート１２を含む。図１は、完全に閉じた位置にあるリフトゲート１２を示す。図２に示した少なくとも１つのガスばねアセンブリ１６が、車体１４に対して相対的なリフトゲート１２の動きを制御するのに使用される。ガスばねアセンブリ１６は、完全に圧縮した位置（図１）と完全に延伸した位置（図３）の間を動くことができる。

ガスばねアセンブリ１６はまた、完全に圧縮した位置と完全に延伸した位置との間に位置する中間停止位置を含む。図２は、中間停止位置におけるリフトゲート１２を示す。ガスばねアセンブリ１６は、使用者が中間停止位置を所望の位置へ選択的に設定することを可能にする、調節具（アジャスタ）２０を含む。調節具２０は、選択的に種々の位置へ移動して、中間停止位置を様々な使用者の要求通りに調節することができる。このことは以下において詳細に検討する。

図２には１つのガスばねアセンブリ１６だけを示してあるが、リフトゲート１２の動きを制御するのに１つ以上のガスばねアセンブリ１６を使用することもできる。更に、図１〜３に示したリフトゲート１２は、本発明を取り入れたガスばねアセンブリ１６を利用できる車両形態の一例に過ぎない。ガスばねアセンブリ１６は、車両ボンネット、トランク、扉、リッド、などの動きを制御するのに使用することもできる。

ガスばねアセンブリ１６は、図４〜７に詳細に示してある。ガスばねアセンブリ１６は、管２２、管２２内に収納されたピストン・アセンブリ２４、及びピストン・アセンブリ２４に接続されたロッド２６を含む。ピストン・アセンブリ２４は、管２２の内部空洞を延伸チャンバ２８と圧縮チャンバ３０とに分割する。ピストン・アセンブリ２４は、ロッド２６が完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置との間を移動するときに、圧縮チャンバ３０と延伸チャンバ２８間の気体の流れを制御する。

ロッド２６は、管２２から外に向かって延伸する第１端部３２（図２〜３）と、ピストン・アセンブリ２４に連結された第２端部３４とを含む。第２端部３４は、ロッド２６と一体物として形成されるのが好ましいリベット３６を含むが、単独のリベットをロッド２６へ別個に取付けることもできる。リベット３６は、軸部３８と拡大頭部４０とを含む。軸部３８はロッド２６の第２端部３４から延伸している。ロッド２６は、軸部３８より大きな直径を有する軸本体４２を備え、ロッド２６の軸本体４２からリベット３６の軸部３８へ移行する肩部４４を形作る。ピストン・アセンブリ２４は、肩部４４とリベット３６の拡大頭部４０の間で、ロッド２６上の所定の位置に保持される。

ピストン・アセンブリ２４は、電磁弁部材５０、オリフィス板５２、及びスペーサ・リング５４を含み、それらは全てリベット３６の軸部３８に固定されている。ピストン・アセンブリ２４は、シャトル円板５６と、リベット３６の軸部３８に対し相対的に移動する中間停止板５８とを、更に含む。中間停止板５８は、オリフィス板５２の一方の面に弾性的に連結される。示した例では、中間停止板５８は、ばね要素６０を用いてオリフィス板５２に連結されている。好ましくは、３つのばね要素６０が用いられる（２つのみが示されている）が、それより多いか又はそれより少ないばね要素６０を使用することもできる。

ロッド２６は縦軸６２を定めている。オリフィス板５２は、縦軸６２に沿って電磁弁部材５０から軸方向に間隔を置いて配置されて、電磁弁部材５０の端部とオリフィス板５２の第１側面６６の間に間隙６４が形成される。スペーサ・リング５４の一方の端が、オリフィス板５２の第１側面６６の反対側にある第２側面６８に突き当っている。スペーサ・リング５４の反対の端が、リベット３６の拡大頭部４０に突き当っている。スペーサ・リング５４は、電磁弁部材５０に対して相対的な所望の位置にオリフィス板５２を配置するのに役立つ。

オリフィス板５２は、オリフィス板５２の第１側面６６から延伸してオリフィス板５２の第２側面６８まで貫通する、開口７０を含む。オリフィス板５２の第１側面６６は、シャトル円板５６と係合する第１突き合せ面７２を含み、第２側面６８は、中間停止板５８と係合する第２突き合せ面７４を含む。中間停止板５８が第２突き合せ面７４に突き当てて保持されると、オリフィス板５２の開口７０は第２側面６８で閉じられる。

オリフィス板５２は、ばね要素６０を収納するポケット状凹部７６を更に含む。中間停止板５８が第２突き合せ面７４に突き当てて保持されると、ばね要素６０はポケット状凹部７６内で圧縮される。選択肢として、ポケット状凹部７６を削除することもでき、ばね要素６０は開口７０の中に置くこともできる。この形態の場合、開口７０は、ばね座として働く棚部又はリップ（図示せず）を備えることになろう。

電磁弁部材５０は、ロッド２６の肩部４４に隣接して配置された基部８０と、基部８０からオリフィス板５２に向かって延伸する胴部８２とを含む。基部８０は、管２２の内径より僅かに小さい直径を有し、管２２の内表面と電磁弁部材５０の外表面の間に間隙８４が作り出される。胴部８２は基部８０よりかなり小さい直径を有し、基部８０、胴部８２、管２２の内表面、及びシャトル円板５６の間に空洞８６を形成する。例えばＯ−リングなどのシール８８が、空洞８６内に収納される。シール８８はシャトル円板５６と一緒に動き、延伸２８と圧縮チャンバ３０間の気体流の方向を定める。このことは以下において詳細に検討する。

ロッド２６と管２２の一方は車体１４とリフトゲート１２の一方に取付けられ、ロッド２６と管２２の他方は車体１４とリフトゲート１２の他方へと取付けられる。先に述べたように、ガスばねアセンブリ１６は、使用者にリフトゲート１２の中間停止位置を選択的に調節させる、調節具２０を含む。図３に示すように、調節具２０は、ガスばねアセンブリ１６に接して外側に支持されている磁気カラー９０を含む。磁気カラー９０は、磁石９１を囲む鋼製スリーブを含む。示した実施例では、磁気カラー９０は管２２の外表面を取巻いている。磁気カラー９０は、ピストン・アセンブリ２４と協働して磁気回路を完成し、リフトゲート１２が完全に閉じた位置から完全に開いた位置に向かって動くときに、ガスばねアセンブリ１６を中間停止位置に止めて、保持する。

ガスばねアセンブリ１６と調節具２０は、以下の様に動作する。図４は、矢印９２が示すように延伸した位置へ向かって、開いた位置にある電磁弁部材５０と共に動いているロッド２６を示す。気体は、延伸チャンバ２８から圧縮チャンバ３０へ、矢印９４が示すように、第１流路に沿って流れる。

図示のように、気体は、延伸チャンバ２８から間隙８４内へ、空洞８６を通って、胴部８２とシャトル円板５６の間、シャトル円板５６とオリフィス板５２の第１側面６６の間、開口７０を通り、オリフィス板５２の第２側面６８と中間停止板５８の間、更に中間停止板５８の外表面を廻って圧縮チャンバ３０内へと流れる。気体はまた、延伸チャンバ２８から、リベット３６の軸部３８の外表面と胴部８２の内表面の間を間隙６４内へ流れ、そこで空洞８６からオリフィス板５２の開口７０内へと流れる気体と一緒になる。シール８８は、電磁弁部材５０の基部８０から離れ、空洞８６内への通路（アクセス）を与える。

ロッド２６が完全に圧縮した位置から完全に延伸した位置に向かって延伸されると、電磁弁部材５０は磁気カラー９０を貫通する。電磁弁部材５０と磁気カラー９０の間で発生する磁界は中間停止板５８をオリフィス板５２へ向かって引き付け、図５に示すように、開口７０を閉じる。このように中間停止板５８はオリフィス板５２の第２突き合せ面７４と直にかみ合っている。これは延伸チャンバ２８から圧縮チャンバ３０内への気体流を止め、その結果としてガスばねアセンブリ１６を中間停止位置で停止させる。

磁気カラー９０、電磁弁部材５０、オリフィス板５２、及び中間停止板５８は、電磁弁部材５０が磁気カラー９０を貫通するときに、中間停止板５８をオリフィス板５２へ引き付けるのに十分な磁力を与えるために必要とされる材料でさえあれば、如何なる材料からでも作製することができる、という点は理解すべきである。

ガスばねアセンブリ１６が中間停止位置に入ると、使用者は手による入力を作用させて磁気保持力を破壊し、リフトゲート１２を中間停止位置から完全に開いた位置まで移動させることができる。手による入力は、ピストン・アセンブリ２４のロッド側に高圧を発生する。十分な圧力が発生すると、電磁弁部材５０は強制的に開かれ、ピストン・アセンブリ２４は磁気カラー９０よって発生した磁界を越えて移動する。

図６は、完全に延伸した位置から完全に圧縮した位置に向かって、矢印１００で示すように移動するロッド２６をしめす。気体は、矢印１０２の示すように、圧縮チャンバ３０から延伸チャンバ２８まで第２流路に沿って流れる。

気体は、圧縮チャンバ３０から中間停止板５８の外表面を廻って、オリフィス板５２の第２側面６８と中間停止板５８の間、開口７０を通って、オリフィス板５２の第１側面６６とシャトル円板５６の間、間隙６４の中へ、リベット３６の軸部３８の外表面と胴部８２の内表面の間、更にそこから出て延伸チャンバ２８内へと流れる。気体は更に、オリフィス板５２の外表面と管２２の間に形成される間隙１０８内、次いでオリフィス板の第１突き合せ面７２とシャトル円板５６の間の間隙１１０内へ流入して、そこで開口７０から流れて来る気体と一緒になる。

シール８８は、電磁弁部材５０の基部８０とシャトル円板５６の間で圧縮されて、電磁弁部材５０の外周の周りに延伸している流路を封止する。

ロッド２６が完全に延伸した位置から完全に圧縮した位置に向かって移動すると、電磁弁部材５０は磁気カラー９０を貫通する。磁気カラー９０によって発生する磁界は中間停止板５８をオリフィス板５２へ向かって引き付け、図７に示すように、開口７０を閉じる。しかし、矢印１２０で示したバイパス流路が、ガスばねアセンブリ１６を中間停止位置で停止させないで圧縮できるようにする。

バイパス流路は、中間停止板５８を廻ってオリフィス板５２の外表面と管２２の間に形成された間隙１０８内、オリフィス板の第１突き合せ面７２とシャトル円板５６の間の間隙１１０内へと流入し、次いで間隙６４へ流入し、次いでリベット３６の軸部３８の外表面と胴部８２の内表面の間を流れて、延伸チャンバ２８内へ出る。このようにして、リフトゲート１２を中間停止位置で停止するという中断無しに閉じることができる。

図８に示すように、使用者１３０は、磁気カラー９０を、選択的に、管２２に対し相対的に動かして、中間停止位置を所望の位置に設定することができる。磁気カラーを管２２へ連結させるのに如何なる取付け方法も使用でき、磁気カラー９０を縦軸６２の周りに回転させ及び／又は縦軸６２に沿って軸方向に並進させる。破線で示した種々の中間停止位置は、管２２に形成された又は貼り付けられた目印１３２によって確認できる。

本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者は、ある種の変形例が本発明の範囲内で生じることを認めるであろう。その意味で、本発明の真の範囲と内容を決定するために、付随する特許請求の範囲が検討されるべきである。

図１は、本発明を取り入れたガスばねアセンブリを利用する車両形態の一例の概略図を示し、ここで車両リフトゲートは完全に閉じた位置にある。 図２は、図１と同様であるが、中間停止位置にある車両リフトゲートを示す。 図３は、図１と同様であるが、全開位置にある車両リフトゲートを示す。 図４は、本発明を取り入れたガスばねアセンブリの部分断面概略図であって、ピストン弁が開いた位置にある状態で、延伸位置にあるガスばねアセンブリを示す。 図５は、図４と同様であるが、閉じた位置にあるピストン弁を示す。 図６は、図４と同様であるが、ピストン弁が開いた位置にある状態で、圧縮位置にあるガスばねアセンブリを示す。 図７は、図６と同様であるが、閉じた位置にあるピストン弁を示す。 図８は、ガスばねアセンブリの調節機構の選択的調節を示す概略図である。

Claims (18)

1. 管と、
   前記管に対して相対的に、完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置の間を、軸方向に移動可能なロッドと、
   前記の管内に収納され、前記管を圧縮チャンバと延伸チャンバとに分割しているピストン・アセンブリであって、前記ロッドと連結されており、前記ロッドが前記完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置の間を移動するときに、前記圧縮チャンバと延伸チャンバの間における気体の流れを制御する、ピストン・アセンブリと、
   前記ピストン・アセンブリと協働して、前記完全に延伸した位置と前記完全に圧縮した位置の間に中間停止位置を設ける調節機構であって、使用者が前記中間停止位置を所望の位置へ合わせられるように、選択的な調製に適した調節機構と、
   を含む、ガスばねアセンブリ。
2. 前記調節機構が、前記の管の外表面を少なくとも部分的に取囲んでいる、調節可能な磁気カラーを含む、請求項１に記載のガスばねアセンブリ。
3. 前記ピストン・アセンブリが電磁弁部材を含み、前記電磁弁部材が、前記調節可能な磁気カラー内の磁石と協働して前記延伸チャンバから前記圧縮チャンバへの気体の流れを止め、且つ前記ロッドが前記完全に圧縮した位置から前記完全に延伸した位置に向かって移動するときに、ガスばねアセンブリを前記中間停止位置に保持する、請求項２に記載のガスばねアセンブリ。
4. 前記ピストン・アセンブリがバイパスを含み、前記バイパスは、前記ロッドが前記完全に延伸した位置から前記完全に圧縮した位置に向かって移動するとき、前記電磁弁部材が前記磁石を通り抜ける際に、前記中間停止位置での停止を避けるために前記圧縮チャンバから前記延伸チャンバへと気体を流れさせる、請求項３に記載のガスばねアセンブリ。
5. 前記ロッドが縦軸を定めており、且つ前記ピストン・アセンブリが、
   前記ロッドの一端に固定された弁部材と、
   前記ロッドの前記一端に固定され、且つ前記縦軸に沿って前記弁部材から軸方向に間隔を空けて配置された、オリフィス板と、
   前記オリフィス板の第１側面に対して相対的に移動できるように取付けられた中間停止板と、
   を含み、前記第１側面の反対側にある前記オリフィス板の第２側面に対して相対的に移動できるように取付けられたシャトル円板であって、前記ロッドが前記管から伸ばされるとき、第１流路が前記延伸チャンバから前記圧縮チャンバへの気体の流れをもたらし、前記ロッドが前記完全に圧縮した位置へ向かって移動させられるとき、前記第１流路とは別の第２流路が前記圧縮チャンバから前記延伸チャンバへの気体の流れをもたらす、請求項１に記載のガスばねアセンブリ。
6. 概ね前記縦軸に沿って延伸する方向において前記弁部材と前記シャトル円板の間に軸方向に置かれた少なくとも１つのシールを含む、請求項５に記載のガスばねアセンブリ。
7. 前記少なくとも１つのシールが、前記シャトル円板と共に動くように適合させられたＯ−リングを含む、請求項６に記載のガスばねアセンブリ。
8. 前記弁部材が電磁弁を含み、且つ前記調節機構が前記中間停止板を備えた調節可能な磁気カラーを含み、前記中間停止板は、前記ピストン・アセンブリが前記調節可能な磁気カラー内の磁石を通り抜けるとき、前記オリフィス板へ磁気的に引き付けられ、前記第１流路を閉じてガスばねアセンブリを前記中間停止位置に保持する、請求項５に記載のガスばねアセンブリ。
9. 前記電磁弁が、前記中間停止板を前記オリフィス板から離れさせるような高圧力の発生に応答して開き、前記第１流路を再び開いてガスばねアセンブリを前記中間停止位置から前記完全に圧縮した位置へ向けて移動させる、請求項８に記載のガスばねアセンブリ。
10. 前記高圧力が使用者の手による入力荷重によって発生する、請求項９に記載のガスばねアセンブリ。
11. 前記第１流路が、前記延伸チャンバから始まり、前記電磁弁の内外表面の周りを延伸し、前記シャトル円板と前記オリフィス板の間を延伸し、前記オリフィス板の少なくとも１つの開口を通って延伸し、更に前記中間停止板の外表面を廻って前記圧縮チャンバの中へ延伸している、請求項８に記載のガスばねアセンブリ。
12. 前記第２流路が、前記圧縮チャンバから始まり、前記中間停止板の外表面の周りを延伸し、前記オリフィス板の外表面の周りと前記オリフィス板の少なくとも１つの開口を通って延伸し、前記シャトル円板と前記オリフィス板の間を延伸し、更に前記電磁弁の内表面と前記ロッドの間を前記延伸チャンバ内へ延伸している、請求項８に記載のガスばねアセンブリ。
13. ガスばねアセンブリが前記完全に延伸した位置から前記完全に圧縮した位置に向かって移動するときに、ガスばねアセンブリを前記中間停止位置で停止させるのを防ぐために、前記第２流路がバイパス流路を含み、前記バイパス流路が、前記中間停止板の前記外表面を廻り、前記オリフィス板の前記外表面を廻り、前記シャトル円板と前記オリフィス板の間、更に前記電磁弁の内表面と前記ロッドの間を前記延伸チャンバ内へと延伸している、請求項１２に記載のガスばねアセンブリ。
14. 前記中間停止板が前記オリフィス板に弾性的に連結されている、請求項５に記載のガスばねアセンブリ。
15. 前記ロッド及び前記管の一方が、車体及び移動可能な車体パネル部材の一方に取り付けるように適合され、前記ロッド及び前記管の他方が、車体及び移動可能な車体パネル部材の他方に取り付けるように適合されている、請求項１に記載のガスばねアセンブリ。
16. ガスばねアセンブリの動きを制御する方法であって、
    （ａ）管内にピストン・アセンブリを取り付けて管を圧縮チャンバと延伸チャンバとに分ける工程と、
    （ｂ）ロッドをピストン・アセンブリに動作可能に接続し、ロッドとピストン・アセンブリが完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置との間を一緒に動くようにする工程と、
    （ｃ）ピストン・アセンブリと協働して完全に延伸した位置と完全に圧縮した位置との間の所望の位置に中間停止位置を設ける外部調節機構を選択的に調節する工程と、
    を含む方法。
17. 工程（ｃ）が、磁力を発生してピストン・アセンブリ内の弁部材を閉じ、ガスばねアセンブリを中間停止位置に保持する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
18. 外部調節機構が管の外表面上に支持される磁気カラーを含み、工程（ｃ）が、管に対する磁気カラーの相対位置を軸方向に調節して中間停止位置の位置調節をする工程を含む、請求項１７に記載の方法。

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