JP2007003002A - 長さ調節可能なガススプリング - Google Patents

Abstract

【課題】比較的僅かな引っ張り力が働き、ピストンロッドがケーシングから高速で移動するように、操作できる調節バルブを備えた一般タイプの長さ調節可能なガススプリングを具体化する。
【解決手段】長さ調節可能なガススプリングがケーシング（１）とピストン（９）を有する。ピストンはケーシング（１）で移動するように配置され、ピストンロッド（８）に結合している。外から操作可能な調節バルブ（３７）がピストン（９）に形成される。さらに、ピストン（９）は引っ張りバルブ（３８）を具備し、これは外側から引っ張り力が加わるとピストン（９）の封鎖を解除する。
【選択図】図４

Description

本発明は長さ調節可能なガススプリングに関する。その調節バルブは外側に開閉でき、ピストンロッドは開いた状態でケーシングに引っ込み又は引き出される。よって、ガススプリングの長さ調節が行われる。調節バルブが閉じているとき、ガススプリングはピストンロッドのこの設定位置でケーシングに対してブロックされる。特にガススプリングのピストンが作動油で満たされた内側チャンバに移動するとき、ガススプリングは圧縮力に抗してしっかり遮断できる。

極めて多数の一般タイプの長さ調節可能なガススプリングが知られており、これらは、ピストンロッドとケーシングの間に許容できない大きい力が作用すると調節バルブが開く、過負荷保護などのさらなる機能を有する。

長さ調節可能なガススプリング−特に前記のように作動油で満たされたしっかり封止できるガススプリング−はテーブル、病院のベッドの回転ヘッドレスト、病院のベッドのサイドテーブルなどに用いられ、調節バルブの操作を必要とせずガススプリングの長さを増加させることが望まれている。

本発明の目的は、比較的僅かな引っ張り力が働き、ピストンロッドがケーシングから高速で移動するように、操作できる調節バルブを備えた一般タイプの長さ調節可能なガススプリングを具体化することである。

本発明によれば、この目的は請求項１の特徴により達成される。本発明に従う手段によれば、別なバルブ、すなわち引っ張りバルブはガススプリングと一体化しており、僅かな引っ張り力が働くと開く。テーブル上部、ベッドのヘッドレスト、病院のサイドテーブルなどが手の簡単な動きで持ち上げられる。ガススプリングへの僅かな引っ張り力が終わるとすぐに伸びの動きは停止し、引っ張りバルブは自動的に閉まる。調節バルブ自体はこのプロセスで連続的に閉じたままである。

従属請求項は多数の有利な実施形態を反映している。

本発明の別な特徴、利点及び詳細は図面と関連付けた以下の実施例の説明から明らかになろう。

図１に見られる長さ調節可能なガススプリングは、中央縦軸２を有する円筒ケーシング１を有する。内側シリンダ３が軸２の同軸にケーシング１内に配置されており、管状円筒チャンバ４が内側シリンダ３とケーシング１の間に形成されている。ガススプリングの一端は底部５により気体・液体密封で閉じられている。ねじ山付き軸６の形状の固定要素が底部５の外側に形成されている。内側シリンダ３は気体・液体密封のためにマルチピース底部５に結合し、それでこの領域では環状チャンバ４と、内側シリンダ３内に形成した内側チャンバ７は気体・液体密封で互いに分離している。

ピストンロッド８に設けられたピストン９は内側シリンダ３に配置されている。ピストンロッド８は、底部５の反対側のガイド・シールユニット１０によりガススプリングのケーシング１から延びる。通常、ガイド・シールユニット１０はケーシング１とピストンロッド８に対して密封される。連結管路１１がガイド・シールユニット１０に設けられ、環状チャンバ４と内側チャンバ７を連結する。環状分割ピストン１２が環状チャンバ４における移動のために配置され、ケーシング１と内側シリンダ３に対して密封される。これは環状チャンバ４を、底部５に隣接し圧縮ガスで満たされた分割環状チャンバ４ａと、ガイド・シールユニット１０に隣接し作動油で満たされた分割環状チャンバ４ｂに分割する。ピストン９は、内側シリンダ３の内側チャンバ７を底部５の近傍の分割内側チャンバ７ａと、ガイド・シールユニット１０の近傍の分割内側チャンバ７ｂに分割する。内側チャンバ７と分割環状チャンバ４ｂの両方は作動油で満たされている。

ピストンロッド８は管状、すなわち中空である。外側端部から軸２の方向に移動できる作動ロッド１３がそこに配置されている。ピストン９はベル形状バルブを具備している。バルブは、保持リング１５によって軸２の方向にピストンロッド８に固定されたほぼ管状のバルブボックス１４を有する。

オーバーフローチャンバ１６がピストン９に形成され、軸２に対して半径方向のオーバーフローダクト１７を介して分割内側チャンバ７ｂに恒久的に連結している。ピストン９は環状シール１８により内側シリンダ３の内壁１９に対して密封されている。この環状シール１８は、オーバーフローダクト１７と分割内側チャンバ７ａの間に位置したピストン９の領域に位置しており、一方で分割内側チャンバ７ａと７ｂは環状シール１８により互いに液体密封状態で分離しており、他方で２つの分割内側チャンバ７ａと７ｂの連結は以下に説明するようにオーバーフローダクト１７とオーバーフローチャンバ１６によって実現できる。

バルブ制御ピン２０は、軸２の方向の移動のためにバルブボックス１４に配置されている。ピンは一方でピストンロッド８内で作動ロッド１３の端部に当接し、他方で反対の端部ではバルブトレー２１を具備している。バルブ制御ピン２０は軸２の半径方向にピストンロッド８内のガイドブシュ２２にガイドされ、環状シール２３により密封され、それで作動油は内側チャンバ７から中空ピストンロッド８を通って外側に漏れない。

外側リムのバルブトレー２１は、ピストン９に向いた第１環状密封座面２４を有する。第１密封面２５は、第１密封接触面としてこの第１密封座面２４に割り当てられる。それは滑りブシュ２６に設けられている。この滑りブシュ２６は、バルブ制御ピン２０上を軸２の方向に移動のためにガイドされる。その周囲に、滑りブシュは軸２に平行に延びる通路２７を有する。通路は一方で半径方向外側に開いており、他方で出入口（ポート）２８を介してバルブトレー２１の第１環状密封座面２４の領域に通じている。通路２８のこの領域では、滑りブシュ２６は、両方の前面の幾つかのシーリング材からなる半径方向に延びるバルブディスク２９を具備している。例えば、バルブディスク２９は、両方の前面のゴム層３０，３１を具備したスチールディスクである。ゴム層３０は第１密封面２５を構成する。

環状第２密封座面３２が、バルブディスク２９に向いたバルブボックス１４の前面に形成される。バルブディスク２９はゴム層３１により第２密封面、すなわち第２密封接触面として座面に当接する。第２密封座面３２は構造的に内側シリンダ３の内壁１９にできるだけ近く位置している。

通路２７は軸２に対して半径方向に延びるガイドリブ３３により互いに分離している。これらリブ３３により、滑りブシュ２６は軸２の方向の移動のためにバルブボックス１４の円筒穴３４内をガイドされる。この円筒穴３４は再びオーバーフローチャンバ１６に連結する。軸２に対して半径方向に、通路２７は第２バルブチャンバ３５に開口しており、このチャンバはバルブディスク２９とそのゴム層３１、第２環状密封座面３２及びバルブボックス１４によって画定される。通路２７はポート２８を介して第１バルブチャンバ３６に通じ、このチャンバはバルブトレー２１、その第１環状密封座面２４、第１密封面２５及び滑りブシュ２６で画定される。

バルブトレー２１及び結合した作動ロッド１３を有するバルブ制御ピン２０、ゴム層３０を有するバルブディスク２９、ポートを有する通路２７、及びオーバーフローダクト１７を有するオーバーフローチャンバ１６が調節バルブ３７を構成する。半径方向に開いた通路２７を有する滑りブシュ２６、第２密封面としてゴム層３１を有するバルブディスク２９、第２密封座面３２、及びオーバーフローダクト１７を有するオーバーフローチャンバ１６が引っ張りバルブ３８を構成する。

第１密封座面２４は直径Ｄ_２４を有し、第２密封座面３２は直径Ｄ_３２を有する。ピストンロッド８は外径Ｄ_８を有し、内側シリンダ３の内壁１９は内径Ｄ_１９を有する。前記のように、Ｄ_３２はできるだけ大きい、すなわちＤ_３２はＤ_１９より僅かに小さい。引っ張りバルブ３８を開けることで、バルブディスク２９と内側シリンダ３の内壁１９との間に隙間３９ができ、この隙間３９は液体が通れるように十分に寸法決めされていることが保証されなければならない。バルブディスク２９の直径に関して、Ｄ_１９＞Ｄ_２９＞Ｄ_３２が当てはまる。さらに、Ｄ_２４＜Ｄ_３２が当てはまる。基本的に、密封座面２４，３２は滑りブシュ２６に、密封面２５，３１はバルブトレー２１又はバルブボックス１４に形成される。

前記のベル形状バルブの操作のモードは図２〜４から明らかになろう。調節バルブ３７は図２によれば閉じ、引っ張りバルブ３８は閉じており、作動油は分割内側チャンバ７ａから分割内側チャンバ７ｂに流れず、その逆にも流れない。ピストン９は、ピストンロッド８により軸２の方向にケーシング１に対して固定されている。ガススプリングの長さ調節は遮断されている。ピストンロッド８の外側端部に作用する、ケーシング１に向かう力はガススプリングを共に押すことはない。バルブトレー２１は第１密封座面２４によりバルブディスク２９のゴム層３０に密封して当接する。バルブディスク２９はゴム層３１で密封座面３２にしっかり当接する。従って、両方のバルブ３７，３８は閉じる。

作動ロッド１３がピストンロッド８に押し込まれているとき、それはバルブ制御ピン２０とバルブトレー２１を分割内側チャンバ７ａに向かう方向に移動させ、それにより調節バルブ３７を開ける。第１密封座面２４はバルブディスク２９のゴム層３０から持ち上げられ、作動油は分割内側チャンバ７ｂから、オーバーフローダクト１７、オーバーフローチャンバ１６、通路２７、ポート２８及び第１バルブチャンバ３６を通って分割内側チャンバ７ａに流れ、またその逆に流れる。ガススプリングは、分割内側チャンバ７ａから分割内側チャンバ７ｂへの対応する流れ又はその逆の流れにより長さを調節できる。ピストンロッド８をケーシング１に挿入する際、作動油は内側チャンバ７から移動し、分割内側チャンバ７ｂに押され、それにより分割ピストン１２は底部５に向かう方向に移動し、それに対応して分割内側チャンバ７ａは大きさが減少する。ケーシング１からピストンロッド８が伸びる際、作動油の流れは逆になる。通路２７とポート２８の断面の和はできるだけ大きく、調節移動の間僅かな減衰力が働くか、場合によっては全く働かない。前記のように調節バルブ３７が開く際、滑りブシュ２６はバルブボックス１４の円筒穴３４における図２と３に見られる位置にある。すなわち、引っ張りバルブ３８は少なくともピストンロッド８の挿入の際閉じたままである。

調節バルブ３７が閉じている間に引っ張り力がケーシング１に対するピストンロッド８に作用するとき、すなわちケーシング１からピストンロッド８が伸びる際に引っ張り力がケーシング１とピストンロッド８の間に作用するとき、これは分割内側チャンバ７ｂの圧力増加をもたらす。一方で、この圧力は第１密封座面２４内で分割内側チャンバ７ａに向かう方向にバルブトレー２１に作用し、他方で第２密封座面３２内でバルブディスク２９と従って滑りブシュ２６に作用する。作動油が作用する活性面Ｆ_３７に関して、Ｆ_３７＝（Ｄ^２ _２４−Ｄ^２ _８）×π／４が当てはまる。引っ張りバルブの活性面Ｆ_３８に関して、Ｆ_３８＝（Ｄ^２ _３２−Ｄ^２ _８）×π／４が当てはまる。Ｄ_３２＞Ｄ_２４により、分割内側チャンバ７ａに向かう方向にバルブディスク２９を有する滑りブシュ２６に作用する力はバルブトレー２１に作用する力より大きい。従って、引っ張りバルブ３８は開き、作動油は分割内側チャンバ７ｂから、オーバーフローダクト１７、オーバーフローチャンバ１６、滑りブシュ２６の通路２７、第２バルブチャンバ３５を通り、第２密封座面３２と隙間３９を介して分割内側チャンバ７ａに流れることができる。ピストンロッド８に作用する小さい引っ張り力により、引っ張りバルブ３８は開く。ピストンロッド８は分割環状チャンバ４ａ内のガス圧によりケーシング１から押し出される。必要な力はＦ_３７とＦ_３８の寸法と、分割環状チャンバ４ａ内のガス圧から生じる。前記の小さい引っ張り力がもはや働かなくなると伸びる動きはすぐに停止する。図４に見られるように、滑りブシュ２６は、円筒穴３４から出るように十分に移動しない。つまり、それは引っ張りバルブ３８が開いてもこの穴３４内でガイドされる。

本発明に従うガススプリングの縦断面図である。 調節バルブと引っ張りバルブの両方が閉じたピストンを示す、拡大した図１の細部の図である。 調節バルブが開き、引っ張りバルブが閉じた図２に対応する図である。 引っ張りバルブが開き、調節バルブが閉じた図２，３に対応する図である。 調節バルブと引っ張りバルブの滑りブシュの斜視図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 軸
３ 内側シリンダ
４ チャンバ
５ 底部
６ ねじ山付き軸
７ 内側チャンバ
８ ピストンロッド
９ ピストン
１０ ガイド・シールユニット
１１ 連結管路
１２ 分割ピストン
１３ 作動ロッド
１４ バルブボックス
１５ 保持リング
１６ オーバーフローチャンバ
１７ オーバーフローダクト
１８ 環状シール
１９ 内壁
２０ バルブ制御ピン
２１ バルブトレー
２２ ガイドブシュ
２３ 環状シール
２４ 第１環状密封座面
２５ 第１密封面
２６ 滑りブシュ
２７ 通路
２８ 通路
２９ バルブディスク
３０ ゴム層
３１ ゴム層
３２ 環状第２密封座面
３３ ガイドリブ
３４ 円筒穴
３５ 第２バルブチャンバ
３６ 第１バルブチャンバ
３７ 調節バルブ
３８ 引っ張りバルブ
３９ 隙間

Claims (9)

1. −中央縦軸（２）を有し、液体圧力媒体で満たされたケーシング（１）、
   −第１端部でケーシング（１）を閉じるガイド・シールユニット（１０）、
   −ケーシング（１）の第１端部からガイド・シールユニット（１０）を通って密封してガイドされるピストンロッド（８）、
   −ピストンロッド（８）に結合した、ケーシング（１）内で密封してガイドされるピストン（９）、
   −ピストン（９）とガイド・シールユニット（１０）の間に形成された第１分割内側チャンバ（７ｂ）、
   −第１分割内側チャンバ（７ｂ）と向かい合った、ピストン（９）で画定された第２分割内側チャンバ（７ａ）、
   −第１分割内側チャンバ（７ｂ）と第２分割内側チャンバ（７ａ）を接続する、ピストン（９）に配置された調節バルブ（３７）、
   −引っ張り力がピストンロッド（８）とケーシング（１）の間に作用するときに第１分割内側チャンバ（７ｂ）と第２分割内側チャンバ（７ａ）を接続する、ピストン（９）に配置された引っ張りバルブ（３８）
   を有する長さ調節可能なガススプリングであって、
   調節バルブ（３７）は、中央縦軸（２）の方向に移動できるバルブ制御ピン（２０）、バルブ制御ピン（２０）に設けられたバルブトレー（２１）、第１密封座面（２４）、及び第１密封座面（２４）と協働する第１密封接触面を有し、
   第１密封座面（２４）と第１密封接触面はバルブ制御ピン（２０）によって互いから持ち上げられ、
   引っ張りバルブ（３８）は、第２密封座面（３２）、及び第２密封座面（３２）と協働する第２密封接触面を有し、
   第１分割内側チャンバ（７ｂ）の圧力増加の際、第２密封座面（３２）と第２密封接触面は、引っ張りバルブ（３８）が開いている間、互いから持ち上げられ、
   調節バルブ（３７）と引っ張りバルブ（３８）はジョイント滑りブシュ（２６）を有し、滑りブシュは中央縦軸（２）の方向にバルブ制御ピン（２０）上を移動のためにガイドされ、第１密封接触面若しくは第２密封接触面又は第１密封座面（２４）若しくは第２密封座面（３２）を保持するガススプリング。
2. 調節バルブ（３７）が、閉じたときに、第１分割内側チャンバ（７ｂ）と連結する面Ｆ_３７を有し、
   引っ張りバルブ（３８）が、閉じたときに、第１分割内側チャンバ（７ｂ）と連結する面Ｆ_３８を有し、
   Ｆ_３８＞Ｆ_３７が当てはまることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
3. 滑りブシュ（２６）が、調節バルブ（３７）と引っ張りバルブ（３８）に割り当てられる通路（２７）を有することを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
4. 滑りブシュ（２６）が、第１密封接触面と第２密封接触面が形成されたバルブディスク（２９）を保持することを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
5. バルブディスク（２９）が両面にシーリング材を有することを特徴とする請求項４に記載のガススプリング。
6. バルブディスク（２９）と、分割内側チャンバ（７ａ，７ｂ）を画定する内壁（１９）との間に隙間（３９）が形成されることを特徴とする請求項４に記載のガススプリング。
7. 第１密封座面（２４）が円環の形状をしており、直径Ｄ_２４を有し、
   第２密封座面（３２）が円環の形状をしており、直径Ｄ_３２を有し、
   Ｄ_３２＞Ｄ_２４が当てはまることを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
8. 圧縮ガスで満たされた調整チャンバが設けられ、分割内側チャンバ（７ｂ）の１つに連結することを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。
9. 分割内側チャンバ（７ａ，７ｂ）が、中央縦軸（２）と同軸にケーシング（１）により包囲された内側シリンダ（３）内に形成され、
   ケーシング（１）と内側シリンダ（３）の間に形成された環状チャンバ（４）が、分割ピストン（１２）により、圧縮ガスで満たされた分割環状チャンバ（４ａ）と液体圧力媒体で満たされた分割環状チャンバ（４ｂ）とに分割されており、
   液体圧力媒体で満たされた分割環状チャンバ（４ｂ）が、連結管路（１１）を介して第１分割内側チャンバ（７ｂ）に恒久的に連結していることを特徴とする請求項８に記載のガススプリング。

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