JP2009068712A - ガイド機構を備えたガススプリング - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な設計と効率的な製造コストとによって、ピストンロッドのより一層の大径化と長ストローク化、ストローク長にわたってより一層均一な出力荷重をもたらすことができるガススプリングを提供する。
【解決手段】ピストンロッド１２は、中空スペースを規定する内部空洞５４と、ストップ部５８と、ピストンロッド１２の往復運動の少なくとも一部を案内するように、ケーシング１４の内表面２２に隣接して配設されたロッドガイド６８とを有している。シール８６は、ガスチャンバー２４からのガスの漏出を防止するように、ピストンロッド１２とケーシング１４との間に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガススプリングに関し、特に、ピストンロッドの往復運動を案内するガイド機構を備えたガススプリングに関する。

公知のガススプリングは、金型による板金の型押などの用途に広く用いられている。従来のガススプリングは、ピストンに作用する加圧されたガスを収容するよう構成されたガスチャンバーと、ピストンを担持してピストンの伸長位置までそれらを偏倚させるように構成された、中実のピストンロッドとを備えている。加圧されたガスは、ピストン及びピストンロッドの、その伸長位置から収縮位置に至る動きに抵抗する。ピストン及びピストンロッドをガススプリングのケーシングの内部に保持するためのハウジングとして様々な形態のものが用いられており、加圧されたガスのガスチャンバーからの漏出を防止するためのシールについても、様々な形態のものが用いられている。

従来の中実に形成されたピストンロッドは、ガススプリングの全体積のかなりの部分を占有することになり、このような従来のピストンロッドの場合、ピストンロッドが内部で往復運動をするところのケーシングの内径と比較して、相対的に小さい径のピストンロッドが用いられている。ピストンロッド径のケーシング径に対する比が小さいので、図１０のＡ線で示すように、力−移動量曲線は非常にフラットであるとはいえないが、ピストンロッドのストロークが１００％に達するまで圧力値は漸増していく。

前述した従来のピストンロッドにおいては、より効果的な出力荷重を得るために、ピストンロッドを大径化することが行われている。しかしながら、大径のピストンロッドを使用すると、ピストンロッドのストロークの間における好ましからざるガス圧力の増加が生じるので、ストローク長にわたって均一な出力荷重を提供しにくくなるという問題がある。そこで、このような不適切なガス圧力の増加を回避するために、ピストンロッドの一部を中空に形成することが行われている。しかしながら、ピストンロッドに形成された中空又は盲穴部分の深さを大きくする場合、製造コストが過度に増大してしまうという問題が伴う。また、ピストンロッドの長ストローク化を実現するには、ベアリング組立体のベアリング表面の長さも延長させて設ける必要がある。ところが、ベアリング表面を長くすればピストンロッドもそれに応じて長く形成する必要があるので、さらに延長されたピストンロッド長の盲穴はより深く形成されなくてはならず、ピストンロッドの製造コストをさらに押し上げることになり、結局、ガススプリングの製造コストの増大を免れることができないという問題があった。さらに、ベアリング組立体の全長を延長すれば、ベアリング組立体によって占有されるガスチャンバー体積の割合が大きくなり、その結果、ピストンロッドのストロークの間において増大する圧力値もまたその分大きくなるという問題もあった。この種のピストンロッドのストロークの間における力の増大は、図１０におけるＢ線で示すように、特に顕著となる。

したがって、本発明の目的は、より簡素な設計と効率的な製造コストとによって、ピストンロッドのより一層の大径化と長ストローク化とを実現することができ、かつ、延長されたストローク長にわたって比較的均一かつ従来のものよりもより大きな出力荷重を提供することができるガススプリングを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するためになされた請求項１に記載のガススプリングは、ケーシングと、ピストンロッドと、ストップ部及びロッドガイドと、シールと、を備えたガススプリングにおいて、前記ケーシングが、ガスチャンバーの一部を構成する内表面を有し、前記ピストンロッドが、伸長位置と収縮位置との間で軸方向の往復運動をするように、前記ケーシングに部分的に収容され、前記ピストンロッドには、その軸方向に中空スペースを形成する内部空洞が設けられ、前記ストップ部及び前記ロッドガイドが、前記ピストンロッドの前記往復運動を案内するように、前記ケーシングの前記内表面に隣接して配置され、そして、前記シールが、前記ガスチャンバーからのガスの漏出を防ぐように、前記ピストンロッドと前記ケーシングとの間に設けられていることを特徴としている。

上述した本発明に係るガススプリングによれば、ストップ部によってピストンロッドの伸長位置が規定されるとともに、ロッドガイドによって、ピストンロッドの軸方向往復運動が案内されることができる。また、ピストンロッドの実効的な中空長を増加させて、ピストンロッドによって占有されるガスチャンバー体積の割合を低減させることができ、コスト増を抑制しつつ、ピストンロッドのストロークの間における圧力増加を低減させることができる。

好ましくは、本発明に係るガススプリングは、ガスチャンバーの一部を構成する内表面を有しているケーシングと、ピストンロッドと、シールとを備えているガススプリングにおいて、ピストンロッドが、少なくともピストンロッドの伸長位置においてケーシングから延在しているように構成された第１ピストンロッド部と、第１ピストンロッド部と別体に設けられ、ピストンロッドの軸方向において第１ピストンロッド部と連動して往復移動するように、第１ピストンロッド部に接続されている、第２ピストンロッド部と、を有していることを特徴としている。また、ピストンロッドの第２ピストンロッド部によって担持されているロッドガイドは、少なくとも、ケーシングの内表面に隣接して配設された部分を有しており、シールが、ピストンロッドとケーシングとの間に設けられている。

上述した本発明に係るガススプリングによれば、ピストンロッドを二部品構成とすることにより、実質的に中空に形成されたピストンロッドの提供を容易とすることができるので、ピストンの長径化と、長ストローク化とを小さな追加的コストで実現することができ、かつ、ガイド機構によってより安定的かつ確実に案内されたピストンロッドの往復運動を実現することができる。

好ましくは、本発明の実施形態に係るガススプリングは、ピストンロッドの第２ピストンロッド部が、第１ピストンロッド部に接続された中空管として構成されていることを特徴としている。

上述した本発明に係るガススプリングによれば、第１ピストンロッド部は、盲穴（または空洞）を有している。空洞は第１ピストンロッド部側にのみ形成されているけれども、ピストンロッドが一体形成された場合と比べてそれほど深くないので、大きな費用を要せずして該空洞を形成することができる。第１ピストンロッド部の空洞が深く形成されていない場合であっても、ピストンロッドによって占有されるガスチャンバー体積の割合をより低減させるために、管状の第２ピストンロッド部を付加することで、ピストンロッドの実効的な中空長をより一層増加させることができる。

好ましくは、本発明の実施形態に係るガススプリングにおいて、ピストンロッドのその伸長位置への動きを制限するストップ部は、第１ピストンロッド部に形成されている。このような構成とすることによって、第２ピストンロッド部を、より薄型の素材及び／又は剛性の低い素材によって形成することが可能となる。

本発明によれば、好適にはピストンロッドを二部品構成とすることで、実質的に中空に形成されたピストンロッドを提供することができるので、ピストンロッドによって占有されるガスチャンバー体積の割合を大幅に増大させることなく、また、複雑な設計や製造コストの増大をきたすことなく、ピストンロッドのより一層の大径化と長ストローク化を実現することができる。また、所与の製品寸法を前提として、ピストンロッドによって占有されるガスチャンバー体積の割合を最小化しつつ、ピストンロッドのストローク長にわたって相対的に一定でしかも従来のものよりもより大きな出力荷重を提供することができる。また、ガイド機構によってより安定的かつ確実に案内されたピストンロッドの往復運動を実現することができる。

本発明の第一の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングを、図１ないし図４を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第一の実施形態に係る、機械プレス（図示せず）などに用いられるガススプリング１０を、その伸長位置と収縮位置にある状態にてそれぞれ示した部分断面図である。また、図３及び図４は、図１のピストンロッドの一部分の最終組付前状態及び最終組付後状態をそれぞれ示した部分拡大図である。

一般的な機械プレスには、複数のガススプリング１０が配設されて、各ガススプリング１０のピストンロッド１２がプレス機の金型において未加工の板金用金属板を形成するためにラムが進出する際にプレス機のラムによって係合されかつ駆動されるように構成されている。

図１及び図２に示すように、本発明の第一の実施形態に係るガススプリング１０は、ケーシング１４と、ケーシング１４の軸方向に往復運動するようにケーシング１４に収容され、ケーシング１４から部分的に突出する、ピストンロッド１２と、ケーシング１４内に保持されたベアリング・シール組立体８０と、ロッドガイド６８と、を備えた全体構造となっている。

ケーシング１４は、実質的に閉鎖されている閉鎖端１８と、ピストンロッド１２をケーシング１４の内部に収容するように実質的に開放されている開放端２０と、閉鎖端１８及び開放端２０において終端している略円筒形の壁部１６と、を有している。

ケーシング１４の壁部１６は、ガスチャンバー２４の一部をなす内表面２２と、外表面２６と、を備えている。壁部１６の内表面２２には、ガススプリング１０を組付状態に維持するために、ここでは一例としてスナップリング３０として示されたリテーナを収容するように構成された、リテーナ用外周溝２８が設けられている。ケーシング１４の外表面２６には、ガススプリング１０のプレス機内への取付けと位置決めが容易となるように、一対の外周溝３２、３４が、互いに軸方向に離間させて、かつ、ケーシング１４の閉鎖端１８及び開放端２０の近傍にそれぞれ形成されている。

ケーシング１４の閉鎖端１８は、溶接等によってケーシング１４の壁部１６に接続されているか、又は、壁部１６と一体に形成されている。

加圧されたガスをガススプリング１０内へ充填させるため、ケーシング１４は、壁部１６の内表面２２と外表面２６との間に延在している充填ポート（ｆｉｌｌ ｐｏｒｔ）４２を有している（図１及び図２においては、ケーシング１４の閉鎖端１８を貫通して延在している通路として図示されている）。充填ポート４２には、図示しない充填弁（ｆｉｌｌｅｒ ｖａｌｖｅ）が収容されている。充填弁は、ガススプリング１０内への加圧されたガスの供給を許容するとともに、ガススプリング１０から加圧されたガスが漏出することを防止する、一方向弁として機能するように構成されている。また、必要であれば、充填弁は、加圧されたガスをガススプリング１０内から放出させるために開放可能に構成されてもよい。

ピストンロッド１２は、第１ピストンロッド部４６と、第１ピストンロッド部４６と別体に設けられた第２ピストンロッド部と、を有している。ピストンロッド１２は、ケーシング１４内に収容され、ガスチャンバー２４内の加圧されたガスの作用により、図１に示す伸長位置と図２に示す収縮位置との間で、軸方向の往復運動すなわちガススプリング１０の軸４４に沿った往復運動を行うように設けられている。

第１ピストンロッド部４６は、ピストンロッド１２がその伸長位置にあり、プレス機のラムと作動的に係合される状態にある際に好ましくはケーシング１４からケーシング１４の外部へ突出する一端部４９と、ピストンロッド１２の往復運動の間ケーシング１４内に収容された状態に維持される他端部５０と、を有している。また、第１ピストンロッド部４６は、略円筒状の外表面５２と、盲穴としての空洞５４とを有し、他端部５０が所定の程度開放された構成となっている。なお、空洞５４の深さは、空洞５４と一端部４９との間に形成された端壁５６の肉厚よりも大きい。

第１ピストンロッド部４６には、ストップ部５８が設けられている。ストップ部５８は、好ましくは、外側方向に延在している環状のフランジ５９を有している。代替的な他の実施形態においては、ストップ部５８には、円周方向に互いに離間されかつそれぞれ半径方向に延在している複数のタブ又はその他の一又は二以上のストップ面が設けられている。また、ストップ部５８は、図１においては、第１ピストンロッド部４６と一体に形成されているが、第１ピストンロッド部４６によって担持されるように構成されてもよい。

第２ピストンロッド部４８によってガスチャンバー２４の体積の大半が占有されてしまわないように、第２ピストンロッド部４８には中空部分が設けられている。好ましくは、第２ピストンロッド部４８は、第１ピストンロッド部４６の他端部５０に接続された薄肉管として設けられている。第２ピストンロッド部４８は、プレス嵌め、接着剤による接合、嵌め合わせたボルト、溶接、スナップ嵌め、スナップリングなど任意の接続手段によって、第１ピストンロッド部４６に接続されている。また、第２ピストンロッド部４８には、肩部６０が設けられており、図１に示すように、第１ピストンロッド部４６の空洞５４への第２ピストンロッド部４８の挿入を所定の程度に規制し、及び／又は両者の接続の堅固性と安定性とが強化されるように、第１ピストンロッド部４６と第２ピストンロッド部４８とは、第１ピストンロッド部４６と第２ピストンロッド部４８とが係合する部分の接触面積が増加するような形状とされている。

第２ピストンロッド部４８には、第２ピストンロッド部４８を貫通している通路としての開口６２が、第１ピストンロッド部４６の空洞５４と同軸状に設けられており、第１ピストンロッド部４６と第２ピストンロッド部４８とが、軸４４に沿って連動して往復運動をすることができるように、第２ピストンロッド部と第１ピストンロッド部とは同軸状に配置されている。第２ピストンロッド部４８には、後述するロッドガイド６８を第２ピストンロッド部４８に接続させやすくするための環状に形成された溝６６が設けられている。

ロッドガイド６８は、第１ピストンロッド部４６及び第２ピストンロッド部４８の双方又はいずれか一方によって保持されるように設けられている。ただし、図１及び図２に示すように、本発明の第一の実施形態は、ロッドガイド６８が第２ピストンロッド部４８によって保持される構造を有している。ロッドガイド６８は、環状に形成され、溝６６に隣接しつつ、第２ピストンロッド部４８の外表面の一部分の周囲に設けられている。

図１に示すように、スナップリング７０は、ロッドガイド６８を第２ピストンロッド部の所定の部位に保持させるように、第２ピストンロッド部４８の溝６６内に配置され、かつ、ロッドガイド６８に隣接して配置されている。ここで、ロッドガイド６８の最終組付前段階を図示した図３を参照すると、ロッドガイド６８には、スナップリング７０の上側部分と当接する環状の凹部が形成されている。さらに、ロッドガイド６８の最終組付後段階を図示した図４を参照すると、ロッドガイド６８の本体からその従たる部分として延在している裾又は環状フランジ７１は、ロッドガイド６８を第２ピストンロッド部４８と確実に接続させるように、スナップリング７０と当接しつつ第２ピストンロッド部４８のほうへ折り込まれるか、丸め込まれた状態となっている。

図１に示すように、ロッドガイド６８の周囲面７２には、略環状に設けられ、環状のガイドベアリング７６または摩耗ストリップ（ｗｅａｒ ｓｔｒｉｐ）を収容する溝７４が形成されている。ガイドベアリング７６は、任意の低摩擦材料で構成され、ケーシング１４内でのピストンロッド１２の軸方向往復運動を案内するために、ケーシング１４の内表面２２とスライド可能に係合するように設けられている。一以上の通路７７は、ピストンロッド１２のストロークの間に、ロッドガイド６８がピストンのように作用することを防止するため、及び／又は、ガスチャンバーへのガス流量が不当に制限されないように、ロッドガイド６８を貫通して形成されている。これによって、ロッドガイド６８を横切るガス流量が制限されることによる、動作中に生じる温度上昇を最小化することができる。本発明の第二の実施形態を図示した図５を参照すると、ロッドガイド６８’は、ピストンロッドの第２ピストンロッド部４８’と一体に形成されており、ロッドガイド６８及びガイドベアリング７６について前述したとほほ同様の構成において、ガイドベアリング７６’を担持することができる。

好ましくは、ロッドガイド６８は、第１ピストンロッド部４６と第２ピストンロッド部４８との接続が失われるより先に、第２ピストンロッド部４８とロッドガイド６８との接続が解除されるように構成された接続機構によって、第２ピストンロッド部４８に保持されている。すなわち、第２ピストンロッド部４８に対する正常でない側壁負荷に起因して、又はロッドガイド６８による束縛に起因して、第２ピストンロッド部４８が第１ピストンロッド部４６から分離されてしまう前に、ロッドガイド６８がピストンロッド１２との堅固な接続から離脱するように構成されている。接続機構は、スナップリング７０、接着剤による接合、溶接、ねじ、プレス嵌めなどの、ロッドガイド６８をピストンロッド１２に接続させる構造を有している。なお、ロッドガイド６８は、非限定的な例として、ピストンロッド１２の上の溝に収容されるスプリットリング（ｓｐｌｉｔ ｒｉｎｇ）として構成されてもよい。

図１ないし図４に示す第一の実施形態においては、ロッドガイド６８は、折り込まれた（又は丸め込まれた）フランジ７１が変位してスナップリング７０がフランジ７１と第２ピストンロッド部４８との間の隙間を通過できる程度に達して、ロッドガイド６８が、第２ピストンロッド部に沿って、ストップ部５８に近づく方向へ移動しうる状態となった場合にのみ、ピストンロッド１２から解放されるように構成されている。ロッドガイド６８とスナップリング７０とが係合しているので、ロッドガイド６８が第２ピストンロッド部に沿って反対方向すなわち、ロッドガイド６８がピストンロッド１２との接続から離脱してしまうような方向に動いてしまうことが防止されている。このような構成とするｋとおで、ピストンロッド１２に捕捉されたロッドガイドをそのまま保持してしまうことに伴う、ガススプリングの他の構成部品への損傷を回避することにもなる。

ベアリング・シール組立体８０は、図１及び図２に示すように、ベアリング部材とシール部材とをその構成部分として有する組立体である。ベアリング・シール組立体８０は、ケーシング１４の開口端を閉止してガスチャンバー２４からガスが漏出しないようにするとともに、ロッドガイド６８によって担持されたガイドベアリング７６と協働して、ピストンロッド１２の往復運動を補助的に案内するように構成されている。ベアリング・シール組立体８０は、ベアリング８２を担持している本体８４と、ロッドシール８６（ロッド１２と本体８４との間にロッドシール８６が押し出されるのを防ぐために受け板８８又はリングを設けてもよい）と、Ｏリングなどのケーシングシール９０と、ベアリング・シール組立体８０を汚染物質、異物等から保護するためのワイパ９２と、を備えている。したがって、往復運動するピストンロッド１２は、二箇所の互いに離間した箇所で、すなわち、（１）ロッドガイド６８によって担持されたガイドベアリング７６と、（２）ベアリング・シール組立体８０の本体８４によって担持されたベアリング８２と、によって、案内されることになる。

本体８４は、本体８４とその構成部品とをケーシング１４に固定するためにケーシング１４に収容されるスナップリング３０と係合するように構成されている。本体８４の端部は、ピストンロッド１２の、ケーシング１４の閉鎖端１８から離れる方向への動きを制限するように、ピストンロッド１２のストップ部５８と当接するように構成されたストップ面９８（図２参照）をなしている。好ましくは、ストップ部５８とストップ面９８とが当接（係合）した状態において、ピストンロッド１２はその伸長位置となり、完全に伸長された状態となる。

前述した構成のガススプリング１０を組立てる際には、まず、ピストンロッド１２をケーシング１４に収容し、続いてベアリング・シール組立体８０をスナップリング３０によってケーシング１４内に固定した上で、充填ポート４２を介して、加圧されたガスがガスチャンバー２４に充填される。加圧されたガスがピストンロッド１２に作用して、ピストンロッド１２が、ストップ部５８と、ケーシング１４の本体側に設けられているストップ面９８と、が係合する位置、すなわち、ピストンロッド１２の伸長位置へ偏倚する。典型的には、複数のガス充填されたガススプリング１０が、伸展されたピストンロッド１２の端部４８に位置する加工物用クランプリング又はバインダリングを有している金型に収容されることになる。

以上、本発明の第一の実施形態に係るガススプリングの構造を詳述したので、以下、本発明に係るガススプリングの他の実施形態について図５ないし図９を参照して説明する。なお、各図に記載されたピストンロッド及びロッドガイドの要図以外の各構成要素は、第1の実施形態において説明されたのと構成及び構造を同じくするものであるので、その詳細な説明についてはこれを省略する。

図５は、本発明の第二の実施形態を図示した部分断面図である。前述のとおり、この実施形態においては、ロッドガイド６８’と第２ピストンロッド部４８’とが一体に形成され、ガイドベアリング７６’は、ロッドガイド６８’によって担持されている。

図６は、本発明の第三の実施形態に係るピストンロッドの部分断面図を示したものである。この実施形態においては、ロッドガイド６８”と第２ピストンロッド部４８”とは互いに別体に形成されている。ロッドガイド６８”は、第２ピストンロッド部４８”の肩部９９と、スナップリング７０”との間に挟持されて、第２ピストンロッド部４８”に保持されている。このロッドガイド６８”の接続構造においては、スナップリング７０”の少なくとも一部が破断することにより、ロッドガイド６８”がピストンロッドから外れることになる。

図７は、本発明の第四の実施形態に係るピストンロッドの部分断面図を示したものである。この実施形態においては、ピストンロッド１１２は一品構成とされ、ストップ部１５８及びロッドガイド１６８が、それぞれピストンロッド１１２と一体に突出形成されている。すなわち、ピストンロッド１１２には、ピストンロッド１１２の半径方向外側に向かって延在しているストップ部１５８と、同じくピストンロッド１１２の半径方向外側に向かって延在しているロッドガイド１６８とが、ピストンロッド１１２と一体に設けられている。また、ピストンロッド１１２は、ピストンロッド１１２のほぼ全長にわたって延在している空洞１５４を有している。

図８は、本発明の第五の実施形態に係るピストンロッドの部分断面図を示したものである。図８を参照すると、ピストンロッド２１２は、複数の構成部分、すなわち、第１ピストンロッド部２４６と、リテーナ２０２と、第２ピストンロッド部２４８と、から構成されている。第１ピストンロッド部２４６は、略円筒状かつ中実に構成されている。ここで、中実（ｓｏｌｉｄ）とは、その内部に、意図的に形成された顕著な盲穴又は空洞が存在していないことをいう。スプリットリング式リテーナ２０２は、第１ピストンロッド部２４６の外表面に形成された溝２０４に収容されて、第１ピストンロッド部の半径方向外側に向かって延在している。したがって、ケーシング１４によって担持される（ベアリング・シール組立体８０側のストップ面９８などの）ストップ面と係合されるように設けられたストップ部２５８は、リテーナ２０２によって構成されていることになる。第２ピストンロッド部２４８は、ねじ部品２０６又はその他の手段により、ストップ部２５８を構成しているリテーナ２０２に接続されている。第２ピストンロッド部２４８は、ストップ部２５８に対してほぼ垂直に配置されており、ピストンロッド２１２の往復運動を案内するためのガイドベアリング２７６を収容するように構成されたロッドガイド部２６８を有している。第２ピストンロッド部２４８は、ピストンロッド２１２の空洞２５４が形成されるように、中空状又は管状に形成されている。

図９は、本発明の第六の実施形態に係るピストンロッド３１２を図示したものである。本発明の第一の実施形態のピストンロッド１２のフランジ５９のような、一体形成されたフランジが設けられていない点を除けば、ピストンロッド３１２の第１ピストンロッド部３４６は、図１及び図２に示したピストンロッド１２の第１ピストンロッド部４６と同様の構成である。第１ピストンロッド部３４６は、盲穴としての空洞３５４を有している。外表面３０４には、環状のリテーナ３０２が、第１ピストンロッド部３４６の半径方向外側に向かって設けられて、ストップ部３５８を構成している。リテーナ３０２は、第１ピストンロッド部３４６（の外表面３０４）に形成された溝３０８に担持されているスナップリング３０６によって、一方向への動きを制限され、かつ、ピストンロッド３１２の第２ピストンロッド部３４８と接続されていることで、他方向への動きを制限されて、所定の位置に保持されている。第２ピストンロッド部３４８は管状に形成され、第１ピストンロッド部３４６の下側端部に当接する肩部３１０が設けられている。第２ピストンロッド部３４８は、ねじ部品３１４その他の任意の手段によりリテーナ３０２と接続されている。第１ピストンロッド部３４６と、第２ピストンロッド部３４８と、ストップ部３５８を構成しているリテーナ３０２とが、相互に堅固に保持されるが、使用又は修理目的で分解する必要がある場合、ねじ部品３１４を取り外すだけで分解できるので、堅固な保持が確保される一方で、分解作業も容易な構成となっている。ロッドガイド３６８には、ガイドベアリング３７６が設けられている。なお、ロッドガイド３６８は、図９に示すように、第２ピストンロッド部３４８と一体に形成されているが、ロッドガイド３６８を第２ピストンロッド部３４８とは別体に構成することも可能である。

本発明の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングにおいては、ピストンロッドは、ピストンロッドによって占有されるガスチャンバー体積の割合を大幅に増大させずに、ピストンロッドの長ストローク化を実現することができる。これにより、図１０のＣ線によって示されるように、ガススプリングが、Ｂ線よりも相対的にフラットな力‐移動量曲線（ｆｏｒｃｅ ｖｅｒｓｕｓ ｔｒａｖｅｌ ｃｕｒｖｅ）を示しつつ、中空部分のあるピストンロッドを備えた、同様の製品サイズと作動パラメータとをもつ従来のガススプリング（Ｂ線で示されたタイプの曲線を示す）のそれと同様の増大された有効力（出力荷重）をもつことを許容されるとともに、中実のピストンロッドをもつガススプリング（Ａ線で示されたタイプ）よりも高い有効力をもつことが可能となる。したがって、本発明の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングは、増大された有効力と、製品サイズを与件として最大化されたガスチャンバー体積と、そのストローク長にわたって相対的に一定の力とを提供することができる。

一例として、第１ピストンロッド部の空洞と、管状又は少なくとも部分的に中空な第２ピストンロッド部と、によって形成されるピストンロッドの中空部分は、ピストンロッド全長の半分を超えて延在し、ピストンロッド長の９５％まで延長されることができる。さらに、ピストンロッド１２の端壁５６の肉厚は、第１ピストンロッド部４６における盲穴としての空洞５４の径の４０％から１００％の間の厚さとされている。

さらに、ピストンロッド１２は、増大された実効ガイド長を有している。ここでいう「増大された実効ガイド長」は、ピストンロッド１２の一端部４９に最も接近したベアリング８２の端部と、ロッドガイドによって担持されているガイドベアリング７６の反対端と、の距離として定義することができる。ロッドガイドが伸長位置にある場合、ロッドガイドがベアリング８２に最も接近しているのであるから、ピストンがその伸長位置にあるとき、ガイド長は最小となる。一例として、最小実効ガイド長はピストンロッドの径の約１００％から２００％の間であり、場合によっては、ケーシング及びピストンロッドの長さのみに依存して決まる。換言すれば、実効ガイド長は、ケーシングと同じ長さでありうるし、又は、例えば、ベアリング・シール組立体８０がケーシング１４の開口端からケーシング１４の外部へ延在しているのであれば、ケーシング１４の全長より長い長さとなりうる。さらに、延長されたガイド長を確保しつつこれらの構成部品によって占有されるガスチャンバー体積の割合を低減させるために、複数のガイドベアリングを互いに離間させて設けることによって、より小さいベアリング・シール組立体を実装させることもできる。

なお、上述した複数の実施形態においては、ピストンロッドは二以上の構成部分からなり、ピストンロッドの第２ピストンロッド部は任意の方法によって第１ピストンロッド部に取り付けられているが、明示的に記載された以外の構成が排除されることを意図するものではない。同様に、ロッドガイドは、ピストンロッドによって担持されるかピストンロッドと一体に形成されていたが、その他の構成も可能である。さらに、ロッドガイドのベアリングは、第２ピストンロッド部によって担持される別体の構成部分とする代わりに、第２ピストンロッド部と一体に形成されることも可能である。

以上、本発明の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングについて説明したが、ここに示した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。実施形態として可能かつ等価的なあらゆる形態を網羅することが意図されたものではなく、使用されている用語はいずれも単に説明的なものであって、限定的なものと解釈されるべきではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるものである。

本発明の第一の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングの部分断面図（ピストンロッドが伸長位置にある状態）である。 本発明の第一の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングの部分断面図（ピストンロッドが収縮位置にある状態）である。 図１のピストンロッドの一部分の最終組付前状態を示した部分拡大図である。 図３のピストンロッドの一部分の最終組付後状態を示した部分拡大図である。 本発明の第二の実施形態に係るピストンロッドの第２ピストンロッド部を示した部分断面図である。 本発明の第三の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングにおけるピストンロッドの部分断面図である。 本発明の第四の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングにおけるピストンロッドの部分断面図である。 本発明の第五の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングにおけるピストンロッドの部分断面図である。 本発明の第六の実施形態に係るガイド機構を備えたガススプリングにおけるピストンロッドの部分断面図である。 ピストンロッドの力−移動量曲線（Ａ線、Ｂ線及びＣ線）を示した図である。

符号の説明

１０ ガススプリング
１２ ピストンロッド
１４ ケーシング
２２ 内表面
２４ ガスチャンバー
２６ 外表面
４６ 第１ピストンロッド部
４８ 第２ピストンロッド部
５４ 空洞（盲穴）
５８ ストップ部
６８ ロッドガイド
７６ ガイドベアリング
８０ ベアリング・シール組立体
８２ ベアリング
９８ ストップ面

Claims (14)

1. ケーシングと、ピストンロッドと、ストップ部及びロッドガイドと、シールと、を備えたガススプリングにおいて、
   （イ）前記ケーシングが、ガスチャンバーの一部を構成する内表面を有し、
   （ロ）前記ピストンロッドが、伸長位置と収縮位置との間で軸方向の往復運動をするように、前記ケーシングに部分的に収容され、
   （ハ）前記ピストンロッドには、その軸方向に中空スペースを形成する内部空洞が設けられ、
   （ニ）前記ストップ部及び前記ロッドガイドが、前記ピストンロッドの前記往復運動を案内するように、前記ケーシングの前記内表面に隣接して配置され、そして、
   （ホ）前記シールが、前記ガスチャンバーからのガスの漏出を防ぐように、前記ピストンロッドと前記ケーシングとの間に設けられている
   ことを特徴とするガススプリング。
2. 前記内部空洞が、前記ピストンロッドの全長の半分を超えて延在してい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. 前記ピストンロッドが、第１ピストンロッド部と、前記第１ピストンロッド部と別体に形成され、該第１ピストンロッド部に接続された、第２ピストンロッド部と、を有してい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. 前記第２ピストンロッド部が、中空管として構成されていることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
5. 前記ロッドガイドが、前記第２ピストンロッド部によって担持されてい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. 前記ロッドガイドが、前記第２ピストンロッド部と一体に形成されてい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. 前記ストップ部が、前記第１ピストンロッド部によって保持されていることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
8. 前記ストップ部が、前記第１ピストンロッド部と一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
9. 前記ストップ部が、半径方向外側に向かって延在して設けられた、前記第１ピストンロッド部のフランジによって構成され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。
10. 前記ロッドガイドが、接続機構によって前記第２ピストンロッド部に保持され、そして、前記第１ピストンロッド部と前記第２ピストンロッド部とが接続状態から離脱してしまう前に、前記接続機構が接続状態から離脱して、前記ロッドガイドを前記第２ピストンロッド部と接続された状態から解放させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
11. 前記接続機構が、スナップリングを有していることを特徴とする請求項１０に記載のガススプリング。
12. 前記第２ピストンロッド部を前記ストップ部と接続させることにより、前記第１ピストンロッド部と該第２ピストンロッド部とが相互に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
13. 前記ピストンロッドの前記第１ピストンロッド部が、該第１ピストンロッド部の開口端と該第１ピストンロッド部の閉鎖端との一部を構成する空洞を有していることを特徴とする請求項３に記載のガススプリング。
14. （イ）前記ピストンロッドが、伸長位置においては前記ケーシングの外に延在しているように構成された第１ピストンロッド部と、前記第１ピストンロッド部と連動して前記ケーシングの軸方向に往復運動するように、該第１ピストンロッド部に接続された、管状の第２ピストンロッド部と、を備え、そして、
    （ロ）前記ガススプリングには、（Ａ）前記ピストンロッドの往復運動を案内するように、前記ケーシングの前記内表面に隣接した該ピストンロッドの前記第２ピストンロッド部によって担持されたロッドガイドと、（Ｂ）前記ピストンロッドの前記往復運動をガイドするとともに、該ピストンロッドと前記ケーシングとの間にシールが提供させるように、該ピストンロッドと該ケーシングとの間に配置され、かつ、該ピストンロッドと同軸に配置された、ベアリング組立体と、（Ｃ）前記ケーシングに接続された第１のストップ部と、（Ｄ）前記第１ピストンロッド部及び前記第２ピストンロッド部の少なくとも一方によって保持された第２のストップ部であって、前記ロッドガイドから離間させて設けられ、前記第１のストップ部と係合して前記ピストンロッドの収縮位置から遠ざかる方向への該ピストンロッドの移動を規制するように構成された、該第２のストップ部と、が備えられている
    ことを特徴とする請求項１に記載のガススプリング。

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