JP2013044428A - 流体を伴うスプリング - Google Patents

Abstract

【課題】先行技術の欠点を克服し、長い耐用年数を有し、シールガスケットの変形を回避する流体を伴うスプリングを提供すること。
【解決手段】流体（２）を伴うスプリング（１）は、中に流体が挿入される内部チャンバ（４）を有する封入体（３）と、封入体内に摺動可能な形で取付けられた圧縮ユニット（８）と、内部チャンバ（４）から流体が漏出するのを防ぐための封入体と圧縮ユニットの間に間置された流体用のシールガスケット（１１）と、を含む。本発明によれば、スプリングは、圧縮ユニット（８）をとり囲み封入体（３）に連結されている少なくとも１つの閉鎖環（１３）を含む。閉鎖環（１３）は、少なくとも圧縮ユニット（８）の摺動中、シールガスケット（１１）と接触した状態に位置づけされて、このガスケットの変形を制限している。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体を伴うスプリングに関する。
より具体的には、本発明のために使用される流体は、不活性ガスである。

先行技術によると、ガススプリングは通常、ガスが内部に挿入される内部チャンバーを有する封入体を含む。さらに、ガススプリングは、内部チャンバー内に摺動可能な形で挿入されガスに作用するロッドを含んでいる。

外部では、ガススプリングは、それに応力を加える力とは反対の力を発生させる従来のヘリカルスプリングとして作用する。しかしながらガススプリングの場合、力は内部チャンバー内に収納されているガスの圧縮および拡張と結びつけられる。実際には、ロッドを下降させることにより、ガスは圧縮され（負荷を受けたスプリング）、一方ロッドを解除することにより、ガスは拡張し、初期状態に戻る。

さらに、ガススプリングは通常、スプリングの除荷をひき起こすチャンバーからのガスの漏出を防ぐため封入体とロッドの間に間置されたシールガスケットを含む。
シールガスケットは通常、ロッドのまわりに位置づけされた環である。その上、このシールガスケットは少なくとも部分的に封入体に連結されて、ロッドの摺動中所定の位置に静止状態でとどまるようになっている。しかしながら、この先行技術にはいくつかの欠点がある。

シールガスケット上のロッドの摺動およびその結果として発生する熱は、経時的に、シールガスケットの変形（一般に「はみ出し」と呼ばれる）の原因となり、その結果ガス損失が起こる。このため、シールガスケットの変形は、スプリングの除荷をひき起こし、こうしてそれを役に立たなくする。
したがって、スプリングを再利用するためには、変形したシールガスケットを新しいものと交換しチャンバー内に新しいガスを導入することが必要である。当然、この作業は多大な時間の無駄、ひいては金銭的損失をひき起こす。

かかる状況に鑑み、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服する流体を伴うスプリングを提供することにある。
より具体的には、本発明の目的は、先行技術に比べて長い耐用年数を有する流体を伴うスプリングを提供することにある。
さらにより具体的には、本発明の目的は、シールガスケットの変形を回避する流体を伴うスプリングを提供することにある。

上記の目的は、添付のクレーム中に記載の流体を伴うスプリングによって実質的に達成される。

本発明のさらなる特徴的な特徴および利点は、添付図面に示された流体を伴うスプリングの複数の好適であるものの非排他的な実施形態の詳細な説明からさらに明確になる。

本発明は比較的生産が容易であり、本発明の実施に関わるコストでさえさほど高くないという点にも留意すべきである。

いくつかの部分が断面図で描かれ、第１の作動位置にある、本発明に係る流体を伴うスプリングの正面図を示す。 第２の作動位置における図１に示した流体を伴うスプリングの正面図を示す。 図１に示した流体を伴うスプリングの分解正面図を示す。 図４に示した流体を伴うスプリングの細部の上面図を示す。 図６に示した流体を伴うスプリングの細部の変形形態の上面図を示す。 図４に示した流体を伴うスプリングの細部の一変形形態の正面図と断面図を示す。 図６に示した流体を伴うスプリングの細部の変形形態の上面図を示す。 図４に示した流体を伴うスプリングの細部の一変形形態の正面図と断面図を示す。

図を参照すると、数字１は、本発明に係る流体２を伴うスプリング１を全体として表わしている。
より具体的には、流体２を伴うスプリング１は、内部チャンバー４を有する封入体３を含む。封入体３は、それぞれの拡張軸Ｓに沿って、その底面部分５から開口部６まで延在する。

図１に例として示されている好ましい実施形態において、底面部分５は、封入体３の拡張軸Ｓの一部分に沿って封入体３内にネジ込まれたキャップを含む。さらに、底面部分５は、内部チャンバー４をシールするためのシール本体３とキャップの間に間置されたシールリング７を含む。
一変形実施形態においては、底面部分５が封入体３と一体を成し、それは、機械的切断によってのみ封入体３から取外すことができる。

さらに、流体２を伴うスプリング１は、封入体３上に摺動可能な形で取付けられ内部チャンバー４の内部に少なくとも部分的に延在する圧縮ユニット８を含む。さらに具体的には、圧縮ユニット８は、それが主としてチャンバー４の外側にある相対的拡張位置（図１）とこの拡張位置と反対側の圧縮位置（図２）の間で移動可能である。さらに、圧縮ユニット（８）は、それぞれの負荷方向Ｃに沿って拡張位置から圧縮位置まで、そしてそれぞれの拡張方向Ｅに沿って圧縮位置（図２）から拡張位置（図１）まで摺動可能である。

換言すると、圧縮ユニット８は、それが少なくとも部分的にチャンバ４から離れるように移動する場合に拡張方向Ｅに沿って摺動可能（拡張摺動可能）であり、それが少なくとも部分的にチャンバ４の内側に進入する場合負荷方向Ｃに沿って摺動可能（圧縮摺動可能）である。
有利には、負荷方向Ｃおよび拡張方向Ｅは互いに平行である。好ましくは、負荷方向Ｃと拡張方向Ｅは、封入体３の拡張軸Ｓに対して平行である。

添付図面に示されているように、圧縮ユニット８は、拡張部分に沿った摺動中に圧縮ユニット８の行程の終端位置を形成するため、格納チャンバ４の内部に挿入された幅広の部分９を含んでいる。このような理由で、幅広の部分９は、封入体３の拡張軸Ｓに対して横方向に測定された場合、封入体３の拡張軸Ｓに対して横方向に測定した開口部６の幅よりも大きい幅を有する。
換言すると、圧縮ユニット８の幅広部分９は、封入体３の拡張軸Ｓに対して横方向に測定された場合、チャンバ４の内側に存在する圧縮ユニット（８）の残りの部分の幅よりも大きい幅を有する。

幅広部分９が圧縮ユニット８の拡張位置を画定しているという点を指摘しておくべきである。実際、圧縮ユニット８は幅広部分９が開口部６において封入体３と接触している場合に拡張位置にある。
一例として図３に示された好ましい実施形態において、開口部６は、外側から封入体３の拡張幅Ｓに沿って内部チャンバー４に向かって延在している。換言すると、開口部６は、封入体３の拡張軸Ｓに沿って測定される深さを有する。より詳細には、封入体３は、開口部６のまわりに環状拡張部分を有する相対的摺動平面１０を有する。圧縮ユニット８は開口部６に沿って挿入され、それとの関係において摺動する。

さらに、流体２を伴うスプリング１は、内部チャンバー４内に挿入された圧縮性流体２を含む。
より具体的には、内部チャンバー４内に挿入された流体２は圧迫されて、圧縮ユニット８の圧縮摺動に対し既定の抵抗を示す。例えば、チャンバ４内に挿入された流体２は２００バールの圧力を有する。

好ましくは、流体２は不活性ガス（図１および２に点で示されている）である。さらに一層好ましくは、ガスは窒素分子を含む。このような理由で、流体２を伴うスプリング１は、添付図面に示された好ましい実施形態において、「ガススプリング１」と呼ばれる。

さらに、流体２を伴うスプリング１は、流体２が内部チャンバー４から漏出するのを防ぐため封入体３と圧縮ユニット８の間に間置されたシールガスケット１１を含んでいる。より詳細には、シールガスケット１１は、封入体３の摺動平面１０と圧縮ユニット８の間に位置づけされている。さらに詳細には、シールガスケット１１は、外部では摺動平面１０と並んで、そして内部では圧縮ユニット８と並んで位置づけされている。外部でおよび内部でという用語は、それぞれシールガスケット１１の外部拡張部分と内部拡張部分を意味するという点を指摘しておくべきである。

より詳細には、シールガスケット１１は環状拡張部分を有し、開口部６において圧縮ユニット８を完全に取り囲んでいる。
有利には、シールガスケット１１は圧縮ユニット８と接触して、内部チャンバー４のシールを形成する。

図４に一例として示されている好ましい実施形態において、シールガスケット１１は、負荷方向Ｃに沿ってかつ互いから離れるように延在する２つの突出部１２を有する。これらの突出部１２は有利には圧縮ユニット８とシールガスケット１１の接触に有利に作用するように、シールガスケット１１の環状拡張部分全体に沿って延在する。より具体的には、２つの突出部１２は、それぞれシールガスケット１１の内部環状拡張部分に沿っておよびシールガスケット１１の外部環状拡張部分に沿って延在している。さらに一層具体的には、内部環状拡張部分に沿って延在するシールガスケット１１の突出部１２は、圧縮ユニット８に向かって突出し、それと接触している。

有利には、突出部１２は、シールガスケット１１に対し或る程度の可撓性を与え、圧縮ユニット８により良く付着するようにしている。
その上、シールガスケット１１は、１つの平面に沿って延在し、この平面内でシールガスケットは封入体３の拡張軸Ｓに対して実質的に横方向に存在する。

図８に示した一変形実施形態において、シールガスケット１１は、それが置かれている平面に対して横方向に切断された場合に、矩形の断面形状を有する。

本発明によると、流体２を伴うスプリング１は、圧縮ユニット８をとり囲み封入体３に連結された少なくとも１つの閉鎖環１３を含む。より具体的には、閉鎖環１３は、少なくとも圧縮ユニット８の摺動中シールガスケット１１と接触してその変形を制限する。
換言すると、閉鎖環１３はシールガスケット１１と接触して圧縮ユニット８の摺動中シールガスケット１１の変形を保持する。さらに換言すると、閉鎖環１３はシールガスケット１１に沿って位置づけされている。

より具体的には、閉鎖環１３は、少なくとも部分的に、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅにしたがってシールガスケット１１と封入体３の間に間置されている。好ましくは、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅにしたがってシールガスケット１１と封入体３の間に一部分だけ間置されている（図１）。

実際、図１に示されているように、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８におけるシールガスケット１１の変形を防止するため圧縮ユニット８の近くで（圧縮ユニット８の拡張部分Ｅの方向にしたがって）シールガスケット１１と封入体３の間に間置される。その上、シールガスケット１１は、圧縮ユニット８から離隔された部域において圧縮ユニット３と接触している。換言すると、封入体３は、拡張方向Ｅに対して横方向に延在しシールガスケット１１および閉鎖環１３の両方と接触した状態で設置された接触表面１４を画定している。

実際には、好ましい実施形態において、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅに対し横方向で、シールガスケット１１を部分的にのみ覆っている。
この場合、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅに対して横方向に測定された閉鎖環１３の幅は、拡張方向Ｅに対して横方向に測定されたシールガスケット１１の幅よりも小さい。
閉鎖環１３およびシールガスケット１１の幅は、拡張方向Ｅに対して横方向の横断平面にしたがってそれぞれの横断面上で測定されるという点を指摘しておくべきである。

図６、７および９に示されている変形形態において、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅにしたがってシールガスケット１１と封入体３の間に全体が間置されている。
実際には、変形形態において、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅに対して横方向に、シールガスケット１１を（突出部１２を除いて）全体的に覆っている。

より具体的には、シールガスケット１１は、その環状拡張部分に沿って延在する溝１５を有し、この溝の中に閉鎖環１３が挿入される。好ましくは、溝１５は閉鎖環１３がシールガスケット１１の空間内に入るような形で閉鎖環１３と整合するように整形されている。
好ましくは、閉鎖環１３とシールガスケット１１は円形形状を有するという点を指摘しておくべきである。その上、圧縮ユニット８は、円筒様に整形され閉鎖環１３およびシールガスケット１１と接触状態にある接触部分１６を有する。

この接触部分１６は、摺動中シールガスケット１１と接触状態にある外部表面を有する。このような理由から、接触部分１６の外部表面は実質的に円筒形であり、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅに沿って延在する。

図３に示されている好ましい実施形態において、閉鎖環１３およびシールガスケット１１は同軸である。
さらに、閉鎖環１３は、スプリング１の拡張方向Ｅに沿ってシールガスケット１１より上に設置されている。

本発明によると、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８が閉鎖環１３と接触状態で作動するような形で閉鎖環１３の環状拡張部分に沿って圧縮ユニット８と接触している。換言すると、圧縮ユニット８は閉鎖環１３と干渉状態で作動する。
好ましい実施形態において、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の接触部分１６の最大直径ＤＭＡＸより小さい最小直径ＤＭＩＮを有する。このような理由から、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の接触部分１６と密に接触した環状干渉表面を有する。

さらに図１、２、および３は、封入体３が、シールガスケット１１と閉鎖環１３が内部に固定されている位置決め座部１７を有することを示している。
より具体的には、位置決め座部１７は開口部６に沿って位置づけされ、環状拡張部分を有する。さらに一層具体的には、位置決め座部１７は、実質的にシールガスケット１１と閉鎖環１３を整合させるように整形されている。

好ましくは、閉鎖環１３は可撓性であり、シールガスケット１１の製造材料よりも硬質の材料で作られている。
詳細には、閉鎖環１３の製造材料はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）と呼ばれる熱可塑性ポリマーである。有利には、この材料は閉鎖環１３に可撓性と硬度を提供する。

また、変形防止環は好ましくは、圧縮ユニット８の拡張方向Ｅに沿って測定した場合に０．７ミリメートル未満の高さを有する。有利には、この高さによって、封入体３の内部への閉鎖環１３の組立てが容易になる。
さらに、この高さにより、閉鎖環１３は、圧縮ユニット８の運動が拡張方向に対して平行でない場合でも圧縮ユニット８の接触部分１６を精確に（ほぼ正確に）追従することができるようになっている。このようにして、圧縮ユニット８と閉鎖環１３の間に隙間が形成される可能性は回避される。

さらに、液体２を伴うスプリング１は、圧縮ユニット８の摺動を誘導するため圧縮ユニット８と封入体３の間に間置されたガイド手段１８を含む。好ましくは、ガイド手段１８は、封入体３の開口部６に沿って作られた適切なハウジング内に位置づけされた２つの環状本体を含む。より具体的には、閉鎖環１３とシールガスケット１１は、拡張方向Ｅに沿ってガイド手段１８の２つの環状本体の間に間置されている。

最後に、スプリング１は、封入体３を閉じるため封入体３の開口部６に沿ってガイド手段１８の上に位置づけされたロッドスクレーパリング１９を含んでいる。

本発明は、予め設定された目標を達成する。
より具体的には、本発明は、先行技術に比べて長い耐用年数を有する流体２を伴うスプリング１を提供する。
実際には、シールガスケット１１と接触した状態で閉鎖環１３が存在することによって、シールガスケット１１のための変形防止バリヤが作り上げられる。

さらに、閉鎖環１３は、シールガスケット１１と接触してそれを破壊する可能性のある攻撃的な液体（シートメタルを成形するために機械内で使用されるもの）を伴うシールガスケット１１のより高い保護を保証する。実際には、好ましい実施形態における閉鎖環１３はシールガスケット１１上に置かれ、圧縮ユニット８と干渉状態で作動していることから、シールガスケット１１は外部から保護されている。

さらに、シールガスケット１１の一部分のみを含む閉鎖環１３は、環を作るためのステップにおける材料の倹約を可能にする。最後に、シールガスケット１１の一部のみを含む閉鎖環１３は、スプリング１の内部における閉鎖環１３のより容易な組立てを可能にする。

好ましくは、本発明は、成形を行なうプレスに既定の強度を提供するため、プラスチックおよびシートメタルの成形用機械の分野に適用される。

２ 流体
３ 封入体
４ 内部チャンバ
５ 底面部分
６ 開口部
７ シールリング
８ 圧縮ユニット
９ 幅広部分
１０ 摺動平面
１１ シールガスケット
１２ 突出部
１３ 閉鎖環
１４ 接触表面
１５ 溝
１６ 接触部分
１７ 位置決め座部
１８ ガイド手段

Claims (10)

1. 流体（２）を伴う流体スプリング（１）であって、
   内部チャンバ（４）を有する封入体（３）と；
   内部チャンバ（４）内に挿入された圧縮性流体（２）と；
   封入体（３）内に摺動可能な形で取付けられ、流体（２）に作用するため少なくとも部分的に内部チャンバ（４）の内部に延在しており；それぞれの負荷方向（Ｃ）に沿って拡張位置から圧縮位置まで、そしてそれぞれの拡張方向（Ｅ）に沿って圧縮位置から拡張位置まで摺動可能である圧縮ユニット（８）と；
   内部チャンバ（４）から流体（２）が漏出するのを防ぐための、封入体（３）と圧縮ユニット（８）の間に間置された流体（２）用のシールガスケット（１１）と；
   を有するものにおいて、
   圧縮ユニット（８）をとり囲み封入体（３）に連結されている少なくとも１つの閉鎖環（１３）を具備し；
   閉鎖環（１３）が少なくとも圧縮ユニット（８）の摺動中、シールガスケット（１１）と接触した状態に位置づけされて、このガスケットの変形を制限しており；
   前記閉鎖環（１３）が、圧縮ユニット（８）と干渉状態で作動するように閉鎖環（１３）の内部環状拡張部分に沿って圧縮ユニット（８）と接触しており；
   前記閉鎖環（１３）が圧縮ユニット（８）の拡張方向（Ｅ）に対し横方向に少なくとも部分的にシールガスケットを覆っている、
   ことを特徴とする流体スプリング。
2. 圧縮ユニット（８）の拡張方向（Ｅ）に対し横方向に測定された閉鎖環（１３）の幅が拡張方向（Ｅ）に対して横方向に測定されたシールガスケット（１１）の幅よりも小さい、ことを特徴とする請求項１に記載のスプリング。
3. 圧縮ユニット（８）が、円筒様に整形された閉鎖環（１３）と接触する部分（１６）を有し、
   閉鎖環（１３）が円環形状でかつ圧縮ユニット（８）の接触部分（１６）の最大直径（ＤＭＡＸ）よりも小さい最小値径（ＤみＮ）を有している、
   ことを特徴とする請求項２に記載のスプリング。
4. 内部チャンバ（４）から離れるように圧縮ユニット（８）が少なくとも部分的に移動させられるスプリング（１）の拡張方向（Ｅ）に沿って圧縮ユニット（８）が移動でき；
   閉鎖環（１３）が、圧縮ユニット（８）の拡張方向（Ｅ）にしたがってシールガスケット（１１）と封入体（３）の間に少なくとも部分的に間置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスプリング。
5. 封入体（３）が位置決め座部（１７）を有し、この中にシールガスケット（１１）と閉鎖環（１３）が固定されており；
   位置決め座部（１７）が、シールガスケット（１１）および閉鎖環（１３）と整合するように整形されている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスプリング。
6. 圧縮ユニット（８）の摺動を誘導するため圧縮ユニット（８）と封入体（３）の間に間置されたガイド手段（１８）を含む、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスプリング。
7. 圧縮ユニット（８）が、拡張部分に沿った摺動中に圧縮ユニット（８）の行程の終端位置を形成するために格納チャンバ（４）の内部に挿入される幅広部分（９）を含む、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスプリング。
8. 流体（２）が不活性ガスである、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスプリング。
9. 閉鎖環（１３）が熱可塑性ポリマー系の材料で製造されている、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスプリング。
10. 変形防止環が、圧縮ユニット（８）の拡張方向（Ｅ）に沿って測定された場合に、０．７ミリメートル未満の高さを有する、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のスプリング。

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