JP2846112B2 - 温度感応式バイパス弁を備えたセルフロッキング気体ばね - Google Patents
温度感応式バイパス弁を備えたセルフロッキング気体ばねInfo
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- JP2846112B2 JP2846112B2 JP2513732A JP51373290A JP2846112B2 JP 2846112 B2 JP2846112 B2 JP 2846112B2 JP 2513732 A JP2513732 A JP 2513732A JP 51373290 A JP51373290 A JP 51373290A JP 2846112 B2 JP2846112 B2 JP 2846112B2
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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- F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
- F16F9/52—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics in case of change of temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/0209—Telescopic
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景技術 気体ばねは乗用車、ステーションワゴン及びバンのエ
ンジンコンパートメントフード、トランクリッド、リヤ
ウインド及びテールゲートを開放し、その開放位置又は
ほぼ全開位置で保持するためにそれらを釣り合わせるの
に広範囲に使用される。気体ばねの出力が気体の温度に
依存して変化することはよく知られている（ボイルの法
則）。低温での気体ばねの出力は高温での出力に比して
著しく小さい。それにも拘わらず、例えば−30℃の低温
でもフード、トランクリッド又は類似物（以下に負荷と
呼ぶ）を保持するのに十分な力を生じると共に適度に選
択された低温、例えば−30℃で開放されるように気体ば
ねが設計されなければならない（一般には、気体ばねは
−30℃において負荷の保持開放位置でほぼ１ないし５ポ
ンドの力が負荷にかけられるように設計される）。高温
においては、保持開放位置での出力の増大は50ポンド程
度であり、これの意味するところは、保持開放位置から
閉鎖方向に負荷を運動させるに要する力（操作力）が50
ポンドであるということである。このように大きな操作
力は明らかに不都合である。
ンジンコンパートメントフード、トランクリッド、リヤ
ウインド及びテールゲートを開放し、その開放位置又は
ほぼ全開位置で保持するためにそれらを釣り合わせるの
に広範囲に使用される。気体ばねの出力が気体の温度に
依存して変化することはよく知られている（ボイルの法
則）。低温での気体ばねの出力は高温での出力に比して
著しく小さい。それにも拘わらず、例えば−30℃の低温
でもフード、トランクリッド又は類似物（以下に負荷と
呼ぶ）を保持するのに十分な力を生じると共に適度に選
択された低温、例えば−30℃で開放されるように気体ば
ねが設計されなければならない（一般には、気体ばねは
−30℃において負荷の保持開放位置でほぼ１ないし５ポ
ンドの力が負荷にかけられるように設計される）。高温
においては、保持開放位置での出力の増大は50ポンド程
度であり、これの意味するところは、保持開放位置から
閉鎖方向に負荷を運動させるに要する力（操作力）が50
ポンドであるということである。このように大きな操作
力は明らかに不都合である。
本発明の概要 本発明の目的は気体ばねであって低温での操作力と高
温での操作力との差が公知気体ばねに比して著しく小さ
くなるような気体ばねを提供することにある。本発明は
ばねによって初応力を負荷されたチェック弁を備えた気
体ばねの改良に関し、チェック弁は気体ばねのピストン
を横切るバイパスを閉鎖端部側の部分室からピストンロ
ッド側部分室への流体の流れに逆らって閉鎖する。この
種の気体ばねでは、気体ばねの、負荷が閉まるのに逆ら
う力はピストンロッドに作用する力（通常の気体ばねの
力）と、ばねによって初応力を負荷された弁を開放する
のに必要な力との和である。
温での操作力との差が公知気体ばねに比して著しく小さ
くなるような気体ばねを提供することにある。本発明は
ばねによって初応力を負荷されたチェック弁を備えた気
体ばねの改良に関し、チェック弁は気体ばねのピストン
を横切るバイパスを閉鎖端部側の部分室からピストンロ
ッド側部分室への流体の流れに逆らって閉鎖する。この
種の気体ばねでは、気体ばねの、負荷が閉まるのに逆ら
う力はピストンロッドに作用する力（通常の気体ばねの
力）と、ばねによって初応力を負荷された弁を開放する
のに必要な力との和である。
本発明の構成は、シリンダ室を規定するシリンダ素子
を備えた気体ばねであって、シリンダ素子の一端に閉鎖
部材が設けられており、シリンダ素子の他端のところで
はシリンダ素子に対して相対的にかつシールされた状態
で閉鎖部材に対して接近及び離反運動可能に、ピストン
ロッドがシリンダ素子内に収容されており、このピスト
ンロッドにはシリンダ室内でピストンが固定されてお
り、このピストンがシリンダ室を、シリンダ素子の前記
一端に隣合う内側の部分室と、シリンダ素子の前記他端
に隣合う外側の部分室とに分割しており、部分室の容積
がピストンの位置に応じて変化するようになっており、
前記シリンダ室の一部内には液体量が含まれており、シ
リンダ室の残りの部分内には気体量が大気圧より大きな
圧力下で含まれており、外向きにピストンロッドに作用
する力に応動してピストン及びピストンロッドが外側の
部分室へ向かう方向で運動した際に外側の部分室から内
側の部分室へ液体及び気体が流れるのを許す第１のバイ
パスを形成する手段が設けられており、この第１のバイ
パスを閉鎖して内側の部分室から外側の部分室への液体
及び気体の流れを阻止する１方向弁が設けられており、
内側の部分室へ向かうピストンロッドの運動に依存し
て、内側の部分室から外側の部分室への気体及び液体の
流れを許容する第２のバイパスが設けられており、内側
の部分室及び外側の部分室内の液体及び気体の間に所定
の圧力差が存在しない場合に第２のバイパスを通る流れ
を阻止するために第２のバイパスと協働する１方向弁が
設けられており、この１方向弁がばねによって初応力を
負荷されている形式のものにおいて、内側の部分室から
外側の部分室への液体および気体の流れを許容する第３
のバイパスが設けられており、気体ばねの温度が所定値
より低い場合に第３のバイパスを閉鎖するようにかつ気
体ばねの温度が所定値より高い場合に第３のバイパスを
開放するようにこの第３のバイパスと協働する温度感応
式弁素子が設けられていることにある。
を備えた気体ばねであって、シリンダ素子の一端に閉鎖
部材が設けられており、シリンダ素子の他端のところで
はシリンダ素子に対して相対的にかつシールされた状態
で閉鎖部材に対して接近及び離反運動可能に、ピストン
ロッドがシリンダ素子内に収容されており、このピスト
ンロッドにはシリンダ室内でピストンが固定されてお
り、このピストンがシリンダ室を、シリンダ素子の前記
一端に隣合う内側の部分室と、シリンダ素子の前記他端
に隣合う外側の部分室とに分割しており、部分室の容積
がピストンの位置に応じて変化するようになっており、
前記シリンダ室の一部内には液体量が含まれており、シ
リンダ室の残りの部分内には気体量が大気圧より大きな
圧力下で含まれており、外向きにピストンロッドに作用
する力に応動してピストン及びピストンロッドが外側の
部分室へ向かう方向で運動した際に外側の部分室から内
側の部分室へ液体及び気体が流れるのを許す第１のバイ
パスを形成する手段が設けられており、この第１のバイ
パスを閉鎖して内側の部分室から外側の部分室への液体
及び気体の流れを阻止する１方向弁が設けられており、
内側の部分室へ向かうピストンロッドの運動に依存し
て、内側の部分室から外側の部分室への気体及び液体の
流れを許容する第２のバイパスが設けられており、内側
の部分室及び外側の部分室内の液体及び気体の間に所定
の圧力差が存在しない場合に第２のバイパスを通る流れ
を阻止するために第２のバイパスと協働する１方向弁が
設けられており、この１方向弁がばねによって初応力を
負荷されている形式のものにおいて、内側の部分室から
外側の部分室への液体および気体の流れを許容する第３
のバイパスが設けられており、気体ばねの温度が所定値
より低い場合に第３のバイパスを閉鎖するようにかつ気
体ばねの温度が所定値より高い場合に第３のバイパスを
開放するようにこの第３のバイパスと協働する温度感応
式弁素子が設けられていることにある。
有利に、温度感応式弁は、第３のバイパス内に設けら
れ気体ばねの閉鎖端又は内側の部分室に開口したポート
と、所定温度でこのポートを閉じるバイメタル式ポート
閉鎖部材とを備えている。
れ気体ばねの閉鎖端又は内側の部分室に開口したポート
と、所定温度でこのポートを閉じるバイメタル式ポート
閉鎖部材とを備えている。
本発明の１実施態様では、第３のバイパスがピストン
の近傍でピストンロッド部分を貫通して延びており、ポ
ートオリフィスはピストンロッドに取り付けられたコッ
プ状の弁支持体内に位置しており、バイメタル素子は弁
支持体のフランジ部に取り付けられたディスクから成
る。第３のバイパスはディスクとポートとの間で弁支持
体の一部に設けた少なくとも１つの開口を備えている。
の近傍でピストンロッド部分を貫通して延びており、ポ
ートオリフィスはピストンロッドに取り付けられたコッ
プ状の弁支持体内に位置しており、バイメタル素子は弁
支持体のフランジ部に取り付けられたディスクから成
る。第３のバイパスはディスクとポートとの間で弁支持
体の一部に設けた少なくとも１つの開口を備えている。
別の１実施態様では、弁体が、内側の部分室に面した
側でピストンに結合されており、第３のバイパスが、ピ
ストン及び弁体を貫通した通路を備えており、この通路
は弁体の端面に設けたポートに開口しており、温度感応
式の弁素子が、細長いバンドの形状のバイメタル素子を
備えており、このバイメタル素子は一端でポートから遠
いい箇所で弁体に結合されており、かつ、他端にシール
部材を備えており、シール部材はポートの近傍で弁体の
面にシール下で座着するように位置している。シール部
材が座着している弁体の面はシリンダ素子の軸線に対し
て斜めに向いており、かつほぼシリンダ素子の片側に位
置しており、かつ、バイメタル素子はほぼシリンダ素子
の直径方向でシリンダ素子の軸線に対して斜めに延びて
いる。第３のバイパスは外側の部分室から内側の部分室
への流体の流れを阻止するように配置された１方向弁を
備えている。第２のバイパスはピストン及び弁体を貫通
した通路を備えており、この通路は内側の部分室内で弁
体の壁に設けたポートに開口しており、ばねによって初
応力を負荷された１方向弁が弁体の内部の通路部分内に
収容されている。
側でピストンに結合されており、第３のバイパスが、ピ
ストン及び弁体を貫通した通路を備えており、この通路
は弁体の端面に設けたポートに開口しており、温度感応
式の弁素子が、細長いバンドの形状のバイメタル素子を
備えており、このバイメタル素子は一端でポートから遠
いい箇所で弁体に結合されており、かつ、他端にシール
部材を備えており、シール部材はポートの近傍で弁体の
面にシール下で座着するように位置している。シール部
材が座着している弁体の面はシリンダ素子の軸線に対し
て斜めに向いており、かつほぼシリンダ素子の片側に位
置しており、かつ、バイメタル素子はほぼシリンダ素子
の直径方向でシリンダ素子の軸線に対して斜めに延びて
いる。第３のバイパスは外側の部分室から内側の部分室
への流体の流れを阻止するように配置された１方向弁を
備えている。第２のバイパスはピストン及び弁体を貫通
した通路を備えており、この通路は内側の部分室内で弁
体の壁に設けたポートに開口しており、ばねによって初
応力を負荷された１方向弁が弁体の内部の通路部分内に
収容されている。
温度感応式弁が開く温度より低い温度で気体ばねが負
荷を開いたままにしておく場合、気体ばねの力は通常の
気体ばね力と、ばねによって初応力を負荷された１方向
弁を開放させるのに必要な力との和である。温度感応式
弁が（設計に基づく所定温度で）開く場合、第３のバイ
パスは内側の部分室から外側の部分室へ比較的自由に液
体及び気体が流れるのを許す。気体ばねの力は気体圧だ
けによる力（通常の気体ばね圧）である。ばねによって
初応力を負荷されたチェック弁の作用が失われる。
荷を開いたままにしておく場合、気体ばねの力は通常の
気体ばね力と、ばねによって初応力を負荷された１方向
弁を開放させるのに必要な力との和である。温度感応式
弁が（設計に基づく所定温度で）開く場合、第３のバイ
パスは内側の部分室から外側の部分室へ比較的自由に液
体及び気体が流れるのを許す。気体ばねの力は気体圧だ
けによる力（通常の気体ばね圧）である。ばねによって
初応力を負荷されたチェック弁の作用が失われる。
本発明のより良き理解のために、以下に図面について
実施例を説明する。
実施例を説明する。
図面の説明 第１図は本発明の１実施例の縦断面図、 第２図及び第３図は第１図の実施例のピストン部分の
縦断面図であって、チェック弁バイパスモードと温度感
応バイパスモードとをそれぞれ示す図、 第４図及び第５図は第２実施例のピストン部分の縦断
面図であって、チェック弁バイパスモードと温度感応バ
イパスモードとをそれぞれ示す図である。
縦断面図であって、チェック弁バイパスモードと温度感
応バイパスモードとをそれぞれ示す図、 第４図及び第５図は第２実施例のピストン部分の縦断
面図であって、チェック弁バイパスモードと温度感応バ
イパスモードとをそれぞれ示す図である。
実施例の説明 第１図〜第３図に示す気体ばね10は円筒形の管（シリ
ンダ）12を備えており、このシリンダは一端でキャップ
16によって閉鎖されている。ピストンロッド18がシール
ユニット20を介してシリンダ12内に延びており、このシ
ールユニットはシリンダ12の、ピストン突出側端部に配
置されている。取り付け部22,24がキャップ16とピスト
ンロッドとにそれぞれ固定されている。この取り付け部
は気体ばねを車体と負荷（フード、トランクリッドな
ど）とに固定するのに役立つ。
ンダ）12を備えており、このシリンダは一端でキャップ
16によって閉鎖されている。ピストンロッド18がシール
ユニット20を介してシリンダ12内に延びており、このシ
ールユニットはシリンダ12の、ピストン突出側端部に配
置されている。取り付け部22,24がキャップ16とピスト
ンロッドとにそれぞれ固定されている。この取り付け部
は気体ばねを車体と負荷（フード、トランクリッドな
ど）とに固定するのに役立つ。
ピストン26はシリンダ12内でピストンロッドの端部に
固定されていてシリンダ室を２つの部分室IC,OCに分割
しており、各部分室の容積はピストンの位置に依存して
変化する。ピストンとキャップ16との間には内側の部分
室ICが位置し、ピストンとシールユニット20との間には
外側の部分室OCが位置している。
固定されていてシリンダ室を２つの部分室IC,OCに分割
しており、各部分室の容積はピストンの位置に依存して
変化する。ピストンとキャップ16との間には内側の部分
室ICが位置し、ピストンとシールユニット20との間には
外側の部分室OCが位置している。
ピストン26の周面とシリンダ12の内壁との間にギャッ
プが存在する。ピストンのリング溝28が弾性的なピスト
ンリング30を収容しており、ピストンリング30はシリン
ダ12の内壁とシール接触している。シールリング30はリ
ング溝28内で軸方向に運動可能であり、要するにピスト
ンリング30はピストンロッドが内側の部分室IC内に押し
込まれた際にリング溝の下方の肩又はランド28aが係合
した場合、又はピストンロッドが外側の部分室OCへ向か
って引っ張られたさいにリング溝の上方の肩又はランド
28bが係合したさいに軸方向に運動する。リング溝28に
対するピストンリング30のこのような相対運動はピスト
ンリングとシール内壁との摩擦によって生じる。
プが存在する。ピストンのリング溝28が弾性的なピスト
ンリング30を収容しており、ピストンリング30はシリン
ダ12の内壁とシール接触している。シールリング30はリ
ング溝28内で軸方向に運動可能であり、要するにピスト
ンリング30はピストンロッドが内側の部分室IC内に押し
込まれた際にリング溝の下方の肩又はランド28aが係合
した場合、又はピストンロッドが外側の部分室OCへ向か
って引っ張られたさいにリング溝の上方の肩又はランド
28bが係合したさいに軸方向に運動する。リング溝28に
対するピストンリング30のこのような相対運動はピスト
ンリングとシール内壁との摩擦によって生じる。
シリンダ室の大部分の容積はほぼ300から4500psiの圧
力の空気又は窒素によって充たされている。その他の容
積内には液体、例えば油圧ブレーキ液が充填されてい
る。複数の孔32がピストン26を貫通してリング溝28内に
開口している。ピストンが外向きに移動して外側の部分
室OCの容積を減少させると、シリンダ室内の液体及び気
体はピストンを迂回して、下方のフランジ26aとシリン
ダ壁との間に形成された環状の隙間から成る第１のバイ
パス、肩28aとピストンリング30との間の隙間並びにピ
ストンの上方のフランジ26bの孔32を通って外側の部分
室から内側の部分室内へ流入する。
力の空気又は窒素によって充たされている。その他の容
積内には液体、例えば油圧ブレーキ液が充填されてい
る。複数の孔32がピストン26を貫通してリング溝28内に
開口している。ピストンが外向きに移動して外側の部分
室OCの容積を減少させると、シリンダ室内の液体及び気
体はピストンを迂回して、下方のフランジ26aとシリン
ダ壁との間に形成された環状の隙間から成る第１のバイ
パス、肩28aとピストンリング30との間の隙間並びにピ
ストンの上方のフランジ26bの孔32を通って外側の部分
室から内側の部分室内へ流入する。
気体ばねはばね負荷された１方向チェック弁33を備え
ており、このチェック弁は弾性的なシールリング34と、
金属バックアップワッシャ36と、ピストンの外側でピス
トンロッド18に配置された初応力用の圧縮ばね38とから
成る。シールリング34は、シリンダ室内の気体圧と、孔
32からシールリングを離す（チェック弁の開放）のに必
要な力との和の力よりも小さい力によってピストンが内
向きに押し込まれた際に、シリンダ室内の液体及び気体
が外側のフランジ26aの孔32を通ってピストンを迂回し
て流れるのを阻止するためにピストンの外側のフランジ
26aの孔32を閉鎖する。チェック弁を開放するのに必要
な力はばね38の力、孔32の全横断面及びシールリング34
の両側の圧力差によって規定される。
ており、このチェック弁は弾性的なシールリング34と、
金属バックアップワッシャ36と、ピストンの外側でピス
トンロッド18に配置された初応力用の圧縮ばね38とから
成る。シールリング34は、シリンダ室内の気体圧と、孔
32からシールリングを離す（チェック弁の開放）のに必
要な力との和の力よりも小さい力によってピストンが内
向きに押し込まれた際に、シリンダ室内の液体及び気体
が外側のフランジ26aの孔32を通ってピストンを迂回し
て流れるのを阻止するためにピストンの外側のフランジ
26aの孔32を閉鎖する。チェック弁を開放するのに必要
な力はばね38の力、孔32の全横断面及びシールリング34
の両側の圧力差によって規定される。
気体ばねのこのような作用は従来周知である。負荷を
開くためにピストンロッド18が伸長すると、液体がピス
トンを取り囲む。それというのは、この気体ばねは負荷
を保持する伸長状態ではピストンロッド端部が下になる
ように形成されているからである。（液体はリング30,3
4のところで良好なシール作用を生じるが、気体は漏れ
て負荷を次第に降下させる。）使用者が気体ばねの力に
よって助成されて負荷を持ち上げた後に負荷を離すと、
負荷が短距離降下し、ピストンロッドは、ピストンリン
グ30（これはシリンダ壁との摩擦によって動かない状態
にある）に対してピストン26を運動させるのに十分なだ
け深くシリンダ内へ入り込み、ピストンリング30がリン
グ溝の下方のランド28aに座着し、これにより第１のバ
イパスを閉じる。この場合には、ピストンリングが第１
のバイパスのための１方向弁を形成する。この時点で
は、孔32を備えたピストンを横切る第２のバイパスはば
ねによって初応力を負荷された弁33によって閉鎖されて
いる。負荷がさらに降下し、ピストンロッド及びピスト
ンがさらに深くシリンダ内に押し込まれると、内側の部
分室の圧力が増大し、外側の部分室内の圧力が低下し、
これにより、ピストンの両側の圧力差によって外向きの
力が圧力差だけピストンとピストンロッドとに作用し、
負荷し気体ばね力とがバランスされる。
開くためにピストンロッド18が伸長すると、液体がピス
トンを取り囲む。それというのは、この気体ばねは負荷
を保持する伸長状態ではピストンロッド端部が下になる
ように形成されているからである。（液体はリング30,3
4のところで良好なシール作用を生じるが、気体は漏れ
て負荷を次第に降下させる。）使用者が気体ばねの力に
よって助成されて負荷を持ち上げた後に負荷を離すと、
負荷が短距離降下し、ピストンロッドは、ピストンリン
グ30（これはシリンダ壁との摩擦によって動かない状態
にある）に対してピストン26を運動させるのに十分なだ
け深くシリンダ内へ入り込み、ピストンリング30がリン
グ溝の下方のランド28aに座着し、これにより第１のバ
イパスを閉じる。この場合には、ピストンリングが第１
のバイパスのための１方向弁を形成する。この時点で
は、孔32を備えたピストンを横切る第２のバイパスはば
ねによって初応力を負荷された弁33によって閉鎖されて
いる。負荷がさらに降下し、ピストンロッド及びピスト
ンがさらに深くシリンダ内に押し込まれると、内側の部
分室の圧力が増大し、外側の部分室内の圧力が低下し、
これにより、ピストンの両側の圧力差によって外向きの
力が圧力差だけピストンとピストンロッドとに作用し、
負荷し気体ばね力とがバランスされる。
ばねによって初応力を負荷されたこの弁33は気体温度
が所定の低温（例えば30℃）である場合に、負荷を若干
上回る力（例えば１〜５ポンド）が作用するまで閉鎖さ
れているように構成されている。設計温度が低い場合、
この上回る力は、チェックされた位置から負荷を動かす
のに手操作力を要求する。比較的高い温度では、この手
操作力が増大する。それというのは、通常の気体ばね力
が温度上昇に伴って増大するからである。ばねによって
初応力を負荷されたバイパス弁によって加えられる力の
増分（以下弁力という）はいかなる温度でもほぼ一定で
ある。
が所定の低温（例えば30℃）である場合に、負荷を若干
上回る力（例えば１〜５ポンド）が作用するまで閉鎖さ
れているように構成されている。設計温度が低い場合、
この上回る力は、チェックされた位置から負荷を動かす
のに手操作力を要求する。比較的高い温度では、この手
操作力が増大する。それというのは、通常の気体ばね力
が温度上昇に伴って増大するからである。ばねによって
初応力を負荷されたバイパス弁によって加えられる力の
増分（以下弁力という）はいかなる温度でもほぼ一定で
ある。
十分な手操作力が負荷に加えられて気体ばねの全出力
が克服されると、第２図に示すように、ばねによって初
応力を負荷された弁が開き、液体及び気体が孔32を通っ
て流れる。気体ばねが（例えば周囲温度が高いことによ
り、又は太陽若しくはエンジンの熱によって加熱される
ことにより）熱くなっている場合に手操作力が過剰に大
きくなるのを阻止するために、本発明によれば、気体ば
ねが所定温度を越えて加熱されている場合には、弁力の
作用を失わせる手段が設けられる。
が克服されると、第２図に示すように、ばねによって初
応力を負荷された弁が開き、液体及び気体が孔32を通っ
て流れる。気体ばねが（例えば周囲温度が高いことによ
り、又は太陽若しくはエンジンの熱によって加熱される
ことにより）熱くなっている場合に手操作力が過剰に大
きくなるのを阻止するために、本発明によれば、気体ば
ねが所定温度を越えて加熱されている場合には、弁力の
作用を失わせる手段が設けられる。
ピストンロッドの内端部に軸方向の孔40が形成されて
おり、この軸方向の孔し交差して単数又は複数の半径方
向の孔42が設けられている。これらの孔40,42は内側の
部分室ICと外側の部分室OCとの間に第３のバイパス形成
しており、この第３のバイパスは機能的には第２のバイ
パスに対して並列にチェック弁33によって制御される。
温度感応式弁44がこの第３のバイパス内に配置されてい
る。この弁44はコップ状の支持体46及び取り付け管48を
備えており、この取り付け管48は孔40内に挿入されてお
り、かつポート52で終わる通路50を備えている。弁44は
さらにシールガスケット54及びバイメタルディスク56を
備えており、このバイメタルディスクはスプリットリン
グ58によって支持体46のフランジ部46aに保持されてい
る。支持体46の底部に設けた単数又は複数の孔60が支持
体46の内部と気体ばねの内側の部分室ICとを連通させて
いる。バイメタルディスクの温度が比較的低いと、バイ
メタルディスクは第２図から判るように平ら又は若干血
状となって弾性的にガスケット54と係合してポート52を
閉鎖し、第３のバイパス（通路50、孔40、孔42）を通る
液体及び気体の流れを阻止する。バイメタルディスクが
所定の温度より高い温度に加熱されると、バイメタルデ
ィスクは第３図に示したように著しく深い皿状に変形し
てポート52を開放し、内側の部分室IC内の液体を矢印で
示すように第３のバイパス通路を通して外側の部分室OC
内へ流入せしめる。この温度感応式弁44の開放状態で
は、気体ばねの力だけが、ピストンロッドの内向きの運
動に抵抗する。従って、気体ばねの温度が十分に高くこ
れにより気体ばね力が負荷を上回った際に変形してポー
ト52を開放するようにバイメタルディスクが形成され、
このようにして、適度の温度でのロック機能が維持され
る。しかし、気体ばねが熱い時、弁力の排除は負荷を閉
鎖方向に運動させる際の操作力を減少せしめる。一般に
よく知られているように、温度感応式弁はおおざっぱに
０℃で開放されるように形成される。低温において、第
２のバイパスの作用を失わせ、その際負荷閉鎖の近傍で
弁力を排除することによって液体及び気体及び気体のバ
イパスを許容するようにキャップの近くのシリンダ部分
14（第１図）はピストンリング30のO.D.に比して大きな
直径を有している。温度においては、温度感応式弁はピ
ストンの全行程にわたり第２のバイパスの作用を失わせ
て弁力を排除する。従ってシリンダの拡大区分は不要で
ある。本発明によれば、多くの場合、閉鎖の近傍で力を
レリースすることに対する従来の要求が消失する。
おり、この軸方向の孔し交差して単数又は複数の半径方
向の孔42が設けられている。これらの孔40,42は内側の
部分室ICと外側の部分室OCとの間に第３のバイパス形成
しており、この第３のバイパスは機能的には第２のバイ
パスに対して並列にチェック弁33によって制御される。
温度感応式弁44がこの第３のバイパス内に配置されてい
る。この弁44はコップ状の支持体46及び取り付け管48を
備えており、この取り付け管48は孔40内に挿入されてお
り、かつポート52で終わる通路50を備えている。弁44は
さらにシールガスケット54及びバイメタルディスク56を
備えており、このバイメタルディスクはスプリットリン
グ58によって支持体46のフランジ部46aに保持されてい
る。支持体46の底部に設けた単数又は複数の孔60が支持
体46の内部と気体ばねの内側の部分室ICとを連通させて
いる。バイメタルディスクの温度が比較的低いと、バイ
メタルディスクは第２図から判るように平ら又は若干血
状となって弾性的にガスケット54と係合してポート52を
閉鎖し、第３のバイパス（通路50、孔40、孔42）を通る
液体及び気体の流れを阻止する。バイメタルディスクが
所定の温度より高い温度に加熱されると、バイメタルデ
ィスクは第３図に示したように著しく深い皿状に変形し
てポート52を開放し、内側の部分室IC内の液体を矢印で
示すように第３のバイパス通路を通して外側の部分室OC
内へ流入せしめる。この温度感応式弁44の開放状態で
は、気体ばねの力だけが、ピストンロッドの内向きの運
動に抵抗する。従って、気体ばねの温度が十分に高くこ
れにより気体ばね力が負荷を上回った際に変形してポー
ト52を開放するようにバイメタルディスクが形成され、
このようにして、適度の温度でのロック機能が維持され
る。しかし、気体ばねが熱い時、弁力の排除は負荷を閉
鎖方向に運動させる際の操作力を減少せしめる。一般に
よく知られているように、温度感応式弁はおおざっぱに
０℃で開放されるように形成される。低温において、第
２のバイパスの作用を失わせ、その際負荷閉鎖の近傍で
弁力を排除することによって液体及び気体及び気体のバ
イパスを許容するようにキャップの近くのシリンダ部分
14（第１図）はピストンリング30のO.D.に比して大きな
直径を有している。温度においては、温度感応式弁はピ
ストンの全行程にわたり第２のバイパスの作用を失わせ
て弁力を排除する。従ってシリンダの拡大区分は不要で
ある。本発明によれば、多くの場合、閉鎖の近傍で力を
レリースすることに対する従来の要求が消失する。
第４図及び第５に示す実施例は機能的にはほぼ第１図
〜第３図の実施例と同様であるが、若干構成を異にす
る。ピストン102とワッシャ104とから成る表ピストンユ
ニット100はピストンロッド106の端部に配置されてお
り、リング溝110内にシールリング108を収容している。
ピストンロッドがシリンダ素子から突出する際に外側の
部分室OCから内側の部分室ICへの流体の流れを許すがそ
の逆の流れ方向ではシールリングによって閉じられる第
１のバイパスはピストン102の面に設けたラビリンス溝1
12から成り、このラビリンス溝112はリング溝110の底部
に開口している。ピストンロッドがシリンダから突出す
ると、シールリングはリング溝内で上方へ移動し、ラビ
リンス溝112の入口端114に流体を流入せしめる。ラビリ
ンス溝の出口端はワッシャ104の孔に開口しており、こ
の孔は内側の部分室へ通じている。ピストンロッドがシ
リンダ内に突入すると、第４図及び第５図に示すよう
に、シールリングがリング溝の下方の肩に座着して第１
のバイパスを通る流体の流れを阻止する。ラビリンス溝
によるバイパスはそれ自体は公知であり、ピストンロッ
ドの突出方向の運動時にピストンひいてはピストンロッ
ドの速度を制御するために設けられる。
〜第３図の実施例と同様であるが、若干構成を異にす
る。ピストン102とワッシャ104とから成る表ピストンユ
ニット100はピストンロッド106の端部に配置されてお
り、リング溝110内にシールリング108を収容している。
ピストンロッドがシリンダ素子から突出する際に外側の
部分室OCから内側の部分室ICへの流体の流れを許すがそ
の逆の流れ方向ではシールリングによって閉じられる第
１のバイパスはピストン102の面に設けたラビリンス溝1
12から成り、このラビリンス溝112はリング溝110の底部
に開口している。ピストンロッドがシリンダから突出す
ると、シールリングはリング溝内で上方へ移動し、ラビ
リンス溝112の入口端114に流体を流入せしめる。ラビリ
ンス溝の出口端はワッシャ104の孔に開口しており、こ
の孔は内側の部分室へ通じている。ピストンロッドがシ
リンダ内に突入すると、第４図及び第５図に示すよう
に、シールリングがリング溝の下方の肩に座着して第１
のバイパスを通る流体の流れを阻止する。ラビリンス溝
によるバイパスはそれ自体は公知であり、ピストンロッ
ドの突出方向の運動時にピストンひいてはピストンロッ
ドの速度を制御するために設けられる。
ばねによって初応力を負荷された第２のバイパスはピ
ストンユニットと、内側の部分室側でピストンユニット
に取り付けられた弁体118とを貫通して延びる通路116か
ら成る。弁はばねによって初応力を負荷されたボールチ
ェック弁として形成されており、この弁はボール120と
ばね122とから成り、弁体118内に取り付けられている。
通路116内にプレスばめされた管状のポート素子124がば
ねのための座を形成しており、かつ機械的に弁体をピス
トンユニットに結合せしめている。
ストンユニットと、内側の部分室側でピストンユニット
に取り付けられた弁体118とを貫通して延びる通路116か
ら成る。弁はばねによって初応力を負荷されたボールチ
ェック弁として形成されており、この弁はボール120と
ばね122とから成り、弁体118内に取り付けられている。
通路116内にプレスばめされた管状のポート素子124がば
ねのための座を形成しており、かつ機械的に弁体をピス
トンユニットに結合せしめている。
第３のバイパスを形成する形成する温度感応式バイパ
スはピストンユニットと弁体とを貫通する通路126から
なり、この通路は弁体の面130に設けたポート128に開口
している。弁体はシリンダの軸線に対して斜めに向いて
いる。ストリップ又はハンドの形状のバイメタル素子13
2が一端で例えばねじ134によって弁体に固定されてお
り、かつその他方の端部にシール部材136を備えてお
り、このシール部材はバイメタル素子132に設けた孔内
に押しはめられている。バイメタル素子132はほぼシリ
ンダのほぼ直径方向でシリンダを斜めに横切って延びて
おり、この配置によれば、バイメタル素子を比較的長
く、従って温度感応性の点で高精度に形成することがで
きる。通路126内に収容された管状のポート素子138は１
方向チェック弁のボール140を保持しており、この１方
向チェック弁は、ピストンロッドがシリンダから突出す
る際に第３のバイパスを通る流れを阻止する。このポー
ト素子138はピストン及び弁体の孔内にプレスばめされ
ており、かつ機械的に弁体をピストンに結合させてい
る。
スはピストンユニットと弁体とを貫通する通路126から
なり、この通路は弁体の面130に設けたポート128に開口
している。弁体はシリンダの軸線に対して斜めに向いて
いる。ストリップ又はハンドの形状のバイメタル素子13
2が一端で例えばねじ134によって弁体に固定されてお
り、かつその他方の端部にシール部材136を備えてお
り、このシール部材はバイメタル素子132に設けた孔内
に押しはめられている。バイメタル素子132はほぼシリ
ンダのほぼ直径方向でシリンダを斜めに横切って延びて
おり、この配置によれば、バイメタル素子を比較的長
く、従って温度感応性の点で高精度に形成することがで
きる。通路126内に収容された管状のポート素子138は１
方向チェック弁のボール140を保持しており、この１方
向チェック弁は、ピストンロッドがシリンダから突出す
る際に第３のバイパスを通る流れを阻止する。このポー
ト素子138はピストン及び弁体の孔内にプレスばめされ
ており、かつ機械的に弁体をピストンに結合させてい
る。
負荷の力に逆らってピストンロッドがシリンダから突
出すると、ボール弁120,140が第２及び第３のバイパス
を閉じ、流体はラビリンス溝112から成る第１のバイパ
スを通ってのみ外側の部分室から内側の部分室へ流れ
る。この第１のバイパスは流れを絞ってピストンロッド
の前記突出運動速度を制限する。バイメタル素子132の
温度が所定温度まで低下すると、シール部材136は第４
図に示すように、弁体の面130に密着し、その際に面シ
ールが形成され、これによって、ピストンロッドがシリ
ンダ内に押し込まれた場合に、内側の部分室から外側の
部分室へ第３のバイパスを通って媒体が流れない。この
状態でシリンダ内に突入するピストンロッドの運動に逆
らう力は、気体によって生じる力と弁120,122の開放に
要する力との和である。弁の開放に要する力は、低温で
開放維持力を生じせしめるべく、気体によって生じる力
を助成する力である。バイメタル素子の設定値より高い
温度ではシール部材136が第５図に示すように面130から
離れ、バイメタル素子132はその低温状態から転換され
て第３のバイパス（通路126）を開放し、内側の部分室
から外側の部分室への流体の流れを可能にする。第３の
バイパスを流体が流れることによって、流れがほぼ無制
限に流れ、第２のバイパスが作用を失い、ばね負荷され
た弁120,122の力はピストンロッドの内向きの動きを妨
げない。
出すると、ボール弁120,140が第２及び第３のバイパス
を閉じ、流体はラビリンス溝112から成る第１のバイパ
スを通ってのみ外側の部分室から内側の部分室へ流れ
る。この第１のバイパスは流れを絞ってピストンロッド
の前記突出運動速度を制限する。バイメタル素子132の
温度が所定温度まで低下すると、シール部材136は第４
図に示すように、弁体の面130に密着し、その際に面シ
ールが形成され、これによって、ピストンロッドがシリ
ンダ内に押し込まれた場合に、内側の部分室から外側の
部分室へ第３のバイパスを通って媒体が流れない。この
状態でシリンダ内に突入するピストンロッドの運動に逆
らう力は、気体によって生じる力と弁120,122の開放に
要する力との和である。弁の開放に要する力は、低温で
開放維持力を生じせしめるべく、気体によって生じる力
を助成する力である。バイメタル素子の設定値より高い
温度ではシール部材136が第５図に示すように面130から
離れ、バイメタル素子132はその低温状態から転換され
て第３のバイパス（通路126）を開放し、内側の部分室
から外側の部分室への流体の流れを可能にする。第３の
バイパスを流体が流れることによって、流れがほぼ無制
限に流れ、第２のバイパスが作用を失い、ばね負荷され
た弁120,122の力はピストンロッドの内向きの動きを妨
げない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−179447（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−65926（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−21257（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4529180（ＵＳ，Ａ) 米国特許4337849（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16F 9/00 - 9/58
Claims (8)
- 【請求項１】室を規定するシリンダ素子を備えた気体ば
ねであって、シリンダ素子の一端に閉鎖部材が設けられ
ており、シリンダ素子の他端のところでシリンダ素子に
対して相対的にかつシールされた状態で閉鎖部材に対し
て接近及び離反運動可能に、ピストンロッドがシリンダ
素子内に収容されており、このピストンロッドにはシリ
ンダ室内でピストンが固定されており、このピストンが
シリンダ室をシリンダ素子の前記一端に隣合う内側の部
分室と、シリンダ素子の前記他端に隣合う外側の部分室
とに分割しており、部分室の容積がピストンの位置に応
じて変化するようになっており、前記室の一部内には液
体量が含まれており、室の残りの部分内には気体量が大
気圧より大きな圧力下で含まれており、ピストンロッド
に外向きに作用する力に応動してピストン及びピストン
ロッドが外側の部分室へ向かう方向で運動した際に外側
の部分室から内側の部分室へ液体及び気体の流れを許す
第１のバイパスを形成する手段が設けられており、この
第１のバイパスを閉鎖して内側の部分室から外側の部分
室への液体及び気体の流れを阻止する１方向弁が設けら
れており、内側の部分室へ向かうピストンロッドの運動
に依存して、内側の部分室から外側の部分室への気体及
び液体の流れを許容する第２のバイパスが設けられてお
り、内側の部分室及び外側の部分室内の液体及び気体の
間に所定の圧力差が存在しない場合に第２のバイパスを
通る流れを阻止するために第２のバイパスと協働する１
方向弁が設けられており、この１方向弁がばねによって
初応力を負荷されている形式のものにおいて、内側の部
分室から外側の部分室への液体及び気体の流れを許容す
る第３のバイパスが設けられており、気体ばねの温度が
所定値より低い場合に第３のバイパスを閉鎖するように
かつ気体ばねの温度が所定値より高い場合に第３のバイ
パスを開放するようにこの第３のバイパスと協働する温
度感応式弁素子が設けられていることを特徴とする温度
感応式バイパス弁を備えたセルフロッキング式気体ば
ね。 - 【請求項２】内側の部分室内へのポートのところで第３
のバイパスが開くようになっており、温度感応式弁素子
がバイメタル素子を備えており、このバイメタル素子が
このポートを開閉するようにこのポートと協働している
ことを特徴とする請求項１記載の気体ばね。 - 【請求項３】第３のバイパスが、ピストンの近傍のピス
トンロッド部分を貫通しており、かつ、前記ポートが第
３のバイパスの端部に位置することを特徴とする請求項
２記載の気体ばね。 - 【請求項４】前記ポートのオリフィスが、ピストンロッ
ドに固定されたカップ状の弁支持体内に位置しており、
バイメタル素子がこの弁支持体のフランジ部に取り付け
られたディスクから成り、第３のバイパスが少なくとも
１つの開口を、それも前記ディスクと前記ポートとの間
の支持体部分に備えていることを特徴とする請求項１記
載の気体ばね。 - 【請求項５】弁体が、内側の部分室に面したピストン面
に結合されており、第３のバイパスがピストン及び弁体
を貫通した通路を備えており、この通路が、弁体の面に
設けたポートに開口しており、温度感応式弁素子が、一
端で弁体の、それもポートから離れた箇所に固定された
細長いバンド状のバイメタル素子を備えており、このバ
イメタル素子がその他端にシール部材を備えており、こ
のシール部材がポートの近傍で弁体面にシール下で座着
可能であることを特徴とする請求項１記載の気体ばね。 - 【請求項６】シール部材をシール下で座着させる前記弁
体面がシリンダ素子の軸線に対して傾斜しておりかつシ
リンダ素子の片側に隣接して位置しており、バイメタル
素子が、シリンダ素子の軸線に対して斜めにシリンダ素
子のほぼ直径方向で延びていることを特徴とする請求項
５記載の気体ばね。 - 【請求項７】第３のバイパスが、外側の部分室から内側
の部分室への流れを阻止するように配置された１方向弁
を備えていることを特徴とする請求項５記載の気体ば
ね。 - 【請求項８】第２のバイパスが、ピストン及び弁体を貫
通した通路を備えており、この通路が、内側の部分室内
で弁体の壁に設けたポートに開口しており、ばねによっ
て初応力を負荷された１方向弁が、支持体の弁体部分内
の通路の１部分内に収容されており、第３のバイパスが
ディスク状のバイメタル素子とポートとの間において支
持体の部分に設けた少なくとも１つの開口を備えている
ことを特徴とする請求項５記載の気体ばね。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40546889A | 1989-09-11 | 1989-09-11 | |
| US405,468 | 1989-09-11 | ||
| US57041690A | 1990-08-21 | 1990-08-21 | |
| US570,416 | 1990-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04503560A JPH04503560A (ja) | 1992-06-25 |
| JP2846112B2 true JP2846112B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=27019079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2513732A Expired - Fee Related JP2846112B2 (ja) | 1989-09-11 | 1990-09-07 | 温度感応式バイパス弁を備えたセルフロッキング気体ばね |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5106065A (ja) |
| EP (1) | EP0447517B1 (ja) |
| JP (1) | JP2846112B2 (ja) |
| AU (1) | AU636667B2 (ja) |
| DE (1) | DE69009171T2 (ja) |
| ES (1) | ES2057589T3 (ja) |
| WO (1) | WO1991003664A1 (ja) |
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| DE102019118211A1 (de) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Stabilus Gmbh | Temperaturgetriebene Ventilanordnung |
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