JP3179294U - 流体バネ - Google Patents

Abstract

【課題】長期間使用でき、ガスケット装置の変形が少なく、簡単で素早く組み立てられる流体バネを提供する。
【解決手段】流体バネ１は、封入体２の内部空間３に圧縮可能な流体が挿入される。封入体に搭載された摺動可能な圧縮装置７と、封入体との間に流体が漏れないようにするガスケット装置９を備える。圧縮装置の摺動工程を誘導するために、圧縮装置と封入体との間にガイドバンド１２を少なくとも一つ備える。ガイドバンドの圧縮装置に面する内部表面と封入体に面する外部表面との間にある厚みは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．３ｍｍである。
【選択図】図２

Description

本考案は、流体バネに関する。

従来技術によると、流体バネは、通常、内部空間を有する封入体を備え、内部空間には、不活性ガスが充填され、空間と外部との間に通過流路が規定される。
空間と通過流路の内部には、気体に作用するロッドが摺動可能に挿入され、その内部端部にはヘッド部分があり、同部分はロッドよりも幅が広く、ストローク・エンドの役割も果たす。

外については、気体を利用したバネは、従来的な螺旋バネとして作用し、圧力が加わるのと反対の力を発展させる。しかしながら、気体を利用したバネの場合、力は、内部空間に含まれる気体の膨張と圧縮に連動している。

実際に、ロッドを下げることで、気体は圧縮され（バネは圧迫され）、ロッドを解放することで、圧縮されていた気体は拡張し、気体は当初の状態に戻る。
さらに、通常は、気体を利用したバネは、封入体とロッドとの間に設置されたガスケット装置を少なくとも一つ備えて、気体が空間から漏れ出して、バネを摺動させることを防ぐ。

前記ガスケット装置は、通常、ロッドの周りに位置するリングである。さらに、ガスケット装置は、封入体に少なくとも部分的に連結し、ロッドが摺動する間に、一定の位置に停止した状態を保つ。

封入体とロッドとの間に設定される一つまたはそれ以上のガイドバンドが存在し、それらのガイドバンドは、ロッドをできるだけ、気体を利用したバネの基部に対して垂直に保ち、ロッドと封入体との間に生じる接触を避ける。
各ガイドバンドは、低い摩擦係数を有し、作動中の各ガイドバンドに対して加わる荷重に耐えるものとする。

前記ガイドバンドは、混合または金属ポリマー素材からなるリングで、１．５ｍｍ〜３ｍｍの厚みを有する。前記リングは、封入体の内壁、特に通過流路の内部に実施される特定の台座に固定されるべきである。
前記台座は、旋盤を使った長時間の工程を経て実施される。数ミリの必要な深さを確保する必要があるからである。各ガイドリングは、直径を形作り、各台座の内部に同リングを挿入できるように、断面サイズを規定する。

しかしながら、この従来技術は、いくつかの不都合を有する。
ガイドリングとガスケット装置に沿ってロッドが摺動し、熱が発生することで、気体の損失を伴って、前記ガスケット装置の変形（一般的に「押し出し成形」と呼ばれる）が同時に生じる。結果として、ガスケット装置の変形によりネジが緩まり、効率性を失うことになる。

したがって、バネを再利用するには、変形したガスケット装置を新しいガスケット装置と交換する必要があり、内部空間に新しい気体を入れなければならない。明らかにこの工程は、時間の著しい損失であり、お金の無駄を意味する。
さらに、気体を利用した前記バネは構造的に、好ましくは閉鎖タイプの各台座内部でガイドバンドを組み立てるのに手作業とある種の手際よさを必要とするので、実施するのに複雑さを伴う。

一方で、ガイドバンドを固定する台座が、開放タイプであるとき、即ち、外部に面している場合、ガイドリングの挿入後にカバーで再び閉じられる構造である。
しかしながら、このタイプの台座では、気体を利用したバネの最適な密封性が保証されず、バネ自体の製造が複雑なものになる。

かかる状況に鑑み、本考案の目的は、従来技術の不都合を克服する流体バネを提供することである。
特に、従来技術によるバネよりも長い有用期間を有する流体バネを提供することが本考案の目的である。
さらに特に、ガスケット装置の変形を避ける流体バネを提供することが本考案の目的である。
最後に、本考案の目的は、簡単に実施できて、素早く組み立てられる流体バネを提供することである。

前記目的は、添付の実用新案登録請求の範囲に記載されたとおりの流体バネによって実質的に達成される。

本考案の別の特徴と利点は、好ましい実施形態の詳細で非限定的な説明に主に記載されているが、添付の図面に示された流体バネに関して以下のとおり説明されている：

本考案は、提案された目的を達成する。
特に、本考案は、従来技術より長い使用期間を有する流体バネ１を実施することを可能にする。
実際に、このように小さい大きさのガイドバンドは、封入体の外部に向けて熱をより効率的に拡散させることができる。
このように、ガスケット装置はあまり加熱されず、それほど急速に摩耗しないので、気体を利用したバネが、より長い時間、荷重を保持することが可能である。それにより、気体を利用したバネは２０％から３０％、使用期間が驚異的に伸びるのである。

さらに、本考案は、容易に経済的に実施されることが特筆されるべきである。
実際、ガイドバンドは、簡単で迅速な旋盤工程によって実施できる固定台座を要求し、その台座は、従来技術のようにミリオーダーではなくて、十分の一ミリオーダーしかない深さである。

さらに、本考案の目的であるガイドバンドが、閉じられた台座に、極めて簡単に搭載されるので、開放タイプの組立台座および固定台座を用いて複雑な空間を作り出す必要はない。
ガイドバンドは、どの大きさについても簡単に適用できて、とても薄いので、ガイドバンドの組立は簡単で素早くできる。

最後に、従来技術によって実施されるポリマーまたは混合素材からなるリングよりも、ポリマー素材を少なく使用するので、前記流体バネは、生態系にも有利であると当然考えられる。

本考案の流体バネの分解組立部分断面図である。 本考案の第一実施形態による流体バネの正面部分断面図である。 本考案の第二実施形態による流体バネの正面部分断面図である。 本考案の第三実施形態による流体バネの正面部分断面図である。 本考案の目的である流体バネの部品を示す。 本考案の第四実施形態による流体バネの正面部分断面図である。 図６の第四実施形態による流体バネの第一部品の正面から見た断面図である。 図６の第四実施形態による流体バネの第二部品を上から見た図である。

前記図面に関して、本考案による流体バネが参照番号１で示されている。
特に、流体バネ１は、空間３の内部を示す封入体２を備える。
前記封入体２は、底部２ｂの部分から開口部２ｃまで、伸張軸２ａに沿って伸張する。
添付の図面からわかるとおり、封入体２はさらに、空間３を開口部２ｃと外部空間へとつなげる流路４を有する。

流路４は空間３の幅より狭い幅を有し、そのとき両方の幅は、封入体２の伸張軸２ａに対して横断方向に測定される。したがって、空間３と流路４の間には切込み部分８が設けられる。
図１の分解組立図で示された好ましい実施形態において、底部２ｂは封入体２に挿入された栓５を備える。

パッキング・リング６は栓５と封入体２の間に設定されることで、内部空間３の密封状態を実施する。
図示されない別の実施形態によると、底部２ｂは封入体２とワンボディを形成するが、機械裁断によらずに前記封入体と切り離すことはできない。

さらに、流体バネ１は、封入体２の内部に摺動するように搭載され、少なくとも部分的に空間３の内部に伸びる圧縮装置７を備える。

圧縮装置７は、矢印Ｅで示したとおり、上に向けて移動するときに拡張のための摺動軸運動を実行し、矢印Ｃで示したとおり、下に向けて移動するときに圧縮のための摺動軸運動を実行する。
圧縮装置７は、封入体２の流路４内部に摺動して挿入されるロッド７ａを備える。ロッド７ａはまた、空間３内部に少なくとも部分的に摺動する。
ロッド７ａの一端部に、特に空間３内部に含まれる端部に、圧縮装置７のロッド７ａについて拡張された部分を定義する頭部７ｂが存在する。

添付図面からよくわかるとおり、頭部７ｂは拡張摺動工程中に、圧縮装置７のストローク・エンドを定義する。
頭部７ｂが示す、封入体２の伸張軸２ａを横断して測定される幅は、封入体２の伸張軸２ａを横断して測定され、切込み部分８に近接する流路４の幅よりも大きい。

圧縮装置７は、大部分が空間３から出た状態で、頭部７ｂが空間３と流路４の間にある切込み部分８に衝突する状態である拡張位置と、その拡張位置とは反対に、頭部７ｂが封入体２の底部２ｂに近接する位置にある圧縮位置との間を移動する構造である。

流路４も空間３も、いずれも各内部表面１０、１１を有し、それらは好ましくは環状形態を有する。特に流路４の内部表面１０は圧縮装置７、とりわけロッド７ａを囲む。ロッド７ａは、流路４の開口部に沿って寸法どおりに挿入される。

流体バネ１は、内部空間３に挿入される圧縮可能な流体２を含む。
特に、内部空間３に挿入される流体２は、圧縮装置７の圧縮摺動工程ついて予め決定された抵抗力を実施するために圧縮される。
前記流体２は、好ましくは、不活性ガスであり、より好ましくは、窒素分子を含む気体である。
したがって、添付の図面に示された好ましい実施形態の流体バネ１は、「気体を利用したバネ」と呼ばれる。

さらに付け加えると、流体バネ１は、内部空間３から流体が漏れ出ることを防ぐために、封入体２と圧縮装置７との間に設置された好ましくは環状のガスケット装置９を少なくとも一つ備える。詳しく説明すると、ガスケット装置９は、封入体２の流路４の内部表面１０とロッド７ａとの間に設定される。

より有利な形態として、流路４の内部表面１０は、当該ガスケット装置、または同装置の上に位置するスクレイパーと輪郭を共有するガスケット装置９とスクレイパー１６の固定台座１５を有する。
ロッド７ａは、ガスケット装置９と接触する摺動表面７ｃを有することにより、内部空間３の密封性を保つ。

封入体２の開口部２ｃに近接する上方位置において、バネ１は、リング形状のロッド・スクレイパー１６を備える。
流体バネ１はさらに、圧縮装置７と封入体２との間に設定されたガイドバンド１２を少なくとも一つ備えて、圧縮装置７の摺動工程を封入体２の内部にガイドする構造である。

ガイドバンド１２は、ロッド７ａをバネ１の基部に対して、できるだけ垂直に保つことで、ロッド７ａと封入体２との間に接触が生じることを防ぐ。ガイドバンド１２は、低い摩擦係数を有し、バネ装置が運行中に前記バンドにかかる荷重に耐える構造である。
ガイドバンド１２は、好ましくは、円形状で、圧縮装置７を囲み、摺動表面１７を有し、その摺動表面に対して、圧縮装置７と封入体２は、バンド１２の連結箇所に応じて、関連運動を展開するのである。

特に、図２と図４に見られる第一形態において、ガイドバンド１２は、好ましくは、封入体２に連結し、圧縮装置７は、バンドの摺動表面１７に対して特に、バンド１２に対して相対的に摺動する構造である。
一方、図３に示された形態では、ガイドバンド１２は、圧縮装置７にも、とりわけ、頭部７ｂに連結しており、空間３に合うべく、封入体２について摺動可能である。この場合、摺動表面１７は、空間３に合うべく、封入体２の内部表面１１に面している。

添付の図面から明らかなように、前記ガイドバンド１２は、流路４に少なくとも常時存在し、封入体２とロッド７ａの間に配置されている（図２、図３および図４）。
図２、図３および図４に示された全ての形態において、ガイドバンド１２は、少なくとも封入体２に接合され、特に、流路４の内部表面１０に接合されるが、その一方で、圧縮装置７が摺動する際にそれに面していて、特に、ロッド７ａの摺動表面７ｃに面して、同表面と接触することになる。

図３と図４に示された形態において、一つまたは複数のガイドバンド１２は、空間３に合致する封入体の内部表面１１と頭部７ｂの側壁１３との間にもまた設置される。
最後に述べたこの形態において、特に、ガイドバンド１２は、空間３の内部表面１１に、または頭部７ａの側壁１３に連結する。

図３において示された形態では、ガイドバンド１２は、特定の固定台座に位置する頭部７ｂの側壁１３に連結し、空間３に合致すべく、封入体２の内部表面１１に対して摺動する構造であり；ロッド７ａの頭部７ｂに掘られた前記固定台座は０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、好ましくは、０．２ｍｍの深さを有する。

図４において示された形態では、一つまたは複数のガイドバンド１２は、空間３と頭部７ｂに合致するべく、封入体２の内部表面１１に連結し、圧縮装置７全体は、これに沿って摺動する。
前述のとおり、ガイドバンド１２は、リング形状を有し：したがって、リング軸または封入体２の軸２ａに面した内部表面１２ａおよび、それの反対側の外部表面１２ｂを特定することが可能である。

ガイドバンド１２は、圧縮装置７に面する内部表面１２ａと封入体２に面する外部表面１２ｂの間に厚みＳを有し、十分の一ミリオーダーの０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．３ｍｍの厚みである。
有利な形態として、ガイドバンド１２は、高い熱伝導特性を有する金属素材によって実施される。例えば、青銅、または他の金属を加熱して固めた素材が利用される。

有利な形態として、摺動表面１７において、各ガイドバンド１２は、ナイロンやＰＴＦＥなどのポリマー素材で実施される被膜を有する。
前記のポリマー素材を用いた被膜は、０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍ、好ましくは、０．０５ｍｍという百分の一のミリオーダーの厚みを有する。

各ガイドバンド１２は、同ガイドバンド１２と輪郭を一にする固定台座１４にそれぞれ固定される。特に、ガイドバンド１２の大きさが小さい場合には、各台座１４も浅い深さを有し、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、好ましくは、０．２ｍｍの深さを有する。
数十分の一ミリの単位の大きさを有する固定台座は、極めて短かく、単純な旋盤加工工程しか必要としない。
軸方向２ａで測定されるガイドバンド１２の高さに関しては、それらは変動可能である。

図６、図７、および図８（図面の上位リストにおいて実施可能な第四形態と呼ばれる）に示された別の選択的な実施形態については、バネ１は、ガイドバンド１２の外部表面１２ｂに連結し、同外部表面１２ｂから飛び出た係止突起１８を備える。言い換えると、係止突起１８は、ガイドバンド１２に連結し、外部表面１２ｂから飛び出ている。特に、図８では、係止突起１８は円形状で、ガイドバンド１２を囲み、外部表面１２ｂに連結している。言い換えると、係止突起１８は、ガイドバンド１２の全周囲に沿って伸びるガイドバンド１２の外部突出物を定義する。さらに言い換えると、係止突起１８は外部表面１２ｂから伸張軸２ａに対して直角な方向に伸張する。

さらに、図７において、係止突起１８は、伸張軸２ａに平行の方向に、ガイドバンド１２の長さの実質的に半分の位置に規定される。言い換えると、係止突起１８は、伸張軸２ａに平行の方向にある外部表面１２ｂの実質的に中央位置に連結している。

さらに図６において、ガイドバンド１２の固定台座１４は、伸張軸２ａと平行方向に、ガイドバンド１２の運動を使用中に防ぐために、係止突起１８を受け入れるための凹部１９を有する。言い換えると、ガイドバンド１２の固定台座１４は、ガイドバンド１２の外部表面１２ｂと輪郭を共有する。このように、係止突起１８は、使用中に、ガイドバンド１２の運動を阻むために、凹部１９に挿入される。

係止突起１８の位置に応じて、凹部１９は、伸張軸２ａと平行方向に、台座１４の中間の高さの位置に設定される。より有利な形態として、係止突起１８と凹部１９が連動して存在するために、ガイドバンド１２を定位置に保つためさらに必要な留め具等を排除することが可能になる。さらに、係止突起１８と凹部１９が連動して存在するために、ガイドバンド１２の内部表面１２ａの長さ（伸張軸２ａについて平行に規定される）を長くすることが可能である。

さらに、図７−図９までに示された別の実施形態において、ガイドバンド１２と係止突起１８はワンボディである、言い換えると、ガイドバンド１２と係止突起１８はワンピースで実施される。
最後に、図７では、ガイドバンド１２の厚みＳは、内部表面１２ａと係止突起１８を除く外部表面１２ｂの間に含まれる距離であることを指摘する必要がある。さらに加えると、係止突起１８は、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの伸張軸２ａに直角な方向の、外部表面１２ｂから測定された厚みであることが好ましい。

同様に、各凹部１９もまた０．１ｍｍ〜１０ｍｍの深さを有する。いずれの場合も、係止突起１８の厚みと凹部１９の相応する深さが、工程の要求とバネ１の全体の大きさによって、前述の範囲に入らない数値を有する場合もある。さらに、図２、図３、図４および図６に示されたとおり、ガイドバンド１２は、互いに向かい合う不連続リングの同一表面をカバーするか、もしくは、長い単一のバンドの形状で、カバーすべき全表面をカバーする構造である。

前記バンドの実施形態は次のとおりである：金属シートまたは金属リボンが予め規定され、同シートの表面はポリマー素材で被膜され、最後に、所望の大きさのバンドが裁断される。

流体バネは、油・空気圧力の形で、圧縮エネルギーを蓄積して、一般的に作動領域で多様な機能を展開することができる製品である。この流体バネは、実際に、動体要素のバランスを取り、支え、開き、閉じ、動かすことに適している。作用力の軽減、機能の累進的停止、および安全で静かな運行は流体バネの主要な特徴であり、同特徴により流体バネは、各産業領域において使用に適したものとなる。

１ 流体バネ
２ 封入体
３ 内部空間
４ 流路
７ 圧縮装置
９ ガスケット装置
１２ ガイドバンド
１２ａ 内部表面
１２ｂ 外部表面
１４ 固定台座
１８ 係止突起
１９ 凹部

Claims (13)

1. 流体バネ（１）であって、
   内部空間（３）を有する封入体（２）と、
   内部空間（３）に挿入される圧縮可能な流体と、
   封入体（２）に摺動して搭載され、流体に作用するために内部空間（３）の内部に少なくとも部分的に伸張する圧縮装置（７）と、
   内部空間（３）から流体が漏れ出ることを防ぐために、封入体（２）と圧縮装置（７）との間に設定された流体のガスケット装置（９）と、
   圧縮装置（７）の摺動工程を誘導するために、圧縮装置（７）と封入体（２）との間に設定された少なくとも１つのガイドバンド（１２）とを、
   備えていて、
   ガイドバンド（１２）が、圧縮装置（７）に面する内部表面（１２ａ）と封入体（２）に面する外部表面（１２ｂ）との間の０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍの厚み（Ｓ）を有する、
   ことを特徴とする流体バネ。
2. 前記ガイドバンド（１２）が、円形状で、圧縮装置（７）を囲み、封入体（２）または圧縮装置（７）に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の流体バネ。
3. 前記ガイドバンド（１２）が、高い熱伝導特性を有する金属素材で実施される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の流体バネ。
4. 前記ガイドバンド（１２）が、封入体（２）または圧縮装置（７）について相対運動をする摺動表面（１７）を備えて、前記ガイドバンド（１２）が、前記摺動表面（１７）の上で、０．０２ｍｍ〜０．０７ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍであるポリマー素材によって実施される被膜を含む、ことを特徴とする請求項３に記載の流体バネ。
5. 封入体（２）は、内部表面のうち一つ（１０、１１）の上に、各ガイドバンド（１２）の固定台座（１４）を少なくとも一つと、各ガスケット装置（９）の固定台座（１５）を少なくとも一つを有する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流体バネ。
6. 前記ガイドバンド（１２）の固定台座（１４）が、ガイドバンドの厚みを下回る深さを有する、ことを特徴とする請求項５に記載の流体バネ。
7. 前記封入体（２）が、前記内部空間（３）と外部環境との間に流路（４）を備えて、その流路内部に前記圧縮装置（７）が摺動軸受される、ことを特徴とする請求項１から６いずれか一つに記載の流体バネ。
8. 前記圧縮装置（７）がロッド（７ａ）を備えて、そのロッドは前記空間（３）の内部を少なくとも部分的に摺動することが可能で、前記流路（４）の内部を完全に摺動することが可能で、前記圧縮装置（７）の前記ロッド（７ａ）よりも大きな部分を定義する頭部（７ｂ）を備えて、軸摺動運動中に圧縮装置（７）のストローク・エンドを定義する空間（３）内部に挿入され、前記ロッド（７ａ）の端部に設定される前記頭部（７ｂ）を備える、ことを特徴とする請求項７に記載の流体バネ。
9. 前記ガイドバンド（１２）が前記流路（４）の内部壁に連結する、ことを特徴とする請求項７に記載の流体バネ。
10. 前記ガイドバンド（１２）が、前記頭部（７ｂ）の側壁（１３）と前記空間（３）の内壁（１１）の間に設定され；前記ガイドバンド（１２）が前記空間（３）の内壁、または、前記頭部（７ｂ）の側壁に連結している、ことを特徴とする請求項８に記載の流体バネ。
11. 圧縮装置（７）は、前記頭部（７ｂ）の側壁において、各ガイドバンド（１２）の固定台座（１４）を少なくとも一つ有し、前記固定台座が、ガイドバンドの厚さを下回る、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、好ましくは、０．２ｍｍの深さを有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の流体バネ。
12. ガイドバンド（１２）の外部表面（１２ｂ）に結合されて外部表面（１２ｂ）から突出する係止突起（１８）を備え；
    前記封入体（２）の内表面に設けられたガイドバンド（１２）の固定台座（１４）に、使用中にガイドバンド（１２）が移動するのを防ぐために、係止突起（１８）を受け入れる凹部（１９）が設けられている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の流体バネ。
13. ガイドバンド（１２）と係止突起（１８）が一体化されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の流体バネ。

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