JP3504916B2 - ストローク可変のピストン・シリンダ・ユニット - Google Patents

ストローク可変のピストン・シリンダ・ユニット

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンを含むピ
ストンロッドを軸線方向へ可動に設けたシリンダを含む
ストローク可変のピストン・シリンダ・ユニットであっ
て、ピストンロッドを当接装置と作用結合させ、シリン
ダを相手方当接装置と作用結合させ、当接装置および相
手方当接装置の作用点を調節できる形式の前記ピストン
・シリンダ・ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】実際に、ストローク可変のピストン・シ
リンダ・ユニットの用途は多い。基本的に、ピストン・
シリンダ・ユニットの弁構成によってストロークを実現
できる。これに関して、ドイツ特許公開第３３０１５４
４号を挙げる。この構造のピストン・シリンダ・ユニッ
トの場合、ピストンロッドは、所定の停止点まで自動的
に走行し、次いで、第２開口範囲の閉鎖弁を克服して新
しい停止位置を任意に取ることができる。一般に、機能
は、確実に果たされる。この場合、必要な弁装置によっ
て製品価格が高くなるという問題がある。
【０００３】ドイツ特許公開第４０２２１４５号または
ドイツ特許公開第３８２６８６２号に開示されたピスト
ン・シリンダ・ユニットの場合、ストローク調節は、軸
線方向へ多様に位置決めされた当接面を有する当接スリ
ーブを介して実施できる。この場合、ピストンが、スト
ロークを定める所望の当接面に当接するよう、ピストン
ロッドをピストンとともにピストン・シリンダ・ユニッ
トのシリンダに対して回転する。
【０００４】この解決法には、選択可能な設定ストロー
クの数を増加すると、当接面の大きさが、必然的に減少
し、かくして、ピストンと当接面との間の面圧が、材料
固有の限界値を急速に越えることになるという問題があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、スト
ロークの無段調節を達成でき、所望の機能のためにコス
トのかかる弁装置を必要としないピストン・シリンダ・
ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るピストン・
シリンダ・ユニットは、ピストンを含むピストンロッド
を軸線方向へ可動に設けたシリンダを含むストローク可
変のピストン・シリンダ・ユニットであって、ピストン
ロッドを当接装置と結合させ、シリンダを相手方当接装
置と結合させ、前記当接装置および前記相手方当接装置
の作用点を調節できるピストン・シリンダ・ユニットに
おいて、前記当接装置が前記ピストンであり、前記ピス
トンが前記ピストンロッドに対し軸方向へ無段で変位可
能であり、前記ピストンの位置が前記ピストン・シリン
ダ・ユニットの最大ストロークを決定していることを特
徴としている。
【０００７】従って、有利なことには、先行技術に記載
の如き段付当接面を設ける必要はない。当接装置の位置
決めのみから、ピストンロッドのストロークが決定され
る。
【０００８】ストローク調節のできる限り簡単な操作を
考慮して、摺動自在の当接装置（７）とピストンロッド
とシリンダ（５；３）との間に、ネジ結合部（２５）を
設ける。上記当接装置を単に回転することによって、ス
トローク調節を行うことができる。
【０００９】ピストン・シリンダ・ユニットのできる限
り短い軸線方向構造態様を考慮して、ピストンで当接装
置を形成する。
【００１０】気体バネにおいて、１つまたは複数の圧縮
バネの使用によって気体バネのバネ力特性曲線を負荷プ
ロフィルに適合させることは公知である。このため、ピ
ストンロッドは、設定ストロークとは無関係にシリンダ
の圧縮バネと共働する軸線方向へ位置不変の支持手段を
有する。
【００１１】当接装置および相手方当接装置が、相互に
配列されストローク調節のために係合させ得る形状結合
面を有していれば有利である。相手方当接装置および当
接装置は、シリンダ内にある。上記当接装置を外部から
直接に作動する必要のないように、形状結合面は、係合
時、相手方当接装置または当接装置の軸線方向変位運動
を保証するため空転防止機能を果たす。
【００１２】他の実施の形態にもとづき、シリンダは、
ピストンによって分離された２つの作業チャンバをピス
トン位置に依存して連結する少なくとも１つのバイパス
溝を有する。先行技術に比して、本発明に係るストロー
ク運動調節にもとづき、得られる、例えば、一定のスト
ローク長さとは無関係に、常に引出方向のストローク終
端の直前で、バイパス溝の減少する絞り横断面積によっ
て減衰作用を達成できる。
【００１３】ピストン・シリンダ・ユニットの変形例の
場合、ピストンロッドは、可動スリーブに軸線方向へ可
動に結合されたネジフランジと作用結合し、この場合、
可動スリーブは、同じく、当接装置に結合されている。
【００１４】他の有利な実施の形態の場合、ネジフラン
ジは、雄ネジを有し、可動スリーブは、雌ネジを有し、
この場合、雄ネジおよび雌ネジは、ネジ結合部を形成す
る。
【００１５】この場合、ピストンは、ピストンロッドの
ための貫通口を有し、この場合、貫通口の少なくとも部
分長さは、ピストンロッドに関するピストンの半径方向
案内面をなす。
【００１６】更に、案内面とピストンロッドとの間の間
隙は、パッキンによって閉鎖されている。解決法のこの
変形例の大きい利点は、ネジ結合部が、シリンダ内の双
方の作業チャンバの間のランダムな絞り横断面積を形成
することはないという点にある。従って、ピストンロッ
ドの引出速度を狭い範囲に定めることができる。
【００１７】バイパスの代替としてまたはバイパスと組
合せて、ピストン側のディスプレースメント部材をシリ
ンダに対して位置不変に配置された終端ケーシングに導
入することによって、ピストンロッド運動の終端減衰を
実施できる。
【００１８】終端減衰の機能に加えて、終端ケーシング
は、ピストンロッド運動のための相手方当接装置を形成
できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下の図面の説明を参照して、本
発明を詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明に係わる気体バネの構造形
式のピストン・シリンダ・ユニット１の一実施形態を示
すものである。端面を閉じ高圧媒体を充填したシリンダ
３内には、ピストン７を有するピストンロッド５が軸線
方向へ可動に案内されている。ピストン７は、シリンダ
をピストンロッド側作業チャンバ９とピストンロッドか
ら遠い作業チャンバ１１とに分割する。シリンダ３およ
びシリンダ外にあるピストンロッド端は、それぞれ、接
続軸受１３；１５を含む。接続軸受１３は、ピストンロ
ッドに空転しないよう構成されている。シリンダは、接
続軸受１５に対して回転させることができる。シリンダ
の軸線方向へ作用する確保クランプ１９とともにシリン
ダ側の接続頚軸１７が、この回転に役立つ。
【００２１】ピストンロッド５は、部分５ａに、ピスト
ン７の雌ネジ２３とともにネジ結合部２５を形成するネ
ジ山２１を有する。かくして、ピストンロッド上のピス
トンの軸線方向位置は、部分５ａにおいて無段で変位さ
せることができる。ピストンロッド上のピストンの位置
は、更に、気体バネの最大ストロークを決定する。なぜ
ならば、ピストンが、当接装置でもあるからである。最
大設定ストロークは、ネジ山部分５ａおよびネジ結合部
２５の長さ差から計算する。
【００２２】引出方向のピストンのストロークは、相手
方当接装置２７によって限定される。極めて簡単な構造
の場合、上記相手方当接装置は、シリンダの径減少部分
（例えば、条溝）から形成される。もちろん、ピストン
ロッド案内２９のピストン方向へ向く端面または軸線方
向へ確保された別個のディスクを使用することもでき
る。
【００２３】ピストンの軸線方向位置を変位する場合、
ピストンが相手方当接装置に当接するまで、ピストンロ
ッドを引出す。相互に配列された形状結合面３１；３３
−例えば、ピストン上面にパターンを設けることによっ
て構成される−によって、当接装置および相手方当接装
置の係合時、シリンダとピストンとの間に摩擦結合また
は形状結合が生ずる。円周方向へ固定されたピストンロ
ッドに対してピストンを回転すると、ピストンは、シリ
ンダによってピストンロッドのネジ山部分に沿って軸線
方向へ無段で摺動される。軸線方向の摺動のために、形
状結合面は、必ずしも必要な訳ではないが、ピストンの
変位が容易化される。
【００２４】所望のバネ力特性曲線を得るため、シリン
ダ内部には、ピストンロッドから遠い作業チャンバに、
圧縮バネ３５を設けることを選択できる。車両の弁の駆
動補助手段として気体バネを使用する場合、圧縮バネが
作用するストローク範囲は、設定した最大ストロークと
は無関係でなければならない。この要求が満足されるよ
う、ピストンロッドは、軸線方向へ位置不変の支持手段
３７を有する。この場合、ディスクを使用する。しかし
ながら、ピストンロッドの端面に直接にバネを支持する
ことも考えられる。
【００２５】図２は、図１に示す実施の形態の変形例を
示すものである。この変形例の場合、雌ネジを備えた可
動スリーブ４５とピストンロッド５に位置不変に結合さ
れ雄ネジを備えたネジフランジ４７との間の軸線方向の
ピストン変位のためにネジ結合部２５が形成されてい
る。可動スリーブは、同じく、ピストンに固定されてお
り、ピストンから出発して、ピストンロッドから遠い方
の作業チャンバ１１内に軸線方向へ延びる。
【００２６】ピストンは、ピストンロッドのための円筒
形案内面４９を有する。ピストンの上記案内面は、ピス
トンロッドに対して半径方向へ調心され、ピストンロッ
ドに対するピストンの軸線方向摺動を実現できる。ピス
トンロッドのためにピストンに設けた中心貫通口とピス
トンロッドとの間のパッキン５１は、ピストンロッドの
運動時にシリンダ内の高圧媒体に絞り作用を及ぼすこと
になる不特定の大きさの間隙が案内面とピストンロッド
との間に生ずるのを阻止する。
【００２７】可動スリーブによって、ピストン７とピス
トンロッド案内２９との間の間隔を変更できる。この場
合、上記間隔は、最大ストロークに対応する。上記変更
には、シリンダ３の位置不変の形状結合面３３またはシ
リンダに対して位置不変の他の構成部材が役立つ。
【００２８】ピストンを形状結合面３３の方向へ移動
し、ピストンの面３１を上記形状結合面に係合させる。
シリンダをピストンロッドの円周方向へ回転すると、ネ
ジフランジ４７が、円周方向へ固定された可動スリーブ
４５内を軸線方向へ駆動される。ピストン・シリンダ・
ユニットの所望の最大ストロークに達した場合、シリン
ダの回転運動を停止する。位置不変の構成部材（例え
ば、車体）と可動の構成部材（例えば、車のフード）と
の間にピストン・シリンダ・ユニットを設けた場合も、
変位を行うことができる。なぜならば、シリンダ３の接
続頚軸１７が、接続機構１５内で円周方向へ可動である
からである。
【００２９】ピストンロッドの最大ストロークを変更す
るための最大変位ストロークは、可動スリーブ４５のネ
ジ部分長さから可動スリーブ４５のネジフランジ４７の
最小係合長さを差引いた数値に対応する。
【００３０】この変形例の場合も、バイパス３９の出口
４１に対するピストンの位置は、設定したストロークと
は無関係に不変に保持される。双方の実施の形態におい
て出口４１およびこの出口に接続され双方の作業チャン
バの間の高圧媒体交換を決定する狭小化する絞り横断面
積によって形成される終端減衰は、例えば、終端ケーシ
ング５３を作業チャンバ９内のピストンロッドのストロ
ーク終端に設けることによって達成することもできる。
ピストンに対して位置不変に設けたディスプレースメン
ト部材５５は、終端ケーシング内に入る。ディスプレー
スメント部材の外径と終端ケーシングの内径の間の半径
方向間隙は、同じく、ピストンロッド運動の減衰された
終端ストッパとして役立つ絞り装置をなす。
【００３１】更に、終端ケーシング５３で相手方当接装
置２７を形成し、同時に、形状結合面３３を提供でき
る。
【００３２】図２の他の実施の形態の場合も、もちろ
ん、圧縮バネ３５を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はピストン・シリンダ・ユニットの断面図
である。
【図２】図２は可動スリーブを有するピストン・シリン
ダ・ユニットの断面図である。
【符号の説明】
１ ピストン・シリンダ・ユニット ３ シリンダ ５ ピストンロッド ７ ピストン（当接装置） ２７ 相手方当接装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−107918（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194201（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−82807（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−53652（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−75328（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−4007（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許出願公開4022145（ＤＥ, Ａ１) 米国特許3815480（ＵＳ，Ａ) 実用新案登録3056080（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 9/32 F16J 1/00

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストンを含むピストンロッドを軸線方
    向へ可動に設けたシリンダを含むストローク可変のピス
    トン・シリンダ・ユニットであって、ピストンロッドを
    当接装置と結合させ、シリンダを相手方当接装置と結合
    させ、前記当接装置および前記相手方当接装置の作用点
    を調節できるピストン・シリンダ・ユニットにおいて、
    前記当接装置が前記ピストンであり、前記ピストンが前
    記ピストンロッドに対し軸方向へ無段で変位可能であ
    り、前記ピストンの位置が前記ピストン・シリンダ・ユ
    ニットの最大ストローク決定していることを特徴とする
    ピストン・シリンダ・ユニット。
  2. 【請求項２】 摺動自在の当接装置（７）とピストンロ
    ッドとシリンダ（５；３）との間に、ネジ結合部（２
    ５）が存在することを特徴とする請求項１記載のピスト
    ン・シリンダ・ユニット。
  3. 【請求項３】 ピストンロッド（５）が、設定ストロー
    クとは無関係にシリンダ（３）の圧縮バネ（３５）と共
    働する軸線方向へ位置不変の支持手段（３７）を有する
    ことを特徴とする請求項１記載のピストン・シリンダ・
    ユニット。
  4. 【請求項４】 当接装置（７）および相手方当接装置
    （２７）が、ストローク調節のために係合させ得る形状
    結合面（３１；３３）を有することを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか１項に記載のピストン・シリンダ・ユ
    ニット。
  5. 【請求項５】 シリンダが、ピストンによって分離され
    た２つの作業チャンバ（９；１１）をピストン位置に依
    存して連結する少なくとも１つのバイパス溝（３９）を
    有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
    記載のピストン・シリンダ・ユニット。
  6. 【請求項６】 ピストンロッド（５）が、可動スリーブ
    （４５）に軸線方向へ可動に結合されたネジフランジ
    （４７）と結合すると共に前記可動スリーブ（４５）が
    当接装置（７）に結合されていることを特徴とする請求
    項１記載のピストン・シリンダ・ユニット。
  7. 【請求項７】 ネジフランジ（４７）が、雄ネジを有
    し、可動スリーブ（４５）が、雌ネジを有しており、前
    記雄ネジおよび雌ネジが、ネジ結合部（２５）を形成す
    ることを特徴とする請求項６記載のピストン・シリンダ
    ・ユニット。
  8. 【請求項８】 ピストン（７）が、ピストンロッド
    （５）のための貫通口を有しており、前記貫通口の少な
    くとも部分長さが、ピストンロッドに関するピストンの
    半径方向案内面（４９）をなすことを特徴とする請求項
    ７記載のピストン・シリンダ・ユニット。
  9. 【請求項９】 案内面（４９）とピストンロッド（５）
    との間の間隙が、パッキン（５１）によって閉鎖されて
    いることを特徴とする請求項８記載のピストン・シリン
    ダ・ユニット。
  10. 【請求項１０】 ピストン側のディスプレースメント部
    材（５５）をシリンダ（３）に対して位置不変に配置さ
    れた終端ケーシング（５３）に導入することによって、
    ピストンロッド運動の終端減衰が行われることを特徴と
    する請求項１〜９のいずれか１項に記載のピストン・シ
    リンダ・ユニット。
  11. 【請求項１１】 終端ケーシング（５３）が、ピストン
    ロッド運動のための相手方当接装置（２７）を形成する
    ことを特徴とする請求項１０記載のピストン・シリンダ
    ・ユニット。
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